撥叉[831005] -銑8槽夾具設(shè)計(jì)【版本3】

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機(jī)械制造工藝專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號(hào) 1 零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 零件重量 1.0kg 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB170~240 鑄 件 設(shè) 備 夾具和輔助工具 名 稱 型 號(hào) 通用 夾具 轉(zhuǎn)塔式六角車床 C3163-1 工 序 工 步 工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走刀 長(zhǎng)度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/n) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/min) 基本工時(shí)min 1 1 2 3 4 5 粗車端面A 精車端面A 鉆花鍵底孔 擴(kuò)花鍵底孔 倒角2x15° 90度車刀 90度車刀 Ф20中心鉆 Ф21擴(kuò)孔鉆 45度偏刀 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 30 30 80 80 15 1 1 1 1 2 2.8 0.5 20 1 2 0．53 0.16 0.62 0.62 200 400 280 280 40.8 57.1 17 17 0.33 0.35 0.32 0.32 機(jī)械制造工藝專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號(hào) 2 零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 零件重量 1.0kg 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB170~240 鑄 件 設(shè) 備 夾具輔助工具 名 稱 型 號(hào) 專用 夾具 拉床 工 序 工 步 工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走刀 長(zhǎng)度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/r) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/s) 基本工時(shí)min 2 1 拉六齒方型花鍵 高速鋼拉刀 游標(biāo)卡尺 100 1 1 0.06 0.06 0.13 機(jī)械制造工藝專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號(hào) 3 零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 零件重量 1.0kg 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB170~240 鑄 件 設(shè) 備 夾具和輔助工具 名 稱 型 號(hào) 專用 夾具 銑床 X62W 工 序 工 步 工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走刀 長(zhǎng)度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/r) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/min) 基本工時(shí)min 3 1 2 粗銑B面 精銑B面 高速鋼面銑刀 游標(biāo)卡尺 52 52 1 1 3 0.2 0.6 0.512 160 210 23.7 33.1 0.525 0.336 機(jī)械制造工藝專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號(hào) 4 零件名稱 撥叉 零件號(hào) 零件重量 1.0kg 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB170~240 鑄 件 設(shè) 備 夾具和輔助工具 名 稱 型 號(hào) 專用 夾具 銑床 X62W 工 序 工 步 工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走刀 長(zhǎng)度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/z) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/min) 基本工時(shí)min 4 1 銑800。03mm的槽 高速鋼直齒精密級(jí)三面刃銑刀 量塊 60 1 8 0.018 375 74.2 0.49 機(jī)械制造工藝專業(yè) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號(hào) 5 零件名稱 撥叉 零件號(hào) 零件重量 1.0kg 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB170~240 鑄 件 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱 型 號(hào) 專用 夾具 銑床 X62W 工 序 工 步 工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走刀 長(zhǎng)度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(mm/z) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/min) 基本工時(shí)min 5 1 2 銑1800。12mm銑 高速鋼直齒精密級(jí)三面刃銑刀 量塊 60 60 1 1 22．9 23．9 0.020 0.020 300 300 94.2 94.2 0.537 0.537 機(jī)械制造工藝專業(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 工序號(hào) 6 零件名稱 撥叉 零件號(hào) 零件重量 1.0kg 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB170~240 鑄 件 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱 型 號(hào) 專用 夾具 磨床 工 序 工 步 工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走刀 長(zhǎng)度 （mm） 走刀 次數(shù) 切削 深度(mm) 進(jìn)給量(m/min) 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削 速度(m/s) 基本工時(shí)min 6 1 磨寬為1800。12mm的槽 GZ46KV6P350×40×127 量塊 120 1 0.5 50 3000 2.5 3.1 沈陽(yáng)理工大學(xué)課設(shè)說(shuō)明書 目錄 緒 論 …………………………………………………………………………………………1 1夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 …………………………………………………………………2 1.1機(jī)床夾具的功能 ……………………………………………………………2 1.2已知工件 ……………………………………………………………………2 2夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………3 2.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作 ………………………………………………3 2.1.1明確工件的生產(chǎn)要求 …………………………………………………3 2.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖 ……………………………………3 2.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案……………………………………………………3 2.2.1選擇定位原件 ……………………………………………………………3 2.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu) ……………………………………………………………3 2.2.3機(jī)床夾具的總體形式 ……………………………………………………4 2.3繪制夾具裝配圖 ………………………………………………………………4 2.4繪制夾具零件圖 ………………………………………………………………5 3夾具精度的驗(yàn)算 …………………………………………………………………6 3.1定位誤差的分析與計(jì)算 …………………………………………………………6 3.1.1定位誤差 …………………………………………………………………6 3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 ………………………………………………………7 4 課設(shè)說(shuō)明 …………………………………………………………………………8 4.1設(shè)計(jì)方案論證 ……………………………………………………………………8 4.2設(shè)計(jì)方法手段與結(jié)果 ……………………………………………………………8 4.3儀器設(shè)備 …………………………………………………………………………8 4.5結(jié)論 ……………………………………………………………………………12 5致謝與感想 ………………………………………………………………………13 5.1致謝 ……………………………………………………………………………………13 5.2感想 ……………………………………………………………………………………13 6參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………14 10 機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)“CA6140車床”撥叉零件的機(jī)械加工 工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)） 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 張永丹 劉學(xué)斌 天津工程師范學(xué)院 機(jī)制0202班 2006年1月3日 天津工程師范學(xué)院 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題目 設(shè)計(jì)“CA6140車床”撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)） 內(nèi)容 1.零件圖 一張 2．毛坯圖 一張 3．機(jī)械制造加工工藝過(guò)程綜合卡片 一張 4．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 一張 5．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 一張 6．課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 一份 前 言 通過(guò)機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體(如《公差于配合》、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》、《金屬切削機(jī)床》、《機(jī)械制造工藝》等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！ 在些次設(shè)計(jì)中我們主要是設(shè)計(jì)CA6140撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項(xiàng)設(shè)計(jì)。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)，尤其是教務(wù)處張永丹老師，我系劉學(xué)斌老師的大力幫助，在此表示感謝！  一． 設(shè)計(jì)的目的： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 2、通過(guò)對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 3、課程設(shè)計(jì)過(guò)程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)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(jiàn)附圖1）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)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺 寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑 移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙 很大時(shí)，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(zhǔn)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(zhǔn)的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽 經(jīng)上述分析可知， 對(duì)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(shè)計(jì) (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(guò)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(lǐng)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(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表5-5取等級(jí)為2級(jí)精度底面及側(cè)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(zhǔn)的選擇。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC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(zhǔn)。 2. 精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的A面為精基準(zhǔn)。 (二) 制定工藝路線。 方案一 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)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(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 以Ф40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。 2. 拉花鍵。以A面為基準(zhǔn)， 3. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。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(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。 5. 銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。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(duì)工件進(jìn)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(duì)工件進(jìn)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(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，所以采用方案二比較合理。 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)附表1“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片” (三) 機(jī)械加工余量。 CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgσb =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(gè)加工表面的機(jī)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(zhì)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(nèi)孔尺寸為Φ22 0+0.28，見(jiàn)零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 表3-59確定孔加工余量的分配。 鉆孔Φ20mm 擴(kuò)孔Φ21mm 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》取 2Ζ=1mm 3. B面的加工余量。 此工序分2個(gè)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(shí)。 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，Ra=3.2μm 機(jī)床C3163-1。轉(zhuǎn)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(jì)算切削用量。 （1）已知長(zhǎng)度方向的加工余量為3±0.8mm 。實(shí)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(zhǎng)度加工公差I(lǐng)T １２級(jí) 取-0.46 mm （入 體方向） （2）進(jìn)給量、根據(jù)《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第3版）表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａｅ≤３mm時(shí)，以及工件直徑為Φ60mm時(shí)（由于凸臺(tái)B面的存在所以直徑取Φ60mm） ?=0.6-0.8mm/ｒ. 按C３１６３－１　車床說(shuō)明書　取?=0.6 mm/n。 由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 所以：實(shí)際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ 按C３１６３－１　車床說(shuō)明書　?＝0.53ｍｍ／ｒ （3）計(jì)算切削速度。按《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27 ，切削速度的計(jì)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(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28 kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81 ∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min) （4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min） 按C３１６３－１　車床說(shuō)明書?。睿?00 r／min 所以實(shí)際切削速度V=40.8m/min （5）切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》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(zhǔn)備 Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0 2、精車 1) 已知粗加工余量為0.5mm。 2) 進(jìn)給量f. 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.6 ， f=0.15－0.25mm/r　　　按C３１６３－１　車床說(shuō)明書　ｆ＝0.16 mm/r 計(jì)算切削速度 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按C3163－１　車床說(shuō)明書　　取nw=400（r/min） 實(shí)際切削速度V=57.1m/min 4) 切削工時(shí)，查《工藝手冊(cè)》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(tái)階，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 3、鉆孔、擴(kuò)孔、倒角。 （1）、鉆孔 鉆頭選擇：見(jiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》表2-9確定f=0.48 ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。 按C3163-1　車床說(shuō)明書　　　取 f=0.62mm/n. ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21，當(dāng)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(jiǎn)明手冊(cè)》，表2.15得 Ｖ=21m/min n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min 取n=280m/min. 實(shí)際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時(shí)，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(kuò)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(diào)換走刀量等輔助時(shí)間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32 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(dòng)進(jìn)給。 （3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。 檢驗(yàn)機(jī)床功率 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.2４ 可以查出　當(dāng)σｂ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ　 Ｖｃ≤41ｍ／min　　Ｐｃ＝3.4kw 按C３１６３－１　車床說(shuō)明書　主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ 可見(jiàn)Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗(yàn)按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.21 當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ?。妫?.64 ｍｍ 查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8　N.M 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表由表2.32　得功率公式 ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km 按C３１６３－１　車床說(shuō)明書　主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ 可見(jiàn)ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)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(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)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(shí) t=Zblηk/1000vfzZ 式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)； L 拉削表面長(zhǎng)度，80mm； η 考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2； k 考慮機(jī)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(shí)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(shí)工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時(shí) 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(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm 機(jī)床 ：Ｘ62W 加工工件尺寸：寬度：40mm 長(zhǎng)度：28mm 1. 粗銑 1) 選擇刀具 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時(shí)。直徑為do=50mm　故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀 銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16° 2) 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(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～１mm/r就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W銑床說(shuō)明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r 3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》表3.9確定 Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z Vc=(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=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說(shuō)明書選n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選Vf=80mm/min 實(shí)際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.20 當(dāng) Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)： 故Pct＜0.8, 根據(jù)X62W型銑床說(shuō)明書，機(jī)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/z 6) 基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm 2. 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＝0.6 3）決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(shuō)明書選n=210r/min Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm 工序Ⅳ 銑削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸：8+0.030mm , 長(zhǎng)度L=40mm 加工要求：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀（精密級(jí)K8）加工余量8 用乳化液冷卻 機(jī)床：X62W 1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級(jí)K8 銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15° ao=12°an=6°Z=16 2) 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(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jìn)給量Vf、由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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/min n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min 根據(jù)X62W型銑床說(shuō)明書選nc=375r/min 實(shí)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(shuō)明書選選Vf=110mm/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.28 公式 圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/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=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2×103=15.9N?M Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說(shuō)明書，功率足夠。 6) 基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5 Tm=(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(zhǎng)L=40mm，加工余量23mm 由于此工步的設(shè)計(jì)尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)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° ao=12°an=6°Z=24 2) 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(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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/min n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min 根據(jù)X62W型銑床說(shuō)明書選nc=300r/min 實(shí)際速度Vc=donc/1000=94.2m/min 選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說(shuō)明書選選Vf=150mm/min fzc=150/300×24=0.020mm/z 5）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5 Tm=(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(jiàn)《切削手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 GZ46KV6P350×40×127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過(guò)小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級(jí)。 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(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見(jiàn)機(jī)床說(shuō)明書)， v砂=2.5m/s 進(jìn)給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm 3) 切削工時(shí)。當(dāng)加工1個(gè)表面時(shí) Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min 最后，將以上各個(gè)工序切削用、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機(jī)械加工工藝卡片中，見(jiàn)附后表。 夾具設(shè)計(jì) （一）問(wèn)題的提出 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4道工序——銑寬為80+0。03mm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(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工。 本夾具主要用來(lái)銑寬為80+0。03mm的槽，由于采用寬為80+0。022mm的精密級(jí)高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度． （二）夾具設(shè)計(jì) 1．定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，寬為80+0。03mm的槽，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準(zhǔn)。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(zhǔn)。 2．切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，?63mm, Z=14 Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP (見(jiàn)《切削手冊(cè)》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(jì)算切削力時(shí)，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： k1為基本安全系數(shù)1.5 k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 k1為刀具鈍化系數(shù)1.1 k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N) 實(shí)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(xì)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=2029, D=23mm d=16mm 此時(shí)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(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無(wú)極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無(wú)基準(zhǔn)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(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開(kāi)口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺(jué)還比較緊湊。 夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)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(jiàn)附圖3附圖4。 參考文獻(xiàn) 書 名 出 處 作 者 《機(jī)床夾具圖冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 孫巳德 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 趙家齊 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 艾興 肖詩(shī)綱 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 李益民 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 清華大學(xué) 王先逵 小 結(jié) 為期兩周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我組五名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績(jī)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。 本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。 總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！ 25