某某夹具毕业设计论文.doc

大学学士学位论文（摘要+目录+正文+参考文献+致谢+附录）供参考某某夹具毕业设计论文目 录1 绪论12 拨叉的分析3 2.1拨叉的作用3 2.2拨叉的工艺分析4 2.3拨叉的工艺要求4 2.4毛坯的选择63机械加工工艺规程设计6 3.1加工工艺过程的拟定6 3.1.1加工阶段的划分6 3.1.2工序先后顺序的安排6 3.1.3拨叉零件的加工工艺分析7 3.2确定各表面加工方案7 3.2.1选择加工方法时，需考虑的因素8 3.2.2面的加工8 3.2.3 孔的加工8 3.2.4槽的加工9 3.3确定定位基准9 3.3.1粗基准的选择9 3.3.2精基准选择的原则10 3.4工艺路线的拟定11 3.4.1加工阶段的划分11 3.4.2工序的合理组合12 3.4.3工序的集中与分散13 3.4.4加工工艺路线方案的比较14 3.5拨叉偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定17 3.5.1毛坯的结构工艺要求17 3.5.2拨叉的偏差计算17 3.6确定切削用量及基本工时(机动时间)19 3.7 时间定额计算及生产安排27 3.7.1铣侧面27 3.7.2钻预制孔28 3.7.3 拉25H7内花键28 3.7.4 粗、精铣18H8底槽28 3.7.5粗、精铣上端面30 3.7.6钻、攻2-M8螺纹孔304.铣槽夹具设计32 4.1机床夹具的基本概念32 4.1.1机床夹具按夹具使用特点的分类32 4.1.2机床夹具在机械加工中的作用32 4.2铣槽夹具设计33 4.3定位基准的选择34 4.4夹具方案的设计选择34 4.5切削力及夹紧力分析计算35 4.6误差分析与计算37 4.7夹具设计及操作的简要说明38 4.8铣槽夹具整体装配爆炸零件图385花键孔25H7拉刀设计及Proe 仿真39 5.1 拉刀的结构参数39 5.1.1拉削特点39 5.1.2拉刀类型选择39 5.1.3拉刀材料的选择40 5.1.4拉床类型的选择40 5.2 拉刀切削部分的设计40 5.2.1拉削方式的选择40 5.2.2齿型的确定41 5.2.3拉削余量的确定41 5.2.4刀齿几何参数选择41 5.2.5确定齿升量fz ;42 5.2.6确定齿距p及同时工作齿数Z。42 5.2.7确定容屑槽形状和尺寸42 5.2.8设计分屑槽43 5.2.9确定拉刀齿数和直径44 5.3 拉刀其他部分设计46 5.3.1拉刀柄部设计46 5.3.2颈部与过渡锥部设计47 5.3.3前导部、后导部设计47 5.3.4拉刀总长度48 5.3.5拉刀整体结构CAD图50 5.4拉刀强度及拉床拉力校验50 5.4.1拉削力50 5.4.2拉力强度校验50 5.4.3拉床拉力校验516.结论52参考文献54致谢56附录57821 绪论夹具是工艺装备的主要组成部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，各企业迫切需要提高夹具设计的效率夹具设计作为高等工科院校教学的基本训练科目，在毕业设计中占极其重要的位置。夹具结构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用，而机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。因此，选择拨叉的夹具设计能很好的综合考查我们大学四年来所学专业知识，能够将理论与实践相结合，是对专业知识的综合训练，为以后更好地适应工作岗位打下坚实基础。本次所选拨叉的加工工艺分析及夹具设计内容主要包括：拨叉加工工艺路线方案的确定，夹具方案的优选，夹具装配图、零件图的绘制，铣床夹具、拉刀设计以及Proe仿真、设计说明书的编写等。机械制造工业是为现代化建设提供各种机械装备的部门，在国民经济的发展中具有十分重要的地位。机械制造工业的发展规模和水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志。刀具行业是一个比较特殊的行业，肩负着为制造业提供关键设备、数控刀具的重任，制造业的水平如何往往会受刀具行业整体水平的较大影响，而制造业的发展也会促进刀具行业的发展，两者可以说是相互影响相互制约，随着制造业的持续发展，为制造业提供关键装备的刀具行业必将快速、稳步发展，面对日益增多的难加工材料，刀具行业必须在改进原有的刀具材料、研发新的刀具材料及寻找更合理的刀具结构方面不断改进，以解决制造业面临的越来越多的加工难题。当前，切削技术快速发展，已经进入了现代切削技术新阶段，刀具材料、刀具结构均取得了全面的进步，加工效率也在成倍提高。同时，切削技术和刀具也成为制造业开发新产品和新工艺、应用新材料的基础工艺和简历创新体系的关键技术。本次设计的拉刀常用于加工高精度零件，所以在设计拉刀时要确保各个参数的正确性，为了保证在拉削过程中的高精度，拉刀材料的选择也是设计拉刀的重点，既要保证拉刀的寿命，也要保证拉刀的成本，加工难度小。毕业设计是本专业培养我们的最后一个综合性的实践教学环节，通过完成一定的生成设计或科研试制任务，获得运用基本理论的工程技术训练达到综合素质和能力的提高。其目的的培养我们独立分析和处理专业问题的能力。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给于指教。2 拨叉的分析2.1拨叉的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉零件，它位于车床变速操纵机构中，主要起换挡，改变车床滑移齿轮的位置，实现变速，获得所需的速度和扭矩的作用。拨叉头孔套在变速叉轴上。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，变换操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨插脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动一改变档位，从而改变速度。该拨叉在改换档位时要承受很大的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和刚度以及韧性，以适应拨叉的工作条件。1-拨叉；2-曲柄；3-凸轮；4-轴；5-杠杆；6-轴；7-螺钉图2.1 拨叉应用于机床变速机构中2.2拨叉的工艺分析拨叉是应用在变速箱的换档机构中的一个很重要的零件，该拨叉零件尺寸比较小，结构形状较复杂，为实现换档变速的功能，其内花键与变速叉轴有配合要求，其加工内花键的精度要求较高，此外上端面加工精度要求也较高，其底槽侧面与花键孔中心轴有垂直度公差要求，上端面与花键孔轴线有平行度要求。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工时非常关键和重要的。图2.2 拨叉零件图2.3拨叉的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求，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，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量小，而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的，设计者要考虑加工工艺问题，工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。其加工有五组加工：铣侧面；拉25H7内花键孔；粗精铣上端面；粗精铣18H8底槽；钻、较2-M8通孔，并攻丝。1、侧面的加工主要是为了后续工序中能有更好的定位面，确保后续加工所要求的精度，粗超度在6.3即可。2、以22为主要加工面，拉内花键槽25H7，槽数为6个，其粗超度要求是底边Ra=1.6，侧边Ra=3.2, 22内孔粗超度Ra=6.3。3、粗精铣上端面，表面粗超度要求为Ra=3.2。4、粗精铣18H8底槽，该槽的表面粗超度要求是两槽边Ra=3.2，槽底的表面粗超度要求是Ra=6.3.5、钻并攻丝2-M8，保证两螺纹孔中心距为25mm。图2.3 拨叉三维实体模型2.4毛坯的选择拨叉毛坯选择金属型浇注，零件毛坯结构紧密，能承受较大压力。因为生产效率很高，所以可以免去每次造型。工件尺寸较小单边余量一般在12mm，结构细密，能承受较大的压力，占用生产面积较小，因其年产量是5000件，查参考文献【5】表2.1-3,机械加工生产类型为中批量生产。3 机械加工工艺规程设计3.1加工工艺过程的拟定3.1.1加工阶段的划分1、零件的机加工过程最多划分四个加工阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整或超精加工阶段。2、机构阶段的划分，依据零件的技术要求、结构形状、尺寸大小、刚性好坏和重量、生产类型等而定。刚性差或重量大的零件因不便搬运而仅划分少的加工阶段，甚至不划分加工阶段。3.1.2工序先后顺序的安排1、安排切削加工顺序的原则：（1）先粗后精 各表面的加工工序按照由粗到精的加工阶段交叉进行；（2）先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，将次要表面（如键槽、紧固用的光孔和螺纹底孔等）的加工穿插进行；（3）先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工主要表面、定位基准平面和孔的端面，然后加工孔；（4）基准先行 优先考虑精基准面的加工，按基面转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基准面和主要加工表面的加工。在安排加工顺序时，还要注意退刀槽、倒角、去毛刺等工序的安排。2、热处理及表面处理工序的安排热处理工序的安排，主要决定于零件的材料与热处理的要求，通常有以下几种情况：（1）改善加工性能和金属组织的热处理 如退火和正火应安排在机械加工之前进行。对含碳量超过0.5%的碳钢用退火来降低其硬度；对于含碳量小于0.5%的碳钢，一般用正火改善材料的切削性能。（2）消除内应力的热处理 如人工时效、退火等，一般安排在粗加工后，精加工前进行。对精度要求很高的精密丝杠、主轴等零件，应安排多次时效处理。对于结构复杂的铸件，如机床床身、立柱等，则在粗加工前后都要进行时效处理。（3） 提高零件表面硬度的热处理（4）提高零件的抗腐蚀能力、耐磨性和导电等的表面处理 如表面发蓝处理、表面镀层处理，一般安排在机械加工完毕之后进行。3.1.3拨叉零件的加工工艺分析该拨叉零件需要加工的主要加工表面是平面、内花键和槽系，一般来说，保证平面的加工精度要比保证内花键的加工精度容易。因此，该拨叉零件加工过程中的主要问题是保证内花键的尺寸精度及位置精度，处理好内花键和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。保证内花键高精度是本次设计的重点、难点。3.2确定各表面加工方案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，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足内花键加工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，还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。3.2.1选择加工方法时，需考虑的因素1、根据各加工表面技术要求，选择加工方法及分几次加工；2、零件材料及热处理要求；3、考虑加工方法能够达到的经济精度和经济粗超度；4、考虑工厂或车间的实际生产条件以及国内外新技术、新工艺等；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。3.2.2面的加工侧面的加工主要是为后续加工做准备，因此，在选择加工方法上可以选用一次性铣面，表面粗糙度Ra=6.3，上端面的查参考文献【5】表2.1-12可以确定，上端面的加工方案为：粗铣精铣（IT7IT9）,粗糙度为Ra=6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。3.2.3 孔的加工1、加工内花键前的预制孔22H12加工查参考文献【5】表2.3-47，由于预制孔的精度为H12，确定预制孔的加工方案为：一次钻孔，由于在拉削过程中才能保证预制孔表面精度，所以，在加工内花键前预制孔的精度可适当降低。2、内花键的加工通过拉刀实现花键的加工，由于拉削的精度高，所以能满足花键表面粗糙度，同时也能保证预制孔表面精度。3、2xM8螺纹孔的加工加工方案为：钻孔，攻丝。3.2.4槽的加工查参考文献【5】表2.1-12，可以确定槽的加工方案为：粗铣然后精铣（IT7IT9），粗糙度为Ra=6.30.8，设计要求为6.3和3.2，因此，粗铣时精度可适当降低。3.3确定定位基准3.3.1粗基准的选择当零件上某一不加工面与加工面之间有距离或相互位置度要求时，可选用该不加工面为粗基准。粗基准的选择应保证能合理分配各加工表面的加工余量：1、粗基准的选择应以不加工表面为粗基准。如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应该以不加工表面作为粗基准。如果有很多不加工表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。2、选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀的去掉较小的余量，使表层保留细致的组织，以增加耐磨性。3、应选择加工余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工面有足够加工余量。4、应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经粗加工。5、粗基准应避免重复使用，以免产生较大的位置误差。要从保证孔与孔、孔与面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位，从零件图分析可知，选择加工拨叉底面的装夹定位面作为拨叉加工粗基准。3.3.2精基准选择的原则1、基准重合原则，选择加工表面的设计基准为其定位基准，以便直接获得加工表面的设计要求（加工表面与设计基准间的距离、相互位置精度）、减少基准不重合带来的定位误差。2、基准统一原则，在多数工序中选用同一组基准定位，便于夹具的设计制造。3、互为基准的原则。两个重要的加工面互为定位基准反复加工，以满足其较高的相互位置精度和较小且均匀的加工余量。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，在以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。4、自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身作为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床磨外圆等，都是自为基准。此外，还应该选择工件上精度高，尺寸较大的表面为基准，以保证定位稳定可靠。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、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位，从拨叉零件图分析可知，它的25H7内花键槽，适于作为精基准使用，选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹简单。3.4工艺路线的拟定拟定加工工艺路线是工艺规程设计中的关键性工作，其不仅影响加工质量和加工效率，还影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等；其主要任务是解决表面加工方法的选择、加工顺序的安排以及整个工艺过程中工序的数量。拨叉加工的第一个工序是加工统一的基准。具体安排是：先加工预制孔，再加工花键槽，最后以花键槽定位粗、精加工拨叉上端面和底槽及M8螺纹孔，后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。3.4.1加工阶段的划分对于加工质量要求较高或比较复杂的零件，整个工艺路线常划分为几个阶段来进行:1、粗加工阶段 粗加工的主要任务是切除各加工表面的大部分加工余量，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，其关键问题是提高生产率。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra=80100um。2、半精加工阶段半精加工阶段任务是减少粗加工留下的误差，为主要表面的精加工做好准备（控制精度和适当余量），并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻螺纹、铣键槽等）。半精加工的公差等级为TT9TT10。表面粗糙度为 Ra=101.25um。3、精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保证零件的形状位置几精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面达到图纸要求，另外精加工工序安排在最后，可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度.精加工的加工精度一般TT6TT7，表面粗糙度为Ra=101.25um。 4、光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为Ra=1.250.32um此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。3.4.2工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则:1、工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。2、工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率，采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在8090的含0.4%1.1%苏打及0.25% 0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部基本无杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留物。3.4.3工序的集中与分散确定了加工方法和划分加工阶段以后，需将加工表面的全部加工内容，按不同加工阶段组合成若干个工序，拟定的整个加工路线，组合工序时有工序集中或工序分散两种方式。1、工序分散工序分散就是将零件的加工内容分散到很多工序内完成，其特点是：（1） 由于每台机床完成的工序简单，可采用结构简单的高效单一功能的机床，工艺装备简单、调整容易，易于平衡工序时间，组织流水生产；（2） 生产准备工作量少，容易适应生产的转换，对操作工人技术要求低；（3） 有利于采用最合理的切削用量，减少机动时间；（4） 设备数目多，操作工人多，生产面积大，物料运输路线长。2、工序集中工序集中就是将零件的加工内容集中在少数几道工序中完成，其特点是：（1）有利于采用高效的专用设备和工艺装备，可大大提高劳动生产率；（2）工序少，减少了机床数量，操作工人人数和生产面积，简化了生产计划管理；（3）工件装夹次数减少，缩短力辅助时间，由于在一次装夹中加工较多的表面，容易保证它们的相互位置精度；（4）设备和工艺装备复杂，生产准备工作量和投资都较大，调整、维修费时费事，故转换新产品比较困难。工序集中与分散各有优缺点，在制定工艺路线时应根据生产类型，零件的结构特点及工厂现有设备等灵活处理。一般情况下，单件小批量生产能简化生产作业计划和组织工作，常采用工序集中，成批生产和大批生产中，多采用工序分散，也可采用工序集中。从生产发展来看，尤其是柔性加工技术的使用，一般趋于工序集中方式组织生产。3.4.4加工工艺路线方案的比较拟订两个加工工艺路线方案。方案、主要区别在于在加工上端面及以下工序时，所选定位基准不同。表3.1加工工艺路线方案比较表工序号方案方案工序内容定位基准工序内容定位基准010铣左侧面右侧面和上侧面铣左侧面右侧面和上侧面020钻预制孔底面和侧面钻预制孔底面和侧面030粗、精铣上端面已加工预制孔和侧面拉内花键25H7已加工预制孔和侧面040粗、精铣18H8底槽已加工预制孔和侧面粗、精铣18H8底槽内花键和侧面050钻2-M8通孔、攻丝已加工预制孔和侧面粗、精铣上端面内花键和侧面060拉内花键25H7已加工预制孔和侧面钻2-M8通孔、攻丝内花键和侧面070去毛刺、清洗去毛刺、清洗080检验检验方案选用预制孔为主要定位基准，方案选用花键作主要定位基准，很显然选用内花键做定位基准更符合设计要求，因为其表面精度更高，且和某些需加工面有位置精度要求。由以上分析，方案II为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程见表3.2。表3.2加工工艺过程表工序号工种工作内容说明010铸造金属型浇注铸件毛坯尺寸：长：80mm宽：40mm高75mm预制孔、底槽不铸出020热处理退火030铣铣侧面专用铣夹具装夹：卧式铣床（X62W）040钻钻预制孔22H12专用夹具装夹：轻型圆柱立式钻床（ZQ5035）050拉拉内花键25H7专用夹具装夹：卧式拉床（L6120）060铣铣底槽18H8，深35mm专用夹具装夹：卧式铣床（X62W）070铣粗、精铣上端面专用夹具装夹：立式铣床（X62W）080钻、攻丝钻通孔6.7mm攻M8螺纹专用夹具装夹：摇臂钻床（Z3025）090去毛刺、清洗100检查入库3.5拨叉偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定拨叉其材料是HT200，采用的是金属型铸造，生产类型为中批量生产。3.5.1毛坯的结构工艺要求1、拨叉为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求:（1） 铸件的壁厚应合适、均匀，不得有突然变化；（2） 铸造圆角要适当，的得有尖棱、尖角；（3） 铸件的结构要尽量简化；（4） 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹；（5） 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。2、设计毛坯形状、尺寸还应考虑到:（1） 各加工面的几何形状应尽量简单； （2） 工艺基准以设计基准相一致； （3） 便于装夹、加工和检查； （4） 结构要统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。3.5.2拨叉的偏差计算1、侧面加工的偏差及加工余量计算本次加工面用于以后加工中的定位面，一次性铣削到尺寸80mm，查参考文献【12】表1-25，得侧面加工上下偏差为0.3mm。2、预制孔及花键孔的偏差及加工余量计算加工预制孔时，由于铸造是没铸出，且为一次钻出，通过拉削后保证花键尺寸25H7mm，预制孔尺寸22H12mm，查参考文献【5】表2.3-54，得花键拉削余量为0.70.8mm，取0.8mm,即预制孔加工到21.2mm，一次拉削到设计要求， 3、拨叉上端面的偏差及加工余量计算 根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照参考文献【5】表3.2-23。其余量值规定为2.7 3.4mm，现取3.Omm。精铣:参照参考文献【5】表2.3-59，其余量值规定为1mm。 铸造毛坯的基本尺寸为72+3.0+1=76mm。根据参考文献【5】表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用TT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为1.1mm。毛坯的名义尺寸为: 72+3.0+1=76mm。毛坯最小尺寸为: 76-0.55=75.45mm。毛坯最大尺寸为 :76+0.55=76.55mm 粗铣后最大尺寸为: 72+1=73mm 粗铣后最小尺寸为: 73-0.28=72.72mm 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即保证尺寸72mm，表面与花键轴的平行度公差为O.lmm。4、18H8 (180+0.018)槽偏差及加工余量:铸造时槽没铸出，参照参考文献【8】表21-5，得粗铣其槽边双边机加工余量2Z=2.Omm.槽深机加工余量为2.0mm，再由参照参考文献【3】表21-5的刀具选择可得其极限偏差:粗加工为180+0.110，精加工为180+0.013。 粗铣两边工序尺寸为:18-2=16mm;粗铣后毛坯最大尺寸为:16+0.11=16.llmm;粗铣后毛坯最小尺寸为:16+0=16mm ; 粗铣槽底工序尺寸为:33mm;精铣两边工序尺寸为:180+0.013，己达到其加工要求: 180+0.018。5、2-M8螺纹偏差及加工余量:参照参考文献【5】表2.2-2、表2.2-25、表2.3-13和参考文献【12】表1-8，可以查得:钻孔的精度等级:IT =12，表面粗糙度Ra =12.5um，尺寸偏差是O.15mm查参考文献【5】表2.3-47，表2.3-48、表2.3-71。确定工序尺寸及加工余量为：加工该组孔的工艺是:钻孔攻丝钻孔:6.7mm攻丝:攻2-M8螺纹孔。3.6确定切削用量及基本工时(机动时间) 工序1:铣侧面 机床:卧式铣床（X62W）刀具:根据参考文献【4】表l0-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为:D =160mm, d=40mm, L=32mm，齿数为22齿。铣削深度ap: ap = 1mm每齿进给量af:查参考文献【5】表2.4-75可知，af=0.20.3mmz，取af=0.3mmz= 3.6mmr。铣削速度:查参考文献【4】表11-94，得：V=1320mmin=0.250.33ms，取V=0.3ms。机床主轴转速n: N=1000VD=10000.3603.14160=35.83r/min查参考文献【5】表3.1-74取n=37.5r/min。实际切削速度v: v=Dn1000=3.1416037.5100060=0.31。进给量Vf: Vf=afZn=3.61237.5/60=27mm/s。工作台每分进给量m: m=Vf=27mm/s=1620mm/min。被切削层长度l: 由毛坯尺寸可知l = 75mm刀具切入长度l1: l1=0.5D+(12)=82mm。刀具切出长度l2: 取l2=2mm。走刀次数为1机动时间tj1: tj1=l+l1+l2fm=75+82+21620=0.1min工序2:钻预制孔机床:轻型圆柱立式钻床(ZQ5035)刀具:查参考文献【4】表10-175，选高速钢直柄麻花钻，钻预制孔到21.2mm，所以d=21.2mm。进给量f:根据参考文献【5】表2.4-3 8，取f =O.5mm/r切削速度V:参照参考文献【5】表2.4-41，取V =0.45m/s机床主轴转速n，有: n=1000vd=10000.45603.1421.2=405.6r/min.按照参考文献【5】表3.1-36，取n= 475r/min所以实际切削速度v: v=dn1000=3.1421.2475100060=0.52m/s.切削工时被切削层长度l: l = 80mm刀具切入长度l1: l1=d2ctgkr+(12)= 21.22ctg120+1=5.9mm=6mm.刀具切出长度l2: l2=14mm。取l2=3mm.走刀次数为1机动时间tf2: tf2=Lfn=80+6+30.5475=0.37mm. 工序3:拉内花键25H7 机床:卧式拉床(L6120)。 刀具:查参考文献【9】表1.3-1，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该刀具特点:拉削长度大于30mm，同时加工齿数不小于5。材料:W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料(具体刀具设计见拉刀设计)。 拉削过程中，刀具进给方向和拉削方向一致，拉刀各齿齿升量详见拉刀设计，拉削的进给量即为单面的齿升量。查参考文献【5】表2.4-118和2.4-119，确定拉削速度v=0.1160.08 mm/s，取v=0.10 mm/s。拉削工件长度l: l=80mm;拉刀长度l1: l1= 995mm(见拉刀设计);拉刀切出长度l2=510mm，取l2=10mm。走刀次数一次。根据以上数据代入公式（计算公式由参考文献【5】表2.5-20获得），得机动时间=l+l1+l11000v=800+995+1010000.1s=10.85=0.18min工序4粗、精铣18H8底槽机床：卧式升降台铣床(X62W)刀具：根据参考文献【5】表21-5选用高速钢错齿三面刃铣刀。外径63mm，内径22mm，刀宽粗铣16mm，精铣18mm，齿数为12齿。（1）、粗铣16槽铣削深度： 每齿进给量：查参考文献【5】表2.4-75，得，取。铣削速度：查参考文献【5】表30-33，得机床主轴转速：查参考文献【5】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： （2）、精铣18H8槽 切削深度： 根据参考文献【5】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：，查参考文献【5】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5：粗、精铣上端面机床：卧式升降台铣床X62W刀具：根据参考文献【4】表10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为：，齿数为22。1、粗铣上端面铣削深度：，每齿进给量：查参考文献【5】表2.4-75，取af=1.8mm/r。铣削速度：查参考文献【4】表11-94，得，取V=0.3m/s。机床主轴转速： 查参考文献【5】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： 2、精铣上端面 切削深度： 根据参考文献【4】表11-91查得：每齿进给量,取，根据参考文献【4】表11-94查得切削速度机床主轴转速：，按照参考文献【5】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5：钻孔并攻丝机床：摇臂钻床刀具：根据参照参考文献【5】表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。1、钻孔6.7mm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： 根据参考文献【5】表2.4-38，取切削速度： 参照参考文献【5】表2.4-41，取机床主轴转速，有：，按照参考文献【5】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： 2、攻2-M8螺纹通孔刀具：钒钢机动丝锥 进给量： 查参考文献【5】表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量切削速度： 参照参考文献【5】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：。3.7 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该拨叉的年产量为5000件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于21件。设每天的产量为21件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于22.8min。参照参考文献【5】表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中 td单件时间定额tj基本时间（机动时间）tf辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间k布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值3.7.1铣侧面加工机动时间tj; tj=0.1min。辅助时间tf: 参照参考文献【5】表2.5-41，取工步辅助时间为0.41min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查参考文献【5】表2.5-42，取装卸工件时间为1min。则tf=0.41+1=1.41min。K： 根据参考文献【5】表2.5-43，K=12.14。单件时间定额td有:Td=(tj+tf)(1+k%)=(0.1+1.41)(1+12.14%)=1.69min22.8min因此，达到生产要求。3.7.2钻预制孔加工机动时间： 辅助时间：参照参考文献【5】表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查参考文献【5】表2.5-42，取装卸工件时间为。则：根据参考文献【5】表2.5-43，单件时间定额有22.8min因此布置一机床即可以完成此此工序加工，达到生产要求。3.7.3 拉25H7内花键机动时间： 辅助时间：参照参考文献【3】表2.5-66，取工步辅助时间为。查参考文献【5】表2.5-67取装卸工件时间为。：根据参考文献【5】表2.5-68得单间时间定额有：22.8min因此布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求3.7.4 粗、精铣18H8底槽（1）、粗铣16底槽机动时间： 辅助时间：参照参考文献【5】表2.5-45，取工步辅助时间为。查参考文献【5】表2.5-46取装卸工件时间为，单件加工时已包括布置、休息时间，由于此次工序中装夹了两个加工件，应乘以多件装夹系数，查该表注释得两件装夹系数为0.6，因此装卸工件时间min，。：根据参考文献【5】表2.5-48，单间时间定额有：22.8min因此布置一台机床即可以完成本工序加工，达到生产要求。（2）、精铣18H8槽机动时间： 辅助时间：参照参考文献【5】表2.5-45，取工步辅助时间为。查参考文献【5】表2.5-46取装卸工件时间为，单件加工时已包括布置、休息时间，由于此次工序中装夹了两个加工件，应乘以多件装夹系数，查该表注释得两件装夹系数为0.6，因此装卸工件时间min，。：根据参考文献【5】表2.5-48，单间时间定额有：22.8min因此布置一台机床即可以完成本工序加工，达到生产要求。3.7.5粗、精铣上端面加工机动时间： 辅助时间： 参照机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-46取装卸工件时间为。则：根据参考文献【5】表2.5-48，单间时间定额有：22.8min因此一台机床即可以完成此道工序的加工，达到生产要求。3.7.6钻、攻2-M8螺纹孔（1）、钻6.7mm孔机动时间： 辅助时间：参照参考文献【5】表2.5-41，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-42取装卸工件时间为。则： 根据参考文献【5】表2.5-43，单间时间定额有：22.8min因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求（2）、攻2-M8螺纹孔机动时间： 辅助时间： 参照参考文献【5】表2.5-41，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-42取装卸工件时间为。则：根据参考文献【5】表2.5-43，k=12.14。 单间时间定额有：22.8min因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求4.铣槽夹具设计4.1机床夹具的基本概念在机床上加工工件时，要首先对工件进行定位和夹紧。定位和夹紧的全过程，称为工件的装夹，在机床上用于装夹工件的装置，称为机床夹具。4.1.1机床夹具按夹具使用特点的分类1、通用夹具 可在一定范围内用于加工不同工件的夹具。如车床使用的三爪自定心卡盘，四爪单动卡盘，铣床使用的平口虎钳等，这类夹具已经标注化，作为机床附件由专业厂商生产，其通用性强，不需调整或稍加调整就可以用于不同工件的加工，生产效率低夹紧工件操作复杂。2、专用夹具 专为某一工件的某一道工序设计和制造的夹具，其特点是结构紧凑、操作迅速方便，可以保证较高加工精度和生产率。3、成组可调夹具（成组夹具） 在成组工艺的基础上，针对某一组零件的某一工序而专门设计的夹具。4、组合夹具 由通用标准夹具零部件经过组装而成的专用夹具。它是一种标准化、系列化、通用化程度高的工艺装备。5、自动化生产用夹具 主要有随行夹具（自动线夹具）。在自动线上，随被装夹的工件一起由一个工位移动到另一个工位的夹具，称为随行夹具，它是一种移动式夹具，担负装夹工件和输送工件两方面的任务。为了提高加工车间劳动生产率，保证零件加工质量，降低劳动强度。在加工拨叉零件时，需要设计专用夹具。4.1.2机床夹具在机械加工中的作用机床夹具是机械加工必不可少的工艺装备，其主要作用如下：1、稳定保证加工质量 采用夹具后，工件各加工表面间的相互位置精度是由夹具保证的，而不依靠工人的技术水平与熟练程度，所以产品质量容易保证。 2、提高劳动生产率 使用夹具可使工件装夹迅速、方便，从而大大缩短了辅助时间，提高了生产率。 3、减轻工人的劳动强度，保证安全生产 有些比较大的工件，调整和夹紧很费力气，若采用气动或液压等自动化夹紧装置，可减轻工人的劳动强度。 4、扩大机床的使用范围，实现一机多用，一机多能。图4.1 铣槽夹具装配proe仿真根据任务要求中的设计内容，需要设计加工底槽夹具，加工底槽的夹具将用于X62W卧式铣床，刀具采用三面刃铣刀，另一任务要求为拉25H7花键孔的拉刀设计，详见拉刀设计说明书。4.2铣槽夹具设计由于铣削加工时切削用量较大，且为断续切削，故切削力较大，易产生冲击和振动。因此，设计铣床夹具时，要求工件定位可靠，夹紧力足够大，手动夹紧时夹紧机构要有良好的自锁性能，夹具上各组成元件应具有较高的强度和刚度，铣床夹具一般有确定刀具位置和夹具方向的定位键和对刀装置。利用本夹具主要用来粗、精铣底槽，该底槽侧面对花键孔的中心线要满足尺寸要求以及垂直度要求。在粗铣此底槽时，其他都是未加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.3定位基准的选择由零件图可知：粗铣平面对花键孔的中心线有尺寸要求及垂直度要求，其设计基准为花键孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用特制心轴找中心线，这种定位在结构上简单易操作。采用心轴定心平面定位的方式，保证底槽加工的技术要求。同时，应加一圆柱销固定好心轴，防止心轴带动工件在X方向上的旋转自由度。4.4夹具方案的设计选择根据任务书要求，铣槽时要保证槽宽18H8,槽两侧面粗糙度3.2，底面粗糙度6.3，且要保证底面与花键中心尺寸15mm，以及槽两侧面与花键孔中心的垂