CA6140車床撥叉81300零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

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1 機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目： CA6140 車床撥叉 813003 零件的 機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學生：_____陳紹輝______ 學號：__200911413205_ _ 班級：___工業(yè) 1092_____ 指導(dǎo)教師：___鐘羅杰___ 廣東海洋大學工程學院機械系 2012 年 01 月 11 日 2 目 錄 前言----------------------------------------------------------------2 設(shè)計目的------------------------------------------------------------2 1.CA6140 車床撥叉 813003 零件分析------------------------------------- 2 1.1 撥叉 813003 的作用----------------------------------------------- 2 1.2 撥叉 813003 的工藝分析------------------------------------------- 2 1.3 撥叉 813003 的工藝要求------------------------------------------- 3 1.4 撥叉 813003 的毛坯選擇------------------------------------------- 4 2. CA6140 車床撥叉 813003 加工工藝規(guī)程設(shè)計---------------------------- 4 2.1 確定各表面的加工方案-------------------------------------------- 4 2.1.1 在選擇各表面、內(nèi)花鍵及槽的加工方法時，要綜合考慮的因素------- 4 2.1.2 后端面的加工------------------------------------------------- 4 2.1.3 孔的加工----------------------------------------------------- 4 2.1.4 槽的加工----------------------------------------------------- 4 2.1.5 上端面的加工------------------------------------------------- 4 2.2 確定定位基準---------------------------------------------------- 4 2.2.1 粗基準的選擇------------------------------------------------- 4 2.2.2 精基準的選擇------------------------------------------------- 5 2.3 工藝路線的擬訂-------------------------------------------------- 3 5 2.3.1 工藝過程----------------------------------------------------- 6 2.4 撥叉 813003 的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定----------- 6 2.4.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求------------------------------------------- 6 2.4.2 撥叉 813003 的偏差計算---------------------------------------- 7 2.4.3 確定切削用量及基本工時--------------------------------------- 8 2.5 時間定額計算及生產(chǎn)安排----------------------------------------- 12 3．專用夾具設(shè)計----------------------------------------------------- 14 3.1 精銑槽 18H11 的夾具設(shè)計---------------------------------------- 14 3.1.1 研究原始材料----------------------------------------------- 14 3.1.2 定位基準選擇----------------------------------------------- 14 3.1.3 切削力及夾緊分析計算--------------------------------------- 14 3.1.4 誤差分析與計算--------------------------------------------- 15 3.1.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明----------------------------------- 16 參考文獻-----------------------------------------------------------16 結(jié)束語 ------------------------------------------------------------16 前 言 通過機床工藝及夾具設(shè)計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如《機械設(shè)計》 、 《機 械設(shè)計制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 、 《畫圖幾何》 、 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習及實用，在理論與實踐上有機結(jié)合； 4 使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的 基礎(chǔ)！ 在些次設(shè)計中我們主要是設(shè)計 CA6140 撥叉的銑、鉆床夾具。在此次課程設(shè) 計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設(shè)計。在此期間查閱了 大量的書籍，并且得到了鐘羅杰老師的指導(dǎo)。 第 3 小組 2012 年 1 月 10 日 設(shè)計的目的： 機械制造工藝學課程設(shè)計,是在學完機械制造工藝學及夾具設(shè)計原理課程， 經(jīng)過生產(chǎn)實習取得感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在 設(shè)計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程 基本訓練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達到以 下目的： 1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確 地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法， 培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過 學生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。 3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關(guān)資 料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。 1. 撥叉 813003 零件的分析 1.1 撥叉 813003 零件的作用 題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉 813003。它位于車床變速機構(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。 1.2 撥叉 813003 零件的工藝分析 撥叉 813003 零件是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形 狀較復(fù)雜，其加工內(nèi)花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對精度 要求也很高。其底槽側(cè)邊與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求，上端面與花鍵孔 軸線有平行度要求。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各 5 表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命， 因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 1.3 撥叉 813003 零件的工藝要求 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的 勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。 余未 注 明 圓 角 半 徑 R3~5m5錐 孔 配 作2-M8通 孔 圖 1.1 撥叉 813003 零件零件圖 其加工有四組加工： 257H?內(nèi)花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑 18H11 底槽； 鉆、鉸 2-M8 通孔，并攻絲。 （1） ．以 21為主要加工面，拉內(nèi)花鍵槽 257H?，槽數(shù)為 6 個，其粗糙 度要求是底邊 6.?Ra，側(cè)邊 3.Ra?， 1內(nèi)孔粗糙度 .3Ra?。 （2） ．另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為 2。 （3） ．第三組為粗精銑 18H11 底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊.a? ，槽底的表面粗糙度要求是 .6。 （4）鉆并攻絲 2-M8。 1.4 毛坯的選擇 撥叉 813003 零件毛坯選擇金屬行澆鑄，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每 次造型。單邊余量一般在 m3~1，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的 面積較小。因其年產(chǎn)量是 5000 件，查《機械加工工藝手冊》表 2.1-3，生產(chǎn)類 型為中批量生產(chǎn)。 2. CA6140 車床撥叉 813003 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定各表面加工方案 6 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時是加工的勞 動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于設(shè)計撥叉 813003 零件的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足內(nèi)花鍵加工精度要求的加工方法及設(shè)備。 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機床。 2.1.1 在選擇各表面、內(nèi)花鍵及槽的加工方法時，要綜合考慮以下因素 （1） ．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要 求，選擇加工方法及分幾次加工。 （2） ．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單 件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。 （3） ．考慮被加工材料的性質(zhì)。 （4） ．考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法 和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 （5） ．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要 求，工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法。 2.1.2 后端面（75*40 端面）的加工 加工精度 Ra=3.2，長度加工至 80mm 2.1.3 孔的加工 （1） 加工內(nèi)花鍵前的預(yù)制孔 21H?加工 查《機械加工工藝手冊》表 2.3-47，由于預(yù)制孔的精度為 H12，所以確定 預(yù)制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預(yù)制孔表面精度， 所以，在加工內(nèi)花鍵前預(yù)制孔的精度可適當降低。 （2） 內(nèi)花鍵的加工 通過拉刀實現(xiàn)花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度， 同時也能保證預(yù)制孔表面精度。 （3）2-M8 螺紋孔的加工 加工方案定為：鉆，攻絲。 2.1.4 槽的加工 （1）粗加工：Ra=6.3，槽深 33mm，槽寬 16mm （2）精加工：Ra=3.2，槽深 35mm，槽寬 18H11 2.1.5 上端面的加工 查《機械加工工藝手冊》表 2.1-12 可以確定，上端面的加工方案為：粗銑 ——精銑（ 97IT?） ，粗糙度為 Ra?6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗 糙度可以較小。 2.2 確定定位基準 2.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1） ．粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加 7 工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng) 選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均 勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） ．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌 面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工 床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少 的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） ．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的 加工余量。 （4） ．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定 位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時 需經(jīng)初加工。 （5） ．粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。 多次使用難以保證表面間的位置精度。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉 813003 零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉 813003 零件零件 圖分析可知，選擇作為撥叉 813003 零件加工粗基準。 2.2.2 精基準選擇的原則 （1） ．基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免 定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 （2） ．基準統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保 證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾 具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作 為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多 書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 （3） ．互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準 反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基 準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工 表面本身為基準。例如：磨削機床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外， 像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉 813003 零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉 813003 零件零件 圖分析可知，它的 257H?內(nèi)花鍵槽，適于作精基準使用。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 準。 2.3 工藝路線的擬訂 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。撥叉 813003 零 件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是：先加工后端面， 預(yù)制孔，再加工花鍵槽，最后以花鍵槽定位粗、精加工撥叉上端面和底槽及 M8 8 螺紋孔。 2.3.1 加工工藝過程表 1 銑削 以前端面為基準面 1，粗銑后端面（40*75 端面）Ra=6.3 臥室銑床 2 鉆孔、擴孔 以已加工的左端面為基準面 1，鉆孔?20；2 擴孔至?22 立式鉆床 3 銑削 以右端面為基準面和孔?22 的軸線為基準線 1，精銑后端面（40*75 端面至 80mm）Ra=3.2 臥室銑床 4 倒角 1，倒角 15° 車床 5 拉花鍵 1，以左端面和孔?22 為基準，拉花鍵 ?25H7 拉床 6 銑削 以花鍵孔的軸線和左端面為基準 1，粗銑溝槽 18H11； Ra=6.3um 臥室銑床 7 銑削 以花鍵孔的軸線和左端面為基準 1，精銑溝槽18H11，(槽底 Ra=6.3um，槽內(nèi)側(cè) Ra=3.2um) 臥室銑床 8 銑削 以花鍵孔的軸線和左端面為基準 1，粗銑上平面 Ra=6.3 立式銑床 9 銑削 以花鍵孔的軸線和左端面為基準 1，精銑上平面 Ra=3.2 立式銑床 10 鉆孔、攻螺 紋 以花鍵孔的軸線和左端面為基準 1，鉆孔 2*?6 2，攻螺紋 2*M8mm 立式鉆床 11 鉆、鉸、錐 銷孔 以花鍵孔的軸線和左端面為基準 1，鉆鉸 錐銷孔 立式鉆床 12 去毛刺 鉗工臺 13 清洗 清洗機 14 檢驗 檢驗車間 2.4 撥叉 813003 的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉 813003 零件的制造采用的是金屬型澆鑄，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型 為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 2.4.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 （1） ．撥叉 813003 零件為鑄造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ①、鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻，不得有突然變化。 ②、鑄造圓角要適當，的得有尖棱、尖角。 ③、鑄件的結(jié)構(gòu)要盡量簡化，并要有合理的起模斜度，以減少分型面、芯 子。并便于起模。 ④、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 ⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 （2） ．設(shè)計毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： ①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單。 ②、工藝基準以設(shè)計基準相一致。 ③、便于裝夾、加工和檢查。 ④、結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困 9 難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 2.4.2 撥叉 813003 零件的偏差計算 （1） ．預(yù)制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計算 加工預(yù)制孔時，由于鑄造是沒鑄出，且為一次鉆出，通過拉削后保證花鍵 尺寸 257Hm?，預(yù)制孔尺寸 21Hm?，查《機械加工工藝手冊》表 2.3- 54，得花鍵拉削余量為 0.7~0.8mm，取 0.8mm，即預(yù)制孔加工到 21.m?，一 次拉削到設(shè)計要求，查《機械加工工藝手冊》表 1.12-11，得花鍵偏差為0.45? （2） ．撥叉上端面的偏差及加工余量計算 根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第》表 3.2-23。其余量值規(guī)定為m4.3~7 ，現(xiàn)取 0.3。表 3.2-27 粗銑平面時厚度偏差取 m28.0?。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3-59，其余量值規(guī)定為 1。 鑄造毛坯的基本尺寸為 723.016m??。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差為 .。? 毛坯的名義尺寸為： 7。 毛坯最小尺寸為： .5.4? 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 213?? 粗銑后最小尺寸為： 0.8.2m 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸 72mm，表面與花鍵軸的 平行度公差為 0.1mm。 （3） ．18H11（ 0.18?）槽偏差及加工余量： 鑄造時槽沒鑄出，參照《機械加工工藝師手冊》表 21-5，得粗銑其槽邊雙 邊機加工余量 2Z=2.0mm，槽深機加工余量為 2.0mm，再由參照參考文獻[1]表 21-5 的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為 0.1?，精加工為 0.13?。 粗銑兩邊工序尺寸為： 1826m??； 粗銑后毛坯最大尺寸為： ； 粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm； 粗銑槽底工序尺寸為：33mm； 精銑兩邊工序尺寸為： 0.13?，已達到其加工要求： 0.18?。 （4） 、2-M8 螺紋偏差及加工余量： 參照《機械加工工藝手冊》表 2.2-2，2.2-25,2.3-13 和《互換性與技術(shù)測量》 表 1-8，可以查得： 鉆孔的精度等級： 12?IT，表面粗糙度 12.5Raum?，尺寸偏差是 0.15m 查《機械加工工藝手冊》表 2.3-47，表 2.3-48，表 2.3-71。確定工序尺寸及 加工余量為： 加工該組孔的工藝是：鉆——攻絲 鉆孔： 6.7m? 10 攻絲：攻 2-M8 螺紋孔。 2.4.3 確定切削用量及基本工時 工序 1：鉆預(yù)制孔 機床：輕型圓柱立式鉆床 (503)ZQ 刀具：查《實用機械加工工藝手冊》表 10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆 預(yù)制孔到 ?21.2mm，所以 21.dm?。 進給量 f：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-38，取 0.5/fmr? 切削速度 V：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4-41，取 4Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n，有：100.456./in321vrd???? ， 按照《機械加工工藝手冊》表 3.1-36，取 475/ir? 所以實際切削速度 ： 3.21.0.2/06dnms???? 切削工時 被切削層長度 l： 80m 刀具切入長度 1：12.(~)105.962rdlctgkctg??????? 刀具切出長度 l： 4 取 ml32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt： 860.7in.5jLfn?? 工序 2．拉內(nèi)花鍵 7H? 機床：臥式拉床 L6120。 刀具：查《復(fù)雜刀具設(shè)計手冊》表 1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第 三型號，該刀具特點：拉削長度大于 30mm，同時加工齒數(shù)不小于 5。材料： W18Cr4V 做拉刀材料，柄部采用 40Cr 材料（具體刀具設(shè)計見拉刀設(shè)計） 。 拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè) 計，拉削的進給量即為單面的齒升量。查《機械加工工藝手冊》表 2.4-118 和 2.4-119，確定拉削速度 v=0.116~0.08ms，取 0.1mvs?。 拉削工件長度 l： 80?； 拉刀長度 1： 753（見拉刀設(shè)計） ； 拉刀切出長度 2l=5~10mm，取 21l。 走刀次數(shù)一次。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計算公式由《機械加工工藝手冊》表 2.5-20 獲得） ， 得機動時間 jt128075318.40.1min.jl sv????? 工序 3．粗、精銑 18H11 底槽 機床：立式升降臺銑床（ XK） 11 刀具：根據(jù)《實用機械加工工藝師手冊》表 21-5 選用高速鋼鑲齒三面刃銑 刀。外徑 160mm，內(nèi)徑 40mm，刀寬粗銑 16mm，精銑 18mm，齒數(shù)為 24 齒。 （1） 、粗銑 16 槽 銑削深度 pa： 3m? 每齒進給量 f：查《機械加工工藝手冊》表 2.4-75，得 0.2~3/famz?， 取 0.2/fz?。 銑削速度 V：查《機械加工工藝師手冊》表 30-33，得 14inV 機床主軸轉(zhuǎn)速 n：101427.9/min3.6rD???? 查《機械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 30/inr? 實際切削速度 v： 2506s?? 進給量 fV： .243/4/ffaZn? 工作臺每分進給量 m： .1infVm 被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知 l? 刀具切入長度 1：10.5(~2)lD?? =81mm 刀具切出長度 l：取 走刀次數(shù) 1 次 機動時間 jt： 124081.5minjmlf??? （2） 、精銑 18 槽 切削深度 pa： 35 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.476?查得：進給量 0.5/faz?,查《機 械加工工藝手冊》表 2.4-82 得切削速度 23/inV， 機床主軸轉(zhuǎn)速 n：1035.8/min.4160Vrd???? ， 查《機械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 47.5/ir? 實際切削速度 v： .06Ds??? 進給量 fV： .52./.9/ffaZn 工作臺每分進給量 m： 1857infVms 被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知 40l， 刀具切入長度 1：10.5(~2)lD?? =81mm 12 刀具切出長度 2l：取 m? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt： 124081.52min7jlf??? 本工序機動時間 .3jjtt? 工序 4：粗、精銑上端面 機床：立式升降臺銑床 5012X 刀具：根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表 10-231，選用高速鋼錯齒三面刃 銑刀，規(guī)格為： 6,4,3DmdLm?，齒數(shù)為 12 齒。 （1） 、粗銑上端面 銑削深度 pa： 3 每齒進給量 f：查《機械加工工藝手冊》表 2.4- 75， 0.5~.2f z?，取 0.2faz?。 銑削速度 V：查《實用機械加工工藝師手冊》表 11-94，得13mins ，取 .3mVs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：010.65.8/in4rD???? 查《機械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 37.5/ir? 實際切削速度 v： 3.101nms?? 進給量 fV： 0.27.5/6./ffaZ 工作臺每分進給量 m： 9infVs 被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知 80l 刀具切入長度 1：10.5(~2)lD?? =82mm 刀具切出長度 l：取 ? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt： 12801.82min9jmlf?? （2） 、精銑上端面 切削深度 pa： ? 根據(jù)《實用機械加工工藝師冊》表 11-91 查得：每齒進給量0.1~.2/faz? ,取 0.2/fz，根據(jù)《實用機械加工工藝師冊》表 11-94 查得切削速度 8minV 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： 13 10183./min.460Vnrd????， 按照《機械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 37.5/minr? 實際切削速度 v： 016Dns??? 進給量 fV： .2137.5/./ffaZ 工作臺每分進給量 m： 983infVs 被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知 0l， 刀具切入長度 1：10.5(~2)lD?? =81mm 刀具切出長度 l：取 ? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt： 12081.23min.6jmlf?? 本工序機動時間 5jjtt? 工序 5：鉆 8M孔并攻絲 機床：搖臂鉆床 3025Z 刀具：根據(jù)參照《機械加工工藝手冊》表 4.3-9 硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。 （1） 、鉆孔 6.7? 鉆孔前鑄件為實心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到 6.7m?再攻絲，所以.Dm? 。 鉆削深度 pa： 9.5m? 進給量 f：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-38，取 rf/3.0? 切削速度 V：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4-41，取 41Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n，有：100.4169.31/min37vrd???? ， 按照《機械加工工藝手冊》表 3.1-31 取 60/i? 所以實際切削速度 ： .7.5/dns???? 切削工時 被切削層長度 l： 42m 刀具切入長度 1：16.7(~)102.8932rDlctgkctgm??????? 刀具切出長度 l： 42 取 l 走刀次數(shù)為 1，鉆孔數(shù)為 2 個 機動時間 jt： 320.5in0.16jLfn?? 14 （2） 、攻 2-M8 螺紋通孔 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量 f：查《機械加工工藝手冊》表 1.8-1 得所加工螺紋孔螺距1.5pm? ,因此進給量 1.25/fmr? 切削速度 V：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4-105，取03/7.98/ins 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： 07.9831.6/min4Vrd???，取 350/inr? 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 回 ：取 35/inr?回 實際切削速度 ?： .50./1s? 被切削層長度 l： 9.m 刀具切入長度 1： (~3).23.7fm? 刀具切出長度 2l： 5?（ ） ，加工數(shù)為 2 機動時間 jt：12122 99.53.70.13min1301jlltfnf???????回（ ） （ ） 本工序機動時間 jt： 12.5.6injjt??。 2.5 時間定額計算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，該撥叉 813003 零件的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 240 個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于 21 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 21 件。再以每天 8 小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于 22.8min。 參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上） 時間定額的計算公式為： Ntktt zfjd /%)1(?? （大量生產(chǎn)時 0/?Ntz） 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： fj 其中： dt—單件時間定額 jt—基本時間（機動時間） f—輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動 作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 k—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 （1） 鉆預(yù)制孔 加工機動時間 jt： 0.37minj? 輔助時間 f：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時間為.5min 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，并查《機械加工工藝手冊》表 2.5-42，取裝卸工件時間為 i1。則 1.52.minft??k ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-43， 14k 單件時間定額 dt有：()%(0.372)(.%)3.7idjftk????? ＜22.8min 15 因此應(yīng)布置一機床即可以完成此此工序的加工，達到生產(chǎn)要求。 （2） 拉 ?25H7 內(nèi)花鍵 機動時間 jt： 0.14minj? 輔助時間 f：參照參考文獻[3]表 2.5-66，取工步輔助時間為 1.4min。查 《機械加工工藝手冊》表 2.5-67 取裝卸工件時間為 0.5in。則.5.9ift?k ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-68 得 1.6k? 單間時間定額 dt有：()1%(0.41)(.6%)2.8indjftk???? ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求 （3）粗、精銑 18H11 底槽 1、粗銑 16 槽 機動時間 jt粗 ： 0.85minj粗 輔助時間 f：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-45，取工步輔助時間為0.4min 。查 《機械加工工藝手冊》表 2.5-46 取裝卸工件時間為 1min，單件加 工時已包括布置、休息時間，由于此次工序中裝夾了兩個加工件，應(yīng)乘以多件 裝夾系數(shù)，查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為 0.6，因此裝卸工件時間??1.6??? min，則0851.24minft 。k ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-48， 13k? 單間時間定額 dt有：()(%(0.8524)(%).7mindfjtk?????粗 ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求。 2、精銑 18H11 槽 機動時間 jt精 ： 1.minj精 輔助時間 f：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-45，取工步輔助時間為0.41min 。查 《機械加工工藝手冊》表 2.5-46 取裝卸工件時間為 1in，單件加 工時已包括布置、休息時間，由于此次工序中裝夾了兩個加工件，應(yīng)乘以多件 裝夾系數(shù)，查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為 0.6，因此裝卸工件時間??.6??? min，則152.31minft 。k ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-48， 13k? 單間時間定額 dt有：()(%(.5231)(%)5.24mindfjtk?????精 ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求。 （4） 粗、精銑上端面 加工機動時間 jt： .0minj 16 輔助時間 ft：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-45，取工步輔助時間為min41.0 。查 《機械加工工藝手冊》表 2.5-46 取裝卸工件時間為 1min。則：in41??ftk ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-48， 13?k 單間時間定額 dt有：()%(3.0541)(%)5.04indjftk?? ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機床即可以完成此道工序的加工，達到生產(chǎn)要求。 （5） 、鉆、攻 2-M8 螺紋孔 1、鉆 ?6.7mm 孔 機動時間 jt： 0.5minj? 輔助時間 f：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時間為.5min 。查 《機械加工工藝手冊》表 2.5-42 取裝卸工件時間為 min1。則：1.2.ift??k ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-43， 4.12?k 單間時間定額 dt有：()%(0.52)(1.%)3.indjftk??? ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求 2、攻 2-M8 螺紋孔 機動時間 jt： .13minj 輔助時間 f：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時間為1.5min 。查 《機械加工工藝手冊》表 2.5-42 取裝卸工件時間為 min1。則：.2.5ift??k ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5-43， 4.12?k 單間時間定額 dt有：()1%(0.325)(1.%)3.0indjftk??? ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求 （6）其他：略 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，降低勞動強度。在加工撥叉 813003 零件零件時，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)計加工底槽夾具及鉆、攻絲 2-M8 螺 紋孔夾具各一套。其中加工底槽的夾具將用于 KX52臥式鏜床，刀具采用三面 刃銑刀，而加工上端面上的兩螺紋孔的刀具分別為麻花鉆、絲錐，機床采用搖 臂鉆床，另一任務(wù)要求為拉 ?25H7 花鍵孔的拉刀設(shè)計，詳見拉刀設(shè)計說明書。 3.1 精銑槽 18H11 夾具設(shè)計 3.1.1 研究原始材料 利用本夾具主要用來粗、精銑底槽，該底槽側(cè)面對花鍵孔的中心線要滿足 尺寸要求以及垂直度要求。在粗銑此底槽時，其他都是未加工表面。為了保證 17 技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低 勞動強度。 3.1.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：粗銑平面對花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其 設(shè)計基準為花鍵孔的中心線。為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，在此選用 特制心軸找中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 采用心軸定心平面定位的方式，保證底槽加工的技術(shù)要求。同時，應(yīng)加一 圓柱銷固定好心軸，防止心軸帶動工件在 X 方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。 3.1.3 切削力及夾緊分析計算 刀具材料： VCWr418（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 0015~?? 0012~8?? 08~5?n? 025~1?? mD63 8Z zmaf/2. map. 由《機床夾具設(shè)計手冊》表 1-2-9 可得銑削切削力的計算公式：PzpCzKBfaF9.0172.1? 式 （2.1） 查《機床夾具設(shè)計手冊》表 102?得： 510pC? 對于灰鑄鐵： 5.0)19(Hp? 式 （2.2） 取 175HB ， 即 6.pK 所以 1.0721.0.90538.640.9()CF N????? 由《金屬切削刀具》表 1-2 可得： 垂直切削力 ： )(.9.NFCN?（對稱銑削） 式 （2.3） 背向力： 38.52.0P? 根據(jù)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(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW? 式 （2.4） 安全系數(shù) K 可按下式計算： 6543210? 式 （2.5） 式中： 6~為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設(shè)計手冊》表21? 可得： 25.01.32.10. ???? 所以 )(5494NFKWC?? 式 （2.6） 6.7.756N? 式 （2.7） )(8.92.382PK??? 式 18 （2.8） 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便， 決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： )(210 ??????tgtQLWz 式 （2.9） 式中參數(shù)由《機床夾具設(shè)計手冊》可查得： ?? 92?? 052??? 其中： )(60mL? )(N 螺旋夾緊力： 8.13 易得： KW?0 經(jīng)過比較實際夾緊力遠遠大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是 可靠的。 3.1.4 誤差分析與計算 該夾具以平面定位心軸定心，心軸定心元件中心線與底槽側(cè)面規(guī)定的垂直 度偏差 0.08mm，槽的公差為 0.1?mm。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。 gwj???? 與機床夾具有關(guān)的加工誤差 j?，一般可用下式表示： MjWDAZWj ???? ?? 式 （2.10） 由《機床夾具設(shè)計手冊》可得： ⑴、平面定位心軸定心的定位誤差 ： 0??WD ⑵、夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj???? 式 （2.11） 其中接觸變形位移值： lNcHBkRnZaZy 04.)62.19((??? 式 （2.12） myj 03.cos?? ⑶、磨損造成的加工誤差： Mj??通常不超過 m5. ⑷、夾具相對刀具位置誤差： AD取 01. 誤差總和： .52jw???? 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.1.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，該夾具設(shè)計采用了氣動夾緊方式，在大量生產(chǎn)中可 以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，節(jié)省夾緊時間，提高夾緊精度，從 而提高零件的加工精度。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影 19 響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，心軸采用可換的。以便隨時根據(jù)情況進 行調(diào)整。 參考文獻 [1] 何寧，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，2011-4 第一版 [2] 鄒青，機械設(shè)計制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程，2011-6 第一版 [3] 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊 [M]，上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1979。 [4] 李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 [5] 馬賢智，機械加工余量與公差手冊[M]，北京：中國標準出版社， 1994。 [6] 李慶壽，機械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社， 1991。 [7] 王光斗，王春福，機床夾具設(shè)計手冊[M]，上?？茖W技術(shù)出版社， 2000。 結(jié)束語 為期 2 周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組 2 名同學在 老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機械制造工藝學》 、 《機床 夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解， 強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段 是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基 準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè) 計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。通過此次 設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè) 計的方法和步驟等。學會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題 等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力， 為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計中的不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正！在 此，要感謝我們的指導(dǎo)老師鐘羅杰不厭其煩的細心指導(dǎo)。