2289 變速撥叉零件的機(jī)械加工工藝及工藝裝備設(shè)計(jì),變速,零件,機(jī)械,加工,工藝,裝備,設(shè)備,設(shè)計(jì) 1汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)設(shè)計(jì)題目： 變速撥叉零件的機(jī)械加工工藝及工藝裝備設(shè)計(jì)院 系 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 成 績(jī) 指導(dǎo)教師 2汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目： 變速撥叉零件的機(jī)械加工工藝及工藝裝備設(shè)計(jì)（中批量生產(chǎn)）內(nèi)容 1.主要零件圖 2 張 2．毛坯圖 1 張3．機(jī)械制造加工工藝過(guò)程綜合卡片 1 張4．夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1 張5．課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 1 份3一． 設(shè)計(jì)的目的汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完汽車(chē)制造工藝學(xué)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的：1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2、通過(guò)對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。3、課程設(shè)計(jì)過(guò)程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢(xún)相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。二、零件的分析（一）零件的作用題目所給的零件是 CA6140 車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的 φ25 孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，φ55 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。（二）零件的工藝分析零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此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：1．小頭孔 φ25 ；023.?2.小頭孔軸線(xiàn)側(cè)面端面的距離 03.?3．大頭半圓孔 Ф 及其端面；4.05?4.兩孔中心距 Ф 1.203?5．16×8 槽；6．φ40 外圓斜面；7. 工件尺寸為 40 的外側(cè)面8．大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線(xiàn)的垂直度誤差為 0.1mm；槽端面與小頭孔中心線(xiàn)的垂直度誤差為 0.08m。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(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，并且此撥叉零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，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。4三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式已知此撥叉零件的生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專(zhuān)用工裝。零件材料為 HT200?？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)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 41 頁(yè)表 2.2-5，選用鑄件尺寸公差等級(jí)為 CT-12。（二）基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，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，甚至還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇 Φ40mm 圓一個(gè)端面作為粗基準(zhǔn)加工另一個(gè)端面。再加一個(gè)鉤形壓板和一個(gè) V 形塊限制自由度，達(dá)到完全定位。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要因該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不在重復(fù)。（三）制定工藝路線(xiàn)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,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工卡具,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。1．工藝路線(xiàn)方案一工序 1 粗鏜，半精鏜 φ55 孔工序 2 粗銑，精銑 φ55 孔兩端面工序 3 銑斷，使之為兩個(gè)零件工序 4 粗銑，精銑尺寸為 40 的外側(cè)面工序 5 銑 φ40 外圓斜面工序 6 銑 16×8 槽工序 7 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25 孔工序 8 去毛刺；工序 9 終檢。2．工藝路線(xiàn)方案二工序 1 銑斷，使之為兩個(gè)零件工序 2 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25 孔工序 3 粗銑，精銑尺寸為 40 的外側(cè)面工序 4 銑 16×8 槽工序 5 粗鏜，半精鏜 φ55 孔工序 6 粗銑，精銑 φ55 孔兩端面工序 7 銑 φ40 外圓斜面工序 8 去毛刺；5工序 9 終檢。3．工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工 φ55 孔，以便于后續(xù)加工，并利用了兩件合鑄的優(yōu)勢(shì)，提高了工作效率，然后在銑床上把所有銑的工序全部弄完，省去了在各機(jī)床間切換的麻煩，最后加工孔；方案二是先銑斷，使之為兩個(gè)工件，分別加工。先加工小頭孔，然后以小頭孔為基準(zhǔn)，進(jìn)行其他工序的加工。顯然，方案二不如方案一效率高。但由于大頭孔端面和槽都與小頭孔有垂直度要求，可以先加工小頭孔，后加工槽；大頭孔應(yīng)該利用兩件合鑄的優(yōu)勢(shì)，所以還是先加工 φ55 大頭孔?？梢詫⒐ば蚨椋汗ば?1 粗鏜，半精鏜 φ55 孔，以 φ40 外圓面為粗基準(zhǔn)，選用 T740 型臥式金剛鏜床和專(zhuān)用夾具工序 2 銑斷，使之為兩個(gè)零件，選用 X60 臥式銑床和專(zhuān)用夾具。工序 3 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25 孔，以 Φ40 外圓為定位基準(zhǔn)，選用Z5125A 立式鉆床和專(zhuān)用夾具。工序 4 粗、精銑 φ55 孔兩端面，以 φ25 孔定位，選用 XA6132 臥式銑床和專(zhuān)用夾具。工序 5 銑 φ40 外圓斜面，以 φ25 孔定位，選用 XA6132 臥式銑床和專(zhuān)用夾具。工序 6 粗銑、精銑尺寸為 40 的外側(cè)面，以 φ25 孔定位，選用 XA6132 臥式銑床和專(zhuān)用夾具。工序 7 銑 16×8 槽，以 φ25 孔定位，選用 x61W 型萬(wàn)能銑床和專(zhuān)用夾具。工序 8 去毛刺；工序 9 終檢。這樣，看起來(lái)工序簡(jiǎn)潔且保證了垂直度的要求，還能充分利用兩件合鑄的優(yōu)勢(shì)。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“CA6140 車(chē)床撥叉” ；零件材料為 HT200，硬度 190～210HB，毛皮重量1.12kg，生產(chǎn)類(lèi)型中批量，鑄造毛坯。1.毛坯圖62、圓柱表面工序尺寸：加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級(jí) 工序尺寸 表面粗糙度鑄件 6.0 CT12 5.149??粗鏜 4.0 IT12 203?6.3φ55IT12半精鏜 2.0 IT10 4.03.2鉆孔 23 IT11 1.2?擴(kuò)孔 1.8 IT10 084.?6.3粗鉸孔 0.14 IT8 3.09?3.2φ25IT7精鉸孔 0.06 IT7 2.51.63、平面工序尺寸：加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級(jí) 工序尺寸 表面粗糙度鑄件 5.0 CT12 5.17?粗銑 4.0 IT12 02.3?6.3φ55 孔的上下端面精銑 1.0 IT10 6.1803.2鑄件 2.0 CT12 5?粗銑 1.5 IT1223.50-0.6 6.3尺寸為40 的外側(cè)面精銑 0.5 IT10230-0.3 3.2（五）確立切削用量及基本工時(shí)工序 1：粗鏜，半精鏜 φ55 孔機(jī)床：T740 型臥式金剛鏜床，加專(zhuān)用夾具刀具：選用 90°硬質(zhì)合金 YT5 鏜刀，1. 粗鏜孔至 φ53 mm(1)背吃刀量 ap單邊余量 Z＝2 mm,可一次切除，則 ap＝2mm。7（2）進(jìn)給量 f查得 f=0.21 mm/r(3)切削速度 vc查得 vc=1.28 m/s則，n s＝ ＝ =7.69 r/s (461.5 r/min)1000vπ d 1000×1.28π ×53按機(jī)床選取 nw=7.16 r/s ( 430 r/min)所以實(shí)際切削速度 vc = = =1.19 m/sndπ1000 7.16×53×π1000(4)切削工時(shí) tt= = =0.22 minLi+Lw+Lonf 17+2+1430×0.212.半精鏜孔至 φ55 mm選用一個(gè)刀桿，T60 臥式鏜床同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行粗，半精鏜孔，故進(jìn)給量，切削速度及工時(shí)均與前相同即：f=0.21 mm/rnw=7.16 r/s ( 430 r/min)t=0.22 min工序 2： 銑斷機(jī)床：選用 X60 臥式銑床，專(zhuān)用夾具刀具：中齒鋸片銑刀 d=160mm L=4 mm z=40刀具壽命：查表高速鋼切斷銑刀 d≤40T=45 min（1）.切削用量 apap=17 mm 一次走刀切斷（2）.進(jìn)給量 fz查得 fz=0.1 mm/z（3）.切削速度 vc查表 ：v c =54.9 m/min查得 vc=1.28 m/sns＝ ＝1000×54.9/(3.14×160)=109r/min1000vπ d根據(jù) x60 臥式銑床說(shuō)明書(shū)《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 按機(jī)床選取 nw==100r/min所以實(shí)際切削速度 vc = =160×100×3.14/1000=50.24 m/minndπ1000（4）.計(jì)算基本工時(shí)此時(shí)工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為：fm8min/401.0nZfwzm???查《切削手冊(cè)》表 4.2-40，剛好有 。i/f計(jì)算切削基本工時(shí)：tm= = =0.5 minl+y+Δfm 160+40400工序 3： 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25 孔。1.加工條件工件材料：灰鑄鐵 HT200加工要求：鉆 Φ25 的孔，其表面粗糙度值為 Rz=1.6 μm；先鉆 Φ23 的孔在擴(kuò)Φ24.8 的孔，再粗鉸 Φ24.94 孔，再精鉸 Φ25 孔。機(jī)床：Z5125A 立式鉆床，專(zhuān)用夾具。刀具：Φ23 麻花鉆，Φ24.8 的擴(kuò)刀，鉸刀。2.計(jì)算切削用量（1）鉆 Φ23 的孔。①進(jìn)給量查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P47 表 2-23 鉆孔進(jìn)給量 f 為0.39~0.47 mm/r，由于零件在加工 23mm 孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘?系數(shù) 0.75，則 f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，現(xiàn)取f=0.25mm/r。此工序采用 Φ23 的麻花鉆。所以進(jìn)給量 f= 0.25mm/z② 鉆削速度切削速度：根據(jù)手冊(cè)表 2.13 及表 2.14，查得切削速度 V=18m/min。ns＝1000vπ d min)/(24.9318r???根據(jù)手冊(cè) ns=300r/min,故切削速度為vc = ndπ1000 i)/(67.102?③ 切削工時(shí)l=23mm， l1=13.2mm.查《工藝手冊(cè)》 P9-143 表 9.4-31，切削工時(shí)計(jì)算公式： (min)5.12.03821?????nwfltm（2）擴(kuò) Φ24.8 的孔① 擴(kuò)孔的進(jìn)給量　查《切削用量手冊(cè)》表 2.10 規(guī)定,查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò) Φ24.8 的孔時(shí)的進(jìn)給量,并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選取9F=0.3 mm/z②切削速度擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔的切削速度,根據(jù)《工藝手冊(cè)》表 28-2 確定為V=0.4V 鉆其中 V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的切削速度.故V=0.4×21.67=8.668m/minmin)/(3.18.24610rdwvns????按機(jī)床選取 nw=195r/min.③切削工時(shí)切削工時(shí)時(shí)切入 L1=1.8mm,切出 L2=1.5mm(in)4.13.0195821?????nwflt（3）粗鉸 Φ24.94 的孔① 粗鉸孔時(shí)的進(jìn)給量根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時(shí)的 1/2~1/3,故F=1/3f 鉆 =1/3×0.3=0.1mm/rV=1/3V 鉆 =1/3×21.67=7.22m/minmin)/(2.94.710rdwvns????②切削速度按機(jī)床選取 nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度 i)/(7.150.10V③切削工時(shí)切削工時(shí),切入 l2=0.14mm,切出 l1=1.5mm.(min)18.4.0195821?????nwfltm（4）精鉸 Φ25 的孔① 精鉸孔時(shí)的進(jìn)給量根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時(shí)的 1/2~1/3,故F=1/3f 鉆 =1/3×0.3=0.1mm/rV=1/3V 鉆 =1/3×21.67=7.22m/min min)/(975.12.10rdwvns????②切削速度按機(jī)床選取 nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度 i)/(3.105V③切削工時(shí)10切削工時(shí),切入 l2=0.06mm,切出 l1=0mm.(min)1.4.01956821?????nwfltm工序 4：粗銑，精銑 φ55 孔上、下端面 1.粗銑 φ55 孔上下端面。機(jī)床：XA6132 臥式銑床，專(zhuān)用夾具。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae>60,深度 apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。（6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(125+30)/375=0.41min.2. 精銑 φ55 孔上下端面。（1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇 ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。（2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 7.5kw。查《切削手冊(cè)》選 f=0.5 mm/z。（3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊(cè)》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊(cè)》表 3.8，壽命 T=180min（4） 計(jì)算切削速度按《切削手冊(cè)》 ，將 f 降一級(jí)為 f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,V f=577mm/s據(jù) XA6132 銑床參數(shù)，選擇 nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為 fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。（5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。（6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(125+30)/375=0.41min.11工序 5： 銑 φ40 外圓斜面 機(jī)床：XA6132 臥式銑床，專(zhuān)用夾具。刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀（1）進(jìn)給量 f查表 af=0.15 mm/z (2)切削速度 vc 查得 v=27 m/mind=175mm 齒數(shù) z=16則 ns＝ ＝ =49 r/min1000vπ d 1000×273.14×175按機(jī)床選取 nw=47.5 r/min所以實(shí)際切削速度 vc = = =26.1 m/minndπ1000 π ×175×47.51000(3)基本工時(shí) tt = =2 minLi+Lw+Lonf 175+5347.5×16×0.15工序 6：粗銑、精銑尺寸為 40 的外側(cè)面機(jī)床：XA6132 臥式銑床，專(zhuān)用夾具。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f 12z=0.16mm/z。（6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。2.精銑（1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇 ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。（2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱(chēng)銑，選較小量 f=0.14 mm/z。（3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊(cè)》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊(cè)》表 3.8，壽命 T=180min（4） 計(jì)算切削速度查得 V c＝98mm/s，則 n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù) XA6132 銑床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。（5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。（6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序 7：銑 16×8 槽機(jī)床：x61W 型萬(wàn)能銑床，專(zhuān)用夾具刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀 do=16mm， 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齒數(shù) z=24（1）. 走刀量 f 由表查得 f =0.67 mm/r（2）.銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由表查得 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.2~0.3耐用度為 T=150min （3）.切削速度 v由式 vPuwYfXpmqVkzaTdCVv0?查表得其中： 修正系數(shù) .1vk40?2.vq1.0?vX4.vYm=0.5 5.0?vu.v mzff 867. 6wa8p代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s 則 in/5.390/.61rsrdwns ??13按機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速為 6.33 r/s所以，實(shí)際切削速度為 min/2.196/27.310sdnvw???（4）.計(jì)算切削工時(shí)=0.55minsznaylvLTffm.??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(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)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(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。（一）提出問(wèn)題（1）怎樣限制零件的自由度；V 形塊限制 4 個(gè)自由度，定位塊限制 1 個(gè)自由度，限位銷(xiāo)限制 1 個(gè)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，定位塊起支撐工件的作用。（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和擴(kuò)刀、鉸刀，排削通過(guò)鉆模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。（二）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(lái)對(duì) φ25H7 孔進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為 H7，表面粗糙度 Ra1.6，鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸以可滿(mǎn)足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿(mǎn)足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。（三）夾具設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)《夾具手冊(cè)》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。故加工 φ25H7 孔時(shí)，采用 φ40的外圓面和其的下端面作為定位基準(zhǔn)。2、切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：Φ23 的麻花鉆，Φ24.8 的擴(kuò)孔鉆，鉸刀。①鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P70 表 3-6，得鉆削力計(jì)算公式： HBDS6.09.06.7??式中 P───鉆削力14t───鉆削深度, 80mmS───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.25mmD───麻花鉆直徑, Φ23mmHB───布氏硬度，140HBS 所以 HBDSP6.09.06.7??=800（N）鉆孔的扭矩： M6.094.0201.??式中 S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.25mmD───麻花鉆直徑, Φ23mmHB───布氏硬度，140HBS HBSD6.094.0201.???= ×0.014× ×325..=1580(N·M)②擴(kuò)孔時(shí)的切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P70 表 3-6，得鉆削力計(jì)算公式：tP6.04.02.19??式中 P───切削力t───鉆削深度, 80mmS───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mmD───擴(kuò)孔鉆直徑, Φ24.8mmHB───布氏硬度，140HBS 所以 HBStP6.04.02.19??= 873（N）擴(kuò)孔的扭矩： DMt??4.06.075.031.式中 t───鉆削深度, 80mmS───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mmD───麻花鉆直徑, Φ24.8mmHB───布氏硬度，140HBS DHBSt???4.06.075.031.=1263（N·M）②鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70 表 3-6，查得工件以 V 形塊和定位塊定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：15dtdfLQWgz 132)(??????式中 φ───螺紋摩擦角───平頭螺桿端的直徑d1─── 工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16f───螺桿直徑z───螺紋升角?Q ───手柄作用力L ───手柄長(zhǎng)度則所需夾緊力 dtdfLQWgz 132)(??????=399（N）根據(jù)手冊(cè)查得該夾緊力滿(mǎn)足要求，故此夾具可以安全工作。3、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(xiàn)，所以基準(zhǔn)重合△B=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差?！鱕=0.707δd =0.707×0.025mm=0.0177mm4、夾具操作說(shuō)明此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：通過(guò) φ40 外圓、平面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)，在V 形塊、支承板和擋銷(xiāo)上實(shí)現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。五、小 結(jié)16課程設(shè)計(jì)作為《汽車(chē)制造工藝學(xué)》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(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)歷了兩個(gè)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(zhuān)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(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；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(shí)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。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。提高了我的思考、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)。由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正！六、參考文獻(xiàn)1、李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19942、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社3、趙家齊主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，20004、吳拓、方瓊珊主編. 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20055、曾志偉、呂明主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，武漢理工大學(xué)出版社，2001 年6、肖詩(shī)綱主編，切削用量手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1993 年7、曾東建主編，汽車(chē)制造工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社8、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)） ， 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫(xiě)組編，化學(xué)工業(yè)出版社產(chǎn)品型號(hào) CA6140 零件圖號(hào) 8310006機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品名稱(chēng) 車(chē)床 零件名稱(chēng) 撥叉 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)材料牌號(hào) HT200 毛坯種類(lèi) 鑄鐵 毛坯外形 尺寸每毛坯可制件數(shù)2 每臺(tái)件數(shù) 1 備注工時(shí)工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 車(chē)間 工段 設(shè)備 工藝裝備 準(zhǔn)終 單件（min）1 鏜孔 1） 粗鏜至 φ53 孔2） 半精鏜至 φ55 孔 鏜床車(chē)間2 T740 型臥式金剛鏜床專(zhuān)用夾具，硬質(zhì)合金YT5 鏜刀，游標(biāo)卡尺. 0.442 銑斷 銑斷，使之為兩個(gè)零件 銑床車(chē)間 1 X60 臥式銑床 專(zhuān)用夾具，中齒鋸片銑刀0.53 鉆、擴(kuò)、鉸孔1）鉆 Φ23 的孔2）擴(kuò)孔至 Φ24.8 3）粗鉸孔至 Φ24.94 4）精鉸孔至 Φ25 鉆床車(chē)間 4 Z5125A 立式鉆床 專(zhuān)用夾具，Φ23 麻花鉆，Φ24.8 的擴(kuò)刀，鉸刀，游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺11.234 銑削 1） 粗銑 φ55 孔兩端面至 132） 精銑 φ55 孔兩端面至 12銑床車(chē)間 2 XA6132 臥式銑床 專(zhuān)用夾具，硬質(zhì)合金鋼端銑刀，游標(biāo)卡尺0.825 銑削 粗銑 φ40 外圓斜面 銑床車(chē)間 1 XA6132 臥式銑床 專(zhuān)用夾具，高速鋼鑲齒三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺，2.06 銑削 1) 粗銑尺寸為 40 的外側(cè)面至 23.52) 精銑尺寸為 40 的外側(cè)面至 23銑床車(chē)間 2 XA6132 臥式銑床 專(zhuān)用夾具，硬質(zhì)合金鋼端銑刀，游標(biāo)卡尺0.187 銑槽 銑 16×8 的槽 銑床車(chē)間 1 x61W 型萬(wàn)能銑床 專(zhuān)用夾具，高速鋼直齒三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺0.558 去毛刺 專(zhuān)用夾具9 終檢 檢驗(yàn)車(chē)間 塞規(guī)，卡尺等設(shè)計(jì)日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會(huì)簽日期標(biāo)記 處數(shù) 更改文件 簽字 日 標(biāo) 處 更改文件號(hào) 簽字 日期 2009-1-3號(hào) 期 記 數(shù)1汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)設(shè)計(jì)題目： 變速撥叉零件的機(jī)械加工工藝及工藝裝備設(shè)計(jì)院 系 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 成 績(jī) 指導(dǎo)教師 2汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目： 變速撥叉零件的機(jī)械加工工藝及工藝裝備設(shè)計(jì)（中批量生產(chǎn)）內(nèi)容 1.主要零件圖 2 張 2．毛坯圖 1 張3．機(jī)械制造加工工藝過(guò)程綜合卡片 1 張4．夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1 張5．課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 1 份3一． 設(shè)計(jì)的目的汽車(chē)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完汽車(chē)制造工藝學(xué)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的：1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2、通過(guò)對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。3、課程設(shè)計(jì)過(guò)程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢(xún)相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。二、零件的分析（一）零件的作用題目所給的零件是 CA6140 車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的 φ25 孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，φ55 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。（二）零件的工藝分析零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此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：1．小頭孔 φ25 ；023.?2.小頭孔軸線(xiàn)側(cè)面端面的距離 03.?3．大頭半圓孔 Ф 及其端面；4.05?4.兩孔中心距 Ф 1.203?5．16×8 槽；6．φ40 外圓斜面；7. 工件尺寸為 40 的外側(cè)面8．大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線(xiàn)的垂直度誤差為 0.1mm；槽端面與小頭孔中心線(xiàn)的垂直度誤差為 0.08m。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(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，并且此撥叉零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，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。4三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式已知此撥叉零件的生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專(zhuān)用工裝。零件材料為 HT200?？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)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 41 頁(yè)表 2.2-5，選用鑄件尺寸公差等級(jí)為 CT-12。（二）基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，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，甚至還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇 Φ40mm 圓一個(gè)端面作為粗基準(zhǔn)加工另一個(gè)端面。再加一個(gè)鉤形壓板和一個(gè) V 形塊限制自由度，達(dá)到完全定位。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要因該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不在重復(fù)。（三）制定工藝路線(xiàn)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,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工卡具,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。1．工藝路線(xiàn)方案一工序 1 粗鏜，半精鏜 φ55 孔工序 2 粗銑，精銑 φ55 孔兩端面工序 3 銑斷，使之為兩個(gè)零件工序 4 粗銑，精銑尺寸為 40 的外側(cè)面工序 5 銑 φ40 外圓斜面工序 6 銑 16×8 槽工序 7 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25 孔工序 8 去毛刺；工序 9 終檢。2．工藝路線(xiàn)方案二工序 1 銑斷，使之為兩個(gè)零件工序 2 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25 孔工序 3 粗銑，精銑尺寸為 40 的外側(cè)面工序 4 銑 16×8 槽工序 5 粗鏜，半精鏜 φ55 孔工序 6 粗銑，精銑 φ55 孔兩端面工序 7 銑 φ40 外圓斜面工序 8 去毛刺；5工序 9 終檢。3．工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工 φ55 孔，以便于后續(xù)加工，并利用了兩件合鑄的優(yōu)勢(shì)，提高了工作效率，然后在銑床上把所有銑的工序全部弄完，省去了在各機(jī)床間切換的麻煩，最后加工孔；方案二是先銑斷，使之為兩個(gè)工件，分別加工。先加工小頭孔，然后以小頭孔為基準(zhǔn)，進(jìn)行其他工序的加工。顯然，方案二不如方案一效率高。但由于大頭孔端面和槽都與小頭孔有垂直度要求，可以先加工小頭孔，后加工槽；大頭孔應(yīng)該利用兩件合鑄的優(yōu)勢(shì)，所以還是先加工 φ55 大頭孔?？梢詫⒐ば蚨椋汗ば?1 粗鏜，半精鏜 φ55 孔，以 φ40 外圓面為粗基準(zhǔn)，選用 T740 型臥式金剛鏜床和專(zhuān)用夾具工序 2 銑斷，使之為兩個(gè)零件，選用 X60 臥式銑床和專(zhuān)用夾具。工序 3 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25 孔，以 Φ40 外圓為定位基準(zhǔn)，選用Z5125A 立式鉆床和專(zhuān)用夾具。工序 4 粗、精銑 φ55 孔兩端面，以 φ25 孔定位，選用 XA6132 臥式銑床和專(zhuān)用夾具。工序 5 銑 φ40 外圓斜面，以 φ25 孔定位，選用 XA6132 臥式銑床和專(zhuān)用夾具。工序 6 粗銑、精銑尺寸為 40 的外側(cè)面，以 φ25 孔定位，選用 XA6132 臥式銑床和專(zhuān)用夾具。工序 7 銑 16×8 槽，以 φ25 孔定位，選用 x61W 型萬(wàn)能銑床和專(zhuān)用夾具。工序 8 去毛刺；工序 9 終檢。這樣，看起來(lái)工序簡(jiǎn)潔且保證了垂直度的要求，還能充分利用兩件合鑄的優(yōu)勢(shì)。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“CA6140 車(chē)床撥叉” ；零件材料為 HT200，硬度 190～210HB，毛皮重量1.12kg，生產(chǎn)類(lèi)型中批量，鑄造毛坯。1.毛坯圖62、圓柱表面工序尺寸：加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級(jí) 工序尺寸 表面粗糙度鑄件 6.0 CT12 5.149??粗鏜 4.0 IT12 203?6.3φ55IT12半精鏜 2.0 IT10 4.03.2鉆孔 23 IT11 1.2?擴(kuò)孔 1.8 IT10 084.?6.3粗鉸孔 0.14 IT8 3.09?3.2φ25IT7精鉸孔 0.06 IT7 2.51.63、平面工序尺寸：加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級(jí) 工序尺寸 表面粗糙度鑄件 5.0 CT12 5.17?粗銑 4.0 IT12 02.3?6.3φ55 孔的上下端面精銑 1.0 IT10 6.1803.2鑄件 2.0 CT12 5?粗銑 1.5 IT1223.50-0.6 6.3尺寸為40 的外側(cè)面精銑 0.5 IT10230-0.3 3.2（五）確立切削用量及基本工時(shí)工序 1：粗鏜，半精鏜 φ55 孔機(jī)床：T740 型臥式金剛鏜床，加專(zhuān)用夾具刀具：選用 90°硬質(zhì)合金 YT5 鏜刀，1. 粗鏜孔至 φ53 mm(1)背吃刀量 ap單邊余量 Z＝2 mm,可一次切除，則 ap＝2mm。7（2）進(jìn)給量 f查得 f=0.21 mm/r(3)切削速度 vc查得 vc=1.28 m/s則，n s＝ ＝ =7.69 r/s (461.5 r/min)1000vπ d 1000×1.28π ×53按機(jī)床選取 nw=7.16 r/s ( 430 r/min)所以實(shí)際切削速度 vc = = =1.19 m/sndπ1000 7.16×53×π1000(4)切削工時(shí) tt= = =0.22 minLi+Lw+Lonf 17+2+1430×0.212.半精鏜孔至 φ55 mm選用一個(gè)刀桿，T60 臥式鏜床同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行粗，半精鏜孔，故進(jìn)給量，切削速度及工時(shí)均與前相同即：f=0.21 mm/rnw=7.16 r/s ( 430 r/min)t=0.22 min工序 2： 銑斷機(jī)床：選用 X60 臥式銑床，專(zhuān)用夾具刀具：中齒鋸片銑刀 d=160mm L=4 mm z=40刀具壽命：查表高速鋼切斷銑刀 d≤40T=45 min（1）.切削用量 apap=17 mm 一次走刀切斷（2）.進(jìn)給量 fz查得 fz=0.1 mm/z（3）.切削速度 vc查表 ：v c =54.9 m/min查得 vc=1.28 m/sns＝ ＝1000×54.9/(3.14×160)=109r/min1000vπ d根據(jù) x60 臥式銑床說(shuō)明書(shū)《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 按機(jī)床選取 nw==100r/min所以實(shí)際切削速度 vc = =160×100×3.14/1000=50.24 m/minndπ1000（4）.計(jì)算基本工時(shí)此時(shí)工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為：fm8min/401.0nZfwzm???查《切削手冊(cè)》表 4.2-40，剛好有 。i/f計(jì)算切削基本工時(shí)：tm= = =0.5 minl+y+Δfm 160+40400工序 3： 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 Φ25 孔。1.加工條件工件材料：灰鑄鐵 HT200加工要求：鉆 Φ25 的孔，其表面粗糙度值為 Rz=1.6 μm；先鉆 Φ23 的孔在擴(kuò)Φ24.8 的孔，再粗鉸 Φ24.94 孔，再精鉸 Φ25 孔。機(jī)床：Z5125A 立式鉆床，專(zhuān)用夾具。刀具：Φ23 麻花鉆，Φ24.8 的擴(kuò)刀，鉸刀。2.計(jì)算切削用量（1）鉆 Φ23 的孔。①進(jìn)給量查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P47 表 2-23 鉆孔進(jìn)給量 f 為0.39~0.47 mm/r，由于零件在加工 23mm 孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘?系數(shù) 0.75，則 f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，現(xiàn)取f=0.25mm/r。此工序采用 Φ23 的麻花鉆。所以進(jìn)給量 f= 0.25mm/z② 鉆削速度切削速度：根據(jù)手冊(cè)表 2.13 及表 2.14，查得切削速度 V=18m/min。ns＝1000vπ d min)/(24.9318r???根據(jù)手冊(cè) ns=300r/min,故切削速度為vc = ndπ1000 i)/(67.102?③ 切削工時(shí)l=23mm， l1=13.2mm.查《工藝手冊(cè)》 P9-143 表 9.4-31，切削工時(shí)計(jì)算公式： (min)5.12.03821?????nwfltm（2）擴(kuò) Φ24.8 的孔① 擴(kuò)孔的進(jìn)給量　查《切削用量手冊(cè)》表 2.10 規(guī)定,查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò) Φ24.8 的孔時(shí)的進(jìn)給量,并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選取9F=0.3 mm/z②切削速度擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔的切削速度,根據(jù)《工藝手冊(cè)》表 28-2 確定為V=0.4V 鉆其中 V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的切削速度.故V=0.4×21.67=8.668m/minmin)/(3.18.24610rdwvns????按機(jī)床選取 nw=195r/min.③切削工時(shí)切削工時(shí)時(shí)切入 L1=1.8mm,切出 L2=1.5mm(in)4.13.0195821?????nwflt（3）粗鉸 Φ24.94 的孔① 粗鉸孔時(shí)的進(jìn)給量根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時(shí)的 1/2~1/3,故F=1/3f 鉆 =1/3×0.3=0.1mm/rV=1/3V 鉆 =1/3×21.67=7.22m/minmin)/(2.94.710rdwvns????②切削速度按機(jī)床選取 nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度 i)/(7.150.10V③切削工時(shí)切削工時(shí),切入 l2=0.14mm,切出 l1=1.5mm.(min)18.4.0195821?????nwfltm（4）精鉸 Φ25 的孔① 精鉸孔時(shí)的進(jìn)給量根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時(shí)的 1/2~1/3,故F=1/3f 鉆 =1/3×0.3=0.1mm/rV=1/3V 鉆 =1/3×21.67=7.22m/min min)/(975.12.10rdwvns????②切削速度按機(jī)床選取 nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度 i)/(3.105V③切削工時(shí)10切削工時(shí),切入 l2=0.06mm,切出 l1=0mm.(min)1.4.01956821?????nwfltm工序 4：粗銑，精銑 φ55 孔上、下端面 1.粗銑 φ55 孔上下端面。機(jī)床：XA6132 臥式銑床，專(zhuān)用夾具。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae>60,深度 apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。（6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(125+30)/375=0.41min.2. 精銑 φ55 孔上下端面。（1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇 ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。（2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 7.5kw。查《切削手冊(cè)》選 f=0.5 mm/z。（3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊(cè)》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊(cè)》表 3.8，壽命 T=180min（4） 計(jì)算切削速度按《切削手冊(cè)》 ，將 f 降一級(jí)為 f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,V f=577mm/s據(jù) XA6132 銑床參數(shù)，選擇 nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為 fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。（5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。（6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(125+30)/375=0.41min.11工序 5： 銑 φ40 外圓斜面 機(jī)床：XA6132 臥式銑床，專(zhuān)用夾具。刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀（1）進(jìn)給量 f查表 af=0.15 mm/z (2)切削速度 vc 查得 v=27 m/mind=175mm 齒數(shù) z=16則 ns＝ ＝ =49 r/min1000vπ d 1000×273.14×175按機(jī)床選取 nw=47.5 r/min所以實(shí)際切削速度 vc = = =26.1 m/minndπ1000 π ×175×47.51000(3)基本工時(shí) tt = =2 minLi+Lw+Lonf 175+5347.5×16×0.15工序 6：粗銑、精銑尺寸為 40 的外側(cè)面機(jī)床：XA6132 臥式銑床，專(zhuān)用夾具。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f 12z=0.16mm/z。（6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。2.精銑（1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇 ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。（2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱(chēng)銑，選較小量 f=0.14 mm/z。（3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊(cè)》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊(cè)》表 3.8，壽命 T=180min（4） 計(jì)算切削速度查得 V c＝98mm/s，則 n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù) XA6132 銑床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。（5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。（6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序 7：銑 16×8 槽機(jī)床：x61W 型萬(wàn)能銑床，專(zhuān)用夾具刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀 do=16mm， 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齒數(shù) z=24（1）. 走刀量 f 由表查得 f =0.67 mm/r（2）.銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由表查得 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.2~0.3耐用度為 T=150min （3）.切削速度 v由式 vPuwYfXpmqVkzaTdCVv0?查表得其中： 修正系數(shù) .1vk40?2.vq1.0?vX4.vYm=0.5 5.0?vu.v mzff 867. 6wa8p代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s 則 in/5.390/.61rsrdwns ??13按機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速為 6.33 r/s所以，實(shí)際切削速度為 min/2.196/27.310sdnvw???（4）.計(jì)算切削工時(shí)=0.55minsznaylvLTffm.??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(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)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(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。（一）提出問(wèn)題（1）怎樣限制零件的自由度；V 形塊限制 4 個(gè)自由度，定位塊限制 1 個(gè)自由度，限位銷(xiāo)限制 1 個(gè)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，定位塊起支撐工件的作用。（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和擴(kuò)刀、鉸刀，排削通過(guò)鉆模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。（二）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(lái)對(duì) φ25H7 孔進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為 H7，表面粗糙度 Ra1.6，鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸以可滿(mǎn)足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿(mǎn)足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。（三）夾具設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)《夾具手冊(cè)》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。故加工 φ25H7 孔時(shí)，采用 φ40的外圓面和其的下端面作為定位基準(zhǔn)。2、切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：Φ23 的麻花鉆，Φ24.8 的擴(kuò)孔鉆，鉸刀。①鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P70 表 3-6，得鉆削力計(jì)算公式： HBDS6.09.06.7??式中 P───鉆削力14t───鉆削深度, 80mmS───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.25mmD───麻花鉆直徑, Φ23mmHB───布氏硬度，140HBS 所以 HBDSP6.09.06.7??=800（N）鉆孔的扭矩： M6.094.0201.??式中 S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.25mmD───麻花鉆直徑, Φ23mmHB───布氏硬度，140HBS HBSD6.094.0201.???= ×0.014× ×325..=1580(N·M)②擴(kuò)孔時(shí)的切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P70 表 3-6，得鉆削力計(jì)算公式：tP6.04.02.19??式中 P───切削力t───鉆削深度, 80mmS───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mmD───擴(kuò)孔鉆直徑, Φ24.8mmHB───布氏硬度，140HBS 所以 HBStP6.04.02.19??= 873（N）擴(kuò)孔的扭矩： DMt??4.06.075.031.式中 t───鉆削深度, 80mmS───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mmD───麻花鉆直徑, Φ24.8mmHB───布氏硬度，140HBS DHBSt???4.06.075.031.=1263（N·M）②鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70 表 3-6，查得工件以 V 形塊和定位塊定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：15dtdfLQWgz 132)(??????式中 φ───螺紋摩擦角───平頭螺桿端的直徑d1─── 工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16f───螺桿直徑z───螺紋升角?Q ───手柄作用力L ───手柄長(zhǎng)度則所需夾緊力 dtdfLQWgz 132)(??????=399（N）根據(jù)手冊(cè)查得該夾緊力滿(mǎn)足要求，故此夾具可以安全工作。3、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(xiàn)，所以基準(zhǔn)重合△B=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生相對(duì)位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。△Y=0.707δd =0.707×0.025mm=0.0177mm4、夾具操作說(shuō)明此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：通過(guò) φ40 外圓、平面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)，在V 形塊、支承板和擋銷(xiāo)上實(shí)現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。五、小 結(jié)16課程設(shè)計(jì)作為《汽車(chē)制造工藝學(xué)》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(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)歷了兩個(gè)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(zhuān)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(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；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(shí)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等?？偟膩?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。提高了我的思考、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)。由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正！六、參考文獻(xiàn)1、李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19942、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社3、趙家齊主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，20004、吳拓、方瓊珊主編. 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20055、曾志偉、呂明主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，武漢理工大學(xué)出版社，2001 年6、肖詩(shī)綱主編，切削用量手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1993 年7、曾東建主編，汽車(chē)制造工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社8、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)） ， 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫(xiě)組編，化學(xué)工業(yè)出版社