K048-副變速撥叉加工工藝及鉆φ14孔夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

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片生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)工序號(hào)30零件名稱副變速撥叉零件號(hào)零件重量kg同時(shí)加工零件數(shù)1材 料牌 號(hào)毛 坯型 式工序名KTH350-10鑄件銑撥叉腳兩端面設(shè) 備夾具和輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式銑床X51工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/n)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(m/min)基本工時(shí)min3012粗銑撥叉腳左端面B粗銑撥叉腳右端面C高速鋼套式面銑刀高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺181811220.080.0838038047.747.70.260.26機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)工序號(hào)40零件名稱副變速撥叉零件號(hào)零件重量kg同時(shí)加工零件數(shù)1材 料牌 號(hào)毛 坯型 式工序名KTH350-10鑄件銑撥叉腳內(nèi)表面設(shè) 備夾具和輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式銑床X51工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/n)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(m/min)基本工時(shí)min4012粗銑撥叉腳左內(nèi)端面粗銑撥叉腳右內(nèi)端面高速直齒三面刃銑刀高速直齒三面刃銑刀游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺181811220.080.0821021044.844.80.090.09機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)工序號(hào)50零件名稱副變速撥叉零件號(hào)零件重量kg同時(shí)加工零件數(shù)1材 料牌 號(hào)毛 坯型 式工序名KTH350-10鑄件銑兩耳內(nèi)表面設(shè) 備夾具和輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式銑床X51工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/n)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(m/min)基本工時(shí)min5012粗銑兩耳內(nèi)左端面粗銑兩耳內(nèi)右端面高速直齒三面刃銑刀高速直齒三面刃銑刀游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺141411220.080.0821021044.844.80.1240.124機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)工序號(hào)60零件名稱副變速撥叉零件號(hào)零件重量kg同時(shí)加工零件數(shù)1材 料牌 號(hào)毛 坯型 式工序名KTH350-10鑄件鉆孔設(shè) 備夾具和輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式鉆床Z525工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/n)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(m/min)基本工時(shí)min601鉆孔，去毛刺麻花鉆游標(biāo)卡尺錐柄圓柱塞規(guī)431430.2068018.580.18機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)工序號(hào)70零件名稱副變速撥叉零件號(hào)零件重量kg同時(shí)加工零件數(shù)1材 料牌 號(hào)毛 坯型 式工序名KTH350-10鑄件設(shè) 備夾具和輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具鉗工臺(tái)工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/n)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(m/min)基本工時(shí)min701 2 3 4去毛刺校正撥叉腳清洗終檢銼子手錘塞規(guī)百分尺卡尺等中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書目 錄1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的工藝分析 1 1.3確定零件的生產(chǎn)類型 12確定毛胚類型繪制毛胚簡圖 1 2.1選擇毛胚 1 2.2確定毛胚尺寸和機(jī)加工余量 1 2.3鑄件毛胚圖 23工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 2 3.2擬定工藝路線 4 3.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用 6 3.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 7 3.5確立切削用量及基本工時(shí) 84專用鉆床夾具設(shè)計(jì) 13 4.1 夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 13 4.2 擬定鉆床夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖 14 4.3 繪制夾具裝配總圖 14 4.4 夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸，定位誤差分析 15課程設(shè)計(jì)總結(jié) 17參考文獻(xiàn) 171零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1零件的作用副變速撥叉是變速箱換擋機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件。撥叉頭以孔套在變速叉軸上，并用銷釘經(jīng)孔與變速叉軸連接，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操作變速桿，變速操作機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操作槽帶動(dòng)撥叉與變速撥叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位。1.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為KTH350-10該材料具有一定的強(qiáng)度、剛度和韌性，易于鍛造、鑄造加工。該零件形狀特殊，結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，屬叉桿類零件。撥叉腳兩端面、變速叉軸孔和兩耳內(nèi)表面是重要工作表面，其他表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求，而主要加工表面雖然加工精度相對較高，但也可以再正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。該零件的主要加工表面為撥叉腳兩端面、變速叉軸孔和鎖銷孔，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。1.3確定零件的生產(chǎn)類型按照教學(xué)要求，該副變速撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2確定毛胚類型繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚根據(jù)零件材料為KTH350-10，零件結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，確定毛胚為鑄件。毛胚的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型，由于孔需鑄出，故還應(yīng)安放型芯，此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。2.2確定毛胚尺寸和機(jī)加工余量1. 鑄件尺寸公差等級(jí) 根據(jù)鑄件采用砂型機(jī)器造型，材料為可鍛黑鑄鐵，其加工表面的鑄造尺寸精度等級(jí)由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（高等教育版）（以下簡稱參考一）表2.8查得加工余量等級(jí)為G，鑄件尺寸公差等級(jí)為CT8-CT10，取CT8。2. 鑄件機(jī)械加工余量由參考一表2.7，2.8，2.11確定零件各面加工余量及毛胚尺寸如下表：主要毛胚尺寸 加工表面兩件尺寸加工余量毛胚尺寸公差CT撥叉頭孔14mm雙側(cè)余量一半2.0mm10mm1.0mm兩耳內(nèi)表面14mm雙側(cè)余量一半2.0mm10mm1.0mm撥叉腳兩端面6mm雙側(cè)余量一半2.0mm10mm1.0mm撥叉腳內(nèi)表面40mm雙側(cè)余量一半2.0mm36mm1.0mm撥叉頭左右端面70mm雙側(cè)余量一半2.0mm74mm1.0mm2.3鑄件毛胚圖零件毛胚圖一般包括鑄造毛胚形狀、尺寸及公差、加工余量與工藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根位置、工藝基準(zhǔn)及其他有關(guān)技術(shù)要求等。根據(jù)主要毛胚尺寸，該鑄件毛胚圖如下圖（一）圖（二）所示3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1. 精基準(zhǔn)的選擇叉軸孔的軸線是撥叉腳兩端面和兩耳內(nèi)表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥叉軸方向上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用叉軸孔的軸線和撥叉頭左端面做精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和兩耳內(nèi)表面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由于撥叉圖（一）圖（二）件剛性較差，受力易產(chǎn)生變形，選用撥叉頭左端面做精基準(zhǔn)，夾緊力作用在撥叉頭的右端面上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，加緊穩(wěn)定可靠。2. 粗基準(zhǔn)的選擇選擇變速叉軸孔的外圓面和撥叉頭右端面做粗基準(zhǔn)。采用的外圓面定位內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面做粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2擬定工藝路線工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括確定加工方法劃分加工階段決定工序的集中與分散、加工順序的安排以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其他輔助工序（去毛刺、倒角等）。他不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。因此擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。1. 表面加工方法的確定根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度要求，查參考一表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度；查參考一表2.24孔加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，確定變速副撥叉零件各表面的加工方法，如下表所示：各表面加工方案加工表面尺寸及偏差/mm尺寸精度等級(jí)表面粗糙度/加工方案撥叉頭孔IT93.2粗鏜-半精鏜兩耳內(nèi)表面IT1312.5粗銑撥叉腳兩端面IT126.3粗銑撥叉腳內(nèi)表面IT1212.5粗銑撥叉頭左端面70IT1225粗銑撥叉頭右端面70IT1225粗銑鎖銷孔IT1225鉆 2.加工階段的劃分該副變速撥叉加工質(zhì)量較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工幾個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（撥叉頭左端面和叉軸孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉頭右端面、兩耳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面、撥叉腳內(nèi)表面。在半精加工階段，完成撥叉頭孔的鏜和軸銷孔的鉆加工。3. 工序的集中與分散選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。4. 工序順序的安排 （1）機(jī)械加工工序遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)撥叉頭左端面和叉軸孔；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面兩耳內(nèi)表面、撥叉腳兩內(nèi)表面；遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面再加工叉軸孔，先加工兩耳內(nèi)表面再鉆銷軸孔。由此初擬定副變速撥叉機(jī)械加工工序安排，如下：副變速撥叉機(jī)械加工工序安排（初擬）工序號(hào)工序內(nèi)容簡要說明10粗銑撥叉頭兩端面“先基準(zhǔn)后其他”20粗鏜、半粗鏜孔（主要表面）“先面后孔”“先主后次”30銑撥叉腳兩端面（主要表面）“先主后次”40銑撥叉腳內(nèi)表面（次要表面）“先主后次”工序號(hào)工序內(nèi)容簡要說明50銑兩耳內(nèi)表面（次要表面）“先主后次”60鉆孔（次要表面）“先面后孔” （2）輔助工序在鏜孔后應(yīng)安排倒角，在鉆孔完成后應(yīng)安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該變速副撥叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工主要表面加工次要表面加工。5. 確定工藝路線圖在綜合考慮工藝順序安排原則的基礎(chǔ)上，擬定撥叉的機(jī)械加工工藝路線，見下圖：變速副撥叉機(jī)械加工工藝路線（修改后）工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)10粗銑撥叉頭兩端面端面、mm孔、撥叉腳內(nèi)表面20粗鏜、半粗鏜、倒角孔右端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面30銑撥叉腳兩端面左端面、mm40銑撥叉腳內(nèi)表面左端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面50銑兩耳內(nèi)表面左端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面60鉆孔左端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面70去毛刺80校正撥叉腳90清洗100終檢3.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用機(jī)床和工藝裝備的選擇應(yīng)在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。副變速撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備，所選用的夾具均為專用夾具。根據(jù)參考一表3.6立式銑床各種型號(hào)及主要參數(shù)、表4.16銑刀的種類用途、表4.2孔加工刀具的類型及應(yīng)用、表4.38游標(biāo)卡尺，各工序加工設(shè)備及工藝裝備的選用見下表：加工設(shè)備及工藝裝備工序號(hào)工序內(nèi)容加工設(shè)備工藝裝備10粗銑撥叉頭兩端面立式銑床X51高速鋼套式銑刀、游標(biāo)卡尺20粗鏜、半粗鏜、倒角孔立式銑床X51鏜刀、卡尺、錐柄圓柱塞規(guī)30銑撥叉腳兩端面立式銑床X51高速鋼套式銑刀、游標(biāo)卡尺40銑撥叉腳內(nèi)表面立式銑床X51高速直齒三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺50銑兩耳內(nèi)表面立式銑床X51高速直齒三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺60鉆孔立式鉆床Z525麻花鉆、游標(biāo)卡尺、錐柄圓柱塞規(guī)70去毛刺鉗工臺(tái)80校正撥叉腳鉗工臺(tái)手錘90清洗清洗機(jī)100終檢塞規(guī)、百分尺、卡尺等 3.4加工余量、工序尺寸和公差的確定1.工序10粗銑撥叉頭兩端面以右端面定位，粗銑左端面，銑削量2mm，以左端面定位，粗銑右端面，銑削量為2mm。2. 工序20粗鏜、半粗鏜孔鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm，粗鏜雙側(cè)余量3mm，半精鏜雙側(cè)余量1mm。3. 工序30銑撥叉腳兩端面鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。4.工序40銑撥叉腳內(nèi)表面鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。5.工序50銑兩耳內(nèi)表面 鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。6. 工序60鉆孔一次鉆孔。3.5確立切削用量及基本工時(shí)1.工序10粗銑撥叉頭兩端面該工序分兩個(gè)公步，公步1是以右端面定位，粗銑左端面；工步2是以左端面定位，粗銑右端面，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 =2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數(shù)=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則=357.3r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=380r/min，故實(shí)際切削速度=47.7m/min 當(dāng)=380r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=364.8mm/min也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為300mm/min。 （4）基本工時(shí)由于該工序包括兩個(gè)工步，每個(gè)工步的基本加工時(shí)間計(jì)算查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，。確定=14mm,=2mm，=24mm；則該工序的基本時(shí)間為，則該工序基本工時(shí)為16s。2.工序20粗鏜、半粗鏜、倒角孔該工序分為三個(gè)工步： （1）粗鏜孔工步取背吃刀量=1.5mm，查參考一表5.57高速鋼鏜刀鏜孔的切削用量得，切削速度取=35m/min,進(jìn)給量取=0.8mm/r,則= =1114r/min由本工序采用X51立式銑床，取轉(zhuǎn)速 =1225r/min,故實(shí)際切削速度為 =m/min=38.46m/min （2）半鏜孔工步取背吃刀量=0.5，查參考一表5.57高速鋼鏜刀鏜孔的切削用量得，切削速度去=20m/min，進(jìn)給量取0.2mm/r,則=490r/min又本工序采用X51立式銑床，取轉(zhuǎn)速=490r/min,故實(shí)際切削速度為=20m/min。 （4）基本工時(shí)由參考一表5.37鏜孔基本時(shí)間的計(jì)算，因此粗鏜工步基本工時(shí)為11s，半精鏜工步基本工時(shí)為46s。3. 工序30銑撥叉腳兩端面該工序分兩個(gè)公步，公步1是粗銑撥叉腳左端面；工步2是粗銑撥叉腳右端面。它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 =2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數(shù)=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則=357.3r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=380r/min，故實(shí)際切削速度=47.7m/min 當(dāng)=380r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=364.8mm/min也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為300mm/min。 （4）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，每個(gè)工步的基本加工時(shí)間計(jì)算查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，確定=14mm,=2mm，=62mm；則該工步的基本時(shí)間為，該工序基本工時(shí)為32s。 4. 工序40銑撥叉腳內(nèi)表面該工序分兩個(gè)公步，公步1是粗銑撥叉腳左內(nèi)表面；工步2是粗銑撥叉腳右內(nèi)表面，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 =2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量、銑削速度 X51型立式銑床功率為4.5KW，查機(jī)械加工工藝人員手冊（第三版）下文簡稱參考二表14-77高速鋼整體三面刃銑刀銑平面及凸臺(tái)的切屑速度采用直齒三面刃銑刀、=68mm，齒數(shù)=16，每齒進(jìn)給量=0.08mm,銑削速度=49m/min，則=229.5r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=210r/min，故實(shí)際切削速度=44.8m/min 當(dāng)=210r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=268.8mm/min也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為250mm/min。 （3）基本工時(shí)由于該工序包括兩個(gè)工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的，所以兩工步基本工時(shí)也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，確定=14mm,=2mm，=6mm；則每個(gè)工步工序的基本時(shí)間為，該工序基本工時(shí)為10s。5. 工序40銑兩耳內(nèi)表面該工序分兩個(gè)公步，工步一是粗銑左耳內(nèi)表面，工步二是粗銑右耳內(nèi)表面，由于它們的機(jī)械加工余量，粗糙度要?dú)庀嗤?，因此它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 =2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量、銑削速度 X51型立式銑床功率為4.5KW，查機(jī)械加工工藝人員手冊（第三版）下文簡稱參考二表14-77高速鋼整體三面刃銑刀銑平面及凸臺(tái)的切屑速度采用直齒三面刃銑刀、=68mm，齒數(shù)=16，每齒進(jìn)給量=0.08mm,銑削速度=49m/min，則=229.5r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=210r/min，故實(shí)際切削速度=44.8m/min 當(dāng)=210r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=268.8mm/min也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為250mm/min。 （3）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的，所以兩工步基本工時(shí)也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，確定=14mm,=2mm，=15mm；則每個(gè)工步工序的基本時(shí)間為，該工序基本工時(shí)為16s。6.鉆孔 （1）切削用量由工件材料為KTH350-10、孔mm、查參考二表10-22麻花鉆，選定直徑的麻花鉆，查參考一表5.19高速鋼麻花鉆鉆削碳鋼的切削用量得，切削速度=20m/min，進(jìn)給量=0.20mm/r，取=8.7mm，則=r/min=732.1r/min由本工序采用Z525型立式鉆床，由表3.17得，轉(zhuǎn)速=680r/min，故實(shí)際切削速度為=18.58m/min （2）基本工時(shí) 由參考一表5.39，工步，則該工序的基本時(shí)間為第3章 鉆14工序夾具設(shè)計(jì)3.1 任務(wù)的提出為了提高勞動(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)專用夾具經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序鉆孔的立式鉆床夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為高速鋼麻花鉆頭，來對工件進(jìn)行加工。本夾具主要用來鉆14，由于采用高速鋼麻花鉆頭，一次切削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1定位方案的確定根據(jù)加工工序及零件圖可知，要加工14，要確保所加工的孔和毛坯圓柱的同軸度問題，即定心。在垂直于加工方向上，不能產(chǎn)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。沿加工方向上，由于40外圓有一部分與肋板相交，不為規(guī)則外圓柱面，形狀特殊，所以也得限制其沿加工方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。最終采取的定位方位為工件以40外圓柱面和端面A定位基準(zhǔn)，在V形塊和支撐板上實(shí)現(xiàn)五點(diǎn)定位。用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)推動(dòng)V形塊壓頭夾緊工件。滿足六點(diǎn)定位原理，限制了工件6個(gè)自由度，屬于完全定位。3.2.2定位元件及裝置設(shè)計(jì)定位元件的選擇，包括其結(jié)構(gòu)尺寸形狀及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況。根據(jù)加工工序和零件圖可知，以外圓柱面定位采用固定V形塊，其對中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，并且安裝方便。選用活動(dòng)V形塊，可用于夾緊機(jī)構(gòu)中，起到取消一個(gè)自由度的作用。用支承板對端面A底面定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上。但考慮到加工工序，采用兩塊扇形支承板同心相對固定。裝配后，應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性。3.2.3定位誤差的分析計(jì)算使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。由于工件定位所造成的加工表面相對其工序基準(zhǔn)的位置誤差成為定位誤差。在加工時(shí)，夾具相對刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置，經(jīng)調(diào)定后不再變動(dòng)，因此可以認(rèn)為加工表面的位置是固定的。在這種情況下，加工表面對其工序基準(zhǔn)的位置誤差，必然是工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所起的。所以，定位誤差也就是工件定位時(shí)工序基準(zhǔn)（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動(dòng)量，即工序基準(zhǔn)位置的最大變動(dòng)量在加工尺寸方向上的投影。根據(jù)金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表3-1,“V形塊的尺寸及定位誤差的計(jì)算”可知，常用的V形塊工作角度為90。由定位誤差公式（其中D定位圓直徑的中間尺寸，d定位圓直徑的最小值）得3.3 引導(dǎo)元件設(shè)計(jì)引導(dǎo)裝置是在鉆、鏜類機(jī)床上加工孔和孔系時(shí)做刀具導(dǎo)向用。借助于引導(dǎo)元件可提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。應(yīng)此選擇可換鉆套，其便于磨損后快速更換。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊圖2-1-46可知可換鉆套具體參數(shù)。3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1夾緊方案的確定 為了保證在切削力、離心力、慣性力等外力的作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。通過活動(dòng)V形塊連接到快速螺旋夾具機(jī)構(gòu)上，可是工件保持既定位置，即在切削力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承。3.4.2夾緊力大小的分析計(jì)算根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-7可知，用高速鋼刀具鉆削材料為灰鑄鐵（190HBS）直徑為14的孔的切削力計(jì)算公式為切削扭矩計(jì)算公式為鉆頭直徑，14每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,0.81/r修正系數(shù)，0.9計(jì)算出，根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-11可知，工件以外圓定位中，V形塊定位V形塊夾緊的實(shí)際所需夾緊力計(jì)算公式為防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)：防止工件移動(dòng)：安全系數(shù)，（,其余為1.0）工件與V形塊間的圓周方向摩擦系數(shù)，查表1-2-12取0.2工件與V形塊間的軸向摩擦系數(shù), 查表1-2-12取0.2，經(jīng)過計(jì)算可知，防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)：防止工件移動(dòng)：3.4.3夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì)由于需選用結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，通用性大的夾緊機(jī)構(gòu)，初選快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。其可以克服螺旋夾緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作慢、效率低的缺點(diǎn)?？焖賷A緊機(jī)構(gòu)中，螺桿上開有直槽，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄松開工作將直槽轉(zhuǎn)至螺釘處，即可迅速拉出螺桿，以便裝卸工件。螺桿一頭與活動(dòng)V形塊連接，另一頭與手柄相聯(lián)。3.5夾具體設(shè)計(jì)由于可以鑄造出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，抗壓強(qiáng)度大，抗振性好，因此夾具體毛坯結(jié)構(gòu)選用鑄造，其適用于切削負(fù)荷大、振動(dòng)大的場合以及批量生產(chǎn)。為了便于排除切屑，不使其聚集在定位元件工作表面而影響工件正確定位，一般在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，要增加容納切屑的空間，如容屑溝等。3.6 夾具操作及維護(hù)簡要說明在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于鉆孔加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于鉆孔加工。課程設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)使我感受到了要做一名優(yōu)秀的工藝設(shè)計(jì)師不是一件容易的事，這需要我們把學(xué)到的各門知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系起來。經(jīng)歷了此次課程設(shè)計(jì)，我明白了首先要從全局著手，否則會(huì)弄得顧此失彼，辛辛苦苦做得方案到最后一步時(shí)才發(fā)現(xiàn)不合理于是又得從頭開始。這次設(shè)計(jì)課也鍛煉了我的查表的能力，因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)計(jì)過程幾乎是一個(gè)查表的過程，總之不查表就無設(shè)計(jì)可言，因此每天就得翻閱各種設(shè)計(jì)手冊，這為我將來的工作打下了基礎(chǔ)。天氣變得寒冷起來為了能趕的上進(jìn)度所以每天要堅(jiān)持工作，這在無形中鍛煉了我的吃苦精神?？傊@次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺。參考文獻(xiàn)（1） 尹成湖.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京.高等教育出版社， 2009.3（2）艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社（3）李益明.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊.哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版（4）機(jī)械加工工藝人員手冊（第三版）表1中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱粗銑外圓柱右端面工序號(hào)1零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式銑床X51工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)min1粗銑mm外圓柱右端面80mm硬質(zhì)合金端面銑刀110431.338074.80.512設(shè) 計(jì)富 碩指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第1頁表2中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱粗銑外圓柱左端面工序號(hào)2零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式銑床X51工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)min1粗銑mm外圓柱左端面80mm硬質(zhì)合金端面銑刀游標(biāo)卡尺110431.338074.80.5123設(shè) 計(jì)富 碩指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第2頁中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱鉆，擴(kuò)，鉸H9mm孔工序號(hào)3零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具四聯(lián)組鉆床Z525工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)min1鉆孔至12mm12mm硬質(zhì)合金鉆頭17060.25140607.862擴(kuò)孔至13.8mm13.8mm硬質(zhì)合金擴(kuò)孔刀游標(biāo)卡尺1700.90.52721206.533鉸孔至14H9mm14mm硬質(zhì)合金鉸刀極限量規(guī)1700.115452406.2845設(shè) 計(jì)富 碩指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第3頁中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱粗銑兩叉頭內(nèi)側(cè)工序號(hào)4零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式銑床X51工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)min1銑叉頭內(nèi)側(cè)16mm硬質(zhì)合金立式銑刀游標(biāo)卡尺13631.338074.81.5234設(shè) 計(jì)富 碩指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第4頁中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱粗銑兩叉頭工序號(hào)7零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具臥式銑床X62工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)min1粗銑兩叉頭80mm硬質(zhì)合金盤銑刀游標(biāo)卡尺113531590960.822345設(shè) 計(jì)富 碩指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第7頁中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱半精銑兩叉頭工序號(hào)8零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具臥式銑床X62工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)1半精銑兩叉頭80mm硬質(zhì)合金盤銑刀極限量規(guī)1135115909648.6234設(shè) 計(jì)富 碩指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第8頁中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱粗銑槽14H13mm工序號(hào)5零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式銑床X62工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)min1銑14H13mm槽80mm硬質(zhì)合金盤銑刀游標(biāo)卡尺12430.9300721234設(shè) 計(jì)富 碩指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第5頁中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱鉆8.7mm孔工序號(hào)6零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具立式鉆床Z525工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)min1鉆8.7mm孔8.7mm硬質(zhì)合金鉆頭1314.350.25150432.6234設(shè) 計(jì)富 碩指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第8頁中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱鉗工去毛刺，并到0.545角工序號(hào)9零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具平口鉗工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)s1安裝在平口鉗銼刀360.5402345設(shè) 計(jì)指 導(dǎo) 老 師龐俊忠、 成云平共10頁第9頁中 北 大 學(xué)機(jī)械加工工序卡片工序名稱終檢工序號(hào)10零件名稱副變速撥叉零件號(hào)1材 料毛 坯牌 號(hào)硬 度型 式重 量KTH350-10鑄件設(shè) 備夾 具輔助工具名 稱型 號(hào)專用夾具工步安裝及工步說明刀具量具走刀次數(shù)走刀長度mm切削深度mm進(jìn)給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時(shí)s12345設(shè) 計(jì)指 導(dǎo) 老 師馬清艷、王彪共10頁第10頁附錄表1中北大學(xué)機(jī)械工程系機(jī)械加工工藝過程卡片零件編號(hào)零件名稱1副變速撥叉工序號(hào)工序名稱設(shè) 備 夾 具刀 具量 具工 時(shí)名 稱型 號(hào)名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格1粗銑外圓柱右端面立式銑床X51專用夾具YG6硬質(zhì)合金端面銑刀D=80mm0.512粗銑外圓柱左端面立式銑床X51專用夾具YG6硬質(zhì)合金端面銑刀D=80mm游標(biāo)卡尺100、0.010.513鉆，擴(kuò)，鉸H9mm孔四聯(lián)組鉆床Z525專用夾具YG6鉆頭擴(kuò)孔刀鉸刀D=12mmD=13.8mmD=14mm游標(biāo)卡尺極限量規(guī)100、0.0126.34粗銑兩叉頭內(nèi)側(cè)立式銑床X51專用夾具YG6立式銑刀D=16mm游標(biāo)卡尺100、0.010.55粗銑槽14H13mm立式銑床X51專用夾具YG6端銑刀D=80mm游標(biāo)深度尺100、0.010.86鉆8.7mm孔立式鉆床Z525專用夾具YG6端銑刀8.7mm鉆頭極限量規(guī)100、0.0127粗銑兩叉頭臥式銑床X62專用夾具YG8硬質(zhì)合金盤銑刀D=80mm,游標(biāo)卡尺100、0.0118半精銑兩叉頭臥式鉆床X62專用夾具硬質(zhì)合金鉆頭D=80mm,1班級(jí)： 07020143X 學(xué)號(hào)：02 學(xué)生姓名： 富碩 指導(dǎo)老師：龐俊忠、成云平 共 2 頁 第 1 頁續(xù)表1中北大學(xué)機(jī)械工程系機(jī)械加工工藝過程卡片零件編號(hào)零件名稱1副變速撥叉工序號(hào)工序名稱設(shè) 備 夾 具刀 具量 具工 時(shí)名 稱型 號(hào)名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格9鉗工去毛刺，并到0.545角平口鉗銼刀10終檢1112131415班級(jí)： 07020143X 學(xué)號(hào)：02 學(xué)生姓名： 富碩 指導(dǎo)老師：龐俊忠、成云平 共 2 頁 第 2 頁