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學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
1 緒論 1
1.1課題背景 1
1.2夾具的發(fā)展史 1
1.3小結(jié) 2
2 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2確定生產(chǎn)類型 3
2.3確定毛坯 3
2.3.1確定毛坯種類 3
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 3
2.3.3繪制鑄件零件圖 4
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 4
2.4.2制定工藝路線 4
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 6
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 8
2.5.1工序1：粗銑Φ25H7的兩側(cè)面 8
2.5.2工序2：粗銑平下端面孔側(cè)面的工藝凸臺 9
2.5.3工序3：鉆Φ25H7的通孔 9
2.5.4工序4：擴(kuò)Φ25H7的通孔 11
2.5.5工序5：鉸Φ25H7的通孔 12
2.5.6工序6：粗銑a、b面 12
2.5.7工序7：粗銑Φ60H12孔的兩面 14
2.5.8工序8：精銑Φ60H12孔的兩面 14
2.5.9工序9：粗鏜下端Φ60H12的孔 15
2.5.10工序10：半精鏜下端孔到Φ60H12 16
2.5.11工序11：粗銑16H11的槽 16
2.5.12工序12：半精銑16H11的槽 17
2.5.13工序13：鉆Φ20.50的孔 18
2.5.14工序14：攻M22×1.5的螺紋 19
2.5.15工序15：銑開Φ60H12的孔 20
2.6本章小結(jié) 21
3 專用夾具設(shè)計(jì) 22
3.1鏜孔夾具設(shè)計(jì) 22
3.1.1問題的提出 22
3.1.2夾具的設(shè)計(jì) 22
3.2銑槽夾具設(shè)計(jì) 25
3.2.1問題的提出 25
3.2.2夾具的設(shè)計(jì) 25
3.3鉆孔夾具設(shè)計(jì) 29
3.3.1問題的提出 29
3.3.2夾具的設(shè)計(jì) 30
3.4本章小結(jié) 35
結(jié)論 36
參考文獻(xiàn) 37
致 謝 38
38
無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1課題背景
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(dá)到了一個(gè)新的階段。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.2夾具的發(fā)展史
夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。
1.3小結(jié)
一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
2 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。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)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
(1) 中心圓孔Ф。
(2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為。
(3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度，深為。
(4) 半孔與中心孔有的位置關(guān)系，其寬為與中心孔有0.1的垂直度。
由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
2.2確定生產(chǎn)類型
已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)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。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
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)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊》125頁表1-4-7，選用各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量均為3mm。
2.3.3繪制鑄件零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
①粗基準(zhǔn)的選擇
以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。
②精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。
2.4.2制定工藝路線
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,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
表2.1工藝路線方案一
工序號
工序內(nèi)容
工序一
鉆、擴(kuò)、鉸Φ25H7的通孔
工序二
粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，a面到Φ25H7的孔中心距為，b面到Φ25H7的中心距為36
工序三
粗銑、半精銑16H11的槽
工序四
粗銑下端圓孔的兩側(cè)面，使兩面之間的距離為12d11
工序五
①粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到Φ59②半精鏜此孔到Φ60H12
工序六
銑開下端圓孔
工序七
鉆Φ20.50的孔，垂直于Φ25H7的通孔
工序八
攻M22×1.5的螺紋
工序九
鉗工打毛刺
工序十
檢驗(yàn)
表2.2工藝路線方案二
工序號
工序內(nèi)容
工序一
粗銑Φ25H7的兩側(cè)面，使兩面間距為80
工序二
粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺
工序三
鉆Φ25H7的通孔
工序四
擴(kuò)Φ25H7的通孔
工序五
鉸Φ25H7的通孔
工序六
粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，a面到Φ25H7的孔中心距為，b面到Φ25H7的中心距為36
工序七
粗銑Φ60H12孔的兩面，使兩面的間距為14
工序八
精銑Φ60H12孔的兩面，使兩面的間距為12d11，粗糙度3.2
工序九
粗鏜下端孔
工序十
半精鏜下端孔到Φ60H12，粗糙度達(dá)到3.2
工序十一
粗銑16H11的槽
續(xù)表2.2
工序十二
半精銑16H11的槽
工序十三
鉆Φ20.50的孔，垂直于Φ25H7的通孔
工序十四
攻的螺紋
工序十五
銑開Φ60H12的孔
工序十六
鉗工打毛刺
工序十七
檢驗(yàn)
工藝立方案的比較與分析：
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機(jī)床的選擇
工序1、7、8、11、12、15采用X6022型臥式銑床
工序2、6采用X5028立式銑床
工序3、4、5、13、14 采用Z535立式鉆床
工序9、10采用T618臥式鏜床
②選擇夾具
該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。
④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度
工序號
工序內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
粗銑Φ25H7的兩側(cè)面
3
IT11
80
6.3
-0.1
0.1
2
粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺
3
IT11
0
6.3
-0.1
0.1
3
鉆Φ25H7通孔
IT12
6.3
-1
1
4
擴(kuò)Φ25H7通孔
2.0
IT12
3.2
-0.05
0.05
5
鉸Φ25H7通孔
0.2
IT8
1.6
-0.006
0.006
6
粗銑a、b面
粗銑a面
3
IT12
(距中心孔)
6.3
-0.1
0.1
粗銑b面
36(距中心孔)
7
粗銑Φ60H12孔的兩面
2
IT11
6.3
-0.1
0.1
8
精銑Φ60H12孔的兩面
1
IT9
3.2
-0.05
0.05
9
粗鏜下端孔
2.5
IT13
6.3
-0.2
0.2
10
半精鏜下端孔
0.5
IT11
3.2
-0.02
0.02
續(xù)表2.3
11
粗銑16H11的槽
IT11
6.3
-0.1
0.1
12
半精銑16H11的槽
1
IT10
3.2
-0.02
0.02
13
鉆Φ20.50的孔
IT13
6.3
-1
1
14
攻的螺紋
15
銑開Φ60H12的孔
4
IT13
6.3
-0.05
0.05
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1工序1：粗銑Φ25H7的兩側(cè)面
機(jī)床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.2工序2：粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺
機(jī)床：X5028
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min
2.5.3工序3：鉆Φ25H7的通孔
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。孔的直徑為25mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。
確定鉆削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故
查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故
③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.76min
2.5.4工序4：擴(kuò)Φ25H7的通孔
加工機(jī)床為Z535立式鉆床。擴(kuò)孔鉆為?24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；
確定擴(kuò)孔切削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-31，有
。根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。
②確定切削速度及 根據(jù)表28-33，取。修正系數(shù)：
，
故
查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度，有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.16min
2.5.5工序5：鉸Φ25H7的通孔
加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉸刀為?25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。
確定鉸孔切削用量
①確定進(jìn)給量 根據(jù)表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說明書，取。
②確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正系數(shù)
，
故
查Z535說明書，取，實(shí)際鉸孔速度
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度，
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.51min
該工序的加工機(jī)動時(shí)間的總和是：
2.5.6工序6：粗銑a、b面
機(jī)床：X5028
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：2.03min
②粗銑b面
同樣的銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，
取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min
2.5.7工序7：粗銑Φ60H12孔的兩面
機(jī)床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.57min
2.5.8工序8：精銑Φ60H12孔的兩面
機(jī)床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時(shí)
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.94min
2.5.9工序9：粗鏜下端Φ60H12的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min
2.5.10工序10：半精鏜下端孔到Φ60H12
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實(shí)際切削速度，：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動工時(shí)
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min
2.5.11工序11：粗銑16H11的槽
機(jī)床：X6022型臥式銑床
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)查[1]表4.4-8有：
刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度L=14mm。
查[2]表2.4-76得：
進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[2]表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
機(jī)床工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
=42mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.92min
2.5.12工序12：半精銑16H11的槽
機(jī)床：X6022型臥式銑床
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀
刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=14，寬度L=16。
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=42mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.41min
本工序機(jī)動時(shí)間
2.5.13工序13：鉆Φ20.50的孔
機(jī)床：Z535立式鉆床
刀具：20.50直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故
查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時(shí)
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min
2.5.14工序14：攻M22×1.5的螺紋
機(jī)床：Z535立式鉆床
刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.33min
2.5.15工序15：銑開Φ60H12的孔
機(jī)床：X6022型臥式銑床
刀具：中齒鋸片銑刀
刀具直徑D=80mm，齒數(shù)Z=32，寬度L=4mm。
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=41mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.59min
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動時(shí)間等。
無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
3 專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。在加工此拔叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套。
3.1鏜孔夾具設(shè)計(jì)
3.1.1問題的提出
本夾具是用來鏜此拔叉下端60H12的孔,零件圖中此孔與25H7的孔中心距有公差要求。此工序?yàn)榇昼M、半精鏜加工,因此本工序加工時(shí)要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度,重點(diǎn)是保證加工精度的問題.
3.1.2夾具的設(shè)計(jì)
①定位基準(zhǔn)的選擇
因?yàn)?5H7的孔與此孔有公差要求,所以應(yīng)以這個(gè)長通孔為主要定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大,利用60H12的孔的左側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。在小孔處采用移動壓板對零件進(jìn)行夾緊。在60H12的孔旁邊有筋板的緣故，有足夠的強(qiáng)度，可以進(jìn)行直接的鏜削，能保證加工精度。
②定位元件及夾緊元件的選擇
據(jù)上面所述，查參考文獻(xiàn)[1]，選用固定式定位銷（長銷）穿過25H7的孔。由于此孔兩側(cè)面沒加工，故用定位塊進(jìn)行支承。這樣一銷一面就限制了五個(gè)自由度，最后在待加工孔下面加上一個(gè)支承釘再限制最后一個(gè)自由度，即一面兩銷定位。這樣就可以完全定位了。
圖3.1 固定式定位銷（GB2203-80）
夾緊元件選用壓板，由于壓板種類很多，當(dāng)選用轉(zhuǎn)動壓板時(shí)，其行程不夠，選用U型壓板又不合適，故在充分比較分析的情況下，選用移動壓板，其夾緊可靠、操作方便，在很多地方都有用到。
圖3.2 移動壓板（GB2175-80）
③切削力及夾緊力計(jì)算
鏜刀材料：（機(jī)夾單刃硬質(zhì)合金鏜刀），機(jī)床為：T68
由參考文獻(xiàn)[3]，表1-12選擇刀具的幾何參數(shù)為：
1）粗鏜：
由參考文獻(xiàn)[12]，查表可得：
圓周切削分力公式：
查表得： 取
∴
由表可得參數(shù)：
∴
∴
同理：徑向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
∴
∴
軸向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
∴
∴
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(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[12]表可得：
所以，有：
2）半精鏜：
同理，圓周切削分力公式：
因?yàn)椋? ，則
所以，有：
當(dāng)夾緊力方向與切削力方向一致時(shí)，僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生的振動和轉(zhuǎn)動。故該夾具采用移動壓板夾緊機(jī)構(gòu)，為了方便操作，通過手動擰緊螺母將壓板壓緊工件。
由于夾緊力方向與切削力方向在水平上有一段距離，使工件在夾緊的地方產(chǎn)生了彎矩，如圖：
圖3.3 彎矩示意圖
∴
既是加上轉(zhuǎn)矩M，所以319.65N
④誤差分析與計(jì)算
該夾具以一長銷和一支承釘定位，要求保證孔中心與小通孔中心距的尺寸公差。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。
由參考文獻(xiàn)[12]可知孔銷間隙配合的定位誤差為：
⑤夾具體設(shè)計(jì)
夾具體的設(shè)計(jì)參考鏜孔夾具體零件圖。
3.2銑槽夾具設(shè)計(jì)
3.2.1問題的提出
本夾具主要用來粗、精銑此撥叉的槽。粗、精銑槽時(shí)，槽寬有尺寸要求，其深度要求為，槽的左右兩側(cè)面粗糙度要求Ra3.2,底面粗糙度要求Ra6.3。本道工序僅是對槽進(jìn)行粗、精銑削加工。同樣在本道工序加工時(shí)，還是應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
3.2.2夾具的設(shè)計(jì)
①定位基準(zhǔn)的選擇
在進(jìn)行銑槽加工工序時(shí)，由于和的孔已經(jīng)加工。因此工件選擇的孔一面與兩孔作為定位基準(zhǔn)。由一個(gè)長銷穿在的孔加上此孔的一面就限制了五個(gè)自由度，再在的孔中間加上個(gè)削邊銷，就把自由度限制完了。即是一面兩孔定位。
②定位元件及夾緊元件的選擇
此過程定位元件主要是長圓柱銷和削邊銷，所以對他們進(jìn)行選取。查參考文獻(xiàn)[1]，選用的元件如下圖：
圖3.4 長圓柱銷（GB2203-80 A型）
圖3.5 削邊銷（GB2203-80 B型）
夾緊元件選用壓板，考慮到工件裝夾的方便，此選用轉(zhuǎn)動壓板
圖3.6 轉(zhuǎn)動壓板（GB2176-80）
③銑削力與夾緊力計(jì)算
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]，表2.4—97可查得：
銑削力計(jì)算公式為
圓周分力
查表可得：
代入得
=
查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：
∴
查參考文獻(xiàn)[1]，表5.1-4可知，所需的夾緊力為：
式中： L=62.53mm f=1.22
l=34mm
∴
④定位誤差分析
圖3.7 轉(zhuǎn)角定位誤差示意圖
由圖可知這時(shí)的一面兩銷定位的轉(zhuǎn)角定位誤差為：
⑤定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具體底面的槽中，一般使用兩個(gè)。其距離應(yīng)盡可能布置得遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]選用定向鍵為
圖3.8 定向鍵(GB2207—80)及其與機(jī)床連接示意圖
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本工序是完成此撥叉的槽粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]選用直角對刀塊，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：
圖3.9 直角對刀塊(GB2241—80 A型)
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.10 平塞尺(GB2244-80)
⑥夾具體的設(shè)計(jì)
夾具體的設(shè)計(jì)參考銑槽夾具體零件圖。
3.3鉆孔夾具設(shè)計(jì)
3.3.1問題的提出
本夾具主要用來鉆拔叉頂部螺紋孔的底孔。這個(gè)孔距右平面有尺寸精度要求為，與中心孔垂直。因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。
3.3.2夾具的設(shè)計(jì)
①定位基準(zhǔn)的選擇
此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為20.50直柄短麻花鉆。由零件分析，選擇用中心孔的長銷加上這個(gè)孔的一面定位，就可以限制5個(gè)自由度，在由下面的大孔加個(gè)削邊銷就可以實(shí)現(xiàn)完全定位。
②定位元件與夾緊元件的選擇
查參考文獻(xiàn)[1]，表5.2-6，選用固定式定位銷
圖3.11 固定式定位銷（GB2203-80）
圖3.12 削邊銷（GB2203-80 B型）
壓板還是選用操作方便的轉(zhuǎn)動壓板
圖3.13 轉(zhuǎn)動壓板（GB2176-80）
③切削力與夾緊力的計(jì)算
由于本道工序完成螺紋底孔的鉆削，因此切削力為鉆削力。由參考文獻(xiàn)[1]，表2.4-69得：
軸向力F：
扭矩M：
式中：
∴
如圖：
圖3.14 扭矩圖
夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以夾緊力F不需要太大，只要工件相對與夾具體沒有移動就可以了。
④鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
螺紋底孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求?？紤]到鉆套可能出現(xiàn)的磨損，故查參考文獻(xiàn)[1]，表5.2-13選用可換鉆套（GB2264-80其結(jié)構(gòu)如下圖所示），當(dāng)磨損就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2268-80查表5.2-16）。
圖3.15 可換鉆套
表3.1 可換鉆套
d
D
H
h
C
r
基
本
尺
寸
極
限
偏
差
基
本
尺
寸
極
限
偏
差
20.5
+0.041
+0.020
30
+0.021
+0.008
46
42
25
12
5.5
18
1
3
2.5
29.5
圖3.16 鉆套用襯套
表3.2 鉆套用襯套
d
D
H
C
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
30
+0.041
+0.020
42
+0.033
+0.017
25
1
3
圖3.17 鉆套螺釘
表3.3 鉆套螺釘
d
L1
d1
D
d2
L
L0
n
t
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
M8
5.5
+0.20
+0.05
12
-0.05
-0.16
20
6
22
11.5
2
2.5
鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安裝前先調(diào)整好位置然后用銷定位，后用螺釘將其擰緊在夾具體上。鉆模板參見鉆孔裝配圖。
⑤夾具精度分析
利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。
由工序可知，本道工序只需鉆螺紋底孔，所以孔的精度無需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)（參見鉆孔裝配圖）。其計(jì)算同前面的計(jì)算相同。
轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）：
圖3.18 轉(zhuǎn)角誤差分析圖
除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有：
1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差：
2）、襯套與鉆套配合的最大間隙：
3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙：
4）、鉆套的同軸度公差：
∴綜合誤差為：
能滿足零件要求。
⑥夾具體設(shè)計(jì)
夾具體的設(shè)計(jì)參考鉆孔夾具體零件圖。
3.4本章小結(jié)
在本章是對夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析其精確度的階段。重點(diǎn)在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)面時(shí)，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷，他們分別穿過已加工過的長中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時(shí)，分別用了移動和轉(zhuǎn)動壓板。最后設(shè)計(jì)出夾具體，參考有關(guān)資料計(jì)算夾具的定位誤差。
無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
結(jié)論
本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。
在夾具設(shè)計(jì)中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計(jì)算了了夾緊力和夾具體的誤差等。
在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
參 考 文 獻(xiàn)
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無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
致謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在劉必柱（無錫職院 高級工程師）老師悉心指導(dǎo)下完成的。盧老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，劉老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)電工程學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！