机械工艺夹具毕业设计14拔叉80

目录TOC\o"1-5"\h\z摘要 IAbstract II\o"CurrentDocument"1绪论 1\o"CurrentDocument"1.1课题背景 1\o"CurrentDocument"1.2夹具的发展史 1\o"CurrentDocument"1.3小结 2\o"CurrentDocument"2拨叉80-08的加工工艺规程设计 3\o"CurrentDocument"2.1零件的分析 3\o"CurrentDocument"2.1.1零件的作用 3\o"CurrentDocument"2.1.2零件的工艺分析 3\o"CurrentDocument"2.2确定生产类型 3\o"CurrentDocument"2.3确定毛坯 3\o"CurrentDocument"2.3.1确定毛坯种类 3\o"CurrentDocument"2.3.2确定铸件加工余量及形状 3\o"CurrentDocument"2.3.3绘制铸件零件图 4\o"CurrentDocument"2.4工艺规程设计 4\o"CurrentDocument"2.4.1选择定位基准 4\o"CurrentDocument"2.4.2制定工艺路线 4\o"CurrentDocument"2.4.3选择加工设备和工艺设备 6\o"CurrentDocument"2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 6\o"CurrentDocument"2.5确定切削用量及基本工时 82.5.1工序1：粗铣①25H7的两侧面 82.5.2工序2：粗铣平下端面孔侧面的工艺凸台 92.5.3工序3：钻①25H7的通孔 92.5.4工序4：扩①25H7的通孔 112.5.5工序5：铰①25H7的通孔 122.5.6工序6：粗铣a、b面 1822.5.7工序7：粗铣①60H12孔的两面 142.5.8工序8：精铣①60H12孔的两面 142.5.9工序9：粗镗下端①60H12的孔 152.5.10工序10：半精镗下端孔到①60H12 162.5.11工序11：粗铣16H11的槽 162.5.12工序12：半精铣16H11的槽 172.5.13工序13：钻①20.50的孔 182.5.14工序14：攻M22X1.5的螺纹 192.5.15工序15：铣开O60H12的孔 20\o"CurrentDocument"2.6本章小结 21\o"CurrentDocument"3专用夹具设计 22\o"CurrentDocument"3.1镇孔夹具设计 22\o"CurrentDocument"3.1.1问题的提出 22\o"CurrentDocument"3.1.2夹具的设计 22\o"CurrentDocument"3.2铣槽夹具设计 25\o"CurrentDocument"3.2.1问题的提出 25\o"CurrentDocument"3.2.2夹具的设计 25\o"CurrentDocument"3.3钻孔夹具设计 29\o"CurrentDocument"3.3.1问题的提出 29\o"CurrentDocument"3.3.2夹具的设计 30\o"CurrentDocument"3.4本章小结 35\o"CurrentDocument"结论 36\o"CurrentDocument"参考文献 37\o"CurrentDocument"致谢 381绪论1.1课题背景随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“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。1.2夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床一工件一工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3小结一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%—80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。2拨叉80-08的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：中心圆孔①25+0.021。M22x1.5的螺纹孔垂直于中心孔，其中心与右面的距离为440。-0.3⑶键槽16+0.11与中心孔有0.08的垂直度，深为8+0.15。⑷半孔①60+0.3与中心孔有127+。.1的位置关系，其宽为12-。.。5与中心孔有0.1的垂直度。 ° 「" -°m由上面分析可知，可以先加工拨叉中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，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。2.2确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.2确定铸件加工余量及形状查《机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册》125页表1-4-7,选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm。

2.3.3绘制铸件零件图图2.1零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。2.4.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用各种机床配以专用夹具，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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻、扩、铰①25H7的通孔工序二粗铣a、b面，使粗糙度达到6.3,a面到①25H7的孔中心距为440，b面-0.3到①25H7的中心距为36工序三粗铣、半精铣16H11的槽工序四粗铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为12d11工序五①粗镗下端圆孔的内孔到①59②半精镗此孔到①60H12工序六铣开下端圆孔工序七钻①20.50的孔，垂直于①25H7的通孔工序八攻M22X1.5的螺纹工序九钳工打毛刺工序十检验表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一粗铣①25H7的两侧面，使两面间距为80工序二粗铣平下端孔侧面的工艺凸台工序三钻①25H7的通孔工序四扩①25H7的通孔工序五铰①25H7的通孔工序六粗铣a、b面，使粗糙度达到6.3,a面到①25H7的孔中心距为44。，b面-0.3到①25H7的中心距为36工序七粗铣①60H12孔的两面，使两面的间距为14工序八精铣①60H12孔的两面，使两面的间距为12d11，粗糙度3.2工序九粗镗下端孔工序十半精镗下端孔到①60H12，粗糙度达到3.2工序十一粗铣16H11的槽续表2.2工序十二半精铣16H11的槽工序十三钻①20.50的孔，垂直于①25H7的通孔工序十四攻M22x1.5的螺纹工序十五铣开①60H12的孔工序十六钳工打毛刺工序十七检验工艺立方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。2.4.3选择加工设备和工艺设备机床的选择工序1、7、8、11、12、15采用X6022型卧式铣床工序2、6采用X5028立式铣床工序3、4、5、13、14采用Z535立式钻床工序9、10采用T618卧式镗床选择夹具该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔①25H7，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下:

表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1粗铣①25H7的两侧面3IT11806.3-0.10.12粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3IT1106.3-0.10.13钻①25H7通孔IT124226.3-114扩①25H7通孔2.0IT12824.7+0.0503.2-0.050.055铰①25H7通孔0.2IT8825+0.02101.6-0.0060.0066粗铣a、b面粗铣a面3IT12440 （距中-0.3心孔）6.3-0.10.1粗铣b面36（距中心孔）7粗铣①60H12孔的两面2IT1113土0.56.3-0.10.18精铣①60H12孔的两面1IT912-0.05-0.163.2-0.050.059粗镗下端孔2.5IT13859.70-0.36.3-0.20.210半精镗下端孔0.5IT11860+0.303.2-0.020.02

续表2.311粗铣16H11的槽IT1114土0.56.3-0.10.112半精铣16H11的槽1IT1016+0.113.2-0.020.0213钻①20.50的孔IT13420.50土0.56.3-1114攻M22x1.5的螺纹15铣开①60H12的孔4IT136.3-0.050.052.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1：粗铣①25H7的两侧面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀（间距为80），材料：YT15,D=200mm，齿数Z=20，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度a:a=3mm每齿进给量a:°根据参考文献［3］表2.4-73，取a=0.15mm/Z铣削速度V:参照参考文献［3］表2.4-81，取V=2.54m/s机床主轴转速n:1000Vn1000Vn= 兀d1000x2.54x603.14x200牝242.68r/min按照参考文献［3］表3.1-74n=245r/min实际铣削速度V:”兀dn=3.14x200x245〜实际铣削速度V:V=1555 1000x60 .ms进给量V:V=aZn=0.15x20x245/60"12.25mm/s工作台每分进给量f:f=V=12.25mm/s=735mm/mina:根据参考文献［3］表2.4-81,a=60mm切削工时 £被切削层长度Z：由毛坯尺寸可知l=42mm，

刀具切入长度l:1 l=0.5(D-,jD2一a)+(1~3)=0.5(200-\，‘2002-602)+(1~3)=7.6mm刀具切出长度12:取12=2mm走刀次数为1机动时间t:t=当旦=42+7.6+2n0.07minjjf 735查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.2工序2：粗铣平下端孔侧面的工艺凸台机床：X5028刀具：硬质合金端铣刀(面铣刀) 七=400mm 齿数Z=14①粗铣a面 "铣削深度a:a=3mm每齿进给亶a；根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取a=0.15mm/Z铣削速度V：：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V=6m/s机床主轴转速n:n= ='°°°，6>6()^287r/min，取n=300r/min兀d0 3.14x400实际铣削速度V'：V'=兀实际铣削速度V'：V'=兀d°n10003.14x400x3001000x60n6.28m/s进给量V:V=aZn=0.15x14x300/60n10.5mm/s工作台每分进给量f:f=V=10.5mm/s=630mm/minag:根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,a广240mm被切削层长度I：由毛坯尺寸可知l=16mm£刀具切入长度11：l］=0.5(DrD2-a;+(1~3)=42mm刀具切出长度l:取l=2mm2 2走刀次数为1机动时间t:t='*〈'4=L'42+2n0.095minj1 j1 f630查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min2.5.3工序3：钻①25H7的通孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为25mm，公差为日7，表面粗糙度R1.6|im。加工机床为Z535立式钻床。钻头为022mm标准高速钢麻花钻，a磨出双锥和修磨横刃。确定钻削用量确定进给量f 根据参考文献［2］,表28-10可查出f=0.47〜0.57mm/r,查Z535立式钻床说明书，取f=0.43mm/r。根据参考文献［2］表28-8，钻头强度所允许是进给量f'>1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力门密=15690»(由机床说明书查出)，根据参考文献［2］，表28-9，允许的进给量f">1.8mm/r。由于所选进给量f远小于f'及f"，故所选f可用。确定切削速度八轴向力F、转矩T及切削功率P根据参考文献［2］，m表28-15，由插入法得v=17m/minF=4732NT=51.6N-M，P=1.25RW由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献［2］，由表28-3，、=0.88,k=0.75，故V=17m/minx0.88x0.75=11.22(m/min)表n=lOOOv表=1000x11.22mm/min=162r/min冗d 兀x22mm查Z535机床说明书，取n=195r/min。实际切削速度为兀dn兀x22mmx19r5/min, .v=——= =14m/min1000 1000由参考文献［2］，表28-5，匕=k^=1.06，故F=473Nx1.(=65N16T=51.6N•mx1.(=65N••m校验机床功率 切削功率p为Pm=Pm(/"'"MM=1.2J5Wx(195/2<46)=1.0k6W1机床有效功率P=Pn=4.5JWx0.81=3.65JW>PEE m故选择的钻削用量可用。即d=22mm，f=0.43mm/r，n=195r/min，v=14m/min相应地F=5016N，T=54.8N•m，P=1.05JW切削工时 m被切削层长度l:l=78mm刀具切入长度11：

=7.4mml=Dctgk+(1〜2)=22ctg120=7.4mm1 2 ， 2刀具切出长度1:1=1〜4mm 取1=3mm走刀次数为1机动时间t:t=―=78+74+3a1.08min

j2 j2nf0.43x195查参考文献［1］，表2.5-41工步辅助时间为：1.76min2.5.4工序4：扩①25H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。扩孔钻为024.7mm标准高速钢扩孔钻；确定扩孔切削用量确定进给量f 根据参考文献［2］，表28-31，有f=(0.70.8)mm/rx0.7=0.490.56mm/r。根据Z535机床说明书，取表f=0.57mm/ro确定切削速度v及n根据表28-33，取v表=25m/min。修正系数：k=0.88k=1.02(根据%=24.7—22/1.5=0.9)mv apv a 2p故v、=25m/minx0.88x1.02=11.22m/minn=1000v'/(兀d)=1000x11.22mm/min/(兀x24.7mm)=286r/min查机床说明书，取n=275r/min。实际切削速度为v=兀dnx10-3=兀x24.mmx27r5/mxi-nL0m21.3/min0切削工时被切削层长度1:1=78mm刀具切入长度11，有:1=D^Lctgk+(1~2)1=D^Lctgk+(1~2)=1 2 r24.7-222ctg120°+22.86mma3mm刀具切出长度1:1=1~4mm 取1=3mm走刀次数为1机动时间t:t=4="+3+3a0.54minj2 j2fn0.57x275查参考文献［1］，表2.5-41工步辅助时间为：1.16min2.5.5工序5：铰①25H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。铰刀为025mm标准高速铰刀。确定铰孔切削用量确定进给量f 根据表28-36，f表=1.3〜2.6mm，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取f=1.6mm/r。确定切削速度v及n 由表28-39,取v=82m/min。由表28-3,得修正系数 表k=0.88k=0.99(根据％=25~24./70.1=51.2)Mv apv a 2p故v=8.2m/minx0.88x0.99=7.14m/minn=1000v'/(兀d)=1000x7.14(m/min)/(兀x25mm)=91.5r/min查Z535说明书，取n=100r/min，实际铰孔速度v=兀dnx10-3=兀x25mmx100/mXn31=m7.8/min0切削工时被切削层长度l:l=78mm刀具切入长度l，1l=~ictgk+(1~2)=~ctg120。+2r2.09mm1 2r 2刀具切出长度l:l=1~4mm 取l=3mm走刀次数为1机动时间t:t=4=二"'，°9*3r0.52minj3 j3nf 1.6x100查参考文献［1］，表2.5-41工步辅助时间为：1.51min该工序的加工机动时间的总和是t.：t=1.08+0.54+0.52=2.14min2.5.6工序6：粗铣a、b面jj机床：X5028刀具：硬质合金端铣刀(面铣刀) dw=400mm 齿数Z=14①粗铣a面 可铣削深度a:a=3mm每齿进给苴。「根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取a=0.15mm/Z铣削速度V:参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V=6m/s机床主轴转速n:n= ='°°°‘6〉6()r287r/min，取n=300r/min兀d0 3.14x400

实际铣削速度V'实际铣削速度V'：V，'业10003.14x400x3001000x60总6.28m/s进给量V:V=aZn=0.15x14x300/60r10.5mm/s工作台每分进给量f:f=V=10.5mm/s=630mm/minag:根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,a广240mm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知l=90mmS刀具切入长度l:l=0.5(D―好-a2+(1~3)=42mm刀具切出长度l:取l=2mm2 2走刀次数为1机动时间t:t=l+11+12=90+42+2r0.21minj1 j1 f630查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：2.03min②粗铣b面同样的铣削深度a=3mm每齿进给量a：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取a=0.15mm/Z铣削速度V：：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V=6m/s机床主轴转速n:1000V1000x机床主轴转速n:n= = r287r/min，兀d0 3.14x400取n=300r/min实际铣削速度V，:V‘=%=3」4x400x300r6^m实际铣削速度V，:1000 1000x60进给量V:V=aZn=0.15x14x300/60r10.5mm/s工作台每分进给量f:f=V=10.5mm/s=630mm/minag:根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,a广240mm被切削层长度l:由毛坯尺寸可知l=32mm'刀具切入长度l:〈=0.5(D-JD2-a2+(1~3)=42mm刀具切出长度l:取l=2mm22走刀次数为1机动时间t:t=史二=32+42+2r0.12minj1 j1f630查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min2.5.7工序7：粗铣①60H12孔的两面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀（间距为14），材料：YT15,D=200mm，齿数Z=20，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度a:a=2mm取a=0.15mm/Z铣削速度V取a=0.15mm/Z铣削速度V:参照参考文献［3］表2.4-81，取V=2.54m/s机床主轴转速n:1000V1000X2.54X60n= = 浇242.68r/min，兀d 3.14x200按照参考文献［3］表3.1-74n=245r/min实际铣削速度V:”兀dn=3.14X200x245〜实际铣削速度V:V=1000= 1000x60 ~.mS进给量V:V=aZn=0.15x20x245/60"12.25mm/s工作台每分进给量f:f=V=12.25mm/s=735mm/mina:根据参考文献［3］表2.4-81,a=60mm切削工时 £被切削层长度Z：由毛坯尺寸可知l=82mm，刀具切入长度l: l=0.5(D-』D2-a;)+(1~3)=0.5(200—寸2002—602)+(1〜3)=7.6mm刀具切出长度I:取l=2mm2走刀次数为1机动时间t:t=巴三=82+7.6+2n0.125minj1 jf 735查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：1.57min2.5.8工序8：精铣①60H12孔的两面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀（间距为12-0.05），材料：YT15，D=200mm，齿—0.16数Z=25，为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度a:a=1.0mm每齿进给日】:p根据参考文献［3］表2.4-73，取a=0.12mm/Z铣削速度V:参照参考文献［3］表2.4-81，取V=3.2m/s

机床主轴转速n:1000V1000X3.2X60n= = 浇305.7r/min,兀d 3.14x200按照参考文献［3］表3.1-31n=310r/min实际铣削速度V:”兀dn_3.14X200x310_实际铣削速度V:V_1000 1000x60 .mS进给量V:V_aZn_0.12x25x310/60_15.5mm/s工作台每分进给量f:f_V_15.5mm/s=930mm/min被切削层长度l:由毛坯尺寸可知_82mm刀具切入长度〈：精铣时1广D_200mm刀具切出长度l:取l_2mm2 2走刀次数为1机动时间七2t_官2_82+200+2.0.31minj2f 机动时间七2查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：1.94min2.5.9工序9：粗镗下端①60H12的孔机床：卧式镗床T618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5切削深度a:a_2.5mm，毛坯孔径d_54mm。进给量f:"根据参考文献［3］表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为a=2.5mm。因此确定进给量f_0.2mm/r。切削速度V:参照参考文献［3］表2.4-9取V_2.4m/s_144m/min机床主轴转速n:n_1000Vn_1000V兀d1000x1443.14x54牝849.26r/min按照参考文献［3］表3.1-41取n_1000r/min实际切削速度V:V_此_3.14x54X1000总2.83m/s1000 1000x60工作台每分钟进给量f:f_fn_0.2X1000_200mm/min被切削层长度l:l_12mmm刀具切入长度l:l_—」+(2~3)_25+2=6.33mm1 1tgk tg30°r刀具切出长度12:12_3〜5mm 取12_4mm

行程次数i:i=1机动时间t：t=巴土£=12+6.33+4-0.11minji j1 f 200查参考文献［1］，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min2.5.10工序10：半精镗下端孔到①60H12机床：卧式镗床T618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5切削深度a:a=0.5mm进给量f:"根据参考文献［3］表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为a=0.5mm。因此确定进给量f=0.15mm/r切削速度V:参照参考文献［3］表2.4-9，取V=3.18m/s=190.8m/min机床主轴转速n:1000Vn= 1000Vn= 兀d01000x190.83.14x59牝1029.9r/min取n=1000r/min实际切削速度V，：V=也= ——*3/ms0 16x工作台每分钟进给量f:f=fn=0.15x1000=150mm/min被切削层长度l:l=12mmm刀具切入长度11:l=——+(2~3)=°。。+2n2.87mmr刀具切出长度l:l=3-5mm 取l=4mm行程次数i:i=1 2机动时间t:t=l+11+12=12+2.87+4-0.126minj1j1f 150所以该工序总机动工时t=0.11+0.126=0.236min

j查参考文献［1］，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min2.5.11工序11：粗铣16H11的槽机床：X6022型卧式铣床刀具：错齿三面刃铣刀切削深度a:a=7mm根据参考文献查［1］表4.4-8有：刀具的直径D=80mm，刀具的齿数Z=14，刀具的宽度L=14mm。查［2］表2.4-76得：进给量a广0.0mmZ根据参考文献［3］表30-32查得切削速度V=24m/min，机床主轴转速n:1000V1000x24n= = 浇95.54r/min，兀d 3.14x80按照参考文献［2］表3.1-74取n=95r/min实际切削速度v:v=-Dn=3.14x80X95"0.4m/s1000 1000x60进给量V:V=aZn=0.06x14x95/60=1.33mm/s机床工^台每分进给量f:mf=V=1.33mm/s=79.8mm/min被切削层长度1:由毛坯尺寸可知l=90mm刀具切入长度l:1l1=0.5D+(1〜2)=42mm刀具切出长度l:取l=2mm2 2走刀次数为1机动时间t:t=l+11+12=90+42+2-1.68minj j1 f 79.8查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：1.92min2.5.12工序12:半精铣16H11的槽机床：X6022型卧式铣床刀具：错齿三面刃铣刀刀具直径D=80，齿数Z=14，宽度L=16。切削深度a:a=1mm根据参考文献［2］表2.4-76查得：进给量a=0.12mm/乙，根据参考文献［3］表30-32查得切削速度V=23m/min，机床主轴转速n:1000V1000x23心“I.n= = 浇91.56r/min，兀d 3.14x80按照参考文献［3］表3.1-74取n=95r/min实际切削速度v:v=^D=3.14展0乂95"0.4m/s1000 1000x60进给量V寸:V=aZn=0.12x14x95/60=2.66mm/s工作台每分进给量f:f=V=2.66mm/s=159.6mm/min被切削层长度l:由毛坯尺寸可知l=90mm，刀具切入长度l:1l1=0.5D+(1〜2)=42mm刀具切出长度l:取l=2mm2 2走刀次数为1机动时间t:t=l+11+12=90+42+2-0.84minj1 八f159.6查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：1.41min本工序机动时间t=t+1=1.68+0.84=2.52min2.5.13工序13：:钻务20.50的孔机床：Z535立式钻床刀具：420.50直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量f 根据参考文献［2］，表28-10可查出f=0.47〜0.57mm/r，查Z535立式钻床说明书，取f=0.43mm/r。根据参考文献［2］表28-8，钻头强度所允许是进给量f'>1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力F^ax=15690N(由机床说明书查出)，根据参考文献［2］，表28-9，允许的进给量f->1.8mm/r。由于所选进给量f远小于f'及f"，故所选f可用。确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率p 根据参考文献［2］，表28-15，由插入法得 mv=17m/minF=4732NT=51.6N-M，P=1.25kW由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献［2］，由表28-3，kM=0.88，k=0.75，故v'=17m/minx0.88x0.75=11.22(m/min)表n=lOOOv表=1000x11.22mm/min=^耳勿/min冗d 兀x20.5mm查Z535机床说明书，取n=175r/min。实际切削速度为兀dn兀x20.r5mx1r75/mip .v=——= =11.2m)/min1000 1000由参考文献［2］，表28-5，匕=kMT=1.06，故F=473Nx1.(=65N16T=51.6N•mx1.(=65N4•.m校验机床功率 切削功率p为Pm=Pm(/f=1.2J5Wx(195/2<46)=1.0k6W1机床有效功率P=Pn=4.5JWx0.81=3.65JW>PEE m故选择的钻削用量可用。即d=20.5mm，f=0.43mm/r，n=175r/min，v=11.22m/min相应地F=5016N，T=54.8N•m，P=1.05JW切削工时 m被切削层长度l:l=32mm刀具切入长度l:1l=:ctgk+(1〜2)=ctg120°+1=6.9mm刀具切出长度l:l=1〜4mm 取l=3mm走刀次数为1机动时间t:t=4=I、'』.9*3牝0.56minj2 j2nf0.43x175查参考文献［1］，表2.5-41工步辅助时间为：1.58min2.5.14工序14：攻M22X1.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（M22x1.5）进给量f:由于其螺距p=1.5mm，因此进给量f=1.5mm/r切削速度V:参照《机械加工工艺手册》表2.4-105，取V=0.148m/s=8.88m/min1000V1000x8.88机床主轴转速n:n= = 牝128.55r/min，取n=130r/min兀d0 3.14x22

丝锥回转转速n:取n=130,/min实际切削速度V'：V，=亶皿=3・14*22x」30r0.15m/s1000 1000x60被切削层长度l:l=32mm刀具切入长度l1:1广4.5mm刀具切出长度12:12=0走刀次数为1机动时间t:tl机动时间t:tl+1,+12f2l+l1+l2f2032+4.532+4.5 + 1.5x1301.5x130r0.37min查参考文献［1］，表2.5-41工步辅助时间为：1.33min2.5.15工序15：铣开①60H12的孔机床：X6022型卧式铣床刀具：中齿锯片铣刀刀具直径D=80mm，齿数Z=32，宽度L=4mm。切削深度a:a=12mm根据参考文献［2］表2.4-76查得：进给量af=0.06mm/乙,根据参考文献［3］表30-32查得切削速度V=20m/min，机床主轴转速n1000Vn1000Vn= 兀d1000x203.14x80r79.62r/min按照参考文献［3］表3.1-74取n=80r/min实际切削速度V:”兀Dn=3.14x80x80实际切削速度V:V=^00=1000x60R.mS进给量V:V=aZn=0.06x32x80/60=2.56mm/s工作台每分进给量f:f=V=2.56mm/s=153.6mm/min被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=82mm，刀具切入长度l:1l1=0.5D+(1~2)=41mm刀具切出长度l:取l=2mm2 2走刀次数为1机动时间t:t=l+11+12=82+41+2r0.81minj1 j1 f153.6查参考文献［1］，表2.5-45工步辅助时间为：1.59min2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。3 专用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。在加工此拔叉零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计镗孔夹具、铣槽夹具及钻顶面螺纹底孔夹具各一套。3.1镗孔夹具设计3.1.1问题的提出本夹具是用来镗此拔叉下端060H12的孔，零件图中此孔与025H7的孔中心距有公差要求。此工序为粗镗、半精镗加工，因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，重点是保证加工精度的问题.3.1.2夹具的设计定位基准的选择因为025H7的孔与此孔有公差要求，所以应以这个长通孔为主要定位基准。由于铸件的公差要求较大，利用060H12的孔的左侧面作为辅助定位基准。在小孔处采用移动压板对零件进行夹紧。在060H12的孔旁边有筋板的缘故，有足够的强度，可以进行直接的镗削，能保证加工精度。定位元件及夹紧元件的选择据上面所述，查参考文献［1］，选用固定式定位销（长销）穿过025H7的孔。由于此孔两侧面没加工，故用定位块进行支承。这样一销一面就限制了五个自由度，最后在待加工孔下面加上一个支承钉再限制最后一个自由度，即一面两销定位。这样就可以完全定位了。

夹紧元件选用压板，由于压板种类很多，当选用转动压板时，其行程不够，选用U型压板又不合适，故在充分比较分析的情况下，选用移动压板，其夹紧可靠、操作方便，在很多地方都有用到。图3.2图3.2移动压板(GB2175-80)切削力及夹紧力计算镗刀材料：YT5（机夹单刃硬质合金镗刀），机床为：T68由参考文献［3］，表1-12选择刀具的几何参数为：k=30k=60y=10X=15a=451）且粗镗：小° 。 。S。。 。由参考文献［12］，查表1-2-3可得：圆周切削分力公式：FC=902af0.75Ka=2.5mmf=0.2mm/rKc=Kmp¥Ko®取HB=175n=0.4查表1-2-4得：K=（HB）n取HB=175n=0.4mp 150...K=（HB）n=（竺）0.4=1.06mp150 150K樵=1.0K=1.0由表1-2-6可得参数：K=1.08K=K樵=1.0K=1.0kyp yop・.・K=KKKKK=1.06x1.08x1.0x1.0x1.0=1.15・.・F=902af0.75K=902x2.5x0.20.75x1.15=775.56N:F:F=530。0.9f0.75K、日・。J*W=L°=1.06xl.30x1.0x1.7x1.0=2.34式中参数：K=1.30kyp•.・Kp=5.%opK而*:.F=530a0.9f0.75Kp=530x2.50.9x0.20.75x2.34=845.67N轴向切削分力公式：F=45Zf0.4Kp式中参数： K=0.78K=1.0"=0.65K=1.0・.・K=KKKKK=1.06x0.78x1.0x0.65x1.0=0.54・.・F=451uf0.4K=451x2.5x0.20.4x0.54=319.65N根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：Wk=K-F安全系数K可按下式计算，K=KKKKKKK0 1 2 3 4 5 6式中：K0-K6为各种因素的安全系数，见参考文献［12］表1-2-1可得：K=1.2x1.2x1.0x1.0x1.3x1.0x1.0=1.87K=1.2x1.2x1.4x1.0x1.3x1.0x1.0=2.62K=1.2x1.2x1.5x1.x1.3x1.0x1.0=2.81所以，有：W=K-F=1.87x775.56=1450.3NW=K-F=2.62x845.67=2215.66NW=K-F=2.81x319.65=898.22N2）半精镗：*ff同理，圆周切削分力公式：F=902uf0.75KF=530q0-9f0.75KF=451uf0.4K因为：a=0.5mm f=0.15mm/r，贝UF=902af0.75K=902x0.5x0.150.75x1.15=124.476NF=530a0.9f0.75K=530x0.50.9x0.150.75x2.34=159.54NF=451af0.4K=451x0.5x0.150.4x0.54=57NK=1.2x1.0x1.1x1.0x1.3x1.0x1.0=1.72K=1.2x1.15x1.1x1.0x1.3x1.0x1.0=1.8K=1.3x1.0x1.3x1.0x1.3x1.0x1.0=2.2所以，有：W=K-F=1.72x124.476=214.1NW=K-F=1.8x159.54=287.17NW=K-F=2.2x57=125.4N当夹紧力方向与切削力方向一致时，仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。故该夹具采用移动压板夹紧机构，为了方便操作，通过于动拧紧螺母将压板压紧工件。由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离，使工件在夹紧的地方产生了弯矩，如图：'F图3.3弯矩示意图・.・F=F=319.65N既是F'加上转矩M,所以W>319.65N误差分析与计算 *该夹具以一长销和一支承钉定位，要求保证孔中心与小通孔中心距的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。由参考文献［12］可知孔销间隙配合的定位误差为：△二(D-d.)/2=(25.021-24.974)/2=0.0235夹具体设计"'夹具体的设计参考镗孔夹具体零件图。3.2铣槽夹具设计3.2.1问题的提出本夹具主要用来粗、精铣此拨叉的槽。粗、精铣槽时，槽宽有尺寸要求16<T10mm，其深度要求为8+0.150mm，槽的左右两侧面粗糙度要求Ra3.2，底面粗糙0度要求Ra6.3。本道工序仅是对槽进行粗、精铣削加工。同样在本道工序加工时，还是应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2.2夹具的设计定位基准的选择在进行铣槽加工工序时，由于425H7和460H12的孔已经加工。因此工件选择

巾25H7的孔一面与两孔作为定位基准。由一个长销穿在巾25H7的孔加上此孔的一面就限制了五个自由度，再在460H12的孔中间加上个削边销，就把自由度限制完了。即是一面两孔定位。定位元件及夹紧元件的选择此过程定位元件主要是长圆柱销和削边销，所以对他们进行选取。查参考文献［1］，选用的元件如下图：C1寸C1寸g91 1.025・-0.007)-0.020.图3.4长圆柱销（GB2203-80A型）图3.5削边销（GB2203-80B型）夹紧元件选用压板，考虑到工件装夹的方便，此选用转动压板图3.6夹紧元件选用压板，考虑到工件装夹的方便，此选用转动压板图3.6转动压板(GB2176-80)铣削力与夹紧力计算根据参考文献［1］，表2.4—根据参考文献［1］，表2.4—97可查得:铣削力计算公式为圆周分力Fz=9.8>1查表可得：d=80mma=7mm代入得F=9.8X301.7=462.53N。或8d k=0.0d=mma=0.0mm/z3d)0a0.6a，p/ £Z=14a£k=1.2X 0.006& 0483X1480>8 1.2查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为:F/F=0.3F/F=0.95 F/F=0.54Lz Vz xz・.・F=0.3F=0.3x462.53=138.76NF=0.F=0.乡546=2.53N43F=0.5%=0.x5446=2.53N24查参考文献[1],表5：1-4可知，所需的夹紧力为：J=FKL/2fl式中：F=F=462.53NL=62.53mmf=1.22l=34mmK=KKK=1.5x1.2x1=1.8・.・J=FKL/2f=462.53x1.8x62.53/2x1.22x34=627.53N定位误差分析

［5心＞：：二陀51。21［5心＞：：二陀51。21#"|『-|二0云4,9耳ErmHXdlEICIJIu图3.7转角定位误差示意图由图可知这时的一面两销定位的转角定位误差为:TOC\o"1-5"\h\z△ =±arctg(-1max 1min 2max )^^ 2L, ,25.021—24.98+60.3-59.971、2X12750.08346=±5‘\o"CurrentDocument"=±arctg( )2X12750.08346=±5‘定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具体底面的槽中，一般使用两个。其距离应尽可能布置得远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献［1］选用定向键为图根据参考文献［1］选用定向键为图3.8定向键(GB2207—80)及其与机床连接示意图对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本工序是完成此拨叉的槽粗、精铣加工，所以选用直角对刀块。根据参考文献［5］选用直角对刀块，其结构和尺寸如图所示：图3.9直角对刀块(GB2241—80A型)塞尺选用平塞尺，其结构如图所示:夹具体的设计夹具体的设计参考铣槽夹具体零件图。3.3钻孔夹具设计3.3.1问题的提出本夹具主要用来钻拔叉顶部M22x1.5螺纹孔的底孔。这个孔距右平面有尺寸精度要求为44ommf^25H7中心孔垂直。因为位置精度要求不高，也无需表-0.3面粗糙度要求，故再本道工序加工时主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.3.2夹具的设计定位基准的选择此零件放在Z535立式钻床上加工，刀具为420.50直柄短麻花钻。由零件分析，选择用中心孔的长销加上这个孔的一面定位，就可以限制5个自由度，在由下面的460H12大孔加个削边销就可以实现完全定位。定位元件与夹紧元件的选择查参考文献［1］，表5.2-6，选用固定式定位销图3.11固定式定位销(GB2203-80)

图3.12削边销（GB2203-80B型）压板还是选用操作方便的转动压板图3.13(GB2176-80)图3.13(GB2176-80)120切削力与夹紧力的计算由于本道工序完成螺纹底孔的钻削，因此切削力为钻削力。由参考文献［1］，表2.4-69得：轴向力F： F=9.8乂4d2.2fo.kF扭矩M： M=9.8乂0.0d22f0.kM式中：d=20.50mm f=0.4mm/rk=k=k=1.16「・ F=9.8>142235 0X743=1.16N9519.27M=9.8X0.0>122220x50.0x43=1.N6mm3.45如图：图3.14扭矩图夹紧力的方向在轴线上，与M产生的转矩同轴，所以夹紧力F不需要太大，只要工件相对与夹具体没有移动就可以了。钻套、衬