1、机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：自行车右曲柄的机械加工工艺规程及机床加工夹具设计学生姓名： 学号： 专业： 机械设计制造及其自动化指导老师: 学校：2011 年 6 月 17 日2目 录1、 零件分析1.1 零件的作用1.2 零件的工艺分析1.3 确定零件的生产类型2、 确定毛胚类型绘制毛胚简图2.1 选择毛胚2.2 确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量2.3 绘制曲柄锻造毛胚简图3、 工艺规程设计3.1 定位基准的选择3.2 拟定工艺路线3.3 加工设备及工艺装备的选用3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定3.5 切削用量的计算3.6 时间定额的计算4、 专用钻床夹具设计4.1 夹具设计
2、任务4.2 拟定钻床夹具架构方案与绘制夹具草图4.3 绘制夹具装配总图，夹具装配图上标准尺寸、配合及技术要求5、致谢6、参考文献1 零件分析1.1 零件的作用3题目所给定的零件是自行车右曲柄 ，其主要作用是与链柄和脚踏板配合使用，在配合链柄使用时，通过 17 连接轴和孔 9 用销穿过，已达到曲柄和链柄的配合是有；曲柄通过 M141.25 来连接脚踏板，以保证曲柄对脚踏板力的传动，使链柄转动起来。从而达到链柄带动链条，链条通过飞轮让后轮转动起来，达到自行车前进的目的。1.2 零件的工艺分析由曲柄零件可知，其材料为 45 钢。该材料具有足够的强度、刚度、韧度，适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作
3、条件。该自行车曲柄形状特殊、结构简单，与传统的曲柄差异不大，属于典型的曲柄类零件。曲柄大端要与轴类零件配合，小端要与螺纹类零件配合，小孔要与一颗销配合，对于孔轴配合、螺纹中间的配合、销与孔之间的配合，都需要一定的加工精度，如果配合好，曲柄在工作时比较省力，各个零件之间密切配合，可以提高曲柄的工作效率，也可以增加曲柄的工作寿命。所以在加工时如果精度达不到要求对于整体的配合协作工作具有很大的损害作用。工作时曲柄两端需要承受一定的周期性扭矩和一定的冲击载荷，为了增加它的耐磨性和抗冲击的刚度，我们要求对毛坯采用高频淬火处理；为保证曲柄大端孔在与支撑架轴配合时严谨性对其轴孔相对于 K 面的垂直度要求为
4、0.10mm，其自身的上表面的平面度要求为 0.08mm。小端螺纹与自行车上的踩板配合，对于配合的要求与大端相一致，其螺纹孔相对于 k 面的垂直度要求为 0.10mm，自身上表面的平面度要求也为 0.08mm。其余表面加工精度较低，不需要高精度的加工机床，通过精锻就能达到加工精度要求，而主要工作表面虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较为经济的加工方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。该零件的主要工作表面为两端孔 16mm 与 mm，在设计工艺规程时0.9应重点予以保证。1.3 确定零件的生产类型以设计题目以及生产实际可知：产品的的年产量为 8000 件/年，每台
5、产品中该零件数量为 1 件/台；结合生产实际，备品率 和废品率 分别为 3%和 0.5%，4零件年产量为N=8000 台/年*1 件/台*（1+3%）*(1+0.5%)=8281.2 件/年“机械加工零件生产分类”知，自行车右曲柄为轻型零件。查表 2.3 可知，右曲柄的生产类型为大批量生产。2 确定毛坯类型绘制毛坯简图2.1 零件的生产类型：大批量生产2.2 选择毛坯由于该曲柄在工作工程中要承受一定的载荷冲击，为增强曲柄的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。由于零件生产类型为大批量生产，零件较为复杂，而锻造生产成本低，成形性高，力学性能好，故宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯材料为 45 钢
6、。2.3 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1.锻件的公差等级由曲柄的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。2.锻件质量由于机械加工后曲柄的质量为 kg，可初步估计机械加工前锻件毛坯的质量为 kg。3.锻件形状复杂系数对曲柄零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度、和高度，即 l= mm，b= mm，h= mm；该曲柄锻件的形状复杂系数为S=mt/mN= /(lbhp)= / 由于 介于 0.32 和 0.63 之间，故该零件的形状复杂系数属 S2 级。4锻件材质系数该曲柄的材料为 45 钢，其碳的质量分数小于 0.65%，故该锻件的材质系数属M1 级。5.锻件分模线形
7、状5根据该曲柄件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线。6.零件表面粗糙度由零件图可知，该曲柄各加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6um。根据上述诸因素，由表 2.10 确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量见表 2.1。表 2.1 曲柄机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差 mm加工表面 零件尺寸 机械加工余量 毛胚公差 毛胚尺寸曲柄上下面加工 1.5011.5（取1.5）1.70851.70845曲柄内孔 9 0.911.5（取1）0.817 0.817曲柄内孔 16 0.7611.5（取1.）0.817 0.8174曲柄内孔 14 M141.25 11.5（取1.）0.8
8、17 0.8172曲柄外圆 23 0.728311.5（取1.5）1.7085 1.70862.4 绘制曲柄锻造毛坯简图由表 2.1 所得结果，绘制毛坯简图如图 2.10 所示。63 工艺规程设计3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后在确定粗基准。1.精基准的选择平面 K 是加工有台阶平面的设计基准曲柄的两个侧面是曲柄上台阶平面在垂直方向上的设计基准，所以在加工台阶平面时选用 K 平面曲柄的右侧面作为精基准定位，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的相对侧面侧面的垂直度以及相对于 K 平面的平行度。而且在加工时装夹是在曲柄两端的侧面，不会因为装夹
9、变形而导致工件作废。钻两个空也是同样以 K 面和曲柄的右侧面作为精基准，同样也起到了设计基准和工艺基准重合的效果，但是保证其对 K 的垂直度和对两个侧面的平行度。方便装夹又能保证精度。2.粗基准的选择选择曲柄大端的外圆面和曲柄左侧面作为粗基准。采用曲柄大端的外圆面作为粗基准可以保证空的壁厚的均匀程度和相对于外圆的平行度，采用曲柄的左端面作为粗基准进行加工，可以保证上平面相对于侧面的垂直度和内孔加工7后相对于侧面的平行度。3.2 拟定工艺路线工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中于分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角
10、等） 。它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟定工艺路线是制定工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。1. 表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表 2.25 平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；查表 2.24 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定曲柄零件各表面的加工方法，如下表：曲柄零件各表面加工方案加工表面 尺寸及偏差/mm尺寸精度等级表面粗糙度/m加工方案 备注曲柄底面 30 IT9 Ra6.3 粗铣半精铣四周的表面 18 IT9 Ra6
11、.3 粗铣半精铣上表面台阶 0.7253IT9 Ra6.3 粗铣半精铣钻孔 9 0.9IT9 Ra6.3 钻粗铰钻孔 16 16 IT10 Ra12.5 钻粗铰攻M141.25内螺纹M141.25 钻攻M141.2582. 加工阶段的划分该曲柄加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面和精度要求；然后粗铣曲柄底面、上表面和四周表面，在钻孔 9、17、14，在攻螺纹 M141.25.在半精铣加工阶段，完成表面的精铣加工和孔 9、17 的钻 铰加工。3. 采用工序集中原则因为 17 和
12、9 要保持较高的垂直度，17 和 M1.25 要保持较高的平行度，故他们的加工宜采用工序集中原则，即分别再一次装夹下将面或孔加工出来，以保证其位置精度。4. 加工顺序的确定（1） 机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准曲柄的底面；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面曲柄底面，后加工上表面和四周表面；遵循“先面后孔”原则，先铣曲柄表面，在加工曲柄孔 17、9 和钻螺纹 M141.25。由此初次拟曲柄机械加工工序安排，见表：曲柄机械加工工序安排（初拟）工序号 工序内容 简要说明10 粗铣底面 先基准后其他20 粗铣四周表面 先
13、基准后其他、先主后次30 粗铣上表面台阶 先面后孔、先主后次40 钻、铰 9mm 孔 先面后孔50 钻、铰 16mm 孔 先面后孔60 钻孔 14mm 孔 先面后孔70 攻 M141.25 内螺纹9（2） 热处理工序模锻成型后切边，进行调质处理，调质硬度为 241285HBS,并进行酸洗、喷丸处理。（3） 辅助工序粗加工曲柄热处理后，应安排校正直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验；精加工后，安排去毛刺，清洗，最后电镀铬，按轻工业标准QB20021994 一级件施工。综合所述，该曲柄工序顺序的安排顺序为：基准加工主要表面粗加工及一些余量的表面加工主要表面半精加工和次要表面加工钻孔攻螺纹热处
14、理主要表面精加工。5. 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟订曲柄的机械加工工艺路线，见下表：曲柄机械加工工艺路线（修改）工序号 工序内容 定位基准10 粗铣、半精铣曲柄底面 30mm、2420 粗铣、半精铣曲柄上表面 底面、30mm、2430 粗铣、半精铣四周表面 底面、30mm、2440 粗铣、半精铣上表面台阶 底面、30mm、2450 钻、粗铰 9mm 孔 底面、16mm、2460 钻，粗铰 16mm 孔 底面、 30mm、2470 钻，粗铰 14mm 孔 底面、 30mm、2480 攻 M141.25 内螺纹 底面、 30mm、2490 去毛刺100 镀铬3.3 加工
15、设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应在满足零件的加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量与生产节拍相适应，并优先考虑采用标准化的10工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。自行车右曲柄生产类型为大批量生产，可以选用高效的转用设备和组合机床 ，也可以选用通用设备，所选的夹具均为专用夹具。各工序加工设备的选用如下表3.4.加工设备及工艺装备工序号 工 序 内 容 加工设备 工艺设备10 锻出零件毛坯 空气锤和液压机 45 钢材料、工件模具20 去毛刺 钳工台 平锉30 中检 塞规、百分表、卡尺40 热处理 淬火机50 粗铣大端上平面 立式铣床 X51 高速钢套式面铣
16、刀、游标卡尺60 粗铣小端上平面 立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀、游标卡尺70 钻、倒角、粗铰、精铰14mm 孔立式钻床 525 复合钻头、铰刀、卡尺、塞规80 铣大端的台阶 立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀、游标卡尺90 钻大端孔、倒角、粗铰、精铰 16mm 与 17mm 孔立式钻床 525 复合钻头、铰刀、卡尺、塞规100 攻内螺纹 14mm 立式铣床 525 铰刀、卡尺、塞规110 电镀 喷砂机等120 清洗 清洗机130 终检 塞规、百分表、卡尺等34 加工余量、工序尺寸和公差的确定1. 工序 10 粗铣曲柄上的圆柱头表面和工序 20 台阶工序 10 和工序 20 的要求不是很高
17、，所以我们可以只用粗加工来完11成，工序 10 和工序 20 的加工过程如图3.1 所示。工序 10 和工序 20 都是以底面基准，工序 10 粗铣 Z1，保证工序尺寸 L1。工序 20 是先粗铣 Z2，保证工序尺寸 L2。图3.12.工序 30钻扩孔 9mm 孔由表 2.54 基孔制 7、8、9 级孔的加工余量可得，钻孔余量 Z 钻=7.8mm；扩孔余量 Z 扩=1.2mm。查表 2.24 孔加工方案的经济度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级，扩孔：IT10;钻孔:IT12;根据上述结果，再查标准公差数值表可以确定各工步的公差值，扩孔：0.058mm；钻孔：0.09mm;综上所
18、述，按入体原则确定工序各工步的工序尺寸及公差，钻孔mm；扩孔： mm。0.9780.5893.工序 40钻扩粗铰精铰 16mm 孔由表 2.54 基孔制 7、8、9 级孔的加工余量可得，精铰余量 Z 精=0.05mm;c粗铰余量 Z 粗=0.10mm；扩孔余量 Z 扩=0.85mm;钻孔余量 Z 钻=15mm；查表 2.24孔加工方案的经济度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级，精铰：IT7;粗铰：IT10;扩孔：IT11;钻孔:IT12;根据上述结果，再查标准公差数值表可以确定各工步的公差值，精铰:0.018mm;粗铰：0.070mm；扩孔：0.110mm；钻孔：0.18mm;综
19、上所述，按入体原则确定工序各工步的工序尺寸及公差，精铰：12mm；粗铰： mm；扩孔： mm；钻孔 mm。0.1860.71590.1580.1854.工序 50扩孔 17mm加工孔 17 的孔是在工序 40 的基础上加工的，扩孔余量为 1mm;查表 2.24孔加工方案的经济度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级，扩孔:IT11; 据上述结果，再查标准公差数值表可以确定各工步的公差值，扩孔：0.110mm。综上所述，按入体原则确定工序各工步的工序尺寸及公差，扩孔 ：mm。0.175.工序 60钻攻螺纹 M14*1.25由表 2.67 攻螺纹前钻孔用的麻花钻直径，可得，攻螺纹 M14
20、*1.25 的螺纹用 12.7 的钻头；步骤：先用 12.7 的钻打孔攻螺纹 M14*1.25 的螺纹。35 切屑用量的计算1.工序 10 粗铣曲柄上的圆柱头表面和工序 20 台阶（1）背吃刀量工步 1 的背吃刀量 ap1 取 Z1=4mm;工序 2 的背吃刀量 Z2=6.5mm；（2）进给量X51 型立式铣床功率为 4.5KW，查表 5.8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量按机床、工件、夹具系统刚度中等系统选取。该工序的每步进给量取为0.08mm/r。（3）铣削速度由本工序采用高速镶齿铣刀 dw=40mm，齿数 Z=6。查表 5.8 高速钢套式面铣刀铣刀铣削速度，确定铣削速度 Ve=42.7m
21、/min。则 Ns= dvc10= r/min4*.37.2=339.97r/min由本工序采用 X51 型立式铣床，查表 3.6，取转速 nw=300r/min,故实际铣削速度13Vc=3.14dnw/1000=3.14*40*300/1000=37.68m/min当 nw=300r/min 时，工作台的每分钟进给量 fm 应为Fm=fe *Z *nw=0.08*6*300mm/min =144mm/min也可根据表查得机床的进给量为 125mm/min.2、工序 30 钻铰 9mm 孔（1）钻 mm 孔工步0.1578由工件材料为 45 钢，孔 mm,高速钢钻头，查表 5.19 高速钢麻花
22、0.1578钻钻削碳钢的切削用量得：切削速度 Vc=20m/min，进给量 f=0.20min/r，取ap=7.8mm，则Ns=1000v/(3.14dw)=1000*20/(3.14*7.8)=816.2r/min由本工序采用 Z3025 型立式钻床，由表 3.15 得，转速 nw=630r/min,故实际切削速度为Vc= 10*4.3nwd= m/min =15.43m/min4.3687(2)铰 mm 孔工步0.9取背吃刀量 ap=0.6mm，由工件材料为 45 钢，孔 mm，查表 5.23 高0.9速钢铰刀铰削切削用量得：切削速度 Vc=14m/min，进给量 f=0.8mm/r，则N
23、s= dvc10= r/min 9*4.3=495.46r/min14由本工序采用 z3025 型立式钻床，取转速 nw=500r/min，故实际切削速度为Vc= 10*4.3nwd= m/min59=14.13m/min3、工序 40 钻扩孔钻铰 16mm 孔（1）钻 15mm 的孔加工工步切削速度 vc=20m/min，进给量 f=0.2min/r，背吃刀量 ap=7.5mm,则N=1000vc/3.14d=1000*20/(3.14*15)=424.63r/min由于本工序采用 Z3025 型钻床，由表 3.15 得实际转速取 n=400r/min，则实际切削速度为Vc= =18.84m
24、/min104.3*5(2)扩钻 15.85mm 孔工步高速钢扩孔钻取其切削速度 Vc=20m/min.进给量 f=0.2mm/r,背吃刀量ap=0.425mm,则n= dvc10= r/min85.*4.32=401.856r/min由于本工序采用 Z3025 型钻床，由表 3.15 得实际转速取 n=400r/min,则实际切削速度为Vc= m/min104*853=19.91m/min(3)铰 16mm 孔工步查表 5.23，取切削速度 Vc=11.9m/min,进给量取 f=0.8mm/r,背吃刀量ap=0.125mm.则15n= dvc10= r/min6*4.39=236.86r/
25、min由于本工序采用 Z3025 型钻床。由表 3.15 得实际转速取 n=200r/min,则实际切削速度为Vc= m/min104.3*2=10.048m/min(4)工序 50 扩 17mm 孔工步由于零件设计对 17mm 孔没公差要求，即对 17mm 孔要求不高。可以直接扩到 17mm。查表 5.23 取切削速度 Vc=10.2m/min,进给取 f=1mm/r,背吃刀量 ap=0.5mm,则n= dvc10= 7*2.= 191/08r/min由于本工序采用 Z3025 型钻床，由表 3.14 实际转速取 n=200r/min,则实际切削速度为Vc= m/min102*74.3=10
26、.676m/min4.工序 60 钻扩铰 14mm 孔（1）钻 13mm 孔工序切削速度 Vc=20m/min 进给量 f=0.2mm,背吃刀量为 ap=6.5mm，则n= dvc0= r/min132=489.96r/min16由于本工序采用 Z3025 型钻床。由表 3.15 得实际转速取 n=400r.min,则实际切削速度为Vc= 104*3.=16.328m/min(2)扩孔 13.85mm 孔工步高速钢扩孔钻取其切削速度 Vc=20m/min 进给量 f=0.2mm/r,背吃刀量ap=0.425mm 则n= dvc10= r/min85.3*4.2=459.89m/min由于本工序
27、采用 Z3025 型钻床，由表 3.15 得实际转速为 n=400r/min,则实际切削速度Vc= 104*85.3.=17.395m/min(3)铰 14mm 孔工步查表 5.23，取切削速度 Vc=11.4m/min,进给量取 f=0.8mm/r,背吃量 ap=0.075mm,则n= dvc10= 4*.3=259.32r/min由于本工序采用 Z3025 型钻床，由表 3.15 得实际转速 n=250r/min 则实际切削速度Vc= 1025*4.3=10.99m/min5.工序 70 攻 M14*1.25 内螺纹本工序采用 Z3025 型钻床完成，由查表 3.15 得用 Vc=80r/
28、min 手动进给完17成。3.6 时间定额的计算1.基本时间 tj 的计算（1）工序 10粗铣圆柱一端面由面铣刀对铣平面、主偏角 Kr=90 度，查表 5.41 铣削基本时间计算，L1=0.5（d- ）+(13)mm，L2=13mm。确定L1=12mm，L2=1mm,L=30mm；则该工序的基本时间为Tj=(L1+L2+L)/fmz=(10+12+1)/125=0.344min =20s（2）工序 20铣圆柱台阶由面铣刀对铣平面、主偏角 Kr=90 度，查表 5.41 铣削基本时间计算，L1=0.5（d- ）+(13)mm=7mm，L2=25mm。确定L2=4mm,L=3.14*23mm；则该
29、工序的基本时间为Tj=(L1+L2+L)/fmz=(4+7+3.14*23)/125=0.7136min =43s（3）工序 30钻扩铰 16mma、钻孔工步。由表 5.39，该工步 L1=D/2*cot(kr)+ (12)mm=(15/2*cot45+1)mm=8.5mmL2=1mm，L=34.5;则工序的基本时间为Tj =(L1+L2+L)/Fn=(20+3.8+1)/(0.2*680)=0.129min=8sb、扩孔工步。由表 5.39 钻削基本计算时间得，L1=(D-d1)/2*cot(kr)+ (12)mm=0.85/2*1+1mm=1.425mm,L2=2mm,L=34.5mm;
30、则工序的基本时间为Tj =(L1+L2+L)/Fn18=(34.5+1.425+2)/(0.2*680)=0.11min=7sc、粗铰孔工步。Ap=(D-d)/2=(15.95-15.85)/2=0.05mm;查表 5.40 铰孔的切入及切出行程得，L1=0.05mm,L2=13mm,L=34.5mm; 则工序的基本时间为Tj =(L1+L2+L)/Fn=(34.5+0.05+13)/(0.4*545)=0.218min=13sd、精铰孔的工步。原理同粗叫一样得；L1=0.02mm,L2=13mm,L=34.5mm; 则工序的基本时间为Tj =(L1+L2+L)/Fn=(34.5+0.02+1
31、3)/(0.3*97)=1.64min=98s（4）工序 40扩孔 17mm由表 5.39 钻削基本计算时间得，L1=(D-d1)/2*cot(kr)+ (12)mm=0.5*1+1mm=1.5mm,L2=2mm,L=5mm; 则工序的基本时间为Tj =(L1+L2+L)/Fn=(5+1.5+2)/(0.2*680)=0.025min=2s(5)工序 50钻孔扩孔 9mm 孔a、钻孔工步。由表 5.39，该工步 L1=D/2*cot(kr)+ (12)mm=(7.8/2*cot45+1)mm=4.9mmL2=1mm，L=30mm;则工序的基本时间为Tj =(L1+L2+L)/Fn=(30+4.
32、9+1)/(0.2*680)=0.105min=7sb、扩孔工步。由表 5.39 钻削基本计算时间得，L1=(D-d1)/2*cot(kr)+ (12)mm=0.6*1+1mm=1.6mm,L2=2mm,L=30mm; 则工序的基本时间为Tj =(L1+L2+L)/Fn19=(30+1.6+2)/(0.2*680)=0.0988min=6s(6)工序 60钻攻螺纹 M14*1.25a、钻孔工步。经过查表可知攻螺纹 M14*1.25 的螺纹用钻头为 12.5mm 的钻头；由表 5.39，该工步 L1=D/2*cot(kr)+ (12)mm=(12.5/2*cot45+1)mm=7.25mmL2=
33、1mm，L=11.5mm;则工序的基本时间为Tj =(L1+L2+L)/Fn=(7.25+11.5+1)/(0.2*680)=0.058min=4sb、攻螺纹工步。由表 5.43 用丝锥攻螺纹基本时间的计算可知：Tj =（(L1+L2+L)/Fn+(L1+L2+L)/Fn0）i而 L1=(13)P=2.5mm，L2=(23)P=2.5，在这 P 取 1.25mm。n0 为丝锥回程的每分钟转数，i 为使用丝锥的数量，n 为丝锥每分钟的转数，P 为工件螺纹螺距；所以在这取 n=100r/min, n0=150r/min,i=1;由此可得：Tj =（(L1+L2+L)/Fn+(L1+L2+L)/Fn
34、0）i=0.275min=17s2、辅助时间的计算辅助时间 Tf 与基本时间 Tj 之间的关系为 Tf=（0.150.2）Tj。取Tf=0.15Tj，则各工序的辅助时间分别为：工序 10 的辅助时间：Tf=0.15*20s=3s工序 20 的辅助时间：Tf =0.15*43s=7s工序 30 的辅助时间(包含钻、扩、铰孔)：Tf=0.15*126s=19s工序 40 的辅助时间（：Tf =0.15*2s=1s工序 50 的辅助时间（钻、扩孔）：Tf =0.15*13s=2s工序 60 的辅助时间（包含钻、攻螺纹）：Tf =0.15*21s=4s203、其他时间的计算除了作业时间（基本时间与辅助
35、时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括工作地点时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于曲柄的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽不计；布置工作地时间 Tb 是作业时间的 2%7%，休息与生理需要时间 Tx 是作业时间的2%4%，均取 3%，则各工序的其他时间（Tb+Tx）可以按关系（3%+3%）*（Tb+Tx）计算，他们分别为：工序 10 的其他时间：Tb +Tx=6%*（3s+20s）=2s工序 20 的其他时间：Tb +Tx=6%*（7s+43s）=3s工序 30 的其他时间：Tb +Tx=6%*（126s+19s）=9s工序 40 的其他时间：Tb +
36、Tx=6%*（1s+2s）=1s工序 50 的其他时间：Tb +Tx=6%*（13s+2s）=1s工序 60 的其他时间：Tb +Tx=6%*（4s+21s）=2s4、单件时间 Tdj 的计算各工序的单间时间分别为：工序 10 的单件时间：Tdj=20s+3s+2s=25s工序 20 的单件时间：Tdj =43s+3s+7s=53s工序 30 的单件时间：Tdj =126s+19s+9s=154s工序 40 的单件时间：Tdj =2s+1s+1s=4s工序 50 的单件时间：Tdj =2s+13s+1s=16s工序 60 的单件时间：Tdj =21s+4s+2s=27s时间定额中其他时间还可以
37、按指导书中表 5.44表 5.63 的有关规定进行计算。曲柄零件机械加工工艺过程卡片212223242526274 专用钻床夹具设计4.1 夹具设计任务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。为工序 30 钻孔设计钻床夹具，所用机床为 Z525 型立式钻床，大批量生产类型。1. 工序尺寸和技术要求加工孔 mm，孔的轴线与圆柱 mm 的轴线同轴，同轴度为 0.250.7160.7283表面粗糙度 Ra1.6um。2生产类型及时间定额生产类型为大批量生产，时间定额为 5min。3.设计任务书根据表 3.10 所示的工序 30 加工孔 mm 工序卡，提出该工序卡的专用机0.
38、716床夹具设计任务书，其格式如表所示。任务书中按工艺规程要求，提出定位基准、尺寸及公差、加工部位、工艺要求等作28为夹具设计的依据。4.2 拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图1确定工件定位方案，设计定位装置分析工序简图可知，加工孔 mm，孔的轴线与圆柱 mm，的轴线0.7160.7283同轴，同轴度为 0.25mm。 mm 孔中心线对 K 面的垂直度公差为.00.5/100mm；从基准的重合原则和定位的稳定性、可靠性出发，选择 K 面为主要定位基准，并选择 mm 孔轴线为另一个定位基准面。0.7283定位元件采用两个 V 型块和一块表面粗糙度为在 Ra1.6um 左右的垫铁块，如图所示。工件
39、放在垫铁上，工件额 K 面与垫铁接触，限制一个自由度，两个 V 型块（一个活动一个固定）限制五个自由度，实现了完全定位。V 型块与工件两端的半圆柱相配合，实现与外圆柱的轴线的重合，从而保证与 mm 的孔同轴度在0.72830.25mm 范围以内。 mm 孔与 mm 孔同轴线，故设计基准与定位基准重0.7160.7283合，定位误差 =0；对于加工孔的垂直度公差要求，基准重合 （ ）=0；dwA dwA加工孔径尺寸 mm 由刀具直接保证， （ ）=0 。由以上分析可知，该定16dwA16位方案合理、可行。2. 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置针对大批量生产的工艺特征，此夹具选用 V 型块装置夹紧
40、机构，如图所示。V 型块装置夹紧机构V 型块装置夹紧机构中的各零件均采用标准夹具元件，参见表 6.18 典型的定位方式、表 6.49 固定钻套及定位符号及夹紧机构常用的标准件（表 6.23表 6.48）确定 V 型块夹紧装置机构的结构尺寸。293确定导向方案，设计导向装置为了能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻套模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间。本工序要求对被加工孔依次进行钻、扩、铰等 3 个工步的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件。参照表 6.50 可换钻套、表 6.51 钻套
41、用衬套、表 6.54 钻套螺钉确定导向元件的结构尺寸。导向装置简图由表 6.50 可换钻套得：钻套高度 H=36mm，排屑空间 h=12mm。3.确定夹具结构型式及夹具在机床上的安装考虑夹具的刚度、强度和工艺性要求，采用铸造夹具体结构。4绘制夹具草图4.3 绘制夹具装配总图钻模的装配总图上定位心轴，钻模板与夹具体的连接结构表达清楚。夹具装配总图如图所示（附） 。钻模板与夹具体用两个销钉、两个螺钉连接。夹具装配时，待钻模板的位置调整准确后在拧紧螺钉，然后配钻、铰销钉孔，打入销钉。4.4 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求1.最大轮廓尺寸夹具体最大轮廓尺寸为 480mm、150mm、124mm。
42、2.确定定位元件尺寸及相互间的尺寸公差和形位公差如 V 型块与定位面的垂直度 0.01mm、钻套中心线对定位销中心线的位置度公差取工件相应的位置度公差的 1/3，及取 0.03m。3.确定定位元件与夹具体的尺寸与公差V 型块与夹具底面的垫铁的平行度公差取为 0.02mm。4.标注关键件的配合尺寸304.5 设计并画零件图（附）5 致谢与感受在老师的指导下，顺利完成了机械制造课程设计的全部内容。通过这次课程设计，收货颇多。1、对理论知识有了更深的理解通过对实际零件的功能分析、工艺分析、机械加工工艺规程设计及指定工序的专用夹具设计等学习对于以往学过的课程中的知识有了更系统化的复习，对于这些理论知识
43、有了更系统化得了解。2、对理论知识在实践中的应用有了更系统化得了解通过这次专用夹具的设计，完全是自己运用所学知识，通过查找资料，例题对比，根据实际工作情况完成该零件的夹具设计，使自己更加形象的理解了理论知识在实际中的运用。3、激发了自己学习的积极性通过该课程设计，是我全面系统的理解了专用夹具设计的基本实现方法。把僵硬的课本知识变的生动有趣，激发了学习的积极性。把学过的机械制造知识强化，加深了对理论知识的理解。4、理解了该知识点以及学科之间的融合渗透本次课程设计部分是运用机械制造基础课中的夹具设计知识点完成的，在设计的过程中运用了机械制图 、 互换性与测量基础 、 工程材料等以往学过的课程，这次设计将各学科联系起来，把各门课程的知识联系起来，使我对各知识的联系理解更加深刻。在这次课程设计中，我按照课程设计指导书中的要求和进度来进行的，完全达到了培养自己动手能力的目的。这对于以后工作的发展和问题的解决起到了铺垫和指引的意义。主要参考文献【1】 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，1994.
