目 錄1 緒論 .11.1 課題背景 .11.2 夾具的發(fā)展史 .11.3 小結(jié) .12 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計 .32.1 零件的分析 .32.1.1 零件的作用 32.1.2 零件的工藝分析 32.2 確定生產(chǎn)類型 .32.3 確定毛坯 .32.3.1 確定毛坯種類 32.3.2 確定鑄件加工余量及形狀 32.3.3 繪制鑄件零件圖 3圖 2.1 零件毛坯圖 42.4 工藝規(guī)程設(shè)計 .42.4.1 選擇定位基準(zhǔn) 42.4.2 制定工藝路線 42.4.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 62.4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 62.5 確定切削用量及基本工時 .82.5.1 工序 1：粗銑 Φ30H7 的兩側(cè)面 .82.5.3 工序 3：鉆 Φ30H7 的通孔 .92.5.4 工序 4：擴(kuò) Φ30H7 的通孔 .112.5.5 工序 5：鉸 Φ30H7 的通孔 .112.5.6 工序 6：粗銑 a、b 面 .122.5.7 工序 7：粗銑 Φ90 孔的兩面 .132.5.8 工序 8：精銑 Φ90 孔的兩面 .142.5.9 工序 9：粗鏜下端 Φ90 的孔 .152.5.10 工序 10：半精鏜下端孔到 Φ90 152.5.11 工序 11：粗銑 12H11 的槽 .162.5.12 工序 12：半精銑 12H11 的槽 .172.5.13 工序 13：鉆 Φ8 的孔 .182.5.14 工序 14：攻 M22×1.5 的螺紋 .192.5.15 工序 15：銑開 Φ90 的孔 .202.6 本章小結(jié) .20第 3 章 鉆孔夾具設(shè)計 213.1 研究原始質(zhì)料223.2 定位基準(zhǔn)的選擇233.3 切削力及夾緊力的計算.243.4 誤差分析與計算253.5 零、部件的設(shè)計與選用.263.5.1 定位銷選用.273.5.2 夾緊裝置的選用.273.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用283.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明28結(jié)論 .28參 考 文 獻(xiàn) .29[10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊[M] ．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1994．12． 29[11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M] ．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社， 1987． 29[12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M] ．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2002．8． 291 緒論1.1 課題背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(dá)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(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)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(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)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(jīng)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(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)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(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)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(yīng)性。可以預(yù)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(jié)一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)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(shè)計的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的 50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。2 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)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 45，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 Ф30H7。(2) Ф8 孔垂直于中心孔(3) 鍵槽 12 與中心孔有 0.08 的垂直度(4) 半孔 Ф90 與中心孔有 115.5 的位置關(guān)系，其寬為 12 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(zhǔn)采用專用夾具進(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。2.2 確定生產(chǎn)類型已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)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 45?？紤]零件在機(jī)床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，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(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊》130 頁表 1-4-7，選用各個加工面的鑄件機(jī)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(shè)計2.4.1 選擇定位基準(zhǔn)①粗基準(zhǔn)的選擇以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面 a 面為輔助粗基準(zhǔn)。②精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。2.4.2 制定工藝路線根據(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,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,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。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(nèi)容工序一 鉆、擴(kuò)、鉸 Φ30H7 的通孔工序二 粗銑 a、b 面，使粗糙度達(dá)到 6.3，工序三 粗銑、半精銑 12 的槽工序四 粗銑下端圓孔的兩側(cè)面，使兩面之間的距離為工序五 ①粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到 Φ59②半精鏜此孔到 Φ90工序六 銑開下端圓孔工序七 鉆 Φ8 的孔，垂直于 Φ30H7 的通孔工序九 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(nèi)容工序一 粗銑 Φ30H7 的兩側(cè)面，使兩面間距為 80 工序二 粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺工序三 鉆 Φ30H7 的通孔工序四 擴(kuò) Φ30H7 的通孔工序五 鉸 Φ30H7 的通孔工序六 粗銑 a、b 面，使粗糙度達(dá)到 6.3，工序七 粗銑 Φ90 孔的兩面，使兩面的間距為 12工序八 精銑 Φ90 孔的兩面，使兩面的間距為 12，粗糙度 3.2工序九 粗鏜下端孔工序十 半精鏜下端孔到 Φ90，粗糙度達(dá)到 3.2工序十一 粗銑 12H11 的槽續(xù)表 2.2工序十二 半精銑 12H11 的槽工序十三 鉆 Φ8 的孔，垂直于 Φ30H7 的通孔工序十五 銑開 Φ90 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(chǎn)，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(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)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(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)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(chǎn)，所以采用方案二比較合適。2.4.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備①機(jī)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(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，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(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。257H?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(jìn)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(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)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(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度工序余量工序號工序內(nèi)容加工余經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸表面粗糙度 最小 最大量1粗銑 Φ30H7 的兩側(cè)面3 IT11 80 6.3 -0.1 0.12粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺3 IT11 0 6.3 -0.1 0.13 鉆 Φ30H7 通孔 IT12 2?6.3 -1 14 擴(kuò) Φ30H7 通孔 2.0 IT12 0.547?3.2 -0.05 0.055 鉸 Φ30H7 通孔 0.2 IT8 0.21?1.6 -0.006 0.006粗銑 a面(距中0.34?心孔)6粗銑a、b面 粗銑 b面3 IT1236(距中心孔)6.3 -0.1 0.17粗銑 Φ90 孔的兩面2 IT11 130.5?6.3 -0.1 0.18精銑 Φ90 孔的兩面1 IT9 0.5162?3.2 -0.05 0.059 粗鏜下端孔 2.5 IT13 0.3597??6.3 -0.2 0.210 半精鏜下端孔 0.5 IT11 0.36?3.2 -0.02 0.02續(xù)表 2.311 粗銑 12H11 的槽 IT11 140.5?6.3 -0.1 0.112 半精銑 12H11 的槽 1 IT10 0.16?3.2 -0.02 0.0213 鉆 Φ8 的孔 IT13 2.5??6.3 -1 114 攻 的21.5M?螺紋15 銑開 Φ90 的孔 4 IT13 6.3 -0.05 0.052.5 確定切削用量及基本工時2.5.1 工序 1：粗銑 Φ30H7 的兩側(cè)面機(jī)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(shù)15YT20Dm?，為粗齒銑刀。20Z?因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度 ：pa3m?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：f 0.15/faZ?V參照參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-81，取 2.54/Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10.60.8/in314Vnrd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 245mn?實際銑削速度 ： v3.12.56/00ds???進(jìn)給量 ： fV.524/1./ffaZn?工作臺每分進(jìn)給量 ： m.73infVs?：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-81,?a ma60?切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 42l刀具切入長度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m????刀具切出長度 ：取lm走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：jt247.620.min35jmlf????查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.23min2.5.2 工序 2：粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺機(jī)床：X5028刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)dw40?14?Z①粗銑 a 面銑削深度 :3pm?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 0.5/fam銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-81，取V 6/Vs?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n0160287/in3.4Vrd???3inr實際銑削速度 ：? ./160nms?進(jìn)給量 ：fV0.543/1.5/ffaZ??工作臺每分進(jìn)給量 ：m.3infVs?：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a240?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 6lm刀具切入長度 ：1D)~1((5.02????刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：jt12640.95in3jmlf??查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.52min2.5.3 工序 3：鉆 Φ30H7 的通孔工件材料為 HT200 鐵，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?30mm，公差為 H7，表面粗糙度 。加工機(jī)床為 Z535 立式鉆床。鉆頭為 ?22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，1.6aR?磨出雙錐和修磨橫刃。確定鉆削用量①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表 28-10 可查出 ，f 0.47~.5/fmr?表查 Z535 立式鉆床說明書，取 。0.43/fmr?根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床'1./fr?進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力 （由機(jī)床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，max15690FN?表 28-9，允許的進(jìn)給量 ?！?8/fr?由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。'“ff②確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，v mP表 28-15，由插入法得，17/inm?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5mPkW表由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表 28-3， ， ，故0.8v.75lv?'17/in0.871.2(/in)v???表 ''0 6n rdm?表查 Z535 機(jī)床說明書，取 。實際切削速度為95/i021n4/mi10nv???由參考文獻(xiàn)[2]，表 28-5， ，故.06MFTk473.65()FN?5.94.8Tm???③校驗機(jī)床功率 切削功率 為mP'/)MPnk表（1.2(5/26)1.05WkW??機(jī)床有效功率 ' 4.0.83E mkkP???故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02dm?./fr195/inr?14/inv?相應(yīng)地， ，516FN54.8T?.0mPkW切削工時 被切削層長度 ：l7?刀具切入長度 ：112(~)107.42rDlctgkctg????刀具切出長度 ： 取lm42?ml32走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：2jt78.431.08min095jLnf????查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.76min2.5.4 工序 4：擴(kuò) Φ30H7 的通孔加工機(jī)床為 Z535 立式鉆床。擴(kuò)孔鉆為 ?24.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；確定擴(kuò)孔切削用量①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表 28-31，有f。根據(jù) Z535 機(jī)床說明書，取f??::表 （ 0.78） m/r0.7=49.56m/r=0.57mm/r。②確定切削速度 及 根據(jù)表 28-33，取 。修正系數(shù)：vn2/inv?表，0.8mvk .71.02(1.509)ppRavak??根 據(jù)故 '25/in/min??表' '01)nd?表 （ (24.7)86/minr???查機(jī)床說明書，取 。實際切削速度為275/ir?30v? 34.75/i10./ir?切削工時被切削層長度 ：l8m刀具切入長度 ，有：11 24.7(~)120.8632rDdlctgkctgm?????????刀具切出長度 ： 取2lm1l32走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：2jt7830.54in.jLfn????查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.12min2.5.5 工序 5：鉸 Φ30H7 的通孔加工機(jī)床為 Z535 立式鉆床。鉸刀為 ?30mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。確定鉸孔切削用量①確定進(jìn)給量 根據(jù)表 28-36， ，按該表注 4，進(jìn)給量f 1.3~26fm?表取小植。查 Z535 說明書，取 。1.6/fmr?②確定切削速度 及 由表 28-39，取 。由表 28-3，得修vn8./inv表正系數(shù)， 0.8Mvk?0.9pavk254.7(/0125.)pRa???根 據(jù)故 '8.2/min.7.14/minv??表 ' '01()d?表 ()(25)9./minr??查 Z535 說明書，取 ，實際鉸孔速度/ir?30v? 3250/i17.8/ir???切削工時被切削層長度 ：l78m刀具切入長度 ，101 254.(~)120.92rDdlctgkctgm????????刀具切出長度 ： 取2l l32?走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：3jt78.093.5in61jLnf????查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.51min該工序的加工機(jī)動時間的總和是 ： jt.084.52.14minj???2.5.6 工序 6：粗銑 a、b 面機(jī)床：X5028刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)dwZ①粗銑 a 面銑削深度 :3pm?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 0.15/fam?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-81，取V 6/Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n0160287/in3.4Vrd???3inr實際銑削速度 ：? ./160nms?進(jìn)給量 ：fV0.543/1.5/ffaZ??工作臺每分進(jìn)給量 ：m.3infVs?：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a240?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 90lm?刀具切入長度 ：1aD42)3~1((5.02????刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：jt12940.21in63jmlf??查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：2.03min②粗銑 b 面同樣的銑削深度 ap3?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 0.15/famZ?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-81，取V 6/Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，n0160287/in3.4Vrd???取 30/mir?實際銑削速度 ：?0.106.28/nms??進(jìn)給量 ：fV.543/.5/ffaZ?工作臺每分進(jìn)給量 ：m10.630infVs??：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a ma24?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll刀具切入長度 ：1D)3~1((5.02???刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：jt12340.12min6jmlf??查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.52min2.5.7 工序 7：粗銑 Φ90 孔的兩面機(jī)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(shù)15YT20Dm?，為粗齒銑刀。20Z?因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度 ：pa2m?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：f 0.15/famZ?V參照參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-81，取 .54/Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，102.602.8/in314Vnrd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 45n?實際銑削速度 ： v3.12.56/00dms???進(jìn)給量 ： fV.524/1./ffaZn?工作臺每分進(jìn)給量 ： m.73infVs?：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-81,?aa60?切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 82lm刀具切入長度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m????刀具切出長度 ：取l走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：jt287.62.min35jmf?查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.57min2.5.8 工序 8：精銑 Φ90 孔的兩面機(jī)床：X6022 型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 )，材料： ， ，齒0.5162?15YT20Dm?數(shù) Z=30，為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：pa1.0m?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：f 0.12/faZ?V參照參考文獻(xiàn)[3] 表 2.4-81，取 3.2/Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10.605.7/in14rd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-31 31mn?實際銑削速度 ：v.203.24/06ds??進(jìn)給量 ：fV0.1253/6015./ffaZnms???工作臺每分進(jìn)給量 ： m.93infV被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 8l刀具切入長度 ：精銑時11lD刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：2jt12802.31min9jmlf???查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.94min2.5.9 工序 9：粗鏜下端 Φ90 的孔機(jī)床：臥式鏜床 618T刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pa2.5m?04dm?進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-66，刀桿伸出長度取 ，切削深度為f 20=2.5mm。因此確定進(jìn)給量 。Fa./fr切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-9 取V./14/inVs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，101489.26/min3.5rd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-41 取 10?實際切削速度 ：v.2.83/106ns??工作臺每分鐘進(jìn)給量 ： mf0.10/infm被切削層長度 ：l2?刀具切入長度 ： 1 2.5(~3)6.3pratgktg?????刀具切出長度 ： 取2l5l42行程次數(shù) ：i?機(jī)動時間 ：1jt126.30.1minjmlf???查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-37 工步輔助時間為：2.61min2.5.10 工序 10：半精鏜下端孔到 Φ90機(jī)床：臥式鏜床 618T刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT切削深度 ：pa0.5m?進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-66，刀桿伸出長度取 ，切削深度為f m20= 。因此確定進(jìn)給量Fa0.5m.1/fr切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-9，取V3.18/9./inVs?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，取0190.812./min3.45rd????0/ir實際切削速度 ，： v.93.9/06dns????工作臺每分鐘進(jìn)給量 ：mf.150/inf?被切削層長度 ：l12刀具切入長度 ： .(~3)2.87pramtgktg?????刀具切出長度 ： 取2l5l42?行程次數(shù) ：i1機(jī)動時間 ：jt21.870.16injmlf????所以該工序總機(jī)動工時 023mijt?查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-37 工步輔助時間為：1.86min2.5.11 工序 11：粗銑 12H11 的槽機(jī)床：X6022 型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀切削深度 ：pa7m?根據(jù)參考文獻(xiàn)查[1]表 4.4-8 有：刀具的直徑 D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度 L=14mm。查[2]表 2.4-76 得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 查得切削速度0.6/faz?302?，24/minV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：，12495./min3.80Vrd???按照參考文獻(xiàn)[2]表 3.1-74 取 ?實際切削速度 ：v3.148095.4/06Dnms????進(jìn)給量 ：fV./.3/ffaZ?機(jī)床工作臺每分進(jìn)給量 ：m1.3/79.8/inmfs??被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 0l刀具切入長度 ：110.5(~2)lD?=42mm刀具切出長度 ：取2lm?走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ： jt129041.68min7.jmlf???查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.92min 2.5.12 工序 12：半精銑 12H11 的槽機(jī)床：X6022 型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀刀具直徑 D=80，齒數(shù) Z=14，寬度 L=12。切削深度 ：pa1m?根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]2.476?0.12/famz?表 查得切削速度 ，302?3/inV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，1091.5/i.480rd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 取 n?實際切削速度 ：v3.0.4/16Dnms??進(jìn)給量 ：fV0.2495/2./ffaZ?工作臺每分進(jìn)給量 ： m.159.6infVs?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 0l刀具切入長度 ：110.5(~2)lD??=42mm刀具切出長度 ：取2lm?走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ： jt12904.8min5.6jmlf???查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.41min 本工序機(jī)動時間 12.8042.ijjtt??2.5.13 工序 13：鉆 Φ8 的孔機(jī)床：Z535 立式鉆床刀具： 8 直柄短麻花鉆?確定鉆削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表 28-10 可查出 ，f 0.47~.5/fmr?表查 Z535 立式鉆床說明書，取 。.43/fmr?根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床'1./f?進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力 （由機(jī)床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，max15690FN表 28-9，允許的進(jìn)給量 ?！?8/fr?由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。'“ff確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2] ，表v mP28-15，由插入法得，17/inm?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5mPkW表由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表 28-3， ， ，故0.8v.75lv?'17/in0.871.2(/in)v???表 ''0 74.3/i.5n rdm?表查 Z535 機(jī)床說明書，取 。實際切削速度為1/inr02.1.26/min10nv???由參考文獻(xiàn)[2]，表 28-5， ，故0MFTk473.651()FN?5.94.8Tm???校驗機(jī)床功率 切削功率 為mP'/)MPnk表（1.25(9/246)1.05kWkW???機(jī)床有效功率 ' 4.0.83E mPkP??故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02.5dm?./fr?175/inr?1.2/minv?相應(yīng)地， ，16FN4.8T?.0mPkW切削工時 被切削層長度 ：l32?刀具切入長度 ：11 0.5(~)126.92rDlctgkctg????刀具切出長度 ： 取lm42?ml32走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：2jt36.90.5in17jLnf???查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.58min2.5.14 工序 14：攻 M22×1.5 的螺紋機(jī)床：Z535 立式鉆床刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（ ）21.5M?進(jìn)給量 ：由于其螺距 ,因此進(jìn)給量f mp?rmf/5.1?切削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-105，取Vin/8./14.0sm?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取018.12.5/in34Vrd???130/inr?絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取0n/minnr?實際切削速度 ： ?0.0.15/16ms?被切削層長度 ：l32刀具切入長度 ：14.5?刀具切出長度 ：2l0走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：jt1212034.52.037min1jllfnf??????查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.33min2.5.15 工序 15：銑開 Φ90 的孔機(jī)床：X6022 型臥式銑床刀具：中齒鋸片銑刀刀具直徑 D=80mm，齒數(shù) Z=32，寬度 L=4mm。切削深度 ：pa12m?根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3].476?0.6/famz?表 查得切削速度 ，302?0/inV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，129./i3.48rd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 取 80n?實際切削速度 ：v.1.3/06Dnms??進(jìn)給量 ：fV.3280/.5/ffaZ?工作臺每分進(jìn)給量 ： m.1.6infVs?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， ll刀具切入長度 ：110.5(~2)lD??=41mm刀具切出長度 ：取2lm?走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ： jt128410.8min53.6jmlf???查參考文獻(xiàn)[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.59min 2.6 本章小結(jié)本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)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(jìn)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(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動時間等。3 專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。在加工此拔叉零件時，需要設(shè)計專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套。3.1 鉆孔夾具設(shè)計3.1.1 問題的提出本夾具主要用來鉆拔叉 8 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(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。3.1.2 夾具的設(shè)計①定位基準(zhǔn)的選擇此零件放在 Z535 立式鉆床上加工，刀具為 8 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(xiàn)完全定位。②定位元件與夾緊元件的選擇查參考文獻(xiàn)[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(zhuǎn)動壓板圖 3.13 轉(zhuǎn)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(xiàn)[1]，表 2.4-69 得：軸向力 F： 1.20759.84Fdfk???扭矩 M： .8M式中： 20.5dm? .3/fr1.6MPmk?∴ 1.20.75169.27N89.84345????如圖：圖 3.14 扭矩圖夾緊力的方向在軸線上，與 M 產(chǎn)生的轉(zhuǎn)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(shè)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(xiàn)的磨損，故查參考文獻(xiàn)[1]，表 5.2-13 選用可換鉆套（GB2264-80 其結(jié)構(gòu)如下圖所示） ，當(dāng)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 5.2-12） 。圖 3.15 可換鉆套表 3.1 可換鉆套d D基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差12H h 1mC 12r20.5+0.041+0.02030+0.021+0.00846 42 30 12 5.5 18 1 3 2.5 29.5圖 3.12 鉆套用襯套表 3.2 鉆套用襯套d D基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差H C 130+0.041+0.02042+0.033+0.01730 1 3圖 3.17 鉆套螺釘表 3.3 鉆套螺釘L1 d1d基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差D d2 L L0 n tM8 5.5+0.20+0.0512-0.05-0.1220 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(diào)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(jī)床上加工時，機(jī)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(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)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(zhuǎn)（參見鉆孔裝配圖） 。其計算同前面的計算相同。轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）： 1maxin2maxin' 25.014.9860.35971( )( )20.83465dwDddrctgarctgL???????????△圖 3.18 轉(zhuǎn)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： 142.03.170.6m????2） 、襯套與鉆套配合的最大間隙： 833） 、鉆套與鉆頭配合的最大間隙： 3.5.44） 、鉆套的同軸度公差： 40.m∴綜合誤差為： 222222134.164106m??????能滿足零件要求。⑥夾具體設(shè)計夾具體的設(shè)計參考鉆孔夾具體零件圖。3.4 本章小結(jié)在本章是對夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和分析其精確度的階段。重點在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)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(zhuǎn)動壓板。最后設(shè)計出夾具體，參考有關(guān)資料計算夾具的定位誤差。結(jié)論本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、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。在夾具設(shè)計中，先確定工件的基準(zhǔn)，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(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。