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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 17
一、零件工藝性分析
1.1、零件的作用
題目給定的零件是CA6140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進(jìn)行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿邮够讫X輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑
移齒輪的配合精度要求很高。
1.2、零件的工藝分析
該撥叉的全部技術(shù)要求列如下表:
項(xiàng)目
公差等級
偏差（mm）
粗糙度
定位基準(zhǔn)
?25的六齒方花鍵孔
IT12
+0.20
0
1.6
花鍵孔中心線
?22的花鍵底孔
IT12
+0.20
0
6.3
花鍵孔中心線
兩端的2*150倒角
6.3
花鍵孔中心線
尺寸8的槽
IT9
+0.03
0
1.6
花鍵孔中心線
尺寸18的槽
IT6
+0.012
0
3.2
花鍵孔中心線
?6的花鍵槽寬
IT6
+0.06
+0.03
3.2
花鍵孔中心線
二、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1、確定毛坯的制造形成
? ?零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。
2.2基準(zhǔn)的選擇
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準(zhǔn)。
2.2.2精基準(zhǔn)的選擇
為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的下低面為精基準(zhǔn)。
2.3、制定工藝路線
? ? 制定工藝路線得出發(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,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(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。
2.3.1. 工藝路線方案一
工序：
1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。
2. 粗、精銑削B面。
3. 銑削8+0.030mm的槽。
4. 銑削18+0.0120mm的槽。
5. 拉花鍵。
2.3.2.工藝路線方案二
工序：
1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 以Ф40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。
2. 拉花鍵。以花鍵中心線及右端面為基準(zhǔn)，
3. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具
4. 銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
5. 銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
方案分析：
上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進(jìn)行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和下低面作為3.4.5道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。
三、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
? 零件材料為HT200，毛坯重量為1.0 kgσb =160MPa HBS。根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》（以下簡稱《工藝手冊》機(jī)械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編）知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用模鍛鍛模造毛坯。
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：
3.1.毛坯余量及尺寸的確定
1. 下端面的加工余量：下端面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除
2. 矩形花鍵底孔。
要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為Φ22 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔Φ20mm，擴(kuò)孔Φ21mm，拉花鍵 ，花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm
3. 右端面的加工余量。
此工序分2個工步1、粗銑右端面 2、精銑右端面。精加工余量為0.2mm，粗銑加工余量為2.8mm
3.2、確定工序
工序 Ⅰ ：車削下底面。
1．加工條件。
工件材料：灰口鑄鐵HT200。 σb=145 MPa。鑄造。
加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸，Ra=3.2μm
機(jī)床C3163-1。轉(zhuǎn)塔式六角臥式車床。
刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15
2、計(jì)算切削用量。
（1）已知長度方向的加工余量為3±0.8mm 。實(shí)際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差I(lǐng)T １２級 取-0.46 mm （入 體方向）
（2）進(jìn)給量、根據(jù)《切削簡明手冊》（第3版）表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａｅ≤３mm時，以及工件直徑為Φ60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取Φ60mm）
?=0.6-0.8mm/ｒ.
按C３１６３－１ 車床說明書 取?=0.6 mm/n。
由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 所以：實(shí)際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ
按C３１６３－１ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）計(jì)算切削速度。按《切削簡明手冊》表1.27 ，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）
刀具材料YG6
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見《切削手冊》表1.28
kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81
∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=46.9(m/min)
（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１ 車床說明書?。睿?00 r／min
所以實(shí)際切削速度V=40.8m/min
（5）切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準(zhǔn)備
Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0
工序II 精車下底面
1) 已知粗加工余量為0.5mm。
2) 進(jìn)給量f. 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按C３１６３－１ 車床說明書 ｆ＝0.16 mm/r
計(jì)算切削速度 按《切削用量簡明手冊》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=83.85(m/min)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按C3163－１ 車床說明書 取nw=400（r/min）
實(shí)際切削速度V=57.1m/min
4) 切削工時，查《工藝手冊》表6.2-1
Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min）
由于下一道工序是鉆孔，所以留下?20mm的臺階，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0
工序III 鉆花鍵孔
鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表2.2
鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：
ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2-9確定f=0.48
ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。
按C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.
ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21，當(dāng)do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.
ｃ、切削速度 由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 Ｖ=21m/min
n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 實(shí)際Ｖ=17 m/min
ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm
所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
工序IV 擴(kuò)花鍵孔
刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。
由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32
倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進(jìn)給。
工序V 車倒角
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。
檢驗(yàn)機(jī)床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
鉆削功率檢驗(yàn)按《切削用量簡明手冊》表 2.21
當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
《切削用量簡明手冊》表由表2.32 得功率公式
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要
工序VI 拉花鍵孔
單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒
為0.06mm,
拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
L 拉削表面長度，80mm；
η 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.2；
k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 ；
v 拉削速度（m/min）；
fz 拉刀單面齒升；
Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)
工序VII 粗銑右端面
加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2ｕｍ。
用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm
機(jī)床 ：Ｘ62W
加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm
1) 選擇刀具
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時。直徑為do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀
銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16°
2) 切削用量
留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～１mm/r就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r
3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）
4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z
Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min
選Vf=80mm/min 實(shí)際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 當(dāng) Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系數(shù)：
故Pct＜0.8,
根據(jù)X62W型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z
6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm
工序VIII 精銑右端面
1）選擇刀具
刀具與上道工步是同一把刀。
2）切削用量
精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度
ae＝0.2mm，ｆ＝0.6
3）決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm
工序IX 銑削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm
加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻
機(jī)床：X62W
1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8
銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
2) 選擇切削量
由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z
3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4) 決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min
n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min
實(shí)際速度Vc=donc/1000=74.2m/min
選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/min
fzc=110/375×16=0.018mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28 公式
圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94
由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28
Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N
M=FCdo/2×103=15.9N?M
Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。
6) 基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm
工序X 銑寬為180+0.12mm槽
加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm
由于此工步的設(shè)計(jì)尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，
1) 選擇刀具
銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2) 選擇銑削用量
由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min
n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min
實(shí)際速度Vc=donc/1000=94.2m/min
選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)
工序XI 磨18mm槽，
保證尺寸18mm
1) 選擇砂輪。
見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為
GZ46KV6P350×40×127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16×6×40（D×d×H）。
2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見機(jī)床說明書)，
v砂=2.5m/s
進(jìn)給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm
3) 切削工時。當(dāng)加工1個表面時
Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min
最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機(jī)械加工工藝卡片中。
工序號
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
I
粗車下端面
臥式車床
車刀
游標(biāo)卡尺
II
精車下端面
臥式車床
車刀
游標(biāo)卡尺
III
鉆花鍵孔
立式鉆床
鉆刀
游標(biāo)卡尺
IV
擴(kuò)花鍵孔
立式鉆床
鉆刀
游標(biāo)卡尺
Ⅴ
倒角2x15°
臥室車床
車刀
游標(biāo)卡尺
VI
拉六齒方型花鍵
立式拉床
拉刀
游標(biāo)卡尺
VII
粗銑右端面
立式銑床
銑刀
游標(biāo)卡尺
VIII
精銑右端面
立式銑床
銑刀
游標(biāo)卡尺
IX
銑800。03mm的槽
立式銑床
銑刀
量塊
X
銑1800。12mm槽
立式銑床
銑刀
量塊
XI
磨寬為1800。12mm的槽
磨床
砂輪
量塊
四、 夾具設(shè)計(jì)
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
4.1.提出問題
（1）怎樣限制零件的自由度；V形塊加小平面限制5個自由度，定位銷限制1個自由度。
（2）怎樣夾緊；設(shè)計(jì)夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件。
（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用拉刀拉削，通過下底面排削。
（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。
4.2.設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來對φ6孔進(jìn)行加工，這個孔尺寸精度要求為H7，表面粗糙度Ra3.2。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進(jìn)行加工，考慮到提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，采用一次拉削完成。
4.3、夾具設(shè)計(jì)
零件的上半部分為圓柱型，根據(jù)這個特點(diǎn)采用V型塊、小平面的夾具來定位。
4.3.1、定位分析
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。寬為6 +0.03+0.06mm的槽，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。
（2）定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△B=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。
△Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm
4.3.2、切削力、夾緊力、切屑用量和切屑速度的計(jì)算
1.進(jìn)給量：該工序就是通過一次走刀，完成花鍵槽的拉削加工。由于加工方法的特殊性，刀具選擇的特殊性，被吃刀量暫不用選擇。只要選擇合適的切削速度和進(jìn)給量就可以。根據(jù)機(jī)床剛度和刀具尺寸，此工序需要一次走刀，完成要求的機(jī)械加工要求。加工總深度為Z=76mm?？傋叩洞螖?shù)為1次。
2.切屑速度：
根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
L 拉削表面長度，80mm；
η 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.2；
k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 ；
v 拉削速度（m/min）；
fz 拉刀單面齒升；
Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 。
3. 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：花鍵拉刀。
切削力：由于本工序拉刀由上至下垂直向下拉，切削力方向也是由上向下，只要底面三個支承釘能夠保證強(qiáng)度，剛度。就能精確加工。保證加工精度。而支承釘能夠保證。所以此處不用算切削力。
由于切削力和夾緊力的方向垂直。平面定位。
Fj=KFL\(H+L)=2.5*250*24/46+24=214N
夾緊力的計(jì)算：由于切削力和夾緊力的方向一致。所以夾緊力定位較小夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生振動和轉(zhuǎn)動。
4.3.3、夾具操作說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸。
五.體會與展望
為期兩周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。主要是鉆模板與鉆套的選擇與設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用了快換鉆套和手動螺旋快速加緊機(jī)構(gòu)，從而大大提高了由于鉆、擴(kuò)、絞孔而頻繁換鉆套的生產(chǎn)效率，夾具的加工精度都采用普通級，充分考慮了制造成本。缺點(diǎn)是本設(shè)計(jì)的操作需要人力，所以在生產(chǎn)自動化方面有待改進(jìn)。
通過本次課程設(shè)計(jì)，使我將所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，得到了解決問題和分析問題的能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練。
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時間定額計(jì)算等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。
通過此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(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)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！
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