機械制造工藝和排版簡要說明)

1、 機械加工工藝課程設(shè)計 說明書青島理工大學(xué)琴島學(xué)院課程設(shè)計說明書課題名稱：機械加工工藝課程設(shè)計學(xué) 院：機電工程系專業(yè)班級：機電一體化技術(shù)10-2學(xué) 號：20100212044學(xué) 生：席慶明指導(dǎo)老師：管文青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處2012年 6 月26日機械加工工藝課程設(shè)計評閱書題目萬向節(jié)滑動叉機械加工工藝課程設(shè)計學(xué)生姓名席慶明學(xué)號20100212044指導(dǎo)教師評語及成績指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯評語及成績答辯教師簽名： 年 月 日教研室意見總成績： 室主任簽名： 年 月 日摘 要本次設(shè)計是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(dāng)汽

2、車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個孔，是用來安裝滾針軸承并且與十字軸相連，起萬向節(jié)軸節(jié)的作用。而零件外圓內(nèi)的花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。而這次的夾具也是用于裝夾此零件，而夾具的作用也是為了提高零件的勞動生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量、降低勞動強度。而夾具的另一個目的也是為了固定零件位置，使其得到最高的效率。關(guān)鍵字：傳動軸 萬向節(jié)滑動叉 花鍵軸 I目錄摘 要I1 零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工藝分析1 毛坯的確定2定位基準(zhǔn)選擇3.1粗基準(zhǔn)的選擇3.2精基準(zhǔn)的選擇34擬定機械加工工藝路線45機械加工余量、工序

3、尺寸及毛坯尺寸的確定55.1外圓表面（62mm及M60 ×1mm）55.2外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面）55.3兩內(nèi)孔mm（叉部）55.4花鍵孔（16-mm×mm× mm）55.5 mm兩孔外端面的加工余量（計算長度為mm）66確定切削用量及基本工時86.1加工條件86.2計算切削用量87夾具設(shè)計207.1問題的提出207.2夾具設(shè)計207.2.1定位基準(zhǔn)的選擇207.2.2切削力及夾緊力計算207.2.3定位誤差分析217.2.4銑床夾具設(shè)計及操作的簡要說明228設(shè)計總結(jié)239參考文獻241 零件的分析1.1零件的作用題目

4、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。其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使汽車獲得前進的動力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個39mm的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸器的作用。零件65mm外圓處有一50mm的內(nèi)花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力。1.2零件的工藝分析萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求。先分析如下：1.39mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：兩個39mm的孔及其倒角，尺寸為118mm的與兩個39mm的孔相垂直的平面，還有在平面

5、上的4個M8螺孔。其中，主要加工表面為39mm的兩個孔。2. 50mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：50mm十六齒方齒花鍵孔、55mm階梯孔以及65mm的外圓表面和的外螺紋表面。（）50mm花鍵孔與mm兩孔中心線連線的垂直度公差為:.。（）mm兩孔外端面對mm孔垂直度公差為.。（）50mm花鍵孔寬中心線與mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為。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度要求。 毛坯的確定零件材料為鋼?？紤]到汽車在運行中要經(jīng)常加速及正，反向行駛，零件在工作過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用

6、鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為件，已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。定位基準(zhǔn)選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確，合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。.1粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對本零件來說，如果以mm（或以mm外圓）外圓表面作為基準(zhǔn)（四點定位），則可能造成這一組內(nèi)外圓柱表面與零件的交叉部外形不對稱。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加

7、工表面時應(yīng)以這些不加工表面作為粗精準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)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(zhǔn)），現(xiàn)選取叉部兩個39mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個短形塊支承這兩個39mm的外輪廓作為主要定位面，以消除，的移動和旋轉(zhuǎn)四個自由度，再用一對自動定心的窄口卡爪夾持在mm外圓柱面上，用以消除的移動與旋轉(zhuǎn)兩個自由度，達到完全定為。 .2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。4擬定機械加工工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，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)

8、已確定為大批生產(chǎn)的條件下，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。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序1：模鍛。工序2：正火熱處理。工序3：車端面及外圓62mm，60mm,并車螺紋M60×1mm。以兩個叉耳外輪廓及65mm外圓為粗基準(zhǔn)，選用CA6140臥式車床和專用夾具。工序4：鉆、擴花鍵底孔43mm，并锪沉頭孔55mm。以62mm外圓為基準(zhǔn)，選用C365L轉(zhuǎn)塔車床。工序5:內(nèi)花鍵孔5×30º倒角。選用CA6140車床和專用夾具。工序6：鉆錐螺紋Rc1/8底孔。選用Z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排Rc1/8底孔

9、主要是為了下道工序拉花鍵孔時為消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。工序7：拉花鍵孔。利用花鍵內(nèi)底孔55mm端面及Rc1/8錐螺紋底孔定位，選用L6120臥式拉床加工。工序8：粗銑39mm兩孔端面，以花鍵孔定位，選用X 63臥式銑床加工。工序9：鉆、擴39mm兩孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z 535立式鉆床加工。工序10：精、細(xì)鏜39mm兩孔，選用T740臥式金剛鏜床及專用夾具加工，以花鍵內(nèi)孔及其端面定位。工序11：磨39mm兩孔端面，保證尺寸118mm，以39mm孔及花鍵孔定位，選用M7130平面磨床及專用夾具加工。工序12：鉆叉部

10、四個M8mm螺紋底孔并倒角。選用Z 525立式鉆床及專用夾具加工，以花鍵孔及39mm孔定位。工序13：攻螺紋4-M8mm及Rc1/8。工序14：沖箭頭。工序15：終檢。5機械加工余量、工序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207241HBW，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，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 5.1外圓表面（62mm及M60 ×1mm）考慮其加工長度為90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為65mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為65mm。62

11、mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為Rz200m，只要求粗加工，此時直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。5.2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(shè)計簡明手冊表2.2-14，其中鍛件重量為6kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)M1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）>180 - 315mm,故長度方向偏差為。長度方向的余量查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-2.5，其余量值規(guī)定為2.0- 2.5mm，現(xiàn)取2.0mm。5.3兩內(nèi)孔mm（叉部）毛坯為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7 -IT8之間，參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3

12、-9及表2.3-13確定工序尺寸及余量為：鉆孔：E25mm 鉆孔：E37mm 2Z = 12mm擴鉆：E38.7mm 2Z = 1.7mm精鏜：E38.9mm 2Z = 0.2mm細(xì)鏜：Emm 2Z = 0.1mm5.4花鍵孔（16-mm×mm× mm）要求花鍵孔為大徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔尺寸為mm，見圖樣。參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-9確定孔的加工余量分配：鉆孔：25mm 鉆孔： 41mm 擴鉆：42mm 拉花鍵孔（16-mm ×mm × mm） 花鍵孔要求大徑定心，拉削時的加工余量參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-19取2Z=1m

13、m。5.5 mm兩孔外端面的加工余量（計算長度為mm）（1）按照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-25，取加工精度F2 ，鍛件復(fù)雜系數(shù)S3，鍛件重6kg，則兩孔外端面的單邊加工余量為2.0- 3.0mm，取 Z = 2mm。鍛件的公差按照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-14，材質(zhì)系數(shù)取M1 ，復(fù)雜系數(shù)S3 ，則鍛件的偏差為。（2）磨削余量：單邊0.2mm（見機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-21），磨削公差即零件公差 0.07mm。（3）銑削余量：銑削的公稱余量（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，因此可知本程序的加工

14、公差為 0.22mm（人體方向）。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(shè)計規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)該調(diào)整法家方式予以確定。 39mm兩孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布見表5-1。表5-1 加工余量計算表工 序加工尺寸及公差鍛 件 毛 坯（39兩端面，零件尺寸）粗銑兩端面磨兩端面加工前尺寸最 大124.6118.4最 小120.6118.18加工后尺寸最 大124.6118.4118最 小120.6118.18117.

15、93加工余量（單邊）2最大3.10.2最小1.210.125加工公差（單邊）+1.3- 0.7-0.22/2-0.07/2。 6確定切削用量及基本工時工序3：車削端面、外圓及螺紋本工序采用計算法確定切削用量6.1加工條件工件材料：45鋼正火，b = 0.60GPa，模鍛。加工要求：粗車60mm端面及60mm、62mm外圓，表面粗糙度值；車螺紋M60×1mm。機床：CA6140臥式車床。刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm2 ，r = 90º，o = 15º，o = 8º，= 0.5mm 。60º螺紋車刀：刀片材料：W18Cr

16、4V。6.2計算切削用量(1) 粗車M60 ×1mm端面1）確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為mm，考慮7º的模鍛拔模斜度，則毛坯長度方向的最大加工余量=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30mm芯部待以后鉆孔是加工掉，故此時實際端面最大加工余量可按=5.5mm考慮，分兩次加工， = 3mm計。長度加工公差按IT12級，取0.46mm（入體方向）。 2）確定進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊（第3版）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，以及工件直徑為60mm時 = 0.5 - 0.7mm/r 按CA6

17、140車床說明書參考切削用量簡明手冊（第3版）表3-9）取 = 0.5 mm/r 3)計算切削速度：按切削用量簡明手冊（第3版）表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T = 60min）。其中：Cv = 242，xv =0.15，yv = 0.35，m = 0.2 。修正系數(shù)kv見切削用量簡明手冊（第3版）表1.28，即kMv = 1044，ksv = 0.8，kkv = 1.04，kkrv = 0.81，kBv = 0.97 。所以 = 108.6m/min4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速r/min按機床說明書（見機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-8），與532r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/mi

18、n及560r/min?，F(xiàn)選取如果選= 500r/min，則速度損失太大。所以實際切削速度v = 114.35m/min。5）切削工時，按機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表6.2-1。（mm），（min）（2） 粗車62mm外圓，同時應(yīng)校驗機床功率及進給機構(gòu)強度。1） 背吃刀量：單邊余量Z = 1.5mm，可一次切除。2） 進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊（第3版）表1.4，選用 = 0.5mm/r。3） 計算切削速度：見切削用量簡明手冊（第3版）表1.27=116（m/min）4）確定主軸轉(zhuǎn)速： ns=1000vc/dw =568r/min按機床選取n=560r/min，所以實際切削速度 V=dn/100

19、0=65x560/1000=114.35m/min5）檢驗機床功率：主切削力Fc按切削用量簡明手冊（第3版）表1.29所示公式計算 其中：CFc=2795，XFc=1.0，YFc=0.75，nFc=-0.15， =(b/650) =0.94 kkr=0.89所以 Fc=2795×1.5×0.50.75×114.35-0.15×0.94×0.89 =1024.5（N） 切削時消耗功率Pc為 Pc=FcVc/6x=1.95Kw 由切削用量簡明手冊（第3版）表1.30中CA6140機床說明書可知，CA6140主電動機功率為7.8kW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為56

20、0r/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。校驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力Fc=1024.5N，徑向切削力Fp按切削用量簡明手冊（第3版）所示公式計算 其中：CFp=1940，xFp=0.9，yFp=0.6，nFp=-0.3 =(b/650) =0.897 Kkr=0.5所以 Fp=1940×1.50.9×0.50.6×114.35-0.3×0.897×0.5 =199.5（N） 而軸向切削力Ff= CFfFfFpKFp 其中：CFf =2880，xFf=1.0，yFf=0.5，nFf=-0.4 kM=(

21、b/650)=0.923 kk=1.17 軸向切削力Ff=2880×1.5×0.50.5×114.35-0.4×0.923×1.17 =499.5（N） 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為 F=Ff+（Fc+Fp） =499.5+0.1（1024.5+199.5）=622（N） 而機床縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見切削用量簡明手冊（第3版），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+4/560×

22、0.5=0.336min（3）車60mm外圓柱面。p=1mm f=0.5mm/r（切削用量簡明手冊（第3版），Ra=6.3m，刀夾圓弧半徑rs=1.0mm） Vc=Cv/TmpXvfYvkv 其中：Cv=242 m=0.2,T=60 xv=0.15,yv=0.35,kM=1.44,kk=0.81 Vc=159m/min n=843r/min按機床說明書取n=710r/min則此時 v=133.8m/min切削工時 t=（l+l1+l2）/nf其中：l=20 l1=4 l2=0所以 t=（20+4）/710×0.5=0.068（min）（4）車螺紋M60×1mm。 1）切削速

23、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p =0.08，走刀次數(shù)i=2 Vc=Cv/TmpXvfYvkv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=21.57m/min精車螺紋時Vc=36.8m/min2）確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋 n1=1000vc/D=1000×21.57/60=114.4（r/min） 按機床說明書取 n=100r/min實際切削速度 vc=18.85m/

24、min 精車螺紋時 n1=1000vc/D=1000×36.8/60=195r/min 按機床說明書取 n=200r/min實際切削速度 vc=37.7m/min3）切削工時 取切入長度l1=3mm 粗車螺紋工時 t1 =（l+ l1） /nf*i=0.75min 精車螺紋 t2 =（l+ l1） /nf*i=0.18min 所以車螺紋的總工時為t=t1+t2=0.93m/min工序4：鉆、擴花鍵底孔43mm及加工沉頭孔55mm，選用機床：C365L轉(zhuǎn)塔車床。（1）鉆孔25mm f=0.41mm/r （見切削用量簡明手冊（第3版）表2.7）v=12.25m/min （見切削用量簡明手

25、冊（第3版）表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） nS=1000v/dW=1000×12.25/25=155r/min按機床選取nW=136r/min（按機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-2）所以實際切削速度 v=dWnW/1000=10.68m/min切削工時 t=（l+l1+l2）/nWf=3min其中：切入l1=10mm，切出l2=4mm l=150mm（2）鉆孔41mm根據(jù)有關(guān)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(guān)系為 f=（1.21.8）f鉆 v=（1/21/3）v鉆式中f鉆、v鉆-加工實心孔時的切削用量?，F(xiàn)已知

26、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=59r/min按機床選取nW=58r/min所以實際切削速度為 v=41*58/1000=7.47m/min切削工時 l1=7mm，l2=2mm，l=150mm t=(150+7+2)/0.76x59=3.55min（3）擴花鍵底孔 43mm 根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴43mm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

27、有關(guān)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=7.7m/minnS =1000*7.7/*43=57r/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=2.14min（4）锪圓柱式沉頭孔 55。根據(jù)有關(guān)資料介紹，加工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=0.2mm/r， 按機床取0.21mm/r v=1/3v=1/3 × 25=8.33m/min nS =1000v/

28、D=48r/min按機床選取nW=44r/min，所以實際切削速度 v=DnW /1000=8.29m/min切削工時 切入 l2=2mm，l2=0，l=8mm t=（l+l1+l2）/nf=1.08min在本工步中，加工55mm沉頭空的測量長度，由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，故需要進行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應(yīng)保證尺寸45mm。工序5：43mm內(nèi)孔5×30°倒角，選用臥式車床CA6140。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(dāng)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

29、ns=1000v/D=1000×16/43=118r/min按機床說明書取nW=120r/min，則此時切削速度為 v=DnW/1000=16.2m/min切削工時 l=5mm l1=3mm t=（l+l1）/nWf=0.83min工序6：鉆錐螺紋Rc1/8底孔（8.8mm） 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=×8.8×680/100

30、0=18.8（m/min）切削工時 l=11mm，l1=4mm，l2=3mm t=（l+l1+l2）/nWf=0.24(min)工序7：拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)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= Zblk/1000vfZz式中 Zb-單面余量3.5mm（由43mm拉削到50mm）； L-拉削表面長度，140mm； -考慮校準(zhǔn)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=（1.251.5）

31、=1.35 =16mm所以 拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=140/169所以 t=3.5×140×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×9=0.42min工序8：粗銑39mm兩孔端面，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(guān)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=38r/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），

32、取nW =37.5r/min，故實際切削速度為 v=dWnW/1000=×225×37.5/1000=26.5m/min當(dāng)nW =37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應(yīng)為 fm=fzznW=0.08×20×37.5=60mm/min查機床說明書，剛好有fm=60mm/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=1.75min工序9： 鉆、擴39mm兩孔及倒角。（1）鉆孔25mm確定進給量f：根據(jù)切

33、削手冊表2.7，當(dāng)鋼b800MPa，d0=25mm時，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工25mm孔時屬于低鋼度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 f=（0.390.47）×0.75=0.290.35（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=229r/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=15.3m/min切削

34、工時 l=19mm l1=9mm l2=3mm tW1= （l+l1+l2）/nWf=19+9+3/195*0.25=0.635min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=1.27min（2）擴鉆37mm孔利用37mm的鉆頭對25mm 的孔進行擴鉆。根據(jù)有關(guān)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=（1.21.8）f鉆=（1.21.8）×0.65×0.75 =0.5850.87（mm/r）根據(jù)機床說明書，選取f=0.57mm/rv=（1/21/3）v鉆=（1/21/3）×12 =64（

35、m/min）則主軸轉(zhuǎn)速為n=51.634r/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=15.3m/min切削工時（一個孔）：l=19mm， l1=6mm， l2=3mmt1=（19+6+3）/nWf=0.72min當(dāng)擴鉆兩個孔時，機動工時為 t=0.72×2=1.44min（3）擴孔38.7mm采用刀具：38.7專用擴孔鉆。進給量：f=（0.91.2）×0.7 （切削手冊表2.10） =0.630.84（min/r）查機床說明書，取f=0.72mm/r。機床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，

36、其切削速度v=8.26m/min。機動工時 l=19mm， l1=3mm， l2=3mm t1=(19+3+3)/nf=0.51min當(dāng)加工兩個孔時 tm=0.51×2=1.02min（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(zhuǎn)速與擴孔時相同： n=68r/min手動進給。工序10：精、細(xì)鏜兩孔，選用機床：鏜床。（1）精鏜孔至38.9mm，單邊余量Z=0.1mm，一次鏜去全部余量，p=0.1mm。進給量根據(jù)有關(guān)手冊，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min，則nW=1000v/D=1000×100/×3

37、9=816r/min由于T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)速。切削工時：當(dāng)加工一個孔時 l=19mm， l1=3mm， l2=4mm t1=（l+l1+l2）/nWf=0.32min所以加工兩個孔時的機動時間為（2）細(xì)鏜孔至。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時均與精鏜相同p=0.05mm；f=0.1mm/r；nW=816r/min，v=100m/min；t=0.64min工序11：磨39mm兩孔端面，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(jié)果為 WA46KV6P350×

38、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(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127（D×B×d）。（2）切小用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=1500r/min（見機床說明書），v砂=27.5m/s。軸向進給量fa=0.5B=20mm（雙行程）工作速度vW=10m/min徑向進給量fr=0.015mm/雙行程（3）切削工時。當(dāng)加工一個表面時 t1=2LbZbk/1000v fa fr (見工藝手冊表6.2-8) 式中L-加工長度73mm；t=0.32×2=0.64（min） b-加工寬度，68m

39、m； Zb-單面加工余量，0.2mm； k-系數(shù)，1.10； v-工作臺移動速度（m/min）； fa-工作臺往返一次砂輪軸向進給量（mm）； fr-工作臺往返一次砂輪徑向進給量（mm）。 t1=2×73×68×1.1/1000×10×20×0.015 =10920/3000=3.64（min）當(dāng)加工兩端面時 tm=3.64×2=7.28（min）工序12：鉆螺紋底孔4-M8mm 并倒角120°。 f=0.2×0.50=0.1mm/r （切削手冊表2.7） v=20m/min （切削手冊表2.13及表2.

40、14）所以 ns=1000v/D=1000×20/×6.7=950r/min按機床取nW=960r/min，故v=20.2m/min。切削工時（4個孔） l=19mm， l1=3mm， l2=1mm tm=（l+l1+l2）/nWf=0.24min 倒角仍取n=960r/min。手動進給。工序130：攻螺紋4-M8mm及Rc1/8由于公制螺紋M8mm與錐螺紋Rc1/8外徑相差無幾，故切削用量一律按加工M8選取 v=0.1m/s=6m/min所以 ns=238r/min按機床選取nW=195r/min，則v=4.9m/min。機動工時 l=19mm， l1=3mm， l2=3

41、mm攻M8孔 tm1=（l+l1+l2）*2/nf*4=1.02(min)攻Rc1/4孔 l=11mm， l1=3mm， l2=0mm tm2=（l+l1+l2）/nf*2=0.15(min)最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。7夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由于本次設(shè)計工序較多，所以我們組決定以第八道工序為例，設(shè)計第8道工序粗銑39mm兩孔端面的銑床夾具。第8道工序夾具將用于X63臥式銑床。刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對工件的兩個端面分別進行加工。在這里主要對銑床夾具

42、進行分析如下：7.1問題的提出本夾具主要用來粗銑39mm兩孔的兩個端面，這兩個端面對39mm孔及花鍵孔都有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。7.2夾具設(shè)計7.2.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，39mm兩孔端面應(yīng)對花鍵孔中心線有平行度及對稱度要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的自動定心夾具。但這種自動定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位基面。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個39mm孔端面分別進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用氣動夾緊。7.2.2

43、切削力及夾緊力計算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，225mm，z=20 F= CFFFFFZ/dFF（見切削手冊表3.28）其中：CF=650，ap =3.1mm，xF=1.0，fz=0.08mm，yF=0.72，e=40mm（在加工面上測量的近似值）uF=0.86，d0=225mm，qF=0.86，wF=0，z=20所以 F=650×3.1×0.080.72×400.86×20/2250.86 =1456N當(dāng)用兩把刀銑削時，F(xiàn)實=2F=2912N水平分力：FH=1.1F實=3203N垂直分力：Fv=0.3F實=873N在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)

44、。安全系數(shù)K=K1K2K3K4。其中：K1為基本安全系數(shù)1.5； K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1； K3為刀具鈍化系數(shù)1.1； K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。所以 F=KFH=1.5×1.1×1.1×1.1×3203=6395N選用氣缸-斜楔夾緊機構(gòu)，楔角=10°，其結(jié)構(gòu)形式選用型，則擴力比i=3.42。為克服水平切削力，實際夾緊力N應(yīng)為 N（f1+f2）=KFH所以 N=KFH/（f1+f2）其中f1及f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1=f2=0.25。則 N=6395/0.5=12790N氣缸選用100mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力p=0.5MPa時，氣缸推力為3900N。由于已知斜楔機構(gòu)的擴力比i=3.42，故由氣缸產(chǎn)生的實際夾緊力為 N氣=3900i=3900×3.42=13338N此時N氣已大于所需的12790N的夾緊力，故本夾具可安全工作。