機械制造技術課程設計-撥叉加工工藝及銑D端面夾具設計

PAGEI變速拔叉撥叉VI的機械加工工藝規(guī)程及銑D端面夾具設計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，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，設計全套圖紙加V信153893706或扣3346389411 PAGE38AbstractThedesignisonthemachiningprocessandfixturedesignoftheforkparts,thepartisforged,withsmallsize,characteristicsofcomplexparts,easytoprocessbecausespecificporesurfaceinthedevelopmentprocess,thefirstprocesssurface,thentosurfaceasabenchmarktootherprocessing,includingtheprocessesusedthespecialfixture.Takingthemanualclampingwaysimpleclampingmechanism,itsdesignissimple,convenientandcanmeettherequirements.Keywords:dialingfork,processingtechnology,specialfixture,design目錄摘要 IAbstract II目錄 III第1章緒論 5第2章?lián)懿娴姆治?72.1撥叉的工藝分析 72.2撥叉的工藝要求 7第3章工藝規(guī)程設計 83.1加工工藝過程 83.2確定各表面加工方案 93.2.1影響加工方法的因素 93.2.2加工方案的選擇 93.3確定定位基準 103.3.1粗基準的選擇 103.3.1精基準選擇的原則 113.4工藝路線的擬訂 113.4.1工序的合理組合 123.4.2工序的集中與分散 123.4.3加工階段的劃分 133.4.4加工工藝路線方案的比較 143.5撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 163.5.1毛坯的結構工藝要求 163.5.2撥叉的偏差計算 163.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 183.7時間定額計算及生產(chǎn)安排 28第2章粗銑D端面夾具設計 324.1研究原始質(zhì)料 324.2定位基準的選擇 324.3切削力及夾緊分析計算 324.4誤差分析與計算 334.5定向鍵與對刀裝置設計 344.6夾具設計及操作的簡要說明 36總結與展望 37參考文獻 38致謝 39第1章緒論機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。機械加工工藝規(guī)程一般包括以上內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、時間定額等。機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件上，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。制訂工藝規(guī)程的步驟1)計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。2)分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。3)選擇毛坯。4)擬訂工藝路線。5)確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。6)確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。7)確定切削用量及工時定額。8)確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。9)填寫工藝文件。在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。第2章?lián)懿娴姆治?.1撥叉的工藝分析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(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)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。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，所以都要求精加工。2.2撥叉的工藝要求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。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(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。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。=1\*GB2⑴以平面為主有：=1\*GB3①撥叉底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是；=2\*GB3②大頭孔端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。=2\*GB2⑵孔系加工有：=1\*GB3①的大頭孔粗、精鏜加工，其表面粗糙度為；=2\*GB3②的小頭孔鉆、擴和鉸加工，其表面粗糙度要求；=3\*GB3③的小孔鉆加工，小孔表面粗糙度要求。=3\*GB2⑶小頭孔端25槽的加工，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊，而槽底的表面粗糙度要求是。=4\*GB2⑷最后為大頭孔的銑斷加工，要求斷口粗糙度。撥叉毛坯的選擇模鍛，因為生產(chǎn)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(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是5000件，由[3]表2.1～3可知是中批量生產(chǎn)。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(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。第3章工藝規(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(zhì)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(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。3.2.1影響加工方法的因素=1\*GB2⑴要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。=2\*GB2⑵根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產(chǎn)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(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。=3\*GB2⑶要考慮被加工材料的性質(zhì)，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。=4\*GB2⑷要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。=5\*GB2⑸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Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。3.2.2加工方案的選擇=1\*GB2⑴由參考文獻[3]表2.1～12可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。=2\*GB2⑵由參考文獻[3]表2.1～11確定，孔的表面粗糙度要求為6.3，則選擇孔的加方案序為：粗鏜——精鏜。=3\*GB2⑶小頭孔加工方法：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——鉸。=4\*GB2⑷孔加工方法：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的加工方法。=5\*GB2⑸小頭端面槽的加工方法是：因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑—半精銑。3.3確定定位基準3.3.1粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：=1\*GB2⑴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\*GB2⑵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\*GB2⑶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\*GB2⑷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(jīng)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。3.3.1精基準選擇的原則=1\*GB2⑴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\*GB2⑵基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)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。=3\*GB2⑶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(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(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用的孔為加工基準。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(chǎn)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。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(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)的基本原則：=1\*GB2⑴工序分散原則工序內(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\*GB2⑵工序集中原則工序數(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(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，使成本增高，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。結構簡單的專用機床和工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。清洗是在的含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(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。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(shù)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。=2\*GB2⑵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。對工人的技術水平要求不高。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。=1\*GB2⑴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(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，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。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則。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。結構簡單的專用機床和工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加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：=1\*GB2⑴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(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，選用大的切前用量，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，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11～IT12。粗糙度為Ra80～100μm。=2\*GB2⑵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IT9～IT10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm。=3\*GB2⑶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IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。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(zhì)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(zhì)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，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)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(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)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工序號方案Ⅰ方案Ⅱ工序內(nèi)容定位基準工序內(nèi)容定位基準010粗銑平面I、H平面和孔粗、精銑I平面平面和孔020精銑平面I、H平面和孔粗、精銑H平面平面和孔030鉆、擴、鉸：孔底面和側(cè)面鉆、擴、鉸：孔底面和側(cè)面040粗鏜孔底面和孔粗、精鏜孔底面和孔050精鏜孔底面、孔和孔粗、精銑25槽底面、孔和孔060粗銑槽底面、孔和孔鉆：孔底面、孔和孔070精銑25槽底面和孔銑斷底面和孔080鉆：孔檢驗090銑斷底面和孔加工工藝路線方案的論證：=1\*GB2⑴從前兩步工序可以看出：方案Ⅱ把粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。=2\*GB2⑵再看后面的鏜孔、銑槽工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在兩個不同的工序中，而方案Ⅱ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(shù)。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Ⅱ為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：表3.2加工工藝過程表3.5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ZG45鋼模鍛制造，其材料是ZG45，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，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：=1\*GB2⑴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。=2\*GB2⑵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。=3\*GB2⑶模鍛件的結構中應避免深孔或多孔結構。=4\*GB2⑷模鍛件的整體結構應力求簡單。=5\*GB2⑸工藝基準以設計基準相一致。=6\*GB2⑹便于裝夾、加工和檢查。=7\*GB2⑺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(jù)此繪出毛坯圖。3.5.2撥叉的偏差計算=1\*GB2⑴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(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11～19。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查[3]可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取精銑：由參考文獻[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。鍛造毛坯的基本尺寸為，又由參考文獻[4]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：粗銑后最小尺寸為：精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度15d8。=2\*GB2⑵大小頭孔的偏差及加工余量計算參照參考文獻[3]表2.2～2，2.2～25,2.3～13和參考文獻[15]表1～8，可以查得：孔：鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是?？状昼M孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。精鏜孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。根據(jù)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：鉆孔參照參考文獻[3]表2.3～47，表2.3～48。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：擴孔：（Z為單邊余量）鉸孔：（Z為單邊余量）鏜孔加工該孔的工藝是：粗鏜——精鏜粗鏜：孔，；精鏜：孔，；鍛件毛坯孔的基本尺寸分別為：=3\*GB2⑶．粗、精銑25槽參照參考文獻[1]表21～5，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21～5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。3.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序10：粗銑D面。機床：X5012立式銑床刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)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=2.2mm所以銑削深度：精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻[3]表3.1～74，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81,取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：機動時間：所以該工序總機動時間工序20：鉆、擴、孔。機床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。=1\*GB2⑴鉆孔鉆孔時先采取的是鉆孔，再擴到，所以。切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～38，取。切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻[3]表3.1～31，取所以實際切削速度：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\*GB2⑵擴孔刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。片型號：I403因鉆孔時先采取的是先鉆到孔再擴到，所以，切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～52，取。切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～53，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻[3]表3.1～31，取所以實際切削速度：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：工序30：粗銑H、L面機床：X5012立式銑床刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：，，齒數(shù)8，此為細齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕?jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻[3]表3.1～31，取實際銑削速度：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：機動時間：所以該工序總機動時間工序40：半精銑D面機床：X5012立式銑床刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：，，齒數(shù)8，此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻[3]表3.1～31，取實際銑削速度：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：機動時間：所以該工序總機動時間工序80：粗、精鏜孔。機床：臥式金剛鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：=1\*GB2⑴粗鏜孔單邊余量Z=1.1mm,一次鏜去全部余量，毛坯孔徑。進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～66，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2.4～ZG45，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻[3]表3.1～41，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\*GB2⑵精鏜孔粗加工后單邊余量Z=0.4mm，一次鏜去全部余量，，精鏜后孔徑進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～66，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2.4～ZG45，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻[3]表3.14—41，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：所以該工序總機動工時工序80：半精銑J面機床：雙立軸圓工作臺銑床刀具：根據(jù)參照參考文獻[1]表21～7，選細齒鋸片銑刀切削深度：根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻取。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：=63mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工序70、90：粗、半精銑25槽。機床：X60臥式銑床刀具：錯齒三面刃銑刀=1\*GB2⑴粗銑25槽切削深度：根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻[3]表3.1～74，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：=63mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：=2\*GB2⑵精銑25槽切削深度：根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[1]表查得切削速度，機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻[3]表3.1～74，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：=81mm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：工序100鉸孔機床采用Z525立式鉆床刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。切削深度：，且。進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～58，取。切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～60，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻[3]表3.1～31取實際切削速度：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：該工序的加工機動時間的總和是：工序110：鉆孔機床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭切削深度：根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,切削速度。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻[3]表3.1～31，取。實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取。加工基本時間：3.7時間定額計算及生產(chǎn)安排根據(jù)設計任務要求，該撥叉的年產(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8小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應不大于22.8min。參照參考文獻[3]表2.5～2，機械加工單件（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）因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為：其中：—單件時間定額—基本時間（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=1\*GB2⑴粗、精銑面粗加工機動時間：精加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻[3]表2.5～ZG45，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，則：根據(jù)參考文獻[3]表2.5～48，單間時間定額有：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(chǎn)要求。=2\*GB2⑵鉆、擴、鉸孔機動時間：輔助時間：參照參考文獻[3]表2.5～41，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，則：根據(jù)參考文獻[3]表2.5～43，單間時間定額：因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求=3\*GB2⑶粗、精鏜孔粗鏜孔：機動時間：輔助時間：參照參考文獻[3]表2.5～37，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，則：根據(jù)參考文獻[3]表2.5～39，。單間時間定額有：因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求。精鏜孔到要求尺：機動時間：輔助時間：參照參考文獻[3]表2.5～37，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，則：根據(jù)參考文獻[3]表2.5～39，。單間時間定額：因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求。=4\*GB2⑷粗、精銑槽加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻[3]表2.5～ZG45，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，則：根據(jù)參考文獻[3]表2.5～48，。單間時間定額有：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(chǎn)要求。=5\*GB2⑸鉆孔機動時間：輔助時間：參照參考文獻[3]表2.5～41，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，則：根據(jù)參考文獻[3]表2.5～43，。單間時間定額，由式（1.11）有：因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求第2章粗銑D端面夾具設計4.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來粗銑D端面，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時，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。4.2定位基準的選擇由零件圖可知：在對精銑左端面進行加工前，左端面進行了粗加工?？梢岳糜叶嗣婧?個外圓作為定位利用V型塊作為定位元件4.3切削力及夾緊分析計算刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）刀具有關幾何參數(shù)：由參考文獻[5]5表1～2～9可得銑削切削力的計算公式：有：根據(jù)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(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：安全系數(shù)K可按下式計算：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：由此可得：所以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。查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：其中：螺旋夾緊力：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2.1.由表得：原動力計算公式即：由上述計算易得：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。與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：由參考文獻[5]可得：=1\*GB2⑴兩V形塊的定位誤差：其中：，，，⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷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。4.5定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示：圖2.1夾具體槽形與螺釘根據(jù)T形槽的寬度a=18mm定向鍵的結構尺寸如表5.4：表5.4定向鍵BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D18～0.012～0.03525124124