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編 號 無錫太湖學(xué)院 課 程 設(shè) 計 說 明 書 題目： 撥叉零件加工工藝及專用夾具設(shè) 計 機 電 學(xué) 院 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學(xué) 號： 1423807 學(xué)生姓名： 張佳佳 指導(dǎo)教師： 韓邦華 2018 年 1 月 8 日 摘要 I 摘 要 此次設(shè)計是對 C6140 車床 831005 撥叉零件加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為 鑄造件，具有體積小、形狀復(fù)雜的特點。在工藝過程中的任何工序，用來迅速、 方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝 配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見。夾具通常由定位元件（確定工 件在夾具中的正確位置） 、夾緊裝置、對刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對位 置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個工位的加工， 有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動分度裝置兩類） 、連接元件以及夾具體（夾具底座） 等組成。本次設(shè)計的是撥叉零件的專用夾具。專用夾具是指專為某一工件的某 道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以 保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng) 產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢，一般適用于產(chǎn)品固定且批量較大 的生產(chǎn)中。 關(guān)鍵詞：撥叉；工藝；定位基準(zhǔn)；夾具設(shè)計； ABSTRACT II ABSTRACT This design is designed for the processing technology and fixture of the 8 31005 fork parts of the C6140 lathe. The parts are cast, with small size and c omplex shape. In any process in the process, the device used for quick, conve nient and safe installation of the workpiece can be called a fixture. For examp le, welding jig, inspection fixture, assembly fixture, machine tool jig and so on. The jig of machine tool is the most common. A fixture is usually the position ing element (to determine the correct position of a workpiece in the fixture), c lamping device, tool guide element (to determine the tool and workpiece relati ve position or direction guiding tool), indexing device (processing, so that the workpiece can complete the number of stations in a single setup of the rotary indexing device and a mobile line dividing device two), connecting element an d fixture (jig base). This design is a special fixture for the fork parts. A speci al fixture is a fixture designed specially for a certain process of a workpiece. Its characteristics are compact structure, quick operation, convenience and labor saving, which can guarantee higher machining accuracy and production efficien cy, but the design and manufacturing cycle is longer and the manufacturing co st is higher. When the product is changed, the fixture will be scrapped becaus e it cant be used again. It is only suitable for large batch production. Key words: dialing fork；technology； positioning datum； fixture design； 目錄 V 目錄 摘 要....................................................................................................................................................................1 ABSTRACT...........................................................................................................................................................1 目錄 ........................................................................................................................................................................I 第 1 章 緒論..........................................................................................................................................................1 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義....................................................................................................................1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況................................................................................................................................1 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求............................................................................................................................1 第 2 章 零件分析..................................................................................................................................................3 2.1 零件功用分析..............................................................................................................................................3 2.2 零件結(jié)構(gòu)分析..............................................................................................................................................3 2.3 零件技術(shù)要求分析......................................................................................................................................4 第 3 章 零件工藝分析..........................................................................................................................................5 3.1 表面加工方法的確定..................................................................................................................................5 3.2 確定毛坯的類型及制造方法......................................................................................................................5 3.3 機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定..........................................................................................5 第 4 章 擬定零件機械加工工藝路線..................................................................................................................7 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇..........................................................................................................................................7 4.2 擬定零件的工藝路線..................................................................................................................................7 4.3 選擇工藝裝備..............................................................................................................................................8 4.4 確定各工步切削用量及基本工時的計算..................................................................................................8 第 5 章零件定位方案選擇..................................................................................................................................15 5.1 加工工序應(yīng)限自由度分析........................................................................................................................15 5.2 按結(jié)構(gòu)特征選擇定位元件........................................................................................................................16 5.3 所選定位元件能限自由度分析................................................................................................................16 5.4 定位方案的確定........................................................................................................................................16 5.5 定位誤差分析............................................................................................................................................17 第 6 章 選擇夾緊機構(gòu)........................................................................................................................................17 6.1 切削力與切削力矩計算............................................................................................................................17 6.2 夾緊力計算................................................................................................................................................17 6.3 確定夾緊機構(gòu)............................................................................................................................................18 第 7 章 調(diào)整及安裝元件選擇............................................................................................................................19 7.1 定向鍵選擇................................................................................................................................................19 7.2 對刀元件選擇............................................................................................................................................19 7.3 安裝元件選擇............................................................................................................................................20 第 8 章 夾具體設(shè)計............................................................................................................................................21 8.1 與定位元件的安裝....................................................................................................................................21 8.2 與夾緊元件的安裝....................................................................................................................................21 8.3 與對刀導(dǎo)向元件的安裝............................................................................................................................21 8.4 與機床工作臺的安裝................................................................................................................................22 目錄 V 第 9 章結(jié)論與展望..............................................................................................................................................23 9.1 結(jié)論 ...........................................................................................................................................................23 9.2 不足之處及未來展望 ...............................................................................................................................23 設(shè)計小結(jié)..............................................................................................................................................................24 致謝......................................................................................................................................................................25 參考文獻(xiàn)..............................................................................................................................................................26 第 1 章 緒論 1 第1章 緒論 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的嚙合，用來推動變速器齒輪， 改變齒輪位置的工具，通過將齒輪改變位置來改變齒比，以達(dá)到變速的目的，變速器的 齒輪都是裝在主軸和副軸上，通過撥叉來推動它們的前進(jìn)或后退, 就可以改變齒比。高 度發(fā)達(dá)的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)，已成為衡量一個國家實力和技術(shù)水平的重要標(biāo)志之 一，成為一個國家在競爭激烈的國際市場上獲勝的關(guān)鍵因素。 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段， 是業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要 依據(jù)，也是企業(yè)上品質(zhì)、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。 然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造, 還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是 十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降 低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)在保證精度的前提下提高 效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求，企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造 提出更高的要求。 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 夾具的發(fā)展200已經(jīng)有多年的歷史，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加 工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。第二階段， 隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率 及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為 機床一工件一工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這一階段夾具發(fā)展的主要特點 是高率。第三階段，在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及 適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提m隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化 和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾 具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨 近于專業(yè)化的大 批量生產(chǎn)的水平。這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應(yīng)性。可 以預(yù)見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。械制造工藝學(xué)課 程設(shè)計，是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后 進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過 的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良 好基礎(chǔ)。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn) 實習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會 綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后 搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。 通過課程設(shè)計達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運用機械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確地解決一 第 1 章 緒論 2 個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題 和解決問題的能力。 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 2 2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過學(xué)生親手 設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。 3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增 強學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。 第 2 章 零件分析 3 第2章 零件分析 2.1零件功用分析 給定的零件是 CA6140 車床中的 813005 撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔， 使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進(jìn)行工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。撥叉頭以 22+0.280孔套在變速叉軸上，并用花鍵與變速叉軸連接，撥叉教夾在變換齒輪的槽中，當(dāng) 需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸 一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動齒輪在化簡軸上滑動以變換檔位，從而改變主軸轉(zhuǎn)速。 該撥叉在變換檔位時要承受彎曲應(yīng)力及沖擊載荷作用，因此該零件應(yīng)有足夠強度， 剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為叉軸孔 22+0.280，撥叉腳 內(nèi)表面及操縱槽。 寬度為 18+0.0120mm 的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的 尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為 18+0.0120mm 的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 圖 1.1（831005 撥叉） 2.2零件結(jié)構(gòu)分析 具有良好結(jié)構(gòu)工藝性的零件，能在滿足使用要求的前提下，較經(jīng)濟地、高效地、合 格地被加工出來。零件的制造一般要經(jīng)過毛壞產(chǎn)生，切削加工，熱處理，裝配等階段。 進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量使其在各個生產(chǎn)階段具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。零件結(jié)構(gòu)工 藝性的分析，可從零件尺寸和公差的標(biāo)注,零件的組成要素和零件的整體結(jié)構(gòu)等三方面來 分析。 CA6140 撥叉共有兩組加工表面: 1.以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面 第 2 章 零件分析 4 這一組面包括 25+0.0230mm 的六齒矩形花鍵孔 22+0.280 花鍵底孔兩端的 2X15 倒角和距中心線為 27mm 的平面。 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 5 2.以工件右端面為基準(zhǔn)的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.0120mm 的槽 經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾 具加工另一組表面。 2.3零件技術(shù)要求分析 表 2-1 撥叉技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差及精度等級 表面粗糙度 Ra（m） 形位公差/mm 撥叉右端面 28 IT12 3.2 - 寬 8 凹槽 8+0.03 0 IT8 1.6 - 寬 18 凹槽 18+0.012 0 IT6 3.2 - 撥叉內(nèi)通孔 22+0.028 0 IT8 3.2 - 花鍵槽寬 6+0.06 -0.03 IT9 3.2 - 花鍵槽直徑 25+0.023 0 IT7 1.6 - 第 3 章 零件工藝分析 6 第3章 零件工藝分析 3.1表面加工方法的確定 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有 加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時是加工的勞動量最小。設(shè)計和 工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于設(shè)計撥叉的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足 內(nèi)花鍵加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外， 也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機床。 本零件的毛坯為鑄件，待加工面有內(nèi)孔，端面，凹槽，內(nèi)倒角等。 公差等級及粗糙 度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下： (1)、花鍵 花鍵大徑表面粗糙度為Ral.6un,毛坯孔未鑄出，需 鉆、擴、鉸孔，然后直接用拉刀 拉出即可。 (2)、端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無需去除材料。待加工的主要端 面有零件的上端面和右端面以及通槽， 其表面粗糙度為Ra1.6m及Ra3.2m，經(jīng)粗銑和 半精銑即可 (3)、內(nèi)倒角 加工角度為15度的內(nèi)倒角，采用銑床加工即可。 3.2確定毛坯的類型及制造方法 零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛 件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且 零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查金屬機械加工工藝人員手冊表5-5取 等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為30.8mm。毛坯零件圖如下 圖： 3.3機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量為 1.0 kgb =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為由大、 中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。 根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸 以毛坯尺寸如下： 工序一： 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗車 半精車 粗車 半精車 粗車 半精車 A 面 2.5 1 19 18 Ra6.3 Ra3.2 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 7 工序二： 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗車 半精車 粗車 半精車 粗車 半精車 22+0.28 0 孔 3 1 21 22+0.28 0 Ra12.5 Ra6.3 工序三： 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 半精銑 粗銑 半精銑 粗銑 半精銑 槽 B 面 3 1 28 27 Ra6.3 Ra3.2 工序四： 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 銑削 銑削 銑削 槽 80+0.03 寬 8 深 8 寬 10 深 19 寬 Ra1.6 深 Ra6.3 工序五： 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 銑 銑 銑 寬 深 寬 深 深 寬槽 18+0.012 0 18 23 17.7+0.052 0 50 6.3 第 4 章 擬定零件機械加工工藝路線 8 第4章 擬定零件機械加工工藝路線 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇： 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個 不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。 并且作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，無毛刺，飛邊或其他表面缺陷。該零件屬于一般軸類零 件，選用撥叉頭左端面及 40mm 外圓面做粗基準(zhǔn)。采用 40mm 的外圓面定位加工內(nèi)孔可 保證壁厚均勻，采用撥叉頭左端面 A 面做粗基準(zhǔn)加工右端面可為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇：主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。根據(jù)該撥叉零件圖的技術(shù)要求及裝 配要求，選擇撥叉頭的右端面和叉軸孔 220+0.28 作為精基準(zhǔn)。因為零件上很多表面都 可以用它們做基準(zhǔn)進(jìn)行加工，叉軸孔 220+0.28 的軸線使設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)加 工操縱槽上表面及下表面，以及叉腳內(nèi)表面。撥叉頭右端面作精基準(zhǔn)遵循了基準(zhǔn)重合原 則，因為該撥叉在軸向的尺寸多以該端面為設(shè)計基準(zhǔn)。 4.2擬定零件的工藝路線 方案一：鑄坯 工序一：粗車和半精車 A 端面，鉆和擴花鍵底孔，兩端倒角 150 工序二：粗銑、精銑槽 B 面 工序三：銑削槽 80+0.03 工序四：銑削、磨槽 180+0.012 工序五：拉花鍵 工序六：鉗工 工序七：終檢 方案二： 工序一： 鑄造 工序二： 時效處理，去應(yīng)力 工序三： 粗車端面 A，精車端面 A，鉆花鍵底孔，擴花鍵底孔，倒角 2x15 工序四： 拉六齒方型花鍵 工序五： 粗銑 B 面 ，精銑 B 面 工序六： 銑 8mm 的槽 第 4 章 擬定零件機械加工工藝路線 9 工序七： 粗銑寬為 18 的槽，半精銑寬為 18 的槽 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 10 工序八： 最終檢驗 方案分析： 上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中第二、三、四道 工序很難對工件進(jìn)行定位和夾緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方 案二中的第三、四、五道工序很容易對工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和 A 面作為 三、四、五道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采 用方案二比較合理。 4.3選擇工藝裝備 1.機床 C3613-1，轉(zhuǎn)塔式六角車床，X62W 銑床，拉床 2.刀具 90 度車刀，20 中心鉆，21 擴孔鉆，45 度偏刀 高速鋼拉刀高速鋼面銑刀 3.夾具 專用夾具 4.量具 游標(biāo)卡尺、量塊 4.4確定各工步切削用量及基本工時的計算 工序三：粗車端面 A，精車端面 A，鉆花鍵底孔，擴花鍵底孔，倒角 2x15 1.加工條件 工件材料：灰口鑄鐵 HT200，b=145MPa，鑄造。 加工要求：粗、半精車 A 面并保證 18mm 的工序尺寸，Ra=3.2m。 機床： 磚塔式六角臥式車床 C31631. 2.計算切削用量 粗車 （1）已知長度方向的加工余量為 4 土 2.3mm。實際最大加工余量為 6.3mm，故分二次加 工（粗車和半精車） ，長度加工公差 IT14 級，取為-0.43 mm（入體方向） （2）進(jìn)給量的確定，根據(jù)機械加工工藝是手冊 ，當(dāng)?shù)稐U尺寸為 16mmX25mm，車削深度 ap 3 時，以及工件的尺寸為 60mm（由于凸臺 B 面的存在所以取直為 60mm） ，得 f=0.50.7mm/，按 C3163-1 車床說明書,取 f=0.6 mm/ 由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以 K=0.750.85，所以實際進(jìn)給量: f = 0.6 X 0.8 = 0.48 mm/r 按 C3163-1 車床說明書f0.53 （3）計算切削速度 切削速度的計算公式為（壽命選 T=60min，刀具材料為 YG6） V=Cv/(Tmap xvf yv) kv 其中：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 2712 加工外形：外圓縱車（k r00） 、刀具材料 YG6、進(jìn)給量 f 0.40 可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系數(shù) Kv： 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 11 kmv=1.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81 Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min) （4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min） 按 C3163-1 車床說明書200 rmin 所以實際切削速度 V=40.8m/min （5）切削工時 由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做 好準(zhǔn)備 Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0 精車 （1） 已知粗加工余量為 1mm （2） 進(jìn)給量 f 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)表 5116 表面粗糙度 Ra=3.2、切削速度范 圍不限、刀尖圓弧半徑 rE=0.5mm,可得 f = 0.150.25 按 C3163-1 車床說明書0.16 mm/r 計算切削速度 切削速度的計算公式（壽命選為 T=60min）為： V=Cv/(Tmap xvf yv) kv V = 158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min) （3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min） 、 按 C3163-1 車床說明書取 nw=400（r/min） 實際切削速度 V=57.1m/min （4）切削工時 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400 x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是鉆孔，所以留下 20mm 的臺階，所以 L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3. L2=0. L3=0 鉆孔、擴孔、倒端面 A 倒角 （1）鉆孔 鉆頭選擇： 鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨具刃，刀具材料 YG8,鉆頭參數(shù)： 20 =30，2=118，2=70，b=3.5mm ,ao=12, =55,b=2mm，=4mm。 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 281 確定 f=0.40.8mm 、按機床進(jìn)給強度決定進(jìn)給量： ,當(dāng) b210MPa 020.5mm 可確定 f=0.75。 按 C3163-1 車床說明書取 f=0.62mm/n. 、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命，當(dāng) do=20mm、鉆頭最大磨損量取 0.6 壽命 T=45min. 、切削速度 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 12 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 282 切削速度公式 V=(CVd0zv/Tmapxvfyv)kv CV=22.2 Zv=0.45 Xv=0 yv=0.3 m=0.2 確定修正系數(shù)：K TV=1.0 KMV=1.0 KWV=0.8 Ktv=1.0 kov=1.2 klv=1.0 kapv=1.0 =21m/min n=1000V/ D=334.4n/min 由機床技術(shù)資料得和 334.4 接近的有 280n/min 和 400n/min 取 280n/min 取 n=280m/min. 實際=17 m/min 、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280 x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量查出 +=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280 x0.62=0.32 (min) （2） 、擴孔 刀具直徑 do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n 和 f 都不變， 所以 Tm 同上 Tm=0.32 倒角刀具 15锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進(jìn)給。 （3） 、倒端面 A 倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。 檢驗機床功率 可以查出當(dāng) 160245HBS 2.80.6 41min3.4kw 按 C 車床說明書主電機功率11 可見比小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗按有關(guān)手冊 當(dāng)21 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8N.M 功率公式: CMcVc/30do=61.8x17/30 x21=1.67km 按 C 車床說明書主電機功率11KM 可見C 比小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要 工序四：拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒 為 0.06mm 拉削速度： 根據(jù) 機械加工工藝師手冊表 321 灰鑄鐵硬度大于 180HBS，拉刀 速度分組：二，花鍵孔表面粗糙度為 1.6，拉削速度范圍：4.53.5 v=0.06m/s(3.6m/min) 拉削進(jìn)給量： 根據(jù)機械加工工藝師手冊表 323，拉刀型式矩形齒花鍵拉刀，灰 鑄鐵 f=0.040.1 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 13 切削工時 未知拉刀長度公式： t=Z blk/1000vf zZ 式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 21mm 拉削到 25mm)； L 拉削表面長度，80mm； 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取 1.2； k 考慮機床返回行程系數(shù)，取 1.4 ； v 拉削速度（m/min） ； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=80/127 其本工時 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min) 工序五：粗銑 B 面 ，精銑 B 面 加工要求：粗銑 B 面，Ra=3.2。 用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm 機床 ：X62W 加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm 1. 粗銑 1) 選擇刀具 根據(jù)機械加工工藝師手冊銑削寬度 ae5mm 時。直徑為 do=50mm故齒數(shù) ，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀 銑刀幾何參數(shù) rn=10ao=16 2) 切削用量 本道工步切削寬度 ac30.8，根據(jù)機械加工工藝師手冊表 3013，銑床功率 510KW，工藝系統(tǒng)剛度為 中，鑲齒銑刀，加工材料為灰鑄鐵， 可選擇粗銑時每齒進(jìn)給量 af=0.20.3mm/z 3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7、銑刀刀齒后刀 面的最大磨損量為 0.6 鑲齒銑刀 do=50mm，刀具壽命 T=120min 4) 確定切削速度 VcZ=8, aP=40-70mm, ac=30.8, fz=f/z=0.07501mm/z Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12 Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000 x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160 x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160 x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 機床功率： 當(dāng) Vc=71m/min ae=3mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 14 切削功率的修正系數(shù)： 故 Pct0.8, 根據(jù) X62W 型銑床說明書，機床主軸允許的功率為 Pcm=7.50.75=5.63kw 故 PccPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=3mm Vf=80m/min=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mm/z 6) 基本工時 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm 精銑 B 面 1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 留半精銑的加工余量為 1，所以本道工步切削寬度 ae1mm，由于加工表面 精度要求 Ra=3.2 um.根據(jù)機械加工工藝師手冊表 3013 得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.51.2mm/r 就能滿足要求，但考慮到 X62W 功率為 7.5kw，機床為中等系統(tǒng) 剛度和 X62W 銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.6mm/r 3）決定切削速度 Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.9 確定 ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/ d=(1000 x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 n=210r/min Vf=nf=210 x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+=14mm 工序六： 銑削 8+0.030mm 槽 粗銑 8+0.030mm 槽 加工工件尺寸：8 +0.030mm , 長度 L=40mm 加工要求：高速鋼直齒三面刃銑刀（精密級 K8）加工余量 8 用乳化液冷卻 機床：X62W 1) 選擇刀具：由加工尺寸公差 0-0.3 。所以銑刀精度為精密級 K8 銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15 ao=12an=6Z=16 2) 選擇切削量 由于槽的深度為 8mm, 分兩次走完，一次走 7mm，一次走 1mm，ae=7mm ap=7mm 由切削用量簡明手冊表 3.3 確定 f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取 f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7,得最大磨損量 為 0.5 由表 3.8 確定刀具壽命：T=100min 其中 4) 決定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)給量 Vf、由切削用量簡明手冊3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv 無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書 15 Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =82.86m/min n=1000Vc/ do=100082.86/3.1463=418.87r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 nc=375r/min 實際速度 Vc= donc/1000=74.2m/min 選 Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選選 Vf=110mm/min fzc=110/37516=0.018mm/z 5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.28 公式 圓周力 fc=(CFa pxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表 28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù) X62W 型銑床說明書，功率足夠。 6) 基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+=14mm 精銑削 8+0.030mm 槽 加工工件尺寸：8 +0.030mm , 長度 L=40mm 加工要求：高速鋼直齒三面刃銑刀（精密級 K8）加工余量 8 用乳化液冷卻 機床：X62W 3) 選擇刀具：由加工尺寸公差 0-0.3 。所以銑刀精度為精密級 K8 銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15 ao=12an=6Z=16 4) 選擇切削量 由于槽的深度為 8mm, 分兩次走完，一次走 7mm，一次走 1mm，ae=7mm ap=7mm 由切削用量簡明手冊表 3.3 確定 f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取 f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7,得最大磨損量 為 0.5 由表 3.8 確定刀具壽命：T=100min 其中 4) 決定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)給量 Vf、由切削用量簡明手冊3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.