1機械制造工藝學課程設計說明書設計題目： 設計“CA6140 車床”撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）2機械制造工藝學課程設計說明書題目 設計“CA6140 車床”撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）內容 1.零件圖 一張2．毛坯圖 一張3．機械制造加工工藝過程綜合卡片 一張4．結構設計裝配圖 一張5．結構設計零件圖 一張6．課程設計說明書 一份3前 言通過機床工藝及夾具設計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如《公差于配合》 、 《機械零件設計》 、 《金屬切削機床》 、 《機械制造工藝》等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！在些次設計中我們主要是設計 CA6140 撥叉的銑床夾具。在此次課程設計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關老師的指點，尤其是教務處張永丹老師，我系劉學斌老師的大力幫助，在此表示感謝！機制 0202 班 第 G 小4組2006 年 1 月 15 日一． 設計的目的：機械制造工藝學課程設計,是在學完機械制造工藝學及夾具設計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習取得感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的：1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一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)學生分析問題和解決問題的能力。2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。二． 零件的分析（一） 、零件的作用：題目給定的零件是 CA6140 撥叉（見附圖 1）它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。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5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。（二） 、零件的工藝分析：CA6140 撥叉共有兩組加工表面。1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括 ?25+0.230mm 的六齒方花鍵孔、?22 +0.280花鍵底孔兩端的 2X150到角和距中心線為 27mm 的平面。2. 以工件右端面為基準的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 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。二、工藝規(guī)程設計(一) 確定毛坯的制造形成。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 級精度底面及側面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。毛坯零件圖如下圖：（二）基準的選擇。61. 粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以 Φ40 的外圓表面的粗基準。2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的 A 面為精基準。(二) 制定工藝路線。方案一工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。2. 粗、精銑削 B 面。3. 銑削 8+0.030mm 的槽。4. 銑削 18+0.0120mm 的槽。5. 拉花鍵。方案二工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。 以 Ф40mm 圓柱面為粗基準。選用 C3163-1 轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。2. 拉花鍵。以 A 面為基準，3. 銑削槽 B 面。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 X62W 臥式銑床加專用夾具4. 銑削 8+0.030mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用X62W 臥式銑床加專用夾具。75. 銑削 18+0.0120mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用X62W 臥式銑床加專用夾具。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 2.3.4 工序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的 3.4.5 道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和 A 面作為 3.4.5 道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。以上工藝過程詳見附表 1“機械加工工藝過程綜合卡片”(三) 機械加工余量。CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量為 1.0 kgσ b =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：1. A 面的加工余量 A 面有 3±0.8mm 的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質表面層切除2. 矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內孔尺寸為 Φ22 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機械加工工藝人員手冊》 表3-59 確定孔加工余量的分配。鉆孔 Φ20mm8擴孔 Φ21mm拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm3. B 面的加工余量。此工序分 2 個工步 1、粗銑 B 面 2、精銑 B 面。精加工余量為 0.2mm粗銑加工余量為 2.8mm(五)確定切削用量及基本工時。工序 Ⅰ ：車削 A 面。1．加工條件。工件材料：灰口鑄鐵 HT200。 σb=145 MPa。鑄造。加工要求：粗、半精車 A 面并保證 28mm 的工序尺寸，R a=3.2μm機床 C3163-1。轉塔式六角臥式車床。刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、計算切削用量。（1）已知長度方向的加工余量為 3±0.8mm 。實際端面的最大加工余量為 3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車） 。長度加工公差 IT １２級 取-0.46 mm （入 體方向） （2）進給量、根據(jù)《切削簡明手冊》 （第 3 版）表 1.4 當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａ ｅ≤ ３mm 時，以及工件直徑為 Φ60mm 時（由于凸臺 B9面的存在所以直徑取 Φ60mm）?=0.6-0.8mm/ｒ.按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 取 ?=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進給量乘以 k=0.75—0.85 所以：實際進給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ（3）計算切削速度。按《切削簡明手冊》表 1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選 T=60min）刀具材料 YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系數(shù) Ko見《切削手冊》表 1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81∴Vc =158/( 60 0.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=46.9(m/min)（4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）?按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｎ＝200 r／min所以實際切削速度 V=40.8m/min （5）切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1 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備10Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=02、精車1) 已知粗加工余量為 0.5mm。2) 進給量 f. 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｆ＝0.16 mm/r計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》表 1.27，切削速度的計算公式為（壽命選 T=60min）V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min)3) 確定機床主軸轉速. 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/min4) 切削工時，查《工藝手冊》表 6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=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=03、鉆孔、擴孔、倒角。（1） 、鉆孔11鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表 2.2鉆頭幾何形狀為（表 2.1 及表 2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,Ψ=55°,b=2mm，=4mm。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2-9 確定 f=0.48ａ、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表 2.9 ,當 σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可確定 f=0.75。按 C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.ｂ、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表 2.21，當 do=20mm、鉆頭最大磨損量取 0.6 壽命 T=45min.ｃ、切削速度 由《切削用量簡明手冊》 ，表 2.15 得 Ｖ=21m/minn=1000V/ D=334.4 由機床技術資料得和 334.4 接近的有?280n/m 和 400n/min 取 280n/min取 n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 Ψ+△=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=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)省停車和調換走刀量等輔助時間，n 和 f 都不變，所以 Tm 同上 Tm=0.32 12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給。（3） 、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４可以查出 當 σ ｂ ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ可見Ｐｃ比Ｐ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《切削用量簡明手冊》表 2.21當ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ查得轉矩Ｍ＝61.8 N.M《切削用量簡明手冊》表由表 2.32 得功率公式ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要工序Ⅱ 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為 0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時 t=Zblηk/1000vf zZ13式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)；L 拉削表面長度，80mm；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)sqrt80=1.35sqrt80=12mm∴拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=80/12≈7∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)工序Ⅲ 粗銑，精銑 B 面。加工要求：粗銑 B 面，精銑 B 面，Ra=3.2ｕｍ。用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm機床 ：Ｘ62W加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm1. 粗銑1) 選擇刀具 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.1 銑削寬度 ae≤5mm 時。直徑為 do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)（表 3.2）rn=10°ao=16° 142) 切削用量 留精銑的加工余量為 0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求 Ra=3.2 um.根據(jù)表 3.5得每轉進給量ｆ＝0.5～１mm/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 所以每轉進給量ｆ＝0.6mm/r3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。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（表 3.8）4) 決定切削速度 Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.9 確定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(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=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62W 型?銑床說明書選 n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 15切削功率的修正系數(shù)：故 Pct＜0.8,根據(jù) X62W 型銑床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故 Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm2. 精銑1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為 0.2，所以本道工步切削寬度 ae＝0.2mm，ｆ＝0.63）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=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根據(jù) X62W 型銑?床說明書選 n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm16工序Ⅳ 銑削 8+0.030mm 槽。加工工件尺寸：8 +0.030mm , 長度 L=40mm加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級 K8）加工余量 8 用乳化液冷卻機床：X62W1) 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=12°an=6°Z=162) 選擇切削量由于槽的深度為 8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm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/z3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：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=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min17n=1000×Vc/ do=1000×82.86/3.14×63=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/minfzc=110/375×16=0.018mm/z5) 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=1.28Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 NM=FCdo/2×103=15.9N?M 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 3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm工序Ⅴ銑寬為 180+0.12mm 槽加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬 180+0.12mm，長L=40mm，加工余量 23mm由于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，1) 選擇刀具銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°18ao=12°an=6°Z=242) 選擇銑削用量由于槽的寬度為 18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由《切削用量簡明手冊》表 3.3 確定 f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：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）確定切削速度 Vc和每齒進給量：決定切削速度 Vc和每齒進給量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=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/minn=1000×Vc/ do=1000×98.6/3.14×100=314r/min?根據(jù) X62W 型銑床說明書選 nc=300r/min實際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 選 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選選Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z5）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.519Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)工序Ⅵ 磨 18mm 槽，保證尺寸 18mm 1) 選擇砂輪。見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結果為GZ46KV6P350×40×127 其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為 46#，硬度為軟 2 級。 平型砂輪，其尺寸為 16×6×40（D×d×H） 。2) 切削用量的選擇。砂輪轉速 n 砂 =3000r/min(見機床說明書)，v 砂 =2.5m/s進給量 f=50mm/min 雙單行程 f r=0.015mm3) 切削工時。當加工 1 個表面時 Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。夾具設計（一）問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具20經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第 4 道工序——銑寬為 80+0。03 mm 槽的銑床夾具。本夾具將用與 X63 臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加工。本夾具主要用來銑寬為 80+0。03 mm 的槽，由于采用寬為 80+0。022 mm的精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度．（二）夾具設計1．定位基準的選擇由零件圖可知，寬為 80+0。03 mm 的槽，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準。2．切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，?63mm, Z=14Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP (見《切削手冊》3-56 表)解得 Fz =200 (N)其中 CP=52， t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm, Z=14, kP=(HB/198)0.55在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù) K= k1 k2 k3 k4水平切削分力 FH=1.1 Fz =220 (N)垂直切削分力 Fv=0.3 Fz=60 (N)其中： k 1為基本安全系數(shù) 1.5k1為加工性質系數(shù) 1.121k1為刀具鈍化系數(shù) 1.1k1為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N)實際加緊力為 WK= KFH/U1U2=400/0.5=800 (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 細牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+6’55)+0.66(D3- d3/ D2- d2)解得： W=1O405 (N)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2 029, D=23mm d=16mm此時螺母的加緊力 W 已大于所需的 800(N)的加緊力，故本夾具可安全工作。3.定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。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。4．夾具設計及操作說明如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,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正確的安裝位置,以利于銑削加工。結果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的22對刀（與塞尺配合使用） ；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。參考文獻書 名 出 處 作 者《機床夾具圖冊》 機械工業(yè)出版社 孫巳德《機械制造工藝學課程設計指導書》 哈爾濱工業(yè)大學 趙家齊《切削用量簡明手冊》 機械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱《機械制造工藝設計簡明手冊》 哈爾濱工業(yè)大學 李益民《機械制造工藝學》 清華大學 王先逵小 結為期兩周的夾具課程設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造工藝學》 、 《機床夾具設計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、23切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正！ 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 1零件名稱 撥 叉 零件號零件重量 1.0kg 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 式 重 量HT200 HB170~240 鑄 件設 備 夾具和輔助工具名 稱 型 號15°15°3.26.3QA轉塔式六角車床 C3163-1通用夾具工序工步 工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/n)主軸轉速（r/min）切削速度(m/min)基本工時min1 12345粗車端面 A 精車端面 A 鉆花鍵底孔擴花鍵底孔倒角 2x15°90 度車刀90 度車刀Ф 20中 心 鉆Ф 21擴 孔 鉆45度 偏 刀游標卡尺游標卡尺游標卡尺游標卡尺3030808015111122.80.520120． 530.160.620.6220040028028040.857.117170.330.350.320.32械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 2零件名稱 撥 叉 零件號零件重量 1.0kg 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 式 重 量HT200 HB170~240 鑄 件設 備 夾具輔助工具名 稱 型 號QQQ拉床 專用夾具工序工步 工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/r)主軸轉速（r/min）切削速度(m/s)基本工時min2 1 拉六齒方型花鍵 高速鋼拉刀游標卡尺100 1 1 0.06 0.06 0.13械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 3零件名稱 撥 叉 零件號零件重量 1.0kg 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 式 重 量HT200 HB170~240 鑄 件設 備 夾具和輔助工具名 稱 型 號3.2QQB銑床 X62W專用夾具工序工步 工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/r)主軸轉速（r/min）切削速度(m/min)基本工時min3 12粗銑 B 面精銑 B 面高速鋼面銑刀游標卡尺52521130.20.60.51216021023.733.10.5250.336械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 4零件名稱 撥叉 零件號零件重量 1.0kg 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 式 重 量HT200 HB170~240 鑄 件設 備 夾具和輔助工具名 稱 型 號1.632QQ銑床 X62W專用夾具工序工步 工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/z)主軸轉速（r/min）切削速度(m/min)基本工時min4 1 銑 800。03 mm 的槽高速鋼直齒精密級三面刃銑刀量塊 60 1 8 0.018 375 74.2 0.49天津工 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 5零件名稱 撥叉 零件號零件重量 1.0kg 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 式 重 量HT200 HB170~240 鑄 件設 備 夾 具 輔助工具名 稱 型 號3.2QQ605銑床 X62W專用夾具工序工步 工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/z)主軸轉速（r/min）切削速度(m/min)基本工時min5 12 銑 1800。12 mm 銑 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀量塊 60601122．923．90.0200.02030030094.294.20.5370.537機 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號 6零件名稱 撥叉 零件號零件重量 1.0kg 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 式 重 量HT200 HB170~240 鑄 件設 備 夾 具 輔助工具名 稱 型 號3.23.2QQ磨床專用夾具工序工步 工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀 次數(shù)切削深度(mm)進給量(m/min)主軸轉速（r/min）切削速度(m/s)基本工時min6 1 磨寬為 1800。12 mm 的槽GZ46KV6P350×40×127量塊 120 1 0.5 50 3000 2.5 3.11機械制造工藝學課程設計說明書設計題目： 設計“CA6140 車床”撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）2機械制造工藝學課程設計說明書題目 設計“CA6140 車床”撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）內容 1.零件圖 一張2．毛坯圖 一張3．機械制造加工工藝過程綜合卡片 一張4．結構設計裝配圖 一張5．結構設計零件圖 一張6．課程設計說明書 一份3前 言通過機床工藝及夾具設計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如《公差于配合》 、 《機械零件設計》 、 《金屬切削機床》 、 《機械制造工藝》等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！在些次設計中我們主要是設計 CA6140 撥叉的銑床夾具。在此次課程設計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關老師的指點，尤其是教務處張永丹老師，我系劉學斌老師的大力幫助，在此表示感謝！機制 0202 班 第 G 小4組2006 年 1 月 15 日一． 設計的目的：機械制造工藝學課程設計,是在學完機械制造工藝學及夾具設計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習取得感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的：1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一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)學生分析問題和解決問題的能力。2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。二． 零件的分析（一） 、零件的作用：題目給定的零件是 CA6140 撥叉（見附圖 1）它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。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5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。（二） 、零件的工藝分析：CA6140 撥叉共有兩組加工表面。1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括 ?25+0.230mm 的六齒方花鍵孔、?22 +0.280花鍵底孔兩端的 2X150到角和距中心線為 27mm 的平面。2. 以工件右端面為基準的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 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。二、工藝規(guī)程設計(一) 確定毛坯的制造形成。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 級精度底面及側面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。毛坯零件圖如下圖：（二）基準的選擇。61. 粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以 Φ40 的外圓表面的粗基準。2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的 A 面為精基準。(二) 制定工藝路線。方案一工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。2. 粗、精銑削 B 面。3. 銑削 8+0.030mm 的槽。4. 銑削 18+0.0120mm 的槽。5. 拉花鍵。方案二工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。 以 Ф40mm 圓柱面為粗基準。選用 C3163-1 轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。2. 拉花鍵。以 A 面為基準，3. 銑削槽 B 面。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 X62W 臥式銑床加專用夾具4. 銑削 8+0.030mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用X62W 臥式銑床加專用夾具。75. 銑削 18+0.0120mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用X62W 臥式銑床加專用夾具。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 2.3.4 工序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的 3.4.5 道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和 A 面作為 3.4.5 道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。以上工藝過程詳見附表 1“機械加工工藝過程綜合卡片”(三) 機械加工余量。CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量為 1.0 kgσ b =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：1. A 面的加工余量 A 面有 3±0.8mm 的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質表面層切除2. 矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內孔尺寸為 Φ22 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機械加工工藝人員手冊》 表3-59 確定孔加工余量的分配。鉆孔 Φ20mm8擴孔 Φ21mm拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm3. B 面的加工余量。此工序分 2 個工步 1、粗銑 B 面 2、精銑 B 面。精加工余量為 0.2mm粗銑加工余量為 2.8mm(五)確定切削用量及基本工時。工序 Ⅰ ：車削 A 面。1．加工條件。工件材料：灰口鑄鐵 HT200。 σb=145 MPa。鑄造。加工要求：粗、半精車 A 面并保證 28mm 的工序尺寸，R a=3.2μm機床 C3163-1。轉塔式六角臥式車床。刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、計算切削用量。（1）已知長度方向的加工余量為 3±0.8mm 。實際端面的最大加工余量為 3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車） 。長度加工公差 IT １２級 取-0.46 mm （入 體方向） （2）進給量、根據(jù)《切削簡明手冊》 （第 3 版）表 1.4 當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａ ｅ≤ ３mm 時，以及工件直徑為 Φ60mm 時（由于凸臺 B9面的存在所以直徑取 Φ60mm）?=0.6-0.8mm/ｒ.按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 取 ?=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進給量乘以 k=0.75—0.85 所以：實際進給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ（3）計算切削速度。按《切削簡明手冊》表 1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選 T=60min）刀具材料 YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系數(shù) Ko見《切削手冊》表 1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81∴Vc =158/( 60 0.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=46.9(m/min)（4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）?按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｎ＝200 r／min所以實際切削速度 V=40.8m/min （5）切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1 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備10Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=02、精車1) 已知粗加工余量為 0.5mm。2) 進給量 f. 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｆ＝0.16 mm/r計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》表 1.27，切削速度的計算公式為（壽命選 T=60min）V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min)3) 確定機床主軸轉速. 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/min4) 切削工時，查《工藝手冊》表 6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=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=03、鉆孔、擴孔、倒角。（1） 、鉆孔11鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表 2.2鉆頭幾何形狀為（表 2.1 及表 2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,Ψ=55°,b=2mm，=4mm。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 2-9 確定 f=0.48ａ、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表 2.9 ,當 σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可確定 f=0.75。按 C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.ｂ、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表 2.21，當 do=20mm、鉆頭最大磨損量取 0.6 壽命 T=45min.ｃ、切削速度 由《切削用量簡明手冊》 ，表 2.15 得 Ｖ=21m/minn=1000V/ D=334.4 由機床技術資料得和 334.4 接近的有?280n/m 和 400n/min 取 280n/min取 n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 Ψ+△=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=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)省停車和調換走刀量等輔助時間，n 和 f 都不變，所以 Tm 同上 Tm=0.32 12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給。（3） 、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４可以查出 當 σ ｂ ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ可見Ｐｃ比Ｐ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《切削用量簡明手冊》表 2.21當ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ查得轉矩Ｍ＝61.8 N.M《切削用量簡明手冊》表由表 2.32 得功率公式ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要工序Ⅱ 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為 0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時 t=Zblηk/1000vf zZ13式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)；L 拉削表面長度，80mm；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)sqrt80=1.35sqrt80=12mm∴拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=80/12≈7∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)工序Ⅲ 粗銑，精銑 B 面。加工要求：粗銑 B 面，精銑 B 面，Ra=3.2ｕｍ。用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm機床 ：Ｘ62W加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm1. 粗銑1) 選擇刀具 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.1 銑削寬度 ae≤5mm 時。直徑為 do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)（表 3.2）rn=10°ao=16° 142) 切削用量 留精銑的加工余量為 0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求 Ra=3.2 um.根據(jù)表 3.5得每轉進給量ｆ＝0.5～１mm/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 所以每轉進給量ｆ＝0.6mm/r3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。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（表 3.8）4) 決定切削速度 Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.9 確定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(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=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62W 型?銑床說明書選 n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 15切削功率的修正系數(shù)：故 Pct＜0.8,根據(jù) X62W 型銑床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故 Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm2. 精銑1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為 0.2，所以本道工步切削寬度 ae＝0.2mm，ｆ＝0.63）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=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根據(jù) X62W 型銑?床說明書選 n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm16工序Ⅳ 銑削 8+0.030mm 槽。加工工件尺寸：8 +0.030mm , 長度 L=40mm加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級 K8）加工余量 8 用乳化液冷卻機床：X62W1) 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=12°an=6°Z=162) 選擇切削量由于槽的深度為 8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm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/z3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：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=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min17n=1000×Vc/ do=1000×82.86/3.14×63=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/minfzc=110/375×16=0.018mm/z5) 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=1.28Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 NM=FCdo/2×103=15.9N?M 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 3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm工序Ⅴ銑寬為 180+0.12mm 槽加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬 180+0.12mm，長L=40mm，加工余量 23mm由于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，1) 選擇刀具銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°18ao=12°an=6°Z=242) 選擇銑削用量由于槽的寬度為 18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由《切削用量簡明手冊》表 3.3 確定 f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：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）確定切削速度 Vc和每齒進給量：決定切削速度 Vc和每齒進給量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=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/minn=1000×Vc/ do=1000×98.6/3.14×100=314r/min?根據(jù) X62W 型銑床說明書選 nc=300r/min實際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 選 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選選Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z5）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.519Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)工序Ⅵ 磨 18mm 槽，保證尺寸 18mm 1) 選擇砂輪。見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結果為GZ46KV6P350×40×127 其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為 46#，硬度為軟 2 級。 平型砂輪，其尺寸為 16×6×40（D×d×H） 。2) 切削用量的選擇。砂輪轉速 n 砂 =3000r/min(見機床說明書)，v 砂 =2.5m/s進給量 f=50mm/min 雙單行程 f r=0.015mm3) 切削工時。當加工 1 個表面時 Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。夾具設計（一）問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具20經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第 4 道工序——銑寬為 80+0。03 mm 槽的銑床夾具。本夾具將用與 X63 臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加工。本夾具主要用來銑寬為 80+0。03 mm 的槽，由于采用寬為 80+0。022 mm的精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度．（二）夾具設計1．定位基準的選擇由零件圖可知，寬為 80+0。03 mm 的槽，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準。2．切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，?63mm, Z=14Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP (見《切削手冊》3-56 表)解得 Fz =200 (N)其中 CP=52， t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm, Z=14, kP=(HB/198)0.55在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù) K= k1 k2 k3 k4水平切削分力 FH=1.1 Fz =220 (N)垂直切削分力 Fv=0.3 Fz=60 (N)其中： k 1為基本安全系數(shù) 1.5k1為加工性質系數(shù) 1.121k1為刀具鈍化系數(shù) 1.1k1為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N)實際加緊力為 WK= KFH/U1U2=400/0.5=800 (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 細牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+6’55)+0.66(D3- d3/ D2- d2)解得： W=1O405 (N)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2 029, D=23mm d=16mm此時螺母的加緊力 W 已大于所需的 800(N)的加緊力，故本夾具可安全工作。3.定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。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。4．夾具設計及操作說明如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,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正確的安裝位置,以利于銑削加工。結果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的22對刀（與塞尺配合使用） ；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。參考文獻書 名 出 處 作 者《機床夾具圖冊》 機械工業(yè)出版社 孫巳德《機械制造工藝學課程設計指導書》 哈爾濱工業(yè)大學 趙家齊《切削用量簡明手冊》 機械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱《機械制造工藝設計簡明手冊》 哈爾濱工業(yè)大學 李益民《機械制造工藝學》 清華大學 王先逵小 結為期兩周的夾具課程設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造工藝學》 、 《機床夾具設計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、23切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正！