撥叉鉆孔夾具課程設(shè)計

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1、課程設(shè)計任務(wù)書 一、課程設(shè)計的目的 機(jī)械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計是機(jī)械制造裝備設(shè)計課程教學(xué)的一 個不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。 它是學(xué)生綜合運(yùn)用本課程及其先修課程的理 論和實(shí)踐知識進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一次重要實(shí)踐。 它對于 培養(yǎng)學(xué)生編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計的能力， 為以后搞好 畢業(yè)設(shè)計和到工廠從事工藝與夾具設(shè)計具有十分重要的意義。 本課程 的目的在于： 1) 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制造裝備設(shè)計及相關(guān)專業(yè)課程(工 程材料、機(jī)械設(shè)計、互換性與測量技術(shù)、 機(jī)械制造基礎(chǔ)) 的理論知識， 結(jié)合金工實(shí)習(xí)、 生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識， 獨(dú)立地分析和解決機(jī)械 加工工藝問題，初步具備設(shè)計中等復(fù)雜程度零

2、件的工藝規(guī)程的能力。 2) 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，應(yīng)用夾具設(shè)計的基本原理 和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計 保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理的專用夾具的能力。 3) 使學(xué)生熟悉和能夠應(yīng)用有關(guān)手冊、 標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料， 指導(dǎo)學(xué)生分析零件加工的技術(shù)要求和企業(yè)已具備的加工條件， 掌握從 事工藝設(shè)計的方法和步驟。 4) 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制圖、設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和編寫技 術(shù)文件等基本技能 5） 培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致、科學(xué)分析、周密思考、吃苦耐勞的良 好習(xí)慣。 6） 培養(yǎng)學(xué)生解決工藝問題的能力，為學(xué)生今后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計 和去工廠從事工藝與夾具設(shè)計打下良好的基

3、礎(chǔ)。 二、課程設(shè)計的要求 本課程設(shè)計要求就一個中等復(fù)雜程度的零件編制一套機(jī)械加工 工藝規(guī)程， 按教師指定的某道工序設(shè)計一副專用夾具， 并撰寫設(shè)計說 明書。學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，認(rèn)真地、有計劃地、獨(dú)立按時完 成設(shè)計任務(wù)。學(xué)生對待自己的設(shè)計任務(wù)必須如圖工廠接受任務(wù)一樣， 對于自己所做的技術(shù)方案、 數(shù)據(jù)選擇和計算結(jié)果必須高度負(fù)責(zé)， 注意 理論與實(shí)踐相結(jié)合， 以期待整個設(shè)計在技術(shù)上是先進(jìn)的、 在經(jīng)濟(jì)上是 合理的、在生產(chǎn)中是可行的。 設(shè)計題目：撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝置 生產(chǎn)綱領(lǐng)：3000?10000件 生產(chǎn)類型：批量生產(chǎn) 具體要求： 1、產(chǎn)品零件圖 1 張 2 、零件毛坯圖 1

4、 張 3 、機(jī)械加工工藝過程卡片 1 份 4 、機(jī)械加工工序卡片 1 套 5 、夾具設(shè)計裝配圖（ 0#或 1#圖紙） 1 份 6 、夾具設(shè)計零件圖（ 2# ? 4#圖紙） 1 ?3 張 、課程設(shè)計說明書（ 6000?8000字） 1 份 3 附：產(chǎn)品零件圖 5^ 4 # 指導(dǎo)教師： 教研室主任： 年 月 日 目錄 一、 設(shè)計任務(wù) 6 二、 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 6 三、 零件的分析 6 四、 確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形

5、狀 7 五、 工藝規(guī)程設(shè)計 8 六、 夾具設(shè)計 17 七、 總結(jié) 21 八、 參考文獻(xiàn) 22 5 6 一、設(shè)計任務(wù)： 加工撥叉上？8.4mm孔（工件材料45鋼）。工件以？15.81F8孑L、叉口及槽在定位軸 2、削邊銷1、偏心輪3上定位，由偏心輪夾緊工件，并利用偏心輪楔面的作用 限制工件一個自由度。本夾具采用鉸鏈?zhǔn)姐@模板，放松鎖鎖緊螺釘 6,即可回轉(zhuǎn) 鉆模板，以便于裝卸工件。圖1所示為撥叉鉆孔工序圖。 設(shè)計在Z525立式鉆床上鉆撥叉零件上 ①8.4mm的鉆床夾具。. 二、計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型: 該零件屬于大批量生產(chǎn)。故

6、需設(shè)計專用夾具來確保生產(chǎn) 三、零件分析: 1、撥叉技術(shù)要求: 加工表面 尺寸及偏差（mn） 公差及精度等級 表面粗糙度 Ra 形位公差（mm 叉腳兩端面 5.9 -0.15 IT12 6.3 rri 0-15iAi 叉口兩內(nèi)側(cè)面 51+0.1 IT12 6.3 ①15.8內(nèi)孔 “ “ +0.043 15.81 +0.016 IT8 3.2 鉆孔①8.4 ① 8.400.021 X 1 IT7 叉頭凸臺兩端面 9.65 00.25 IT12 6.3 叉頭平臺外表面 IT13 6.3 叉頭平臺凸面

7、11 IT13 12.5 叉頭卜表面 IT13 12.5 該撥叉結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件。 加工精度要求高。叉腳兩端面在工作中需承 受沖擊載荷，為增強(qiáng)耐磨性，采用局部淬火，硬度為 180HBS左右，為保證撥叉使用時，叉 腳受力均勻，要求叉腳兩端面與孔 ①15.8垂直度要求為 0.15mm, 綜上所述，該零件得各項技術(shù)要求制訂較合理，符合在變速箱中得功用。 2、審查撥叉的工藝性 分析零件圖可知，該撥叉的叉腳兩端面厚度薄于連接的表面， 但減少了加工面積，使用 淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對較大，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保 證孔的加工精度

8、，及孔與叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低，通過銃削、鉆床的 粗加工就可達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高， 但也可以在正常得生產(chǎn) 條件下，采用較經(jīng)濟(jì)得方法保質(zhì)保量地加工出來。可見該零件工藝性好。 四、確定毛坯的制造方法、初步確定毛胚形狀： 1、 選擇毛坯 由于該撥叉在工作過程中承受沖擊載荷， 為增強(qiáng)強(qiáng)度和沖擊韌度， 獲得纖維組織，毛坯 選用鍛模制作毛坯。拔模斜度為 5。 2、 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 公差等級：由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。 鍛件重量：已知機(jī)械加工后撥叉的重量為 3kg，由此可初步估計機(jī)械加工前鍛件毛坯的

9、 重量為3.5kg。 3、 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對撥叉零件圖分析計算，可大概確定鍛件外輪廓包容體的長度、寬度和高度，即 l= 136mm , b= 76mm, h= 72mm,由公式2-3、2-5可計算出該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) S=mt/mN=3.5/ (136X 76X 72X 7.8 x 10-6 kg/mni ) =3.5/5.8=0.6 故屬于 S級。 4、 鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該撥叉材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于 0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù) 屬M(fèi)級。 5、 鍛件分模線形狀 根據(jù)該撥叉的形位特點(diǎn)，以對稱平分面為分模面，屬平直分模線。 6、 零件表面粗糙度

10、 由零件圖可知，該撥叉各加工表面粗糙度 Ra均大于等于3.2um。 由查表可知鍛件毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量： 鍛件重量/kg 包容體重量/kg 形狀復(fù)雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 6 3.5 S M1 普通級 項目/mm 機(jī)械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 厚度5.9 “介 +1.4 1.8 -0.4 2.0~2.5 寬度51 2 5 +1.7 厶2 -0.8 2.0~2.5 寬度14.2 _ _ +1.5 2.2 -0.8 2.0~2.5 孔徑①15.8 _ _ +1.5

11、2.2 -0.7 2.0 中心距 0.5 五、擬定工藝路線： （一） 選擇定位基準(zhǔn)： 1粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的圓柱面為主要的定位粗基準(zhǔn) 2精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合” 原則 和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以 ①15.8的孔內(nèi)表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 （二） 制定工藝路線： 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求， 以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì) 精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具 ，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。查《機(jī)械

12、制 造工藝設(shè)計設(shè)計手冊》第 20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線 方案如下： 工序01粗銃①15上、下端面，以外圓為定位基準(zhǔn)，采用 X61立式銃床加專用夾具； 工序02鉆①15孔，以①15孔的下端面為定位基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床加專用夾具； 工序03擴(kuò)①15.5孔，以①15下端面為定位基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床加專用夾具； 工序04粗鉸①15.7孔，以①15下端面為定位基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床加專用夾具； 工序05精鉸①15.8孔，以①15下端面為定位基準(zhǔn)，采用 Z518立式鉆床加專用夾具； 工序06銃①8.4端面，以①15孔為定位基準(zhǔn)，采

13、用 X61立式銃床加專用夾具； 工序07粗精銃叉口前后兩側(cè)面，以 ①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用 X61立式銃床加專用 夾具； 工序08熱處理（叉腳兩端面局部淬火），淬火，使表面硬度達(dá)到 185HBS 工序09粗精銃叉口 20*5兩內(nèi)側(cè)面，以①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X61立式銃床加專 用夾具； 工序10粗精銃①14.2缺口，以①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X61立式銃床加專用夾具； 工序11鉆①9孔，以①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床并采用專用夾具； 工序12去毛刺； 工序13終檢。 （三）機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 ： 1、圓柱表面工序尺寸： 前面根

14、據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量， 現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加 工余量如下： 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級 工序尺寸 表面粗糙度 ① 15.81 鉆 0.8 IT11 15 12.5 擴(kuò) 0.5 IT10 15.5 6.3 粗鉸 0.2 IT10 15.7 6.3 精鉸 0.1 IT8 15.8 3.2 2、平面工序尺寸: 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 基本尺寸 經(jīng)濟(jì)精度 鍛件 CT12 01 粗銃①15上、下端面 1 37 12 06 銃①8.4端面 1 16 1

15、2 07 粗精銃叉口前后兩側(cè) 面 1. 5 5 12 09 粗精銃叉口 20*5兩內(nèi) 側(cè)面 1. 5 51 12 10 粗精銃①14.2缺口 7. 1 14. 2 12 3、確定切削用量及時間定額： 工序01粗銃①15.81上、下端面，以外圓為定位基準(zhǔn)，采用 X61立式銃床加專用夾具 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀。 銃削寬度aeW 90,深度apW 6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造 工藝設(shè)計簡明手冊》（后簡稱《設(shè)計手冊》）表3.1，取刀具直徑do=125mm根據(jù)《切削用量 手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角丫 o= 0。后角a o

16、= 8,副后角a o =10, 刃傾角： 入s= — 10 ,主偏角Kr=60 ,過渡刃Kr =30 ,副偏角Kr =5。 2.切削用量 1 ）確定切削深度ap 因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇 ap=4mm 一次走刀即可完成。 2 ）確定每齒進(jìn)給量fz 采用對稱端銃，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表 3.5，使用YG6 硬質(zhì)合金端銃刀加工，機(jī)床功率為 4.5kw （據(jù)《設(shè)計手冊》表 4.2-35 , X61立式銃床） 時： f z=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 3 ）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《切削手冊》表 3.7，銃刀刀齒后刀

17、面最大磨損量為 1.5mm；由于銃刀直徑 d0=125mm故刀具使用壽命 T=180min （據(jù)《設(shè)計手冊》表 3.8 ）。 4 ）計算切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 根據(jù)《切削手冊》表 3.16，當(dāng) d0=125mm Z=12, ap< 7.5 , fz< 0.18mm/z 時， vt=98m/min,n t =250r/min,v ft =471mm/min。各修正系數(shù)為： kMV= 1.0 , ksV= 0.8。切削速 度計算公式為： cdoqv vc m pv kv Tmapxvfzyvaeuz 其中 ae=72mm, a^ 4mm, 6 = 245, q^ 0.2 ,

18、Xv = 0.15 , y^ 0.35 , kv = kMvksv = 1.0 0.8=0.8,小=.2 , Pv = 0, m = 0.32, T=180mi n, fz = 0.18mm/z, Z =12,將以上數(shù)據(jù)代入公式: 0.8 245 匯125 漢0.2 1800.32 4 0.15 0.08 0.35 72 0.2 12 = 142m/ min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: ns 二1000^ =361r/min。 ■■■^dw 根據(jù)《設(shè)計手冊》表 4.2-36 ,選擇nc=300r/min,v fc =390mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每 分鐘進(jìn)給量為:

19、d0n 3.14 125 300 vc= = m/mi n=118m/min 1000 1000 f zc=v fc/ncZ=390/300 x 12 mm/z=0.1mm/z 5) 校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削手冊》表 3.24，近似為 Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說明書，主軸允許功率 Pcm=4.5x 0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定:a p=4.0mm nc=300r/min ，Vf=390mm/s, Vc=118m/min， fz=0.1mm/z。 6) 計算基本工時 t m= L/ v f, L=l+ y+ A , l=24mm. 查《切削

20、手冊》表 3. 26，入切量及超切量為： y+ A =40mm貝V： tm= L/ V f =(24*2+40)/390=0.22min 。 工序02鉆①15孔，以①15孔的上端面為定位基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床加專用夾具 1. 加工條件 工件材料：45 鋼,d b =170~240MPa 鍛造；工件尺寸：aema>=72mm l=176mm; 加工要求：鉆 ①15孔，加工余量 0.8; 機(jī)床：Z525立式鉆床； 刀具：根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2 ，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， 粗鉆時do=15mm鉆頭 采 用雙錐后磨橫刀，后角a。= 12,二重刃長度b e =3.5mm,橫刀

21、長b=2mm寬l=4mm,棱帶 長度 l1 = 1.5mm, 2 =100。，： =30 2. 選擇切削用量 (1) 確定進(jìn)給量 二1.67 ：：： 3，由《切削手冊》表 按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊》 ，f二0.43 ~ 0.53mm/r, 2.7,系數(shù)為0.5,則: f =(0.43~0.53) 0.5 =(0.215 ~ 0.265)mm/r 按鉆頭強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表 2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為： f = 2.0mm/r ； 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表 2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為 8330N 時，進(jìn)給量為f = 0.93mm/r。 以

22、上三個進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為： 0.215~0.265mm/r。 根據(jù)《設(shè)計手冊》表 4.2-16,最終選擇進(jìn)給量f = 0.22mm/r o 由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷， 故應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進(jìn)給而改為 手動進(jìn)給。 根據(jù)《切削手冊》表 2.19查出,鉆孔時軸向力 Ff=2500N,軸向力修正系數(shù)為 1.0，故 Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為 8830N > Ff，故所選進(jìn)給量可用。 (2) 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《設(shè)計手冊》 )為0.6mm壽命T =45mi

23、n . (3) 切削速度 查《切削手冊》表 2.30，切削速度計算公式為： cvdozv vc m xv yvkv (m/min) T ap f 其中，cv 二 9.5, do 二 18mm, zv = 0.25, m 二 0.125, 9 , Xv = 0 ,屮二 0.55 , f =0.22，查得修正系數(shù)： kv = 1.0 , k"二0.85, d = 1.0，故實(shí)際的切削速度: 9.5 180.25 600.125 1 0.220.55 0.85 = 9.5m/min 13 (4) 檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 查《切削手冊》表 2.20，當(dāng)f < 0.26,

24、 d o< 19mni時，M=31.78N?m修正系數(shù)均為 1.0 , 故MC=31.78 N?m。查機(jī)床使用說明書： Mn =144.2 N?m。 查《切削手冊》表 2.23，鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。 查機(jī)床使用說明書， Pe = 2.8 0.81 = 2.26kw。 由于Mc Mm , Pc Pe，故切削用量可用，即： f =0.22mm/r, n=n c = 272r/m in , v^ 15.4m/ min 查《切削手冊》表 2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量為：f 0.7 ~0.8mm/r，并由機(jī)床使用說明書 最終選定進(jìn)給量為： f = 0.81mm/ r o 根據(jù)資料

25、，切削速度 v = 0.4v鉆，其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時的切削速度，故： 1000 3.8 ns 61.1r / min ，根據(jù)機(jī)床使用說明書選取: v =0.4 9.5 = 3.8m/min. 19.8 ■: 3、計算工時 L 42 tm 0.70 min nf 272^0.22 工序03 擴(kuò)①15.51孔，以①15上、下端面為定位基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床加專用夾具; nw = 97r / min。 t - L y 42 0.53min 基本工時： 97 0.81 97 0.81 工序04粗鉸①15.7孔，以①15上、下端面為定位

26、基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床加專用夾具; 刀具：專用鉸刀 機(jī)床：Z525立式鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為 fz =0.8?1.2mm/z,進(jìn)給量取fz=0.81mm/r. 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為 nw=140r/min，則其切削速度為: v = n「：d = 6.91m/min。 機(jī)動時切削工時，I = 42mm tm 42 n w f 0.37 min 140 0.81 15 # 工序05精鉸①15.8孔，以①15上、下端面為定位基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床加專用夾具; 刀具：dw=15.8mm f =0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取

27、為: 機(jī)床：Z525立式鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取 nw =140r/min，則其切削速度為： v 二 n「：d =9.27m/min 機(jī)動時切削工時，I = 42 mm tm 42 nw f 42 140 0.48 =625min # # 工序06 銃①8.4端面，以外圓為定位基準(zhǔn)，采用 X61立式銃床加專用夾具; 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀； 機(jī)床：X61立式銃床； 查《切削手冊》表 3.5，進(jìn)給量為：fz =0.5?1.0mm/min，取為0.5mm/r 參考有關(guān)手冊，確定 v = 124m/min，采用YG6硬質(zhì)合金端

28、銃刀, dw =125mm,z =12，則： 1000v 二 dw 1000 124 二 125 二 316r / min 16 現(xiàn)采用X61立式銃床，根據(jù)《設(shè)計手冊》表 4.2-36，取nw =300r/min，故實(shí)際切削速度: v = 21^ =「125 300 = 117.75m/min 1000 1000 17 # nw =300r / min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量: m = f z z nw =0.5 12 300 = 1800mm/ min，取為 980mm/min 本工序切削時間為: 1 42 0.05 min m

29、980 工序07 粗銃叉口前后兩側(cè)面，以 ① 15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用 X61立式銃床加專用夾具; 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀, do 二 40mm,Z = 10 機(jī)床：X61立式銃床 根據(jù)《切削手冊》查得, =0.13mm/乙ap二4mm。根據(jù)《設(shè)計手冊》表 4.2-36 查得，取: nw =300r/min，故實(shí)際切削速度: # # v = 1000 二dwnw J 4LJ^.37.7m/min 1000 當(dāng)nw = 300r / min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為: fz Z nw= 0.13 10 300 = 390mm

30、/min 查說明書，取fm=400mm/min 計算切削基本工時: L =44.5 y ： =44.5 10 = 54.5mm 因此，tm = 2L 2*54.5 0.28min m 390 工序09粗精銃叉口 20*5兩內(nèi)側(cè)面，以①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X61立式銃床加專用夾 具。 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀，d = 40mm,Z=10 機(jī)床：X61立式銃床 根據(jù)《切削手冊》查得， fz二0.13mm/ z, ap二4mm。根據(jù)《設(shè)計手冊》表 4.2-36 # 查得，?。簄w =300r/min，故實(shí)際切削速度: iooo 一 1000 當(dāng)nw=

31、300r /min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為: 18 # Z nw=0.13 10 300 =390mm/min 查說明書，取 =400mm/ min，計算切削基本工時: # # L = 19 y ： = 19 10 = 29mm 2L 38 因此，tm 0.1 min fm 390 精銃叉口 20*5兩內(nèi)側(cè)面，以①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用 X61立式銃床加專用夾具； 機(jī)床：X61立式銃床 刀具：硬質(zhì)合金立銃刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊》表3.6查得：V = 0.45m/S , d =40, z =6, f z =0

32、.08mm/min,即 27m/min，因此 # # ■: dw 二 40 # # 應(yīng)為: 現(xiàn)采用X61立式銃床，取 nw =210r/min，工作臺每分鐘進(jìn)給量 z -nw = 0.08 6 210 = 100.8mm/min # # 查機(jī)床使用說明書，取  二 100mm/ min。 # # 銃削基本工時：怙二19 =0.19 min 100 2tm = 0.19 2 = 0.38min 工序10粗銃①14.2缺口，以①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用 X61立式銃床加專用夾具

33、； 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀，do = 40mm,Z=10 機(jī)床：X61立式銃床 根據(jù)《切削手冊》查得， fz二0.13mm/ z, ap二4mm。根據(jù)《設(shè)計手冊》表 4.2-36 查得，?。簄w ^300r/min，故實(shí)際切削速度： # 1000 1000 # 19 當(dāng)nw =300r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： fm 二 fz Z nw= 0.13 10 300 = 390mm/min 查說明書，取f m = 400mm/ min 計算切削基本工時： L =43 27 9.5*2 = 89mm L 89 因此，tm 0.23m

34、in fm 390 精銃①14.2缺口，以①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用 X61立式銃床加專用夾具 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀； 機(jī)床：X61立式銃床； 查《切削手冊》表3.5，進(jìn)給量為：f z = 0.5?1.0mm/ min，取為0.5mm/r 參考有關(guān)手冊，確定v = 124m/min ,采用YG6硬質(zhì)合金端銃刀，dw = 125mm, z = 12 , 則: ns = 316r /min 1000v_ 1000 124 ■ : dw ■: 125 現(xiàn)采用X61立式銃床，根據(jù)《設(shè)計手冊》表 4.2-36，取nw=300r/min，故實(shí)際切削速度: 二 dwnw 1

35、000 二 125 300 1000 =117.75m/min # # 當(dāng)n^300r /min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量: f m = f z z nw =0.5 12 300 = 1 80mm/ m in,取為 980mm/min 本工序切削時間為: t 二 tm 42 980 =0.05 min 工序11鉆①9孔，以①15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用 Z525立式鉆床并采用專用夾具 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 根據(jù)《切削手冊》查得，進(jìn)給量為 f =0.18?0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z , v=17m/min ,

36、 則: 查《設(shè)計手冊》表 4.2-15，取nw=600r/min。所以實(shí)際切削速度為： ■:dwnw - 9 600 v 16.956m/ min 1000 1000 計算切削基本工時： 丨y厶 3.9 tm 0.03min f m 600 0.22 ns : 1000v 1000 17 二 602r / min 二 dw ■: 9 六、專用鉆床夾具設(shè)計 1、夾具設(shè)計要求 已知工件材料為45鋼，毛坯為模鍛件，所用機(jī)床為 Z525型立式鉆床，大批生產(chǎn)規(guī)模。 試為該工序設(shè)計一鉆床夾具。 2、夾具的設(shè)計方案 分析： ① 孔①8.4mm為自由尺寸，可一次鉆削

37、保證。該孔在軸線方向的設(shè)計基準(zhǔn)距離槽 +0 1 14.2. mm的對稱中心線為 3.1mm 0.1mm在徑向方向的設(shè)計基準(zhǔn)是孔 ①15.81F8的中心線， 其對稱度要求為0.2mm該尺寸精度可以通過鉆模保證。 ② 孔：15.81F8、槽14.20+0.1mm和撥叉槽口 50 0+0.1mm是已完成的尺寸，鉆孔 ① 8.4mmo ③ 立鉆Z525的最大鉆孔直徑為 ①25mm主軸端面到工作臺面的最大距離 H為700mm 工作臺面尺寸為375mnX 500mm其空間尺寸完全能夠滿足夾具的布置和加工范圍的要求。 ④ 本工序?yàn)閱我坏目准庸?，夾具可采用固定式。 1、定位基準(zhǔn)的選擇： 為了

38、保證孔 ①8.4mm對基準(zhǔn)孔①15.8F8垂直并對該孔中心線的 對稱度符合要求，應(yīng)當(dāng)限制工件 X的平移、Y軸旋轉(zhuǎn)、Z軸旋轉(zhuǎn)，三個自由度；為保證孔 ①8.4處于撥叉的對稱面內(nèi)且不發(fā)生扭斜，應(yīng)當(dāng)限制 Y軸旋轉(zhuǎn)自由度；為保證孔對槽的位 置尺寸3.1mm錯誤！未找到引用源。0.1mm,還應(yīng)當(dāng)限制 Y的平移自由度。由于 ①8.4mm為 通孔，深度方向的自 由度Z的平移可以不加限制，因此，本夾具應(yīng)當(dāng)限制 5個自由度。 孔①15.81F8是已經(jīng)加工好的， 且又是本工序要加工的孔 ①8.4mm的設(shè)計基準(zhǔn)，按照 基準(zhǔn)重合原則，選擇它作為主要定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)摹?若心軸水平放置并與鉆床主軸垂直 和共

39、面，則所鉆的孔與基準(zhǔn)孔之間的垂直度與對稱度就可以保證， 其定位精度取決于配合間隙。 為限制錯誤！未找到引用源。自由度，應(yīng)以撥叉槽口 mm為定位基準(zhǔn)。這時有兩種定位方案。 如圖所 示圖（a）是在叉口的一個槽面上布置了一個防轉(zhuǎn)銷；圖（ b）是利用插口的兩側(cè)面布置一個 大削邊銷，其尺寸采用 ①51g6，從定位穩(wěn)定和有利于夾緊來考慮，后一方案較好。 為限制其自由度，定位元件的布置有以下三種方案： a. 以D面定位，這時定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)（槽不重合，設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之 間的尺寸20錯誤！未找到引用源。0.105mm所具有的誤差必然會反映到定位誤差中來，其 基準(zhǔn)不重合誤差為 0.21

40、mm,不能保證3.1mm錯誤！未找到引用源。 0.1mm的需要。 b. 以槽口兩側(cè)面中的任一面為定位基準(zhǔn)，采用圓柱銷單面定位，這時，由于設(shè)計基準(zhǔn) 是槽的對稱中心線，屬于基準(zhǔn)不重合，槽口尺寸辯護(hù)所形成的基準(zhǔn)不重合誤差為 0.05mm。 c. 以槽口兩側(cè)面為定位基準(zhǔn)，采用均有對稱機(jī)構(gòu)的定位零件（可伸縮的錐形定位銷） 定位，此時，定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)完全重合，定位間隙也可以消除。 在這三個方案中，第一方案不能保證加工精度；第二方案具有結(jié)構(gòu)簡單、定位誤差可 以保證的優(yōu)點(diǎn)；第三方案定位誤差為零，但結(jié)構(gòu)比前兩方案復(fù)雜些。從大批量生產(chǎn)的條件來 看，第三方案雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜一點(diǎn)，卻能完成加緊的任務(wù)，因此第三

41、方案是較合適的。 2、夾緊機(jī)構(gòu)的確定： 當(dāng)定位機(jī)構(gòu)水平放置時，在 Z525立鉆上鉆①8.4mm孔的鉆削力 和扭矩具有定位心軸來承擔(dān)。這時工件的夾緊可以有以下兩種方案。 a.在心軸軸向施加軸向力夾緊。這時，可在心軸端部采用螺紋夾緊裝置，夾緊力與切 削力處于垂直狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)雖然簡單，但裝卸工件卻比較麻煩。 b.在槽14.2mm中采用帶對稱斜面的偏心輪定位件夾緊，偏心輪轉(zhuǎn)動時，對稱斜面楔 入槽中，斜面上的向上分力迫使工件孔 ①15.81F8與定位心軸的下母線緊貼，而軸向分力又 使斜面與槽緊貼，使工件在軸向被偏心輪固定，起到了既定位 （限制Y旋轉(zhuǎn)自由度）又夾緊 的作用。 顯然，后一方

42、案具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)。 總體結(jié)構(gòu) 按設(shè)計步驟，先在各視圖部位用雙點(diǎn)畫線畫出工件的外形，然后圍繞工件布置定位、 夾緊和導(dǎo)向元件（見圖），再進(jìn)一步考慮零件的裝卸、各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分、加工時操 作的方便性和結(jié)構(gòu)工藝性的問題，使整個夾具形成一個整體。 圖4為該夾具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，從該圖可以看出，該夾具具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 ① 夾具體采用整體鑄件結(jié)構(gòu)，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空。為減少加 工面，各部件的結(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺。 ② 定位心軸6和定位防轉(zhuǎn)扁銷1均安裝在夾具體的立柱上，通過夾具體上的孔與底面 的平行度來保證心軸與夾具底面的平行度要求。 ③ 為

43、了便于裝卸零件和鉆孔后進(jìn)行攻絲，夾具采用了鉸鏈?zhǔn)姐@模板結(jié)構(gòu)。鉆模板 4用 銷軸3采用基軸制裝在模板座 7上，翻下時與支撐釘 5接觸，以保證鉆套的位置精度， 并用 鎖緊螺釘2鎖緊 ④ 鉆套孔對心軸的位置，在裝配時，通過調(diào)整模板座來達(dá)到要求。在設(shè)計時，提出了 鉆套孔對心軸軸線的位置度要求 ①0.04mm來調(diào)整達(dá)到此要求后，在模板座與夾具體上配鉆 鉸定位孔、打入定位銷使之位置固定。 ⑤ 偏心輪裝在其支座中，安裝調(diào)整夾具時，偏心輪的對稱斜面的中心與夾具鉆套孔中 心線保持3.1mm 0.03mm的要求，并在調(diào)整好后打入定位銷使之固定。 ⑥ 夾緊時，通過手柄順時針轉(zhuǎn)動偏心輪，使其對稱斜面楔入工件

44、槽內(nèi)，在定位的同時 將工件夾緊。由于鉆削力不大，故工作可靠 J 圖4 確定夾緊機(jī)構(gòu) 針對大批生產(chǎn)，選用偏向輪夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊力計算 (1)由表 10-1 得 夾緊力 Fj=FL/ p [tan( a + d+tan $ 2] , p =(R+esin 3 )/cos a , a =arctan[ecos 3 /(R+esin 3 )] ecos 3 = 3 , e= 5 , R=33 , L=160 取偏心輪與夾緊面的摩擦系數(shù)和偏心輪與鉸鏈軸的摩擦系數(shù) f 一樣，根據(jù)表10-2得, f=0.2，則摩擦角 $ 1= $ 2=arctanf= 所以得： 夾緊力Fj=5.

45、3F (2 )求切削力和切削扭矩： 由表3-54和3-55得 切削力 Px=68Ds0.7 K>,切削扭矩：皿=34.5^$0.8 K> D=8.4, s=0.2, K p= ( d b/75) 0.75 ,

46、削邊銷中心距尺寸為 96.8 （2） 根據(jù)加工孔的加工要求，確定鉆套中心線與定位偏心輪中心線的尺寸為 3.1 0.03 ， 為零件相應(yīng)尺寸 3.1 0.1 的公差值的 1/3 。位置度公差為零件相應(yīng)尺寸 0.1 的公差值的 1/3 。 （ 3）心軸中心線與夾具底面的平行度公差為 0.02mm。 （4）標(biāo)注關(guān)鍵件的配合尺寸如圖， ①20H7k6,①19H7k6,①12H7f9。 4、夾具操作簡要說明 本夾具使用在立式鉆床上，加工撥叉上孔 ①8.4mm。工件以 ①15.81F8孔、51001 mm 叉口及14.2 00.1 mnfl,分別在定位心軸、削邊銷及偏心輪上定位。轉(zhuǎn)動手柄，使偏

47、心輪順時 針轉(zhuǎn)動，偏心輪上的對稱弧面楔入工件 14.2 00.1 mn內(nèi)，定位并夾緊工件。 25 七、總結(jié) 就我個人而言，通過這次設(shè)計，基本上掌握了零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計， 機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計等。并學(xué)會了使用和查閱各種設(shè)計資料、手冊、 和國家標(biāo)準(zhǔn)等。最重要的是綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識， 解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計問題， 鞏固和加深了所學(xué)到的東西。 并在設(shè)計過程中， 學(xué)到了很多課堂上沒有學(xué)到的東 西。 能夠順利的完成這次課程設(shè)計， 首先得助于羅成老師的悉心指導(dǎo)， 還有就是我們 小組成員間合理的分工和小組成員們的努力。 在設(shè)計過程中， 由于對零件加工所 用到的設(shè)備的基本性能和加工

48、范圍缺乏全面的了解， 缺乏實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)， 導(dǎo)致 在設(shè)計中碰到了許多的問題。 但在我們小組成員的共同努力下， 我們通過請教老 師和咨詢同學(xué)，翻閱資料、查工具書，解決設(shè)計過程中的一個又一個的問題。在 這個過程中， 使我對所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的了解， 也了解了一些設(shè)計工具書的 用途，同時，也鍛煉了相互之間的協(xié)同工作能力。在此，十分感謝羅成老師的細(xì) 心指導(dǎo)，感謝同學(xué)們的互相幫助。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不 段提高自己。 本說明書撥叉的有關(guān)工藝規(guī)程的設(shè)計說明 ,由于本身及小組成員能力水平有 限，設(shè)計存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正，謝謝！ 26 八、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》 。柯建宏 主編 2008 年 華中科技出版社 2、《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊 [1].2 》。 3、 《GBT6414-1999鑄件尺寸公差及加工余量》。 4、 《機(jī)床夾具設(shè)計》薛源順主編 機(jī)械工業(yè)出版社 5、 《機(jī)床夾具圖冊》薛源順主編 機(jī)械工業(yè)出版社 27