KCSJ-03萬向節(jié)滑動叉（撥叉）零件機械加工工藝規(guī)程及鉆花鍵底孔Φ43及锪沉頭孔Φ55車夾具設計【鉆花鍵底孔Φ43及锪沉頭孔Φ55車】【版本2】,鉆花鍵底孔Φ43及锪沉頭孔Φ55車,版本2,KCSJ,03,萬向節(jié),滑動,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,花鍵,底孔,43,锪沉頭孔,55,夾具,設計,版本 南昌航空大學學士學位論文 目 錄 1引言.............................................................................................................................2 2零件的分析 3 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的材料 3 2.3 零件的工藝分析........................................................................................................3 2.3.1. 結構分析 3 2.3.2 加工表面的技術要求分析 4 2.3.3. 表面處理內容及作用 4 3 工藝規(guī)程設計 5 3.1 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術要求 5 3.1.1 工藝要求 5 3.1.2 技術依據(jù) 5 3.2 生產(chǎn)類型的確定 5 3.3 確定毛坯的制造形式 6 3.4 制定工藝路線及方法 6 3.4.1加工方法的選擇 6 3.4.2 基準的選擇 6 3.4.3 制定工藝路線....................................................................................................7 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定............................................10 3.6 確定切削用量及基本工時...............................................................................13 3.6.1 加工條件............... ..............................................................................................13 3.6.2 計算切削用量...................................................................................................13 4夾具設計.......................................................................................................................25 4.1 問題的提出...........................................................................................................25 4.2 夾具設計..................................................................................................................25 4.2.1 定位基準的選擇............................................................................................ 25 4.2.2切削力及夾緊力計算.......................................................................................25 4.2.3 定位誤差分析...................................................................................................26 4.2.4 銑床夾具操作的簡要說明......................................................................... 27 4.2.5 車床夾具操作的簡要說明............................................................................27 總 結.................................................................................................................................29 參考文獻.................................................................................................................................30 致 謝...........................................................................................................................31 引言 本次畢業(yè)設計的課題名稱是萬向節(jié)滑動叉機加工藝及工裝設計。萬向節(jié)滑動叉位于傳動軸的端部，主要作用之一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力；二是當汽車后橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時，由本零件可以調整傳動軸的長短及其位置。萬向節(jié)滑動叉就是將萬向節(jié)叉和滑動花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個零件，其特征是該萬向節(jié)滑動叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動套為一體的整體式結構，其端部呈叉形結構，并設有兩個十字銷孔，用于安裝十字萬向節(jié)；在管內設有內花鍵，這種呈整體式結構的滑動叉，不僅加工容易、成本低，而且強度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬向節(jié)叉滑動套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以簡化萬向傳動裝置的結構，也滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動叉的研究有極大的實際意義。 本課題的研究及論文的撰寫是在焦老師的悉心指導下完成的。焦老師在百忙中給我們講解論文中的細節(jié)以及論文中所涉及的工藝分析，還有他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度也是我學習的榜樣。通過本次畢業(yè)設計，使我對本專業(yè)有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意義。 2 零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉，它位于傳動軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力；二是當汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個Φmm的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件Φ65mm外圓內為Φ50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。 2.2 零件的材料 萬向節(jié)滑動叉的材料選用45鋼，屬于優(yōu)等碳素結構鋼，經(jīng)調質處理后有良好的綜合機械性能和加工工藝性能，零件材料的選擇主要是考慮到滿足使用要求，同時兼顧材料的工藝性和經(jīng)濟性，45鋼滿足以上要求，所以選用45鋼。 45鋼調質后機械性能 屈服強度 抗拉強度 延伸率 布氏硬度 σ=550MN/m σb=750 MN/m δs=20% HB=235 2.3 零件的工藝分析 2.3.1. 結構分析 該零件由兩個叉頭和一個圓套筒內有的花鍵孔組成，類似套筒類零件，各部分作用如下： a. 零件的兩個叉頭部位上有兩個直徑為mm的孔，用以安裝滾針軸承和十字軸相聯(lián)，起萬向連軸節(jié)的作用； b. 在叉頭和花鍵孔套筒相聯(lián)結的筋條起過渡聯(lián)結和加強零件剛性作用，防止零件受阻變形； c. 外圓為Φ65mm，內圓Φ50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用以傳遞動力。 2.3.2 加工表面的技術要求分析 萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，他們相互間 有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： a. 以Φ39mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個Φmm的孔及其倒角，尺寸為的與兩個孔Φmm相垂直的平面，還有在平面上的四個M8螺孔。其中，主要加工表面為Φmm的兩個孔。 b. 以Φ50mm花鍵孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：Φmm十六齒方齒花鍵孔，Φ55mm階梯孔，以及Φ65mm的外圓表面和M60×1mm的外螺紋表面。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： (1) Φmm花鍵孔與Φmm二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100：0.2； (2) Φ39mm二孔外端面對Φ39mm孔垂直度公差為0.1mm； (3) Φmm花鍵槽寬中心線與Φ39mm中心線偏轉角度公差為2°。 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以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，并且保證它們之間的位置精確要求。 2.3.3. 表面處理內容及作用 由于零件受正反向沖擊性載荷，容易疲勞破壞，所以采用表面噴砂處理，提高表面硬度，還可以在零件表面造成殘余壓應力，以抵消部分工作時產(chǎn)生的拉應力，從而提高疲勞極限。 3工藝規(guī)程設計 3.1 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術要求 3.1.1 工藝要求 制定零件機械加工工藝過程是生產(chǎn)技術準備工作的一個重要組成部分。一個零件可以采用不同的工藝過程制造出來，但正確與合理的工藝過程應滿足以下基本要求： （1） 保證產(chǎn)品的質量符合圖紙和技術要求條件所規(guī)定的要求； （2） 保證提高生產(chǎn)率和改善勞動條件； （3） 保證經(jīng)濟性的合理。 3.1.2 技術依據(jù) （1）. 產(chǎn)品零件圖和裝配圖，技術條件； （2）. 毛坯生產(chǎn)和供應條件； （3）. 年生產(chǎn)綱領 （4）. 本車間生產(chǎn)條件（包括設備，工人技術等級，勞動場合條件等）； （5）. 工藝技術條件，手冊等。 3.2 生產(chǎn)類型的確定 計算零件生產(chǎn)綱領的公式： N=Q*n(1+&%)(1+β%) 其中： Q=5000輛/年（產(chǎn)品的年產(chǎn)量） n=1件/輛（每輛汽車該零件的數(shù)量） &=4（零件的備品率） β=1（零件的廢品率） 則 N=5000x1x(1+4%)x(1+1%)=5252（件） 根據(jù)生產(chǎn)綱領確定該零件為成批生產(chǎn)。 3.3確定毛坯的制造形式 零件材料為45鋼?？紤]到汽車在運行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應該選用鍛件，以使金屬纖維不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為5252件，已達大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對提高生產(chǎn)率、保證加工質量也是有利的。 模鍛毛坯具有以下特點： 1. 其輪廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量減少； 2. 其制造周期短，生產(chǎn)率高，保證產(chǎn)品質量。 3.4制定工藝路線及方法 3.4.1加工方法的選擇 零件各表面加工方法的選擇，不但影響加工質量，而且也要影響生產(chǎn)率和成本。同一表面的加工可以有不同的加工方法，這取決于表面形狀，尺寸，精度，粗糙度及零件的整體構型等因素。 主要加工面的加工方法選擇： （1） 兩個Φmm孔及其倒角可選用加工方案如下： a) 該零件的批量不是很大，考慮到經(jīng)濟性，不適用于鉆-拉方案 b) 該零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用鉆-鏜方案。 （2） 尺寸為mm的兩個與孔Φmm相垂直的平面根據(jù)零件外形及尺寸的要求，選用粗銑-磨得方案 （3） Φ50mm花鍵孔因孔徑不大，所以不采用先車后拉，而采用鉆-擴-拉方案。 （4） Φ65mm外圓和M60x1外螺紋表面均采用車削即可達到零件圖紙的要求 3.4.2 基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 3.4.2.1 粗基準的選擇 對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對本零件來說，如果以Φ65mm外圓（或Φ62mm外圓）表面作基準（四點定位），則可能造成這一組內外圓柱表面與零件的叉部外形不對稱。按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應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），現(xiàn)選擇叉部兩個Φmm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩個短V形塊支承這兩個Φmm的外輪廓作主要定位面，以消除 四個自由度，再用一對自動定心的窄口卡爪，夾持在Φ65mm外圓柱面上，用以消除 兩個自由度，達到完全定位。 3.4.2.2 精基準的選擇 精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 3.4.3. 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當適時零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)零件的結構形狀和技術要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方案： 3.4.3.1 工藝路線方案一 工序00 車外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。 工序05 兩次鉆孔并擴鉆花鍵底孔Φ43mm，锪沉頭孔Φ55mm。 工序10 倒角5×60°。 工序15 鉆Rc1/8底孔。 工序20 拉花鍵孔。 工序25 粗銑Φ39mm二孔端面。 工序30 精銑Φ39mm二孔端面。 工序35 鉆、擴、粗鉸、精鉸兩個Φ39mm孔至圖樣尺寸并锪倒角2×45°。 工序40 鉆M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°。 工序45 攻螺紋M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°。 工序50 沖箭頭。 工序55 檢查。 3.4.3.2 工藝路線方案二 工序00 粗銑Φ39mm二孔端面。 工序05 精銑Φ39mm二孔端面。 工序10 鉆Φ39mm二孔（不到尺寸）。 工序15 鏜Φ39mm二孔（不到尺寸）。 工序20 精鏜Φ39mm二孔，倒角2×45°。 工序25 車外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm 工序30 鉆、鏜孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。 工序35 倒角5×60°。 工序40 鉆Rc1/8底孔。 工序45 拉花鍵孔。 工序50 鉆M8mm螺紋底孔Φ6.7mm孔，倒角120°。 工序55 攻螺紋M8mm底孔Φ6.7mm，倒角120°。 工序60 沖箭頭。 工序65 檢查。 3.4.3.3 工藝路線方案三 工序00 車端面及外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。 工序05 鉆、擴花鍵底孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。 工序10 內花鍵孔5×60°倒角。 工序15 鉆錐螺紋Rc1/8底孔。 工序20 拉花鍵。 工序25 粗銑Φ39mm二孔端面。 工序30 鉆、擴Φ39mm二孔及倒角。 工序35 精、細鏜Φ39mm二孔。 工序40 磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07mm。 工序45 鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。 工序50 攻螺紋4-M8mm，Rc1/8。 工序55 沖箭頭。 工序60 終檢。 3.4.3.4 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工以花鍵孔為中心的一組表面，然后以此為基面加工Φ39mm二孔；而方案二則與此相反，先是加工Φ39mm孔，然后再以此二孔為基準加工花鍵孔及其外表面。兩相比較可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工Φ39mm二孔，這時的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。但方案一中的工序35雖然代替了方案二中的工序10、15、20，減少了裝夾次數(shù)，但在一道工序中要完成這么多工作，除了選用專門設計的組合機床（但在成批生產(chǎn)時，在能保證加工精度的情況下，應盡量不選用專用組合機床）外，只能選用轉塔機床。而轉塔車床目前大多適用于粗加工，用來在此處加工Φ39mm二孔是不合適的。 通過仔細考慮零件的技術要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)方案二還有其他問題，主要表現(xiàn)在Φ39mm兩個孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定：Φ39mm二孔中心線應與Φ55mm花鍵孔垂直，垂直公差為100：0.2；Φ39mm二孔與其外端面應垂直，垂直度公差為0.1mm。由此可以看出：因為Φ39mm二孔的中心線要求與Φ55mm花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測量Φ39mm孔時應以花鍵孔為基準。這樣做，能保證設計基準與工藝基準相重合。在上述工藝路線制訂中也是這樣做了的。同理，Φ39mm二孔與其外端面的垂直度（0.1mm）的技術要求在加工與測量時也應遵循上述原則。但在已制訂的工藝路線中卻沒有這樣做：Φ39mm孔加工時，以Φ55mm花鍵孔定位（這是正確的）；而Φ39mm孔的外端面加工時，也是以Φ55mm花鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準重合的原則，造成了不必要的基準不重合誤差。具體來說，當Φ39mm二孔的外端面以花鍵孔為基準加工時，如果兩個端面與花鍵孔中心線已保證絕對平行的話（這是很難得），那么由于Φ39mm二孔中心線與花鍵孔仍有100：0.2的垂直公差，則Φ39mm 孔與其外端面的垂直度誤差就會很大，甚至會造成超差而報廢。這就是由于基準不重合而造成的惡果。方案三解決了上述問題，因此，最后的加工路線確定如下： 工序00 車端面及外圓Φ62mm，Φ60mm，車螺紋M60×1mm。以 兩個叉耳外輪廓及Φ65mm外圓為粗基準，選用C620-1臥式車床，專用夾具裝夾。 工序05 鉆、擴花鍵底孔Φ43mm，并锪沉頭孔Φ55mm。以Φ62mm外圓為基準，選用C365L轉塔車床。 工序10 內花鍵孔5×60°倒角。選用C620-1車床加專用夾具。 工序15 鉆錐螺紋Rc1/8底孔。選用Z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排鉆RC1/8底孔主要是為了下道工序拉花鍵時消除回轉自由度而設置的一個定位基準。本工序以花鍵內底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉自由度。 工序20 拉花鍵孔。利用花鍵內底孔、Φ55mm端面及RC1/8錐紋孔定位，選用L6120臥式拉床加工。 工序25 粗銑Φ39mm二孔端面，以花鍵孔定位，選用X63臥式銑床加工。 工序30 鉆、擴Φ39mm二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z550立式鉆床加工。 工序35 精、細鏜Φ39mm二孔。選用T740型臥式金剛鏜床及用夾具加工，以花鍵內孔及端面定位。 工序40 磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07mm，以Φ39mm 孔及花鍵孔定位，選用M7130平面磨床及專用夾具加工。 工序45 鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。選用Z4012立式及 專用夾具加工，以花鍵孔及Φ39mm孔定位。 工序50 攻螺紋4-M8mm，Rc1/8。 工序55 沖箭頭。 工序60 終檢。 以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。 3.5機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 “萬向節(jié)滑動叉”零件材料為45鋼，硬度207～241HBS，毛坯重量約為6Kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 根據(jù)上述原是資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.外圓表面（Φ62mm及M60×1mm） 考慮其加工長度為90mm，與其聯(lián)結的非加工表面直徑為Φ65mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為Φ65mm。Φ62mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為Rz200μm,只要求粗加工，此時直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。 2.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面） 查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表2.2-14，其中鍛件重量為6Kg，鍛件復雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質系數(shù)取M1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）＞180～315mm，故長度方向偏差為mm。 長度方向的余量查《工藝手冊》表2.2～2.5，其余量值規(guī)定為2.0～2.5mm，現(xiàn)取2.0mm。 3.兩內孔Φ39mm（叉部） 毛坯為實心，不沖出孔。兩內孔精度要求界于IT7～IT8之間，參照《工藝手冊》表2.3-9及表2.3-12確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：Φ25mm 鉆孔：Φ37mm 2Z=12mm 擴鉆：Φ38.7mm 2Z=1.7mm 精鏜：Φ38.9mm 2Z=0.2mm 細鏜：Φmm 2Z=0.1mm 4.花鍵孔（16-Φmm×Φmm×mm） 要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。 內孔尺寸為Φmm，見圖樣。參照《工藝手冊》表2.3-9確定孔的加工余量分配： 鉆孔：Φ25mm 鉆孔：Φ41mm 擴鉆：Φ42mm 拉花鍵孔（16-Φmm×Φmm×mm） 花鍵孔要求外徑定心，拉削時的加工余量參照《工藝手冊》表2.3-19取2Z=1mm。 5.Φmmmm二孔外端面的加工余量（加工余量的計算長度為mm） （1）按照《工藝手冊》表2.2-25，取加工精度F2，鍛件復雜系數(shù)S3， 鍛件重6Kg，則二孔外端面的單邊加工余量為2.0～3.0mm，取Z=2mm。鍛件的公差按《工藝手冊》表2.2-14，材質系數(shù)取M1，復雜系數(shù)S3，則鍛件的偏差為 mm。 （2）磨削余量：單邊0.2mm（見《工藝手冊表2.3-21》），磨削公差即零件公差-0.07mm。 （3）銑削余量：銑削的公差余量（單邊）為： Z=2.0-0.2=1.8（mm） 銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級，因此可知本工序的加工公差為-0.22mm（入體方向）。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設計規(guī)定零件為大批生產(chǎn)，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予確定。 Φ39mm二孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布見圖。 毛坯名義尺寸118+2x2=122 118+0.2x2=118.4 最大余量 118 最小余量 最大余量 最小余量 磨 粗銑 -0.07/2 -0.02/2 -0.7 +1.3 Φ39mm孔外端面工序間尺寸公差分布圖（調整法） 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 118+2×2=122（mm） 毛坯最大尺寸： 122+1.3×2=124.6（mm） 毛坯最小尺寸： 122-0.7×2=120.6（mm） 粗銑后最大尺寸： 118+0.2×2=118.4（mm） 粗銑后最小尺寸： 118.4-0.22=118.18（mm） 磨后尺寸與零件圖尺寸應相符，即1180-0.07mm 最后，將上述計算的工序間尺寸及公差整理成表1。 表1加工余量計算表(mm) 工 序 加 工 尺 寸 及 公 差 鍛件毛坯 （Φ39mm二端面，零件尺寸1180-0.07） 粗銑二端面 磨二端面 加工前尺寸 最大 124.6 118.4 最小 120.6 118.18 加工后尺寸 最大 124.6 118.4 118 最小 120.6 118.18 117.93 加工余量（單邊） 2 最大 3.1 0.2 最小 1.21 0.125 加工公差 +1.3 -0.7 -0.22/2 -0.07/2 3.6確定切削用量及基本工時 工序15：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計算法確定切削用量。 3.6.1加工條件 工件材料：45鋼正火，σb=0.60GPa、模鍛。 加工要求：粗車Φ60mm，斷面及Φ60mm、Φ62mm外圓，Rz200μm；車螺紋M60×1mm。 機床：C620-1臥式車床。 刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm2，κr=90°， r0=15°，а0= 12°，rε=0.5mm。60°螺紋車刀：刀片材料：W18Cr4V。 3.6.2計算切削用量 （1）粗車M60×1mm端面 1） 已知毛坯長度方向的加工余量為mm，考慮7°的模鍛拔 模斜度，則毛坯超過年度方向的最大加工余量Zmax=7.5mm。但實際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個Φ40mm芯部待以后鉆孔時加工掉，故此時實際端面最大加工余量可按Zmax=5.5mm考慮，分兩次加工，аp=3mm計。 長度加工公差按IT12級，取-0.46mm（入體方向） 2） 進給量f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》）表1.4，當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，аp≤3mm以及工件直徑為60mm時 f=0.5～0.7mm/r 按C620-1車床說明書（見《切削手冊》表1.30）取 f=0.5mm/r 3） 計算切削速度 按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）。 Vc=Cv/TmаpXvfYvkv（m/min） 其中：Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù)Kv見《切削手冊》表1.28，即 kmv=1.44，ksv=0.8，kkv=1.04，kkrv=0.81，kBv=0.97。 所以 Vc=242/600.2×30.15×0.50.35×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97 =108.6（m/min） 4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/∏dw=532（m/min） 按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2-8），與532r/min相近的機床轉速為480r/min及600r/min。現(xiàn)選取nw=600r/min。如果選nw=480r/min，則速度損失太大。 所以實際切削速度v=122m/min。 5） 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 l=65-40/2=12.5（mm），l1=2mm，l2=0，l3=0 tm=l1+l2+l3/nwfi=12.5+2/600*0.5=0.096（min） （1） 粗車Φ62mm外圓，同時應校驗機床功率及進給機構強度。 1） 切削深度 單邊余量Z=1.5mm，可一次切除。 2） 進給量 根據(jù)《切削手冊》表1.4，選用f=0.5mm/r。 3） 計算切削速度 見《切削手冊》表1.27 Vc=Cv/TmаpXvfYvkv =116 （m/min） 4） 確定主軸轉速 ns=1000vc/∏dw =568 （r/min） 按機床選取n=600r/min 所以實際切削速度 V=∏dn/1000=∏65x600/1000=122(m/min) 5） 檢驗機床功率 主切削力Fc按《切削手冊》表1.29所示公式計 算 Fc= CFc FcFcFcKFc 其中：CFc=2795，XFc=1.0，YFc=0.75，nFc=-0.15， =(σb/650) =0.94 kkr=0.89 所以 Fc=2795×1.5×0.50.75×122-0.15×0.94×0.89 =1012.5（N） 切削時消耗功率Pc為 Pc=FcVc/6x=2.06(Kw) 由《切削手冊》表1.30中C620-1機床說明書可知，C620-1主電動機功率為7.8kW，當主軸轉速為600r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.5kW，所以機床功率足夠，可以正常加工。 6） 校驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主切削力Fc=1012.5N，徑向切削力Fp按《切削手冊》表1.29所示公式計算 Fp= CFp FpFpFpKFp 其中：CFp=1940，xFp=0.9，yFp=0.6，nFp=-0.3 =(σb/650) =0.897 Kkr=0.5 所以 Fp=1940×1.50.9×0.50.6×122-0.3×0.897×0.5 =195（N） 而軸向切削力Ff= CFfFfFpKFp 其中：CFf =2880，xFf=1.0，yFf=0.5，nFf=-0.4 kM=(σb/650)=0.923 kk=1.17 軸向切削力Ff=2880×1.5×0.50.5×122-0.4×0.923×1.17 =480（N） 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1，則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為 F=Ff+μ（Fc+Fp） =480+0.1（1012.5+195）=600（N） 而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為3530N（見《切削手冊》表1.30），故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 7） 切削工時 t=l+l1+l2/nf 其中l(wèi)=90，l1=4，l2=0 所以 t=90+4/600×0.5=0.31（min） （2） 車Φ60mm外圓柱面 аp=1mm f=0.5mm/r（《切削手冊》表1.6，Ra=6.3μm，刀夾圓弧半 徑rs=1.0mm） Vc=Cv/TmаpXvfYvkv 其中：Cv=242 m=0.2,T=60 xv=0.15,yv=0.35,kM=1.44,kk=0.81 Vc=159(m/min) n=843(r/min) 按機床說明書取n=770r/min 則此時 v=145m/min 切削工時 t=（l+l1+l2）/nf 其中：l=20 l1=4 l2=0 所以 t=（20+4）/770×0.5=0.062（min） （3） 車螺紋M60×1mm 1）切削速度的計算 見《切削用量手冊》（艾興、肖詩綱編，機械工業(yè)出版社，1985）表21，刀具壽命T=60min，采用高速螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時аp =0.08，走刀次數(shù)i=2 Vc=Cv/TmаpXvfYvkv 其中：Cv=11.8，m=0.11，xv=0.70，yv=0.3，螺距t1=1 kM=（0.637/0.6）1.75=1.11，kk=0.75 所以粗車螺紋時： Vc=21.57(m/min) 精車螺紋時 Vc=36.8(m/min) 2）確定主軸轉速 粗車螺紋時 n1=1000vc/∏D=1000×21.57/∏60=114.4（r/min） 按機床說明書取 n=96r/min 實際切削速度 vc=18m/min 精挑螺紋時 n1=1000vc/∏D=1000×36.8/∏60=195（r/min） 按機床說明書取 n=184r/min 實際切削速度 vc=34m/min 3）切削工時 取切入長度l1=3mm 粗車螺紋工時 t1 =（l+ l1） /nf*i=0.75(min) 精車螺紋 t2 =（l+ l1） /nf*i=0.18 所以車螺紋的總工時為t=t1+t2=0.93（m/min） 工序20：鉆、擴花鍵底孔Φ43mm及锪沉頭孔Φ55mm，選用機床：轉塔車床C365L。 1. 鉆孔Φ25mm f=0.41mm/r （見《切削手冊》表2.7） v=12.25m/min （見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） nS=1000v/∏dW=1000×12.25/∏25=155（r/min） 按機床選取nW=136r/min（按《工藝手冊》表4.2-2） 所以實際切削速度 v=∏dWnW/1000=10.68（m/min） 切削工時 t=（l+l1+l2）/nWf=3(min) 其中：切入l1=10mm，切出l2=4mm l=150mm 2. 鉆孔Φ41mm 根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆 同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為 f=（1.2～1.8）f鉆 v=（1/2～1/3）v鉆 式中f鉆、v鉆---加工實心孔時的切削用量。 現(xiàn)已知 f鉆 =0.56mm/r （《切削手冊》表2.7） v鉆=19.25m/min （《切削手冊》表2.13） 并令 f=1.35f鉆=0.76mm/r 按機床選取f=0.76mm/r v=0.4v鉆=7.7m/min nS =1000v/∏D=59(r/min) 按機床選取nW=58r/min 所以實際切削速度為 v=∏41*58/1000=7.47(m/min) 切削工時 l1=7mm，l2=2mm，l=150mm t=(150+7+2)/0.76x59=3.55(min) 3．擴花鍵底孔 Φ43mm 根據(jù)《切削手冊》表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴Φ43mm孔時的進給量，并根據(jù)機床規(guī)格選f=1.24mm/r 擴孔鉆擴孔時的切削速度，根據(jù)其他有關資料，確定為 v=0.4v鉆 其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度。 故 V=0.4 × 19.25=7.7（m/min） nS =1000*7.7/∏*43=57(r/min) 按機床選取 nW=58r/min 切削工時切入l1=3mm，，切出 l2=1.5mm t=(150+3+1.5)/58*1.24=2.14(min) 4锪圓柱式沉頭孔 Φ55 根據(jù)有關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2-1/3，故 f=1/3f鉆=1/3 × 0.6=0.2（mm/r） 按機床取0.21mm/r v=1/3v=1/3 × 25=8.33（m/mm） nS =1000v/∏D=48(r/min) 按機床選取nW=44r/min，所以實際切削速度 v=∏DnW /1000=8.29(m/min) 切削工時 切入 l2=2mm，l2=0，l=8mm t=（l+l1+l2）/nf=1.08(min) 在本工步中，加工Φ55mm沉頭空的測量長度，由于工藝基準與設計基準不重合，故需要進行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應保證尺寸45mm。 尺寸鏈如下圖所示，尺寸45mm為終結環(huán)，給定尺寸185mm及 45mm，由于基準不重合，加工時應保證尺寸A A=185-45=140（mm） 規(guī)定公差值。因終結環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，即 T（45）=T（185）+T（140） 現(xiàn)由于本尺寸鏈較簡單，故分配公差采用等公差法。尺寸45mm按自由尺寸取公差等級IT16，其公差T（45）=1.6mm，并令T（185）=T（140）=0.8 mm 45 A 185 Φ55mm孔深的尺寸換算 工序25：Φ43mm內孔5×30°倒角，選用臥式車床C620-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進給量。根據(jù)手冊及機床取 f=0.08mm/r （見《切削手冊》表1.8） 當采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般材料，確定切削速度v=16m/min 則 ns=1000v/∏D=1000×16/∏43=118（r/min） 按機床說明書取nW=120r/min，則此時切削速度為 v=∏DnW/1000=16.2（m/min） 切削工時 l=5mm l1=3mm t=（l+l1）/nWf=0.83（min） 工序30：鉆錐螺紋Rc1/8底孔（Φ8.8mm） f=0.11mm/r （《切削手冊》表2.7） v=25m/min （《切削手冊》表2.13） 所以 n=1000v/∏D=1000×25/∏×8.8=904（r/min） 按機床選取nW=680r/min （《切削手冊》表2.35） 實際切削速度 v=∏Dn/1000=∏×8.8×680/1000=18.8（m/min） 切削工時 l=11mm，l1=4mm，l2=3mm t=（l+l1+l2）/nWf=0.24(min) 工序35：拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度v=0.06m/s（3.6m/min） 切削工時 t= Zblηk/1000vfZz 式中 Zb-----單面余量3.5mm（由Φ43mm拉削到Φ50mm）； l-----拉削表面長度，140mm； η-----考慮校準部分的長度系數(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）=1.35 =16mm 所以 拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=140/16≈9 所以 t=3.5×140×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×9=0.42（min） 工序40：粗銑Φ39mm二孔端面，保證尺寸118.40-0.22mm fz=0.08mm/齒 （參考《切削手冊》表3-3） 切削速度：參考有關手冊，確定v=0.45m/s即27m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dW=225mm，齒數(shù)z=20。則 ns=1000v/∏dW=1000×27/∏225=38（r/min） 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取nW =37.5r/min，故實際切削速度為 v=∏dWnW/1000=∏×225×37.5/1000=26.5（m/min） 當nW =37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為 fm=fzznW=0.08×20×37.5=60（m/min） 查機床說明書，剛好有fm=60m/min，故直接選用該值。 切削工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程l+l1+l2=105mm，則機動工時為 tm=（l+l1+l2）/fM=105/60=1.75(min) 工序45： 鉆、擴Φ39mm二孔及倒角。 1. 鉆孔Φ25mm 確定進給量f：根據(jù)《切削手冊》表2.7，當鋼σb＜800MPa，d0=Φ25mm 時，f=0.39～0.47mm/r。由于本零件在加工Φ25mm孔時屬于低鋼度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 f=（0.39～0.47）×0.75=0.29～0.35（mm/r） 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊》表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 ns=1000v/∏dW=1000×18/∏×25=229（r/min） 根據(jù)機床說明書，取nW=195r/min，故實際切削速度為 v=∏dWnW/1000=∏×25×195/1000=15.3（m/min） 切削工時 l=19mm l1=9mm l2=3mm tW1= （l+l1+l2）/nWf=19+9+3/195*0.25=0.635（min） 以上為鉆一個孔時的機動時間。故本工序的機動工時為 tM=tM1×2=0.635×2=1.27（min） 2. 擴鉆Φ37mm孔 利用Φ37mm的鉆頭對Φ25mm 的孔進行擴鉆。根據(jù)有關手冊的規(guī)定，擴 鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 f=（1.2～1.8）f鉆=（1.2～1.8）×0.65×0.75 =0.585～0.87（mm/r） 根據(jù)機床說明書，選取f=0.57mm/r v=（1/2～1/3）v鉆=（1/2～1/3）×12 =6～4（m/min） 則主軸轉速為n=51.6～34r/min并按機床說明書取nW=68r/min。 實際切削速度為 v=∏dWnW/1000=∏×25×195/1000=15.3（m/min） 切削工時（一個孔）：l=19mm， l1=6mm， l2=3mm t1=（19+6+3）/nWf=0.72(min) 當擴鉆兩個孔時，機動工時為 t=0.72×2=1.44（min） 3. 擴孔Φ38.7mm 采用刀具：Φ38.7專用擴孔鉆。 進給量：f=（0.9～1.2）×0.7 （《切削手冊》表2.10） =0.63～0.84（min/r） 查機床說明書，取f=0.72mm/r。 機床主軸轉速：取n=68r/min，其切削速度v=8.26m/min。 機動工時 l=19mm， l1=3mm， l2=3mm t1=(19+3+3)/nf=0.51(min) 當加工兩個孔時 tm=0.51×2=1.02（min） 4. 倒角2×45°雙面 采用90°锪鉆。 為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與擴孔時相同： n=68r/min 手動進給。 工序50：精、細鏜Φmm二孔，選用機床：T740金剛鏜床。 （1）精鏜孔至Φ38.9mm，單邊余量Z=0.1mm，一次鏜去全部余量，аp =0.1mm。 進給量 根據(jù)有關手冊，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min，則 nW=1000v/∏D=1000×100/∏×39=816（r/min） 由于T740金剛鏜床主軸轉速為無級調速，故以上轉速可以作為加工時使用的轉速。 切削工時：當加工一個孔時 l=19mm， l1=3mm， l2=4mm t1=（l+l1+l2）/nWf=0.32（min） 所以加工兩個孔時的機動時間為 t=0.32×2=0.64（min） （2）細鏜孔至Φmm。由于細鏜與精鏜孔共用鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精鏜相同 аp=0.05mm； f=0.1mm/r； nW=816r/min，v=100m/min； t=0.64min 工序55：磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07mm （1）選擇砂輪。見《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，結果為 WA46KV6P350×40×127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46#，硬度為中軟1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為