主離合器分離叉機械加工工藝及拉鍵槽夾具設計

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設計說明書題目：主離合器分離叉機械加工工藝及拉鍵槽夾具設計摘 要本文是對主離合器分離叉零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。關(guān)鍵詞：主離合器分離叉，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具全套圖紙加 153893706目 錄摘 要 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2前言 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5一.零件的分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????61.1 零件的作用 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????61.2 零件的工藝分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6二. 工藝規(guī)程設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.1 確定毛坯的制造形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.2 確定定位基準 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.2.1 粗基準的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.2.1 精基準選擇的原則 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.3 工藝路線的擬訂 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????102.3.1 工序的合理組合 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????102.3.2 工序的集中與分散 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????112.3.3 加工階段的劃分 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????122.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ??????????????????????????????????????142.5 確定切削用量及基本工時 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????15三．拉鍵槽夾具設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????233.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 ??????????????????????????????????????????????????????????????????233.2 夾具的導向 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????243.3 切削力及夾緊力的計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????253.4 定位誤差的分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????293.5 夾具設計及操作的簡要說明 ???????????????????????????????????????????????????????????????????32總 結(jié) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33參考文獻 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????34致 謝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????355前言機械設計制造及其夾具設計是我們?nèi)跁炌ù髮W所學的知識，將理論與實踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是： 完成零件加工工藝規(guī)程的制定；通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。6一.零件的分析1.1 零件的作用主離合器分離叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有主離合器分離叉四個叉口平面、兩個叉口槽要求加工，對精度要求也很高?？?Φ25 粗糙度要求都是 ，所以都要求精加6.1Ra工。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(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。1.2 零件的工藝分析主離合器分離叉有 2 個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1：以四個叉口平面為基準的加工面，這組加工面主要是四個叉口平面端面2：以 Φ25 孔為基準的加工面，這組加工面主要是 Φ25 孔。3：以叉口槽為基準的加工面，這組加工面主要是叉口槽。74：以 2×M10 底孔、2×φ11 孔為基準的加工面，這組加工主要是 2×M10 底孔、2×φ11 孔。零件毛坯的選擇鑄造，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 ，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)量是中批1~3m量生產(chǎn)。上面主要是對零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。表 1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度表面 尺寸 精度 表面粗糙度四個叉口平面 23 IT10 Ra6.3μm兩個叉口槽 23 IT10 Ra6.3μm底面(M 面) 22 IT11 Ra12.5μmΦ25 孔 Φ25 IT7 Ra1.6μm2-M10 螺紋孔 2-M8 IT10 Ra6.3μm 2×φ11 孔 φ11 IT10 Ra6.3μm 8二. 工藝規(guī)程設計2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。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。粗基準選擇應當滿足以下要求：⑴ 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(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。⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，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。⑶ 應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。⑷ 應盡可能選擇平整、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。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。92.2.1 精基準選擇的原則⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。⑵ 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(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。⑶ 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：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。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。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加工基準。4?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。粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(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：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，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。10（3） 應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） 粗基準應避免重復使用，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?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的，先選取下端面作為定位基準， 。精基準的選擇應滿足以下原則：（1） “基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2） “基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3） “自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4） “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以已經(jīng)加工好的 Φ25 孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。2.3 工藝路線的擬訂對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。2.3.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設備等具11體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：⑴ 工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。⑵ 工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%蘇打及809c?:0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg202.3.2 工序的集中與分散制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。⑵ 工序分散的特點工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生12產(chǎn)。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。2.3.3 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：⑴ 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。⑵ 半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。⑶ 精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要13求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案：方案一方案 二工序內(nèi)容工序號工序名稱00 鑄 鑄造毛坯并進行時效處理05 銑 銑四個叉口平面10 銑 銑兩個叉口槽15 鉆 鉆丶擴 2×φ25 孔20 車 車 Φ25 孔及兩端倒角25 拉 拉鍵槽30 檢驗 檢驗同軸度等35 銑 切槽40 鉆 鉆 2×M10 底孔45 擴 鉆擴 2×φ11 孔50 攻螺紋 攻 2×M10 螺紋孔55 清洗 去毛刺，清洗60 終驗 檢驗14工藝方 案一和方案二的區(qū)別在于 方案一先加工叉口槽，而 方案二是先加工孔再加 工叉口，選擇方案一是 以為小孔是相對叉口來 說不是那么重要的部位， 先保證重要部分，綜合 考慮確定具體的加工路 線如下:工序內(nèi)容工序號工序名稱05 鉆 鉆丶擴 2×φ25 孔10 Φ25 孔兩端倒角15 鉆 鉆 2×M10 底孔20 擴 擴 2×φ11 孔25 攻螺紋 攻 2×M10 螺紋孔30 銑 銑四個叉口平面35 銑 銑兩個叉口槽40 拉 拉鍵槽45 檢驗 檢驗同軸度等50 銑 切槽55 清洗 去毛刺，清洗60 終驗 檢驗工序內(nèi)容工序號工序名稱00 鑄 鑄造毛坯并進行時效處理05 銑 銑四個叉口平面10 銑 銑兩個叉口槽15 鉆 鉆丶擴 2×φ25 孔20 車 車 Φ25 孔及兩端倒角25 拉 拉鍵槽30 檢驗 檢驗同軸度等35 銑 切槽40 鉆 鉆 2×M10 底孔45 擴 鉆擴 2×φ11 孔50 攻螺紋 攻 2×M10 螺紋孔55 清洗 去毛刺，清洗60 終驗 檢驗152.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定主離合器分離叉零件材料為 HT200 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯?！爸麟x合器分離叉”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。（1）底面的加工余量。根據(jù)工序要求，底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.3~71現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m0.2 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 。（2）前后端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、 、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取 。m5.3~70.3鑄件毛坯的基本尺寸為 ，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表m375.206??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 。m6.1（3）螺孔加工余量毛坯為實心，不沖孔。表 1 毛坯尺寸零件尺寸 單側(cè)余量 雙側(cè)余量 鑄件尺寸10 3 6 164.5 實心鑄造 實心鑄造 無￠25 3 6 ￠192-M8 實心鑄造 實心鑄造 無M6 實心鑄造 實心鑄造 無162.5 確定切削用量及基本工時工序 05：銑四個叉口平面機床：臥式銑床 X6132刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.24603?17取 ml251?刀具切出長度 ：取2lm?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 10：銑兩個叉口槽機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX52刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 118機動時間 ： 式（1.5）1jt min26.0.3957621????mjfl工序 15：鉆丶擴 2×φ25 孔工件材料為 HT200，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?25mm，公差為 H7，表面粗糙度。加工機床為 Z525 立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆1.6aRm?孔——Φ19mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——Φ24.7mm 標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——Φ25mm 標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1 ）確定鉆削用量1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-10 可查出 ，由f 0.47~.5/fmr?表于孔深度比 ， ，故 。0/3/21.6ld?0.9lfk?(.47.5)921f?表查 Z525 立式鉆床說明書，取 。43/mr根據(jù)參考文獻[7]表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進'1./fr?給機構(gòu)允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進給max5FN量 ?！?.8/fr?由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。f'f“f2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插入v mP法得：，17/inm?表 4732N?表，5.69NM?表 1.5mkW表由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正。由參考文獻[7]表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk'17/in7.2(/in)???表 ''01./i169n rd??:查 Z525 機床說明書，取 。實際切削速度為：95/mir05/in4/mi110rv???由表 28-5， ，故.6MFTk4732.6()N51.9054.8m?????3）校驗機床功率 切削功率 為P'/)Mnk表（.2(261.kWW19機床有效功率 ' 4.50.81365E mPkWkP?????故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，019dm0.3/fr9/inr14/inv相應地， ，56FN?54.8T?.05mkW?（2）確定擴孔切削用量1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-31，f。根據(jù) Z525 機床說明書，取f??::表 （ 0.78） /r0.7=9./r=0.57mm/r。2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻[7]表 28-33，取 。修正系數(shù)：vn 25/minv?表，0.8mvk?4.71.02(/1.09)ppRavak?根 據(jù)故 '25/in/minv?表' '01)nd??表 （./i(24.7)86/ir查機床說明書，取 。實際切削速度為5/inr?301vdn????32.7/mi10/i??（3）確定鉸孔切削用量1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表 28-36， ，按該表注 4，f 1.3~26fm?表進給量取小植。查 Z525 說明書，取 。1.6/fr?2）確定切削速度 及 由參考文獻[7]表 28-39，取 。由vn 8./inv表參考文獻[7]表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk0.9pavk524.7(/0152)pRa??根 據(jù)故 '8./min.89.4/minv??表 ' '01()nd?表07.4/25)95/ir?查 Z525 說明書，取 ，實際鉸孔速度1/inr?20301vdn????3250/min17.8/inr???（4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔： ， ， ，09.4/fr95/mir14/inv?擴孔： ， ， ，4.7d?522.3m鉸孔： ， ， ，0251.6/f10/in?78/i工序 20：車 Φ25 孔及兩端倒角車床：臥式車床 CA6140 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀1.確定背吃刀量由前述可知，切削單邊加工余量為 0.2mm，即背吃刀量 a =0.2mmp2.確定進給量：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》第 96 頁表 4-54 可知，當加工 45 鋼時，背吃刀量 a =0.1mm，則進給量 f=0.11~0.15mm/r，根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設p計》第 91 頁表 4-43 進給量值可知，取 f 橫向=0.11mm/r。3.確定切削速度：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》第 98 頁表 4-58 切削速度參考值可知，V =0.5~0.833m/s，cn= =271.42~452.19dv*14.30根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》第 91 頁表 4-43 可知 n=320Vc= =35.36m/min0.nT=l/fn=1.5min工序 25：拉鍵槽用拉刀拉銷鍵單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉鍵時花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度 拉刀同時工作齒數(shù),14min,/4pv?6?z切削工時 min23.06.031??zfklZtb?花鍵孔的工序尺寸：加工 加 加工 精 表面 工序21表面 工內(nèi)容 余量 度等級 粗糙度 尺寸拉鍵1.8mm6.4um24.8mmΦ25mm鉸孔0.2mmCT83.2um25mm工序 35 切槽銑削深度 ：pa1?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zmaf/15.0?VsV機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（ 1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（ 1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 40：鉆 2×M10 底孔機床：Z525 立式鉆床 選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）10m?22由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 m/r28.0f?機（《切削》表 2.15）min/8Vc?πc10v0x16849r/minD?::按機床選取 /i機n./i100cV?機機 π π基本工時： min1230.1f9.8ltx???機 機工序 45：擴 2×φ11 孔機床：Z525 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 Φ11)進給量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=24~34m/min. 取 V=15m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 398r/minWπd10cv15??與 398r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 400r/min。現(xiàn)選取 =400r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sn?2415.072/mi?5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =1.28min6043.?工序 50：攻 2×M10 螺紋孔機床：組合攻絲機刀具：高速鋼機動絲錐進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量fmp1?rmf/1?切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-105，取Vin/9.6/5.0s機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n，取i/24.314.0 rd???? in/350r?23絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取0nmin/350rn?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/109.610354.0?????被切削層長度 ：l25刀具切入長度 ：1f31)~(??刀具切出長度 ：2l m走刀次數(shù)為 1機動時間 ，由式（1.5）有：jt in08.35120502121 ???????fnlfltj24三．拉鍵槽夾具設計3.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置本夾具主要用于拉鍵槽的夾具設計夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。螺旋夾緊機構(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構(gòu)組成復合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。在這次夾具設計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。253.2 夾具的導向在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或?qū)蜓b置，用以引導刀具進入正確的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。3.3 切削力及夾緊力的計算刀具：拉刀。則軸向力：見《工藝師手冊》表 28.4F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(F07.1)92()103.?FnHBF=420 1.0.86523()N?轉(zhuǎn)矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 2.0.85317.34()NM???功率 P =m0.6950.2VKWd?在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K123426式中 K —基本安全系數(shù)，1.5;1K —加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2K —刀具鈍化系數(shù) , 1.1;3K —斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N??拉削時 T=17.34 N M?切向方向所受力: F =1LT2670534.???取 .fF =4416f )(6.41.0N?F Ff1所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。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??安全系數(shù) K 可按下式計算有：： 6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻 [5]表 可得： 6~ 12?1.20.1.301.56CK????271.2.0512.301.236PK????5f所以有： 193.08()KCWFN??76.P?1359.0()Kf?該孔的設計基準為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力 F 夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系 F 夾＝KF軸向力：F 夾＝KF （N）扭距：Nm93.103.24.05.14.3108.90 ????? ??MYFXKfdC在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 321K由資料《機床夾具設計手冊》查表 可得：721?切削力公式： 式（2.17）Pf KfDF75.02.14?式中 25mr/3.查表 得： 81?95.0)1(6.?HBp即： 69.0NFf?實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 得：12?KWf?安全系數(shù) K 可按下式計算，由式（2.5）有：：286543210KK?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻 [16]《機床夾具設計手0~冊》表 可得： 12?25.01.32 ????K所以 )(.465.6980NFWf?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，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。3.4 定位誤差的分析3) 夾具安裝誤差 A?因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。圖 5-2 中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差， =0.A?4) 夾具誤差 J?因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差 主要包括定位元件相對于安裝基準的尺J?寸或位置誤差 ；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢蛟g）的尺寸或位1J?置誤差 ；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差 ；若有分度裝置時，還存2J 3J在分度誤差 。以上幾項共同組成夾具誤差 。F J?5) 加工方法誤差 G?因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于29計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差 的 1/3.計算時可設K?3G??067.2.K?。13.4.3??G2. 保證加工精度的條件工件在夾具中加工時，總加工誤差 為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為?獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是 KGJATD???????222即工件的總加工誤差 應不大于工件的加工尺寸 。30注：V 型塊夾角 α=90°?；鶞饰灰普`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 ，因此對一批工件來說，當直徑由最小 D－δD 變大到 D 時，工件中心（即定位基準）將在 V 型塊的對稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由 變大到 ,其變化量1O21O（即基準位移誤差 Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：2OΔY= =12αδSIn基準不重合誤差：從圖（b）中設計基準與定位基準不重合，假設定位基準 不動，當工件直徑由1O最小 D－δD 變到最大 D 時，設計基準的變化量為 ，即基準不重合誤差2δDΔB= 。2從圖(c)中可知，設計基準為工件的下母線。即，上述方向由 a 到 a′與定位基準變到 的方向相反，故其定位誤差 ΔD 是 ΔY 與 ΔB 之差.1O2ΔD=ΔY－ΔB= － =0.207δD=0.207 ×0.01=0.002072αδSInΔD=0.00207＜ T 即滿足要求313.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設計的基本要求