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目 錄
1 緒論 1
2 概述 1
2.1 選題的目的和意義 1
2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1
3 零件的分析 2
3.1 零件的作用 2
3.2 零件的工藝分析 2
3.3 本章小結(jié) 3
4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
4.1 確定毛坯的制造形式 3
4.2 基面的選擇 4
4.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
4.2.2精基準(zhǔn)的選擇。 4
4.3 制定工藝路線 4
4.3.1工藝路線方案一 4
4.3.2 工藝路線方案二 4
4.3.3工序方案的比較與分析 5
4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
4.4.1 側(cè)平面加工余量的計(jì)算 6
4.4.2 大頭孔兩側(cè)面加工余量的計(jì)算 6
4.4.3大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算 7
4.5 確定切削用量及基本工時(shí) 7
4.5.1 工序1 7
4.5.2 工序2 9
4.5.3 工序3 12
4.5.4 工序4 13
4.5.5 工序5 15
4.5.6 工序6 16
4.5.7 工序7 17
4.5.8 工序8 18
4.6 本章小結(jié) 19
5 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 19
5.1 問(wèn)題的提出 19
5.2 夾具設(shè)計(jì) 19
5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 19
5.2.2 夾具方案的確定 19
5.2.3 誤差分析與計(jì)算 21
5.2.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 22
5.3 本章小結(jié) 24
6 結(jié)束語(yǔ) 25
致謝 27
參考文獻(xiàn) 28
1 緒論
機(jī)械制造加工工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)主要是對(duì)零件的加工工藝進(jìn)行分析和對(duì)零件的某幾個(gè)主要部位進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，從零件的工藝來(lái)說(shuō)，它主要是分析零件在進(jìn)行加工時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題，采用什么方法和工藝路線加工才能更好的保證精度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。就專(zhuān)用夾具而言，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)率、精度、降低成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。在本次設(shè)計(jì)中，就針對(duì)撥叉831006的加工工藝進(jìn)行分析，制定和比較加工工藝路線，選擇一種較好的加工工藝路線進(jìn)行加工。并對(duì)撥叉ｍｍ的半孔進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，在這過(guò)程中，制定多套夾具方案分別對(duì)各夾具的定位誤差和精度進(jìn)行分析計(jì)算，選擇其一，以完成本次設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力，這也是在進(jìn)行畢業(yè)之前對(duì)所學(xué)課程進(jìn)行的最后一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。
就個(gè)人而言，希望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
2 概述
2.1 選題的目的和意義
機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。
2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
在我國(guó)現(xiàn)階段撥叉類(lèi)零件的加工還沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)代自動(dòng)化的加工水平。在批量的生產(chǎn)中，它的加工工藝還需要人工畫(huà)線的方法來(lái)保證其精度，而對(duì)工件的裝夾也是通過(guò)人工的方法進(jìn)行的。因此，我國(guó)對(duì)撥叉類(lèi)不規(guī)則零件的加工還處于效率低、加工成本高的階段。
隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，氣動(dòng)、液壓夾緊等夾具正是適應(yīng)發(fā)展的產(chǎn)物。它對(duì)縮短工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造周期起到至關(guān)重要的作用。國(guó)外把柔性制造系統(tǒng)作為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。
3 零件的分析
3.1 零件的作用
車(chē)床的撥叉位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的ｍｍ孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而上方的ｍｍ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。
3.2 零件的工藝分析
撥叉831006是機(jī)車(chē)變速箱中一個(gè)重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和側(cè)面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對(duì)精度有一定的要求。撥叉的底面、大頭孔兩側(cè)面和大小頭孔內(nèi)壁粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其大頭孔軸與側(cè)面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽兩側(cè)面有平行度公差和對(duì)稱(chēng)度公差要求等。因?yàn)榱慵某叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，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，因此它們的加工必須保證精度要求。
由撥叉零件圖（圖1）我們可以知道本零件共有5組加工面，現(xiàn)分述如下：
（1）以ｍｍ孔為中心的一組表面。
（2）以ｍｍ孔為中心的一組加工表面。這一組表面包括：
ｍｍ孔的內(nèi)表面及其兩端面，ｍｍ孔截?cái)嗖糠制矫妗?
（3）零件的下底面。
（4）ｍｍ圓柱面上的斜面。
（5）零件下底面ｍｍ的槽的三個(gè)面。
其中ｍｍ孔的兩端面以及ｍｍ的槽兩個(gè)側(cè)面都與ｍｍ孔又一定的位置要求，分別為：ｍｍ孔的兩端面與ｍｍ孔軸線的垂直度誤差為0.1ｍｍ，槽ｍｍ的兩側(cè)面與ｍｍ孔軸線的垂直度誤差為0.08mm。
由以上分析可知，在選擇各表面、孔及槽的加工方法時(shí)，要考慮加工表面的精度和表面粗糙度要求，因此要選擇合理的方法進(jìn)行零件的加工可選擇加工其中一組表面，然后借助于夾具加工其余表面。
圖1 撥叉零件圖
3.3 本章小結(jié)
本章主要是對(duì)撥叉831006的分析，主要從撥叉的作用、工藝和加工要求等方面進(jìn)行了分析，經(jīng)過(guò)查閱大量的參考資料，和上面的分析使對(duì)撥叉831006有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，為后面的設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
4.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到車(chē)床在加工中的變速雖然不像其它機(jī)器那么頻繁。但是，零件在工作過(guò)程中，也經(jīng)常要承受變載荷及沖擊性載荷，且它的外型復(fù)雜，不易加工。因此，應(yīng)該選用鑄件以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證精度，由于零件的年生產(chǎn)量為5000件已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用金屬型鑄造，這樣可以提高生產(chǎn)率，保證精度。
4.2 基面的選擇
由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般來(lái)說(shuō)，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(duì)于撥叉831006來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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?；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，更嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
4.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取孔的內(nèi)表面作為定位基準(zhǔn)，利用一短銷(xiāo)大平面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)菱形銷(xiāo)限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,再用螺栓夾緊，然后進(jìn)行銑削。
4.2.2精基準(zhǔn)的選擇。
主要應(yīng)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，此處不再重復(fù)。
4.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)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(wàn)能機(jī)床配以專(zhuān)用工具,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。
4.3.1工藝路線方案一
如表1
此工序不能保證其質(zhì)量，但可以進(jìn)行精度要求不高的生產(chǎn)。綜合考慮以上步驟，得到下面工藝路線。
4.3.2 工藝路線方案二
如表2
此工序雖然工序增加了工時(shí)，但是質(zhì)量大大提高了。
4.3.3工序方案的比較與分析
表1 工序方案一
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
粗、精銑孔上端面
工序二
鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸孔
工序三
切斷
工序四
粗、精銑孔兩側(cè)面
工序五
粗、精鏜孔
工序六
銑下平面
工序七
粗、精銑mm槽
工序八
粗銑斜平面
工序九
檢查
表2 工序方案二
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
粗、精銑孔上端面
工序二
鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸孔
工序三
粗、精銑孔兩側(cè)面
工序四
粗、精鏜孔
工序五
銑下平面
工序六
粗、精銑mm槽
工序七
粗銑斜平面
工序八
切斷
工序九
檢查
方案一工藝路線在工序三就將孔鋸開(kāi)，在后面的工序銑孔的兩側(cè)面的時(shí)候，工件的加工面可以減少不少的設(shè)計(jì)，但是在后面的工序中進(jìn)行的加工，特別是定位和孔的加工就有相當(dāng)大的難度，如果用方案一進(jìn)行孔的加工時(shí)，在上面的工序中已經(jīng)鋸斷，只有進(jìn)行半圓的加工。這樣的加工在一般的機(jī)床上是不保證精度的，若想要保證精度只有在數(shù)控機(jī)床上，那樣的話生產(chǎn)成本將提高了很多。方案二就解決了上述產(chǎn)生的問(wèn)題，將的孔到了最后的時(shí)候才將其鋸開(kāi)，這樣不僅保證了孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用的孔來(lái)作為定位基準(zhǔn)。這樣的加工可以在一般的機(jī)床上就可以進(jìn)行加工了，不僅保證了精度，還降低了生產(chǎn)成本。由以上分析：方案二為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的加工工藝過(guò)程（如表3）：
表3 工序方案三
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
鑄造。
工序二
熱處理。
工序三
粗、精銑孔上端面。
工序四
鉆、擴(kuò)、鉸孔。
工序五
粗、精銑孔兩側(cè)面。
工序六
粗、精鏜孔。
工序七
銑下平面。
工序八
粗、精銑mm槽。
工序九
粗銑斜平面。
工序十
切斷。
工序十一
檢查。
4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
CA6140車(chē)床撥叉A，零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.0kg生產(chǎn)類(lèi)型大批量，鑄造毛坯。
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、工藝尺寸和毛坯尺寸如下：
4.4.1 側(cè)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：余量值規(guī)定為，現(xiàn)取
精銑：余量值規(guī)定為。取1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為
粗銑后最大尺寸為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。
4.4.2 大頭孔兩側(cè)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：余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。
精銑：其余量值規(guī)定為。取1.0mm。
鑄造毛坯的基本尺寸為。
粗銑后最大尺寸為：。
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。
4.4.3大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算
鉆孔到要求尺寸：
根據(jù)工序要求，小頭孔分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序，工序尺寸及加工余量為：
鉆孔： mm
擴(kuò)孔： mm
鉸孔：
鏜孔到要求尺寸：
加工該組孔的工藝是：粗鏜——精鏜
粗鏜：孔，余量值為；
精鏜：孔，余量值為；
孔毛坯基本尺寸為：
粗鏜工序尺寸為：mm
精鏜工序尺寸為： 從而達(dá)到要求。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量及毛坯尺寸（如圖2）
4.5 確定切削用量及基本工時(shí)
4.5.1 工序1
粗、精銑孔上平面
（1）粗銑孔上平面
機(jī)床：X52K。
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：，，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm，所以銑削深度 ： =2mm
每齒進(jìn)給量：取=0.12mm/Z
銑削速度：取=1.33m/s
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（1）式中 V—銑削速度；
D—刀具直徑。
代入式（1）得
，
查X52K說(shuō)明書(shū)取
實(shí)際銑削速度v：
圖2撥叉毛坯圖
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
切削工時(shí)：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
（2）
==7mm
刀具切出長(zhǎng)度：取=2mm
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑孔上平面
機(jī)床： X52K。
刀具：高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀）：，D=100mm ，齒數(shù)12，
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：
銑削速度：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（1）得
，取n=600r/min
實(shí)際銑削速度v：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
4.5.2 工序2
加工孔mm到要求尺寸
機(jī)床：Z535立式鉆床.加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔：標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆；擴(kuò)孔：標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔：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f：，由于孔深度比 ，，故：。查Z535立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。
2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 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(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
查表，，，故
查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
，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：
，，
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）確定擴(kuò)孔切削用量
1） 確定進(jìn)給量：。根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=0.57mm/r。
2）確定切削速度及 根據(jù)表取。修正系數(shù)：
，
故
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，有：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（3）確定鉸孔切削用量
1）確定進(jìn)給量：，查Z535說(shuō)明書(shū)，取。
2）確定切削速度及 取。查表取修正系數(shù)
，
故
查Z535說(shuō)明書(shū)，取，實(shí)際鉸孔速度
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，
（3）
由式（3）得
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是：
3）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：，，，
4.5.3 工序3
粗、精銑mm孔兩側(cè)面
（1）粗銑兩側(cè)面
機(jī)床：X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm，所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：
銑削速度：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（1）得
，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
（4）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑兩側(cè)面
機(jī)床：X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：
銑削速度：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（1）得
，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
4.5.4 工序4
粗、精鏜孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
（1）粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：刀桿伸出長(zhǎng)度取，
切削深度為2.2mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（1）得
，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精鏜mm孔
切削深度：
進(jìn)給量：刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度，：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
4.5.5 工序5
粗、精銑下平面
（1）粗銑下平面
機(jī)床：立式銑床X52K。
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。Z=2mm，
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：取
銑削速度：取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知。
刀具切入長(zhǎng)度
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑下平面
機(jī)床：X52K。
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：取
銑削速度：取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（1）得
，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
4.5.6 工序6
粗、精銑槽
（1）粗銑槽
機(jī)床：X52K
刀具：整體直齒銑刀 Z=20 D=100mm
切削深度：
進(jìn)給量,，切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4）得
，取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：=52mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑槽
刀具：高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀
切削深度：
進(jìn)給量,
切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（1）得
，取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：=52mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
4.5.7 工序7
粗銑斜平面
工件材料； HT200，鑄造。
機(jī)床：X52K。
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。Z=3mm，
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：取
銑削速度：取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（1）得
，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)零件圖可知
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知l=21mm
刀具切入長(zhǎng)度：
（5）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
4.5.8 工序8
銑斷
機(jī)床：
刀具：細(xì)齒鋸片銑刀，D=100mm L=4mm d=22mm Z=80
切削深度：
進(jìn)給量,
切削速度。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（1）得
，取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=52mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
最后將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡，見(jiàn)附表
4.6 本章小結(jié)
本章主要講述的是毛坯零件尺寸的確定、工藝路線以及切削用量、加工工時(shí)計(jì)算和時(shí)間定額計(jì)算。它主要是保證零件在加工時(shí)能夠有足夠的余量進(jìn)行粗、精加工保證精度，同時(shí)，對(duì)在加工中所需的機(jī)床、刀具等都進(jìn)行選擇。再查閱工具書(shū)確定切削進(jìn)給量、機(jī)床轉(zhuǎn)速等進(jìn)行計(jì)算工時(shí)，將所計(jì)算的各結(jié)果填寫(xiě)到相應(yīng)的工序卡片中，并與所給的任務(wù)書(shū)進(jìn)行用量比較，看能否完成加工。經(jīng)過(guò)上文的計(jì)算分析所選的刀具、機(jī)床等都能達(dá)到生產(chǎn)要求，將進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)。工藝過(guò)程卡片詳見(jiàn)（附圖）。
5 鏜孔夾具設(shè)計(jì)
為了達(dá)到提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。在加工車(chē)床撥叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。
5.1 問(wèn)題的提出
利用本夾具主要用來(lái)鏜加工孔mm。加工時(shí)除了要滿(mǎn)足粗糙度要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足孔軸線對(duì)底孔有位置度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
5.2 夾具設(shè)計(jì)
5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：孔mm的軸線與底孔有位置度要求，在對(duì)孔進(jìn)行加工前，小頭孔進(jìn)行了粗、精加工。因此，選底孔為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）來(lái)滿(mǎn)足位置度公差要求。（如圖3）：
5.2.2 夾具方案的確定
設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具的出發(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的技術(shù)要求能夠得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，應(yīng)該使所設(shè)計(jì)的專(zhuān)用夾具在加工過(guò)程中裝夾方便，有較高的生產(chǎn)效率。因此，我設(shè)
圖3 鏜孔定位
計(jì)了兩個(gè)夾具方案以供選擇，其方案如下：
（1）夾具設(shè)計(jì)方案一
在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經(jīng)加工過(guò)。因此，我選擇小頭孔用長(zhǎng)心軸定位，以大小頭孔的左端面為定位面，并在大頭孔的下方用一檔銷(xiāo)定位，以實(shí)現(xiàn)典型的一面兩銷(xiāo)定位。在大小頭孔之間用一個(gè)移動(dòng)壓板壓在連接板上，實(shí)現(xiàn)夾緊。并選用固定鏜套作為刀具的導(dǎo)向裝置。
（2）夾具設(shè)計(jì)方案二
在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經(jīng)加工過(guò)。在小頭孔用一長(zhǎng)銷(xiāo)定位，以小頭孔的左端面作為定位面，在大頭孔下方用一定位塊作為檔銷(xiāo)以實(shí)現(xiàn)一面兩銷(xiāo)定位。在小頭孔的心軸右端用一個(gè)帶肩的螺母和開(kāi)口墊圈作為壓緊，在加工處用一輔助支撐以抵消加工時(shí)所產(chǎn)生的軸向力。
（3）方案的比較分析
上述兩個(gè)夾具方案的特點(diǎn)在于：它們都采用了典型的一面兩銷(xiāo)定位，它們的不同之處在于，方案一是以?xún)蓚€(gè)平面同時(shí)作為一個(gè)定位面，采用移動(dòng)壓板作為夾緊機(jī)構(gòu)。方案二是以定位環(huán)作為定位面，在心軸上加一個(gè)螺母進(jìn)行了夾緊，在加工處用一螺釘作為輔助支撐。通過(guò)對(duì)它們的比較方案一以?xún)蓚€(gè)不同的平面同時(shí)作為定位面，如果那兩個(gè)平面在加工的時(shí)候，出現(xiàn)了加工誤差，則在以這兩個(gè)面作為定位面進(jìn)行孔的加工會(huì)出現(xiàn)受力不均的情況，使工件受較大的外力而變形。而方案二用一個(gè)定位環(huán)作為定位面就解決了這個(gè)問(wèn)題，因此，我選擇方案二作為加工本工序的專(zhuān)用夾具。（如圖4）：
圖4 夾具方案
5.2.3 誤差分析與計(jì)算
該夾具以?xún)蓚€(gè)平面定位，要求保證孔軸線與端面間的尺寸公差以及孔軸線與底孔的位置度公差。為了滿(mǎn)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)定的工序公差。
由于本工序的加工是以心軸定位,工件孔和心軸的誤差可分為以下兩種:一是工件以圓孔在過(guò)盈配合圓柱心軸上定位,所以定位副之間無(wú)徑向間隙,也即這時(shí)不存在徑向基準(zhǔn)位移誤差(,)。工件在軸線方向上的軸向定位誤差，則可利用夾緊力加以控制。由此可見(jiàn)，過(guò)盈配合圓柱心軸的定位精度是相當(dāng)?shù)母?。二是以圓孔在間隙配合圓柱心軸上定位，根據(jù)心軸放置位置的不同，有不同情況。在設(shè)計(jì)中，是將心軸水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此，有徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下，定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸母線接觸。故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅在Z軸方向，且向下。（如圖5）：
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得：定位誤差（兩個(gè)垂直平面定位）：
（6）
式中 ——定位副間的最小配合間隙；
——工件圓孔直徑公差；
——心軸外圓直徑公差，
由式（6）可知，
（1）夾緊誤差：
（7）
圖5 定位分析
其中接觸變形位移值：
（8）
（2） 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
（3） 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。
5.2.4 切削力及夾緊力的計(jì)算
鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得：
圓周切削分力公式：
（9）
式中 ——圓周切削分力；
——背吃刀量；
——修正系數(shù)；
f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
式中
由公式：
（10）
式中 ——考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù)；
——考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。
查參考文獻(xiàn)得： 取
由參考文獻(xiàn)可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ：
（11）
式中 ——徑向切削分力；
——背吃刀量；
——修正系數(shù)；
f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ：
（12）
式中 ——軸向切削分力；
——背吃刀量；
——修正系數(shù)；
f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
式中參數(shù)：
即：
根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
（13）
式中 ——實(shí)際所需夾緊力；
——在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力；
——安全系數(shù)。
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
（14）
式中 ——加工性質(zhì)；
——刀具鈍化程度；
——切削特點(diǎn)；
——夾緊力的穩(wěn)定性；
——手動(dòng)夾緊時(shí)的手柄位置；
——僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面接觸的情況。
式中：為各種因素的安全系數(shù)，
粗鏜：代入式（14）得
所以，由式（13）有：
精鏜：代入（1）得
所以，有：
鏜削產(chǎn)生的圓周切削分力由定位塊和夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力平衡。
查表可得：，所以，
（15）
因此，所需的夾緊力為4668N，由于螺母產(chǎn)生的夾緊力，所以，，且還有定位塊可以作為支承，因此，滿(mǎn)足要求。
由上面的計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求
5.3 本章小結(jié)
通過(guò)本工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)，對(duì)鏜夾具有了較大的認(rèn)識(shí)，對(duì)鏜床夾具的特點(diǎn)及主要類(lèi)型有了深刻的了解。在這個(gè)設(shè)計(jì)中所主要保證的精度是mm的內(nèi)孔精度和它的位置度要求，通過(guò)對(duì)孔的精度進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了兩套定位方案，選擇較好的一套用于本零件的加工，這套夾具的定位主要是用一面兩銷(xiāo)定位，用心軸限制了四個(gè)自由度，一個(gè)檔銷(xiāo)限制了一個(gè)自由度，定位環(huán)限制了一軸向移動(dòng)。通過(guò)用一面兩銷(xiāo)定位，既保證了零件的加工精度，零件的裝夾也相當(dāng)?shù)姆奖?。而且?zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)，夾緊又相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，對(duì)設(shè)計(jì)帶來(lái)了最大的方便，又降低了工件生產(chǎn)成本。夾具體圖及裝配圖詳見(jiàn)（附圖）
6 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)撥叉831006零件加工工藝的編制和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，對(duì)零件的加工過(guò)程和夾具設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問(wèn)題，如在編寫(xiě)加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等。這些問(wèn)題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為使零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過(guò)不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)這些問(wèn)題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問(wèn)題一一解決，確定了零件的加工工藝過(guò)程并設(shè)計(jì)了鏜mm孔的專(zhuān)用夾具。采用一面兩銷(xiāo)定位，手動(dòng)夾緊。立體零件圖、毛坯圖、立體夾具體圖及裝配圖如下：
圖6 零件圖 圖7 毛坯圖
圖8 裝配圖
圖9 夾具體
致謝
本論文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在我即將完成學(xué)業(yè)之際，衷心感謝老師對(duì)我的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助。老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度讓我收益匪淺。通過(guò)本次設(shè)計(jì)我學(xué)到了許多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和相關(guān)的設(shè)計(jì)方法。最重要的是學(xué)習(xí)到怎樣把我們課本上所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用在生產(chǎn)實(shí)際中的方法和技巧。在此，謹(jǐn)向恩師表示最真誠(chéng)的感謝，感謝老師在百忙中給予我的指導(dǎo)。
在論文撰寫(xiě)過(guò)程中，也得到了機(jī)電學(xué)院很多老師和同學(xué)無(wú)私的幫助，在此對(duì)他們表示衷心的感謝。
同時(shí)還要感謝學(xué)院讓我有這么好的學(xué)習(xí)條件，通過(guò)五年的學(xué)習(xí)，讓我成為有用之才，也是學(xué)院給我了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，讓我們?cè)谧呱瞎ぷ鲘徫磺昂煤玫腻憻捯幌伦约?，自己也非常珍惜這次機(jī)會(huì)也把握了這次機(jī)會(huì)，最后自己再次對(duì)在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予自己幫助和指導(dǎo)的老師表示最真誠(chéng)的感謝。
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