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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) I 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 CA6140撥叉加工工藝設(shè)計(jì)及加工 Φ25 孔的夾具設(shè)計(jì)。 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(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 片 1 張 (4) 與 所 設(shè) 計(jì) 夾 具 對(duì) 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(jì) 說(shuō) 明 書 (6000～ 8000 字 ) 1 份 說(shuō) 明 書 主 要 包 括 以 下 內(nèi) 容 （ 章 節(jié) ） ① 目 錄 ② 摘 要 （ 中 外 文 對(duì) 照 的 ， 各 占 一 頁(yè) ） ③ 零 件 工 藝 性 分 析 ④ 機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) ⑤ 指 定 工 序 的 專 用 機(jī) 床 夾 具 設(shè) 計(jì) ⑥ 方 案 綜 合 評(píng) 價(jià) 與 結(jié) 論 ⑦ 體 會(huì) 與 展 望 ⑧ 參 考 文 獻(xiàn) 列 出 參 考 文 獻(xiàn) (包 括 書 、 期 刊 、 報(bào) 告 等 ， 10 條 以 上 ) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 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(guò) 程 綜 合 卡 片 5 天 (3) 工 藝 裝 備 設(shè) 計(jì) (畫 夾 具 裝 配 圖 及 夾 具 體 圖 ) 9 天 (4) 編 寫 說(shuō) 明 書 3 天 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) II (5) 準(zhǔn) 備 及 答 辯 2 天 五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師 日 期 成績(jī)?cè)u(píng)定 采 用 五 級(jí) 分 制 ， 即 優(yōu) 秀 、 良 好 、 中 等 、 及 格 和 不 及 格 。 優(yōu) 秀 ： 設(shè) 計(jì) 方 案 合 理 并 新 穎 ， 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 及 設(shè) 計(jì) 圖 紙 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 豐 富 。 在 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 勤 奮 好 學(xué) 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 良 好 ： 設(shè) 計(jì) 方 案 合 理 ， 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 及 設(shè) 計(jì) 圖 紙 比 較 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 比 較 豐 富 。 在 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 勤 奮 好 學(xué) 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 中 等 ： 設(shè) 計(jì) 方 案 一 般 ， 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 及 設(shè) 計(jì) 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 一 般 。 在 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 比 較 勤 奮 、 創(chuàng) 新 思 想 不 明 顯 ； 及 格 ： 設(shè) 計(jì) 方 案 不 完 善 ， 存 在 一 些 小 錯(cuò) 誤 ， 說(shuō) 明 書 及 設(shè) 計(jì) 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 一 般 。 在 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 勤 奮 精 神 不 夠 ： 不 及 格 ： 設(shè) 計(jì) 方 案 有 嚴(yán) 重 錯(cuò) 誤 ， 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 及 設(shè) 計(jì) 圖 紙 不 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 淺 薄 。 在 設(shè) 計(jì) 過(guò) 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(jì) III 摘 要 這 次 設(shè) 計(jì) 的 是 CA6140 車 床 （ 831006） 撥 叉 ， 包 括 零 件 圖 、 毛 坯 圖 、 裝 配 圖 各 一 張 ， 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 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(jī) 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(gè) 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過(guò) 這 次 課 程 設(shè) 計(jì) ， 了 解 并 認(rèn) 識(shí) 一 般 機(jī) 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過(guò) 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學(xué) 過(guò) 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識(shí) ， 理 論 聯(lián) 系 實(shí) 際 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問(wèn) 題 、 解 決 問(wèn) 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個(gè) 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(jì) 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(jì) 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(jì) .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(jī) 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(jī) 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(jì) 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(shí) .9 3.5.1 工 序 Ⅰ ： 鉆 、 擴(kuò) 、 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(yàn) .14 四 、 夾 具 設(shè) 計(jì) .15 4.1.提 出 問(wèn) 題 15 4.2.設(shè) 計(jì) 思 想 16 4.3、 夾 具 設(shè) 計(jì) 16 4.3.1、 定 位 分 析 16 4.3.2、 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計(jì) 算 …………………………16 4.3.3、 夾 具 操 作 說(shuō) 明 18 五 .體 會(huì) 與 展 望 .19 六 ． 參 考 文 獻(xiàn) .20 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機(jī)械加工工序卡片
共8 張
第 1 張
產(chǎn)品代號(hào)
零（部）件代號(hào)
零（部）件名稱
CA6140 撥叉
工序號(hào)
Ⅰ
設(shè)備
材料
名稱
立式鉆床
名稱
HT200
型號(hào)
Z5120A
硬度
170~220HBS
夾具名稱、編號(hào)
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(kuò)刀絞刀
Φ24.8,Φ25
粗糙度測(cè)量?jī)x
技術(shù)等級(jí)
工時(shí)定額
班產(chǎn)量
準(zhǔn)備及終結(jié)時(shí)間
工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間
基本時(shí)間
輔助時(shí)間
單件時(shí)間
11.23s
工步號(hào)
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(zhǎng)度
mm
加工計(jì)算長(zhǎng)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(kuò)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(jì)
何景強(qiáng)
審 核
批 準(zhǔn)
描 圖
校 對(duì)
附表2
遼寧工大
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
831006
零件圖號(hào)
何景強(qiáng)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
撥叉
共
1
頁(yè)
第
1
頁(yè)
材 料 牌 號(hào)
HT200
毛 坯 種 類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺(tái) 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號(hào)
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
夾具
刀具名稱
刀具規(guī)格
量 具
1
鉆、擴(kuò)、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(kuò)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(gè)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(gè)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(yàn)
塞規(guī).卡尺
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(jī)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(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)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(jí)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(shí)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(qiáng)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(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。
1.3、審查撥叉的工藝性
該零件兩個(gè)面都沒(méi)有尺寸精度的要求，也無(wú)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(lái)滿足精度的要求，同時(shí)保證￠25的孔和叉口的垂直度。同時(shí)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(shí)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(gè)一定角度的斜加工面，操縱槽的三個(gè)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(gè)端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即φ55 的孔上下兩個(gè)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(shí)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(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒(méi)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(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》，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(guò)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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（機(jī)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(jī)械加工工藝師手冊(cè)》（機(jī)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(jī)械砂型鑄造和壓鑄，由于壓鑄的設(shè)備太昂貴，根據(jù)手冊(cè)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(jì)
3.1、基面的選擇
? ? 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)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(gè)端面作為粗基準(zhǔn)加工另一個(gè)端面。再加一個(gè)鉤形壓板和一個(gè)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(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算。
3.2、制定工藝路線
? ? 制定工藝路線得出發(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(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)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(kuò)、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(gè)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(gè)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(yàn)。
3.2.2.工藝路線方案二
工序Ⅰ： 鉆、擴(kuò)、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(gè)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(gè)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(yàn)。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)附表1“機(jī)械加工工藝卡片”。
以上加工方案大致看來(lái)是合理的，但通過(guò)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(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)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(shí)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(guò)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(kuò)、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(gè)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(gè)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(yàn)。
3.3、機(jī)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(jī)械加工工藝師手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》機(jī)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(jī)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(jì)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(shuō)明，主要說(shuō)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(jī)械加工工藝師手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》機(jī)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(shí)際，要合理地處理好毛坯余量同機(jī)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(jī)械加工余量手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《余量手冊(cè)》機(jī)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(jí)，查得鑄件尺寸公等級(jí)CT分為7~9級(jí)，選用8級(jí)。MA為F。再查表4-2查得加工余量為2.0 mm。由《工藝手冊(cè)》表2.2-1至表2.2-4和《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具》（機(jī)械工業(yè)出版出版社、劉守勇主編）中表1-15及工廠實(shí)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(jī)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(shí)心，不沖出孔。該孔的精度要求在IT7~IT9之間，參照《工藝手冊(cè)》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為：
查《工藝手冊(cè)》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)，查得鑄件尺寸公等級(jí)CT分為7~9級(jí)，選用8級(jí)。MA為F。公差值T=0.12 mm，
鉆孔φ23mm
擴(kuò)孔φ24.8 mm 2Z=1.8 mm
鉸孔φ25 mm 2Z=0.2 mm
由于本設(shè)計(jì)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(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，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(jiàn)圖1。
由圖可知：
工
序
加
工
尺
寸
及
公
差
鑄件毛坯
鉆孔
擴(kuò)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(shí)的最大尺寸： 23（mm）
鉆孔時(shí)的最小尺寸： 22.5（mm）
擴(kuò)孔時(shí)的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（mm）
擴(kuò)孔時(shí)的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（mm）
粗鉸孔時(shí)的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm）
粗鉸孔時(shí)的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm）
精鉸孔時(shí)的最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm）
精鉸孔時(shí)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?yàn)椴婵诘拇植诙葹?.2，所以粗銑再精銑。參照《工藝手冊(cè)》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為：
查《工藝手冊(cè)》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)，查得鑄件尺寸公等級(jí)CT分為7~9級(jí)，選用8級(jí)。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?yàn)樵撁娴拇植诙葹?.3，所以粗銑一次即可。參照《工藝手冊(cè)》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為：
查《工藝手冊(cè)》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)，查得鑄件尺寸公等級(jí)CT分為7~9級(jí)，選用8級(jí)。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(cè)》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為：
查《工藝手冊(cè)》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)，查得鑄件尺寸公等級(jí)CT分為7~9級(jí)，選用8級(jí)。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(cè)》表2.3-9~表2.3-12確定工序尺寸及余量為：
查《工藝手冊(cè)》表2.2-5，成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)，查得鑄件尺寸公等級(jí)CT分為7~9級(jí)，選用8級(jí)。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(shí)
3.5.1工序Ⅰ： 鉆、擴(kuò)、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(kuò)Φ24.8的孔，再粗鉸Φ24.94孔，再精鉸Φ25孔。
機(jī)床：Z5125A立式鉆床。
刀具：Φ23麻花鉆，Φ24.8的擴(kuò)刀，鉸刀。
2）計(jì)算切削用量
鉆Φ23的孔。
①進(jìn)給量
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)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(shí)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(cè)表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。
根據(jù)手冊(cè)nw=300r/min,故切削速度為
③ 切削工時(shí)
l=23mm，l1=13.2mm.
查《工藝手冊(cè)》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)算公式：
① 擴(kuò)孔的進(jìn)給量
查《切削用量手冊(cè)》表2.10規(guī)定,查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ24.8的孔時(shí)的進(jìn)給量,并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選取
F=0.3 mm/z
②切削速度
擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔的切削速度,根據(jù)《工藝手冊(cè)》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(shí)心孔時(shí)的切削速度.故
V=0.4×21.67=8.668m/min
按機(jī)床選取nw=195r/min.
③切削工時(shí)
切削工時(shí)時(shí)切入L1=1.8mm,切出L2=1.5mm
① 粗鉸孔時(shí)的進(jìn)給量
根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時(shí)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(jī)床選取nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度
③切削工時(shí)
切削工時(shí),切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm.
① 精鉸孔時(shí)的進(jìn)給量
根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時(shí)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(jī)床選取nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度
③切削工時(shí)
切削工時(shí),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(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)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(shí)際情況查表得V=15 m/min
③切削工時(shí)
引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。
查《工藝手冊(cè)》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)算公式：
3.5.3.工序Ⅲ銑φ55的叉口
①進(jìn)給量
由《工藝手冊(cè)》表3.1-29查得采用硬質(zhì)合金立銑刀,齒數(shù)為5個(gè)，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(cè)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(cè)得V取70mm/min.
③切削工時(shí)
引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。
查《工藝手冊(cè)》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)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(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)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(shí)際情況查表得V=15 m/min
③切削工時(shí)
切入l=3mm,行程l1=35。
查《工藝手冊(cè)》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)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(cè)》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(cè)》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(shí)
切入l=2mm切出l1=2mm,行程量l3=40mm。
查《工藝手冊(cè)》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)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(jī)械加工工藝師手冊(cè)》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(cè)》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(shí)
切入l=2mm，切出l1=2mm行程量l2=40mm。
查《工藝手冊(cè)》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)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(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)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(shí)際情況查表得V=15 m/min
③切削工時(shí)
切出l=2mm，切出l1=2mm,行程量=75mm。
查《工藝手冊(cè)》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)算公式：
3.5.8.工序Ⅷ：檢驗(yàn)
四、 夾具設(shè)計(jì)
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(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)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(jì)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(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
4.1.提出問(wèn)題
（1）怎樣限制零件的自由度；V形塊限制4個(gè)自由度，定位塊限制1個(gè)自由度，限位銷限制1個(gè)自由度。
（2）怎樣夾緊；設(shè)計(jì)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(jì)的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和擴(kuò)刀、鉸刀，排削通過(guò)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(jì)思想
設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來(lái)對(duì)φ25H7孔進(jìn)行加工，這個(gè)孔尺寸精度要求為H7，表面粗糙度Ra1.6，鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.3、夾具設(shè)計(jì)
4.3.1、定位分析
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
據(jù)《夾具手冊(cè)》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(shí)，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?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?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(huì)發(fā)生相對(duì)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(jì)算
刀具：Φ23的麻花鉆，Φ24.8的擴(kuò)孔鉆，鉸刀。
①鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，得鉆削力計(jì)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(kuò)孔時(shí)的切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，得鉆削力計(jì)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(kuò)孔鉆直徑, Φ24.8mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以
= 873（N）
擴(kuò)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(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時(shí)所需夾緊力計(jì)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(zhǎng)度
則所需夾緊力
=399（N）
根據(jù)手冊(cè)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(shuō)明
此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：通過(guò)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(shí)現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。
五.體會(huì)與展望
通過(guò)兩個(gè)多星期的努力，我終于完成了課程設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。本次我所設(shè)計(jì)的是鉆床夾具，鉆床夾具與其他機(jī)床的夾具的主要不同在于它有獨(dú)特的元件——鉆套與鉆模板。因此，設(shè)計(jì)鉆床夾具時(shí)，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(jì)。本設(shè)計(jì)采用了快換鉆套和手動(dòng)螺旋快速加緊機(jī)構(gòu)，從而大大提高了由于鉆、擴(kuò)、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(jí)，充分考慮了制造成本。缺點(diǎn)是本設(shè)計(jì)的操作需要人力，所以在生產(chǎn)自動(dòng)化方面有待改進(jìn)。
通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我將所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，得到了解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)、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(yùn)用機(jī)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(gè)零件的加工工藝規(guī)程。
2.具有設(shè)計(jì)專用夾具的初步能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。
3.結(jié)合工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容，能夠熟練的應(yīng)用工藝計(jì)算方法，正確的進(jìn)行工藝計(jì)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(jì)手冊(cè)、參考資料的能力。
5.通過(guò)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，使我學(xué)會(huì)了進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的程序和方法，培養(yǎng)了獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力。
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