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目 錄
第1章 緒論 1
1.1 選題的意義 1
1.2夾具的發(fā)展方向 1
1.3本章小結(jié) 3
第2章 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.1零件的分析 4
2.1.1零件的作用 4
2.1.2零件的工藝分析 4
2.2確定生產(chǎn)類(lèi)型 5
2.3確定毛坯 5
2.3.1確定毛坯種類(lèi) 5
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 6
2.3.3繪制鑄件零件圖 7
圖2.1 零件毛坯圖 7
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 7
2.4.2制定工藝路線 8
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 10
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 10
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 11
工序10粗銑Φ25H7兩端面 11
工序20鉆Φ25H7通孔 12
工序30粗鏜下端Φ60H12孔 16
工序40 半精鏜下端Φ60H12孔 16
工序50粗銑a、b面 17
工序60鉆Φ20.50孔 19
工序70攻M22×1.5螺紋 21
工序80粗銑16H11槽 21
工序90半精銑16H11的槽 22
工序100銑斷Φ60H12孔 23
工序110粗銑Φ60H12孔兩端面 24
工序120精銑Φ60H12孔兩端面 25
2.6本章小結(jié) 26
第3章 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 27
結(jié) 論 30
參 考 文 獻(xiàn) 32
第1章 緒論
1.1 選題的意義
當(dāng)人們談起制造行業(yè)中的發(fā)展時(shí)，很少談到工件夾具，但是在零件生產(chǎn)的基本領(lǐng)域，正吹著改革之風(fēng)。一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類(lèi)，桿類(lèi)工件，幾乎各道工序都離不開(kāi)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類(lèi)工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
如今，制造商們需要供應(yīng)商提供一步到位服務(wù)，他們要求世界范圍內(nèi)的當(dāng)?shù)毓?yīng)商能夠支持全球化生產(chǎn)。他們堅(jiān)持與供應(yīng)商保持并行生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)發(fā)。他們努力尋求各種以及所有可以降低其產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間的對(duì)策。那些制作夾具的人，必須采用與制作價(jià)值好幾百萬(wàn)美元的加工中心的人們所采用的相同的規(guī)則，如今他們正在迎接這種挑戰(zhàn)。
1.2夾具的發(fā)展方向
夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。
一、 高精
隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以?xún)?nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。?
二、高效
為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。?
????三、模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。
利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶(hù)使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶(hù)三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶(hù)提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢(xún)與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。?
????四、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。
采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。
1.3本章小結(jié)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。
自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
第2章 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140車(chē)床撥叉，撥叉是一種輔助零件，通過(guò)撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合?；瑝K上面有凸塊，滑塊的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套和齒輪固連字一起，使齒輪帶動(dòng)滑套，滑套帶動(dòng)輸出軸。擺動(dòng)撥叉又可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達(dá)到換擋的目的，分析這種動(dòng)力聯(lián)接方式可知車(chē)換擋時(shí)要減速，這樣可以較少滑套與齒輪的沖擊，延長(zhǎng)零件的使用壽命。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓，但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。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：
CA6140車(chē)床撥叉的工藝分析
CA6140車(chē)床撥叉共有以下幾處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1.?以25孔為中心的加工表面。
該組加工表面包括：25H7的通孔，以及42的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25H7通孔。
2.?以60孔為中心的加工表面
該組加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的兩個(gè)端面。
主要是60H12的孔。
3.?銑16H11的槽
該組加工表面包括：此槽的端面，16H11的槽的底面，16H11的槽兩側(cè)面。
4.? 以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。
該組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長(zhǎng)32mm的端面。
主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。
這幾組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
（1）60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm。
（2）16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基
準(zhǔn)加工另外一組?？梢韵燃庸?5H7通孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專(zhuān)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，并且此零件沒(méi)有復(fù)雜的加工表面，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。
2.2確定生產(chǎn)類(lèi)型
已知此撥叉零件的生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專(zhuān)用夾具。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類(lèi)
零件材料為HT200。灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛壓和沖壓，但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
毛坯尺寸如下：
1.??外圓表面（φ42）
考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒(méi)有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。
2. 外圓表面沿軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（25，60端面）
查表3.1～26。取25，60端面長(zhǎng)度余量均為2.5（均為雙邊加工。[1]
3. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔）
查表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長(zhǎng)度余量為5mm，即鑄成孔半徑為50mm。[1]
4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長(zhǎng)度加工余量
? 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。
5. 螺紋孔頂面加工余量
鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm。
6. 其他尺寸直接鑄造得到
2.3.3繪制鑄件零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
基面選擇是工藝規(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)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百
出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
①粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基
準(zhǔn)。
根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取25 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)42與底面作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以壓板限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。其余以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)。
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，以加工后的25通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以25通孔端面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工藝路線方案一
工序 10 ?粗、鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25、60孔。
工序 20???粗、精銑60、25孔下端面。
工序 30? 粗、精銑25孔上端面。
工序 40 粗、精銑60孔上端面。
工序 50 銑螺紋孔端面。
工序 60 鉆20.5孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。
工序 70攻M22×1.5螺紋。
工序 80??粗銑、精銑槽所在的端面。
工序 90 粗銑、精銑16H11的槽。
工序100?切斷。
工藝路線方案二
工序10 粗銑25H7兩端面，保證尺寸80。
工序20 鉆、擴(kuò)、鉸25H7通孔。
工序30 粗鏜60H12孔。
工序40 半精鏜60H12孔，粗糙度達(dá)到3.2。
工序50 粗銑a、b面。a面到25H7孔中心距為440-0.3，b面到25H7的中心距為36?。
工序60 鉆20.5垂直于25H7通孔。
工序70 攻M22×1.5螺紋。???
工序80??粗銑16H11槽。
工序90 精銑16H11槽。
工序100切斷60H12孔.
工序110粗銑60H12孔兩端面，保證尺寸13。
工序120精銑60H12孔兩端面，保證尺寸12d11。
工藝方案的比較與分析：
以上兩個(gè)加工工藝方案進(jìn)行比較，方案一的加工工序比較集中，工序較少，但裝換刀具的輔助時(shí)間較長(zhǎng)，而且同時(shí)鉆兩個(gè)孔，還要保證加工精度，對(duì)機(jī)床設(shè)備要求較高，不適合大批量生產(chǎn)。方案二的加工工序比較分散，適合流水線生產(chǎn)，而且很多工序不用裝換刀具和重新對(duì)刀，極大的縮短輔助工時(shí)。而且加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，加工精度容易保證，綜合以上兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，而且又是大批量生產(chǎn)，考慮到工作效率及經(jīng)濟(jì)效益等原因，所以選擇方案二比較合適。
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機(jī)床的選擇
工序10、50、80、90、100、110、120用X62型臥式銑床
工序20、60、70采用Z535立式鉆床
工序30、40采用T68臥式鏜床
②選擇夾具
該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專(zhuān)用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀或高速鋼銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
據(jù)以上原始資料及加工路線，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（42）
考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒(méi)有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。
2. 外圓表面沿軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（25，60端面）
取25、60端面長(zhǎng)度余量均為2.5（均為雙邊加工）。[1]
銑削加工余量為：
粗銑2.5mm， 保證尺寸80mm
3. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔）
查表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長(zhǎng)度余量為5，鑄成孔半徑為50mm。[1]
工序尺寸加工余量：
粗鏜50mm孔至59mm 余量為1mm
半精鏜至60H12mm
工序尺寸加工余量：
同上25鉆孔至22 余量為3mm
擴(kuò)孔至24.7mm 余量為0.03mm
鉸孔至25H7mm
4.槽端面至中心線垂直中心線方向長(zhǎng)度加工余量
鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。
工序尺寸加工余量：
粗銑端面3mm 保證槽端面，即a面至中心線尺寸440-0.3 mm
5.螺紋孔頂面加工余量
鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm。
工序尺寸加工余量：
粗銑頂面?4 mm 保證頂面即b面到中心線尺寸36mm
6. 其他尺寸直接鑄造得到。
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序10粗銑Φ25H7兩端面
機(jī)床：X62型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2.5mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：查表2.1-85，取銑削速度：查表2.1-85，取?！?】
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)表2.1-85,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：1.23min
工序20鉆Φ25H7通孔
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。孔的直徑為25mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆。
1.鉆?22mm孔
確定鉆削用量
（1）決定進(jìn)給量
根據(jù)表3.4-1可查出f=0.47~0.57mm/r,由于孔深和孔徑之
l/d=85/25=3.86。
，故mm/r.
查Z535型立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。
根據(jù)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量??。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量。
由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用
（2）確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔的V、F、T、均可按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得：
，F(xiàn)=4732N
T=51.69，=1.25kw
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)，故
查Z535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
。
由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故
（3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率
=
機(jī)床有效功率為
（由Z535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出）
由于，故選擇的鉆削用量可用，即
相應(yīng)地
2.擴(kuò)孔
擴(kuò)孔鉆
選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆。
確定擴(kuò)孔切削用量
一 確定進(jìn)給量
根據(jù)表3.4-5，取。
根據(jù)機(jī)床Z535型說(shuō)明書(shū)，取。
確定切削速度
根據(jù)表3.4-34.取。
由于切削速度與上表不同，切削速度尚需乘以修正系數(shù)
故
根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=275r/min。實(shí)際擴(kuò)孔速度
3鉸孔
鉸刀 選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀。
確定鉸孔切削用量
一確定進(jìn)給量 根據(jù)表3.4-6查出，，按該表注4，進(jìn)給量取小值。
按Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)取。
二 切削速度 根據(jù)表3.4-40查出取
切削速度修正系數(shù)由表3.4-9查出
故
根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=100r/min,實(shí)際鉸孔速度
4各工序?qū)嶋H切削用量
根據(jù)以上計(jì)算，實(shí)際切削用量如下：
鉆孔：
擴(kuò)孔：
鉸孔：
5基本工時(shí)計(jì)算
鉆孔：
擴(kuò)孔：
鉸孔：
工序30粗鏜下端Φ60H12孔
機(jī)床：臥式鏜床T68
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：查表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=4.5mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：查表2.4-9取【3】
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
查表3.1-41取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：2.61min
工序40 半精鏜下端Φ60H12孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照表2.4-9，取【3】
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
工步輔助時(shí)間為：1.86min
工序50粗銑a、b面
機(jī)床：X62
刀具：高速鋼圓柱銑刀 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85，取
銑削速度：參照表2.1-85，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
實(shí)際切削速度，：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)表2.1-85,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：2.03min【1】
②粗銑b面
同樣的銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85，【1】取
銑削速度：參照表2.1-85，【1】取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，
取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)表2.1-85,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：1.52min【1】
工序60鉆Φ20.50孔
機(jī)床：Z535立式鉆床
刀具：20.50直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
決定進(jìn)給量
根據(jù)表3.4-1可查出f=0.47~0.57mm/r,由于孔深和孔徑之
l/d=85/25=3.86。
，故mm/r.
查Z535型立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。
根據(jù)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量??。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量。
由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用
確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔的V、F、T、均可按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得：
，F(xiàn)=4732N
T=51.69，=1.25kw
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)，故
查Z535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
。
由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故
（3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率
=
機(jī)床有效功率為
（由Z535型機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出）
由于，故選擇的鉆削用量可用，即
相應(yīng)地
鉆孔：
鉆孔：
工步輔助時(shí)間為：1.58min
工序70攻M22×1.5螺紋
機(jī)床：Z535立式鉆床
刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照表2.4-105，取【1】
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：1.33min
工序80粗銑16H11槽
機(jī)床：X62型臥式銑床
刀具：高速鋼三面刃銑刀
切削深度：
根據(jù)表2.1-89有：
刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=10，刀具的寬度L=14mm。
查表2.1-89得：
進(jìn)給量,根據(jù)表2.1-89查得切削速度，【3】
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
=42mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：1.92min
工序90半精銑16H11的槽
機(jī)床：X62型臥式銑床
刀具：高速鋼三面刃銑刀
刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=10，寬度L=16。
切削深度：
根據(jù)表查得：進(jìn)給量,查得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=42mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：1.41min
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序100銑斷Φ60H12孔
機(jī)床：X62型臥式銑床
刀具：中齒鋸片銑刀
刀具直徑D=80mm，齒數(shù)Z=32，寬度L=4mm。
切削深度：
根據(jù)表查得：進(jìn)給量 切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=41mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：1.59min
工序110粗銑Φ60H12孔兩端面
機(jī)床：X62型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為13)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：表2.4-73，取銑削速度：表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：1.57min
工序120精銑Φ60H12孔兩端面
機(jī)床：X62型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：表2.4-73，取銑削速度：參照表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步輔助時(shí)間為：1.94min
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來(lái)。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。
第3章 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
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。在加工此拔叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。
3、1問(wèn)題的提出
本夾具要用于鉆Φ25孔，鉆Φ25孔之前我們其他孔系都還沒(méi)有加工，所以定位比較困難，又因?yàn)槲覀兊目缀推渌鏇](méi)有位置度要求，因此我們采用已經(jīng)加工好的底面和側(cè)面定位即可滿足要求，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證各面的各加工精度，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3、2夾具設(shè)計(jì)
1． 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。由零件圖可知，用圓弧一端面定位并用壓板夾緊，再用兩可調(diào)螺釘組成的v形上定位限制六個(gè)自由度。
為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的鉤型壓板作為夾緊機(jī)構(gòu)。
3.3:切削力及夾緊力的計(jì)算
切削刀具：高速鋼麻花鉆頭，則
式中：＝1.5mm，＝50m/min，f＝0.5mm/r，（）
計(jì)算結(jié)果 = 1459.699N
選用壓板壓緊，實(shí)際加緊力N應(yīng)為
式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。
壓板用螺母擰緊，由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-23得螺母擰緊力
根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為
此時(shí)已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作。
3、4定位誤差分析
定位元件尺寸及公差確定。
(1) 夾具的主要定位元件為一平面和兩v形塊，面與面配合。
（2） 工件的工序基準(zhǔn)為端面和圓柱面，故端面的平面度和圓柱面的援助度對(duì)定位誤差影響最大.則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一平面，兩 v形塊，工件始終平面，而定位塊的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件在定位塊正上方呦傾斜，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
3、5夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操作說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性?xún)r(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了壓板和壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂@孔，切削力大，所以選用夾緊力大一些裝置就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)緊湊,承受較大的夾緊力。
結(jié) 論
本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過(guò)了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。
在夾具設(shè)計(jì)中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過(guò)一面兩銷(xiāo)定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計(jì)算了了夾緊力和夾具體的誤差等。
在本次設(shè)計(jì)中已無(wú)大的問(wèn)題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒(méi)有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
致 謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在張志平老師悉心指導(dǎo)下完成的。張老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，張老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢(xún)問(wèn)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在此設(shè)計(jì)及論文撰寫(xiě)過(guò)程中得到了班上同學(xué)陳士超等的無(wú)私幫助，在此對(duì)你們表示衷心的感謝，感謝你們的鼎力相助。
在論文工作中，得到了機(jī)械工程學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！
參 考 文 獻(xiàn)
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