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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
五檔變速叉加工工藝及銑叉口夾具設(shè)計(jì)
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摘 要
此次設(shè)計(jì)是對(duì)五檔變速叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄件，具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對(duì)于加工大頭孔、和鉆小孔的工序中，選一面一銷和2個(gè)活動(dòng)支撐釘?shù)亩ㄎ环绞?，并以操作?jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿足要求。
關(guān)鍵詞 五檔變速叉，加工工藝，專用夾具，設(shè)計(jì)
1
目 錄
摘 要 1
目 錄 1
1 緒 論 2
2 零件的分析 3
2.1 零件的作用 3
2.2 零件的工藝分析 3
2.3生產(chǎn)類型 4
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
3.1 確定毛坯的制造形式 5
3.2 確定定位基準(zhǔn) 5
3.3工藝路線的擬訂 6
3.4制定工藝路線 9
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
3.6確立切削用量及基本工時(shí) 11
4 銑叉口夾具設(shè)計(jì) 17
4.1研究原始質(zhì)料 17
4.2定位基準(zhǔn)的選擇 17
4.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 17
4.4 誤差分析與計(jì)算 19
4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 19
4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 21
總結(jié)與展望 22
參考文獻(xiàn) 23
致 謝 24
24
1 緒 論
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其夾具設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通四年所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。
而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。
而本次對(duì)于五檔變速叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：
⑴ 完成五檔變速叉零件加工工藝規(guī)程的制定；
⑵ 完成專用夾具的設(shè)計(jì)。
通過(guò)對(duì)五檔變速叉零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出五檔變速叉加工工藝規(guī)程；對(duì)于專用夾具的設(shè)計(jì)，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來(lái)選取夾緊方式，從而設(shè)計(jì)專用夾具。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
本次課程設(shè)計(jì)題目所給的是五檔變速叉，它位于發(fā)動(dòng)機(jī)變速機(jī)構(gòu)上，起到換擋作用。五檔變速叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對(duì)稱度公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
2.2 零件的工藝分析
依據(jù)零件加工面與非加工面分述如下：
1 φ22mm孔。
2 φ8mm孔。
3 叉頭φ22mm成形面
4 叉頭平面
5 叉口內(nèi)平面
6 φ8mm孔和φ22mm孔軸線在水平方向上23±0.25mm，φ8mm孔和φ 22mm孔軸線在豎直方向上78±0.25mm。
7 φ8mm孔兩軸線同軸度不大于0.2mm，φ8mm孔兩軸線對(duì)尺寸23mm的平面內(nèi)φ22mm的表面的平行度在長(zhǎng)度100mm上不大于0.2mm。
8 φ8mm孔兩軸線對(duì)尺寸78mm的平面的平行度在長(zhǎng)度100mm上不大于0.4mm。
9 φ8mm孔與φ15mm兩表面壁厚應(yīng)為2.5—4.0mm，其余應(yīng)不小于2.5mm。
2.3生產(chǎn)類型
大批量，通用機(jī)床，專用夾具。零件年產(chǎn)量：5000件。
⑴ 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1～22可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。
⑵ 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1～11確定，孔的表面粗糙度要求為6.3，則選擇孔的加方案序?yàn)椋捍昼M——精鏜。
⑶ 小頭孔加工方法：
加零件毛坯不能直接鑄出孔，只能鑄出一個(gè)小坑，以便在以后加工時(shí)找正其中心，但其表面粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。
⑷ 孔加工方法：
因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，是，所以我們采用一次鉆————鉸的加工方法。
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的制造形式
考慮零件在工作過(guò)程中所常受到交變及沖擊載荷，材料應(yīng)選45#鋼精密模鍛毛坯以使金屬纖維盡量不被剪斷，保證零件工作可靠，也可提高生產(chǎn)率。毛坯公差參考GB/T22362-2003鋼制模鍛件公差及加工余量。
3.2 確定定位基準(zhǔn)
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。
⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，主要是選擇加工撥叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。
3.2.2精基準(zhǔn)選擇的原則
⑴ 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
⑵ 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
⑶ 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無(wú)心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。
此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，它的底平面與小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻妫砸部梢杂玫目诪榧庸せ鶞?zhǔn)。
選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。
3.3工藝路線的擬訂
對(duì)于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工撥叉底面大頭孔上平面。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。
3.3.1工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
⑴ 工序分散原則
工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
⑵ 工序集中原則
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
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(jìn)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。
3.3.2工序的集中與分散
制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。
⑴ 工序集中的特點(diǎn)
工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
⑵ 工序分散的特點(diǎn)
工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過(guò)多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。
3.3.3加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段：
⑴ 粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為IT11～I(xiàn)T22。粗糙度為Ra80～100μm。
⑵ 半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為IT9～I(xiàn)T10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm。
⑶ 精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開(kāi)。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
3.4制定工藝路線
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)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)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。
工藝路線方案：
工序零 模鍛毛坯（正火處理）
工序一 鉆、擴(kuò)、鉸、φ22mm孔并倒角-----------以φ35圓柱下端面及外圓 輪廓為定位基準(zhǔn)，采用立式鉆床Z525和專用夾具。
工序二 銑叉口---------以孔端面及φ22mm孔為基準(zhǔn)，采用臥式銑床X62和 專用夾具。
工序三 鉆、鉸、φ8mm孔---------以φ22mm孔為主要定位精基準(zhǔn)及φ15mm 外圓輪廓為基準(zhǔn)，采用立式鉆床Z525和專用夾具。
工序四 銑叉頭成形面--------------以φ22mm孔為主要定位精基準(zhǔn)及側(cè)面（支 撐釘）為基準(zhǔn)，采用立式銑床X52和專用夾具。
工序五 銑叉頭平面--------以孔端面及φ22mm孔及側(cè)面為基準(zhǔn)，采用立式銑 床X52和專用夾具。
工序六 去毛刺-------------鉗工去所有銳邊毛刺。
工序七 中間檢驗(yàn)。
工序八 熱處理-------------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 終檢。
3.5 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156～217HBS，生產(chǎn)類型為大批量，精密模鍛毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下（加工余量采用經(jīng)驗(yàn)估算法或按照技術(shù)手冊(cè)等資料推薦的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)為基礎(chǔ)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定：工序尺寸采用“逆推法”）：
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級(jí)
基本尺寸
表面粗糙度
φ22mm孔
鉆
IT11
Φ20mm
Ra22.5
擴(kuò)
IT9
Φ21.7mm
Ra6.3
鉸
IT7
φ22mm
Ra3.2
φ8mm孔
鉆
IT11
Φ7.8mm
Ra22.5
鉸
IT9
Φ8mm
Ra3.2
銑叉頭φ22mm成形面
銑
IT9
φ22mm
Ra3.2
銑叉口平面
銑
IT9
76mm
Ra6.3
銑叉頭平面
銑
IT11
25mm
Ra22.5
3.6確立切削用量及基本工時(shí)
正確的選用切削用量，對(duì)保證加工精度、提高生產(chǎn)率、降低刀具的損耗和合理使用機(jī)床都能起到很大的作用。由于工件材料、毛坯狀況、刀具材料及其幾何角度、機(jī)床的剛度等許多因素影響，切削用量應(yīng)結(jié)合相關(guān)資料，根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)確定。
1) 工序0：模鍛毛坯
2) 工序5：鉆、擴(kuò)、鉸、φ22mm孔并倒角-----------以φ35圓柱下端面及外圓輪廓為定位基準(zhǔn)。
刀具：錐柄麻花鉆φ20mm、錐柄擴(kuò)孔鉆φ21.7mm、硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀φ 22mm
機(jī)床：立式鉆床Z235
夾具：專用夾具
鉆孔：
查《切削手冊(cè)》：f=0.20~0.24mm/r 工件材料狀態(tài)系數(shù)Kw=0.9
則f=（0.20~0.24）X0.9=0.18~0.216mm/r，取f=0.20mm/r。
查《切削手冊(cè)》：取V=18m/min所以n=318r/min,根據(jù)機(jī)床規(guī)格取實(shí)際 n=335r/min
故實(shí)際V=18.94m/min。
鉆孔切削用時(shí)：
刀具行程L+L1+L2=44+2+6=52mm，則鉆孔用時(shí)Tz=0.78min
擴(kuò)孔：
查《切削手冊(cè)》：取f=0.40mm，v=17m/min,
所以n=249r/min
則實(shí)際切削速度v=18.54m/min
擴(kuò)孔切削工時(shí)：
刀具工作行程：L+L1+L2=44+2+2=48mm,則擴(kuò)孔工時(shí)為：Ta=0.44min
鉸孔：
查《切削手冊(cè)》：取取f=0.35mm，v=5m/min
所以 Ns=72.4 r/min 查機(jī)床說(shuō)明書取 n=85 r/min
則實(shí)際切削速度 v=3.87m/min
鉸孔切削工時(shí):
刀具工作行程：L+L1+L2=44+4+28=76 mm，則鉸孔切削工時(shí)為：Tm=2.55 min
工序總切削工時(shí)：T總=0.78+0.44+2.55+3.77 min
3) 工序10
銑叉口‐‐‐‐‐‐以φ22mm孔及φ35圓柱下端面為定位基準(zhǔn)，采用臥式銑床X62和專用夾具；
刀具：直齒三面刃銑刀 外徑 D=φ100mm 厚度 L=10mm
機(jī)床：臥式銑床 X62
夾具：專用銑夾具
查《機(jī)械工人切削手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）得： 取 fz=0.02 mm/r
ν=24m/min，
則 ns=221 r/min，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取 n=150r/min，
故實(shí)際切削速度為： v=29.7 m/min
當(dāng) nw=150 r/min 時(shí)，
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： fm= fzznw=0.02×10×150=30mm/min
切削工時(shí)：
刀具工作行程：L+L1+L2=30 mm，
則切削工時(shí)為： Tm=1 min
4) 工序 15：
孔口倒角‐‐‐‐‐‐以外形輪廓面為定位基準(zhǔn)
刀具：錐柄錐面锪鉆 40×90°
機(jī)床：立式鉆床 Z525
夾具：通用夾緊裝置
根據(jù)《切削手冊(cè)》及機(jī)床說(shuō)明書取 n=97r/min，手動(dòng)進(jìn)給
切削工時(shí)：兩邊倒角Tm=0.1 min
5) 工序 20：
鉆、鉸φ8mm 孔‐‐‐‐‐‐以φ22mm 內(nèi)孔、叉口角內(nèi)側(cè)面及外圓輪廓為定位基準(zhǔn)
刀具：錐柄長(zhǎng)麻花鉆φ7.8mm、硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀φ8H9
機(jī)床：立式鉆床 Z525
夾具：專用鉆床夾具
鉆孔：
查《切削手冊(cè)》得：f=0.15mm 得 v=16m/min
所以 ns=653 r/min ，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取 n=680r/min，
故實(shí)際切削速度為: v=16.66 m/min
鉆孔切削工時(shí)：
刀具工作行程：上部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2.5+1.5=13 mm，則叉口中間空檔部位 采用手動(dòng)進(jìn)給，下部位孔刀具行程L+L1+L2=13 mm，則鉆孔切削工時(shí)為：Tm=0.25 min
鉸孔：查《切削手冊(cè)》取 f=0.3mm/r，v=3m/min 所以 ns=119 r/min ，
查機(jī)床說(shuō)明書取 n=140 r/min 則實(shí)際切削速度 v=3.52m/min
鉸孔切削工時(shí)：
刀具工作行程：上部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2+15=36 mm，則叉口中間空檔部位采用手動(dòng)，下部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2+15=36 mm，則鉸孔切削工時(shí)為： Tm=1.71 min
工序總切削工時(shí)：T 總=0.25+1.71=1.96 min
6) 工序 25：
銑叉頭成形面‐‐‐‐‐‐以φ22mm 內(nèi)孔、叉口內(nèi)側(cè)端面為定位基準(zhǔn)
刀具：直柄立銑刀φ8mm
機(jī)床：立式銑床 X52
夾具：專用銑夾具
查《切削手冊(cè)》得：v=20m/min 則 ns=795 r/min，
查機(jī)床說(shuō)明書取 n=750r/min 利用專用銑夾具加工，采用手動(dòng)進(jìn)給。
7 ) 工序 30：
銑叉頭平面‐‐‐‐‐‐以φ22mm 內(nèi)孔、叉口內(nèi)側(cè)端面為定位基準(zhǔn)
刀具：錐柄立銑刀φ40 Z6
機(jī)床：立式銑慶 X52
夾具：專用銑床夾具
查《切削手冊(cè)》得：fz=0.08 mm/z 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取 n=190r/min，
故實(shí)際切削速度為: v=23.8 m/min
當(dāng) n=190r/min 時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： fm=fzn=0.08×6×190=91.2mm/min 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書工作臺(tái)縱向進(jìn)給量取 fm=95 mm/min
切削工時(shí)：
刀具工作行程：L+L1+L2=22+13+2=37 mm
則切削工時(shí)為：Tm=0.39 min
8) 工序 35：
去毛刺‐‐‐‐‐‐去所有加工面的銳邊毛刺
工具：平銼（中粗齒）10 寸
4 銑叉口夾具設(shè)計(jì)
4.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)銑叉口，要滿足對(duì)稱度要求以及其兩邊的平行度要求。在銑此槽時(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。
4.2定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。Φ22的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ22孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的φ22孔的端面作為定位夾具。
為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺壓板夾緊機(jī)構(gòu)作為夾緊機(jī)構(gòu)。
4.3 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）
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（2）夾緊力的計(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=20mm，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]=2.5~4 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，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
4.4 誤差分析與計(jì)算
（1）定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷，孔與銷間隙配合。
（2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
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(guò)
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(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
4.5.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來(lái)定位，其參數(shù)如下表：
表5.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
22
16
15
～0.011
22
5
1
4
M22
4
4.5.2 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(guò)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。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)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5.1 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
～0.022
～0.035
25
22
4
22
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)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5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，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(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)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)）。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。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)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)與展望
在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問(wèn)題，所選用的零、部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處：特別是對(duì)于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時(shí)，有可能會(huì)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(tái)可升可降，這樣，在刀具退出時(shí)，使定位立臺(tái)連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問(wèn)題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用夾具還有待改進(jìn)。無(wú)論怎樣，這次的課程設(shè)計(jì)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(huì)的第一步。
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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(wèn)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(ài)崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
1. 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。