CA6140撥叉831006加工工藝及夾具設計【鏜55孔】說明書資料

0 目 錄 1 緒論 . 1 2 概述 . 1 2.1 選題的目的和意義 . 1 2.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 1 3 零件的分析 . 2 3.1 零件的作用 . 2 3.2 零件的工 藝分析 . 2 3.3 本章小結 . 3 4 工藝規(guī)程設計 . 3 4.1 確定毛坯的制造形式 . 3 4.2 基面的選擇 . 4 4.2.1 粗基準的選擇 . 4 4.2.2 精基準的選擇。 . 4 4.3 制定工藝路線 . 4 4.3.1 工藝路線方案一 . 4 4.3.2 工藝路線方案二 . 4 4.3.3 工序方案的比較與分析 . 5 4.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 6 4.4.1 側平面加工余量的計算 . 6 4.4.2 大頭孔兩側面加工余量的計算 . 6 4.4.3 大小頭孔的偏差及加工余量計算 . 7 4.5 確定切削用量及基本工時 . 7 4.5.1 工序 1 . 7 4.5.2 工序 2 . 9 4.5.3 工序 3 . 12 4.5.4 工序 4 . 13 4.5.5 工序 5 . 15 4.5.6 工序 6 . 16 4.5.7 工序 7 . 17 4.5.8 工序 8 . 18 4.6 本章小結 . 19 5 鏜孔夾具設計 . 19 5.1 問題的提出 . 19 5.2 夾具設計 . 19 5.2.1 定位基準的選擇 . 19 5.2.2 夾具方案的確定 . 19 5.2.3 誤差分析與計算 . 21 5.2.4 切削力及夾緊力的計算 . 22 5.3 本章小結 . 24 6 結束語 . 25 致謝 . 27 參考文獻 . 28 1 1 緒論 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 機械制造加工工藝與機床夾具設計主要是對零件的加工工藝進行分析和對零件的某幾個主要部位進行專用夾具的設計，從零件的工藝來說，它主要是分析零件在進行加工時 應注意什么問題，采用什么方法和工藝路線加工才能更好的保證精度，提高勞動生產率。就專用夾具而言，好的夾具設計可以提高產品生產率、精度、降低成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。在本次設計中，就針對撥叉 831006 的加工工藝進行分析，制定和比較加工工藝路線，選擇一種較好的加工工藝路線進行加工。并對撥叉 4.0055的半 孔進行專用夾具的設計，在這過程中，制定多套夾具方案分別對各夾具的定位誤差和精度進行分析計算，選擇其一，以完成本次設計 。通過這次設計，培養(yǎng)了編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計的能力，這也是在進行畢業(yè)之前對所學課程進行的最后一次深入的綜合性復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學生活中占有十分重要的地位。 就個人而言，希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設打下一個良好的基礎。 2 概述 2.1 選題的目的和意義 機械加工工藝是實現(xiàn)產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、 生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。 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，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品生產在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求 ,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。 2.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 在我國現(xiàn)階段撥叉類零件的加工還沒有達到 現(xiàn)代自動化的加工水平。在批量的生產中，它的加工工藝還需要人工畫線的方法來保證其精度，而對工件的裝夾 2 也是通過人工的方法進行的。因此，我國對撥叉類不規(guī)則零件的加工還處于效率低、加工成本高的階段。 隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產品的品種和生產率提出了愈來愈高的要求，氣動、液壓夾緊等夾具正是適應發(fā)展的產物。它對縮短工藝裝備的設計、制造周期起到至關重要的作用。國外把柔性制造系統(tǒng)作為開發(fā)新產品的有效手段，并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展 。 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方 向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。 3 零件的分析 3.1 零件的作用 車床的撥叉位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的 023.0025 孔與操縱機構相連，而上方的 4.0055 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。 3.2 零件的工藝分析 撥叉 831006 是機車變速箱中一個重要的零件，因為其零件尺寸比 較小，結構形狀較復雜，但其加工孔和側面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對精度有一定的要求。撥叉的底面、大頭孔兩側面和大小頭孔 內壁 粗糙度要求都是 2.3aR ，所以都要求精加工。其大頭孔 軸 與側面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽兩側面有平行度公差和對稱度公差要求等。因為零件的尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工必須保證精度要求。 由撥叉零件圖（圖 1）我們可以知道本零件共有 5 組加工面，現(xiàn)分述如下 ： （ 1） 以 023.0025 孔為中心的一組表面 。 （ 2） 以 4.0055 孔為中心的一組加工表面。這一組表面包括 ： 4.0055 孔的內表面及其兩端面， 4.0055 孔截斷部分平面 。 （ 3） 零件的下底面 。 （ 4） 40 圓柱面上的斜面 。 （ 5） 零件下底面 0.120016 的槽的 三個面 。 其中 4.0055 孔的兩端面以及 0.120016 的槽兩個側面都與 023.0025孔又一定的位置要求，分別為： 4.0055 孔的兩端面與 023.0025 孔軸線的垂直度誤差為 0.1 ，槽 0 . 1 2 0016 的兩側面與 023.0025 孔軸線的垂直度誤 3 差為 0.08mm。 由以上分析可知，在選擇各表面、孔及槽的加工方法時，要考慮加工表面的精度和表面粗糙度要求，因此要選擇合理的方法進行零件的加工可選擇加工其中一組表面，然后借助于夾具加工其余表面。 圖 1 撥叉零件圖 3.3 本章小結 本章主要是對撥叉 831006 的分析，主要從撥叉的作用、工藝和加工要求等方面進行了分析，經過查閱大量的參考資料，和上面的分析使對撥叉 831006 有了進一步的認識，為后面的設計打下了堅實的基礎。 4 工藝規(guī)程設計 4.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200，考慮到車床在加工中的變速雖然不 像其它機器那么頻繁。但是，零件在工作過程中，也經常要承受變載荷及沖擊性載荷，且它的外型復雜，不易加工。因此，應該選用鑄件以提高勞動生產率，保證精度，由于零件 4 的年生產量為 5000 件已達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用金屬型鑄造，這樣可以提高生產率，保證精度。 4.2 基面的選擇 由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于撥叉 831006來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之 間的相互關系以及槽的各尺寸精度。基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更嚴重的還會造成零件大批量報廢，使生產無法正常進行。 4.2.1 粗基準的選擇 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。根據這個基準選擇原則，現(xiàn)選取 mm25 023.00孔的內表面作為定位基準，利用一短銷大平面，限制 5 個自由度，再以一個菱形銷限制最后 1 個自由度，達到完全 定位 ,再用螺栓夾緊，然后進行銑削。 4.2.2 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，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 4.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點 ,應當使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證 ,在生產綱領已確定的情況下 ,可以考慮采用萬能機床配以專用工具 ,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。 4.3.1 工藝路線方案一 如表 1 此 工序不能保證其質量，但可以進行精度要求不高 的生產。綜合考慮以上步驟，得到下面工藝路線。 4.3.2 工藝路線方案二 如表 2 5 此工序 雖然工序增加了工時，但是質量大大提高了。 4.3.3 工序方案的比較與分析 表 1 工序方案一 工序號 工序內容 工序一 粗、精銑 mm25 023.00孔上端面 工序二 鉆、擴、鉸、精鉸 mm25 023.00孔 工序三 切斷 工序四 粗、精銑 mm55 4.00孔兩側面 工序五 粗、精鏜 mm55 4.00孔 工序六 銑下平面 工序七 粗、精銑 0.120016mm 槽 工序八 粗銑斜平面 工序九 檢查 表 2 工序方案二 工序號 工序內容 工序一 粗、精銑 mm25 023.00孔上端面 工序二 鉆、擴、鉸、精鉸 mm25 023.00孔 工序三 粗、精銑 mm55 4.00孔兩側面 工序四 粗、精鏜 mm55 4.00孔 工序五 銑下平面 工序六 粗、精銑 0.120016mm 槽 工序七 粗銑斜平面 工序八 切斷 工序九 檢查 方案一工藝路線在工序三就將 mm55 4.00孔鋸開，在后面的工序銑mm55 4.00 孔的兩側面的時候，工件的加工面 可以 減少不 少 的設計，但是在后面的工序中進行的加工，特別是定位和孔 mm55 4.00的加工就有相當大的難度，如果 用方案一進行 mm55 4.00孔的加工時，在上面的工序中已經鋸斷，只有進行半圓 的加工。這樣的加工在一般的機床上是不保證精度的，若想要保證精度只有在數控機床上，那樣的話生產成本將提高了很多。方案二就解決了上述產生的問題， 6 將 mm55 4.00的孔到了最后的時候才將其鋸開，這樣不僅保證了 mm55 4.00孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用 mm55 4.00的孔來作為定位基準。這樣的 加 工可以在一般的機床上就可以進行加工了，不僅保證了精度，還降低了生產成本。由以上分析：方案二為合理、經濟的加工工藝路線方案 。具體的加工工藝過程 （ 如表 3）： 表 3 工序方案三 工序號 工序內容 工序一 鑄造。 工序二 熱處理。 工序三 粗、精銑 mm25 023.00孔上端面。 工序四 鉆、擴、鉸 mm25 023.00孔。 工序五 粗、精銑 mm55 4.00孔兩側面。 工序六 粗、精鏜 mm55 4.00孔。 工序七 銑下平面。 工序八 粗、精銑 0.120016mm 槽。 工序九 粗 銑 斜平面。 工序十 切斷。 工序十一 檢查。 4.4 機械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 CA6140 車床撥叉 A，零件材料為 HT200，硬度 190 210HB，毛皮重量 1.0kg生產類型大批量，鑄造毛坯。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量 、 工藝尺寸和毛坯尺寸如下： 4.4.1 側平面加工余量的計算 根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各 工 步余量如下： 粗銑：余量值規(guī)定為 mm0.25.1 ，現(xiàn)取 mm0.2 精銑 ：余量值規(guī)定為 mm0.1 。 取 1.0mm 鑄造毛坯的基本尺寸為 mm8620.12280 粗銑后最大尺寸為： mm8220.180 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度。 4.4.2 大頭孔兩側面加工余量的計算 根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 7 粗銑：余量值規(guī)定為 mm0.25.1 ，現(xiàn)取 mm0.2 。 精銑：其余量值規(guī)定為 mm0.1 。 取 1.0mm。 鑄造毛坯的基本尺寸為 mm1820.12212 。 粗銑后最大尺寸為： mm1420.112 。 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度。 4.4.3 大小頭孔的偏差及加工余量計算 鉆 mm25 023.00孔 到要求尺寸： 根據工序要求，小頭孔分為鉆、擴、鉸三個工序，工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： 22 mm 擴孔： 7.24 mm mm7.2Z2 鉸孔： mm25 mm3.0Z2 鏜孔 mm55 4.00到要求尺寸： 加工該組孔的工藝是：粗鏜 精鏜 粗鏜： mm55 4.00孔，余量值為 mm2.2 ； 精鏜： mm55 4.00孔，余 量值為 mm8.0 ； 4.0055 孔毛坯基本尺寸為 ： mm528.02.255 粗鏜工序尺寸為： 2.54 mm 精鏜工序尺寸為： mm55 4.00 從而達到要求。 據以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量及毛坯尺寸（如圖 2） 4.5 確定切削用量及基本工時 4.5.1 工序 1 粗、精銑 mm25 023.00孔上平面 （ 1） 粗銑 mm25 023.00孔上平面 機床： X52K。 刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， mm100D ，齒數 8Z ，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量： Z=2mm， 所以銑削深度 pa：pa =2mm 每齒進給量 fa ：取 fa =0.12mm/Z 銑削速度 V ：取 V =1.33m/s 機床主軸轉速 n ： DV1000n （ 1）式中 V 銑削速度； 8 D 刀具直徑。 代入式（ 1）得 m inr25410014.3 6033.11000D V1000n ， 查 X52K 說明書取 minr300n 實際銑削速度 v： sm57.1601 0 00 30010014.31 0 00 nDv 圖 2 撥叉毛坯圖 進給量 fV ： smm8.460300812.0nZaV ff 工作臺每分進給量 mf ： m inmm88.4Vf fm mm40a z 切削工時 ： 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 mm40l ， 刀具切入長度 1l ： ）（ 31aDD5.0l 2z21 （ 2） 9 = ）（）（ 31401001005.0 22 =7mm 刀具切出長度 2l ：取 2l =2mm 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 4 0 7 2 0 . 1 7 m i n288jml l lt f （ 2）精銑 mm25 023.00孔上平面 機床： X52K。 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： 15YT ， D=100mm ，齒數 12， 精銑該平面的單邊余量： Z=1.0mm 銑削深度pa： mm0.1ap 每齒進給量 fa ： Zmm08.0a f 銑削速度 v ： smm8.2v 機床主軸轉速 n ：由式（ 1）得 m inr53510014.3 6032.01000D V1000n ， 取 n=600r/min 實際銑削速度 v： sm14.3601000 60010014.31000 dnv 進給量 fV ： smm6.9606001208.0ZnaV ff 工作臺每分進給量 mf ： m inmm576smm6.9Vf fm 被切削層長度 l ：由毛 坯尺寸可知 mm40l 刀具切入長度 1l ：精銑時 mm100Dl 1 刀具切出長度 2l ：取 mm2l2 4.5.2 工序 2 加工孔 023.0025mm 到要求尺寸 機床： Z535 立式鉆床 .加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔： mm22標準高速鋼麻花鉆；擴孔 ： mm7.24 標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔 ： mm25 標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量 ： （ 1）確定鉆削用量 1）確定進給量 f： rmm57.047.0f 表，由于孔深度比 36.12230dl 0 ， 9.0klf ，故 ：rmm51.042.09.057.047.0 ）（）（表 f 。查 Z535 立式鉆床說明書，取rmm0.43f 。 2）確定切削速度 v 、軸向力 F、轉矩 T 及切削功率 mP 由插入法得 minm17V 表， N4732F 表 10 MNT 69.51表， KW25.1Pm 表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 查表 ， 88.0KMV ， 75.0KLV，故 m inm22.1175.088.017V 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 6 2 / m i n22v mmnrd m m 表 查 Z535 機床說明書，取 195 / m innr 。實際切削速度為 0 2 2 1 9 5 / m i n1 4 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dn m m rvm 1 .0 6M F M Tkk，故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 3）校驗機床功率 切削功率mP為 /)m M MmP P n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 4 6 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 機床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E mP P k W k W P ， 故選擇的鉆削用量可用。即 0 22d mm， 0 .4 3 /f m m r ， 195 / m innr ， 14 / minvm ， 相應地 ： 5016FN ， 54.8T N m， 1.05mP kW 被切削層長度 l ： 78l mm 刀具切入長度 1l ： 1 22( 1 2 ) 1 2 0 1 7 . 422rDl c t g k c t g m m 刀具切出長度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次數為 1 機動時間2jt：27 8 7 . 4 3 1 . 0 8 m i n0 . 4 3 1 9 5jLt nf （ 2）確定擴孔切削用量 1） 確定進給量 f ： rmm56.049.07.0rmm8.07.0f ）（）（表 。根據Z535 機床說明書，取 f =0.57mm/r。 2）確定切削速 度 v 及 n 根據表取 2 5 / m invm表。修正系數： 0.88mvk ， 2 4 . 7 2 21 . 0 2 ( / 1 . 5 0 . 9 )2p pRav paka 根 據 故 2 5 / m i n 0 . 8 8 1 . 0 2 1 1 . 2 2 / m i nv m m 表 11 01 0 0 0 / )n v d 表 （ 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n / ( 2 4 . 7 )2 8 6 / m i nm m m mr 查機床說明書，取 275 / m innr 。實際切削速度為 30 10v d n 32 4 . 7 2 7 5 / m i n 1 02 1 . 3 / m i nm m rm 切削工時 被切削層長度 l ： 78l mm 刀具切入長度 1l ，有：11 2 4 . 7 2 2( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322rDdl c t g k c t g m m m m 刀具切出長度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次數為 1 機動時間2jt：27 8 3 3 0 . 5 4 m i n0 . 5 7 2 7 5jLt fn （ 3）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 f ： 1 . 3 2 . 6f m m表，查 Z535 說明書，取 1.6 /f mm r 。 2）確定切削速度 v 及 n 取 8 .2 / m invm表。 查表取 修正系數 0.88Mvk ， 0.99pavk 2 5 2 4 . 7( / 0 . 1 2 5 1 . 2 )2pRpaa根 據 故 8 . 2 / m i n 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / ( )n v d 表 1 0 0 0 7 . 1 4 ( / m i n ) / ( 2 5 )9 1 . 5 / m i n m m mr 查 Z535 說明 書，取 100 / m innr ，實際鉸孔速度 30 10v d n 32 5 1 0 0 / m i n 1 0 7 . 8 / m i nm m r m 切削工時 被切削層長度 l ： 78l mm 刀具切入長度 1l ， 12 01 ( 1 2 )2 rDdl c tg k （ 3） 由式（ 3）得 1 2 5 2 4 . 7 1 2 0 2 2 . 0 92l c t g m m 刀具切出長度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次數為 1 機動時間3jt：37 8 2 . 0 9 3 0 . 5 2 m i n1 . 6 1 0 0jLt nf 該工序的加工機動時間的總和是jt： 1 . 0 8 0 . 5 4 0 . 5 2 2 . 1 4 m i njt 3）各工序實際切削用量 根據以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔：0 22d mm， 0 .4 3 /f m m r ， 195 / m innr ， 14 / minvm 擴孔：0 24.7d mm， 0 .5 7 /f m m r ， 275 / m innr ， 2 1 .3 / m invm 鉸孔：0 25d mm， 1.6 /f mm r ， 100 / m innr ， 7.8 / m invm 4.5.3 工序 3 粗、精銑 4.0055mm 孔 兩側面 （ 1） 粗銑兩側面 機床： X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齒數 5Z ，此為粗齒銑刀。因其單邊余量： Z=2mm， 所以銑削深度pa：2pa mm 每齒進給量fa： Zmmaf /18.0 銑削速度 V ： 2.47 /V m s 機床主軸轉速 n ：由式（ 1）得 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 4 7 6 0 4 7 1 . 9 7 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ， 取 475 / m innr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 4 7 5 2 . 4 9 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV： 0 . 1 8 5 4 7 5 / 6 0 7 . 1 2 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 7 . 1 2 / 4 2 7 . 5 / m i nmff V m m s m m a： mma 60 切削工時 13 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm ， 刀具切入長 度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a （ 4） 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 7 5 ) ( 1 3 ) 1 9 mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 7 5 1 9 2 0 . 2 2 4 m i n4 2 7 . 5jml l lt f （ 2）精銑兩側面 機床： X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齒數 8，此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量： Z=1.0mm 銑削深度pa： 1.0pa mm 每齒進給量fa： 0 .1 5 /fa m m Z 銑削速度 V ： 2.8 /V m s 機床主軸轉速 n ：由式 （ 1） 得 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 8 6 0 5 3 5 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ， 取 600 / m innr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 6 0 0 3 . 1 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV： 0 . 1 5 8 6 0 0 / 6 0 1 2 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 1 2 / 7 2 0 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 75l mm 刀具切入長度 1l ：精銑時1 100l D m m 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間2jt：122 7 5 1 0 0 2 0 . 2 6 m i n720jml l lt f 4.5.4 工序 4 粗、精鏜 4.0055孔 機床：臥式鏜床 68T 14 刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT （ 1）粗鏜 4.0055孔 切削深度pa： 2.2pa mm，毛坯孔徑0 52d mm。 進給量 f ： 刀桿伸出長度取 mm200 ， 切削深度為 2.2mm。因此確定進給量 0.2 /f mm r 。 切削速度 V ：取 2 . 5 / 1 5 0 / m i nV m s m 機床主軸轉速 n ：由式（ 1）得 1 0 0 0 1 0 0 0 1 5 0 9 1 8 . 6 7 / m i n3 . 1 4 5 2Vnrd ，取 1 0 0 0 / m innr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 5 2 1 0 0 0 2 . 7 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 工作臺每分鐘進給量mf： 0 . 2 1 0 0 0 2 0 0 / m i nmf f n m m 被切削層長度 l ： 12l mm 刀具切入長度 1l ：12 . 2( 2 3 ) 2 5 . 8 130p ral m mt g k t g 刀具切出長度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次數 i ： 1i 機動時間1jt：121 1 2 5 . 8 1 4 0 . 1 1 m i n200jml l lt f （ 2）精鏜 4.0055mm 孔 切削深度pa： mmap 8.0 進給量 f ：刀桿伸出長度取 mm200 ，切削深度為 0.8mm 。因此確定進給量0 .1 5 /f m m r 切削速度 V ：取 3 . 1 8 / 1 9 0 . 8 / m i nV m s m 機床主軸轉速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 1 9 0 . 8 1 1 2 1 . 1 / m i n3 . 1 4 5 4 . 2Vnrd ，取 1 0 0 0 / m innr 實際切削速度 v ，： 3.14 54.2 1000 2.84 /1000 1000 60dnv m s 工作臺每分鐘進給量mf： 0 . 1 5 1 0 0 0 1 5 0 / m i nmf f n m m 被切削層長度 l ： 12l mm 刀具切入長度 1l ： mmtgtg kalrp 5.3230 8.0)32(1 15 刀具切出長度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次數 i ： 1i 機動時間1jt：121 1 2 3 . 5 4 0 . 1 3 m i n150jml l lt f 所以該工序總機動工時 0 . 1 1 0 . 1 3 0 . 2 4 m i njt 4.5.5 工序 5 粗、精銑下平面 （ 1）粗銑下平面 機床：立 式銑床 X52K。 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齒數 5Z ，此為粗齒銑刀。 Z=2mm， 銑削深度pa： 2pa mm 每齒進給量fa：取 Zmmaf /18.0 銑削速度 V ：取 2.47 /V m s 機床主軸轉速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 4 7 6 0 4 7 1 . 9 7 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ， 取 475 / m innr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 4 7 5 2 . 4 9 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV： 0 . 1 8 5 4 7 5 / 6 0 7 . 1 2 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 7 . 1 2 / 4 2 7 . 5 / m i nmff V m m s m m a： mma 60 切削工時 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm 。 刀具切入長度 1l 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 1 2 mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 4 0 1 2 2 0 . 1 3 m i n4 2 7 . 5jml l lt f （ 2）精銑下平面 機床： X52K。 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齒數 8，此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量： Z=1.0mm 16 銑削深度pa： 1.0pa mm 每齒進給量fa：取 0 .1 5 /fa m m Z 銑削速度 V ：取 2.8 /V m s 機床主軸轉速：由式（ 1）得 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 8 6 0 5 3 5 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ， 取 600 / m innr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 6 0 0 3 . 1 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV： 0 . 1 5 8 6 0 0 / 6 0 1 2 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 1 2 / 7 2 0 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm 刀具切入長度 1l ：精銑時1 100l D m m 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間2jt：122 4 0 1 0 0 2 0 . 2 m i n720jml l lt f 4.5.6 工序 6 粗、精銑 mm16 12.00槽 （ 1）粗銑 mm16 12.00槽 機床： X52K 刀具：整體直齒銑刀 Z=20 D=100mm 切削深度pa： mm6ap 進給量 0 .0 6 /fa m m z,， 切削速度 24 / m inVm ， 機床主軸轉速 n ：由式（ 4）得 1 0 0 0 1 0 0 0 2 4 7 6 . 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ，取 95 / minnr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 9 5 0 . 5 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 進給量fV： 0 . 0 6 2 0 9 5 / 6 0 1 . 9 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 1 . 9 / 1 1 4 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm 刀具切入長度 1l ：1 0 .5 (1 2 )lD=52mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 17 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 4 0 5 2 2 0 . 8 2 m i n114jml l lt f （ 2） 精銑 mm16 12.00槽 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀 切削深度pa： 2pa mm 進給量 0 .1 2 /fa m m z, 切削速度 23 / m inVm ， 機床主軸轉速 n ：由式（ 1）得 1 0 0 0 1 0 0 0 2 3 7 3 . 2 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ，取 75 / minnr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 進給量fV： 0 . 1 2 1 2 7 5 / 6 0 1 . 8 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 1 . 8 / 1 0 8 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm ， 刀具切入長度 1l ：1 0 .5 (1 2 )lD=52mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 4 0 5 2 2 0 . 8 7 m i n108jml l lt f 本工序機動時間12 0 . 8 2 0 . 8 7 1 . 6 9 m i nj j jt t t 4.5.7 工序 7 粗銑斜平面 工件材料； HT200，鑄造。 機床 ： X52K。 刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齒數 8Z ，此為粗齒銑刀。 Z=3mm， 銑削深度pa： 3pa mm 每齒進給量fa：取 0 .1 2 /fa m m Z 銑削速度 V ：取 1.33 /V m s 機床主軸轉速 n ：由式（ 1）得 18 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ， 取 300 / m innr 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 進給量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根據零件圖可知 35a mm 切削工時 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 l=21mm 刀具切入長度 1l ： 1 0 .5 (1 3 )lD （ 5） 0 . 5 1 0 0 ( 1 3 ) 5 2 mm 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 2 1 5 2 2 0 . 2 6 m i n288jml l lt f 4.5.8 工序 8 銑斷 機床： K52X 刀具：細齒鋸片銑刀 ， D=100mm L=4mm d=22mm Z=80 切削深度pa： 4pa mm 進給量 0 .0 3 /fa m m z, 切削速度 55 / m inVm 。 機床主軸轉速 n ：由式（ 1）得 1 0 0 0 1 0 0 0 5 5 1 7 5 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ， 取 150 / m innr 實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 1 9 0 0 . 9 9 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 進給量fV： 0 . 0 3 8 0 1 9 0 / 6 0 7 . 6 /ffV a Z n m m s 工作臺每分進給量mf： 7 . 6 / 4 5 6 / m i nmff V m m s m m 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 75l mm ， 刀具切入長度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD=52mm 19 刀具切出長度2l：取 mml 22 走刀次數為 1 機動時間1jt：121 7 5 5 2 2 0 . 2 8 m i n456jml l lt f 最后將以 上各工序切削用量 、 工時定額的計算結果，連同其他數據，一并填入機械加工工藝過程卡，見附表 4.6 本章小結 本章主要講述的是毛坯零件尺寸的確定、 工藝路線以及切削用量、 加工工時計算和時間定額計算。它主要是保證零件在加工時能夠有足夠的余量進行粗、精加工保證精度，同時，對在加工中所需的機床、刀具等都進行選擇。再查閱工具書確定切削進給量、機床轉速等進行計算工時，將所計算的各結果填寫到相應的工序卡片中，并與所給的任務書進行用量比較，看能否完成加工。經過上文的計算分析所選的刀具、機床等都能達到生產要求，將進行下一步的設計 。 工藝過程卡片詳見（附圖）。 5 鏜孔夾具設計 為了達到提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度的目的。在加工車床撥叉零件時，需要設計專用夾具。 5.1 問題的提出 利用本夾具主要用來鏜加工孔 4.0055mm。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底孔有位置度公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 5.2 夾具設計 5.2.1 定位基準的選擇 由零件圖可知：孔 4.0055mm 的軸線與底孔有位置度要求，在對孔進行加工前，小頭孔進行了粗、精加工。因此，選底孔為定位精基準（設計基準）來滿足位置度公差要求。 （ 如圖 3） ： 5.2.2 夾具方案的確定 設計專用夾具的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等的技術要求能夠得到合理的保證。在生產綱領已經確定為大批生產的條件下，應該使所設計的專用夾具在加工過程中裝夾方便，有較高的生產效率。因此，我設 20 43 . 211 圖 3 鏜孔定位 計了兩個夾具方案以供選擇，其方案如下： （ 1）夾具設計方案一 在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經加工過。因此，我選擇小頭孔用長心軸定位，以大小頭孔的左端面為定位面，并在大頭孔的下方用一檔銷定位，以實現(xiàn)典型的一面兩銷定位。在大小頭孔之間用一個移動壓板壓在連接板上，實現(xiàn)夾緊。并選用固定鏜套作為刀具的導向裝置。 （ 2）夾具設計方案二 在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經加工過。在小頭孔用一長銷定位，以小頭孔的左端面作為定位面，在大頭孔下方用一定位塊作為檔銷以實 現(xiàn)一面兩銷定位。在小頭孔的心軸右端用一個帶肩的螺母和開口墊圈作為壓緊，在加工處用一輔助支撐以抵消加工時所產生的軸向力。 （ 3）方案的比較分析 上述兩個夾具方案的特點在于：它們都采用了典型的一面兩銷定位，它們的不同之處在于，方案一是以兩個平面同時作為一個定位面，采用移動壓板作為夾緊機構。方案二是以定位環(huán)作為定位面，在心軸上加一個螺母進行了夾緊，在加工處用一螺釘作為輔助支撐。通過對它們的比較方案一以兩個不同的平面同時作為定位面，如果那兩個平面在加工的時候，出現(xiàn)了加工誤差，則在以這兩個面作為定位面進行孔的加工會出 現(xiàn)受力不均的情況，使工件受較大的外力而變形。而方案二用一個定位環(huán)作為定位面就解決了這個問題，因此，我選擇方案二作為加工本工序的專用夾具。 （ 如圖 4） ： 21 圖 4 夾具方案 5.2.3 誤差分析與計算 該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與端面間的尺寸公差以及孔軸線與底孔的位置度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 由于本工序的加工是以心軸定位 ,工件孔和心軸的誤差可分為以下兩種 :一是工件以圓孔在過盈 配合圓柱心軸上定位 ,所以定位副之間無徑向間隙 ,也即這時不存在徑向基準位移誤差 ( 0yY, 0 ZY )。工件在軸線方向上的軸向定位誤差，則可利用夾緊力加以控制。由此可見，過盈配合圓柱心軸的定位精度是相當的高。二是以圓孔在間隙配合圓柱心軸上定位，根據心軸放置位置的不同，有不同情況。在設計中，是將心軸水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此，有徑向基準位移誤差。在重力作用下，定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸母線接觸。故此時的徑向 基準位移誤差僅在 Z 軸方向，且向下。 （ 如圖 5） ： 由 機床夾具設計手冊可得： 定位誤差（兩個垂直平面定位）： 2/)(dDZ TTY （ 6） 式中 定位副間的最小配合間隙； DT 工件圓孔直徑公差； dT 心軸外圓直徑公差， 由 式 （ 6）可知， 017.0 ZY （ 1） 夾緊誤差： co s)( m inm a x yyjj （ 7） 22 Yzd minD m a x 圖 5 定位分析 其中接觸變形位移值： mmSNcHBKRkmnZHBaZR a Zy 0 1 4.081.9)( 1 （ 8） mmyjj 0128.0co s （ 2） 磨損造成的加工誤差：Mj通常不超過 mm005.0 （ 3） 夾具相對刀具位置誤差： AD 取 mm01.0 誤差總和： mmmmwj 35.00 5 8 6.0 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5.2.4 切削力及夾緊力的計算 鏜刀材料： 5YT （硬質合金鏜刀） 刀具的幾何參數： 60粗K 90精K 10 0s 80 由參考文獻機床夾具設計手冊可得： 圓周切削分力公式： PpC KfaF 75.0902 （ 9） 式中 cF 圓周切削分力； pa 背吃刀量； pK 修正系數； f 每轉進給量 。 式中 2.2pa mm 0.2 /f mm r 由公式： 23 rpspoppkmpp KKKKKK （ 10） 式中 mpK 考慮工件材料機械性能的系數； rpspoppk KKKK 考慮刀具幾何參數的系數。 查參考文獻得： nmp HBK )150( 取 175HB 4.0n 由參考文獻可得參數： 94.0pkK 0.1opK 0.1spK 0.1rpK 即： 5 9 3 .4 7 ( )CFN 同理：徑向 切削分力公式 ： PpP KfaF 75.09.0530 （ 11） 式中 pF 徑向切削分力； pa 背吃刀量； pK 修正系數； f 每轉進給量。 式中參數： 77.0pkK 0.1opK 0.1spK 0.1rpK 即： 2 6 4 .7 3 ( )PFN 軸向 切削分力公式 ： Ppf KfaF 4.0451 （ 12） 式中 fF 軸向切削分力； pa 背吃刀量； pK 修正系數； f 每轉進給量。 式中參數： 11.1pkK 0.1opK 0.1spK 0.1rpK 即： 615( )fFN 根據工件受 切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： FKWK （ 13） 式中 KW 實際所需夾緊力 ； K 在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力； F 安全系數。 安全系數 K 可按下式計算 ： 6543210 KKKKKKKK （ 14） 式中 1K 加工性質； 2K 刀具鈍化程度； 24 3K 切削特點； 4K 夾緊力的穩(wěn)定性； 5K 手動夾緊時的手柄位置； 6K 僅有力矩使工件回轉時工件與支承面接觸的情況。 式中：60 KK為各種因素的 安全系數， 粗鏜：代入 式 （ 14）得 25.20.10.13.12.10.12.12.1 CK 7.20.10.13.12.12.12.12.1 PK 81.20.10.13.12.125.12.12.1 fK 所以，由 式 （ 13）有： 1 3 3 5 . 3 ( )K C CW K F N 7 1 4 . 7 7 ( )K P PW K F N 1 7 2 8 . 1 5 ( )K f fW K F N 精鏜：代入 （ 1）得 1 . 2 1 . 2 1 . 0 5 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 3 6CK