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課程設(shè)計說明書
K909-變速叉（第二速及第三速）機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 月 日
目 錄
目 錄 II
第一章 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 3
1.1 零件的分析 3
1.1.1 零件的作用 3
1.1.2 零件的工藝分析 3
1.2 變速叉（第二速及第三速）加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4
1.2.1 孔和平面的加工順序 4
1.2.2 孔系加工方案選擇 4
1.3 變速叉（第二速及第三速）加工定位基準(zhǔn)的選擇 4
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 4
1.4 變速叉（第二速及第三速）加工主要工序安排 5
1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
1.6 毛坯種類的選擇 8
1.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 8
1.7.1 機床選用 8
1.7.2 選擇刀具 9
1.7.3 選擇量具 9
1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
1.9確定切削用量及基本工時（機動時間） 10
第2章 粗銑右端面夾具設(shè)計 17
2.1研究原始質(zhì)料 17
2.2定位基準(zhǔn)的選擇 17
2.3 切削力及夾緊分析計算 18
2.4 誤差分析與計算 19
2.5 零、部件的設(shè)計與選用 20
2.5.1定位銷選用 20
2.5.2 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 20
2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22
確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 22
總結(jié)與展望 24
參考文獻 25
致 謝 26
II
第一章 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
題目給出的零件是變速叉（第二速及第三速）。變速叉（第二速及第三速）的主要作用是保證各安裝孔之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此變速叉（第二速及第三速）零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。
圖1.1 零件圖
1.1.2 零件的工藝分析
由變速叉（第二速及第三速）零件圖可知。變速叉（第二速及第三速）零件，它的外表面上有平面需要進行加工。R62mm系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：
1.以Φ19mm孔為中心的加工表面.
這組加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角, Φ19mm孔的上端距其中心12mm的兩個端面,還有孔下端M10的螺紋孔.
2.以R62孔為中心的加工表面.
這組加工表面包括: R62孔mm的孔及其倒角, R62孔的孔的側(cè)面,距M10螺紋孔中心線44.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求,主要是:ΦR62孔孔與其外端面垂直度公差為0.1mm.
1.2 變速叉（第二速及第三速）加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該變速叉（第二速及第三速）零件的主要加工表面是平面及孔系。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，對于變速叉（第二速及第三速）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(guān)系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。
1.2.1 孔和平面的加工順序
變速叉（第二速及第三速）類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工變速叉（第二速及第三速）上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速叉（第二速及第三速）的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。
變速叉（第二速及第三速）零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
1.2.2 孔系加工方案選擇
變速叉（第二速及第三速）孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。
根據(jù)變速叉（第二速及第三速）零件圖所示的變速叉（第二速及第三速）的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用鏜模法鏜孔
在大批量生產(chǎn)中，變速叉（第二速及第三速）孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。
采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。
（2）用坐標(biāo)法鏜孔
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。
用坐標(biāo)法鏜孔，需要將變速叉（第二速及第三速）孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運動的機床進行鏜孔。
1.3 變速叉（第二速及第三速）加工定位基準(zhǔn)的選擇
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入變速叉（第二速及第三速）的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速叉（第二速及第三速）的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距端面平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。
現(xiàn)選取Φ19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度.
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證變速叉（第二速及第三速）孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速叉（第二速及第三速）在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速叉（第二速及第三速）零件圖分析可知，它的端面平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，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(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是變速叉（第二速及第三速）的裝配基準(zhǔn)，但因為它與變速叉（第二速及第三速）的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。
精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時,應(yīng)該進行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不再重復(fù).
1.4 變速叉（第二速及第三速）加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。變速叉（第二速及第三速）加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工端面平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于端面平面加工完成后一直到變速叉（第二速及第三速）加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，端面面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于變速叉（第二速及第三速），需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。
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。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將變速叉（第二速及第三速）加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
工藝路線
工
序
號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
10
鍛
鍛造毛坯
20
時
時效處理
30
銑
粗銑Φ19mm孔兩端面
40
鉆
1、 鉆孔Φ18.5mm；(Φ19mm孔底孔）
2、 鉸孔Φ19mm；
3、Φ19mm孔倒角1*450
50
鏜
粗鏜、精鏜R62mm孔；并進行1X45°倒角
60
銑
粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面）
70
銑
銑M10螺紋孔端面（A向）
80
銑
銑右端面（距離Φ19mm孔中心31.2端面）
90
鉆擴
鉆擴Φ16mm孔
100
鉆攻
鉆M10螺紋孔并倒角120°，攻螺紋M10；
110
鉗工
去毛刺
120
檢驗
檢驗入庫
工藝路線二：
工
序
號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
10
鍛
鍛造毛坯
20
時
時效處理
30
銑
粗銑Φ19mm孔兩端面
40
鉆
鉆孔Φ18.5mm；(Φ19mm孔底孔）鉸孔Φ19mm；
Φ19mm孔倒角1*450
50
鉆攻
鉆M10螺紋孔并倒角120°，攻螺紋M10；
60
鏜
粗鏜、精鏜R62mm孔；并進行1X45°倒角
70
銑
粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面）
80
銑
銑M10螺紋孔端面（A向）
90
銑
銑右端面（距離Φ19mm孔中心31.2端面）
100
鉆擴
鉆擴Φ16mm孔
110
鉗工
去毛刺
120
檢驗
檢驗入庫
上述方案主要是以Φ19mm孔位基準(zhǔn),,M10螺紋,槽的兩側(cè)面,這樣可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差,同時也照顧了加工路線方便的特點.
綜合選擇方案：
工
序
號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
10
鍛
鍛造毛坯
20
時
時效處理
30
銑
粗銑Φ19mm孔兩端面
40
鉆
3、 鉆孔Φ18.5mm；(Φ19mm孔底孔）
4、 鉸孔Φ19mm；
3、Φ19mm孔倒角1*450
50
鏜
粗鏜、精鏜R62mm孔；并進行1X45°倒角
60
銑
粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面）
70
銑
銑M10螺紋孔端面（A向）
80
銑
銑右端面（距離Φ19mm孔中心31.2端面）
90
鉆擴
鉆擴Φ16mm孔
100
鉆攻
鉆M10螺紋孔并倒角120°，攻螺紋M10；
110
鉗工
去毛刺
120
檢驗
檢驗入庫
1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“變速叉（第二速及第三速）”零件材料為20鋼，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。
“變速叉”零件材料為20鋼,毛坯重量約1.5Kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯.
根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1. Φ19mm孔的兩個上端面
參照<<機械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.
2. R62mm孔的兩側(cè)面,銑削公差-0.22mm.
參照<<機械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精銑余量:單邊0.7mm(見<<工藝設(shè)計手冊>>表8-31),銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差mm。
由于設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整法加工.因此在計算最大,最小加工余量時,應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定.
5. Φ19mm孔
參照<<機械加工工藝手冊>>, 其加工余量2Z=2mm.鉆孔Φ18.5mm,鉸孔Φ19mm.
6. R62mm孔
參照<<機械加工工藝手冊>>, 其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜R59.5mm,精鏜R62mm.
厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量.
毛坯名義尺寸:
8+2*2=12mm
毛坯最大尺寸:
12+1.3*2=14.6mm
毛坯最小尺寸:
12-0.5*2=11mm
粗銑后最大尺寸:
8+0.7*2=9.4mm
粗銑后最小尺寸:
9.4-2*0.22=8.96mm
精銑尺寸與零件尺寸相符,即8mm.
1.6 毛坯種類的選擇
零件材料為20鋼，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。
零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟意義。根據(jù)該零件的材料為ZG35、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀不是很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇鍛造成型。
1.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備
1.7.1 機床選用
①.工序端面加工是銑加工。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用銑床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的X52K型銑床。參考根據(jù)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表４.２-７。
②.工序鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。
1.7.2 選擇刀具
①.在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金銑刀
②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
1.7.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“連接座” 零件材料為20鋼，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，20鋼密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。
表1-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
（零件重>2000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鍛造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鍛造的類別、特點和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鍛造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。
表1-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級
鍛造方法
公差等級CT
灰鑄鐵
砂型手工造型
11~13
砂型機器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鍛造
7~9
熔模鍛造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。
1-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。
表1-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級 6
澆注時位置
>190~250
6.0
4.0
端面、側(cè)面
底 面
鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于端面面的機械加工余量選擇。
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械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
1.9確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序20 粗銑Φ19mm孔兩端面
機床：銑床X6132
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。
齒
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定V=27m/min。
采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10。
工序30 鉆鉸Φ19mm孔,并倒角1*45兩端.
1.鉆孔Φ18.5mm
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。
,V=17m/min.
采用高速鋼鉆頭,
2.鉸孔Φ19mm.
采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min.
3. Φ19mm孔倒角1*45兩端.
采用900锪鉆,為縮短輔助時間,取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同.
工序40粗鏜、精鏜R62mm孔；進行1X450倒角
機床：鏜床T68
刀具：高速鋼刀具
（1） 粗鏜R62mm孔
采用雙刃鏜刀,V=40m/min.
(2) 精鏜Φ82.2mm孔.
V=35m/min
(3) Φ82.2mm孔1*45度倒角.
V=16m/min
工序50 粗銑、精銑R62mm孔端面
(1) 粗銑R62mm孔端面.
機床：XA6132型萬能升降臺銑床
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。
采用高速鋼圓柱銑刀,,Z=10,V=20m/min
(2) 精銑R62mm孔的兩端面
機床：XA6132型萬能升降臺銑床
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。
齒
采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min.
工序70 銑M10螺紋孔端面（A向）
機床：立式銑床X52K
刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-13，取
銑削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表30-23，取，
機床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2-1）
取=30, =63代入公式（2-1）得：
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表11-4，取
實際銑削速度：
工作臺每分進給量： 式（2-2）
取=，，=代入公式（2-2）得：
取
根據(jù)《機械加工工藝手冊》
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：
走刀次數(shù)為1
機動時間： 式（2-3）
取，，, 代入公式（2-3）得：
工序80 銑右端面（距離Φ19mm孔中心31.2端面）
機床：XA6132型萬能升降臺銑床
刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-13，取
銑削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表30-23，取，
取=30, =63代入公式（2-1）得：
機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表11-4，取
實際銑削速度：
取=，，=代入公式（2-2）得：
工作臺每分進給量：
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》
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
取，，代入公式（2-3）得：
機動時間：
工序90 鉆擴Φ16mm孔
機床：立式鉆床 Z525
刀具：麻花鉆、擴孔鉆、
（1）、鉆Φ16mm孔至Φ15mm
切削深度：
進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-10，取
由于本零件在加工孔時屬于底剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-13，取
取切削速度
取=24, =9代入公式（2-1）得
機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3，取
實際切削速度：
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
取，，, ,代入公式（2-4）得：
機動時間：
（2）、擴Φ16mm孔
切削深度：
進給量：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-30，
參照《機械加工工藝師手冊》表28-31，取
切削速度：參照《機械加工工藝師手冊》表28-31，取
取=25, =10.5代入公式（2-1）得
機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表9-3取
實際切削速度：
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28-42
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
取，，, ,代入公式（2-4）得：
機動時間：
工序100 鉆M10螺紋孔并倒角1200；攻螺紋M10；
(1)鉆M10螺紋孔并倒角1200
機床：鉆床Z525
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
采用麻花鉆,V=20m/min.
（2） 攻螺紋M10.
機床：鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金絲錐
V=6m/min
第2章 粗銑右端面夾具設(shè)計
2.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗銑右端面，該銑粗銑右端面對孔的中心線要滿足對稱度要求以及其銑粗銑左端面時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動行度要求。在銑粗銑左端面生產(chǎn)率和降低勞動強度。XA6132型萬能升降臺銑床。
2.2定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對銑粗銑左端面進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔進行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。
方案Ⅱ：選一面一銷和調(diào)節(jié)支撐釘定位方式，工藝孔用短圓柱銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的開口墊圈和螺母來夾緊。
分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會破壞定位。
通過比較分析只有方案Ⅱ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。
銑粗銑左端面時其對孔的中心線有對稱度以及銑粗銑左端面兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷和調(diào)節(jié)支撐釘?shù)亩ㄎ环绞?，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。
2.3 切削力及夾緊分析計算
刀具：錯齒三面刃面銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)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(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
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：
該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過壓緊工件
由原動力計算公式
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(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
2.4 誤差分析與計算
該夾具以一面兩銷定位，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(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴ 兩銷的定位誤差 ：
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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2.5 零、部件的設(shè)計與選用
2.5.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：
表5.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
16
16
15
～0.011
22
5
1
4
M19
4
2.5.2 定向鍵與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.019
～0.035
25
19
4
19
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示：
圖2.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表2.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設(shè)計的基本要求
（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯
夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。
（4）應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
25
總結(jié)與展望
總結(jié)與展望
在本次設(shè)計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加工。但也有不足之處：特別是對于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時，有可能會劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺可升可降，這樣，在刀具退出時，使定位立臺連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用夾具還有待改進。無論怎樣，這次的課程設(shè)計使我獲益良多，是我在學(xué)校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會的第一步。
參考文獻
參考文獻
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[18] Machine Tools N.chernor 1984.
致 謝
我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計的思路并給我們講解了設(shè)計中用到的實際工程設(shè)計經(jīng)驗，從而使我們設(shè)計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會綜合應(yīng)用所學(xué)知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們課程設(shè)計的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計提供了重要保障。
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