机械制造技术课程设计-拖拉机变速箱拨叉零件的加工工艺及钻φ26孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 1 页 共 22 页 1.零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1 零件的用途零件的用途 该拨叉应用在某拖拉机变速箱的换挡机构中。拨叉头以26mm 孔套在变速叉轴上，并用螺钉经5mm 孔与变速叉轴联结，拨叉脚则 夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机 构就通过拨叉头部的操纵孔带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑 移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变 拖拉机的行驶速度。两个零件铸在一起，加工时分开。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1.2 分析零件的技术要求分析零件的技术要求 该拨叉的全部技术要求列如下表: 加工表面 尺 寸 及 偏 差 (mm) 公 差 及 等 级 精度 表 面 粗 糙 度 ra(m) 形位公差(mm) 拨 叉 头 两端面 23 it11 6.3 0.05 a 拨 叉 脚 两端面 9 it7 1.25 0.05 a 拨 叉 脚 内表面 26 0 013 . 0 + it6 0.8 辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 2 页 共 23 页 8 孔 8 0 064 . 0 + it7 0.8 5 孔 5 0 008 . 0 + it7 0.8 该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该 零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零 件的主要工作表面为拨叉脚内表面、叉轴孔 80 064 . 0 + （h7）、螺 纹孔 50 008 . 0 + （h7）和拨叉脚两端面，在设计工艺规程时应重点 予以保证。 1.3 审查拨叉的工艺性审查拨叉的工艺性 分析零件图可知，拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工， 并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了 换挡时叉脚端面的接触刚度；8 孔和 5 螺纹孔的端面均为平 面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该 零件除主要工作表面（拨叉脚内表面、拨叉脚两端面、变速叉轴孔 8 0 064 . 0 + 和孔 5 0 008 . 0 + ）外，其余表面加工精度均较低，不需 要高精度机床加工，通过铣削的粗加工就可以达到加工要求；而主要 加工表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采 用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较 好。 1.3.1 以 以 8 为中心的加工表面为中心的加工表面 这一组加工表面包括：8 的孔，粗糙度要求是 0.8，以及其上 下两个端面，5 孔的端面是一个有一定角度的斜面，内表面的粗糙 度要求是 0.8。 1.3.2 以 以 26 为中心的加工表面为中心的加工表面 辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 3 页 共 23 页 这一组加工表面包括：26 的孔，以及其上下两个端面。这两组 表面有一定的位置度要求,即 26 的孔上下两个端面与 8 的孔有 垂直度要求为 0.05 mm。 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表 面为基准加工另外一组。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。 1.4 确定拨叉的生产类型确定拨叉的生产类型 由于零件的产量为 20 件，因此确定该拨叉生产类型为单件小批 量生产。 辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 4 页 共 23 页 2.确定毛坯确定毛坯 2.1 确定毛坯的种类和制造方法确定毛坯的种类和制造方法 根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈 尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为 ht200，采用铸造。根据机 械加工工艺师手册（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得知小 批量生产的铸造方法为砂型铸造。 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 2-2 可确定小批量生产或单件生产的毛坯铸件的公差等级 ct 为 1315，选用 13 级。 根据毛坯的制造方法和铸件材料由表 2-5 可知毛坯要求的机械加 工余量等级为 fh，选用 h。根据最终机械加工后铸件的最大轮廓尺 寸和机械加工余量等级由表 2-4 可知要求的铸件机械加工余量 rma 为 1。 由表 2-3 可分别确定毛坯铸件中的各加工表面的尺寸公差 ct 的 值：拨叉脚内表面 ct=7 、拨叉脚两端面 ct=2 、拨叉头两端面 ct=4.6 、变速叉轴孔 8 ct=2.8 和螺纹孔 5 ct=2.8 。 拨叉脚内表面 26 ，由公式（2-2）可得铸件毛坯的基本尺寸 r=f-2rma-ct/2=26-21-7/2=20.5 ，故基本尺寸可标注为 20.5 1.75 。 由于拨叉头两端面的厚度 23 25 ，故将毛坯铸件的公差等 级精一级，为 12 级。其余与上同理可得毛坯拨叉头两端面厚度的基 辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 5 页 共 23 页 本尺寸为 26.31.15 。 同理得毛坯拨叉脚两端面厚度的基本尺寸为 110.5 ，毛坯变 速叉轴孔的基本尺寸为 5.60.7 ，纹孔 5 的毛坯的基本尺寸 为 1.60.7 。 3.工艺规程设计工艺规程设计 3.1 基面的选择基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。 基面选择得正确与 合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过 程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法 正常进行。 3.1.1 精基准的选择精基准的选择 根据该拨叉零件的技术要求和装配要求， 选择拨叉头上端面和叉 轴孔 8 0 064 . 0 + 作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作 基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。叉轴孔 8 0 064 . 0 + 的 轴 线 是 设 计 基 准 ， 选 用 其 作 精 基 准 定 位 加 工 拨 叉 脚 两 端 面 和 孔 5 0 008 . 0 + ，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表 面的垂直度要求。选用拨叉头上端面作为精基准同样是遵循了“基准 重合”的原则，因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作为设计 基准；另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避免 在机械加工终产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并 应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选 用拨叉头上端面作精基准，夹紧可作用在拨叉头的下端面上，加紧稳 定可靠。 3.1.2 粗基准的选择粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个 不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加 工表面作粗基准。作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他 辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 6 页 共 23 页 表面缺陷。该拨叉选择变速叉轴孔 8 的外圆面和拨叉头下端面作 粗基准。采用 8 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用 拨叉头下端面作粗基准加工上端面，可以为后续工序准备好精基准。 3.2 制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及 位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下, 可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。 3.2.1. 工艺路线方案一工艺路线方案一 工序：粗铣拨叉头的上、下表面。利用20 外圆定位，以上下 两个表面互为基准，选用 x5012 立式铣床和专用夹具。 工序：钻、粗铰、精铰8 孔。以20 外圆和其下端面为粗基 准，选用 z535 立式钻床加专用夹具。 工序：粗铣、半精铣、精铣26 的上、下端面。利用8 的孔 定位，以两个面作为基准，选用卧式双面铣床和专用夹具。 工序：钻、扩孔钻、粗铰、精铰 013. 0 0 26+f 的叉口的内圆面。利用 8 的孔定位，以两个面作为基准，选用四面组合钻床和专用夹具。 工序：车倒角。利用8 的孔定位，以两个面作为基准，选用 ca6140 卧式车床加专用夹具。 工序：钻、攻螺纹5 孔，以8 的孔定位，选用四面组合钻 床加专用夹具。 工序：切断26 的叉口，用宽为 3 的切断刀，选用 x5012 立式 铣床加专用夹具。 工序：工序检验。 3.2.2.工艺路线方案二工艺路线方案二 工序：切断26 的叉口，用宽为 3 的切断刀，选用 x5012 立式 铣床加专用夹具。 工序：粗铣拨叉头的上、下表面。利用20 外圆定位，以上下 两个表面互为基准，选用 x5012 立式铣床和专用夹具。 工序：粗铣、半精铣、精铣26 的上、下端面。利用8 的孔 辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 7 页 共 23 页 定位，以两个面作为基准，选用卧式双面铣床和专用夹具。 工序：钻、粗铰、精铰8 孔。以20 外圆和其下端面为粗基 准，选用 z535 立式钻床加专用夹具。 工序：粗铣、半精铣、精铣 013. 0 0 26+f 的叉口的内圆面。利用8 的孔定位，以两个面作为基准，选用 x5012 立式铣床和专用夹具。 工序：车倒角。利用8 的孔定位，以两个面作为基准，选用 ca6140 卧式车床加专用夹具。 工序：钻、攻螺纹5 孔，以8 的孔定位，选用四面组合钻 床加专用夹具。 工序：工序检验。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程卡片” 。 以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要 求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在 8 的孔、 5 孔和26 的内表面与端面加工要求上,以上几者之间具有 位置精度要求。图样规定：先钻 8fmm 的孔。由此可以看出：先钻8 的孔，再由它定位加工26 的内圆面及端面，保证8 的孔与26 的叉口的端面相垂直。因此，加工以钻8 的孔为准。为了在加工时 的装夹方便，因此将切断放在最后比较合适。为了避免造成一定的加 工误差；通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。 具体方案如下： 工序：粗铣拨叉头的上、下表面。利用20 外圆定位，以上下 两个表面互为基准，选用 x5012 立式铣床和专用夹具。 工序：钻、粗铰、精铰8 孔。以20 外圆和其下端面为粗基 准，选用 z535 立式钻床加专用夹具。 工序：粗铣、半精铣、精铣26 的上、下端面。利用8 的孔 定位，以两个面作为基准，选用 x5012 立式铣床和专用夹具。 工序：钻、扩孔钻、粗铰、精铰 013. 0 0 26+f 的叉口的内圆面。利用 8 的孔定位，以两个面作为基准，选用 x5012 立式铣床和专用夹具。 工序：车倒角。利用8 的孔定位，以两个面作为基准，选用 ca6140 卧式车床加专用夹具。 工序：钻、攻螺纹5 孔，以8 的孔定位，选用 x5012 立式 辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 8 页 共 23 页 铣床加专用夹具。 工序：切断26 的叉口，用宽为 3 的切断刀，选用 x5012 立式 铣床加专用夹具。 工序：工序检验。 3.3 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 3.3.1 粗铣拨叉头的上下表面的加工余量及公差粗铣拨叉头的上下表面的加工余量及公差 因为拨叉头上下端面的粗糙度为 6.3，所以粗铣一次即可。该孔 的精度要求在 it7it8，选用 it7。毛坯铸件的公差值 t=4.6。加工 过程为： 以拨叉头下端面定位，粗铣上端面，保证工序尺寸 p1； 以拨叉头上端面定位，粗铣下端面，保证工序尺寸 p2，达到 零件图设计尺寸 d 的要求，d=23 参照机械制造技术基础课程设计指导书表 2-39 和表 2-40 确 定工序尺寸及余量为： 毛坯 26.31.15 公差值 t=4.6 mm 粗铣 23mm 2z=3.3 公差值 t=0.021mm 3.3.2 钻钻8 的孔加工余量及公差的孔加工余量及公差 该孔的粗糙度为 0.8，精度要求在 it7it8，选用 it7。参照机 械制造技术基础课程设计指导书表 2-28、2-39 和表 2-40 确定工序 尺寸及余量为：查表 2-2，小批量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸 件尺寸公等级 ct 分为 1315 级，选用 11 级。ma 为 h。 毛坯5.60.7 mm 公差值 t=1.4mm 钻孔7.8mm 2z=2.2mm t=0.15 粗铰7.96mm 2z=0.16mm t=0.09 精铰8mm 2z=0.04mm t=0.064 3.3.3 铣铣26 的上下端面的加工余量及公差的上下端面的加工余量及公差 因为26 的上下端面得粗糙度要求为 1.25， 因此要粗铣、 半精铣， 再精铣。 参照 机械制造技术基础课程设计指导书 表 2-39 和表 2-40 确定工序尺寸及余量为：查表 2-2，小批量生产铸件的尺寸公差等级， 辽 宁 工 程技术大学课程设计 第 9 页 共 23 页 查得铸件尺寸公等级 ct 分为 1315 级，由于基本尺寸原因选用 10 级。ma 为 h。 毛坯上下端面尺寸的基本尺寸为 110.5 mm 粗铣26 的上、下端面的工序尺寸为 10mm 2z=1.0 t=0.022 半精铣26 上、下端面的工序尺寸为 9.4 mm 2z=0.6 t=0.015 精铣26 上、下端面的工序尺寸为 9 mm 2z=0.4 t=0.015 3.3.4 钻钻26 的叉口的内圆面的加工余量及公差的叉口的内圆面的加工余量及公差 因为26 的叉口的内表面的粗糙度要求为 0.8，因此要钻、扩孔 钻、粗铰和精铰。参照机械制造技术基础课程设计指导书表 2- 28、 2- 39 和表 2- 40 确定工序尺寸及余量为：查表 2- 2，小批量生产铸件的 尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 ct 分为 1315 级，由于基本尺 寸原因选用 12 级。ma 为 h。 毛坯20.51.75 ，ct12 钻24 ， t=0.21mm 扩孔钻25.8 ， 2z=1.8mm t=0.13mm 粗铰25.94 ， 2z=0.14mm t=0.033 mm 精铰26 ， 2z=0.06mm t=0.021 mm 3.3.5 钻、攻螺纹钻、攻螺纹5 孔的加工余量及公差孔的加工余量及公差 因为5 螺纹孔的内表面的粗糙度要求为 0.8，要钻孔、扩孔和攻 螺纹。参照机械制造技术基础课程设计指导书表 2- 28、2- 39 和表 2- 40 确定工序尺寸及余量为：查表 2- 2，小批量生产铸件的尺寸公差 等级，查得铸件尺寸公等级 ct 分为 1315 级，由于基本尺寸原因选 用 11 级。由表 1- 10 螺纹公差带为 7h。 毛坯1.6mm t=1.4 mm 钻孔2.7mm 2z=1.1 mm t=0.074 mm 钻扩孔4.5mm 2z=1.8 mm t=0.018mm 攻螺纹5mm 2z=0.5 mm t=0.012mm 3.3.6 切断切断26 的叉口的叉口 3.4 切削用量的计算切削用量的计算 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 10 页 共 23 页 3.4.1 工序：粗铣拨叉头的上下表面工序：粗铣拨叉头的上下表面 该工序分两个工步， 工步 1 是以拨叉头下表面定位， 粗铣上表面； 工步 2 是以拨叉头上表面定位，粗铣下表面。由于这两个工步是在一 台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度 v、进 给量 f 和背吃刀量是一样的。 背吃刀量的确定 由上可知粗铣前毛坯拨叉头上下表面的 基本尺寸为 26.3 mm，由于上下表面的粗糙度相同，因此粗铣工位的 背吃刀量为（26.3- 23）/2=1.65 mm。 进给量的选择 由表 5- 7（ 机械制造技术基础课程设计指 导 ） ，按机床功率为5kw、工件夹具系统刚度为中等条件选取， 该工序的每齿进给量 fz 取为 0. 2 /z。 铣削速度的计算 由表 5-9，按镶齿铣刀、d/z=80/10 的条件选 取，铣削速度 v 可取为 49m/min。由公式（5-1） d v n p 1000 = 可 求 得 该 工 序 铣 刀 转 速 ， n=1000 49m/min/3.14 80 =195.06r/min，参照表 4-15 所列 x5012 型立式铣床的主轴转速，取 转速 n=188r/min。再将此转速代入公式（5-1） ，可求出该工序的实际 铣削速度 min/ 2 . 471000/80min/188 1000 mmmr dn v=p p 3.4.2 工序：钻、粗铰、精铰工序：钻、粗铰、精铰8 孔孔 加工条件 工件材料：灰铸铁 ht200 加工要求：钻8 的孔，其表面粗糙度值为 ra=0.8m；先钻7.8 的孔，然后粗铰7.96 的孔，再精铰8 孔。 机床：z535 立式钻床。 计算切削用量 1）钻孔工步 背吃刀量的确定 取 2.2 。 进给量的确定 由表 5-22， 选取该工步的每转进给量 f=0.1 /r。 切削速度的计算 由表 5-22，按工件材料为铸铁，硬度为 200 241 的条件选取， 切削速度 v 可取为 15 m/min。 由公式 （5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序钻头转速 n=612.4 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型立式 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 11 页 共 23 页 钻床的主轴转速，取转速 n=750r/min。再将此转速代入公式（5-1） ， 可求出该工序的实际钻削速度 min/369.181000/8 . 7min/750 1000 mmmr dn v=p p 2）粗铰工步 背吃刀量的确定 取 0.16 。 进给量的确定 由表 5-31， 选取该工步的每转进给量 f=0.5 /r。 切削速度的计算 由表 5-31， 按工件材料为铸铁， 加工孔径为 6 10 的条件选取， 切削速度 v 可取为 3 m/min。 由公式 （5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序铰刀转速 n=120 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型立式钻 床的主轴转速，取转速 n=140r/min。再将此转速代入公式（5-1） ，可 求出该工序的实际钻削速度 min/5 . 31000/96 . 7 min/140 1000 mmmr dn v=p p 3)精铰工步 背吃刀量的确定 取 0.04 。 进给量的确定 由表 5-31， 选取该工步的每转进给量 f=0.3 /r。 切削速度的计算 由表 5-31， 按工件材料为铸铁， 加工孔径为 6 10 的条件选取， 切削速度 v 可取为 5 m/min。 由公式 （5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序铰刀转速 n=199 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型立式钻 床的主轴转速，取转速 n=275r/min。再将此转速代入公式（5-1） ，可 求出该工序的实际钻削速度 min/908 . 6 1000/8min/275 1000 mmmr dn v=p p 3.4.3 工序工序：粗铣、：粗铣、半半精铣、精铣精铣、精铣26 的上下端面的上下端面 该工序分三个工步，工步 1 是利用8 的孔定位，以两个面作为 基准，粗铣上下端面；工步 2 是利用8 的孔定位，以两个面作为基 准，半精铣上下端面；工步 3 是利用8 的孔定位，以两个面作为基 准，精铣上下端面。由于上下端面是在一台机床上经一次走刀加工完 成的，因此它们所选用的切削速度 v、进给量 f 和背吃刀量是一样的。 1）粗铣工步 背吃刀量的确定 由上可知粗铣前毛坯26 叉口的上下表面的 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 12 页 共 23 页 基本尺寸为 11 mm，由于上下表面的粗糙度相同，因此粗铣工位的背 吃刀量取 1.0mm。 进给量的选择 由表 5-7（ 机械制造技术基础课程设计指导 ） ， 按机床功率为5kw、工件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序 的每齿进给量 fz 取为 0.2 /z。 铣削速度的计算 由表 5-9， 按镶齿铣刀、 d/z=80/10 的条件选取， 铣削速度 v 可取为 40m/min。由公式（5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序铣刀转速， n=100040m/min/3.1480 =159.2r/min， 参照表 4-15 所列 x5012 型立式铣床的主轴转速， 取转速 n=188r/min。 再将此转速代入公式（5-1） ，可求出该工序的实际铣削速度 min/ 2 . 471000/80min/188 1000 mmmr dn v=p p 2）半精铣工步 背吃刀量的确定 半精铣工位的背吃刀量取 0.6mm。 进给量的选择 由表 5-7，按机床功率为5kw、工件夹具系 统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 fz 取为 0.12 /z。 铣削速度的计算 由表 5-9，按镶齿铣刀、d/z=80/10 的条件 选取，铣削速度 v 可取为 49m/min。由公式（5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序铣刀转速， n=100049m/min/3.1480 =159.2r/min， 参照表 4-15 所列 x5012 型立式铣床的主轴转速， 取转速 n=188r/min。 再将此转速代入公式（5-1） ，可求出该工序的实际铣削速度 min/ 2 . 471000/80min/188 1000 mmmr dn v=p p 3）精铣工步 背吃刀量的确定 半精铣工位的背吃刀量取 0.4mm。 进 给 量 的 选 择 由 表 5-7（ 机 械 制 造 技 术 基础 课程 设 计 指 导 ） ，按机床功率为5kw、工件夹具系统刚度为中等条件选取， 该工序的每齿进给量 fz 取为 0.08 /z。 铣削速度的计算 由表 5-9，按镶齿铣刀、d/z=80/10 的条件选 取，铣削速度 v 可取为 57.6m/min。由公式（5-1）可求得该工序铣刀 转速，n=100057.6m/min/3.1480 =229.3r/min，参照表 4-15 所 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 13 页 共 23 页 列 x5012 型立式铣床的主轴转速，取转速 n=263r/min。再将此转速代 入公式（5-1） ，可求出该工序的实际铣削速度 min/661000/80min/263 1000 mmmr dn v=p p 3.4.4.工序工序：钻、：钻、扩扩孔钻、粗铰、精铰孔钻、粗铰、精铰26 的叉口的叉口 加工条件 工件材料：灰铸铁 ht200；要求：钻26 的孔，其表 面粗糙度值为 ra=0.8m；由表 2-28 可知：先钻24 的孔，然后扩 孔钻25.8 的孔，再粗铰25.94 的孔和精铰26 的孔；机床：z535 立式钻床。 计算切削用量 1）钻孔工步 背吃刀量的确定 取 3.5 。 进给量的确定 由表 5-22， 选取该工步的每转进给量 f=0.25 /r。 切削速度的计算 由表 5-22，按工件材料为铸铁，硬度为 200 241 的条件选取， 切削速度 v 可取为 12 m/min。 由公式 （5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序钻头转速 n=159.2 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型立式 钻床的主轴转速，取转速 n=195r/min。再将此转速代入公式（5-1） ， 可求出该工序的实际钻削速度 min/ 7 . 141000/24min/195 1000 mmmr dn v=p p 2）扩孔钻工步 背吃刀量的确定 取 1.8 。 进给量的确定 由表 5-23， 按工件材料为铸铁， 硬度按200hbs， 加工孔径取为 25 的条件选取，并按组数据选取该工步的每转进 给量 f=0.55 /r。 切削速度的计算 由表 5-31，按工件材料为铸铁，硬度为 200 241 的条件选取，切削速度 v 可取为 16m/min。由公式（5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序铰刀转速 n=197.5 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型立式 钻床的主轴转速，取转速 n=195r/min。再将此转速代入公式（5-1） ， 可求出该工序的实际钻削速度 min/ 8 . 151000/ 8 . 25min/195 1000 mmmr dn v=p p 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 14 页 共 23 页 3）粗铰工步 背吃刀量的确定 取 0.14 。 进给量的确定 由表 5-31， 选取该工步的每转进给量 f=1.5 /r。 切削速度的计算 由表 5-31，按工件材料为铸铁，加工孔径为 1540 的条件选取，切削速度 v 可取为 3 m/min。由公式（5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序铰刀转速 n=36.83 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型立式 钻床的主轴转速，取转速 n=68r/min。再将此转速代入公式（5-1） ， 可求出该工序的实际钻削速度 min/54 . 5 1000/94.25min/68 1000 mmmr dn v=p p 4）精铰工步 背吃刀量的确定 取 0.06 。 进给量的确定 由表 5-31， 选取该工步的每转进给量 f=0.8 /r。 切削速度的计算 由表 5-31，按工件材料为铸铁，加工孔径为 1540 的条件选取，切削速度 v 可取为 5 m/min。由公式（5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序铰刀转速 n=61.24 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型立式 钻床的主轴转速，取转速 n=100r/min。再将此转速代入公式（5-1） ， 可求出该工序的实际钻削速度 min/164 . 8 1000/26min/100 1000 mmmr dn v=p p 3.4.5 工序工序：钻、攻螺纹：钻、攻螺纹5 的孔的孔 该工序分两个工步，工步 1 是利用8 的孔定位，钻4.5 的孔； 工步 2 是利用8 的孔定位，攻螺纹5 的孔。 1）钻孔工步 背吃刀量的确定 为 1.8 。 进给量的确定 由表 5-22， 选取该工步的每转进给量 f=0.05 /r。 切削速度的计算 由表 5-22，按工件材料为铸铁，硬度为 200 241 的条件选取， 切削速度 v 可取为 10 m/min。 由公式 （5-1） d v n p 1000 = 可求得该工序钻头转速 n=707.7 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型立式 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 15 页 共 23 页 钻床的主轴转速，取转速 n=750r/min。再将此转速代入公式（5-1） ， 可求出该工序的实际钻削速度 min/ 6 . 101000/5 . 4min/750 1000 mmmr dn v=p p 2）攻螺纹工步 背吃刀量的确定 为 0.5 。 进给量的确定 由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距， 根 据表 2-39 可知普通细牙螺纹的螺距为 0.5 /r，因此 f=0.5 /r。 切削速度的计算 由表 5-37，查得攻螺纹的切削速度 v=510 m/min，故暂取 v=5 m/min。由公式（5-1） d v n p 1000 = 可求得该工位的主轴转速 n=318.47 r/min，参照表 4-9 所列 z535 型 立 式 钻 床 的 主 轴 转 速 ， 取 转 速 n=400r/min。 再 将 此 转 速 代 入 公 式 （5-1） ，可求出该工序的实际钻削速度 min/28 . 6 1000/5min/400 1000 mmmr dn v=p p 3.4.6 工序工序：切断：切断26 的叉口的叉口 3.4.7.工序工序：检验检验 3.5 时间时间定定额额的计算的计算 由于时间定额计算过程较长，在这里只写出夹具设计工序的单间 时间，其余各工序的单件时间过程将在草稿上完成，并会将数据结果 填写在机械加工工艺过程卡片上。 工序钻、扩孔钻、粗铰、精铰26 的叉口 3.5.1 基基本时间本时间 （1）钻孔工步 根据表 5- 41， 钻孔的基本时间可由公式 nflllfnltj/ )(/ 21+ += 求 得。 式中 l =9 ；2 l =13 ， 取 2 l =1 ； 经公式计算 1 l =9.8 ； f=0.25 /r；n=195r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 j t =（9 9.8 1 ）/（0.25 /r195r/min）0.41min=24.6s。 （2）扩孔钻工步 同上，根据表 5- 41 可由公式 nflllfnltj/ )(/ 21+ += 求得该工步 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 16 页 共 23 页 的基本时间。式中 l =9 ； 2 l =13 ，取 2 l =1 ；经公式计算 1 l =1.7 ；f=0.55 /r；n=195r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基 本时间 j t = （9 1.7 1 ） / （0.55 /r195r/min） 0.11min=6.6s。 （3）粗铰工步 根 据 表5- 41 ， 铰 圆 柱 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 nflllfnltj/ )(/ 21+ += 求得该工步的基本时间。式中 1 l 、 2 l 由表 5- 42 按 g k =15、 p a =（d- d）/2=0.07 的条件查得 1 l =0.37 ； 2 l =15 ； 而 l =9 ；f=1.5 /r；n=68r/min。将上述结果代入公式，则该工序 的基本时间 j t =（9 0.37 15 ）/（1.5 /r68r/min） 0.24min=14.4s。 （4）精铰工步 同上，根据表 5- 41 可由公式 nflllfnltj/ )(/ 21+ += 求得该工步 的基本时间。 1 l 、 2 l 由表 5- 42 按 g k =15、 p a =（d- d）/2=0.03 的条 件查得 1 l =0.19 ； 2 l =13 ；而 l =9 ；f=0.8 /r；n=100r/min。将 上述结果代入公式，则该工序的基本时间 j t =（9 0.19 13 ） /（0.8 /r100r/min）0.28min=16.8s。 3.5.2 辅助时间辅助时间 根据课程设计指导书第五章第二节所述，辅助时间 a t 与基本 时间 j t 之间的关系为 a t =（0.150.2） j t ，暂取 a t =0.15 j t ，则本工序的 辅助时间为： 钻孔工步的辅助时间： a t =0.1524.6s=3.69s 扩孔钻工步的辅助时间： a t =0.156.6s=0.99s 粗铰工步的辅助时间： a t =0.1514.4s=2.16s 精铰工步的辅助时间： a t =0.1516.8s=2.52s 3.5.3 其他时间其他时间 除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，工序的单件时 间还包括布置工作地时间 s t 、休息与生理需要时间 r t 和准备与终结时 间 be t 。在此将准备与终结时间 be t 忽略不计；取布置工作地时间 s t 是作 业时间的 3，取休息与生理需要时间 r t 是作业时间的 2，工序其 他时间（ s t r t ）可按关系式（32）（ j t a t ）计算，则 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 17 页 共 23 页 钻孔工步的其他时间： s t r t =5（24.6s3.69s）=1.41s 扩孔钻工步的其他时间： s t r t =5（6.6s0.99s）=0.38s 粗铰工步的其他时间： s t r t =5（14.4s2.16s）=0.83s 精铰工步的其他时间： s t r t =5（16.8s2.52s）=0.97s 3.5.4 单件时间单件时间 钻孔工步 p t =24.6s3.69s1.41s=29.7s 扩孔钻工步 p t =6.6s0.99s0.38s =7.97s 粗铰工步 p t =14.4s2.16s0.83s =17.39s 精铰工步 p t =16.8s2.52s0.97s =20.29s 因 此 ， 本 工 序 的 单 件 时 间 p t =29.7s 7.97s 17.39s 20.29s=75.35s 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 18 页 共 23 页 4夹具设计夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计 专用夹具。根据老师给定的题目，并设计工序 4钻、扩孔钻、粗铰、 精铰26 孔的专用夹具。本专用夹具将用于 z535 立式钻床的加工。 刀具为麻花钻、扩孔钻、铰刀，制造夹具体毛坯的材料为 ht200。通 过铸造得到。 4.1 问题问题的的提出提出 本夹具主要用来工序 4钻、扩孔钻、粗铰、精铰26 孔。由于 工步较多，工艺要求相对较高，加工相对复杂。本夹具的设计工程中 应主要考虑如何定位，使用六点定位原理限制六个自由度。同时由于 加工过程中受力较大，受力方向较多，还应考虑如何才能实现很好的 夹紧， 以便进行相应的机械加工。 其次还应考虑如何提高劳动生产率， 降低劳动强度。本专用夹具将用于 z535 立式钻床的加工。 4.2 夹具夹具设计设计 4.2.1 定定位位方案方案 工件以20 外圆及端面为定位基准，采用固定 v 型块、活动 v 型块与平面组合定位方案。其中平面限制工件三个自由度，固定 v 型 块限制两个自由度，活动 v 型块限制一个自由度。本方案中对工件采 用了完全定位，工件的六个自由度都进行了限制。综上，该定位方案 可行。 4.2.2 夹紧夹紧机机构构 辽 宁 工程技术大学课程设计 第 19 页 共 23 页 采用螺旋推动活动 v 型块夹紧机构，通过拧紧右端 c 型固定手 柄压紧螺钉，推动活动 v 型块压紧工件实现夹紧。 4.2.3 夹具与机床联接元件夹具与机床联接元件 采用两个标准定为键，固定在夹具体底面同一条直线位置的键槽 中，用于确定机床夹具相对于机床进给方向的正确位置。要保证定位 键的宽度与机床工作台 t 型槽相匹配的要求。 定位键可以承受一定的 铣削扭矩，减轻夹紧螺栓、夹具体与机床的负荷，加强夹具加工过程 的稳定性。 4.2.4 定位误差分析定位误差分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为三个支承钉 和一个 v 形块，定为基准与工序基准相重合，所以基准不重合误差 b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位 移误差。由表 2- 3 铸件尺寸公差，基准位移误差为 m