1、1 緒論機械制造加工工藝與機床夾具設計是在學完了大學的全部根底課、技術根底課以及全部專業(yè)課之后進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，進而使對機械有了進一步的認識，為以后的工作打下根底。它是主要是對零件的加工工藝和對零件的某幾個工序加工進行專用夾具的設計，從零件的工藝來說，它主要是分析零件在進行加工時應注意什么問題，采用什么方法和工藝路線加工才能更好的保證精度，提高勞動生產(chǎn)率。就專用夾具而言，好的夾具設計可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)率、精度、降低本錢等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低本錢。在本設計中，就針對撥叉A的加工工藝進行分析，制定和比擬加工工藝路線，選擇較好的加工工藝

2、路線進行加工。并對撥叉叉口兩側面、孔和槽進行專用夾具的設計，在這過程中，制定多套夾具方案分別對各夾具的定位誤差和精度進行分析計算，選擇其一進行下一步的設計，以完本錢次設計。通過這次設計，培養(yǎng)了編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計的能力，這也是在進行畢業(yè)之前對所學課程進行的最后一次深入的綜合性復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學生活中占有十分重要的地位。 就個人而言，希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設打下一個良好的根底。 由于能力有限，設計尚有許多缺乏之處，懇請各位老師給予指教。 2 零

3、件的分析2.1 零件的作用車床的撥叉位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動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構相連，而上方的半孔那么是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。2.2 撥叉A的工藝分析撥叉A是機車變速箱中一個重要的零件，因為其零件尺寸比擬小，結構形狀較復雜，但其加工孔和側面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對精度有一定的要求。撥叉的底面、大頭孔上兩側面和大小頭孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其大頭孔與側面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽兩側面有平行度公差和對稱度公差要求等。因為零件的尺寸精度、幾

4、何形狀精度和相互位置精度，以及各外表的外表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，因此它們的加工必須保證精度要求。2.3 撥叉A的工藝零件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者的要求。從設計撥叉A的加工工藝來說，應選擇能夠滿足孔和槽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(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格較底的機床。2.3.1 加工要求在選擇各外表、孔

5、及槽的加工方法時，要考慮加工外表的精度和外表粗糙度要求，根據(jù)各加工外表的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工；要根據(jù)生產(chǎn)類型選擇設備，在大批量生產(chǎn)中可采用高效率的設備。在單件小批量生產(chǎn)中那么常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工；要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等；要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改良現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平；此外，還要考慮一些其它因素，如加工外表物理機械性能的特殊要求，工件

6、形狀和重量等。該零件所需的加工部位為：撥叉小頭孔端面、大頭孔上兩側面；大小頭孔以及小頭孔端的槽。2.3.2 平面的加工由參考文獻3表2.1-12可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑精銑，粗糙度為，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。2.3.3 大頭孔的加工由參考文獻3表2.1-11確定，孔的外表粗糙度要求為3.2，那么選擇孔的加工順序為：粗、精鏜。2.3.4 小頭孔的加工的孔選擇的加工方法是鉆，但其外表粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆擴鉸。圖1.1 撥叉A零件圖2.4 本章小結本章主要是對撥叉A的分析，主要從撥叉的作用、工藝和加工要求等方面進行了分析，對各個所須加工的外表進行了粗略

7、的分析，并進行加工方法確實定。經(jīng)過查閱大量的參考資料，和上面的分析使對撥叉A有了進一步的認識，為后面的設計打下了堅實的根底。3 工藝規(guī)程設計零件材料為HT200，考慮到車床在加工中的變速雖然不像其它機器那么頻繁。但是，零件在工作過程中，也經(jīng)常要承受變載荷及沖擊性載荷，且它的外型復雜，不易加工。因此，應該選用鑄件以提高勞動生產(chǎn)率，保證精度，由于零件的年生產(chǎn)量為5000件已到達大批生產(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 加工工藝過程由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工外表是平面、孔和槽等面。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

8、。因此，對于撥叉A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以及槽的各尺寸精度。由上面的一些技術條件分析得知：撥叉A的尺寸精度，形位公差精度要求都很高，就給加工帶來了困難，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，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否那么，加工工藝過程中會問題百出，更嚴重的還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。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外表有足夠的余量，使不加工外表與加工外表間的尺寸、位置符合圖紙要求。選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同

9、時要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準的選擇應以下面的幾點為原那么：a應選能加工出精基準的毛坯外表作粗基準。b當必須保證加工外表與不加工外表的位置和尺寸時，應選不加工的外表作為粗基準。c要保證工件上某重要外表的余量均勻時，那么應選擇該外表為定位粗基準。d當全部外表都需要加工時，應選余量最小的外表作為基準，以保證該外表有足夠的加工余量。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進而保證撥叉A在整個加工過程中根本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉A零件圖分析可知，選擇平面作為撥叉A加工粗基準。3.3.2 精基準的選擇基準重合原那么。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以防止定位基準與設計

10、基準不重合而引起的基準不重合誤差。基準統(tǒng)一原那么，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各外表間的位置精度，防止基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比擬統(tǒng)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外表，而且保證了各外圓外表的同軸度及端面與軸心線的垂直度。互為基準的原那么。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(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原那么。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工外表本

11、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。尺寸較大的外表為精基準，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出發(fā)，進而保證撥叉A在整個加工過程中根本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉A零件圖分析可知，該零件的底平面與小頭孔，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件的自由度是不夠的，它只限制了五個自由度，如果采用典型的一面兩孔定位方法，那么可以滿足整個加工過程中根本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。選擇精基準的原那么時，重點考慮的是有

12、利于保證工件的加工精度并使裝夾更為方便。工藝路線的擬訂對于批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。撥叉A的加工的第一個工序也是加工統(tǒng)一的基準。具體工序是先以小頭孔左端面為粗基準，粗、精加工小頭孔右端面，再以右端面為基準加工小頭孔，在后續(xù)的工序安排中都是以小頭孔為基準定位。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原那么。3.4.1 確定工序的原那么確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的根本原那么：1工序分散原那么工序內(nèi)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(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換

13、容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。2工序集中原那么工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個外表易于保證這些外表間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。而且采用復雜的專用設備和工藝裝備，使本錢增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)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。一般采用結構簡單的專用機床和專用夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗后

14、用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量較小。3.4.2 工序的特點制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原那么。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(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個外表易于保證這些外表間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使本錢增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。2工序分散的特點工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于

15、采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)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(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)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那么。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)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。一般采用結構簡單的專用機床和專用夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。3.4.3 加工精度的劃

16、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局部多雨的金屬，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，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)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，選用大的切削用量，以提高生產(chǎn)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(chǎn)生的內(nèi)應力和變形大，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外表的精加工做好準備，保證適宜的加工余量。半精加工的公差等級為。外表粗糙度為。3精加工階段精加工階段切

17、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,尺寸精度及外表粗糙度,使各主要外表到達圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工外表損傷。精加工應采用高精度的機床切削用量小，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，外表粗糙度為。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，以及運輸裝夾費時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

18、開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一外表的加工或某一工序的性質區(qū)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 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應當使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量下降。表3.1 工藝路線方案一工序號工序內(nèi)容工序一粗、精銑孔上端面。工序二鉆、擴、鉸、精鉸孔。工序三切斷。工序四粗、精銑孔兩側面工序五粗、精鏜孔。 工序六銑下平面。

19、工序七粗、精銑16槽。工序八粗銑斜平面。工序九檢查。上面工序不能保證其質量，但可以進行精度要求不高的生產(chǎn)。綜合考慮以上步驟，得到下面工藝路線。表3.2 工藝路線方案二工序號工序內(nèi)容工序一粗、精銑孔上端面。工序二鉆、擴、鉸、精鉸孔。工序三粗、精銑孔兩側面工序四粗、精鏜孔。工序五銑下平面。工序六粗、精銑16槽。工序七粗銑斜平面。工序八切斷。工序九檢查。雖然工序增加了工時，但是質量大大提高了。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，在后面的工序銑孔的兩側面的時候，對于工件的加工面減少不的工設計，但是在后面的工序中進行的加工，特別是定位和孔的加工就有相當大的難度，如才用方案一進行孔的加工

20、時，在上面的工序中已經(jīng)鋸斷，只有進行半圓的加工。這樣的加工在一般的機床上是不保證精度的，假設想要保證精度只有在數(shù)控機床上，那樣的話生產(chǎn)本錢將提高了很多。方案二就解決了上述產(chǎn)生的問題，將的孔到了最后的時候才將其鋸開，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作為定位基準。這樣的加工可以在一般的機床上就可以進行加工了，不僅保證了精度，還降低了生產(chǎn)本錢。由以上分析：方案二為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的加工工藝過程如表3.3。表3.3 最終加工工藝路線工序號工序內(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、鉸孔。工序五粗、精銑孔兩側面。工序六粗、精鏜孔。

21、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。3.5 本章小結通過對資料書的查閱，在這章中，主要對零件的加工工藝和在加工中經(jīng)常會出現(xiàn)的問題進行了分析，并對基準面的選擇原那么有了深刻的認識。然后，針對撥叉A零件的尺寸要求和精度要求，編寫了兩個工藝路線方案。最后，對它們進行具體的分析比擬選擇其優(yōu)。4 工序參數(shù)選擇、計算CA6140車床撥叉A，零件材料為HT200，硬度190210HB，毛皮重量kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。4.1 毛坯確實定4.1.1 毛坯的工藝要求1由于鑄造件尺寸精度和外表粗糙度值低，因此零件上有與其它機件配合的外表需要進行機械加工。2為了使

22、金屬容易充滿膛摸和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直，盡量防止鑄件截面間差異過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。3鑄件的結構中應防止深孔或多孔結構。4鑄件的整體結構應力求簡單。4.1.2 毛坯形狀、尺寸要求1各加工面的幾何形狀應盡量簡單。2工藝基準以設計基準相一致。3便于裝夾、加工和檢查。4結構要素統(tǒng)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(jīng)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，降低加工本錢，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，增加毛坯的制造本錢。因此，毛坯的種類形狀及尺寸確實定一定要考慮零件本錢的問題但要保證零件的使

23、用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工外表的機械加工余量及毛坯尺寸如圖4.1。圖4.1 撥叉A毛坯4.2 撥叉A的偏差計算4.2.1 撥叉平面的偏差及加工余量計算1側平面加工余量的計算。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4表628。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查參考文獻3可知其粗銑為IT12。精銑：由參考文獻3表59，其余量值規(guī)定為。鑄造毛坯的根本尺寸為，又由參考文獻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

24、個尺寸精度。大頭孔兩側面的偏差及加工余量計算2兩側面加工余量的計算。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4表628。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查參考文獻3可知其粗銑為IT12。精銑：由參考文獻3表59，其余量值規(guī)定為。鑄造毛坯的根本尺寸為，又由參考文獻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，且保證各個尺寸精度。4.2.2 大小頭孔的偏差及加工余量計算參照參考文獻3表2.213和參考文獻5表18，可以查得：孔：鉆孔的精度等級：，外表粗糙度，尺寸偏差是擴孔的精度等級：，外表粗糙度，

25、尺寸偏差是鉸孔的精度等級：，外表粗糙度，尺寸偏差是根據(jù)工序要求，小頭孔分為鉆、擴、鉸三個工序，各工序余量如下：鉆孔參照參考文獻3表，表。確定工序尺寸及加工余量為：加工該組孔的工藝是：鉆擴鉸鉆孔： 擴孔： 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3表2.3-48,其余量值為；精鏜： 孔，參照參考文獻3表2.3-48,其余量值為；鑄件毛坯的根本尺寸分別為：孔毛坯根本尺寸為：；根據(jù)參考文獻3表2.2-2可得鍛件加工該孔經(jīng)濟精度為IT9。 孔毛坯名義尺寸為：；粗鏜工序尺寸為：精鏜工序尺寸為： 從而到達要求。4.2.3 粗、精銑槽參照參考文獻5表215，得

26、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5表215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：，已到達其加工要求：。4.3 確定切削用量及根本工時機動時間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。 機床：X52K。查參考文獻5表3034刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀面銑刀，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：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表75，取銑削速度：參照參考文獻5表3034，取機床主軸轉

27、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3表3.174 實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻3表281,切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 式4.2刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 2精銑孔上平面加工條件工件材料； HT200，鑄造。機床： X52K。根據(jù)參考文獻5表3031刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀面銑刀：， ，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻5表3031，取銑削速度：參照參考文獻5表3031，取機床主軸轉速：由式4.1得，按照參考文獻3表3.131 實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給

28、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(shù)為1機動時間：4.3.2 工序2：加工孔到要求尺寸工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。孔的直徑為25mm，公差為H7，外表粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。1確定鉆削用量1確定進給量 根據(jù)參考文獻5表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力由機床說明書查出，根據(jù)參

29、考文獻5表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。2確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。由參考文獻5表283，故查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由表28-5，故 3校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率應選擇的鉆削用量可用。即，相應地，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(shù)為1機動時間：2確定擴孔切削用量1確定進給量 根據(jù)參考文獻5表2831，。根據(jù)Z535機床說明書，取=0.57mm/r。2確定切削速度及 根據(jù)參考文獻5表2

30、833，取。修正系數(shù)： ，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 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(shù)為1機動時間：3確定鉸孔切削用量1確定進給量 根據(jù)參考文獻5表2836，按該表注4，進給量取小植。查Z535說明書，取。2確定切削速度及 由參考文獻5表2839，取。由參考文獻5表283，得修正系數(shù) ， 故查Z535說明書，取，實際鉸孔速度 切削工時被切削層長度：刀具切入長度， 式4.3由式4.3得刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間：該工序的加工機動時間的總和是： 4各工序實際切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔：，擴孔：，鉸孔：，4.3.3 工序3

31、 粗、精銑兩側面1粗銑兩側面機床：組合銑床刀具：硬質合金可轉位端銑刀面銑刀，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：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表73，取銑削速度：參照參考文獻3?表81，取機床主軸轉速：由式4.1得，按照參考文獻3表3.174 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻3表81,切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 式4.4刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：2精銑兩側面機床：組合銑床刀具：硬質合金可轉位端銑刀面銑刀，材料：， ，齒數(shù)8，此為細齒銑刀。銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表73，取銑削速度：參照

32、參考文獻3表81，取機床主軸轉速：由式4.1得，按照參考文獻3表3.131 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(shù)為1機動時間：4.3.4 工序4 粗、精鏜孔機床：臥式鏜床刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：1粗鏜孔切削深度：，毛坯孔徑。進給量：根據(jù)參考文獻3?表66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。切削速度：參照參考文獻3表9取機床主軸轉速：由式4.1得，按照參考文獻3表3.141取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：2精鏜孔切削深度：，半精鏜后

33、孔徑進給量：根據(jù)參考文獻3表66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：參照參考文獻3表9，取機床主軸轉速：，取實際切削速度，：工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：所以該工序總機開工時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。 機床：立式銑床X52K。刀具：硬質合金可轉位端銑刀面銑刀，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：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表73，取銑削速度：參照參考文獻3表81，取機床主軸轉速：，按照參考文獻3表3.174實際銑削速

34、度：進給量：工作臺每分進給量：根據(jù)參考文獻3表81,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(shù)為1機動時間：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。機床：立式銑床X52K。刀具：硬質合金可轉位端銑刀面銑刀，材料：， ，齒數(shù)8，此為細齒銑刀。銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表73，取銑削速度：參照參考文獻3表81，取機床主軸轉速：由式4.1得，按照參考文獻3表3.131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(shù)為1機動時間：4.3.6 工序6：粗、精

35、銑槽1粗銑16槽機床：雙立軸圓工作臺銑床刀具：錯齒三面刃銑刀機床：X52K 切削深度：根據(jù)參考文獻5表3033得：刀具：整體直齒銑刀 Z=20 D=100 查參考文獻3表2.4-76得：進給量,根據(jù)參考文獻5表3032查得切削速度，機床主軸轉速：由式4.4得，按照參考文獻3表3.174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：=52mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：2精銑16槽根據(jù)參考文獻5表3033得刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀切削深度：76查得：進給量,根據(jù)參考文獻4表3032查得切削速度，機床主軸轉速：由式4.1得，按照參考文獻3表3.

36、174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：=52mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：本工序機動時間4.3.7 工序7 粗銑斜平面加工條件 工件材料； HT200，鑄造。 機床：X52K。查參考文獻5表3034刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀面銑刀，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：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表75，取銑削速度：參照參考文獻5表3034，取機床主軸轉速：由式4.1得，按照參考文獻3表3.174 實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：根據(jù)零件圖可知 切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知。刀

37、具切入長度： 式4.5刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：4.3.8 工序8 銑斷機床： 12選細齒鋸片銑刀D=100 L=4 d=22 Z=80 切削深度：76查得：進給量,根據(jù)參考文獻5表3023查得切削速度。機床主軸轉速：由式4.1得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： 由式4.6=52mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：4.4 時間定額計算及生產(chǎn)安排根據(jù)設計任務要求，該撥叉A的年產(chǎn)量為5000件。一年以240個工作日計算，每天的產(chǎn)量應不低于21件。設每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8min。參照參考文獻3表2，機械加工單

38、件生產(chǎn)類型：中批以上時間定額的計算公式為： 大量生產(chǎn)時 式4.7 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 式4.8其中： 單件時間定額根本時間機動時間 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4.4.1 粗、精銑孔上平面粗加工機動時間：精加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻3表45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)參考文獻3表48，單間時間定額，由式4.8有：因此，到達生產(chǎn)要求。4.4.2 鉆、擴、鉸孔機動時間： 輔助時間：參

39、照參考文獻3表41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)參考文獻3表43，單間時間定額：由式4.8得因此，到達生產(chǎn)要求4.4.3 粗、精銑兩側面粗加工機動時間：精加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻3表45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)參考文獻3表48，單間時間定額，由式4.8有因此，到達生產(chǎn)要求。4.4.4 粗、精鏜孔1粗鏜孔機動時間：輔助時間：參照參考文獻3表37，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)參考文獻3表39，單間時間定額，由式4.8有：

40、因此，到達生產(chǎn)要求。2精鏜孔到要求尺機動時間：輔助時間：參照參考文獻3表37，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)參考文獻3表39，單間時間定額，由式4.7得因此，到達生產(chǎn)要求。4.4.5 粗、精銑下平面粗加工機動時間：精加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻3表45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)參考文獻3表48，單間時間定額，由式4.8有：因此，到達生產(chǎn)要求。4.4.6 粗、精銑槽加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻3表45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為

41、。那么：根據(jù)參考文獻3表48，單間時間定額，由式4.8有：因此，到達生產(chǎn)要求。4.4.7 粗銑斜平面粗加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻3表45，取工步輔助間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)參考文獻3表48，單間時間定額，由式4.8有：因此，到達生產(chǎn)要求。4.4.8 銑斷加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻3表45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。那么：根據(jù)參考文獻3表48，單間時間定額，由式4.8有：因此，到達生產(chǎn)要求。4.5 本章小結本章主要講述的是毛坯零件尺寸確實定、加工工時計算和時間定額計算。它主要是保證零件

42、在加工時能夠有足夠的余量進行粗、精加工保證精度，同時，對在加工中所需的機床、刀具等都進行選擇。再查閱工具書確定切削進給量、機床轉速等進行計算工時，將所計算的各結果填寫到相應的工序卡片中，并與所給的任務書進行用量比擬，看能否完成加工。經(jīng)過上文的計算分析所選的刀具、機床等都能到達生產(chǎn)要求，將進行下一步的設計。5 鏜孔夾具設計為了到達提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度的目的。在加工車床撥叉零件時，需要設計專用夾具。如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，雖然該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比擬費時費力。但是由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經(jīng)過方案的認真分析和比擬，選

43、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(xiàn)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(xiàn)象，支承釘采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整。利用本夾具主要用來鏜加工孔。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底孔有位置度公差要求。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(chǎn)率和降低勞動強度。5.2 定位基準的選擇由零件圖可知：孔的軸線與底孔有位置度要求，在對孔進行加工前，小頭孔進行了粗、精加工。因此，選底孔為定位精基準設計基準來滿足位置度公差要求。孔的軸線間有位

44、置公差，選擇小頭孔左端面為定位基準來設計鏜模，從而滿足孔軸線間的位置度公差要求。工件定位用小頭孔、大頭孔端面和大頭孔的側面定位來定位。如圖5.1： 圖5.1 鏜孔定位5. 3 夾具方案確實定設計專用夾具的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等的技術要求能夠得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，應該使所設計的專用夾具在加工過程中裝夾方便，有較高的生產(chǎn)效率。因此，我設計了兩個夾具方案以供選擇，其方案如下：1夾具設計方案一在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經(jīng)加工過。因此，我選擇小頭孔用長心軸定位，以大小頭孔的左端面為定位面，并在大頭孔的下方用一

45、檔銷定位，以實現(xiàn)典型的一面兩銷定位。在大小頭孔之間用一個移動壓板壓在連接板上，實現(xiàn)夾緊。并選用固定鏜套作為刀具的導向裝置。2夾具設計方案二在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經(jīng)加工過。在小頭孔用一長銷定位，以小頭孔的左端面作為定位面，在大頭孔下方用一定位塊作為檔銷以實現(xiàn)一面兩銷定位。在小頭孔的心軸右端用一個帶肩的螺母和開口墊圈作為壓緊，在加工處用一輔助支撐以抵消加工時所產(chǎn)生的軸向力。3方案的比擬分析上述兩個夾具方案的特點在于：它們都采用了典型的一面兩銷定位，它們的不同之處在于，方案一是以兩個平面同時作為一個定位面，采用移動壓板作為夾緊機構。方案二是以定位環(huán)作為定位面，在

46、心軸上加一個螺母進行了夾緊，在加工處用一螺釘作為輔助支撐。通過對它們的比擬方案一以兩個不同的平面同時作為定位面，如果那兩個平面在加工的時候，出現(xiàn)了加工誤差，那么在以這兩個面作為定位面進行孔的加工會出現(xiàn)受力不均的情況，使工件受較大的外力而變形。而方案二用一個定位環(huán)作為定位面就解決了這個問題，因此，我選擇方案二作為加工本工序的專用夾具。如圖5.2：圖5.2 夾具方案5. 4 誤差分析與計算該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與端面間的尺寸公差以及孔軸線與底孔的位置度公差。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。由于本工序的加工是以心軸定位,工件孔和心軸的誤差可

47、分為以下兩種:一是工件以圓孔在過盈配合圓柱心軸上定位,所以定位副之間無徑向間隙,也即這時不存在徑向基準位移誤差(,)。工件在軸線方向上的軸向定位誤差，那么可利用夾緊力加以控制。由此可見，過盈配合圓柱心軸的定位精度是相當?shù)母摺６且詧A孔在間隙配合圓柱心軸上定位，根據(jù)心軸放置位置的不同，有不同情況。在設計中，是將心軸水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此，有徑向基準位移誤差。在重力作用下，定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸母線接觸。故此時的徑向基準位移誤差僅在Z軸方向，且向下。如圖5.3：圖5.3 定位分析由?機床夾具設計手冊?可得：定位誤差兩個垂直平面定位： 式5.1式中 定位副間的

48、最小配合間隙；工件圓孔直徑公差； 心軸外圓直徑公差， 由式5.1可知，1夾緊誤差： 式5.2其中接觸變形位移值： 式5.32 磨損造成的加工誤差：通常不超過3 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：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。5. 5 切削力及夾緊力的計算鏜刀材料：硬質合金鏜刀刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻?機床夾具設計手冊?查表可得：圓周切削分力公式： 式5.4式中 圓周切削分力； 背吃刀量； 修正系數(shù)； f每轉進給量。式中 式5.5式中 考慮工件材料機械性能的系數(shù)； 考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。查參考文獻10表得： 取 由參考文獻10表可得參數(shù)： 即：同理：徑向切削分力公

49、式 ： 式5.6 式中 徑向切削分力； 背吃刀量； 修正系數(shù)； f每轉進給量。式中參數(shù)： 即：軸向切削分力公式 ： 式5.7式中 軸向切削分力； 背吃刀量； 修正系數(shù)； f每轉進給量。式中參數(shù)： 即：根據(jù)工件受切削力、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)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以平安系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式5.8式中 實際所需夾緊力； 在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力； 平安系數(shù)。平安系數(shù)K可按下式計算， 式5.9式中 加工性質； 刀具鈍化程度； 切削特點；夾緊力的穩(wěn)定性；手動夾緊時的手柄位置；僅有力矩使工件回轉時工

50、件與支承面接觸的情況。式中：為各種因素的平安系數(shù)，見參考文獻10表可得： 粗鏜：代入式5.9得 所以，由式5.8有： 精鏜：代入式5.9得 所以，有： 鏜削產(chǎn)生的圓周切削分力由定位塊和夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力平衡。查表可得：所以， 式5.10因此，所需的夾緊力為4668N，由于螺母產(chǎn)生的夾緊力，所以，且還有定位塊可以作為支承，因此，滿足要求。鏜削產(chǎn)生的徑向切削分力為由于有定位塊、心軸和由夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力遠遠大于F。鏜削產(chǎn)生的軸向切削分力為由于有輔助支承和定位環(huán)作為軸向分力的支承，它所產(chǎn)生的支承力。由上面的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，滿足設計要求。5.6 鏜床夾具的分析用鏜模鏜孔時,工件的加工精度可以不受鏜床精度的影響,而由鏜模的精度來保證。機床的主軸和鏜桿采用