CA6140機(jī)床831002撥叉鉆M22螺紋孔夾具三維設(shè)計(jì)

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獻(xiàn)31311 緒論1.1課題背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(dá)到了一個(gè)新的階段?！肮び破涫?，必先利其器?！惫ぞ呤侨祟愇拿鬟M(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)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(jī)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。1.2夾具的發(fā)展史夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床工件工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。1.3小結(jié)一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。2 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1零件的分析2.1.1零件的作用本課題所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1) 中心圓孔。(2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為。(3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度，深為。(4) 半孔與中心孔有的位置關(guān)系，其寬為與中心孔有0.1的垂直度。由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，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。2.2確定生產(chǎn)類型已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)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。2.3確定毛坯2.3.1確定毛坯種類零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。2.3.2確定鑄件加工余量及形狀查機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊125頁表1-4-7，選用各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量均為3mm。2.3.3繪制鑄件零件圖圖2.1 零件毛坯圖2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.4.1選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。2.4.2制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：表2.1工藝路線方案一工序號工序內(nèi)容工序一鉆、擴(kuò)、鉸25H7的通孔工序二粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，a面到25H7的孔中心距為，b面到25H7的中心距為36工序三粗銑、半精銑16H11的槽工序四粗銑下端圓孔的兩側(cè)面，使兩面之間的距離為12d11工序五粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到59半精鏜此孔到60H12工序六銑開下端圓孔工序七鉆20.50的孔，垂直于25H7的通孔工序八攻M221.5的螺紋工序九鉗工打毛刺工序十檢驗(yàn)表2.2工藝路線方案二工序號工序內(nèi)容工序一粗銑25H7的兩側(cè)面，使兩面間距為80 工序二粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺工序三鉆25H7的通孔工序四擴(kuò)25H7的通孔工序五鉸25H7的通孔工序六粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，a面到25H7的孔中心距為，b面到25H7的中心距為36工序七粗銑60H12孔的兩面，使兩面的間距為14工序八精銑60H12孔的兩面，使兩面的間距為12d11，粗糙度3.2工序九粗鏜下端孔工序十半精鏜下端孔到60H12，粗糙度達(dá)到3.2工序十一粗銑16H11的槽續(xù)表2.2工序十二半精銑16H11的槽工序十三鉆20.50的孔，垂直于25H7的通孔工序十四攻的螺紋工序十五銑開60H12的孔工序十六鉗工打毛刺工序十七檢驗(yàn)工藝立方案的比較與分析：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備機(jī)床的選擇 工序1、7、8、11、12、15采用X6022型臥式銑床 工序2、6采用X5028立式銑床工序3、4、5、13、14 采用Z535立式鉆床 工序9、10采用T618臥式鏜床選擇夾具該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。選擇刀具在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)。其他對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度工序號工序內(nèi)容加工余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1粗銑25H7的兩側(cè)面3IT11806.3-0.10.12粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺3IT1106.3-0.10.13鉆25H7通孔IT126.3-114擴(kuò)25H7通孔2.0IT123.2-0.050.055鉸25H7通孔0.2IT81.6-0.0060.0066粗銑a、b面粗銑a面3IT12(距中心孔)6.3-0.10.1粗銑b面36(距中心孔)7粗銑60H12孔的兩面2IT116.3-0.10.18精銑60H12孔的兩面1IT93.2-0.050.059粗鏜下端孔2.5IT136.3-0.20.210半精鏜下端孔0.5IT113.2-0.020.02續(xù)表2.311粗銑16H11的槽IT116.3-0.10.112半精銑16H11的槽1IT103.2-0.020.0213鉆20.50的孔IT136.3-1114攻的螺紋15銑開60H12的孔4IT136.3-0.050.052.5確定切削用量及基本工時(shí)2.5.1工序1：粗銑25H7的兩側(cè)面機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min2.5.2工序2：粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺機(jī)床：X5028刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)粗銑a面銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81,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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min2.5.3工序3：鉆25H7的通孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭為22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。確定鉆削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)2，由表28-3，故查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)2，表28-5，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，切削工時(shí) 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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.76min2.5.4工序4：擴(kuò)25H7的通孔加工機(jī)床為Z535立式鉆床。擴(kuò)孔鉆為24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；確定擴(kuò)孔切削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-31，有。根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。確定切削速度及 根據(jù)表28-33，取。修正系數(shù)： ，故查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.16min2.5.5工序5：鉸25H7的通孔加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉸刀為25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。確定鉸孔切削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)表28-36，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說明書，取。確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正系數(shù) ， 故查Z535說明書，取，實(shí)際鉸孔速度 切削工時(shí)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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.51min該工序的加工機(jī)動時(shí)間的總和是： 2.5.6工序6：粗銑a、b面機(jī)床：X5028刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)粗銑a面銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81,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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：2.03min粗銑b面同樣的銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81,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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min2.5.7工序7：粗銑60H12孔的兩面機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.57min2.5.8工序8：精銑60H12孔的兩面機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-31 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí)刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.94min2.5.9工序9：粗鏜下端60H12的孔機(jī)床：臥式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：，毛坯孔徑。進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進(jìn)給量。切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-41取實(shí)際切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min2.5.10工序10：半精鏜下端孔到60H12機(jī)床：臥式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度，： 工作臺每分鐘進(jìn)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(jī)動時(shí)間：所以該工序總機(jī)動工時(shí)查參考文獻(xiàn)1，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min2.5.11工序11：粗銑16H11的槽機(jī)床：X6022型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)查1表4.4-8有：刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度L=14mm。查2表2.4-76得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)3表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)2表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：機(jī)床工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =42mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.92min 2.5.12工序12：半精銑16H11的槽機(jī)床：X6022型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=14，寬度L=16。切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)2表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)3表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =42mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.41min 本工序機(jī)動時(shí)間2.5.13工序13：鉆20.50的孔機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：20.50直柄短麻花鉆確定鉆削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)2，由表28-3，故查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)2，表28-5，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，切削工時(shí) 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(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min2.5.14工序14：攻M221.5的螺紋機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4-105，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機(jī)動時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.33min2.5.15工序15：銑開60H12的孔機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：中齒鋸片銑刀刀具直徑D=80mm，齒數(shù)Z=32，寬度L=4mm。切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)2表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)3表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =41mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.59min 2.6本章小結(jié)本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動時(shí)間等。3 專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。在加工此拔叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。3.1鉆孔夾具設(shè)計(jì)3.1.1問題的提出本夾具主要用來鉆拔叉頂部螺紋孔的底孔。這個(gè)孔距右平面有尺寸精度要求為，與中心孔垂直。因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。3.1.2夾具的設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為20.50直柄短麻花鉆。由零件分析，選擇用中心孔的長銷加上這個(gè)孔的一面定位，就可以限制5個(gè)自由度，在由下面的大孔加個(gè)削邊銷就可以實(shí)現(xiàn)完全定位。定位元件與夾緊元件的選擇查參考文獻(xiàn)1，表5.2-6，選用固定式定位銷圖3.11 固定式定位銷（GB2203-80）圖3.12 削邊銷（GB2203-80 B型）壓板還是選用操作方便的轉(zhuǎn)動壓板圖3.13 轉(zhuǎn)動壓板（GB2176-80）切削力與夾緊力的計(jì)算由于本道工序完成螺紋底孔的鉆削，因此切削力為鉆削力。由參考文獻(xiàn)1，表2.4-69得：軸向力F： 扭矩M： 式中： 如圖：圖3.14 扭矩圖夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以夾緊力F不需要太大，只要工件相對與夾具體沒有移動就可以了。鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)螺紋底孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求。考慮到鉆套可能出現(xiàn)的磨損，故查參考文獻(xiàn)1，表5.2-13選用可換鉆套（GB2264-80其結(jié)構(gòu)如下圖所示），當(dāng)磨損就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2268-80查表5.2-16）。圖3.15 可換鉆套表3.1 可換鉆套dDHhCr基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差20.5+0.041+0.02030+0.021+0.008464225125.518132.529.5圖3.16 鉆套用襯套表3.2 鉆套用襯套dDHC基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差30+0.041+0.02042+0.033+0.0172513圖3.17 鉆套螺釘表3.3 鉆套螺釘dL1d1Dd2LL0nt基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差M85.5+0.20+0.0512-0.05-0.162062211.522.5鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安裝前先調(diào)整好位置然后用銷定位，后用螺釘將其擰緊在夾具體上。鉆模板參見鉆孔裝配圖。夾具精度分析利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。由工序可知，本道工序只需鉆螺紋底孔，所以孔的精度無需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)（參見鉆孔裝配圖）。其計(jì)算同前面的計(jì)算相同。轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）：圖3.18 轉(zhuǎn)角誤差分析圖除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有：1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差：2）、襯套與鉆套配合的最大間隙：3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙：4）、鉆套的同軸度公差： 綜合誤差為：能滿足零件要求。夾具體設(shè)計(jì)夾具體的設(shè)計(jì)參考鉆孔夾具體零件圖。3.1本章小結(jié)在本章是對夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析其精確度的階段。重點(diǎn)在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)面時(shí)，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷，他們分別穿過已加工過的長中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時(shí)，分別用了移動和轉(zhuǎn)動壓板。最后設(shè)計(jì)出夾具體，參考有關(guān)資料計(jì)算夾具的定位誤差。結(jié)論本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序比較分散，可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。在夾具設(shè)計(jì)中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計(jì)算了了夾緊力和夾具體的誤差等。本次設(shè)計(jì)已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。參 考 文 獻(xiàn)1 孫麗媛機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M 北京冶金工業(yè)出版社，2002122 陳宏鈞實(shí)用金屬切削手冊M 機(jī)械工業(yè)出版社，200513 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會金屬切削手冊M上海科學(xué)技術(shù)出版社，20024 楊叔子機(jī)械加工工藝師手冊M機(jī)械工業(yè)出版社，20005 徐鴻本機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003106 都克勤機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M 貴州人民出版社，198347 胡建新機(jī)床夾具M(jìn) 中國勞動社會保障出版社，200158 馮 道機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)M機(jī)械工業(yè)出版社，200010 馬賢智機(jī)械加工余量與公差手冊M中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19941211 劉文劍夾具工程師手冊M黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987