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廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 831007 產(chǎn)品名稱 撥叉 零件名稱 撥叉 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 160mm×73mm×40.5mm 毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 鑄造 保證毛坯160mm×73mm×40.5mm 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 粗銑 粗加工零件下端面 X6140臥式銑床 高速鋼端銑刀、游標(biāo)卡尺 4 粗銑 以下端面為基準(zhǔn)，銑Ф40上端面， X6140臥式銑床 高速鋼銑刀，游標(biāo)卡尺、專用夾具 5 鉆通孔 以上端面為基準(zhǔn)， 鉆Ф22孔. 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆、游標(biāo)卡尺 6 精銑 以Ф22孔為精基準(zhǔn)，精加工零件上端面，保證其尺寸要求及粗糙度，與Ф22的垂直度為0.05 X6140臥式銑床 高速鋼銑刀，游標(biāo)卡尺、專用夾具 7 擴(kuò)\鉸孔 以零件上端面為精基準(zhǔn)擴(kuò)孔、鉸至Ф22+0.021 0保證孔的粗糙度 搖臂鉆床Z3025B 高速鋼麻花鉆，高速鋼擴(kuò)刀，硬質(zhì)合金鋼鉸刀，游標(biāo)卡尺，塞規(guī)，專用夾具 8 粗\半精鏜 以零件上端面為精基準(zhǔn)，鏜Ф55+0.5 0，保證其尺寸和粗糙度，與Ф22孔的垂直度為0.07 臥式鏜床 T616 高速鋼鏜刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 9 粗銑 粗加工中間孔上下端面，直徑至Ф71 X6140臥式銑床 高速鋼端銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 10 精銑 精銑中間孔上下端面，直徑至Ф73圖樣尺寸保證其間距為20-0.07 -0.210 X6140臥式銑床 高速鋼端銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 11 鉆孔 以零件上端面為精基準(zhǔn)，鉆孔至φ7.5，擴(kuò)孔、鉸孔至φ8確保孔內(nèi)粗糙度為1.6 立式鉆床Z525 高速鋼麻花鉆頭、專用夾具、高速鋼鉸刀 12 鉆孔\攻絲 以φ22孔為精基準(zhǔn)，鉆φ6.8孔，以φ40上端面為精基準(zhǔn)，攻M8螺紋 立式鉆床Z525 高速鋼麻花鉆鉆頭、高速鋼絲錐、專用夾具 13 銑斷 以φ22孔為精基準(zhǔn)，將兩件兩件銑斷，銑斷量為圖樣尺寸，使其粗糙度為6.3 x61 錯(cuò)齒三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 14 去毛刺 去毛刺 15 終檢 質(zhì)檢，入庫 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 2 任務(wù)書 題目： “CA6140車床撥叉（831007型號）”零件的機(jī)械加工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)（年產(chǎn)量為5000件） 內(nèi)容： 1. 零件圖 1張 2. 毛坯圖 1張 3. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 4張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張 5. 零件夾具體圖 1張 6．課程設(shè)計(jì)說明書 1份 班 級 學(xué) 生 指 導(dǎo) 老 師 教研室主 任 21 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教 目錄 序言 1 目錄 2 一、零 件 的 分 析 3 （一）零件的作用 3 （二）零件的工藝分析 3 二、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 4 （一）確定毛坯的制造形式 4 （二）基面的選擇 4 （三） 制定工藝路線 5 （四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 （五）確定切削用量及基本工時(shí) 9 三、 夾具設(shè)計(jì) 18 (一)問題的提出 18 (二)夾具設(shè)計(jì) 18 參考文獻(xiàn): 20 一、零 件 的 分 析 （一）零件的作用 題目所給的零件是車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ55mm半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。 （二）零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求 需要加工的表面： 1.小孔的上端面、大孔的上端面； 2.小頭孔mm以及與此孔相通的mm的錐孔、螺紋孔； 3.大頭半圓孔mm； 位置要求： 小頭孔上端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.05mm、大孔的上下端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm。 由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 二、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200?？紤]到零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為4000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個(gè)，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 （二）基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1） 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。這樣就可以達(dá)到限制五個(gè)自由度，再加上垂直的一個(gè)機(jī)械加緊，就可以達(dá)到完全定位。 （2） 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔內(nèi)圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門的計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。再生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1. 工藝路線方案一 工序Ⅰ 粗加工零件下端面。 工序Ⅱ 精銑Ф40mm孔的兩頭的端面，Ф73mm孔的上下端面。 工序Ⅲ 粗鏜、半精鏜、精鏜Ф55mm孔至圖樣尺寸。 工序Ⅳ 鉆、擴(kuò)、鉸兩端Ф22mm孔至圖樣尺寸。 工序Ⅴ 鉆M8的螺紋孔，鉆Ф8的錐銷孔鉆到一半，攻M8的螺紋。 工序Ⅵ 銑斷保證圖樣尺寸。 工序Ⅶ 去毛刺，檢查。 2.工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗銑Ф40mm孔的兩頭的端面。 工序Ⅱ 鉆、鉸兩端Ф22mm孔之圖樣尺寸。 工序Ⅲ 粗銑中間孔上端面至Ф25mm，周徑至Ф71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至Ф73mm；精銑中間孔下端面至周徑至Ф73mm； 工序Ⅳ 粗鏜、半精鏜、精鏜Ф55mm孔至圖樣尺寸。 工序Ⅴ 鉆Ф8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。 工序Ⅵ 銑斷保證圖樣尺寸 工序Ⅶ 去毛刺，檢查。 3. 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工完與Ф22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完Ф22mm的孔，再以孔的中心軸線來定位加工完與之有垂直度要求的三個(gè)面。方案一的裝夾次數(shù)少，但在加工Ф22mm的時(shí)候最多只能保證一個(gè)面定位面與之的垂直度要求。其他兩個(gè)面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三個(gè)面時(shí)都是用Ф22mm孔的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與三個(gè)面的位置度要求。這樣也體現(xiàn)了基準(zhǔn)重合的原則。很是審美！其他的工序尤為平常簡單無需再議。這樣一比較最終的工藝方案為： 工序Ⅰ 粗銑Ф40mm孔的兩頭的端面。 工序Ⅱ 鉆、鉸兩端Ф22mm孔之圖樣尺寸。 工序Ⅲ 粗銑中間孔上端面至Ф25mm，周徑至Ф71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至Ф73mm；精銑中間孔下端面至周徑至Ф73mm； 工序Ⅳ 粗鏜、半精鏜、精鏜Ф55mm孔至圖樣尺寸。 工序Ⅴ 鉆Ф8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8mm的螺紋孔，攻M8mm的螺紋。 工序Ⅵ 銑斷保證圖樣尺寸 工序Ⅶ 去毛刺，檢查。 以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。 （四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA6140車床撥叉”零件材料為HT200，毛坯重量約為1.6㎏,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.外圓表面（Ф40mm） 考慮到此表面為非加工表面，其精度為鑄造精度CT9即可。又因它們是對稱的兩個(gè)零件最后還需銑斷，故對Ф40mm的中心軸線的尺寸偏差為120±1.25的范圍內(nèi)。 2. 兩小孔 毛坯為實(shí)心，兩內(nèi)孔精度要求界于IT7~IT8之間，參照《切屑加工簡明實(shí)用手冊》表8-21確定工序尺寸及余量： 鉆孔：Ф21.8mm 2Z=21.8mm 鉸孔：mm 2Z=0.2mm 3.中間孔（Ф55mm及Ф73mm） 中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表1-13得：孔的鑄造毛坯為Ф49. Ф73的孔是在Ф55孔的基礎(chǔ)之上銑削加工得到，其軸向尺寸上下表面距離為30mm，由于其對軸向的尺寸要求不高，直接鑄造得到。參照《切屑加工簡明實(shí)用手冊》表8-95確定Ф73mm工序尺寸及余量： 粗銑：Ф71mm Z=4mm 精銑：Ф73mm Z=1mm 參照《切屑加工簡明實(shí)用手冊》表8-95確定Ф55mm工序尺寸及余量： 粗 鏜：Ф53mm 2Z=4mm 半精鏜：Ф54mm 精 鏜：Ф55mm 4.螺紋孔及銷孔 無可非議此銷尺寸鑄造為實(shí)體。 參照《切屑加工簡明實(shí)用手冊》表8-70確定鉆Ф8螺紋孔和Ф8圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。 5.銑斷 （五）確定切削用量及基本工時(shí) 工序Ⅰ 粗銑Ф40mm孔的上端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：粗銑兩頭端面至51mm、粗銑大孔端面至30mm。 機(jī)床：X52K立式銑床參數(shù)。 刀具：涂層硬質(zhì)合金盤銑刀Ф45mm，選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2.計(jì)算切削用量 1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=2mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）計(jì)算切削速度 按《簡明手冊》 V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)X52K立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=3.14×80×475/1000=1.06m/s,實(shí)際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=475/ 300×10)=0.16mm/z。 3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.5kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。 4）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=9.4s。 工序Ⅱ 鉆、鉸兩端Ф22mm孔之圖樣尺寸。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：鉆孔至Ф21.8mm，精鉸至Ф22mm，保證孔壁粗糙度Ra=1.6μm。 機(jī)床：Z512臺式鉆床。 刀具：YG8硬質(zhì)合金麻花鉆Ф21.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝12°、二重刃長度=2.5mm、橫刀長b=1.5mm、寬l=3mm、棱帶長度 、° °、°。YG8硬質(zhì)合金鉸刀Ф22mm。 2.計(jì)算切削用量 1）查《切削用量簡明手冊》 。 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇， 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 。 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.5～０.８mm，壽命． 3）切削速度 查《切削用量簡明手冊》 修正系數(shù) 故。 查《簡明手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為。 故實(shí)際的切削速度。 3. 計(jì)算基本工時(shí) 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 鉆和精鉸的切削用量如下： 鉆孔： 。 精鉸： 。 工序Ⅲ 粗銑中間孔上端面至Ф25mm，周徑至Ф71mm；粗銑中 間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至Ф73mm；精銑中間孔下端面至周徑至Ф73mm。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：粗銑中間孔上端面至Ф25mm，周徑至Ф71mm；粗銑 中間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；保證粗糙度Ra=3.2μm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至Ф73mm；精銑中間孔下端面至保證20mm,周徑至Ф73mm，保證端面粗糙度Ra=3.2μm，保證孔壁粗糙度Ra=6.3μm。 機(jī)床：X63臥式銑床。 刀具：涂層硬質(zhì)合金盤銑刀Ф45mm，選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2.計(jì)算切削用量 1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=4mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）計(jì)算切削速度 按《簡明手冊》 V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s 據(jù)X52K立式銑床參數(shù)，選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=3.14×80×750/1000=1.78m/s,實(shí)際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=750/(300×10)=0.25mm/z。 3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=2kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。 4）計(jì)算基本工時(shí) 粗銑中間孔上端面至Ф25 mm，周徑至Ф71mm；tm1=L/ Vf=13s 粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；tm2=L/ Vf=13s 精銑小孔上端面至50mm，tm3=L/ Vf=8s； 精銑中間孔上端面至周徑至Ф73mm，tm4= L/ Vf=10s； 精銑中間孔下端面至周徑至Ф73mm，tm5= L/ Vf=10s。 工序Ⅳ 粗鏜、半精鏜、精鏜Ф55mm孔至圖樣尺寸。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：粗鏜中間孔至Ф53mm、半精鏜中間孔至Ф54mm、精鏜中間孔至Ф55mm。 機(jī)床：T616臥式鏜床。 刀具：YG8硬質(zhì)合金鏜刀。 2.計(jì)算切削用量 單邊余量 分三次切除，則 第一次。根據(jù)《簡明手冊》4.2-20查得，取 。根據(jù)《簡明手冊》4.2-21查得，取：。 3.計(jì)算切削基本工時(shí)： 同理，當(dāng)?shù)诙?，第三次時(shí)，進(jìn)給量和，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速都取64r/min，切削基本工時(shí)分別為100s和80s。 工序Ⅴ 鉆Ф8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：先鉆Ф8mm的錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進(jìn)去，把兩者配做加工，為的使保證孔與軸的同軸度，同時(shí)在尺寸上保證距上端面10mm；再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。 機(jī)床：組合機(jī)床。 刀具：Ф8mm麻花鉆、Ф7.5mm麻花鉆、Ф8mm的絲錐。 2.計(jì)算切削用量 （1）鉆Ф8mm的錐銷孔 根據(jù)《切削手冊》查得，進(jìn)給量為0.18～0.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則： 查《簡明手冊》表4.2-15，取。所以實(shí)際切削速度為： 計(jì)算切削基本工時(shí)： （2）鉆M8的螺紋孔 刀具：Ф7.5mm麻花鉆。 根據(jù)《切削手冊》查得，進(jìn)給量為0.18～0.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則： 查《簡明手冊》表4.2-15，取。所以實(shí)際切削速度為： 計(jì)算切削基本工時(shí)： （3）攻M8x1mm的螺紋 刀具：絲錐M6，P=1mm 切削用量選為：，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機(jī)床使用說明書選?。?，則 ；機(jī)動時(shí)，，計(jì)算切削基本工時(shí)： 工序Ⅵ 銑斷保證圖樣尺寸 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：銑斷后保證兩邊對稱相等。 刀具：YG硬質(zhì)合金圓盤銑刀，厚度為4mm。 機(jī)床：組合機(jī)床。 2.計(jì)算切削用量 查《切削手冊》，選擇進(jìn)給量為：,切削速度為：，則： 根據(jù)《簡明手冊》表4.2-39，取，故實(shí)際切削速度為： 查《切削手冊》表4.2-40，剛好有。 計(jì)算切削基本工時(shí)： 工序Ⅶ 去毛刺，檢查。 三、夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序鉆M8螺紋孔。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第12道工序——鉆、攻M8螺紋孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z535立式鉆床。刀具為Φ7.5mm 麻花鉆、高速鋼絲錐，對工件的M8x1mm的螺紋孔進(jìn)行加工。 （一）問題的提出 本夾具主要用來鉆、攻M8螺紋孔，這有一定的技術(shù)要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。 （二）定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特性，結(jié)合工件加工精度要求和便于裝夾的原則等因素，由于該零件的加工是鉆2-Φ8孔并以Φ22表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設(shè)計(jì)采用的定位機(jī)構(gòu)為圓柱銷與大平面相結(jié)合。 2）定位元件及裝置的設(shè)計(jì)： 定位元件采用一面兩孔定位機(jī)構(gòu) （三）夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 夾緊方案的確定 由于是大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)量，本夾具采用手動夾緊，方便拆卸工件。 夾緊力大小的分析計(jì)算： 2.鉆削力計(jì)算： 由文獻(xiàn)4表3.73查得切削力公式其中 在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)， 安全系數(shù) 其中，為基本安全系數(shù)1.2； 為加工性質(zhì)系數(shù)為1.3； 為刀具鈍化系數(shù)為1.2； 為斷續(xù)切削系數(shù)為1.3。 =1 所以，K=2.4 計(jì)算得Q=860N 得所需的夾緊力最小為860N. 3.定位誤差的計(jì)算 a、定位誤差，此項(xiàng)主要是定位孔Φ30H7與Φ30r6的間隙產(chǎn)生，最大間隙為-0.028mm. b、鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標(biāo)注尺寸為15.3±0.015mm,誤差為0.03mm. c、鉆套與襯套的配合間隙，有ΦH7/h6可知最大間隙為0.024mm. d、鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差，對于標(biāo)準(zhǔn)鉆套，精度較高，此項(xiàng)可以忽略 e、鉆頭與鉆套間隙會引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差e，由下式求出： e=（H/2+h+b）△max/H e---刀具引偏量（mm） H---鉆套導(dǎo)向高度（mm） h---鉆套下端面與工件間的空間高度（mm） △max---刀具與鉆套的最大間隙 刀具與鉆套的配合為ΦH7/r6,可知△max=0.028mm，將H=36mm,h=20,B=30mm代入，可求得e=0.05mm. 由于上述各項(xiàng)都是按最大誤差計(jì)算，實(shí)際上各項(xiàng)也不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值，各誤差方向也很可能不一致，其最大誤差可按概率法求和： △∑＝√(0.028^2+0.03^2+0.024^2+0.05^2)=0.024mm 該項(xiàng)誤差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。 （四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 （1）定位機(jī)構(gòu)。在夾具設(shè)計(jì)中，定位不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問題。 根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機(jī)床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。 設(shè)計(jì)夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無論是工藝基準(zhǔn)還是定位基準(zhǔn)，均符合六點(diǎn)定位原理。 由于該零件的加工是鉆2-Φ8孔并以Φ22表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設(shè)計(jì)采用的定位機(jī)構(gòu)為圓柱銷與大平面相結(jié)合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動，限制兩個(gè)自由度；長圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的移動和轉(zhuǎn)動，限制四個(gè)自由度、兩個(gè)短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X，Y的轉(zhuǎn)動及Z方向的移動。裝夾工件時(shí)，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設(shè)計(jì)的定位選用的是短銷與平面相結(jié)合，分別限制工件的X、Y方向的移動及轉(zhuǎn)動自由度以及Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、夾具可靠，自鎖性好，夾緊動作慢，效率低。 （2）夾緊機(jī)構(gòu)。采用螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)來對被加工工件進(jìn)行夾緊。螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：a、結(jié)構(gòu)簡單，制造夾緊可靠施力范圍大；b、自鎖性能好，操作簡單；c、擴(kuò)力比80以上，行程S不受限制；d、夾緊工作慢，效率低。 （3）導(dǎo)向裝置的選擇。導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，鉆床夾具中鉆頭的導(dǎo)向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種。這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇。綜上分析，本次設(shè)計(jì)采用固定導(dǎo)向套加工工件，來提高其工作的連續(xù)性和其工作效率。選擇導(dǎo)向裝置:導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均勻標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇。用于鉆床零件加工的是可換鉆套裝置。換鉆套時(shí)，只需將鉆套逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，當(dāng)缺口轉(zhuǎn)到螺釘位置時(shí)即可取出，換套方便迅速。鉆夾具中的鉆套，除要求它引導(dǎo)鉆頭，鉆出正確的孔外，還要求它能在裝卸時(shí)快而準(zhǔn)確。一般在工廠中使用較多的是可換鉆套，雖然這種鉆套具有可換的優(yōu)點(diǎn)，但在制造上較復(fù)雜，由于采用螺釘來夾緊，所以占面大，而又增加制造步驟。 （4）機(jī)床夾具的總體形式。a、確定夾具體，夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時(shí)，但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機(jī)床工作臺上固定。夾具體一般是設(shè)計(jì)成平板式，保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)和聯(lián)合體，并于機(jī)床可靠聯(lián)結(jié)。B、確定聯(lián)接體：聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體連接的工件，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應(yīng)的位置上在用一個(gè)聯(lián)接體來支承鉆套板，同樣用內(nèi)六角螺栓定位。 參考文獻(xiàn): 趙家奇編,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2版.-機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10. 李云主編,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊.-- 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8 孟少農(nóng)主編,機(jī)械加工工藝手冊.---2---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 CA6140 零件圖號 2 產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 撥叉831007 共 8 頁 第5 頁 車間 工序號 工序名 材料牌 1 5 鉆、鉸 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鐵 160×73×40 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 立式鉆床 Z535 5 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 煤油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 2 游標(biāo)卡尺 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 基本工時(shí) 輔助 1 以孔φ40為精基準(zhǔn)，鉆孔至φ7 高速鋼麻花鉆頭、專用夾具 600 0.38 0.31 1.5 1 1.2s 底圖號 裝訂號 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 1