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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
摘 要
工藝規(guī)程是工裝設(shè)計(jì)、制造和確定零件加工方法與加工路線的主要依據(jù)，它對(duì)組織生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、縮短生產(chǎn)周期及改善勞動(dòng)條件等都有著直接的影響，因此是生產(chǎn)中的關(guān)鍵工作。夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響著機(jī)械加工的質(zhì)量，生產(chǎn)效率和成本，因此，夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械工藝準(zhǔn)備和施工中的一項(xiàng)重要工作。本文對(duì)叉桿的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析，確定了機(jī)械加工工藝路線，制訂出了零件的鑄造工藝方案和機(jī)械加工工藝規(guī)程，并為加工零件上直徑mm的孔設(shè)計(jì)了一套專用鉆床夾具。
關(guān)鍵詞：夾具；叉桿；工藝；工時(shí)；毛坯
Abstract
The process is the base of frock design、manufacturing、the method of machining and machining route. Its function is flowing: organizing produce, controlling quality, enhancing productivity, reducing cost, reducing produce periods, improving work conditions, etc. So, the process planning is the core part of produce. Fixture is very important equipment in process of machine manufacturing because it can directly affect the quality of products and productivity and cost. fixture designing is also a basilica portion in machine process preparative and manufacture. This thesis is about the analysis with the craftwork and the structure of the Fork stick ，make sure the process route, establish the foundry process project and the process planning of the parts, and design a set of appropriative fixture for the bore with diameter 20mm。
Key words ：Fixture; fork rod; technology; hours; rough
目 錄
序言 1
1零件工藝性分析 1
1.1零件的技術(shù)要求 1
1.2零件的作用 2
1.3審查叉桿的工藝性 3
1.4確定生產(chǎn)類型 3
2擬定叉桿工藝路線及確定毛坯 3
2.1選擇定位基準(zhǔn) 3
2.2工序順序的安排原則 4
2.3制定工藝路線 4
2.4工序尺寸及毛坯的確定 4
3 切削用量及時(shí)間定額的計(jì)算 6
3.1切削用量的計(jì)算 6
3.2時(shí)間定額的計(jì)算 9
4 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì) 12
4.1提出問題 12
4.2設(shè)計(jì)思想 12
4.3導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì) 13
4.4夾具設(shè)計(jì) 13
5參考文獻(xiàn) 16
6體會(huì)與展望 17
序言
隨著科技技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)都向著自動(dòng)化、專業(yè)化和大批量化的方向發(fā)展。這就要求企業(yè)的生產(chǎn)在體現(xiàn)人性化的基礎(chǔ)上降低工人的生產(chǎn)強(qiáng)度和提高工人的生產(chǎn)效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。現(xiàn)代的生產(chǎn)和應(yīng)用設(shè)備多數(shù)都采用機(jī)電一體化、數(shù)字控制技術(shù)和自動(dòng)化的控制模式。在這種要求下叉桿越發(fā)體現(xiàn)出其廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)前景。特別是近年來與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合后，使叉桿進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。又因需求的增加，所以生產(chǎn)也步入大批量化和自動(dòng)化。為適應(yīng)機(jī)械設(shè)備的要求，對(duì)叉桿的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)領(lǐng)域的拓展還需要不斷的更新。
1零件工藝性分析
1.1零件的技術(shù)要求
該叉桿的全部技術(shù)要求列如下表:
技
術(shù)
要
求
加
工
面
尺寸及偏差
公差
表面粗糙度
形位公差
Φ20mm孔
mm
0.043，
1.2üm
叉口上下表面
mm
0.15
6.3üm
0.15 A
叉口內(nèi)圓面
8mm
12.5üm
Φ10mm孔
10mm
0.031
1.2üm
0.05 A
Φ20孔上端面
40mm
12.5üm
0.05 A
1.2零件的作用
題目所給的零件是叉桿，它位于車床變速機(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，下方的Φ46半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。
1.3審查叉桿的工藝性
零件如圖：
審查叉桿的工藝性分析零件圖可知，該叉桿形狀、結(jié)構(gòu)比較簡單，通過鑄造毛坯可以得到基本形狀，減少了加工工序，又節(jié)約了材料。除了孔以外外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床等車床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可以見，該零件的工藝性較好。
1.4確定生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)類型是企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對(duì)工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特征。零件生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(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。
已知此叉桿零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，叉桿屬于輕型零件，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，可確定該零件生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(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擬定叉桿工藝路線及確定毛坯
2.1選擇定位基準(zhǔn)
2.1.1粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于同時(shí)具有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工面與加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為定位基準(zhǔn)。若工件上有多個(gè)不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準(zhǔn)。如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)該盡量避免重復(fù)使用。因此，選擇孔的外圓柱面作為粗基準(zhǔn)。
2.1.2精基準(zhǔn)的選擇
應(yīng)滿足基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一，自為基準(zhǔn)，互為基準(zhǔn)等原則。所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。
2.2工序順序的安排原則
1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則。
2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。
3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面。
4）遵循“先面后孔”原則
2.3制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,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。
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,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,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。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序Ⅰ：粗銑Φ20孔的兩個(gè)端面，選用X5012立式銑床和專用夾具。
工序Ⅱ：精銑20孔的上端面，選用X5012立式銑床和專用夾具。
工序Ⅲ：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ20孔。以Φ36外圓和其端面為基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床加專用夾具。
工序Ⅳ：銑φ46的叉口及上、下端面。利用Φ20的孔定位，以兩個(gè)面作為基準(zhǔn)，選用X5012立式銑床和專用夾具。
工序Ⅴ：粗銑φ46的叉口的內(nèi)圓面。利用Φ20的孔定位，以兩個(gè)面作為基準(zhǔn)，選用X5012立式銑床和專用夾具。
工序Ⅵ：精銑φ46的叉口的內(nèi)圓面。利用Φ20的孔定位，以兩個(gè)面作為基準(zhǔn)，選用X5012立式銑床和專用夾具。
工序Ⅶ：鉆、粗鉸、精鉸Φ10孔。以Φ36外圓和其端面為基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床加專用夾具。
工序Ⅷ：熱處理。
工序Ⅸ：終檢。
2.4工序尺寸及毛坯的確定
2.4.1圓柱表面工序尺寸
前面已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定
各表面的加工工序的加工余量：
技
術(shù)
要
求
加
工
面
加工內(nèi)容
加工余量
工序尺寸
Φ10孔
鉆
9.8
9.8
鉸
0.16
10.0
φ20孔
鉆
18
18.0
擴(kuò)
1.8
19.8
粗鉸
0.14
19.94
精鉸
0.06
20.0
2.4.2平面工序尺寸
技
術(shù)
要
求
工
序
號(hào)
工序內(nèi)容
加工余量
基本尺寸
鑄件
1.5
01
粗銑Φ46叉口上下表面
1.0
36.0
03
粗銑φ46的叉口內(nèi)圓面
1.0
8.0
05
精銑φ46的叉口內(nèi)圓面
1.0
8.0
2.4.3確定毛坯
機(jī)械加工中毛坯的種類很多，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等，同一種毛坯又有可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是鑄件和鍛件。
選擇零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇砂型鑄件毛坯。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》第23頁表2-1,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-10。
根據(jù)加工余量表格可以確定毛坯的尺寸具體數(shù)據(jù)見毛坯圖：
3 切削用量及時(shí)間定額的計(jì)算
3.1切削用量的計(jì)算
3.1.1鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ20孔
1鉆孔工步：
鉆床：Z525立式鉆床
鉆頭：選用直柄麻花鉆，鉆頭直徑18.00mm，l=123mm，l1=62mm。
( 1 )背吃刀量的確定 取 ap=0.25mm.
(2)進(jìn)給量的確定 查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-21 f=0.26mm/r。
(3)切削速度的計(jì)算 由表5-21 切削速度選取為20m/min，由公式，求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照Z252型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=392r/min, 再將此轉(zhuǎn)速代入公式,可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為
2.擴(kuò)孔工步：
鉆床：Z525立式鉆床
擴(kuò)孔鉆：直柄擴(kuò)孔鉆，鉆頭直徑d=19.8，L=205mm，l=140mm.
（1）背吃刀量確定 取ap=0.9mm.
(2)進(jìn)給量的確定 查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-23 f=1.0mm/r.
(3)切削速度的計(jì)算 由表5-24 切削速度選取為v=83.7m/min. 由公式，求得該工序轉(zhuǎn)速，參照Z252型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=1360r/min. 再將此轉(zhuǎn)速代入公式,可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為。
3.粗鉸孔工步：
鉆床：Z525立式鉆床
鉸刀：直柄機(jī)用鉸刀 d=19.94，L=195mm l=60mm
背吃刀量確定 取ap=0.07mm.
進(jìn)給量的確定 查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》f=0.8mm/r.
(3)切削速度的計(jì)算 由表5-27切削速度選取為v=13.1m/min, 由公式，求得該工序轉(zhuǎn)速,參照Z252型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=195r/min. 再將此轉(zhuǎn)速代入公式,可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為。
4.精鉸孔工步：
鉆床：Z525立式鉆床
鉸刀：直柄機(jī)用鉸刀 d=20，L=195mm l=60mm
（1）背吃刀量確定 取ap=0.03mm.
（2）進(jìn)給量的確定 查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表f=0.3mm/r.
（3）切削速度的計(jì)算 由表5-26切削速度選取為v=8m/min, 由公式，求得該工序轉(zhuǎn)速,參照Z252型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/min. 再將此轉(zhuǎn)速代入公式,可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為。
3.1.2鉆、粗鉸、精鉸Φ10孔
1鉆孔工步：
鉆床：Z525立式鉆床
鉆頭：選用直柄麻花鉆，鉆頭直徑9.8mm，l=89mm，l1=40mm。
( 1 )背吃刀量的確定 取 ap=4.9mm.
(2)進(jìn)給量的確定 查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-21 f=0.20mm/r。
(3)切削速度的計(jì)算 由表5-21 切削速度選取為20m/min，由公式，求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照Z252型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=680r/min, 再將此轉(zhuǎn)速代入公式,可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為
2.粗鉸孔工步：
鉆床：Z525立式鉆床
鉸刀：直柄機(jī)用鉸刀 d=9.96，L=133mm l=38mm
（1）背吃刀量確定 取ap=0.08mm.
（2）進(jìn)給量的確定 查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表f=0.8mm/r.
（3）切削速度的計(jì)算 由表5-27切削速度選取為v=14.1m/min, 由公式，求得該工序轉(zhuǎn)速,參照Z252型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=545r/min. 再將此轉(zhuǎn)速代入公式,可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為。
3.精鉸孔工步：
鉆床：Z525立式鉆床
鉸刀：直柄機(jī)用鉸刀 d=10，L=133mm l=38mm
（1）背吃刀量確定 取ap=0.02mm.
（2）進(jìn)給量的確定 查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表f=0.3mm/r.
（3）切削速度的計(jì)算 由表5-26切削速度選取為v=8m/min, 由公式，求得該工序轉(zhuǎn)速,參照Z252型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=272r/min. 再將此轉(zhuǎn)速代入公式,可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為。
3.2時(shí)間定額的計(jì)算
3.2.1鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ20孔
1鉆孔工步：
根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得：
l=40mm; l2=0mm;
l1=D/2*cotkr+(1~2)=1.09mm; f=0.26mm/r;n=392mm/r.。
將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間：
tj=(40mm+1.09mm) /(0.26mm/min* 392r/min)= 0.4min=24s。
2擴(kuò)孔工步：
根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得：
l=40mm; l2=2mm;
l1=D/2*cotkr+(1~2)=1.654mm; f=1.0mm/r;n=1360mm/r.。
將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間：
tj=(40mm+1.654mm+2mm)/(1.0mm/min*1360r/min) =0.03min=0.18s。
3粗鉸工步：
根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得：
l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（19.94-19.8）/2=0.07
查得l1=0.19mm; l2=13mm;
而l=40mm; f=0.8mm/r; n=195r/min.。
將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間：
tj=(40mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/min*195r/min)=0.34min=20.4s
4.精鉸工步
同上，根據(jù)表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得：
l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（20-19.94）/2=0.03
查得l1=1.1mm; l2=45mm;
而l=40mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。
將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間
tj=(40mm+1.1mm+45mm)/(1.3mm/min *140r/min)=2.05min=123s。
5.輔助時(shí)間ta的計(jì)算
輔助時(shí)間ta與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時(shí)間分別為：
鉆孔工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15*24s=3.6s;
擴(kuò)孔工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15*0.18s=0.027s;
粗鉸工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15*20.4s=3.06s;
精鉸工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15*123s=18.45s;
6.其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要的時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作的時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%~7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時(shí)間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計(jì)算，它們分別為：
鉆孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%* (24s+3.6s)=1.656s;
擴(kuò)孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%* (0.18s+0.027s)=0.012s
粗鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%* (20.4s+3.06s)=1.408s;
精鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%* (123s+18.45s)=8.487s;
單件時(shí)間tdj的計(jì)算
7.這里的各工序的單件時(shí)間分別為：
鉆孔工步tdj鉆=24s+3.6s+1.626s=29.226s;
擴(kuò)孔工步tdj擴(kuò)=0.18s+0.027s+0.012s=0.219s
粗鉸工步tdj粗鉸=20.4s+3.06s+1.408s=24.868s;
精鉸工步tdj精鉸=123s+18.45s+8.487s=39.937s;
因此，此工序的單件時(shí)間：
tdj=tdj鉆+tdj擴(kuò)tdj粗鉸+tdj精鉸=29.226s+0.219s+24.868s+39.937=94.25s。
3.2.2鉆、粗鉸、精鉸Φ10孔
1鉆孔工步：
根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得：
l=36mm; l2=0mm;
l1=D/2*cotkr+(1~2)=3.904mm; f=0.20mm/r;n=680mm/r.。
將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間：
tj=(36mm+3.904mm) /(0.20mm/min * 680r/min)= 0.29min=17.4s。
2粗鉸工步
根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得：
l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08
查得l1=0.19mm; l2=13mm;
而l=36mm; f=0.8mm/r; n=545r/min.。將上述結(jié)果代入公式，
則該工序的基本時(shí)間：
tj=(36mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/min*545r/min)=0.34min=0.11min=6.6s。
3.精鉸工步
同上，根據(jù)表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得：
l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（10-9.96）/2=0.02
查得l1=0.37mm; l2=13mm; 而l=36mm; f=0.3 mm/r; n=272 r/min.。
將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間：
tj=(36mm+0.37mm+13mm)/(0.3mm/min*272r/min)=0.605min=36.3s。
4．輔助時(shí)間ta的計(jì)算
同上輔助時(shí)間ta與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時(shí)間分別為：
鉆孔工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15*17.4s=2.61s;
粗鉸工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15*6.6s=0.99s;
精鉸工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15*36.3s=5.45s;
5. 其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要的時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作的時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%~7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時(shí)間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計(jì)算，它們分別為：
鉆孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%* (17.4s+2.61s)=1.2s;
粗鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%* (6.6s+0.99s)=0.46s;
精鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%* (36.3s+5.45s)=2.51s;
6．單件時(shí)間tdj的計(jì)算
這里的各工序的單件時(shí)間分別為：
鉆孔工步tdj鉆=17.4s+2.61s+1.2s=21.21s;
粗鉸工步tdj粗鉸=6.6s+0.99s+0.46s=8.05s;
精鉸工步tdj精鉸=36.3s+5.45s+2.51s=44.26s;
因此，此工序的單件時(shí)間：
tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=21.21s+8.05s+44.26s =73.52s。
4 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)
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。
夾具裝配圖
4.1提出問題
（1）怎樣限制零件的自由度：V形塊限制四個(gè)方向的自由度（即X,Y的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)），兩個(gè)圓柱銷的加入可以限制Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，Z方向的平動(dòng)不需要限制。所以設(shè)計(jì)的夾具只要限制5個(gè)自由度。
（2）設(shè)計(jì)夾緊裝置：夾具由固定手柄緊夾緊配合V形塊夾緊工件，定位塊起支撐工件的作用。如圖所示：
（3）設(shè)計(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆、擴(kuò)孔鉆頭和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。
（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。
4.2設(shè)計(jì)思想
設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要是對(duì)φ20孔進(jìn)行加工，孔的尺寸精度要求為GB/T1804-m表面粗糙度1.2，鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸可以滿足其精度要求，所以要在滿足其精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.3導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)
加工Φ20mm的通孔選用立式鉆床，鉆床夾具的刀具導(dǎo)向元件為鉆套。鉆套的作用是確定刀具相對(duì)夾具定位元件的位置，并在加工中對(duì)鉆頭等孔加工刀具進(jìn)行引導(dǎo)，防止刀具在加工中發(fā)生偏移。
1）鉆套高度H
鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關(guān)。鉆套高度H越大，刀具的導(dǎo)向性越好，但刀具與鉆套的摩擦越大，一般取H=(1～2.5)d，所以H=1.6×20mm=32mm。
2）排屑間隙h
鉆套底部與工件間的距離h稱為排屑間隙。h值太小，切屑難以自由排出，使加工表面損壞；h值太大時(shí)，會(huì)降低鉆套對(duì)鉆頭的導(dǎo)向作用。加工鑄鐵時(shí)，h=(0.3～0.7)d，所以h=0.65×20mm=13mm。
4.4夾具設(shè)計(jì)
4.3.1定位分析
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工φ20孔時(shí)，以Φ36外圓和其端面為基準(zhǔn)
（2）定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。，因?yàn)樵摱ㄎ辉墓ば蚧鶞?zhǔn)為Φ36外圓柱，定位基準(zhǔn)為加工零件的軸線，所以
基準(zhǔn)不重合誤差
b =Td/2=0.043/2=0.0215mm；
基準(zhǔn)位移誤差
j=Td/sin（α/2）=0.061mm
所以定位誤差
d=△j-△b=0.061-0.0215=0.0395mm
4.3.2切削力及夾緊力的計(jì)算
夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)保證工件夾緊可靠．安全．不破壞工件的定位及夾壓表面的精度和粗糙度。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)必須合理選擇夾緊力的方向和作用點(diǎn)，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行夾緊力的估算。
刀具：Φ18的麻花鉆，Φ19.8的擴(kuò)孔鉆，Φ19.94鉸刀。
①鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，得鉆削力計(jì)算公式：
式中 P───鉆削力
t───鉆削深度
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
D───麻花鉆直徑
HB───布氏硬度
所以
=800（N）
鉆孔的扭矩：
式中 S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
D───麻花鉆直徑
HB───布氏硬度
=×0.014××
=1580(N·M)
②擴(kuò)孔時(shí)的切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，得鉆削力計(jì)算公式：
式中 P───切削力
t───鉆削深度
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
D───擴(kuò)孔鉆直徑
HB───布氏硬度
所以
= 873（N）
擴(kuò)孔的扭矩：
式中 t───鉆削深度
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
D───麻花鉆直徑
HB───布氏硬度
=1263（N·M）
②鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：
式中 φ───螺紋摩擦角
───平頭螺桿端的直徑
───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16
───螺桿直徑
───螺紋升角
Q ───手柄作用力
L ───手柄長度
則所需夾緊力
=399（N）
根據(jù)手冊(cè)查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。
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6體會(huì)與展望：
通過這次課程設(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。綜合應(yīng)用了所學(xué)專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)了自主動(dòng)手能力.將理論與實(shí)際結(jié)合起來.在設(shè)計(jì)過程中,我遇到了很多的困難,出現(xiàn)過很多的錯(cuò)誤,但是這并不影響我學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性,我懂的設(shè)計(jì)人員的艱辛,也對(duì)他們的付出表示敬意
總之，通過這次課程設(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)。