1XX 大學拖拉機變速箱撥叉零件的工藝及銑面夾具設計學生姓名： 學生學號： 院 （系）： 年級專業(yè)： 指導教師： 年 月2摘 要此次設計是對拖拉機變速箱拔叉零件的加工工藝和夾具設計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具以操作簡單的手動夾緊方式夾緊，其機構(gòu)設計簡單，方便且能滿足要求。關(guān)鍵詞 拖拉機變速箱拔叉，加工工藝，專用夾具，設計3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 拖拉機變速箱撥叉的加工工藝規(guī)程設計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42.3 確定毛坯42.3.1 確定毛坯種類42.3.2 確定鍛件加工余量及形狀42.3.3 繪制鍛件零件圖42.4 工藝規(guī)程設計52.4.1 選擇定位基準52.4.2 制定工藝路線52.4.3 選擇加工設備和工藝設備62.4.4 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定72.5 確定切削用量及基本工時82.6 本章小結(jié)203 專用夾具設計213.1 問題的提出213.2 定位基準的選擇213.3 切削力和夾緊力計算213.4 夾緊力的計算223.5 定位誤差分析233.6 夾具設計及操作的簡要說明.234結(jié)論.25參 考 文 獻.2611 緒論1.1 課題背景隨著科學技術(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(shù)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(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)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?！肮び破涫拢叵壤淦?。 ”工具是人類文明進步的標志。自 20 世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)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(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，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(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應性方面，已有了相當大的提高。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性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，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，高適應性。可以預見，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(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準備工作量的 50%—80%。生2產(chǎn)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(shù)的慎重選擇。夾具的設計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。32 拖拉機變速箱撥叉的加工工藝規(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拖拉機變速箱撥叉。它位于拖拉機變速機構(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，鍛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(4) 半孔 R48 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，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，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(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 45。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鍛造毛坯。2.3.2 確定鍛件加工余量及形狀查《機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊》130 頁表 1-4-7，選用各個加工面的鍛件機械加工余量均為 3mm。2.3.3 繪制鍛件零件圖圖 2.1 零件毛坯圖52.4 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(jù)“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(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到的經(jīng)濟精度，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，還應當考慮經(jīng)濟效果，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、鉸 Φ30H7 的通孔工序二 粗銑 a、b 面，使粗糙度達到 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6工序四 擴 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，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 選擇加工設備和工藝設備①機床的選擇工序 1、7、8、11、12、15 采用 X52K 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 ，257H?由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。7④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(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到的尺寸、經(jīng)濟度、粗糙度工序余量工序號工序內(nèi)容加工余量經(jīng)濟精度工序尺寸表面粗糙度 最小 最大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 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 0.188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)面機床：X52K 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?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照f 0.15/faZ?V參考文獻[3]表 2.4-81，取 2.54/Vs機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n9，102.54602.8/min31Vnrd????按照參考文獻[3]表 3.1-74 5n?實際銑削速度 ： v3.142.56/00ds???進給量 ： fV.52/1./ffaZnm?工作臺每分進給量 ： m.73infVs?：根據(jù)參考文獻[3] 表 2.4-81,?aa60?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機動時間 ：jt247.62.in35jf?查參考文獻[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)面的工藝凸臺機床：X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)mdw40?14?Z①粗銑 a 面銑削深度 :3pm?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 0.5/fam銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取V 6/Vs?機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n0160287/in3.4Vrd???3inr實際銑削速度 ：? ./160nms?進給量 ：fV0.543/1.5/ffaZ??工作臺每分進給量 ：m.3infVs?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》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 110機動時間 ：1jt12640.95min3jmlf????查參考文獻[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。孔的直徑為 30mm，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1.6aRm?錐和修磨橫刃。確定鉆削用量①確定進給量 根據(jù)參考文獻 [2]，表 28-10 可查出 ，查f 0.47~.5/fmr?表Z535 立式鉆床說明書，取 。0.43/fmr?根據(jù)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'1./fr?機構(gòu)允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻[2]，表 28-9，max1569FN允許的進給量 ?！?8/fr?由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。'f“f②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[2] ，表 28-v mP15，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，故應對所的結(jié)論進行修正。根據(jù)參考文獻[2]，由表 28-3， ， ，故0.8v.75lv?'17/in0.871.2(/in)v???表 ''0 6n rdm?表查 Z535 機床說明書，取 。實際切削速度為95/i021n4/mi10nv???由參考文獻[2]，表 28-5， ，故.06MFTk473.65()FN?5.94.8Tm???③校驗機床功率 切削功率 為mP'/)MPnk表（1.2(5/26)1.05WkW??機床有效功率 ' 4.0.83E mkkP???11故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02dm?0.43/fr195/minr?14/inv?相應地， ，516FN5.8T?.0PkW切削工時 被切削層長度 ：l7?刀具切入長度 ：112(~)107.42rDlctgkctgm????刀具切出長度 ： 取l42?l32走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt78.1.08in0395jLnf???查參考文獻[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.76min2.5.4 工序 4：擴 Φ30H7 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(jù)參考文獻[2]，表 28-31，有f。根據(jù) Z535 機床說明書，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2lm1l3212走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt7830.54min.2jLfn????查參考文獻[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.12min2.5.5 工序 5：鉸 Φ30H7 的通孔加工機床為 Z535 立式鉆床。鉸刀為 ?30mm 標準高速鉸刀。確定鉸孔切削用量①確定進給量 根據(jù)表 28-36， ，按該表注 4，進給量取小植。f 1.3~26fm?表查 Z535 說明書，取 。1.6/mr?②確定切削速度 及 由表 28-39，取 。由表 28-3，得修正系vn8./inv表數(shù)， 0.8Mvk0.9pavk254.7(/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/ir30v? 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機動時間 ：3jt78.093.5in61jLnf???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 ： jt.084.52.14minj???2.5.6 工序 6：粗銑 a、b 面機床：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?13每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取fa 0.15/famZ?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取V 6/Vs機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n0160287/in3.4Vrd????3inr實際銑削速度 ：? ./160nms進給量 ：fV0.543/1.5/ffaZ???工作臺每分進給量 ：m.3infVs?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a240??被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 9lm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機動時間 ：jt12940.21in63jmlf??查參考文獻[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?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 0.15/famZ?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取V 6/Vs機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，n0160287/in3.4Vrd???取 30/mir?實際銑削速度 ：?0.106.28/nms??進給量 ：fV.543/.5/ffaZ?工作臺每分進給量 ：m10.630infVs??：根據(jù)《機械加工工藝手冊》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 114機動時間 ：1jt12340.12min6jmlf????查參考文獻[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.52min2.5.7 工序 7：粗銑 ΦR48 孔的兩面機床：X6132 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?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照f 0.15/faZ?V參考文獻[3]表 2.4-81，取 .54/Vs機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，102.602.8/in31nrd????按照參考文獻[3]表 3.1-74 45mn?實際銑削速度 ： v3.12.56/00ds???進給量 ： fV.524/1./ffaZn?工作臺每分進給量 ： m.73infVs?：根據(jù)參考文獻[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 82l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機動時間 ：jt287.62.in35jf?查參考文獻[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.57min2.5.8 工序 8：精銑 R48 孔的兩面機床：X6132 臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 )，材料： ， ，齒數(shù)0.5162?15YT20Dm?Z=30，為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm15銑削深度 ：pa1.0m?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照f 0.12/famZ?V參考文獻[3]表 2.4-81，取 3.2/Vs機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10.605.7/in14rd????按照參考文獻[3]表 3.1-31 31n?實際銑削速度 ：v.203.24/06dms??進給量 ：fV.15/15./ffaZn?工作臺每分進給量 ： m.9infVs被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 82l?刀具切入長度 ：精銑時110lDm刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt12820.31in9jmlf????查參考文獻[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.94min2.5.9 工序 9：粗鏜下端 R48 的孔機床：臥式鏜床 T68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?進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-66，刀桿伸出長度取 ，切削深度為f 20=2.5mm。因此確定進給量 。Fa./fr切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4-9 取V./14/inVs機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，101489.26/min3.5rd????按照參考文獻[3]表 3.1-41 取 10?實際切削速度 ：v.2.83/106ns??工作臺每分鐘進給量 ： mf0.10/infm被切削層長度 ：l2?16刀具切入長度 ： 1l 2.5(~3)6.30pramtgktg??????刀具切出長度 ： 取2lm5l42行程次數(shù) ：i機動時間 ：1jt126.30.1injmlf????查參考文獻[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 R48機床：臥式鏜床 T68刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT切削深度 ：pa0.5m?進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-66，刀桿伸出長度取 ，切削深度為 =f m20Fa。因此確定進給量0.5m.1/fr切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4-9，取V3.18/9./inVs?機床主軸轉(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機動時間 ：jt21.870.16injmlf????所以該工序總機動工時 023mijt?查參考文獻[1]，表 2.5-37 工步輔助時間為：1.86min2.5.11 工序 11：粗銑 12H 的槽機床：X52K 型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀17切削深度 ：pa7m?根據(jù)參考文獻查[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：進給量 ,根據(jù)參考文獻 [3]表 查得切削速度 ，0.6/faz?302?24/minV?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，12495./min3.80Vrd???按照參考文獻[2]表 3.1-74 取 ?實際切削速度 ：v.10.4/6Dns???進給量 ：fV0.495/.3/ffaZm機床工作臺每分進給量 ：m1.3/7.8/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機動時間 ： jt129041.68min7.jmlf???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 12 的槽機床：X52K 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[2]表 查得：進給量 ,根據(jù)參考文獻[3]表2.476?0.12/famz?查得切削速度 ，302?3/inV機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，1091.5/i.480rd????按照參考文獻[3]表 3.1-74 取 n?18實際切削速度 ：v3.148095.4/06Dnms????進給量 ：fV.2/2./ffaZ?工作臺每分進給量 ： m.1.6infVs被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 90l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機動時間 ： jt12904.8min5.6jmlf???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 12.8042.ijjtt??2.5.13 工序 13：鉆 Φ8 的孔機床：Z535 立式鉆床刀具： 8 直柄短麻花鉆?確定鉆削用量確定進給量 根據(jù)參考文獻 [2]，表 28-10 可查出 ，查f 0.47~.5/fmr?表Z535 立式鉆床說明書，取 。0.43/fmr?根據(jù)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'1./fr?機構(gòu)允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻[2]，表 28-9，max1569FN允許的進給量 。“.8/fr?由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。'f“f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[2]，表 28-v mP15，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，故應對所的結(jié)論進行修正。根據(jù)參考文獻[2]，由表 28-3， ， ，故0.8v.75lv?'17/in0.871.2(/in)v???表 ''0 74.3/i.5n rdm?表19查 Z535 機床說明書，取 。實際切削速度為175/minr?02.1.26/in10dnv????由參考文獻[2]，表 28-5， ，故0MFTk473.651()FN?5.94.8T???校驗機床功率 切削功率 為mP'/)mMPnk表（1.2(5/26)1.05WkW??機床有效功率 ' 4.0.83E mkkP???故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02.5dm?./fr?175/inr?1.2/minv?相應地， ，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機動時間 ：2jt36.90.5in17jLnf???查參考文獻[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.58min2.5.15 工序 15：銑開 R48 的孔機床：X52K 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[2]表 查得：進給量 ,根據(jù)參考文獻[3]表.476?0.6/famz?查得切削速度 ，302?0/inV機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，129./i3.48rd????20按照參考文獻[3]表 3.1-74 取 80/minr?實際切削速度 ：v3.14.3/06Dns????進給量 ：fV.280/.5/ffaZ工作臺每分進給量 ： m.1.6infVs?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， llm刀具切入長度 ：110.5(~2)lD??=41mm刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： jt128410.8min53.6jmlf???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(jié)本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設計毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)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(zhuǎn)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。213 專用夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)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(jù)任務要求中的設計內(nèi)容，需要設計銑拔叉叉口側(cè)面一套。3.1 問題的提出本夾具要用于銑拔叉叉口側(cè)面銑床夾具精度等級為 IT12 級，粗糙度為 6.3。本道工序只精銑一下即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應首先考慮保證槽的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。3.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。Φ12 的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的 φ12 孔和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的 φ12 孔的端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構(gòu)。3.3 切削力和夾緊力計算（1）刀具： 高速鋼錯齒三面刃銑刀 φ30mm z=10機床： X6132 型萬能銑床由[3] 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0?查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) 0.1?vk3F83.FFX22z=24 65.0?Fy83.Fu?Pa0?Fw代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K= 4321K其中： 為基本安全系數(shù) 1.5為加工性質(zhì)系數(shù) 1.12為刀具鈍化系數(shù) 1.13為斷續(xù)切削系數(shù) 1.14K所以 NF7.15??3.4 夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機 由 ??FKf??21其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01?fF= +G G 為工件自重zPNfN4.3521????夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6.8 級MPaB106???MPaBs4801???螺釘疲勞極限： B9263.2.1?極限應力幅： akma7.51li ?????許用應力幅： ??MPSa3.li螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 ??s???[s]=2.5~4 取[s]=4得 ??Pa120??23滿足要求???????8.24cHdF?MPaNc153.2經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.5 定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷，孔與銷間隙配合。（2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。3.6 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精鏜切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。在本章是對夾具結(jié)構(gòu)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24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)動拖拉機變速箱拔叉。最后設計出夾具體，參考有關(guān)資料計算夾具的定位誤差。25結(jié)論本次設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。26參 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(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M] ．上海科學技術(shù)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(shù)出版社， 2003．10．[6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)出版社， 1987．[12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M] ．上海科學技術(shù)出版社， 2002．8．