K159-撥叉Ⅶ零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑A和C面工裝夾具設(shè)計(jì)【扁長撥叉】參考素材

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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：制定撥叉VII的零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑A面、C面的專用銑床夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 20 年 月 日 32 目 錄 序 言 1 1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 2 1.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 2 1.2生產(chǎn)效率分析 2 1.3生產(chǎn)類型 2 2零件的分析 4 2.1零件的作用 4 2.2零件的分析 4 3確定毛坯制造形式 5 4擬定工藝路線 6 4.1基面的選擇 6 4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 6 4.1.2精基準(zhǔn)選擇的原則 6 4.2選擇加工方法 7 4.3劃分加工階段 7 4.4工序的集中與分散 7 4.5確定工序順序 8 5 擬定工藝設(shè)計(jì) 10 5.1確定各工序的加工余量 10 5.2 選擇機(jī)床及工裝 11 5.3制訂工藝路線 12 5.4 確定切削用量以及時(shí)間定額 13 6銑床夾具設(shè)計(jì) 26 6.1 問題的提出 26 6.2 定位基準(zhǔn)的選擇 26 6.3 定位誤差分析 26 6.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 28 6.5定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 29 6.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 30 參考文獻(xiàn) 31 序 言 當(dāng)接到夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書后，按下面6個(gè)步驟，逐步設(shè)計(jì) 1、 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集研究設(shè)計(jì)的原始資料。原始資料包括如下內(nèi)容。 2、 確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖 3、繪制夾具總圖 4、標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件。夾具總圖結(jié)構(gòu)繪制完成后，需標(biāo)注五類尺寸和四類技術(shù)條件。 5、編寫零件明細(xì)表。明細(xì)表應(yīng)包括零件序號(hào)、名稱、代號(hào)（指標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)或通用件代號(hào) ）、數(shù)量、材料、熱處理、質(zhì)量等。 6、繪制總圖中非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。 1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 1.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計(jì)算。 N=Qn(1+a+) 式中： N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年） Q——機(jī)器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年） n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)） a——備品百分率 ——廢品百分率 1.2生產(chǎn)效率分析 操作者按規(guī)定的作業(yè)方法工作時(shí)，他的能力或努力程度叫效率。主要用來考核純生產(chǎn)能力，不包括由技術(shù)、材料等其它問題所引起的能力損耗。 1）標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)：標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間+輔助時(shí)間? 指在正常情況下，從零件到成品直接影響成品完成的有效動(dòng)作時(shí)間，其包含直接工 時(shí)與間接工時(shí)。即加工每件（套）產(chǎn)品的所有工位有效作業(yè)時(shí)間的總和。? a\標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)：標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=生產(chǎn)一個(gè)良品的作業(yè)時(shí)間。 b\標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=正常工時(shí)+寬放時(shí)間=正常工時(shí)×（1+寬放率） c\工廠使用的寬放率一般在10%～20%，對(duì)一些特殊的工種，如體力消耗較大的工種，寬放率可適當(dāng)放寬一些 d\正常工時(shí)是人工操作單元工時(shí)+機(jī)器自動(dòng)作業(yè)工時(shí)的總和。 2）制定方法：對(duì)現(xiàn)有各個(gè)工位（熟練工人）所有的有效工作時(shí)間進(jìn)行測定，把所有組成產(chǎn)品的加工工位的工時(shí)，考慮車間生產(chǎn)的均衡程度、環(huán)境對(duì)工人的影響、以及工人的疲勞生產(chǎn)信息等因素后，計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)。 生產(chǎn)率＝（產(chǎn)出數(shù)量×標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)）÷（日工作小時(shí)×直接人工數(shù)）×100%? 1.3生產(chǎn)類型 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類型： 1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制，專用設(shè)備和修配件的制造等。 2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。 3.大量生產(chǎn)：當(dāng)一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)性地進(jìn)行相同的工序。 生產(chǎn)類型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及其自身特點(diǎn)，具體情況見表1-1。 表1-1： 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系 生產(chǎn)類型 重型 （零件質(zhì)量大于2000kg） 中型 （零件質(zhì)量為100-2000kg） 輕型 （零件質(zhì)量小于100kg） 單件生產(chǎn) 小于等于5 小于等于20 小于等于100 小批生產(chǎn) 5-100 20-200 100-500 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) 大于1000 大于5000 大于50000 依設(shè)計(jì)題目知：Q=3000臺(tái)/年，n=2件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年 零件是輕型零件，根據(jù)表1-1可知生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 2零件的分析 2.1零件的作用 撥叉VII主要是用在操縱機(jī)構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速；或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合斷開的機(jī)構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進(jìn)給。 撥叉是汽車變速箱上的部件，與變速手柄相連，位于手柄下端，撥動(dòng)中間變速輪，使輸入/輸出轉(zhuǎn)速比改變。 如果是機(jī)床上的撥叉是用于變速的，主要用在操縱機(jī)構(gòu)中。就是把 2個(gè)咬合的齒輪撥開來再把其中一個(gè)可以在軸上滑動(dòng)的齒輪撥到另外一個(gè)齒輪上以獲得另一個(gè)速度。即改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速。 2.2零件的分析 序號(hào) 加工表面 尺寸精度 粗糙度 形狀、位置 1 C面 — Ra12.5 — 2 A面 Ra3.2 與基準(zhǔn)A的垂直度公差0.15 3 D面 Ra3.2 與基準(zhǔn)A的垂直度公差0.15 4 B面 — Ra3.2 與基準(zhǔn)A的垂直度公差0.15 5 Φ15H7孔 0.018 Ra1.6 — 6 Φ27H8孔 0.033 Ra3.2 — 7 前后端面 — Ra25 — 8 Φ5孔 - Ra1.6 - 3確定毛坯制造形式 零件材料為HT200?？紤]到零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；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。 鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。 4擬定工藝路線 4.1基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。 4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用工件中心線作為定位粗基準(zhǔn)。 4.1.2精基準(zhǔn)選擇的原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 1、用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 2、當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 3、當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 4、為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。 5、有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。 4.2選擇加工方法 序號(hào) 加工表面 尺寸 粗糙度 形位 加工方法 1 C面 30 Ra12.5 — 粗銑 2 A面 54 Ra3.2 與基準(zhǔn)A的垂直度公差0.15 粗銑、精銑 3 D面 54 Ra3.2 與基準(zhǔn)A的垂直度公差0.15 粗銑、精銑 4 B面 34 Ra3.2 與基準(zhǔn)A的垂直度公差0.15 粗銑、精銑 5 Φ15H7孔 15 Ra1.6 — 鉆、擴(kuò)、鉸 6 Φ27H8孔 27 Ra3.2 — 擴(kuò)、鉸 7 前后端面 44 Ra25 — 粗銑 8 Φ5孔 5 Ra1.6 - 鉆、鉸 4.3劃分加工階段 按加工的精度高低，加工階段一般可分為三個(gè)階段： 一、粗加工階段 主要加工方法有：粗車、粗銑、粗刨、粗鏜和鉆孔。 二、半精加工階段 主要加工方法有：半精車精車、半精銑精銑、半精刨精刨、半精鏜精鏜和擴(kuò)孔鉸孔。 三、半精加工階段 主要加工方法是各種類型的磨削，也有寬刃精刨、浮動(dòng)鏜和刮削 在不同的加工階段不僅所選擇的機(jī)床、切削用量不同，而且所使用的夾具、刀具、檢具的精度也是不同的。從粗加工到精加工，機(jī)床、夾具、刀具、檢具的精度由低到高，切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高進(jìn)行變化。 因此，在不同的加工階段應(yīng)選擇合適的加工設(shè)備。 4.4工序的集中與分散 一、工序集中 按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，將許多工序組成一個(gè)集中工序。最大限度的工序集中，就是在一道工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。 二、工序分散 按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。最大限度的工序分散就是每個(gè)工序只包括一個(gè)簡單工步 4.5確定工序順序 一、機(jī)械加工工序的安排原則： 1） 先粗后精：粗加工在前，精加工在后，粗精分開。 2） 基準(zhǔn)先行：先把基準(zhǔn)面加工出來，再以基準(zhǔn)面定位來加工其表面，以保證加工質(zhì)量。 3） 先主后次：主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵槽、聯(lián)接用的光孔等。次要表面一般放在主要表面的主要加工結(jié)束后，最終精加工之前進(jìn)行。 4） 先面后孔：平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加工孔。 先面后孔的另一含義：在從面上加工孔之前、先加工這個(gè)面，然后再從加工好的面上鉆孔。 二、熱處理工序的安排 1） 退火 應(yīng)用：高碳鋼采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 2） 正火 應(yīng)用：低碳鋼、中碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 3） 調(diào)質(zhì)處理 應(yīng)用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。 4） 時(shí)效處理 應(yīng)用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復(fù)雜的鑄件。 5） 淬火 應(yīng)用：一般安排在磨削前。 6） 滲碳處理 可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。 鍍鉻、鍍鋅、發(fā)藍(lán)等，一般都安排在工藝過程最后階段進(jìn)行。 3、 檢驗(yàn)工序的安排 為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場合安排檢驗(yàn)工序： 1）粗加工全部結(jié)束之后； 2）送往外車間加工的前后； 3）工時(shí)較長和重要工序的前后； 4）最終加工之后。 4、 其它工序的安排 1）切削加工之后，應(yīng)安排去毛刺工序。 2）零件在進(jìn)入裝配之前，一般都應(yīng)安排清洗工序。 3）在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序。 4）在鑄件成型后要涂防銹溱。 5 擬定工藝設(shè)計(jì) 5.1確定各工序的加工余量 1. 撥叉A面的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8，兩步銑削（即粗銑——精銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5 精銑 單邊余量Z=0.5 2. 撥叉C面的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 3. 撥叉D面的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8，兩步銑削（即粗銑——精銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5 精銑 單邊余量Z=0.5 4. 撥叉B面的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8，兩步銑削（即粗銑——精銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5 精銑 單邊余量Z=0.5 5. 撥叉Φ15H7孔的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造，鑄件尺寸公差為CT7級(jí)，表面粗糙度Ra1.6。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-7，三步鉆削(即鉆——擴(kuò)——鉸），方可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量Z=7.0mm 擴(kuò) 單邊余量Z=0.4mm 鉸 單邊余量Z=0.1mm 6. 撥叉Φ27H8孔的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-7，兩步鉆削(即擴(kuò)——鉸），方可滿足其精度要求。 擴(kuò) 單邊余量Z=1.4mm 鉸 單邊余量Z=0.1mm 7. 撥叉前后兩端面的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，因尺寸不大，為了方便鑄造，故造成圓形的，表面粗糙度Ra25。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）即可滿足其精度要求。 8. 撥叉Φ5孔系的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，因孔尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，Φ5孔表面粗糙度Ra1.6。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-7，兩步鉆削（即鉆——鉸）方可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量Z=2.4mm 鉸 單邊余量Z=0.1mm 9.撥叉左端面的加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。因尺寸不大，為了方便鑄造，故造成圓形的，表面粗糙度Ra25。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）即可滿足其精度要求。 5.2 選擇機(jī)床及工裝 1、 撥叉A面，加工設(shè)備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金端面銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。 2、 撥叉C面；加工設(shè)備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金端面銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。 3、 撥叉D面，加工設(shè)備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金端面銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。 4、 撥叉B面；加工設(shè)備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金端面銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。 5、 撥叉Φ15H7孔、倒角C1；加工設(shè)備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質(zhì)合金麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、倒角鉆；量具選擇：圓柱塞規(guī)。 6、 撥叉Φ27H8孔；加工設(shè)備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆、鉸刀；量具選擇：圓柱塞規(guī)。 7、 撥叉前后端面；X52K立式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金立銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。 8、 撥叉Φ5孔系；加工設(shè)備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質(zhì)合金麻花鉆、鉸刀、90°Φ11锪孔鉆；量具選擇：圓柱塞規(guī)。 9、 撥叉左端面；加工設(shè)備選擇：X62臥式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金三面刃銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。 5.3制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(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，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工件集中來提高生產(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)成本盡量下降。 工藝路線方案 工序01：金屬型澆鑄 工序02：時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：粗銑A面、C面 工序04：粗銑B、D面 工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ15孔、孔口倒角 工序06：擴(kuò)、鉸Φ27孔 工序07：銑前后端面，保證尺寸44 工序08：精銑A面 工序09：精銑B、D面 工序10：鉆、鉸Φ5孔、锪Φ11、90°沉孔 工序11：銑斷 工序12：去毛刺 工序13：檢驗(yàn)至圖紙要求 工序14：包裝、入庫 5.4 確定切削用量以及時(shí)間定額 工序01：金屬型澆鑄 工序02：時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：粗銑A面、C面 工步一：粗銑C面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) ——工作臺(tái)直徑 工步二：粗銑A面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a3.2，要求不高，故分兩次走刀內(nèi)銑完， 則，精銑余量Z=0.5mm 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) ——工作臺(tái)直徑 工序04：粗銑B、D面 工步一：粗銑B面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra3.2，要求相對(duì)較高，故分兩次走刀內(nèi)銑完， 則，精銑余量Z=0.5mm 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) ——工作臺(tái)直徑 工步二：粗銑D面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a3.2，要求不高，故分兩次走刀內(nèi)銑完， 則，精銑余量Z=0.5mm 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) ——工作臺(tái)直徑 工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ15孔、孔口倒角 工步一：鉆孔至Φ14 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：擴(kuò)Φ14孔至Φ14.8 利用擴(kuò)孔鉆將Φ14孔至Φ14.8，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步三：鉸Φ14.8孔至Φ15H7 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步四：孔口倒角 工序06：擴(kuò)、鉸Φ27孔 工步一：擴(kuò)Φ24孔至26.8 利用擴(kuò)孔鉆將Φ24孔至26.8，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：鉸Φ26.8孔至Φ27 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序07：銑前后端面，保證尺寸44 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra25，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序08：精銑A面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 精銑余量Z=0.5mm，則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝750 當(dāng)＝750r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) ——工作臺(tái)直徑 工序09：精銑B、D面 工步一：精銑B面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 精銑余量Z=0.5mm，則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50 當(dāng)＝750r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) ——工作臺(tái)直徑 工步二：精銑D面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 精銑余量Z=0.5mm，則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50 當(dāng)＝750r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) ——工作臺(tái)直徑 工序10：鉆、鉸Φ5孔、锪Φ11、90°沉孔 工步一：鉆孔至Φ4.8 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：鉸Φ4.8孔至Φ5 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步三：锪Φ11、90°沉孔 1.選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀，其直徑d=11mm 2．選擇切削用量 （1）選擇進(jìn)給量 按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表2.7，當(dāng)鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計(jì)算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊(cè)》表2.15，當(dāng)鑄鐵硬度=200～220HBS時(shí)，, 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故 根據(jù)Z525型鉆床技術(shù)資料（見《簡明手冊(cè)》表4.2-12）可選擇n=680r/mm 3．計(jì)算基本工時(shí) 工序11：銑斷 1、 切削用量 ①本工序?yàn)榇帚娀鶞?zhǔn)面A，所選刀具為高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀。銑刀直徑d=125mm，寬度L=8.5mm，齒數(shù)Z=20。根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》第三部分表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鋼料的大于等于785MPa，故選前角=15°，后角=12°（周齒），=6°（端齒）。 已知銑削寬度=8.5mm，銑削深度=2.0mm。機(jī)床選用X62型臥式銑床。 ②確定每齒進(jìn)給 根據(jù)表3.3，X62型臥式銑床的功率為7.5KW（表4.2-35），工藝系統(tǒng)剛性為中等，高速鋼端面銑刀加工鋼料，查得每齒進(jìn)給量=0.06～0.1mm/z，現(xiàn)取=0.07mm/z。 2、 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表3.7，用高速鋼端面銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=125mm，耐用度T=120min(表3.8）。 3、 確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)表3.27中公式計(jì)算： 式中 =48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min,=2.5mm,=0.07mm/z,=28mm,Z=20,d=125,=1.0。 m/min≈27.9m/min =70.9r/min 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表4.2-39），選擇 實(shí)際切削速度 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給理為 根據(jù)X62型銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表4.2-40），選擇 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為 4、 校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)表3.28的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率（單位KW）為 式中 =650，=1.0，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=2.5，=0.063mm/min，=28.5mm，Z=20，d=50mm，n=475r/min,=0.63mm =2076.8N X62銑床主動(dòng)電機(jī)的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 =0.079mm/min，， 5、基本工時(shí) 三面刃銑刀銑端面的基本時(shí)間為： 工序12：去毛刺 工序13：檢驗(yàn)至圖紙要求 工序14：包裝、入庫 6銑床夾具設(shè)計(jì) 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。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序03： 粗銑A面、C面的夾具。 6.1 問題的提出 本夾具主要用粗銑A面、C面，表面粗糙度Ra12.5，精度要求不高，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)主要考慮提高生產(chǎn)效率。 6.2 定位基準(zhǔn)的選擇 粗銑A面、C面，為加工的首道工序，即遵循粗基準(zhǔn)選擇原則，選擇A面、D面、Φ30外圓和Φ54外圓定位，對(duì)應(yīng)在夾具上的定位元件是支承板、固定式V型塊和活動(dòng)式V型塊，定位分析如下： 1、 撥叉A面、D面作為第一定位基準(zhǔn)，與支承板相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸移動(dòng)。 2、 撥叉Φ54外圓作為第二定位基準(zhǔn)，與固定式V型塊相配合，限制兩個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)和Y軸移動(dòng)。 3、 撥叉Φ30外圓作為第三定位基準(zhǔn)，與活動(dòng)式V型塊相配合，限制一個(gè)自由度，即Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計(jì)合理。 6.3 定位誤差分析 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對(duì)于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示 圖1用V型塊定位加工時(shí)的定位誤差 當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差。基準(zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動(dòng)量。 定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。 根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動(dòng)量。如圖2，兩個(gè)極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差 圖2 定位誤差 =O1O2+(d2-（d2-Td2))/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.392 6.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 1、查表4得切削力計(jì)算公式： 式中，f=1mm/r,查表得 =736MPa, 即==1547N 2、 夾緊力計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=10mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5～4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠。 6.5定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 6.1 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表 6.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 B L H h D d1 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 -0.013 -0.033 25 12 7 12 6.6 18 +0.077 4 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 對(duì)刀塊選用圓形對(duì)刀塊，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖6-2 圓形對(duì)刀塊 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 6.3 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 6.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸H 允差d C 2 -0.014 0.5 6.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇由固定V型塊、活動(dòng)V型塊、螺栓和滾花螺母等組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂娤饔嗔啃?，銑削力小，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 參考文獻(xiàn) 1. 顧崇衍 機(jī)械制造工藝學(xué)。陜西：科技技術(shù)出版社，1981。 2. 倪森壽 機(jī)械制造工藝與裝備。化學(xué)工業(yè)出版社，2001。 3. 張進(jìn)生 機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社，1994。 4. 姜敏鳳 工程材料及熱成型工藝。高等教育出版社，2003。 5. 機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組 機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)。機(jī)械工業(yè)出版社，1989。 6. 胡家秀 簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)。機(jī)械工業(yè)出版社，1999。 7. 江南學(xué)院 肖繼德 南京金陵職業(yè)大學(xué) 陳寧平 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（第二版）。機(jī)械工業(yè)出版社，1997。 8. 倪森壽 機(jī)械制造工藝與裝備習(xí)題集和課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。化學(xué)工業(yè)出版社，2001。 9. 劉越 機(jī)械制造技術(shù)。化學(xué)工業(yè)出版社，2001。 10. 趙如福 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版）。上?？萍技夹g(shù)出版社，1981。 11. 南京工程學(xué)院 陳于萍 沈陽大學(xué) 周兆元 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)。機(jī)械工業(yè)出版社，2004。 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