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第2章 銑斷工序夾具設(shè)計(jì)
2.1夾具選擇
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
2.2 確定定位方案
2.2.1 基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的6個(gè)自由度。建立坐標(biāo)系如圖2.2所示。為保證銑斷工序至工件底面的垂直度，應(yīng)選底面為定位基面，限制；須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證銑斷工序兩側(cè)面對(duì)孔軸線的對(duì)稱度要求，還必須在加工時(shí)限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。
綜上所述，工件的六個(gè)自由度均被限制，為使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，選取的定位基準(zhǔn)是底面、孔。
2.2.2 確定定位夾緊方案
根據(jù)零件特點(diǎn)，按照工藝過(guò)程要求，確定工件定位夾緊方案【4】，采用機(jī)械夾緊方式對(duì)工件進(jìn)行夾緊。
綜上對(duì)工件定位、夾緊方案的分析，確定定位、夾緊方案。其定位夾緊圖如下圖2.3所示：
圖2.3 定位夾緊方案圖
2.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計(jì)
1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是側(cè)平面底面、和孔，據(jù)此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷。
2.定位板設(shè)計(jì) 定位平面底面所用的定位支承板參照參考文獻(xiàn)【3】第272頁(yè)設(shè)計(jì)。 標(biāo)記為：支承板 A6×45 GB 2236-80 材料：T8。
現(xiàn)確定定位銷的極限偏差和定位表面到定位銷中心的名義尺寸：
=L，其中取工件相應(yīng)尺寸=L=230.08mm的平均尺寸，公差取相應(yīng)尺寸公差的(~)倍，現(xiàn)取，【2】則有：
=400.02mm
滿足工件順利裝拆的補(bǔ)償量值：=(+)÷2=(0.16+0.04)÷2=0.10mm
則，菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙===0.43mm
（其中，b的值可查手冊(cè)得值為3【3】）
2.3 定位誤差的計(jì)算與分析
必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。
與夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)可得：
⑴ 兩定位銷定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。
2.4 減小定位誤差的措施
采取措施：
1.提銷圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6級(jí)，公差值為0.011mm,則此時(shí)定位銷圓柱部分直徑Φmm,=0.043-(-0.054)=0.097mm。0.097仍接近加工誤差的。
2.在提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度基礎(chǔ)上，將Φ10孔的精度提高到IT8級(jí)，其公差值為0.027mm，此時(shí)孔的尺寸及公差為Φmm，則0.027mm-(-0.054)=0.081mm,那么就要約0.12mm的加工精度預(yù)留量，可滿足保證對(duì)稱度加工要求。
2.5 計(jì)算切削力及實(shí)際所需的夾緊力
圖2.9作用于工件上的切削力
工件在加工時(shí)的受力情況如圖2.9所示。加工時(shí)，工件受到切削合力F的作用，F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經(jīng)驗(yàn)公式，和可通過(guò)切向銑削力分別乘以一個(gè)系數(shù)來(lái)得到。在對(duì)稱銑削情況下，=(1~1.2),=(0.2~0.3)。
參照《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》【3】表1-2-9得銑削力的計(jì)算公式：
參數(shù)的選?。?
切向銑削力 （N）
銑刀系數(shù) =669
銑削深度 =3mm
每齒進(jìn)給量 =0.15mm
銑刀直徑 d=100mm
銑削寬度 B=2mm
銑刀齒數(shù) z=12
修正系數(shù) （工件屈服應(yīng)力）
綜上，計(jì)算得：
銑削力 。
故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。
工件的主定位面是底面，故選擇夾緊力的作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜诘酌妗．?dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí)，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N
由公式 = 可計(jì)算出實(shí)際所需夾緊力。
現(xiàn)在計(jì)算安全系數(shù)K的值。
安全系數(shù)K的計(jì)算公式為：
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-0得各安全系數(shù)K的取值如下：
基本安全系數(shù) 加工性質(zhì)
刀具鈍化程度 切削特點(diǎn)
穩(wěn)定性 手柄位置
工件與支撐面接觸情況
將各安全系數(shù)值代入上面公式計(jì)算得,K=1.95<2.5（注：若安全系數(shù)的計(jì)算值小于2.5，則取=2.5），則取K的值為2.5。
所以實(shí)際所需夾緊力為： = =9015N。
實(shí)際所需的夾緊力計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，一般只能作粗略的估算。為簡(jiǎn)化計(jì)算，在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，可只考慮切削力對(duì)夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的切削過(guò)程穩(wěn)定不變。【2】
2.7 對(duì)刀元件及夾具體
根據(jù)工件加工表面形狀，對(duì)刀件可選用夾具零件及部件中的標(biāo)準(zhǔn)直角對(duì)刀塊。它的直角對(duì)刀面和工件被加工銑斷工序精加工工序形相對(duì)應(yīng)，其間距等于塞尺厚度，設(shè)計(jì)塞尺厚度為3，并把對(duì)刀件安裝于夾具體的豎直板上。
根據(jù)銑床T行銑斷工序精加工工序的寬度，選用寬度B=14mm,公差為h6的A型定位鍵來(lái)確定夾具在機(jī)床上的位置?！?】
夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體【7】。其基本厚度選為22mm,并設(shè)計(jì)出供銑斷工序精加工工序用螺栓緊固夾具用得U形銑斷工序精加工工序耳座。根據(jù)所設(shè)計(jì)的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，設(shè)計(jì)出夾具的形狀、結(jié)構(gòu)。如下圖2.15
總結(jié)
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步的理解了所學(xué)的理論知識(shí)及具體運(yùn)用了這些知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使自己對(duì)工藝人員所從事的工作有了親身的體驗(yàn)，學(xué)會(huì)了查圖表、資料、手冊(cè)等工具書。通過(guò)實(shí)例對(duì)工藝規(guī)程的編制。和切削用量的選擇計(jì)算等做了一次練習(xí)。
總之，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我受益非淺，為我今后的學(xué)習(xí)及工作打下了堅(jiān)實(shí)而良好的基礎(chǔ)。在此，忠心感謝各位老師的幫助和指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)
1．公差配合與測(cè)量技術(shù)……………………機(jī)械工業(yè)出版社 2. 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)…………………化學(xué)工業(yè)出版社 3. 機(jī)床制造工藝與夾具 ……………………機(jī)械工業(yè)出版社 4. 金屬切削原理與刀具……………………機(jī)械工業(yè)出版社 5. 機(jī)械加工工藝手冊(cè)………………………北京出版社 6. 機(jī)械制造工藝學(xué)…………………………機(jī)械工業(yè)出版
8
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
（廠 名）
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
撥叉
共 1 頁(yè)
第1頁(yè)
材料牌號(hào)
HT200
毛坯種類
鑄件
毛坯外型尺寸
每毛坯可制作件數(shù)
2
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
車 間
工 段
設(shè) 備
工藝裝備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
01
鑄造
鑄造毛坯
02
銑削
粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um
X51立式銑床
W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀
03
銑削
以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um，Ф20 mm的上、下表面尺寸為30mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸為12mm
X51立式銑床
W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀
04
鉆孔
以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф2 0 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過(guò)0.05 mm
Z525型立式鉆床
高速鋼麻花鉆頭
高速鋼擴(kuò)孔鉆頭
高速鋼鉸刀
05
鏜孔
以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um
T68鏜床
YG6的硬質(zhì)合金刀
06
銑削
銑斷
X51立式銑床
高速鋼細(xì)齒圓鋸片刀
07
銑削
銑削Ф15凸臺(tái)端面
Z525立式鉆床
高速鋼麻花鉆
08
鉆孔
以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф6.8 mm的孔，攻M8的螺紋
Z525立式鉆床
高速鋼麻花鉆
09
檢查
檢查
10
設(shè)計(jì)（日期）
審核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
描圖
描校
底圖號(hào)
裝訂號(hào)
分 類 號(hào)
密 級(jí)
寧寧波大紅鷹學(xué)院
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件的主要加工表面是平面及孔系。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，本設(shè)計(jì)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。粗基準(zhǔn)選擇頂面和兩個(gè)輸出軸孔為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個(gè)定位銷作為精基準(zhǔn)。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
目 錄
摘 要 II
目 錄 III
1、 生產(chǎn)綱領(lǐng) 5
2、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件分析 5
2.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工部位匯總 6
2.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件重要部位加工方案 6
2.3 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件基準(zhǔn) 6
2.4 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件各部位加工余量 7
3、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉毛坯圖設(shè)計(jì) 8
3.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉毛坯形式 8
3.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉毛坯圖 8
4、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工路線方案一 9
5、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工路線方案二 10
6、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工藝過(guò)程卡片設(shè)計(jì) 10
6.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工設(shè)備匯總 11
6.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工刀具和量具匯總 11
6.3 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工藝過(guò)程卡片 12
7、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件零件加工工序卡片設(shè)計(jì) 13
7.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工各工序切削用量及基本工時(shí) 13
7.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工序尺寸計(jì)算 19
7.3 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工各工序定位方式 22
7.4摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工序卡片 25
8、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件φ10孔部位鉆床夾具設(shè)計(jì) 27
8.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件φ10孔部位加工定位方式 27
8.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件φ10孔部位加工夾緊方式 27
8.3 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件φ10孔部位加工誤差計(jì)算 30
8.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 32
8.5確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 35
8.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 36
總 結(jié) 37
參 考 文 獻(xiàn) 39
致 謝 40
1、 生產(chǎn)綱領(lǐng)
1、任務(wù)零件圖樣，每臺(tái)產(chǎn)品中含該零件的數(shù)量為 1 件，
零件復(fù)雜程度中等。
2、產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng) 9 萬(wàn)臺(tái)/年， 零件備品率為 3 ％，廢品率為 0.5 ％。
3、毛坯為外協(xié)件，生產(chǎn)條件根據(jù)需要確定。
4、由機(jī)加銑間一班負(fù)責(zé)生產(chǎn)。
該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄造鑄鐵材料。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=90000件/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和 廢品率β分別取3%和0.5%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：
N=1XQn(1+α)（1+β)=93163.5件/年
2、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件分析
題目給的零件是摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件，主要作用是對(duì)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行換擋作用。零件的實(shí)際形狀如下圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。
由零件圖可知，其材料為HT200，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。題目所給的零件是摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉。它位于銑床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的Φ50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。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。
2.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工部位匯總
零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
1、小頭孔Φ20以及與此孔相通的M8螺紋孔
2、大頭半圓孔Φ50
3、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。
由上面分析可知，可以粗加工摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉下端面，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，并且此摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件沒(méi)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 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件重要部位加工方案
摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：
工序1 粗銑Φ32、Φ72下端面，以T2為粗基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序2 粗銑Φ32，Φ72上端面，以T1，T4為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序3 精銑Φ32下端面，以T2為基準(zhǔn)。精銑Φ72端面，以D1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序4 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序5；粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序6精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)，精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn),采用X51立式銑床加專用夾具；
工序7：粗，精鏜Φ50孔，以Φ20孔軸線為基準(zhǔn)；
工序8：鉆Φ7通孔，鉆M6孔；
工序9：用三面刃銑刀銑斜槽面；
工序10 銑斷，以D1為基準(zhǔn)，采用X60臥式銑床加專用夾具；
工序11 去毛刺；
工序12 終檢。
2.3 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件基準(zhǔn)
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像從摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉這樣的零件來(lái)說(shuō)，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。粗基準(zhǔn)選擇Φ32mm外圓。
對(duì)于精基準(zhǔn)而言，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，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。
選擇2-Φ20mm孔和底面作為定位精基準(zhǔn)比較關(guān)鍵。
2.4 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件各部位加工余量
工序
加工尺寸及公差
鍛件毛坯（，上下端面距離，零件尺寸34mm）
擴(kuò)20孔
粗，精鉸20孔
加工前尺寸
34mm
18mm
19.8mm
加工后尺寸
30mm
19.7mm
19.94mm
加工余量（單邊）
2.0mm
0.85mm
0.07mm
加工公差（單邊）
+0.021/0
+0.021/0
3、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉毛坯圖設(shè)計(jì)
3.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉毛坯形式
零件材料為HT200，鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，在無(wú)毛坯圖的情況下，需實(shí)際了解毛坯的形狀、尺寸及機(jī)械性能等。不同的選材會(huì)影響到零件的使用，不同的選材會(huì)讓零件的使用壽命和其的生產(chǎn)成本變的大大的不同，所以零件的選材尤其重要。我可以型材來(lái)決定零件的選材，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。
3.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉毛坯圖
4、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工路線方案一
制定工藝路線的出發(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技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，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。
工序1 粗銑Φ32、Φ72下端面，以T2為粗基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序2 粗銑Φ32，Φ72上端面，以T1，T4為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序3 精銑Φ32下端面，以T2為基準(zhǔn)。精銑Φ72端面，以D1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序4 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序5；粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序6精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)，精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn),采用X51立式銑床加專用夾具；
工序7：粗，精鏜Φ50孔，以Φ20孔軸線為基準(zhǔn)；
工序8：鉆Φ6.8通孔，鉆M8孔；
工序9：銑斷，以D1為基準(zhǔn)，采用X60臥式銑床加專用夾具；
工序10 去毛刺；
工序11 終檢。
5、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工路線方案二
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
01
鑄造
鑄造毛坯
02
銑削
粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um
03
銑削
以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um，Ф20 mm的上、下表面尺寸為30mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸為12mm
04
鉆孔
以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф2 0 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過(guò)0.05 mm
05
鏜孔
以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um
06
銑削
銑斷
07
銑削
銑削Ф15凸臺(tái)端面
08
鉆孔
以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф6.8 mm的孔，攻M8的螺紋
09
檢查
檢查
6、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工藝過(guò)程卡片設(shè)計(jì)
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過(guò)程比較繁瑣，而且在加工過(guò)程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時(shí)更換刀具因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過(guò)程如下：
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
01
鑄造
鑄造毛坯
02
銑削
粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um
03
銑削
以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um，Ф20 mm的上、下表面尺寸為30mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸為12mm
04
鉆孔
以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф2 0 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過(guò)0.05 mm
05
鏜孔
以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um
06
銑削
銑斷
07
銑削
銑削Ф15凸臺(tái)端面
08
鉆孔
以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф6.8 mm的孔，攻M8的螺紋
09
檢查
檢查
6.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工設(shè)備匯總
工序 粗銑Φ32、Φ72下端面，以T2為粗基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序 粗銑Φ32，Φ72上端面，以T1，T4為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序 精銑Φ32下端面，以T2為基準(zhǔn)。精銑Φ72端面，以D1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序；粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)，精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn),采用X51立式銑床加專用夾具；
工序 粗，精鏜Φ50孔，以Φ20孔軸線為基準(zhǔn)；
工序：鉆Φ6.8通孔，鉆M8孔；
工序：銑斷，以D1為基準(zhǔn)，采用X51銑床加專用夾具；
6.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工刀具和量具匯總
1.選擇刀具
①.在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金銑刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位銑刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號(hào)砂輪。
2. 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
6.3 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工藝過(guò)程卡片
摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工藝過(guò)程卡片內(nèi)容詳見(jiàn)附頁(yè)。
7、摩托發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件零件加工工序卡片設(shè)計(jì)
7.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工各工序切削用量及基本工時(shí)
切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版，艾興、肖詩(shī)綱編，1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別。
工序1 粗銑Φ32、Φ72下端面，以T2為粗基準(zhǔn)
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;
加工要求：粗銑φ20孔下端面，加工余量4mm;
機(jī)床：X51立式銑床；
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）表3.1，取刀具直徑d0=120mm。根據(jù)《切削用量手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。
2. 切削用量
1）確定切削深度ap
因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。
2）確定每齒進(jìn)給量fz
由于本工序?yàn)榇旨庸ぃ叽缇群捅砻尜|(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為4.5kw（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-35，X51立式銑床）時(shí)：
fz=0.09~0.18mm/z
故選擇：fz=0.18mm/z。
3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=120mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8）。
4）計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16，當(dāng)d0=120mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時(shí)，vt=98m/min,nt=200r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計(jì)算公式為：
其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式：
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：
vc==m/min=118m/min
f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z
5)校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.
查《切削手冊(cè)》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則：
tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。
工序2 粗銑Φ32, Φ72上端面，以T1，T4為定位基準(zhǔn);
粗銑Φ32上端面:
切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過(guò)程同工序1
粗銑Φ32上端面:
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，
機(jī)床：X51立式銑床
根據(jù)《切削手冊(cè)》查的，
現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-36查得取
，故實(shí)際切削速度
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查說(shuō)明書，取
計(jì)算切削工時(shí)
因此
工序3 精銑Φ32下端面，以T2為基準(zhǔn)。精銑Φ72端面，以D1為基準(zhǔn)，
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；
機(jī)床：X51立式銑床；
查《切削手冊(cè)》表3.5，進(jìn)給量，取為0.5mm/r
參考有關(guān)手冊(cè)，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，，則：
現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36，取
故實(shí)際切削速度：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：，取為980mm/min
本工序切削時(shí)間為：min
工序4 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，采用Z520立式鉆床加專用夾具；
1. 選擇鉆頭
根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長(zhǎng)度bε=3.5mm,橫刀長(zhǎng)b=2mm,寬l=4mm,棱帶長(zhǎng)度，°，°
2.選擇切削用量
（1）確定進(jìn)給量
按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》，，，由《切削手冊(cè)》表2.7,系數(shù)為0.5,則：
按鉆頭強(qiáng)度選擇:查《切削手冊(cè)》表2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為：；
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊(cè)》表2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為。
以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-16,最終選擇進(jìn)給量。
由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時(shí)鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而改為手動(dòng)進(jìn)給。
根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.19查出,鉆孔時(shí)軸向力Ff=2000N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2000N。根據(jù)Z520立式鉆床使用說(shuō)明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進(jìn)給量可用。
（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.6mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切削手冊(cè)》表2.30，切削速度計(jì)算公式為：
（m/min）
其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，=，，，故實(shí)際的切削速度：
（4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
查《切削手冊(cè)》表2.20，當(dāng)f≤0.26, do≤19mm時(shí)，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。
查機(jī)床使用說(shuō)明書：Mm =144.2 N?m。
查《切削手冊(cè)》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。
查機(jī)床使用說(shuō)明書，。
由于，，故切削用量可用，即：
，，
3、計(jì)算工時(shí)
4、擴(kuò)孔至Φ19.8
查《切削手冊(cè)》表2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量為：，并由機(jī)床使用說(shuō)明書最終選定進(jìn)給量為：。
根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度，故
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書選取 。
基本工時(shí)
工序5 粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)，
（1）粗鉸至
刀具：專用鉸刀
機(jī)床：Z520立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：
。
機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí)，=38mm，
(2) 精鉸至
刀具：
機(jī)床：Z520立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min，則其切削速度為：
機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí)，=38mm
工序6 精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)，精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn)。
精銑Φ20上端面
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；
機(jī)床：X51立式銑床；
查《切削手冊(cè)》表3.5，進(jìn)給量，取為0.5mm/r
參考有關(guān)手冊(cè)，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，，則：
現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36，取
故實(shí)際切削速度：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：，取為980mm/min
精銑時(shí)
基本工時(shí)：min
精銑Φ50端面
由《切削手冊(cè)》表3.6查得：,即27m/min，因此，?，F(xiàn)采用X51立式銑床，取 ，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查機(jī)床使用說(shuō)明書，取 。
銑削基本工時(shí)：
工序7：粗，精鏜Φ50孔，以Φ20孔軸線為基準(zhǔn)；
粗鏜Φ50孔：
機(jī)床：T68臥式鏜床
單邊余量
由《簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-20查得取
由《簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-21查得取
計(jì)算切削工時(shí)
半精鏜Φ50孔：
單邊余量,可一次切除，則 。
由《切削手冊(cè)》表1.6查得，進(jìn)給量取為0.27mm/r。由《切削手冊(cè)》表1.1查得，，則：
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-20，取為630r/min。
加工基本工時(shí)：
工序8：鉆Φ7通孔，鉆M6孔；
鉆Φ7通孔
刀具：專用刀具
機(jī)床：Z520立式鉆床
確定進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7查得，，
查Z520機(jī)床使用說(shuō)明書，現(xiàn)取。查《切削手冊(cè)》表2.15，
，計(jì)算機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取，所以實(shí)際切削速度為：
計(jì)算切削基本工時(shí)：
鉆M6孔
（1）鉆螺紋底孔mm
機(jī)床：Z520立式鉆床
刀具：高速鋼麻花鉆
根據(jù)《切削手冊(cè)》查得，進(jìn)給量為0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-15，取。所以實(shí)際切削速度為：
計(jì)算切削基本工時(shí)：
（2）攻螺紋M6
機(jī)床：Z520立式鉆床
刀具：絲錐M6，P=1mm
切削用量選為：，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機(jī)床使用說(shuō)明書選?。?，則 ；機(jī)動(dòng)時(shí)，，計(jì)算切削基本工時(shí)：
工序9：用三面刃銑刀銑斜槽面；
刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀
機(jī)床：X51立式銑床
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得：。根據(jù)《切削手冊(cè)》查得：因此：
現(xiàn)采用X51立式銑床，?。?，故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
根據(jù)《切削手冊(cè)》表4.2-37查得,?。?。
計(jì)算切削基本工時(shí)：
因此：
工序10 銑斷，以D1為基準(zhǔn)，采用X60臥式銑床加專用夾具；
選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中齒，Z=40
采用X61臥式銑床，查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，選擇進(jìn)給量為：,切削速度為：，則：
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-39，取，故實(shí)際切削速度為：
此時(shí)工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-40，剛好有。
計(jì)算切削基本工時(shí)：
7.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工序尺寸計(jì)算
“摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉” 零件材料為HT200，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，HT200的硬度HB為143～269，表2.2-23 HT200的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計(jì)算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機(jī)械加工銑間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
（零件重>2000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊(cè)》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性，采用機(jī)器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)
鑄造方法
公差等級(jí)CT
HT200
砂型手工造型
11~13
砂型機(jī)器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鑄造
7~9
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級(jí)為7級(jí)。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級(jí)CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-80）如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級(jí) 6
澆注時(shí)位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側(cè)面
底 面
鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。
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、工序尺寸及毛坯尺寸。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 外圓表面延軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（φ20，φ50端面）。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》）表2.2～2.5，取φ20，φ50端面長(zhǎng)度余量均為2（均為雙邊加工）
銑削加工余量為：
粗銑 1mm
精銑 1mm
2. 內(nèi)孔（φ50已鑄成孔）
查《工藝手冊(cè)》表2.2～2.5，取φ50已鑄成孔長(zhǎng)度余量為2，即鑄成孔半徑為46mm。
工序尺寸加工余量：
鉆孔 9mm
擴(kuò)孔 0.120mm
粗鉸 0.035mm
精鉸 0.015mm
3. 其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
加工余量計(jì)算表
工序
加工尺寸及公差
鍛件毛坯（，上下端面距離，零件尺寸34mm）
擴(kuò)20孔
粗，精鉸20孔
加工前尺寸
34mm
18mm
19.8mm
加工后尺寸
30mm
19.7mm
19.94mm
加工余量（單邊）
2.0mm
0.85mm
0.07mm
加工公差（單邊）
+0.021/0
+0.021/0
7.3 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工各工序定位方式
工序圖不對(duì)，更換該零件對(duì)應(yīng)的。
工序30：
工序40：
工序50：
工序60：
工序70：
工序80：
工序90：
工序100：
工序110：
工序120：
7.4摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件加工工序卡片
各工序卡片請(qǐng)見(jiàn)附頁(yè)。
8、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件銑斷部位銑床夾具設(shè)計(jì)
夾具不對(duì)，需要參考另外一份
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計(jì)一鉆孔φ10孔。
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
8.1 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件φ10孔部位加工定位方式
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。
由零件圖可知：進(jìn)行加工前，外圓面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案：選外圓面平面、端面和V型塊定位夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的螺旋機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊。
根據(jù)要求，需要限制工件X方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和Z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；根據(jù)加工要求，需要限制工件X方向移動(dòng)自由度和Z方向移動(dòng)自由度。但考慮到加工時(shí)工件定位的穩(wěn)定性，可以將六個(gè)不定度全部限制。
由于外圓表面已經(jīng)加工，加上V形塊起到支撐定位，螺母夾緊加工件。此方案實(shí)現(xiàn)了工件的完全定位，無(wú)重復(fù)定位，方案可取。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。
8.2 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件φ10孔部位加工夾緊方式
鉆該孔時(shí)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(shí)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(jì)算有：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]表 可得：
所以
根據(jù)工件受力切削力、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：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(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)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對(duì)加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過(guò)程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過(guò)程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，只能進(jìn)行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題已在前面研究過(guò)，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里上是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。
典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
（2）擴(kuò)力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動(dòng)作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。
工件通過(guò)定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過(guò)精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
螺旋夾緊力：
該夾具采用夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得：
由計(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)。
8.3 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)撥叉零件φ10孔部位加工誤差計(jì)算
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。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
⑴V型塊定位誤差 ：
注：V型塊夾角α=90°。
基準(zhǔn)位移誤差：
工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時(shí)，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對(duì)稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準(zhǔn)位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：
ΔY==
基準(zhǔn)不重合誤差：
從圖（b）中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=。
從圖(c)中可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準(zhǔn)變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.
ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207
ΔD=0.00207＜T 即滿足要求
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 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)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
8.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(shí)間。
夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工的時(shí)候，由于本次是鉆孔，需要用導(dǎo)向件使得鉆套下鉆可以增強(qiáng)同軸度的特性。本次選用的鉆套采用可換鉆套，連同鉆套并選用鉆套螺釘將鉆套固定，選用的可換鉆套和鉆套螺釘均為機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)件，本次設(shè)計(jì)采用可換鉆套，國(guó)標(biāo)號(hào)為JB/T8045.2-1999，鉆套螺釘?shù)膰?guó)標(biāo)號(hào)為JB/T8045.5-1999。本次設(shè)計(jì)采用的鉆套和鉆套螺釘?shù)膱D形如下：
圖1-4鉆套螺釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)件
圖1-5可換鉆套的標(biāo)準(zhǔn)件
.尺寸表
d
D
D1
H
t
基本尺寸
極限偏差F7
基本尺寸
極限偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
45
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
45
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
8.5確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過(guò)程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過(guò)程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上，切屑積聚過(guò)多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮。
夾具體設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺(tái)的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖。
8.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
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(guò)這一基礎(chǔ)件連接成一個(gè)有機(jī)整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)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(shí)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(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。
由于工件采用V型塊定位Φ30mm外圓面，這就要求V型塊固定在一個(gè)與水平面成45°的支撐面上。我們可以采用加工一有45°面的支撐塊固定在夾具體上，經(jīng)過(guò)切削加工達(dá)到我們要求的定位尺寸。
總 結(jié)
在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們閱讀了一些技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問(wèn)題。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對(duì)自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識(shí)，而且也對(duì)自己的知識(shí)面進(jìn)行了拓寬。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖的過(guò)程中，使用了AUTOCAD繪圖軟件，并同時(shí)進(jìn)行了手工繪圖，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識(shí)，進(jìn)一步提高了我們繪圖識(shí)圖的能力。
但知識(shí)所學(xué)有限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)更加不足，因此我的設(shè)計(jì)還存在著很多的不足之處。如：各部分時(shí)間分配不是很合理，雖然得到了計(jì)算機(jī)繪圖的鍛煉，但手工繪圖相比下占的比例少了一些，還有夾具設(shè)計(jì)中，加緊機(jī)構(gòu)為手動(dòng)，盡管降低成本，但過(guò)于簡(jiǎn)單。這些在以后的設(shè)計(jì)中都是需要改進(jìn)的。
最后，在這里，感謝教師的認(rèn)真指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助。
參 考 文 獻(xiàn)
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致 謝
在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，課程設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。老師以其淵博的學(xué)識(shí)、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(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問(wèn)我課程設(shè)計(jì)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(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)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，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！