CA6140撥叉專用夾具設(shè)計(jì)說明書.doc

工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）設(shè)計(jì)者 曾令理 指導(dǎo)教師 黎良新 廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電041班2007年7月18日目錄序言 1工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程 2一、設(shè)計(jì)題目,計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)型 2二、零件的分析 21零件的作用 2 2零件的工藝分析 2三、確定毛坯的制造方法,初步確定毛坯的形狀3四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1定位基準(zhǔn)的選擇 3 2零件表面加工方法的選擇 43制訂工藝路線 54確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 65確定切削用量及基本工時(shí)105、1 工序端面A銑削用量及基本時(shí)間的確定105、2工序鉆擴(kuò)孔22mm135、3 工序端面D銑削用量及基本時(shí)間的確定155、4 工序槽8mm的銑削用量及基本時(shí)間的確定175、5 工序槽18mm的銑削用量及基本時(shí)間的確定 195、6 工序锪2X15的倒角切削用量及基本時(shí)間的確定215、7 工序拉花鍵孔切削用量及基本時(shí)間的確定22四、夾具的設(shè)計(jì) 21 五、參考資料 23 序 言一、設(shè)計(jì)目的：現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是寬口徑機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到：1、掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力；2、掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力；3、掌握機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)能力；4、學(xué)會(huì)使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會(huì)繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。二、設(shè)計(jì)感想與體會(huì)：三周的課程設(shè)計(jì)就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作的過程。所謂1+1>2，一個(gè)團(tuán)隊(duì)的合作，使我們的設(shè)計(jì)成果不到三周時(shí)間就漸漸呈現(xiàn)在我們的眼前。看著眼前的手工圖紙、CAD圖和設(shè)計(jì)計(jì)算的手稿，三周的設(shè)計(jì)過程一幕幕浮現(xiàn)在眼前。三周的設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了很多東西。這次設(shè)計(jì)可以說是三年的課程學(xué)習(xí)所掌握的所有機(jī)械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)的融會(huì)貫通，因?yàn)槲覀円郧霸?jīng)學(xué)得很好，但是都是理論的東西，學(xué)習(xí)了馬克思主義哲學(xué)之后，終于知道理論聯(lián)系實(shí)際才使我們有了更進(jìn)一步的體會(huì)。在這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)的如何設(shè)計(jì)、如何計(jì)算，更重要的是我學(xué)會(huì)了合作，我懂得了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。我們以前做的設(shè)計(jì)都是一個(gè)人的，而且規(guī)模小，不需要什么規(guī)劃，這次可以說是綜合了我們的所有智慧。同時(shí)，得到了我們的指導(dǎo)老師黎梁新老師的大力支持。此外還有王小純、王勇老師的大力幫助，在此表示感謝！由于我們水平所限，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，在此還誠請(qǐng)指導(dǎo)老師批評(píng)指正。工藝規(guī)程及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)CA6140車床撥叉（0405）零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及其機(jī)床夾具。一、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型：該零件是CA6140車床上的撥叉，按照指導(dǎo)老師的要求，設(shè)計(jì)此零件為中批量生產(chǎn)。二、零件分析：1、零件的作用：撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合?；咨厦嬗型箟K，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，使齒輪帶動(dòng)滑套，滑套帶動(dòng)輸出軸，將動(dòng)力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動(dòng)撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達(dá)到換檔的目的。分析這種動(dòng)力聯(lián)接方式可知，車換檔時(shí)要減速，這樣可以減少滑套與齒輪之間的沖擊，延長(zhǎng)零件的使用壽命。2、零件的工藝分析：該拔叉共有三組加工表面，且三者之間和其各內(nèi)部之間存在有一定的位置關(guān)系，現(xiàn)分述如下:(1)A面及22花鍵底孔這一組加工表面包括:A端面和軸線與A端面相垂直的 花鍵底孔。(2)8mm槽及其外端平面和18mm大槽這一組加工表面包括: 槽的D端面， 槽和180+0.012的槽。其中從槽 指向槽180+0.012且平行槽，花鍵，肋板對(duì)稱線的方向是垂直于花鍵孔軸線的。且 D端面所在平面垂直于A端面所在的平面。(3)花鍵孔及兩處倒角 這一組加工表面包括: 6 mm 的六個(gè)方齒花鍵孔，及25mm花鍵底孔兩端的275倒角。 根據(jù)零件圖的尺寸及其精度要求，可以先加工A面及22花鍵底孔，而后其它表面的加工以這兩個(gè)表面為精基準(zhǔn)進(jìn)行。三、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀：零件材料為HT200灰鑄鐵，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且工作條件不差，既無交變載荷，又屬于間歇工作，故選用金屬型鑄件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)綱量要求。零件形狀簡(jiǎn)單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，不可鑄出。四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)：1、定位基準(zhǔn)的選擇：定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。、粗基準(zhǔn)的選擇：該零件屬于一般軸類零件，以外圓為粗基準(zhǔn)就已經(jīng)合理了（夾持長(zhǎng)四點(diǎn)定位），為保證A面與花鍵孔軸線垂直，以便于保證以該兩面為定位精基準(zhǔn)時(shí)其它表面的尺寸精度加工要求，可以把A面與花鍵底孔放在一個(gè)工序中加工，因而該工序總共要消除X，Y，Z，X，Y五個(gè)自由度（建立空間坐標(biāo)系為：以花鍵孔軸線方向?yàn)閆軸，垂直花鍵孔軸線，平行槽、花鍵、肋板對(duì)稱線并且從槽180+0.012指向80+0.03的方向?yàn)閄軸，同時(shí)垂直于X軸、Z軸的方向?yàn)閅軸，取坐標(biāo)原點(diǎn)為花鍵孔軸線與A面的交點(diǎn)為原點(diǎn)），用三爪卡盤卡夾持外圓柱面。消除X，Y，X，Y 四個(gè)自由度，再用一個(gè)浮動(dòng)支承頂住B面，消除Z 自由度，達(dá)到定位要求。、精基準(zhǔn)的選擇：主要考慮基準(zhǔn)重合問題。2、零件表面加工方法的選擇：本零件的加工面有端面、內(nèi)孔、花鍵、槽等，材料為HT200灰鑄鐵，參考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法選擇如下：、A端面：根據(jù)GB1800-79規(guī)定毛坯的公差等級(jí)為IT13，表面粗糙度為Ra12.5um，要達(dá)到零件的技術(shù)要求，公差等級(jí)為IT9，表面粗糙度為Ra3.2um，需要經(jīng)過粗銑、 花鍵底孔：公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra6.3um，毛坯為實(shí)心，未沖出孔，故采用粗銑、 槽的D端面：零件技術(shù)要求表面粗糙度達(dá)到Ra3.2，而毛坯的公差等級(jí)為IT13，表面粗糙度為Ra12.5，故需要采用粗銑>半精銑。、 槽：零件技術(shù)要求槽的兩側(cè)端面表面粗糙度為Ra1.6um，槽的底端面為Ra6。3um，需要采用粗銑>精銑，就可以達(dá)到公差等級(jí)為IT8表面粗糙度Ra1。6um。、 mm槽：零件技術(shù)要求槽的各端面要達(dá)到的表面粗糙度為Ra3.2um，需要采用粗銑>半精銑、花鍵孔（6 mm ）：要求花鍵孔為外徑定心，兩側(cè)面表面粗糙度為Ra3.2um底面表面粗糙度為Ra1.6um，故采用拉削加工、兩處倒角：25 mm花鍵底孔兩端處的275倒角，表面粗糙度為Ra6.3um，為了使工序集中，所以花鍵底孔的兩端面的275倒角在Z525立式鉆床上采用锪鉆的方法即可。3、制定工藝路線：制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。、工藝路線方案一：工序：粗銑40mm右端面A面工序：鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔22mm工序：銑28mm40mm端面D工序：銑寬為 mm槽工序：銑寬為 mm的槽工序：锪兩端面15倒角工序：拉花鍵孔250+0.023mm工序：去毛刺工序：終檢、工藝路線方案二：工序：粗車40mm右端面A面工序：鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔22mm 工序：拉花鍵孔250+0.023mm工序：銑28mm40mm的端面D工序：銑 mm槽工序：銑 mm槽工序：車40mm左端面B倒角275工序：車40mm右端面A倒角275，半精車40mm右端面A工序：去毛刺工序X：終檢、工藝方案的比較與分析：上述兩工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一工序、是以40mm左端面B為粗基準(zhǔn)，用銑床粗銑A端面，然后再以A端面為基準(zhǔn)鉆花鍵底孔。方案二在該兩工序中的定位加工方法也是相同的，只是在加工A端面時(shí)將銑床改用車床來加工，兩個(gè)方案的定位方法都可以達(dá)到加工要求，但是從零件結(jié)構(gòu)可知用車床來加工在裝夾時(shí)較困難，而用銑床來加工在裝夾時(shí)較方便。另外，工藝路線一中是在完成前面5道工序后，才以花鍵底孔及40mm右端面A上一點(diǎn)，及28mm40mm端面D上兩點(diǎn)為定位基準(zhǔn)加工花鍵孔，能較好的保證花鍵孔的位置尺寸精度，而在工藝路線方案二中，在工序、完成后就開始以花鍵底孔、A端面一點(diǎn)及28mm40mm 端面D兩點(diǎn)為定位基準(zhǔn)拉花鍵孔，這樣就是重復(fù)采用粗基準(zhǔn)定位，就不保證花鍵孔與寬為 mm、 mm槽的槽的位置精度，最終達(dá)不到零件技術(shù)要求，甚至?xí)斐善钸^大而報(bào)廢，這是重復(fù)利用粗基準(zhǔn)而造成的后果。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見表2和表3，機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。4、確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)、繪制毛坯圖、確定毛坯余量（機(jī)械加工總余量），毛坯尺寸及其公差、設(shè)計(jì)、繪制毛坯圖：鑄鐵模鑄造的機(jī)械加工余量按GB/T11351-89確定。確定時(shí)根據(jù)零件重量來初步估算零件毛坯鑄件的重量，加工表面的加工精度，形狀復(fù)雜系數(shù)，由工藝手冊(cè)表2.2-3，表2.2-4，表2.2-5查得，除孔以外各內(nèi)外表面的加工總余量（毛坯余量），孔的加工總余量由表2.3-9查得，表2.3-9中的余量值為雙邊余量。本零件“CA6140車床撥叉” 材料為HT200，毛坯重量估算約為1.3kg，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用金屬型鑄造毛坯。、A端面毛坯余量：加工表面形狀簡(jiǎn)單，由鑄件重量為1.3kg ，加工精度R3.2 ，保證長(zhǎng)度尺寸為80mm ，查工藝手冊(cè)表2.2-4得加工單邊余量為5.5mm ，另查表1.4-24得長(zhǎng)度尺寸公差范圍為0.27，即長(zhǎng)度方向毛坯尺寸為85.50.27mm。、寬為80+0.03槽的端面毛坯余量：由毛坯重1.3kg ，加工精度為3.2，加工表面形狀簡(jiǎn)單，從孔的中心線到端面的長(zhǎng)度尺寸為27mm，查工藝手冊(cè)表2.2-4得單邊余量為Z=5.5，另查表1.4-24得長(zhǎng)度方向尺寸公差為0.195，即長(zhǎng)度方向毛坯尺寸為32.50.195mm。、孔22mm、槽80+0.03mm和槽 mm均為實(shí)心，未鑄造出來。、確定工序余量，工序尺寸及其公差：確定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步）往前推算，最后工序（或工步）的工序（或工步）尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出零件各加工表面的加工總余量（即毛坯余量），將加工總余量分配給各工序（或工步）加工余量，然后由后往前計(jì)算工序（或工步）尺寸。本零件各加工表面的加工方法（即加工工藝路線）已經(jīng)在前面根據(jù)有關(guān)資料確定，本零件的各加工表面的各工序（或工步）的加工余量除粗加工工序（或工步）加工余量之外，其余工序（或工步）加工余量可以根據(jù)現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法以后簡(jiǎn)稱為現(xiàn)代工藝中精、半精加工余量建議值來確定，粗加工工序（或工步）加工余量不是由表中查出確定，而是通過計(jì)算的方法得到的：本零件各加工表面的工序（或工步）的經(jīng)濟(jì)精度，表面粗糙度的確定，除最后工序（或工步）是按零件圖樣要求確定外，其余工序（或工步）主要是根據(jù)工藝手冊(cè)表1.4-7、表1.4-8及參考表1.4-17定公差等級(jí)（即IT）和表面粗糙度。公差等級(jí)確定后，查工藝手冊(cè)表1.4-24得出公差值，然后按“入體”原則標(biāo)注上下偏差。本零件的各加工表面的工藝路線，工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差，表面粗糙度如表：表1 各加工表面的工藝路線、工序（或工步）、工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度（未注單位：mm）加工表面工序（或工步）名稱工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）經(jīng)濟(jì)精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（um）工序基本尺寸公差等級(jí)公差值A(chǔ)面半精銑Z=0.5mm80IT90.074Ra3.280粗銑Z=580.5IT110.22Ra6.380.5毛坯Z=5.585.5IT130.54Ra12.585.5花鍵底孔擴(kuò)2Z=222IT110.28Ra6.322鉆2Z=2020IT120.37Ra12.520毛坯實(shí)心A端倒角2750.21B端倒角2750.39槽的端面D半精銑Z=127IT100.084Ra3.227粗銑Z=4.528IT120.15Ra6.328毛坯Z=5.532.5IT130.39Ra12.532.5槽精銑2Z=18IT80.012Ra1.68粗銑2Z=77IT120.11Ra6.37毛坯實(shí)心 槽半精銑2Z=118IT80.012Ra3.218粗銑2Z=617IT90.043Ra6.317毛坯2Z=711IT120.18Ra12.511花鍵孔拉削2Z=325IT80.023Ra1.625毛坯圓環(huán)22IT110.28Ra6.3225、確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap)、進(jìn)給量f及切削速度Vc 。(2)確定方法是：確定切削深度>確定進(jìn)給量>確定切削速度(3)具體要求是：由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率機(jī)床上一次走刀ap可達(dá)810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對(duì)粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度可用查表法或計(jì)算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查表或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度Vc機(jī)填入工藝文件中。對(duì)粗加工，選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)、實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。5、1 工序端面A銑削用量及基本時(shí)間的確定：(1)、加工條件工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：粗銑A端面。機(jī)床選擇：為X51立式銑床，采用端銑刀粗銑。機(jī)床功率：4.5kw工件裝夾：工件裝夾在銑床專用夾具上。(2)、確定切削用量及基本工時(shí)(2.1) 粗銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。2）、確定銑削深度a p：?jiǎn)芜吋庸び嗔縕=5.50.27，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則：a p=4.5mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:根據(jù)切削手冊(cè)表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(xiàn)?。篺z=0.18mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊(cè)表3.16可以查Vc：由 ap=4.5mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根據(jù)X51型立銑床說明書（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (橫向)實(shí)際切削速度和齒進(jìn)給量： 6）、計(jì)算基本工時(shí)：l=47mm l2=2(2.2) 半精銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=102）、確定銑削深度ap：由于單邊加工余量Z=1，故一次走刀內(nèi)切完，則：a p= 1 mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:由切削手冊(cè)表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z，半精銑取較小的值?，F(xiàn)?。篺z=0.14mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊(cè)表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根據(jù)X51型立銑床說明書（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (橫向)實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量： 6）、計(jì)算基本工時(shí)：l=40 mm l2 =2所以本工序的基本時(shí)間為： T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min5、2工序鉆擴(kuò)孔22mm(1)、加工條件工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：鉆擴(kuò)孔22mm 機(jī)床選擇：選用立式鉆床Z525（見工藝手冊(cè)表4.2-14）(2)、確定切削用量及基本工時(shí)(2.1) 鉆孔22mm選擇20mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊(cè)P84）d=20 L=238mm L1=140mmf機(jī)=0.48mm/r (見切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.2-16)Vc查=13m/min （見切削手冊(cè)表2.15）按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min（按工藝手冊(cè)表4.2-15）所以實(shí)際切削速度：基本工時(shí)：l=80mm ) l2=(14)mm(取4mm)按工藝手冊(cè)表6.2-5公式計(jì)算(2.2) 擴(kuò)花鍵底孔220+0.28mm選擇22高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（見工藝手冊(cè)表3.18）根據(jù)切削手冊(cè)表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)22孔時(shí)的進(jìn)給量f=0.70.8，并根據(jù)機(jī)床選取工藝手冊(cè)表4.2-16，f機(jī)=0.81mm/r擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)有關(guān)資料確定為：其中Vc鉆為用鉆頭同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度，現(xiàn)由切削手冊(cè)表2.13查得Vc鉆=14m/min，故有：按機(jī)床選取n機(jī)=97r/min（按工藝手冊(cè)表4.2-15）所以實(shí)際切削速度：基本工時(shí)：l=80mm l2=(24)mm (取3mm)按工藝手冊(cè)表6.2-5公式計(jì)算本工序點(diǎn)加工基本工時(shí)為： T=t1+t2=1.10+1.09=2.19min5、3 工序端面D銑削用量及基本時(shí)間的確定：(1)、加工條件工件材料：灰鑄鐵HT200，硬度190220 HBS工件尺寸：寬28mm，長(zhǎng)40mm平面 加工要求：粗銑半精銑D端面 加工余量：h粗=4.5mm h半精=1mm機(jī)床選擇：選擇X51立式銑床，用端銑刀粗銑。機(jī)床功率：4.5kw(2)、確定切削用量及基本工時(shí)(2.1) 粗銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=102）、確定銑削深度a p：由于單邊加工余量Z=4.5，余量不大，故一次走刀內(nèi)切完，則：a p = 4.5 mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:由切削手冊(cè)表3.5，在X51銑床功率為4.5kw，用硬質(zhì)合金銑刀加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z，現(xiàn)取：fz=0.18mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.2mm，現(xiàn)取1.0mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊(cè)表3.16可以查Vc：由 a p = 4.5 mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根據(jù)X51型立銑床說明書（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (橫向)實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量：6）、計(jì)算基本工時(shí)：l=40mm l2=2(2.2) 半精銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=102）、確定銑削深度a p：由于單邊加工余量Z=1，故一次走刀內(nèi)切完，則：a p= 1 mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:由切削手冊(cè)表3.5，在X51銑床功率為4.5kw，用硬質(zhì)合金銑刀加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z，現(xiàn)?。篺z=0.14mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊(cè)表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根據(jù)X51型立銑床說明書（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (橫向)實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量：6）、計(jì)算基本工時(shí)：5、4 工序槽8mm的銑削用量及基本時(shí)間的確定：(1)、加工條件工件材料：灰鑄鐵HT200，硬度190220 HBS工件尺寸：寬為80+0.03，深為8mm的槽 加工余量：粗加工時(shí)單邊加工余量為Z=3.5mm機(jī)床選擇：選擇X51立式銑床，使用專用銑床夾具機(jī)床功率：4.5kw(2)、確定切削用量及基本工時(shí)(2.1) 粗銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-33，選擇7的錐柄鍵銑刀。2）、確定銑削深度ap：由于槽深為8mm，寬為8，加工余量比較大，故可分二次走刀，則：ap=7.5mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:根據(jù)現(xiàn)代工藝方法表1.2-10，在X51銑床功率為4.5kw（參看工藝手冊(cè)表4.2-35），工藝系統(tǒng)剛性為中等，用高速鋼槽銑刀加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.13mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，槽銑刀后刀面最大磨損量為0.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8槽銑刀直徑7的最大刀具耐用度T=60min。5）、確定切削速度Vc：Vc可根據(jù)切削手冊(cè)表3.14直接查出 Vc=14（m/min）n=279r/minV=96mm/min6）、計(jì)算基本工時(shí)：由于粗銑的余量比較大，分兩次走刀完成，所以基本工時(shí)為：其中fmz工作臺(tái)的水平進(jìn)給量mm/minfmc工作臺(tái)的垂直進(jìn)給量mm/minl1=0.5d+(12)mmd為刀具直徑l2=(13)mml為工件加工長(zhǎng)度，l=40h為垂直下刀的深度（長(zhǎng)度）因?yàn)樵诖思庸ぶ校谝坏肚邢魃疃葹?mm，第二刀深度為3.5mm，即h=3.5由表4.2-37查得，fmc取50mm/minfmz= fzZn=0.132279=75.54mm/min(2.1) 半精銑精加工時(shí)，需要保證尺寸80+0.03，深為8mm，粗糙度為R1.6，單邊余量為Z=0.5，刀具選用7的立銑刀，齒數(shù)為4，每齒的進(jìn)給量為fz=0.07mm/z，所以由切削手冊(cè)表3.14查得Vc=16m/min n=318 V=57mm/minfmz=fzZn=0.074318=89.04mm/min本工序點(diǎn)加工基本工時(shí)為：T=t1+t2=1.38+1.07=2.45min5、5 工序槽18mm的銑削用量及基本時(shí)間的確定：(1) 粗銑粗銑槽寬為 ，深為23mm的槽，保證尺寸為17mm22.5mm，槽寬單邊加工余量為Z=3mm，選用X51立式銑床，使用專用銑床夾具。1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-33，選擇16的錐柄鍵槽銑刀。2）、確定銑削深度ap：由于槽深為23mm，寬為17，加工余量比較大，故分兩次走刀粗銑完，則：ap=3mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:根據(jù)現(xiàn)代工藝方法表1.2-10，在X51銑床功率為4.5kw（參看工藝手冊(cè)表4.2-35），工藝系統(tǒng)剛性為中等，用高速鋼槽銑刀加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.13mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，槽銑刀后刀面最大磨損量為0.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8槽銑刀直徑16的最大刀具耐用度T=60min。5）、確定切削速度Vc：Vc可根據(jù)切削手冊(cè)表3.14直接查出 Vc=14（m/min）n=279r/minV=96mm/min6）、計(jì)算基本工時(shí)：由于粗銑的余量比較小，分一次走刀完成，所以基本工時(shí)為：其中fmz工作臺(tái)的水平進(jìn)給量mm/minfmc工作臺(tái)的垂直進(jìn)給量mm/minl1=0.5d+(12)mmd為刀具直徑l2=(13)mml為工件加工長(zhǎng)度h為垂直下刀的深度（長(zhǎng)度）因?yàn)樵诖思庸ぶ?，第一刀切削深度?3mm即h=13mm，第二刀深度為9.5mm，即h=9.5mm。由表4.2-37查得，fmc取50mm/minfmz= fzZn=0.132279=72.54mm/min (1) 半精銑在粗銑的基礎(chǔ)上，保證尺寸為18mm23mm，槽寬單邊加工余量為Z=0.5mm， 銑削深度ap=0.5mm。1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-33，選擇16的立銑刀，齒數(shù)為4。2）確定每齒進(jìn)給量fz:根據(jù)現(xiàn)代工藝方法表1.2-10，在X51銑床功率為4.5kw（參看工藝手冊(cè)表4.2-35），工藝系統(tǒng)剛性為中等，用高速鋼立銑刀加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.10mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，立銑刀后刀面最大磨損量為0.6mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8立銑刀直徑16的最大刀具耐用度T=60min。5）、確定切削速度Vc：Vc可根據(jù)切削手冊(cè)表3.14直接查出 Vc=15（m/min）n=299r/minV=76mm/min6）、計(jì)算基本工時(shí)：fmz=fzZn=0.14299=119.6mm/min 本工序點(diǎn)加工基本工時(shí)為：T=t1+t2=1.44+0.86=3.30min5、6 工序锪2X15的倒角切削用量及基本時(shí)間的確定1）、選擇刀具根據(jù)加工經(jīng)驗(yàn)，制造加工一把150直柄錐面锪鉆，鉆刀直徑d0=40mm，鉆刀齒數(shù)Z=3。2）、確定锪鉆深度a p：余量不大，故一次走刀內(nèi)切完，則：a p = 1.93 mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz: 由工藝手冊(cè)表4.2-14，在Z525立式鉆床功率為2.8kw，加工時(shí)，鉆床進(jìn)給量fz=0.100.81mm/r，現(xiàn)?。篺z=0.22mm/r4）、選擇鉆刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊(cè)表2.12，锪鉆刀刀齒后刀面最大磨損量為0.81.2mm，現(xiàn)取1.0mm，根據(jù)切削手冊(cè)表2.12得高速鋼锪鉆刀的耐用度T=110min.5）、確定切削速度Vc：選擇40mm150的直柄錐面锪鉆，取如下參數(shù)：d=40mm L=150mm L1=35mmf機(jī)=0.81mm/r （由切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.2-16）=12m/min (見切削手冊(cè)表2.15) 按工藝手冊(cè)表4.14取n機(jī)=97r/min所以實(shí)際切削速度：6）、計(jì)算基本工時(shí)：按工藝手冊(cè)表6.2-5锪倒角的計(jì)算公式 其中l(wèi)=2mm 取2mm5、7 工序拉花鍵孔切削用量及基本時(shí)間的確定：拉花鍵孔，選用L6110臥式拉床，使用專用拉床夾具。選擇高速鋼花鍵拉刀，齒數(shù)為6，花鍵孔外徑為25mm，內(nèi)徑為22mm，鍵寬為6mm，拉削長(zhǎng)度大于80mm，拉刀總長(zhǎng)760mm。根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定花鍵拉刀的單面升為0.06mm。拉削速度V=0.06m/s（3.6m/min）基本工時(shí)： （見工藝手冊(cè)表6.2-15）公式中Zb 單面余量3mm （由22mm拉削到25mm） l 拉削表面長(zhǎng)度，80mm 考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2 k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 V 拉削速度（m/min） fz 拉刀單面齒升 Z 拉刀同時(shí)齒數(shù)，Z=l/p l 工件拉削表面長(zhǎng)度（mm） p 拉刀齒距p=1.5l1/2=1.5801/2=13.5mm拉刀同時(shí)工作齒Z= l/p=80/13.56t=3801.21.4/(10003.60.066)=0.31（min）五、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)成本，需要設(shè)計(jì)專用夾具。按指導(dǎo)老師的布置，設(shè)計(jì)第道工序銑28mm40mm端面D及 槽的銑床夾具。本夾具將用于X51立式銑床，刀具為YG6硬質(zhì)合金端銑刀，對(duì)工件28mm40mm端面D及 槽進(jìn)行加工。1、問題的提出：本夾具主要用于第道工序銑28mm40mm端面D及 槽，由于該端面和槽精度要求高，所以，在本道工序加工時(shí)，應(yīng)該考慮其精度要求，同時(shí)也要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。2、夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算：、定位基準(zhǔn)的選擇：由零件圖可知，28mm40mm端面D和 槽應(yīng)對(duì)花鍵孔中心線有平行度要求，與A端面有垂直度要求。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵底孔定位的定心夾具。但這種定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵底孔和A端面為主要定位基面。、切削力及夾緊力計(jì)算：刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀 (見切削手冊(cè)表3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10F=54.54.50.90.180.742810/(1002550)166.1(N)水平分力：FH=1.1F實(shí)182.7(N)垂直分力：FV=0.3F實(shí)49.8(N)在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù): K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）182.7=364.8 (N)實(shí)際加緊力為F加= KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6 (N)其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm解得： W=1O405 (N)此時(shí)螺母的加緊力W已大于所需的729.6的加緊力F加，故本夾具可安全工作。心軸取材料為Q235查表得Q235的許用彎曲應(yīng)力為： 158Mpa彎曲應(yīng)力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/3.14X(0.022)2 =2.67<< 許用彎曲應(yīng)力158Mpa (3)定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。且工件是以內(nèi)孔在心軸上定位，A端面靠在定位塊上，該定位心軸的尺寸及公差一現(xiàn)規(guī)定為與零件內(nèi)孔有公差相同，就是2200.28mm。因?yàn)閵A緊與原定位達(dá)到了重合，能較好地保證了銑28mm40mm端面D所得到的尺寸和花鍵孔中心線的尺寸和公差要求。3、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明：如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此，在螺母夾緊時(shí)采用開口墊圈，以便裝卸，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置，以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。為了保證零件加工精度，我們采用可換定位銷來進(jìn)行定心加緊。夾具體底面上的一對(duì)定位鍵與銑床工作臺(tái)的T型槽相連接，保證夾具與銑床縱向進(jìn)給方向相平行的位置，使夾具在機(jī)床工作臺(tái)上占有一正確加工位置。此外，為了把夾具緊固在銑床工作臺(tái)上，夾具體兩端設(shè)置供T型螺栓穿過夾具用的兩個(gè)U型耳座。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖3附圖4。主要參考文獻(xiàn)1段明揚(yáng)主編.現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程.桂林:廣西師范大學(xué)出版社,20072段明揚(yáng)主編.現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法.桂林:廣西師范大學(xué)出版社,20073. 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