526-CA6140撥叉831002撥叉零件的工藝規(guī)程及夾具設計

526-CA6140撥叉831002撥叉零件的工藝規(guī)程及夾具設計,ca6140,零件,工藝,規(guī)程,夾具,設計 主要內容 1、 進行CA6140撥叉零件加工工藝分析，制定工藝方案。 分析CA6140撥叉零件的形狀、尺寸、工藝性及使用要求 ； 確定合適的工藝方法； 確定工序數量、工序的組合和先后順序，制定幾套可行方案，選擇一個經濟合理的方案。 2、制定工藝卡片和工序卡片； 3、夾具設計。 二、畢業(yè)設計（論文）的基本要求 1、在規(guī)定的時間內按時按量完成設計任務； 2、要會查閱相關資料和手冊； 3、注意結合工廠實際進行零件加工方案的分析； 4、注意設計說明書的完整性和統(tǒng)一性； 5、會運用相關軟件。 三、應收集的資料及主要參考文獻 1、CA6140撥叉零件圖 2、機械加工余量手冊 3、機械加工工藝設計手冊 4、機床夾具設計手冊 5、相關書籍（數控加工工藝、機床夾具、公差配合與技術測量、工程材料、機械設計） 四、畢業(yè)設計（論文）進度計劃 起 迄 日 期 工 作 內 容 備 注 04.18-04.23 04.23-05.04 05.05-05.20 1、工藝方案的確定。2、機械加工工藝卡片完成。3、零件圖、毛呸圖的完成。 1、工序卡片的完成。2、書寫說明書。 3、計算切削工時。 1、查夾具手冊，設計夾具。2、畫夾具裝配圖。3、畫夾具零件圖。4、完成裝配圖實體。5、檢查修改，完成打印。 目 錄 一．序言 …………………………………………………………5 二．夾具的概述…………………………………………………6 2.1夾具的現狀幾生產對其提出新的要求 2.2現代夾具的發(fā)展發(fā)向 2.3機床夾具及其功用 2.4機床夾具在機械加工中的作用 2.5機床夾具組成和分類 2.6機床夾具的分類 2.7機床夾具設計特點 2.8機床夾具的設計要求 三．零件的分析…………………………………………………14 3.1零件的工藝分析 四．工藝規(guī)程設計 ……………………………………………14 4.1確定毛坯的制造形式 4.2基面的選擇 4.3制定工藝路線 4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4.5確定切削用量及基本工時 五．夾具設計 ………………………………………………27 5.1定位基準的選擇 5.2定位誤差分析 5.3切削力及夾緊力計算 畢業(yè)小結……………………………………………………33 參考文獻……………………………………………………33 一、序 言 畢業(yè)設計在我們學完大學的全部基礎課、技術基礎課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設計之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 （2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打一個良好的基礎。 由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！ 二、機床夾具概述 夾具最早出現在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據相當重要的地位。這一階段的主要特征表現為夾具與機床的緊密結合。 2.1夾具的現狀幾生產對其提出新的要求 現代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產的工件已占工件種類數的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。 綜上所述，現代生產對夾具提出了如下新的要求； （1）、能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期； （2）、能裝夾一組相似性特征的工件； （3）、適用于精密加工的高精度的機床； （4）、適用于各種現代化制造技術的新型技術； （5）、采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率。 2.2現代夾具的發(fā)展發(fā)向 現代夾具的發(fā)展方向表現為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面： 1． 精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高 對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達0.2~0.5um。 2． 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 3． 柔性化 夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調 組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展的主要方向。 4． 標準化 夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 2.3機床夾具及其功用 2.3.1機床夾具 夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床工件是使用的夾具稱為機床夾具，在現代生產過程中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動生產率和產品的制造成本等，故機床夾具的設計在企業(yè)產品設計和制造以及生產技術裝備中占有極其主要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工件。 2.3.2機床夾具的功能 在機床上應用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1.機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝夾工件，使工件裝夾中的定位和夾緊。 （1）、定位 確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準而與夾具定位元件的定位面接觸成配合實現的正的定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。 （2）.夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不錯的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀與導向。 1）、對刀 調整刀具切削相對工件或夾具的正確位置如銑床夾具中餓對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 2）、導向 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削，導向元件制成模板形成故鉆床夾具長稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向的功能的。 2.4機床夾具在機械加工中的作用 在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有一些六個方面，然而在不同的生產條件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應該綜合考慮加工的技術要求，生產成本個工人操作方面的要求以達到預期的效果。 （1）、保證加工精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用該夾具，并且它還是全面質量管理的一個重要環(huán)節(jié)。 （2）、提高勞動生產率 使用夾具是否能使工件迅速的定位很夾緊并能夠顯著的縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產率。 （3）、改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等裝夾工件時，可家少工人的勞動強度保證生產安全。 （4）、保證工藝紀律 在生產過程中使用夾具可確保生產周期，生產強度等工藝秩序。例如：夾具設計也是工程技術人員解決高難度零件的主要手段之一。 （5）、降低生產成本 在批量生產中使用夾具時，由于勞動生產率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯降低生產成本。 （6）、擴大機床工藝范圍 這是生產條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等，也可用夾具裝夾的加工較復雜的成型面。 2.5機床夾具組成和分類 （1）、系統(tǒng)元件 （2）、夾緊元件 （3）、夾具體 （4）、連接元件 （5）、對刀與導向裝置 （6）、其他元件或裝置 一．機床夾具的基本組成部分 雖然各類機床夾具的結構有所不同但按主要功能加以分析。機床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內容。 1.定位元件 定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當工件定位基準面的形狀確定后，定位元件的結構也就確定了。 2.夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。 3.夾具體 通常夾具作為鑄件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。 二、幾夾具的其他組成部分 為滿足夾具的餓其他功能要求，各種夾具好要設計其他的元件個裝置。 1.連接元件 根據機床的工作特點，夾具在機床上的安裝。 連接常有的兩種方式：一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機床上的位置。 2.對刀與導向裝置 對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊 調銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀塊工作表面。 導向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導刀具進行切削。 3.其他元件和裝置 根據加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾， 靠模裝置上下料加工工藝機器人等。 2.6機床夾具的分類 1、按夾具的通用特性分類 這是一種基本的分類方法，主要反應夾具在不同生產類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產夾具等五大類。 （1）、通用夾具 通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使用性強，不需調整或稍加調整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，這類夾具以商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可減少生產周期，減少夾具品種從而降低生產成本，其缺點是夾具的精度不高，生產效率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故使用與單件小批量生產中。 （2）、專用夾具 專用夾具是針對一個工序的要求而專門設計和制造夾具，其特點是針對性極強，沒有通用性，在產品相對穩(wěn)定批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較長，隨著現代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經濟性等方面已多生許多問題。 （3）、可調夾具 可調夾具是針對通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的異類新型夾具對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調夾具，它按成組原理設計并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產中上午有較好的經濟效應。 （4）、組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，標準的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具夾具用具既可拆除，留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產準備周期，元件能重復多次使用，并且有可減少專用家句數量的優(yōu)點，因此、組合夾具在單件中小批多品種生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具，組合夾具也已商品化。 （5）、自動化生產專用夾具 自動化生產專用夾具主要分為線夾具和數控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數控機床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現代化，在企業(yè)中數控機床的夾具比例正在增加，得以滿足數控機床的加工要求，數控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的模塊組裝的夾具。 2、按夾具使用的機床分類 這是專用夾具設計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數控車床等夾具。設計專用夾具時機床的類別、組別、型別主要參數均以確定。它們不同點是機床切削成型運動不同、故夾具與機床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。 1.4、機床夾具的設計特點和要求 1、用加劇裝夾工件的優(yōu)點如下： 1）、所保證加工精度 用夾具裝夾工件時工件相對刀具及機床的位置由夾具保證不受工人技術的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 2）、提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件方便、快速工件不需劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產率，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產率，可使用多工位夾具，并可采用高小夾緊機構，進一步提高勞動生產率。 3）、能擴大機床的使用范圍 4）、能降低成本 在批量生產后使用夾具后，由于勞動生產率的提高，使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯的降低了成本夾具制造成本分攤在一批工件上，沒個工件制造的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本，元件批量越大使用夾具所取得的經濟效應就越大。 5）、改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。 當采用氣動、液動等夾緊裝置時可減少工人的勞動強度，保證安全生產延長工人的操作壽命，提高企業(yè)整體的技術水平。 2．7機床夾具設計特點 機床夾具設計與其他裝備設計比較有較大的差別，主要表現在以下五個方面： （1）、要有較短的設計和制造周期，一般沒有條件對夾具進行原理性實驗和復雜的計算工作； （2）、夾具的精度一般比工件的精度變了三倍； （3）、夾具在一般情況下是單體制造的，重復制造的機會通常要求夾具在投產時一次成功。 （4）、夾具和操作工人的關系非常的密切，要求夾具與生產條件和操作密切結合。 （5）、夾具的社會協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少，設計者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設計的工藝要求。 2.8機床夾具的設計要求 設計夾具時，應滿足下列四項基本要求 （1）、保證工件的加工精度 即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三項要求，工件在夾具中的定位，夾具在機床上的位置，刀具的正確位置。 （2）、保證工人的造作安全； （3）、達到加工的造作生產率要求 （4）、滿足夾具一定的使用壽命和經濟效應 三、零件的分析 3.1零件的工藝分析 該零件兩個面都沒有尺寸精度的要求，也無粗糙度的要求?！?5的孔的粗糙度值要求1.6，需要精加工。因是大批量生產，所以需用鉆削。保證其加工精度。下面的叉口有3.2的粗糙度的要求，所以采用先粗銑再精銑來滿足精度的要求，同時保證￠25的孔和叉口的垂直度。同時該零件上還需加工40×16的槽，其粗糙度值為6.3，所以一次銑銷即可。但同時要滿足該槽與￠25的孔的垂直度。 四、工藝規(guī)程設計 4.1確定毛坯的制造形式 根據《機械制造工藝設計簡明手冊》（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學李益民主編） 零件材料為HT200，采用鑄造。根據《機械加工工藝師手冊》（機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），得知大批量生產的鑄造方法有兩種金屬模機械砂型鑄造和壓鑄，由于壓鑄的設備太昂貴，根據手冊數據采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。 4.2基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。 因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇Φ40mm圓一個端面作為粗基準加工另一個端面。再加一個鉤形壓板和一個V形塊限制自由度，達到完全定位。 （2）精基準的選擇。 主要因該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 4.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案一： 工序Ⅰ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔。以Φ40外圓和其端面為基準，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅱ：銑φ55的叉口及上、下端面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅲ：粗、精銑的叉口的內圓面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：粗銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅴ：精銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅵ：粗銑40×16的槽，以Φ25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅶ：切斷φ55的叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅷ　檢驗。 工藝路線方案二： 工序Ⅰ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔。以Φ40外圓和其端面為基準，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅱ：銑φ55的叉口及上、下端面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅲ：粗、精銑的叉口的內圓面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：切斷φ55叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅴ：粗銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅵ：精銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅶ：：粗銑40×16的槽，以Φ25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅷ　檢驗。 以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝卡片”。 以上加工方案大致看來是合理的，但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現仍有問題，主要表現在φ25的孔及其16的槽和φ55的端面加工要求上,以上三者之間具有位置精度要求。圖樣規(guī)定：先鉆mm的孔。由此可以看出：先鉆φ25的孔，再由它定位加工φ55的內圓面及端面，保證φ25的孔與φ55的叉口的端面相垂直。因此，加工以鉆φ25的孔為準。為了在加工時的裝夾方便，因此將切斷放在最后比較合適。為了避免造成一定的加工誤差；通過分析可以比較工藝路線方案一最為合理。 具體方案如下： 工序Ⅰ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔。以Φ40外圓和其端面為基準，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅱ：銑φ55的叉口及上、下端面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅲ：粗、精銑的叉口的內圓面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：粗銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅴ：精銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅵ：粗銑40×16的槽，以Φ25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅶ：切斷φ55的叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅷ　檢驗。 4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件材料為HT200，硬度170~220HBS，毛坯重量約1.12kg。根據《機械加工工藝師手冊》（以下簡稱《工藝手冊》機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編）知生產類型為大批生產，采用金屬模鑄造毛坯。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、毛坯余量及尺寸的確定 毛坯余量及尺寸的確定主要是為了設計毛坯圖樣，從而為工件毛坯的制造作準備，該工序在這里不做詳細說明，主要說明一下毛坯尺寸及相應公差的確定，以便毛坯制造者參考。根據《機械加工工藝師手冊》（以下簡稱《工藝手冊》機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），結合加工表面的精度要求和工廠實際，要合理地處理好毛坯余量同機械加工工序余量之間的不足。 （1）粗銑φ55的叉口的上、下端面的加工余量及公差。 該端面的表面粗糙度為3.2，所以先粗銑再精銑。查《機械加工余量手冊》（以下簡稱《余量手冊》機械工業(yè)出版社、孫本序主編）中的表4-2成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。再查表4-2查得加工余量為2.0 mm。由《工藝手冊》表2.2-1至表2.2-4和《機械制造工藝與機床夾具》（機械工業(yè)出版出版社、劉守勇主編）中表1-15及工廠實際可得：Z=2.0mm，公差值為T=1.6mm。 (2)加工35×3的上表面的加工余量及公差。 同上方法得：2Z=4.0，公差值為1.3 mm。 （3）銑40×16的槽的上表面的加工余量及公差。 同上方法得：2Z=4.0，公差值為1.6 mm。 2、各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛壞尺寸的確定 （1） 鉆φ25的孔加工余量及公差。 毛坯為實心，不沖出孔。該孔的精度要求在IT7~IT9之間，參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T=0.12 mm， 鉆孔φ23mm 擴孔φ24.8 mm 2Z=1.8 mm 鉸孔φ25 mm 2Z=0.2 mm 由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 φ25 mm的孔的加工余量和工序間余量及公差分布圖見圖1。 由圖可知： 工 序 加 工 尺 寸 及 公 差 鑄件毛坯 鉆孔 擴孔 粗鉸 精鉸 加工前尺寸 最大 φ23 φ24.8 φ24.94 最小 φ22.5 φ24.45 φ24.79 加工后尺寸 最大 φ23 φ24.8 φ24.94 φ25 最小 φ22.5 φ24.45 φ24.79 φ24.95 加工余量 23 24.8 24.94 25 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 42（mm） 鉆孔時的最大尺寸： 23（mm） 鉆孔時的最小尺寸： 22.5（mm） 擴孔時的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（mm） 擴孔時的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（mm） 粗鉸孔時的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm） 粗鉸孔時的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm） 精鉸孔時的最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm） 精鉸孔時的最小尺寸： 25-0.05=24.95（mm） (2)銑φ55的叉口及上、下端面 因為叉口的粗糙度為3.2，所以粗銑再精銑。參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T=1.4 mm 粗銑φ55的叉口及上、下端面余量1.0 mm。 2Z=2.0 精銑φ55的叉口及上、下端面。 2Z=2.0 （3）粗銑35×3的上端面 因為該面的粗糙度為6.3，所以粗銑一次即可。參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T=1.3mm 粗銑35×3的上端面 2z=2.0 （4）粗銑40×16的上表面 此面的粗糙度要求為3.2，所以分粗精加工即可。參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T=1.6mm，其偏差±0.7 粗銑40×16的上表面 2Z=2.0 （5）銑40×16的槽 此面的粗糙度要求為3.2，所以粗銑再精銑。參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T= 1.6mm 。 粗銑40×16的槽 2Z=2.0 精銑40×16的槽 2Z=2.0 （6）切斷φ55叉口 4.5確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔。 1.加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 加工要求：鉆Φ25的孔，其表面粗糙度值為Rz=1.6 μm；先鉆Φ23的孔在擴Φ24.8的孔，再粗鉸Φ24.94孔，再精鉸Φ25孔。 機床：Z5125A立式鉆床。 刀具：Φ23麻花鉆，Φ24.8的擴刀，鉸刀。 2.計算切削用量 （1）鉆Φ23的孔。 ①進給量 查《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》P47表2-23鉆孔進給量f為0.39~0.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，現取f=0.25mm/r。此工序采用Φ23的麻花鉆。 所以進給量f= 0.25mm/z ② 鉆削速度 切削速度：根據手冊表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。 根據手冊nw=300r/min,故切削速度為 ③ 切削工時 l=23mm，l1=13.2mm. 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： ① 擴孔的進給量　 查《切削用量手冊》表2.10規(guī)定,查得擴孔鉆擴Φ24.8的孔時的進給量,并根據機床規(guī)格選取 F=0.3 mm/z ②切削速度 擴孔鉆擴孔的切削速度,根據《工藝手冊》表28-2確定為 V=0.4V 鉆 其中V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度.故 V=0.4×21.67=8.668m/min 按機床選取nw=195r/min. ③切削工時 切削工時時切入L1=1.8mm,切出L2=1.5mm ① 粗鉸孔時的進給量 根據有關資料介紹,鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3,故 F=1/3f鉆=1/3×0.3=0.1mm/r V=1/3V鉆=1/3×21.67=7.22m/min ②切削速度 按機床選取nw=195r/min,所以實際切削速度 ③切削工時 切削工時,切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm. ① 精鉸孔時的進給量 根據有關資料介紹,鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3,故 F=1/3f鉆=1/3×0.3=0.1mm/r V=1/3V鉆=1/3×21.67=7.22m/min ②切削速度 按機床選取nw=195r/min,所以實際切削速度 ③切削工時 切削工時,切入l2=0.06mm,切出l1=0mm. 工序Ⅱ：銑φ55的叉口的上、下端面。 ① 進給量 采用端銑刀，齒數4，每齒進給量=0.15mm/z（《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》（吳拓、方瓊珊主編）。 故進給量f=0.6mm ②銑削速度： （m/min） （表9.4-8） 由《數控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為9~18m/min 根據實際情況查表得V=15 m/min ③切削工時 引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 工序Ⅲ銑φ55的叉口 ①進給量 由《工藝手冊》表3.1-29查得采用硬質合金立銑刀,齒數為5個，由《數控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-5得硬質合金立銑刀每齒進給量f為0.15~0.30，由手冊得f取0.15mm/z 故進給量f=0.75 mm/z. ②銑削速度： 由《數控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-6得硬質合金立銑刀切削速度為45~90mm/min, 由手冊得V取70mm/min. ③切削工時 引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 工序Ⅳ：銑35×3的上端面。 ① 進給量 采用端銑刀，齒數4，每齒進給量=0.15mm/z（《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》，吳拓、方瓊珊主編）。 故進給量f=0.6mm ②銑削速度： （m/min） （表9.4-8） 由《數控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為9~18m/min 根據實際情況查表得V=15 m/min ③切削工時 切入l=3mm,行程l1=35。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 工序Ⅴ：銑40×16槽的表面。 ① 進給量 該槽面可用變速鋼三面刃銑刀加工，由前定余量為2mm故可一次銑出，銑刀規(guī)格為φ32，齒數為8。由《工藝手冊》表2.4-73，取每齒進給量為0.15mm/z,ap=2mm故總的進給量為f=0.15×8=1.2 mm/z。 ②切削速度 由《工藝手冊》表3.1-74,取主軸轉速為190r/min。則相應的切削速度為： ③切削工時 切入l=2mm切出l1=2mm,行程量l3=40mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 工序Ⅵ銑40×16的槽。 進給量 的槽可用高速鋼三面刃銑刀加工，銑刀規(guī)格為φ16，齒數為10。由《機械加工工藝師手冊》表21-5，取每齒進給量為0.15mm/z,ap=2mm，故總的進給量為f=0.15×10=1.5 mm/z。 ②切削速度 由《工藝手冊》表3.1-74,取主軸轉速為190r/min。則相應的切削速度為： ③切削工時 切入l=2mm，切出l1=2mm行程量l2=40mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 工序Ⅶ：切斷φ55叉口。 ① 進給量 采用切斷刀，齒數4，每齒進給量=0.15mm/z（《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》（吳拓、方瓊珊主編）。 故進給量f=0.6mm ②銑削速度： （m/min） （表9.4-8） 由《數控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為9~18m/min 根據實際情況查表得V=15 m/min ③切削工時 切出l=2mm，切出l1=2mm,行程量=75mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 工序Ⅷ：檢驗。 五、夾具設計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 （一）提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度；V形塊限制4個自由度，定位塊限制1個自由度，限位銷限制1個自由度。 （2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件，定位塊起支撐工件的作用。 （3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和擴刀、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。 （二）設計思想 設計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，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ25H7孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為H7，表面粗糙度Ra1.6，鉆、擴、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。 （三）夾具設計 1、定位分析 （1）定位基準的選擇 據《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工φ25H7孔時，采用φ40的外圓面和其的下端面作為定位基準。 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△B=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm 2、切削力及夾緊力的計算 刀具：Φ23的麻花鉆，Φ24.8的擴孔鉆，鉸刀。 ①鉆孔切削力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───鉆削力 t───鉆削深度, 80mm S───每轉進給量, 0.25mm D───麻花鉆直徑, Φ23mm HB───布氏硬度，140HBS 所以 =800（N） 鉆孔的扭矩： 式中 S───每轉進給量, 0.25mm D───麻花鉆直徑, Φ23mm HB───布氏硬度，140HBS =×0.014×× =1580(N·M) ②擴孔時的切削力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───切削力 t───鉆削深度, 80mm S───每轉進給量, 0.3mm D───擴孔鉆直徑, Φ24.8mm HB───布氏硬度，140HBS 所以 = 873（N） 擴孔的扭矩： 式中 t───鉆削深度, 80mm S───每轉進給量, 0.3mm D───麻花鉆直徑, Φ24.8mm HB───布氏硬度，140HBS =1263（N·M） ②鉆孔夾緊力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時所需夾緊力計算公式： 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,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） 根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 3、夾具操作說明 此次設計的夾具夾緊原理為：通過φ40外圓、平面和側面為定位基準，在V形塊、支承板和擋銷上實現完全定位，以鉆模板引導刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構夾緊工件。 畢業(yè)設計小結 通過這次畢業(yè)設計，我有了很大的收獲學到了很多的東西本次畢業(yè)設計是我們學玩了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課后進行的這是我們即將離開學院走上工作崗位之前對所學各課進行的一次全面的、深入的、綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，是我們在走上工作崗位之前一次極好的學習機會，因此它在望沒的兩年大學生活中占有積極重要的地位。 就我個人而言，我通過本次畢業(yè)設計對自己在大學中所學的知識進行一次良好的回顧，并在次基礎上有所提高，對自己將來從事的工作進行一次適應性的訓練，從而鍛煉自己發(fā)現問題、思考問題解決問題的能力，并培養(yǎng)認真、嚴謹的專業(yè)精神，為以后參加國家的工業(yè)化建設打下一個良好的基礎，為早日實現國家的大爺現代化貢獻一份力量。 由于個人的能力有限，設計尚有諸多不足之處懇請老師大力支持，在次不勝感謝。 參考文獻 1、楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001 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