裝配圖車床變速箱中拔叉（831002）的機械加工工工藝及專用夾具設計,裝配,車床,變速箱,中拔叉,機械,加工,工藝,專用,夾具,設計 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 摘 要 本次設計是車床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。此拔叉零件的結構較為復雜，其加工的地方主要是孔和平面。本設計先加工孔后加工面。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它們的加工精度?；鶞蔬x擇以拔叉右面的最大的平面作為粗基準，來加工中間的通孔，然后以此加工過的孔作為精基準。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出頂平面和右側平面以及下面的大孔的兩平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工時是用鏜床鏜孔。最后以這兩個孔為基準，分別加工右側的槽和頂面的螺紋底孔。整個加工過程選用了鉆床、銑床和鏜床。工件在機床上定位夾緊選用專用夾具，夾緊方式為手動夾緊，夾緊可靠，操作方便。因此生產效率較高，適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設計要求。 關鍵詞 加工工藝，定位，夾緊，專用夾具 Ⅰ 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 2008 年2 月19 日 畢業(yè)設計題目 車床變速箱中拔叉及專用夾具設計 指導教師 劉必柱 職稱 高級工程師 專業(yè)名稱 機電一體化技術 班級 機電50532 學生姓名 袁鑫 學號 5020053237 設計要求 1.完成資料翻譯一份（3000字以上） 2.完成畢業(yè)設計調研報告一份； 3.完成相關程序設計； 4.完成畢業(yè)設計說明書一份； 5.完成相關圖紙。 完成畢業(yè)課題的計劃安排 序號 內容 時間安排 1 外文資料翻譯 2008.2.20至 2008.2.29 2 搜集相關資料并調研，完成調研報告 2008.3.1至 2008.3.5 3 設計撥叉夾具設計，編寫說明書，繪制相關圖紙。 2008.3.6至 2008.4.8 4 整理畢業(yè)設計說明書并定稿，準備答辯 2008.4.9至 2008.4.10 5 答辯 2008.4.12 答辯提交資料 外文資料翻譯，畢業(yè)設計調研報告， 畢業(yè)設計說明書，相關圖紙 計劃答辯時間 2008.4.12 無錫職業(yè)技術學院 2008年 2 月 19日 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 1 緒論 1 1.1課題背景 1 1.2夾具的發(fā)展史 1 1.3小結 2 2 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設計 3 2.1零件的分析 3 2.1.1零件的作用 3 2.1.2零件的工藝分析 3 2.2確定生產類型 3 2.3確定毛坯 3 2.3.1確定毛坯種類 3 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 3 2.3.3繪制鑄件零件圖 4 2.4工藝規(guī)程設計 4 2.4.1選擇定位基準 4 2.4.2制定工藝路線 4 2.4.3選擇加工設備和工藝設備 6 2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6 2.5確定切削用量及基本工時 8 2.5.1工序1：粗銑Φ25H7的兩側面 8 2.5.2工序2：粗銑平下端面孔側面的工藝凸臺 9 2.5.3工序3：鉆Φ25H7的通孔 9 2.5.4工序4：擴Φ25H7的通孔 11 2.5.5工序5：鉸Φ25H7的通孔 12 2.5.6工序6：粗銑a、b面 12 2.5.7工序7：粗銑Φ60H12孔的兩面 14 2.5.8工序8：精銑Φ60H12孔的兩面 14 2.5.9工序9：粗鏜下端Φ60H12的孔 15 2.5.10工序10：半精鏜下端孔到Φ60H12 16 2.5.11工序11：粗銑16H11的槽 16 2.5.12工序12：半精銑16H11的槽 17 2.5.13工序13：鉆Φ20.50的孔 18 2.5.14工序14：攻M22×1.5的螺紋 19 2.5.15工序15：銑開Φ60H12的孔 20 2.6本章小結 21 3 專用夾具設計 22 3.1鏜孔夾具設計 22 3.1.1問題的提出 22 3.1.2夾具的設計 22 3.2銑槽夾具設計 25 3.2.1問題的提出 25 3.2.2夾具的設計 25 3.3鉆孔夾具設計 29 3.3.1問題的提出 29 3.3.2夾具的設計 30 3.4本章小結 35 結論 36 參考文獻 37 致 謝 38 38 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 緒論 1.1課題背景 隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現代制造技術與機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。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.2夾具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產及內燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結構也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現代化生產的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應性方面，已有了相當大的提高。隨著電子技術，數控技術的發(fā)展，現代夾具的自動化和高適應性，已經使夾具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產的生產效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應性?？梢灶A見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。 1.3小結 一項優(yōu)秀的夾具結構設計，往往可以使得生產效率大幅度提高，并使產品的加工質量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結構較復雜的，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計的高效率夾具。目前，中等生產規(guī)模的機械加工生產企業(yè)，其夾具的設計，制造工作量，占新產品工藝準備工作量的50%—80%。生產設計階段，對夾具的選擇和設計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設備及各類工藝參數的慎重選擇。夾具的設計，制造和生產過程中對夾具的正確使用，維護和調整，對產品生產的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設計 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。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) 中心圓孔Ф。 (2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為。 (3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度，深為。 (4) 半孔與中心孔有的位置關系，其寬為與中心孔有0.1的垂直度。 由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2.2確定生產類型 已知此撥叉零件的生產類型為大批量生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構不是太復雜，生產類型為大批生產，故選擇金屬型鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 查《機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊》125頁表1-4-7，選用各個加工面的鑄件機械加工余量均為3mm。 2.3.3繪制鑄件零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設計 2.4.1選擇定位基準 ①粗基準的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準，以較大面a面為輔助粗基準。 ②精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準，以下端孔為輔助的定位精基準。 2.4.2制定工藝路線 根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表2.1工藝路線方案一 工序號 工序內容 工序一 鉆、擴、鉸Φ25H7的通孔 工序二 粗銑a、b面，使粗糙度達到6.3，a面到Φ25H7的孔中心距為，b面到Φ25H7的中心距為36 工序三 粗銑、半精銑16H11的槽 工序四 粗銑下端圓孔的兩側面，使兩面之間的距離為12d11 工序五 ①粗鏜下端圓孔的內孔到Φ59②半精鏜此孔到Φ60H12 工序六 銑開下端圓孔 工序七 鉆Φ20.50的孔，垂直于Φ25H7的通孔 工序八 攻M22×1.5的螺紋 工序九 鉗工打毛刺 工序十 檢驗 表2.2工藝路線方案二 工序號 工序內容 工序一 粗銑Φ25H7的兩側面，使兩面間距為80 工序二 粗銑平下端孔側面的工藝凸臺 工序三 鉆Φ25H7的通孔 工序四 擴Φ25H7的通孔 工序五 鉸Φ25H7的通孔 工序六 粗銑a、b面，使粗糙度達到6.3，a面到Φ25H7的孔中心距為，b面到Φ25H7的中心距為36 工序七 粗銑Φ60H12孔的兩面，使兩面的間距為14 工序八 精銑Φ60H12孔的兩面，使兩面的間距為12d11，粗糙度3.2 工序九 粗鏜下端孔 工序十 半精鏜下端孔到Φ60H12，粗糙度達到3.2 工序十一 粗銑16H11的槽 續(xù)表2.2 工序十二 半精銑16H11的槽 工序十三 鉆Φ20.50的孔，垂直于Φ25H7的通孔 工序十四 攻的螺紋 工序十五 銑開Φ60H12的孔 工序十六 鉗工打毛刺 工序十七 檢驗 工藝立方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準得不到保證，加工出來的精度低，不符合現代化的生產要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產，所以采用方案二比較合適。 2.4.3選擇加工設備和工藝設備 ①機床的選擇 工序1、7、8、11、12、15采用X6022型臥式銑床 工序2、6采用X5028立式銑床 工序3、4、5、13、14 采用Z535立式鉆床 工序9、10采用T618臥式鏜床 ②選擇夾具 該撥叉的生產綱領為大批生產，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質合金鉸刀。 ④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下： 表2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經濟度、粗糙度 工序號 工序內容 加工余量 經濟精度 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 粗銑Φ25H7的兩側面 3 IT11 80 6.3 -0.1 0.1 2 粗銑平下端孔側面的工藝凸臺 3 IT11 0 6.3 -0.1 0.1 3 鉆Φ25H7通孔 IT12 6.3 -1 1 4 擴Φ25H7通孔 2.0 IT12 3.2 -0.05 0.05 5 鉸Φ25H7通孔 0.2 IT8 1.6 -0.006 0.006 6 粗銑a、b面 粗銑a面 3 IT12 (距中心孔) 6.3 -0.1 0.1 粗銑b面 36(距中心孔) 7 粗銑Φ60H12孔的兩面 2 IT11 6.3 -0.1 0.1 8 精銑Φ60H12孔的兩面 1 IT9 3.2 -0.05 0.05 9 粗鏜下端孔 2.5 IT13 6.3 -0.2 0.2 10 半精鏜下端孔 0.5 IT11 3.2 -0.02 0.02 續(xù)表2.3 11 粗銑16H11的槽 IT11 6.3 -0.1 0.1 12 半精銑16H11的槽 1 IT10 3.2 -0.02 0.02 13 鉆Φ20.50的孔 IT13 6.3 -1 1 14 攻的螺紋 15 銑開Φ60H12的孔 4 IT13 6.3 -0.05 0.05 2.5確定切削用量及基本工時 2.5.1工序1：粗銑Φ25H7的兩側面 機床：X6022型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 2.5.2工序2：粗銑平下端孔側面的工藝凸臺 機床：X5028 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 ①粗銑a面 銑削深度 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min 2.5.3工序3：鉆Φ25H7的通孔 工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。 確定鉆削用量 ①確定進給量 根據參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 根據參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 ③校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.76min 2.5.4工序4：擴Φ25H7的通孔 加工機床為Z535立式鉆床。擴孔鉆為?24.7mm標準高速鋼擴孔鉆； 確定擴孔切削用量 ①確定進給量 根據參考文獻[2]，表28-31，有 。根據Z535機床說明書，取=0.57mm/r。 ②確定切削速度及 根據表28-33，取。修正系數： ， 故 查機床說明書，取。實際切削速度為 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度，有： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.16min 2.5.5工序5：鉸Φ25H7的通孔 加工機床為Z535立式鉆床。鉸刀為?25mm標準高速鉸刀。 確定鉸孔切削用量 ①確定進給量 根據表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z535說明書，取。 ②確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正系數 ， 故 查Z535說明書，取，實際鉸孔速度 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.51min 該工序的加工機動時間的總和是： 2.5.6工序6：粗銑a、b面 機床：X5028 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 ①粗銑a面 銑削深度 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：2.03min ②粗銑b面 同樣的銑削深度 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：， 取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min 2.5.7工序7：粗銑Φ60H12孔的兩面 機床：X6022型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.57min 2.5.8工序8：精銑Φ60H12孔的兩面 機床：X6022型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數Z=25，為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-31 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.94min 2.5.9工序9：粗鏜下端Φ60H12的孔 機床：臥式鏜床 刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑。 進給量：根據參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進給量。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-41取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數： 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：2.61min 2.5.10工序10：半精鏜下端孔到Φ60H12 機床：臥式鏜床 刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度： 進給量：根據參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取 機床主軸轉速： ，取 實際切削速度，： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數： 機動時間： 所以該工序總機動工時 查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：1.86min 2.5.11工序11：粗銑16H11的槽 機床：X6022型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 切削深度： 根據參考文獻查[1]表4.4-8有： 刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數 Z=14，刀具的寬度L=14mm。 查[2]表2.4-76得： 進給量,根據參考文獻[3]表查得切削速度， 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[2]表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 機床工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =42mm 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.92min 2.5.12工序12：半精銑16H11的槽 機床：X6022型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 刀具直徑D=80，齒數Z=14，寬度L=16。 切削深度： 根據參考文獻[2]表查得：進給量,根據參考文獻[3]表查得切削速度， 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =42mm 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.41min 本工序機動時間 2.5.13工序13：鉆Φ20.50的孔 機床：Z535立式鉆床 刀具：20.50直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進給量 根據參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 根據參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min 2.5.14工序14：攻M22×1.5的螺紋 機床：Z535立式鉆床 刀具：細柄機用絲錐（） 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 機床主軸轉速：，取 絲錐回轉轉速：取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.33min 2.5.15工序15：銑開Φ60H12的孔 機床：X6022型臥式銑床 刀具：中齒鋸片銑刀 刀具直徑D=80mm，齒數Z=32，寬度L=4mm。 切削深度： 根據參考文獻[2]表查得：進給量,根據參考文獻[3]表查得切削速度， 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =41mm 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.59min 2.6本章小結 本章節(jié)主要從零件的結構和外型入手分析，從而得出設計毛坯的依據。再查閱有關資料，設計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 3 專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工此拔叉零件時，需要設計專用夾具。 根據任務要求中的設計內容，需要設計鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套。 3.1鏜孔夾具設計 3.1.1問題的提出 本夾具是用來鏜此拔叉下端60H12的孔,零件圖中此孔與25H7的孔中心距有公差要求。此工序為粗鏜、半精鏜加工,因此本工序加工時要考慮如何提高勞動生產率,降低勞動強度,重點是保證加工精度的問題. 3.1.2夾具的設計 ①定位基準的選擇 因為25H7的孔與此孔有公差要求,所以應以這個長通孔為主要定位基準。由于鑄件的公差要求較大,利用60H12的孔的左側面作為輔助定位基準。在小孔處采用移動壓板對零件進行夾緊。在60H12的孔旁邊有筋板的緣故，有足夠的強度，可以進行直接的鏜削，能保證加工精度。 ②定位元件及夾緊元件的選擇 據上面所述，查參考文獻[1]，選用固定式定位銷（長銷）穿過25H7的孔。由于此孔兩側面沒加工，故用定位塊進行支承。這樣一銷一面就限制了五個自由度，最后在待加工孔下面加上一個支承釘再限制最后一個自由度，即一面兩銷定位。這樣就可以完全定位了。 圖3.1 固定式定位銷（GB2203-80） 夾緊元件選用壓板，由于壓板種類很多，當選用轉動壓板時，其行程不夠，選用U型壓板又不合適，故在充分比較分析的情況下，選用移動壓板，其夾緊可靠、操作方便，在很多地方都有用到。 圖3.2 移動壓板（GB2175-80） ③切削力及夾緊力計算 鏜刀材料：（機夾單刃硬質合金鏜刀），機床為：T68 由參考文獻[3]，表1-12選擇刀具的幾何參數為： 1）粗鏜： 由參考文獻[12]，查表可得： 圓周切削分力公式： 查表得： 取 ∴ 由表可得參數： ∴ ∴ 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數： ∴ ∴ 軸向切削分力公式 ： 式中參數： ∴ ∴ 根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： 安全系數K可按下式計算， 式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻[12]表可得： 所以，有： 2）半精鏜： 同理，圓周切削分力公式： 因為： ，則 所以，有： 當夾緊力方向與切削力方向一致時，僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產生的振動和轉動。故該夾具采用移動壓板夾緊機構，為了方便操作，通過手動擰緊螺母將壓板壓緊工件。 由于夾緊力方向與切削力方向在水平上有一段距離，使工件在夾緊的地方產生了彎矩，如圖： 圖3.3 彎矩示意圖 ∴ 既是加上轉矩M，所以319.65N ④誤差分析與計算 該夾具以一長銷和一支承釘定位，要求保證孔中心與小通孔中心距的尺寸公差。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)定的工序公差。 由參考文獻[12]可知孔銷間隙配合的定位誤差為： ⑤夾具體設計 夾具體的設計參考鏜孔夾具體零件圖。 3.2銑槽夾具設計 3.2.1問題的提出 本夾具主要用來粗、精銑此撥叉的槽。粗、精銑槽時，槽寬有尺寸要求，其深度要求為，槽的左右兩側面粗糙度要求Ra3.2,底面粗糙度要求Ra6.3。本道工序僅是對槽進行粗、精銑削加工。同樣在本道工序加工時，還是應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。 3.2.2夾具的設計 ①定位基準的選擇 在進行銑槽加工工序時，由于和的孔已經加工。因此工件選擇的孔一面與兩孔作為定位基準。由一個長銷穿在的孔加上此孔的一面就限制了五個自由度，再在的孔中間加上個削邊銷，就把自由度限制完了。即是一面兩孔定位。 ②定位元件及夾緊元件的選擇 此過程定位元件主要是長圓柱銷和削邊銷，所以對他們進行選取。查參考文獻[1]，選用的元件如下圖： 圖3.4 長圓柱銷（GB2203-80 A型） 圖3.5 削邊銷（GB2203-80 B型） 夾緊元件選用壓板，考慮到工件裝夾的方便，此選用轉動壓板 圖3.6 轉動壓板（GB2176-80） ③銑削力與夾緊力計算 根據參考文獻[1]，表2.4—97可查得： 銑削力計算公式為 圓周分力 查表可得： 代入得 = 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： ∴ 查參考文獻[1]，表5.1-4可知，所需的夾緊力為： 式中： L=62.53mm f=1.22 l=34mm ∴ ④定位誤差分析 圖3.7 轉角定位誤差示意圖 由圖可知這時的一面兩銷定位的轉角定位誤差為： ⑤定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具體底面的槽中，一般使用兩個。其距離應盡可能布置得遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據參考文獻[1]選用定向鍵為 圖3.8 定向鍵(GB2207—80)及其與機床連接示意圖 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本工序是完成此撥叉的槽粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。根據參考文獻[5]選用直角對刀塊，其結構和尺寸如圖所示： 圖3.9 直角對刀塊(GB2241—80 A型) 塞尺選用平塞尺，其結構如圖所示： 圖3.10 平塞尺(GB2244-80) ⑥夾具體的設計 夾具體的設計參考銑槽夾具體零件圖。 3.3鉆孔夾具設計 3.3.1問題的提出 本夾具主要用來鉆拔叉頂部螺紋孔的底孔。這個孔距右平面有尺寸精度要求為，與中心孔垂直。因為位置精度要求不高，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 3.3.2夾具的設計 ①定位基準的選擇 此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為20.50直柄短麻花鉆。由零件分析，選擇用中心孔的長銷加上這個孔的一面定位，就可以限制5個自由度，在由下面的大孔加個削邊銷就可以實現完全定位。 ②定位元件與夾緊元件的選擇 查參考文獻[1]，表5.2-6，選用固定式定位銷 圖3.11 固定式定位銷（GB2203-80） 圖3.12 削邊銷（GB2203-80 B型） 壓板還是選用操作方便的轉動壓板 圖3.13 轉動壓板（GB2176-80） ③切削力與夾緊力的計算 由于本道工序完成螺紋底孔的鉆削，因此切削力為鉆削力。由參考文獻[1]，表2.4-69得： 軸向力F： 扭矩M： 式中： ∴ 如圖： 圖3.14 扭矩圖 夾緊力的方向在軸線上，與M產生的轉矩同軸，所以夾緊力F不需要太大，只要工件相對與夾具體沒有移動就可以了。 ④鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 螺紋底孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求?？紤]到鉆套可能出現的磨損，故查參考文獻[1]，表5.2-13選用可換鉆套（GB2264-80其結構如下圖所示），當磨損就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2268-80查表5.2-16）。 圖3.15 可換鉆套 表3.1 可換鉆套 d D H h C r 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 20.5 +0.041 +0.020 30 +0.021 +0.008 46 42 25 12 5.5 18 1 3 2.5 29.5 圖3.16 鉆套用襯套 表3.2 鉆套用襯套 d D H C 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 30 +0.041 +0.020 42 +0.033 +0.017 25 1 3 圖3.17 鉆套螺釘 表3.3 鉆套螺釘 d L1 d1 D d2 L L0 n t 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 M8 5.5 +0.20 +0.05 12 -0.05 -0.16 20 6 22 11.5 2 2.5 鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安裝前先調整好位置然后用銷定位，后用螺釘將其擰緊在夾具體上。鉆模板參見鉆孔裝配圖。 ⑤夾具精度分析 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關系。因此在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。 由工序可知，本道工序只需鉆螺紋底孔，所以孔的精度無需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉（參見鉆孔裝配圖）。其計算同前面的計算相同。 轉角定位誤差為既是（由下的圖可知）： 圖3.18 轉角誤差分析圖 除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有： 1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差： 2）、襯套與鉆套配合的最大間隙： 3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙： 4）、鉆套的同軸度公差： ∴綜合誤差為： 能滿足零件要求。 ⑥夾具體設計 夾具體的設計參考鉆孔夾具體零件圖。 3.4本章小結 在本章是對夾具結構的設計和分析其精確度的階段。重點在于選擇基準面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準面時，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個圓柱銷和一個削邊銷，他們分別穿過已加工過的長中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時，分別用了移動和轉動壓板。最后設計出夾具體，參考有關資料計算夾具的定位誤差。 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 結論 本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。 在夾具設計中，先確定工件的基準，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計算了了夾緊力和夾具體的誤差等。 在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 參 考 文 獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結構圖冊[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機械制造工藝學[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]．中國標準出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術出版社，1987． [12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002．8． 無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 致謝 在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。 這次畢業(yè)設計是在劉必柱（無錫職院 高級工程師）老師悉心指導下完成的。盧老師以其淵博的學識、嚴謹的治學風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，劉老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。 在論文工作中，得到了機電工程學院有關領導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)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！