FX280梳麻机100z齿轮加工工艺设计及工装设计

-.z---.--总结资料摘要此次设计是对齿轮的加工工艺和夹具设计，其为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工槽和钻孔的工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。由于零件的形状复杂，尺寸比较大，加工精度，位置精度等要求较高，所以为了保证该零件的精度的要求，用专用机床，用专用夹具来进展加工，这样不仅能保证零件的尺寸、位置等精度要求，而且装夹一次无需在装夹，这样明显缩短了装夹时间，也提高了生产率和经济效益。整个加工过程中的特点是专用夹具，减少了装夹次数，保证了加工精度，节省时间、效率高。对于零件加工工艺设计中包括：毛坯的选择、基准的选择、拟定机械加工工艺路线、确定机械加工余量、工序尺寸及公差、选择机床设备及工艺装备、确定*工序的切削用量及根本工时等设计，在加工中要使用专用夹具，包括对定位方案、定位元件、夹紧力的计算、夹具中用的非标准件、夹具体等几方面的设计。因为在加工中用到量具。在设计中能够运用加工工艺所遵循的原则进展设计。关键词齿轮，加工工艺，专用夹具，设计-.zABSTRACTThisdesignistogeartheponentstheprocessingcraftandthejigdesign,itsponentsaretheforging,hasthevolumetobesmall,ponentsple*characteristic,Becausethesurfaceiseasierthantheholetoprocess,whenformulationtechnologicalprocess,firstthemachinedsurface,thenprocessesothertakethesurfaceasthedatum,Inwhichvariousworkingproceduresjigallusestheunitclamp,specialregardingprocessesthebigendofhole,thetroughanddrillstheeyeletintheworkingprocedure,Chooseslocatemodewhichtwosellsatthesametime,andoperatesthesimplemanualclampwayclamp,itsorganizationdesignissimple,theconveniencealsocansatisfytherequest.Duetotheple*shapeandpartsalargersize,machiningprecisionandpositionprecisionhighdemands,sotoensurethatthepartsoftheaccuracyrequirementofthespecialmachine,use,withspecialjigtocarryontheprocessing,socannotonlyensurepartsize,suchasthepositionaccuracyrequirement,andclampingonceinclamping,withoutthisobviousshortenedclampingtime,increaseproductivityandeconomicbenefits.Thewholeprocess,characteristicisaspecialfi*ture,reducetheclampingtimes,toensurethemachiningaccuracyandsavetimeandhighefficiency.Forpartsprocessingtechnologydesigninclude:blankselection,thebenchmarkselection,workedoutthemachiningprocessroute,determinethemechanicalmachiningallowance,proceduresizesandtolerance,choiceofmachinetoolequipmentandprocessequipment,determineaprocessofcuttingdosagesandbasicdesign,processingman-hourtousespecialjig,includingtopositioningscheme,positioningponents,clampingforcecalculation,jigusingthenon-standardfasteners,clipspecificaspectsofthedesign.Becauseinprocessingusedinmeasuringtool.Inthedesigncanuseprocessingtechnology'sprincipletocarryonthedesign.Keywords：Gear,theprocessingcraft,unitclamp,design-.z目录摘要ⅠABSTRACTⅡ绪论11齿轮的分析21.1齿轮的工艺分析21.2齿轮的工艺要求22工艺规程设计52.1加工工艺过程52.2确定各外表加工方案52.3确定定位基准62.4工艺路线的拟订82.5齿轮的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确实定132.6确定切削用量及根本工时〔机动时间〕152.7时间定额计算及生产安排233铣槽夹具设计273.1研究原始质料273.2定位基准的选择273.3切削力及夹紧分析计算273.4误差分析与计算293.5零、部件的设计与选用304钻孔夹具设计354.1研究原始质料354.2定位基准的选择354.3切削力及夹紧力的计算354.4误差分析与计算364.5零、部件的设计与选用374.6夹具设计及操作的简要说明40结论41致谢42参考文献43-.z绪论机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯穿四年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的根底。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的上下以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来表达，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产本钱而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。而本次对于齿轮加工的主要任务是：=1\*GB2⑴完成齿轮加工工艺规程的制定；=2\*GB2⑵完成钻孔专用夹具的设计。通过对齿轮零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出齿轮加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。-.z1齿轮的分析1.1齿轮的工艺分析齿轮是一个很重要的零件，因为其零件装配精度高，构造形状较复杂，其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有孔端要求加工，对精度要求也很高。齿轮大孔孔粗糙度要求是，所以都要求精加工。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各外表的外表质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。1.2齿轮的工艺要求一个好的构造不但要应该到达设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。图1.1齿轮零件图该加工有五个加工外表：平面加工包括大端面，小端面齿内端面；孔系加工包括Ø36大、Ø18小孔=1\*GB2⑴以平面为主有：=1\*GB3①齿轮大面的粗、精车加工，其粗糙度要求是；=2\*GB3②齿轮孔端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是。=2\*GB2⑵孔系加工有：=1\*GB3①Ø66的孔粗、精镗加工，其外表粗糙度为；=2\*GB3②Ø18的小孔钻、扩和铰加工，其外表粗糙度要求；=3\*GB3③Ø10的小孔钻加工，Ø10小孔外表粗糙度要求。=3\*GB2⑶小头孔端槽的加工，该槽的外表粗糙度要求是两槽边，而槽底的外表粗糙度要求是。齿轮因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，构造细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是100件，由[3]表2.1～3可知是小批量生产。上面主要是对齿轮零件的构造、加工精度和主要加工外表进展了分析，选择了其毛坯的的制造方法为模锻和小批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。-.z2工艺规程设计2.1加工工艺过程由以上分析可知，该零件的主要加工外表是平面、孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于齿轮来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知：齿轮的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都很高，这样对加工要求很高。2.2确定各外表加工方案一个好的构造不但应该到达设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。2.2.1影响加工方法的因素=1\*GB2⑴要考虑加工外表的精度和外表质量要求，根据各加工外表的技术要求，选择加工方法及分几次加工。=2\*GB2⑵根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。=3\*GB2⑶要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。=4\*GB2⑷要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。=5\*GB2⑸此外，还要考虑一些其它因素，如加工外表物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要外表的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工*一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，外表粗糙度为Ra0.63μm，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车——半精车——淬火——粗磨。2.2.2加工方案的选择=1\*GB2⑴由参考文献[3]表2.1～12可以确定，平面的加工方案为：粗车——精车，粗糙度为6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精车的粗糙度可以较小。=2\*GB2⑵由参考文献[3]表2.1～11确定，Ø66孔的外表粗糙度要求为6.3，则选择孔的加方案序为：粗镗——精镗。=3\*GB2⑶小头孔加Ø18工方法：加零件毛坯不能直接锻出孔，只能锻出一个小坑，以便在以后加工时找正其中心，但其外表粗糙度的要求为，所以选择加工的方法是钻——扩——铰。=4\*GB2⑷Ø10孔加工方法：因为孔的外表粗糙度的要求都不高，是，所以我们采用一次钻孔的加工方法。2.3确定定位基准2.3.1粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工外表有足够的余量，使不加工外表与加工外表间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：=1\*GB2⑴粗基准的选择应以加工外表为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上外表上有好几个不需加工的外表，则应选择其中与加工外表的相互位置精度要求较高的外表作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。=2\*GB2⑵选择加工余量要求均匀的重要外表作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要外表。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保存而细致的组织，以增加耐磨性。=3\*GB2⑶应选择加工余量最小的外表作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。=4\*GB2⑷应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的外表作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的外表不宜选作粗基准，必要时需经初加工。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证齿轮在整个加工过程中根本上都能用统一的基准定位。从齿轮零件图分析可知，主要是选择加工齿轮大端面的装夹定位面为其加工粗基准。2.3.2精基准选择的原则=1\*GB2⑴基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以防止定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。=2\*GB2⑵基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各外表间的位置精度，防止基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书外表，而且保证了各外圆外表的同轴度及端面与轴心线的垂直度。=3\*GB2⑶互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工外表本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的外表为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证齿轮在整个加工过程中根本上都能用统一的基准定位。从齿轮零件图分析可知，它的大端面平面与孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中根本上都采用统一的基准定位的要求。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。2.4工艺路线的拟订对于小批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。齿轮的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工齿轮大端面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。2.4.1工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的构造特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的根本原则：=1\*GB2⑴工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。=2\*GB2⑵工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个外表易于保证这些外表间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使本钱增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。构造简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%～1.1%苏打及0.25%～0.5%亚硝酸钠溶液中进展的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。2.4.2工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。=1\*GB2⑴工序集中的特点工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个外表易于保证这些外表间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使本钱增高，调整维修费事，生产准备工作量大。=2\*GB2⑵工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进展综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。构造简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。2.4.3加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：=1\*GB2⑴粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大局部多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11～IT12。粗糙度为Ra80～100μm。=2\*GB2⑵半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要外表的精加工做好准备，保证适宜的加工余量。半精加工的公差等级为IT9～IT10。外表粗糙度为Ra10～1.25μm。=3\*GB2⑶精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及外表粗糙度,使各主要外表到达图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工外表损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6～IT7，外表粗糙度为 Ra10～1.25μm。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以*一外表的加工或*一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。2.4.4加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及外表粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产本钱，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：表2.1加工工艺路线方案比较表工序号方案Ⅰ方案Ⅱ工序内容定位基准工序内容定位基准010粗铣平面E、F平面和孔粗、精铣E平面平面和孔020精铣平面E、F平面和孔粗、精铣F平面平面和孔030钻、扩、铰：孔底面和侧面钻、扩、铰：孔底面和侧面040粗镗孔底面和孔粗、精镗孔底面和孔050精镗孔底面、孔和孔粗、精铣槽底面、孔和孔060粗铣槽底面、孔和孔钻：孔底面、孔和孔070精铣槽底面和孔铣断底面和孔080钻：孔检验090铣断底面和孔加工工艺路线方案的论证：=1\*GB2⑴从前两步工序可以看出：方案Ⅱ把粗、精加工都安排在一个工序中，以便装夹、安装工件。=2\*GB2⑵再看后面的镗孔、铣槽工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在两个不同的工序中，而方案Ⅱ都在一个工序中，这样不但有利于工件的安装，且在设计专用夹具时也可以减少工件的安装次数。方案2中其工序较为集中，如粗、精加工都安排在一个工序中，以便装夹、安装工件。由以上分析：方案Ⅱ为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：表2.2加工工艺过程表工序号工种工作内容说明010锻造模锻铸件毛坯尺寸：长：宽：高：孔：020热处理退火030铣粗、精铣E平面工件用专用夹具装夹；双立轴圆工作台铣床040铣粗、精铣F平面工件用专用夹具装夹；双立轴圆工作台铣床050钻、扩、铰将孔钻到直径再将扩孔到最后进展铰加工到要求尺寸工件采有专用夹具装夹，机床选用摇臂钻床〔〕060粗、精镗粗、精镗孔工件用专用夹具装夹；立式铣镗床〔〕070粗、精铣粗、精铣槽工件用专用夹具装夹；双立轴圆工作台铣床080钻钻到要求尺寸工件用专用夹具装夹；摇臂钻床090铣断将大头孔铣断100检验110入库清洗，涂防锈油2.5齿轮的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确实定齿轮的锻造采用的是铸铁模锻制造，其材料是HT200，生产类型为小批量生产，采用模锻毛坯。2.5.1毛坯的构造工艺要求齿轮为锻造件，对毛坯的构造工艺性有一定要求：=1\*GB2⑴由于模锻件尺寸精度较高和外表粗糙度值低，零件上只有与其它机件配合的外表才需要进展机械加工。=2\*GB2⑵为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求简单、平直的对称，尽量防止模锻件截面间差异过大，或具有薄壁、高筋、高台等构造。=3\*GB2⑶模锻件的构造中应防止深孔或多孔构造。=4\*GB2⑷模锻件的整体构造应力求简单。=5\*GB2⑸工艺基准以设计基准相一致。=6\*GB2⑹便于装夹、加工和检查。=7\*GB2⑺构造要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进展加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工本钱，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造本钱。因此，毛坯的种类形状及尺寸确实定一定要考虑零件本钱的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。2.5.2齿轮的偏差计算=1\*GB2⑴齿轮大端面和大孔的偏差及加工余量计算底平面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精车加工。各工步余量如下：粗车：由参考文献[4]表11～19。其余量值规定为2.5～3.0mm，现取3mm。查[3]可知其粗铣时精度等级为IT12，粗车平面时厚度偏差取精车：由参考文献[3]表2.3～59，其余量值规定为。锻造毛坯的根本尺寸为306+3+1=310mm，又由参考文献[4]表11～19可得铸件尺寸公差为。毛坯的名义尺寸为：310+1.4=311.4mm毛坯最小尺寸为：310-0.6=309.4mm毛坯最大尺寸为：310+2=312mm粗车后最大尺寸为：314-3=311mm粗车后最小尺寸为：310-1=309mm精车后尺寸与零件图尺寸一样，且保证各个尺寸精度15d8。=2\*GB2⑵孔的偏差及加工余量计算参照参考文献[3]表2.2～2，2.2～25,2.3～13和参考文献[15]表1～8，可以查得：孔Ø18钻孔的精度等级：，外表粗糙度，尺寸偏差是。扩孔的精度等级：，外表粗糙度，尺寸偏差是。铰孔的精度等级：，外表粗糙度，尺寸偏差是。孔Ø66粗镗孔的精度等级：，外表粗糙度，尺寸偏差是。精镗孔的精度等级：，外表粗糙度，尺寸偏差是。根据工序要求，小头孔加工分为钻、扩、铰三个工序，而大头孔加工分为粗镗、精镗二个工序完成，各工序余量如下：钻4-M10孔参照参考文献[3]表2.3～47，表2.3～48。确定工序尺寸及加工余量为：加工该孔的工艺是：钻——扩——铰钻孔：扩孔：〔Z为单边余量〕铰孔：〔Z为单边余量〕镗孔加工该孔的工艺是：粗镗——精镗粗镗：孔，；精镗：孔，；锻件毛坯孔的根本尺寸分别为：=3\*GB2⑶．粗、精铣槽参照参考文献[1]表21～5，得其槽边双边粗加工余量2Z=2.0mm，槽深加工余量为1.0mm，再由参照参考文献[1]表21～5的刀具选择可得其极限偏差：粗加工为，精加工为。槽两边毛坯名义尺寸为：槽两边毛坯最大尺寸为：槽两边毛坯最小尺寸为：粗车两边工序尺寸为：粗车槽底工序尺寸为：27精车两边工序尺寸为：，已到达其加工要求：。2.6确定切削用量及根本工时〔机动时间〕工序1：粗、精车平面。机床：CA6140车床刀具：硬质合金可转位端铣刀〔面铣刀〕，材料：，，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm车削深度：每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献[3]表3.1～74，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据参考文献[3]表2.4～81,取切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序2：粗、精车外圆外表。机床：CA6140车床刀具：硬质合金可转位端铣刀〔面铣刀〕，材料：，，齿数8，此为细齿车刀。因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献[3]表3.1～31，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序3：钻、扩、铰Ø18孔。机床：立式钻床Z525刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。=1\*GB2⑴钻孔Ø18钻孔Ø18时先采取的是钻孔，再扩到Ø18，所以。切削深度：进给量：根据参考文献[3]表2.4～38，取。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～41，取。机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1～31，取所以实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：=2\*GB2⑵扩孔刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号：E403因钻孔时先采取的是先钻到孔再扩到，所以，切削深度：进给量：根据参考文献[3]表2.4～52，取。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～53，取。机床主轴转速：按照参考文献[3]表3.1～31，取所以实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度有：刀具切出长度：，取走刀次数为1机动时间：=3\*GB2⑶铰孔刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度：，且。进给量：根据参考文献[3]表2.4～58，取。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～60，取。机床主轴转速：按照参考文献[3]表3.1～31取实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度，刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：该工序的加工机动时间的总和是：工序4：粗、精镗Ø66孔。机床：卧式金刚镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：=1\*GB2⑴粗镗Ø66孔单边余量Z=1.1mm,一次镗去全部余量，毛坯孔径。进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取。机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1～41，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：=2\*GB2⑵精镗Ø66孔粗加工后单边余量Z=0.4mm，一次镗去全部余量，，精镗后孔径进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.14—41，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：所以该工序总机开工时工序5：粗、精车槽。车床机床：双立轴圆工作台刀具：错齿三面二刃刀=1\*GB2⑴粗铣18.5槽切削深度：根据参考文献[3]表查得：进给量,根据参考文献[1]表查得切削速度。机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1～74，取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：=63mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：=2\*GB2⑵精铣20.5槽切削深度：根据参考文献[3]表查得：进给量,根据参考文献[1]表查得切削速度，机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1～74，取。实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：=81mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：本工序机动时间：工序6：钻孔机床：台式钻床刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9，选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度：根据参考文献[3]表查得：进给量,切削速度。机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1～31，取。实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取。加工根本时间：2.7时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该拨叉的年产量为100件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不高与1件。设每天的产量为1件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于11.2min。参照参考文献[3]表2.5～2，机械加工单件〔生产类型：小批以上〕时间定额的计算公式为：〔大量生产时〕因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：其中：—单件时间定额—根本时间〔机动时间〕—辅助时间，用于*工序加工每个工件时都要进展的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值=1\*GB2⑴粗、精铣E、F面粗加工机动时间：精加工机动时间：辅助时间：参照参考文献[3]表2.5～45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为，则：根据参考文献[3]表2.5～48，单间时间定额有：因此应布置二台粗、精机床即可以完成此二道工序的加工，到达生产要求。=2\*GB2⑵钻、扩、铰孔机动时间：辅助时间：参照参考文献[3]表2.5～41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为，则：根据参考文献[3]表2.5～43，单间时间定额：因此应布置一台机床即可完本钱工序的加工，到达生产要求=3\*GB2⑶粗、精铣Ø66孔粗镗Ø64孔：机动时间：辅助时间：参照参考文献[3]表2.5～37，取工步辅助时间为1.3min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为，则：根据参考文献[3]表2.5～39，。单间时间定额有：因此应布置一台机床即可以完本钱工序的加工，到达生产要求。精镗孔到要求尺：机动时间：辅助时间：参照参考文献[3]表2.5～37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为，则：根据参考文献[3]表2.5～39，。单间时间定额：因此应布置一台机床即可以完本钱工序的加工，到达生产要求。=4\*GB2⑷粗、精铣槽加工机动时间：辅助时间：参照参考文献[3]表2.5～45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为，则：根据参考文献[3]表2.5～48，。单间时间定额有：因此应布置一台机床即可以完成此道工序的加工，到达生产要求。=5\*GB2⑸钻孔机动时间：辅助时间：参照参考文献[3]表2.5～41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为，则：根据参考文献[3]表2.5～43，。单间时间定额，由式〔1.11〕有：因此应布置一台机床即可完本钱工序的加工，到达生产要求=6\*GB2⑹铣断加工机动时间：辅助时间：参照参考文献[3]表2.5～45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为则：根据参考文献[3]表2.5～48，。单间时间定额有：因此应布置一台机床即可以完成此道工序的加工，到达生产要求。-.z---.3铣床夹具设计3.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣20.5槽，该槽对孔的中心线要满足对称度要求以及其槽两边的平行度要求。在铣此槽时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2定位基准的选择由零件图可知：在对槽进展加工前，底平面进展了粗、精铣加工，孔进展了钻、扩、铰加工，进展了粗、精镗加工。因此，定位、夹紧方案有：方案Ⅰ：选底平面、工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。方案Ⅱ：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案：方案Ⅰ中的心轴夹紧、定位是不正确的，孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。通过比较分析只有方案Ⅱ满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。铣该槽时其对孔的中心线有对称度以及槽两边的平行度要求。为了使定位误差到达要求的*围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在构造上简单易操作。一面即为拨叉底平面；两销为的短圆柱销和的棱形销。3.3切削力及夹紧分析计算刀具：错齿三面刃铣刀〔硬质合金〕刀具有关几何参数：由参考文献[5]5表1～2～9可得铣削切削力的计算公式：有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以平安系数作为实际所需夹紧力的数值，即：平安系数K可按下式计算：式中：为各种因素的平安系数，查参考文献[5]1～2～1可知其公式参数：由此可得：所以由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具构造简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。查参考文献[5]1～2～26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献[5]可查得：其中：螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如2.1.由表得：原动力计算公式即：由上述计算易得：由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具构造简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.4误差分析与计算该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：由参考文献[5]可得：=1\*GB2⑴两定位销的定位误差：其中：，，，且：L=135mm，得⑵夹紧误差：其中接触变形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨损造成的加工误差：通常不超过⑷夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5零、部件的设计与选用3.5.1本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如下表：表3.1定位销dHD公称尺寸允差14～181615～0.01122514M124表3.2定位棱销dHd公称尺寸允差40～502022+0.034～0.02365538该夹紧装置选用移动压板，其参数如表3.3：表3.3移动压板公称直径L645208196.67M653.5.3定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作外表对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。图3.1夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度a=18表3.4定向键BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D18～0.012～0.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成拨叉槽精铣加工，所以选用侧装对刀块。根据GB224-.z---.4钻孔夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻圆周面上孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2定位基准的选择由零件图可知：在对槽进展加工前，底平面进展了粗、精铣加工，孔进展了钻、扩、铰加工，进展了粗、精镗加工。因此，定位、夹紧方案有：方案Ⅰ：选底平面、工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小孔。方案Ⅱ：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案：方案Ⅰ中的心轴夹紧、定位是不正确的，孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。通过比较分析只有方案Ⅱ满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择底平面和两孔为定位基准来设计钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和两孔定位限制5个自由度。4.3切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：台式钻床Z4006A，刀具用高速钢刀具。由参考文献[5]查表可得：切削力公式：式中查表得：其中：即：实际所需夹紧力：由参考文献[5]表得：有：平安系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的平安系数，见参考文献[5]表可得：所以由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具构造简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，，查参考文献[5]1～2～26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：式中参数由参考文献[5]可查得：其中：螺旋夹紧力：由上述计算易得：因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4误差分析与计算该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为12.5。该孔次性加工即可满足要求。由参考文献[5]可得：=1\*GB2⑴两定位销的定位误差：其中：，，，且：L=135mm，得⑵夹紧误差：其中接触变形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨损造成的加工误差：通常不超过⑷夹具相对刀具位置误差：取误差总和：4.5零、部件的设计与选用4.5.1本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如表4.1和4.2：表4.1可换定位销dHD公称尺寸允差14～181615～0.01122514M124表4.2固定棱形销dHd公称尺寸允差40～502022+0.034～0.02365538