K506-五档变速叉机械加工工艺规程及铣叉口夹具设计

资源目录里展示的全都有预览可以查看的噢，，下载就有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：11970985 可咨询交流】====================喜欢就充值下载吧。。。资源目录里展示的全都有，，下载后全都有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：197216396 可咨询交流】==================== 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 五档变速叉 零件名称 五档变速叉 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 30S 铣叉头成形面 45钢 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 223×95×58 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X52 1 夹具编号 夹具名称 切削液 XICHUANGJIAJU002 铣床夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 QIJU001 专用器具1 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 01 铣叉头平面 专用夹具、铣刀、游标卡尺 190 23.8 0.08 3 1 0.39 0.2 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 五档变速叉 零件名称 五档变速叉 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 45 毛 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺寸 223×95×58 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 0 模锻毛坯 锻加工 5 钻φ22孔 钻、扩、铰φ22mm孔 机加工 钻工 Z235 专用夹具、麻花钻、扩孔刀、铰刀、游标卡尺 10 孔口倒角 φ22孔两端倒角 机加工 钻工 Z235 专用夹具、麻花钻、游标卡尺 15 铣叉口 铣叉口面 机加工 铣工 X62 专用夹具、铣刀、游标卡尺 20 钻φ8孔 钻、铰φ8孔 机加工 钻工 Z235 专用夹具、麻花钻、铰刀、游标卡尺 25 铣叉头形面 铣叉头圆弧成型面 机加工 铣工 X52 专用夹具、铣刀 30 铣叉头平面 铣叉头平面 机加工 铣工 X52 专用夹具、铣刀、游标卡尺 35 去毛刺 去所有加工面锐边毛刺 机加工 钳工 平锉 通用夹具 40 中间检验 检验零件尺寸 机加工 45 热处理 φ22mm叉角表面淬火 热处理 50 修正 修正φ22mm、φ8mm孔 机加工 55 校正 校正23mm、78mm及25mm 机加工 60 清洗 清洗零件 65 终检 检验零件尺寸 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 五档变速叉 零件名称 五档变速叉 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 15 铣叉口 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 223×95×58 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 X52 1 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时/s r/min m/s mm/r mm 机动 辅助 1 铣叉口 专用夹具、铣刀、游标卡尺 366 13.2 1.5 2 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 五档变速叉 零件名称 五档变速叉 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 01 铣叉头成形面 45钢 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 223×95×58 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X52 1 夹具编号 夹具名称 切削液 XICHUANGJIAJU002 铣床夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 QIJU001 专用器具1 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 01 铣叉头成形面 专用夹具、麻花钻、游标卡尺 750 20 0.08 3 1 0.32 0.2 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 五档变速叉 零件名称 五档变速叉 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 钻床车间 01 钻φ22孔 45钢 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 223×95×58 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 01 钻φ20孔 专用夹具、麻花钻、游标卡尺 335 18.94 0.20 10 1 02 扩钻φ21.7孔 专用夹具、扩孔刀、游标卡尺 249 18.54 0.40 0.85 1 03 铰φ22孔 专用夹具、铰刀、游标卡尺 85 5.87 0.35 0.15 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 五档变速叉 零件名称 五档变速叉 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 20 钻φ8孔 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 223×95×58 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 Z525 1 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时/s r/min m/s mm/r mm 机动 辅助 1 钻、铰φ8孔 专用夹具、麻花钻、铰刀、游标卡尺 500 1.27 0.8 3 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 课程设计说明书 五档变速叉加工工艺及铣叉口夹具设计 学生姓名： 学生学号： 院 （系）： 年级专业： 指导教师： 摘 要 此次设计是对五档变速叉零件的加工工艺和夹具设计，其零件为铸件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、和钻小孔的工序中，选一面一销和2个活动支撑钉的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。 关键词 五档变速叉，加工工艺，专用夹具，设计 1 目 录 摘 要 1 目 录 1 1 绪 论 2 2 零件的分析 3 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的工艺分析 3 2.3生产类型 4 3 工艺规程设计 5 3.1 确定毛坯的制造形式 5 3.2 确定定位基准 5 3.3工艺路线的拟订 6 3.4制定工艺路线 9 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 3.6确立切削用量及基本工时 11 4 铣叉口夹具设计 17 4.1研究原始质料 17 4.2定位基准的选择 17 4.3 切削力及夹紧分析计算 17 4.4 误差分析与计算 19 4.5 零、部件的设计与选用 19 4.6 夹具设计及操作的简要说明 21 总结与展望 22 参考文献 23 致 谢 24 24 1 绪 论 机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 而本次对于五档变速叉加工工艺及夹具设计的主要任务是： ⑴ 完成五档变速叉零件加工工艺规程的制定； ⑵ 完成专用夹具的设计。 通过对五档变速叉零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出五档变速叉加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。 2 零件的分析 2.1 零件的作用 本次课程设计题目所给的是五档变速叉，它位于发动机变速机构上，起到换挡作用。五档变速叉底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。 2.2 零件的工艺分析 依据零件加工面与非加工面分述如下： 1 φ22mm孔。 2 φ8mm孔。 3 叉头φ22mm成形面 4 叉头平面 5 叉口内平面 6 φ8mm孔和φ22mm孔轴线在水平方向上23±0.25mm，φ8mm孔和φ 22mm孔轴线在竖直方向上78±0.25mm。 7 φ8mm孔两轴线同轴度不大于0.2mm，φ8mm孔两轴线对尺寸23mm的平面内φ22mm的表面的平行度在长度100mm上不大于0.2mm。 8 φ8mm孔两轴线对尺寸78mm的平面的平行度在长度100mm上不大于0.4mm。 9 φ8mm孔与φ15mm两表面壁厚应为2.5—4.0mm，其余应不小于2.5mm。 2.3生产类型 大批量，通用机床，专用夹具。零件年产量：5000件。 ⑴ 由参考文献[3]表2.1～22可以确定，平面的加工方案为：粗铣——精铣（），粗糙度为6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 ⑵ 由参考文献[3]表2.1～11确定，孔的表面粗糙度要求为6.3，则选择孔的加方案序为：粗镗——精镗。 ⑶ 小头孔加工方法： 加零件毛坯不能直接铸出孔，只能铸出一个小坑，以便在以后加工时找正其中心，但其表面粗糙度的要求为，所以选择加工的方法是钻——扩——铰。 ⑷ 孔加工方法： 因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我们采用一次钻————铰的加工方法。 3 工艺规程设计 3.1 确定毛坯的制造形式 考虑零件在工作过程中所常受到交变及冲击载荷，材料应选45#钢精密模锻毛坯以使金属纤维尽量不被剪断，保证零件工作可靠，也可提高生产率。毛坯公差参考GB/T22362-2003钢制模锻件公差及加工余量。 3.2 确定定位基准 3.2.1粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： ⑴ 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 ⑵ 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 ⑶ 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 ⑷ 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，主要是选择加工拨叉底面的装夹定位面为其加工粗基准。 3.2.2精基准选择的原则 ⑴ 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 ⑵ 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 ⑶ 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的底平面与小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用的孔为加工基准。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。 3.3工艺路线的拟订 对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工拨叉底面大头孔上平面。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 3.3.1工序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： ⑴ 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 ⑵ 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%～1.1%苏打及0.25%～0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。 3.3.2工序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 ⑴ 工序集中的特点 工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 ⑵ 工序分散的特点 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。 3.3.3加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： ⑴ 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11～IT22。粗糙度为Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9～IT10。表面粗糙度为Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6～IT7，表面粗糙度为 Ra10～1.25μm。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。 3.4制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案： 工序零 模锻毛坯（正火处理） 工序一 钻、扩、铰、φ22mm孔并倒角-----------以φ35圆柱下端面及外圆 轮廓为定位基准，采用立式钻床Z525和专用夹具。 工序二 铣叉口---------以孔端面及φ22mm孔为基准，采用卧式铣床X62和 专用夹具。 工序三 钻、铰、φ8mm孔---------以φ22mm孔为主要定位精基准及φ15mm 外圆轮廓为基准，采用立式钻床Z525和专用夹具。 工序四 铣叉头成形面--------------以φ22mm孔为主要定位精基准及侧面（支 撑钉）为基准，采用立式铣床X52和专用夹具。 工序五 铣叉头平面--------以孔端面及φ22mm孔及侧面为基准，采用立式铣 床X52和专用夹具。 工序六 去毛刺-------------钳工去所有锐边毛刺。 工序七 中间检验。 工序八 热处理-------------φ22mm叉角表面淬火。 工序九 修正φ22mm、φ8mm孔。 工序十 校正23mm、78mm及25mm。 工序十一 清洗。 工序十二 终检。 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零件材料为45钢，硬度156～217HBS，生产类型为大批量，精密模锻毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下（加工余量采用经验估算法或按照技术手册等资料推荐的数据基础为基础，结合生产实际情况和经验来确定：工序尺寸采用“逆推法”）： 加工表面 加工内容 加工余量 精度等级 基本尺寸 表面粗糙度 φ22mm孔 钻 IT11 Φ20mm Ra22.5 扩 IT9 Φ21.7mm Ra6.3 铰 IT7 φ22mm Ra3.2 φ8mm孔 钻 IT11 Φ7.8mm Ra22.5 铰 IT9 Φ8mm Ra3.2 铣叉头φ22mm成形面 铣 IT9 φ22mm Ra3.2 铣叉口平面 铣 IT9 76mm Ra6.3 铣叉头平面 铣 IT11 25mm Ra22.5 3.6确立切削用量及基本工时 正确的选用切削用量，对保证加工精度、提高生产率、降低刀具的损耗和合理使用机床都能起到很大的作用。由于工件材料、毛坯状况、刀具材料及其几何角度、机床的刚度等许多因素影响，切削用量应结合相关资料，根据实际情况和经验确定。 1) 工序0：模锻毛坯 2) 工序5：钻、扩、铰、φ22mm孔并倒角-----------以φ35圆柱下端面及外圆轮廓为定位基准。 刀具：锥柄麻花钻φ20mm、锥柄扩孔钻φ21.7mm、硬质合金锥柄机用铰刀φ 22mm 机床：立式钻床Z235 夹具：专用夹具 钻孔： 查《切削手册》：f=0.20~0.24mm/r 工件材料状态系数Kw=0.9 则f=（0.20~0.24）X0.9=0.18~0.216mm/r，取f=0.20mm/r。 查《切削手册》：取V=18m/min所以n=318r/min,根据机床规格取实际 n=335r/min 故实际V=18.94m/min。 钻孔切削用时： 刀具行程L+L1+L2=44+2+6=52mm，则钻孔用时Tz=0.78min 扩孔： 查《切削手册》：取f=0.40mm，v=17m/min, 所以n=249r/min 则实际切削速度v=18.54m/min 扩孔切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=44+2+2=48mm,则扩孔工时为：Ta=0.44min 铰孔： 查《切削手册》：取取f=0.35mm，v=5m/min 所以 Ns=72.4 r/min 查机床说明书取 n=85 r/min 则实际切削速度 v=3.87m/min 铰孔切削工时: 刀具工作行程：L+L1+L2=44+4+28=76 mm，则铰孔切削工时为：Tm=2.55 min 工序总切削工时：T总=0.78+0.44+2.55+3.77 min 3) 工序10 铣叉口‐‐‐‐‐‐以φ22mm孔及φ35圆柱下端面为定位基准，采用卧式铣床X62和专用夹具； 刀具：直齿三面刃铣刀 外径 D=φ100mm 厚度 L=10mm 机床：卧式铣床 X62 夹具：专用铣夹具 查《机械工人切削手册》（以下简称《切削手册》）得： 取 fz=0.02 mm/r ν=24m/min， 则 ns=221 r/min，根据机床说明书取 n=150r/min， 故实际切削速度为： v=29.7 m/min 当 nw=150 r/min 时， 工作台每分钟进给量应为： fm= fzznw=0.02×10×150=30mm/min 切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=30 mm， 则切削工时为： Tm=1 min 4) 工序 15： 孔口倒角‐‐‐‐‐‐以外形轮廓面为定位基准 刀具：锥柄锥面锪钻 40×90° 机床：立式钻床 Z525 夹具：通用夹紧装置 根据《切削手册》及机床说明书取 n=97r/min，手动进给 切削工时：两边倒角Tm=0.1 min 5) 工序 20： 钻、铰φ8mm 孔‐‐‐‐‐‐以φ22mm 内孔、叉口角内侧面及外圆轮廓为定位基准 刀具：锥柄长麻花钻φ7.8mm、硬质合金锥柄机用铰刀φ8H9 机床：立式钻床 Z525 夹具：专用钻床夹具 钻孔： 查《切削手册》得：f=0.15mm 得 v=16m/min 所以 ns=653 r/min ，根据机床说明书取 n=680r/min， 故实际切削速度为: v=16.66 m/min 钻孔切削工时： 刀具工作行程：上部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2.5+1.5=13 mm，则叉口中间空档部位 采用手动进给，下部位孔刀具行程L+L1+L2=13 mm，则钻孔切削工时为：Tm=0.25 min 铰孔：查《切削手册》取 f=0.3mm/r，v=3m/min 所以 ns=119 r/min ， 查机床说明书取 n=140 r/min 则实际切削速度 v=3.52m/min 铰孔切削工时： 刀具工作行程：上部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2+15=36 mm，则叉口中间空档部位采用手动，下部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2+15=36 mm，则铰孔切削工时为： Tm=1.71 min 工序总切削工时：T 总=0.25+1.71=1.96 min 6) 工序 25： 铣叉头成形面‐‐‐‐‐‐以φ22mm 内孔、叉口内侧端面为定位基准 刀具：直柄立铣刀φ8mm 机床：立式铣床 X52 夹具：专用铣夹具 查《切削手册》得：v=20m/min 则 ns=795 r/min， 查机床说明书取 n=750r/min 利用专用铣夹具加工，采用手动进给。 7 ) 工序 30： 铣叉头平面‐‐‐‐‐‐以φ22mm 内孔、叉口内侧端面为定位基准 刀具：锥柄立铣刀φ40 Z6 机床：立式铣庆 X52 夹具：专用铣床夹具 查《切削手册》得：fz=0.08 mm/z 根据机床说明书取 n=190r/min， 故实际切削速度为: v=23.8 m/min 当 n=190r/min 时，工作台每分钟进给量为： fm=fzn=0.08×6×190=91.2mm/min 根据机床说明书工作台纵向进给量取 fm=95 mm/min 切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=22+13+2=37 mm 则切削工时为：Tm=0.39 min 8) 工序 35： 去毛刺‐‐‐‐‐‐去所有加工面的锐边毛刺 工具：平锉（中粗齿）10 寸 4 铣叉口夹具设计 4.1研究原始质料 利用本夹具主要用来铣叉口，要满足对称度要求以及其两边的平行度要求。在铣此槽时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 4.2定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。Φ22的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的φ22孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的φ22孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺压板夹紧机构作为夹紧机构。 4.3 切削力及夹紧分析计算 刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 4.4 误差分析与计算 （1）定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面和一定位销，孔与销间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 ⑵ 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨损造成的加工误差：通常不超过 ⑷ 夹具相对刀具位置误差：取 误差总和： 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 4.5 零、部件的设计与选用 4.5.1定位销选用 本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如下表： 表5.1 定位销 d H D 公称尺寸 允差 22 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M22 4 4.5.2 定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。 根据GB2207—80定向键结构如图所示： 图5.1 夹具体槽形与螺钉 根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4： 表5.4 定向键 B L H h D 夹具体槽形尺寸 公称尺寸 允差d 允差 公称尺寸 允差D 18 ～0.022 ～0.035 25 22 4 22 4.5 18 +0.019 5 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图5.3 平塞尺 塞尺尺寸参数如表5.5： 表5.5 塞尺 公称尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 4.6 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。 此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。 总结与展望 在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。但也有不足之处：特别是对于镗孔夹具，在刀具加工完退出工件孔时，有可能会划伤工件内孔表面，本可以在夹具体内部设置液压升降系统，使工件孔与定位立台可升可降，这样，在刀具退出时，使定位立台连同工件孔一起升起，从而避免划伤。但考虑到成本问题，未采用这种方法。为此，镗孔的专用夹具还有待改进。无论怎样，这次的课程设计使我获益良多，是我在学校的最后一次答卷，也是我成功迈向社会的第一步。 参考文献 [1] 黄如林，切削加工简明实用手册[M]，北京：化学工业出版社，2004。 [2] 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计[M]，重庆：重庆大学出版社，1995。 [3] 李洪，机械加工工艺手册[M]，北京：机械工业出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差与配合手册[M]，北京：机械工业出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，机床夹具设计手册[M]，上海科学技术出版社，2000。 [6] 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979。 [7] 吴宗泽，机械设计实用手册[M]，北京：化学工业出版社，2000。 [8] 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册[M]，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。 [9] 上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1984。 [10] 周永强，高等学校课程设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，2002。 [11] 杨叔子，机械加工工艺师手册[M]，北京：机械工业出版社，2004。 [22] 上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上海：上海科学技术出版社，2004。 [13] 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