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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 I 課程設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計題目 CA6140撥叉加工工藝設(shè)計及加工 Φ25 孔的夾具設(shè)計。 二、原始資料 (1) 被 加 工 零 件 的 零 件 圖 1 張 (2) 生 產(chǎn) 類 型 :大 批 生 產(chǎn) 三、上交材料 (1) 被 加 工 工 件 的 零 件 圖 1 張 (2) 工 件 的 毛 坯 圖 1 張 (3) 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 1 張 (4) 與 所 設(shè) 計 夾 具 對 應(yīng) 那 道 工 序 的 工 序 卡 片 1 張 (5) 夾 具 裝 配 圖 1 張 (6) 夾 具 體 圖 1 張 (7) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 (6000～ 8000 字 ) 1 份 說 明 書 主 要 包 括 以 下 內(nèi) 容 （ 章 節(jié) ） ① 目 錄 ② 摘 要 （ 中 外 文 對 照 的 ， 各 占 一 頁 ） ③ 零 件 工 藝 性 分 析 ④ 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 ⑤ 指 定 工 序 的 專 用 機 床 夾 具 設(shè) 計 ⑥ 方 案 綜 合 評 價 與 結(jié) 論 ⑦ 體 會 與 展 望 ⑧ 參 考 文 獻(xiàn) 列 出 參 考 文 獻(xiàn) (包 括 書 、 期 刊 、 報 告 等 ， 10 條 以 上 ) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 一 律 用 A4 紙 、 縱 向 打 印 . 四、進(jìn)度安排(參考) (1) 熟 悉 零 件 ,畫 零 件 圖 2 天 (2) 選 擇 工 藝 方 案 ,確 定 工 藝 路 線 ,填 寫 工 藝 過 程 綜 合 卡 片 5 天 (3) 工 藝 裝 備 設(shè) 計 (畫 夾 具 裝 配 圖 及 夾 具 體 圖 ) 9 天 (4) 編 寫 說 明 書 3 天 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 II (5) 準(zhǔn) 備 及 答 辯 2 天 五、指導(dǎo)教師評語 成 績： 指導(dǎo)教師 日 期 成績評定 采 用 五 級 分 制 ， 即 優(yōu) 秀 、 良 好 、 中 等 、 及 格 和 不 及 格 。 優(yōu) 秀 ： 設(shè) 計 方 案 合 理 并 新 穎 ， 設(shè) 計 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 豐 富 。 在 設(shè) 計 過 程 中 勤 奮 好 學(xué) 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 良 好 ： 設(shè) 計 方 案 合 理 ， 設(shè) 計 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 比 較 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 比 較 豐 富 。 在 設(shè) 計 過 程 中 勤 奮 好 學(xué) 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 中 等 ： 設(shè) 計 方 案 一 般 ， 設(shè) 計 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 一 般 。 在 設(shè) 計 過 程 中 比 較 勤 奮 、 創(chuàng) 新 思 想 不 明 顯 ； 及 格 ： 設(shè) 計 方 案 不 完 善 ， 存 在 一 些 小 錯 誤 ， 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 一 般 。 在 設(shè) 計 過 程 中 勤 奮 精 神 不 夠 ： 不 及 格 ： 設(shè) 計 方 案 有 嚴(yán) 重 錯 誤 ， 設(shè) 計 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 不 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 淺 薄 。 在 設(shè) 計 過 程 中 勤 奮 好 學(xué) 精 神 不 夠 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 III 摘 要 這 次 設(shè) 計 的 是 CA6140 車 床 （ 831006） 撥 叉 ， 包 括 零 件 圖 、 毛 坯 圖 、 裝 配 圖 各 一 張 ， 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 和 與 工 序 卡 片 各 一 張 。 首 先 我 們 要 熟 悉 零 件 和 了 解 其 作 用 ， 它 位 于 車 床 變 速 機 構(gòu) 中 ， 主 要 起 換 檔 作 用 。 然 后 ， 根 據(jù) 零 件 的 性 質(zhì) 和 零 件 圖 上 各 端 面 的 粗 糙 度 確 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 擬 定 撥 差 的 工 藝 路 線 圖 ， 制 定 該 工 件 的 夾 緊 方 案 ， 畫 出 夾 具 裝 配 圖 。 就 我 個 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過 這 次 課 程 設(shè) 計 ， 了 解 并 認(rèn) 識 一 般 機 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學(xué) 過 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識 ， 理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個 良 好 的 基 礎(chǔ) ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學(xué) 習(xí) 打 好 基 礎(chǔ) 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 IV Abstract This time I design the lathes of the shift forks CA6140(831006), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying . 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 V 目 錄 一 、 零 件 的 工 藝 分 析 及 生 產(chǎn) 類 型 的 確 定 .1 1.1、 零 件 的 用 途 .1 1.2、 分 析 零 件 的 技 術(shù) 要 求 1 1.3、 審 查 撥 叉 的 工 藝 性 2 1.3.1、 以 φ 25 為 中 心 的 加 工 表 面 2 1.4、 確 定 撥 叉 的 生 產(chǎn) 類 型 2 二 、 確 定 毛 坯 2 三 、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 .3 3.1.1 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 .3 3.1.2 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 .3 3.2.2.工 藝 路 線 方 案 二 4 3.3、 機 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 毛 皮 尺 寸 的 確 定 5 3.3.1.毛 坯 余 量 及 尺 寸 的 確 定 5 3.4、 各 加 工 表 面 的 機 械 加 工 余 量 ， 工 序 尺 寸 及 毛 壞 尺 寸 的 確 定 6 3.4.1 鉆 φ 25 的 孔 加 工 余 量 及 公 差 6 3.4.2 銑 φ 55 的 叉 口 及 上 、 下 端 面 8 3.4.3 粗 銑 35×3 的 上 端 面 .8 3.4.4 粗 銑 40×16 的 上 表 面 8 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 VI 3.4.5 銑 40×16 的 槽 8 3.4.6 切 斷 φ 55 叉 口 9 3.5、 確 立 切 削 用 量 及 基 本 工 時 .9 3.5.1 工 序 Ⅰ ： 鉆 、 擴 、 粗 鉸 、 精 鉸 Φ 25 孔 .9 3.5.2.工 序 Ⅱ ： 銑 φ 55 的 叉 口 的 上 、 下 端 面 .11 3.5.3.工 序 Ⅲ 銑 φ 55 的 叉 口 .12 3.5.4.工 序 Ⅳ ： 銑 35×3 的 上 端 面 12 3.5.5 工 序 Ⅴ ： 銑 40×16 槽 的 表 面 .13 3.5.6.工 序 Ⅵ 銑 40×16 的 槽 .13 3.5.7 工 序 Ⅶ ： 切 斷 φ 55 叉 口 .14 3.5.8.工 序 Ⅷ ： 檢 驗 .14 四 、 夾 具 設(shè) 計 .15 4.1.提 出 問 題 15 4.2.設(shè) 計 思 想 16 4.3、 夾 具 設(shè) 計 16 4.3.1、 定 位 分 析 16 4.3.2、 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計 算 …………………………16 4.3.3、 夾 具 操 作 說 明 18 五 .體 會 與 展 望 .19 六 ． 參 考 文 獻(xiàn) .20 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 機械加工工序卡片 共8 張 第 1 張 產(chǎn)品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 CA6140 撥叉 工序號 Ⅰ 設(shè)備 材料 名稱 立式鉆床 名稱 HT200 型號 Z5120A 硬度 170~220HBS 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 麻花鉆 Φ23 塞規(guī) 5~30 擴刀絞刀 Φ24.8,Φ25 粗糙度測量儀 技術(shù)等級 工時定額 班產(chǎn)量 準(zhǔn)備及終結(jié)時間 工作地點服務(wù)時間 基本時間 輔助時間 單件時間 11.23s 工步號 工步名稱及內(nèi)容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或?qū)挾? mm 長度 mm 加工計算長度 mm 切深 mm 進(jìn)給量 mm/r 切速 m/min 轉(zhuǎn)速或雙 行程數(shù) r/min 走刀次數(shù) 次 01 鉆孔至Φ23 Φ23 78 80 23 0.25 21.67 249 1 02 擴孔φ24.8 mm Φ24.8 78 80 1.8 0.3 8.668 111.3 1 03 粗鉸孔至φ24.94mm Φ24.94 78 80 0.14 0.1 15.27 92.2 1 04 精鉸孔至φ25mm Φ25 78 80 0.6 0.1 15.3 91.975 1 編 制 設(shè) 計 何景強 審 核 批 準(zhǔn) 描 圖 校 對 附表2 遼寧工大 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 831006 零件圖號 何景強 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 夾具 刀具名稱 刀具規(guī)格 量 具 1 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔,以Φ40外圓和其端面為基準(zhǔn)，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具 Z5125A立式鉆床 專用夾具 Φ23麻花鉆，Φ24.8的擴刀，鉸刀 塞規(guī).卡尺 11.23 s 2 銑φ55的叉口的上、下端面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準(zhǔn) X5020A立式銑床 專用夾具 端面銑刀 游標(biāo)卡尺 8.7s 3 利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準(zhǔn)，銑Φ55的叉口 X5020A立式銑床 專用夾具 硬質(zhì)合金立銑刀 塞規(guī).卡尺 9.0 s 4 以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，粗銑35×3的上表面 X5020A立式銑床 專用夾具 端面銑刀 游標(biāo)卡尺 4.2s 5 以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，精銑35×3的上表面 X5020A立式銑床 專用夾具 端面銑刀 游標(biāo)卡尺 1.92s 6 以Φ25的孔定位，粗銑40×16的槽 X5020A立式銑床 專用夾具 高速鋼三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 3.0s 7 切斷φ55的叉口 X5020A立式銑床 專用夾具 用寬為4的切斷刀 8.7s 8 檢驗 塞規(guī).卡尺 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 20 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1、零件的用途 CA6140車床的撥叉位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)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。零件上方的φ25孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的φ55半孔則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。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 1.2、分析零件的技術(shù)要求 該撥叉的全部技術(shù)要求列如下表: 加工表面 尺寸及偏差(mm) 公差及等級精度 表面粗糙度Ra(μm) 形位公差(mm) 撥叉頭右端面 80 6.3 撥叉腳兩端面 IT6 3.2 撥叉腳內(nèi)表面 Φ55 IT13 3.2 Φ25mm孔 Φ25 IT7 1.6 操縱槽內(nèi)側(cè)面 16 IT11 3.2 操縱槽底面 8 6.3 撥叉頭側(cè)面 17 6.3 撥叉底板端面 23 IT13 3.2 撥叉頭頂面 134.5 IT9 6.3 該撥叉在改換檔位時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強度，以適應(yīng)撥叉的工作條件，因此該撥叉采用肋板結(jié)構(gòu)。該撥叉的主要工作面為撥叉腳兩端面、叉軸孔Φ25和操縱槽內(nèi)表面，在設(shè)計工藝規(guī)程時應(yīng)重點予以保證。 1.3、審查撥叉的工藝性 該零件兩個面都沒有尺寸精度的要求，也無粗糙度的要求?！?5的孔的粗糙度值要求1.6，需要精加工。因是大批量生產(chǎn)，所以需用鉆削。保證其加工精度。下面的叉口有3.2的粗糙度的要求，所以采用先粗銑再精銑來滿足精度的要求，同時保證￠25的孔和叉口的垂直度。同時該零件上還需加工40×16的槽，其粗糙度值為6.3，所以一次銑銷即可。但同時要滿足該槽與￠25的孔的垂直度。 1.3.1、以φ25為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ25 的孔，以及其右端面，槽端面與孔有位置要求，孔壁上有一個一定角度的斜加工面，操縱槽的三個表面，其中側(cè)面與Φ25孔的中心線有垂直度要求為0.08mm。 1.3.2、以φ55為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ55 的孔，以及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即φ55 的孔上下兩個端面與φ25 的孔有垂直度要求為0.1 mm。 由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 1.4、確定撥叉的生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，撥叉屬于輕型零件，查《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊》，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 二、確定毛坯 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編） 零件材料為HT200，采用鑄造。根據(jù)《機械加工工藝師手冊》（機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），得知大批量生產(chǎn)的鑄造方法有兩種金屬模機械砂型鑄造和壓鑄，由于壓鑄的設(shè)備太昂貴，根據(jù)手冊數(shù)據(jù)采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。 三、工藝規(guī)程設(shè)計 3.1、基面的選擇 ? ? 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇Φ40mm圓一個端面作為粗基準(zhǔn)加工另一個端面。再加一個鉤形壓板和一個V形塊限制自由度，達(dá)到完全定位。 3.1.2精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算。 3.2、制定工藝路線 ? ? 制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、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,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.2.1. 工藝路線方案一 工序Ⅰ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔。以Φ40外圓和其端面為基準(zhǔn)，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅱ：銑φ55的叉口及上、下端面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準(zhǔn)，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅲ：粗、精銑的叉口的內(nèi)圓面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準(zhǔn)，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：粗銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅴ：精銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅵ：粗銑40×16的槽，以Φ25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅶ：切斷φ55的叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅷ　檢驗。 3.2.2.工藝路線方案二 工序Ⅰ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔。以Φ40外圓和其端面為基準(zhǔn)，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅱ：銑φ55的叉口及上、下端面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準(zhǔn)，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅲ：粗、精銑的叉口的內(nèi)圓面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準(zhǔn)，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：切斷φ55叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅴ：粗銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅵ：精銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅶ：：粗銑40×16的槽，以Φ25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅷ　檢驗。 以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝卡片”。 以上加工方案大致看來是合理的，但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在φ25的孔及其16的槽和φ55的端面加工要求上,以上三者之間具有位置精度要求。圖樣規(guī)定：先鉆mm的孔。由此可以看出：先鉆φ25的孔，再由它定位加工φ55的內(nèi)圓面及端面，保證φ25的孔與φ55的叉口的端面相垂直。因此，加工以鉆φ25的孔為準(zhǔn)。為了在加工時的裝夾方便，因此將切斷放在最后比較合適。為了避免造成一定的加工誤差；通過分析可以比較工藝路線方案一最為合理。 具體方案如下： 工序Ⅰ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔。以Φ40外圓和其端面為基準(zhǔn)，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅱ：銑φ55的叉口及上、下端面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準(zhǔn)，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅲ：粗、精銑的叉口的內(nèi)圓面。利用Φ25的孔定位，以兩個面作為基準(zhǔn)，選用X5020A立式銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：粗銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅴ：精銑35×3的上表面。以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅵ：粗銑40×16的槽，以Φ25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅶ：切斷φ55的叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。 工序Ⅷ　檢驗。 3.3、機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ? 零件材料為HT200，硬度170~220HBS，毛坯重量約1.12kg。根據(jù)《機械加工工藝師手冊》（以下簡稱《工藝手冊》機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編）知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬模鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 3.3.1.毛坯余量及尺寸的確定 毛坯余量及尺寸的確定主要是為了設(shè)計毛坯圖樣，從而為工件毛坯的制造作準(zhǔn)備，該工序在這里不做詳細(xì)說明，主要說明一下毛坯尺寸及相應(yīng)公差的確定，以便毛坯制造者參考。根據(jù)《機械加工工藝師手冊》（以下簡稱《工藝手冊》機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），結(jié)合加工表面的精度要求和工廠實際，要合理地處理好毛坯余量同機械加工工序余量之間的不足。 粗銑φ55的叉口的上、下端面的加工余量及公差。 該端面的表面粗糙度為3.2，所以先粗銑再精銑。查《機械加工余量手冊》（以下簡稱《余量手冊》機械工業(yè)出版社、孫本序主編）中的表4-2成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。再查表4-2查得加工余量為2.0 mm。由《工藝手冊》表2.2-1至表2.2-4和《機械制造工藝與機床夾具》（機械工業(yè)出版出版社、劉守勇主編）中表1-15及工廠實際可得：Z=2.0mm，公差值為T=1.6mm。 加工35×3的上表面的加工余量及公差。 同上方法得：2Z=4.0，公差值為1.3 mm。 銑40×16的槽的上表面的加工余量及公差。 同上方法得：2Z=4.0，公差值為1.6 mm。 3.4、各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛壞尺寸的確定 3.4.1鉆φ25的孔加工余量及公差 毛坯為實心，不沖出孔。該孔的精度要求在IT7~IT9之間，參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T=0.12 mm， 鉆孔φ23mm 擴孔φ24.8 mm 2Z=1.8 mm 鉸孔φ25 mm 2Z=0.2 mm 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 φ25 mm的孔的加工余量和工序間余量及公差分布圖見圖1。 由圖可知： 工 序 加 工 尺 寸 及 公 差 鑄件毛坯 鉆孔 擴孔 粗鉸 精鉸 加工前尺寸 最大 φ23 φ24.8 φ24.94 最小 φ22.5 φ24.45 φ24.79 加工后尺寸 最大 φ23 φ24.8 φ24.94 φ25 最小 φ22.5 φ24.45 φ24.79 φ24.95 加工余量 23 24.8 24.94 25 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 42（mm） 鉆孔時的最大尺寸： 23（mm） 鉆孔時的最小尺寸： 22.5（mm） 擴孔時的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（mm） 擴孔時的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（mm） 粗鉸孔時的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm） 粗鉸孔時的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm） 精鉸孔時的最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm） 精鉸孔時的最小尺寸： 25-0.05=24.95（mm） 3.4.2銑φ55的叉口及上、下端面 因為叉口的粗糙度為3.2，所以粗銑再精銑。參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T=1.4 mm 粗銑φ55的叉口及上、下端面余量1.0 mm。 2Z=2.0 精銑φ55的叉口及上、下端面。 2Z=2.0 3.4.3粗銑35×3的上端面 因為該面的粗糙度為6.3，所以粗銑一次即可。參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T=1.3mm 粗銑35×3的上端面 2z=2.0 3.4.4粗銑40×16的上表面 此面的粗糙度要求為3.2，所以分粗精加工即可。參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T=1.6mm，其偏差±0.7 粗銑40×16的上表面 2Z=2.0 3.4.5銑40×16的槽 此面的粗糙度要求為3.2，所以粗銑再精銑。參照《工藝手冊》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查《工藝手冊》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為7~9級，選用8級。MA為F。公差值T= 1.6mm 。 粗銑40×16的槽 2Z=2.0 精銑40×16的槽 2Z=2.0 3.4.6切斷φ55叉口 3.5、確立切削用量及基本工時 3.5.1工序Ⅰ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔 1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 加工要求：鉆Φ25的孔，其表面粗糙度值為Rz=1.6 μm；先鉆Φ23的孔在擴Φ24.8的孔，再粗鉸Φ24.94孔，再精鉸Φ25孔。 機床：Z5125A立式鉆床。 刀具：Φ23麻花鉆，Φ24.8的擴刀，鉸刀。 2）計算切削用量 鉆Φ23的孔。 ①進(jìn)給量 查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》P47表2-23鉆孔進(jìn)給量f為0.39~0.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，現(xiàn)取f=0.25mm/r。此工序采用Φ23的麻花鉆。 所以進(jìn)給量f= 0.25mm/z ② 鉆削速度 切削速度：根據(jù)手冊表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。 根據(jù)手冊nw=300r/min,故切削速度為 ③ 切削工時 l=23mm，l1=13.2mm. 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： ① 擴孔的進(jìn)給量　 查《切削用量手冊》表2.10規(guī)定,查得擴孔鉆擴Φ24.8的孔時的進(jìn)給量,并根據(jù)機床規(guī)格選取 F=0.3 mm/z ②切削速度 擴孔鉆擴孔的切削速度,根據(jù)《工藝手冊》表28-2確定為 V=0.4V 鉆 其中V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度.故 V=0.4×21.67=8.668m/min 按機床選取nw=195r/min. ③切削工時 切削工時時切入L1=1.8mm,切出L2=1.5mm ① 粗鉸孔時的進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3,故 F=1/3f鉆=1/3×0.3=0.1mm/r V=1/3V鉆=1/3×21.67=7.22m/min ②切削速度 按機床選取nw=195r/min,所以實際切削速度 ③切削工時 切削工時,切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm. ① 精鉸孔時的進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3,故 F=1/3f鉆=1/3×0.3=0.1mm/r V=1/3V鉆=1/3×21.67=7.22m/min ②切削速度 按機床選取nw=195r/min,所以實際切削速度 ③切削工時 切削工時,切入l2=0.06mm,切出l1=0mm. 3.5.2.工序Ⅱ：銑φ55的叉口的上、下端面 ① 進(jìn)給量 采用端面銑刀，齒數(shù)4，每齒進(jìn)給量=0.15mm/z（《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》（吳拓、方瓊珊主編）。 故進(jìn)給量f=0.6mm ②銑削速度： （m/min） （表9.4-8） 由《數(shù)控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為9~18m/min 根據(jù)實際情況查表得V=15 m/min ③切削工時 引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 3.5.3.工序Ⅲ銑φ55的叉口 ①進(jìn)給量 由《工藝手冊》表3.1-29查得采用硬質(zhì)合金立銑刀,齒數(shù)為5個，由《數(shù)控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-5得硬質(zhì)合金立銑刀每齒進(jìn)給量f為0.15~0.30，由手冊得f取0.15mm/z 故進(jìn)給量f=0.75 mm/z. ②銑削速度： 由《數(shù)控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-6得硬質(zhì)合金立銑刀切削速度為45~90mm/min, 由手冊得V取70mm/min. ③切削工時 引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 3.5.4.工序Ⅳ：銑35×3的上端面 ① 進(jìn)給量 采用端銑刀，齒數(shù)4，每齒進(jìn)給量=0.15mm/z（《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》，吳拓、方瓊珊主編）。 故進(jìn)給量f=0.6mm ②銑削速度： （m/min） （表9.4-8） 由《數(shù)控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為9~18m/min 根據(jù)實際情況查表得V=15 m/min ③切削工時 切入l=3mm,行程l1=35。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 3.5.5工序Ⅴ：銑40×16槽的表面 ① 進(jìn)給量 該槽面可用變速鋼三面刃銑刀加工，由前定余量為2mm故可一次銑出，銑刀規(guī)格為φ32，齒數(shù)為8。由《工藝手冊》表2.4-73，取每齒進(jìn)給量為0.15mm/z,ap=2mm故總的進(jìn)給量為f=0.15×8=1.2 mm/z。 ②切削速度 由《工藝手冊》表3.1-74,取主軸轉(zhuǎn)速為190r/min。則相應(yīng)的切削速度為： ③切削工時 切入l=2mm切出l1=2mm,行程量l3=40mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 3.5.6.工序Ⅵ銑40×16的槽 ①進(jìn)給量 的槽可用高速鋼三面刃銑刀加工，銑刀規(guī)格為φ16，齒數(shù)為10。由《機械加工工藝師手冊》表21-5，取每齒進(jìn)給量為0.15mm/z,ap=2mm，故總的進(jìn)給量為f=0.15×10=1.5 mm/z。 ②切削速度 由《工藝手冊》表3.1-74,取主軸轉(zhuǎn)速為190r/min。則相應(yīng)的切削速度為： ③切削工時 切入l=2mm，切出l1=2mm行程量l2=40mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 3.5.7工序Ⅶ：切斷φ55叉口 ① 進(jìn)給量 采用切斷刀，齒數(shù)4，每齒進(jìn)給量=0.15mm/z（《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》（吳拓、方瓊珊主編）。 故進(jìn)給量f=0.6mm ②銑削速度： （m/min） （表9.4-8） 由《數(shù)控加工工藝》（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為9~18m/min 根據(jù)實際情況查表得V=15 m/min ③切削工時 切出l=2mm，切出l1=2mm,行程量=75mm。 查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 3.5.8.工序Ⅷ：檢驗 四、 夾具設(shè)計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 4.1.提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度；V形塊限制4個自由度，定位塊限制1個自由度，限位銷限制1個自由度。 （2）怎樣夾緊；設(shè)計夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件，定位塊起支撐工件的作用。 （3）設(shè)計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和擴刀、鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。 （4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 4.2.設(shè)計思想 設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ25H7孔進(jìn)行加工，這個孔尺寸精度要求為H7，表面粗糙度Ra1.6，鉆、擴、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 4.3、夾具設(shè)計 4.3.1、定位分析 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工φ25H7孔時，采用φ40的外圓面和其的下端面作為定位基準(zhǔn)。 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準(zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△B=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。 △Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm 4.3.2、切削力及夾緊力的計算 刀具：Φ23的麻花鉆，Φ24.8的擴孔鉆，鉸刀。 ①鉆孔切削力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───鉆削力 t───鉆削深度, 80mm S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.25mm D───麻花鉆直徑, Φ23mm HB───布氏硬度，140HBS 所以 =800（N） 鉆孔的扭矩： 式中 S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.25mm D───麻花鉆直徑, Φ23mm HB───布氏硬度，140HBS =×0.014×× =1580(N·M) ②擴孔時的切削力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───切削力 t───鉆削深度, 80mm S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mm D───擴孔鉆直徑, Φ24.8mm HB───布氏硬度，140HBS 所以 = 873（N） 擴孔的扭矩： 式中 t───鉆削深度, 80mm S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mm D───麻花鉆直徑, Φ24.8mm HB───布氏硬度，140HBS =1263（N·M） ②鉆孔夾緊力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時所需夾緊力計算公式： 式中 φ───螺紋摩擦角 ───平頭螺桿端的直徑 ───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16 ───螺桿直徑 ───螺紋升角 Q ───手柄作用力 L ───手柄長度 則所需夾緊力 =399（N） 根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 4.3.3、夾具操作說明 此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過φ40外圓、平面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)，在V形塊、支承板和擋銷上實現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構(gòu)夾緊工件。 五.體會與展望 通過兩個多星期的努力，我終于完成了課程設(shè)計的全部內(nèi)容。本次我所設(shè)計的是鉆床夾具，鉆床夾具與其他機床的夾具的主要不同在于它有獨特的元件——鉆套與鉆模板。因此，設(shè)計鉆床夾具時，除了根據(jù)加工要求選擇夾具類型外，主要是鉆模板與鉆套的選擇與設(shè)計。本設(shè)計采用了快換鉆套和手動螺旋快速加緊機構(gòu)，從而大大提高了由于鉆、擴、絞孔而頻繁換鉆套的生產(chǎn)效率，夾具的加工精度都采用普通級，充分考慮了制造成本。缺點是本設(shè)計的操作需要人力，所以在生產(chǎn)自動化方面有待改進(jìn)。 通過本次課程設(shè)計，使我將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，得到了解決問題和分析問題的能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練。使我具有了：1.制定工藝規(guī)程的初步能力，能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其他課程的基本理論和方法，正確的制定一個零件的加工工藝規(guī)程。 2.具有設(shè)計專用夾具的初步能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。 3.結(jié)合工藝設(shè)計內(nèi)容，能夠熟練的應(yīng)用工藝計算方法，正確的進(jìn)行工藝計算，如工藝參數(shù)、切削力、切削功率、切削速度、定位誤差、加緊力等。 4.進(jìn)一步提高查閱資料，熟練的使用設(shè)計手冊、參考資料的能力。 5.通過設(shè)計的全過程，使我學(xué)會了進(jìn)行工藝設(shè)計的程序和方法，培養(yǎng)了獨立思考和獨立工作的能力。 六．參考文獻(xiàn) 1、楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001 2、李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 3、孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999 4、機床夾具設(shè)計手冊.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社 5、趙家齊主編.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京.機械工業(yè)出版社，2000 6、劉守勇主編.機械制造工業(yè)與機床夾具.北京：機械工業(yè)出版社，2000 7、田春霞主編.數(shù)控加工工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2006 8、吳拓、方瓊珊主編. 機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：機械工業(yè)出版社，2005 9、黃云清主編.公差配合與測量技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2001 10、梁炳文主編，機械加工工藝與竅門精選，北京：機械工業(yè)出版社，2001 11、楊峻峰主編，機床及夾具，清華大學(xué)出版社，2005