拨叉零件的工艺规程及工装设计_毕业论文.doc

编号南京航空航天大学金城学院毕业设计 题 目拨叉零件的工艺规程及工装设计学生姓名学 号系 部机电工程系专 业机械工程及自动化班 级指导教师二一三年六月南京航空航天大学金城学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目： 拨叉零件的工艺规程及工装设计）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。作者签名： 年 月 日 （学号）：毕业设计（论文）报告纸拨叉零件的工艺规程及工装设计摘 要本课题的任务是：根据拨叉零件的特点编制一份从毛坯到成品全部生产过程的一份完整的工艺规程，并针对其中的车端面和孔、钻孔两道工序设计了二套专用夹具。其中，车床夹具中用到圆柱销和菱形销，以利于零件定位。钻床夹具中用到钻套，其作用是确定钻头等刀具的轴线位置，防止刀具在加工过程中发生偏斜。solidworks是windows原创的三维设计软件。设计过程中主要运用solidworks完成零件的建模、夹具立体图、以及夹具在安装过程中的动画。此次设计是对机械制造技术基础课程相关知识的综合运用，培养了我们分析问题，解决问题以及查找资料的能力，为以后的学习和工作打下良好的基础。关键词：工艺规程，专用夹具，定位方案，solidworks 三维设计iiiprocess planning of fork and process design of a dedicated fixtureabstractthe task of this subject is according to the characteristics of fork to finish a process of order. i designed two sets of special fixture which include rough milling of surface and drilling. among them, the turning machine fixture used cylindrical pin and the diamond pin which facilitate positioning of parts. drilling jig used in drill set, which role is to determine the location of the axis to prevent the occurrence of tool deflection in the processing.solidworks is the windows of the original 3 d design software. the design process mainly uses solidworks to do modeling, fixture stereogram, and the animation of the installation.this design is the foundation of mechanical manufacturing technology course of comprehensive application of knowledge, which trains our ability of analysis problem, problem-solving and the ability to find information. it lays a good foundation for our study and work in the future.key words：process planning; special fixtures; positioning programs; solidworks three-dimensional design目 录摘 要iabstractii第一章 引言11.1 概述11.2课题研究的方法和意义1第二章 机械加工工艺规程设计22.1概述22.1.1工艺规程的作用22.1.2工艺规程的设计原则22.1.3 机械加工工艺设计的原始资料22.1.4 机械加工工艺设计的步骤及内容32.2零件的分析与毛坯的确定32.2.1生产类型的确定32.2.2零件的工艺分析32.2.3毛坯的选择和设计42.3工艺路线的拟定52.3.1定位基准的选择52.3.2表面加工方法和加工方案的选择62.3.3零件各表面加工顺序的确定82.3.4 机床及工艺装备的选择82.4工艺计算92.4.1 加工余量及工序尺寸的确定92.4.2 确定切削用量的选择122.4.3 工时定额的确定18第三章 专用夹具设计243.1概述243.1.1机床夹具的分类243.1.2机床夹具的作用243.1.3专用机床夹具的组成243.2夹具设计的基本要求253.3专用夹具的设计方法和步骤253.4钻床专用夹具设计263.4.1钻床装用夹具设计要点263.4.2定位方案263.4.3定位误差分析273.4.4夹紧机构选择273.4.5钻套的选择和设计273.4.6钻模板设计273.4.7使用说明273.5车床专用夹具设计293.5.1车床装用夹具设计要点293.5.2定位方案293.5.3定位误差分析303.5.4夹紧机构选择303.5.5夹具与机床连接303.5.6使用说明30第四章 solidworks夹具辅助设计324.1 solidworks概述324.2 夹具零件图的绘制324.3 装配爆炸图324.3.1 创建默认的爆炸图324.3.2 编辑爆炸图324.3.3 二套夹具的爆炸图334.4 装配动画设计344.4.1 简介344.4.2 制作装配动画34第五章 总结与展望35参考文献36致 谢37附 录38第一章 引 言1.1 概述随着市场需求的快速多变和竞争的日趋激烈以及现代科技的迅猛发展，产品更新换代也越来越快，中小批量多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。随着现代制造向数字化、精密化、柔性化、虚拟化、高速化、智能化、集成化、标准化等方向发展，现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等。机床夹具的作用是正确确定工件与刀具之间的相对位置，并将工件牢固地夹紧。使用夹具可以有效地保证工件的加工质量，提高劳动生产率，扩大机床的工艺范围和减轻劳动强度。因此，夹具在机械制造中占有重要的地位。目前，一般企业仍大量采用传统的专业夹具，用于多品种小批量生产的专用夹具每隔34年就要更新50%80%左右。1.2课题研究的方法和意义此次设计主要是对拨叉零件进行工艺规程及工装的设计。首先，调研并收集资料，查阅相关文献，了解拨叉的基本结构。其次，根据机械加工工艺设计的基本思路，拟定拨叉零件的工艺过程，确定定位和夹紧方案，最终设计出夹具。 通过本次设计，仔细了解零件结构，认真分析零件图,培养了我们独立识图的能力,增强了我们对零件图的认识和了解,通过对零件图的绘制,强化了我们的绘图能力和运用autocad软件的能力。制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。 第二章 机械加工工艺规程设计2.1概述一个同样要求的零件，可以采用几种不同的工艺过程来加工，但其中总有一种工艺过程在给定的条件下是最合理的，人们把该工艺过程的有关内容用文件的形式固定下来，用以指导生产，这个文件成为工艺规程。工艺规程规定零件制造工艺过程和操作方法，它是在具体的生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。工艺规程一般包括零件加工的工艺路线、各工序的具体加工内容、各工序所用的机床及工艺设备、切削用量及工时定额等。合理的工艺规程是在工艺理论和实践经验相结合的基础上制定的。按工艺规程进行生产，可保证产品质量、提高生产效率和降低成本。因此，一切生产人员必须严格执行工艺规程。2.1.1工艺规程的作用（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件。（2）工艺规程是组织生产和管理的基本依据。（3）工艺规程是新建、扩建工厂（车间）的基本资料。2.1.2工艺规程的设计原则工艺规程设计应遵循以下原则：（1）在保证产品质量的前提下，努力提高生产率和降低工艺成本；（2）尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件。（3）在充分利用企业现有生产条件的基础上，尽可能采用先进生产技术；（4）工艺设计应正确、完整、清晰和统一，所用术语、符号、单位、编号等，要符合最新的国家标准。2.1.3 机械加工工艺设计的原始资料（1）产品的全套技术文件包括产品图样，技术说明书；（2）产品验收的质量标准；（3）产品的生产纲领；（4）工厂的生产条件包括毛坯的生产条件或协作关系，工厂的设备和工艺装备情况，专用设备和专用工艺装备的制造能力，工人的技术等级等；（5）各种技术资料包括有关手册、标准；（6）国内外先进的工艺技术资料等。2.1.4 机械加工工艺设计的步骤及内容编制工艺规程时，一般可按以下步骤进行：（1）零件图的研究与工艺审查；（2）确定生产类型；（3）确定毛坯的种类和尺寸；（4）选择定位基准和主要表面的加工方法，拟定零件的加工工艺路线；（5）确定工序尺寸、公差及其技术要求；（6）确定机床、工艺装备、切削用量及时间定额；（7）填写工艺文件。2.2 零件的分析与毛坯的确定2.2.1生产类型的确定生产类型是指企业生产专业化程度的分类，一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。生产类型的划分主要根据生产纲领确定，同时还与产品的大小和结构复杂程度有关。生产类型不同，产品和零件的制造工艺，所用设备及工装设备，采取的技术措施，达到的经济效果等也不同。此次拨叉零件的年产量 n=5000 件/年，根据参考文献10得拨叉零件属于成批大量生产。2.2.2零件的工艺分析1.零件的作用该拨叉零件位于车床变速机构中，主要起换档作用，使主轴回转运动满足工作者的要求，获得所需的速度和扭矩。零件上方的20h8，m201.5孔以及深槽与操纵机构相连，而下方的r68半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。图2.1 拨叉零件图 2.零件的工艺分析（1）小头孔20h8以及与此孔相通的8的锥孔，螺纹孔m201.5以及与此孔相通m8的小螺纹孔，要求ra是1.6m。（2）大头半圆孔r68和内圆面113孔, 内圆面113与孔20有圆心距114 的位置公差要求，以及与其表面的6.2同样有相对位置要求。（3）拨叉上下端面、大头半圆孔上下端面以及深槽面均有表面质量要求。 2.2.3毛坯的选择和设计毛坯的尺寸和形状越接近成品零件，材料消耗就越少，机械加工的劳动量也越少，因此会提高机械加工效率，降低成本，但毛坯的制造费用却高了。因此，确定毛坯要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得最佳效果。确定毛坯包括选择毛坯种类及其制造方法等内容。常用毛坯的种类有铸件、锻件、压制件、冲压件、焊接件、型材和板材等。铸件适用于形状复杂的毛坯。由图纸规定的材料是球墨铸铁，且该拨叉属于大批量生产，因此可以确定选用铸件毛坯。考虑零件在机床运行中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择金属型铸造，因为生产效率很高，所以可以免去每次造型。毛坯图及尺寸如下图：图2.2 拨叉毛坯图 2.3工艺路线的拟定2.3.1定位基准的选择选择工件的定位基准，实际上确定工件的定位表面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工错的表面作为定位基准，则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发，因此，分析定位基准选择的顺序就应为从精基准到粗基准。选择精基准时，应能保证加工精度和装夹可靠、方便，可参照下列原则进行：1.精基准的选择（1）基准重合原则。直接选择加工表面的设计基准为定位基准，可以避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。（2）基准统一原则。同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，这样既可以保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差，也简化了夹具的设计与制造工作，降低了成本，缩短了生产准备周期。（3）自为基准原则。选择加工表面本身作为定位基准。（4）互为基准原则。加工表面互为基准反复加工，可以使各加工表面件有较高的位置精度，使加工表面具有均匀的加工余量。2.粗基准的选择 （1）非加工表面原则。为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准。（2）加工余量最小原则。以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。（3）重要表面原则。为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工表面为粗基准。（4）不重复使用原则。多次使用难以保证表面间的位置精度。该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔，螺纹、圆端面和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔、槽的加工精度容易。因此，对于拨叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，使得槽系完成两个维度的加工。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、面与面之间的位置角度选择了加工工艺过程的精基准。具体见工序卡片。2.3.2表面加工方法和加工方案的选择一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使工的劳动量最小。对于设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足各加工表面尺寸精度、位置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，应选择价格较低的机床。在选择各表面、孔及槽的加工方法时，要综合考虑以下因素：（1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工；（2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法；（3）考虑被加工材料的性质；（4）考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平；（5）此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。1.平面的加工根据参考文献7，可以确定，端面的加工方案为：粗铣精铣（it7it9），粗糙度为6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。而且采用为互基准的原则进行加工，可以减小定位误差，可以获得较高的位置精度与尺寸精度要求。2.孔的加工（1）20的孔的加工因为其粗糙度要求达到了ra1.6，所以综合考虑可以很清楚得到它的加工路线钻、扩、铰；（2）4个6.2的小孔的加工因其粗糙度要求也较高，达到了ra1.6，所以可以得到钻、铰的加工方法。（3）2-m8螺纹孔的加工加工方案定为：钻、扩、铰、攻丝。（4）锥销孔的加工可以由专门的刀具完成。3.槽的加工运用盘铣刀可以直接完成，选择普通的卧式铣床即可以实现。槽的加工工艺路线定为：直接粗铣（设计为两次走刀）。4.136和113的孔及其端面的加工由于粗糙度要求较高，选择卧式车床进行两次走刀进行加工，加工工艺路线定位：粗车精车。2.3.3零件各表面加工顺序的确定加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，结合定位和夹紧的需要一起考虑，重点是应保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形。应遵循以下原则：（1）基准先行（2）先面后孔，先简单后复杂（3）先粗后精，粗精分开（4）减少安装次数。根据拨叉的工艺特点及以上的原则，其加工工艺路线安排如下：工序10：毛坯铸造；工序20：以平面b定位，粗铣a平面；工序30：a、b互为基准定位，铣平面；工序40：以已加工面和大孔定位，钻、扩、铰2-20，攻螺纹2-m20；工序50：以已加工孔和面定位，车端面、孔；工序60：以已加工孔和面定位，钻、铰8-6.2；工序70：以已加工孔和面定位，钻、攻螺纹2-m8，锪孔2-8；工序80：以已加工孔和面定位，铣槽4235；工序90：切断；工序100：铣面；工序110：质检。2.3.4 机床及工艺装备的选择1.机床的选择（1）工序20、30是粗铣、半精铣和精铣。本零件属于成批生产，根据参考文献10,选用立式铣床x51。根据零件尺寸，该铣床工作台的移动量能满足要求，主电动机功率为4.5kw，主轴最大转速为1800r/min,能安装各种立铣刀、面铣刀进行铣削，满足铣削要求，因此选用立式铣床x51。（2）工序40是钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹，选用立式钻床z525。根据参考文献10,该立式钻床最大钻孔直径为25mm,而加工20孔和m20的螺纹底孔的孔径都小于25mm，该钻床使用于钻孔、扩孔、锪孔、攻丝等工序，具有精度高、刚性好、扭矩大、噪声低、变速范围广、操纵集中、使用方便等优点，所以选择z525。 （3）工序50车端面、孔，选用卧式车床ca6140。根据参考文献10,主电动机功率为7.5kw,最高转速为1400r/min，同时根据该零件尺寸不大，精度要强求不是很高，选用最常用的ca6140卧式车床即可。（4）工序60、70钻孔、攻螺纹，选用立式钻床z525，原因同工序40。（5）工序80用三面刃铣刀粗铣槽，应选卧式铣床。根据参考文献10,同时考虑到本零件属于成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的x6120铣床能满足加工要求。（6）工序90切断，此道工序无特殊要求，选则最常用的ca6140卧式车床。（7）工序100铣端面，此工序无特殊要求，选用x51立式铣床。2.夹具的选择本零件各工序均采用专用夹具，详见附件专用夹具装配图。3.刀具的选择（1）铣削拨叉两侧面时，选用硬质合金端铣刀。（2）钻孔时，选用硬质合金钻头，直径分别为、。（3）扩孔时，选用硬质合金扩孔钻，直径分别为。 （4）锪锥销孔8时，选用高速钢锪钻。 （5）车端面、内孔时，选用硬质合金车刀，后角为。 （6）攻螺纹时用m20、m8的螺纹刀。4.量具的选择本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，根据参考文献11，选择如下：（1）铣平面时选用分度值 0.01mm 外径千分尺即可。（2）钻孔时选用分度值 0.01mm 的游标卡尺；铰孔、车孔时选用极限量规。（3）铣槽时选用分度值为0.02mm的游标卡尺。（4）攻丝时选用内径千分尺。2.4工艺计算2.4.1 加工余量及工序尺寸的确定每道工序完成后应保证的尺寸称为该工序的工序尺寸。工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。每道工序的工序尺寸都不相同，它们逐步向设计设计接近。为了最终保证工件的设计要求，各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定。工序余量确定后，就可计算工序尺寸。工序尺寸及其公差的确定要根据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采取不同的计算方法。1. 工序20、30铣平面这四道工序的工序基准与设计基准相重合，其工序尺寸及其公差的确定比较简单。计算顺序是：先确定各工序的基本尺寸，再由后往前逐个工序推算，即由工件的设计尺寸开始，由最后一道工序向前工序推算，直到毛坯尺寸；工序尺寸的公差都按各工序的经济精度确定，并按“入体原则”确定上、下偏差。具体数值见下表：表2.1 工序20、30的工序尺寸工序名称工序余量/mm工序基本尺寸/mm工序公差工序尺寸及公差/mmra/m精铣1740.3ra6.3半精铣1750.3ra6.3粗铣1.5760.8ra12.5粗铣1.577.50.8ra12.5毛坯77.5+1.5=792. 工序40钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹毛坯为实体、不冲孔，根据参考文献10基孔制7、8、9级孔加工余量可得，钻孔余量mm、扩孔余量mm。孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级，钻孔：it11，扩孔：it10。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值，钻孔：0.13mm，扩孔：0.084mm，铰孔：0.033mm。根据参考文献10螺纹加工方法的经济精度和表面粗糙度，丝锥攻内螺纹的螺纹公差带可达到最终加工要求7h，内、外螺纹中经公差可得。内、外螺纹的基本偏差得，则。 按“入体原则”标注确定工序尺寸为钻孔，扩孔攻螺纹。3. 工序50车端面、孔，工序尺寸见下表：表2.2 工序50车端面的工序尺寸工序名称经济精度表面粗糙度工序尺寸尺寸、公差精车it8ra1.614粗车it12ra12.516毛坯1717表2.3 工序50车孔的工序尺寸工序名称经济精度表面粗糙度工序尺寸尺寸、公差精车it8ra1.6、粗车it12ra12.5毛坯4. 工序60钻孔、铰孔毛坯为实体，不冲孔。由参考文献10基孔制7、8、9级孔的加工余量可得，孔余量为=4.9mm，查表2.24孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，钻的表面粗糙度可达到最终加工要求ra12.5，因此确定该工序公差为it11，查表标准公差值可得其公差值为0.075mm；铰的表面粗糙度可达到最终加工要求ra1.6，因此确定给工序公差为it9，查标准公差表得其公差值为0.036mm。按“入体原则”标注确定工序尺寸及公差为：、。5. 工序70钻孔、攻螺纹根据参考文献11，攻普通粗牙螺纹余量。所以需要钻底孔；钻，余量；扩孔，加工余量。根据参考文献3孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级。钻孔：it11 铰孔：it9 查表2.37标准公差值可得公差值，钻孔：0.09mm,铰孔：0.036mm。 根据参考文献10的经济精度和表面粗糙度，丝锥攻内螺纹的螺纹公差带可达到最终加工要求7h。根据参考文献19,内外螺纹中经公差可得，查表9.6内、外螺纹的基本偏差得ei=0mm,则mm 按“入体原则”标注确定工序尺寸及公差，钻孔：，扩孔：，攻螺纹：m。5. 工序80铣槽粗铣可达到零件图样的要求，则该工序尺寸：槽宽为40mm,槽深为32mm。2.4.2 确定切削用量的选择切削用量的选择对生产效率、加工成本和加工质量均有重要的影响。所谓合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，能取得较高的生产效率和较低成本的切削用量。选择切削用量的基本原则是：首先尽可能选取大的背吃刀量；其次根据机床进给机构强度、刀杆刚度等限制条件或已加工表面的粗糙度要求，选取尽可能大的进给量；最后确定切削速度。1工序20：粗铣a面（1）背吃刀量：（2）进给量：根据参考文献10，选取该工步的每齿进给量 f=0.2mm/z。（3）切削速度：由本工序采用硬质合金端铣刀，根据参考文献11，硬质合金端铣刀铣削速度，确定铣削速度，则 由本工序采用x51型立式铣床，根据参考文献11，取转速，故实际铣削速度2.工序30：互为基准铣平面（1）背吃刀量：（2）进给量：根据参考文献10，选取每齿进给量。（3）铣削速度： 由本工序采用硬质合金端铣刀，根据参考文献11，查表硬质合金端铣刀铣削速度，确定铣削速度，则 由本工序采用x51型立式铣床，根据参考文献11，取转速，故实际铣削速度3.工序40：钻、扩、铰2-20，攻螺纹2-m20（1）钻孔的工步1）背吃刀量：取ap=18.5mm。2）进给量：根据参考文献10，选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r3）切削速度：根据参考文献10，取切削速度，则 由本工序采用z525，根据参考文献11，得转速，故实际切削速度为（2）扩工步1）背吃刀量：取ap=0.6mm。2）进给量：根据参考文献10，选取该工步的每转进给量 f=0.6mm/r。3）切削速度：根据参考文献7，切削速度，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故： 由本工序采用z525，得转速，故实际切削速度为 （3）铰工步1）背吃刀量：取ap=0.15mm。2）进给量：根据参考文献10，选取该工步的每转进给量 f=0.8mm/r3）切削速度：根据参考文献7，取切削速度，则 根据参考文献11得转速，故实际切削速度为 （4）攻螺纹孔工步1）背吃刀量：取ap=0.15mm。2）进给量：由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距。选取改工步的每转进给量 f=1.5mm/r。3）切削速度：根据参考文献11，取切削速度，则 根据参考文献11，取转速故实际切削速度为 3.工序50（1）粗车端面工步1）背吃刀量：取ap=1mm。2）进给量：根据参考文献11，选取该工步的每转进给量 f=0.8mm/r3）切削速度：根据参考文献11，选取硬质合金车刀常用的切削速度=（2）精车端面工步1）背吃刀量：取ap=1mm。2）进给量：根据参考文献11，选取该工步的每转进给量 f=0.15mm/r3）切削速度：根据参考文献11，选取硬质合金车刀常用的切削速度=（3）粗车、孔的工步 1）背吃刀量：粗车孔时余量分别为3mm、4mm，故、2）进给量：根据参考文献10，选取该工步的每转进给量3）切削速度：根据参考文献10，硬质合金车刀切削铸铁材料时，粗车取 由本工序采用ca6140车床，根据参考文献11，得转速， 故实际切削速度为 （4）精车孔、工步1）背吃刀量：ap=0。2）进给量：根据参考文献10，选取该工步的每转进给量3）切削速度：根据参考文献10，硬质合金车刀切削铸铁材料时，精车取。4.工序60（1）钻孔的工步 1）背吃刀量：取ap=2.45mm。 2）进给量：根据参考文献11，选取该工步的每转进给量得。 3）切削速度：根据参考文献11，硬质合金钻头钻削铸铁的切削用量得，切削速度，则 由本工序采用z525，根据参考文献10，得转速，故实际切削速度为 （2）铰工步 1）背吃刀量：取ap=0.65mm。 2）进给量：根据参考文献11，选取该工步的每转进给量得3）切削速度：根据参考文献11，硬质合金铰刀铰销铸铁的切削速度，取切削速度则 根据参考文献10，取转速，故实际切削速度为 5.工序70（1）钻孔的工步 1）背吃刀量：取ap=3.4mm。 2）进给量：根据参考文献11，选取该工步的每转进给量得 3）切削速度：根据参考文献11，硬质合金钻头钻削铸铁的切削用量得，切削速度， 则 由本工序采用z525，根据参考文献10，得转速，故实际切削速度为（2）攻螺纹孔工步 1）背吃刀量：取2）进给量：由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距。选取改工步的每转进给量 f=1.25mm/r。 3）切削速度：根据参考文献10，螺纹加工切削用量，取切削速度，则 根据参考文献10，取转速故实际切削速度为 （3）锪孔工步： 1）背吃刀量：取ap=4mm。 2）进给量：根据参考文献11，取其进给量 3）切削速度：根据参考文献11， 按机床实际转速取则实际切削速度为 6.工序80：铣槽 （1）背吃刀量：取ap=1.5mm。 （2）进给量：根据参考文献11，选取该工步的每转进给量得 （3）切削速度：根据参考文献11，选取切削速度7.工序90：切断 （1）背吃刀量：取ap=3mm。 （2）进给量：根据参考文献11，选取该工步的每转进给量得 （3）切削速度：根据参考文献11，选取切削速度8.工序100：铣端面 （1）背吃刀量：取ap=0.5mm。 （2）进给量：根据参考文献11，选取该工步的每转进给量得 （3）切削速度：根据参考文献11，选取切削速度2.4.3 工时定额的确定所谓时间定额是指在一定生产条件下，生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算的重要依据，也是设计和扩建工厂（或车间）时计算设备和工人数量的依据。时间定额规定得过紧会影响生产工人的劳动积极性和创造性，并容易诱发忽视产品质量的倾向；时间定额规定得过送就不能指导生产和促进生产发展的积极作用。合理制定时 间定额对保证产品加工质量，提高劳动生产率，降低生产成本具有重要意思。研究学习时间定额是相当有必要的。时间定额一般有以下几个部分：1）基本时间 tj ,为直接改变生产对象的性质，使其成为合格产品或达到工序要求所需时 间（包括切入、切出时间）。2）辅助时间 tf 为实现工艺过程必须进行的各种辅助动作时间，如：装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具、测量工件等。3）布置工作地时间 tb 为使加工正常进行，工人为照顾工地（例如：更换刀具、润滑 机床、清理切屑、收拾工具等 ）所消耗的时间。4）休息与生理需要时间 tx 为工人在工作班内，为恢复体力和满足生理需要所需时间。1.基本时间的计算（1）工序20：粗铣平面，。确定，则： （2）工序30： 1）工步1：粗铣平面 2）工步2：半精铣 3）工步3：精铣 （3）工序40 1）钻孔工步：由，。确定。则： 2）扩孔工步：3）铰孔工步： 4）攻螺纹工步： （3）工序50粗车、精车端面，粗车、精车孔 1）粗车端面工步。根据参考文献3，。则： 3）粗车孔工步。 根据参考文献3，确定。则： 4）精车孔工步 （4）工序60：钻、铰孔 1）钻孔工步：由，。确定。则： 2）铰孔工步： （5）工序70：钻孔、攻螺纹、锪孔 1）钻孔工步：由，。确定。则： 2）攻螺纹工步： 3）锪孔工步：，确定。则：（6）工序80：铣槽 （7）工序90：切断 （8）工序100：铣端面 ，。确定，则： 2.辅助时间的计算 辅助时间与基本时间之间的关系为。取，则各个工序的辅助时间分别为：工序20：工序30：粗铣工序30：半精铣工步工序30：精铣工步工序40：钻孔工步工序40：扩孔工步工序40：铰孔工步工序40：攻螺纹工步工序50：粗车端面工步工序50：粗车孔工步工序50：精车孔工步工序60：钻孔工步工序60：铰孔工步工序70：钻孔工步工序70：攻螺纹孔工步工序70：锪孔工步工序80：工序90：工序100：3.其他时间计算 除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于微电机壳的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备时间和终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间是作业时间的，休息与生理需要时间是作业时间的，均取为3%， 工序20：工序30：粗铣工序30：半精铣工步工序30：精铣工步工序40：钻孔工步工序40：扩孔工步工序40：铰孔工步工序40：攻螺纹工步工序50：粗车端面工步工序50：粗车孔工步工序50：精车孔工步工序60：钻孔工步工序60：铰孔工步工序70：钻孔工步工序70：攻螺纹孔工步工序70：锪孔工步工序80： 工序90： 工序100：第三章 专用夹具设计3.1概述机床夹具是装夹工件和引导刀具的装置。机床夹具是工艺系统的重要组成部分，其在生产中应用十分广泛。3.1.1机床夹具的分类1.按夹具的应用范围分类 通用夹具、专用机床夹具、组合夹具、成组夹具、随行夹具。 2.按使用机床类型分类机床类型不同，夹具结构各异，由此可将夹具分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具和组合机床夹具等。3.按夹具动力源分类按机床所用夹紧动力源，可将夹具分为手动夹紧夹具、气动夹紧夹具、液压夹紧夹具、气液联动夹紧夹具、电磁夹紧夹具和真空夹紧夹具等。3.1.2机床夹具的作用1.减少加工误差，提高加工精度。用机床夹具装夹工件，能准确确定工件相对于刀具与机床的位置关系，可以减少加工误差，提高加工精度。2.提高生产效率。机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。3.减轻劳动强度。机床夹具采用机械、气动和液动等夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。4.扩大机床的加工范围。利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或镗床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使其具有镗床的功能。3.1.3专用机床夹具的组成专用机床夹具一般由下列元件或装置组成：1.定位元件定位元件是用来确定工件正确位置的元件，被加工工件的定位基面与夹具定位元件直接接触或相配合实现定位。2.夹紧装置夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。3.对刀元件（导向元件）对刀元件（导向元件）是指夹具中用于确定（或引导）刀具相对于夹具定位元件具有正确位置关系的元件，例如钻套、镗套、对刀块等。4.连接元件连接元件是指用于确定夹具在机床上具有正确位置并与机床相连接的元件，例如安装在铣床夹具底面上的定位键等。5.其他元件及装置根据加工要求，有些夹具尚需设置分度转位装置、靠模装置、工件抬起装置和辅助支撑等装置。6.夹具体夹具体是用于连接夹具元件和有关装置使之成为一个整体的基础件，夹具通过夹具体和机床连接。定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分，其他部分可根据需要设置。3.2夹具设计的基本要求1.保证工件的加工精度；2.提高生产率，降低成本；3.具有良好的结构工艺性；4.使用性好。3.3专用夹具的设计方法和步骤专用夹具设计的一般步骤如下：1.研究原始资料，明确设计要求；2.确定夹具方案，绘制夹具结构草图；3.绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求；4.绘制夹具零件图；5.编制夹具设计说明书。3.4钻床专用夹具设计3.4.1钻床装用夹具设计要点钻床夹具大都有刀具导向装置即钻套，钻套安装在钻模板上，故习惯把钻床夹具称为钻模。钻模从结构上分为固定式钻模板、翻转式钻模板、盖板式钻模板和滑柱式钻模板等。在设计钻模板时，首先需要根据工件的形状尺寸，质量、加工要求和批量来选择钻模的结构类型。选择时注意以下几点：（1）被钻孔直径大于 10mm 时（特别是加工钢件），宜采用固定式钻模。（2）翻转式钻模适用于加工中小件，包括工件在内的总质量不宜超过 10kg。（3）当加工分布在同心圆周上的平行孔系时，如工件和夹具的总质量超过 15kg，宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工，如生产批量大，则可在立式钻床上采用多轴传动头加工。（4）对于孔的垂直度和孔心距要求不高的中小型工件，优先采用滑柱式钻模。3.4.2定位方案工件以平面b定位基准，采用平面与孔组合定位方案，其中b平面限制3个自由度，定位轴限制2个自由度。如图3.1图3.4.1 钻孔定位方案3.4.3定位误差分析由上图可知，此工序的定位基准为铸造时的中间的大孔，而工序基准为该大孔的轴线，可知此工序的定位基准与工序基准重合，则。且工件是以平面定位则。所以 由上可知定位误差为0。3.4.4夹紧机构选择根据生产效率要求，运用手动加紧可以满足。采用钩形压板加紧机构。压板夹紧力主要作用是防止工件在钻削力的作用下产生的倾覆和振动，手动加紧是可靠的，可以免去夹紧力的计算。3.4.5钻套的选择和设计由于在此工序的一次装夹中，顺序进行了钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等多个工步，需要使用不同孔径的钻套来引导刀具，此时应使用快换钻套。选用gb2265-1991快换钻套通过钻套螺钉固定在钻模板上，保证钻头、扩孔钻及铰刀的轴线位置，防止刀具在加工中发生偏斜。3.4.6钻模板设计钻模板设计的注意事项：（1）钻模板上安装钻套的孔之间及孔与定位元件的位置应有足够的精度。（2）钻模板应有足够的刚度，以保证钻套位置的准确性，但又不能做得太厚太重，注意布置加强筋以提高钻模板的刚性，钻模板一般不应承受夹紧力。（3）翻转式转模板一般要在夹具体上设计支脚，以保证夹具在钻床工作台上放置平稳，减少夹具底面与工作台的接触面积，支脚结构形式有整体式（铸造或焊接）、装配式（已有标准）。此设计选用铰链式钻模板，为非标件。3.4.7使用说明（1）将夹具按要求装配；（2）用定位键14和螺钉15将夹具体固定在机床上；（3）拧松菱形螺母3，翻转钻模板10；（4）将工件放于夹具体上；（5）用钩形压板将工件压紧；（6）翻转钻模板10，拧紧菱形螺母3；（7）加工结束后，拧松菱形螺母，翻转钻模板，拧松钩形压板，取出工件即可；（8）加工下一个零件时步骤同上。图3.4.2 钻孔装配图1-夹具体 2-双头螺柱 3-菱形螺母 4-快换钻套 5-钻套螺钉 6-钻模板 7-销轴 8-双头螺柱 9-带肩六角螺母 10-钩形压板 11-套筒 12-定位心轴 13-开槽螺钉 14-定位键 15-螺钉3.5车床专用夹具设计3.5.1车床装用夹具设计要点对于一些非回转体工件，要在车床上加工回转表面时，如钻孔、镗孔、车端面等，需要设计车床专用夹具。车床夹具的主要特点是夹具与机床主轴连接，工作时由机床主轴带动做高速回转。因此，在设计车床夹具时除了保证工件达到工序的精度要求外，还应考虑：（1）夹具的结构应力求紧凑、轻便、悬臂尺寸短，使重心尽可能靠近主轴；（2）夹具应有平衡措施，消除回转的不平衡现象，以减少主轴轴承的不正常磨损，避免产生振动机振动对加工质量和刀具寿命的影响，平衡块的位置应可以调节；（3）夹紧装置除应使夹紧迅速可靠外，还应注意夹紧旋转的惯性力不应使夹紧力有减小的趋势，以防回转过程中夹紧元件松脱；（4）夹紧上的定位、夹紧元件及其他装置的布置不应大于夹具体的直径，靠近夹具外源的元件，不应该有突出的棱角，必要时应加防护罩；（5）车床夹具与主轴连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响，因此回转轴线与车床主轴轴线要有尽可能高的同轴度；（6）当主轴有高速转动、急刹车等情况时，夹具与主轴之间的连接应该有防松装置；（7）在加工中，工件在夹具上应能用量具测量，切屑能顺利排除或清理。3.5.2定位方案工件以已加工好的两个20的孔及以加工好的平面为定位基准，其中平面限制了3个自由度，两个定位销限制了3个自由度，工件完全定位。图3.5.1 车工序定位方案3.5.3定位误差分析由图3.5.1可知车端面和车孔时的定位基准为已加工好的平面，而工序基准也是该平面，可知此工序的定位基准与工序基准重合，则。且工件是以平面定位则。所以 由上可知定位误差为0。3.5.4夹紧机构选择根据生产效率要求，运用手动加紧可以满足。采用钩形压板加紧机构。压板夹紧力主要作用是防止工件在钻销力的作用下产生的倾覆和振动，手动加紧是可靠的，可以免去夹紧力的计算。3.5.5夹具与机床连接采用螺纹夹紧，将夹具板固定在花盘的四条键槽中。3.5.6使用说明 （1）将夹具体按要求装配好；（2）将夹具板固定在花盘上；（3）在夹具板1上装入圆柱销6和菱形销8；（4）将工件套在两个定位销上；（5）用钩形压板将工件夹紧；（6）加工结束后，松开钩形压板，