倒檔撥叉機械加工工藝及鉆直徑φ14孔夾具設計

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江南大學機械工程學院課程設計 機械加工工序卡片 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零(部)件名稱 倒擋撥叉 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 3 銑端面 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 1 專用夾具 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸 轉(zhuǎn)速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 銑右端面 鑲齒三面刃銑刀，游標卡尺、粗糙塊 150 47.12 0.2 2 1 2 銑左端面 150 47.12 0.2 2 1 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 機自0802 洪立星 0401080217 江南大學機械學院課程設計 機械加工工序卡片 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零(部)件名稱 倒擋撥叉 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工 4 鉆孔擴孔 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 2 專用夾具 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸 轉(zhuǎn)速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 鉆φ13mm孔 游標卡尺、塞規(guī)莫氏錐柄麻花鉆 545 22.26 0.28 13 1 21.9s 2 擴φ14H9孔 960 42.2 0.45 1 2 15.8s 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 機自0802 洪立星 0401080217 江南大學機械學院課程設計 機械加工工序卡片 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 3 頁 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零(部)件名稱 倒擋撥叉 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 倒角 5 倒角 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 專用夾具 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸 轉(zhuǎn)速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 倒角1×45° 锪鉆 272 0.228 0.13 2 3 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 機自0802 洪立星 0401080217 江南大學機械學院課程設計 機械加工工序卡片 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零(部)件名稱 倒擋撥叉 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 銑 6 銑腳面開擋 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X62 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 專用夾具回轉(zhuǎn)工作臺 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸 轉(zhuǎn)速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/z) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 銑R15面 鑲齒三面刃銑刀，游標卡尺、粗糙塊 150 47.1 0.2 2 1 2 銑R19面 200 62.83 0.2 2 1 3 銑圓環(huán)面 250 78.5 0.2 4 1 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 機自0802 洪立星 0401080217 江南大學機械學院課程設計 機械加工工序卡片 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零(部)件名稱 倒擋撥叉 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工車間 7 銑 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X62 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 專用夾具 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸 轉(zhuǎn)速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/z) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 銑槽底面 鑲齒三面刃銑刀、游標卡尺、粗糙塊 150 47.1 0.2 2 1 2 銑槽 鑲齒三面刃銑刀、游標卡尺、粗糙塊 220 69.1 0.2 4 1 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * a ① 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 機自0802 洪立星 0401080217 江南大學機械學院課程設計 機械加工工序卡片 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零(部)件名稱 倒擋撥叉 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 機加工車間 8 鉆孔 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 專用夾具 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸 轉(zhuǎn)速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 鉆8.7 直柄麻花鉆、,游標卡尺、塞規(guī) 960 26.24 0.49 8.7 1 2 去毛刺 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 機自0802 洪立星 0401080217 機械加工工藝過程卡片 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零(部)件名稱 第 1 頁 材料牌號 ZG310-570 毛坯種類 鑄鋼 毛坯外形尺寸 66*67*91 每坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序 號 工序 名稱 工序內(nèi)容 車 間 工 段 設 備 工藝裝備 工序時間 準終 單件 1 鑄造 2 熱處理 退火 3 銑端面 銑端面φ24 機加工 X62 專用夾具 4 鉆孔 擴孔 鉆φ13內(nèi)孔、擴φ14H13孔 機加工 Z525 專用夾具 5 倒角 兩端1×45° 機加工 Z525 專用夾具 6 銑腳面開擋 粗銑R15、銑R19、銑開擋 機加工 X62 專用夾具 7 銑槽 銑槽14H13 底面及撥叉 機加工 X62 專用夾具 8 鉆孔 鉆φ8.7 機加工 Z525 專用夾具 9 去毛刺 10 檢驗 描校 底圖號 裝訂號 * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 編制 (日期) 審核 會簽 (日期) * * 日期 目錄 一、設計任務書……………………………………………………………………1 二、零件的分析……………………………………………………………………2 (一)零件的作用…………………………………………………………………2 (二)零件的技術要求……………………………………………………………2 三、工藝規(guī)程設計…………………………………………………………………2 (一)確定毛坯的制造形式………………………………………………………2 (二)基準的選擇…………………………………………………………………3 1)粗基準的選擇………………………………………………………………3 2)精基準的選擇………………………………………………………………3 (三)零件表面加工方法的選擇…………………………………………………3 (四)制定工藝路線………………………………………………………………4 (五)確定機械加工余量、毛坯尺寸……………………………………………5 1、確定機械加工余量…………………………………………………………5 2、確定毛坯尺寸………………………………………………………………5 3、設計毛坯圖…………………………………………………………………6 (六)工藝設計……………………………………………………………………6 1、選擇加工設備與工藝設備…………………………………………………6 (1)選擇機床…………………………………………………………………6 (2)選擇夾具…………………………………………………………………6 (3)選擇刀具…………………………………………………………………6 (4)選擇量具…………………………………………………………………7 2、確定工序尺寸………………………………………………………………7 3、確定切削用量………………………………………………………………8 4、確定基本時間………………………………………………………………9 5、輔助時間的計算……………………………………………………………11 6、其他時間的計算……………………………………………………………11 7、單件時間的計算……………………………………………………………12 四、專用夾具設計…………………………………………………………………12 (一)夾具類型的確定……………………………………………………………12 (二)夾具具體設計………………………………………………………………13 1、確定要限制的自由度………………………………………………………13 2、選擇定位元件………………………………………………………………13 3、定位誤差分析………………………………………………………………13 4、夾緊機構的選擇……………………………………………………………13 5、夾具設計及其操作的簡要說明……………………………………………13 五、設計小結(jié)………………………………………………………………………14 六、參考文獻………………………………………………………………………14 二、零件分析 （一）零件的作用 倒檔撥叉是與操縱機構零件結(jié)合，用它撥動滑動齒輪實現(xiàn)倒車。 Φ14H9為配合面有較高的精度。槽14H13為滑塊撥動的配合表面。該撥叉在換擋位時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用，因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。 （二）零件的技術要求 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra/μm 形位公差 /mm 撥叉頭左端面 46 25 撥叉頭右端面 46 25 尺寸41.5 41.5+0.15 -0.15 IT12 6.3 ⊥ 0.25 G 尺寸23 23+0.2 -0.1 IT10 6.3 ⊥ 0.25 G 撥叉腳內(nèi)表面 R15 25 尺寸19 19+0.52 0 IT14 12.5 Φ14H9孔 Φ14+0.043 0 IT9 6.3 — 0.25 G 操縱槽內(nèi)側(cè)面 14+0.27 0 IT13 12.5 ≡ 0.25 G 操縱槽底面 18 25 Φ8.7孔 8.7+0.09 0 IT11 25 锪平Φ12 12 25 三、工藝規(guī)程設計 （一）確定毛坯的制造形式 由于該撥叉件外形復雜。又是薄壁件，年產(chǎn)量為5000件（大批生產(chǎn)）屬于成批生產(chǎn)，故毛坯可采用砂型鑄造機器造型和殼型，從而提高毛坯生產(chǎn)率。工件材料ZG310-570。毛坯尺寸槽度要求為IT11~IT12級。毛坯尺寸可通過加工余量大小最終確定。 （二）基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，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。根據(jù)零件圖及其使用情況分析，知Φ14H9孔是設計基準，也是零件工作最重要的工作面。 1） 粗基準的選擇 對于一般件而言，按照有關粗基準的選擇原則（即當零件又不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，應以與加工表面要求相對位置較高的不加工表面作粗基準）。先選擇撥叉頭左端面和Φ24外圓表面作為加工Φ14H9孔時的粗基準。 2） 精基準的選擇 在Φ14H9孔加工以后，各工序則以該孔為定位精基準，靠近叉腳的Φ24的端面為軸向尺寸的定位精基準。從而滿足定位基準重合原則，和互為基準的原則。但有些表面的加工可能會出現(xiàn)基準不重合，有時需進行尺寸鏈的換算。 （三）零件表面加工方法的選擇 加工表面 公差及精度等級 表面粗糙度Ra/μm 加工方案 備注 撥叉頭左端面 25 粗銑 表1-8 撥叉頭右端面 25 粗銑 表1-8 倒角 銑 表1-8 尺寸41.5 IT12 6.3 粗銑-精銑 表1-8 尺寸23 IT10 6.3 粗銑-精銑 表1-8 撥叉腳內(nèi)表面 25 粗銑 表1-8 尺寸19 IT14 12.5 粗銑 表1-8 Φ14H9孔 IT9 6.3 鉆-鉸 表1-7 操縱槽內(nèi)側(cè)面 IT13 12.5 粗銑 表1-8 操縱槽底面 25 粗銑 表1-8 Φ8.7孔 IT11 25 鉆 表1-7 锪平Φ12 25 粗銑 表1-8 （四）制定工藝路線 工藝路線的擬定為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領為成批生產(chǎn)所采用的通用機床配以專用加工夾具，并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。 工藝路線一 工藝路線二 1、 鉆孔 1、銑左端面 2、 銑左端面 2、銑右端面 3、 銑右端面 3、鉆、擴Φ14H9孔至13.5mm 4、 倒角（左邊） 4、倒角（左邊） 5、 倒角（右邊） 5、倒角（右邊） 6、 鉸Φ14H9孔 6、鉸Φ14H9孔 7、 銑曲面R15 7、銑曲面R15 8、 粗銑撥叉腳內(nèi)端面 8、粗銑撥叉腳內(nèi)表面 9、 銑操縱槽兩側(cè)面和底面 9、銑操縱槽兩側(cè)面和底面 10、 鉆孔8.7 10、鉆孔8.7 11、 锪平Φ12 11、 锪平Φ12 12、 精銑撥叉腳內(nèi)端面 12、精銑撥叉腳內(nèi)端面 13、 去毛刺 13、去毛刺 14、 清洗 14、清洗 15、 終檢 15、終檢 兩工藝方案的比較分析： 兩工藝方案除前三道工序不同之外，其余各工序均相同。前三道工序是為了獲得精基準。方案一是先鉆孔鉆成Φ13.5再銑端面和倒角，這樣能很好地保證與端面的垂直度；方案二是先銑兩個端面然后再鉆床上加工出孔14。因為兩個端面一次銑出可以有較好的平行度，然后用端面定位，也能得到較好的孔與端面的垂直度。后面的工序以Φ14H9孔及端面定位，所以基準是重合的，由此可見，可選方案一，從而制定詳細的工序內(nèi)容。 毛坯為鑄件，應經(jīng)退火處理以消除鑄件的內(nèi)應力及改善機械加工性能，然后送到機械加工車間加工，具體工序如下： 1、 鉆Φ14孔至13.5mm（以Φ24圓柱面和左端面為基準定位） 2、 銑左端面（以Φ13.5孔和右端面為基準定位） 3、 銑右端面（以Φ13.5孔和左端面為基準定位） 4、 倒角（左邊）（以Φ13.5孔和右端面為基準定位） 5、 倒角（右邊）（以Φ13.5孔和左端面為基準定位） 6、 鉸Φ14H9孔（以Φ13.5孔和左端面為基準定位） 7、 銑內(nèi)圓曲面R15（以Φ14H9孔、左端面和R13孔為基準定位） 8、 粗銑撥叉腳內(nèi)端面（以Φ14H9孔、右端面和R15孔為基準定位） 9、 銑操縱槽兩面和底面（以Φ16圓柱面和Φ24左端面為基準定位） 10、 鉆Φ8.7mm孔（以Φ16圓柱面和Φ24圓柱面的一線為基準定位） 11、 锪平Φ12孔（以Φ16圓柱面和Φ24圓柱面的一線為基準定位） 12、 精銑撥叉腳內(nèi)端面（以Φ14H9孔、右端面和R15孔為基準定位） 13、 去毛刺 14、 清洗 15、 檢驗 (五)確定機械加工余量、毛坯尺寸、設計毛坯圖 1、確定機械加工余量 鑄件的機械加工余量按GB/T11351-89確定，材料為ZG310-570。由于零件形狀復雜，生產(chǎn)綱領是成批生產(chǎn)，所以毛坯選用砂型鑄造機器造型和殼型。 根據(jù)文獻【1】表2-1得，該鑄件的尺寸公差CT為8-12級，由表2-5得加工余量等級MA為F，所以取CF=9級。由表2-3得各表面的公差數(shù)值： Φ24端面尺寸46 公差CT為2mm 14H13槽面尺寸14 公差CT為1.6mm 右腳內(nèi)端面尺寸41.5 公差CT為2mm 左腳內(nèi)端面尺寸23 公差CT為1.7mm 內(nèi)圓面R15 公差CT為1.6mm 2、確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量加上零件尺寸即是毛坯尺寸。 3、設計毛坯圖 零件表面 零件尺寸mm 總加工余量mm 毛坯尺寸mm 公差CT Φ24端面 46 2 50 2 右腳內(nèi)端面 41.5 2 39.5 2 左腳內(nèi)端面 23 2 21 1.8 14H13槽面 14 2 10 1.6 R15曲面 15 2 R13 1.6 毛坯的熱處理方式：撥叉毛坯鑄造后應安排退火，以消除殘余應力。降低并調(diào)整硬度以便切削加工。消除鑄件的不良組織，毛坯不得有砂眼疏松等缺陷。 (六)工藝設計 1、選擇加工設備與工藝裝備 （1）選擇機床 1）工序（1）鉆Φ13.5，選擇Z525型立式鉆床。 2）工序（2）、（3）銑Φ24端面，選擇X51立式型機床。 3）工序（4）、（5）倒角和工序（6）鉸Φ14H9孔，選擇Z525型立式鉆床。 4）工序（8）、（12）粗、精銑腳內(nèi)端面，工序（7）銑曲面R15均選擇X62W型機床。 5）工序（6）銑槽，選用X62W型機床。 6）工序（7）鉆Φ8.7孔，工序（8）锪平Φ12孔均選Z525型機床。 7）工序（13）去毛刺，選用鉗工臺。 8）工序(14)清洗，選用清洗機。 9）工序（15）檢驗，選用檢驗臺。 （2）選擇夾具 本零件屬于大批生產(chǎn)因此為了滿足生產(chǎn)率要求，各工序均采用專用夾具裝夾工件。 （3）選擇刀具 1）工序（1）鉆Φ14H9孔至13.5mm，由文獻【1】表3-5，選擇d=13.5mm、L=199，2號莫氏圓錐刀。 2）工序（2）、（3）銑兩端面，根據(jù)文獻【1】表3-23，選擇鑲齒套式面銑刀，規(guī)格D=80，D1=70，d=27，L=36，L1=30，齒數(shù)為10。 3）工序（4）、（5）倒角根據(jù)文獻【1】表3-10選擇d=16mm，L=93mm，l=20mm的錐柄錐面锪鉆。 4）工序（6）鉸Φ14H9孔，由文獻【1】表3-33，選擇d=14mm、L=189、l=47，一號莫氏錐柄刀。 5）工序（7）根據(jù)文獻【1】表3-28選擇D=30mm、d=10mm、l=12mm、 Z=10的鑲齒三面刃銑刀。 6）工序（8）、（12），根據(jù)文獻【1】表3-28，選用鑲齒三面刃銑刀，選擇D=38mm，d=12mm，l=12mm，Z=10的錯齒三面銑刀。 7）工序（9）根據(jù)文獻【1】表3-26，選擇D=80mm，d=22mm，l=12mm，Z=10的鑲齒三面刃銑刀。 7）工序（10）鉆Φ8.7孔，根據(jù)參考文獻【3】表3.1-5選取d=8.7mm，l=125mm的硬質(zhì)合金直柄麻花鉆。 8）工序（11）锪平Φ12孔，根據(jù)文獻【1】表3-12選取d=12mm，d1=6.6mm，d2=8mm，L=80mm，l=18mm的帶導柱直柄平底锪鉆。 （4）選擇量具（因此零件屬于成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具） 1）工序（1）根據(jù)文獻【3】表5-24，選用錐柄圓柱塞規(guī)13.5+0.12 0，l=99mm。 2）工序（2）、（3）根據(jù)文獻【1】表3-39，均選擇分度值為0.02mm的游標卡尺。 3）工序（6）鉸孔，根據(jù)文獻【3】表5.2-1選擇錐柄塞規(guī)Φ14H9。 4）工序（7）、（8）、（9）、（11）、（12）根據(jù)文獻【1】表3-39，選擇三用游標卡尺，分度值為0.02mm的游標卡尺。 5）工序（10）根據(jù)文獻【1】表3-39選用專用塞規(guī)Φ8.7+0.09 0。 2、確定工序尺寸 1）工序（1）、（6）該孔由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓孔鉸刀鉸出，由參考文獻【3】表2.3-15查得，鉸孔的余量0.5mm，所以鉆孔的余量，Z鉆=（14-0.5）/2=6.5mm。則鉆孔工序尺寸及公差為Φ13.5+0.12 0，鉸孔工序尺寸及公差為Φ14+0.043 0。 2）工序（2）、（3）Φ24mm兩端面，由銑削加工來完成，工序余量為2mm。 3）工序（4）（5）倒角，有由銑削加工完成，工序余量為1.5mm。 4）工序（7）內(nèi)圓曲面R15，又銑削加工完成，工序余量為2mm。 4）工序（8）、（12）腳內(nèi)表面的Ra為6.3μm，需經(jīng)粗銑、精銑兩次加工，由參考文獻【3】表2.3-21查得精加工余量為0.5mm，所以粗加工余量為1.5mm（右端面）和1.5mm（左端面）。 5）工序（9）加工14H13槽面，上面以確定加工余量2mm，故可一次銑出。 6）工序（10）加工Φ8.7+0.09 0孔，采用直徑為Φ8.7的高速鋼鉆頭加工即可。 7）工序（11）锪Φ12孔，由文獻【1】表5-41得孔深l1=1~2取2mm。 3、確定切削用量 1）工序（1）鉆Φ14孔至13.5mm，ap=6.75mm，由參考文獻【1】表5-22取鉆a進給量f=0.25mm，又由文獻【1】按工件材料的條件選取切削速度v可取為22m/min，由公式5-1得n=1000v/πd得鉆頭轉(zhuǎn)速518.99r/min參照表4-9，取轉(zhuǎn)速545r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式5-1，可求出該工序的實際鉆削速度v=πnd/1000=545×π×13.5/1000=23.1m/min。 2）工序（2）、（3）銑端面，ap=2mm由文獻【1】表5-7得f=0.08mm/z，由表5-9按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v=44.9m/min，由公式5-1 n=1000v/dπ可求得該工序的銑刀轉(zhuǎn)速n=1000×44.9/(3.14×80)=178.65r/min,由表4-15選取n=160r/min。則相應的實際切削速度v=πnd/1000=40.2m/min。 3）工序（4）、（5）倒角，ap=1.5mm，由文獻【1】表5-32得f=0.05~0.08取f=0.05mm/r，切削速度v=40~60m/min取v=50m/min。由公式5-1 n=1000v/dπ得n=1061r/min，由表4-15選取n=1225r/min。 3）工序（6）鉸Φ14孔，由參考文獻【1】表5-31得f=0.4~0.5，取0.4mm/r切削速度v可取為3m/min，由公式5-1得n=1000v/πd=69.1r/min，參照表4-9所列Z515型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min。將此代入公式5-1可求出實際切削速度v=nπd/1000=4.3m/min。 5）工序（7）銑R15曲面，由參考文獻【1】表5-19得f=0.08~0.1，取f=0.08mm/z，由參考文獻【1】表4-18查得X62主軸轉(zhuǎn)速n=30~1500r/min，取n=300r/mm。 4）工序（8）粗銑腳右端面，ap=1.5mm可一次銑出，左端面ap=1.5mm可一次銑出。由參考文獻【1】表5-19得f=0.08~0.1得粗銑每齒進給量f=0.1mm/z。 工序（12）精銑腳左右端面，加工余量均為0.5mm，均可一次銑出。由參考文獻【1】表5-19得精銑每齒進給量f=0.08~0.1mm/r，取f=0.08mm/r。由參考文獻【1】表4-18查得X62主軸轉(zhuǎn)速n=30~1500r/mm取粗銑轉(zhuǎn)速150r/min，精銑轉(zhuǎn)速300r/min，由前面可知銑刀直徑d=38mm，所以 v粗=πnd/1000=3.14×38×150/1000=17.9m/min v精=πnd/1000=3.14×38×300/1000=35.8m/min 6）工序（9）銑槽，ap=2mm，可一次，由參考文獻【1】表5-19，每齒進給量f=0.08~0.1mm/z，取f=0.08mm/z。由參考文獻【1】表4-18查得X62主軸轉(zhuǎn)速n=30~1500r/min，取n=190r/mm則相應v=πnd/1000=3.14×80×190/1000=47.7m/min 7）工序（10）鉆Φ8.7孔，ap=4.35mm。由參考文獻【1】表5-22查得f=0.1~0.2mm/r，取f=0.15mm/r。又由參考文獻【1】表5-22得v=18~25m/min取v=18m/min。由n=1000v/πd得n=658.9r/min，參照表4-9選取n=680 r/min由公式得v=πnd/1000=3.14×680×8.7/1000=18.6m/min。 8）工序（11）锪Φ12孔，由文獻【1】表5-32得f=0.05~0.08取f=0.05mm/r,v=40~60取v=50m/min。由n=1000v/πd得n=1326.9r/min，參照表4-9選取n=1360 r/min，由公式5-1得： v=πnd/1000=3.14×1360×12/1000=51.2m/min。 4、確定基本時間 1）工序（1）鉆Φ14H9至13.5mm孔，由文獻【1】表5-4，得鉆孔基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn。l1=D/2cotkr+(1~2)=13.5/2×cot54゜+2=6.9mm，l2=1~4mm，取l2=2mm，l=50mm。 tj=（6.9+2+50）/（545×0.25）=0.43×60s=25.8s 2）工序（2）銑左端面，根據(jù)文獻【1】表5-43，得tj=L/fMZ，L=l+l1+l2 ，l=24mm， l1=0.5（d-（d2-ae2）0.5+(1~3)=3.84mm，l2=1~3mm取l2=2mm， fMZ=f×n=fz×Z×n=0.08×10×160=128mm/min 所以： tj=L/fMZ=（24+3.84+2）/128=0.233×60s=14s， 工序(3)因為加工右端面的加工條件和左端面的一樣，所以加工時間t右= tj=14s 3）工序（4）倒角（左邊），由參考文獻【1】得表5-41得tj=L/fn=(l+l1)/fn，其中l(wèi)1=1~2取l1=1mm，l=1.5mm，已知f=0.05mm/r，n=1225r/min。所以： tj=（1+1.5）/(1225×0.05) ×60s=2.4s。 工序（5）倒角（右邊）的加工的條件和工序（4）的一樣，所以此工序加工時間t右=tj=2.4s 4）工序（6）鉸孔Φ14H9孔，根據(jù)文獻【1】表5-41得tj=L/fn,其中L=（l+l2+l3），l1=(D-d1)/2=cotkr+(1~2)=0.5/2×cot54゜+2=2.2mm,L2=2~4取l2=2mm，l=46mm。所以： Tj=（2.2+2+46）/(0.4×97)=1.29×60s=77.6s 5）工序（7）銑曲面R15，根據(jù)文獻【1】表5-43得tj=（l+l1+l2）/ fMz，式中l(wèi)1=0.5d-(C0（d-C0）)1/2)+(1~3), l2=1~3，C0=（0.03~0.05）d=0.12所以l1=15mm，l2=2mm，l=15+8=23mm。fMz =fz×Z×n=0.08×10×300=240mm/min,所以： tj=（23+15+2）/240=0.166×60s=10s,因為有左右兩叉腳所以此工序總時間t總=2tj=20s。 6）工序（8）粗銑腳左右端面，根據(jù)文獻【1】表5-43得tj=（l+l1+l2）/ fMz，式中l(wèi)1=0.5d-(C0（d-C0）)1/2)+(1~3), l2=1~3，C0=（0.03~0.05）d=0.152所以l1=18.6mm，l2=2mm，l=19+8=27mm。fMz =fz×Z×n=0.1×10×150=150mm/min,所以tj=（27+18.6+2）/150=0.32×60s=19s，因為有左右兩叉腳所以此工序總時間t總=2tj=38s。 7）工序（9）銑槽，根據(jù)文獻【1】表5-43得tj=（l+l1+l2）/fMz，式中l(wèi)1=0.5(d-(d2-ae2)1/2)+(1~3)=0.5×（80-（802-17.932）0.5+2=4mm, l2=2~5取l2=3 ，l=18。fMZ=f×n=fz×Z×n=0.08×10×190=152mm/min。 所以：tj=（18+4+3）/152=0.164×60s=9.9s，因為要加工兩面所以此工序所用時間t總=2tj=19.8s，在加工兩面的時候也加工了底面所以只走刀兩次就行了。 8）工序（10）鉆孔8.7, ，由文獻【1】表5-4，得鉆孔基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn。l1=D/2cotkr+(1~2)=8.7/2×cot54゜+2=5.2mm，l2=1~4mm，取l2=2mm，l=47mm。 tj=（5.2+2+47）/（680×0.15）=0.533×60s=32s 9）工序（11）锪Φ12孔，由文獻【1】表5-41得tj=L/fn=(l+l1)/fn，其中l(wèi)1=1~2取l1=2mm，l=2mm，已知f=0.05mm/r，n=1360r/min。所以：tj=（2+2）/(1360×0.05) ×60s=3.5s。 10）工序（12）精銑腳端面，根據(jù)文獻【1】表5-43得tj=（l+l1+l2）/ fMz，式中l(wèi)1=0.5d-(C0（d-C0）)1/2)+(1~3), l2=1~3，C0=（0.03~0.05）d=0.152所以l1=18.6mm，l2=2mm，l=19+8=27mm。fMz =fz×Z×n=0.08×10×300=240mm/min,所以tj=（27+18.6+2）/240=0.198×60s=12s，因為有左右兩叉腳所以此工序總時間t總=2tj=24s 5、輔助時間的計算 根據(jù)文獻【1】第五章第二節(jié)所述，輔助時間tf與基本時間tj之間的關系為tf=（0.15~0.2）tj，此取tf=0.2tj，則各工序的輔助時間分別為： 工序（1）鉆14孔的輔助時間：tf=0.2×25.8s=5.16s； 工序（2）和（3）銑端面的輔助時間：tf=2×（0.2×14s）=5.6s； 工序（4）和（5）倒角的輔助時間：tf=2×（0.2×2.4s）=0.96s； 工序（6）鉸孔的輔助時間：tf =0.2×77.6s=15.52s； 工序（7）銑曲面R15的輔助時間：tf=0.2×20s=4s； 工序（8）粗銑腳內(nèi)端面的輔助時間：tf=0.2×38s=7.6s； 工序（9）銑槽的輔助時間：tf=0.2×19.8s=3.96s； 工序（10）鉆孔8.7的輔助時間：tf=0.2×32s=6.4s； 工序（11）锪平Φ12孔的輔助時間：tf=0.2×3.5s=0.7s； 工序（12）精銑腳內(nèi)端面的輔助時間：tf=0.2×24s=4.8s； 6、其他時間的計算 除了作業(yè)時間以外，每到工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備與終結(jié)時間。由于此零件的生產(chǎn)類型屬于大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間tb是作業(yè)時間的0.02~0.07，本零件取為0.05；休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的0.02~0.04，本零件取為0.03。則各個工序的其他時間（tb+tx）可按關系式（0.05+0.03）×（tj+tf）計算，它們分別是： 工序（1）鉆14孔的其他時間：tb+tx=0.08×（25.8+5.16）s =2.48 s； 工序（2）和（3）銑端面的其他時間：tb+tx=2×0.08×（14+2.8）s =2.688s； 工序（4）和（5）倒角的其他時間：tb+tx=2×0.08×（2.4+0.48）s =0.461s； 工序（6）鉸孔的其他時間：tb+tx=0.08×（77.6+15.52）s =7.45s； 工序（7）銑曲面R15的其他時間：tb+tx=0.08×（20+4）s =1.92s； 工序（8）粗銑腳內(nèi)端面的其他時間：tb+tx=0.08×（38+7.6）s =3.65s； 工序（9）銑槽的其他時間：tb+tx=0.08×（19.8+3.96）s =1.90s； 工序（10）鉆8.7mm孔的其他時間：tb+tx=0.08×（32+6.4）s =3.07s； 工序（11）锪平Φ12孔的其他時間：tb+tx=0.08×（3.5+0.7）s =0.34s； 工序（12）精銑腳內(nèi)端面的其他時間：tb+tx=0.08×（24+4.8）s =2.30s； 7、單件時間tdj的計算 此零件各工序的單間時間分別為： 工序（1）鉆14孔的單間時間：tdj=25.8+5.16+2.48=33.44s 工序（2）銑左端面的單間時間：tdj=14+2.8+1.344=18.14s 工序（3）銑右端面的單間時間：tdj=14+2.8+1.344=18.14s 工序（4）倒角（左邊）的單間時間：tdj=2.4+0.48+0.23=3.11s 工序（5）倒角（右邊）的單間時間：tdj=2.4+0.48+0.23=3.11s 工序（6）鉸孔的單間時間：tdj=77.6+15.52+7.45=100.57s 工序（7）銑曲面R15的單間時間：tdj=20+4+1.92=25.92s 工序（8）粗銑腳內(nèi)端面的單間時間：tdj=38+7.6+3.65=49.25s 工序（9）銑槽的單間時間：tdj=19.8+3.96+1.90=25.66s 工序（10）鉆8.7mm孔的單間時間：tdj=32+6.4+3.07=41.47s 工序（11）锪平Φ12孔的單間時間：tdj=3.5+0.7+0.34=4.54s 工序（12）精銑腳內(nèi)端面的單間時間：tdj=24+4.8+2.30=31.10s 四、專用夾具設計 為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，通常對產(chǎn)量較大的成批或大量生產(chǎn)的零件設計專用夾具。指導老師指定設計第十二道工序“精銑腳內(nèi)端面”的銑床專用夾具，本夾具將用于X62W型萬能銑床。 （一）夾具類型的確定 根據(jù)工藝規(guī)程加工要求有：尺寸41.5+0.15 -0.15mm、23+0.2 +0.1mm和位置公差兩端面與孔14軸線的垂直度為0.25及表面粗糙度為6.3。由已知條件，工件尺寸小重量輕，加工要求不高。因此設計的夾具不宜復雜，故設計成手動夾緊即可。 （二）夾具具體設計 1、確定要限制的自由度 由加工要求考慮，可知加工此工序時6個自由度均要限制方能保證加工精度要求。故加工時以14mm孔及其右端面和R15孔為定位基準。其中以長定位銷定位14mm孔限制X、Z移動和X、Z轉(zhuǎn)動4個自由度。以一平面定位撥叉右端面限制Y移動和X、Z轉(zhuǎn)動3個自由度，此時重復限制了X、Z轉(zhuǎn)動兩個自由度。但因為此時的孔以經(jīng)經(jīng)過精加工且端面也已經(jīng)過粗加工，所以孔軸線與面的垂直度較高，在這種情況下是允許采用過定位的。此時還有一個繞Y轉(zhuǎn)動的自由度沒有限制，所以在R15半圓孔用菱形銷限制此自由度。這時六個自由度全被限制為完全定位。 2、選擇定位元件 定位銷、對刀塊、菱形銷，其結(jié)構和尺寸按要求確定。 3、定位誤差分析 夾具的主要定位元件為支撐板和定位銷。支撐板夾具裝配后的技術要求統(tǒng)一磨，支撐板的定為表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；此處定位銷為非標準件需自行設計，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾具體底面的垂直度誤差不超過0.02。 夾具的主要定位元件為長定位銷限制了四個自由度,端面定位限制三個自由度（前面已述可以允許重復定位）,菱形銷限制了一個自由度。 4、夾緊機構的選擇 為了降低生產(chǎn)和夾具設計制造成本，本設計選擇采用螺紋夾緊機構。即由螺桿、螺母、墊圈、頂塊等元件組成的夾緊機構。螺旋夾緊機構不但結(jié)構簡單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長升角又小，所以螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動夾緊中用得最多的一種夾緊機構。 5、夾具設計及操作的簡要說明 理論上在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。但由于本夾具是應用于零件尺寸較小的加工中，故夾具尺寸也不能很大，如果采用機動夾緊，夾具勢必過于復雜和龐大，本夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡單、經(jīng)濟、實用, 減輕工人勞動強度，采用螺旋夾緊機構,操作非常簡單,先擰開夾緊螺母,然后把零件插進定位銷中，再將菱形銷推到位，以完全限制工件自由度。之后就旋動左右鎖緊手柄（鎖緊力按經(jīng)驗確定），最好用把手旋動帶肩六角螺母。此時已經(jīng)實現(xiàn)零件的加緊，可以進行銑削加工。需說明的是本工序采用的是X62W萬能銑床，高速鋼鑲齒三面刃銑刀來銑側(cè)端面，因而不需要很大的夾緊力，只需擰緊兩個夾緊手柄和一個螺母即可，因而工人的勞動強度不大。 五、設計小結(jié) 本次課程設計是對這個學期所學《機械設計制造基礎》課程和之前所學有關機械課程的綜合檢測和應用，將不同課本上所學的結(jié)合起來，在此基礎上，發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，進行實際設計工藝過程和夾具。 在本次設計過程中，我們閱讀了一些技術資料及設計手冊，認真探討和思考機械領域內(nèi)的各種基本問題，上網(wǎng)找了很多夾具的圖形。因此，本次設計不僅加強了對自己所學專業(yè)課程的理解和認識，而且也對自己的知識面進行了拓寬。 但知識所學有限，實際經(jīng)驗更加不足，因此我的設計還存在著很多的不足之處。如：還有夾具設計中，因手頭上的技術資料有限，所以在夾具設計時采用了許多非標準件。加緊機構為手動，盡管降低成本，但過于簡單。這些在以后的設計中都是需要改進的。 六、參考文獻： 參考文獻【1】《機械制造技術基礎課程設計指導教程》鄒清主編2004.8機械工業(yè)出版社 參考文獻【2】《機械制造技術基礎》第二版鄒清主編2009.2機械工業(yè)出版社 參考文獻【3】《機械設計制造簡明手冊》李益民主編1993.4機械工業(yè)出版社 15