机械制造技术课程设计-拨叉加工工艺及铣D端面夹具设计

PAGEI变速拔叉拨叉VI的机械加工工艺规程及铣D端面夹具设计摘要此次设计是对拨叉零件的加工工艺和夹具设计，其零件为锻件，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，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。关键词拨叉，加工工艺，专用夹具，设计全套图纸加V信153893706或扣3346389411 PAGE38AbstractThedesignisonthemachiningprocessandfixturedesignoftheforkparts,thepartisforged,withsmallsize,characteristicsofcomplexparts,easytoprocessbecausespecificporesurfaceinthedevelopmentprocess,thefirstprocesssurface,thentosurfaceasabenchmarktootherprocessing,includingtheprocessesusedthespecialfixture.Takingthemanualclampingwaysimpleclampingmechanism,itsdesignissimple,convenientandcanmeettherequirements.Keywords:dialingfork,processingtechnology,specialfixture,design目录摘要 IAbstract II目录 III第1章绪论 5第2章拨叉的分析 72.1拨叉的工艺分析 72.2拨叉的工艺要求 7第3章工艺规程设计 83.1加工工艺过程 83.2确定各表面加工方案 93.2.1影响加工方法的因素 93.2.2加工方案的选择 93.3确定定位基准 103.3.1粗基准的选择 103.3.1精基准选择的原则 113.4工艺路线的拟订 113.4.1工序的合理组合 123.4.2工序的集中与分散 123.4.3加工阶段的划分 133.4.4加工工艺路线方案的比较 143.5拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 163.5.1毛坯的结构工艺要求 163.5.2拨叉的偏差计算 163.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 183.7时间定额计算及生产安排 28第2章粗铣D端面夹具设计 324.1研究原始质料 324.2定位基准的选择 324.3切削力及夹紧分析计算 324.4误差分析与计算 334.5定向键与对刀装置设计 344.6夹具设计及操作的简要说明 36总结与展望 37参考文献 38致谢 39第1章绪论机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。机械加工工艺规程一般包括以上内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件上，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。制订工艺规程的步骤1)计算年生产纲领，确定生产类型。2)分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。3)选择毛坯。4)拟订工艺路线。5)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6)确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。7)确定切削用量及工时定额。8)确定各主要工序的技术要求及检验方法。9)填写工艺文件。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。第2章拨叉的分析2.1拨叉的工艺分析其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，拨叉底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面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。拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。拨叉的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。2.2拨叉的工艺要求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。一个好的结构不但要应该达到设计要求，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。图2.1拨叉零件图该加工有七个加工表面：平面加工包括拨叉底面、大头孔上平面；孔系加工包括大、小头孔、小孔；小头孔端的槽加工以及大头孔的铣断加工。=1\*GB2⑴以平面为主有：=1\*GB3①拨叉底面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是；=2\*GB3②大头孔端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是。=2\*GB2⑵孔系加工有：=1\*GB3①的大头孔粗、精镗加工，其表面粗糙度为；=2\*GB3②的小头孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度要求；=3\*GB3③的小孔钻加工，小孔表面粗糙度要求。=3\*GB2⑶小头孔端25槽的加工，该槽的表面粗糙度要求是两槽边，而槽底的表面粗糙度要求是。=4\*GB2⑷最后为大头孔的铣断加工，要求断口粗糙度。拨叉毛坯的选择模锻，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是5000件，由[3]表2.1～3可知是中批量生产。上面主要是对拨叉零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为模锻和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。第3章工艺规程设计3.1加工工艺过程由以上分析可知，该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。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，对于拨叉来说，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槽的各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知：拨叉的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。3.2确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，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槽加工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。3.2.1影响加工方法的因素=1\*GB2⑴要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，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，如加工表面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表面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，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为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。3.2.2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：粗铣——精铣（），粗糙度为6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。=2\*GB2⑵由参考文献[3]表2.1～11确定，孔的表面粗糙度要求为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，但其表面粗糙度的要求为，所以选择加工的方法是钻——扩——铰。=4\*GB2⑷孔加工方法：因为孔的表面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。=5\*GB2⑸小头端面槽的加工方法是：因槽两侧面表面粗糙度的要求较高，为，所以我们采用粗铣—半精铣。3.3确定定位基准3.3.1粗基准的选择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表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。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表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。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，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。=3\*GB2⑶应选择加工余量最小的表面作为粗基准。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、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，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，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，主要是选择加工拨叉底面的装夹定位面为其加工粗基准。3.3.1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。这样可以避免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表面间的位置精度，避免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表面，而且保证了各外圆表面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，可以选择加工表面本身为基准。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。尺寸较大的表面为精基准，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，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的底平面与小头孔，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基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用的孔为加工基准。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。3.4工艺路线的拟订对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉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、精加工拨叉底面大头孔上平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。3.4.1工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、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。确定工序数的基本原则：=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表面易于保证这些表面间的相互位置精度。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，使成本增高，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。结构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%亚硝酸钠溶液中进行的。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。3.4.2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。=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。=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表面易于保证这些表面间的相互位置精度。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，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。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行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。结构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。3.4.3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部分多雨的金属，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表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9～IT10。表面粗糙度为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,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。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，表面粗糙度为 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，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。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。3.4.4加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及表面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，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：表3.1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I、H平面和孔粗、精铣I平面平面和孔020精铣平面I、H平面和孔粗、精铣H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25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25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3.2加工工艺过程表3.5拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定拨叉的锻造采用的是ZG45钢模锻制造，其材料是ZG45，生产类型为中批量生产，采用模锻毛坯。3.5.1毛坯的结构工艺要求拨叉为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：=1\*GB2⑴由于模锻件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。=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，尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。=3\*GB2⑶模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构。=4\*GB2⑷模锻件的整体结构应力求简单。=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结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。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，降低加工成本，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，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本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。3.5.2拨叉的偏差计算=1\*GB2⑴拨叉底平面和大头孔上平面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、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：由参考文献[4]表11～19。其余量值规定为，现取。查[3]可知其粗铣时精度等级为IT12，粗铣平面时厚度偏差取精铣：由参考文献[3]表2.3～59，其余量值规定为。锻造毛坯的基本尺寸为，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：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后最大尺寸为：粗铣后最小尺寸为：精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度15d8。=2\*GB2⑵大小头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：钻孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。扩孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。铰孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。孔粗镗孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。精镗孔的精度等级：，表面粗糙度，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，；锻件毛坯孔的基本尺寸分别为：=3\*GB2⑶．粗、精铣25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。3.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序10：粗铣D面。机床：X5012立式铣床刀具：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3.1～74，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20：钻、扩、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钻孔钻孔时先采取的是钻孔，再扩到，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：I403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：工序30：粗铣H、L面机床：X5012立式铣床刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：，，齿数8，此为细齿铣刀。因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：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40：半精铣D面机床：X5012立式铣床刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：，，齿数8，此为细齿铣刀。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80：粗、精镗孔。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～ZG45，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～ZG45，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：所以该工序总机动工时工序80：半精铣J面机床：双立轴圆工作台铣床刀具：根据参照参考文献[1]表21～7，选细齿锯片铣刀切削深度：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：工序70、90：粗、半精铣25槽。机床：X60卧式铣床刀具：错齿三面刃铣刀=1\*GB2⑴粗铣25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25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100铰孔机床采用Z525立式钻床刀具：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110：钻孔机床：Z525立式钻床刀具：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。加工基本时间：3.7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5000件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于21件。设每天的产量为21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22.8min。参照参考文献[3]表2.5～2，机械加工单件（生产类型：中批以上）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—基本时间（机动时间）—辅助时间，用于某工序加工每个工件时都要进行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～ZG45，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，达到生产要求。=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成本工序的加工，达到生产要求=3\*GB2⑶粗、精镗孔粗镗孔：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。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成本工序的加工，达到生产要求。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成本工序的加工，达到生产要求。=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～ZG45，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，达到生产要求。=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成本工序的加工，达到生产要求第2章粗铣D端面夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗铣D端面，要满足对称度要求以及其两边的要求。在铣此面时，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。4.2定位基准的选择由零件图可知：在对精铣左端面进行加工前，左端面进行了粗加工。可以利用右端面和2个外圆作为定位利用V型块作为定位元件4.3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，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即：安全系数K可按下式计算：式中：为各种因素的安全系数，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，为了使其夹具结构简单、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，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。4.4误差分析与计算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V形块的定位误差：其中：，，，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。4.5定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，两个一般的使用。的布局尽可能远的距离。通过方向键的协调与铣床工作台的T型槽，使工作表面定位元件夹具工作台的进给方向具有正确的位置。方向键可以下产生的扭矩铣削时，螺栓夹紧夹具可以降低负荷，加强加工夹具牢固。根据GB2207—80定向键结构如图所示：图2.1夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度a=18mm定向键的结构尺寸如表5.4：表5.4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