变速叉零件的机械加工工艺规格及钻8孔工序的专用机床夹具设计【含6张cad图纸+文档全套资料】

喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 30 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 X51 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/z 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 铣Φ24左端面 高速钢端铣刀 卡尺 24 1 1.5 0.2 475 159.35 0.067 设计者 指导老师 共 10 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 40 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 X51 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/r 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 铣Φ24右端面 高速钢端铣刀 游标卡尺 24 1 1.5 0.2 475 159.35 0.067 设计者 指导老师 共10页 第 2 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 50 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式钻床 Z525 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/r 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 钻扩铰Φ12的孔 麻花钻 游标卡尺 83.5 1 6 0.25 375 21.27 1.312 设计者 指导老师 共10页 第 3 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 60/70 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 X51 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/z 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 铣叉口5.5mm的2侧面 立铣刀 卡尺 11 1 1.5 0.2 375 153.07 0.272 设计者 指导老师 共10页 第 4 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 80 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 卧式铣床 X62 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/z 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 铣宽76.4mm内面 三面刃铣刀 卡尺 20 1 1.5 0.2 475 477 0.114 设计者 指导老师 共10页 第 5 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 90/100 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 X51 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/z 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 铣削凸台宽7的2侧面 面铣刀 卡尺 20 2 1.5 0.2 475 477 0.121 设计者 指导老师 共10页 第6 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 110 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 卧式铣床 X62 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/z 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 铣宽13.5mm槽 三面刃铣刀 游标卡尺 5.5 1 1.5 0.13 2012 27.5 0.115 设计者 指导老师 共10页 第 7 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 120 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式钻床 Z525 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/r 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 钻Φ8mm孔 麻花钻 游标卡尺 26 1 4 0.13 2012 27.5 0.115 设计者 指导老师 共10页 第 8 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 130 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式钻床 Z525 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/r 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 钻Φ3孔 麻花钻 游标卡尺 10 1 1.5 0.16 2012 52 0.045 设计者 指导老师 共10页 第 9 页 机械加工工艺卡片 工件名称 变速叉 工序号 140/150 零件名称 变速叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 HBS165-215 铸件 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/r 主轴转速r/min 切削速度m/min 基本工 时min 1 质检，入库 设计者 指导老师 共10页 第10 页 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 变速叉 零件名称 变速叉 共 2 页 第 1 页 材 料 牌 号 钢板 毛 坯 种 类 铸造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备 工时/min 准终 单件 10 铸造 铸造出毛坯 铸造车间 20 时效处理 时效处理 铸造车间 30 铣 铣圆柱Φ24一侧端面 机加工车间 二 立式铣床X51 专用夹具， 高速钢端铣刀，游标卡尺 15min 15min 40 铣 铣圆柱Φ24另外一侧端面 机加工车间 二 立式铣床X51 专用夹具， 高速钢端铣刀，游标卡尺 18min 18min 50 钻、扩、铰 钻、扩、铰： Φ12 孔 机加工车间 二 立式钻床Z525 专用夹具， 麻花钻，游标卡尺 10min 10min 60 铣 铣叉口端面一侧端面工 机加工车间 二 立式铣床X51 专用夹具， 高速钢端铣刀，游标卡尺 11min 11min 70 铣 铣叉口端面另外一侧端面 机加工车间 二 立式铣床X51 专用夹具， 高速钢端铣刀，游标卡尺 11min 11min 80 铣 铣叉口相距为76.4的内侧端面 机加工车间 二 立式铣床X51 专用夹具， 高速钢端铣刀，游标卡尺 11min 11min 90 铣削 铣削凸台上端面 机加工车间 二 立式铣床X51 专用夹具， 高速钢端铣刀，游标卡尺 11min 11min 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 变速叉 零件名称 变速叉 共 2 页 第 2 页 材 料 牌 号 钢板 毛 坯 种 类 铸造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备 工时/min 准终 单件 100 铣削 铣削凸台左右侧面 机加工车间 二 立式铣床X51 专用夹具， 高速钢端铣刀，游标卡尺 5min 5min 110 铣削 铣削凸台上13.5的槽口面 机加工车间 二 立式铣床X51 专用夹具， 高速钢端铣刀，游标卡尺 5min 5min 120 钻孔 钻Φ8斜孔 机加工车间 二 立式钻床Z525 专用夹具， 麻花钻，游标卡尺 5min 5min 130 钻 钻Φ3侧面孔 机加工车间 二 立式钻床Z525 专用夹具， 麻花钻，游标卡尺 140 终检 终检 150 入库 清洗入库 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 课 题： 变速叉加工工艺及夹具设计 专 题： 专 业： 机械制造及自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 摘 要 本设计是基于变速叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。变速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用通用。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁，因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。 关键词：变速叉类零件；工艺；夹具； ABSTRACT This design is the special fixture for machining technology for the chemical pipeline parts and process design based on. The main processing surface chemical pipeline parts is the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. Processing support holes using the coordinate boring. The whole process selection of general. The special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. Keywords: chemical pipe parts; technology; fixture; 目 录 摘 要 1 ABSTRACT 2 第1章 机械加工工艺规程设计 2 1.1 零件的分析 2 1.1.1 零件的作用 2 1.2 变速叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 3 1.2.1 孔和平面的加工顺序 3 1.2.2 孔系加工方案选择 3 1.3 变速叉加工定位基准的选择 4 1.3.1 粗基准的选择 4 1.3.2 精基准的选择 4 1.4 变速叉加工主要工序安排 4 1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 1.6 毛坯种类的选择 7 1.7 选择加工设备和工艺装备 8 1.7.1 机床选用 8 1.7.2 选择刀具 8 1.7.3 选择量具 9 1.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9 1.9确定切削用量及基本工时（机动时间） 10 1.10 时间定额计算及生产安排 23 第2章 钻孔夹具设计 25 2.1研究原始质料 25 2.2定位基准的选择 25 2.3 切削力及夹紧力的计算 25 2.4误差分析与计算 26 2.5 零、部件的设计与选用 27 2.5.1定位销选用 27 2.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用 28 2.6夹具设计及操作的简要说明 29 总 结 30 参考文献 31 致 谢 32 江阴职业技术学院毕业设计 30 第1章 机械加工工艺规程设计 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 题目给出的零件是变速叉。变速叉的主要作用是保证各安装孔之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此变速叉零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 图1.1 零件图 1.1.2 零件的工艺分析 由变速叉零件图可知。变速叉零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （1）以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：左端面的加工；孔加工其中左端面有表面粗糙度要求为， （2）以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：右端面的加工；Φ12的孔。 （3）以凸台面为主要加工平面的加工面。 1.2 变速叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该变速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于变速叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 1.2.1 孔和平面的加工顺序 变速叉类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工变速叉上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。变速叉的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 变速叉零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 1.2.2 孔系加工方案选择 变速叉孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据变速叉零件图所示的变速叉的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 （1）用镗模法镗孔 在大批量生产中，变速叉孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用坐标法镗孔，需要将变速叉孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 1.3 变速叉加工定位基准的选择 1.3.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）保证各重要支承孔的加工余量均匀； （2）保证装入变速叉的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以变速叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 1.3.2 精基准的选择 从保证变速叉孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证变速叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从变速叉零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，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。至于前后端面，虽然它是变速叉的装配基准，但因为它与变速叉的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 1.4 变速叉加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。变速叉加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到变速叉加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于变速叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 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。 根据以上分析过程，现将变速叉加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 1、铸造 2、时效处理 3、铣圆柱Φ24一侧端面 4、铣圆柱Φ24另外一侧端面 5、钻、扩、铰： 孔 6、铣叉口端面一侧端面工 7、 铣叉口端面另外一侧端面 8、铣叉口相距为76.4的内侧端面 9、 铣削凸台上端面 10、铣削凸台左右侧面 11、铣削凸台上13.5的槽口面 12、 钻Φ8斜孔 13、钻Φ3侧面孔 14、终检 15、.清洗入库 工艺路线二： 1、铸造 2、时效处理 3、铣圆柱Φ24一侧端面 4、铣圆柱Φ24另外一侧端面 5、铣叉口端面一侧端面工 6、 铣叉口端面另外一侧端面 7、铣叉口相距为76.4的内侧端面 8、 铣削凸台上端面 9、铣削凸台左右侧面 10、铣削凸台上13.5的槽口面 11、钻、扩、铰： 孔 12、 钻Φ8斜孔 13、钻Φ3侧面孔 14、终检 15、.清洗入库 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题， 方案二把端面的加工改为车床加工，而方案一端面的加工采取铣削的方法。由于该零件是圆形的外形，如果采用铣端面的方式加工而需要专门设计对于的夹具，如果采用车床加工，可直接用三爪卡盘进行装夹，这样就减少了夹具的设计成本。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案二： 1、铸造 2、时效处理 3、铣圆柱Φ24一侧端面 4、铣圆柱Φ24另外一侧端面 5、钻、扩、铰： 孔 6、铣叉口端面一侧端面工 7、 铣叉口端面另外一侧端面 8、铣叉口相距为76.4的内侧端面 9、 铣削凸台上端面 10、铣削凸台左右侧面 11、铣削凸台上13.5的槽口面 12、 钻Φ8斜孔 13、钻Φ3侧面孔 14、终检 15、.清洗入库 1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “变速叉”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （1）凸台面的加工余量。 根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。 精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为。 （2）端面孔 毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为： （3）左右端面加工余量。 根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下： 粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23，其加工余量规定为，现取。 半精铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》，其加工余量值取为。 精铣：参照《机械加工工艺手册》，其加工余量取为。 铸件毛坯的基本尺寸为，根据《机械加工工艺手册》表2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。 （4）两侧面孔加工余量 毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71,现确定孔加工余量为： 钻孔： 1.6 毛坯种类的选择 零件材料为ZG45，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为ZG35、生产类型为批量生产、结构形状不是很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择铸造成型。 工件右端面机加工余量3mm； 工件左端面机加工余量3mm； 绘制毛坯图 详见附图：毛坯图 1.7 选择加工设备和工艺装备 1.7.1 机床选用 ①.工序端面加工是铣加工。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140型卧式车床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表４.２-７。 ②.工序钻孔，选用Z525摇臂钻床。 1.7.2 选择刀具 ①.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。 1.7.3 选择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 1.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “连接座” 零件材料为HT200，查《机械加工工艺手册》（以后简称《工艺手册》），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，灰铸铁的硬度HB为143～269，表2.2-23 灰铸铁的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），计算零件毛坯的重量约为2。 表1-1 机械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 轻型 （零件重<100kg） 单件生产 5以下 10以下 100以下 小批生产 5~100 10~200 100~500 中批生产 100~300 200~500 500~5000 大批生产 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生产 1000以上 5000以上 50000以上 根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于30～50，毛坯重量2<100为轻型，确定为大批生产。 根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查《工艺手册》表3.1-19 特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20 各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件。 表1-2 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级 铸造方法 公差等级CT 灰铸铁 砂型手工造型 11~13 砂型机器造型及壳型 8~10 金属型 7~9 低压铸造 7~9 熔模铸造 5~7 根据上表选择金属型公差等级为7级。 1-3 铸件尺寸公差数值 铸件基本尺寸 公差等级CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根据上表查得铸件基本尺寸大于100至160，公差等级为8级的公差数值为1.8。 表1-4 铸铁件机械加工余量（JB2854-80）如下 铸件基本尺寸 加工余量等级 6 浇注时位置 >120~250 6.0 4.0 顶、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 1.9确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序1：无切削加工，无需计算 工序2：无切削加工，无需计算 工序3：铣圆柱Φ24一侧端面。 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2.2mm 所以铣削深度： 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～74，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4～81,取 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 机动时间： 所以该工序总机动时间 工序4：铣圆柱Φ24另外一侧端面。 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数8，此为细齿铣刀。 因其单边余量：Z=2.2mm 所以铣削深度： 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 机动时间： 所以该工序总机动时间 工序5：钻、扩、铰孔。 机床：立式钻床Z525 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。 ⑴ 钻孔 钻孔时先采取的是钻孔，再扩到，所以。 切削深度： 进给量：根据参考文献[3]表2.4～38，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～41，取。 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1～31，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： ⑵ 扩孔 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。 片型号：E403 切削深度： 进给量：根据参考文献[3]表2.4～52，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～53，取。 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度有： 刀具切出长度： ，取 走刀次数为1 机动时间： ⑶ 铰孔 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度：，且。 进给量：根据参考文献[3]表2.4～58，取。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4～60，取。 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31取 实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度， 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： 该工序的加工机动时间的总和是： 工序6：铣叉口端面另外一侧端面。 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2.2mm 所以铣削深度： 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～74，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4～81,取 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 机动时间： 所以该工序总机动时间 工序7：铣叉口相距为76.4的内侧端面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数8，此为细齿铣刀。 因其单边余量：Z=2.2mm 所以铣削深度： 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 机动时间： 所以该工序总机动时间 工序9：铣削凸台上端面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数8，此为细齿铣刀。 因其单边余量：Z=2.2mm 所以铣削深度： 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 机动时间： 所以该工序总机动时间 工序10：铣削凸台左右侧面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数8，此为细齿铣刀。 因其单边余量：Z=2.2mm 所以铣削深度： 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～31，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 机动时间： 所以该工序总机动时间 工序11：铣削凸台上13.5的槽口面 机床：双立轴圆工作台铣床 刀具：错齿三面刃铣刀 ⑴ 粗铣13.5槽 切削深度： 根据参考文献[3]表查得：进给量,根据参考文献[1]表查得切削速度。 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1～74，取 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： =63mm 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： ⑵ 精铣13.5槽 切削深度： 根据参考文献[3]表查得：进给量,根据参考文献[1]表查得切削速度， 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1～74，取。 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： =81mm 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 本工序机动时间： 工序12：钻Φ8斜孔 机床：钻床Z525 刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9，选硬质合金锥柄麻花钻头 切削深度： 根据参考文献[3]表查得：进给量,切削速度。 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1～31，取。 实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取。 加工基本时间： 工序13 钻Φ3孔 钻孔Φ3，本工序采用计算法。 表3-5高速钢麻花钻的类型和用途 标准号 类型 直径范围（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花钻 2.0～20.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1437-85 直柄长麻花钻 1.0～31.5 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1438-85 锥柄麻花钻 3.0～100.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1439-85 锥柄长麻花钻 5.0～50.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 选用Z525摇臂钻床，查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，查《机》表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm 直径范围 直柄麻花钻 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （º） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 （1）后刀面最大磨损限度mm 刀具材料 加工材料 钻头 直径d0（mm） ≤20 高速钢 铸铁 0.5～0.8 （2）单刃加工刀具耐用度T min 刀具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径d0（mm） 11～20 钻头（钻孔及扩孔） 铸铁、铜合金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.确定进给量 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25～0.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。 ②.确定切削速度 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在灰铸铁（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = = =11.8 ③.确定切削时间 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 则： t= =9.13 1.10 时间定额计算及生产安排 假设该变速叉年产量为10万件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于1.14min。 参照《机械加工工艺手册》表2.5.2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中： —单件时间定额 —基本时间（机动时间） —辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 —布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序1：车外端面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.43，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序2：钻孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序3：铣凸台 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序4：钻孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 第2章 钻孔夹具设计 2.1研究原始质料 利用本夹具主要用来钻斜面上孔，加工时要满足粗糙度要求。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。 2.2定位基准的选择 由零件图可知：在对钻孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进行了钻、扩、铰加工。因此，定位、夹紧方案有： 方案Ⅰ：选底平面、工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。 方案Ⅱ：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面二种方案：方案Ⅰ中的心轴夹紧、定位是不正确的，孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。 通过比较分析只有方案Ⅱ满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。 为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即为变速叉底平面；图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择底平面和两孔为定位基准来设计钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和两孔定位限制5个自由度。 2.3 切削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用：台钻床Z525，刀具用高速钢刀具。 由参考文献[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 实际所需夹紧力：由参考文献[5]表得： 有： 安全系数K可按下式计算有： 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[5]表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 取，， 查参考文献[5]1～2～26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： 式中参数由参考文献[5]可查得： 其中： 螺旋夹紧力： 由上述计算易得： 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 2.4误差分析与计算 该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为12.5。该孔次性加工即可满足要求。 由参考文献[5]可得： ⑴ 两定位销的定位误差 ： 其中： ， ， ， 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： 2.5 零、部件的设计与选用 2.5.1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，其参数如表3.1和3.2： 表3.1可换定位销 d H D 公称尺寸 允差 12～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 表3.2 固定棱形销 d H d 公称尺寸 允差 40～50 20 22 +0.034 ～0.023 65 5 3 8 1 6 1.5 2.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图3.1 可换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表3.4： 表3.4 钻套 d H D 公称尺寸 允差 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 图3.2 固定衬套 其结构参数如下表3.5： 表3.5 固定衬套 d H D C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 钻模板选用固定式钻模板，用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。 2.6夹具设计及操作的简要说明 本夹具用于在钻床上加工孔。工件以底平面、两孔为定位基准，在定位环上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。 总 结 加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决，并夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。 完成了本次设计，通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。 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。 [12] 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] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1980。 32 致 谢 我要特别感谢我的导师的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术难题，更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。不仅如此，老师的敬业精神更是深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。 同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们课程设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成课程设计提供了重要保障。 同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们课程设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成课程设计提供了重要保障。