一、設計題目
設計「叉杆」零件的加工工藝規程及加工孔φ20的專用夾具設計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖1張
(2) 生產型別:中批或大批大量生產
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖1張
(2) 毛坯圖1張
(3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表11張
(4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片1張
(4) 夾具裝配圖1張
(5) 夾具體零件圖1張
(6) 課程設計說明書(50001份
五、指導教師評語
成績指導教師
日期摘要工藝規程是工裝設計、製造和確定零件加工方法與加工路線的主要依據，它對組織生產、保證產品質量、提高勞動生產率、降低成本、縮短生產週期及改善勞動條件等都有著直接的影響，因此是生產中的關鍵工作。夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響著機械加工的質量，生產效率和成本，因此，夾具設計是機械工藝準備和施工中的一項重要工作。本文對叉杆的結構和工藝進行了分析，確定了機械加工工藝路線，制訂出了零件的鑄造工藝方案和機械加工工藝規程，並為加工零件上直徑mm的孔設計了一套專用鑽床夾具。
關鍵詞：夾具；叉杆；工藝；工時；毛坯
目錄序言 1
1零件工藝性分析 1
1.1零件的技術要求 1
1.2零件的作用 2
1.3審查叉杆的工藝性 3
1.4確定生產型別 3
2擬定叉杆工藝路線及確定毛坯 3
2.1選擇定位基準 3
2.2工序順序的安排原則 4
2.3制定工藝路線 4
2.4工序尺寸及毛坯的確定 4
3 切削用量及時間定額的計算 6
3.1切削用量的計算 6
3.2時間定額的計算 9
4 工具機夾具的設計 12
4.1提出問題 12
4.2設計思想 12
4.3導向元件的設計 13
4.4夾具設計 13
5參考文獻 16
6體會與展望 17
序言隨著科技技術的不斷進步，生產都向著自動化、專業化和大批量化的方向發展。這就要求企業的生產在體現人性化的基礎上降低工人的生產強度和提高工人的生產效率，降低企業的生產成本。現代的生產和應用裝置多數都採用機電一體化、數字控制技術和自動化的控制模式。
在這種要求下叉杆越發體現出其廣闊的應用領域和市場前景。特別是近年來與微電子、計算機技術相結合後，使叉杆進入了乙個新的發展階段。又因需求的增加，所以生產也步入大批量化和自動化。
為適應機械裝置的要求，對叉杆的設計要求和技術領域的拓展還需要不斷的更新。
1零件工藝性分析
1.1零件的技術要求
該叉杆的全部技術要求列如下表:
1.2零件的作用
題目所給的零件是叉杆，它位於車床變速機構中，主要起換檔，使主軸迴轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ20孔與操縱機構相連，下方的φ46半孔則是用於與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。
兩件零件鑄為一體，加工時分開。
1.3審查叉杆的工藝性
零件如圖：
審查叉杆的工藝性分析零件圖可知，該叉杆形狀、結構比較簡單，通過鑄造毛坯可以得到基本形狀，減少了加工工序，又節約了材料。除了孔以外外，其餘表面加工精度較低，不需要高精度工具機加工，通過銑削、鑽床等車床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產條件下，採用經濟的方法保質保量的加工出來。由此可以見，該零件的工藝性較好。
1.4確定生產型別
零件的生產型別是企業（或車間、工段、班組、工作地等）生產專業化程度的分類，它對工藝規程的制定具有決定性的影響。生產型別一般可分為大量生產、成批生產和單件生產三種型別，不同的生產型別有著完全不同的工藝特徵。零件生產型別是按零件的年生產綱領和產品特徵來確定的。
生產綱領是指企業在計畫期內應當生產的產品產量和進度計畫。
已知此叉杆零件的生產綱領為5000件/年，叉杆屬於輕型零件，查《機械製造技術基礎課程設計指導書》，可確定該零件生產型別為大批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工裝置以通用裝置為主，大量採用專用工裝。
2擬定叉杆工藝路線及確定毛坯
2.1選擇定位基準
2.1.1粗基準的選擇
對於同時具有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工面與加工表面之間的位置要求，則應以不加工表面作為定位基準。若工件上有多個不加工表面，應選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準。如果首先要求保證工件某重要表面加工餘量均勻時，應選擇該表面的毛坯面作為粗基準。
為保證工件某重要表面的餘量均勻，應選重要表面為粗基準。應盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。粗基準一般只在頭道工序中使用一次，應該盡量避免重複使用。
因此，選擇孔的外圓柱面作為粗基準。
2.1.2精基準的選擇
應滿足基準重合，基準統一，自為基準，互為基準等原則。所選的精基準應能保證定位準確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。
2.2工序順序的安排原則
1）遵循「先基準後其他」原則。
2）遵循「先粗後精」原則，先安排粗加工工序，後安排加工工序。
3）遵循「先主後次」原則，先加工主要表面。
4）遵循「先面後孔」原則
2.3制定工藝路線
制定工藝路線得出發點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮採用萬能性工具機配以專用工卡具,並盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。
根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮採用萬能性工具機配以專用工卡具,並盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。查《機械製造技術基礎課程設計指導書》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序ⅰ：粗銑φ20孔的兩個端麵，選用x5012立式銑床和專用夾具。
工序ⅱ：精銑20孔的上端麵，選用x5012立式銑床和專用夾具。
工序ⅲ：鑽、擴、粗鉸、精鉸φ20孔。以φ36外圓和其端麵為基準，選用z525立式鑽床加專用夾具。
工序ⅳ：銑φ46的叉口及上、下端麵。利用φ20的孔定位，以兩個面作為基準，選用x5012立式銑床和專用夾具。
工序ⅴ：粗銑φ46的叉口的內圓面。利用φ20的孔定位，以兩個面作為基準，選用x5012立式銑床和專用夾具。
工序ⅵ：精銑φ46的叉口的內圓面。利用φ20的孔定位，以兩個面作為基準，選用x5012立式銑床和專用夾具。
工序ⅶ：鑽、粗鉸、精鉸φ10孔。以φ36外圓和其端麵為基準，選用z525立式鑽床加專用夾具。
工序ⅷ：熱處理。
工序ⅸ：終檢。
2.4工序尺寸及毛坯的確定
2.4.1圓柱表面工序尺寸
前面已初步確定工件各面的總加工餘量，現在確定
各表面的加工工序的加工餘量：
2.4.2平面工序尺寸
2.4.3確定毛坯
機械加工中毛坯的種類很多，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等，同一種毛坯又有可能有不同的製造方法。最常用的毛坯是鑄件和鍛件。
選擇零件材料為ht200。考慮零件在工具機執行過程中所受衝擊不大，零件結構又比較簡單，生產型別為大批生產，故選擇砂型鑄件毛坯。查《機械製造技術基礎課程設計指導書》第23頁表2-1,選用鑄件尺寸公差等級為ct-10。
根據加工餘量**可以確定毛坯的尺寸具體資料見毛坯圖：
3 切削用量及時間定額的計算
3.1切削用量的計算
3.1.1鑽、擴、粗鉸、精鉸φ20孔
1鑽孔工步：
鑽床：z525立式鑽床
鑽頭：選用直柄麻花鑽，鑽頭直徑18.00mm，l=123mm，l1=62mm。
( 1 )背吃刀量的確定取 ap=0.25mm.
(2)進給量的確定查《機械製造基礎課程設計指導書》表5-21 f=0.26mm/r。
(3)切削速度的計算由表5-21 切削速度選取為20m/min，由公式，求得該工序鑽頭轉速，參照z252型立式鑽床的主軸轉速，取轉速n=392r/min, 再將此轉速代入公式,可求出該工序的實際鑽削速度為
2.擴孔工步：
鑽床：z525立式鑽床
擴孔鑽：直柄擴孔鑽，鑽頭直徑d=19.8，l=205mm，l=140mm.
（1）背吃刀量確定取ap=0.9mm.
(2)進給量的確定查《機械製造基礎課程設計指導書》表5-23 f=1.0mm/r.
(3)切削速度的計算由表5-24 切削速度選取為v=83.7m/min. 由公式，求得該工序轉速，參照z252型立式鑽床的主軸轉速，取轉速n=1360r/min.
再將此轉速代入公式,可求出該工序的實際鑽削速度為。
3.粗鉸孔工步：
鑽床：z525立式鑽床
鉸刀：直柄機用鉸刀 d=19.94，l=195mm l=60mm
背吃刀量確定取ap=0.07mm.
進給量的確定查《機械製造基礎課程設計指導書》f=0.8mm/r.
(3)切削速度的計算由表5-27切削速度選取為v=13.1m/min, 由公式，求得該工序轉速,參照z252型立式鑽床的主軸轉速，取轉速n=195r/min. 再將此轉速代入公式,可求出該工序的實際鑽削速度為。
4.精鉸孔工步：
鑽床：z525立式鑽床
鉸刀：直柄機用鉸刀 d=20，l=195mm l=60mm
（1）背吃刀量確定取ap=0.03mm.
（2）進給量的確定查《機械製造基礎課程設計指導書》表f=0.3mm/r.
（3）切削速度的計算由表5-26切削速度選取為v=8m/min, 由公式，求得該工序轉速,參照z252型立式鑽床的主軸轉速，取轉速n=140r/min. 再將此轉速代入公式,可求出該工序的實際鑽削速度為。
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目錄1 零件的工藝分析及生產型別的確定1 1.1零件的工藝分析1 1.2零件的生產型別1 2 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 2 2.1選擇毛坯2 2.2確定機械加工餘量2 2.3確定毛坯尺寸2 2.4設計毛坯2 3 選擇加工方法，制定工藝路線3 3.1定位基準的選擇3 3.2零件表面加工方法的...
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