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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目：制定曲柄 扇形撥叉的零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆Φ16孔的專(zhuān)用鉆床夾具設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè)：
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
20 年 月 日
26
目 錄
序 言 1
1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類(lèi)型 2
1.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 2
1.2生產(chǎn)效率分析 2
1.3生產(chǎn)類(lèi)型 3
2零件的分析 4
2.1零件的作用 4
2.2零件的分析 4
3確定毛坯制造形式 5
4擬定工藝路線(xiàn) 6
4.1基面的選擇 6
4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 6
4.1.2精基準(zhǔn)選擇的原則 6
4.2選擇加工方法 7
4.3劃分加工階段 7
4.4工序的集中與分散 8
4.5確定工序順序 8
5 擬定工藝設(shè)計(jì) 10
5.1確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 10
5.2 選擇機(jī)床及工裝 11
5.3制訂工藝路線(xiàn) 12
5.4 確定切削用量以及時(shí)間定額 12
6鉆床夾具設(shè)計(jì) 21
6.1 問(wèn)題的提出 21
6.2 定位基準(zhǔn)的選擇 21
6.3 定位誤差分析 21
6.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 22
6.5鉆套設(shè)計(jì) 22
6.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 25
參 考 文 獻(xiàn) 26
序 言
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
扇形撥叉加工工藝規(guī)程及鉆Φ15H7孔的夾具設(shè)計(jì)，包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線(xiàn)；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類(lèi)型
1.1生產(chǎn)綱領(lǐng)
生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計(jì)算。
N=Qn(1+a+)
式中： N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）
Q——機(jī)器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）
n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）
a——備品百分率
——廢品百分率
1.2生產(chǎn)效率分析
操作者按規(guī)定的作業(yè)方法工作時(shí)，他的能力或努力程度叫效率。主要用來(lái)考核純生產(chǎn)能力，不包括由技術(shù)、材料等其它問(wèn)題所引起的能力損耗。
1）標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)：標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間+輔助時(shí)間?
指在正常情況下，從零件到成品直接影響成品完成的有效動(dòng)作時(shí)間，其包含直接工
時(shí)與間接工時(shí)。即加工每件（套）產(chǎn)品的所有工位有效作業(yè)時(shí)間的總和。?
a\標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)：標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=生產(chǎn)一個(gè)良品的作業(yè)時(shí)間。
b\標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)=正常工時(shí)+寬放時(shí)間=正常工時(shí)×（1+寬放率）
c\工廠(chǎng)使用的寬放率一般在10%～20%，對(duì)一些特殊的工種，如體力消耗較大的工種，寬放率可適當(dāng)放寬一些
d\正常工時(shí)是人工操作單元工時(shí)+機(jī)器自動(dòng)作業(yè)工時(shí)的總和。
2）制定方法：對(duì)現(xiàn)有各個(gè)工位（熟練工人）所有的有效工作時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，把所有組成產(chǎn)品的加工工位的工時(shí)，考慮車(chē)間生產(chǎn)的均衡程度、環(huán)境對(duì)工人的影響、以及工人的疲勞生產(chǎn)信息等因素后，計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)。
生產(chǎn)率＝（產(chǎn)出數(shù)量×標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)）÷（日工作小時(shí)×直接人工數(shù)）×100%?
1.3生產(chǎn)類(lèi)型
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，可分為三種不同的生產(chǎn)類(lèi)型：
1.單件生產(chǎn)：少量地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如新產(chǎn)品試制，專(zhuān)用設(shè)備和修配件的制造等。
2.成批生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。而小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)。
3.大量生產(chǎn)：當(dāng)一種零件或產(chǎn)品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)性地進(jìn)行相同的工序。
生產(chǎn)類(lèi)型的判別要根據(jù)零件的生產(chǎn)數(shù)量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）及其自身特點(diǎn)，具體情況見(jiàn)表1-1。
表1-1： 生產(chǎn)類(lèi)型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系
生產(chǎn)類(lèi)型
重型
（零件質(zhì)量大于2000kg）
中型
（零件質(zhì)量為100-2000kg）
輕型
（零件質(zhì)量小于100kg）
單件生產(chǎn)
小于等于5
小于等于20
小于等于100
小批生產(chǎn)
5-100
20-200
100-500
中批生產(chǎn)
100-300
200-500
500-5000
大批生產(chǎn)
300-1000
500-5000
5000-50000
大量生產(chǎn)
大于1000
大于5000
大于50000
依設(shè)計(jì)題目知：Q=3000臺(tái)/年，n=2件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年
零件是輕型零件，根據(jù)表1-1可知生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)。
2零件的分析
2.1零件的作用
撥叉主要是用在操縱機(jī)構(gòu)中，比如改變車(chē)床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速；或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合斷開(kāi)的機(jī)構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進(jìn)給。
撥叉是汽車(chē)變速箱上的部件，與變速手柄相連，位于手柄下端，撥動(dòng)中間變速輪，使輸入/輸出轉(zhuǎn)速比改變。
如果是機(jī)床上的撥叉是用于變速的，主要用在操縱機(jī)構(gòu)中。就是把 2個(gè)咬合的齒輪撥開(kāi)來(lái)再把其中一個(gè)可以在軸上滑動(dòng)的齒輪撥到另外一個(gè)齒輪上以獲得另一個(gè)速度。即改變車(chē)床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速。
2.2零件的分析
序號(hào)
加工表面
尺寸精度
粗糙度
形狀、位置
1
Φ52后端面
—
6.3
—
2
Φ52前端面
—
6.3
—
3
Φ34前端面
—
6.3
—
4
Φ34后端面
—
6.3
平行于基準(zhǔn)A 0.02
5
Φ25H7孔
0.021
3.2
—
6
Φ16H7孔
0.018
3.2
—
7
銑扇形后端面
—
6.3
—
8
銑扇形前端面
—
6.3
—
9
銑扇形外圓面
—
12.5
—
10
M8-6H螺紋孔
0.008
3.2
—
3確定毛坯制造形式
零件材料為HT200?？紤]到零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程工序劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專(zhuān)用工裝。
鑄件有多種分類(lèi)方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類(lèi)鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類(lèi)。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。
4擬定工藝路線(xiàn)
4.1基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
4.1.1粗基準(zhǔn)的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
由以上及零件知，選用工件中心線(xiàn)作為定位粗基準(zhǔn)。
4.1.2精基準(zhǔn)選擇的原則
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問(wèn)題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下要求：
用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。
4.2選擇加工方法
序號(hào)
加工表面
尺寸
粗糙度
形位
加工方法
1
Φ52后端面
52
6.3
—
粗銑
2
Φ52前端面
52
6.3
—
粗銑
3
Φ34前端面
34
6.3
—
粗銑
4
Φ34后端面
34
6.3
平行于基準(zhǔn)A 0.02
粗銑
5
Φ25H7孔
30
3.2
—
鉆、擴(kuò)、鉸
6
Φ16H7孔
30
3.2
—
鉆、擴(kuò)、鉸
7
銑扇形后端面
122
6.3
—
粗銑
8
銑扇形前端面
122
6.3
—
粗銑
9
銑扇形外圓面
122
12.5
—
粗銑
10
M8-6H螺紋孔
13.5
3.2
—
鉆、攻
4.3劃分加工階段
按加工的精度高低，加工階段一般可分為三個(gè)階段：
一、粗加工階段
主要加工方法有：粗車(chē)、粗銑、粗刨、粗鏜和鉆孔。
二、半精加工階段
主要加工方法有：半精車(chē)精車(chē)、半精銑精銑、半精刨精刨、半精鏜精鏜和擴(kuò)孔鉸孔。
三、半精加工階段
主要加工方法是各種類(lèi)型的磨削，也有寬刃精刨、浮動(dòng)鏜和刮削
在不同的加工階段不僅所選擇的機(jī)床、切削用量不同，而且所使用的夾具、刀具、檢具的精度也是不同的。從粗加工到精加工，機(jī)床、夾具、刀具、檢具的精度由低到高，切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高進(jìn)行變化。
因此，在不同的加工階段應(yīng)選擇合適的加工設(shè)備。
4.4工序的集中與分散
一、工序集中
按工序集中原則組織工藝過(guò)程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，將許多工序組成一個(gè)集中工序。最大限度的工序集中，就是在一道工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。
二、工序分散
按工序分散原則組織工藝過(guò)程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。最大限度的工序分散就是每個(gè)工序只包括一個(gè)簡(jiǎn)單工步
4.5確定工序順序
一、機(jī)械加工工序的安排原則：
1） 先粗后精：粗加工在前，精加工在后，粗精分開(kāi)。
2） 基準(zhǔn)先行：先把基準(zhǔn)面加工出來(lái)，再以基準(zhǔn)面定位來(lái)加工其表面，以保證加工質(zhì)量。
3） 先主后次：主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵槽、聯(lián)接用的光孔等。次要表面一般放在主要表面的主要加工結(jié)束后，最終精加工之前進(jìn)行。
4） 先面后孔：平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來(lái)加工孔。
先面后孔的另一含義：在從面上加工孔之前、先加工這個(gè)面，然后再?gòu)募庸ず玫拿嫔香@孔。
二、熱處理工序的安排
1） 退火
應(yīng)用：高碳鋼采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出來(lái)以后。
2） 正火
應(yīng)用：低碳鋼、中碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來(lái)以后。
3） 調(diào)質(zhì)處理
應(yīng)用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。
4） 時(shí)效處理
應(yīng)用：一般安排在毛坯制造出來(lái)和粗加工后。常用于大而復(fù)雜的鑄件。
5） 淬火
應(yīng)用：一般安排在磨削前。
6） 滲碳處理
可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。
鍍鉻、鍍鋅、發(fā)藍(lán)等，一般都安排在工藝過(guò)程最后階段進(jìn)行。
3、 檢驗(yàn)工序的安排
為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場(chǎng)合安排檢驗(yàn)工序：
1）粗加工全部結(jié)束之后；
2）送往外車(chē)間加工的前后；
3）工時(shí)較長(zhǎng)和重要工序的前后；
4）最終加工之后。
4、 其它工序的安排
1）切削加工之后，應(yīng)安排去毛刺工序。
2）零件在進(jìn)入裝配之前，一般都應(yīng)安排清洗工序。
3）在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序。
4）在鑄件成型后要涂防銹溱。
5 擬定工藝設(shè)計(jì)
5.1確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差
1. Φ52后端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿(mǎn)足其精度要求。
2. Φ52前端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿(mǎn)足其精度要求。
3. Φ34前端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿(mǎn)足其精度要求。
4. Φ34后端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿(mǎn)足其精度要求。
5. Φ25H7孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造，鑄件尺寸公差為CT7級(jí)，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，三步鉆削(鉆、擴(kuò)、鉸）即可方可滿(mǎn)足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=11.5mm
擴(kuò) 單邊余量Z=0.9mm
鉸 單邊余量Z=0.1mm
6. Φ16H7孔的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造，鑄件尺寸公差為CT7級(jí)，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，三步鉆削(鉆、擴(kuò)、鉸）即可方可滿(mǎn)足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=7.5mm
擴(kuò) 單邊余量Z=0.4mm
鉸 單邊余量Z=0.1mm
7.扇形前后兩端面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿(mǎn)足其精度要求。
8.扇形外圓面的加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級(jí)，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿(mǎn)足其精度要求。
9.M8-6H螺紋孔加工余量
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實(shí)心鑄造，鑄件尺寸公差為CT6級(jí)，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿(mǎn)足其精度要求。
5.2 選擇機(jī)床及工裝
1、 Φ52后端面，加工設(shè)備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金端面銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。
2、 Φ52前端面、Φ34前端面；加工設(shè)備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金端面銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。
3、 Φ34后端面；加工設(shè)備選擇：加工設(shè)備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金端面銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。
4、 Φ25H7孔、倒角；加工設(shè)備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質(zhì)合金麻花鉆、倒角鉆；量具選擇：圓柱塞規(guī)。
5、 Φ16H7孔、倒角；加工設(shè)備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質(zhì)合金麻花鉆、倒角鉆；量具選擇：圓柱塞規(guī)。
6、 扇形前后兩端面；加工設(shè)備選擇：X62臥式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金立銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。
7、 扇形外圓面；加工設(shè)備選擇：X62臥式銑床；刀具選擇：硬質(zhì)合金立銑刀；量具選擇：游標(biāo)卡尺。
8、 M8-6H螺紋孔；，加工設(shè)備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質(zhì)合金麻花鉆、硬質(zhì)合金絲錐；量具選擇：圓柱塞規(guī)、螺紋塞規(guī)。
5.3制訂工藝路線(xiàn)
制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，并盡量使工件集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線(xiàn)方案
工序01：鑄造
工序02：時(shí)效處理
工序03：銑Φ52后端面
工序04：銑Φ52前端面
工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ25H7孔；倒角
工序06：銑Φ16孔兩端面
工序07：鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔；倒角
工序08：銑扇形前后兩端面
工序09：銑扇形外圓面
工序10：鉆、攻M8-6H螺紋孔
工序11：去毛刺
工序12：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序13：入庫(kù)
5.4 確定切削用量以及時(shí)間定額
工序01：鑄造
工序02：時(shí)效處理
工序03：銑Φ52后端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475
當(dāng)＝475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
。
工序04：銑Φ52前端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ25H7孔；倒角
工步一：鉆Φ23孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
554r/min
按機(jī)床選取n=545r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：擴(kuò)Φ23孔至Φ24.8
選用高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
642r/min
按機(jī)床選取n=680r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三：鉸Φ24.8孔至Φ25H7
選用高速鋼錐柄鉸刀（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
955r/min
按機(jī)床選取n=960r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步四：倒角
工序06：銑Φ16孔兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,
，
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X52K型立式銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝600
當(dāng)＝600r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
。
工序07：鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔；倒角
工步一：鉆Φ15孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
531r/min
按機(jī)床選取n=545r/min
切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：擴(kuò)Φ15孔至Φ15.8
選用高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
706r/min
按機(jī)床選取n=680r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三：鉸Φ15.8孔至Φ16H7
選用高速鋼錐柄鉸刀（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
995r/min
按機(jī)床選取n=960r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步四：倒角
工序08：銑扇形前后兩端面
工步一：銑扇形前后兩端面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)仿型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
。
工序09：銑扇形外圓面
工步一：銑扇形外圓面
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)仿型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
當(dāng)＝475r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
。
工序10：鉆、攻M8-6H螺紋孔
工步一：鉆M8-6H螺紋底孔Φ6.8
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
562r/min
按機(jī)床選取n=545r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：攻M8-6H螺紋孔
選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r
299r/min
按機(jī)床選取n=272r/min
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序11：去毛刺
工序12：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序13：入庫(kù)
6鉆床夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)07工序：鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔；倒角的夾具。
6.1 問(wèn)題的提出
本夾具主要用于鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔；倒角，表面粗糙度Ra3.2，精度要求相對(duì)比較高，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)，即要考慮如何提高生產(chǎn)效率，也要保證工件表面的質(zhì)量。
6.2 定位基準(zhǔn)的選擇
選擇已加工好的Φ52前端面、Φ25H7孔和扇形側(cè)面來(lái)定位，對(duì)應(yīng)的夾具上定位元件應(yīng)分別是心軸、浮頂銷(xiāo)和A型固定式定位銷(xiāo)，定位分析如下：
1、 曲柄Φ52前端面和Φ34前端面作為第一定位基準(zhǔn)，與心軸Φ50端面和浮頂銷(xiāo)相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸移動(dòng)。
2、 曲柄Φ25H7孔作為第二定位基準(zhǔn)，與心軸Φ25f6外圓相配合，限制兩個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)和Y軸移動(dòng)。
3、 曲柄扇形側(cè)面作為第三定位基準(zhǔn)，與A型固定式定位銷(xiāo)相配合，限制一個(gè)自由度，即Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計(jì)合理。
6.3 定位誤差分析
1、 基準(zhǔn)位移誤差
由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差，用表示。
工件以Φ25H7孔在軸上定位鉆、擴(kuò)、鉸Φ16H7孔，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無(wú)間隙配合，即孔的中心線(xiàn)與軸的中心線(xiàn)位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線(xiàn)與軸的中心線(xiàn)位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差，其變動(dòng)量即為最大配合間隙。按下式計(jì)算
式中 ——基準(zhǔn)位移誤差，mm
——孔的最大直徑，mm
——軸的最小直徑，mm
=0.027mm
2、 基準(zhǔn)不重合誤差
加工尺寸h的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線(xiàn)上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線(xiàn)。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差，用表示。基準(zhǔn)不重合誤差為=
式中 ——基準(zhǔn)不重合誤差，mm
——工件的最大外圓面積直徑公差，mm
=
6.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析
查表4得切削力計(jì)算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí)，取K=2.5
孔軸部分由M8螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計(jì)算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
6.5鉆套設(shè)計(jì)
Ф16H7孔加工需鉆、擴(kuò)、鉸，因?yàn)殂@孔后還要擴(kuò)孔和鉸孔，故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖示）。根據(jù)工藝要求：。即用Φ15的麻花鉆鉆孔。查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知Φ15相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
因?yàn)殂@套和夾具體是間隙配合，加工的時(shí)間鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時(shí)間工件的旋轉(zhuǎn)，有上圖可知和鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸8，查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，M8鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
6.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性?xún)r(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇由螺母、圓墊圈、心軸和快換墊圈等組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂@削余量小，鉆削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
參 考 文 獻(xiàn)
1.鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8
2.趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2
3.孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12
4.李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京： 北京出版社 1990，12
5.鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京： 高等教育出版社 2000
6.黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶： 重慶大學(xué)出版社 2002，7
7.丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京： 高等教育出版社 1997
8.儲(chǔ)凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶： 重慶大學(xué)出版社 1997，12
9.廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京： 中國(guó)計(jì)量出版社 2000，1
10.樂(lè)兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1992，12
11.李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1983，4
12.陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1986，4
13.機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 貴州：貴州人民出版社 1983，7
14.龔定安 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7
15.李益民 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 7
16.周永強(qiáng)等 主編 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京： 中國(guó)建材工業(yè)出版社 2002,12