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1、摘要 本次設計題目是轉(zhuǎn)速器盤120上端面的夾具設計，分為三大部分： 第一部分主要是撥叉的工藝規(guī)程設計。其中包括采用CAD完成了零件圖，完成了轉(zhuǎn)速器盤的工藝規(guī)程設計，主要包括確定設計類型，確定毛坯制造形式，制定工藝路線，選擇機床及工藝設備，確定機械加工余量，工序尺寸和毛坯尺寸，以及切削用量和基本工時的確定。完成了轉(zhuǎn)速器盤的機械加工過程卡和工序卡。 第二部分主要是轉(zhuǎn)速器盤的夾具設計。在這一部分的內(nèi)容中，主要包括零件的定位基準的選擇，定位機構(gòu)的設計，定位遠見的尺寸的確定，定位誤差的分析。設計夾具主要完成了夾緊機構(gòu)的設計，加緊力及夾緊機構(gòu)的設計，夾緊力及夾緊方向的確定，以及所選擇的夾緊元件。夾緊

2、機構(gòu)主要是采用定位板夾緊機構(gòu)，其定位和加緊機構(gòu)簡單，方便可靠。 第三部分是完成裝配圖的手繪圖 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速器盤；夾具：夾緊：定位；誤差 目錄 轉(zhuǎn)速器盤120上端面夾具設計 I 摘要 II 第1章 緒論 5 第2章 零件的分析 6 2.1 轉(zhuǎn)速器盤的作用 6 2.2 轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝過程分析 6 2.2.1 轉(zhuǎn)速器盤的分析 6 2.2.2 審查轉(zhuǎn)速器盤的工藝性 6 2.2.3 合理選擇定位基準 6 2.2.4 表面加工法 7 2.2.5 加工順序安排 7 第3章 零件的工藝規(guī)程設計 7

3、 3.1 確定零件生產(chǎn)類型 7 3.1.1 確定生產(chǎn)類型的依據(jù)——生產(chǎn)綱領 7 3.1.2 確定生產(chǎn)類型 8 3.2 確定毛坯的制造方式 8 3.3 制訂工藝路線 8 3.3.1 基準的選擇 8 3.3.2 零件表面加工方法的選擇 9 3.3.3 熱處理的位置 10 3.3.4 零件的表面加工順序的劃分安排 10 3.3.5 工藝方案比較 11 3.4 機床及工藝裝備的選擇 13 3.4.1 機床的選擇 13 3.4.2 刀具的選擇 13 3.4.3 量具的選擇 14 3.5 機械加工余量 工序尺寸 及毛坯尺寸的確定 15 3.6 切削用量及其基本工時的確定 17

4、 3.6.1 確定切削用量 17 第4章 夾具設計 22 4.1 問題的提出 22 4.1.1 夾具設計 22 4.1.2 定位基準的選擇 22 4.1.3 定位誤差分析 23 4.2 夾緊機構(gòu)設計 23 4.2.1 夾緊力的確定 23 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 24 4.2.3 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 24 結(jié)論 26 致謝 27 - V - 第1章 緒論 （一）工藝規(guī)程的制定 （二）夾具設計 機械工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位，而機械加工工藝是機械工業(yè)的主要內(nèi)容之一。在現(xiàn)在的社會化大生產(chǎn)中，要求工藝為生產(chǎn)的大批量，高效

5、率，高精度，高質(zhì)量，低成本服務，機械產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝有密切的關(guān)聯(lián)性，所以機械加工工藝周到普遍的重視而得以迅速的發(fā)展。 在機械加工中為了保證同一產(chǎn)品的質(zhì)量、提高裝夾工作的效率，往往采用優(yōu)良的夾具設計。夾具設計的好壞是影響生產(chǎn)的重要因素。 本設計是撥叉的工藝規(guī)程設計和夾具的設計。即根據(jù)實際情況，工件的結(jié)構(gòu)特點和用途，編寫出合理的工藝路線，選擇合適的機床，刀具和切削用量，并結(jié)合生產(chǎn)設計出一套銑床夾具。 撥叉是變速機構(gòu)用來移動多聯(lián)齒輪或離合器，從而實現(xiàn)速度變換的主要零件。 副變速撥叉是手扶拖拉機變速操縱機構(gòu)中的零件，撥叉以內(nèi)孔安裝在一軸上。叉腳口卡在雙聯(lián)齒輪的中間，波動感的一端插在槽中。使撥叉

6、軸向移動，以帶動雙聯(lián)齒輪滑移。實現(xiàn)速度的變換。滾珠在彈簧的作用下卡入軸上的凹槽中，實現(xiàn)撥叉的準確得軸向定位。 撥叉加工要遵循加工分階段，粗精分開的原則。成批生產(chǎn)以工序分散較為有利。使工件在各工序之間能充分變形，以確保相互間的位置精度。 撥叉的加工工藝規(guī)程及其銑槽的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎、機械設計、金屬學與熱處理等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、

7、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。 就我個人而言，我希望能通過這次夾具設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后的工作打下堅實的基礎。 由于能力、知識、經(jīng)驗有限，設計尚有許多不足，懇請各位老師給與指教。 第2章 零件的分析 2.1 轉(zhuǎn)速器盤的作用 轉(zhuǎn)速器盤是2105柴油機中調(diào)速機構(gòu)。10mm孔裝一偏心軸，此軸一端通過銷與手柄相連，另一端與油門拉桿相連。轉(zhuǎn)動手柄，偏心軸轉(zhuǎn)，油門拉桿即可打開油門或關(guān)小油門。6mm孔裝兩銷，起限位作用，手柄可在120范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)無

8、級調(diào)速。該零件通過 9mm孔用M8螺栓與柴油機體連接。 本設計任務給定的零件轉(zhuǎn)速器盤，即傳遞運動并保持其他零件正確工作方式，和保持互相之間的正確位置。其對加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比較復雜，不成規(guī)則，故加工過程中需要用到復雜的夾具。 2.2 轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝過程分析 2.2.1 轉(zhuǎn)速器盤的分析 轉(zhuǎn)速器盤共有九個機械加工表面，其中，兩個直徑為Φ9mm的螺栓孔與Φ10mm孔有位置要求；120圓弧端面與Φ10mm孔的中心線有位置度要求。現(xiàn)分述如下： ⑴ 兩個直徑為Φ9mm的螺栓孔 兩個直徑為Φ9mm的螺栓孔的表面粗糙度為Ra6.3，螺栓孔中心線與底平面的

9、尺寸要求為18mm；兩個螺栓孔的中心線距離為mm；螺栓孔與直徑為Φ10mm的孔中心線距離為mm；與柴油機機體相連的后平面，其表面粗糙度為Ra6.3。 ⑵ Φ10mm的孔及120圓弧端面 Φ10mm的孔尺寸為Φ10mm，表面粗糙度為Ra3.2，其孔口倒角0.545，兩個Φ6mm的孔表面粗糙度為Ra3.2，120圓弧端面相對Φ10mm孔的中心線有端面圓跳動為0.2mm的要求，其表面粗糙度為Ra6.3。 從以上分析可知，轉(zhuǎn)速器盤的加工精度不是很高。因此，可以先將精度低的加工面加工完后，再以加工過的表面為定位基準加工精度較高的Φ10mm和Φ6mm孔。 2.2.2 審查轉(zhuǎn)速器盤的工藝性 該零件

10、的材料為HT200，抗拉強度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好。在加工過程中，需要有較高的平面度，某些地方需要較細的表面粗糙度，各裝配基面要求有-定的尺寸精度和平行度。否則會影響機器設備的性能和精度。由于零件的結(jié)構(gòu)比較復雜，加工時需要較復雜的夾具才能準確的定位，并保持適當?shù)膴A緊力，可以用支撐板和定位銷進行定位夾緊，并用墊塊進行輔助定位。 2.2.3 合理選擇定位基準 （1）粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則，當零件有不加工表面時應以這些不加工表面為粗基準。選取轉(zhuǎn)速器盤的底平面作為粗基準加工出后平面而加工φ25mm圓柱上端面120圓弧端面時選擇轉(zhuǎn)速器盤的底平面為粗基準。在加工中φ9mm孔φ1

11、8mm圓柱端面時以加工過的后平面為定位基準。加工φ10mm孔和φ6mm孔時則以后平面和兩個中9mm孔為定位基準。 （2）精基準的選擇 為保證加工精度，結(jié)合轉(zhuǎn)速器盤的特征，主耍采用基準重臺原則和統(tǒng)-基準原則來進行加工。加工后平面、φ25mm圓柱上端面、120圓弧端而時，主要運用統(tǒng)一基準原則，即仍然均以轉(zhuǎn)速器盤的底平面作為定位基準;而在加工φ9mm孔、φ18mm圓柱端面、φ10mm孔和φ6mm孔時，選用基準重合原則，即選用設計基準作為定位基準 。 2.2.4 表面加工法 根據(jù)零件加工精度以及表面粗糙度要求，查課本P11-P14的表可得 (1)后平面 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為

12、IT9，查表1-11加工方案確定為:粗銑--精銑； (2)φ18mm圓柱端而 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT11，查表1-11加工方案確定為:粗銑; (3)120圓弧端面 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，查表1-11加工方案確定為:粗銑 --精銑: (4) φ25mm圓柱上端面 表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9，查表1-11加工方案確定為:粗銑--精銑 (5)φ10mm孔 表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9，查表1-10加工方案確定為:鉆孔--粗鉸一精鉸--孔倒角 (6)φ9mm孔 表面粗糙度為Ra12.5，經(jīng)濟精度為IT9,查表1-10加

13、工方案確定為:鉆孔 (7)φ6mm孔 表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9，查表1-10加工方案確定為:鉆孔--粗鉸--精鉸。 2.2.5 加工順序安排 撥叉加工要遵循加工分階段，粗精分開的原則。成批生產(chǎn)以工序分散較為有利。使工件在各工序之間能充分變形，以確保相互間的位置精度。加工順序為：基準端面——粗銑叉腳面——銑叉腳內(nèi)側(cè)面——鉆孔——銑槽。其中粗銑叉腳面安排在銑叉腳內(nèi)側(cè)面之前，為銑內(nèi)側(cè)面提供了精基準面。 第3章 零件的工藝規(guī)程設計 3.1 確定零件生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型對零件的工藝過程有著重要影響，因而在編制零件工藝之前，必須首先確定零件的生產(chǎn)類型。 3.1

14、.1 確定生產(chǎn)類型的依據(jù)——生產(chǎn)綱領 生產(chǎn)綱領的計算公式如下： （2-1） 其中 N——零件的生產(chǎn)綱領（件/年） N——產(chǎn)品年產(chǎn)量 .n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺） ——備品率 ——廢品率 本零件上述參數(shù)參為： N=2000臺/年 .n =1件/臺 ——取3-5%的中間值4%。因為磨損，修理，損壞等，因而要有備品率。 ——在一般情況下,在機床上加工零件，由一般水平的工人操作，廢品率為1%。 所以N=20001(1+4%+1%) =2010件/年 3.1.2 確定生產(chǎn)類型 零件重量為

15、1.12千克，小于100千克，屬輕型，N在1000以上，由此確定零件為大批生產(chǎn)。 3.2 確定毛坯的制造方式 1.確定毛坯的成形方法 該零件材料為HT200,考慮到轉(zhuǎn)速器盤在工作過程中受力不大，輪廓尺寸也不大，各處壁厚相差較小，從結(jié)構(gòu)形式看，幾何形體不是很復雜，采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可采用鑄造成形。 2.鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件底平面因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產(chǎn)生白口鐵組織，但因為此件對防止白口的要求不嚴，又采用金屬形鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢，故能滿足轉(zhuǎn)速器盤的使用要求。 3.鑄造方法的選擇。 根據(jù)鑄件的尺寸較小，形狀比較簡單，而且

16、選用灰口鑄鐵為材料，并且鑄件的表面精度要求不高，結(jié)合生產(chǎn)條件選用金屬型鑄造。 3.3 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應適當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。 3.3.1 基準的選擇 3.3.1.1 粗基準的選擇 粗基準的選擇影響各加工面的余量分配及不需加工表面間的位置精度。因此在選擇粗基準時是其主要作用的。 粗基準的選擇原則： （1）如果必須保證工件上加工表面與不加工表面的位置要求，則應以

17、不加工表面為基準。如果在工件上有許多不加工表面，則應以與加工位置精度較高的表面作為精基準。 （2）如果必須首先保證共建某些重要表面的余量均勻，則應選擇該表面作為基準。 （3）選擇粗基準的表面，應平整，沒有澆口，冒口或飛邊等缺陷，以便可靠定位。 （4）粗基準只能使用一次，即應不重復使用，以免產(chǎn)生較大誤差。 根據(jù)以上原則，在加工撥叉的過程中，選擇撥叉頭右端面作粗基準。 3.3.1.2 精基準的選擇 選擇精基準，應考慮如何保證加工精度和裝夾得準確方便。一般應遵循以下原則： （1）以工序基準做精基準，以便消除不重合誤差,即“基準重合原則”。 （2）當共建以某一組精基準定位可以

18、較方便的加工其他面時，應盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準定位，基“基準統(tǒng)一原則”。 （3）當精加工或者工序要求余量小而且均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，而該加工表面與其它表面之間的位置精度，則要求由先行共需加以保證，即“自為基準原則”。 （4）為了獲取均勻的加工余量，在選擇精基準時，可遵循“互為基準原則”。 （5）精基準的選擇應定位準確，夾緊可靠。因此，精基準的面積與被加工表面相比，應有較大的寬度和長度，以提高其位置精度。 根據(jù)以上原則，考慮到本零件的內(nèi)孔是撥叉零件的設計基準和裝配基準，加工精度要求較高，工件表面對基準孔中心有較高的垂直度要求，為保證主要表面間的互相位置精度要求，

19、應選擇內(nèi)孔為精基準，限制四個自由度，符合基準重合原則。撥叉零件結(jié)構(gòu)復雜，壁薄剛性差，加工面多，選擇左端面限制移動自由度，符合基準統(tǒng)一原則，且定位可靠，操作簡單方便。 3.3.2 零件的表面加工順序的劃分安排 3.3.2.1 劃分加工階段的原則 零件加工時，往往不是一次加工完整個表面，而是將整個表面的粗精加工分開進行。因此，一般都將整個工藝過程劃分為幾個加工階段，即就是安排加工順序時所遵循的工藝過程劃分階段的原則。劃分加工階段的原因在于： （1）粗加工階段切取的余量較大，因此產(chǎn)生的切削力和切削熱都較大，功率的消耗也較多，所需的夾緊力也較大，從而在加工過程中工藝系統(tǒng)的受力變形，受熱變形和

20、工件的殘余應力也較大，不可能有高的加工精度和表面質(zhì)量，需要有后續(xù)的加工階段逐步的減少切削用量，逐步修正工件的原有誤差。此外，各加工階段的時間間隔相當于自然時效，有利于使工件消除殘余應力和充分變形，以便在后續(xù)加工階段中得到修正。 （2）粗加工階段可采用功率大而而精度一般的高效率設備，而精加工階段則采用相應的精密機床。這樣既發(fā)揮了機床設備的各自性能特點，有延長了高精度機床的使用壽命。 由于撥叉的形狀復雜，且內(nèi)孔要求精度高，所以分為鉆孔鉸孔兩次完成。此外，叉腳兩側(cè)面要求精度高，則分為粗銑和精銑兩次完成。 3.3.2.2 表面和次要表面加工順序的安排原則 （1）基準先行 作為精基準表面，一般都

21、排在第一道工序進行。 （2）主要表面的粗精加工分開，以消除切削力所帶來的變形，而光整加工放在最后。 （3）次要表面的加工盡可能再同一次裝夾中加工，以減少裝夾次數(shù)，節(jié)約輔助時間，提高各表面間的位置精度。 如果不能和主要表面在同一次裝夾中加工，可以另立工序，但必須有合適的定位基準，使裝夾方便。 某些次要表面也可安排在最后加工，但不能影響以加工主要表面的精度，否則提前加工。 3.3.2.3 輔助工序的安排 （1）劃線工序常在機械加工之前 （2）清洗工序緊跟在光整加工之后 （3）油漆工序主要用于鑄件的基本零件，安排在粗加工之后 （4）去毛刺恭喜在機械加工完成之后，特別是經(jīng)過銑削加工的

22、工件，完成之后都要有去毛刺工序。 3.3.2.4 檢驗工序應安排在： （1）粗加工全部結(jié)束后，精加工之前 （2）零件從一個車間轉(zhuǎn)向另一個車間前后 （3）重要工序前后 （4）零件全部加工結(jié)束后 根據(jù)零件的加工要求和上述原則，在每次加工工序之后均采取檢驗工序，以便達到加工要求。 3.3.2.5 工序的集中和分散 工序集中和分散各有優(yōu)缺點。在制定工藝路線，確定工序數(shù)目時，必須根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，，以及現(xiàn)場設備等實際情況進行全面綜合分析。 因左右兩端面均對φ10mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。 3.3.3 零件表

23、面加工方法的選擇 零件表面的加工方法，首先取決于加工表面應有的技術(shù)要求，有時還能因為工藝上的原因，而在某些方面高于零件圖上的要求。如由于基準不重合而提高對某些表面的加工要求，或由于被作為精基準而可能對其提出更高的加工要求。 當明確了各個加工表面的技術(shù)要求后，既可選擇滿足該要求的加工方法。選擇的加工方法應滿足零件的質(zhì)量，加工經(jīng)濟性和高的生產(chǎn)效率的要求。因此，選擇加工方法應考慮下列個因素： （1）任何一種加工方法能獲得的加工精度和表面粗糙度都有一個相當大的范圍，但只有在某一個較窄的范圍內(nèi)才是經(jīng)濟的，這個范圍的加工精度，就是經(jīng)濟加工精度。 （2）要考慮工件材料的性質(zhì)。 （3）要考慮工件的結(jié)

24、構(gòu)，形狀和尺寸大小。 （4）要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求。 （5）要考慮工廠和車間的現(xiàn)有技術(shù)情況和技術(shù)條件。 根據(jù)以上分析及設計指導教程表1-9至表1-12，可確定各表面的加工方法為： 表面加工方法選擇 根據(jù)零件加工精度以及表面粗糙度要求，查課本P11-P14的表可得 (1)后平面 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，查表1-11加工方案確定為:粗銑--精銑； (2)φ18mm圓柱端而 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT11，查表1-11加工方案確定為:粗銑; (3)120圓弧端面 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，查表1-11加工方案確定為:粗銑 -

25、-精銑: (5) φ25mm圓柱上端面 表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9，查表1-11加工方案確定為:粗銑--精銑 (5)φ10mm孔 表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9，查表1-10加工方案確定為:鉆孔--粗鉸一精鉸--孔倒角 (6)φ9mm孔 表面粗糙度為Ra12.5，經(jīng)濟精度為IT9,查表1-10加工方案確定為:鉆孔 (7)φ6mm孔 表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9，查表1-10加工方案確定為:鉆孔--粗鉸--精鉸。 3.3.4 熱處理的位置 根據(jù)鑄件的精度等級，要求對零件進行熱處理， 一般放在機械加工之前。 3.3.5 工藝方案比較

26、方案一： 工序1：鑄造； 工序2：熱處理； 工序3：粗、精銑后平面，以零件底平面及直徑為φ25mm的外圓柱面為粗基準。選用X62臥式銑床，并加專用夾具； （查表4-18） 工序4：粗銑兩個直徑為φ18mm的圓柱端面，以經(jīng)過精加工的后平面及底平面為基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具；（查表4-15） 工序5：粗銑直徑為φ25mm的圓柱下端面，以底平面為基準，φ25mm工序4粗銑兩個直徑為φ18mm的圓柱端面，以經(jīng)過精加工的后平面及底平面為基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具；（查表4-15） 工序6：粗、精銑直徑為φ25mm的圓柱上端面，以底平面為基準，中25mm圓柱下端

27、面為輔助基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具；（查表4-15） 工序7：鉆、鉸φ10mm的孔，并锪倒角0.5X45，以經(jīng)過精加工的后平面和底平面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具；（查表4-8） 工序8：鉆削、鉸削加工直徑為φ9mm的兩個孔，以φ10mm的孔及后平面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具； （查表4-8） 工序9：粗、精銑120圓弧端面，以φ10mm的孔和底平面及后平面為定位基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 查表（4-15） 工序10：鉆、鉸加工兩個φ6mm的孔，以φ10mm的孔和底平面及后平面定位。選用Z525立式鉆床，并加專用夾具；

28、（查表4-8） 工序11：去毛刺；（鉗工臺） 工序12：清洗；（清洗機） 工序13：終檢； 方案二： 工序10：鑄造; 工序20：熱處理; 工序30：粗、精锍后平面; 工序40：粗銃兩個直徑為φ18mm的圓柱前端面; 工序50：粗、精銃直徑為φ25mm的圓柱上端面; 工序60：粗、精銃加工120圓弧端面; 工序70：鉆削加工直徑為φ9mm的孔; 工序80：鉆削并較削加工直徑為φ10mm的孔并鉉倒角0.5X45; 工序90：鉆削、較削加工兩個直徑為φ6mm的孔; 工序100：去毛刺; 工序110：檢查; 工序120：入庫。 工藝方案的比較與分析： 上述兩個工藝

29、方案的特點在于:方案一是按工序集中原則及保證各加工面Z間的尺寸精度為基礎而制訂的工藝路線。方案二只是按工序集中原則制訂，但是沒有考慮到各個加工面的加工要求及設計基準。這樣雖然提高了生產(chǎn)率，但可能因設計基準與工序基準不重合而造成很大的尺寸誤差，使工件報廢。特別是銃削加工120圓弧端面如果按方案二進行加工，則是φ10mm的孔在其后加工。這樣120圓弧端面的形位公差0.02mm(上端面圓跳動)根本不能保證。另外，先加工 出φ10mm的孔，然后以該孔為定位基準，加工時工件在圓形回轉(zhuǎn)工作臺上圍繞φ10mm孔的軸線旋轉(zhuǎn)，更便于加工120圓弧端面。 因此，最后的加I路線確定為方案一。 以上工藝過程詳見

30、附表1——機械加工工藝過程綜合卡片 3.4 機床及工藝裝備的選擇 3.4.1 機床的選擇 選擇機床遵循如下原則： （1）機床的加工范圍應與零件的外廓尺寸相適應 （2）機床的精度應與工序的要求的精度相適應 （3）機床的生產(chǎn)率應與零件的生產(chǎn)類型相適應 根據(jù)上述原則和現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，選擇如下 (1) 工序3,4,5,6,9用的是銑床，進行粗銑，精銑。用普通的臥銑床X62W型萬能臥銑床即可。 (2)工序7，8,10是鉸孔工序，是粗鉸和半精鉸。使用普通的鉸床即可。 (3)工序7,8,10加工一個中10孔，2個中6孔，2個φ9孔，采用花盤加緊，在立式鉆床即可?？蛇x用Z525型立式鉆

31、床。 3.4.2 刀具的選擇 刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法，加工表面的尺寸，工件材料所要求的精度和表面粗糙度，生產(chǎn)率及經(jīng)濟性等。在選擇時一般應盡可能采用標準刀具，必要時可采用高生產(chǎn)率的復合刀具和其他的一些刀具，根據(jù)以上原則，選擇刀具如下 工序 號 工序內(nèi)容 設備 工藝裝備 （1）在工序3,4,5,6,9銑平面時，銑刀可以選擇直齒或錯齒的端銑刀和周銑刀，工序中有粗銑和精銑，在粗銑后，要留有一定的加工余量，供精銑工序加工。 （2）鉆孔有中10,中6,中9三種孔，需要留一定的加工余量，可用φ5，φ8麻花鉆直接鉆出來。 （3）鉸孔需要鉸三種孔φ10,φ6和φ9，有粗鉸和

32、精鉸，粗加工可用YT15,精加工可用YT30。 3.4.3 量具的選擇 量具的選擇主要依據(jù)生產(chǎn)類型和要求的檢驗精度。在單件小批量生產(chǎn)中，應盡量采用通用量具量儀。而在大批大量生產(chǎn)中，則應采用各種量規(guī)和高生產(chǎn)率的檢驗儀器和檢驗夾具等。 本零件是單件大批量生產(chǎn)，故采用的是通用量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計量器具的不確定度選擇;二是按計量器具的測量方法的極限誤差來選擇。在這里選的是第一種方法。 （1）平面量具 由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴格，其最小不確定度為0.2mm,選用分度值為0.02mm,測量范圍為0-150mm的游標卡尺就行了，因為其不確度為0.02mm

33、，顯然滿足要求。 （2）內(nèi)孔量具 此零件對孔的精度要求較高，其中例如I孔的下偏差要求在0.013之內(nèi)，故可選用分度值為o.01mm,測量范圍為0150m的內(nèi)徑百分尺，其不確定度為0.008,滿足測量精度的要求。 3.5 機械加工余量 工序尺寸 及毛坯尺寸的確定 毛坯在機械加工過程中，從被加工表面上切除的金屬層厚度成為加工余量。加工余量的大小對零件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)率及經(jīng)濟性均有較大影響。余量過大將增加金屬材料，加大刀具和勞動量的消耗，并使切削力增大而引起工件的變形，震動。余量過小，則不能保證零件的加工質(zhì)量。最小的加工余量包括上道工序加工后的表面粗糙度，表面缺陷層，表面形狀及空

34、間定位誤差，裝夾誤差等。 確定加工余量的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下，盡量減少加工余量。 確定加工余量的方法：經(jīng)驗確定法，分析計算法，查表法。在確定加工余量時，總加工余量和工序加工余量要分別確定。總加工余量的大小和選擇的毛坯制造精度有關(guān)。 根據(jù)以上原始資料及機械加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下： 1. 兩螺栓孔Φ9mm 毛坯為實心，而螺栓孔的精度為IT9， 確定工序尺寸及余量： 鉆孔：Φ8.9mm； 鉸孔：Φ9 mm，2Z = 0.1mm。 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /μm 表面粗糙度

35、 /μm 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 鉸孔 0.1 H9 Ra6.3 9 Ra6.3 鉆孔 8.9 8.9 8.9 8.9 8.9 8.9 2. Φ10 mm孔 毛坯為實心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之間，確定工序尺寸及余量： 鉆孔Φ9.8mm； 粗鉸孔：Φ9.96mm，2Z = 0.16mm； 精鉸孔：Φ10 mm，2Z = 0.04mm。 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精鉸孔 0.04 H9

36、 Ra6.3 10 Ra6.3 粗鉸孔 0.16 H10 Ra6.3 9.96 Ra6.3 鉆孔 9.8 H12 Ra12.5 9.8 Ra12.5 3. 兩個Φ6 mm孔 毛坯為實心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之間（參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：Φ5.8mm； 鉸孔：Φ6 mm，2Z = 0.2mm。 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 鉸孔 0.2 H9 R

37、a6.3 6 Ra6.3 鉆孔 5.8 H12 Ra12.5 5.8 Ra12.5 4.后平面 粗銑：Z = 3.5mm； 精銑：Z = 1.0mm。 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精銑 1.0 H8 Ra6.3 7 Ra6.3 粗銑 3.5 H11 Ra12.5 8 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 11.5 Ra25 5. Φ18mm圓柱前端面 粗銑：Z = 4.5mm。 工序 名稱

38、 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 粗銑 4.5 H11 Ra12.5 14 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 18.5 Ra25 6.φ25上端面 粗銑Z=3.5mm 精銑Z=1mm 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精銑 1.0 H8 Ra6.3 8 Ra6.3 粗銑 3.5 H11 Ra12.5 9 Ra1

39、2.5 毛坯 H16 12.5 Ra25 7.120圓弧端面 粗銑Z=3.5mm 精銑Z=1mm 工序 名稱 工序間 余量/mm 經(jīng)濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸/mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精銑 1.0 H8 Ra6.3 11 Ra6.3 粗銑 3.5 H11 Ra12.5 12 Ra12.5 毛坯 H16 15.5 Ra25 3.6 切削用量及其基本工時的確定 3.6.1 確定切削用量 制定切削用量，就是在已經(jīng)選好刀具材

40、料和幾何角度的基礎上，確定切削深度,進給量f，切削速度v。選擇切削用量的目的是要在保證加工質(zhì)量的前提下，使切削時間最短，即切削效率最高。為達到此目的，應使切削深度,進給量f，切削速度v的乘積最大，當三者最大時，工序的切削工時最小。 成批大批量生產(chǎn)時，特別是組合機床，自動機床及多刀加工工序的切削用量，應科學的嚴格的確定，確定的一般原則為： 粗加工時，由于要求的加工精度較低，表面粗糙度較大，切削用量的確定應盡可能保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，以達到較高的生產(chǎn)率。提高切削速度，增大進給量和切削深度，都能提高金屬切削率，但在這三個要素中，切削速度對刀具耐用度影響最大，其次

41、是進給量，影響最小的是切削深度。所以在確定粗加工切削用量時，應當優(yōu)先考慮采用大的切削深度，其次是考慮采用較大的進給量，最后根據(jù)刀具的耐用度要求，確定合理的切削速度。 半精加工，精加工時，確定切削用量首先要考慮的問題是保證加工精度和表面質(zhì)量，同時也要兼顧必要的刀具耐用度和生產(chǎn)率。半精加工和精加工時的切削深度一般根據(jù)粗加工后留下的加工余量來確定，而進給量則根據(jù)表面粗糙度來確定。為了減少工藝系統(tǒng)的彈性變性和已加工表面的殘留面積高度，半精加工和精加工時一般多采用較小的切削深度和進給量。在切削深度和進給量確定之后，在確定合理的切削速度。 （1）銑削用量的選擇 在保證加工質(zhì)量及工藝系統(tǒng)允許的

42、前提下，先選用較大的切削深度，在選用較大的進給量，最后根據(jù)合理的刀具耐用度確定適宜的切削速度，粗銑時，一般小于5mm,精銑時，為3——5mm. （2）鉆削用量的選擇 根據(jù)切削原理，盡可能選大直徑鉆頭，選大得走刀量，再根據(jù)鉆頭的耐用度合理的選用切削速度。 具體的切削速度可查表確定，也可由操作工人自行確定。 3.6.1.1 工序3：粗、精銑后平面 （1） 確定背吃刀量 加工余量不大，一次走刀可以走完 （2） 確定進給量 查表5-7，按機床功率5~10KW及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進給量fz取為0.24mm/z （3） 計算銑削速度 查表5-13，按fz=0.24mm/

43、z的條件選取，銑削速度v=87m/s，n=1000v/(πd)可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n-345r/min，查表4-19按照該工序所選X62型臥式萬能銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=235r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際銑削速度v=59m/min 3.6.1.2 工序4-粗銑兩個直徑為φ18mm的圓柱端面 (1) 確定背吃刀量　取αp=4.5mm (2) 確定進給量 查表5-7，半精銑取最小值，取fz=0.20mm/z (3) 計算銑削速度 查表5-13，按fz=0.20mm/z的條件選取，銑削速度v=14m/min.可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=223r/min，查表4-19

44、按照該工序所選X62型臥式萬能銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=190r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際銑削速度v=11.93m/min 3.6.1.3 工序5：粗銑直徑為φ25mm的圓柱下端面 (1) 確定切削用量 粗鏜一次即可完成，所以=3.5mm (2) 確定進給量 取f=0.2 mm/z (3) 計算銑削速度 查表5-13，按f=0.2 mm/z的條件選取，銑削速度v=13m/min.可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=129r/min，查表4-19按照該工序所選X62型臥式萬能銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=95r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際銑削速度v=

45、9.55r/min 3.6.1.4 工序6--粗、精銑直徑為φ25mm的圓柱上端面 (1) 確定背吃刀量　取αp=1.0mm (2) 確定進給量 查表5-7，取fz=0.20mm/z (3) 計算銑削速度 查表5-13，按fz=0.20mm/z的條件選取，銑削速度v=13m/min.可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=129r/min，查表4-19按照該工序所選X62型臥式萬能銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=75r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際銑削速度v=7.54m/min 3.6.1.5 工序7：鉆、鉸φ10mm的孔，并锪倒角0.5X45 (1)選擇刀具和機床 ，由鉆削

46、深度ap=4.9mm,選擇d0=9.8mm的HI2級高速鋼麻花鉆(GB1438-85),機床選擇立式鉆床Z525 (2)選擇進給量f 取f=0.43mm/r. （3）切削速度v。 根據(jù)f=0.43mm/r和鑄鐵硬度為HBS=200~217,取v=12m/min。 3.6.1.6 工序8：鉆削、鉸削加工直徑為φ9mm的兩個孔 1.鉆削加工 (1)選擇刀具和機床 由鉆削深度ap=4.45mm,選擇d0=8.9mm的HII級高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機床選擇立式鉆床Z525。 (2)選擇進給量f 取f=0.43mm/r （3）切削速度 根據(jù)f=0.43mm/r和鑄

47、鐵硬度為HBS=200~217,取v0=12m/min。切削速度的修正系數(shù)調(diào)整后，取v=7.98m/min,n=285.6r/min 根據(jù)立式鉆床Z525，可以考慮選擇選取:n0=272r/min,降低轉(zhuǎn)速，使刀具磨鈍壽命上升，所以，v=7.6m/min 2.鉸削加(1)選擇刀具和機床 查閱指導書，選擇d0=9mm的H9級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 (2)選擇進給量f 根據(jù)機床說明書取f=0.65mm/r-1.3mm/r,故取f=0.72gm/r （3）切削速度v 取v0=8m/min。根據(jù)切削速度的修正系數(shù)修改后，取v=7.04m/mi

48、n.根據(jù)立式鉆床Z235選取n=195r/min,所以v=5.51m/min 3.6.1.7 工序9：粗、精銑120圓弧端面 1.粗銑 1) 選擇刀具和機床，由銑削寬度ap=13mm，選擇d0=28mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB1106-85)，故齒數(shù)z=3,機床選擇立式銑床X52K 2) 選擇切削切削深度a, 由于加工余量不大，可以在一次走刀內(nèi)切完，故取ap=3.5mm。 3） 確定進給量f 參考有關(guān)手冊及根據(jù)機床的功率為7.5kw得fz=0.2mm/z~0.3mm/z，故取fz=0.2mm/z。 2.精銑 (1)選擇刀具和機床 由銑削寬度ap=13mm,選擇d

49、0=28mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB1106-85)，故齒數(shù)z=3,機床選擇立式銑床X52K。 (2)選擇切削深度a, 精加工，余量很小，故取ap=1.0mm。 (3)每齒進給量f: 根據(jù)機床的功率為7.5kw,得fz=0.2mm/z-0.3mm/z，故取fz=0.2mm/z。 3.6.1.8 工序10：鉆、鉸加工兩個φ6mm的孔 1.鉆削兩個中5.8mm孔 (1)選擇刀具和機床 鉆削深度ap=2.9mm,選擇d。=5.8mm的H12級高速鋼麻花鉆(GB1438-85),機床選擇立式鉆床Z525。 (2)選擇切削用量 ①進給量f 取f=0.32mm/r。 ②切削速度

50、v。 根據(jù)f=0.32mm/r和鑄鐵硬度為HBS=200~217，取v0=14m/min.根據(jù)切削速度的修正系數(shù)修v9.31(m/min)，根據(jù)立式鉆床Z525說明書，可以考慮選擇選取:n392r/min,所以，v=7.14(m/min)。 2.粗鉸兩個φ5.96H10mm孔 (1)選擇刀具和機床 選擇d,=5.96mm的H10級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84),機床選擇立式鉆床Z525. (2)選擇切削用量 ①進給量f 取f=0.72mm/r. ②切削速度v。 根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》，取v。=5m/min。根據(jù)切削速度的修正系數(shù)修改后v=4.4(m/min)

51、 第4章 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本次設計的夾具為第8道工序一精銑上表面:該夾具適用于立式銑床。 4.1 銑床夾具的主要類型及結(jié)構(gòu)形式 銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、鍵槽、花鍵、缺口及各種成形面。由于銑削加工通常是夾具隨工作臺一起作進給運動，按進給方式不同銑床夾具可分為直線進給式、圓周進給式和靠模進給式三種類型。 靠模銑床夾具:這種帶有靠模的銑床夾具用在專用或通用鐵床上加工各種非圓曲面?？磕５淖饔檬鞘构ぜ@得輔助運動，形成仿形運動。按主進給運動方式，靠模銑床夾具可分為直線進給和圓周進給兩種。 4.2 銑床夾具的設計要

52、點 由于銑削加工切削用量及切削力較大，又是多刃斷續(xù)切削，加工時易產(chǎn)生振動，因此設計銑床夾具時應注意:夾緊力要足夠且反行程自鎖:夾具的安裝要準確可靠，即安裝及加工時要正確使用定向鍵、對刀裝置:夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)要合理。 4.2.1 定向鍵 轉(zhuǎn)速器盤需要加工的120圓弧端面的位置尺寸有精度要求，端面的表面粗糙度值為Ra6.3.在機械加工工藝規(guī)程中，分粗銑、精銑進行加工。依靠所設計的夾具來保證加工表面的位置尺寸精度。 定向鍵也稱定位鍵，安裝在夾具底面的縱向槽中，一股用兩個，安在一條直線上，其距離越遠，導向精度越高，用螺釘緊固在夾具體上。 定向鍵通過與銑床工作臺，上

53、的形槽配合確定夾具在機床上的正確位置:還能承受部分切削扭矩，減輕夾緊螺栓的負荷，增加夾具的穩(wěn)定性，因此平面夾具及有些專用鉆鉸床夾具也常使用。 定向鍵有矩形和圓形兩種，定向精度要求高或重型夾具不宜采用定向鍵，而是在夾具體上加工出一窄長面作為找正基面來校正夾具的安裝位置。 4.2.2 對刀裝置 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定夾具和刀具的相對位置。對刀裝置的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。對刀塊常用銷釘和螺釘緊固在夾具體上，其位置應便于使用塞尺對刀，不妨礙工件裝卸。對刀時，在刀具與對刀塊之間加一塞尺，避免刀具與對刀塊直接接觸而損壞刀刃或造成對刀塊過早磨損。塞尺有平塞尺和圓柱形塞尺兩種，其

54、厚度和直徑為3~5mm,制造公差h6.對刀塊和塞尺均已標準化(設計時可查閱相關(guān) 手冊)，使用時，夾具總圖上應標明塞尺尺寸及對刀塊工作表面與定位元件之間的位置。對刀裝置應設置在便于對刀而且是工件切入的一端。 4.2.3 夾具體設計 為提高銑床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動，夾具體不僅要有足夠的剛度和強度，其高度和寬度比也應恰當，一般有H/B≤1-1.25,以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。此外，還要合理地設置加強筋和耳座。若夾具體較寬，可在同一側(cè)設置兩個與銑床工作臺T形槽間等距的耳座:對重型銑床夾具，夾具體兩端還應設置吊裝孔或吊環(huán)等以便搬運。 4.

55、3 確定設計方案 這道工序所加工的平面與孔I有跳動要求，按照基準重合原則，以心軸孔定位。用一根小于中10的螺栓穿過心軸孔，用螺栓把它夾緊。銑削時用一個支撐來支撐懸空的加工而。 4.3.1 夾緊力的確定 確定夾緊力包括正確的選擇夾緊力的方向，作用，及夾緊力的大小。 （1）夾緊力的方向的確定 夾緊力的作用方向不應影響加工精度，而且還影響夾緊的實際效果，具體應考慮如下幾點： 1）夾緊力的作用方向不應破壞工件的定位。工件在夾緊力的作用下，應確保其定位基面緊貼在定位元件的工作表面上。為此要求夾緊力的方向應指向主要定位基準面，其余夾緊力方向應指向主要定位基準面，其余夾緊力方向應指向工件的定

56、位支承。 2）夾緊力的方向應使工件的夾緊變形最小。 3）夾緊力的作用方向應使工件的夾緊力最小。 4.3.2 切削力及夾緊力的計算 因為銑平面時的切削力大，所以在計算夾具的加緊力時應按銑削平面的切削力來計算和校核。 銑刀軸向力: 扭矩: 螺栓產(chǎn)生的夾緊力F的力 則： 選用M8螺栓夾緊 結(jié)論 加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決。 完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎。 第34頁