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課程設(shè)計(jì)（論文） 題 目 一二擋變速叉零件的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 所屬部 所屬專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 所屬班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 摘 要 此次設(shè)計(jì)是對一二擋變速叉零件的加工工藝和夾具設(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，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(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，對夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 關(guān)鍵詞 一二擋變速叉，加工工藝，專用夾具，設(shè)計(jì) I 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第1章 緒論 1 第2章 一二擋變速叉的分析 3 2.1一二擋變速叉的工藝分析 3 2.2一二擋變速叉的工藝要求 3 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3.1 加工工藝過程 5 3.2確定各表面加工方案 5 3.2.1影響加工方法的因素 5 3.2.2加工方案的選擇 6 3.3 確定定位基準(zhǔn) 6 3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 6 3.3.1精基準(zhǔn)選擇的原則 7 3.4工藝路線的擬訂 8 3.4.1工序的合理組合 8 3.4.2工序的集中與分散 8 3.4.3加工階段的劃分 9 3.4.4加工工藝路線方案的比較 10 3.5一二擋變速叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13 3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 13 3.5.2一二擋變速叉的偏差計(jì)算 14 3.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動時(shí)間） 14 3.7時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 21 第4章 夾具設(shè)計(jì) 24 4.1 研究原始質(zhì)料 24 4.2 定位、夾緊方案的選擇 24 4.3切削力及夾緊力的計(jì)算 24 4.4 誤差分析與計(jì)算 25 4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 26 總結(jié)與展望 27 參考文獻(xiàn) 28 致 謝 29 第1章 緒論 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。比如一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(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。 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 35 第2章 一二擋變速叉的分析 2.1一二擋變速叉的工藝分析 其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，一二擋變速叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 一二擋變速叉是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也很高。一二擋變速叉的底面，所以都要求精加工。 2.2一二擋變速叉的工藝要求 設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動量最小。 圖2.1 一二擋變速叉零件圖 該加工有七個(gè)加工表面：平面加工包括一二擋變速叉底面、大頭孔上平面；孔系加工包括大、小頭孔、小孔加工。 ⑴ 以平面為主有：① 一二擋變速叉底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是； ② 叉口端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。 ⑵ 孔系加工有： ②￠22的小頭孔鉆、擴(kuò)和鉸加工，其表面粗糙度要求 ； 一二擋變速叉毛坯的選擇鑄造，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是5000件，由[3]表2.1～3可知是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對一二擋變速叉零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該一二擋變速叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于一二擋變速叉來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：一二擋變速叉的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計(jì)一二擋變速叉的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 3.2.1影響加工方法的因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。 3.2.2加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1～12可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 ⑶ 小頭孔￠224加工方法： 加零件毛坯不能直接鍛出孔，只能鍛出一個(gè)小坑，以便在以后加工時(shí)找正其中心，但其表面粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。 ⑷￠6孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，是，所以我們采用一次鉆孔的加工方法。 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： ⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 ⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證一二擋變速叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從一二擋變速叉零件圖分析可知，主要是選擇加工一二擋變速叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.3.1精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴ 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 ⑵ 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶ 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證一二擋變速叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從一二擋變速叉零件圖分析可知，它的底平面與小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻妫砸部梢杂玫目诪榧庸せ鶞?zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 3.4工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。一二擋變速叉的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工一二擋變速叉底面大頭孔上平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 ⑵ 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%～1.1%蘇打及0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 3.4.2工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑵ 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 ⑴ 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11～I(xiàn)T12。粗糙度為Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT8.8～I(xiàn)T10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實(shí)際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。 方案一: 1、粗、精銑左端面 2、以左端面為基準(zhǔn)鉆22mm孔 3、進(jìn)行精加工，擴(kuò)直徑22mm孔 4、倒角 5、粗銑小孔上端面 6、鉆6mm豎孔 7、粗銑右端面 8、粗銑前面 9、粗銑后面 10、粗銑端面 11、粗銑插口 12、鉸直徑22mm孔 13、擴(kuò)直徑6mm孔 14、半精銑端面 15、半精銑插口 16、精銑插口 17、熱處理 方案二: 1、以左端面為基準(zhǔn)鉆22mm孔 2、進(jìn)行精加工，擴(kuò)直徑22mm孔 3、粗、精銑左端面 4、倒角 5、粗銑小孔上端面 6、鉆6mm豎孔 7、粗銑右端面 8、粗銑前面 9、粗銑后面 10、粗銑端面 11、粗銑插口 12、鉸直徑22mm孔 13、擴(kuò)直徑6mm孔 14、半精銑端面 15、半精銑插口 16、精銑插口 17、熱處理 表3.1加工工藝路線方案比較表 加工工藝路線方案的論證： ⑴ 從前兩步工序可以看出：方案Ⅱ把粗、精加工都安排在一個(gè)工序中， 以便裝夾、安裝工件。 ⑵ 再看后面的工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在兩個(gè)不同的工序中，而方案Ⅱ都在一個(gè)工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)也可以減少工件的安裝次數(shù)。 方案2中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個(gè)工序中，以便裝夾、安裝工件。 由以上分析：方案Ⅱ?yàn)楹侠?、?jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表： 表3.2加工工藝過程表 1、粗、精銑左端面 2、以左端面為基準(zhǔn)鉆22mm孔 3、進(jìn)行精加工，擴(kuò)直徑22mm孔 4、倒角 5、粗銑小孔上端面 6、鉆6mm豎孔 7、粗銑右端面 8、粗銑前面 9、粗銑后面 10、粗銑端面 11、粗銑插口 12、鉸直徑22mm孔 13、擴(kuò)直徑6mm孔 14、半精銑端面 15、半精銑插口 16、精銑插口 17、熱處理3.5一二擋變速叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 一二擋變速叉的鍛造采用的是RZG310-570鋼鑄造制造，其材料是RZG310-570，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 一二擋變速叉為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 ⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 ⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2一二擋變速叉的偏差計(jì)算 ⑴ 一二擋變速叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表11～18.8。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查[3]可知其粗銑時(shí)精度等級為IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取 精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表2.3～58.8，其余量值規(guī)定為。 ⑵ 小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算 參照參考文獻(xiàn)[3]表2.2～2，2.2～25,2.3～13和參考文獻(xiàn)[14]表1～8，可以查得： 孔￠22： 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 擴(kuò)孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。 3.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動時(shí)間） 工序1：粗、精銑左端面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 材料： 齒數(shù) （1）粗銑左端面 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式（1.1） 實(shí)際銑削速度： 式（1.2） 進(jìn)給量： 式（1.3） 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 式（1.5） 精銑左端面 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ， 實(shí)際銑削速度，由式（1.2）有： 進(jìn)給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí) 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1。 機(jī)動時(shí)間，由式（1.5） 本工序機(jī)動時(shí)間： 工序2：以左端面為基準(zhǔn)鉆22mm孔 工件材料為HT200，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z525立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ19mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ21.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φ22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。 選擇各工序切削用量 （1）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z525機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，， ， 相應(yīng)地 ，， 工序3：進(jìn)行精加工，擴(kuò)直徑22mm孔 （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-31，。根據(jù)Z525機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 工序4：倒角 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 切削深度：=1 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取 所以實(shí)際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 工序5、粗銑小孔上端面 銑削深度：=3mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ， 實(shí)際銑削速度，由式（1.2）有： 進(jìn)給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí) 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1。 機(jī)動時(shí)間，由式（1.5）有： 本工序機(jī)動時(shí)間 工序6、鉆6mm豎孔 ⑴鉆孔： 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： min 工序7、粗銑右端面 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 式（1.1） 實(shí)際銑削速度： 式（1.2） 進(jìn)給量： 式（1.3） 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 式（1.5） 工序8、粗銑前面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 式（1.1） 實(shí)際銑削速度： 式（1.2） 進(jìn)給量： 式（1.3） 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 式（1.5） 工序9、粗銑后面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 式（1.1） 實(shí)際銑削速度： 式（1.2） 進(jìn)給量： 式（1.3） 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 式（1.5） 工序10、粗銑端面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 式（1.1） 實(shí)際銑削速度： 式（1.2） 進(jìn)給量： 式（1.3） 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 式（1.5） 工序11：粗銑插口 機(jī)床：立式銑床X52K 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金鑲齒套面銑刀YT15. 銑刀壽命T=180min,D/Z=100/10,B=40 1) 切削深度 2=10mm 所以有=5mm 2) 給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119得,進(jìn)給量f=0.2~0.35mm/齒　　按機(jī)床行選取f=0.3mm/齒 3) 切削速度　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=115min/s. 即V=6.9m/min 4) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 21.97r/min 按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與21.97r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為22.5r/min?，F(xiàn)選取=22.5r/min。 所以實(shí)際切削速度== 當(dāng)=22.5r/min時(shí)，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 =fZ=0.31022.5=67.5(mm/min)， 查機(jī)床說明書有=60(mm/min) 5) 削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。 t===1.5(min) t==0.75(min) 銑兩次的總時(shí)間為t=1.5+0.75=2.25min 工序12：鉸直徑22mm孔 確定鉸孔切削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z525說明書，取。 確定切削速度v及n 由參考文獻(xiàn)[7]表28-39，取。由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，得修正系數(shù)， 故 查Z525說明書，取，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，各工序切削用量如下： 鉆孔： ，，， 擴(kuò)孔： ，，， 鉸孔： ，，， 工序13、擴(kuò)直徑6mm孔 機(jī)床：鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度：=3 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,切削速度。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取。 實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取。 加工基本時(shí)間： 工序14、半精銑端面 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ， 實(shí)際銑削速度，由式（1.2）有： 進(jìn)給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí) 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1。 機(jī)動時(shí)間，由式（1.5）有： 本工序機(jī)動時(shí)間 工序15、半精銑插口 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=15m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 398r/min 與398r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為400r/min。現(xiàn)選取=400r/min。 所以實(shí)際切削速度== 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; t= ==1.28min 工序16、精銑插口 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ， 實(shí)際銑削速度，由式（1.2）有： 進(jìn)給量，由式（1.3）有： 工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí) 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1。 機(jī)動時(shí)間，由式（1.5）有： 本工序機(jī)動時(shí)間 工序17、熱處理 該工序不需要計(jì)算工時(shí)。 第4章 夾具設(shè)計(jì) --請抄寫對應(yīng)的夾具計(jì)算說明書 總結(jié)與展望 總結(jié)與展望 在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處：特別是對于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時(shí)，有可能會劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺可升可降，這樣，在刀具退出時(shí)，使定位立臺連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用夾具還有待改進(jìn)。無論怎樣，這次的課程設(shè)計(jì)使我獲益良多，是我在學(xué)校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會的第一步。 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 黃如林，切削加工簡明實(shí)用手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。 [2] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，18.88.85。 [3] 李洪，機(jī)械加工工藝手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，18.88.80。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，18.88.88.8。 [5] 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。 [6] 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，18.878.8。 [7] 吳宗澤，機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000。 [8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，18.887。 [8.8] 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同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。