拖拉機(jī)倒檔撥叉的工藝規(guī)劃及鉆孔锪孔φ13.5mm攻絲2-M12夾具設(shè)計(jì)

拖拉機(jī)倒檔撥叉的工藝規(guī)劃及鉆孔锪孔13.5mm攻絲2-M12夾具設(shè)計(jì),拖拉機(jī),倒檔撥叉,工藝,規(guī)劃,計(jì)劃,鉆孔,锪孔,mm,妹妹,m12,夾具,設(shè)計(jì) 大 學(xué) 名拖拉機(jī)倒檔撥叉機(jī) 械 加 工 工 藝 卡 片學(xué) 生：指導(dǎo)老師：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(shū)設(shè)計(jì)題目：“倒檔撥叉”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（鉆削）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：1. 制訂零件機(jī)械加工工藝，填寫(xiě)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡一張， 設(shè)計(jì)夾具工序的 工序卡一張 2. 設(shè)計(jì)指定工序的專(zhuān)用夾具一套，繪制夾具裝配圖及零件圖 3. 編寫(xiě)機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，不少于2萬(wàn)字 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，繪制零件圖 2. 選擇毛坯制造方式 3. 制訂零件機(jī)械加工工藝路線 4. 指定工藝裝備設(shè)計(jì) 5. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 班 級(jí)： 機(jī)械02-3 學(xué) 生： 吳 趙 兵 指導(dǎo)教師： 姜 彬 系 主 任： 2004年9月6日 目 錄序言1一. 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析2二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)32.1確定毛坯的制造形式 32.2毛坯設(shè)計(jì) 42.3基面的選擇 52.4制訂工藝路線 62.5機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 92.5確定切削用量及基本工時(shí) 10三、夾具設(shè)計(jì)183.1問(wèn)題的提出183.2定位基準(zhǔn)的選擇193.3切削力及加緊力的計(jì)算203.4定位誤差的分析213.5加緊元件的強(qiáng)度校核213.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明23參考文獻(xiàn)25附件一 拖拉機(jī)倒檔撥叉零件圖附件二 拖拉機(jī)倒檔撥叉毛坯圖附件三 拖拉機(jī)倒檔撥叉機(jī)械加工工藝卡片附件四 指定夾具的設(shè)計(jì)裝配圖附件五 夾具零件圖哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的位置。就我自己而言，我想通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)能使我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有進(jìn)一步的提升。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)：1、通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我加深對(duì)所學(xué)理論的理解。2、培養(yǎng)從事實(shí)際工作的方法和步驟(如優(yōu)選設(shè)計(jì)方案、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、列出計(jì)算過(guò)程和結(jié)果，并進(jìn)行討論和分析等)。3、進(jìn)一步提高利用技術(shù)資料、運(yùn)算和繪圖的能力;增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力及外語(yǔ)的能力。4、培養(yǎng)實(shí)事求是、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和刻苦鉆研不斷創(chuàng)新的精神。5、鞏固所學(xué)到的理論知識(shí)，提高解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)于我們即將畢業(yè)的工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為振興我國(guó)的機(jī)械行業(yè)，為了中華民族的偉大復(fù)興打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，在設(shè)計(jì)中尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。- 1 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文一、零 件 的 分 析（一）零件的作用題目所給定的零件是拖拉機(jī)變速箱中的倒檔撥叉，它位于倒檔撥叉桿上，主要作用一是通過(guò)倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動(dòng)倒檔同步器，改變齒輪的嚙合方向，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的倒行；二是在倒檔撥叉上有一個(gè)配合槽，與其他零件配合裝配，在撥叉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)。零件上19.1mm的孔，裝配在倒檔撥叉桿上，用螺釘固定保證撥叉和撥叉桿的相對(duì)位置。寬19.3mm深17mm的槽與其他零件相配合，半圓形叉口撥動(dòng)同步器。（二）零件的工藝分析從倒檔撥叉的零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下：1. 以19.1mm孔為中心的加工面這一組加工面包括：一個(gè)的19.1mm孔以及對(duì)其倒角，寬19.3mm深17mm 的槽口，在 19.1mm 孔所在的輪轂上鉆兩個(gè)孔并攻絲，規(guī)格為 M12，用來(lái)做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用。2. 叉口處的加工面這一組加工面包括：銑叉口的側(cè)面，銑叉口內(nèi)圓面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為R48mm。這兩組加工面之間有一定的位置要求：（1）R48mm叉口對(duì)19.1mm孔的軸心線及19.3mm槽口中心線位置公差0.5mm。（2）叉口側(cè)面和螺紋孔中心線的位置要求是46.40.25。由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助于專(zhuān)用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并保證他們之間的位置精度要求。- 2 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文37202-M121锪孔?13.59049.588.946.40.25?19.1J 11SXYR480.1圖.1 “拖拉機(jī)倒擋撥叉”零件工藝分析示意圖二、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)（一）確定毛坯的制造形式零件材料為QT500-5，考慮到拖拉機(jī)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件年產(chǎn)量為4000件，已達(dá)到成批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為 2級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。- 3 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文（二）毛坯設(shè)計(jì)拖拉機(jī)的倒檔撥叉零件材料為 QT500-5，硬度選用 260HBS，毛坯重約 1Kg。生產(chǎn)類(lèi)型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機(jī)械翻砂造型，2級(jí)精度組。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對(duì)毛坯初步設(shè)計(jì)如下：1. 19.1mm的孔為了便于加工，在毛坯的設(shè)計(jì)時(shí)，可以設(shè)計(jì)底孔。根據(jù)常用刀具的規(guī)格和合理的切削用量，可以鑄出 10mm 的底孔。這樣加工這個(gè)孔到規(guī)定的尺寸，可以分為以下步驟：2. 叉口側(cè)面該兩側(cè)面分別進(jìn)行一次粗、精銑。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級(jí)為 G，選取尺寸公差等級(jí)為 9級(jí)。所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)可知，毛坯的叉口厚度定為 10mm，符合要求。3. 叉口內(nèi)圓面叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為R48mm，叉口精度要求不是很高，可以進(jìn)行一次精加工。所以其加工余量不宜取得過(guò)大，但為了能保證其加工精度，而進(jìn)行一次精銑，所以在毛坯鑄造時(shí)給出2mm的加工余量。4. 銑槽槽寬為19.3mm,深為17mm,查資料知，砂型鑄造機(jī)械翻砂造型的尺寸公差等級(jí)為 810級(jí)，加工余量等級(jí)為 G。取尺寸公差等級(jí)為 9級(jí)，在鑄造時(shí)留出 2mm的加工余量，均滿(mǎn)足加工要求。5. 鉆孔、攻絲在19.1mm的孔處鉆孔，攻絲，锪孔。在此處，因?yàn)榧庸さ穆菁y孔不是很大，所以可以不必留鑄造底孔。因其它表面均為不加工表面，而且砂型機(jī)器造型鑄造鑄造出的毛坯表面就能滿(mǎn)足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來(lái)了，毛坯的具體形狀和尺寸見(jiàn)圖.2“拖拉機(jī)倒擋撥叉”零件毛坯簡(jiǎn)圖。- 4 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文372288.950.7252230?104821.22516AA60。R440.1100.22.52555.5885圖.2 “拖拉機(jī)倒擋撥叉”零件毛坯簡(jiǎn)圖（三）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，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)率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(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)法進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，拖拉機(jī)倒檔撥叉較不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證 19.1mm 孔的位置精度的要求，選擇叉口內(nèi)圓面和叉口側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及 19.1mm 孔軸心線的垂直度，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不- 5 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文加工表面時(shí)，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，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做為粗基準(zhǔn)）來(lái)選取。工件被放在兩個(gè)支承釘和支撐板上，限制三個(gè)自由度；工件的大叉口內(nèi)表面緊靠在兩個(gè)支承釘?shù)耐鈭A柱面上，限制兩個(gè)自由度；小頭19.1mm孔的端面緊靠在支承釘上，限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，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(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。（四）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)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。1. 工藝路線方案一工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。工序 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔19.1mm并倒角。工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。工序 臥式銑床上銑叉口。工序 手工去銳邊。工序 臥式銑床上銑槽。工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。工序 去毛刺。工序 清洗。工序 終檢。2. 工藝路線方案二工序 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔19.1mm并倒角。- 6 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。工序 臥式銑床上銑叉口。工序 手工去銳邊。工序 臥式銑床上銑槽。工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。工序 手工去毛刺。工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。工序 去毛刺。工序 清洗。工序 終檢。3. 工藝方案的比較與分析上述兩種方案看起來(lái)大體合理，不過(guò)仔細(xì)一看都有不足之處。第1個(gè)方案先是“搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12?！保劝堰@一步工序放在前面是想，后面還有“鉆 19.1mm 孔”這一步工序，如果先鉆孔攻絲那么就可以省略一步“手工去毛刺”的工序。能這樣想，出發(fā)點(diǎn)是好的，考慮到可以減少一步工序，似乎能減少勞動(dòng)工時(shí)，提高生產(chǎn)率，可是沒(méi)有考慮到，把這一步工序放前，定位比較難，不易保證必要的位置精度，夾具設(shè)計(jì)困難，實(shí)際可行性比較低。再看第2個(gè)方案，第2個(gè)方案把“鉆19.1mm孔”這一步工序放在了前面，這樣為以后的各個(gè)工序提供了加工基準(zhǔn)，工序安排比較科學(xué)合理。不過(guò)它和第1個(gè)方案一樣，都把“擴(kuò)、鉸孔19.1mm”和“倒角”放在了一步工序中。在這一步中通過(guò)換鉆套可以倒一邊的角，不過(guò)要倒另一邊的角，就要把工件卸下翻面倒角，這樣增加了夾具的設(shè)計(jì)難度。不過(guò)主要的是立式鉆床體積比較大，操作起來(lái)不方便，并且倒角也沒(méi)有高的精度要求，從經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)考慮是不合算的。通過(guò)分析后，把這一步工序一分為二，把“倒角”獨(dú)立出來(lái)，單獨(dú)作為一步工序，因?yàn)榈菇堑木纫蟛桓撸覀兛梢园堰@一步工序放在臺(tái)鉆上來(lái)完成。臺(tái)鉆體積比較小，操作簡(jiǎn)單，夾具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，這樣零件的加工工時(shí)降下來(lái)了，生產(chǎn)效率上來(lái)了，降低了零件的成本。- 7 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文估算每一步工序所用夾具的大體尺寸，根據(jù)金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）上給出的各種切削機(jī)床的規(guī)格尺寸，選擇每一道工序所用的合適的機(jī)床。因此，最后的加工路線確定如下：工序 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔19.1mm。以撥叉叉口內(nèi)圓非加工面、槽口和19.1mm孔的端面為粗基準(zhǔn)定位。選用Z535立式鉆床加工，采用專(zhuān)用夾具。工序 臺(tái)鉆上對(duì)19.1mm倒角。以19.1mm和端面為基準(zhǔn)定位。選用ZQ4015臺(tái)式鉆床加工，采用專(zhuān)用夾具。工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。以19.1mm和端面為基準(zhǔn)定位。選用X62臥式銑床加工，采用專(zhuān)用夾具。工序 臥式銑床上銑叉口。以19.1mm和毛坯上的槽口為基準(zhǔn)定位。選用X62臥式銑床加工，采用專(zhuān)用夾具。工序 手工去銳邊。用扁平挫刀手工去銳邊，可設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的支承臺(tái)。工序 臥式銑床上銑槽。以19.1mm孔、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。選用X62臥式銑床加工，采用專(zhuān)用夾具。工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。以19.1mm孔及其端面、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。選用Z3025搖臂鉆床加工，采用專(zhuān)用夾具。工序 手工去毛刺。用圓形小挫刀手工去毛刺，可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的支承臺(tái)，注意不不要?jiǎng)潅麅?nèi)圓面。- 8 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。以19.1mm孔和螺釘對(duì)準(zhǔn)長(zhǎng)銷(xiāo)上的槽為基準(zhǔn)定位。選用X62臥式銑床加工，采用專(zhuān)用夾具。工序 去毛刺。用扁平挫刀手工去毛刺，可設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的支承臺(tái)。工序 清洗。用專(zhuān)用清洗機(jī)清洗。工序 終檢。以上工藝過(guò)程相見(jiàn)“拖拉機(jī)倒檔撥叉機(jī)械加工工序卡片”。（五）機(jī)械加工余量及工步的初步確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下：1. 19.1mm的孔擴(kuò)孔：16mm2Z=6mm2Z=2.9mm2Z=0.14mm2Z=0.06mm二次擴(kuò)孔： 18.9mm粗鉸：精鉸：2. 叉口側(cè)面粗銑：精銑：19.04mm19.1mm2Z=2.05mm2Z=0.4mm3叉口內(nèi)圓面一次精銑：4. 銑槽Z=2mm一次精銑：5. 鉆孔、攻絲Z=2mm在19.1mm的孔處鉆孔，攻絲，锪孔。先在加工面上鉆出4mm小孔，再擴(kuò)孔至10.4mm，這是攻絲前的底孔，然后用M12的機(jī)用絲錐攻絲，最后锪孔13.5mm。- 9 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文（六）確定切削用量及基本工時(shí)工序 鉆孔16mm、擴(kuò)孔18.9mm、鉸孔19.1mm1. 鉆孔16mm根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.18可知f=0.1mm rv=50m min= 1000v =130.10401650 = 995.23r minns d w根據(jù)資料 1.表 4.2-15 按照機(jī)床型號(hào)選取n= 1100 r minw所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為v = dwnw = 3.14161100 = 55.26 m min10001000切削工時(shí)：t = l + l1 + l231410+0100+.14 = 0.44min=n fw其中：切入深度 l1 = 10mm，切出深度 l2 = 4mm2. 擴(kuò)孔18.9mm根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-16，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)18.9mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床的型號(hào)規(guī)格選取 f=0.72mm r擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其它有關(guān)資料確定為v = 0.4v鉆其中， v鉆為用鉆頭鉆同樣材料、同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故：v = 0.450 = 20 m minns = 1000v d=31.010401820.9 = 337 r min- 10 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文根據(jù)文獻(xiàn)3.表 4.2-15 并由機(jī)床型號(hào)選取nw = 400 r min所以，該床的實(shí)際切削速度為v = dwnw3.1418.9 400 = 23.74 m min=10001000切削工時(shí)：t = l + l1 + l23440+030+.172.5 = 0.13min=n fw其中：切入時(shí)間 l1 = 3mm，切出時(shí)間 l2 = 1.5mm3. 粗鉸19.04mm根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.25規(guī)定查得鉸19.04mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并由機(jī)床及零件材料的硬度可以選取f = 0.48 mm rv = 12 m min= 1000v = 100012ns3.1419.04 = 200.7r min d w根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-15 按照機(jī)床型號(hào)選取n= 275 r minw所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為v = dwnw3.1419.04 275 = 16.43 m min=10001000切削工時(shí)：t = l + l1 + l23247+530+.148.5 = 0.29min=n fw其中：切入深度 l1 = 3mm，切出 l2 = 1.5mm4. 精鉸19.1mm根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.25規(guī)定查得鉸19.1mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并由機(jī)床及- 11 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文零件材料的硬度可以選取f = 0.48 mm rv = 12 m min= 1000v = d w31.010401129.1 = 200.1r minns根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-15 按照機(jī)床型號(hào)選取n= 275 r minw所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為v = dwnw3.1419.1 275 = 16.48 m min=10001000切削工時(shí)：t = l + l1 + l23247+530+.148.5 = 0.29min=n fw其中：切入深度 l1 = 3mm，切出 l2 = 1.5mm工序 19.1mm孔倒角為縮短輔助工作時(shí)間，提高工作效率，取倒角主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)轉(zhuǎn)速相同。n = 460 r min采用手動(dòng)進(jìn)給。工序 粗銑叉口側(cè)面叉口兩側(cè)面在鑄造毛坯時(shí)兩個(gè)面的加工余量是相同的，故可以算一個(gè)面就行。現(xiàn)在以其中一面為粗基準(zhǔn)，對(duì)另一面進(jìn)行粗加工，切削用量和切削工時(shí)如下：根據(jù)文獻(xiàn) 3表 4.2-38，可得知 X62 臥式銑床的電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw。因此，再根據(jù)資料文獻(xiàn)4表 3.5可查得f z = 0.20 mm z- 12 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文（采用不對(duì)稱(chēng)端銑，以提高進(jìn)給量）切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)資料，確定v = 0.45m s即27m min選用 YG8硬質(zhì)合金刀片 直徑dw = 125mm 齒數(shù)為 z = 12則：= 1000v =31.0104012527 = 68.4r minns d w根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-39 按照機(jī)床型號(hào)選取 nw = 75 r min故實(shí)際切削速度為：v = dwnw3.14125 75 = 29.44 m min=10001000當(dāng)nw = 75 r min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 fm應(yīng)為：fm = f z z nw = 0.2012 75 = 180 mm min根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-40 按照機(jī)床型號(hào)選取 fm =190mm min銑削加工時(shí)間：由于是粗銑，故整個(gè)刀盤(pán)不必過(guò)整個(gè)工件，利用作圖法，可知總行程為 l +l1 +l2 =160mmt = l + l1 + l2160則：= 0.84min190fm工序 精銑叉口 R480.5mm根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-38可得知 X62臥式銑床的電動(dòng)機(jī)功率為 7.5kw。因此，再根據(jù)文獻(xiàn)4表 3.5可查得f z = 0.09 mm z（采用對(duì)稱(chēng)銑削，以提高進(jìn)給量）- 13 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)資料，確定v = 0.45m s即27m min根據(jù)資料 1.表 3.1-39 選取硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀 直徑d w = 50mm 齒數(shù)為 z = 12 齒寬 l = 8mm則：= 1000v =130.10405027 = 172r minns d w根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-39 按照機(jī)床型號(hào)選取 nw = 190 r min故實(shí)際切削速度為：v = dwnw3.1450190 = 29.83 m min=10001000當(dāng)nw = 190 r min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 fm應(yīng)為：fm = f z z nw = 0.0912190 = 205.2 mm min根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-40 按照機(jī)床型號(hào)選取 fm =235mm min銑削加工時(shí)間：由于是精銑，故整個(gè)刀盤(pán)應(yīng)該過(guò)整個(gè)工件，利用作圖法，可知總行程為 l +l1 +l2 =154.9+21=175.9mm其中：根據(jù)文獻(xiàn)4表 3.25 可得知 入切量+超切量為 21mmt = l + l1 + l2= 175.9235則：= 0.75minfm工序 銑槽根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-38可得知 X62臥式銑床的電動(dòng)機(jī)功率為 7.5kw。因此，再根據(jù)資料 2.表 3.5可查得f z = 0.09 mm z切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)資料，確定v = 0.45m s即27m min- 14 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文根據(jù)文獻(xiàn)3表 3.1-39 選取硬質(zhì)合金立銑刀 直徑dw = 19.3mm 齒數(shù)為 z = 8則：= 1000v =31.010401927.3 = 445.5r minns dw根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-39 按照機(jī)床型號(hào)選取 nw = 475 r min故實(shí)際切削速度為：v = dwnw3.1419.3 475 = 28.78 m min=10001000當(dāng)nw = 475 r min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 fm應(yīng)為：fm = f z z nw = 0.098 475 = 342 mm min根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-40 按照機(jī)床型號(hào)選取 fm =375mm min銑削加工時(shí)間：l + l1fm=10 +17 = 0.071min375t =工序 鉆孔、锪孔13.5mm、攻絲 2-M121.751. 鉆孔10.4mm根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.18可知f=0.08mm rv=48m min= 1000v =130.10401248 = 1469.87r minns d w根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-12 按照機(jī)床型號(hào)選取ns = 1600 r min- 15 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為v = dwnw3.14121600 = 52.15 m min=1000100026切削工時(shí)：t = 1600 0.08 = 0.2min2. 锪孔13.5mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/21/3根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.18可得f = (1 1) f鉆 = 0.027 0.04mm r23根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-13 取f = 0.05mm rv = (1 1)v鉆 = 18 24m min23取v = 18m min= 1000v = 100018ns3.1412 13.5 = 489.96r min dw根據(jù)資料 1.表 4.2-12 按照機(jī)床型號(hào)選取nw = 500 r min所以，實(shí)際切削速度為v = dwnw3.1413.5500 = 21.2 m min=10001000切削工時(shí)：t = 15 = 0.03min5003. 攻絲 2-M121.75攻絲 M121.75時(shí)，v = 0.1m s = 6m min所以，- 16 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文= 1000v = dw31.01040126 = 159.24r minns根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-12 按照機(jī)床型號(hào)選取nw = 125 r min所以，實(shí)際切削速度為v = dwnw3.1412125 = 4.71 m min=10001000切削工時(shí)：t = 2 15 = 0.24min125工序 精銑叉口側(cè)面在工序粗銑叉口側(cè)面時(shí)兩個(gè)面剩余的加工余量是相同的，所以計(jì)算一個(gè)面即可?，F(xiàn)在以其中一個(gè)面為精基準(zhǔn)，對(duì)另一個(gè)面進(jìn)行精加工，切削用量和切削工時(shí)如下：根據(jù)文獻(xiàn) 3表 4.2-38，可得知 X62 臥式銑床的電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw。因此，再根據(jù)資料文獻(xiàn)4表 3.5可查得f z = 0.18 mm z（采用不對(duì)稱(chēng)端銑，以提高進(jìn)給量）切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)資料，確定v = 0.45m s即27m min選用 YG8硬質(zhì)合金刀片 直徑dw = 125mm 齒數(shù)為 z = 12則：= 1000v =31.0104012527 = 68.4r minns d w根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-39 按照機(jī)床型號(hào)選取nw = 75 r min故實(shí)際切削速度為：v = dwnw3.14125 75 = 29.44 m min=10001000- 17 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文當(dāng)nw = 75 r min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 fm應(yīng)為：fm = f z z nw = 0.1812 75 = 162 mm min根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-40 按照機(jī)床型號(hào)選取fm =190mm min銑削加工時(shí)間：由于是精銑，故整個(gè)刀盤(pán)必須過(guò)整個(gè)工件，利用作圖法，可知總行程為 l +l1 +l2=165mm其中：入切量為 10mm 超切量為 5mmt = l + l1 + l2則：=165 = 0.87minfm190三、夾 具 設(shè) 計(jì)為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的指定，決定設(shè)計(jì)第道工序鉆孔、锪孔 13.5mm、攻絲 2-M121.75，本夾具將用于 Z3025搖臂鉆床上，刀具為：錐柄長(zhǎng)麻花鉆一把（10.4mm）、圓柱柄錐形锪鉆一把（13.5mm）、機(jī)用絲錐一把(M12)。（一）問(wèn)題的提出利用本夾具輔助鉆孔、攻絲，從零件圖上可以看出在19.1mm孔的輪轂上鉆兩個(gè)孔并攻絲至M12，關(guān)鍵問(wèn)題在于兩個(gè)孔排列在34mm的工件長(zhǎng)度上，并且兩個(gè)空間隔 13.5mm，所以很難在一個(gè)鉆套上設(shè)計(jì)出兩個(gè)孔，也就是說(shuō)裝卡一次工件只能完成一個(gè)孔的加工。經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)決定定出如下方案：在設(shè)計(jì)鉆套時(shí)，可設(shè)計(jì)為偏心鉆套，加工方案為先成批加工一批工件，然后拆卸鉆套，轉(zhuǎn)向 180 度，同時(shí)換定位銷(xiāo)（定位銷(xiāo)上有盲孔，便于鉆孔攻絲的加工），然后反過(guò)來(lái)將這批零件的另一個(gè)螺紋孔加工好。這樣夾具設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且可以保證勞動(dòng)生產(chǎn)率。- 18 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文由零件圖紙上可以看出這道工序沒(méi)有特別的精度要求，所以在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。（二）定位基準(zhǔn)的選擇經(jīng)過(guò)分析可知，這兩個(gè)螺紋孔只要保證與19.1mm孔的軸心線有垂直精度的要求即可。定位基準(zhǔn)選 19.1mm 孔及其端面，工件以 19.1mm 孔在定位銷(xiāo)上定位，限制四個(gè)自由度；以銷(xiāo)上的環(huán)面臺(tái)階靠在19.1mm孔的端面上，限制一個(gè)自由度；以叉口靠在半圓形定位銷(xiāo)上，限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，如圖.3所示。為了提高生產(chǎn)率，在能保證加工精度的情況下，夾具要設(shè)計(jì)的盡量便于操作，以減少輔助工時(shí)，降低生產(chǎn)成本。在這個(gè)原則下，對(duì)夾具的加緊機(jī)構(gòu)作了詳細(xì)分析，要加緊工件，還要受力均勻，防止工件受迫變形。最后定出方案，在工件的50mm的鑄造工藝孔處設(shè)計(jì)加緊螺栓，用 U型壓板和加緊螺母壓緊工件，經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為這個(gè)方案操作簡(jiǎn)單，可行性很高。133.8?19.1Js9圖.3 工序工件定位加緊示意圖- 19 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文（三）切削力及加緊力的計(jì)算在這一步工序中，所需要最大切削的工步是鉆孔10.4mm，我們只對(duì)這一工步進(jìn)行計(jì)算即可。刀具：錐柄長(zhǎng)麻花鉆一把 ，10.4mm進(jìn)給量： f = 0.08mm / r工件硬度：250HBS由文獻(xiàn)6表 3-71可知，鉆削加工時(shí)的切削力計(jì)算公式為：0.6K P = HB Px = 420D1.2f0.75K P其中190 帶入以上數(shù)據(jù)：0.6 = 1233.96N0.75 250 PX = 420(10.4)1.2 0.08190 雖然在該步工序中零件是豎直放置的，加工時(shí)鉆頭也是垂直工作，但是由于工件受定位、加緊的影響，所以在其他兩個(gè)方向上也有分力。根據(jù)有關(guān)資料可知，分力系數(shù)為a=0.60.8，由于工件加緊是垂直夾具體立墻的方向，所以只需求出垂直于立墻的分力 PZ，該力即為所需加緊力 P 要克服的力：PZ = a PX = 0.81233.96 = 987.2N由加緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際加緊力應(yīng)滿(mǎn)足下式：P = K PZ安全系數(shù) K = K1K 2K3K 4式中K1基本安全系數(shù)1.5；K 2加工性質(zhì)系數(shù)1.1；K 3刀具鈍化系數(shù)1.2；- 20 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文K 4斷續(xù)切削系數(shù)1.0；P = K PZ = 1.51.11.21.0987.2 = 1970.9N所以由文獻(xiàn)7表2-17可知，加緊方式采用的是螺旋加緊機(jī)構(gòu)加緊，由表中數(shù)據(jù)可知，規(guī)格為 M20 的螺母，扳手手柄長(zhǎng)為 240mm，施加的作用力為100N時(shí)，產(chǎn)生的壓緊力為W=11400N。由比例關(guān)系可知，在使用這個(gè)夾具時(shí)，扳手手柄長(zhǎng)為 240mm,施加的作用力為50N時(shí)，產(chǎn)生的壓緊力為W=5700N。所以由以上計(jì)算數(shù)據(jù)可以看出，工人操作時(shí)扳動(dòng)加緊扳手時(shí)比較方便，容易操作，夾緊力滿(mǎn)足要求。（四） 定位誤差分析1. 定位元件尺寸及公差的確定在這一步工序中，定位元件為長(zhǎng)銷(xiāo)和半圓形短平銷(xiāo)：19.1mm 孔的尺寸公差為 Js9，即 19.1+00.002626 mm，定位銷(xiāo)的與其配合，尺寸及公差為19.0750.020mm；叉口內(nèi)圓的尺寸為96 0.2mm，扁平半圓銷(xiāo)的尺寸為0.04195.80.120 mm。0.1552. 采用以上的兩個(gè)定位元件，能保證叉口相對(duì)于19.1mm孔在X、Y方向上的圓跳動(dòng)保證在0.5mm。由于這一步工序在精銑叉口側(cè)面之前，所以零件圖紙上要求的螺紋孔和叉口側(cè)面的尺寸保證在 46.40.25mm，在這一步還要多一個(gè)精銑側(cè)面的加工余量，為 0.2mm，這樣就是 46.60.25mm。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)榘阎С胁婵趥?cè)面的臺(tái)階面設(shè)計(jì)成不可調(diào)的，所以就只有提高夾具的加工精度來(lái)保證上面所說(shuō)的尺寸要求。具體的尺寸是長(zhǎng)銷(xiāo)的端面到叉口側(cè)面的支承臺(tái)階的高度差為62.850.1mm，可以滿(mǎn)足要求。對(duì)于這一步的改進(jìn)，應(yīng)該把叉口側(cè)面的不可調(diào)支撐改為調(diào)節(jié)支撐螺柱支承，這樣就可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)保證長(zhǎng)銷(xiāo)的端面到叉口側(cè)面的支承臺(tái)階- 21 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文的高度差，又降低了夾具的設(shè)計(jì)加工成本，一舉兩得。（五） 加緊元件的強(qiáng)度校核這一步工序，工件是豎直放置的，在鉆削加工時(shí)所受的鉆削力也是豎直向下的。圖.4 夾具結(jié)構(gòu)示意圖從圖.4 我們可以看出，鉆套下面的定位銷(xiāo)受力最大，所以對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。定位銷(xiāo)所承受的最大的鉆削力為PX = 1233.96N由前面的計(jì)算可知，安全系數(shù)為K=1.98定位銷(xiāo)所受的擠壓應(yīng)力為：擠 = PK K =bd1233.961.98 = 3.76Mpa19.134定位銷(xiāo)材料為 T8A，熱處理 HRC5560，屈服強(qiáng)度為 S = 500Mpa，取安全系數(shù)為n=1.9，則許用擠壓應(yīng)力為：- 22 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文= = 263.2MpaS1.9所以擠 故定位銷(xiāo)可安全工作許用剪切應(yīng)力 = 0.6 = 157.9Mpa實(shí)際剪切應(yīng)力： = PX K = 1233.961.98= 4.3Mpa2 d2 19.12244 故定位銷(xiāo)可安全工作（六） 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明根據(jù)前面提出的定位方案，經(jīng)過(guò)比較分析，設(shè)計(jì)了圖.3所示的夾具方案。因?yàn)榱慵纳a(chǎn)量不算是太大，并且零件尺寸和重量不太大，所以從經(jīng)濟(jì)方面考慮采用手動(dòng)加緊方式比較合適。采用U型壓板和壓緊螺母壓緊，通過(guò)計(jì)算可知，工人操作時(shí)扳動(dòng)加緊扳手時(shí)比較方便，容易操作。在這一步工序中，由于是在34mm長(zhǎng)度的表面上加工兩個(gè)M12的螺紋孔，而兩個(gè)螺紋孔的間距很小，為 13.5mm，采用的是普通機(jī)床，并且如果同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)孔的加工，機(jī)床滿(mǎn)足不了要求，切削力為原來(lái)單孔加工的兩倍，增加了夾具的制造難度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在夾具的設(shè)計(jì)時(shí)采取了如下措施：1. 由于在零件上加工的螺紋孔是通孔，所以要在定位銷(xiāo)對(duì)應(yīng)的位置上要設(shè)計(jì)沉孔，工件上要加工2個(gè)螺紋孔，而這兩個(gè)螺紋孔的間隔為13.5mm，兩個(gè)螺紋孔的規(guī)格為M12，要是在一個(gè)定位銷(xiāo)上加工出這么兩個(gè)沉孔，勢(shì)必會(huì)影響到定位銷(xiāo)的強(qiáng)度?？梢栽O(shè)計(jì)為兩個(gè)定位銷(xiāo)，每個(gè)定位銷(xiāo)上各加工一個(gè)孔對(duì)應(yīng)的沉孔。在加工時(shí)，一批次的零件上的一個(gè)螺紋孔加工完了以后，再換另一個(gè)定位銷(xiāo)，對(duì)這批次零件的另一個(gè)孔進(jìn)行加工。2. 根據(jù)上面同樣的原因，對(duì)于鉆模板來(lái)說(shuō)，要在這么小的間隔上安裝- 23 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文兩個(gè)鉆套，不太容易。我們可以把鉆模板設(shè)計(jì)成為偏心式的，鉆套偏離鉆模板中心6.75mm安裝，這樣在同一批次的零件上的一個(gè)孔加工完了以后，拔掉鉆模板上的圓柱銷(xiāo)，把鉆模板旋轉(zhuǎn) 180 度安裝，這樣鉆模板上的鉆套就鉆過(guò)了180度，轉(zhuǎn)過(guò)的距離正好是13.5mm，正對(duì)應(yīng)著零件上的另一個(gè)孔。在加工時(shí)，在夾具體上先安裝其中的一個(gè)定位銷(xiāo)，把上面的沉孔對(duì)準(zhǔn)鉆套上的孔，對(duì)準(zhǔn)以后，通過(guò)定位銷(xiāo)后面的螺母將定位銷(xiāo)固定鎖死。待這一批次零件上的一個(gè)孔加工完了以后，將定位銷(xiāo)卸掉，換上另一個(gè)定位銷(xiāo)，把鉆模板旋轉(zhuǎn) 180 度，將定位銷(xiāo)上的沉孔與鉆套上的孔對(duì)準(zhǔn)以后，用螺釘將其緊固。再將這批次的零件反過(guò)來(lái)加工另一個(gè)孔，這樣可以提高生產(chǎn)效率。這是本夾具的特別之處，不過(guò)本夾具還有一些不足。就是夾具的長(zhǎng)銷(xiāo)的端面和支撐叉口側(cè)面的半圓銷(xiāo)的臺(tái)階面都是不可調(diào)的，這樣就需要在制造夾具時(shí)，這兩個(gè)面要有很高的位置精度要求，是以提高夾具的成本為代價(jià)來(lái)?yè)Q取同一批次零件上加工的螺紋孔的一致性。經(jīng)過(guò)分析后，想出了如下的改進(jìn)方案：去掉半圓銷(xiāo)，用兩個(gè)可調(diào)節(jié)的支承螺釘來(lái)代替。將兩個(gè)支承螺釘?shù)闹С胁课桓某膳_(tái)階式的，細(xì)的圓柱側(cè)面用來(lái)卡住叉口，臺(tái)階面來(lái)支承叉口的側(cè)面，通過(guò)調(diào)節(jié)支承螺釘來(lái)調(diào)節(jié)臺(tái)階面支承叉口側(cè)面的高度。采用這種方案，夾具的設(shè)計(jì)將更加簡(jiǎn)化，螺紋孔的加工一致性更容易保證。- 24 -哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文參考文獻(xiàn)1. 蔡在檀編著. 金屬切削原理.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社.19942. 任嘉卉主編. 公差與配合手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.19903. 李益民主編. 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