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設計任務書
1. 課程設計題目：變速器換擋叉零件的機械加工工藝規(guī)程裝備設計
鉆Φ5H14孔專用夾具設計
2. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批生產(chǎn)
3.設計要求：
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機械加工工藝過程綜合卡片 1張
(4) 與所設計夾具對應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) 課程設計說明書(5000～8000字) 1份
五、指導教師評語
成 績：
指導教師
日 期
摘 要
《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程設計是學完了《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》和《金屬切削機床和刀具》等主要專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習之后的一個實踐性環(huán)節(jié)，是應用所學的基礎(chǔ)理論知識、專業(yè)知識和技能去分析和解實際生產(chǎn)問題的一個綜合訓練。
撥叉的加工質(zhì)量將直接影響機器的性能和使用壽命。本次設計旨在提高變速撥叉的加工效率，由此我們首先對撥叉的結(jié)構(gòu)特征和工藝進行了仔細的分析，然后確定了一套合理的加工方案，加工方案要求簡單，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、設計工藝規(guī)程：包括制定工藝路線，選擇基準面等；
4、工序設計：包括選擇機床，確定加工余量，工序尺寸毛坯尺寸，確定切削用量及計算基本工時等；
5、編制工藝文件。
此外，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，需設計專用夾具，以滿足加工過程的需要。
關(guān)鍵詞：撥叉; 工藝規(guī)程; 夾具設計
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
1.零件加工工藝設計 1
1.1零件工藝性審查 1
1.1.1零件的結(jié)構(gòu)特點 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基準選擇 3
1.4擬定機械加工工藝路線 3
1.4.1確定個加工表面的加工方法及加工路線 3
1.4.2擬定加工工藝路線 4
1.5確定機械加工余量、工序尺寸和公差 5
1.6選擇機床設備及工藝設備 6
1.7確定切削用量及基本工時 6
1.7.1工序1車撥叉頭端面， 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填寫工藝卡片 13
2夾具的設計 13
2.1問題的提出 13
2.2夾具設計 14
2.2.1定位方案和定位元件的選擇、設計 14
2.2.2導向方案及導向元件的選擇和設計 16
2.2.3夾緊裝置的設計 17
2.2.4設計夾具體、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 19
1.零件加工工藝設計
1.1零件工藝性審查
1.1.1零件的結(jié)構(gòu)特點
變速器換擋叉零件圖如附圖1所示。該零件是拖拉機變速箱變速齒輪操作撥叉。撥叉頭以Φ15H8孔套在軸上，并用銷釘經(jīng)Φ5H14孔與軸聯(lián)結(jié)，撥叉腳夾在雙聯(lián)交換齒輪的槽中，變速操縱機構(gòu)通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與軸一起在變速箱中滑動，撥叉腳撥動雙聯(lián)交換齒輪在花鍵軸上滑動，從而實現(xiàn)了拖拉機的變速。
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)簡單。由于撥叉在工作時承受一定的力，因此要有足夠的強度，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,對稱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，對孔軸線的垂直度為0.1mm，外端面與操縱槽對稱面的距離為31mm。
⑤撥叉腳內(nèi)側(cè)面：寬度尺寸為50H12（+0.250）mm，其對稱面與撥叉頭對稱面間的夾角為200 11’， 表面粗糙度為Ra12.5μm。
⑥Φ5H14孔:孔徑Φ5H14 mm，表面粗糙度為Ra12.5μm，孔軸線對孔Φ15H8軸線的位置度誤差不超過0.2mm。
1.1.4零件材料
零件材料為ZG310-570(GB11352-89),是中碳鋼，其強度與球鐵接近，但其沖擊韌性和疲勞強度卻比球鐵高得多，其鑄造工藝性介于低碳鋼和剛碳鋼之間，可以進行熱處理，以獲得所需要的機械性能。
1.2毛坯的選擇
1.2.1確定毛坯的類型及制造方法
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。選擇過零件最高且平行于叉腳對稱面的平面（撥叉腳對稱面偏右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為GB6414-86的CT-9，機械加工余量等級為AM-H。
1.2.3確定毛坯的技術(shù)要求
①鑄件無明顯的鑄造缺陷；
②未鑄圓角R3-5;
③拔模斜度30度；
④機械加工前正火，消除內(nèi)應力。
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)工序做好準備。根據(jù)粗，精基準選擇的原則，確定各個加工表面的基準如下：
①13Φ15H8孔及其端面：撥叉頭的外輪廓及端面（粗基準）。
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擬定機械加工工藝路線
1.4.1確定個加工表面的加工方法及加工路線
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孔的加工路線為鉆-鏜-鉸；端面的加工方法為車；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
①工藝路線方案一
工序1 車撥叉頭端面，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。
②工藝路線方案二
工序１ 車撥叉頭端面。
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。
工藝路線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床和專用夾具加工優(yōu)點是工藝路線短，Φ15H8孔及端面的加工在一臺車床上完成，減少工件裝夾次數(shù)，易于保證加工面相互的位置精度，需要的機床數(shù)量少，減少工件在工序間的運輸減少輔助時間和準備終結(jié)時間。工藝路線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床上用通用卡盤裝夾加工，Φ15H8孔可在普通鉆床上用鉆模加工，孔口倒角可在另一臺車床上加工。優(yōu)點是采用通用車床和普通夾具，確定是工藝路線長，增加了工件的裝夾次數(shù)，而且工序1和工序2重復使用粗基準。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)，可以采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使用工序集中原則來提高生產(chǎn)效率。綜述兩個方案的優(yōu)缺點，選擇第一種方案。
1.5確定機械加工余量、工序尺寸和公差
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查《機械制造工藝設計簡明手冊》，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選擇機床設備及工藝設備
根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)需要現(xiàn)選用各工序所用的設備為：
工序1 C336-1回轉(zhuǎn)式六角車床，YT15外圓車刀，Φ14mm標準錐柄麻花鉆， Φ1 4.8擴孔刀及Φ15H8YT15錐柄機用鉸刀，0—200/0.02mm游標卡尺，鋼直尺，Φ15H8孔用塞規(guī)。
工序2 鉗工臺，校正工具。
工序3 X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0—200/0.02mm游標卡尺
工序4 X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0—200/0.02mm游標卡尺
工序5 X62W臥式銑床，YT15三面刃銑刀，專用夾具，0—200/0.02mm游標卡尺
工序6 Z515鉆床，Φ5錐柄麻花鉆，專用夾具，0—200/0.02mm游標卡尺
工序7 鉗工臺，校正工具，0—200/0.02mm游標卡尺
工序8 M7120A平面磨床，砂輪，專用夾具，0—200/0.02mm游標卡尺
1.7確定切削用量及基本工時
1.7.1工序1車撥叉頭端面， 鉆-鏜-鉸Φ15H8孔，孔口倒角。
加工條件：C336-1回轉(zhuǎn)式六角車床，YT15外圓車刀，Φ14mm標準錐柄麻花鉆， Φ1 4.8擴孔刀及Φ15H8YT15錐柄機用鉸刀，專用夾具，柴油冷卻。
① 車撥叉頭端面
（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） 確定進給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》，刀桿尺寸為20mm X 20mm,
ap<=3mm以及工件直徑為20—50mm時，f=0.3—0.4mm/r,查《工藝手冊》根據(jù)機床的橫向進給量取f=0.39 mm/r。
（c） 計算切削速度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》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） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
n = 1000v/πdw
= 1000X126.8/3.14X50
= 807.3(r/min)
根據(jù)《工藝手冊》與807.3r/min接近的機床轉(zhuǎn)速為760r/min及1000r/min
現(xiàn)選760r/min所以實際切削速度為119.38m/min。
（e） 計算基本時間 按《工藝手冊》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) 確定進給量
根據(jù)《工藝手冊》f = 0.31—0.37mm/r,查《工藝手冊》根據(jù)機床實際縱進給量取f = 0.35mm/r。
（b）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度根據(jù)《工藝手冊》取鉆頭后面的最大磨損量為0.8mm；耐用度T=45min
(c)計算切削速度 根據(jù)《工藝手冊》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》,按機床的實際轉(zhuǎn)速取nw = 285(r/min),實際切削速度
V =πdwnw/1000
= 3.14X14X285 /1000
= 12.686(m/min)
（d）計算基本時間 根據(jù)《工藝手冊》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Φ15H8孔至Φ14.8mm
（a）確定進給量 根據(jù)《工藝手冊》f = 0.5—0.6mm/r,查《工藝手冊》根據(jù)機床實際縱進給量取f = 0.35mm/r。
（b）確定切削速度 為減少輔助時間，參照鉆孔取nw = 285(r/min)，
V=13.25m/min
（c）計算基本時間 根據(jù)《工藝手冊》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） 確定進給量和切削速度 根據(jù)《工藝手冊》f = 0.2—0.4mm/r,
V=8—10m/min，計算得n = 198r/min 查《工藝手冊》根據(jù)機床實際縱進給量取f = 0.35mm/r,實際轉(zhuǎn)速 n = 198r/min，實際切削速度V=9.33m/min。
b）計算基本時間 根據(jù)《工藝手冊》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，刀盤直徑125mm寬12mm,齒數(shù)20，專用夾具，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 確定每齒進給量 根據(jù)《工藝手冊》每齒進給量fz= 0.09—0.18mm/z
因工件剛性差，取fz= 0.09mm/z
③ 選擇銑刀磨鈍標準和耐用度 根據(jù)《工藝手冊》銑刀刀齒后面最大磨損量為1.2mm，耐用度為T=150min
④確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 根據(jù)《工藝手冊》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》與323r/min接近的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min和375r/min取n=300r/min,實際切削速度v=117.8m/min
工作臺每分鐘進給量f = 0.09X20X60=108(mm/min) 根據(jù)《工藝手冊》X62W臥式銑床與計算值接近的進給量為95mm/min和118mm/min，選擇f =95mm/min，則實際的每齒進給量為f = 95/20X60 = 0.079mm/z
⑤計算基本時間 根據(jù)《工藝手冊》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，刀盤直徑125mm，寬12mm，齒數(shù)20，專用夾具，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每分鐘進給量 取n = 300r/min,實際切削速度v = 117.8m/min,工作臺每分鐘進給量f = 118(mm/min)，實際的每齒進給量為f = 118/20X60 =0.099mm/z
③計算基本時間 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，刀盤直徑125mm，寬13mm，齒數(shù)20，專用夾具，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每齒進給量為f = 0.06mm/z
③確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 根據(jù)《工藝手冊》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》與513r/min接近的主軸轉(zhuǎn)速為475r/min,實際切削速度v=186.5m/min工作臺每分鐘進給量f = 0.06X20X60=72(mm/min) 根據(jù)《工藝手冊》X62W臥式銑床與計算值接近的進給量為75mm/min,選擇f =75mm/min，則實際的每齒進給量為f = 75 / 20X60 =0.0625mm/z
④計算基本時間 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標準麻花鉆，專用夾具
①確定進給量 由于孔徑很小，所以采用手動進給
② 選擇鉆頭磨鈍標準和耐用度 根據(jù)《工藝手冊》，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》，暫定f=0.16mm/r,查得v=17m/min,
n = 1082r/min,查《工藝手冊》按機床實際轉(zhuǎn)速選取n = 1000r/min 。
實際切削速度為v=17.3m/min
④計算基本時間 根據(jù)《工藝手冊》 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，專用夾具
① 選用砂輪 根據(jù)《工藝手冊》選擇WA46KVP350 X 40 X 127砂輪，及砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，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,徑向進給量f = 0.015mm/雙行程
③ 計算基本時間 根據(jù)《工藝手冊》加工長度為L = 71mm,10件一起加工，單面加工余量為Z = 0.3mm,系數(shù)k = 1.1,磨削一面的機動時間為
t = 2LbZK / 1000Vf
= 2X71X10X0.3X1.1 /1000X1OX0.015
= 3.12(min)
基本時間為 t = 3.12X2/10 = 0.624(min)
1.8填寫工藝卡片
按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片（見附表）
2夾具的設計
2.1問題的提出
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過反復思考，決定設計第六道工序鉆Φ5H14孔的鉆床夾具。
Φ5H14孔為銷孔，用于圓錐銷連接撥叉頭和軸，本工序的加工要求為：
Φ5H14孔:孔徑Φ5H14 mm，表面粗糙度為Ra12.5μm，孔軸線在操縱槽的對稱面上，對孔Φ15H8軸線的位置度誤差不超過0.2mm。
本工序的加工條件為：Z515鉆床，Φ5標準花鉆。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，達到設計圖樣要求，撥叉腳以粗加工。
未淬硬鋼實心毛坯上鉆孔的經(jīng)濟精度為IT11～１２,表面粗糙度為Ra12.5μm，在鉆夾具上加工時適當控制切削用量，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，主要應考慮如何保證孔軸線與Φ15H8孔軸線的位置精度。
2.2夾具設計
2.2.1定位方案和定位元件的選擇、設計
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，限制4個自由度，以操縱槽為止推基準，限制1個自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準，限制1個自由度。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，限制4個自由度，以Φ15H8孔端面為止推基準，限制1個自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準，限制1個自由度，夾緊Φ15H8孔另一端面。
圖2 定位方案二
方案1是按基準重合的原則確定的，不存在基準不重合誤差，有利于保證加工精度而且夾緊點靠近加工面，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。缺點是，夾緊力過大容易引起定位元件的變形。
方案2是按照基準統(tǒng)一的原則確定的，有利于夾具的設計制造，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。缺點是不容易保證孔的軸線與操縱槽對稱面重合，鉆頭進給的軸向力完全由定位元件承受，會引起定位元件變形。
本工序加工的Φ5H14孔是穿過Φ15H8孔的通孔，在定位銷上必須要開一個直徑大于Φ5mm的徑向孔，以便加工時鉆頭通過定位銷，而定位銷直徑僅為Φ15mm，開孔后定位銷的軸向剛度很小，定位銷不宜承受夾緊力。另外，鉆孔加工的切削力主要時鉆頭軸向進給方向和鉆削扭矩，沿工件軸向幾乎沒有切削力，所需要的夾緊力不大。綜合考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及本工序加工的具體情況，采用方案1 。
②定位元件設計 根據(jù)定位方案1，設計定位元件的結(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)面采用圓柱擋銷定位。圓柱心軸的直徑及公差Φ15f8mm。
③定位誤差的計算 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足定位要求。
2.2.2導向方案及導向元件的選擇和設計
① 導向方案的選擇 導向方案如圖所示。由于零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，考慮鉆套磨損后可以更換，選擇標準結(jié)構(gòu)的可換鉆套。根據(jù)《夾具手冊》，鉆套至工件表面的距離按（1～1.5）d = 5～7.5 mm選取，考慮本工序加工時鉆頭較細，防止切削把鉆頭憋斷，應有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取6mm。
② 導向元件的設計 根據(jù)《夾具手冊》，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》，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》，確定襯套為：A10 X 20GB/T2263-91(d = Φ10F7mm,
D =Φ15n6mm,h = 20mm)
③定位誤差的 計算根據(jù)《夾具手冊》，導向誤差為：
△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)外徑軸線的偏心量e = 0.004mm(按同軸度公差Φ0.008mm算得)；
l —可換鉆套導向長度 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夾緊裝置的設計
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)簡單，操作方便。
2.2.4設計夾具體、繪制夾具草圖
在上述定位、引導、夾緊方案的基礎(chǔ)上，設計夾具體，將各個部分連接成整體，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、夾具課程設計基本結(jié)束?；仡櫿麄€設計過程，我覺得受益匪淺。課程設計作為《機械制造工藝學》、《機械夾具設計》、《機械制造基礎(chǔ)》課程的重要的教學環(huán)節(jié)，使理論與實際更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。
本次課程設計主要經(jīng)過了兩個階段。第一階段使機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段使專用夾具設計。第一階段中本人認真復習了有關(guān)書本知識學會了如何分析零件的工藝性，學會如何查有關(guān)手冊，選擇加工余量、確定毛坯的類型、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編制工藝。其中運用了基準選擇、切削用量選擇計算、時間額定計算等方面的知識。還結(jié)合了我們生產(chǎn)實習中所看到的實際情況選定設備，填寫了工藝文件。夾具設計階段，運用工件定位、夾緊及零件結(jié)構(gòu)設計等方面的知識。
通過本次設計，我基本掌握了一個中等復雜零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟。學會查閱手冊，選擇使用工藝裝備等。
總的來說，這次設計，使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我獨立思考問題，解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于自己能力有限，在設計中還有許多的不足，懇請各位老師、同學們批評指正。
參 考 文 獻
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