機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：制定撥叉零件的加工工藝，設(shè)計(jì)銑 30×80 面的銑床夾具班 級(jí)：機(jī)械 03-1 班學(xué) 生：楊 杰指導(dǎo)教師：熬 曉 春 哈爾濱理工大學(xué)2006-9-21- 1 -目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 零件的分析………………………………………(3)二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………(3)（一） 、確定毛坯的制造形式……………………(3)（二） 、基面的選擇………………………………(3)（三） 、制訂工藝路線……………………………(3)（四） 、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺才的確定……………………………………………(4)（五） 、確定切削用量及基本工時(shí)………………(5)三、 夾具設(shè)計(jì)…………………………………………(11)四、 參考文獻(xiàn)…………………………………………(13)- 2 -哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：制定撥叉 F 零件的加工工藝，設(shè)計(jì)銑 30×80 面的銑床夾具設(shè)計(jì)要求：1.中批生產(chǎn)；2.盡量選用通用設(shè)備。設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書；2.制訂一個(gè)中等零件的加工工藝過(guò)程，填寫工藝過(guò)程卡和工序卡各一張；3.設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師指定的工序夾具，繪制全套夾具圖紙，要求用計(jì)算機(jī)繪圖；4.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，按照畢業(yè)論文的格式寫，要求打印文稿。班 級(jí)：機(jī)械 03-1 班學(xué) 生：楊 杰 指導(dǎo)教師：熬 曉 春 2006 年 9 月 10 日- 3 -一、零件的分析（一）零件的工藝分析撥叉這個(gè)零件從零件圖上可以看出，它一共有兩組加工表面，而這二組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這二組加工表面分述如下：1．以 ?25mm 孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括： ?25H7mm 的l 六齒花鍵孔及倒角，尺寸為 80㎜與花鍵孔垂直的兩端面，尺寸為 18H11 與花鍵孔垂直的通槽。2．與 ?25mm 花鍵孔平行的表面。這一組加工表面包括：與花鍵孔中心軸線相距 22㎜的上表面，與上表面垂直的二個(gè) M8 通孔和一個(gè) ? 5 錐孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：1．上表面與 ?25mm 花鍵孔中心線平行度為 0.10㎜ ；2．18H11 通槽兩側(cè)面與與 ?25mm 花鍵孔中心線的垂直度為 0.08㎜。由以上分析可知，對(duì)于這二組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并且保證它們之間的位置精度要求。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮到該零件在車床中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為中批生產(chǎn)，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金屬模砂型鑄造。（二）基面的選擇基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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)效率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：以上下表面和兩 側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以消除 ， ， 三個(gè)zxy自由度，用以消除 ， ， 三個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。xyz對(duì)于精基準(zhǔn)而言，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。（三） 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序Ⅰ 銑端面。工序Ⅱ 鉆、擴(kuò)花鍵底孔 ?22mm。- 4 -工序Ⅲ 內(nèi)花鍵孔倒角。工序Ⅳ 拉花鍵孔。工序Ⅴ 銑上、下表面。工序Ⅵ 鉆 2—M8 孔，?5mm 錐孔。工序Ⅶ 銑通槽 18H11㎜。工序Ⅷ 攻螺紋 2—M8。工序Ⅸ 去毛刺。工序Ⅹ 檢查。2.工藝路線方案二工序Ⅰ 銑端面。工序Ⅱ 鉆、擴(kuò)花鍵底孔 ?22mm。工序Ⅲ 內(nèi)花鍵孔倒角。工序Ⅳ 銑上、下表面。工序Ⅴ 鉆 2—M8 孔，?5mm 錐孔。工序Ⅵ 銑通槽 18H11㎜。工序Ⅶ 拉花鍵孔。工序Ⅷ 攻螺紋 2—M8。工序Ⅸ 去毛刺。工序Ⅹ 檢查。工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先拉花鍵孔，再以該花鍵孔為基準(zhǔn)加工其余平面；方案二是先加工上下面，再加工花鍵孔。兩相比較可以看出，方案一可以避免加工上表面和槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)不重合的問(wèn)題，而方案而不能，所以選用方案一作為零件的加工工序。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “撥叉”零件材料為 HT200，毛坯重量約為 1.00Kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用金屬砂型鑄造。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(jī)械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 銑端面考慮左端面的粗糙度 Ra 為 3.2，參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 》——以下簡(jiǎn)稱“手冊(cè)” ，表 1—43，確定工序尺寸為 Z=3.0mm，其中粗加工的加工余量 Z=2.0mm，精加工的加工余量 Z=1.0mm。右端面沒(méi)有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位 3.0㎜。2. 花鍵孔（6-?25H7×?22H12×6H11） 。要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔 ?22H12㎜：鉆孔：?20㎜- 5 -擴(kuò)鉆：?22㎜ 2Z=2.0㎜拉花鍵孔（6-?25H7×?22H12×6H11）花鍵孔要求外徑定心，花鍵內(nèi)徑拉削時(shí)的加工余量為孔的公差 0.17㎜。3．銑表面根據(jù)“手冊(cè)”表 1—49，取上表面的機(jī)械加工余量為 4.0㎜，下表面的余量為 3.0㎜。粗銑上表面 Z=3.0㎜精銑上表面的臺(tái)階面 Z=1.0㎜粗銑下表面 Z=3.0㎜4. 銑通槽 18H11㎜粗銑 16㎜ 2Z=4.0㎜半精銑 18㎜ 2Z=2.0㎜毛坯制造尺寸及技術(shù)要求見(jiàn)毛坯圖。（五）確定切削用量及基本工時(shí)工序Ⅰ：銑端面。1）粗銑左端面α =0.25mm/Z (表 3-28)fν=0.35m/s（ 21m/min） (表 3-30)采用高速三面刃銑刀，d =175mm,齒數(shù) Z=16。wn = = =0.637r/s (38.2r/min)sd10?π v1753.40?按機(jī)床選取 n =31.5r/min=0.522r/s （表 4—17）w故實(shí)際切削速度 ν= =0.29m/s10ndsw?π切削工時(shí) l=75mm，l =175mm，l =3mm12t = = =121.2s=2.02minmZnfw2??α 615.0.37??2）粗銑右端面粗銑右端面的進(jìn)給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相同。切削工時(shí)l=45mm，l =175mm，l =3mm12- 6 -t = = =106.8s=1.78minmZnlfw21??α 6125.0.374??3）精銑左端面α =0.10mm/Z (表 3-28)fν=0.30m/s（ 18m/min） (表 3-30)采用高速三面刃銑刀，d =175mm,齒數(shù) Z=16。wn = = =0.546r/s (32.76r/min)sd10?π v1753.40?按機(jī)床選取 n =31.5r/min=0.522r/s （表 4—17）w故實(shí)際切削速度 ν= =0.29m/s10ndsw?π切削工時(shí) l=75mm，l =175mm，l =3mm12t = = =302.92s=5.05minmZnfw2??α 610.5.37??工序Ⅱ：鉆、擴(kuò)花鍵底孔1）鉆孔 ? 20㎜f=0.75mm/r·K =0.75×0.95=0.71㎜/s (表 3—38)flν=0.35m/s （ 21m/min） （表 3—42）n = = =5.57r/s (334r/min)swd10?π v203.45?按機(jī)床選取 n =338r/min=5.63r/s故實(shí)際切削速度 ν= =0.35m/s 10ndsw?π切削工時(shí) l=80mm，l = 10mm，l =2mm2- 7 -t = = =23s （0.4min）mf??w21nl71.063528?2）擴(kuò)孔 ? 22㎜f=1.07 (表 3—54)ν=0.175m/s （ 10.5m/min） n = = =2.53r/s (151.8r/min)swd10?π v23.14750?按機(jī)床選取 n =136r/min=2.27r/s故實(shí)際切削速度 ν= =0.16m/s 10ndsw?π切削工時(shí) l=80mm，l = 3mm，l =1.5mm2t = = =35s （0.6min）mf??w21nl07.1538?工序Ⅲ：倒角 1.07×15?f=0.05㎜/r (表 3—17)ν=0.516m/s （參照表 3—21） n = = =6.3r/s (378r/min)swd10?π v26.1450?按機(jī)床選取 n =380r/min=6.33r/s切削工時(shí) l=2.0mm，l = 2.5mm，1t = = =14s （0.23min）mf??w1nl05.362?工序Ⅳ：拉花鍵孔單面齒升 0.05㎜ （表 3—86）v=0.06m/s （ 3.6m/min） （表 3—88）切削工時(shí) （表 7—21）t =mZSvKlhz??10?- 8 -式中：h——單面余量 1.5㎜（由 ? 22㎜—? 25㎜） ；l——拉削表面長(zhǎng)度 80㎜；——考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取 1.20；?K——考慮機(jī)床返回行程的系數(shù)，取 1.40；V——切削速度 3.6m/min；S ——拉刀同時(shí)工作齒數(shù) Z=L/t。zt——拉刀齒距，t=(1.25—1.5) =1.35 =12㎜L80Z=L/t=80/12 6 齒??t = =0.15min (9s)m.31042.??工序Ⅴ：銑上、下表面1）粗銑上表面的臺(tái)階面α =0.15mm/Z (表 3-28)fν=0.30m/s（ 18m/min） (表 3-30)采用高速三面刃銑刀，d =175mm,齒數(shù) Z=16。wn = = =0.546r/s (33r/min)sd10?π v1753.40?按機(jī)床選取 n =30r/min=0.5r/s （表 4—17）w故實(shí)際切削速度 ν= =0.27m/s10ndsw?π切削工時(shí) l=80mm，l =175mm，l =3mm12t = = =215s=3.58minmZnfw2??α 615.0378??2）精銑臺(tái)階面α =0.07mm/Z (表 3-28)fν=0.25m/s（ 18m/min） (表 3-30)采用高速三面刃銑刀，d =175mm,齒數(shù) Z=16。w- 9 -n = = =0.455r/s (33r/min)swd10?π v1753.420?按機(jī)床選取 n =30r/min=0.5r/s （表 4—17）故實(shí)際切削速度 ν= =0.27m/s10ndsw?π切削工時(shí) l=80mm，l =175mm，l =3mm12t = = =467s=7.7minmZnfw2??α 6170.538??3）粗銑下表面保證尺寸 75㎜本工步的切削用量與工步 1）的切削用量相同 切削工時(shí) l=40mm， l =175mm，l =3mm2t = = =181.7s=3.03minmZnfw21??α 615.0374??工序Ⅵ：鉆 2-M8 底孔（? 6.80㎜）f=0.36㎜/r (表 3—38)ν=0.35m/s （參照表 3—42） n = = =16.39r/s (983.4r/min)swd10?π v8.6450?按機(jī)床選取 n =960r/min=16r/s故實(shí)際切削速度 ν= =0.34m/s10ndsw?π切削工時(shí)（表 7—5） l=9.5mm，l = 4mm，l =3㎜12t = = =2.86 （0.048min）mf??wn36.04?工序Ⅶ：銑槽 18H111）粗銑 α =0.10㎜/s (表 3-28)f- 10 -ν=0.30m/s（ 21m/min） (表 3-30)采用粗齒直柄立銑刀，d =16mm,齒數(shù) Z=3。wn = = =5.97/s (358.2/min)swd10?π v613.40?按機(jī)床選取 n =380r/min=6.33/s （表 4—16）故實(shí)際切削速度 ν= =0.32/s10ndsw?π切削工時(shí) l=34mm，l =2mm，l =0mm12t = = =19smZnfw2??α 301.64??因?yàn)橐叩秲纱?，所以切削工時(shí)為 38s。2）精銑通槽α =0.07/s(表 3-28)fν=0. 25m/s（15m/min） (表 3-30)采用細(xì)齒直柄立銑刀，d =12mm,齒數(shù) Z=5。wn = = =6.63s (397.8min)sw10?π v213.450?按機(jī)床選取 n =380r/min=6.33/s （表 4—16）故實(shí)際切削速度 ν= =0.24s10ndsw?π切削工時(shí) l=35mm，l =2mm，l =0mm12t = = =16smZnfw2??α 507.36??因?yàn)樽叩秲纱?，所以切削工時(shí)為 64s。Ⅷ：攻螺紋 2—M8v=0.35m/s (表 3—42)- 11 -n = = =13.9 (834min)swd10?π v83.1450?按機(jī)床選取 n =850r/min=14.2s 故實(shí)際切削速度 ν= =0.357m/s。10ndsw?π三、專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。（一） 切削力及夾緊力的計(jì)算切削刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，則主切削力 zFfwFueyxpz KndZaCF6081.9??式中： 3.1?65.0F83.0?Fu0Fw83.0Fqmap16?ae8.f 67.)3.019(.zFk計(jì)算結(jié)果 = 2448Nz由于切削力對(duì)夾緊力影響不大，故夾緊力只需達(dá)到將工件固定即可。（二） 定位誤差分析（1） 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為 孔的定位銷，孔與銷間隙配合。25?（2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 基準(zhǔn)位移誤差△y 由于孔和銷都有制造誤差，為工件裝卸方便還有最小間隙（次間隙可以在調(diào)刀尺寸和對(duì)刀時(shí)消除）- 12 -由制造誤差引起的△y＝(Dmax－dmin)/2－(Dmin-dmax)/2=(0.023+0,020)/2=0.02150.08在垂直度要求范圍內(nèi)本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。四、參考文獻(xiàn)1.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編2.《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 王紹俊 編3.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 王啟平 編