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xxxxx CA6140撥叉831002工藝規(guī)程制定及凹槽銑夾具設計 姓 名： xxx 學 號： zzz 班 級： xxx 指導教師： xxx 日 期： 2013年1月2日 設計任務書 題目：CA6140撥叉831002工藝規(guī)程制定及凹槽銑夾具設計 內容： 零件圖 1張 毛坯圖 1張 機械加工工藝卡片（或者工藝過程卡片和工序卡片） 1套 夾具總裝圖 1張 夾具體零件圖 1張 課程設計說明書 1份 2 目錄 一、零件分析 1 1、零件的作用 1 2.零件的工藝分析 1 二、工藝規(guī)程的設計 1 1確定毛坯的制造形式 1 2基準的選擇 1 3、制定工藝路線 2 4、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 5.確定切削用量及基本工時（機動時間） 9 工序一切削用量的及基本時間的確定： 9 工序二切削用量的及基本時間的確定： 12 工序三切削用量的及基本時間的確定： 13 工序四切削用量的及基本時間的確定： 14 工序五切削用量的及基本時間的確定： 16 工序六切削用量的及基本時間的確定： 18 工序七切削用量的及基本時間的確定： 20 工序八切削用量的及基本時間的確定： 20 工序九切削用量的及基本時間的確定： 21 工序十切削用量的及基本時間的確定： 22 三、夾具的設計 23 1、問題的提出 23 2、夾具設計的有關設計 23 1）定位基準的選擇 23 2）切削力及夾緊力計算 24 3、定位誤差分析 24 1）定位元件尺寸及公差確定： 25 2）尺寸及公差： 25 3）夾具設計及操作簡要說明 25 4）銑床夾具裝配圖見附圖 25 四、設計總結 26 參考文獻 27 0 一、零件分析 1、零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換擋，使主軸回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φ25孔與操縱機構相連，下方的φ60半孔則是用于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，鑄造時鑄出完整的圓加工后切開。 2.零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 孔φ25H7 、控制槽側面，撥叉腳圓孔φ60及其兩端面 螺紋孔M22×1.5及其端面、撥叉底面、φ25孔端面、撥叉腳φ60圓孔端面，撥叉腳兩端面與φ25孔中心線的垂直度誤差為0.1mm，控制槽兩側面與小頭孔φ25側面的垂直度誤差為0.08mm。 由上面分析所知，對于兩組加工表面而言可以加工其中一組表面，然后借助專用夾具加工另外一組表面，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 二、工藝規(guī)程的設計 1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200。最低抗拉強度為200MPa的灰鑄鐵）?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批量生產，故選擇金屬模機械砂型鑄造毛坯。 零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近?？紤]鑄造應力，φ25的通孔不必鑄出。 毛坯尺寸通過確定加工余量后決定，然后再設計、繪制毛坯圖。 2基準的選擇 1)粗基準的選擇 合理地選擇定位基準，對于保證加工精度和確定加工順序都有決定性的影響。在最初的一道工序中，只能用毛坯尚未加工的表面作為定位基準，這種定位基準稱為粗基準。選擇不加工表面作為粗基準可以保證加工面與不加工面之間的相互位置精度，故一般對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，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粗基準。根據這個粗基準選擇原則，現(xiàn)選取φ孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組短V形塊支承這兩個φ42mm作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，這樣就達到了達到完全定位,然后進行銑削加工。 2)精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，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、制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面等技術要求能得到合理的保證。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,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并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《機械制造工藝設計簡明手冊》第20頁表1.4-6、1.4-7、1.4-8，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 1）方案一 工序一 以φ42mm外圓一個端面為粗基準，粗銑φ25mm孔兩端面。 工序二 精銑φ25mm孔兩端面。 工序三 以φ25mm孔一個端面為精基準，鉆、擴、鉸φ25mm孔。 工序四 以φ25mm孔為精基準，粗銑φ60mm孔上下端面。 工序五 以φ25mm孔為精基準，精銑φ60mm孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1mm。 工序六 以φ25mm孔為精基準，銑螺紋孔端面。 工序七 以φ25mm孔為精基準，鉆一個φ20mm孔。 工序八 攻M22×1.5螺紋。 工序九 以φ25mm孔為精基準，粗鏜、精鏜φ60mm孔。 工序十 以φ25mm孔為精基準，銑槽端面。 工序十一 以φ25mm孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔的垂直度誤差是0.08mm。 工序十二 銑斷 工序十三 去毛刺 工序十四 檢驗 2）方案二 工序一 以φ42mm外圓，φ42mm外圓一個端面為粗基準，粗銑φ25mm孔兩端面。 工序二 精銑φ25mm孔兩端面。 工序三 以φ25mm孔一個端面為精基準，鉆、擴、鉸φ25.mm孔。 工序四 以φ25mm孔為精基準，粗銑φ60mm孔上下端面。 工序五 以φ25mm孔為精基準，精銑φ60mm孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1mm。 工序六 以φ25mm孔為精基準，銑螺紋孔端面。 工序七 以φ25mm孔為精基準，鉆一個φ20mm孔。 工序八 攻M22×1.5螺紋。 工序九 以φ25mm孔為精基準，銑槽端面。 工序十 以φ25mm孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔的垂直度誤差是0.08mm。 工序十一 以φ25mm孔為精基準，粗鏜、精鏜φ60mm孔。 工序十二 銑斷 工序十三 工序 十三 去毛刺 工序十四 檢驗 3）方案三 工序一 以φ42mm外圓一個端面為粗基準，同時粗銑φ25mm孔兩端面。 工序二 精銑φ25mm孔兩端面。 工序三 以φ25mm孔一個端面為精基準，鉆、擴、鉸φ25.mm孔。 工序四 以φ25mm孔為精基準，同時精銑φ60mm孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1mm。 工序五 以φ25mm孔為精基準，粗鏜、精鏜φ60mm孔。 工序六 銑斷 工序七 以φ25mm孔為精基準，銑螺紋孔端面。 工序八 以φ25mm孔為精基準，鉆一個φ20mm孔。 工序九 攻M22×1.5螺紋。 工序十以φ25mm孔為精基準，銑槽端面。 工序十一以φ25mm孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔的垂直度誤差是0.08mm。 工序十二 去毛刺 工序十三檢驗 4）方案的分析與比較 1.確定工序數(shù)的基本原則： （1）．工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 （2）．工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 2.粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）．粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2）．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3）．應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4）．應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5）．粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度 3.精基準選擇的原則： （1）．基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 （2）．基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 （3）．互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 （4）.自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 根據以上的各個原則對各個方案之間分析對比如下： 方案一工序不利于工件的裝卡和各個工序之間的銜接，比較適合單間生產。而且在以φ25mm孔為精基準，粗鏜、精鏜φ60mm孔之前就進行了以φ25mm孔為精基準，銑螺紋孔端面、鉆一個φ20mm孔、攻M22×1.5螺紋等工序，雖然是以φ25mm孔為精基準，但是在剩下的一個自由度的限制上采用了非加工面進行定位，無法保證零件的位置精度的要求。方案二工序與方案一大致相同。但是同樣在進行以φ25mm孔為精基準，粗鏜、精鏜φ60mm孔之前就進行了以φ25mm孔為精基準，銑螺紋孔端面、鉆一個φ20mm孔、攻M22×1.5螺紋、以φ25mm孔為精基準，銑槽端面，以φ25mm孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔的垂直度誤差是0.08mm等工序除了一工序中螺紋孔及其端面無法保證精度外槽的平面及槽的垂直度要求更是難以保證。方案三是在總結了前兩種方案的基礎之上加以改進的。方案三不僅考慮到了要先加工φ60mm，并且在以φ25mm孔為精基準的基礎上以此孔為基準進行輔助定位，以確保零件加工過程中的裝卡便捷性和最終零件的位置精度。方案三較前兩個方案運用一次對刀同時用兩把刀銑兩個端面的思路，不僅在物流方面更加適合流水作業(yè)，而且大大提高了加工的效率同時減少了工人的勞動量以及加工成本。有利于企業(yè)在商業(yè)競爭中的“成本優(yōu)勢”的有效提高，符合工業(yè)工程的思想。 故而最終加工路線確定為方案三。 4、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 1）、確定毛坯種類： 零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇金屬型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT7-9。 2）、確定毛坯余量 φ25mm孔外端面的毛坯余量 材料為HT200，采用金屬型鑄造， 查《工藝設計手冊》表2.2-5得尺寸公差等級7～9，取8級，加工余量等級為F，查表2.2-4得加工余量數(shù)值為1.5～2.0mm，取單邊余量Z=2.0mm。 mm孔的毛坯為實心，未鑄出孔。 φ60mm孔外端面的毛坯余量 材料為HT200，采用金屬型鑄造，查《工藝設計手冊》表2.2-5得尺寸公差等級7～9，取8級，加工余量等級為F，查表2.2-4得加工余量數(shù)值為1.5～2.0mm，取單邊余量Z=2.0mm。 mm孔的毛坯余量 材料為HT200，采用金屬型鑄造，查《工藝設計手冊》表2.2-5得尺寸公差等級7～9，取8級，加工余量等級為F，查表2.2-4得加工余量數(shù)值為1.5～2.0mm，取單邊余量Z=2.0mm。 控制槽端面 材料為HT200，采用金屬型鑄造，查《工藝設計手冊》表2.2-5得尺寸公差等級7～9，取8級，加工余量等級為F，查表2.2-4得加工余量數(shù)值為1.5～2.0mm，取單邊余量Z=2.0mm。 32mm×32mm螺紋孔端面的毛坯余量 材料為HT200采用金屬型，查《工藝設計手冊》表2.2-5得尺寸公差等級7～9，取9級，加工余量等級為F，查表2.2-4得加工余量數(shù)值為2.0～2.5mm，取單邊余量Z=2.5mm。 M22×1.5螺紋孔毛坯為實心，未鑄造出孔。 3）、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（工步）的工序（工步）尺寸按零件圖樣的要求標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序（或工步）尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關。當基準不重合時，工序（或工步）尺寸應用工藝尺寸鏈計算。 本零件各加工表面的加工方法（即加工工藝路線）已經在前面根據有關資料確定，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《現(xiàn)代制造工藝設計方法》中的精、半精加工余量建議值來確定，粗加工工序（或工步）加工余量不是從表中查出確定，而為加工余量（毛坯余量）減去其余（后續(xù)）工序（或工步）各加工余量之和。 前面根據有關資料已查出本零件個加工表面的加工余量（即毛坯余量），應將加工總余量分配給各工序（或工步）的加工余量，然后由后往前計算工序（或工步）尺寸。 本零件各加工表面的工序（或工步）的尺寸精度，表面粗糙度，除了最后工序（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《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4—7、表1.4—8等及參考表1.4—17定公差等級（即IT）和表面粗糙度。公差等級確定后，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4—24得出公差值，然后按“入體”原則標注上下偏差。 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、表面粗糙度如下表所示。 加工表面 工序（或工步）(mm) 工序（或工步）余量（mm） 工序（或工步）基本尺寸(mm) 工序（或工步）經濟精度 工序（或工步）尺寸及其偏差（mm） 表面粗糙度 公差等級 公差（mm） Φ25孔外端面 精銑 2Z=1 80 IT9 0.074 3.2 粗銑 2Z=3 81 IT12 0.35 6.3 毛坯 2Z=4 84 84 —— Φ25 H7孔 鉸 2Z=0.5 φ25 IT7 0.021 1.6 擴 2Z=1.5 24.5 IT13 0.33 6.3 鉆孔 2Z=23 23 IT13 0.33 12.5 毛坯 實心 —— —— —— —— —— 撥叉腳圓Φ60孔外端面 精銑 2Z=1 12 IT11 0.11（） 3.2 粗銑 2Z=3 13 IT12 0.18 6.3 毛坯 2Z=4 16 16 —— 撥叉腳孔Φ60H12 精鏜 2Z=0.4 φ60 IT12 0.30 3.2 粗鏜 2Z=3.6 φ59.6 IT13 0.46 6.3 毛坯 2Z=4 φ56 Φ56 —— 控制槽端面 粗銑控制槽端 Z=1.5 44 IT12 0.3 6.3 毛坯 Z=1.5 45.5 45.5 —— 控制槽兩側面 半精銑控制槽兩側面 Z=2 16 IT11 0.11 3.2 粗銑控制槽 Z=8 8 IT12 0.15 6.3 毛坯 實心 —— —— —— —— —— 螺紋孔端面 粗銑 Z=2 36 IT12 0.25 6.3 毛坯 Z=2 38 38 —— M22×1.5螺紋孔 攻螺紋 M22 M22 3.2 鉆孔 2Z=20.5 20.5 3.2 毛坯 實心 —— —— —— —— —— 撥叉腳底面 銑斷 Z=2 124.11 IT12 0.40 6.3 毛坯 Z=2 126.11 126.11 —— 5.確定切削用量及基本工時（機動時間） 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量——背吃刀量(即切削用量)、進給量及切削速度。確定方法是：先確定切削深度（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；而粗加工全部余量也最好在一次走刀中去除，在中等功率機床上一次走刀可達8~11mm）和進給量（根據本工序或工步的加工表面粗糙度確定進給量，對粗加工工序或工步，根據加工表面粗糙度初選進給量后還要校驗機床進給機構強度），再確定切削速度[可用查表法或計算法得出切削速度]，用《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）公式(m/min)換算出查表或計算法所得的轉速，根據在選擇的機床實有的主軸轉速表中選取接近的主軸轉速作為實際的轉速，用公式(m/min)再換算出實際的切削速度填入工藝文件中。對粗加工，選取實際切削速度、實際進給量和背吃刀量之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝卡片中。 工序一切削用量的及基本時間的確定： 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 加工要求：粗銑φ42兩端面，保證兩端面之間的尺寸為81mm，切削寬度42mm, 單邊加工余量為z=1.5mm；機床為XA6132型萬能升降臺銑床；工件裝夾在專用夾具上。 確定切削用量及基本工時 切削用量的確定采用查表法和公式法。 選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-27，選擇YG6硬質合金端銑刀，根據《切削用量簡明手冊》（以下簡稱《切削手冊》）表3.1選取銑刀外徑200mm，根據《切削手冊》表3.16選取銑刀齒數(shù)z=16。根據《切削手冊》表3.2，選擇刀具前角＝0°，后角＝8°，副后角=10°，刀齒斜角=－20°,主偏角=30°,過渡刃傾角=30°,副偏角=5°過渡刃寬=1.5mm。 確定切削用量 (a).確定銑削深度：由于單邊加工余量z=1.5mm，粗銑一刀可以走完所有余量，故取=1.5mm。 (b).確定每齒進給量：根據《切削手冊》表3.30 ，查得XA6132銑床功率為7.5kw，根據《切削手冊》表3.5，查得=0.14~0.24mm/z　取=0.18 mm/z. (c).選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0~1.5mm；根據《切削手冊》表3.8銑刀直徑=200mm硬質合金端銑刀得耐用度T=240min。 (d).確定切削速度：可根據《切削手冊》表3.16可知=89m/min。則:===141.7r/min 根據《切削手冊》表3.30，XA6132選取主軸轉速=150r/min 則實際的切削速度為: ===94.2r/min。 當=150r/min時，工作臺每分鐘進給量速度()為： ===0.18×16×150=432mm/min 根據《切削手冊》表3.30，XA6132銑床工作臺進給量，沒有=432mm/min。故取=475mm/min 計算基本工時 銑刀行程為294.22mm，查《切削手冊》表3.26，取入切量及超切量y+△=14mm,則基本工時為： 。 （1） 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 精銑φ25孔兩端面，保證兩端面之間的尺寸為80mm。銑削寬度ae=42mm，單邊加工余量z=0.5mm，選用XA6132型萬能升降臺銑床，使用專用銑床夾具。 （2）確定切削用量及基本工時 選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-27，選擇YG6硬質合金端銑刀，根據《切削手冊》表3.1，選取銑刀外徑80mm，根據《切削手冊》表3.16，選取銑刀齒數(shù)z=10。根據《切削手冊》表3.2，選擇刀具前角＝0°，后角＝8°，副后角=10°，刀齒斜角=－20°,主偏角=30°,過渡刃傾角=30°,副偏角=5°過渡刃寬=1.5mm。 確定切削用量 (a).確定銑削深度：由于單邊加工余量z=0.5mm，可以精銑一刀走完所有余量，故取=1.5mm。 (b).確定每齒進給量：根據《切削手冊》表3.30 ，查得XA6132銑床功率為7.5kw，根據《切削手冊》表3.5由機床功率查得=0.05~0.1mm/z　取=0.1 mm/z. (c).選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.3~0.5mm；根據《切削手冊》表3.8銑刀直徑=80mm硬質合金端銑刀得耐用度T=180min。 (d).確定切削速度：可根據《切削手冊》表3.27可知=124m/min。則:===437.7r/min 根據《切削手冊》表3.30，XA6132選取主軸轉速=475r/min 則實際的切削速度為: ===119.4r/min。 當=475r/min時，工作臺每分鐘進給量速度()為： ===0.1×10×475=475mm/min 根據《切削手冊》表3.30，XA6132銑床工作臺進給量，故取vf=475mm/min。 計算基本工時 銑刀行程為294mm，查《切削手冊》表3.26，取入切量及超切量y+△=14mm,則基本工時為： t。 工序二切削用量的及基本時間的確定： 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 加工要求：鉆Ф23的孔，并擴孔至Ф24.7，再粗鉸為Ф24.97，最后精鉸孔為Ф25.機床為Z3025型搖臂鉆床；工件裝夾在專用夾具上。 確定切削用量及基本工時 切削用量的確定采用查表法和公式法。 1）鉆Ф23的孔： 選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-7，選擇鑲硬質合金刀片鉆頭，莫氏錐度為3號。 確定切削用量 根據《切削用量簡明手冊》（以下簡稱《切削手冊》）表8-70選取進給量為0.4，根據《切削手冊》表8-72選取鉆孔時的切削速度為60m/min。=830.79,故由工藝手冊選=1000, v==72.22. 計算基本工時 T==0.22 2)擴孔至Ф24.7 ①選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-7，選擇錐柄擴孔鉆（GB1141-84），莫氏錐度為3號。 ②確定切削用量 根據《切削手冊》表8-79選取進給量為1，根據《切削手冊》表8-81知擴孔時的切削速度為鉆孔時的~。=386.8,故由工藝手冊選=400, v==31.02. ③計算基本工時 T==0.22 3）粗鉸孔至Ф24.94 ①選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-7，選擇錐柄機用鉸刀（GB1133-84），莫氏錐度為3號。 ②根據《切削手冊》表8-85，又因為是粗鉸孔，故選擇大進給量為1.4，根據《切削手冊》表8-86知擴孔時的切削速度20m/min。=255.39,選=250,故由工藝手冊選=250, v==19.33. ③計算基本工時 T==0.24 4)精鉸孔Ф25 ①選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-7，選擇錐柄機用鉸刀（GB1133-84），莫氏錐度為3號。 ②確定切削用量 根據《切削手冊》表8-85，又因為是精鉸孔，故選擇小進給量為0.9，根據《切削手冊》表8-86知擴孔時的切削速度20m/min。=255.39,選=250,故由工藝手冊選=250, v==19.33. ③計算基本工時 T==0.38. 工序三切削用量的及基本時間的確定： （1） 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 粗銑φ60兩端面，保證兩端面之間的尺寸為13mm。銑削寬度=82mm，單邊加工余量z=1.5mm，選用XA6132型萬能升降臺銑床，使用專用銑床夾具。 （2） 確定切削用量及基本工時 選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-27，選擇YG6硬質合金端銑刀，《切削手冊》表3.1，選取銑刀外徑=80mm，銑刀齒數(shù)在z=10選擇刀具前角＝0°，后角＝8°，副后角=10°，刀齒斜角=－20°，主偏角=30°，過渡刃傾角=30°, 副偏角=5°過渡刃寬=1.5mm。由于銑刀外徑<銑削寬度,故需要走兩次刀。 確定切削用量 （a）、確定銑削深度：由于單邊加工余量z=2mm，粗銑一刀后留0.5mm余量作為精銑余量。故可取。 （b）、確定每齒進給量：根據《切削手冊》表3.30 ，查得XA6132銑床功率為7.5kw，根據《切削手冊》表3.5，由機床功率查得=0.13~0.24mm/z，故取=0.13mm/z。 （c）、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0~1.5mm；根據《切削手冊》表3.8銑刀直徑=80mm硬質合金端銑刀得耐用度T=180min。 （d）、確定切削速度：可根據《切削手冊》表3.16，可知=110m/min。 則： 根據《切削手冊》表3.30XA6132選取主軸轉速=375 r/min。 則實際的切削速度為： 當=375r/min時，工作臺每分鐘進給量速度()為： ===0.13×10×375=487.5mm/min 根據《切削手冊》表3.30XA6132,銑床工作臺進給量，沒有=487.5mm/min。故取=475mm/min。 計算基本工時 銑刀行程為82mm，查《切削手冊》表3.26，取入切量及超切量y+△=18mm,則基本工時為：。 按上述步驟銑另一端面。 計算總工時 總工時為：。 （1） 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 精銑φ60mm孔兩端面，保證二端面之間尺寸為12mm，,銑削寬度=82mm，單邊加工余量Z=0.5mm，選用XA6132臥式銑床，使用專用銑床夾具。 （2） 確定切削用量及基本工時 選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-27，選擇YG6硬質合金端銑刀，根據《切削手冊》表3.1，選取銑刀外徑80mm，根據《切削手冊》表3.16，選取銑刀齒數(shù)z=10。根據《切削手冊》表3.2，選擇刀具前角＝0°，后角＝8°，副后角=10°，刀齒斜角=－20°，主偏角=30°，過渡刃傾角=30°,副偏角=5，過渡刃寬=1.5mm。由于銑刀外徑<銑削寬度,故需要走兩次刀。 確定切削用量 （a）、確定銑削深度：由于單邊加工余量Z=0.5mm，精銑一次走刀可以切除全部余量。故可取。 （b）、確定每齒進給量：根據《切削手冊》表3.30，可知 XA6132銑床功率為7.5kw，根據《切削手冊》表3.5，查得=0.13mm/z。 （c）、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.3~0.5mm；根據《切削手冊》表3.8銑刀直徑=80mm硬質合金端銑刀得耐用度T=180min。 （d）、確定切削速度：可根據《切削手冊》表3.16，可知=110m/min。 則： 根據《切削手冊》表3.30XA6132選取主軸轉速=475 r/min。 則實際的切削速度為： 當=475r/min時，工作臺每分鐘進給量速度()為： ===0.13×10×475=617.5mm/min 根據《切削手冊》表3.30XA6132,銑床工作臺進給量，沒有=617.5mm/min。故取=600mm/min。 計算基本工時 銑刀行程為82mm，查《切削手冊》表3.26，取入切量及超切量y+△=18mm,則基本工時為：。 按上述步驟銑另一端面。 計算總工時 總工時為：。 工序四切削用量的及基本時間的確定： （1） 粗鏜加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 粗鏜孔至φ59.6mm，單邊余量1.8mm，T68臥式鏜床，選用專用鏜床夾具。 （2） 確定切削用量及基本工時 選擇刀具 根據《切削手冊》表1.11，選取YG6單刃鏜刀。 確定切削用量 （a）、確定銑削深度：粗鏜孔至φ59.6mm。單邊余量1.8mm，粗鏜一次走刀可以鏜去全部余量，故取。 （b）、確定每轉進給量：根據《工藝手冊》表4.2-21，選取T68臥式銑鏜床主軸進給量取=0.75mm/r （c）、確定切削速度：根據《切削手冊》表1.11，選取銑鏜切削速度=71m/min。 ===376.9r/min 根據T68臥式銑鏜床說明手冊（《工藝手冊》表4.2-21）選取主軸轉速。 ， 計算基本工時 鏜刀行程L=12mm，根據《工藝手冊》表6.2-1，選取，，。 (3) 精鏜加工條件 加工材料：HT200,σb =200MPa 硬度190~210HBS。 精鏜孔至，單邊余量0.2mm，T68臥式鏜床，選用專用鏜床夾具。 (4) 確定精鏜切削用量及基本工時 選擇刀具 根據《切削手冊》表1.11，選取YG6單刃鏜刀。 確定切削用量 （a）、確定銑削深度：精鏜孔至。單邊余量0.2mm，精鏜一次走刀可以鏜去全部余量，故取。 （b）、確定每轉進給量：根據《工藝手冊》表4.2-21，選取T68臥式銑鏜床主軸進給量取=0.14mm/r （c）、確定切削速度：根據《切削手冊》表1.11，選取銑鏜切削速度=114m/min。 ===605.1r/min 根據T68臥式銑鏜床說明手冊（《工藝手冊》表4.2-21）選取主軸轉速。 ， 計算基本工時 鏜刀行程L=12mm，根據《工藝手冊》表6.2-1，選取，，。 (5) 計算總工時 工序五切削用量的及基本時間的確定： （1） 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 銑斷Φ60圓孔，該面只要求表面粗糙度為。只需粗銑，選用XA6132臥式銑床，使用銑床專用夾具。 （2） 確定切削用量及基本工時 ① 選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-27選用，粗銑鋸片銑刀。根據《工藝手冊》表3.1—41，取刀具直徑=125mm，厚度L=4mm，中心孔徑D=22，齒數(shù)Z=32。 ② 確定切削用量 （a） 確定銑削深度： 因為工件銑斷處厚度為12mm，較厚，所以分為兩次走刀，每次吃深 （b） 確定每齒進給量：由《切削手冊》表3.3查得：鋸片銑刀銑斷鑄鐵時每齒進給量=0.10～0.20mm/z，取0.10mm/z （c） 確定刀具壽命及磨鈍標準及刀具耐用度 根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.15~0.2mm；根據《切削手冊》表3.8銑刀直徑=125mm硬質合金端銑刀得耐用度T=120min。 （d） 確定切削速度：由《工藝手冊》表1.2—11查得銑削速度，取。 根據《工藝手冊》表4.2—36，可取機床轉速， 當=50r/min時，工作臺每分鐘進給量速度()為： ===0.10×32×50=160mm/min ③ 計算基本工時 銑刀行程為L=11mm，i=2根據《工藝手冊》表6.2-7，選取，，則銑斷一邊的基本工時為： 則基本工時為： 工序六切削用量的及基本時間的確定： （1） 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 以φ25孔為精基準，銑螺紋孔端面。=32mm，l=32mm，選用X51型立式銑床，使用銑床專用夾具。 （2） 確定切削用量及基本工時 ① 選擇刀具： 根據《工藝手冊》表3.1-27，選擇YG6硬質合金端銑刀，《切削手冊》表3.1，選取銑刀外徑=100mm，銑刀齒數(shù)在z=10選擇刀具前角＝0°，后角＝8°，副后角=10°，刀齒斜角=－20°，主偏角=30°，過渡刃傾角=30°, 副偏角=5°過渡刃寬=1.5mm。 ② 確定切削用量 （a）、確定銑削深度：加工余量Z=2mm，加工量不大，一次走刀可以銑去所有余量，故取。 （b）、確定每齒進給量：根據《切削手冊》表3.3的XA6132型萬能銑床說明書，機床功率為7.5kw，根據《切削手冊》表3.14，查得=0.18mm/z。 （c）、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0~1.5mm；根據《切削手冊》表3.8銑刀直徑=100mm硬質合金端銑刀的耐用度T=60min。 （d）、確定切削速度：可根據《切削手冊》表3.16，得，，。各修正系數(shù)為：，。切削速度計算公式為： 根據《切削手冊》表3.30 ，XA6132選取主軸轉速=190 r/min 當=190r/min時，工作臺每分鐘進給量速度()為： ===0.18×10×190=342mm/min 根據《切削手冊》表3.30，XA5032銑床工作臺進給量，沒有=342mm/min。故取=300mm/min ③ 計算基本工時 銑刀行程為32mm，根據《切削手冊》表3.26，入切量及超切量為：y+△=7mm，則基本工時為： (3) 按上述步驟加工另一個撥叉頭螺紋孔上端面 (4) 計算總工時 工序七切削用量的及基本時間的確定： 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 粗銑槽端面，,銑削90mm*32mm，單邊加工余量Z=2mm 1)粗銑90×32的平面，保證尺寸44 0-0.3 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=0.3m/s，即18m/min。 采用高速鋼圓柱形銑刀，dw=63mm,齒數(shù)z=10。 則 采用x6132臥式銑床，根據機床使用說明書（見《切削用量簡明手冊》），取 nw=100r/min，故實際切削速度為 V=πdn/1000=(3.14×63×100)/1000=19.78mm/min 當nw=100r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為 fm=fz×z×n=0.08×10×100=80mm/min 查機床說明書，取fm=80mm/min， 切削工時，根據《簡明手冊》作圖得出行程l+l1+l2=57,則機動工時為 t=(l+l1+l2)/fm=107/80=1.34min 工序八切削用量的及基本時間的確定： 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 以φ25孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔的垂直度誤差是0.08。由尺寸16H11、8H12可知其分別要保證11、12級的加工精度，又槽底面粗糙度要求,側面,則加工路線為：粗銑---半精銑；粗銑槽底面，半精銑槽兩側面。選用X61臥式銑床。 刀具：由《機械加工設計實用手冊》表12-85，選硬質合金直齒三面刃銑刀， D=80，L=16，d=27,齒數(shù)Z=18。 （1）粗銑90×16槽 ap =16mm ,ae=6mm 進給量,切削速度， 機床主軸轉速： ， 取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 取 機動時間 被切削層長度：由毛坯尺寸可知。L=90mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取=4mm 機動時間 :tj1=(l+l1+l2)/fm=（90+23+4）/324=0.37min （2）半精銑90×16槽 進給量,切削速度， 機床主軸轉速： ， 取 實際切削速度： 工作臺每分進給量： 取 機動時間 被切削層長度：由毛坯尺寸可知。l=90mm 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取=4mm 機動時間 tj2=(l+l1+l2)/fm=(90+14.5+4)/400=0.27min 工序九切削用量的及基本時間的確定： 加工條件 工件材料：HT200：σb =200MPa ，硬度190~210HBS，鑄造。 加工要求：鉆螺紋底孔Ф20.5；機床為Z3025型搖臂鉆床；工件裝夾在專用夾具上。 確定切削用量及基本工時 切削用量的確定采用查表法和公式法。 選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-6，選擇硬質合金錐柄麻花鉆，根據《切削用量簡明手冊》（以下簡稱《切削手冊》）表3.1選取鉆頭直徑Ф20.5。 確定切削用量 (a).確定鉆削深度：由于鉆一次可以走完所有余量，故取=10.25mm。 (b).確定每齒進給量：根據《切削手冊》表4.2-11，查得Z3025鉆床功率為2.2kw，根據《切削手冊》表4.2-13，查得=0.27~0.32mm/z　取=0.3 mm/r. (c).確定切削速度：可根據《切削手冊》表4.2-12可知=72m/min。 則:===932/min 根據《切削手冊》表4.2-12，Z3025選取主軸轉速=1000r/min 則實際的切削速度為: ===64.37r/min。 當=1000r/min時，工作臺每分鐘進給量速度()為： ===0.3×1000=300mm/min 計算基本工時 鉆頭行程為23.5mm，查《切削手冊》，取入y+△=8mm,則基本工時為： 。 確定切削用量及基本工時 切削用量的確定采用查表法和公式法。 工序十切削用量的及基本時間的確定： 選擇刀具 根據《工藝手冊》表3.1-47，選擇細柄機用絲錐，根據《切削用量簡明手冊》（以下簡稱《切削手冊》）表3.1-47選取絲錐d為22。 .確定攻螺紋速度v：可根據《切削手冊》表4.2-12可知=14m/min。 根據《切削手冊》表4.2-12，Z3025選取主軸轉速=200r/min 則實際的切削速度為: ===13.8r/min。 當=200r/min時，工作臺每分鐘進給量速度()為： ===0.27×200=54mm/min 計算基本工時 絲錐行程為23.5mm，查《切削手冊》，取入y+△=6mm,則基本工時為： 。 三，夾具設計 1)問題的提出 本夾具主要用來銑90X32的平面和16X8上的槽。這些面都有一定的技術要求。加工本工序時，其他主要的表面已經加工，所以本工序主要是提高勞動效率，降低勞動強度。 2)夾具設計 （1）定位基準的選擇。由零件圖可知，16X8的槽與φ25的孔有垂直度要求，其設計基準為φ25的孔中心線。為了定位誤差為零，應該選擇以φ25的中心線定位的定位夾具。因此以φ25中心線為定位基準。 （2）切削力及夾緊力的計算。刀具：高速鋼圓柱型銑刀，φ63mm,z=10,則FZ=9.81CFZae0.83af0.85d0-0.83apZ（見《金屬切削機床夾具設計手冊》） 其中，CFZ=30,ae=2mm,af=0.08mm/Z,d0=63mm,ap=16mm,Z=10 則FZ=9.81CFZae0.83af0.85d0-0.83apZ=9.81×30×20.83×0.080.85×63-0.83×16×10=313N 在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內，安全系數(shù)K=K1K2K3K4 其中： K1為基本安全系數(shù)，取1.5 K2為加工性質系數(shù)，取1.1 K3為刀具鈍比系數(shù)，取1.1 K4為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1 則 K=2 水平分力：FC=1.1FZ=344N 垂直分力：FV=0.3FZ=94N 軸向力：FL=0.4FZ=125N 水平分力與垂直分力的合力為 F合=357N F=kF合=714N M12螺栓能承受的最大預緊力F’=5672N uF’=1418N＞F=714N, 軸向力FL指向支撐板，不考慮，則采用M12螺栓足夠。 (3)定位誤差的分析 ①定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為φ25的內孔，該定位元件的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時與其相配的φ25的內孔的尺寸與公差相同，即使為φ。因定位基準與設計基準重合，誤差僅有定位副制造不準確誤差，而次工序精度較低，所以滿足要求！ (4)夾具設計及操作的簡明說明。如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產率，本夾具采用手動加緊裝置。本工序是精加工槽端面，切削力不是很大，但所需夾緊力依然很大，為使夾具體體積較小，因此，應設法降低切削力。目前采取的措施有三個：一是提高毛坯的制造精度，時最大切削深度降低，以降低切削力；二是選取一種比較理想的楔形機構，盡量增加該加緊機構的擴力比，以降低切削力。 夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工前很好地對刀；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 銑床夾具的裝配圖集夾具體零件圖分別見圖。 四.設計總結 通過這段時間的機械設計課程設計進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識；通過設計實踐，樹立了正確的設計思想，增強創(chuàng)新思想和競爭意識，熟悉了機械設計的一般規(guī)律，也培養(yǎng)了分析和解決問題的能力；通過設計計算、繪圖以及運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等相關設計資料的查閱，對自己進行了一個全面的機械設計基本技能的訓練。 在具體做的過程中，從設計到計算，從分析到繪圖，讓我更進一步的明白了作為一個設計人員要有嚴謹?shù)念^腦和整體的布局，要有嚴謹?shù)膽B(tài)度和不厭其煩的細心，要有精益求精，最求完美的一種精神。課程設計是一種學習同學優(yōu)秀品質的過程，通過十幾天的討論與學習更好的學習同學間的優(yōu)秀品質，相互取長補短，為以后的生活與學習打下有利的基礎。 參考文獻 1、孫麗媛主編，機械制造及專用卡具，北京：冶金工業(yè)出版社，2002 2、東北重型機械學院主編，機床卡具設計手冊，上海：上海科學技術出版社，1979 3、陳宏鈞主編，機械加工工藝設計員手冊，北京：機械工業(yè)出版社，2009 4、鄭文虎主編，機械加工常用計算，北京：機械工業(yè)出版社2009 5、李益民主編，機械制造設計簡明手冊，北京：機械工業(yè)出版社1993 27