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CA6140車床撥叉（831006型號(hào)）工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 一、零件的分析 （一） 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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。 （二） 零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)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： 1小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔 2大頭半圓孔Ф55 3小頭孔端面、大頭半圓孔上下Ф73端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。 由上面分析可知，可以粗加小頭孔端面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 二，工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 一，確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 二，確定毛坯的制造形式 確定毛坯種類：零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》（后稱《指導(dǎo)手冊(cè)》）選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。 三，基面的選擇 定位基準(zhǔn)是影響撥叉零件加工精度的關(guān)鍵因素?；鶞?zhǔn)選擇得合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工過(guò)程中將問(wèn)題百出，更有甚者，造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ40的外表面和底面為粗基準(zhǔn)加工φ22孔的上表面。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。因此選擇精加工過(guò)的φ55mm孔為精基準(zhǔn)，限制四個(gè)自由度。 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的上表面和鏜過(guò)的孔為主要的定位精基準(zhǔn)。 四，制定工藝路線 CA6140撥叉設(shè)計(jì)工藝過(guò)程 (一)確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x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(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ22 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)φ40作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，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1 銑φ40上平面，保證表面粗糙度3.2 工序2 鉆絞孔φ22，保證表面粗糙度1.6 工序3 粗鏜 半精鏜孔φ55，保證表面粗糙度3.2 工序4 銑φ55上端面，保證表面粗糙度3.2 工序5 φ55下端面，保證表面粗糙度3.2 工序6 錐孔φ8及M8底孔 螺紋M8 精絞錐孔φ8，保證表面粗糙度1.6 工序7 切斷 工藝路線方案二: 工序1 銑φ40上平面，保證表面粗糙度3.2 工序2 粗鏜 半精鏜孔φ55，保證表面粗糙度3.2 工序3 鉆絞兩孔φ22，保證表面粗糙度1.6 工序4 銑φ55上端面，保證表面粗糙度3.2 工序5 銑φ55下端面，保證表面粗糙度3.2 工序6 鉆錐孔φ8及M8底孔，攻絲，精絞錐孔φ8，保證表面粗糙度1.6 工序7 切斷 工藝方案比較分析 上述兩方案:方案一：是先加工內(nèi)孔φ22, 再以φ22孔為基準(zhǔn)加工φ55內(nèi)孔,而方案二：先鏜孔φ55,以底面及φ22外圓面為基準(zhǔn)，再以φ55內(nèi)孔及上平面加工φ22孔。由零件圖可知φ22孔的設(shè)計(jì)基為準(zhǔn)φ55孔的中心線，所以加工φ22孔時(shí)定位基準(zhǔn)最好為φ55孔的中心線，可保證其加工的位子精度，符合大批生產(chǎn)要求,方案二較為合理 方案二: 工序1 銑φ40上平面。（以φ22孔外表面及底面為基準(zhǔn)，選用X5032立式升降臺(tái)銑床和專用夾具） 工序2 粗鏜，半精鏜φ55。（以φ40上平面及φ22內(nèi)孔為基準(zhǔn)，選用TGX4132B立式單柱坐標(biāo)鏜床和專用夾具） 工序3 鉆絞兩孔φ22.。（以φ40上平面及φ22孔外表面為基準(zhǔn)，選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具） 工序4 銑φ55下端面。（以φ40上平面及φ22內(nèi)孔為基準(zhǔn)，選用X5032立式升降臺(tái)銑床和專業(yè)夾具） 工序5 銑φ55上端面。（以φ55的下端面及φ22內(nèi)孔為基準(zhǔn)，選用X5032立式升降臺(tái)銑床和專業(yè)夾具） 工序6 鉆錐孔φ8及M8底孔，攻螺紋M8，精絞錐孔φ8。（以φ40上平面及φ55內(nèi)孔為基準(zhǔn)，選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具） 工序7 切斷 撥叉零件材料為HT200 HB170—240，毛坯重量約1.0Kg生產(chǎn)中批采用金屬型鑄造毛坯 依據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1> 由于工件較小，為方便加工節(jié)省材料將兩件鑄在一起，同時(shí)加工。 2> 鑄件的圓角半徑 按表2.2.1<<簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)>> 選則金屬型鑄造 R=3-5mm 拔模斜度外表面0-15°自然失效處理以消除鑄造應(yīng)力。 3> 兩內(nèi)孔φ22+0.021 0,考慮其孔徑較小鑄造困難，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯外型，現(xiàn)直接將φ40圓柱鑄成實(shí)心的。 4>銑φ40上平面加工余量及公差。 兩φ40圓柱端面加工余量及公差,圓柱φ40圓柱端面為自由尺寸公差,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑,半精銑，單邊余量Z=2mm公差CT=1.2 φ22半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8 粗銑加工余量(單邊)Z=1.2 毛坯名義尺寸:50+0.8+1.2=52 毛坯最大尺寸:52+1.2=53.2 5>粗鏜，半精鏜φ55。 毛坯為鑄孔,內(nèi)孔精度要求IT13表面粗糙度為Ra3.6,參照《工藝手冊(cè)》表2.3-10確定工序尺寸及余量為: 一次 粗鏜φ53.5，2Z=3.5 二次 半精鏜φ55+0.4，2Z=1.5 6>鉆絞兩孔φ22。 兩內(nèi)孔精度要求IT7參照《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2.3-8確定工序尺寸及余量為： 鉆孔 ： φ20 擴(kuò)孔 ： φ21.8 2Z=1.8mm 半精絞: φ21.94 2Z=0.14mm 精絞: φ20+0.0210 7>銑φ55下端面。 兩φ55圓柱端面加工余量及公差,圓柱φ55圓柱端面為自由尺寸公差,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑,半精銑。 φ55半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8 粗銑加工余量(單邊)Z=4.2 8>銑φ55上端面。 兩φ55圓柱端面加工余量及公差,圓柱φ55圓柱端面為自由尺寸公差,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑,半精銑。 φ55半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8 粗銑加工余量(單邊)Z=4.2 9>鉆錐孔φ7.8及M6底孔，攻絲，半，精絞φ8，保證R1.6的表面粗糙度 半精絞加工余量2Z=0.14 精絞加工余量2Z=0.06 10>切斷 確定切削用量及基本工時(shí) 工序一： 銑φ40上平面。 1 工具選擇 1.>選擇工具 《切削手冊(cè)》 根據(jù)表1.２ 選擇YG6硬質(zhì)合金刀具 根據(jù)表3.1 銑前深度ap≤4 銑削寬度ae≤90 端銑刀直徑D0=100mm 由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)Z=10 2 >銑刀幾何形狀查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r0=0°a=8°Kr=45°Kre=30° Kr′=5°λs=-20°α=8°bq=1.2 2選擇切削用量 1> 決定銑削深度ap，因?yàn)楸砻娲植诙纫镽a=3.2，所以需兩次走刀完成。 第一次走刀達(dá)到尺寸為50+0.8（半精銑的加工余量） 第二次走到達(dá)到50的尺寸，并保證Ra=3.2 2>決定每齒進(jìn)給量fz 當(dāng)使用YG6銑床功率為7.5KW 查表3.5時(shí) fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18 3> 選擇銑刀磨純標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時(shí)2.0,精加工時(shí)0.5 由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8) 4> 根據(jù)(表3.16)當(dāng)d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min nt =322r/min Vft=490mm/min 各修正系數(shù)為: kmv=kmn=kmvf=0.89 Ksv=ksn=ksvf=0.8 故:Vc=Vt kv=98×0.89×0.8=70m/min n=nt kn=322×0.89×0.8=230r/min Vf=Vft kvt=490×0.89×0.8=350.3mm/min 根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明書(《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-35)選擇 n =300r/min Vfc=375mm/min 因此 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 Vc=πdn /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=vfc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z 5>根據(jù)機(jī)床功率: 根據(jù)表3.24 當(dāng)HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2.4 d=100 Z=10 Vf=375mm/min 近似Pcc=3.8KW 根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明機(jī)床主軸允許功率為Pcm=7.5×0.75=5.63KW 故Pcc計(jì)算基本工時(shí)tm = L / Vf 式中 L=160mm 根據(jù)表3.26,對(duì)稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+Δ=35 則L=(160+35)=195mm 故tm=195 / 375=0.52min 工序二 ： 粗鏜 半精鏜φ55孔 1>選擇刀具:查表《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 11.2-10 選擇莫式錐柄3 刀桿直徑D=30 高速鋼刀頭 2>選擇切削用量 有《工藝手冊(cè)》表2.3-10得 粗鏜φ53.5，2Z=3.5 半精鏜φ55+0.4 2Z=1.5 粗鏜孔至φ53.5 單邊余量Z=1.75/mm 一次鏜去全部余量ap=3.5 mm （5~8） 進(jìn)給量f=0.52 mm/r （0.3~1.0） 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)確定立式鏜床的切削速度 為v=35m/min （20~35m/min） nw =1000v / Πd=1000×35 / 3.14×50 =223r/min 查表4.2-20 T4132立式鏜床主軸轉(zhuǎn)速n=250r/min 切削工時(shí) L=30,L2=3,L3=4 t1=L / nf =(30+3+4)/250×0.52=0.28min ③半精鏜孔φ50+0.50 １> 切削用量 ap=1.5 （1.5~3） 單邊余量Z=0.1mm 一次公差去全部余量ap＝0.2mm 進(jìn)給量 f =0.2mm/r （0.2~0.8） 根據(jù)有關(guān)手冊(cè),確定立式鏜床切割進(jìn)度v=40m/min (25~40) 查表4.2-20 T4132立式鏜床（主電動(dòng)機(jī)=1.1kw，總?cè)萘?.16kw） 主軸轉(zhuǎn)速n =355 r/min 切削工時(shí) L=30,L2=3,L3=4 t 2=L/ nf=(30 +3+4)/ 355×0.2=0.52min 工序三： 鉆兩孔φ20 1 選擇鉆頭 選擇錐柄麻花鉆(GB1438-85) 查表 d0=20 鉆頭幾何形狀(表2.1及表2.2) 雙錐,修磨橫刃 β=30° 2φ=100° bξ=3.5 α=11° b=2mm L=4mm 2.選擇切削刀具 ①進(jìn)給量f 1> 按加工要求決定進(jìn)給量: 根據(jù)表2.7 當(dāng)加工要求為H12~H13精度 鑄鐵HBS>200 d0=18mm f=0.43~0.53mm/r 由于L/d=50/20=2.5,故應(yīng)乘以孔深修正系數(shù)kcf=1 f= 0.43~0.53 mm/r 2>按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2-8 當(dāng)HBS=200 d=20mm 鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.75mm/r 3>按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9 當(dāng)HBS<210 d=≤20.5 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為6960N (Z3025鉆床允許的軸向力為7848N 見《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-11)進(jìn)給量為0.75mm/r 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為 f=0.43~0.53mm/r 根據(jù)Z3025鉆床,選擇 f=0.5 mm/r ②決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12 當(dāng)d0=20 時(shí),鉆頭后刀面最大磨損量（0.5~0.8）取為0.6mm,壽命T=60min ③切削進(jìn)度 由表2.15 HBS 170~240, f=0.5mm/r d>20 Vc=16m/min n =1000V/πd0=1000×16/(3.14×20)=254.7r/min ④檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 根據(jù)表2.20 當(dāng)f=0.5mm/r d0<21 時(shí) mt=76.81 N*M 根據(jù)Z3025 鉆床說(shuō)明書 當(dāng)nc=250r/min 時(shí) Mm=80 N*M 根據(jù)表2.23 當(dāng)HBS200 d0=20 f=0.53mm/r Vc=16m/min 時(shí) Pc=1.1KW 查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-11 PE=2.2KW 由于MC選擇擴(kuò)刀 選擇硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆d0=21.8mm 鉆頭幾何形狀為r=5°α0=8°（8~10） kr=30°（30~60） krζ=30° β=10° bα1=1mm （0.8~2） 2>選擇進(jìn)給量及切削進(jìn)度 查表2.10 d0=21.8 HB=200 時(shí), f=1.0～1.2mm/r 根據(jù)Z3025 鉆床說(shuō)明書選擇 f=1.0 mm/r 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-2 Cv=68.2,do=21.8,Zv=0.4,T=40,Ap=50,Xv=0.15,f=1,kv=0.8，m=0.4，Yv=0.45. 計(jì)算得V=24m/min V=(1/2-1/3)V鉆 =(1/2-1/3) ×16 =8～16m/min 取V=8 m/min n =1000V/πd0 =1000×8/ 3.14 ×21.8=116.8r/min,取n=175r/min。 3>鉆頭磨純標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12 當(dāng) d0=21.8mm 時(shí) ,擴(kuò)孔鉆后刀面最大磨損限度為1.0mm(0.9~1.4)mm 壽命T=40 min tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(50+10)/(175×1)=0.34min 3絞孔 1> 選擇刀具 選擇硬質(zhì)合金絞刀d=22mm 鉆頭幾何形狀為r0=-5°(0~-5°),a0=10°(10~17°),齒背傾斜角at=15°（15~20°） 2> 選擇進(jìn)給量及切削速度 查表查表2.11 d0=22 HB=200 時(shí), f=0.9～1.4mm/r 根據(jù)Z3025 鉆床說(shuō)明書選擇 f=1.0 mm/r 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-2 Cv=109,do=22,Zv=0.2,T=75,ap=50,Xv=0,f=1,Kv=0.8,m=0.45,Yv=0.5 計(jì)算得V=23.1m/min V=(1/2-1/3)V鉆 =(1/2-1/3) ×23.1 =7.7～11.5m/min 取V=8 m/min n =1000V/πd0 =1000×8/ 3.14 ×22=117.8r/min,取n=175r/min 3>鉆頭磨純標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12 當(dāng) d0=22mm 時(shí) ,擴(kuò)孔鉆后刀面最大磨損限度為0.8mm(0.6~0.9)mm 壽命T=75 min T=L/nf=L+Y+△/nf=(50+10)/175*1=0.340min 工序四 粗銑φ73下平面 1.選擇工具 《切削手冊(cè)》 １>根據(jù)表1.２ 選擇YG6硬質(zhì)合金刀具 根據(jù)表3.1 銑前深度ap≤5銑削寬度ae≥9 端銑刀直徑d0=22mm 由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)Z=6 2 >銑刀幾何形狀查表《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》21-10，21-18。 由于 HBS=200, r0=0°α0=17° a0’=6°, β=30 °(22~40°)Kr′=4 °(3~4°) Kre=45°bζ=1 mm( 0.8~1.3) 2選擇切削用量 1>決定銑削寬度ae (由于加工余量不大,鑄體為金屬型,鑄造表面粗糙度要求為3.2 所以可以在一次走刀內(nèi)切完) ae=9mm 2>決定每齒進(jìn)給量fz 當(dāng)使用YG6銑床功率為7.5KW 查表3.5時(shí) fz=0.14~0.24mm/z 要達(dá)到表面粗糙度為3.2，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5~1.0mm/r。 Z=6，根據(jù)af=f/Z,所以取f=0.15mm/z 。 3> 選擇銑刀磨純標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時(shí)1.0~1.2 由于銑刀直徑d0=22mm 故刀具壽命T=60min (查表3.8) 4>根據(jù)(表3.16)當(dāng)d0=22mm Z=6 ap=5 ac=9 fz=0.15 Vc= 60 m/min （55~95） nt =868r/min Vft=781mm/min 各修正系數(shù)為: kmv=kmn=kmvf=0.89 Ksv=ksn=ksvf=0.8 故:Vc=Vt kv=60×0.89×0.8=41.28m/min n=nt kn=868×0.89×0.8=618r/min Vf=Vft kvt=781×0.89×0.8=554mm/min 根據(jù)X5032立式升降臺(tái)銑說(shuō)明書(《設(shè)計(jì)手冊(cè)》)選擇 n =710r/min Vfc=500mm/min 因此 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 VC=πd0n /1000 =3.14×22×710 / 1000 = 49m/min Fzc=vfc / (nc×Z) =500/ 710×6=0.11mm/z 5>根據(jù)機(jī)床功率: 根據(jù)表3.24 當(dāng)HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤5 d=22 Z=6 Vf=500mm/min 近似Pcc=4.8KW 根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明機(jī)床主軸允許功率為Pcm=7.5×0.75=5.63KW 故Pcc計(jì)算基本工時(shí)tm = L / vf 式中 L=128.74mm 根據(jù)表3.26,對(duì)稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+Δ=35 則 工時(shí)為 tm =L / nf=(128.74+35)/710*0.66=0.35min 工序五 粗銑φ73上平面 1.選擇工具 《切削手冊(cè)》 １>根據(jù)表1.２ 選擇YG6硬質(zhì)合金刀具 根據(jù)表3.1 銑前深度ap≤5銑削寬度ae≥9 端銑刀直徑d0=22mm 由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)Z=6 2 >銑刀幾何形狀查表《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》21-10，21-18。 由于 HBS=200, r0=0°α0=17° a0’=6°, β=30 °(22~40°)Kr′=4 °(3~4°) Kre=45°bζ=1 mm( 0.8~1.3) 2選擇切削用量 1>決定銑削寬度ae (由于加工余量不大,鑄體為金屬型,鑄造表面粗糙度要求為3.2 所以可以在一次走刀內(nèi)切完) ae=9mm 2>決定每齒進(jìn)給量fz 當(dāng)使用YG6銑床功率為7.5KW 查表3.5時(shí) fz=0.14~0.24mm/z 要達(dá)到表面粗糙度為3.2，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5~1.0mm/r。 Z=6，根據(jù)af=f/Z,所以取f=0.15mm/z 。 3> 選擇銑刀磨純標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時(shí)1.0~1.2 由于銑刀直徑d0=22mm 故刀具壽命T=60min (查表3.8) 4>根據(jù)(表3.16)當(dāng)d0=22mm Z=6 ap=5 ac=9 fz=0.15 Vc= 60 m/min （55~95） nt =868r/min Vft=781mm/min 各修正系數(shù)為: kmv=kmn=kmvf=0.89 Ksv=ksn=ksvf=0.8 故:Vc=Vt kv=60×0.89×0.8=41.28m/min n=nt kn=868×0.89×0.8=618r/min Vf=Vft kvt=781×0.89×0.8=554mm/min 根據(jù)X5032立式升降臺(tái)銑說(shuō)明書(《設(shè)計(jì)手冊(cè)》)選擇 n =710r/min Vfc=500mm/min 因此 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 VC=πd0n /1000 =3.14×22×710 / 1000 = 49m/min Fzc=vfc / (nc×Z) =500/ 710×6=0.11mm/z 5>根據(jù)機(jī)床功率: 根據(jù)表3.24 當(dāng)HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤5 d=22 Z=6 Vf=500mm/min 近似Pcc=4.8KW 根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明機(jī)床主軸允許功率為Pcm=7.5×0.75=5.63KW 故Pcc計(jì)算基本工時(shí)tm = L / vf 式中 L=128.74mm 根據(jù)表3.26,對(duì)稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+Δ=35 則 工時(shí)為 tm =L / nf=(128.74+35)/710*0.66=0.35min 工序六 鉆錐孔φ8及M8底孔，攻絲，半，精絞φ8。 1鉆錐孔φ8 1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=7.8 mm 鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃β=30° 2φ=118° be=3.5mm α0=12° ψ=55° 2.選擇切削用量 1>按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.7 當(dāng)加工要求為H12~HB精度鑄鐵硬度HBS200 d0=7.8mm 時(shí) f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以應(yīng)乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則 f =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊(cè)取f=0.4mm/r 2>決定鉆頭磨純標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12 ,當(dāng)d0=8時(shí),鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min 3>決定切削速度 由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/min n =1000V/πd0=1000×22/(3.14×20)=350 r/min 由鉆床說(shuō)明手冊(cè)選取 n=400 r/min 3.計(jì)算工時(shí) tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(40+10)/400×0.4=0.3125min 2.鉆M8底孔 1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=7mm 鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃β=30° 2φ=118° be=3.5mm α0=12° ψ=55° 2.選擇切削用量 1>按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.7 當(dāng)加工要求為H12~HB精度鑄鐵硬度HBS200 d0=7.8mm 時(shí) f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以應(yīng)乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則 f =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊(cè)取f=0.4mm/r 2>決定鉆頭磨純標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12 ,當(dāng)d0=8時(shí),鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min 3>決定切削速度 由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/min n =1000V/πd0=1000×22/(3.14×20)=350 r/min 由鉆床說(shuō)明手冊(cè)選取 n=400 r/min 3.計(jì)算工時(shí) tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(9+10)/400×0.4=0.12 min 3攻螺紋M8 V=0.1m/s=6 m/min 則ns =238 r/min 按機(jī)床選取nw=19.5r/min 則 V=4.9 m/min 基本工時(shí):L=9mm L1=3mm L2=3mm 攻M8孔 tm1=(L+L2+L1)/nf=(9+3+3)/19.5=0.076 min 4精絞φ8錐孔 1.選擇絞刀 查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3.1-19 選用硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用絞刀(GB4252-64) d=8mm 2.選擇進(jìn)給量f 1>絞刀磨純標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12,當(dāng)d0=8 mm 時(shí) ,絞刀后刀面最大磨損取為0.5 mm（0.4-0.6） 壽命T=45 min 2>切削速度V進(jìn)給量f 查《切削手冊(cè)》表2.25 鑄鐵硬度HBS200 d0=8 mm ap=0.03~0.06 mm (半精絞ap=0.07mm 精絞為ap=0.03mm 均在此范圍) f=0.2~0.3 mm/r Vc=8~12 m/min (無(wú)切削液)取V=12m/min 根據(jù)鉆床進(jìn)給量查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-13 取f=0.3mm/r n=1000V/πd0=1000×12/(3.14×8)=477 r/min 查表4.2-12 取nc=500 r/min 3.計(jì)算工時(shí) tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(40+10)/(500×0.3)=0.33 min 工序10 切斷 1.選擇刀具查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3.1-4.1 選擇中齒鋸片銑刀(GB6120-85) d=400 mm L=4 mm z=20 2.刀具壽命 查表3.8 高速鋼切斷銑刀 d≤40T=45 min 3.切削用量 ap=12 mm一切走刀切斷 fz=0.1 mm/z 查表3.27 Vc=Cvd0qv / TmapxvfzxvZpv Cv=10.5 d0=40 qv=0.2 Tm=450.15 apxv=120.2 fzxv=0.10.4 Zpv=200.1 Vc=(10.5×40×0.2) / (450.15×120.2×0.10.4×200.1)=54.9 m/min n=1000V /πd0=1000×54.9/(3.14×40)=437 r/min 根據(jù)x60 臥式銑床說(shuō)明書《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為nc=400 r/min 計(jì)算基本工時(shí) tm =L / nf= L+Y+Δ/nf=(73+35)/54.9=1.94 min 三，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)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第二道工序——粗，半精鏜φ55孔的鏜床夾具。本夾具將用與TGX4132B立式單柱式坐標(biāo)鏜床。刀具為高速剛刀頭，硬質(zhì)合金刀。 （一） 問(wèn)題的提出 在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 （二） 夾具設(shè)計(jì) 1，定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮，選擇φ40外表面及底面為基準(zhǔn)，即用兩個(gè)對(duì)中夾緊的V型塊對(duì)中夾緊，底面起支撐作用。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 2，切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：桿直徑為30，高速剛刀頭 徑向力計(jì)算：根據(jù)手冊(cè)《切削手冊(cè)》，表1.22得 徑向力Fr=990N 進(jìn)給力計(jì)算：根據(jù)手冊(cè)《切削手冊(cè)》，表1.23得 進(jìn)給力Fa=1350 消耗功率P=1.2kw。 選用 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加緊可靠的螺旋加緊,提高效率,采用螺母開口墊圈組合加緊 為了克服徑向力F,實(shí)際加緊力F應(yīng)為 F=kt\rf 其中 r=2(R3-r3)\3(R2-r2) 查 <<機(jī)械制造工藝學(xué)表>>14-1 =2(723-503)\3(722-502) =0.031m F=1.3*40\0.1*0.031=16774N 由式d=(4*1.3F0\3.14[δ])0.5 [δ] =δs\S=640\4=180MPa查表(5-7)S=4 d=(4*1.3*16774\3.14*180)0.5 =12.4mm 查手冊(cè)得M16 d=15.217>12.4 取M16 3,定位誤差分析 本工序采用兩V型塊對(duì)中夾緊，可以保證孔的中心始終在工件的中心，保證孔的位置精度，由于對(duì)中裝置為螺桿傳動(dòng)，會(huì)帶來(lái)一定的位置誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 4. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。