一四擋變速叉的銑寬10叉口兩端面夾具設(shè)計(jì)及加工工藝分析含非標(biāo)7張CAD圖.zip
一四擋變速叉的銑寬10叉口兩端面夾具設(shè)計(jì)及加工工藝分析含非標(biāo)7張CAD圖.zip,一四擋,變速,10,叉口兩,端面,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,分析,非標(biāo),CAD
摘要
夾具是零件加工的夾緊裝置，是加工零件的一種必不可少的裝置。隨著零件的尺寸變化，越來(lái)越多的夾具被淘汰了，因此，設(shè)計(jì)一套專用夾具是十分有必要的。在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)要考慮工件的定位方案，工件的夾緊方案和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，夾具的其他組成部分，夾具的結(jié)構(gòu)形式等。
本課題的主要研究?jī)?nèi)容是一四擋變速叉零件的加工工藝分析及銑叉口兩端面夾具設(shè)計(jì)。結(jié)合零件加工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，從零件的結(jié)構(gòu)分析入手，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；加工工時(shí)，填寫工藝過(guò)程卡片和工序卡片。然后對(duì)銑叉口兩端面這個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)，選好定位基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出定位元件，對(duì)切削力計(jì)算及夾緊力分析。對(duì)定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差分析，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：專用夾具、變速叉、加工工藝、工藝路線、切削用量
Abstract
Fixture is a clamping device for parts processing, and it is an indispensable device for parts processing. With the size change of parts, more and more fixtures are eliminated, so it is necessary to design a set of special fixtures. When designing special fixture, we should consider the positioning scheme of workpiece, the clamping scheme of workpiece and the clamping mechanism, the other components of fixture, the structure form of fixture, etc.
The main research content of this subject is the processing technology analysis of a four-speed fork part and the design of two-end fixture for the milling fork. Combining with the key points and difficulties of parts processing, starting from the structural analysis of parts, the process of parts is understood and the structure of blanks is redesigned, and the process route of parts is designed by choosing the processing benchmark of parts. Then the dimension calculation of each step of parts is carried out, and the key is to determine the process equipment and equipment of each step. Cutting parameters; working hours, filling in process cards and process cards. Then the special fixture design is carried out for the two end faces of the milling fork. The positioning datum is selected, the positioning elements are designed, and the cutting force calculation and clamping force analysis are carried out. The positioning error caused by positioning is analyzed, the rationality and shortcomings of fixture structure are analyzed, and attention should be paid to improvement in future design.
Key words: special fixture, transmission fork, processing technology, process route, cutting parameters
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 引言 1
1.1 機(jī)床夾具的概述 1
1.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向 1
1.3 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 2
1.4 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求 2
第2章 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 4
2.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 4
2.2生效率分析 4
2.3生產(chǎn)類型 5
第3章 零件的分析 6
3.1零件的作用 6
3.2零件的工藝分析 6
3.3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 7
第4章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8
4.1確定毛坯的制造形式及毛坯余量選定 8
4.2基面的選擇 9
4.3確定各工序的加工余量 10
4.4制訂工藝路線 10
4.5 確定切削用量以及時(shí)間定額 11
第5章 銑床夾具設(shè)計(jì) 24
5.1 問(wèn)題的提出 24
5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 24
5.3定位元件的設(shè)計(jì) 24
5.4定位誤差分析 26
5.5 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 27
5.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 27
結(jié)論 28
謝 辭 29
參 考 文 獻(xiàn) 29
IV
第1章 引言
1.1 機(jī)床夾具的概述
機(jī)床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。主要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。面前國(guó)內(nèi)正處在專用夾具大量更新的階段，為減低制造成本，避免材料浪費(fèi)，使用數(shù)控機(jī)床柔性制造技術(shù)。近年來(lái)數(shù)控機(jī)床加工中心，成組技術(shù)，柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)床夾具提出了如下新的要求。
1.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向
1、夾具元件多功能模塊化
能單獨(dú)使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進(jìn)一步增加。如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調(diào)節(jié)的綜合功能，可一件單獨(dú)使用，也可以幾件組裝在一起使用，T 形基礎(chǔ)、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機(jī)床的高效性能。
2、高強(qiáng)度、高剛性、高精度
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短工件的加工工時(shí)，工件的加工已向著高速、大切削量方向發(fā)展，工序高度集中，工件定位夾緊后要依次完成銑、鉆、鏜等多工序的加工。切削力的大小、方向在不斷地變化，這就需要柔性?shī)A具本身要有較高的使用強(qiáng)度和剛度，才能滿足工件的加工精度。
3、專用夾具、組合夾具、成組夾具一體化
現(xiàn)代化加工設(shè)備的多功能化，使工藝過(guò)程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工，這就需要一種通用而又能重復(fù)使用的組合可調(diào)式的夾具系統(tǒng)，它是由一系列統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結(jié)構(gòu)、可重復(fù)使用的夾具，供單件或中小批量生產(chǎn)使用。這種夾具系統(tǒng)保留了組合夾具的各種優(yōu)點(diǎn)，組裝又像專用夾具那樣簡(jiǎn)單可靠，保留了成組夾具的優(yōu)點(diǎn)。為了便于夾具與機(jī)床定位連接，夾具基體有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的定位連接位置，使之專用、成組夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代化加工設(shè)備的需要。
4、工件夾緊快速化、自動(dòng)化
為縮短工件加工中的輔助時(shí)間，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，工件的裝夾、拆卸也需要機(jī)械化、自動(dòng)化。工件的夾緊由原來(lái)的單一功能的壓緊件、緊固件發(fā)展為可以調(diào)整的模塊，以便實(shí)現(xiàn)快速組裝和快速夾緊。對(duì)于批量大的一些零件的加工，液壓夾具、氣動(dòng)夾具可實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)化快速夾緊。
1.3 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
1、保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量
2、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本
3、改善工人勞動(dòng)條件
4、在流水線生產(chǎn)中，以提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。
1.4 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求
夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)如下：
1、針對(duì)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。
2、保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。
3、夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。
4、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來(lái)保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
5、設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度剛度計(jì)算。
設(shè)計(jì)的基本要求如下
1、夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。
2、保證工件精度。
3、保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測(cè)量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，保證安全第一。
4、注意結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問(wèn)題應(yīng)通盤考慮，以降低制造成本。
第2章 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型
2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)
生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計(jì)算。
N=Qn(1+a+)
式中： N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）
Q——機(jī)器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）
n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）
a——備品百分率
——廢品百分率
2.2生效率分析
操作者按規(guī)定的作業(yè)方法工作時(shí)，他的能力或努力程度叫效率。主要用來(lái)考核純生產(chǎn)能力，不包括由技術(shù)、材料等其它問(wèn)題所引起的能力損耗。
1）標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)：標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間+輔助時(shí)間?
指在正常情況下，從零件到成品直接影響成品完成的有效動(dòng)作時(shí)間，其包含直接工
時(shí)與間接工時(shí)。即加工每件（套）產(chǎn)品的所有工位有效作業(yè)時(shí)間的總和。?
a\標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)：標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=生產(chǎn)一個(gè)良品的作業(yè)時(shí)間。
b\標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=正常工時(shí)+寬放時(shí)間=正常工時(shí)×（1+寬放率）
c\工廠使用的寬放率一般在10%～20%，對(duì)一些特殊的工種，如體力消耗較大的工種，寬放率可適當(dāng)放寬一些
d\正常工時(shí)是人工操作單元工時(shí)+機(jī)器自動(dòng)作業(yè)工時(shí)的總和。
2）制定方法：對(duì)現(xiàn)有各個(gè)工位（熟練工人）所有的有效工作時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，把所有組成產(chǎn)品的加工工位的工時(shí)，考慮車間生產(chǎn)的均衡程度、環(huán)境對(duì)工人的影響、以及工人的疲勞生產(chǎn)信息等因素后，計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)。
生產(chǎn)率＝（產(chǎn)出數(shù)量×標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)）÷（日工作小時(shí)×直接人工數(shù)）×100%?
2.3生產(chǎn)類型
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類型：
1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制，專用設(shè)備和修配件的制造等。
2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。
3.大量生產(chǎn)：當(dāng)一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)性地進(jìn)行相同的工序。
生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及其自身特點(diǎn)，具體情況見(jiàn)表1-1。
表1-1： 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系
生產(chǎn)類型
重型
（零件質(zhì)量大于2000kg）
中型
（零件質(zhì)量為100-2000kg）
輕型
（零件質(zhì)量小于100kg）
單件生產(chǎn)
小于等于5
小于等于20
小于等于100
小批生產(chǎn)
5-100
20-200
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)
大于1000
大于5000
大于50000
要求投入生產(chǎn)量：Q=50000臺(tái)/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=50000×1×（1+10%）×（1+1%）=55550件/年
零件是輕型零件，根據(jù)表1-1可知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。
第3章 零件的分析
3.1零件的作用
題目所給的零件是一四檔變速叉(零件圖具體見(jiàn)下圖1)。它位于機(jī)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φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方叉口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。
圖1 一四檔變速叉零件圖
3.2零件的工藝分析
對(duì)該零件的平面和孔進(jìn)行加工，具體要求如下：
1.Φ22后端面
2.Φ22前端面
3.Φ22孔
4.寬10叉口兩端面
5.Φ14端面
6.Φ14孔
7.Φ3孔
8.M12×1.25螺紋孔
9.叉口內(nèi)側(cè)面
10.R75端面
11.寬3槽
3.3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
零件的結(jié)構(gòu)的工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性與經(jīng)濟(jì)性。零件結(jié)構(gòu)工藝性審查如下所述：
1、 車床小刀架作出工藝凸臺(tái)，以便加工下部燕尾槽導(dǎo)軌面時(shí)裝夾方便。
2、 錐形零件應(yīng)作出裝夾工藝面以便裝夾。
3、 避免設(shè)置傾斜的加工面，以便減少裝夾次數(shù)。
4、 改為通孔或擴(kuò)大中間孔可減少裝夾次數(shù)，保證孔的同軸度。
5、 被加工表面設(shè)置在同一平面，可一次走刀加工，縮短調(diào)整時(shí)間。
6、 錐度相同只需作一次調(diào)整。
7、 軸上的沉割槽、鍵槽或過(guò)渡圓角應(yīng)盡量一致，以減少刀具種類。
8、 底部為圓形弧，只能單件垂直進(jìn)刀加工，改為平面可多件連續(xù)加工。
9、 需多刀加工的零件，各段長(zhǎng)度應(yīng)相近的整數(shù)倍，車刀按間距設(shè)置，刀架移動(dòng)即可。
10、 避免內(nèi)表面、內(nèi)凹面的加工，利于提高效率，保證精度。
11、 加工螺紋時(shí)應(yīng)留有退刀槽，或具有螺紋尾扣，以方便退刀。
12、 磨削時(shí)各表面間的過(guò)渡部分，應(yīng)留有越程槽。
13、 加工多聯(lián)齒輪或插鍵槽時(shí)應(yīng)留有空刀。
14、 將支承面改為臺(tái)階式，將加工面鑄出凸臺(tái)、保留精加工面的必要長(zhǎng)度，以減少加工面，提高效率，保證精度。
15、 避免在斜面上鉆孔，避免鉆頭單刃切削，防止刀具損壞和孔中心偏斜。
16、 避免深孔加工，改善排屑和冷卻條件。
17、 刀具應(yīng)易于加工切削部位，避免采用接長(zhǎng)鉆頭等非標(biāo)準(zhǔn)刀具。
第4章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
4.1確定毛坯的制造形式及毛坯余量選定
零件材料為45鋼，特性為中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,考慮到中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的抗缺口敏感性，減震性和耐優(yōu)良等特點(diǎn),因此應(yīng)該選用鍛件,以便使一四擋變速叉在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠.由于零件年產(chǎn)量已達(dá)到成批生產(chǎn)的水平，而且模鍛，免除了砂模和制模的設(shè)備，以及減少了鍛工車間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低，這樣得來(lái)的鍛件具有緊密與微細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機(jī)械性能。因此采用模鍛,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度來(lái)考慮也是應(yīng)該的。
完成零件圖分析的基礎(chǔ)上，毛坯的取值如下表所示：毛坯圖具體見(jiàn)下圖2。
加工面尺寸（mm）
毛坯選取尺寸(mm)
Φ22前后端面
單邊余量2
寬3槽、M12×1.25螺紋孔
實(shí)心鑄造
Φ22、Φ3、Φ14孔、Φ14端面
實(shí)心鑄造
寬10叉口兩端面
單邊余量2
寬65叉口內(nèi)側(cè)面
單邊余量2
圖2 一四擋變速叉毛坯圖
4.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
一、粗基準(zhǔn)的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
二、精基準(zhǔn)選擇的原則
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問(wèn)題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。
4.3確定各工序的加工余量
鍛件重為1.5kg,在1600t熱模鍛壓力機(jī)上生產(chǎn)，零件無(wú)磨削精加工工序，鍛件復(fù)雜系數(shù)為，長(zhǎng)度為250mm時(shí)，查出該零件余量是：厚度方向?yàn)?.5-2.0mm，水平方向?yàn)?.5-2.0mm。
4.4制訂工藝路線
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)床配以專用工夾具，并盡量使工件集中來(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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工藝路線方案：
工序01：鍛造、拔模斜度7°
工序02：正火處理、硬度HBS180
工序03：粗銑Φ22后端面
工序04：粗銑、半精銑Φ22前端面
工序05：半精銑Φ22后端面
工序06：鉆Φ22孔；倒角1×45°
工序07：粗銑寬10叉口兩端面
工序08：銑Φ14端面
工序09：鉆Φ14孔
工序10：鉆Φ3孔
工序11：鉆、攻M12×1.25螺紋孔
工序12：叉口高頻淬火至全厚硬度HBC45
工序13：半精銑寬10叉口兩端面
工序14：銑叉口內(nèi)側(cè)面，R75端面；倒角2×45°
工步15：銑寬3槽
工序16：去毛刺
工序17：檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫(kù)
4.5 確定切削用量以及時(shí)間定額
工序01：鍛造、拔模斜度7°
工序02：正火處理、硬度HBS180
工序03：粗銑Φ22后端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序04：粗銑、半精銑Φ22前端面
工步一：粗銑Φ22前端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：半精銑Φ22前端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝600
當(dāng)＝600r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序05：半精銑Φ22后端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
當(dāng)＝600r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序06：鉆Φ22孔；倒角1×45°
工步一：鉆Φ22孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說(shuō)明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：倒角1×45°
工序07：粗銑寬10叉口兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型臥式銑床說(shuō)明書，其功率為為6.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序08：銑Φ14端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序09：鉆Φ14孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說(shuō)明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序10：鉆Φ3孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說(shuō)明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序11：鉆、攻M12×1.25螺紋孔
工步二：鉆M12×1.25螺紋底孔Φ9.5
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說(shuō)明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：攻M12×1.25螺紋孔
選擇M12mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=1.25mm/r
398r/min
按機(jī)床選取n=392r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序12：叉口高頻淬火至全厚硬度HBC45
工序13：半精銑寬10叉口兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型臥式銑床說(shuō)明書，其功率為為6.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序14：銑叉口內(nèi)側(cè)面，R75端面；倒角2×45°
工步一：銑叉口內(nèi)側(cè)面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型臥式銑床說(shuō)明書，其功率為為6.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：銑R75端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型臥式銑床說(shuō)明書，其功率為為6.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三：倒角2×45°
工步15：銑寬3槽
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型臥式銑床說(shuō)明書，其功率為為6.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序16：去毛刺
工序17：檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫(kù)
第5章 銑床夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，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。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)銑寬10叉口兩端面的銑床夾具。
5.1 問(wèn)題的提出
本夾具主要用于銑寬10叉口兩端面，表面粗糙度Ra3.2，精度要求不高，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)即考慮如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
5.2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)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(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。由零件圖和工藝過(guò)程得，選Φ22前端面和Φ22孔及工作一側(cè)作為定位基準(zhǔn)。
5.3定位元件的設(shè)計(jì)
選擇Φ22前端面和Φ22孔及工作一側(cè)來(lái)定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是心軸（圖3）和A型固定式定位銷（圖4）。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是A型固定式定位銷。夾緊則是在心軸的螺桿上用螺母來(lái)完成
1、 Φ22前端面與心軸相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、 Φ22孔與心軸相配合，限制兩個(gè)自由度，即Y軸移動(dòng)和Z軸移動(dòng)。
3、 工作一側(cè)與A型固定式定位銷相配合，限制一個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位
圖3 心軸
圖4 A型固定式定位銷
5.4定位誤差分析
1、 基準(zhǔn)位移誤差
由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用表示。
工件以Φ16孔、Φ16右端面、變速叉的臂右端和叉口內(nèi)側(cè)面來(lái)定位，鉆變速叉Φ6孔，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無(wú)間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差，其變動(dòng)量即為最大配合間隙。按下式計(jì)算
式中 ——基準(zhǔn)位移誤差，mm
——孔的最大直徑，mm
——軸的最小直徑，mm
=0.0205mm
2、 基準(zhǔn)不重合誤差
加工尺寸h的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用表示?；鶞?zhǔn)不重合誤差為=
式中 ——基準(zhǔn)不重合誤差，mm
——工件的最大外圓面積直徑公差，mm
=
5.5 切削力的計(jì)算與夾緊力分析
查表4得切削力計(jì)算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí)，取K=2.5
孔軸部分由M8螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計(jì)算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
5.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇在心軸的螺桿上進(jìn)行夾緊工件。本工序?yàn)殂娤饔嗔啃。娤髁π?，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
結(jié)論
通過(guò)本次設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中有很多的不足，自己知識(shí)中存在著很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論到實(shí)踐的能力還急需提高。讓我認(rèn)識(shí)到了仔細(xì)認(rèn)真的重要性。我這次進(jìn)行的設(shè)計(jì)，是入大學(xué)以來(lái)一次較為正式，知識(shí)面涉及較廣的設(shè)計(jì)。學(xué)校安排這樣一次實(shí)踐項(xiàng)目，就是要讓我們對(duì)之前所學(xué)的東西進(jìn)行一次鞏固和深化，重新把各科的知識(shí)匯總梳理了一遍。這對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)以及將來(lái)踏上社會(huì)工作是很有好處的。書本上的理論知識(shí)可能掌握了，但是關(guān)鍵是要如何吸納為自己的東西，并投入到實(shí)踐創(chuàng)新中去，做到能融會(huì)貫通，舉一反三，能實(shí)實(shí)在在地解決實(shí)際問(wèn)題。
通過(guò)本次設(shè)計(jì)我掌握了夾具設(shè)計(jì)的一套流程，零件作用、材料以及技術(shù)要求的分析；零件圖、毛坯圖的繪制；加工工藝路線的選擇、比較、分析與確定；切削用量以及加工工時(shí)的計(jì)算；專用夾具定位方案，夾緊方案、元件的選擇，切削力以及夾緊力等等。
謝 辭
首先要謝謝的就是指導(dǎo)老師。老師人比較隨和，不過(guò)在對(duì)待學(xué)術(shù)上是非常嚴(yán)厲的。在平時(shí)的聊天里面，我們就像是朋友一樣，不過(guò)只要一涉及到夾具設(shè)計(jì)，老師絕對(duì)不會(huì)對(duì)我手下留情，都是嚴(yán)格要求的。從一開(kāi)始選擇零件，到后來(lái)寫夾具設(shè)計(jì)、CAD圖形的繪制、說(shuō)明書的編寫、修改，潤(rùn)色等等，老師都給了我很多的幫助，在遇到問(wèn)題的時(shí)候，老師總是對(duì)我說(shuō)不要著急，慢慢去找設(shè)計(jì)資料，針對(duì)問(wèn)題去尋找解決的辦法。說(shuō)明書能夠這么快寫好了，跟我的指導(dǎo)老師的幫助是分不開(kāi)的。
除了老師，我的同學(xué)們，我也要謝謝你們，因?yàn)橛心銈儯业脑O(shè)計(jì)過(guò)程才能如此的難忘，馬上就要結(jié)束設(shè)計(jì)了，今后我們一起大步向前去奮斗，希望各位都能有更好的明天。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1．
[2] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M] ．安徽文化音像出版社，2003．
[3]《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》.陳宏鈞， 機(jī)械工業(yè)出版社，2009-03-01
[4] 趙家齊.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.
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28
XX
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
一四擋變速叉
共
12
頁(yè)
第
1
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
03
銑
45
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鍛伯
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X52K
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工
步
號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
r/min
切削速度
m/min
進(jìn)給量
mm/r
背吃刀量
mm
進(jìn)給
次數(shù)
工步工時(shí)
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑Φ22后端面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
475
74.6
0.2
1.5
1
0.490
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