【正文】 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來(lái)。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 3 專用夾具設(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。在加工此拔叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾 具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套。 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 問(wèn)題的提出 本夾具是用來(lái)鏜此拔叉下端 ? 60H12的孔 ,零件圖中此孔與 ? 25H7的孔中心距有公差要求。此工序?yàn)榇昼M、半精鏜加工 ,因此本工序加工時(shí)要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 ,降低勞動(dòng)強(qiáng)度 ,重點(diǎn)是保證加工精度的問(wèn)題 . 夾具的設(shè)計(jì) ①定位基準(zhǔn)的選擇 因?yàn)?? 25H7 的孔與此孔有公差要求 ,所以應(yīng)以這個(gè)長(zhǎng)通孔為主要定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大 ,利用 ? 60H12 的孔的左側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。在小孔處采用移動(dòng)壓板對(duì)零件進(jìn)行夾緊。在 ? 60H12 的孔旁邊有筋板的緣故，有足夠的強(qiáng)度，可以進(jìn)行直接的鏜削，能保證加工精度。 ②定位元件及夾緊元件的選擇 據(jù)上面所述，查參考文獻(xiàn) [1]，選用固定式定位銷(xiāo)（長(zhǎng)銷(xiāo)）穿過(guò) ? 25H7 的孔。由于此孔兩側(cè)面沒(méi)加工，故用定位塊進(jìn)行支承。這樣一銷(xiāo)一面就限制了五個(gè)自由度，最后在待加工孔下面加上一個(gè)支承釘再限制最后一個(gè)自由度，即一面兩銷(xiāo)定位。這樣就可以完全定位了。 圖 固定式定位銷(xiāo)（ GB220380） 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 夾緊元件選用壓板，由于壓板種類很多，當(dāng)選用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板時(shí)，其行程不夠，選用 U 型壓板又不合適，故在充分比較分析的情況下，選用移動(dòng)壓板，其夾緊可靠、操作方便，在很多地方都有用到。 圖 移動(dòng)壓板（ GB217580） ③切削力及夾緊力計(jì)算 鏜刀材料： 5YT （機(jī)夾單刃硬質(zhì)合金鏜刀），機(jī)床為： T68 由參考文獻(xiàn) [3]，表 112 選擇刀具的幾何參數(shù)為： 30k? ?粗 60k? ?精 10? ? 15s?? 45?? 1）粗鏜： 由 參考文獻(xiàn) [12]，查表 321 ?? 可得： 圓周切削分力公式： PpC KfaF ? mm? /f mm r? c m p k p op sp rpK K K K K K? ? ?? 查表 421 ?? 得： nmp HBK )150(? 取 175?HB ?n ∴ ( ) ( ) 1 .0 61 5 0 1 5 0nmp HBK ? ? ? 由表 621 ?? 可得參數(shù)： ? ? ?opK? ?spK? ?rpK ∴ 1. 06 1. 08 1. 0 1. 0 1. 0 1. 15c m p k p op s p r pK K K K K K? ? ?? ? ? ? ? ? ? ∴ 0 . 7 5 0 . 7 59 0 2 9 0 2 2 .5 0 .2 1 .1 5 7 7 5 .5 6C p PF a f K N? ? ? ? ? ? 同理：徑向 切削分力公式 ： PpP KfaF ? 式中參數(shù)： ? ? ?opK? ? ? ?rpK ∴ 1. 06 1. 30 1. 0 1. 7 1. 0 2. 34p m p k p op s p r pK K K K K K? ? ?? ? ? ? ? ? ? ∴ 0 . 9 0 . 7 5 0 . 9 0 . 7 55 3 0 5 3 0 2 .5 0 .2 2 .3 4 8 4 5 .6 7p p PF a f K N? ? ? ? ? ? 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 軸向 切削分力公式 ： Ppf KfaF ? 式中參數(shù)： kpK? ? ?opK? spK? ? ?rpK ∴ 1 .0 6 0 .7 8 1 .0 0 .6 5 1 .0 0 .5 4f m p k p o p s p r pK K K K K K? ? ?? ? ? ? ? ? ? ∴ 0 . 4 0 . 44 5 1 4 5 1 2 .5 0 .2 0 .5 4 3 1 9 .6 5f p PF a f K N? ? ? ? ? ? 根據(jù)工件受力 切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKWK ?? 安全系數(shù) K可按下式計(jì)算， 6543210 KKKKKKKK ? 式中 ： 60 ~KK 為各種因素的 安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn) [12]表 121 ?? 可得： 1 .2 1 .2 1 .0 1 .0 1 .3 1 .0 1 .0 1 .8 7CK ? ? ? ? ? ? ? ? 1 .2 1 .2 1 .4 1 .0 1 .3 1 .0 1 .0 2 .6 2PK ? ? ? ? ? ? ? ? 1. 1fK ? ? ? ? ? ? ? ? 所以，有： 7 775 .56 145 C CW K F N? ? ? ? ? 2 845 .67 221 6K P PW K F N? ? ? ? ? 2. 81 31 9. 65 89 8. 22K f fW K F N? ? ? ? ? 2）半精鏜： 同理， 圓周切削分力公式： PpC KfaF ? PpP KfaF ? Ppf KfaF ? 因?yàn)椋? mm? /f mm r? ，則 0 . 7 5 0 . 7 59 0 2 9 0 2 0 .5 0 .1 5 1 .1 5 1 2 4 .4 7 6C p PF a f K N? ? ? ? ? ? 0 . 9 0 . 7 5 0 . 9 0 . 7 55 3 0 5 3 0 0 .5 0 .1 5 2 .3 4 1 5 9 .5 4p p PF a f K N? ? ? ? ? ? 0 . 4 0 . 44 5 1 4 5 1 0 .5 0 .1 5 0 .5 4 5 7f p PF a f K N? ? ? ? ? ? 1 .2 1 .0 1 .1 1 .0 1 .3 1 .0 1 .0 1 .7 2CK ? ? ? ? ? ? ? ? 1 .2 1 .1 5 1 .1 1 .0 1 .3 1 .0 1 .0 1 .8PK ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 所以，有： 2 124 .47 6 214 .1K C CW K F N? ? ? ? ? 1 .8 1 5 9 .5 4 2 8 7 .1 7K P PW K F N? ? ? ? ? 2. 2 57 12 5. 4K f fW K F N? ? ? ? ? 當(dāng)夾緊力方向與切削力方向一致時(shí)，僅需要較小的夾緊力來(lái)防止工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。 故該夾具采用移動(dòng)壓板 夾緊機(jī)構(gòu)，為了方便操作，通無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 過(guò)手動(dòng)擰緊螺母將壓板壓緊工件。 由于夾緊力方向與切削力方向在水平上有 一段距離，使工件在夾緊的地方產(chǎn)生了彎矩，如圖： 圖 彎 矩示意圖 ∴ m a x F N?? 既是 39。F 加上轉(zhuǎn)矩 M，所以 KW? ④誤差分析與計(jì)算 該夾具以一長(zhǎng)銷(xiāo)和一支承釘定位，要求保證孔中心與小通孔中心距的尺寸公差。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)定的工序公差。 由參考文獻(xiàn) [12]可知孔銷(xiāo)間隙配合的定位誤差為： m a x m in( ) / 2 ( 25. 021 24. 974 ) / 2 235dw Dd? ? ? ? ?△ ⑤夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)參考鏜孔夾具體零件圖。 銑槽夾具設(shè)計(jì) 問(wèn)題的提出 本夾具主要用來(lái)粗、精銑此撥叉的槽。粗、精銑槽時(shí)，槽寬有尺寸要求 mm? ，其深度要求為 08 mm? ，槽的左右兩側(cè)面粗糙度要求 ,底面粗糙度要求 。本道工序僅是對(duì)槽進(jìn)行粗、精銑削加工。同樣在本道工序加工時(shí)，還是應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 夾 具的設(shè)計(jì) ①定位基準(zhǔn)的選擇 在進(jìn)行銑槽加工工序時(shí)，由于 25 7H? 和 60 12H? 的孔已經(jīng)加工。因此工件選擇無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 25 7H? 的孔一面與兩孔作為定位基準(zhǔn)。由一個(gè)長(zhǎng)銷(xiāo)穿在 25 7H? 的孔加上此孔的一面就限制了五個(gè)自由度，再在 60 12H? 的孔中間加上個(gè)削邊銷(xiāo)，就把自由度限制完了。即是一面兩孔定位。 ②定位元件及夾緊元件的選擇 此過(guò)程定位元件主要是長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)和削邊銷(xiāo) ，所以對(duì)他們進(jìn)行選取。查參考文獻(xiàn) [1]，選用的元件如下圖： 圖 長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)（ GB220380 A型） 圖 削邊銷(xiāo)（ GB220380 B 型） 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 夾緊元件選用壓板，考慮到工件裝夾的方便，此選用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板 圖 轉(zhuǎn)動(dòng)壓板（ GB217680） ③銑削力與夾緊力計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]，表 — 97 可查得： 銑削力計(jì)算公式為 圓周分力 1 . 0 0 . 6 5 0 . 8 3 0 . 8 309. 81 30p f F zF z a a a zd k? ??? 查表可得： 0 80d mm? 14Z? 4a d m m? ?? /fa mm z? 7pa mm? ? 代入得 1. 0 0. 65 0. 83 0. 839 .8 1 3 0 7 0 .0 6 4 1 4 8 0 1 .2zF ?? ? ? ? ? ? ? ? = 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：/ ? / ? / ? ∴ 462 .53 138 .76LzF F N? ? ? ? 462 .53 439 .4VzF F N? ? ? ? 3 4 462 .53 249 .77xzF F N? ? ? ? 查參考文獻(xiàn) [1]，表 可知，所需的夾緊力為： /2J FKL fl? 式中： F N?? L= f= l=34mm 1 2 3 1 .5 1 .2 1 1 .8K K K K? ? ? ? ? ∴ / 2 46 2. 53 1. 8 62 .5 3 / 2 1. 22 34 62 7. 53J F KL fl N? ? ? ? ? ? ? ④定位誤差分析 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 圖 轉(zhuǎn)角定位誤差示意圖 由圖可知這時(shí)的一面兩銷(xiāo)定位的轉(zhuǎn)角定位誤差為： 1 m a x 1 m in 2 m a x 2 m in39。()225. 021 24. 98 60. 3 59. 971()2 127 834 6 5dwD d D dar c tgLar c tg? ? ???? ? ????? ? ? ?△ ⑤定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具體底面的槽中，一般使用兩個(gè)。其距離應(yīng)盡可能布置得遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力 矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]選用定向鍵為 圖 定向鍵 (GB2207— 80)及其與機(jī)床連接示意圖 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 由于本工序是完成此撥叉的槽粗、精銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)參考文獻(xiàn) [5]選用直角對(duì)刀塊，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示： 圖 直角對(duì)刀塊 (GB2241— 80 A型 ) 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 平塞尺 (GB224480) ⑥夾具體的設(shè)計(jì) 夾具 體的設(shè)計(jì)參考銑槽夾具體零件圖。 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 問(wèn)題的提出 本夾具主要用來(lái)鉆拔叉頂部 22 ? 螺紋孔的底孔。這個(gè)孔距右平面有尺寸精度要求為 mm? ，與 25 7H? 中心孔垂直。因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?，也無(wú)需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 強(qiáng)度。 夾具的設(shè)計(jì) ①定 位基準(zhǔn)的選擇 此零件放在 Z535 立式鉆床上加工，刀具為 ? 直柄短麻花鉆。由零件分