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CA6140车床拨叉831003加工工艺及钻φ22花键底孔夹具设计【液压】[含CAD图纸工序卡工艺过程卡说明书]

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摘要

　　　本设计是基于拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。拨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。基准选择以拨叉的输入轴和输出轴的花键孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以花键孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与花键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。花键孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用液动夹紧，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：拨叉类零件；工艺；夹具；

Abstract

This design is the special fixture for machining process of forked plectrum parts and process design based on. The main processing surface fork parts of the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure machining accuracy hole easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole of the principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. The supporting hole of the input shaft and the output shaft of the benchmark by a shifting fork as a rough benchmark, the top two holes as a precision technology base. Main processing process arrangement is 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 individual processes are used in the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. The supporting hole processing system using the method of coordinate boring. The whole process selection of combined machine tool. The special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is higher, suitable for high-volume, line processing, can meet the design requirements.

Key Words: fork parts; technology; fixture;

摘要 II

Abstract III

目录 IV

第1章绪论 1

1.1 机械加工工艺概述 1

1.2机械加工工艺流程 1

1.3夹具概述 2

1.4机床夹具的功能 3

1.5机床夹具的发展趋势 3

1.5.1机床夹具的现状 3

1.5.2现代机床夹具的发展方向 4

第2章零件的工艺性分析 5

2.1零件的作用 5

2.2零件的工艺分析 6

第3章工艺规程设计 7

3.1确定毛坯的制造形成 7

3.2基准的选择 8

3.3制定工艺路线 8

3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10

3.5确定切削用量及基本工时 11

第3章钻花键槽底孔液动夹具设计 22

3.1设计要求 22

3.2夹具设计 25

3.2.1 定位基准的选择 25

3.2.2 切削力及夹紧力的计算 25

3.3定位误差的分析 29

3.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用 30

3.5 确定夹具体结构和总体结构 31

3.6夹具设计及操作的简要说明 32

结论 33

参考文献 34

致谢 35

第1章绪论

1.1 机械加工工艺概述

　　　机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。

　　　机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。

　　　机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。

　　　技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。

　　　总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。

1.2机械加工工艺流程

　　　机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。

　　　制订工艺规程的步骤

　　　1) 计算年生产纲领，确定生产类型。

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活塞杆.png

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内容简介：: 四川大学锦城学院本科毕业设计题目拨叉机械加工工艺及夹具设计系别机械工程系专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号年级级指导教师二零一五年 10 月三十日摘要本设计是基于拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。拨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。基准选择以拨叉的输入轴和输出轴的花键孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以花键孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与花键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。花键孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用液动夹紧，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：拨叉类零件；工艺；夹具；31AbstractThis design is the special fixture for machining process of forked plectrum parts and process design based on. The main processing surface fork parts of the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure machining accuracy hole easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole of the principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. The supporting hole of the input shaft and the output shaft of the benchmark by a shifting fork as a rough benchmark, the top two holes as a precision technology base. Main processing process arrangement is 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 individual processes are used in the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. The supporting hole processing system using the method of coordinate boring. The whole process selection of combined machine tool. The special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is higher, suitable for high-volume, line processing, can meet the design requirements.Key Words: fork parts; technology; fixture;目录摘要IIAbstractIII目录IV第1章绪论11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程11.3夹具概述21.4机床夹具的功能31.5机床夹具的发展趋势31.5.1机床夹具的现状31.5.2现代机床夹具的发展方向4第2章零件的工艺性分析52.1零件的作用52.2零件的工艺分析6第3章工艺规程设计73.1确定毛坯的制造形成73.2基准的选择83.3制定工艺路线83.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.5确定切削用量及基本工时11第3章钻花键槽底孔液动夹具设计223.1设计要求223.2夹具设计253.2.1 定位基准的选择253.2.2 切削力及夹紧力的计算253.3定位误差的分析293.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用303.5 确定夹具体结构和总体结构313.6夹具设计及操作的简要说明32结论33参考文献34致谢35 第1章绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.4机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。1.5机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.5.1机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。2）能装夹一组具有相似性特征的工件。3）适用于精密加工的高精度机床夹具。4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。6）提高机床夹具的标准化程度。1.5.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m；精密心轴的同轴度公差可控制在1m内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.20.5m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2600r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。第2章零件的工艺性分析2.1零件的作用题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。获得所需要的速度和扭矩宽度为30mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拨动滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不够或间隙很大时，滑移齿轮得不到高的位置精度，所以宽度为30mm的面槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。2.2零件的工艺分析分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可得到基本形状，减少了工序加工，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余加工表面精度低，不需要高度机床加工，可通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到要求；而主要工作表面-拨叉上表面加工精度虽然较高，但也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件工艺性较好。 CA6140拨叉共有三组加工表面（1）零件两端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面为粗基准加工右端面，再以前端面为精基准加工左端面； (2）以花键中心线为基准的加工面：这一组面包括25H7的六齿方花键孔、22H12的花键底孔、两端的2X150倒角和距花键中心线为22mm的上顶面；（3) 以工件右端面为基准的18H11mm的槽、上顶面的2-M8通孔和5锥孔。经上述分析可知，对于后两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。第3章工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形成（1）选择毛坯零件材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能良好，考虑到零件加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既没有变载荷，又属间歇性工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。零件的形状简单，因此毛坯形状需要与零件形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。（2)确定毛坯尺寸公差和机械加工余量1.公差等级由拨叉的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为IT102.零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于1.6um 3.机械加工余量由铸件铸造类型为金属铸造，因此加工余量等级选用F 机械加工余量为33.2基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，加工工艺过程中将会出现很多问题，使生产无法进行。（1）粗基准的选择因为要保证花间道中心线垂直于右端面，所以40的外圆表面为粗基准。（2）精基准的选择为保证定位基准和工序基准重合，加工2M8、5锥孔、18H11槽以零件的左端面和花键的中心线为精基准，铣上顶面以花键中心线为精基准。3.3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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外好应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1、工艺路线方案一工序10：粗、精铣后端面；工序20：钻、扩花键底孔22H12；工序30：倒角1.5 X 15；工序40：粗、精铣上顶面；工序50：粗、精铣18H11底槽；工序60：钻2M8通孔并攻丝，钻5锥孔；工序70：拉内花键25H7；工序80：挫圆角；工序90：去毛刺，清洗；工序100：终检。2、工艺路线方案二工序10：粗、精铣后端面；工序20：钻、扩花键底孔22H12；工序30：倒角1.5 X 15；工序40：拉内花键25H7；工序50：粗、精铣18H11底槽；工序60：粗、精铣上顶面；工序70：钻2M8通孔并攻丝，钻5锥孔；工序80：挫圆角；工序90：去毛刺，清洗；工序100：终检。3、两套工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一把拉内花键25H7放在粗、精铣18H11底槽之后，这样后面的工序50、工序60、工序70很难对工件进行定位和夹紧。造成生产率的下降。而工艺路线二把花键底孔22H12钻削出来并倒角后紧接着就拉内花键25H7。这样后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧，即以花键中心线进行定位、进行螺旋夹紧。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠。通过以上两种工艺路线的优缺点分析。最后确定工艺路线二为该零件的加工路线，工艺过程详见加工工序卡片。3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140拨叉（编号831003）”零件材料为HT200，毛坯重量约为0.84kg。生产类型为中批量生产。采用铸造毛坯。根据上述原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下：1、后端面加工余量后端面有30.8mm的加工余量，足以把铸铁的硬质表面层切除。后端面粗铣一次、精铣一次。粗铣加工余量2.8mm、工序经济精度等级IT11、公差值0.22mm。精铣加工余量0.2mm、工序经济精度等级IT7、公差值0.035mm、表面粗糙度Ra3.2um、工序基本尺寸80mm。2、矩形花键底孔要求以花键外径定心，故先钻中心孔。再扩最后拉削内孔尺寸为22H12（见零件图）。参照金属机械加工工艺人员手册表359确定孔加工余量的分配：钻孔20mm。工序经济加工精度等级IT11、公差值0.13mm；扩孔22H12mm、工序经济加工精度等级IT10、公差值0.084mm、粗糙度Ra6.3um；拉内花键，花键孔以外径定心，拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取2Z=1mm。3、18H11底槽的加工余量槽底面粗铣余量为35mm。槽侧面的铣削余量为17.9mm、工序经济精度等级为IT12、公差值0.25mm、槽底面表面粗糙度Ra6.3um。精铣的加工余量为侧面余量0.1mm、工序经济精度等级为IT9、公差值为0.021mm、侧面粗糙度为Ra3.2um。4、上顶面的加工余量此工序为两个工步：、粗铣上顶面、精铣上顶面粗铣加工余量为2.8mm、工序经济加工精度等级为IT11、公差值0.22mm；精铣加工余量为0.2mm、工序经济加工精度等级为IT7、公差值0.035mm、表面粗糙度Ra3.2um。3.5确定切削用量及基本工时工序10:以40外圆为基准，粗、精铣后端面。1、加工条件：工件材料：HT200， ,铸造。加工要求：粗、精铣后端面，尺寸保证80mm。机床:刀具材料：镶齿铣刀2. 计算切削用量：工步1：粗铣背吃刀量为进给量的确定：机床的功率510Kw，工件夹具系统的刚度为中等条件，按切削用量简明手册中表3.3选取该工序的每齿进给量为。铣削速度：参考机械制造技术基础毕业设计指导教程得，选用镶齿铣刀，其中在的条件下选取。铣削速度为。有公式可以得到：。由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为，所以，实际铣削速度为：。基本时间t：根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角）的基本时间计算公式：。其中，取，。则有：。工步2：精铣背吃刀量的确定。进给量的确定：由切削用量简明手册中表3.3，按表面粗糙度为的条件选取，该工序的每转进给量为。铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，的条件选取，铣削速度v为。由公式可以求得铣刀转速。参照机械制造技术基础毕业设计指导教程中4-15的X51立式铣床的主轴转速，选取转速为。再将此转速代入上面公式。可以求得：。基本时间的确定：根据机械制造技术基础毕业设计指导教程中表5-43中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角）的基本时间公式，可以求得该工序的基本时间，其中，取，得：。工序20：以40mm外圆为基准钻、扩花键底孔22H12mm1、加工条件：工件材料：HT200， ,铸造。加工要求：钻花键底孔，尺寸保证20mm。机床：刀具材料：高速钢直柄麻花钻20mm、扩孔钻22mm计算切削用量：工步1：钻20mm花键底孔背吃刀量：进给量的确定：选取该工步的每齿进给量。切削用量的计算：因为该工件的材料为HT200，所以选取切削速度为。由式可以求得：参照机械制造技术基础毕业设计指导教程中表4-9所列的的主轴转速。先取，再将n代入中，得到：基本时间t：其中，取。所以基本时间t为：工步2：扩20mm花键底孔至22H12mm背吃刀量确定。进给量的确定：由切削用量简明手册中表2.10的资料，选取该工件的没转进给量。切削速度的确定：根据相关资料，确定：由公式。可以得到：按机床选取，得到切削速度基本时间t：其中，取。所以基本时间t为：工序30：以40mm外圆为基准，倒角1.5 X 15加工条件工件材料：HT200, ,铸造。加工要求：倒角1.515机床：刀具材料：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。检验机床功率按切削用量简明手册表 1.24可以查出当160241HBS工艺过程详见加工工序卡片按车床说明书主电机功率可见比P小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21当查得转矩切削用量简明手册表由表2.32得功率公式按车床说明书主电机功率可见比小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要求。工序40：拉内花键25H71、加工条件：工件材料：HT200，铸件；加工要求：花键底孔粗糙度Ra6.3m，键槽侧面粗糙度Ra3.2m，键槽底面粗糙度Ra1.6m，键槽尺寸6mm，偏差代号H9；刀具：高速钢拉刀；切削液：乳化液；机床：拉床。确定齿升量：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升量为0.06mm；切削速度：查有切削简明手册有切削速度为0.06m/s（3.6m/min）；切削工时： t=Zblk/1000vfzZ式中：单面余量1.5mm(由22mm拉削到25mm)；拉削表面长度，80mm；考虑校准部分的长度系数，取1.2；考虑机床返回行程系数，取1.4 ；拉削速度（m/min）； fz 拉刀单面齿升； Z 拉刀同时工作齿数，Z=l/p； P 拉刀齿距。所以因为拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127所以其本工时 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13min=7.8s 。工序50：粗、精铣18H11底槽加工条件工件材料：HT200, ,铸造。加工要求：以花键中心线为基准粗、精铣18H11底槽、底面表面粗糙度、侧面表面粗糙度。机床：立式升降台铣床（）刀具材料：根据实用机械加工工艺师手册表21-5选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径160mm，内径40mm，刀宽粗铣16mm，精铣18mm，齿数为24齿。工步1、粗铣16槽铣削深度：每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，得，取。铣削速度：查机械加工工艺师手册表30-33，得机床主轴转速：查机械加工工艺手册表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1次机动时间：工步2、精铣18槽切削深度：根据机械加工工艺手册表查得：进给量,查机械加工工艺手册表2.4-82得切削速度，机床主轴转速：，查机械加工工艺手册表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60：粗、精铣上顶面机床：立式升降台铣床刀具：根据实用机械加工工艺手册表10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为：，齿数为12齿。工步1、粗铣上端面铣削深度：每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，取。铣削速度：查实用机械加工工艺师手册表11-94，得，取机床主轴转速：查机械加工工艺手册表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： =82mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工步2、精铣上端面切削深度：根据实用机械加工工艺师册表11-91查得：每齿进给量,取，根据实用机械加工工艺师册表11-94查得切削速度机床主轴转速：，按照机械加工工艺手册表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70：钻孔并攻丝机床：摇臂钻床刀具：根据参照机械加工工艺手册表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。工序1、钻孔钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到再攻丝，所以。钻削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，有：，按照机械加工工艺手册表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，钻孔数为2个机动时间：工序2、攻2-M8螺纹通孔刀具：钒钢机动丝锥进给量：查机械加工工艺手册表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：，加工数为2机动时间：本工序机动时间：。第3章钻花键槽底孔液动夹具设计3.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即钻花键槽底孔专用夹具，本夹具将用于Z525钻床。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。机床夹具的组成 1、定位装置其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。4、连接原件其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具。按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。夹具的分类和作用：（1）按专业程度划分1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。 2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 3）通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 4）组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5）随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。（2）按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。（3）按夹紧动力源分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。夹具的作用：1缩短辅助时间，提高劳动生产率夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等)，因此能迅速实现。2确保并稳定加I精度，保证产品质量加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。 3降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上将工件装夹在家具上采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。3.2夹具设计3.2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用液压夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：钻头22。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据切削力，夹紧力的影响因素，在夹紧不利状态过程，该夹紧力的计算应该根据机械平衡原理来设计。最后，为了确保可靠夹紧，数值乘以安全系数实际所需夹紧力。初步确定液压缸参数表5-1 按负载选择工作压力1负载/ KN50工作压力/MPa 0.811.522.5334455表5-2 各种机械常用的系统工作压力1机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0.82352881010182032由于钻削力为4239N，往往要取大一些，在这取负载约为10000N，初选液压缸的设计压力P1=3MPa，为了满足工作这里的液压缸课选用单杆式的，并在快进时差动连接，则液压缸无杆腔与有杆腔的等效面积A1与A2应满足A1=2A2（即液压缸内径D和活塞杆直径d应满足：d=0.707D。为防止切削后工件突然前冲，液压缸需保持一定的背压，暂取背压为0.5MPa，并取液压缸机械效率。则液压缸上的平衡方程故液压缸无杆腔的有效面积：液压缸直径液压缸内径：按GB/T2348-1980，取标准值D=80mm；因A1=2A，故活塞杆直径d=0.707D=56mm（标准直径）则液压缸有效面积为：2.缸体壁厚的校核查机械设计手册，取壁厚为10mm。则根据时；（4-2）可算出缸体壁厚为：1.25，满足最低速度的要求。2.活塞杆强度计算： 56mm （4-4）式中许用应力；（Q235钢的抗拉强度为375-500MPa，取400MPa，为位安全系数取5，即活塞杆的强度适中）3活塞杆的结构设计活塞杆的外端头部与负载的拖动电机机构相连接，为了避免活塞杆在工作生产中偏心负载力，适应液压缸的安装要求，提高其作用效率，应根据负载的具体情况，选择适当的活塞杆端部结构。4.活塞杆的密封与防尘活塞杆的密封形式有Y形密封圈、U形夹织物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等6。采用薄钢片组合防尘圈时，防尘圈与活塞杆的配合可按H9/f9选取。薄钢片厚度为0.5mm。为方便设计和维护，本方案选择O型密封圈。由上述计算易得：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，决定选用液压缸夹紧机构。3.3定位误差的分析制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）内外圆同轴度误差（查表P297）.故，.则.知此方案可行。3.4 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。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101310162068+0.028+0.01312+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742486266485070740.040钻模板选用固定式钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.5 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（

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