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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目：制定CA6140撥叉零件（圖5-38）的加工
工藝，設(shè)計(jì)銑叉口12兩端面的銑床夾具
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
機(jī)械工程系
2014年12月20日
目錄
1.序言…………………………………….…….…1
2.零件的分析…………………………….……….2
3.工藝路線的制定………………………….…….2
4.工序參數(shù)選擇、計(jì)算………………….…….....6
5.銑兩端面夾具設(shè)計(jì)……………………………25
6.方案綜合評(píng)價(jià)…………………………………28
7.結(jié)論……………………………………………29
8.參考文獻(xiàn)………………………………………30
1 序言
機(jī)械制造加工工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及全部專業(yè)課之后進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，進(jìn)而使對(duì)機(jī)械有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，為以后的工作打下基礎(chǔ)。它是主要是對(duì)零件的加工工藝和對(duì)零件的某幾個(gè)工序加工進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，從零件的工藝來(lái)說(shuō)，它主要是分析零件在進(jìn)行加工時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題，采用什么方法和工藝路線加工才能更好的保證精度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。就專用夾具而言，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)率、精度、降低成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。在本設(shè)計(jì)中，就針對(duì)撥叉的加工工藝進(jìn)行分析，制定和比較加工工藝路線，選擇較好的加工工藝路線進(jìn)行加工。并對(duì)撥叉叉口兩側(cè)面、孔和槽進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，在這過(guò)程中，制定多套夾具方案分別對(duì)各夾具的定位誤差和精度進(jìn)行分析計(jì)算，選擇其一進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)，以完成本次設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力，這也是在進(jìn)行畢業(yè)之前對(duì)所學(xué)課程進(jìn)行的最后一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。
就個(gè)人而言，希望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
車(chē)床的撥叉位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而上方的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。
2.2 撥叉的工藝分析
撥叉是機(jī)車(chē)變速箱中一個(gè)重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和側(cè)面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對(duì)精度有一定的要求。撥叉的底面、大頭孔上兩側(cè)面和大小頭孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其大頭孔與側(cè)面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽兩側(cè)面有平行度公差和對(duì)稱度公差要求等。因?yàn)榱慵某叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工必須保證精度要求。
3 工藝路線的制定
3.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到車(chē)床在加工中的變速雖然不像其它機(jī)器那么頻繁。但是，零件在工作過(guò)程中，也經(jīng)常要承受變載荷及沖擊性載荷，且它的外型復(fù)雜，不易加工。因此，應(yīng)該選用鑄件以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證精度，由于零件的年生產(chǎn)量為5000件已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用金屬型鑄造，這樣可以提高生產(chǎn)率，保證精度。
3.2 加工工藝過(guò)程
由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般來(lái)說(shuō)，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(duì)于撥叉來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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(guān)系以及槽的各尺寸精度。
由上面的一些技術(shù)條件分析得知：撥叉的尺寸精度，形位公差精度要求都很高，就給加工帶來(lái)了困難，必須重視。
3.3 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)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、位置符合圖紙要求。
選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時(shí)要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點(diǎn)為原則：a應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作粗基準(zhǔn)。b當(dāng)必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時(shí)，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準(zhǔn)。c要保證工件上某重要表面的余量均勻時(shí)，則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準(zhǔn)。d當(dāng)全部表面都需要加工時(shí)，應(yīng)選余量最小的表面作為基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠的加工余量。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進(jìn)而保證撥叉在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，選擇平面作為撥叉加工粗基準(zhǔn)。
3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)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(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車(chē)削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書(shū)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。
互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)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(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無(wú)心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。
此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，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(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進(jìn)而保證撥叉在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，該零件的底平面與小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件的自由度是不夠的，它只限制了五個(gè)自由度，如果采用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。
選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，重點(diǎn)考慮的是有利于保證工件的加工精度并使裝夾更為方便。
3.4工藝路線的擬訂
對(duì)于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉的加工的第一個(gè)工序也是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體工序是先以小頭孔左端面為粗基準(zhǔn)，粗、精加工小頭孔右端面，再以右端面為基準(zhǔn)加工小頭孔，在后續(xù)的工序安排中都是以小頭孔為基準(zhǔn)定位。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。
3.5 加工精度的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段：
（1）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(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切削用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，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(yīng)力和變形大，加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為。粗糙度為。
（2）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(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為。表面粗糙度為。
（3）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(dá)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(yīng)采用高精度的機(jī)床切削用量小，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，表面粗糙度為。
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(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)時(shí)的重型零件往往不嚴(yán)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(gè)階段，甚至不把粗精加工分開(kāi)。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)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(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
3.6 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)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(wàn)能性機(jī)床配以專用工具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。
雖然工序增加了工時(shí)，但是質(zhì)量大大提高了。方案一和方案二相比，方案一工藝路線在工序三就將孔鋸開(kāi)，在后面的工序銑孔的兩側(cè)面的時(shí)候，對(duì)于工件的加工面減少不的工設(shè)計(jì)，但是在后面的工序中進(jìn)行的加工，特別是定位和孔的加工就有相當(dāng)大的難度，如才用方案一進(jìn)行孔的加工時(shí)，在上面的工序中已經(jīng)鋸斷，只有進(jìn)行半圓的加工。這樣的加工在一般的機(jī)床上是不保證精度的，若想要保證精度只有在數(shù)控機(jī)床上，那樣的話生產(chǎn)成本將提高了很多。方案二就解決了上述產(chǎn)生的問(wèn)題，將的孔到了最后的時(shí)候才將其鋸開(kāi)，這樣不僅保證了孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用的孔來(lái)作為定位基準(zhǔn)。這樣的加工可以在一般的機(jī)床上就可以進(jìn)行加工了，不僅保證了精度，還降低了生產(chǎn)成本。
由以上分析：方案二為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的加工工藝過(guò)程如表3.3。
表3.3 最終加工工藝路線
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序一
鑄造。
工序二
熱處理。
工序三
粗、精銑孔上端面。
工序四
鉆、擴(kuò)、鉸孔。
工序五
粗、精銑孔兩側(cè)面。
工序六
粗、精鏜孔。
工序七
銑下平面。
工序八
粗、精銑16槽。
工序九
粗銑斜平面。
工序十
切斷。
工序十一
檢查。
4 工序參數(shù)選擇、計(jì)算
CA6140車(chē)床撥叉，零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.0kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。
4.1 毛坯的確定
4.1.1 毛坯的工藝要求
（1）由于鑄造件尺寸精度和表面粗糙度值低，因此零件上有與其它機(jī)件配合的表面需要進(jìn)行機(jī)械加工。
（2）為了使金屬容易充滿膛摸和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直，盡量避免鑄件截面間差別過(guò)大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。
（3）鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。
（4）鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。
4.1.2 毛坯形狀、尺寸要求
（1）各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。
（2）工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。
（3）便于裝夾、加工和檢查。
（4）結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類
形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量及毛坯尺寸如圖4.1。
圖4.1 撥叉毛坯
4.2 撥叉的偏差計(jì)算
4.2.1 撥叉平面的偏差及加工余量計(jì)算
（1）側(cè)平面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表6—28。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查參考文獻(xiàn)[3]可知其粗銑為IT12。
精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表2.3—59，其余量值規(guī)定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為，又由參考文獻(xiàn)[6]表11-19可得鑄件尺寸公差為。
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
粗銑后最大尺寸為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。
大頭孔兩側(cè)面的偏差及加工余量計(jì)算
（2）兩側(cè)面加工余量的計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表6—28。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查參考文獻(xiàn)[3]可知其粗銑為IT12。
精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表2.3—59，其余量值規(guī)定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為，又由參考文獻(xiàn)[6]表11-19可得鑄件尺寸公差為。
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
粗銑后最大尺寸為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。
4.2.2 大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算
參照參考文獻(xiàn)[3]表2.2—2、2.2—25、2.3—13和參考文獻(xiàn)[5]表1—8，可以查得：孔：
鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
擴(kuò)孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
鉸孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
根據(jù)工序要求，小頭孔分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序，各工序余量如下：
鉆孔
參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為：
加工該組孔的工藝是：鉆——擴(kuò)——鉸
鉆孔：
擴(kuò)孔： （Z為單邊余量）
鉸孔： （Z為單邊余量）
鏜孔
加工該組孔的工藝是：粗鏜——精鏜
粗鏜： 孔，參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3-48,其余量值為；
精鏜： 孔，參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3-48,其余量值為；
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：
孔毛坯基本尺寸為：；
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.2-2可得鍛件加工該孔經(jīng)濟(jì)精度為IT9。
孔毛坯名義尺寸為：；
粗鏜工序尺寸為：
精鏜工序尺寸為： 從而達(dá)到要求。
4.2.3 粗、精銑槽
參照參考文獻(xiàn)[5]表21—5，得其槽邊雙邊機(jī)加工余量2Z=2.0mm，槽深機(jī)加工余量為2.0mm，再由參照參考文獻(xiàn)[5]表21—5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。
槽的毛坯為一個(gè)整體：
粗銑兩邊工序尺寸為：
粗銑槽底工序尺寸為：6
精銑兩邊工序尺寸為：，已達(dá)到其加工要求：。
4.3 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
4.3.1 工序1：粗、精銑孔上平面
（1）粗銑孔上平面
加工條件
工件材料； HT200，鑄造。
機(jī)床：X52K。
查參考文獻(xiàn)[5]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
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—75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表30—34，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式（4.1）
式中 V—銑削速度；
d—刀具直徑。
代入式（4.1）得
，
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(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2—81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
式（4.2）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑孔上平面
加工條件
工件材料； HT200，鑄造。
機(jī)床： X52K。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—31
刀具：高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(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)[5]表30—31，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表30—31，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得
，
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(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
4.3.2 工序2：加工孔到要求尺寸
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。
（1）確定鉆削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。
根據(jù)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(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]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)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(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
由參考文獻(xiàn)[5]表28—3，，，故
查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
由表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(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）確定擴(kuò)孔切削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28—31，。根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=0.57mm/r。
2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28—33，取。修正系數(shù)：
，
故
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，有：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（3）確定鉸孔切削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28—36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說(shuō)明書(shū)，取。
2）確定切削速度及 由參考文獻(xiàn)[5]表28—39，取。由參考文獻(xiàn)[5]表28—3，得修正系數(shù)
，
故
查Z535說(shuō)明書(shū)，取，實(shí)際鉸孔速度
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，
式（4.3）
由式（4.3）得
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是：
4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：
鉆孔：，，，
擴(kuò)孔：，，，
鉸孔：，，，
4.3.3 工序3 粗、精銑兩側(cè)面
（1）粗銑兩側(cè)面
機(jī)床：組合銑床
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
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：由式（4.1）得
，
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(tái)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(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
式（4.4）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑兩側(cè)面
機(jī)床：組合銑床
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(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：由式（4.1）得
，
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(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
4.3.4 工序4 粗、精鏜孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
（1）粗鏜孔
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(zhǎng)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：由式（4.1）得
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1—41取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精鏜孔
切削深度：，半精鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—66，刀桿伸出長(zhǎng)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(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
4.3.5 工序5：粗、精銑下平面
（1）粗銑下平面
工件材料: HT200，鑄造。
加工要求：粗銑下平面。
機(jī)床：立式銑床X52K。
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
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(tái)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(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知。
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑下平面
加工條件
工件材料: HT200，鑄造。
加工要求：粗銑下平面。
機(jī)床：立式銑床X52K。
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(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：由式（4.1）得
，
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(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
4.3.6 工序6：粗、精銑槽
（1）粗銑16槽
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀
機(jī)床：X52K
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—33得：
刀具：整體直齒銑刀 Z=20 D=100
查參考文獻(xiàn)[3]表2.4-76得：
進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—32查得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.4）得
，
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(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
=52mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑16槽
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—33得
刀具：高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—76查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表30—32查得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得
，
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(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=52mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
4.3.7 工序7 粗銑斜平面
加工條件
工件材料； HT200，鑄造。
機(jī)床：X52K。
查參考文獻(xiàn)[5]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
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—75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表30—34，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得
，
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(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)零件圖可知
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知。
刀具切入長(zhǎng)度：
式（4.5）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
4.3.8 工序8 銑斷
機(jī)床：
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.4—12選細(xì)齒鋸片銑刀
D=100 L=4 d=22 Z=80
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4—76查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—23查得切削速度。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由式（4.1）得
查參考文獻(xiàn)[3]3.1—74 取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
由式（4.6）
=52mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
5 銑兩端面夾具設(shè)計(jì)
根據(jù)零件的加工要求得，需要設(shè)計(jì)加工銑兩側(cè)面夾具。銑兩側(cè)面夾具將用于組合機(jī)床，刀具為兩把硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)撥叉叉的左右兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。
本夾具主要用來(lái)粗、精銑撥叉叉口左右側(cè)面。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。粗精、銑左右側(cè)面時(shí)，左右側(cè)面有尺寸要求，左右側(cè)面與孔軸線分別有垂直度的要求。以及左右側(cè)面均有表面粗糙度要求。本道工序僅是對(duì)左右側(cè)面進(jìn)行粗、精加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
5.1 定位基準(zhǔn)的選擇
在進(jìn)行左右側(cè)面粗銑加工工序時(shí)，孔已經(jīng)加工出。因此工件選用頂面與孔作為定位基面。選擇孔和孔左端面作為定位基面限制了工件的五個(gè)自由度，再以大頭孔的一側(cè)面作為定位基面，限制了工件的一個(gè)自由度,即兩個(gè)銷(xiāo)和孔側(cè)面作為定位基面。夾具上的定位元件是：一面兩銷(xiāo)。其中一面為定位環(huán)，兩銷(xiāo)為一短圓柱銷(xiāo)和一檔銷(xiāo)。
如圖6.1：
圖6.1 銑兩側(cè)面定位
為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對(duì)撥叉叉的左右端面同時(shí)進(jìn)行粗銑加工。
5.2 夾具方案的確定
本夾具主要用來(lái)加工撥叉叉口的兩側(cè)面，由于零件的加工批量屬于大批量生產(chǎn)，就要求所設(shè)計(jì)的專用夾具不僅要保證加工精度，而且要保證要有較高勞動(dòng)生產(chǎn)率，能順利的完成加工要求。
從上述的定位分析可知，采用的是一面兩銷(xiāo)的定位，在小頭孔用一長(zhǎng)銷(xiāo)定位，可以限制工件的四個(gè)自由度，用小頭的左側(cè)面和夾具體上的定位環(huán)進(jìn)行定位限制了工件的一個(gè)左右移動(dòng)，在大頭孔的下部用一定位塊來(lái)限制工件的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就限制了工件的六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)了完全定位。
其設(shè)計(jì)如圖6.2：
圖6.2 銑兩側(cè)面的定位及夾緊
5.3 定位誤差的分析和計(jì)算
由上述的分析可知，本工序的加工是以加工過(guò)的孔定位，并對(duì)其采用長(zhǎng)心軸定位，這樣就形成了平面和長(zhǎng)孔的組合基準(zhǔn)的定位設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，就是采用了圓柱銷(xiāo)作為第一定位基準(zhǔn)，定位設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)銷(xiāo)限制了工件的四個(gè)自由度，端面用一點(diǎn)接觸限制一個(gè)自由度。欲使在受力的情況下，保證長(zhǎng)銷(xiāo)正確定位，同時(shí)端面又能很好接觸，常采用平面支承球面浮動(dòng)和小平面，為使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本設(shè)計(jì)采用小平面就可以很好的保證它的軸向移動(dòng)。
在本工序中，設(shè)計(jì)的夾具主要用于加工撥叉叉口的兩側(cè)面，為了能保證側(cè)面的與軸向的水平位置，兩側(cè)面與孔軸線的垂直度要求。從工件的定位方案來(lái)考慮，在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)就只須保證心軸與孔的配合和孔左端面與定位環(huán)的接觸良好即可。
從資料書(shū)可以查得，孔與軸的間隙配合公差可以達(dá)到，
由于工件的垂直度誤差為0.1。
從上面的誤差可知，
因此，它要求夾具的誤差為
有上面的結(jié)果可知，
因此，它可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
從夾具的軸向來(lái)看，夾具上的定位環(huán)與工件的小頭孔左端面定位，屬于基準(zhǔn)重合，對(duì)到塊的中心線是以定位環(huán)來(lái)調(diào)整，采用調(diào)整法來(lái)加工。如不考慮其他因素的影響，則不存在因定位而引起的誤差
5.4夾緊機(jī)構(gòu)方案
根據(jù)夾具方案的設(shè)定，采用手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)
6.方案綜合評(píng)價(jià)
本方案主要是對(duì)銑撥叉叉口兩側(cè)面的專用夾具的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中，首先對(duì)零件加工的定位基準(zhǔn)進(jìn)行了分析，并選擇合理的定位基準(zhǔn)進(jìn)行誤差分析比較，看是否滿足工件的精度要求。再對(duì)具體的夾具方案進(jìn)行確定，本專用夾具的具體方案是以長(zhǎng)銷(xiāo)作為定位基準(zhǔn)，主要限制工件的四個(gè)自由度。用一個(gè)定位塊來(lái)代替檔銷(xiāo)，限制了工件的轉(zhuǎn)動(dòng)，用定位環(huán)限制工件的軸向移動(dòng)。本工序主要采用定位環(huán)與工件的接觸面和對(duì)刀塊的位置來(lái)保證工件的位置精度，用心軸與工件的配合來(lái)保證兩側(cè)面與小頭孔軸線的垂直度。最后，在工具書(shū)上選擇在設(shè)計(jì)中所需的定向鍵、對(duì)刀塊等進(jìn)行選擇，以對(duì)其夾具體進(jìn)行更好設(shè)計(jì)，使本專用夾具更為完善。滿足零件的加工精度和提高生產(chǎn)率。
7 結(jié)論
本設(shè)計(jì)中是對(duì)撥叉零件加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過(guò)程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問(wèn)題，如在編寫(xiě)加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)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(wèn)題。這些問(wèn)題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過(guò)不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)這些問(wèn)題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問(wèn)題一一解決，并設(shè)計(jì)了銑孔兩側(cè)面的專用夾具。而且它采用了一面兩銷(xiāo)定位，夾緊都采用了手動(dòng)夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。因此手動(dòng)夾緊滿足夾緊要求。
完成了本次課程設(shè)計(jì)，通過(guò)做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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