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西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）
論文題目： 叉架加工工藝及夾具設(shè)計
所屬系部：
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專 業(yè)：
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制
年 月 日
叉架加工工藝及夾具設(shè)計
【摘要】
叉架零件的主要加工表面是平面及孔系。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。本設(shè)計是基于叉架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。因此，本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以叉架的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個加工過程均選用組合機床。夾具選用專用夾具，機構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞：叉架類零件；工藝；夾具；
ABSTRACT
The main processing surface foot seat parts is the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. This design is the special fixture for machining technology for the foot seat parts and process design based on. Therefore, the design follows the surface after the first hole principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision. The supporting hole datum selection to the foot seat of the input shaft and output shaft as a rough benchmark, the bottom surface and the two holes as a precision technology base. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. Processing support holes using the coordinate boring. The whole process selection of combined machine tool. Clamp by, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.
Keywords: foot seat parts; technology; fixture;
III
目 錄
1 加工工藝規(guī)程設(shè)計 1
1.1 零件的分析 1
1.1.1 零件的作用 1
1.1.2 零件的工藝分析 2
1.2 叉架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 2
1.2.1 孔和平面的加工順序 2
1.2.2 孔系加工方案選擇 3
1.3 叉架加工定位基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 4
1.4 叉架加工主要工序安排 4
1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
1.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 7
1.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 13
2 鉆Φ20孔夾具設(shè)計 17
2.1 研究原始質(zhì)料 17
2.2 定位、夾緊方案的選擇 17
2.3切削力及夾緊力的計算 17
2.4 誤差分析與計算 18
2.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 19
2.6 夾具體的設(shè)計 20
2.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 21
總結(jié) 22
參 考 文 獻(xiàn) 23
致 謝 24
IV
22
1 加工工藝規(guī)程設(shè)計
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
題目給出的零件是叉架。它在車輛上面應(yīng)用范圍很廣。該類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點：零件的主要表面為精度要求較高的孔、零件由內(nèi)孔、外圓、端面等表面構(gòu)成。因此叉架零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。叉架零件的底面用以安裝蓋，實現(xiàn)功能。
1.1.2 零件的工藝分析
由叉架零件圖可知。分析如下：
1.以80×90的平面C為設(shè)計基準(zhǔn)的加工表面
這組加工表面包括：Φ38的兩個端面粗糙度Ra12.5，以及直徑為Φ20孔粗糙度要求為Ra2.3，以及相距60mm的兩槽粗糙度要求為Ra12.5
2. Φ20孔為基準(zhǔn)加工表面
這組加工表面包括直徑為Φ16的凸臺端面粗糙度要求為Ra12.5與B 基準(zhǔn)的平行度公差為0.02m以及Φ8的孔粗糙度要求為Ra12.5兩者之間的垂直度要求為0.02mm
1.2 叉架加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該叉架零件的主要加工表面是平面及孔系。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，對于叉架來說，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。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。
1.2.1 孔和平面的加工順序
叉架類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工叉架上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。叉架的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
叉架零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
1.2.2 孔系加工方案選擇
叉架孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系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)選擇價格最底的機床。
根據(jù)叉架零件圖所示的叉架的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用鏜模法鏜孔
在大批量生產(chǎn)中，叉架孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。
采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。
（2）用坐標(biāo)法鏜孔
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。
用坐標(biāo)法鏜孔，需要將叉架孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運動的機床進(jìn)行鏜孔。
1.3 叉架加工定位基準(zhǔn)的選擇
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入叉架的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以叉架的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證叉架孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證叉架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從叉架零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是叉架的裝配基準(zhǔn)，但因為它與叉架的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。
1.4 叉架加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。叉架加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到叉架加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
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。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于叉架，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
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。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將叉架加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
工序10.鑄造
工序20.時效處理
工序30 銑80×90的平面Ｃ，以其背面Ｄ為加工基準(zhǔn)。
工序40 銑Φ38的兩個端面，以平面Ｃ的端面Ｅ為加工基準(zhǔn)
工序50 鉆擴(kuò)鉸Φ20的通孔，以大平面的端面Ｅ為加工基準(zhǔn)。
工序60 銑Φ16的凸臺平面，以Φ２０中心軸線為加工基準(zhǔn)。
工序70 凸臺上Φ8的孔，以平面Ｃ的端面Ｅ為工序基準(zhǔn)。
工序80 先鉆后銑大平面Ｃ上的兩槽，以平面Ｃ的端面Ｅ為工序基準(zhǔn)。
工序90 去毛刺
工序100 終檢
工藝路線二：
工序10.鑄造
工序20.時效處理
工序30 銑80×90的平面Ｃ，以其背面Ｄ為加工基準(zhǔn)。
工序40 銑Φ38的兩個端面，以平面Ｃ的端面Ｅ為加工基準(zhǔn)
工序70 銑Φ16的凸臺平面，以Φ２０中心軸線為加工基準(zhǔn)。
工序60 鉆擴(kuò)鉸Φ20的通孔，以大平面的端面Ｅ為加工基準(zhǔn)。
工序70 凸臺上Φ8的孔，以平面Ｃ的端面Ｅ為工序基準(zhǔn)。
工序80 先鉆后銑大平面Ｃ上的兩槽，以平面Ｃ的端面Ｅ為工序基準(zhǔn)。
工序90 去毛刺
工序100 終檢
以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，
方案二把底面的鉆孔工序調(diào)整到后面了，這樣導(dǎo)致銑削加工定位基準(zhǔn)不足，特別鏜孔工序。
以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：
工序10.鑄造
工序20.時效處理
工序30 銑80×90的平面Ｃ，以其背面Ｄ為加工基準(zhǔn)。
工序40 銑Φ38的兩個端面，以平面Ｃ的端面Ｅ為加工基準(zhǔn)
工序50 鉆擴(kuò)鉸Φ20的通孔，以大平面的端面Ｅ為加工基準(zhǔn)。
工序60 銑Φ16的凸臺平面，以Φ２０中心軸線為加工基準(zhǔn)。
工序70 凸臺上Φ8的孔，以平面Ｃ的端面Ｅ為工序基準(zhǔn)。
工序80 先鉆后銑大平面Ｃ上的兩槽，以平面Ｃ的端面Ｅ為工序基準(zhǔn)。
工序90 去毛刺
工序100 終檢
1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“叉架”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)工序要求，底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。
精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
（2）兩側(cè)面孔加工余量
毛坯為實心，不沖孔。
1.6確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序Ⅰ：銑80×90的平面C，以其背面Ｄ為加工基準(zhǔn)。
1） 加工條件
加工材料：HT200正火，硬度為207~241HBS，鑄造。
加工要求：粗銑8090的平面C，粗糙度Ra12.5。
機床： X52K立式銑床。
刀具：圓柱銑刀齒數(shù)z=8.
2） 計算加工工時
由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.3-2得切削用量為2.3mm。
由表3.5取得銑刀進(jìn)給量=0.12~0.2mm
根據(jù)《切削用量手冊》表3.1當(dāng)切削用量ae<=5mm時選用銑刀直徑為90mm，根據(jù)表3.7最大磨損限度為0.3~0.5，根據(jù)表3.8銑刀壽命T=120min。
由《切削用量手冊》表3.25，入切量超切量+y=20mm
根據(jù)銑削速度公式
查表=280，Φ16凸臺0=90, =0.1, =35,m=0.33, >=0.16
則取=100m/min
由公式：得：
=175.16r/min
切削工時計算：
L=90mm,選擇機床=190r/min
得0.459min
工序Ⅱ：銑Φ38的兩個端面，以平面Ｃ的端面為工序基準(zhǔn)，以平面C的中心平面為設(shè)計基準(zhǔn)。
1） 加工條件
加工材料：HT200正火，硬度為207~241HBS，鑄造。
加工要求：銑Φ38的兩個端面，粗糙度Ra12.5。
機床： X52K立式銑床。
刀具：圓柱銑刀。
2） 計算加工工時
由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.3-2得切削用量為2.3mm。
由表3.5取得銑刀進(jìn)給量=0.12~0.2mm
根據(jù)《切削用量手冊》表3.1當(dāng)切削用量ae<=5mm時選用銑刀直徑為80mm據(jù)表3.7最大磨損限度為0.3~0.5，根據(jù)表3.8銑刀壽命T=120min。
由《切削用量手冊》表3.25，+y=17mm
根據(jù)銑削速度公式
查表=280， =80, =0.1, =35,m=0.33, 0.16
則取=100m/min
由公式：得：
=398.09r/min
切削工時計算：
L=60mm,選擇機床=475r/min
得0.76min
由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算，加工完畢需要保證兩端面度平面的中心平面的距離為30mm
尺寸30mm為終結(jié)環(huán)，給定尺寸40mm以及30mm，由于基準(zhǔn)不重合加工時應(yīng)保證尺寸A
A=40mm-30mm=10mm
規(guī)定尺寸：因終結(jié)環(huán)公差等于個組成環(huán)公差之和，采用等公差分配尺寸30mm按自由尺寸IT12~13，T40=T10=T30/2=0.27mm
工序ⅠⅠⅠ：鉆、擴(kuò)、鉸孔。
機床：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
鉆孔時先采取的是鉆孔，再擴(kuò)到，所以。
切削深度：
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。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
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
機動時間：
⑵ 擴(kuò)孔
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。
片型號：E403
因鉆孔時先采取的是先鉆到孔再擴(kuò)到，所以，
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～52，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～53，取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度有：
刀具切出長度： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
⑶ 鉸孔
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。
切削深度：，且。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～58，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～60，取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31取
實際切削速度：
切削工時
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
機動時間：
該工序的加工機動時間的總和是：
工序Ⅳ：銑Φ16的凸臺平面，以Φ２０中心軸線為工序基準(zhǔn)。
1） 加工條件
加工材料：HT200正火，硬度為207~241HBS，鑄造。
加工要求：銑16的凸臺平面，粗糙度Ra12.5。
機床： X52K立式銑床。
刀具：圓柱銑刀。
2） 計算加工工時
由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.3-2得切削用量為2.3mm。
由表3.5取得銑刀進(jìn)給量=0.12~0.2mm
根據(jù)《切削用量手冊》表3.1當(dāng)切削用量ae<=5mm時選用銑刀直徑為40mm據(jù)表3.7最大磨損限度為0.3~0.5，根據(jù)表3.8銑刀壽命T=120min。
由《切削用量手冊》表3.25，+y=12m
根據(jù)銑削速度公式
查表=280， =80, =0.1, =35,m=0.33, 0.16
則取=100m/min
由公式：
得：
=792.178r/min
切削工時計算：
L=16mm,選擇機床=800r/min
得0.34min
工序Ⅵ：鉆凸臺上Φ8的孔，以平面Ｃ的端面Ｅ為工序基準(zhǔn)，以平面Ｃ的中心平面為設(shè)計基準(zhǔn)。
根據(jù)《切削用量手冊》表2.7f鉆=0.14~0.22mm/r。
V鉆= 5m/min。
選用z515鉆床。
根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速的計算公式
得=199.04r/min
機床選取=320r/min
實際切削速度
得v=8.04r/min
切削工時（選用切入切出量y+ =4.5mm ）
得t=0.82min
由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算，加工完畢需要保證兩端面度平面的中心平面的距離為0mm
尺寸0mm為終結(jié)環(huán)，給定尺寸45mm以及45mm，由于基準(zhǔn)不重合加工時應(yīng)保證尺寸A
A=45mm-45mm=0mm
規(guī)定尺寸：因終結(jié)環(huán)公差等于個組成環(huán)公差之和，采用等公差分配尺寸0mm按自由尺寸IT12~13，T45=T0/2=0.27mm
工序Ⅶ：先鉆后銑大平面C上的兩槽，以平面Ｃ的端面Ｅ為工序基準(zhǔn)，以平面Ｃ的中心平面為設(shè)計基準(zhǔn)。
銑刀類型：直柄立銑刀（硬質(zhì)合金）
槽的半圓形槽的直徑為10mm，厚度為15mm
有《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1-29《直柄立銑刀（GB1110-85）削平型直立銑刀（GB6116-85）》，知Φ16凸臺=10mm，選擇標(biāo)準(zhǔn)型zz715l標(biāo)準(zhǔn)型72，粗糙度精度低，選擇粗齒，z=3.
由《金屬切削速查手冊》表5-40《硬質(zhì)合金立銑刀銑削平面和凸臺的進(jìn)給量》帶整體刀頭的立銑刀，銑刀直徑=10mm，=1~3mm, =0.03~0.025mm取fz=0.03mm/z.
選用x52k型銑床
主軸轉(zhuǎn)速V=300.375r/min.
進(jìn)給量f=Vfz=0.09v,l=20mm
選用v=375r/min
T=l/f=0.59min.
t=2T=1.18min
由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算，加工完畢需要保證兩端面度平面的中心平面的距離為30mm
尺寸30mm為終結(jié)環(huán)，給定尺寸15mm以及45mm，由于基準(zhǔn)不重合加工時應(yīng)保證尺寸A
A=45mm-15mm=30mm
規(guī)定尺寸：因終結(jié)環(huán)公差等于個組成環(huán)公差之和，采用等公差分配尺寸30mm按自由尺寸IT12~13，T45=T30/2=T15=0.27mm
最后，將以上各工序切削用量，工時定額的計算結(jié)果，連同其他數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片，見表一。
1.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排
假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬件。一年以240個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417件。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于1.14min。
參照《機械加工工藝手冊》表2.5.2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為：
（大量生產(chǎn)時）
因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為：
其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間）
—輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間
—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值
工序1：粗、精銑底面
機動時間：
輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.43，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48，
單間時間定額：
因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺機床時，
即能滿足生產(chǎn)要求
工序2：鉆底面孔
機動時間：
輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.43，
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序3：粗銑兩側(cè)面及凸臺
機動時間：
輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48，
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序4：鉆側(cè)面孔
機動時間：
輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.43，
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序5：粗銑前后端面
機動時間：
輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48，
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序6：銑前后端面
機動時間：
輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48，
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序15：精銑兩側(cè)面
機動時間：
輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48，
單間時間定額：
因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺機床時，
即能滿足生產(chǎn)要求
工序17：底面螺紋孔攻絲
機動時間：
輔助時間：參照鉆孔輔助時間，取裝卸工件輔助時間為，工步輔助時間為。則
：參照鉆孔值，取
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。
2 鉆Φ20孔夾具設(shè)計
2.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工Φ20孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
2.2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工
由零件圖可知：在進(jìn)行加工前，端面平面進(jìn)行了粗、精銑加工。因此，定位、夾緊方案有：
定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會破壞定位。心軸上的開孔也不利于排銷。
圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩V型塊為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩V型塊定位限制5個自由度。
2.3切削力及夾緊力的計算
鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。
由參考文獻(xiàn)[5]查表可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得：
有：
安全系數(shù)K可按下式計算有：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
取，，
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。
2.4 誤差分析與計算
該夾具以一個平面和和2個V型塊定位，加之防旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得：
1 定位誤差：
當(dāng)工件以任意邊接觸V型塊時
當(dāng)工件以固定邊接觸V型塊時
式中為工件與V型塊間的最小間隙
通過分析可得：
因此：當(dāng)工件以任意邊V型塊接觸時
2 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
圖2.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表2.4：
表2.4 鉆套
Φ20
H
Φ20
公稱尺寸
允差
6
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖2.2 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表2.5：
表2.5 固定襯套
Φ20
H
Φ20
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
20
+0.034
+0.016
20
18
+0.023
+0.012
0.5
2
鉆模板選用固定式鉆模板，用4個沉頭螺釘和2個錐銷定位于夾具體上。
2.6 夾具體的設(shè)計
夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。
由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。
2.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總結(jié)
在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007
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[9] 王先逵．機械制造工藝學(xué)[M]．機械工業(yè)出版社，2000．
[10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12．
[11] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．
致 謝
這次畢業(yè)設(shè)計是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識、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)計的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計。
準(zhǔn)備了《機械零件手冊》、《機械加工工藝手冊》和《機床夾具設(shè)計手冊》在實訓(xùn)指導(dǎo)書的指引下，周一，我們做了零件工藝分析，選擇毛坯、確定毛坯形狀、尺寸。我們熟悉了被加工零件結(jié)構(gòu)、特點和加工要求，找出了主要加工面、設(shè)計基準(zhǔn)和主要工藝問題，學(xué)會了查毛坯余量表；周二，我們選擇定位基準(zhǔn)和加工方法，擬定工藝路線，選擇設(shè)備工裝學(xué)會靈活運用定位基準(zhǔn)選擇原則和加工方法選擇原則，學(xué)會理論聯(lián)系實際：學(xué)會靈活運用工藝路線擬定和原則設(shè)備與工裝選擇原則，學(xué)會理論聯(lián)系實際；學(xué)會查閱標(biāo)準(zhǔn)、手冊等資料。周三，我們編制零件控制計劃，進(jìn)行分析。學(xué)會了編寫零件控制計劃和方法；周四，我們進(jìn)行了位方案設(shè)計。學(xué)會運用定位原理進(jìn)行定位方案分析，熟悉夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)，正確選擇與運用，分析與計算定位誤差；周五，我們進(jìn)行了加緊方案的設(shè)計。學(xué)會了靈活運用確定加緊力方向與作用點的原則，理論聯(lián)系實際，進(jìn)行加緊力分析與計算，熟悉夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)會正確選擇運用。 第二周，我們用AUTOCAD畫零件圖、工序內(nèi)容設(shè)計和編制作業(yè)指導(dǎo)書。在這兩個星期里，我們較為熟練的運用autocad軟件；熟悉自上而下和自下而上的設(shè)計方法，定制了夾具的技術(shù)要求，如查閱了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、手冊等資料。合理的選擇材料。確定表面粗糙度、尺寸公差和行為公車等技術(shù)要求、正確的標(biāo)注等。 當(dāng)我們一件一件設(shè)計夾具零部件逐漸露出基本形狀時，我們都越來越喜歡這個富有創(chuàng)造力的專業(yè)，大家都變得活躍起來了。就這樣，一個個不同形狀、功能的機床夾具被我們設(shè)計出來了，再加上崔老師的講解，此時我深刻體會到了“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的內(nèi)涵——再詳細(xì)的紙上談兵也不能保證實踐時的得心應(yīng)手
在論文工作中，得到了機電學(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)計之時，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！
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