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學(xué)院
課程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)說明書
摘 要
離合器分離叉零件的主要作用是支撐回轉(zhuǎn)零件、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力。離合器分離叉具備傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，是通用機(jī)械特別是工程機(jī)械傳動(dòng)中的重要零件之一。離合器分離叉加工材料、熱處理方式、機(jī)械加工工藝過程的優(yōu)化，將對(duì)提高離合器分離叉的加工質(zhì)量及壽命有著重要借鑒意義。本文對(duì)某企業(yè)提供的“離合器分離叉”零件進(jìn)行了機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和銑鍵槽專用夾具設(shè)計(jì)。對(duì)于工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)制訂了兩套不同的方案，從中甄選出最佳方案。本設(shè)計(jì)首先分析了離合器分離叉零件的作用和加工工藝性，然后進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，最后是專用夾具設(shè)計(jì)。離合器分離叉零件的機(jī)械綜合性能要求較高，一般選擇鍛件作為毛坯。合理安排工藝路線，劃分加工階段對(duì)保證零件加工質(zhì)量至關(guān)重要。使用夾具可以縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量，降低對(duì)工人的技術(shù)要求，擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。本文對(duì)所設(shè)計(jì)的專用夾具進(jìn)行了精度校核和定位誤差分析，對(duì)夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量也進(jìn)行了評(píng)估。
關(guān)鍵詞：離合器分離叉；工藝分析；工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；夾具設(shè)計(jì)
I
目 錄
摘 要 I
1 引言 3
1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程 3
1.2 夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 4
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6
2.1 零件的分析 6
2.1.1 零件的作用 6
2.1.2 零件的工藝分析 6
2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
2.2.1 確定毛坯的制造形式 7
2.2.2 基面的選擇 7
2.2.3 制定工藝路線 7
2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
2.2.5 確定切削用量 10
3 分離叉內(nèi)側(cè)面銑夾具設(shè)計(jì) 22
3.1研究原始質(zhì)料 22
3.2定位基準(zhǔn)的選擇 22
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 22
3.4 誤差分析與計(jì)算 23
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 24
3.5.1定位銷選用 24
3.5.2 定向鍵裝置設(shè)計(jì) 25
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 26
總 結(jié) 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 29
1 引言
本設(shè)計(jì)所采用的是一根輸入離合器分離叉。離合器分離叉零件的主要作用是支撐回轉(zhuǎn)零件、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力。離合器分離叉零件是將部分和離合器分離叉做成一體無需鍵配合的一種常見機(jī)械零件。離合器分離叉具備傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，是通用機(jī)械特別是工程機(jī)械傳動(dòng)中的重要零件之一。離合器分離叉的工作能力一般取決于離合器分離叉的強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于離合器分離叉的振動(dòng)穩(wěn)定性。該離合器分離叉主要作用是和相嚙合的一起傳遞運(yùn)動(dòng)和速度，要求傳動(dòng)平穩(wěn)。離合器分離叉圓柱面處有圓弧形的鍵槽，主要是通過鍵和其他部件相連。離合器分離叉的中間部位為斜部分，主要傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程
（1）機(jī)械加工工藝規(guī)程有：機(jī)械加工工藝過程卡片、機(jī)械加工工序卡片、標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過程卡片、單離合器分離叉自動(dòng)車床調(diào)整卡片、多離合器分離叉自動(dòng)車床調(diào)整卡片、機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片、檢驗(yàn)卡片等。
（2）制定工藝規(guī)程的基本要求是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低成本，并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，保證工人具有良好而安全的勞動(dòng)條件。
（3）制定工藝規(guī)程的步驟：
①收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關(guān)資料圖樣，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析；
②確定毛坯的類型及制造方法；
③選擇定位基準(zhǔn)；
④擬定工藝路線；
⑤確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；
⑥確定各工序的設(shè)
備、刀具、夾具、量具和輔助工具；
⑦確定各工序的切削用量及時(shí)間定額；
⑧確定主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；
⑨進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；
⑩編制工藝文件。
（4）機(jī)械加工工序的安排原則：
①基面先行；②先粗后精；③先主后次；④先面后孔。
（5）熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的目的。預(yù)備熱處理安排在機(jī)械加工之前；去除內(nèi)應(yīng)力的熱處理安排在粗加工之后，精加工之前；最終熱處理安排在精加工前后，變形較大的熱處理應(yīng)安排在精加工之前，變形較小的熱處理應(yīng)安排在精加工之后；表面的裝飾性鍍層和發(fā)藍(lán)工序一般安排在工件精加工后；電鍍工序后應(yīng)進(jìn)行拋光，耐磨性鍍鉻則放在粗磨和精磨之間。
（6）輔助工序包括檢查、檢驗(yàn)工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序。除了在每道工序中操作者自檢外，還必須在下列情況下安排單獨(dú)的檢驗(yàn)工序：①粗加工階段結(jié)束后；②關(guān)鍵工序前后；③零件從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間前后；④零件全部加工結(jié)束之后。
（7）工序組合的原則：①大批大量生產(chǎn)、零件結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，適于采用工序集中地原則，對(duì)一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，也可采用分散的原則。成批生產(chǎn)宜采用適當(dāng)集中的原則，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則；②產(chǎn)品品種較多，又經(jīng)常變換，適于采用工序分散的原則；③零件加工質(zhì)量、技術(shù)要求較高時(shí)一般采用工序分散的原則；④零件尺寸、
質(zhì)量較大，不易運(yùn)輸和安裝的，應(yīng)采用工序集中地原則。
（8）選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮下列問題：①機(jī)床的精度與工序要求的精度相適應(yīng)；②機(jī)床的規(guī)格與工件的外形尺寸，本工序的切削用量相適應(yīng)；③機(jī)床的生產(chǎn)率與被加工零件或產(chǎn)品的生產(chǎn)類型相適應(yīng)；④選擇的設(shè)備盡可能與工廠現(xiàn)有條件相適應(yīng)。
（9）加工余量是指加工過程中所切除的金屬層厚度。加工余量可分為加工總余量（毛坯余量）和工序余量。加工總余量等于各工序余量之和。影響工序余量的因素有：①上工序的各種表面缺陷和誤差因素，包括表面粗糙度和缺陷層、尺寸公差和形位公差；②本工序加工時(shí)的裝夾誤差。確定加工余量的方法有：分析計(jì)算法、查表法、經(jīng)驗(yàn)估算法。
（10）工藝裝備的選擇包括確定各工序所需的夾具、刀具和計(jì)量器具等。夾具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和加工要求來確定。刀具的選擇主要取決于各工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等。計(jì)量器具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和工件的加工精度來選取。
1.2 夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)
夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)如下：
（1）針對(duì)性強(qiáng)。設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。專用夾具是為某零件的某道工序設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機(jī)床、刀具，輔具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。
（2）保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把住定位方案的確定和精度分析這兩道關(guān)于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。
（3）夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個(gè)人設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可能大不相同。而不同復(fù)雜程度的夾具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟(jì)效果也不一樣，設(shè)計(jì)人員必須使自己的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟(jì)性。
（4）夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
（5）設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度剛度計(jì)算。夾具設(shè)計(jì)是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，其設(shè)計(jì)周期要求短，因此設(shè)計(jì)時(shí)多采用參照法或是憑經(jīng)驗(yàn)確定的辦法來保證受力件的強(qiáng)度和剛度，通常不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，有時(shí)采用簡(jiǎn)便公式或用圖表作為設(shè)計(jì)參考。要注意的是在設(shè)計(jì)一些具有較高精度的夾具時(shí)，應(yīng)該對(duì)定位精度、夾緊力等進(jìn)行必要的計(jì)算和分析。
1.3 設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)的基本要求如下：
夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個(gè)字，其中好用是主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際制造和維修水平為前提。具體要求為：
（1）夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。
（2）保證工件精度。
（3）保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測(cè)量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，保證安全第一。
（4）注意結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問題應(yīng)全面考慮，以降低制造成本。
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目說給定的零件是離合器分離叉，位于傳動(dòng)系統(tǒng)中，一般與配合使用。主要作用是用于空間交錯(cuò)的兩離合器分離叉間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。零件上有兩個(gè)的離合器分離叉段，用于與離合器分離叉承內(nèi)圈相配合，其支承作用。零件上有帶鍵槽的的離合器分離叉頭用于與聯(lián)離合器分離叉器相連接傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
2.1.2 零件的工藝分析
離合器分離叉這個(gè)零件從零件圖上可以看出，它一共有3組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這三組加工表面分述如下：
1.以Φ25外圓面為中心的加工表面
這一組的加工表面包括：Φ25外圓面外圓面及倒角。
2.以兩個(gè)離合器分離叉銑叉口兩內(nèi)側(cè)面為中心的加工表面
這一組的加工表面包括：兩個(gè)離合器分離叉段的銑叉口兩內(nèi)側(cè)面及左邊倒角。其
3.以鍵槽中心的加工表面
這一組的加工表面包括：鍵槽。
這3組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
鍵槽兩側(cè)面相對(duì)于有對(duì)稱度要求。
由以上分析可知，對(duì)于這四組加工表面而言，我們可以先加工兩端中心孔這一組加工表面，然后以其離合器分離叉線為基準(zhǔn)，借助夾具進(jìn)行其他三組表面的加工，并且保證它們之間的形狀精度要求。
2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼，考慮到在傳動(dòng)過程中收到的振動(dòng)，載荷，受力等方面的影響，因此應(yīng)該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，由于零件產(chǎn)量為中大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，可以采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
2.2.2 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，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。[3]
（1）粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般的離合器分離叉類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)于本零件來說，所有表面都需要加工，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，選取最大外圓面作為粗基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)相重合，可以減少定位誤差和基準(zhǔn)不重合引起的誤差，因此選擇兩中心孔的公共中心線作為精基準(zhǔn)。
2.2.3 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)已確定為大批生產(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。
1.工藝路線方案一
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車離合器分離叉右端面，粗車外圓Φ25mm，留2mm加工余量
40 粗車離合器分離叉左端面，保證全長(zhǎng)，粗車外圓Φ25mm留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車離合器分離叉左端面，保證全長(zhǎng)，并倒角，半精車外圓Φ25留0.5mm加工余量
70 半精車離合器分離叉右端面，半精車外圓Φ25并倒角，留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
80 銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
90 銑鍵槽
100 粗、精磨右端Φ25mm外圓。
110 粗、精磨左端Φ25mm外圓。
120 去毛刺
130 檢驗(yàn)
140 入庫(kù)
2.工藝路線方案二
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車離合器分離叉右端面，粗車外圓Φ25mm，留2mm加工余量
40 粗車離合器分離叉左端面，保證全長(zhǎng)，粗車外圓Φ25mm留2mm加工余量
50 半精車離合器分離叉左端面，保證全長(zhǎng)，并倒角，半精車外圓Φ25留0.5mm加工余量
60 半精車離合器分離叉右端面，半精車外圓Φ25并倒角，留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
70 調(diào)質(zhì)處理
80 銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
90 銑鍵槽
100 粗、精磨右端Φ25mm外圓。
110 粗、精磨左端Φ25mm外圓。
120 去毛刺
130 檢驗(yàn)
140 入庫(kù)
3.工藝路線方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝路線方案的特點(diǎn)在于：方案一對(duì)于整個(gè)離合器分離叉一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時(shí)在加工過程中有效防止了加工產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)后加工工序的影響；方案二對(duì)不同部位進(jìn)行粗、半精、精加工，不能對(duì)一臺(tái)機(jī)床進(jìn)行連續(xù)運(yùn)用。綜合比較選擇工藝路線方案一。
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車離合器分離叉右端面，粗車外圓Φ25mm，留2mm加工余量
40 粗車離合器分離叉左端面，保證全長(zhǎng)，粗車外圓Φ25mm留2mm加工余量
50 調(diào)質(zhì)處理
60 半精車離合器分離叉左端面，保證全長(zhǎng)，并倒角，半精車外圓Φ25留0.5mm加工余量
70 半精車離合器分離叉右端面，半精車外圓Φ25并倒角，留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
80 銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
90 銑鍵槽
100 粗、精磨右端Φ25mm外圓。
110 粗、精磨左端Φ25mm外圓。
120 去毛刺
130 檢驗(yàn)
140 入庫(kù)
2.2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件材料為45鋼，硬度為217~255HBS，生產(chǎn)類型為中、大批生產(chǎn)，采用普通模鍛，精度IT13。
根據(jù)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：
1.離合器分離叉段外圓面
這段離合器分離叉表面粗糙度為1.6,需要粗車，半精車，粗磨，半精磨加工。直徑加工余量為2Z=7mm。
2. 離合器分離叉段沿離合器分離叉線長(zhǎng)度方向的加工余量
長(zhǎng)度余量取4mm，模鍛斜度為5。
2.2.5 確定切削用量
3.1工序30 粗車離合器分離叉右端面，粗車外圓Φ25mm，留2mm加工余量
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為3.75，可在一次走刀內(nèi)完成，故
=3.75mm （3-1）
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，
進(jìn)給量=0.5～1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：
=0.7
確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。
切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：
=950=1111.5 （3-2）
由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：
==63 （3-3）
===120 （3-4）
根據(jù)CA6140車床說明書選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為：
== （3-5）
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主離合器分離叉允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
切削工時(shí)： t= 其中l(wèi)=10mm =4mm =2mm
所以 t=＝0.1min
3.2工序40 粗車離合器分離叉左端面，保證全長(zhǎng)，粗車外圓Φ25mm留2mm加工余量
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm;
=4mm; t= ==0.78(min)
3.3工序60 半精車離合器分離叉左端面，保證全長(zhǎng)，并倒角，半精車外圓Φ25留0.5mm加工余量
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
4) 工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =7mm;
=3mm; t= ==0.73(min)
工序70 半精車離合器分離叉右端面，半精車外圓Φ25并倒角，留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
查，得半精車余量ap=0.9mm
1）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =158m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1?！?t=i ;其中l(wèi)=25mm;
=4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min)
工序80 銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
機(jī)床的選擇：X52K型銑床
銑刀直徑，齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.77，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.88，取
機(jī)床主離合器分離叉轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：（其中）
因?yàn)椋?
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序90 銑鍵槽
機(jī)床的選擇：X52K型銑床
（1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因?yàn)殂娤鲗挾龋刹榈昧姷?
2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
銑削深度由工序決定，因?yàn)槊看蔚你娤魃疃炔淮?，故均可以一次性走完，則粗銑削時(shí)為3.4mm。
2）決定每齒進(jìn)給量
查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時(shí)，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時(shí)，）
銑削速度計(jì)算公式：
查，根據(jù)表2.1-77可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30，X52K型銑床的使用說明書，選擇：
這時(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
3.6.1精銑鍵槽
（1）選擇的機(jī)床、刀具的型號(hào)、尺寸均和粗銑相同
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。
2）決定每齒進(jìn)給量
查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度時(shí)，銑刀每齒進(jìn)給量，取，所以 mm/r
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時(shí)，）
銑削速度計(jì)算公式：
查，根據(jù)表2.1-77，可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30， XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇：
這時(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1?！=i ;其中l(wèi)=41mm;
=4mm; =0mm; t=i=x2=0.09(min)
工序100:粗、精磨右端Φ25mm外圓。。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=，故 ==0.195min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min,休息與生理需要時(shí)間=0.1min
則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為磨床M114W，主離合器分離叉轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動(dòng)時(shí)間0.195min, 輔助時(shí)間0.2min。
工序100 粗、精磨左端Φ25mm外圓。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機(jī)床選n=2667r/min，計(jì)算出= =2093.6m/min
4）基本時(shí)間=i，故 ==0.66min
5) 計(jì)算,查表得輔助時(shí)間=0.2min,布置工作地時(shí)間=0.3min,休息與生理需要時(shí)間=0.1min,
則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為磨床M114W，主離合器分離叉轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機(jī)動(dòng)時(shí)間0.66min, 輔助時(shí)間0.2min。
3 分離叉內(nèi)側(cè)面銑夾具設(shè)計(jì)
3.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銑分離叉內(nèi)側(cè)面銑夾具，要滿足對(duì)稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對(duì)面進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔25進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：
僅通過該方案滿足要求的比較分析，軸孔加工的尺寸公差的孔，選擇小的孔和定位大頭孔，以保證尺寸公差。
銑上的平行度要求雙方的孔中心線對(duì)稱。為了在定位誤差范圍滿足要求，定位一二針，結(jié)構(gòu)中的定位是簡(jiǎn)單易操作的。一面即為分離叉底平面；
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如2.1.
由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.4 誤差分析與計(jì)算
該夾具以一面二V型塊定位，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(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴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(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
3.5.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷來定位，其參數(shù)如下表：
表5.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
12～18
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
3.5.2 定向鍵裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個(gè)一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺(tái)的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺(tái)的進(jìn)給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時(shí)，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷，加強(qiáng)加工夾具牢固。
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
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
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。
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
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
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(shí)，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(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。
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(shí)，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(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總 結(jié)
設(shè)計(jì)工藝和專用夾具，對(duì)夾具部分的設(shè)計(jì)過程，并進(jìn)一步完善了。在本設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在制備過程中，所需的處理順序排列，有相當(dāng)大的影響，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率。一些加工專用夾具的設(shè)計(jì)，的臉部部位的選擇，什么樣的方式定位，夾緊，夾緊力的確定問題的方向。這些問題將直接影響加工精度和生產(chǎn)率，為了保證零件的加工精度的前提下，又方便快捷，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本。通過不懈的努力和老師的指導(dǎo)，悉心指導(dǎo)，解決這些問題，參閱了大量的相關(guān)信息。最后，這一一個(gè)解，并采用手動(dòng)夾緊，夾緊，工件的大小，夾緊力是不需要的。
設(shè)計(jì)完成后，通過設(shè)計(jì)做到這一點(diǎn)，進(jìn)一步提高了對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
26
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[7] 吳宗澤，機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000。
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[9] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984。
[10] 周永強(qiáng)，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2002。
[11] 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。
[12] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004。
[13] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980。
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(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)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(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)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(shí)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(duì)我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。
同時(shí)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(duì)我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。
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