機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-CA6140車床撥叉831008工藝及鉆φ20孔夾具設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)全套設(shè)計(jì)圖紙加V信153893706或扣3346389411課題名稱車床拔叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)院別機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師技術(shù)職務(wù)目錄TOC\h\z\t"標(biāo)題1,2,標(biāo)題2,3,標(biāo)題3,4,標(biāo)題,1"第1章緒論 3第2章?lián)懿娴姆治?42.1撥叉的工藝分析 42.2零件的加工特點(diǎn) 42.3確定生產(chǎn)類型 5第3章加工過程設(shè)計(jì) 63.1確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 63.2選擇定位基準(zhǔn) 73.3零件加工方法選擇 83.4工藝過程設(shè)計(jì) 103.5選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 113.6確定切削用量及時(shí)間定額 12第4章φ20鉆孔夾具設(shè)計(jì) 244.1問題的提出 254.2定位基準(zhǔn)的選擇 254.3導(dǎo)向元件設(shè)計(jì) 264.4切削力及夾緊力的計(jì)算 264.5鉆模板設(shè)計(jì) 274.6夾具體的要求 284.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 29總結(jié) 31參考資料 32

第1章緒論隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前，撥叉是發(fā)動(dòng)機(jī)的五大主關(guān)件之一，其在發(fā)動(dòng)機(jī)中的地位是顯而易見。它是發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞動(dòng)力的主要運(yùn)動(dòng)件，在機(jī)體中做復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，撥叉小頭隨活塞作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)撥叉大頭隨曲軸作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)撥叉桿身在大、小頭孔運(yùn)動(dòng)的合成下作復(fù)雜的擺動(dòng)。撥叉在承受往復(fù)的慣性力之外，還要承受高壓氣體的壓力，在氣體的壓力和慣性力合成下形成交變載荷，這就要求撥叉具有耐疲勞、抗沖擊，并具備足夠的強(qiáng)度、剛度和較好的韌性。在今天隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，“小體積、大功率、低油耗”的高性能發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)撥叉提出更新、更高的要求作為高速運(yùn)動(dòng)件重量要輕，減小慣性力，降低能耗和噪聲強(qiáng)度、剛度要高，并具有較高的韌性撥叉比要大，撥叉要短。因此對(duì)撥叉制定出一套合理的加工工藝方案以及設(shè)計(jì)出撥叉加工的專用夾具十分具有重要的意義。查找相關(guān)的資料、手冊(cè)及圖表并掌握其中的設(shè)計(jì)信息用于設(shè)計(jì)參數(shù)的確定。而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在中批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。而本次對(duì)于撥叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：（1）撥叉零件加工工藝規(guī)程的制定；（2）完成專用夾具的設(shè)計(jì)。通過對(duì)撥叉零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出撥叉加工工藝規(guī)程；對(duì)于專用夾具的設(shè)計(jì)，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的批量生產(chǎn)情況來(lái)選取夾緊方式，從而設(shè)計(jì)專用夾具。

第2章?lián)懿娴姆治?.1撥叉的工藝分析對(duì)每一個(gè)零件進(jìn)行加工工藝方案設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)工件的加工特點(diǎn)進(jìn)行研究，因?yàn)榧庸し桨付己土慵慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分不開的。需要根據(jù)每個(gè)零件的結(jié)構(gòu)、加工性能、加工參數(shù)及表面粗糙度進(jìn)行仔細(xì)分析，并以此為依據(jù)，針對(duì)不同的加工產(chǎn)量要求，能夠完成對(duì)零件的加工工藝設(shè)計(jì)，而且加工設(shè)計(jì)方案還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)加工結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，最終確定某一個(gè)產(chǎn)品的加工方案，并進(jìn)行量產(chǎn)。撥叉是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和平面的精度要求較高。撥叉的底面、大頭孔上平面和大頭孔上平面粗糙度要求較高，所以都要求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。圖2-1撥叉零件2.2零件的加工特點(diǎn)從零件圖上可以看出，標(biāo)有表面粗糙度符號(hào)的表面有平面、孔等。其中，表面粗糙度要求最高的是Φ8mm孔，公差等級(jí)達(dá)到IT12級(jí)，表面粗糙度為Ra1.6μm。從表面間的位置精度要求來(lái)看，左右兩端上下端面應(yīng)與Φ20mm孔的軸線垂直，且左端上端面與右端上下端面與Φ20mm孔軸線的垂直度誤差分別為0.05mm和0.07mm。Φ20mm孔表面粗糙度為Ra12.5μm，以工件底面為定位基準(zhǔn)，通過鉆孔、鉸孔來(lái)保證；Φ50mm孔表面粗糙度為Ra3.2μm，以工件底面為定位基準(zhǔn)，通過精車來(lái)保證；左端上端面與右端上下端面與Φ20mm孔軸線的垂直度誤差分別為0.05mm和0.07mm，以Φ20mm孔軸線為定位基準(zhǔn)，通過銑削來(lái)保證。（1）主要加工面①撥叉左端面孔Φ20-②撥叉右端面孔③左端側(cè)面?8mm錐孔，加工鉆孔一半，裝配后鉆鉸并整體加工，Ra=1.6④撥叉面左端面，厚度為30mm，粗糙度為Ra=3.2；右端面厚度為30mm，粗糙度為Ra=3.2；⑤M6螺紋孔；⑥未注鑄造圓角為R3。（2）主要基準(zhǔn)面①零件底面②孔的外圓表面對(duì)零件圖進(jìn)行工藝審核后可進(jìn)行機(jī)械加工工藝規(guī)程制定。2.3確定生產(chǎn)類型零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)：N=Qn（1+α%+β%），查一般撥叉零件的生產(chǎn)類型，零件材料選擇HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，其輪廓尺寸不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型定為大批生產(chǎn)。

第3章加工過程設(shè)計(jì)3.1確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖毛坯選用原則：（1）使用要求原則使用要求具體體現(xiàn)在零件的工作條件、受力情況及形狀、尺寸、精度等，只有滿足使用要求的毛坯，才有實(shí)際價(jià)值。保證使用要求是選擇毛坯的首要原則（2）經(jīng)濟(jì)性原則在保證使用要求的前提下，盡量減少消耗、減低毛坯成本，滿足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求。(3)實(shí)際生產(chǎn)條件原則根據(jù)使用要求和經(jīng)濟(jì)性所確定的毛坯生產(chǎn)方案是否能實(shí)現(xiàn)，還必須考慮企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件。只有實(shí)際生產(chǎn)條件能夠?qū)崿F(xiàn)的生產(chǎn)方案才是切實(shí)可行的。實(shí)際生產(chǎn)條件主要指企業(yè)的設(shè)備條件、技術(shù)水平、廠房情況及原材料供應(yīng)情況等。如這些條件不能滿足生產(chǎn)要求，就應(yīng)考慮某些零件的毛坯生產(chǎn)或毛坯生產(chǎn)中的部分工序與其他企業(yè)協(xié)作。零件材料為HT200。抗拉強(qiáng)度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好，主要用來(lái)鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動(dòng)部件，較高強(qiáng)度鑄鐵，基體為珠光體，強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性也良好；鑄造性能較好，需要進(jìn)行人工時(shí)效處理。HT200適用于一般機(jī)械制造中較為重要的鑄件，如：汽缸、齒輪、機(jī)座、金屬切削機(jī)床床身及床面，汽車、拖拉機(jī)的氣缸體、氣缸蓋、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤以及汽油機(jī)和柴油機(jī)的活塞環(huán)及液壓缸、泵體、閥體以及要求有一定耐腐蝕能力的泵殼、容器，如潛污泵的泵體，泵蓋，葉輪等。由于撥叉材料為HT200，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》可選鑄件的機(jī)械加工余量為3mm，其毛坯圖如下。圖2-2撥叉零件3.2選擇定位基準(zhǔn)通常毛料未經(jīng)任何處理時(shí)，外表有一層硬皮，硬度很高，很容易磨損刀具，在選擇走刀方式時(shí)加以考慮選擇逆銑。還有毛刺，裝夾前應(yīng)進(jìn)行鉗工去毛刺處理，再以面作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)定位面。第一道工序，選擇產(chǎn)品重要的面（此時(shí)是毛坯面）作為粗基準(zhǔn)，加工其它的面，以保證下一工序時(shí)，重要的面的加工余量均勻，能保留組織細(xì)密的表面，位置尺寸容易保證。選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是為后續(xù)的工序提供合理的定位精基準(zhǔn)，保證各加工面的余量足夠并分配合理，由于粗基準(zhǔn)是對(duì)毛坯進(jìn)行第一次幾下加工的定位基準(zhǔn)，因此與毛坯的形狀關(guān)系很大，則確定粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)按：1.用零件非加工面為粗基準(zhǔn)，可保證零件的加工面與非加工面的相互位置關(guān)系，且能在一次安裝中盡可能加工較多的表面。2.用零件的重要表面為粗基準(zhǔn)，優(yōu)先保證了重要表面的余量和表面組織性能的一致。3.應(yīng)選則較大、形狀簡(jiǎn)單、加工量大的表面為粗基準(zhǔn)，使切削總量最少。4.應(yīng)選毛坯精度高，余量小的表面為粗基準(zhǔn)，易保證各加工表面的余量足夠，分配合理。5.應(yīng)選定位精度高，夾緊可靠的表面為粗基準(zhǔn)。6.粗基準(zhǔn)原則上是在第一道工序中使用一次并盡量避免重復(fù)使用。按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，據(jù)零件圖所示，故應(yīng)選擇法蘭蓋下表面為粗基準(zhǔn)，以此加工軸承底面。第二道工序，以第一道工序加工出的面做基準(zhǔn)，加工第一道工序的粗基準(zhǔn)面。加工順序一般是先面后孔，加工精基準(zhǔn)，選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度的實(shí)現(xiàn)，以及定位安裝的準(zhǔn)確方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循以下原則：基準(zhǔn)重合原則：確定精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，易消除基準(zhǔn)不重合誤差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。1.統(tǒng)一基準(zhǔn)原則：擬定工藝路線時(shí)，各個(gè)工序應(yīng)盡可能用同一個(gè)定位基準(zhǔn)來(lái)精加工各個(gè)表面，以保證各表面間的相互位置精度，并且還減少了夾具的數(shù)量和工件的裝夾次數(shù)，降低了成本，提高了生產(chǎn)率。2.互為基準(zhǔn)原則：可逐步提高兩相關(guān)表面的位置精度。3.自為基準(zhǔn)原則：可使加工余量均勻，保證加工面自身形狀精度，而位置精度由前面的工序保證。同時(shí)，精基準(zhǔn)選擇時(shí)，一定要保證工件的夾、壓穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及操作簡(jiǎn)便，由以上分析，考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，即以法蘭蓋的下表面和法蘭蓋的中心軸孔為精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇以零件的上端面和外圓面為主要的定位粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇以零件的粗加工后的底面和2-φ20孔適合作為精基準(zhǔn)。3.3零件加工方法選擇本零件的加工面有：內(nèi)孔、平面以及槽，其材料為HT200，參考《機(jī)械制造工藝學(xué)》其各部分加工方法如下：（1）工件底面：由于表面粗糙度Ra為3.2μm，需進(jìn)行粗銑、半精銑。（2）φ32頂面：由于表面粗糙度Ra為3.2μm，需進(jìn)行粗銑、半精銑。（3）φ72頂面：由于表面粗糙度Ra為3.2μm，需進(jìn)行粗銑、半精銑。（4）φ50中心孔：由于公差等級(jí)為10級(jí)，表面粗糙度Ra為3.2μm，需進(jìn)行粗車、半精車。（5）φ8孔：由于表面粗糙度Ra為1.6μm，需進(jìn)行配鉆。（6）φ20孔：由于公差等級(jí)為7級(jí)，表面粗糙度Ra為1.6μm，需進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔。1、平面的加工平面的加工方法有很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對(duì)于本零件：（1）工件底面：由于表面粗糙度Ra為3.2μm，需進(jìn)行粗銑、半精銑。（2）φ32頂面：由于表面粗糙度Ra為3.2μm，需進(jìn)行粗銑、半精銑。（3）φ72頂面：由于表面粗糙度Ra為3.2μm，需進(jìn)行粗銑、半精銑。2、孔的加工孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、車、拉、磨等。對(duì)于本零件：（1）對(duì)于Φ20mm孔，由于公差等級(jí)為7級(jí)，表面粗糙度Ra為1.6μm，需進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔。（2）對(duì)于已經(jīng)鑄出的Φ50mm孔，其表面粗糙度Ra為3.2μm，則需進(jìn)行粗車、精車加工。（3）對(duì)于Φ8mm孔，鉆孔，裝配時(shí)鉆鉸。3、螺紋的加工對(duì)于M6螺紋孔，采用絲錐攻螺紋的方式。4、零件的剖開鑄件最終要分成對(duì)稱的兩個(gè)部分，剖分面表面粗糙度要求為Ra6.3μm，中心面應(yīng)通過Φ50mm孔的軸線。此工藝采用銑刀銑開。加工表面公差及精度等級(jí)表面粗糙度加工方案撥叉左右兩端上下端面IT103.2粗銑——半精銑撥叉孔Φ20mmIT7鉆、擴(kuò)、鉸撥叉角孔Φ50mmIT73.2粗車——半精車M6螺紋孔絲錐攻螺紋M8孔鉆鉸撥叉頭上下端面IT103.2粗銑—半精銑撥叉腳上下端面IT103.2粗銑—半精銑尺寸72mmIT106.3粗銑3.4工藝過程設(shè)計(jì)按照工藝設(shè)計(jì)通用經(jīng)驗(yàn)，一般先面后孔，由于加工面的難度較小，首先對(duì)加工面進(jìn)行加工，而后以這些加工好的面為基準(zhǔn)在對(duì)這些孔進(jìn)行加工，能夠保證孔的位置精度，加工難度較小，工藝方案的可行性也較高。撥叉加工易選用先粗后精的加工原則，由于撥叉生產(chǎn)一般都為中批量生產(chǎn)，將組加工和精加工分開，能夠顯著提高工作效率，并且保證加工精度，先在某些工位上對(duì)平面或孔進(jìn)行粗加工，之后將零件搬運(yùn)到下一個(gè)工位進(jìn)而進(jìn)行精加工，復(fù)合中批量流水線生產(chǎn)的工藝需求。制定下述工藝路線方案一：工序05：鑄造毛坯工序10：退火處理工序15：粗銑、半精銑工件底面工序20：粗銑、半精銑φ32頂面工序25：粗銑、半精銑φ72頂面工序30：鉆、擴(kuò)、鉸2-φ20孔工序35：粗車、精車中心孔φ50孔工序40：工件中間銑斷工序45：粗銑10階梯面工序55：鉆、攻絲M6孔工序60：配做鉆φ8錐銷孔工序65：去毛刺，清洗工序70：檢驗(yàn)，入庫(kù)方案二：工序05：鑄造毛坯工序10：退火處理工序15：鉆、擴(kuò)、鉸2-φ20孔工序20：粗車、精車中心孔φ50孔工序25：粗銑、半精銑工件底面工序30：粗銑、半精銑φ32頂面工序35：粗銑、半精銑φ72頂面工序40：工件中間銑斷工序45：粗銑10階梯面工序55：鉆、攻絲M6孔工序60：配做鉆φ8錐銷孔工序65：去毛刺，清洗工序70：檢驗(yàn)，入庫(kù)通過分析上述的工藝路線，方案路線一主要先完成各個(gè)平面的加工，在完成表面加工之后，完成各個(gè)安裝孔的加工，這種加工方案符合先面后孔的加工原則，方案二先完成各個(gè)鉆孔加工，但是，基準(zhǔn)表面還沒有完成加工，因此，并不符合先面后孔的加工原則，因此，選擇工藝路線1作為優(yōu)選方案。3.5選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備1、選擇加工設(shè)備：選擇加工設(shè)備即選擇機(jī)床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn),選擇了加工方法,因此機(jī)床的類型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào),主要取決于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況。若零件加工余量較大,加工材料又較硬,有必要校驗(yàn)機(jī)床功率。選擇加工設(shè)備要考慮加工經(jīng)濟(jì)精度。所謂加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常條件下(采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人,不延長(zhǎng)加工時(shí)間)所能保證的加工精度和表面粗糙度。需要指出的是:每一種機(jī)床,都有相應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度,也就是說任何機(jī)床在最經(jīng)濟(jì)的情況下的加工精度和表面粗糙度都有一定的范圍。若精心操作、細(xì)心調(diào)整、選擇小的切削用量，其加工精度也可以提高，但肯定是耗時(shí)耗工?？偠灾罱K選擇的機(jī)床，其經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)與零件表面的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)，由《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P187～P194初步選定各工序機(jī)床如下：（1）銑平面：X51立式銑床。（2）鉆孔：Z525立式鉆床。（3）車孔：CA6140車床。2、選擇夾具對(duì)于成批生產(chǎn)的零件，大多數(shù)采用專用機(jī)床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效的前提下，也可部分采用通用夾具。本機(jī)械加工工藝規(guī)程中所有的工序均采用了專用機(jī)床夾具，需專門設(shè)計(jì)、制造。3、選擇刀具在撥叉的加工中，采用了銑、車、鉆、鉸、攻螺紋等多種加工方式，與之相對(duì)應(yīng)，初選刀具情況如下：（1）銑刀滿足要求的銑刀直徑d=80mm，孔徑D=27mm，寬L=36mm，齒數(shù)z=10.（2）車刀Φ50mm中間孔采用車刀加工。在車床上加工的工序，一般都采用硬質(zhì)合金刀具。加工零件可采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工時(shí)用YT5，半精加工是用YT15，且均可采用kr=45°，直徑為20mm的圓形車刀進(jìn)行加工。（3）鉆頭從零件要求和加工經(jīng)濟(jì)性考慮，采用錐柄麻花鉆頭完成加工工序，用鉸刀進(jìn)行精加工。采用d=19.8mm擴(kuò)孔鉆進(jìn)行擴(kuò)孔，采用d=20mm鉸刀進(jìn)行鉸孔。（4）絲錐選用M8×1.25絲錐攻螺紋。3.6確定切削用量及時(shí)間定額切削用量包含切削速度、進(jìn)給量及背吃刀量三項(xiàng)，確定方法是先確定背吃刀量、進(jìn)給量，而后確定切削速度。不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加工的要求是不一樣的。

因此，在選擇切削用量時(shí)，考慮的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所區(qū)別。粗加工時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具耐用度要求和余下的機(jī)床功率，確定合適的切削速度。精加工時(shí)，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要求，故一般選用較小的進(jìn)給量和背吃刀量，而盡可能選用較高的切削速度。為了能更全面的說明切削用量和基本時(shí)間的確定方法，與前述零件表面加工方法相對(duì)應(yīng)，下面分別就粗銑工件平面、車孔、鉆孔等工序進(jìn)行說明。1.粗銑、半精銑工件底面（1）粗銑工件底面機(jī)床：X51立式銑床刀具：高速鋼面銑刀，材料：W18Cr4V，，齒數(shù)。銑削深度為2.5mm。查表14-71，取，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.25min.工時(shí)定額T=1.48min（2）半精銑工件底面機(jī)床：X51立式銑床刀具：高速鋼面銑刀，材料：W18Cr4V，，齒數(shù)。銑削深度為0.5mm。查表14-71，取，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.33min.工時(shí)定額T=1.96min2.粗銑、半精銑φ32頂面（1）粗銑φ32頂面機(jī)床：X51立式銑床刀具：高速鋼面銑刀，材料：W18Cr4V，，齒數(shù)。銑削深度為2.5mm。查表14-71，取，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.25min工時(shí)定額T=1.48min（2）半精銑φ32頂面機(jī)床：X51立式銑床刀具：高速鋼面銑刀，材料：W18Cr4V，，齒數(shù)。銑削深度為0.5mm。查表14-71，取，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.33min.工時(shí)定額T=1.96min4.粗銑、半精銑φ72頂面（1）粗銑φ72頂面機(jī)床：X51立式銑床刀具：高速鋼面銑刀，材料：W18Cr4V，，齒數(shù)。銑削深度為2.5mm。查表14-71，取，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.07n工時(shí)定額T=0.43min（2）半精銑φ72頂面機(jī)床：X51立式銑床刀具：高速鋼面銑刀，材料：W18Cr4V，，齒數(shù)。銑削深度為0.5mm。查表14-71，取，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.1min.工時(shí)定額T=0.58min4.鉆、擴(kuò)、鉸φ201）鉆孔φ20至φ19機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：麻花鉆頭，材料：W18Cr4V，。切削深度為2mm。查表14-36，取，取切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.08min.工時(shí)定額T=0.49min2）擴(kuò)φ20至φ19.8機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：擴(kuò)孔鉆，材料：W18Cr4V，。切削深度為0.4mm。查表14-41，取，取切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.07min.工時(shí)定額T=0.44min3）鉸2-φ20孔至圖紙尺寸機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：高速鋼鉸刀，材料：W18Cr4V，。切削深度為0.1mm。查表14-46，取，取切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.15min.工時(shí)定額T=0.88min5.粗車、精車中心孔φ501）粗車中心孔φ50至φ49.6機(jī)床：CA6140臥式車床刀具：硬質(zhì)合金車刀。切削深度為2.8mm。查表14-36，取，取切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.05min.工時(shí)定額T=0.28min2）精車中心孔φ55至圖紙尺寸機(jī)床：CA6140臥式車床刀具：硬質(zhì)合金車刀。切削深度為0.2mm。查表14-41，取，取切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.05min.工時(shí)定額T=0.32min6.工件中間銑斷機(jī)床：X51立式銑床刀具：高速鋼銑刀，材料：W18Cr4V，，齒數(shù)。銑削深度為4mm。查表取，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.32min.工時(shí)定額T=1.92min7.粗銑10階梯面機(jī)床：X51立式銑床刀具：高速鋼面銑刀，材料：W18Cr4V，，齒數(shù)。銑削深度為2.5mm。查表14-71，取，取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.03min工時(shí)定額T=0.18min8.鉆、攻絲M6孔1）鉆孔M6底孔機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：麻花鉆頭，材料：W18Cr4V，。切削深度為3mm。查表14-36，取，取切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.01min.工時(shí)定額T=0.04min2）攻絲M6機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：高速鋼絲錐，材料：W18Cr4V，。切削深度為0.5mm。查表取，取切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.01min.工時(shí)定額T=0.44min9.配做鉆φ8錐銷孔機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：麻花鉆頭，材料：W18Cr4V，。切削深度為4mm。查表14-36，取，取切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：式中：n—主軸轉(zhuǎn)速；V—切削速度；d—回轉(zhuǎn)直徑。取，計(jì)算實(shí)際銑削速度：基本時(shí)間：輔助時(shí)間：=0.2=0.02min.工時(shí)定額T=0.14min

第4章φ20鉆孔夾具設(shè)計(jì)在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機(jī)床夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)床夾具在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，機(jī)床夾具的功用主要是：穩(wěn)定地保證工件的加工精度；減少輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。制動(dòng)撥叉的φ22孔加工精度，位置精度要求都較高，如果選用常規(guī)的夾具（即通用夾具）其生產(chǎn)效率是很低的，同時(shí)加工精度也不容易保證。考慮到模板零件屬于中批量生產(chǎn)，所以應(yīng)該對(duì)其設(shè)計(jì)專用夾具，以保證加工精度和位置精度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。各個(gè)工序生產(chǎn)效率要求高，必須滿足其生產(chǎn)節(jié)拍要求，尤其是針對(duì)雙耳孔加工工序，需設(shè)計(jì)專用夾具，能夠滿足工序要求，專用雙耳孔鉆孔夾具具有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)效率高，由于專用夾具具有很好的操作性，減小了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了上料、定位、裝夾等輔助工序的時(shí)間，能夠極大地提高雙耳孔鉆孔夾具的生產(chǎn)效率。（2）加工精度高：本項(xiàng)目的雙耳孔夾具以加工完成的孔、平面為基準(zhǔn)面，能夠很好保證設(shè)計(jì)要求高的工件的加工精度，并可使得設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)相統(tǒng)一，減小加工基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化誤差。不同工序的夾具其組成元件各不相同，同時(shí)，夾具的設(shè)計(jì)還需要充分考慮到工件的形狀、結(jié)構(gòu)等要素，但夾具的組成基本相同，能夠分為以下幾個(gè)部分：1.定位部分：定位部分是夾具設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，主要起到固定元件的作用，這也是元件加工精度的基本保證，沒有一個(gè)高精度的定位部分，無(wú)法加工出高精度的元件。2.夾緊部分：將元件準(zhǔn)確定位之后，為了防止元件在加工過程中，由于切削力產(chǎn)生竄動(dòng)，需要使用夾緊部分對(duì)其進(jìn)行夾緊。3對(duì)刀部分：為了保證高效低完成每一個(gè)工件的加工，一般需要在夾具上面設(shè)置專用的對(duì)刀單元，使得刀具能夠迅速找到和夾具之間的相互位置關(guān)系，然后進(jìn)行后續(xù)加工，這些對(duì)刀單元按照加工工序及刀具的不同，其表現(xiàn)形式也各不相同，銑床有專用的對(duì)刀塊，鉆床有專用的鉆套完成對(duì)刀動(dòng)作。4.動(dòng)力部分：這些部分是為夾緊單元提供動(dòng)力的裝置，部分零件尺寸較大、切削量大，進(jìn)而造成切削力也較大，采用傳統(tǒng)的人力壓緊方式，極大地增大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以，可以采用液壓或者氣動(dòng)的方式，簡(jiǎn)化了人工操作，提高了工人的勞動(dòng)效率。5.夾具體：這些功能元件都是分體的零部件，需要一個(gè)機(jī)械載體將其組裝成一起，這個(gè)機(jī)械載體需要有良好的力學(xué)性能，在加工過程中不能出現(xiàn)變形等情況，同時(shí)，需要有很好的加工精度，保證各個(gè)定位元件和對(duì)刀元件的相互精度，避免出現(xiàn)因?yàn)閵A具體誤差造成的工件超差等問題。4.1問題的提出本夾具主要用來(lái)鉆φ20孔，加工精度要求較高，需要采用已經(jīng)加工完成的面作為精基準(zhǔn)的定位基準(zhǔn)，φ20孔的粗糙度要求為1.6，相較于基準(zhǔn)的底面有垂直度0.025的要求。因此，在本道工序加工時(shí)在考慮精度的前提下，還應(yīng)考慮到降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。4.2定位基準(zhǔn)的選擇在夾具設(shè)計(jì)中，工件在夾具中定位的主要工作內(nèi)容包括：根據(jù)工件的表面結(jié)構(gòu)特征和工序要求，確定工件需要限定的自由度；確定定位方式，即確定工作上的定位表面及其與之相對(duì)應(yīng)的定位元件；分析工件各表面定位方式組合后限定自由度的情況，對(duì)欠定位的進(jìn)行定位方案修改，對(duì)不必要的過程定位自由度采取消除措施。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。本夾具的定位方案為選底平面、側(cè)面和大頭孔定位，即一面、心軸和擋銷定位。一個(gè)擋銷限制的自由度為:。一個(gè)芯軸限制的自由度為：，。底面限制的自由度為：，，。綜上，該定位方案限制了工件的6個(gè)自由度，較好的滿足零件加工要求，定位合理。圖4-1定位示意圖4.3導(dǎo)向元件設(shè)計(jì)鉆套是鉆床夾具中的重要組成部分，主要是確定鉆桿位置并到對(duì)鉆桿導(dǎo)向的作用。鉆桿一般都是細(xì)長(zhǎng)形狀的，同時(shí)，鉆床切削較為劇烈，有振動(dòng)、切削力等多項(xiàng)因素的干擾，如果不采用鉆套結(jié)構(gòu)，鉆頭會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)和失穩(wěn)，對(duì)鉆孔產(chǎn)生超挖，將鉆孔的尺寸鉆大。因此，在小孔的鉆孔夾具設(shè)計(jì)過程中，大部分都會(huì)增加鉆套裝置，同時(shí)，鉆套裝置按照分類能夠分為固定式、拆分式兩種類別。固定式鉆套是采用過盈配合的方式，安裝過程中采用較大力使得鉆模板出現(xiàn)彈性變形，進(jìn)而能夠?qū)@套裝入，或者加熱鉆模板之后，將鉆套裝入。這種安裝方式的鉆套一般用于小批量粗加工生產(chǎn)中，不能根據(jù)加工工序的不同，對(duì)鉆套進(jìn)行更換，同時(shí)，鉆套加工磨損量并不大，拆卸較為麻煩。拆分式鉆套也叫快換型鉆套，是包括鉆套、襯套、螺釘?shù)攘慵M成，嵌套和鉆模板是過盈配合，嵌套首先和鉆模板安裝在一起，鉆套和襯套是間隙配合方式，鉆套能夠很容易地放入到襯套內(nèi)部，方便對(duì)鉆套進(jìn)行更換。放入鉆套之后，采用大頭部的鉆套螺釘將鉆套固定在鉆模板上，在鉆孔粗加工完成之后，將鉆套螺釘拆卸，更換成精加工鉆套，進(jìn)行雙耳孔精加工。采用這種拆分型鉆套形式，能夠保證φ22孔的加工精度，出現(xiàn)磨損的工況能夠及時(shí)更換，同時(shí)，保證了加工效率。4.4切削力及夾緊力的計(jì)算鉆該孔時(shí)選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。切削力公式：式中D=20mm，查表得出：即：實(shí)際所需夾緊力：查表得：有：安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查表可得：所以由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用2個(gè)壓板夾緊機(jī)構(gòu)。選用2個(gè)M5的螺栓作為夾緊螺栓。本項(xiàng)目螺旋壓緊，M5螺栓預(yù)緊力為3kN，因此，計(jì)算夾緊力為Wi=因此，夾緊力大于所需夾緊力，故選用M5螺母作為夾緊螺母，安全可靠。4.5鉆模板設(shè)計(jì)鉆模板是主要作用是安轉(zhuǎn)鉆套，鉆模板是夾具體和鉆套之間的載體，加工過程中，需要保證鉆模板的加工精度和剛度，同時(shí)，還需要保證鉆模板具有較好的工藝性，使得工件能夠順利拆卸。（1）固定式固定式是和夾具體做成一體的，通過夾具體加工，能夠保證鉆模板和夾具體一體成型，這種連接方式加工較為費(fèi)勁，但是加工精度較高，避免了鉆模板和夾具體之間的連接誤差。（2）鉸鏈?zhǔn)姐q鏈?zhǔn)脚c夾具體通過鉸鏈連接。這種鉸接式一般是用于工件安裝較為復(fù)雜的情況，這種鉸接板加工難度大，同時(shí)，加工成本較高，但是，工件可以方便拆卸，本方案采用這種鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。（3）懸掛式懸掛式鉆模板是與機(jī)床主軸箱連接的，懸掛式鉆模板通常用在多軸傳動(dòng)頭加工平行孔系時(shí)采用，生產(chǎn)效率高，適于在中批量生產(chǎn)中應(yīng)用?？紤]到本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的工件特點(diǎn)，采用懸掛式鉆模板結(jié)構(gòu)，能夠完成本項(xiàng)目鉆頭的導(dǎo)向及安裝。4.6夾具體的要求1）有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面（與機(jī)床相連接的表面）等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。2）有足夠的強(qiáng)度和剛度加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)筋，或在不影響工件裝卸的情況下