變速叉的工藝規(guī)程及鉆Φ8孔夾具設計[含cad高清圖紙文檔資料所見所得]

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機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 30 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/z 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑Φ24左端面 高速鋼端銑刀 卡尺 24 1 1.5 0.2 475 159.35 0.067 設計者 指導老師 共 10 頁 第 1 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 40 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑Φ24右端面 高速鋼端銑刀 游標卡尺 24 1 1.5 0.2 475 159.35 0.067 設計者 指導老師 共10頁 第 2 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 50 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆擴鉸Φ12的孔 麻花鉆 游標卡尺 83.5 1 6 0.25 375 21.27 1.312 設計者 指導老師 共10頁 第 3 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 60/70 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/z 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑叉口5.5mm的2側面 立銑刀 卡尺 11 1 1.5 0.2 375 153.07 0.272 設計者 指導老師 共10頁 第 4 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 80 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 臥式銑床 X62 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/z 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑寬76.4mm內面 三面刃銑刀 卡尺 20 1 1.5 0.2 475 477 0.114 設計者 指導老師 共10頁 第 5 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 90/100 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/z 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑削凸臺寬7的2側面 面銑刀 卡尺 20 2 1.5 0.2 475 477 0.121 設計者 指導老師 共10頁 第6 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 110 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 臥式銑床 X62 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/z 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑寬13.5mm槽 三面刃銑刀 游標卡尺 5.5 1 1.5 0.13 2012 27.5 0.115 設計者 指導老師 共10頁 第 7 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 120 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆Φ8mm孔 麻花鉆 游標卡尺 26 1 4 0.13 2012 27.5 0.115 設計者 指導老師 共10頁 第 8 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 130 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆Φ3孔 麻花鉆 游標卡尺 10 1 1.5 0.16 2012 52 0.045 設計者 指導老師 共10頁 第 9 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 變速叉 工序號 140/150 零件名稱 變速叉 零件號 零件重量 同時加工件數 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 HBS165-215 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 質檢，入庫 設計者 指導老師 共10頁 第10 頁 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 變速叉 零件名稱 變速叉 共 2 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 鋼板 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工時/min 準終 單件 10 鑄造 鑄造出毛坯 鑄造車間 20 時效處理 時效處理 鑄造車間 30 銑 銑圓柱Φ24一側端面 機加工車間 二 立式銑床X51 專用夾具， 高速鋼端銑刀，游標卡尺 15min 15min 40 銑 銑圓柱Φ24另外一側端面 機加工車間 二 立式銑床X51 專用夾具， 高速鋼端銑刀，游標卡尺 18min 18min 50 鉆、擴、鉸 鉆、擴、鉸： Φ12 孔 機加工車間 二 立式鉆床Z525 專用夾具， 麻花鉆，游標卡尺 10min 10min 60 銑 銑叉口端面一側端面工 機加工車間 二 立式銑床X51 專用夾具， 高速鋼端銑刀，游標卡尺 11min 11min 70 銑 銑叉口端面另外一側端面 機加工車間 二 立式銑床X51 專用夾具， 高速鋼端銑刀，游標卡尺 11min 11min 80 銑 銑叉口相距為76.4的內側端面 機加工車間 二 立式銑床X51 專用夾具， 高速鋼端銑刀，游標卡尺 11min 11min 90 銑削 銑削凸臺上端面 機加工車間 二 立式銑床X51 專用夾具， 高速鋼端銑刀，游標卡尺 11min 11min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 變速叉 零件名稱 變速叉 共 2 頁 第 2 頁 材 料 牌 號 鋼板 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工時/min 準終 單件 100 銑削 銑削凸臺左右側面 機加工車間 二 立式銑床X51 專用夾具， 高速鋼端銑刀，游標卡尺 5min 5min 110 銑削 銑削凸臺上13.5的槽口面 機加工車間 二 立式銑床X51 專用夾具， 高速鋼端銑刀，游標卡尺 5min 5min 120 鉆孔 鉆Φ8斜孔 機加工車間 二 立式鉆床Z525 專用夾具， 麻花鉆，游標卡尺 5min 5min 130 鉆 鉆Φ3側面孔 機加工車間 二 立式鉆床Z525 專用夾具， 麻花鉆，游標卡尺 140 終檢 終檢 150 入庫 清洗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 課程設計 課 題： 變速叉加工工藝及夾具設計 專 題： 專 業(yè)： 機械制造及自動化 學 生 姓 名： 班 級： 學 號： 指 導 教 師： 完 成 時 間： 摘 要 本設計是基于變速叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。變速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標法鏜孔。整個加工過程均選用通用。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖，因此生產效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設計要求。 關鍵詞：變速叉類零件；工藝；夾具； ABSTRACT This design is the special fixture for machining technology for the chemical pipeline parts and process design based on. The main processing surface chemical pipeline parts is the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. Processing support holes using the coordinate boring. The whole process selection of general. The special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. Keywords: chemical pipe parts; technology; fixture; 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 2 第1章 機械加工工藝規(guī)程設計 2 1.1 零件的分析 2 1.1.1 零件的作用 2 1.2 變速叉加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 3 1.2.1 孔和平面的加工順序 3 1.2.2 孔系加工方案選擇 3 1.3 變速叉加工定位基準的選擇 4 1.3.1 粗基準的選擇 4 1.3.2 精基準的選擇 4 1.4 變速叉加工主要工序安排 4 1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 1.6 毛坯種類的選擇 7 1.7 選擇加工設備和工藝裝備 8 1.7.1 機床選用 8 1.7.2 選擇刀具 8 1.7.3 選擇量具 9 1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 1.9確定切削用量及基本工時（機動時間） 10 1.10 時間定額計算及生產安排 23 第2章 鉆孔夾具設計 25 2.1研究原始質料 25 2.2定位基準的選擇 25 2.3 切削力及夾緊力的計算 25 2.4誤差分析與計算 26 2.5 零、部件的設計與選用 27 2.5.1定位銷選用 27 2.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 28 2.6夾具設計及操作的簡要說明 29 總 結 30 參考文獻 31 致 謝 32 江陰職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 30 第1章 機械加工工藝規(guī)程設計 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是變速叉。變速叉的主要作用是保證各安裝孔之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此變速叉零件的加工質量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 圖1.1 零件圖 1.1.2 零件的工藝分析 由變速叉零件圖可知。變速叉零件，它的外表面上有4個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現分析如下： （1）以左端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左端面的加工；孔加工其中左端面有表面粗糙度要求為， （2）以右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：右端面的加工；Φ12的孔。 （3）以凸臺面為主要加工平面的加工面。 1.2 變速叉加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知。該變速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于變速叉來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。 由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 1.2.1 孔和平面的加工順序 變速叉類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工變速叉上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速叉的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。 變速叉零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 1.2.2 孔系加工方案選擇 變速叉孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。 根據變速叉零件圖所示的變速叉的精度要求和生產率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用鏜模法鏜孔 在大批量生產中，變速叉孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產效率很高。但鏜模結構復雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐標法鏜孔 在現代生產中，不僅要求產品的生產率高，而且要求能夠實現大批量、多品種以及產品更新換代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產成本高，生產周期長，不大能適應這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。 用坐標法鏜孔，需要將變速叉孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。 1.3 變速叉加工定位基準的選擇 1.3.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入變速叉的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以變速叉的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 1.3.2 精基準的選擇 從保證變速叉孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證變速叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從變速叉零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，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。至于前后端面，雖然它是變速叉的裝配基準，但因為它與變速叉的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 1.4 變速叉加工主要工序安排 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。變速叉加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到變速叉加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于變速叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。 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。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據以上分析過程，現將變速叉加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 1、鑄造 2、時效處理 3、銑圓柱Φ24一側端面 4、銑圓柱Φ24另外一側端面 5、鉆、擴、鉸： 孔 6、銑叉口端面一側端面工 7、 銑叉口端面另外一側端面 8、銑叉口相距為76.4的內側端面 9、 銑削凸臺上端面 10、銑削凸臺左右側面 11、銑削凸臺上13.5的槽口面 12、 鉆Φ8斜孔 13、鉆Φ3側面孔 14、終檢 15、.清洗入庫 工藝路線二： 1、鑄造 2、時效處理 3、銑圓柱Φ24一側端面 4、銑圓柱Φ24另外一側端面 5、銑叉口端面一側端面工 6、 銑叉口端面另外一側端面 7、銑叉口相距為76.4的內側端面 8、 銑削凸臺上端面 9、銑削凸臺左右側面 10、銑削凸臺上13.5的槽口面 11、鉆、擴、鉸： 孔 12、 鉆Φ8斜孔 13、鉆Φ3側面孔 14、終檢 15、.清洗入庫 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現仍有問題， 方案二把端面的加工改為車床加工，而方案一端面的加工采取銑削的方法。由于該零件是圓形的外形，如果采用銑端面的方式加工而需要專門設計對于的夾具，如果采用車床加工，可直接用三爪卡盤進行裝夾，這樣就減少了夾具的設計成本。 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案二： 1、鑄造 2、時效處理 3、銑圓柱Φ24一側端面 4、銑圓柱Φ24另外一側端面 5、鉆、擴、鉸： 孔 6、銑叉口端面一側端面工 7、 銑叉口端面另外一側端面 8、銑叉口相距為76.4的內側端面 9、 銑削凸臺上端面 10、銑削凸臺左右側面 11、銑削凸臺上13.5的槽口面 12、 鉆Φ8斜孔 13、鉆Φ3側面孔 14、終檢 15、.清洗入庫 1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “變速叉”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產類型為大批量生產，采用鑄造毛坯。 （1）凸臺面的加工余量。 根據工序要求，頂面加工分粗、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，現取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 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）端面孔 毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表2.3.71，現確定其工序尺寸及加工余量為： （3）左右端面加工余量。 根據工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、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，現取。 半精銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》，其加工余量值取為。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》，其加工余量取為。 鑄件毛坯的基本尺寸為，根據《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。 （4）兩側面孔加工余量 毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表2.3.71,現確定孔加工余量為： 鉆孔： 1.6 毛坯種類的選擇 零件材料為ZG45，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產效率，保證加工精度，減少生產成本上考慮，也是應該的。 零件機械加工的工序數量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術和經濟意義。根據該零件的材料為ZG35、生產類型為批量生產、結構形狀不是很復雜、尺寸大小中等大小、技術要求不高等因素，在此毛坯選擇鑄造成型。 工件右端面機加工余量3mm； 工件左端面機加工余量3mm； 繪制毛坯圖 詳見附圖：毛坯圖 1.7 選擇加工設備和工藝裝備 1.7.1 機床選用 ①.工序端面加工是銑加工。各工序的工步數不多，成批量生產，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140型臥式車床。參考根據《機械制造設計工工藝簡明手冊》表４.２-７。 ②.工序鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 1.7.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產率及經濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數。 1.7.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連接座” 零件材料為HT200，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表1-1 機械加工車間的生產性質 生產類別 同類零件的年產量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產 5以下 10以下 100以下 小批生產 5~100 10~200 100~500 中批生產 100~300 200~500 500~5000 大批生產 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產 1000以上 5000以上 50000以上 根據所發(fā)的任務書上的數據，該零件的月工序數不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產。 根據生產綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據表3.1-20 各種鑄造方法的經濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表1-2 成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 灰鑄鐵 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據上表選擇金屬型公差等級為7級。 1-3 鑄件尺寸公差數值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數值為1.8。 表1-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 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。 1.9確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序1：無切削加工，無需計算 工序2：無切削加工，無需計算 工序3：銑圓柱Φ24一側端面。 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～74，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4～81,取 切削工時 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 走刀次數為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序4：銑圓柱Φ24另外一側端面。 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取：根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序5：鉆、擴、鉸孔。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 鉆孔時先采取的是鉆孔，再擴到，所以。 切削深度： 進給量：根據參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： ⑵ 擴孔 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～31選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 切削深度： 進給量：根據參考文獻[3]表2.4～52，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～53，取。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度有： 刀具切出長度： ，取 走刀次數為1 機動時間： ⑶ 鉸孔 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～54，選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。 切削深度：，且。 進給量：根據參考文獻[3]表2.4～58，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～60，取。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31取 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數為1 機動時間： 該工序的加工機動時間的總和是： 工序6：銑叉口端面另外一側端面。 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～74，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4～81,取 切削工時 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 走刀次數為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序7：銑叉口相距為76.4的內側端面 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取：根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序9：銑削凸臺上端面 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序10：銑削凸臺左右側面 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序11：銑削凸臺上13.5的槽口面 機床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 ⑴ 粗銑13.5槽 切削深度： 根據參考文獻[3]表查得：進給量,根據參考文獻[1]表查得切削速度。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～74，取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =63mm 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： ⑵ 精銑13.5槽 切削深度： 根據參考文獻[3]表查得：進給量,根據參考文獻[1]表查得切削速度， 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～74，取。 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 本工序機動時間： 工序12：鉆Φ8斜孔 機床：鉆床Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質合金錐柄麻花鉆頭 切削深度： 根據參考文獻[3]表查得：進給量,切削速度。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取。 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取。 加工基本時間： 工序13 鉆Φ3孔 鉆孔Φ3，本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數的推存值（根據GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 1.10 時間定額計算及生產安排 假設該變速叉年產量為10萬件。一年以240個工作日計算，每天的產量應不低于417件。設每天的產量為420件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產時間應不大于1.14min。 參照《機械加工工藝手冊》表2.5.2，機械加工單件（生產類型：中批以上）時間定額的計算公式為： （大量生產時） 因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為： 其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間） —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工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序1：車外端面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.43，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， 即能滿足生產要求 工序2：鉆孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.41，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據《機械加工工藝手冊》表2.5.43， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產要求。 工序3：銑凸臺 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產要求。 工序4：鉆孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.41，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據《機械加工工藝手冊》表2.5.43， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產要求。 第2章 鉆孔夾具設計 2.1研究原始質料 利用本夾具主要用來鉆斜面上孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 2.2定位基準的選擇 由零件圖可知：在對鉆孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔進行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。 方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是不加工的，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。 通過比較分析只有方案Ⅱ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即為變速叉底平面；圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準來設計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制5個自由度。 2.3 切削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：臺鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表得： 有： 安全系數K可按下式計算有： 式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻[5]表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 取，， 查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算： 式中參數由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 2.4誤差分析與計算 該夾具以底面、兩孔為定位基準，要求保證被加工和孔粗糙度為12.5。該孔次性加工即可滿足要求。 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 2.5 零、部件的設計與選用 2.5.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數如表3.1和3.2： 表3.1可換定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 12～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 表3.2 固定棱形銷 d H d 公稱尺寸 允差 40～50 20 22 +0.034 ～0.023 65 5 3 8 1 6 1.5 2.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖3.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結構參數如下表3.4： 表3.4 鉆套 d H D 公稱尺寸 允差 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 襯套選用固定襯套其結構如圖所示： 圖3.2 固定襯套 其結構參數如下表3.5： 表3.5 固定襯套 d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 鉆模板選用固定式鉆模板，用4個沉頭螺釘和2個錐銷定位于夾具體上。 2.6夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、兩孔為定位基準，在定位環(huán)上實現完全定位。采用手動螺旋壓板機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。 總 結 加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。 完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。 參考文獻 [1] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2004。 [2] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [3] 李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2000。 [6] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [7] 吳宗澤，機械設計實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2000。 [8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [9] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1984。 [10] 周永強，高等學校課程設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 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