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設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
1. 課程設(shè)計(jì)題目：變速器換擋叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程裝備設(shè)計(jì)
鉆Φ5H14孔專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
2. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批生產(chǎn)
3.設(shè)計(jì)要求：
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(5000～8000字) 1份
五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)是學(xué)完了《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》和《金屬切削機(jī)床和刀具》等主要專(zhuān)業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能去分析和解實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的一個(gè)綜合訓(xùn)練。
撥叉的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器的性能和使用壽命。本次設(shè)計(jì)旨在提高變速撥叉的加工效率，由此我們首先對(duì)撥叉的結(jié)構(gòu)特征和工藝進(jìn)行了仔細(xì)的分析，然后確定了一套合理的加工方案，加工方案要求簡(jiǎn)單，操作方便，并能保證零件的加工質(zhì)量。在制定加工工藝規(guī)程的順序如下：
1、分析零件；
2、選擇毛坯；
3、設(shè)計(jì)工藝規(guī)程：包括制定工藝路線(xiàn)，選擇基準(zhǔn)面等；
4、工序設(shè)計(jì)：包括選擇機(jī)床，確定加工余量，工序尺寸毛坯尺寸，確定切削用量及計(jì)算基本工時(shí)等；
5、編制工藝文件。
此外，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，以滿(mǎn)足加工過(guò)程的需要。
關(guān)鍵詞：撥叉; 工藝規(guī)程; 夾具設(shè)計(jì)
Abstract
"For Manufacturing Technology foundation" of course design is finished, "Machinery Manufacturing Technology," "Machine fixture design" and "metal-cutting machine tools and tool", and other major specialized courses and internships for the production after a practice session, is by application The basis of theoretical knowledge, professional knowledge and skills of reconciliation to the actual production of a comprehensive training.
Dials the fork processing quality directly will affect the machine the performance and the service life. This design is for the purpose of enhancing the Dials the fork the processing efficiency, first has carried on the careful analysis from this us to the Dials the fork structure characteristic and the craft, then had determined set of reasonable processings plans, the processing plan request are simple, the ease of operation, and can guarantee the components the processing quality. In formulation processing technological process order as follows:
1 analysis the components;
2 choices semifinished materials;
3 designs technological process: Including division Craft route, preferred orientation datum and so on;
4 working procedures designs: Including chooses the engine bed, the determination processing remainder, the computation working procedure size and its the Semifinished materials size, the determination cutting specifications and the computation man-hour and so on;
5 establishments technological document.
In addition, in order to enhance the labor productivity, reduces the labor intensity, guaranteed the processing quality, must design the unit clamp, this design chose the six working procedure to The mill breaks Catarmaran Special-purpose jig design, by satisfied the processing process the need.
Key words: Dials the fork; technological process; jig desin。
目 錄
1.零件加工工藝設(shè)計(jì) 1
1.1零件工藝性審查 1
1.1.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1
1.1.2主要技術(shù)要求 1
1.1.3加工表面及其要求 1
1.1.4零件材料 2
1.2毛坯的選擇 2
1.2.1確定毛坯的類(lèi)型及制造方法 2
1.2.2確定毛坯的形狀，尺寸和公差 2
1.2.3確定毛坯的技術(shù)要求 3
1.2.4繪制毛坯圖 3
1.3基準(zhǔn)選擇 3
1.4擬定機(jī)械加工工藝路線(xiàn) 3
1.4.1確定個(gè)加工表面的加工方法及加工路線(xiàn) 3
1.4.2擬定加工工藝路線(xiàn) 4
1.5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸和公差 5
1.6選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備 6
1.7確定切削用量及基本工時(shí) 6
1.7.1工序1車(chē)撥叉頭端面， 鉆-鏜-鉸Φ15H8孔，孔口倒角 6
1.7.2工序2 粗銑撥叉腳兩端面 9
1.7.3工序4 撥叉腳內(nèi)側(cè)面 10
1.7.4工序5 銑操縱槽 11
1.7.5工序6 鉆Φ5H14孔 12
1.7.6工序8 磨撥叉腳端面 12
1.8填寫(xiě)工藝卡片 13
2夾具的設(shè)計(jì) 13
2.1問(wèn)題的提出 13
2.2夾具設(shè)計(jì) 14
2.2.1定位方案和定位元件的選擇、設(shè)計(jì) 14
2.2.2導(dǎo)向方案及導(dǎo)向元件的選擇和設(shè)計(jì) 16
2.2.3夾緊裝置的設(shè)計(jì) 17
2.2.4設(shè)計(jì)夾具體、繪制夾具草圖 17
2.3繪制夾具裝配圖 17
2.4繪制夾具體零件圖 17
小 結(jié) 18
參 考 文 獻(xiàn) 19
1.零件加工工藝設(shè)計(jì)
1.1零件工藝性審查
1.1.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
變速器換擋叉零件圖如附圖1所示。該零件是拖拉機(jī)變速箱變速齒輪操作撥叉。撥叉頭以Φ15H8孔套在軸上，并用銷(xiāo)釘經(jīng)Φ5H14孔與軸聯(lián)結(jié)，撥叉腳夾在雙聯(lián)交換齒輪的槽中，變速操縱機(jī)構(gòu)通過(guò)撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與軸一起在變速箱中滑動(dòng)，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)交換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)的變速。
零件的主要工作面是操縱槽撥叉腳兩端面，主要配合為Φ15H8、Φ5H14和撥叉腳內(nèi)側(cè)面。零件的形狀比較特殊，屬特形零件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。由于撥叉在工作時(shí)承受一定的力，因此要有足夠的強(qiáng)度，韌性和剛度。
1.1.2主要技術(shù)要求
零件圖上的主要技術(shù)要求為:撥叉腳表面淬火回火后硬度不小于50HRC。去毛刺，銳棱。
1.1.3加工表面及其要求
①Φ15H8孔：孔徑Φ15+0.0270 mm, 兩端面倒角1mm X 450, 表面粗糙度Ra3.2μm。
②撥叉頭端面：保證尺寸30，表面粗糙度為Ra12.5μm。
③操縱槽：寬度為13+0.20mm，深度為12mm,對(duì)稱(chēng)面與撥頭端面的距離為12mm，兩側(cè)面及底面的表面粗糙度為Ra12.5μm。
④撥叉腳端面：厚度尺寸為7-0.15-0.25mm,表面粗糙度為Ra6.3μm，對(duì)孔軸線(xiàn)的垂直度為0.1mm，外端面與操縱槽對(duì)稱(chēng)面的距離為31mm。
⑤撥叉腳內(nèi)側(cè)面：寬度尺寸為50H12（+0.250）mm，其對(duì)稱(chēng)面與撥叉頭對(duì)稱(chēng)面間的夾角為200 11’， 表面粗糙度為Ra12.5μm。
⑥Φ5H14孔:孔徑Φ5H14 mm，表面粗糙度為Ra12.5μm，孔軸線(xiàn)對(duì)孔Φ15H8軸線(xiàn)的位置度誤差不超過(guò)0.2mm。
1.1.4零件材料
零件材料為ZG310-570(GB11352-89),是中碳鋼，其強(qiáng)度與球鐵接近，但其沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度卻比球鐵高得多，其鑄造工藝性介于低碳鋼和剛碳鋼之間，可以進(jìn)行熱處理，以獲得所需要的機(jī)械性能。
1.2毛坯的選擇
1.2.1確定毛坯的類(lèi)型及制造方法
由于零件的材料為ZG310-570，零件形狀不規(guī)則，所有因選用鑄造毛坯。
1.2.2確定毛坯的形狀，尺寸和公差
毛坯的形狀及尺寸如附圖2所示。選擇過(guò)零件最高且平行于叉腳對(duì)稱(chēng)面的平面（撥叉腳對(duì)稱(chēng)面偏右1.7mm）作分型面。鑄件采用帶型芯的分模造型，多件同時(shí)澆注，鋼水經(jīng)兩撥叉腳位置經(jīng)橫澆口流入。
由于該零件屬于特形零件，且利用加工表面進(jìn)行定位的情形比較多，零件圖上列出精鑄，所以確定尺寸公差等級(jí)為GB6414-86的CT-9，機(jī)械加工余量等級(jí)為AM-H。
1.2.3確定毛坯的技術(shù)要求
①鑄件無(wú)明顯的鑄造缺陷；
②未鑄圓角R3-5;
③拔模斜度30度；
④機(jī)械加工前正火，消除內(nèi)應(yīng)力。
1.2.4繪制毛坯圖
根據(jù)附圖1所示的零件結(jié)構(gòu)形狀，在各加工表面加上加工余量，繪制毛坯圖如附圖2所示。
1.3基準(zhǔn)選擇
由于附圖1所示的撥叉零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以Φ15H8孔及其端面加工好，為后續(xù)工序做好準(zhǔn)備。根據(jù)粗，精基準(zhǔn)選擇的原則，確定各個(gè)加工表面的基準(zhǔn)如下：
①13Φ15H8孔及其端面：撥叉頭的外輪廓及端面（粗基準(zhǔn)）。
②撥叉腳端面（粗加工）：Φ15H8孔及其端面。
③撥叉腳端面（精加工）：Φ15H8孔及其撥叉腳端面。
④撥叉腳內(nèi)側(cè)面：Φ15H8孔、撥叉腳端面及撥叉腳外側(cè)面。
⑤操縱槽：Φ15H8孔及其端面、撥叉腳內(nèi)側(cè)面。
⑥Φ5H14孔：Φ15H8孔、操縱槽、撥叉腳內(nèi)側(cè)面。
1.4擬定機(jī)械加工工藝路線(xiàn)
1.4.1確定個(gè)加工表面的加工方法及加工路線(xiàn)
該撥叉的加工表面為：Φ15H8孔及端面，撥叉腳的兩內(nèi)側(cè)面，操縱槽，Φ5H14孔。
根據(jù)各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求，Φ15H8孔的加工路線(xiàn)為鉆-鏜-鉸；端面的加工方法為車(chē)；撥叉腳端面的加工方法為粗銑-磨；撥叉腳內(nèi)側(cè)面的加工方法為銑削；操縱槽的加工方法為銑削；Φ5H14孔的加工方法為鉆削。
1.4.2擬定加工工藝路線(xiàn)
①工藝路線(xiàn)方案一
工序1 車(chē)撥叉頭端面，鉆-鏜-鉸Φ15H8孔，孔口倒角。
工序2 校正撥叉腳。
工序3 銑削撥叉腳兩端面。
工序4 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面。
工序5 銑操縱槽。
工序6 鉆Φ5H14孔。
工序7 去毛刺。
工序8 撥叉腳局部淬火。
工序9 校正撥叉腳。
工序10 磨撥叉腳兩端面。
工序11 清洗。
工序12 檢驗(yàn)。
②工藝路線(xiàn)方案二
工序１ 車(chē)撥叉頭端面。
工序2 鉆-鏜-鉸Φ15H8孔。
工序3 Φ15H8孔口倒角。
工序4 校正撥叉腳。
工序5 銑削撥叉腳兩端面。
工序6 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面。
工序7 銑操縱槽。
工序8 鉆Φ5H14孔。
工序9 去毛刺。
工序10 撥叉腳局部淬火。
工序11 校正撥叉腳。
工序12 磨撥叉腳兩端面。
工序13 清洗。
工序14 檢驗(yàn)。
工藝路線(xiàn)方案一是按工序集中原則組織工序，Φ15H8孔及端面需采用六角車(chē)床和專(zhuān)用夾具加工優(yōu)點(diǎn)是工藝路線(xiàn)短，Φ15H8孔及端面的加工在一臺(tái)車(chē)床上完成，減少工件裝夾次數(shù)，易于保證加工面相互的位置精度，需要的機(jī)床數(shù)量少，減少工件在工序間的運(yùn)輸減少輔助時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。工藝路線(xiàn)方案二是按工序分散原則組織工序，撥叉頭端面可在普通車(chē)床上用通用卡盤(pán)裝夾加工，Φ15H8孔可在普通鉆床上用鉆模加工，孔口倒角可在另一臺(tái)車(chē)床上加工。優(yōu)點(diǎn)是采用通用車(chē)床和普通夾具，確定是工藝路線(xiàn)長(zhǎng)，增加了工件的裝夾次數(shù)，而且工序1和工序2重復(fù)使用粗基準(zhǔn)。由于零件形狀不規(guī)則，加工面分散，而且生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使用工序集中原則來(lái)提高生產(chǎn)效率。綜述兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇第一種方案。
1.5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸和公差
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸和公差如下：
工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度
工序1 1.車(chē)撥叉頭端面 2.5 mm 30 mm 12.5μm
2.鉆Φ15H8孔 7 mm Φ14 mm 12.5μm
3.鏜Φ15H8孔 0.8mm Φ14.8 mm 6.3μm
4.鉸Φ15H8孔 0.2 mm Φ15+0.0270 mm 3.2μm
5.倒孔口角 1mm 1mm X 45° 12.5μm
工序3 銑削撥叉腳兩端面 3.2mm 7.6-0.100 mm 12.5μm
工序4 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 3.5mm 50H12（+0.250）mm 12.5μm
工序5 銑操縱槽 6.5mm 13+0.20 mm 12.5μm
工序6 鉆Φ5H14孔 2.5mm 5H14(+0.30） 12.5μm
工序10 磨撥叉腳兩端面 0.3mm 7(-0.15-0.05）mm 6.3μm
1.6選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備
根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿(mǎn)足生產(chǎn)需要現(xiàn)選用各工序所用的設(shè)備為：
工序1 C336-1回轉(zhuǎn)式六角車(chē)床，YT15外圓車(chē)刀，Φ14mm標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆， Φ1 4.8擴(kuò)孔刀及Φ15H8YT15錐柄機(jī)用鉸刀，0—200/0.02mm游標(biāo)卡尺，鋼直尺，Φ15H8孔用塞規(guī)。
工序2 鉗工臺(tái)，校正工具。
工序3 X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專(zhuān)用夾具，0—200/0.02mm游標(biāo)卡尺
工序4 X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專(zhuān)用夾具，0—200/0.02mm游標(biāo)卡尺
工序5 X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專(zhuān)用夾具，0—200/0.02mm游標(biāo)卡尺
工序6 Z515鉆床，Φ5錐柄麻花鉆，專(zhuān)用夾具，0—200/0.02mm游標(biāo)卡尺
工序7 鉗工臺(tái)，校正工具，0—200/0.02mm游標(biāo)卡尺
工序8 M7120A平面磨床，砂輪，專(zhuān)用夾具，0—200/0.02mm游標(biāo)卡尺
1.7確定切削用量及基本工時(shí)
1.7.1工序1車(chē)撥叉頭端面， 鉆-鏜-鉸Φ15H8孔，孔口倒角。
加工條件：C336-1回轉(zhuǎn)式六角車(chē)床，YT15外圓車(chē)刀，Φ14mm標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆， Φ1 4.8擴(kuò)孔刀及Φ15H8YT15錐柄機(jī)用鉸刀，專(zhuān)用夾具，柴油冷卻。
① 車(chē)撥叉頭端面
（a） 確定背吃刀量 端面的總加工余量為2.5mm，一次走刀加工，ap=2.5mm,
（b） 確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，刀桿尺寸為20mm X 20mm,
ap<=3mm以及工件直徑為20—50mm時(shí)，f=0.3—0.4mm/r,查《工藝手冊(cè)》根據(jù)機(jī)床的橫向進(jìn)給量取f=0.39 mm/r。
（c） 計(jì)算切削速度 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》CV=242,m=0.2, xv=0.15,yv=0.35,修正系數(shù)kMV=1.44,kkv=0.8,kkrv=0.81,刀具壽命選T=60min
V = CV kv /Tmapxfy
=242X(1.44X0.8X1.04X0.81)/ 600.2X2.5X0.150.390.35
=126.8(m/min)
（d） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
n = 1000v/πdw
= 1000X126.8/3.14X50
= 807.3(r/min)
根據(jù)《工藝手冊(cè)》與807.3r/min接近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為760r/min及1000r/min
現(xiàn)選760r/min所以實(shí)際切削速度為119.38m/min。
（e） 計(jì)算基本時(shí)間 按《工藝手冊(cè)》l=24mm, l1 = 2mm, l2= 0, l3 = 0
t = (l+l1+l2+l3)X i / nf
= (25+2)X1/760X0.39
= 0.091(min)
② 鉆Φ15H8孔至Φ14mm
(a) 確定進(jìn)給量
根據(jù)《工藝手冊(cè)》f = 0.31—0.37mm/r,查《工藝手冊(cè)》根據(jù)機(jī)床實(shí)際縱進(jìn)給量取f = 0.35mm/r。
（b）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《工藝手冊(cè)》取鉆頭后面的最大磨損量為0.8mm；耐用度T=45min
(c)計(jì)算切削速度 根據(jù)《工藝手冊(cè)》CV=6.6,m=0.2, zv=0.4,xv=0,yv=0. 5, kTV=1,kMv=1,ksv=0.95。
V = CVdz0kv/Tmapxfy
= 6.6X140.4X0.95 / 450.2X70X0.350.5
= 14.22(m/min)
n = 1000v/πdw
= 1000X14.22 /3.14X14
= 323.3(r/min)
根據(jù)《工藝手冊(cè)》,按機(jī)床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取nw = 285(r/min),實(shí)際切削速度
V =πdwnw/1000
= 3.14X14X285 /1000
= 12.686(m/min)
（d）計(jì)算基本時(shí)間 根據(jù)《工藝手冊(cè)》l=30mm,l1=D/2(arccotkr)+（1～2）= 5.2～6.2mm,取l1=6mm, l2=4mm
t = l+l1+l2 / nf
= 30+6+4 / 285X0.35
= 0.401(min)
③擴(kuò)Φ15H8孔至Φ14.8mm
（a）確定進(jìn)給量 根據(jù)《工藝手冊(cè)》f = 0.5—0.6mm/r,查《工藝手冊(cè)》根據(jù)機(jī)床實(shí)際縱進(jìn)給量取f = 0.35mm/r。
（b）確定切削速度 為減少輔助時(shí)間，參照鉆孔取nw = 285(r/min)，
V=13.25m/min
（c）計(jì)算基本時(shí)間 根據(jù)《工藝手冊(cè)》l=30mm,l1=D-d1/2(arccotkr)+（1～2）= 1.23～2.23mm,取l1=3mm, l2=4m, kr=60°
t = l+l1+l2 / nf
= 30+3+4 / 285X0.35
= 0.37(min)
④鉸Φ15H8孔
（a） 確定進(jìn)給量和切削速度 根據(jù)《工藝手冊(cè)》f = 0.2—0.4mm/r,
V=8—10m/min，計(jì)算得n = 198r/min 查《工藝手冊(cè)》根據(jù)機(jī)床實(shí)際縱進(jìn)給量取f = 0.35mm/r,實(shí)際轉(zhuǎn)速 n = 198r/min，實(shí)際切削速度V=9.33m/min。
b）計(jì)算基本時(shí)間 根據(jù)《工藝手冊(cè)》l=30mm,l1=2mm,l2=2mm
t = l+l1+l2 / nf
= 30+2+2 / 198X0.35
= 0.49(min)
⑤倒Φ15H8孔口角
參照車(chē)端面，取n = 760r/min ，V=49.59m/min。
1.7.2工序2 粗銑撥叉腳兩端面
加工條件： X62W臥式銑床，兩把三面刃直齒銑刀，YT15刀片，刀盤(pán)直徑125mm寬12mm,齒數(shù)20，專(zhuān)用夾具，柴油冷卻。
① 確定背吃刀量 由毛坯圖可以知道銑削寬度ae = 20mm,銑削深度ap = 3.2mm
② 確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)《工藝手冊(cè)》每齒進(jìn)給量fz= 0.09—0.18mm/z
因工件剛性差，取fz= 0.09mm/z
③ 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 根據(jù)《工藝手冊(cè)》銑刀刀齒后面最大磨損量為1.2mm，耐用度為T(mén)=150min
④確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《工藝手冊(cè)》CV=600, qv=0.21,xv=0,yv=0.12, uV=1,pv=0,kv=1.1,m=0.35。
V = CVdq0kv/Tmapxfzy aeuzp
=600X1250.21X1.1 / 1500.35X3.20X200.4X200
= 126.86(m/min)
n = 1000v/πdw
= 1000X128.6 / 3.14X125
=323(r/min)
根據(jù)《工藝手冊(cè)》與323r/min接近的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min和375r/min取n=300r/min,實(shí)際切削速度v=117.8m/min
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量f = 0.09X20X60=108(mm/min) 根據(jù)《工藝手冊(cè)》X62W臥式銑床與計(jì)算值接近的進(jìn)給量為95mm/min和118mm/min，選擇f =95mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為f = 95/20X60 = 0.079mm/z
⑤計(jì)算基本時(shí)間 根據(jù)《工藝手冊(cè)》l=2X(352-62)1/2 = 71mm,
l1= [ae (d-ae)]1/2 + （1～3），ae =20mm,d=125mm,l1=48mm,l2=4mm,
f=95mm/min,i=1
t = (l+l1+l2 )/ f
= 71+48+4 / 95
= 1.3(min)
1.7.3工序4 撥叉腳內(nèi)側(cè)面
加工條件：X62W臥式銑床，兩把三面刃直齒銑刀，YT15刀片，刀盤(pán)直徑125mm，寬12mm，齒數(shù)20，專(zhuān)用夾具，柴油冷卻
① 確定背吃刀量 由毛坯圖可知銑削寬度ae =20mm，銑削深度ap=3.5mm
②確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 取n = 300r/min,實(shí)際切削速度v = 117.8m/min,工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量f = 118(mm/min)，實(shí)際的每齒進(jìn)給量為f = 118/20X60 =0.099mm/z
③計(jì)算基本時(shí)間 l=7.6mm,l1=48mm,l2=4mm, f=118mm/min,i=1
t = (l+l1+l2 )/ f
= 7.8+48+4 /95
= 0.63(min)
1.7.4工序5 銑操縱槽
加工條件：兩把三面刃直齒銑刀，YT15刀片，刀盤(pán)直徑125mm，寬13mm，齒數(shù)20，專(zhuān)用夾具，柴油冷卻
①確定背吃刀量 由毛坯圖可知銑削寬度ae =12mm，銑削深度ap=13mm
②每齒進(jìn)給量為f = 0.06mm/z
③確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《工藝手冊(cè)》CV=270, qv=0.21,xv=0.1,yv=0.4, uV=0.3,pv=0,kv=1.1,m=0.35。
V = CVdq0kv/Tmapxfzy aeuzp
= 270X1250.21X1.1 / 1500.35X3.50.1X0.060.4X200.3X200
= 201.51(m/min)
n = 1000v/πdw
= 1000X201.51 / 3.14X125
= 513(r/min)
根據(jù)《工藝手冊(cè)》與513r/min接近的主軸轉(zhuǎn)速為475r/min,實(shí)際切削速度v=186.5m/min工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量f = 0.06X20X60=72(mm/min) 根據(jù)《工藝手冊(cè)》X62W臥式銑床與計(jì)算值接近的進(jìn)給量為75mm/min,選擇f =75mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為f = 75 / 20X60 =0.0625mm/z
④計(jì)算基本時(shí)間 l=22mm,l1=48mm,l2=4mm, f=72mm/min,
t = (l+l1+l2 )/ f
= 22+48+4 / 72
= 1.03(min)
1.7.5工序6 鉆Φ5H14孔
加工條件： Z515鉆床，Φ5標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，專(zhuān)用夾具
①確定進(jìn)給量 由于孔徑很小，所以采用手動(dòng)進(jìn)給
② 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 根據(jù)《工藝手冊(cè)》，取鉆頭后面的最大磨損量為0.8mm；耐用度T=15min
③ 確定切削速度 根據(jù)《工藝手冊(cè)》，暫定f=0.16mm/r,查得v=17m/min,
n = 1082r/min,查《工藝手冊(cè)》按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n = 1000r/min 。
實(shí)際切削速度為v=17.3m/min
④計(jì)算基本時(shí)間 根據(jù)《工藝手冊(cè)》 l=23mm, l1=2.5(arccot59°)+（1～２）=1.5～3.5mm,取l1=4mm, l2=4mm
t = l+l1+l2 / nf
= 23+4+4 / 1100X0.16
= 0.18(min)
1.7.6工序8 磨撥叉腳端面
加工條件： M7120A平面磨床，砂輪，專(zhuān)用夾具
① 選用砂輪 根據(jù)《工藝手冊(cè)》選擇WA46KVP350 X 40 X 127砂輪，及砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號(hào)，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為350 X 40 X 127(D X B X d)
② 選擇切削用量 砂輪轉(zhuǎn)速n = 1500r/min,v = 27.5m/s,工件速度v = 10m/min,徑向進(jìn)給量f = 0.015mm/雙行程
③ 計(jì)算基本時(shí)間 根據(jù)《工藝手冊(cè)》加工長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 71mm,10件一起加工，單面加工余量為Z = 0.3mm,系數(shù)k = 1.1,磨削一面的機(jī)動(dòng)時(shí)間為
t = 2LbZK / 1000Vf
= 2X71X10X0.3X1.1 /1000X1OX0.015
= 3.12(min)
基本時(shí)間為 t = 3.12X2/10 = 0.624(min)
1.8填寫(xiě)工藝卡片
按上述確定的工藝過(guò)程填寫(xiě)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片（見(jiàn)附表）
2夾具的設(shè)計(jì)
2.1問(wèn)題的提出
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考，決定設(shè)計(jì)第六道工序鉆Φ5H14孔的鉆床夾具。
Φ5H14孔為銷(xiāo)孔，用于圓錐銷(xiāo)連接撥叉頭和軸，本工序的加工要求為：
Φ5H14孔:孔徑Φ5H14 mm，表面粗糙度為Ra12.5μm，孔軸線(xiàn)在操縱槽的對(duì)稱(chēng)面上，對(duì)孔Φ15H8軸線(xiàn)的位置度誤差不超過(guò)0.2mm。
本工序的加工條件為：Z515鉆床，Φ5標(biāo)準(zhǔn)花鉆。工件上撥叉頭的端面、Φ15H8孔、操縱槽、撥叉腳內(nèi)側(cè)面均以加工，達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣要求，撥叉腳以粗加工。
未淬硬鋼實(shí)心毛坯上鉆孔的經(jīng)濟(jì)精度為IT11～１２,表面粗糙度為Ra12.5μm，在鉆夾具上加工時(shí)適當(dāng)控制切削用量，可以保證孔的尺寸精 度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何保證孔軸線(xiàn)與Φ15H8孔軸線(xiàn)的位置精度。
2.2夾具設(shè)計(jì)
2.2.1定位方案和定位元件的選擇、設(shè)計(jì)
③ 定位方案的選擇 根據(jù)工序加工要求，工件在夾具中的定位有兩種 方案可供選擇。
方案1：如圖1所示，以Φ15H8孔為主要定位基準(zhǔn)，限制4個(gè)自由度，以操縱槽為止推基準(zhǔn)，限制1個(gè)自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制1個(gè)自由度。夾緊操縱槽。
圖1 定位方案一
方案2：如圖2所示，以Φ15H8孔為主要定位基準(zhǔn)，限制4個(gè)自由度，以Φ15H8孔端面為止推基準(zhǔn)，限制1個(gè)自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制1個(gè)自由度，夾緊Φ15H8孔另一端面。
圖2 定位方案二
方案1是按基準(zhǔn)重合的原則確定的，不存在基準(zhǔn)不重合誤差，有利于保證加工精度而且?jiàn)A緊點(diǎn)靠近加工面，夾緊力方向與切削力方向相反，可以抵消一部分切削力，有利于提高夾緊的剛性。缺點(diǎn)是，夾緊力過(guò)大容易引起定位元件的變形。
方案2是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則確定的，有利于夾具的設(shè)計(jì)制造，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。缺點(diǎn)是不容易保證孔的軸線(xiàn)與操縱槽對(duì)稱(chēng)面重合，鉆頭進(jìn)給的軸向力完全由定位元件承受，會(huì)引起定位元件變形。
本工序加工的Φ5H14孔是穿過(guò)Φ15H8孔的通孔，在定位銷(xiāo)上必須要開(kāi)一個(gè)直徑大于Φ5mm的徑向孔，以便加工時(shí)鉆頭通過(guò)定位銷(xiāo)，而定位銷(xiāo)直徑僅為Φ15mm，開(kāi)孔后定位銷(xiāo)的軸向剛度很小，定位銷(xiāo)不宜承受夾緊力。另外，鉆孔加工的切削力主要時(shí)鉆頭軸向進(jìn)給方向和鉆削扭矩，沿工件軸向幾乎沒(méi)有切削力，所需要的夾緊力不大。綜合考慮兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，及本工序加工的具體情況，采用方案1 。
②定位元件設(shè)計(jì) 根據(jù)定位方案1，設(shè)計(jì)定位元件的結(jié)構(gòu)如圖所示，Φ15H8孔采用圓柱心軸定位，操縱槽采用圓偏心輪的定心夾緊裝置，撥叉腳內(nèi)側(cè)面采用圓柱擋銷(xiāo)定位。圓柱心軸的直徑及公差Φ15f8mm。
③定位誤差的計(jì)算 圓心軸與工件Φ15H8孔的配合為Φ15H8/f7，影響位置度的定位誤差為：△D = Dmax – dmin = (15+0.027)-(15-0.034) = 0.061(mm)
此件小于工件相應(yīng)位置度公差的三分之一，即
△D = 0.061 < 1/3 X 0.2(mm)
所以定位方案能夠滿(mǎn)足定位要求。
2.2.2導(dǎo)向方案及導(dǎo)向元件的選擇和設(shè)計(jì)
① 導(dǎo)向方案的選擇 導(dǎo)向方案如圖所示。由于零件的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，考慮鉆套磨損后可以更換，選擇標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的可換鉆套。根據(jù)《夾具手冊(cè)》，鉆套至工件表面的距離按（1～1.5）d = 5～7.5 mm選取，考慮本工序加工時(shí)鉆頭較細(xì)，防止切削把鉆頭憋斷，應(yīng)有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取6mm。
② 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì) 根據(jù)《夾具手冊(cè)》，襯套與鉆模板的配合可以選H7/n6，鉆套與襯套的配合可以選F7/m6。根據(jù)《夾具手冊(cè)》，確定可換鉆套為：5F7 X 10m6 X 20GB/T2264-91(d = Φ5f8,D =Φ10m6mm,H = 20mm,h = 8mm)
根據(jù)《夾具手冊(cè)》，確定襯套為：A10 X 20GB/T2263-91(d = Φ10F7mm,
D =Φ15n6mm,h = 20mm)
③定位誤差的 計(jì)算根據(jù)《夾具手冊(cè)》，導(dǎo)向誤差為：
△T = K（d3-d2）/2 + K（d-d1）/2 + me + p（d-d1）(h+b)/l
式中:d—可換鉆套內(nèi)孔最大直徑d = Φ5.022mm；
d1—鉆頭最小直徑，根據(jù)GB3136-85 d1 = 4.982mm；
d2—可換鉆套外徑最小直徑d2= Φ10.006mm；
d3—固定襯套內(nèi)孔最大直徑d3 = Φ10.028mm；
e—可換鉆套內(nèi)外徑軸線(xiàn)的偏心量e = 0.004mm(按同軸度公差Φ0.008mm算得)；
l —可換鉆套導(dǎo)向長(zhǎng)度 l = 28mm；
h—鉆套至工件之間的距離h = 28mm；
b—鉆孔深度b = 23mm；
K—配合間隙的概率系數(shù)K = 0.5；
m—可換鉆套安裝偏心的概率系數(shù)m = 0.4；
p—鉆頭偏斜的概率系數(shù)p = 0.35；
將以上各個(gè)參數(shù)代人上式得：△T = 0.035mm<1/3 X 0.2mm,可以保證位置度要求。
2.2.3夾緊裝置的設(shè)計(jì)
夾緊裝置如圖3所示，偏心輪兼有定心和夾緊的作用，能保證槽面與偏心輪接觸良好，定位誤差小，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
2.2.4設(shè)計(jì)夾具體、繪制夾具草圖
在上述定位、引導(dǎo)、夾緊方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)夾具體，將各個(gè)部分連接成整體，并繪制夾具草圖。
2.3繪制夾具裝配圖
夾具裝配圖如附圖所示
2.4繪制夾具體零件圖
按照夾具裝配圖，繪制夾具體零件圖。
小 結(jié)
為期三周的工藝、夾具課程設(shè)計(jì)基本結(jié)束。回顧整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，我覺(jué)得受益匪淺。課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)械夾具設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)際更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)過(guò)了兩個(gè)階段。第一階段使機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段使專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。第一階段中本人認(rèn)真復(fù)習(xí)了有關(guān)書(shū)本知識(shí)學(xué)會(huì)了如何分析零件的工藝性，學(xué)會(huì)如何查有關(guān)手冊(cè)，選擇加工余量、確定毛坯的類(lèi)型、形狀、大小等，繪制出了毛坯圖。有根據(jù)毛坯圖和零件圖構(gòu)想出兩種工藝方案，比較確定其中比較合理的方案來(lái)編制工藝。其中運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、時(shí)間額定計(jì)算等方面的知識(shí)。還結(jié)合了我們生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所看到的實(shí)際情況選定設(shè)備，填寫(xiě)了工藝文件。夾具設(shè)計(jì)階段，運(yùn)用工件定位、夾緊及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我基本掌握了一個(gè)中等復(fù)雜零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟。學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)，選擇使用工藝裝備等。
總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題，解決問(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于自己能力有限，在設(shè)計(jì)中還有許多的不足，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正。
參 考 文 獻(xiàn)
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