攀枝花學院本科畢業設計（ 論文） 摘 要 I 目 錄 摘要 . . . ABSTRACT. 1 緒論 .3 2 撥叉 C 的分析 .4 2.1 撥叉 C 的作用 .4 2.2 撥叉 C 的工藝分析 .4 2.3 撥叉 C 的工藝要求 .4 2.4 毛坯的選擇 .5 2.5 本章總結 .5 3 工藝規程設計 .6 3.1 加工工藝過程 .6 3.2 確定各表面加工方案 .6 3.2.1 選擇加工方法時，需考慮的因素 .6 3.2.2 面的加工 .6 3.2.3 孔的加工 .7 3.2.4 槽的加工 .7 3.3 確定定位基準 .7 3.3.1 粗基準的選擇 .7 3.3.2 精基準選擇的原則 .8 3.4 工藝路線的擬訂 .8 3.4.1 工序的合理組合 .8 3.4.2 工序的集中與分散 .9 3.4.3 加工階段的劃分 .10 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 .11 3.5 撥叉 C 的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .12 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 .12 3.5.2 撥叉 C 的偏差計算 .13 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） .14 3.7 時間定額計算及生產安排 .22 3.7.1 鉆預制孔 .22 攀枝花學院本科畢業設計（ 論文） 摘 要 II 3.7.2 鉆預制孔 .23 3.7.3 拉 25H7 內花鍵 .23 3.7.4 粗、精銑 18H11 底槽 .23 3.7.5 粗、精銑上端面 .24 3.7.6 鉆、攻 2-M8 螺紋孔 .25 3.8 本章總結 .26 4 專用夾具設計 .27 4.1 銑槽夾具設計 .27 4.1.1 研究原始質料 .27 4.1.2 定位基準的選擇 .27 4.1.3 夾具方案的設計選擇 .27 4.1.4 切 削力及夾緊分析計算 .27 4.1.5 誤差分析與計算 .29 4.1.6 夾具設計及操作的簡要說明 .29 4.2 鉆、攻 2 M8螺紋孔夾具設計 .30 4.2.1 研究原始質料 .30 4.2.2 定位基準的選擇 .30 4.2.3 夾具方案的設計選擇 .30 4.2.4 切削力及夾緊力的計算 .30 4.2.5 誤差分析與計算 .31 4.2.6 夾具設計及操作的簡要說明 .32 4.3 本章總結 .32 5 花鍵孔 25H7 拉刀設計 .33 5.1 拉刀的結構參數 .33 5.1.1 拉削特點 .33 5.1.2 拉刀類型選擇 .33 5.1.3 拉刀材料選擇 .33 5.1.4 拉床類型選擇 .33 5.2 拉刀切削部分的設計 .33 5.2.1 拉削方式選擇 .33 5.2.2 齒型確定 .33 5.2.3 拉削余量的確定 .34 5.2.4 刀齒幾何參數選擇 .34 攀枝花學院本科畢業設計（ 論文） 摘 要 III 5.2.5 確定齒升量 .34 5.2.6 確定齒距及同時工作齒數 .35 5.2.7 確定容屑槽形狀和尺寸 .35 5.2.8 設計分屑槽 ./.36 5.2.9 確定拉刀齒數和直徑 .37 5.3 拉刀其他部分設計 .38 5.3.1 拉刀柄部設計 .38 5.3.2 頸部與過渡錐部設計 .38 5.3.3 前導部、后導部設計 .39 5.3.4 拉刀總長度 .39 5.4 拉刀強度及拉床拉力校驗 .40 5.4.1 拉削力 .40 5.4.2 拉刀強度校驗 .41 5.4.3 拉床拉力校驗 .41 5.5 本章總結 .42 6 結論 .43 參考文獻 .44 致 謝 .45 摘 要 此次設計任務是對撥叉 C 零件的加工工藝、夾具以及拉刀設計，該工件由于上端面和底槽均與花鍵孔中心有位置關系，因此在工序安排上，先加工花鍵孔，再通過花鍵孔定位加工底槽和上端面，最后攻螺紋孔，其中各種夾具均采用專用夾具，由于該零件的尺寸小，所需的夾緊力不大，因此都采用手動夾緊，它的機構設計簡單、方便，且滿足夾緊要求。在設計拉刀時，根據零件材料、切削余量等，選擇并計算拉刀的各種參數 ，如拉刀的容屑槽、拉刀齒升量、拉刀齒型及齒數等并根據這些參數畫出拉刀工作圖。 關鍵詞 撥叉 C，加工工藝，定位，夾緊，拉刀 攀枝花學院本科畢業設計（ 論文） 摘 要 IV 攀枝花學院本科畢業設計（論文） ABSTRACT V 攀枝花學院本科畢業設計（論文） ABSTRACT VI 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 ABSTRACT This design is to analyze the processing of plectrum C,tongs designs,and pulling knife designs,Because during the machining process,the top end and bottom slot of the workpiece are related to the core position of the key bore.then passes to spend key bore fixed position process the bottom slot with top end,offend the chread bore finally.And every kind of tongs adopt the appropriation tongs.Because such workpiece is small in its size and calls for a little clip tight,therefore all tongs adopt moving to clip tight.Its arganization design is simple,convenience,and satifly to clip tight,when designing the broaching cutting tool,this design choses and computes every kind of parameters,such as,the material of the broaching cutting tool,the rising level of the broaching cutting tool,the type of the pulling knife gear,and the number of the gears and so on,through the material of spare parts and cutting remaining measures, Key words Plectrum C, the processing craft, position, clip tight, broaching cutting tool. 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 1 緒論 7 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 1 緒論 夾具設計作為高等工科院校教學的基本訓練科目，在畢業設計中占極其重要的位置。夾具結構設計在加深對課程基本理論的理解和加強對解決工程實際問題能力的培養方面發揮著極其重要的作用。因此，選擇撥叉的夾具設計 能很好的綜合考查我們大學四年來所學知識。本次所選撥叉 C 的工藝分析及夾具設計內容主要包括：撥叉 C 工藝路線的確定，夾具方案的優選，裝配圖、零件圖的繪制以及拉刀設計，設計說明書的編寫等。 夾具是工藝裝備的主要組合部分，在機械制造中占有重要地位 ， 夾具對保證產品質量，提高生產率，減輕勞動強度，縮短產品 生產周期 等都具有重要意義。 隨著先進制造技術的發展和市場競爭的加劇，傳統的夾具設計方式已成為企業中產品快速上市的瓶頸， 各 企業迫切需要提高夾具設計的效率。 刀具行業是一個比較特殊的行業，肩負著為制造業提供關鍵裝備、數控刀具的 重任，制造業的水平如何往往會受刀具行業整體水平的較大影響，而制造業的發展也會促進刀具行業的發展，兩者可以說是相互影響相互制約。隨著制造業的持續發展，為制造業提供關鍵裝備的刀具行業必將快速、穩步發展，根據制造業發展的需要，多功能復合刀具、智能刀具、高速高效刀具必將成為時代的新寵，面對日益增多的難加工材料，刀具行業必須在改進原有的刀具材料、研發新的刀具材料及尋找更合理的刀具結構方面多下功夫，以解決制造業面臨的越來越多的加工難題。 當前，切削技術快速發展，已經進入了現代切削技術新階段，刀具材料、刀具結構均取得了全 面的進步，加工效率 也在 成倍提高。同時，切削技術和刀具也成為制造業開發新產品和新工藝、應用新材料的基礎工藝和建立創新體系攀枝花學院本科畢業設計（論文） 1 緒論 8 的關鍵技術。 本次設計的 拉刀常用于加工高精度零件，所以在設計拉刀時要確保各個參數的正確性，為了保證在拉削過程中的高精度，拉刀材料的選擇也是設計拉刀的重點，即要保證拉刀的壽命，也要保證拉刀的成本，加工難度小。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 2 撥叉 C 的分析 9 2 撥叉 C 的分析 2.1 撥叉 C 的作用 題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和 扭矩的作用 。 2.2 撥叉 C 的工藝分析 撥叉 C 是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，其加工內花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對精度要求也很高。其底槽側面與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求，上端面與花鍵孔軸線有平行度要求。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量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。 2.3 撥叉 C 的工藝要求 一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的 可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。 其余未注明圓角半徑R 3 5 m m5 錐 孔 配 作2 - M 8 通 孔圖 1.1 撥叉 C 零件圖 其加工有五組加工：銑側面；拉 25 7H 內花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑攀枝花學院本科畢業設計（論文） 2 撥叉 C 的分析 10 18H11 底槽；鉆、鉸 2-M8 通孔，并攻絲。 （ 1） 側面的加工主要是為了后續工序中能有更好的定位面，確保后續加工所要求的精度，粗糙度在 6.3 即可。 （ 2） 以 22 12H 為主要加工面，拉內花鍵槽 25 7H ，槽數為 6 個，其粗糙度要求是底邊 6.1Ra ，側邊 3.2Ra ， 22 12H 內孔粗糙度 6.3Ra 。 （ 3） 另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為 3.2Ra 。 （ 4） 第三組為粗精銑 18H11 底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊3.2Ra ，槽底的表面粗糙度要求是 3.6Ra 。 （ 5） 鉆并攻絲 2-M8，保證兩螺紋孔中心距為 25mm。 2.4 毛坯的選擇 撥叉 C 毛坯選擇金屬行澆鑄，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。工件尺寸較小單邊余量一般在 12mm ，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其年產量是 5000 件，查參考文獻 5表 2.1-3，生產類型為中批量生產。 2.5 本章總結 通過對撥叉 C 的工藝分析，為以后工序的設計安排，夾具的設計打下理論基礎，在對撥叉 C 進行工藝分析時，要充分考慮工件的材料、形狀尺寸，保證工件加工時的良好工藝性，通過對撥叉 C 的分析，確定毛坯為鑄件，在后續設計中以此分析為前提，優化夾具方案。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 11 3 工藝規程設計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、內花鍵和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證內花鍵的加工精度容易。因此，對于撥叉 C 來說，加工過程中的主要問題是 保證內花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內花鍵和平面之間的相互關系以及槽的各尺寸精度。 由上工藝分析知，上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差，所以，保證內花鍵高精度是本次設計的重點、難點。 3.2 確定各表面加工方案 一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于設計撥叉 C 的加工工藝來說，應選擇能夠滿足內花鍵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，應選擇價格較底的機床。 3.2.1選擇加工方法時，需考慮的因素 （ 1） 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。 （ 2） 根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。 （ 3） 考慮被加工材料的性質。 （ 4） 考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。 （ 5） 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表 面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。 3.2.2 面的加工 側面的加工主要是為后續加工做準備，因此，在選擇加工方法上可以選用一次性銑面，表面粗糙度為 6.3。上端面的查參考文獻 5表 2.1-12 可以確定，上端面的加工方案為：粗銑 精銑（ 7 9IT IT ），粗糙度為 Ra 6.30.8，一攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 12 般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 3.2.3 孔的加工 （ 1） 加工內花鍵前的預制孔 22 12H 加工 查參考文獻 5表 2.3-47，由于預制孔的精度為 H12，所以確定預制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預制孔表面精度，所以，在加工內花鍵前預制孔的精度可適當降低 。 （ 2） 內花鍵的加工 通過拉刀實現花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度，同時也能保證預制孔表面精度。 （ 3） 2-M8 螺紋孔的加工 加工方案定為：鉆，攻絲。 3.2.4 槽的加工 查參考文獻 5表 2.1-12 可以確定，槽的加工方案為：粗銑 精銑（ 7 9IT IT ），粗糙度為 Ra 6.30.8，設計要求為 6.3 和 3.2，粗銑時，精度可適當降低。 3.3 確定定位基準 3.3.1 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： （ 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。 （ 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是粗糙不規則的。攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 13 多次使用難以保證表面間的位置精度。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉 C 在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從撥叉 C 零件圖分析可知，選擇作為撥叉 C 加工粗基準。 3.3.2 精基準選擇的原則 （ 1） 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。 （ 2） 基準統一原則，應盡可能選用統一的定位基準。基準的統一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統一，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、磨削都以頂針孔定位，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。 （ 3） 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，能保證撥叉 C 在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從撥叉 C 零件圖分析可知，它的25 7H 內花鍵槽 ，適于作精基準使用。 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。 3.4 工藝路線的擬訂 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統一的基準。撥叉 C 的加工的第一個工序也就是加工統一的基準。具體安排是：先加工預制孔，再加工花鍵槽，最后以花鍵槽定位粗、精加工撥叉上端面和底槽及 M8 螺紋孔。 后續工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則： 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 14 （ 1） 工序分散原則 工序內容簡單，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。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 （ 2） 工序集中原則 工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量 大。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，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。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 80 90 c 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。保證零件內部基本無雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留物。 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，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。 （ 1） 工序集中的特點 工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 （ 2） 工序分散的特點 工序內容簡單，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。生產準備 工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。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，單件小批生產中，為簡化生產管理，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。結構簡單的專用機床和工夾具攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 15 組織流水線生產。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的 良好的經濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： （ 1） 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發現毛坯的缺陷，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，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗 糙度為 Ra=80100 m。 （ 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備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。表面粗糙度為Ra=101.25 m。 （ 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 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25 m。 （ 4） 光整加工階段 對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為 IT5IT6,表面粗糙度為 Ra1.250.32 m。 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，不能以某一表攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 16 面的加工或某一工序的性質區分。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。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂兩個加工工藝路線方案，見 表 3.1。 表 3.1 加工工藝路線方案比較表 工序號 方案 方案 工序內容 定位基準 工序內容 定位基準 010 銑左側面 右側面和上端面 銑左側面 右側面和上端面 020 鉆預制孔 底面和側面 鉆預制孔 底面和側面 030 粗、精銑上端面 已加工預制孔和側面 拉內花鍵 25H7 已加工預制孔和側面 040 粗、精銑 18H11底槽 已加工預制孔和側面 粗、精銑 18H11底槽 內花鍵和側面 050 鉆 2-M8 通孔，攻絲 已加工預制孔和側面 粗、精銑上端面 內花鍵和側面 060 拉內花鍵 25H7 已加工預制孔和側面 鉆 2-M8 通孔，攻絲 內花鍵和側面 070 去毛刺，清洗 去毛刺，清洗 080 檢驗 檢驗 加工工藝路線方案的論證： 方案、主要區別在于在加工上端面及以下工序時，所選定位基準不同，方案選用預制孔為主要定位基準，方案選用花鍵作主要定位基準，很顯然選用內花鍵做定位基準更符合設計要求，因為其表面精度更高，且和某些需加工面有位置精度要求。 由以上分析，方案為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程見表 3.2。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 17 表 1.2 加工工藝過程表 工序號 工 種 工作內容 說 明 010 鑄造 金屬型澆鑄 鑄件毛坯尺寸： 長： 80mm 寬： 40mm 高：75mm 預制孔、底槽不鑄出 020 熱處理 退火 030 銑 銑側面 專用銑夾具裝夾； 臥式銑床（ X52K） 040 鉆 鉆預制孔 22 12H 專用夾具裝夾； 輕型圓柱立式鉆床 ( 5035)ZQ 050 拉 拉內花鍵 25 7H 專用夾具裝夾； 臥式拉床（ L6120） 060 銑 銑底槽 18H11，深 35mm 專用夾具裝夾； 臥式銑床（ 52XK） 070 銑 粗、精銑上端面 專用夾具裝夾； 臥式銑床（ 52XK） 080 鉆 攻絲 鉆通孔 6.7mm 攻 M8 螺紋 專用夾具裝夾； 搖臂鉆床 ( 3025)Z 090 去毛刺 清洗 100 檢驗 入庫 3.5 撥叉 C 的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉 C 其材料是 HT200，采用的是金屬型鑄造，生產類型為中批量生產。 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 （ 1） 撥叉 C 為鑄造件，對毛坯的結構工藝有一定要求： 鑄件的壁厚應合適、均勻，不得有突然變化。 鑄造圓角要適當，的得有尖棱、尖角。 鑄件的結構要盡量簡化。 加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產生裂紋。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 18 鑄件的選材要合理 ，應有較好的可鑄性。 （ 2） 設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到： 各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 工藝基準以設計基準相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結構要統一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。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，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，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 可據此繪出毛坯圖。 3.5.2 撥叉 C 的偏差計算 （ 1） 側面加工的偏差及加工余量計算 本次加工面用于以后加工中的定位面，一次性銑削到尺寸 80mm，查 參考文獻 12表 1-25，得側面加工偏差為 0.3mm 。 （ 2） 預制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計算 加工預制孔時，由于鑄造是沒鑄出，且為一次鉆出，通過拉削后保證花鍵尺寸 25 7H mm ，預制孔尺寸 22 12H mm ，查 參考文獻 5表 2.3-54，得花鍵拉削余量為 0.7-0.8mm，取 0.8mm，即預制孔加工到 21.2mm ，一次拉削到設計要求，查 參考文獻 5表 1.12-11，得花鍵偏差為 0.0450 mm。 （ 3） 撥叉上端面的偏差及加工余量計算 根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。 各工步余量如下： 粗銑：參照參考文獻 5表 3.2-23。其余量值規定為 mm4.37.2 ，現取mm0.3 。表 3.2-27 粗銑平面時厚度偏差取 mm0 28.0 。 精銑：參照參考文獻 5表 2.3-59，其余量值規定為 1mm 。 鑄造毛坯的基本尺寸為 7 2 3 . 0 1 7 6 mm 。根據參考文獻 5表 2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用 IT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差為 1.1mm。 毛坯的名義尺寸為： 7 2 3 . 0 1 7 6 mm 。 毛坯最小尺寸為： 7 6 0 . 5 5 7 5 . 4 5 mm 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 19 毛坯最大尺 寸為： 7 6 0 . 5 5 7 6 . 5 5 mm 粗銑后最大尺寸為： 72 1 73mm 粗銑后最小尺寸為： 7 3 0 . 2 8 7 2 . 7 2 mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸 72mm，表面與花鍵軸的平行度公差為 0.1mm。 （ 4） 18H11（ 0.018018） 槽偏差及加工余量： 鑄造時槽沒鑄出，參照參考文獻 8表 21-5，得粗銑其槽邊雙邊機加工余量2Z=2.0mm，槽深機加工余量為 2.0mm，再由參照參考文獻 3表 21-5 的刀 具選擇可得其極限偏差：粗加工為 0.1100，精加工為 0.0130。 粗銑兩邊工序尺寸為： 18 2 16mm ； 粗銑后毛坯最大尺寸為： 1 6 0 . 1 1 1 6 . 1 1mm ； 粗銑后毛坯最小尺寸為： 16+0=16mm； 粗銑槽底工序尺寸為： 33mm； 精銑兩邊工序尺寸為： 0.013018，已達到其加工要求： 0.018018。 （ 5） 2-M8 螺紋偏差及加工余量： 參照參考文獻 5表 2.2-2， 2.2-25,2.3-13 和參考文獻 12表 1-8，可以查得： 鉆孔的精度等級： 12IT ，表面粗糙度 12.5Ra um ，尺寸偏差是 0.15mm 查參考文獻 5表 2.3-47，表 2.3-48，表 2.3-71。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該組孔的工藝是：鉆 攻絲 鉆孔： 6.7mm 攻絲：攻 2-M8 螺紋孔。 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 1：銑側面 機床：臥式銑床 刀具：根據參考文獻 4表 10-231，選用高速鋼錯齒三面刃銑刀，規格為：攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 20 1 6 0 , 4 0 , 3 2D m m d m m L m m ，齒數為 12 齒。 銑削深度pa： 1pa mm 每齒進給量fa：查參考文獻 5表 2.4-75， 0 . 2 0 . 3f mma z，取0 . 3 3 . 6f m m m ma zr。 銑削速度 V ：查參考文獻 4表 11-94，得 1 5 2 0 0 .2 5 0 .3 3m inmmV s，取 0.3mV s 機床主軸轉速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 6 0 3 5 . 8 3 / m i n3 . 1 4 1 6 0VnrD 查參考文獻 5表 3.1-74 取 3 7 .5 / m innr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 3 7 . 5 0 . 3 1 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 進給量fV： 3 . 6 1 2 3 7 . 5 / 6 0 2 7 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 2 7 / 1 6 2 0 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 75l mm 刀具切入長度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD =82mm 刀具切 出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 7 5 8 2 2 0 . 1 m i n1620jml l ltf 工序 2：鉆預制孔 機床：輕型圓柱立式鉆床 ( 5035)ZQ 刀具：查參考文獻 4表 10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆預制孔到 21.2mm，所以 21.2d mm 。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 21 進給量 f ：根據參考文獻 5表 2.4-38，取 0.5 /f mm r 切削速度 V ：參照參考文獻 5表 2.4-41，取 0.45 /V m s 機床主軸轉速 n ，有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 5 6 0 4 0 5 . 6 / m i n3 . 1 4 2 1 . 2vnrd ， 按照參考文獻 5表 3.1-36，取 475 / m innr 所以實際切削速度 v ： 3 . 1 4 2 1 . 2 4 7 5 0 . 5 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 切削工時 被切削層長度 l ： 80l mm 刀具切入長度 1l ： 1 2 1 . 2( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622rdl c t g k c t g m m m m 刀具切出長度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次數為 1 機動時間2jt：28 0 6 3 0 . 3 7 m i n0 . 5 4 7 5jLt fn 工序 3：拉內花鍵 25 7H 機床：臥式拉床 L6120。 刀具：查參考文獻 9表 1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號，該刀具特點：拉削長度大于 30mm，同時加工齒數不小于 5。材料： W18Cr4V 做拉刀材料，柄部采用 40Cr 材料（具體刀具設計見拉刀設計）。 拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設計，拉削的進給量即為單面的齒升量。查參考文獻 5表 2.4-118 和 2.4-119，確定拉削速度 v =0.1160.08mms ，取 0 .1 0 mmv s 。 拉削工件長度 l ： 80l mm ； 拉刀長度1l：1 995l mm（見拉刀設計）； 拉刀切出長度2l=510mm，取2 10l mm。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 22 走刀次數一次。 根據以上數據代入公式（計算公式由參考文獻 5表 2.5-20 獲得），得機動時間jt 12 8 0 9 9 5 1 0 1 0 . 8 5 0 . 1 8 m i n1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 1j l l lt s sv 工序 4：粗、精銑 18H11 底槽 機床：立式升降臺銑床（ 52XK） 刀具：根據參考文獻 4表 21-5 選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑 160mm，內徑 40mm，刀寬粗銑 16mm，精銑 18mm， 齒數為 24 齒。 （ 1） 粗銑 16 槽 銑削深度pa： 33pa mm 每齒進給量fa：查參考文獻 5表 2.4-75，得 0 . 2 0 . 3 /fa m m z，取0 .2 /fa m m z 。 銑削速度 V ：查參考文獻 8表 30-33，得 14 m inmV 機床主軸 轉速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 4 2 7 . 9 / m i n3 . 1 4 1 6 0VnrD 查參考文獻 5表 3.1-74 取 30 / minnr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 3 0 0 . 2 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 進給量fV： 0 . 2 2 4 3 0 / 6 0 2 . 4 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 2 . 4 / 1 4 4 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm 刀具切入長度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD =81mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 23 走刀次數 1 次 機動時間1jt：121 4 0 8 1 2 0 . 8 5 m i n144jml l ltf （ 2） 精銑 18 槽 切削深度pa： 35pa mm 根據 參考文獻 5表 2.4 76 查得：進給量 0 .0 5 /fa m m z,查 參考文獻 5表2.4-82 得切削速度 23 / m inVm ， 機床主軸轉速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 3 4 5 . 8 / m i n3 . 1 4 1 6 0Vnrd ， 查參考文獻 5表 3.1-74 取 4 7 .5 / m innr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 4 7 . 5 0 . 4 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 進給量fV： 0 . 0 5 2 4 4 7 . 5 / 6 0 0 . 9 5 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 0 . 1 8 / 5 7 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm ， 刀具切入長度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD =81mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 4 0 8 1 2 1 . 5 2 m i n57jml l ltf 本工序機動時間12 0 . 8 5 1 . 5 2 2 . 3 7 m i nj j jt t t 工序 5：粗、精銑上端面 機床：臥式銑床 52XK 刀具：根據參考文獻 4表 10-231，選用高速鋼錯齒三面刃銑刀，規格為：攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 24 1 6 0 , 4 0 , 3 2D m m d m m L m m ，齒數為 12 齒。 （ 1） 粗銑上端面 銑削深度pa： 3pa mm 每齒進給量fa：查參考文獻 5表 2.4-75， 0 . 1 5 0 . 2 5f mma z，取1 .8f mma r 。 銑削速度 V ：查參考文獻 4表 11-94，得 1 5 2 0 0 .2 5 0 .3 3m inmmV s，取 0.3mV s 機床主軸轉速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 6 0 3 5 . 8 3 / m i n3 . 1 4 1 6 0VnrD 查參考文獻 5表 3.1-74 取 3 7 .5 / m innr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 3 7 . 5 0 . 3 1 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 進給量fV： 1 . 8 1 2 3 7 . 5 / 6 0 1 3 . 5 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 1 3 . 5 / 8 1 0 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 80l mm 刀具切入長度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD =82mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 8 0 8 2 2 0 . 3 m i n810jml l ltf （ 2） 精銑上端面 切削深度pa： 1pa mm 根據 參考文獻 4表 11-91 查得：每齒進給量 0 . 0 1 0 . 0 2 /fa m m z,取攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 25 0 .2 4 /fa m m r ， 根據 參考文獻 4表 11-94 查得切削速度 30 / m inVm 機床主軸轉速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 0 5 9 . 7 / m i n3 . 1 4 1 6 0Vnrd ， 按照參考文獻 5表 3.1-74 取 60 / minnr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 6 0 0 . 5 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 進給量fV： 0 . 2 4 1 2 6 0 / 6 0 2 . 8 8 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 2 . 8 8 / 1 7 2 . 8 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 80l mm 刀具切入長度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD =81mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 8 0 8 1 2 0 . 9 5 m i n1 7 2 . 8jml l ltf 本工序機動時間12 0 . 3 0 . 9 5 1 . 2 5 m i nj j jt t t 工序 6：鉆 8M 孔并攻絲 機床：搖臂鉆床 3025Z 刀具：根據參照參考文獻 5表 4.3-9 硬質合金錐柄麻花鉆頭。 （ 1） 鉆孔 6.7 mm 鉆孔前鑄件為實心，根據上文所的加工余量先鉆孔到 6.7mm 再攻絲，所以6.7D mm 。 鉆削深度pa： 9.5pa mm 進給量 f ：根據參考文獻 5表 2.4-38，取 rmmf /33.0 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 26 切削速度 V ：參照參考文獻 5表 2.4-41，取 0.41 /V m s 機床主軸轉速 n ，有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 1 6 0 1 1 6 9 . 3 1 / m i n3 . 1 4 6 . 7vnrd ， 按照參考文獻 5表 3.1-31 取 1 6 0 0 / m innr 所以實際切削速度 v ： 3 . 1 4 6 . 7 1 6 0 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 被切削層長度 l ： 42l mm 刀具切入長度 1l ： 1 6 . 7( 1 2 ) 1 2 0 1 2 . 8 9 322rDl c t g k c t g m m m m 刀具切出長度 2l ： mml 412 取2 2l mm 走刀次數為 1，鉆孔數為 2 個 機動時間1jt：14 2 3 22 2 0 . 5 m i n0 . 3 3 1 6 0 0jLt fn （ 2） 攻 2-M8 螺紋通孔 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量 f ：查參考文獻 5表 1.8-1 得所加工螺紋孔螺距 1.25p mm ,因此進給量 1 .2 5 /f m m r 切削速度 V ：參照參考文獻 5表 2.4-105，取 0 . 1 3 3 / 7 . 9 8 / m i nV m s m 機床主軸轉速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 7 . 9 8 3 1 7 . 6 8 / m i n3 . 1 4 8Vnrd ，取 350 / m innr 絲錐回轉轉速 n回：取 3 5 0 / m innr回 實際切削速度 V ： 0 3 . 1 4 8 3 5 0 0 . 1 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削層長度 l ： 9.5l mm 刀具切入長度 1l ：1 (1 3 ) 3 1 . 2 5 3 . 7 5l f m m 刀具切出長度 2l ：2 2 3 3 1 . 2 5 3 . 7 5l f m m （ ），加工數為 2 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 27 機動時間2jt：1 2 1 22 9 . 5 3 . 7 5 3 . 7 5 9 . 5 3 . 7 5 3 . 7 52 2 0 . 1 3 m i n1 . 5 3 5 0 1 . 5 3 5 0j l l l l l lt f n f n 回（ ） （ ） 本工序機動時間jt：12 0 . 5 0 . 1 3 0 . 6 3 m i nj j jt t t 。 3.7 時間定額計算及生產安排 根據設計任務要求，該撥叉 C 的年產量為 5000 件。一年以 240 個工作日計算，每天的產量應不低于 21 件。設每天的產量為 21 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 22.8min。 參照參考文獻 5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： Ntkttt zzfjd /%)1)( （大量生產時 0/ Ntzz ） 因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為： %)1)( ktttfjd 其中： dt 單件時間定額 jt 基本時間（機動時間） ft 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 k 布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 3.7.1 銑側面 加工機動時間jt： 0.1minjt 輔助時間ft：參照參考文獻 5表 2.5-41，取工步輔助時間為 0.41min 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，并查參考文獻 5表 2.5-42，取裝卸工件時間為 min1 。則 0 . 4 1 1 1 . 4 1 m i nft k ：根據參考文獻 5表 2.5-43， 12.14k 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 28 單件時間定額dt有： ( ) (1 % ) ( 0 . 1 1 . 4 1 ) (1 1 2 . 1 4 % ) 1 . 6 9 m i nd j ft t t k 22.8min 因此，達到生產要求。 3.7.2 鉆預制孔 加工機動時間jt： 0.37 m injt 輔助時間ft：參照參考文獻 5表 2.5-41，取工步輔助時間為 1.55min 。由于在生產線上裝卸工件時間很短，并查參考文獻 5表 2.5-42，取 裝卸工件時間為 min1 。則 1 . 5 5 1 2 . 5 5 m i nft k ：根據參考文獻 5表 2.5-43， 12.14k 單件時間定額dt有： ( ) (1 % ) ( 0 . 3 7 2 . 5 5 ) (1 1 2 . 1 4 % ) 3 . 2 7 m i nd j ft t t k 22.8min 因此，達到生產要求。 3.7.3 拉 25H7內花鍵 機動時間jt： 0 .1 8 m injt 輔助時間ft：參照參考文獻 3表 2.5-66，取工步輔助時間為 1.4min 。查參考文獻 5表 2.5-67 取裝卸工件時間為 0.5min 。則 1 . 4 0 . 5 1 . 9 m i nft k ：根據參考文獻 5表 2.5-68 得 11.6k 單間時間定額dt有： ( ) (1 % ) ( 0 . 1 8 1 . 9 ) (1 1 1 . 6 % ) 2 . 2 8 m i nd j ft t t k 22.8min 因此，達到生產要求。 3.7.4 粗、精銑 18H11 底槽 （ 1） 粗銑 16 槽 機動時間jt粗： 0.85 m injt 粗 輔助時間ft：參照參考文獻 5表 2.5-45，取工步輔助時間為 0.41min 。查攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 29 參考文獻 5表 2.5-46 取裝卸工件時間為 1min ，單件加工 時已包括布置、休息時間，由于此次工序中裝夾了兩個加工件，應乘以多件裝夾系數，查該表注釋得兩件裝夾系數為 0.6，因此裝卸工件時間 1 1 0 .6 1 .6 min， 則 0 . 8 5 1 . 6 2 . 4 5 m i nft 。 k ：根據參考文獻 5表 2.5-48， 13k 單間時間定額dt有： ( ) ( 1 % ) ( 0 . 8 5 2 . 4 5 ) ( 1 1 3 % ) 3 . 7 3 m i ndfjt t t k 粗 22.8min 因此，達到生產要求。 （ 2） 精銑 18H11 槽 機動時間jt精： 1 .5 2 m injt 精 輔助時間ft：參照參考文獻 5表 2.5-45，取工步輔助時間為 0.41min 。查參考文獻 5表 2.5-46 取裝卸工件時間為 1min ，單件加工時已包括布置、休息時間，由于此次工序中裝夾了兩個加工件，應乘以多件裝夾系數，查該表注釋得兩件裝夾系數為 0.6，因此裝卸工件時間為 1 1 0 .6 1 .6 min， 則 1 . 5 2 1 . 6 3 . 1 2 m i nft 。 k ：根據參考文獻 5表 2.5-48， 13k 單間時間定額dt有： ( ) (1 % ) (1 . 5 2 3 . 1 2 ) (1 1 3 % ) 5 . 2 4 m i ndfjt t t k 精 22.8min 因此，達到生產要求。 3.7.5 粗、精銑上端面 加工機動時間jt： 1.25 m injt 輔 助時間ft：參照參考文獻 5表 2.5-45，取工步輔助時間為 min41.0 。查參考文獻 5表 2.5-46 取裝卸工件時間為 1min 。則： m in41.1141.0 ft 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 30 k ：根據參考文獻 5表 2.5-48， 13k 單間時間定額dt有： ( ) (1 % ) (1 . 2 5 1 . 4 1 ) (1 1 3 % ) 3 m i nd j ft t t k 22.8min 因此，達到生產要求。 3.7.6 鉆、攻 2-M8螺紋孔 （ 1） 鉆 6.7mm孔 機動時間jt： 0.5 minjt 輔助時間ft：參照參考文獻 5表 2.5-41，取工步輔助時間為 1.55min 。查參考文獻 5表 2.5-42 取裝卸工件時間為 min1 。則： 1 . 5 5 1 2 . 5 5 m i nft k ：根據參考文獻 5表 2.5-43， 14.12k 單間時間定額dt有： ( ) (1 % ) ( 0 . 5 2 . 5 5 ) (1 1 2 . 1 4 % ) 3 . 4 2 m i nd j ft t t k 22.8min 因此，達到生產要求。 （ 2） 攻 2-M8 螺紋孔 機動時間jt： 0 .1 3 m injt 輔助時間ft：參照參考文 獻 5表 2.5-41，取工步輔助時間為 1.55min 。查參考文獻 5表 2.5-42 取裝卸工件時間為 min1 。則： 1 . 5 5 1 2 . 5 5 m i nft k ：根據參考文獻 5表 2.5-43， 14.12k 單間時間定額dt有： ( ) (1 % ) ( 0 . 1 3 2 . 5 5 ) (1 1 2 . 1 4 % ) 3 . 0 1 m i nd j ft t t k 22.8min 因此，達到生產要求。 時間定額填 入工序卡中，工藝過程卡、工序卡見（附表）本設計中的工藝攀枝花學院本科畢業設計（論文） 3 工藝規程分析 31 文件部分。 3.8 本章總結 本章確定了零件的工藝路線，以及設計夾具前的定位基準選擇，為后續的專用夾具設計做好準備，根據毛坯尺寸及設計要求確定各個加工方案，再由各個加工方案選擇機床類型、刀具類型、切削用量以及機加工時間并編入工藝文件中。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 4 專用夾具設計 32 4 專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工撥叉 C 零件時，需要設計專用夾具。 根據任務要求中的設計內容，需要設計加工底槽夾具及鉆、攻絲 2-M8 螺紋孔夾具各一套。其中加工底槽 的夾具將用于 KX52 臥式鏜床，刀具采用三面刃銑刀，而加工上端面上的兩螺紋孔的刀具分別為麻花鉆、絲錐，機床采用搖臂鉆床，另一任務要求為拉 25H7 花鍵 孔的拉刀設計，詳見拉刀設計說明書。 4.1 銑槽夾具設計 4.1.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來粗、精銑底槽，該底槽側面對花鍵孔的中心 線要滿足尺寸要求以及垂直度要求。在粗銑此底槽時，其他都是未加工表面。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。 4.1.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：槽兩側面面對花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其設計基準為花鍵孔的中心線。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，在此選用特制花鍵軸找中心線，這種定位在結構上簡單易操作。 采用花鍵軸定心定位的方式，保證底槽加工的技術要求。同時，應加一圓柱銷固定好花鍵軸，防止花鍵軸帶動工件在 X 方向上的旋轉自由度。 4.1.3夾具方案的設計選擇 根據任務書要求，銑槽時要保證槽寬 18H11，槽兩側面粗糙度 3.2，底面粗糙度 6.3，且要保證底面與花鍵中心尺寸 15mm，以及槽兩側面與花鍵孔中心的垂直度誤差不大于 0.08mm，現設計夾具方案有： 方案一：采用壓板用螺栓聯接，利用汽缸夾緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時間短，工人勞動強度小，但是成本高。 方案二：采用壓板，用螺栓、螺母聯接，利用手動夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。 本次設計零件為大批量生產，要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案二，利用螺栓、螺母手動夾緊。壓板選擇為直壓板，加工兩個零件時，為了防止兩工件在長度尺寸上的誤差，而導致直壓板不能完全壓住兩工件，因此，在壓板兩端設 計了兩個浮動壓頭，且壓板也螺栓、攀枝花學院本科畢業設計（論文） 4 專用夾具設計 33 螺母的連接采用球面墊圈，這樣就能消除兩工件的尺寸誤差。壓板形狀見圖 4.1。 412?148510013413030563256.311R10 圖 4.1 銑槽用壓板 4.1.4 切削力及夾緊分析計算 刀具材料： VCWr418（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） 刀 具 有 關 幾 何 參 數 ： 000 1510 000 128 00 85n 00 2515 mmD 63 8Z zmma f /25.0 mma p 0.2 由 參考文獻 13表 1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： PzppC zKBDfaCF 9.01.172.01.1 查 參考文獻 13表 1021 得： 510pC 對于灰鑄鐵： 55.0)190( HBK p 取 175HB ， 即 96.0pK 所以 1 . 1 0 . 7 2 1 . 1 0 . 95 1 0 2 . 0 0 . 2 5 6 3 6 0 8 0 . 9 6 6 4 0 . 6 9 ( )CFN 由 參考文獻 3表 1-2 可得： 垂直切削力 ： )(62.5 7 69.0 NFFCCN （對稱銑削） 背向力： )(38.3 5 255.0 NFFCP 根據工件受力 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，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再攀枝花學院本科畢業設計（論文） 4 專用夾具設計 34 乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： FKWK 安全系數 K 可按下式計算： 6543210 KKKKKKKK 式中：60 KK為各種因素的 安全系數，見 參考文獻 13表 121 可得： 25.20.10.13.12.10.12.12.1 K 所以 )(55.1 4 4 125.269.6 4 0 NFKWCK )(62.1 2 9 725.272.576 NFKWCNK )(86.79225.238.352 NFKW PK 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。 單個螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算： )( 210 tgtgQLW z 式中參數由 機床夾具設計手冊可查得： 0 912 0592 其中： 120( )L mm )(25 NQ 螺旋夾緊力： )(08.19230 NW 易得：KWW 0 經過比較實際夾緊力遠遠大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 4.1.5 誤差分析與計算 該夾具以平面定位心軸定心，心軸定心元件中心線與底槽側面規定的垂直度偏差 0.08mm，槽的公差為 0.110mm。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定的工序公差。 gwj 與機床夾具有關的加工誤差j，一般可用下式表示： MjjjWDADZWj 由 參考文獻 13可得： 平面定位心軸定心 的定位誤差 ： 0WD 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 4 專用夾具設計 35 夾緊誤差 ： co s)(m inm a x yyjj 其中接觸變形位移值： mmlNcHBkRk nZHBaZR a Zy 004.0)62.19)( 1 mmyjj 0 0 3 6.0co s 磨損造成的加工誤差：Mj通常不超過 mm005.0 夾具相對刀具位置誤差：AD取 mm01.0 誤差總和： 0 . 0 5 2 2 0 . 1 1jw m m m m 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.1.6 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式， 在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，心軸可采用可換的。以便隨時根據情況進行調整。 4.2 鉆、攻 2 M8 螺紋孔夾具設計 4.2.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來鉆兩個 6.7mm 孔并攻 M8 螺紋 。加工時應保證螺紋孔與側面的位置距離及螺紋孔中心線與錐孔中心線距離。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。 4.2.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：兩螺紋孔與側面有位置要求，在對螺紋孔進行加工前，花鍵孔已進行了拉削加工。因此，選底側面定位，花鍵內圓孔定心限制了除在 X軸的旋轉自由度以外的所有自由度，為了限制 X 軸的旋轉自由度，可在工件邊裝一擋銷，從而來滿足螺紋孔與端面的位置要求。 4.2.3 夾具方案的設計選擇 方案一：利用移動彎壓板夾緊。 方案 二：采用夾緊定位一體，即在定位心軸上加工一段螺栓，利用螺栓、螺母夾緊。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 4 專用夾具設計 36 方案三：采用兩短圓錐銷裝夾在花鍵孔兩端，兩短圓錐銷利用氣壓夾緊并定位。 根據任務書要求，兩螺紋孔分布在零件兩端，利用心軸上加工螺栓來夾緊，其夾緊剛度比較低，且夾緊、定位在一起相互有一定影響。方案三中，夾緊力比較理想，但夾具裝備比較復雜，成本也高，因此選用方案一采用移動彎壓板夾緊，夾緊、定位分開，且夾具裝備簡單。壓板形狀見圖 4.2。 1418101725818525R15R715401 2 5AAAA 圖 4.2 鉆孔用移動彎壓板 4.2.4 切削力及夾緊力的計算 由 參考文獻 13查表 721 可得： 切削力公式：Pf KfDF 75.02.1412 式中 6.7D mm 0 .3 3 /f m m r 查表 821 得： 95.0)19 0( 6.0 HBK p 即： )(69.1980 NFf 實際所需夾緊力： 由 參考文獻 13表 1121 得： KFW fK 安全系數 K 可按下式計算， 由式（ 2.5）有： 6543210 KKKKKKKK 式中：60 KK為各種因素的 安全系數，見 參考文獻 13表 121 可得： 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 4 專用夾具設計 37 25.20.10.13.12.10.12.12.1 K 所以 )(55.4 4 5 625.269.1 9 8 0 NFKWfK 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 25.2K ， 16.01 ， 2.02 螺旋夾緊時產生的夾緊力，有： )(5830)( 210 NtgtgQLW z 式中參數由 參考文獻 13可查得： 33.9 675.5zr 901 0592 631 其中： 80( )L mm )(80 NQ 由 參考文獻 13表 2621 得：原動力計算公式： 由上述計算易得： KWW 0 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 4.2.5 誤差分析與計算 該夾具以側面和花鍵內孔為定位基準，要求保證孔軸 線與左側面間的尺寸公差。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定的工序公差。 孔 與左側面為線性尺寸一般公差。根據國家標準的規定，由 參考文獻參考文獻 12表 251 可知： 取 m （中等級）即 ：尺寸偏差為 2.015 、 107 0.2 由 參考文獻 13可得： 定位誤差： 定位尺寸公差 mm2.0 ，在加工 尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向垂直。即： 故. 0DW。 夾緊 安裝 誤差， 對工序尺寸的影響均小。即： 0jj 磨損造成的加工誤差：Mj通常不超過 mm005.0 夾具相對刀具位置誤差： 鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即 0 .0 4DA mm 誤差總和： 0 . 2 4 5 0 . 4jw m m m m 從 以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.2.6 夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工撥叉 C 上端面的兩螺紋孔。工件以側面和花鍵內孔為定位基準，在擋銷和定位塊上實現完全定位。采用手動螺旋移動彎壓板機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 4 專用夾具設計 38 4.3 本章總結 本章通過前邊設計的內容，針對此次任務，對銑槽、鉆螺紋孔進行了專用夾具設計，在夾具設計時應充分考慮零件的良好可加工性，夾具結構力求簡單、可靠，保證工人勞動強度小，夾具結構的經濟性也是設計中重點考慮的問題。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 5 花鍵孔 25H7 拉 刀設計 39 5 花鍵孔 25H7 拉刀設計 5.1 拉刀的結構參數 5.1.1拉削特點 拉削是利用拉刀切削金屬的高生產率加工方法，可用來加工各種形狀的通孔、槽以及簡單或復雜形狀的外表面。拉削加工與其他切削方法相比，其特點表現在：生產率高、加工精度和表面粗糙度高、成本低、機床結構簡單、操作簡單等。 5.1.2拉刀類型選擇 根據任務書要求，需拉削長 80mm，槽數為 6 的內花鍵槽，查參考文獻 9表 1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號，該刀 具特點：拉削長度大于30mm，同時加工齒數不小于 5，可保證花鍵孔所需的高精度。 5.1.3 拉刀材料選擇 由任務書知所需加工零件材料我 HT200，其特點是硬度大，韌性差，因此在拉削過程中要求拉刀耐磨性好，查參考文獻 3表 3-1，選鋼號為 W18Cr4V 做拉刀材料，柄部采用 40Cr 材料，將兩種材料采用對焊連接，該拉刀材料特點是：綜合性能好，通用性強，可磨性好，適合加工合金，普通鑄鐵等，硬度： 6366HRC，抗彎強度： 3.03.4GPa，沖擊韌度： 0.180.32MJ/ 2m 。 5.1.4 拉床類型選擇 根據所需加工零件，查參考文獻 5表 3.1-84，選臥式拉床 L6120。 5.2 拉刀切削部分的設計 切削部分是拉刀的重要部分，它決定著拉削生產率和加工表面質量。 設計切削部分是要解決下列任務：選擇拉削方式，確定拉削余量，選擇前角、后角及齒升量，確定齒距及容屑槽數量和尺寸等。 5.2.1 拉削方式選擇 拉削方式可分為分層拉削法（成形式、漸成式）、分塊拉削法和組合拉削法。本次設計中，采用組合拉削法，它結合了成形式拉刀與分塊式拉刀的 優點，粗切齒按分快式機構設計，精切齒則采用成形式結構。 5.2.2 齒型確定 在加工花鍵前預制孔只加工到 21.2mm，而任務書要求內孔為 22mm，因此在加工花鍵的同時也要設計出加工內孔的齒型，所以確定各齒齒型為：粗切齒、過渡齒、精切齒、校準齒、圓形齒。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 5 花鍵孔 25H7 拉 刀設計 40 5.2.3 拉削余量的確定 根據任務書提供數據及鉆預制孔所得直徑，再查參考文獻 5表 1.4-4，得直徑余量 0A 為： m a x m i n0 2 5 . 0 2 1 2 1 . 2 3 . 8 2 1moA m mDD 式中 maxmD 花鍵孔的最大外徑； minoD 預制孔的最小內徑。 5.2.4 刀齒幾何參數選擇 查參考文獻 11表 5-8，得： 前角 0 00 8 1r 后角0：切削齒 0/00 1302 ；校準齒 /00 301 刃帶寬度1ab：粗切齒（包括過渡齒、圓形齒） 0.1mm；精切齒 0.2mm；校準齒 0.4mm。各參數所指如圖 5.1。 rab a1 圖 5.1 齒形圖示 5.2.5 確定齒升量zf 齒升量確定的原則應該是在保證加工表面質量、容屑空間和拉刀強度的前提下，盡量選取較大值。 查參考 文獻 9表 1.1-10，得 粗切齒的齒升量為 0.040.10mm，取 0.06mm，精切齒取 0.01mm，過渡齒齒升量從粗切齒齒升量 0.06mm逐漸減少到精切齒齒升量 0.01mm，圓形齒齒升量取 0.04mm。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 5 花鍵孔 25H7 拉 刀設計 41 5.2.6 確定齒距 p 及同時工作齒數eZ 拉刀齒距的大小，直接影響拉刀的容屑空間和拉刀長度以及拉削同時工作齒數。查參考文獻 9表 1.1-13，取 粗切齒 13p mm （過渡齒齒距與粗切齒齒距相同） 精切齒 9p mm （圓形齒、校準齒齒距與精切齒的齒距相同） ，同時工作齒數 7eZ 齒。 5.2.7 確定容屑槽形狀和尺寸 （ 1）容屑槽形狀選擇 查參考文獻 11表 5-11，選曲線齒背槽型，其特點是：容屑空間較大，便于切屑卷曲，用于拉削韌性材料。 （ 2）確定容屑系數 K 查參考文獻 9表 1.1-15， 0 .0 6z mmf ，工件材料為鑄鐵，選 2.5K （ 3）計算容屑槽深度 h 根據公式： 1 . 1 3zh L Kf （ L 拉削總長） 帶入數據，得 1 . 1 31 . 1 3 0 . 0 6 8 0 2 . 53 . 1 6zh L Kmmmmf 由于切屑在容 屑槽內卷曲和填充不可能很緊密，為保證容屑，容屑槽的有效體積須大于切屑所占體積，即取 4h mm 。 （ 4）確定容屑槽尺寸 查參考文獻 11表 5-11，取基本槽，各尺寸分別為： 粗切齒： 1 3 , 4 , 4 , 2 , 8p m m h m m g m m r m m R m m ，過渡齒參數與其相同； 精切齒： 9 , 3 , 3 . 5 , 1 . 5 , 7p m m h m m g m m r m m R m m ，校準齒、圓形齒參數與其相同，各參數所指，如圖 5.2。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 5 花鍵孔 25H7 拉 刀設計 42 hrRpg圖 5.2 容屑 槽圖示 5.2.8 設計分屑槽 分屑槽是將較寬的切屑分割成窄切屑，以便于切屑卷曲、容納和清除。拉刀前、后刀齒上的分屑槽應交錯磨出。分屑槽分圓弧形和角度形兩種，本次設計拉刀的粗切齒采用圓弧形分屑槽，精切齒采用角度形分屑槽，在設計分屑槽深度時應大于齒升量。 查參考文獻 9表 1.1-19，刃寬為 6mm時，槽數為 1 個 分屑槽參數為： 粗切齒： 0 . 6 0 . 8k mmb ，取 0.6k mmb ； 0 . 4 0 . 6k mmh ，取 0.4k mmh ； 0 . 2 0 . 3k mmr ，取 0.2k mmr 。 kb 分屑槽寬度； kh 分屑槽高度； kr 分屑槽圓弧半徑。 圓形齒： 0.6k mmb 0.5k mmh 由于精切齒的齒升量較小為 0.01mm，拉削量較少，切屑呈崩碎狀，所以在精切齒上不用開分屑槽，過渡齒分屑槽和粗切齒分屑槽一樣為圓弧形分屑槽，圓形齒分屑槽設計為角度形分屑槽，校準齒無齒升量也不需做分屑槽。在設計分屑槽后角是為了使分屑槽側刃處的后角大于零，磨制時，應使槽底與后刀面平行或使槽底與拉刀軸線成 01 （ 為拉刀后角）。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 5 花鍵孔 25H7 拉 刀設計 43 即，粗切齒分屑槽后角為 00/ 0 /00113 0 3 3 021 5.2.9 確定拉刀齒數和直徑 （ 1）拉刀齒數 根據已確定的拉削余量 A，選定的粗切齒齒升量zf，然后按公式0 ( 3 5 )2zAz f 估算切削齒齒數 z（包括粗切齒、校準齒和精切齒的齒數） 帶入數據，得01 3 . 8 2 1( 3 5 ) 5 4 3 . 2 12 0 . 0 62zAz f ，取整數 z=44 齒。 查參考文獻 11表 5-14，得各類齒齒數為： 過渡齒： 4 齒，精切齒： 6 齒，校準齒： 5 齒，粗切齒： 29 齒。 圓形齒齒數確定：根據上文可知，圓形齒第一齒直徑為 21.2mm，最后一 齒直徑為內孔最大直徑 22.021mm，齒升量為 0.04mm，得 2 2 2 . 0 2 1 2 1 . 21 1 1 . 2 62 0 . 0 4z 齒， 所以取圓形齒齒數為 12 齒。 則 總齒數12 4 4 1 2 5 6z z z 齒。 （ 2）各刀齒直徑 所設計拉刀第一個粗切齒主要用于修正預制孔毛邊，不設齒升量，直徑等于預制孔的最小直徑 21.2mm，其余粗切齒直徑為前一刀齒直徑加上兩倍齒升量。過度齒齒升量逐步減少（直到接近精切齒齒升量，四齒齒升量分別取 0.06mm、0.05mm、 0.04mm、 0.03mm），其直徑等于前一刀齒直徑加上兩倍實際齒升量。最后一個精切齒直徑與校準齒直徑相同，圓形齒第一齒直徑為預制孔直徑 21.2mm，以后每齒直徑以兩倍齒升量增加，最后一齒直徑為 22.05mm。 校準齒無齒升量，各齒直徑相同。取校準齒直徑等于工作拉削后孔允許的最大直徑maxmD，由于拉削后孔徑會產生收縮，校準齒直徑 d校應取為 m a xmDd 校 查參考文獻 11表 5 15，取 0.03 mm 帶入數據，得 m a x 2 5 . 0 2 1 0 . 0 3 2 5 . 0 5 1mD m md 校 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 5 花鍵孔 25H7 拉 刀設計 44 5.3 拉刀其他部分設計 5.3.1拉刀柄部設計 柄部用于夾持拉刀和傳遞動力的部分，為了制造容易，采用快速卡頭，查參考文獻 5表 4.5-4，柄部結構形式選型 -A 無周向定位面的圓柱形前柄型式。 拉刀柄部直徑1D應至少比預制孔直徑小 0.5mm，取1 20D mm。查參考文獻 5表 4.5-4，得 0 . 0 2 51 0 . 0 8 502 0 . 2 8/1/1 2 12 0 ；1 5 ；1 9 . 7 ；2 0 , 2 5 , 7 5 4mmDD m mD m mL m m L m m L m m c m m ， 各參數具體如圖 5.3 所示。 LLcAAD1A - ALDD2 圖 5.3 刀柄圖示 5.3.2 頸部與過渡錐部設計 拉刀頸部長度（包括過渡錐長度）可按下式計算： /3 1 0 3 1 2()L H H l L L L 式中各參數見圖 5.4 所示。 攀枝花學院本科畢業設計（論文） 5 花鍵孔 25H7 拉 刀設計 45 l 過Ll 前H 1HlLLLL拉刀工件花盤床壁夾頭 圖 5.4 拉刀頸部長度的確定 為了縮短拉刀長度，可將花盤換為厚度1H更小的襯套，這里選厚度為 14mm的襯套。由于選用 L6120 拉床，所以取3 1 6 0 1 8 0L m m，取3 170L mm（包括過渡錐長度）。過渡錐長度一般為 10、 15 或 20mm，由于拉刀直徑較小，取10l mm過 。 5.3.3 前導部、后導部設計 前導部直徑的基本尺寸等于拉削預制孔的最小直徑 m in 2 1 .2o mmD ，長度l前 一般等于工件拉削長度 0L ，當孔的長徑比大于 1.5 時，可取為 0.75 0L ，此次拉削孔的長徑比為 80： 25=3.5 1.5，因此00 . 7 5 0 . 7 5 8 0 6 0l L m m 前。 后導部直徑的基本尺寸等于拉削后孔的最小直徑minmD=25mm，長度 l后可取為工件長度的 1/22/