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[6] Handbook of Machine Tools Manfred weck ,1984 . [7] Haffman E G. Jig and Fixture Design.America, VNR Co.,1980. [8] Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME,1982. 撥叉加工工藝及夾具設計學生姓名： 學生學號： 院 （系）： 年級專業(yè)： 指導教師： 二七年六月攀枝花學院本科畢業(yè)設計 摘 要摘 要此次設計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對于加工大頭孔、槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡單的手動夾緊方式夾緊，其機構設計簡單，方便且能滿足要求。關鍵詞 撥叉，加工工藝，專用夾具，設計攀枝花學院畢業(yè)設計 ABSTRACTIIABSTRACTThis design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation technological process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request.Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design攀枝花學院畢業(yè)設計 目 錄0 目 錄摘摘 要要 IABSTRACT1 1 緒緒 論論12 2 撥叉的分析撥叉的分析22.12.1 撥叉的工藝分析撥叉的工藝分析22.22.2 撥叉的工藝要求撥叉的工藝要求23 3 工藝規(guī)程設計工藝規(guī)程設計53.13.1 加工工藝過程加工工藝過程53.23.2 確定各表面加工方案確定各表面加工方案53.2.1 影響加工方法的因素53.2.2 加工方案的選擇63.33.3 確定定位基準確定定位基準63.2.1 粗基準的選擇63.2.1 精基準選擇的原則73.43.4 工藝路線的擬訂工藝路線的擬訂73.4.1 工序的合理組合83.4.2 工序的集中與分散83.4.3 加工階段的劃分93.4.4 加工工藝路線方案的比較103.53.5 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定123.5.1 毛坯的結構工藝要求123.5.2 撥叉的偏差計算123.63.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）確定切削用量及基本工時（機動時間）143.73.7 時間定額計算及生產安排時間定額計算及生產安排224 4 鏜孔夾具設計鏜孔夾具設計254.14.1 研究原始質料研究原始質料254.24.2 定位、夾緊方案的選擇定位、夾緊方案的選擇254.34.3 切削力及夾緊力的計算切削力及夾緊力的計算25攀枝花學院畢業(yè)設計 目 錄14.44.4 誤差分析與計算誤差分析與計算274.54.5 零、部件的設計與選用零、部件的設計與選用284.5.1 定位銷選用284.5.2 夾緊裝置的選用294.64.6 夾具設計及操作的簡要說明夾具設計及操作的簡要說明295 5 銑槽夾具設計銑槽夾具設計305.15.1 研究原始質料研究原始質料305.25.2 定位基準的選擇定位基準的選擇305.35.3 切削力及夾緊分析計算切削力及夾緊分析計算305.45.4 誤差分析與計算誤差分析與計算325.55.5 零、部件的設計與選用零、部件的設計與選用335.5.1 定位銷選用335.5.2 夾緊裝置的選用335.5.3 定向鍵與對刀裝置設計335.65.6 夾具設計及操作的簡要說明夾具設計及操作的簡要說明366 6 鉆孔夾具設計鉆孔夾具設計376.16.1 研究原始質料研究原始質料376.26.2 定位基準的選擇定位基準的選擇376.36.3 切削力及夾緊力的計算切削力及夾緊力的計算376.46.4 誤差分析與計算誤差分析與計算386.56.5 零、部件的設計與選用零、部件的設計與選用396.5.1 定位銷選用396.5.2 夾緊裝置的選用406.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用406.66.6 夾具設計及操作的簡要說明夾具設計及操作的簡要說明41結結 論論42參考文獻參考文獻43致致 謝謝44攀枝花學院畢業(yè)設計 1 緒 論 01緒 論機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通四年所學的知識，將理論與實踐相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。而本次對于撥叉加工工藝及夾具設計的主要任務是： 完成撥叉零件加工工藝規(guī)程的制定； 完成鏜孔、銑槽、鉆孔三個專用夾具的設計。通過對撥叉零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出撥叉加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據切銷力的大小、批量生產情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。攀枝花學院畢業(yè)設計 2 撥叉的分析02 撥叉的分析2.1 撥叉的工藝分析撥叉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，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也很高。撥叉的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是，所以都要6 . 1Ra求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，撥叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求等。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。2.2 撥叉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。攀枝花學院畢業(yè)設計 2 撥叉的分析1圖 2.1 撥叉零件圖該加工有七個加工表面：平面加工包括撥叉底面、大頭孔上平面；孔系加攀枝花學院畢業(yè)設計 2 撥叉的分析2工包括大、小頭孔、小孔；小頭孔端的槽加工以及大頭孔的銑斷加工。60.3020.5 以平面為主有： 撥叉底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是；6 . 1Ra 大頭孔端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。6 . 1Ra 孔系加工有： 的大頭孔粗、精鏜加工，其表面粗糙度為44；6.3Ra 的小頭孔鉆、擴和鉸加工，其表面粗糙度要209H求；1.6Ra 的小孔鉆加工，小孔表面粗糙度要求。6612.5Ra 小頭孔端槽的加工，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊，0.3020.51.6Ra 而槽底的表面粗糙度要求是。3 . 6Ra 最后為大頭孔的銑斷加工，要求斷口粗糙度。3 . 6Ra撥叉毛坯的選擇模鍛，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其13mm年產量是 5000 件，由3表 2.13 可知是中批量生產。上面主要是對撥叉零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為模鍛和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。攀枝花學院畢業(yè)設計 2 撥叉的分析3攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計03 工藝規(guī)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、孔系和槽系。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，對于撥叉來說，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：撥叉的尺寸精度，形狀精度以及位置關系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。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，同時使加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計撥叉的加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系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 影響加工方法的因素 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。 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。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 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進現有加工方法和設備，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來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為 Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計1備工序可為粗車半精車淬火粗磨。3.2.2 加工方案的選擇 由參考文獻3表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗銑精銑（） ，粗糙度為6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可79ITITaR以較小。 由參考文獻3表 2.111 確定，孔的表面粗糙度要求為 6.3，則選44擇孔的加方案序為：粗鏜精鏜。 小頭孔加工方法：209H加零件毛坯不能直接鍛出孔，只能鍛出一個小坑，以便在以后加工時找正其中心，但其表面粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆擴6 . 1Ra鉸。 孔加工方法：6因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我們采用一次鉆孔12.5Ra 的加工方法。 小頭端面槽的加工方法是：0.3020.5因槽兩側面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑6 . 1Ra精銑。3.3 確定定位基準3.2.1 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： 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。 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。 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。 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計2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。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，主要是選擇加工撥叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準。3.2.1 精基準選擇的原則 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。 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)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(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(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，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，它的底平面與小頭孔，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件209H自由度不夠，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。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用的孔為加工基準。44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中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。撥叉的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工撥叉底面大頭孔上平面。攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計3后續(xù)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： 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。 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。清洗是在的含 0.4%1.1%8090 c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。mg2003.4.2 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。 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。 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。對工人的技術水平要求不高。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。攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計4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(yōu)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： 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，粗加工時能及早發(fā)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 Ra80100m。 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Ra101.25m。 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Ra101.25m。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畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計5面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 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。見下表： 表 3.1 加工工藝路線方案比較表方案方案工序號工序內容定位基準工序內容定位基準010粗銑平面E、F平面和孔209H粗、精銑 E 平面平面和孔209H020精銑平面E、F平面和孔209H粗、精銑 F 平面平面和孔209H030鉆、擴、鉸： 孔209H底面和側面鉆、擴、鉸： 孔209H底面和側面040粗鏜孔44底面和孔20粗、精鏜孔44底面和孔20050精鏜孔44底面、孔20和孔44粗、精銑槽0.3020.5底面、孔20和孔44060粗銑槽0.3020.5底面、孔20和孔44鉆 ：孔6底面、孔20和孔44070精銑槽0.3020.5底面和孔20銑斷底面和孔20080鉆 ：孔6檢驗090銑斷底面和孔20加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。 再看后面的鏜孔、銑槽工序，方案把粗、精加工分在兩個不同的工序中，而方案都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設計專用夾具時也可以減少工件的安裝次數。方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。由以上分析：方案為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計6 表 3.2 加工工藝過程表工序號工 種工作內容說 明010鍛造模鍛鑄件毛坯尺寸：長： 寬：195.6mm 高：68mm45.2mm孔：41020熱處理退火030銑粗、精銑 E 平面工件用專用夾具裝夾；雙立軸圓工作臺銑床)52(KX040銑粗、精銑 F 平面工件用專用夾具裝夾；雙立軸圓工作臺銑床)52(KX050鉆、擴、鉸將孔鉆到直徑209H再將擴孔到17dmm17最后進行鉸加工到要求尺19.7寸 209H工件采有專用夾具裝夾，機床選用搖臂鉆床（）3025Z060粗、精鏜粗、精鏜孔44工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（）68T070粗、精銑粗、精銑槽0.3020.5工件用專用夾具裝夾；雙立軸圓工作臺銑床)52(KX080鉆鉆到要求尺寸6工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床)3025(Z090銑斷將大頭孔銑斷44100檢驗110入庫清洗，涂防銹油攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計73.5 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定撥叉的鍛造采用的是 45 鋼模鍛制造，其材料是 45，生產類型為中批量生產，采用模鍛毛坯。3.5.1 毛坯的結構工藝要求撥叉為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： 由于模鍛件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，模鍛件外形應力求簡單、平直的對稱，盡量避免模鍛件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 模鍛件的結構中應避免深孔或多孔結構。 模鍛件的整體結構應力求簡單。 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 撥叉的偏差計算 撥叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算底平面加工余量的計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻4表 1119。其余量值規(guī)定為，現取2.0 2.5mm。查3可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取2.2mm0.21mm精銑：由參考文獻3表 2.359，其余量值規(guī)定為。1.0mm鍛造毛坯的基本尺寸為，又由參考文獻4表 1119422.2 1.045.2mm可得鑄件尺寸公差為。1.40.6毛坯的名義尺寸為：422.2 1.045.2mm攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計8毛坯最小尺寸為：45.20.644.6mm毛坯最大尺寸為：45.2 1.446.6mm粗銑后最大尺寸為：42 1.043mm粗銑后最小尺寸為：420.2141.79mm精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度 15d8。 大小頭孔的偏差及加工余量計算參照參考文獻3表 2.22，2.225,2.313 和參考文獻15表 18，可以查得：孔：209H鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。12IT12.5Raummm21. 0擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。10IT3.2Raummm084. 0鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。8IT 1.6Raum0.043mm孔44粗鏜孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是13IT 12.5Raum。0.39mm精鏜孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是8IT umRa6 . 1。0.039mm根據工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴、鉸三個工序，而大頭孔加工分為粗鏜、精鏜二個工序完成，各工序余量如下：鉆孔 209H參照參考文獻3表 2.347，表 2.348。確定工序尺寸及加工余量為：加工該孔的工藝是：鉆擴鉸鉆孔： 17擴孔： （Z 為單邊余量）19.722.7Zmm鉸孔： （Z 為單邊余量）2020.3Zmm 鏜孔44加工該孔的工藝是：粗鏜精鏜粗鏜： 孔， ；43.222.2Zmm精鏜： 孔， ；4420.8Zmm鍛件毛坯孔的基本尺寸分別為：442.20.841mm粗、精銑槽0.3020.5攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計9參照參考文獻1表 215，得其槽邊雙邊粗加工余量 2Z=2.0mm，槽深加工余量為 1.0mm，再由參照參考文獻1表 215 的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。0.11000.0130槽兩邊毛坯名義尺寸為：20.5218.5mm槽兩邊毛坯最大尺寸為：18.50.11018.5.110mm槽兩邊毛坯最小尺寸為：18.5018.50mm粗銑兩邊工序尺寸為：0.110018.5粗銑槽底工序尺寸為：27精銑兩邊工序尺寸為：，已達到其加工要求：。0.013020.50.3020.53.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 1：粗、精銑 E 平面。機床：臥式銑床6012X刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料：， ，齒15YT100Dmm數，此為粗齒銑刀。5Z 因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：pa2.2pamm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：pa1.0pamm每齒進給量：根據參考文獻3表 2.473，?。焊鶕a0.15/famm Z考文獻3表 2.481，取銑削速度2.8/Vm s每齒進給量：根據參考文獻3表 2.473，取根據參考faZmmaf/18. 0文獻3表 2.481，取銑削速度2.47/Vm s機床主軸轉速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照參考文獻3表 3.174，取 475 /minnr實際銑削速度 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s進給量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作臺每分進給量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根據參考文獻3表 2.481,取amma60攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計10切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入長度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf機動時間：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以該工序總機動時間110.55minjjjttt工序 2：粗、精銑 F 面。機床：臥式銑床6012X刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料：， ，齒15YT100Dmm數 8，此為細齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：pa2.2pamm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：pa1.0pamm每齒進給量：根據參考文獻3表 2.473，取根據參考faZmmaf/18. 0文獻3表 2.481，取銑削速度2.47/Vm s每齒進給量：根據參考文獻3表 2.473，?。焊鶕a0.15/famm Z考文獻3表 2.481，取銑削速度2.8/Vm s機床主軸轉速：n10001000 2.8 60535 /min3.14 100Vnrd按照參考文獻3表 3.131，取 600 /minnr實際銑削速度 ：v3.14 100 6003.14/10001000 60dnvm s進給量：fV0.15 8 600/6012/ffVa Znmm s 攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計11工作臺每分進給量： mf12/720/minmffVmm smm被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知，l141lmm68lmm刀具切入長度：精銑時1l1100lDmm刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：2jt122141 10020.34min720jmllltf機動時間：2jt12268 10020.24min720jmllltf所以該工序總機動時間220.58minjjjttt工序 3：鉆、擴、鉸孔。209H機床：立式鉆床 Z525刀具：根據參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔209H鉆孔時先采取的是鉆孔，再擴到，所以。209H1719.717Dmm切削深度：pa8.5pamm進給量：根據參考文獻3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：參照參考文獻3表 2.441，取。V0.48/Vm s機床主軸轉速：n，10001000 0.48 60539.53 /min3.14 17vnrd按照參考文獻3表 3.131，取630 /minnr所以實際切削速度 ：v3.14 17 6300.56/10001000 60dnvm s切削工時 被切削層長度 ：l42lmm刀具切入長度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出長度： 取2lmml412mml32走刀次數為 1攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計12機動時間： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn 擴孔209H刀具：根據參照參考文獻3表 4.331 選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。片型號：E403因鉆孔時先采取的是先鉆到孔再擴到，所以，209H1719.719.7Dmm117d 切削深度：pa1.35pamm進給量：根據參考文獻3表 2.452，取。f0.6/fmm r切削速度：參照參考文獻3表 2.453，取。V0.44/Vm s機床主軸轉速：n10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照參考文獻3表 3.131，取500 /minnr所以實際切削速度 ：v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s切削工時被切削層長度 ：l42lmm刀具切入長度有：1l1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出長度： ，取2lmml412mml32走刀次數為 1機動時間：2jt242330.16min0.6 500jLtfn 鉸孔209H刀具：根據參照參考文獻3表 4.354，選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。切削深度：，且。pa0.15pamm20Dmm進給量：根據參考文獻3表 2.458，取frmmf/0 . 20 . 1。rmmf/0 . 2切削速度：參照參考文獻3表 2.460，取。VsmV/32. 0攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計13機床主軸轉速：n10001000 0.32 60305.73 /min3.14 20VnrD按照參考文獻3表 3.131 取315 /minnr實際切削速度 ：v3.14 20 6000.63/10001000 60Dnvm s切削工時被切削層長度 ：l42lmm刀具切入長度，1l0120 19.7(1 2)12022.0922rDdlctgkctgmm刀具切出長度： 取2lmml412mml32走刀次數為 1機動時間：3jt3422.0930.07min2 315jLtnf該工序的加工機動時間的總和是：jt0.250.160.070.48minjt 工序 4 ：粗、精鏜孔。44機床：臥式金剛鏜床740TK刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：5YT 粗鏜孔44單邊余量 Z=1.1mm,一次鏜去全部余量，毛坯孔徑。1.1pamm041dmm進給量：根據參考文獻3表 2.466，刀桿伸出長度取，切削深fmm200度為。因此確定進給量。1.1mm0.2/fmm r切削速度：參照參考文獻3表 2.445，取。V2.0/120/minVm sm機床主軸轉速：n，10001000 120912.11 /min3.14 43.2Vnrd按照參考文獻3表 3.141，取1000 /minnr實際切削速度 ：v3.14 43.2 10002.24/10001000 60dnvm s工作臺每分鐘進給量： mf0.2 1000200/minmffnmm被切削層長度 ：l15lmm攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計14刀具切入長度： 1l12.2(2 3)23.2730pralmmtgktg刀具切出長度： 取2lmml532mml42行程次數 ：i1i機動時間：1jt121153.27410.11min200jmllltf 精鏜孔44粗加工后單邊余量 Z=0.4mm，一次鏜去全部余量， ，精鏜后孔0.4pamm徑44dmm進給量：根據參考文獻3表 2.466，刀桿伸出長度取，切削深fmm200度為。因此確定進給量0.4mm0.15/fmm r切削速度：參照參考文獻3表 2.445，取V2.1/126/minVm sm機床主軸轉速：n，10001000 126948.17 /min3.14 44Vnrd按照參考文獻3表 3.1441，取1000 /minnr實際切削速度 ： v3.14 44 10002.64/10001000 60dnvm s工作臺每分鐘進給量：mf0.15 1000150/minmffnmm被切削層長度 ：l15lmm刀具切入長度：1lmmtgtgkalrp5 . 32308 . 0)32(1刀具切出長度： 取2lmml532mml42行程次數 ：i1i機動時間：2jt122153.5410.104min217.5jmllltf 所以該工序總機動工時0.11 0.150.26minjt 工序 5：粗、精銑槽。0.3020.5機床：雙立軸圓工作臺銑床KX52刀具：錯齒三面刃銑刀 粗銑 18.5 槽攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計15切削深度：pa9.5pamm根據參考文獻3表查得：進給量,根據參考文獻12.4760.06/famm z表查得切削速度。303224/minVm機床主軸轉速：n，10001000 2462.1 /min3.14 125Vnrd按照參考文獻3表 3.174，取75 /minnr實際切削速度 ：v3.14 125 750.50/10001000 60dnvm s進給量：fV0.06 18 75/601.35/ffVa Znmm s工作臺每分進給量： mf1.35/81/minmffVmm smm被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l20lmm刀具切入長度：1l 10.5(1 2)lD=63mm刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間： 1jt121206321.05min81jmllltf 精銑 20.5 槽切削深度：pa2.0pamm根據參考文獻3表查得：進給量,根據參考文獻12.4760.08/famm z表查得切削速度，303223/minVm機床主軸轉速：n，10001000 2345.8 /min3.14 160Vnrd按照參考文獻3表 3.174，取。47.5 /minnr實際切削速度 ：v3.14 160 47.50.40/10001000 60dnvm s進給量：fV0.08 22 47.5/601.39/ffVa Znmm s工作臺每分進給量： mf1.39/83.6/minmffVmm smm攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計16被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l20lmm刀具切入長度：1l 10.5(1 2)lD=81mm刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間： 2jt122208121.23min83.6jmllltf本工序機動時間：121.05 1.232.28minjjjttt工序 6：鉆孔6機床：臺式鉆床4006ZA刀具：根據參照參考文獻3表 4.39，選硬質合金錐柄麻花鉆頭切削深度：pammap3根據參考文獻3表查得：進給量,切削速度394 . 20.22/fmm r。smV/36. 0機床主軸轉速：n，min/1147614. 36036. 010001000rdVn按照參考文獻3表 3.131，取。1600 /minnr實際切削速度 ：v3.14 6 16000.50/10001000 60Dnvm s 切削工時被切削層長度 ：l30lmm刀具切入長度：1l16(1 2)1202422rDlctgkctgmm刀具切出長度： 取。2lmml412mml32加工基本時間： jt1230430.11min0.22 1600jLlltf n工序 5：銑斷機床：雙立軸圓工作臺銑床KX52刀具：根據參照參考文獻1表 217，選細齒鋸片銑刀切削深度：pa4pamm根據參考文獻3表查得：進給量,根據參考文獻12.4760.03/famm z攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計17表查得切削速度。302355/minVm機床主軸轉速：n，10001000 55140.12 /min3.14 125Vnrd按照參考文獻取。150 /minnr實際切削速度 ：v3.14 125 1500.98/10001000 60dnvm s進給量：fV0.03 48 150/603.6/ffVa Znmm s工作臺每分進給量： mf3.6/216/minmffVmm smm被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l68lmm刀具切入長度：1l 10.5(1 2)lD=63mm刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間： jt12686320.616min216jmllltf3.7 時間定額計算及生產安排根據設計任務要求，該撥叉的年產量為 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3表 2.52，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） Ntktttzzfjd/%)1)(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： 單件時間定額 基本時間（機動時間）dtjt 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ft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k攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計18 粗、精銑 E、F 面粗加工機動時間：jt0.55minjt粗精加工機動時間：jt0.58minjt精輔助時間：參照參考文獻3表 2.545，取工步輔助時間為。ftmin41. 0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，min1則 min41. 1141. 0ft：根據參考文獻3表 2.548，k13k單間時間定額有：dt()(1%)(0.55 1.41)(1 13%)2.21min22.8minfdjtttk粗粗()(1%)(0.58 1.41)(1 13%)2.25min22.8minfdjtttk精精因此應布置二臺粗、精機床即可以完成此二道工序的加工，達到生產要求。 鉆、擴、鉸孔209H機動時間： jt0.250.160.070.48minjt 輔助時間：參照參考文獻3表 2.541，取工步輔助時間為。ftmin775. 1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，min1則 min775. 11775. 1ft：根據參考文獻3表 2.543，k14.12k單間時間定額：dt()(1%)(0.48 1.775)(1 12.14%)2.04min22.8mindjftttk因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產要求 粗、精鏜孔44粗鏜孔：機動時間：43.7jt0.11minjt粗輔助時間：參照參考文獻3表 2.537，取工步輔助時間為。ftmin81. 0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，min3則 min81. 3381. 0ft：根據參考文獻3表 2.539，。k83.14k單間時間定額有：dt()(1%)(0.11 3.81)(1 14.83%)4.50min22.8mindfjtttk粗因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產要求。攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計19精鏜孔到要求尺：機動時間：43.9jt0.104minjt精輔助時間：參照參考文獻3表 2.537，取工步輔助時間為。ftmin81. 0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，min3則 min81. 3381. 0ft：根據參考文獻3表 2.539，。k83.14k單間時間定額：()(1%)(0.1043.81)(1 14.83%)4.49min22.8mindfjtttk精因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產要求。 粗、精銑槽0.3020.5加工機動時間：jt2.28minjt 輔助時間：參照參考文獻3表 2.545，取工步輔助時間為。ftmin41. 0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，min1則 min41. 1141. 0ft：根據參考文獻3表 2.548，。k13k單間時間定額有：dt()(1%)(2.28 1.41)(1 13%)4.17min22.8mindjftttk因此應布置一臺機床即可以完成此道工序的加工，達到生產要求。 鉆孔6機動時間： jt0.11minjt 輔助時間：參照參考文獻3表 2.541，取工步輔助時間為。ftmin775. 1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，min1則 min775. 11775. 1ft：根據參考文獻3表 2.543，。k14.12k單間時間定額，由式（1.11）有：dt()(1%)(0.11 1.775)(1 12.14%)2.11min22.8mindjftttk因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產要求 銑斷加工機動時間：jt0.616minjt 輔助時間：參照參考文獻3表 2.545，取工步輔助時間為。ftmin41. 0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min1則 min41. 1141. 0ft攀枝花學院畢業(yè)設計 3 工藝規(guī)程設計20：根據參考文獻3表 2.548，。k13k單間時間定額有：dt()(1%)(0.616 1.41)(1 13%)2.29min22.8mindjftttk因此應布置一臺機床即可以完成此道工序的加工，達到生產要求。攀枝花學院畢業(yè)設計 4 鏜孔夾具設計4 鏜孔夾具設計4.1 研究原始質料利用本夾具主要用來加工孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應44滿足兩孔軸線間公差要求。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率和降低勞動強度。4.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對孔進行加工前，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：209H方案：選底平面、工藝孔和大頭孔外圓端來定位，即一面、一短209H圓柱銷和 V 型塊定位，夾緊方式可設計圓環(huán)套在大頭孔圓周邊進行夾緊。方案：應用一面即撥叉底面，一銷即定位于大頭孔外端的擋銷和工藝孔的心軸來定位，夾緊方式就用螺母在心軸上夾緊。209H方案：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，還有一擋銷定209H位于大頭孔外端，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。分析比較上面三種方案：方案中的 V 型塊定位造成過定位，而夾緊方式加大了設計量，裝、取工件也不易。方案中的心軸夾緊、定位是不正確的，也端是不加工的，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。209H通過比較分析只有方案滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有44209H尺寸公差，選擇小頭孔為定位基準來設計鏜模，從而保證其尺寸公差要求。4.3 切削力及夾緊力的計算鏜刀材料：（硬質合金鏜刀）5YT刀具的幾何參數： 60粗K90精K100s80由參考文獻5查表可得：321圓周切削分力公式： 0.750.152943CpcPFa fvK式中 0.4pamm0.15/fmm r rpspoppkmppKKKKKK查5表得： 查5表 取 421()736nmpbK1 250.6b0.75n 攀枝花學院畢業(yè)設計 4 鏜孔夾具設計22由表可得參數： 62194. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：764.8()CFN同理：徑向切削分力公式 ： 0.90.750.32383PpcPFafvK式中參數： 77. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：327.74()PFN軸向切削分力公式 ： 0.50.43326fpcPFa fvK式中參數： 11. 1pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：605.48()fFN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(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 可按下式計算有：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻5表可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有：)(210tgtgQLWz式中參數由參考文獻5可查得：攀枝花學院畢業(yè)設計 4 鏜孔夾具設計23 6.22 2.76zr 90105922 29其中： 33()Lmm)(80 NQ 螺旋夾緊力：04748.2()WN該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：1633圖 4.1 移動壓板受力簡圖由表得：原動力計算公式 2621001KLWWl即： 004748.2 33 0.989032.75()17KW LWNl由上述計算易得： KKWW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。4.4 誤差分析與計算該夾具以一個平面和和個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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(guī)定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位誤差： 當短圓柱銷以任意邊接觸時 minD WDd 當短圓柱銷以固定邊接觸時 2DdD W 式中為定位孔與定位銷間的最小間隙min攀枝花學院畢業(yè)設計 4 鏜孔夾具設計24通過分析可得： 0.052Dmm0.011dmmmin0mm因此：當短圓柱銷以任意邊接觸時 0.063D Wmm2 夾緊誤差 ： cos)(minmaxyyjj其中接觸變形位移值： mmSNcHBKRkmnZ