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學院
課程設計
設計說明書
摘 要
離合器分離叉零件的主要作用是支撐回轉零件、實現(xiàn)回轉運動并傳遞轉矩和動力。離合器分離叉具備傳動效率高、結構緊湊和使用壽命長等一系列優(yōu)點，是通用機械特別是工程機械傳動中的重要零件之一。離合器分離叉加工材料、熱處理方式、機械加工工藝過程的優(yōu)化，將對提高離合器分離叉的加工質量及壽命有著重要借鑒意義。本文對某企業(yè)提供的“離合器分離叉”零件進行了機械制造工藝規(guī)程設計和銑鍵槽專用夾具設計。對于工藝規(guī)程設計和夾具設計制訂了兩套不同的方案，從中甄選出最佳方案。本設計首先分析了離合器分離叉零件的作用和加工工藝性，然后進行工藝規(guī)程設計，最后是專用夾具設計。離合器分離叉零件的機械綜合性能要求較高，一般選擇鍛件作為毛坯。合理安排工藝路線，劃分加工階段對保證零件加工質量至關重要。使用夾具可以縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，保證加工精度，穩(wěn)定加工質量，降低對工人的技術要求，擴大機床工藝范圍。本文對所設計的專用夾具進行了精度校核和定位誤差分析，對夾具的設計質量也進行了評估。
關鍵詞：離合器分離叉；工藝分析；工藝規(guī)程設計；夾具設計
I
目 錄
摘 要 I
1 引言 1
1.1機械加工工藝規(guī)程 1
1.2 夾具設計特點 3
2 工藝規(guī)程設計 4
2.1 零件的分析 4
2.1.1 零件的作用 4
2.1.2 零件的工藝分析 5
2.2 工藝規(guī)程設計 5
2.2.1 確定毛坯的制造形式 5
2.2.2 基面的選擇 5
2.2.3 制定工藝路線 6
2.2.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
2.2.5 確定切削用量 8
3 銑鍵槽夾具設計 21
3.1設計要求 21
3.2夾具設計 21
3.2.1 定位基準的選擇 21
3.2.2 切削力及夾緊力的計算 21
3.3定位誤差的分析 24
3.4夾具設計及操作的簡要說明 27
結 論 28
參考文獻 29
致 謝 31
1 引言
本設計所采用的是一根輸入離合器分離叉。離合器分離叉零件的主要作用是支撐回轉零件、實現(xiàn)回轉運動并傳遞轉矩和動力。離合器分離叉零件是將部分和離合器分離叉做成一體無需鍵配合的一種常見機械零件。離合器分離叉具備傳動效率高、結構緊湊和使用壽命長等一系列優(yōu)點，是通用機械特別是工程機械傳動中的重要零件之一。離合器分離叉的工作能力一般取決于離合器分離叉的強度和剛度，轉速高時還取決于離合器分離叉的振動穩(wěn)定性。該離合器分離叉主要作用是和相嚙合的一起傳遞運動和速度，要求傳動平穩(wěn)。離合器分離叉圓柱面處有圓弧形的鍵槽，主要是通過鍵和其他部件相連。離合器分離叉的中間部位為斜部分，主要傳遞運動和動力。
1.1機械加工工藝規(guī)程
（1）機械加工工藝規(guī)程有：機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片、標準零件或典型零件工藝過程卡片、單離合器分離叉自動車床調整卡片、多離合器分離叉自動車床調整卡片、機械加工工序操作指導卡片、檢驗卡片等。
（2）制定工藝規(guī)程的基本要求是：在保證產(chǎn)品質量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低成本，并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，保證工人具有良好而安全的勞動條件。
（3）制定工藝規(guī)程的步驟：
①收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關資料圖樣，進行零件的結構工藝性分析；
②確定毛坯的類型及制造方法；
③選擇定位基準；
④擬定工藝路線；
⑤確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；
⑥確定各工序的設備、刀具、夾具、量具和輔助工具；
⑦確定各工序的切削用量及時間定額；
⑧確定主要工序的技術要求及檢驗方法；
⑨進行技術經(jīng)濟分析；
⑩編制工藝文件。
（4）機械加工工序的安排原則：
①基面先行；②先粗后精；③先主后次；④先面后孔。
（5）熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的目的。預備熱處理安排在機械加工之前；去除內(nèi)應力的熱處理安排在粗加工之后，精加工之前；最終熱處理安排在精加工前后，變形較大的熱處理應安排在精加工之前，變形較小的熱處理應安排在精加工之后；表面的裝飾性鍍層和發(fā)藍工序一般安排在工件精加工后；電鍍工序后應進行拋光，耐磨性鍍鉻則放在粗磨和精磨之間。
（6）輔助工序包括檢查、檢驗工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，檢驗工序是主要的輔助工序。除了在每道工序中操作者自檢外，還必須在下列情況下安排單獨的檢驗工序：①粗加工階段結束后；②關鍵工序前后；③零件從一個車間轉到另一個車間前后；④零件全部加工結束之后。
（7）工序組合的原則：①大批大量生產(chǎn)、零件結構叫復雜，適于采用工序集中地原則，對一些結構簡單的產(chǎn)品，也可采用分散的原則。成批生產(chǎn)宜采用適當集中的原則，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則；②產(chǎn)品品種較多，又經(jīng)常變換，適于采用工序分散的原則；③零件加工質量、技術要求較高時一般采用工序分散的原則；④零件尺寸、
質量較大，不易運輸和安裝的，應采用工序集中地原則。
（8）選擇設備時應考慮下列問題：①機床的精度與工序要求的精度相適應；②機床的規(guī)格與工件的外形尺寸，本工序的切削用量相適應；③機床的生產(chǎn)率與被加工零件或產(chǎn)品的生產(chǎn)類型相適應；④選擇的設備盡可能與工廠現(xiàn)有條件相適應。
（9）加工余量是指加工過程中所切除的金屬層厚度。加工余量可分為加工總余量（毛坯余量）和工序余量。加工總余量等于各工序余量之和。影響工序余量的因素有：①上工序的各種表面缺陷和誤差因素，包括表面粗糙度和缺陷層、尺寸公差和形位公差；②本工序加工時的裝夾誤差。確定加工余量的方法有：分析計算法、查表法、經(jīng)驗估算法。
（10）工藝裝備的選擇包括確定各工序所需的夾具、刀具和計量器具等。夾具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和加工要求來確定。刀具的選擇主要取決于各工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等。計量器具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和工件的加工精度來選取。
1.2 夾具設計特點
夾具設計的特點如下：
（1）針對性強。設計人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況。專用夾具是為某零件的某道工序設計的，設計人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機床、刀具，輔具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。
（2）保證加工質量和勞動生產(chǎn)率是夾具設計的兩項主要任務，而保證加工質量又是第一位的。因此，設計時應重點把住定位方案的確定和精度分析這兩道關于制造精度要求不高的零件，其夾具設計應該重點保證提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。
（3）夾緊機構對整個夾具結構起決定性作用。夾緊裝置的結構形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動機構的設計對夾具結構的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個人設計的結構可能大不相同。而不同復雜程度的夾具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟效果也不一樣，設計人員必須使自己的設計和生產(chǎn)規(guī)模相適應，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟性。
（4）夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)。因此，設計時應考慮采用組合加工，修配和調整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設置修配和調整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
（5）設計周期短，一般不進行強度剛度計算。夾具設計是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務的生產(chǎn)技術準備工作，其設計周期要求短，因此設計時多采用參照法或是憑經(jīng)驗確定的辦法來保證受力件的強度和剛度，通常不進行詳細計算，有時采用簡便公式或用圖表作為設計參考。要注意的是在設計一些具有較高精度的夾具時，應該對定位精度、夾緊力等進行必要的計算和分析。
1.3 設計要求
設計的基本要求如下：
夾具設計的原則是經(jīng)濟和實用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個字，其中好用是主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場的實際制造和維修水平為前提。具體要求為：
（1）夾具的結構應與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應，正確處理好質量、效率、方便性與經(jīng)濟性四者的關系。
（2）保證工件精度。
（3）保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸，保證安全第一。
（4）注意結構工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應全面考慮，以降低制造成本。
2 工藝規(guī)程設計
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目說給定的零件是離合器分離叉，位于傳動系統(tǒng)中，一般與配合使用。主要作用是用于空間交錯的兩離合器分離叉間傳遞運動和動力的傳動機構。零件上有兩個的離合器分離叉段，用于與離合器分離叉承內(nèi)圈相配合，其支承作用。零件上有帶鍵槽的的離合器分離叉頭用于與聯(lián)離合器分離叉器相連接傳遞運動和動力。
2.1.2 零件的工藝分析
離合器分離叉這個零件從零件圖上可以看出，它一共有3組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這三組加工表面分述如下：
1.以Φ25外圓面為中心的加工表面
這一組的加工表面包括：Φ25外圓面外圓面及倒角。
2.以兩個離合器分離叉銑叉口兩內(nèi)側面為中心的加工表面
這一組的加工表面包括：兩個離合器分離叉段的銑叉口兩內(nèi)側面及左邊倒角。其
3.以鍵槽中心的加工表面
這一組的加工表面包括：鍵槽。
這3組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
鍵槽兩側面相對于有對稱度要求。
由以上分析可知，對于這四組加工表面而言，我們可以先加工兩端中心孔這一組加工表面，然后以其離合器分離叉線為基準，借助夾具進行其他三組表面的加工，并且保證它們之間的形狀精度要求。
2.2 工藝規(guī)程設計
2.2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼，考慮到在傳動過程中收到的振動，載荷，受力等方面的影響，因此應該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，由于零件產(chǎn)量為中大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，可以采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應該的。
2.2.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。[3]
（1）粗基準的選擇
對于一般的離合器分離叉類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對于本零件來說，所有表面都需要加工，按照有關粗基準的選擇原則，選取最大外圓面作為粗基準。
（2）精基準的選擇
主要應該考慮基準重合的問題。設計基準，工序基準，定位基準相重合，可以減少定位誤差和基準不重合引起的誤差，因此選擇兩中心孔的公共中心線作為精基準。
2.2.3 制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1.工藝路線方案一
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車離合器分離叉右端面，粗車外圓Φ25mm，留2mm加工余量
40 粗車離合器分離叉左端面，保證全長，粗車外圓Φ25mm留2mm加工余量
50 調質處理
60 半精車離合器分離叉左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ25留0.5mm加工余量
70 半精車離合器分離叉右端面，半精車外圓Φ25并倒角，留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
80 銑叉口兩內(nèi)側面
90 銑鍵槽
100 粗、精磨右端Φ25mm外圓。
110 粗、精磨左端Φ25mm外圓。
120 去毛刺
130 檢驗
140 入庫
2.工藝路線方案二
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車離合器分離叉右端面，粗車外圓Φ25mm，留2mm加工余量
40 粗車離合器分離叉左端面，保證全長，粗車外圓Φ25mm留2mm加工余量
50 半精車離合器分離叉左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ25留0.5mm加工余量
60 半精車離合器分離叉右端面，半精車外圓Φ25并倒角，留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
70 調質處理
80 銑叉口兩內(nèi)側面
90 銑鍵槽
100 粗、精磨右端Φ25mm外圓。
110 粗、精磨左端Φ25mm外圓。
120 去毛刺
130 檢驗
140 入庫
3.工藝路線方案的比較與分析
上述兩個工藝路線方案的特點在于：方案一對于整個離合器分離叉一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時在加工過程中有效防止了加工產(chǎn)生的應力對后加工工序的影響；方案二對不同部位進行粗、半精、精加工，不能對一臺機床進行連續(xù)運用。綜合比較選擇工藝路線方案一。
10 鍛 造
20 去飛邊
30 粗車離合器分離叉右端面，粗車外圓Φ25mm，留2mm加工余量
40 粗車離合器分離叉左端面，保證全長，粗車外圓Φ25mm留2mm加工余量
50 調質處理
60 半精車離合器分離叉左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ25留0.5mm加工余量
70 半精車離合器分離叉右端面，半精車外圓Φ25并倒角，留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
80 銑叉口兩內(nèi)側面
90 銑鍵槽
100 粗、精磨右端Φ25mm外圓。
110 粗、精磨左端Φ25mm外圓。
120 去毛刺
130 檢驗
140 入庫
2.2.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件材料為45鋼，硬度為217~255HBS，生產(chǎn)類型為中、大批生產(chǎn)，采用普通模鍛，精度IT13。
根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.離合器分離叉段外圓面
這段離合器分離叉表面粗糙度為1.6,需要粗車，半精車，粗磨，半精磨加工。直徑加工余量為2Z=7mm。
2. 離合器分離叉段沿離合器分離叉線長度方向的加工余量
長度余量取4mm，模鍛斜度為5。
2.2.5 確定切削用量
3.1工序30 粗車離合器分離叉右端面，粗車外圓Φ25mm，留2mm加工余量
所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為3.75，可在一次走刀內(nèi)完成，故
=3.75mm （3-1）
②.確定進給量
根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時，
進給量=0.5～1.0
按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知：
=0.7
確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。
根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。
切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為：
=950=1111.5 （3-2）
由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：
==63 （3-3）
===120 （3-4）
根據(jù)CA6140車床說明書選擇
=125
這時實際切削速度為：
== （3-5）
⑤.校驗機床功率
切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。
由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當=時，機床主離合器分離叉允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
切削工時： t= 其中l(wèi)=10mm =4mm =2mm
所以 t=＝0.1min
3.2工序40 粗車離合器分離叉左端面，保證全長，粗車外圓Φ25mm留2mm加工余量
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇YG6硬質合金可轉位車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構允許的進給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當鋼的強度=570~670MPa，，，， (預計)時，進給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進給力為
N
由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選的進給量可用
3）、車刀磨鈍標準及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時實際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
按《工藝手冊》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm;
=4mm; t= ==0.78(min)
3.3工序60 半精車離合器分離叉左端面，保證全長，并倒角，半精車外圓Φ25留0.5mm加工余量
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇YG6硬質合金可轉位車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構允許的進給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當鋼的強度=570~670MPa，，，， (預計)時，進給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進給力為
N
由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選的進給量可用
3）、車刀磨鈍標準及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時實際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
4) 工時，按《工藝手冊》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =7mm;
=3mm; t= ==0.73(min)
工序70 半精車離合器分離叉右端面，半精車外圓Φ25并倒角，留0.5mm加工余量，其余表面加工到尺寸要求。
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
查，得半精車余量ap=0.9mm
1）、進給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當表面粗糙度為，（預計）時，。
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
2）、車刀磨鈍標準及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算
故 =158m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時實際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1?！?t=i ;其中l(wèi)=25mm;
=4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min)
工序80 銑叉口兩內(nèi)側面
機床的選擇：X52K型銑床
銑刀直徑，齒數(shù)
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.77，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.88，取
機床主離合器分離叉轉速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
走刀次數(shù)為1
機動時間：（其中）
因為：
本工序機動時間：
工序90 銑鍵槽
機床的選擇：X52K型銑床
（1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因為銑削寬度，可查得立銑刀
2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標準系列L=198mm，標準系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
銑削深度由工序決定，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時為3.4mm。
2）決定每齒進給量
查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度=12mm時，銑刀的每齒進給量，取，所以。
3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時，）
銑削速度計算公式：
查，根據(jù)表2.1-77可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30，X52K型銑床的使用說明書，選擇：
這時實際切削速度為
m/min
3.6.1精銑鍵槽
（1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。
2）決定每齒進給量
查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度時，銑刀每齒進給量，取，所以 mm/r
3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時，）
銑削速度計算公式：
查，根據(jù)表2.1-77，可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30， XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇：
這時實際切削速度為
m/min
切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1?！=i ;其中l(wèi)=41mm;
=4mm; =0mm; t=i=x2=0.09(min)
工序100:粗、精磨右端Φ25mm外圓。。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min
4）基本時間=，故 ==0.195min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min
則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min
6）小結
綜上所述，機床為磨床M114W，主離合器分離叉轉速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.195min, 輔助時間0.2min。
工序100 粗、精磨左端Φ25mm外圓。
1）確定磨削深度=0.5mm
2）確定進給量,取f= 0.05mm/r
3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min
4）基本時間=i，故 ==0.66min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min,
則=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min
6）小結
綜上所述，機床為磨床M114W，主離合器分離叉轉速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.66min, 輔助時間0.2min。
3 銑鍵槽夾具設計
3.1設計要求
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本夾具將用于X52k銑床。成批生產(chǎn)，任務為設計一銑鍵槽夾具
本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
3.2夾具設計
3.2.1 定位基準的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。
由零件圖可知：進行加工前，左右端面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選下凸臺面平面、和側面和V型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，2面用擋銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
分析比較上面二種方案：方案Ⅱ中的定位是不正確的，擋銷的位置是固定，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。
通過比較分析只有方案Ⅰ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。
為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結構上簡單易操作。
3.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：銑刀（硬質合金）
刀具有關幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點的選擇
a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機構的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。
夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。
考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。
螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機構的特點：
（1）結構簡單；
（2）擴力比大；
（3）自瑣性能好；
（X）行程不受限制；
（5）夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
螺旋夾緊力：
該夾具采用夾緊機構， 由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
3.3定位誤差的分析
為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
⑴定位誤差 ：
注：V型塊夾角α=90°。
基準位移誤差：
工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對一批工件來說，當直徑由最小D－δD變大到D時，工件中心（即定位基準）將在V型塊的對稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關系退出：
ΔY==
基準不重合誤差：
從圖（b）中設計基準與定位基準不重合，假設定位基準不動，當工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設計基準的變化量為，即基準不重合誤差ΔB=。
從圖(c)中可知，設計基準為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.
ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207
ΔD=0.00207＜T 即滿足要求
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.4夾具設計及操作的簡要說明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由度。
夾具體是夾具的基礎件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應有足夠的剛度和強度，同時結構工藝性要好。
由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結構復雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應力。
由于工件采用V型塊定位Φ25m外圓面，這就要求V型塊固定在一個與水平面成45°的支撐面上。我們可以采用加工一有45°面的支撐塊固定在夾具體上，經(jīng)過切削加工達到我們要求的定位尺寸。
結 論
通過近一個月的課程設計，使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟，不僅是對所學知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設計的整個過程。
在整個設計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學、嚴謹?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關的資料和相關產(chǎn)品信息。這一次設計是大學四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設計，也是最難的一次。在設計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導和幫助，才能夠在設計中少走了一些彎路，順利的完成了設計。
本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下：
（1）缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。
（2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。
（3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。
（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。
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致 謝
在本文完成之際，首先向我最尊敬的導師老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝。幾個月以來，他不遺余力地對我的設計進行了指導。在我課程設計這段時間，無論在學習還是在生活上，恩師都給予了我無微不至的關懷。他以其淵博的知識，寬厚的胸懷、無私的敬業(yè)精神以及嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和開拓進取的精神激勵著我，并言傳身教，身體力行地不斷培養(yǎng)我獨立思考，深入探索，解決實際問題的能力，使我受益匪淺。老師給與了該設計關鍵性的技術指導，并指明了研究的方向，雖然平日里工作繁多，但在我做課程設計的過程中，特別在說明書的撰寫和修改上給予了我悉心的指導，特此向老師表示衷心的感謝和敬意!
課程設計雖已完成了，但由于知識水平的局限，實際經(jīng)驗缺乏，設計還存在許多不足，有很多地方需要改進。對于這些不足，我將在以后的工作中利用盡自已所能的去補充和完善，讓自己成為對社會作更多的貢獻，成為有用之才。
此外還要感謝那些給予過我關心、幫助的老師和同學，正是有了大家的關懷、鼓力和我自己的努力，此設計才得以順利完成。
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