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零件
机械
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工艺
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设计
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拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计,零件,机械,加工,工艺,规程,装备,设计
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辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目： 拨叉零件的机械加 工工艺规程 及工艺装备设计班级：机械 06-5 班姓名：王晶晶指导教师：刘宏梅完成日期：2009.07.02辽宁工程技术大学课程设计一、设计题目一、设计题目拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计二、二、原始资料原始资料(1) 被加工零件的零件图 （草图） 1 张(2) 生产类型 :小批量生产 （20 件）三、上交材料三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1 张(2) 毛坯图 1 张(3) 机械加工工艺过程 综合 卡片 1 张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张(4) 夹具装配图 1 张(5) 夹具体 零件 图 1 张(6) 课程设计说明书 (5000 字左右 ) 1 份四、进度安排四、进度安排( (参考参考) )(1) 熟悉零件 ,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案 ,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5 天(3) 工艺装备设计 (画夹具装配图及夹具体图) 9 天(4) 编写说明书 3 天(5) 准备及答辩 2 天五、指导教师评语五、指导教师评语成成 绩：绩： 指导教师指导教师日日期期辽宁工程技术大学课程设计摘摘要要这次设计的是拨叉零件，包括零件图、毛坯图、夹具装配图、夹具零件图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，该拨叉应用在某拖拉机变速箱的换挡机构中，主要起换档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定拨叉的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。在这次的课程设计过程中，我认真阅读课程设计指导书 ，并按书中的设计过程边学习边设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深了已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，刻苦钻研，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为毕业设计打下了一个良好的基础，更加为以后的工作奠定了基础。辽宁工程技术大学课程设计A Ab bs st tr ra ac ct tWhat this design dials the fork components, including detail drawing, semifinished materials chart, jig assembly drawing, jig detail drawing each, machine-finishing technological process card and with operation card each one. First we must be familiar with the components and understand its function, should dial the fork application, in some tractor gear box shifts gears in the organization, is main shifts gears to affect. Then, according to components nature and detail drawing various end surfaces roughness determination semifinished materials size and weapon machining allowance. Finally draws up dials forks craft road map, works out this work piece clamp plan, draws the jig assembly drawing.In this time curriculum project process, I read Curriculum project Instruction Book earnestly, and studies according to the book in design process while designs, understands and knew that the common machine part the technique of production process, consolidated and deepened already has studied the technical basic course and the professional course knowledge, the apply theory to reality, studied assiduously, exercised itself to analyze the question, to solve the question ability, has built a good foundation for the graduation project, even more has laid the foundation for the later work.辽宁工程技术大学课程设计目目 录录1 1. .零零件件的的工工艺艺分分析析及及生生产产类类型型的的确确定定. . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 11.1 零件的用途.11.2 分析零件的技术要求.11.3 审查拨叉的工艺性.21.3.1 以 8 为中心的加工表面.21.3.2 以 26 为中心的加工表面.21.4 确定拨叉的生产类型.32 2. .确确定定毛毛坯坯. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 42.1 确定毛坯的种类和制造方法.42.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量.43 3. .工工艺艺规规程程设设计计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 53.1.1 精基准的选择 .53.1.2 粗基准的选择 .53.2 制定工艺路线.53.2.2.工艺路线方案二.63.3 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差.73.3.1 粗铣拨叉头的上下表面的加工余量及公差.73.3.2 钻 8 的孔加工余量及公差.83.3.3 铣 26 的上下端面的加工余量及公差.83.3.4 钻 26 的叉口的内圆面的加工余量及公差.83.3.5 钻、攻螺纹 5 孔的加工余量及公差.93.3.6 切断 26 的叉口 .93.4 切削用量的计算.93.4.1 工序：粗铣拨叉头的上下表面.93.4.2 工序：钻、粗铰、精铰8 孔 .103.4.3 工序：粗铣、半精铣、精铣26 的上下端面 113.4.4.工序：钻、扩孔钻、粗铰、精铰26 的叉口 123.4.5 工序：钻、攻螺纹 5 的孔 .143.4.6 工序：切断 26 的叉口 .153.4.7.工序：检验 .15辽宁工程技术大学课程设计3.5 时间定额的计算.153.5.1 基本时间 .153.5.2 辅助时间 .163.5.3 其他时间 .163.5.4 单件时间 .164 4夹夹具具设设计计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 18 84.1 问题的提出.184.2 夹具设计.184.2.1 定位方案 .184.2.2 夹紧机构 .184.2.3 夹具与机床联接元件.184.2.4 定位误差分析 .194.2.5 切削力与夹紧力的计算.195 5. .体体会会与与展展望望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 21 16 6参参考考文文献献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 22 2辽宁工程技术大学机械加工工序卡片产品型号零件图号王晶晶产品名称零件名称拨叉共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号4钻、扩孔钻、粗铰、精铰26孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1163226.322设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5352夹具编号夹具名称切削液专用夹具 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件75.35s工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔至2424.21、Ra12.5um麻花钻、卡尺、塞规、专用夹具19514.70.253.5124.6s3.69s2扩孔钻至25.825.93、Ra6.3um扩孔钻、卡尺、塞规、专用夹具19515.80.551.816.6s0.99s3粗铰至25.9425.973、Ra1.6um铰刀、卡尺、塞规、专用夹具685.541.50.14114.4s2.16s4精铰26孔至2626.013、Ra0.8um铰刀、卡尺、塞规、专用夹具1008.1640.80.06116.8s2.52s 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 期辽宁工程技术大学机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号王晶晶产品名称零件名称拨叉共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸1163226.3每毛坯件数2每 台 件 数2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 准终 单件1粗铣拨叉头两端面粗铣两端面至23、Ra6.3um立式铣床X5012高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具9.42s2钻、粗铰、精铰8孔钻、粗铰、精铰8孔至88.064、Ra0.8um立式钻床Z535麻花钻、铰刀、卡尺、塞规、专用夹具98.54s3粗铣、半精铣、精铣拨叉脚两端面粗铣、半精铣、精铣拨叉脚两端面至9、Ra1.25um卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具115.2s4钻、扩孔钻、粗铰、精铰26孔钻、扩孔钻、粗铰、精铰26孔至2626.013、Ra0.8um立式钻床Z535麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规专用夹具75.35s5车倒角全部倒角为C2卧式车床CA6140车刀、游标卡尺、专用夹具6钻、攻螺纹5孔钻、攻螺纹5孔至55.008T6、Ra0.8um四面组合钻床麻花钻、丝锥、游标卡尺、塞规、专用夹具24.64s7去毛刺钳工台平锉8中检塞规、百分表、卡尺等9热处理调质处理HB220250调质炉10切断26的叉口立式铣床X5012宽为3的切断刀、卡尺、专用夹具11校正拨叉脚钳工台手锤12清洗清洗机13终检塞规、百分表、卡尺等 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 辽宁工程技术大学课程设计 第 23 页 共 23 页1.零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的用途 该拨叉应用在某拖拉机变速箱的换挡机构中。拨叉头以26mm孔套在变速叉轴上，并用螺钉经5mm孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵孔带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。两个零件铸在一起，加工时分开。1.2分析零件的技术要求该拨叉的全部技术要求列如下表:加工表面尺寸及偏差(mm)公差及等级精度表面粗糙度Ra(m)形位公差(mm)拨叉头两端面23IT116.30.05A拨叉脚两端面9IT71.250.05A拨叉脚内表面26IT60.88孔8IT70.85孔5 IT70.8该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚内表面、叉轴孔8（H7）、螺纹孔5（H7）和拨叉脚两端面，在设计工艺规程时应重点予以保证。1.3审查拨叉的工艺性分析零件图可知，拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；8孔和5螺纹孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚内表面、拨叉脚两端面、变速叉轴孔8和孔5）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削的粗加工就可以达到加工要求；而主要加工表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。1.3.1以8为中心的加工表面这一组加工表面包括：8 的孔，粗糙度要求是0.8，以及其上下两个端面，5孔的端面是一个有一定角度的斜面，内表面的粗糙度要求是0.8。1.3.2以26为中心的加工表面这一组加工表面包括：26的孔，以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求,即26 的孔上下两个端面与8 的孔有垂直度要求为0.05 mm。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 1.4确定拨叉的生产类型由于零件的产量为20件，因此确定该拨叉生产类型为单件小批量生产。2.确定毛坯2.1确定毛坯的种类和制造方法根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为HT200，采用铸造。根据机械加工工艺师手册（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得知小批量生产的铸造方法为砂型铸造。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2-2可确定小批量生产或单件生产的毛坯铸件的公差等级CT为1315，选用13级。根据毛坯的制造方法和铸件材料由表2-5可知毛坯要求的机械加工余量等级为FH，选用H。根据最终机械加工后铸件的最大轮廓尺寸和机械加工余量等级由表2-4可知要求的铸件机械加工余量RMA为1。由表2-3可分别确定毛坯铸件中的各加工表面的尺寸公差CT的值：拨叉脚内表面CT=7、拨叉脚两端面CT=2、拨叉头两端面CT=4.6、变速叉轴孔8CT=2.8和螺纹孔5CT=2.8。拨叉脚内表面26，由公式（2-2）可得铸件毛坯的基本尺寸R=F-2RMA-CT/2=26-21-7/2=20.5，故基本尺寸可标注为20.51.75。由于拨叉头两端面的厚度2325，故将毛坯铸件的公差等级精一级，为12级。其余与上同理可得毛坯拨叉头两端面厚度的基本尺寸为26.31.15。同理得毛坯拨叉脚两端面厚度的基本尺寸为110.5，毛坯变速叉轴孔的基本尺寸为5.60.7，纹孔5的毛坯的基本尺寸为1.60.7。 3.工艺规程设计3.1基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。3.1.1精基准的选择 根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头上端面和叉轴孔8作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。叉轴孔8的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两端面和孔5，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用拨叉头上端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作为设计基准；另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工终产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选用拨叉头上端面作精基准，夹紧可作用在拨叉头的下端面上，加紧稳定可靠。3.1.2粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。该拨叉选择变速叉轴孔8的外圆面和拨叉头下端面作粗基准。采用8外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头下端面作粗基准加工上端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.2.1. 工艺路线方案一工序：粗铣拨叉头的上、下表面。利用20外圆定位，以上下两个表面互为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序：钻、粗铰、精铰8孔。以20外圆和其下端面为粗基准，选用Z535立式钻床加专用夹具。工序：粗铣、半精铣、精铣26的上、下端面。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用卧式双面铣床和专用夹具。工序：钻、扩孔钻、粗铰、精铰的叉口的内圆面。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用四面组合钻床和专用夹具。工序：车倒角。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用CA6140卧式车床加专用夹具。工序：钻、攻螺纹5孔，以8的孔定位，选用四面组合钻床加专用夹具。工序：切断26的叉口，用宽为3的切断刀，选用X5012立式铣床加专用夹具。工序：工序检验。3.2.2.工艺路线方案二工序：切断26的叉口，用宽为3的切断刀，选用X5012立式铣床加专用夹具。工序：粗铣拨叉头的上、下表面。利用20外圆定位，以上下两个表面互为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序：粗铣、半精铣、精铣26的上、下端面。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用卧式双面铣床和专用夹具。工序：钻、粗铰、精铰8孔。以20外圆和其下端面为粗基准，选用Z535立式钻床加专用夹具。工序：粗铣、半精铣、精铣的叉口的内圆面。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序：车倒角。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用CA6140卧式车床加专用夹具。工序：钻、攻螺纹5孔，以8的孔定位，选用四面组合钻床加专用夹具。工序：工序检验。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡片”。以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在8的孔、5孔和26的内表面与端面加工要求上,以上几者之间具有位置精度要求。图样规定：先钻mm的孔。由此可以看出：先钻8的孔，再由它定位加工26的内圆面及端面，保证8的孔与26的叉口的端面相垂直。因此，加工以钻8的孔为准。为了在加工时的装夹方便，因此将切断放在最后比较合适。为了避免造成一定的加工误差；通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。具体方案如下：工序：粗铣拨叉头的上、下表面。利用20外圆定位，以上下两个表面互为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序：钻、粗铰、精铰8孔。以20外圆和其下端面为粗基准，选用Z535立式钻床加专用夹具。工序：粗铣、半精铣、精铣26的上、下端面。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序：钻、扩孔钻、粗铰、精铰的叉口的内圆面。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序：车倒角。利用8的孔定位，以两个面作为基准，选用CA6140卧式车床加专用夹具。工序：钻、攻螺纹5孔，以8的孔定位，选用X5012立式铣床加专用夹具。工序：切断26的叉口，用宽为3的切断刀，选用X5012立式铣床加专用夹具。工序：工序检验。3.3确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差3.3.1粗铣拨叉头的上下表面的加工余量及公差因为拨叉头上下端面的粗糙度为6.3，所以粗铣一次即可。该孔的精度要求在IT7IT8，选用IT7。毛坯铸件的公差值T=4.6。加工过程为： 以拨叉头下端面定位，粗铣上端面，保证工序尺寸P1； 以拨叉头上端面定位，粗铣下端面，保证工序尺寸P2，达到零件图设计尺寸D的要求，D=23参照机械制造技术基础课程设计指导书表2-39和表2-40确定工序尺寸及余量为：毛坯26.31.15 公差值T=4.6 mm 粗铣23mm 2Z=3.3 公差值T=0.021mm3.3.2钻8的孔加工余量及公差该孔的粗糙度为0.8，精度要求在IT7IT8，选用IT7。参照机械制造技术基础课程设计指导书表2-28、2-39和表2-40确定工序尺寸及余量为：查表2-2，小批量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为1315级，选用11级。MA为H。毛坯5.60.7 mm 公差值T=1.4mm 钻孔7.8mm 2Z=2.2mm T=0.15 粗铰7.96mm 2Z=0.16mm T=0.09 精铰8mm 2Z=0.04mm T=0.064 3.3.3铣26的上下端面的加工余量及公差因为26的上下端面得粗糙度要求为1.25，因此要粗铣、半精铣，再精铣。参照机械制造技术基础课程设计指导书表2-39和表2-40确定工序尺寸及余量为：查表2-2，小批量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为1315级，由于基本尺寸原因选用10级。MA为H。毛坯上下端面尺寸的基本尺寸为110.5 mm粗铣26的上、下端面的工序尺寸为10mm 2Z=1.0 T=0.022半精铣26上、下端面的工序尺寸为9.4 mm 2Z=0.6 T=0.015精铣26上、下端面的工序尺寸为9 mm 2Z=0.4 T=0.0153.3.4钻26的叉口的内圆面的加工余量及公差因为26的叉口的内表面的粗糙度要求为0.8，因此要钻、扩孔钻、粗铰和精铰。参照机械制造技术基础课程设计指导书表2-28、2-39和表2-40确定工序尺寸及余量为：查表2-2，小批量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为1315级，由于基本尺寸原因选用12级。MA为H。毛坯20.51.75，CT12 钻24， T=0.21mm扩孔钻25.8， 2Z=1.8mm T=0.13mm粗铰25.94， 2Z=0.14mm T=0.033 mm精铰26， 2Z=0.06mm T=0.021 mm3.3.5钻、攻螺纹5孔的加工余量及公差因为5螺纹孔的内表面的粗糙度要求为0.8，要钻孔、扩孔和攻螺纹。参照机械制造技术基础课程设计指导书表2-28、2-39和表2-40确定工序尺寸及余量为：查表2-2，小批量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为1315级，由于基本尺寸原因选用11级。由表1-10螺纹公差带为7H。毛坯1.6mm T=1.4 mm 钻孔2.7mm 2Z=1.1 mm T=0.074 mm 钻扩孔4.5mm 2Z=1.8 mm T=0.018mm 攻螺纹5mm 2Z=0.5 mm T=0.012mm 3.3.6切断26的叉口3.4切削用量的计算3.4.1工序：粗铣拨叉头的上下表面该工序分两个工步，工步1是以拨叉头下表面定位，粗铣上表面；工步2是以拨叉头上表面定位，粗铣下表面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度v、进给量f和背吃刀量是一样的。背吃刀量的确定 由上可知粗铣前毛坯拨叉头上下表面的基本尺寸为26.3 mm，由于上下表面的粗糙度相同，因此粗铣工位的背吃刀量为（26.3-23）/2=1.65 mm。进给量的选择 由表5-7（机械制造技术基础课程设计指导），按机床功率为5KW、工件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0. 2/z。铣削速度的计算 由表5-9，按镶齿铣刀、d/z=80/10的条件选取，铣削速度v可取为49m/min。由公式（5-1）可求得该工序铣刀转速，n=100049m/min/3.1480=195.06r/min，参照表4-15所列X5012型立式铣床的主轴转速，取转速n=188r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际铣削速度3.4.2工序：钻、粗铰、精铰8孔加工条件 工件材料：灰铸铁HT200加工要求：钻8的孔，其表面粗糙度值为Ra=0.8m；先钻7.8的孔，然后粗铰7.96的孔，再精铰8孔。 机床：Z535立式钻床。计算切削用量 1）钻孔工步背吃刀量的确定 取2.2。进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1/r。切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为铸铁，硬度为200241的条件选取，切削速度v可取为15 m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速n=612.4 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=750r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度2）粗铰工步背吃刀量的确定 取0.16。进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.5/r。切削速度的计算 由表5-31，按工件材料为铸铁，加工孔径为610的条件选取，切削速度v可取为3 m/min。由公式（5-1）可求得该工序铰刀转速n=120 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度3)精铰工步背吃刀量的确定 取0.04。进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.3/r。切削速度的计算 由表5-31，按工件材料为铸铁，加工孔径为610的条件选取，切削速度v可取为5 m/min。由公式（5-1）可求得该工序铰刀转速n=199 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=275r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度3.4.3工序：粗铣、半精铣、精铣26的上下端面该工序分三个工步，工步1是利用8的孔定位，以两个面作为基准，粗铣上下端面；工步2是利用8的孔定位，以两个面作为基准，半精铣上下端面；工步3是利用8的孔定位，以两个面作为基准，精铣上下端面。由于上下端面是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度v、进给量f和背吃刀量是一样的。1）粗铣工步背吃刀量的确定 由上可知粗铣前毛坯26叉口的上下表面的基本尺寸为11 mm，由于上下表面的粗糙度相同，因此粗铣工位的背吃刀量取1.0mm。进给量的选择 由表5-7（机械制造技术基础课程设计指导），按机床功率为5KW、工件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.2/z。铣削速度的计算 由表5-9，按镶齿铣刀、d/z=80/10的条件选取，铣削速度v可取为40m/min。由公式（5-1）可求得该工序铣刀转速，n=100040m/min/3.1480=159.2r/min，参照表4-15所列X5012型立式铣床的主轴转速，取转速n=188r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际铣削速度2）半精铣工步背吃刀量的确定 半精铣工位的背吃刀量取0.6mm。进给量的选择 由表5-7，按机床功率为5KW、工件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.12/z。铣削速度的计算 由表5-9，按镶齿铣刀、d/z=80/10的条件选取，铣削速度v可取为49m/min。由公式（5-1）可求得该工序铣刀转速，n=100049m/min/3.1480=159.2r/min，参照表4-15所列X5012型立式铣床的主轴转速，取转速n=188r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际铣削速度3）精铣工步背吃刀量的确定 半精铣工位的背吃刀量取0.4mm。进给量的选择 由表5-7（机械制造技术基础课程设计指导），按机床功率为5KW、工件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.08/z。铣削速度的计算 由表5-9，按镶齿铣刀、d/z=80/10的条件选取，铣削速度v可取为57.6m/min。由公式（5-1）可求得该工序铣刀转速，n=100057.6m/min/3.1480=229.3r/min，参照表4-15所列X5012型立式铣床的主轴转速，取转速n=263r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际铣削速度3.4.4.工序：钻、扩孔钻、粗铰、精铰26的叉口加工条件 工件材料：灰铸铁HT200；要求：钻26的孔，其表面粗糙度值为Ra=0.8m；由表2-28可知：先钻24的孔，然后扩孔钻25.8的孔，再粗铰25.94的孔和精铰26的孔；机床：Z535立式钻床。计算切削用量1）钻孔工步背吃刀量的确定 取3.5。进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.25/r。切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为铸铁，硬度为200241的条件选取，切削速度v可取为12 m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速n=159.2 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度2）扩孔钻工步背吃刀量的确定 取1.8。进给量的确定 由表5-23，按工件材料为铸铁，硬度按200HBS，加工孔径取为25的条件选取，并按组数据选取该工步的每转进给量f=0.55/r。切削速度的计算 由表5-31，按工件材料为铸铁，硬度为200241的条件选取，切削速度v可取为16m/min。由公式（5-1）可求得该工序铰刀转速n=197.5 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度3）粗铰工步背吃刀量的确定 取0.14。进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=1.5/r。切削速度的计算 由表5-31，按工件材料为铸铁，加工孔径为1540的条件选取，切削速度v可取为3 m/min。由公式（5-1）可求得该工序铰刀转速n=36.83 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=68r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度4）精铰工步背吃刀量的确定 取0.06。进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8/r。切削速度的计算 由表5-31，按工件材料为铸铁，加工孔径为1540的条件选取，切削速度v可取为5 m/min。由公式（5-1）可求得该工序铰刀转速n=61.24 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=100r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度3.4.5工序：钻、攻螺纹5的孔该工序分两个工步，工步1是利用8的孔定位，钻4.5的孔；工步2是利用8的孔定位，攻螺纹5的孔。1）钻孔工步背吃刀量的确定 为1.8。进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.05/r。切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为铸铁，硬度为200241的条件选取，切削速度v可取为10 m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速n=707.7 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=750r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度2）攻螺纹工步背吃刀量的确定 为0.5。进给量的确定 由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距，根据表2-39可知普通细牙螺纹的螺距为0.5/r，因此f=0.5/r。切削速度的计算 由表5-37，查得攻螺纹的切削速度v=510 m/min，故暂取v=5 m/min。由公式（5-1）可求得该工位的主轴转速n=318.47 r/min，参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=400r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度3.4.6工序：切断26的叉口3.4.7.工序：检验3.5时间定额的计算由于时间定额计算过程较长，在这里只写出夹具设计工序的单间时间，其余各工序的单件时间过程将在草稿上完成，并会将数据结果填写在机械加工工艺过程卡片上。工序钻、扩孔钻、粗铰、精铰26的叉口3.5.1基本时间（1）钻孔工步 根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式求得。式中=9；=13，取=1；经公式计算=9.8；f=0.25/r；n=195r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间=（99.81）/（0.25/r195r/min）0.41min=24.6s。（2）扩孔钻工步同上，根据表5-41可由公式求得该工步的基本时间。式中=9；=13，取=1；经公式计算=1.7；f=0.55/r；n=195r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间=（91.71）/（0.55/r195r/min）0.11min=6.6s。（3）粗铰工步根据表5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式求得该工步的基本时间。式中、由表5-42按=15、=（D-d）/2=0.07的条件查得=0.37；=15；而=9；f=1.5/r；n=68r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间=（90.3715）/（1.5/r68r/min）0.24min=14.4s。（4）精铰工步同上，根据表5-41可由公式求得该工步的基本时间。、由表5-42按=15、=（D-d）/2=0.03的条件查得=0.19；=13；而=9；f=0.8/r；n=100r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间=（90.1913）/（0.8/r100r/min）0.28min=16.8s。3.5.2辅助时间根据课程设计指导书第五章第二节所述，辅助时间与基本时间之间的关系为=（0.150.2），暂取=0.15，则本工序的辅助时间为：钻孔工步的辅助时间：=0.1524.6s=3.69s扩孔钻工步的辅助时间：=0.156.6s=0.99s粗铰工步的辅助时间：=0.1514.4s=2.16s精铰工步的辅助时间：=0.1516.8s=2.52s3.5.3其他时间除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，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。在此将准备与终结时间忽略不计；取布置工作地时间是作业时间的3，取休息与生理需要时间是作业时间的2，工序其他时间（）可按关系式（32）（）计算，则钻孔工步的其他时间： =5（24.6s3.69s）=1.41s扩孔钻工步的其他时间： =5（6.6s0.99s）=0.38s粗铰工步的其他时间： =5（14.4s2.16s）=0.83s精铰工步的其他时间： =5（16.8s2.52s）=0.97s3.5.4单件时间钻孔工步=24.6s3.69s1.41s=29.7s扩孔钻工步=6.6s0.99s0.38s =7.97s粗铰工步=14.4s2.16s0.83s =17.39s精铰工步=16.8s2.52s0.97s =20.29s因此，本工序的单件时间=29.7s7.97s17.39s20.29s=75.35s4夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。根据老师给定的题目，并设计工序4钻、扩孔钻、粗铰、精铰26孔的专用夹具。本专用夹具将用于Z535立式钻床的加工。刀具为麻花钻、扩孔钻、铰刀，制造夹具体毛坯的材料为HT200。通过铸造得到。4.1问题的提出本夹具主要用来工序4钻、扩孔钻、粗铰、精铰26孔。由于工步较多，工艺要求相对较高，加工相对复杂。本夹具的设计工程中应主要考虑如何定位，使用六点定位原理限制六个自由度。同时由于加工过程中受力较大，受力方向较多，还应考虑如何才能实现很好的夹紧，以便进行相应的机械加工。其次还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。本专用夹具将用于Z53
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