CA6140撥叉831008 零件

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1、 機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì) 課程名稱：機(jī)械制造技術(shù) 設(shè)計(jì)課題：CA6140撥叉831008設(shè)計(jì) 專業(yè)： 班級： 姓名： 學(xué)號(hào)： 評分： 指導(dǎo)老師：（簽字） 年 月 日 《機(jī)械制造工藝及裝備》課程設(shè)計(jì)課題單

2、 班級 學(xué)生 課 題 CA6140撥叉831008 零件 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及工裝設(shè)計(jì) 原始條件 撥叉831008零件圖 生產(chǎn)綱領(lǐng)：中等批量 設(shè)計(jì)要求 1.繪制CA6140撥叉831008零件圖 2.編制CA6140撥叉831008零件機(jī)械加工工藝規(guī)程 （含機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡） 3.設(shè)計(jì)

3、機(jī)床夾具一套（裝配圖及部分零件圖） 3.編寫課程設(shè)計(jì)說明書 課題發(fā)給日期 課程設(shè)計(jì)完成日期 指導(dǎo)教師 （簽名） 目 錄 序言...................................................1 1、零件的分析 2 1.1零件的作用 2 1.2零件的工

4、藝分析 2 2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 2.1確定毛坯的制造形式 3 2.2基面的選擇 3 2.3制定工藝路線 3 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 4 3、夾具設(shè)計(jì)......................................................21 3.1定位基準(zhǔn)的選擇......................................................22 3.2切削力及夾緊分析計(jì)算...........................

5、....................................................................22 3.3 誤差分析及計(jì)算...........................................................................................................23 3.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明...................................................................................

6、....24 4、設(shè)計(jì)總結(jié)......................................................25 5、致謝.........................................................26 6、參考文獻(xiàn).....................................................26 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成

7、機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 車床的撥叉位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作，獲得所需要的速度和扭矩的作用。零件下方的孔及操作機(jī)構(gòu)相連，而上方的半孔則是用于所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。 撥叉是機(jī)車變速箱中一個(gè)重要的零件，因?yàn)槠淞?/p>

8、件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔及側(cè)面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求精加工，對精度有一定的要求，所以都要求精加工。其大頭孔及側(cè)面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽兩側(cè)面有平行度公差和對稱度公差要求等。因?yàn)榱慵某叽缇?，幾何形狀尺寸精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能及工作壽命，因此他們的加工必須保證精度要求。 1、零件的分析 1.1零件的作用 CA6140車床的撥叉位于車床變速機(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φ20孔及操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ50半孔

9、則是用于及所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。 1.2零件的工藝分析 CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以φ20為中心的加工表面。這一組加工表面包括：φ20 的孔，以及其上下端面，上端面及孔有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè)M6的螺紋孔。下端有一個(gè)47°的缺口。這三個(gè)都沒有高的位置度要求。 2. 以φ50為中心的加工表面。這一組加工表面包括：φ50的孔，以及其上下兩個(gè)端面。 這兩組表面有一定的位置度要求,即φ50的孔上下兩個(gè)端面及φ20的孔有垂直度要求，主要是： 1) Ф50mm

10、的孔的上、下表面及Ф20的孔的垂直度誤差為0.07mm。 2) Ф50mm、Ф20mm的孔的上、下表面以及Ф50mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為3.2um。 3) Ф20mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為1.6um，精度為IT7。 4) Ф20mm的孔的上、下表面及Ф20的孔的垂直度誤差為0.05mm。 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)采用專用夾具加工另外一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。

11、2.2基面的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以及加工表面要求相對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φ20mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承兩個(gè)Ф20mm孔的外輪廓作主要定位面，以消除3個(gè)自由度，再用一個(gè)支承板支撐在Ф72mm的上表面，以消除3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)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 2.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精

12、度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1、 工藝路線方案一： 工序一：退火 工序二：粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um 工序三：以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑Ф20 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um,其上、下表面尺寸為30mm， 工序四：以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф20 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過0.05mm 工序五：

13、以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um 工序六；以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑Ф50 mm的上表面，保證其及孔的垂直度誤差不超過0.07mm，其上、下表面尺寸為12mm 工序七：銑斷 工序八：以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm，裝配時(shí)鉆鉸 工序九：以Ф20mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф5mm的孔，攻M6的螺紋 工序十：以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，銑47°缺口，保證其粗糙度為12.5um 工序十一：去毛刺，清洗 工序十二：

14、終檢。 上面的工序可以是中批生產(chǎn)，但是其效率不高，并且工序三中的鉆孔方法在鉆孔是可能會(huì)偏離中心。經(jīng)綜合考慮，采用下面的方案二。 2、 工藝路線方案二： 工序一：退火 工序二：粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um 工序三：以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um，Ф20 mm的上、下表面尺寸為30mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸為12mm 工序四：以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф2 0 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過0.05

15、 mm 工序五：以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um 工序六：銑斷 工序七：以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm，裝配時(shí)鉆鉸 工序八：以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф5 mm的孔，攻M6的螺紋 工序九：以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，銑47°缺口，保證其粗糙度為12.5 um 工序十：去毛刺，清洗 工序十一：終檢。 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA6140車床撥叉”零件的材料為HT200硬度為190~210HB，毛坯重量為2.2Kg,生產(chǎn)類型為中批量，鑄件毛坯。又由<<

16、機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊>>（以下稱〈〈工藝手冊〉〉表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級，表2.2-4查得加工余量等級為G級，選取尺寸公差等級為CT10。 根據(jù)以上資料及路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯如下： 1、延軸線方向長度方向的加工余量及公差（Ф20mm、Ф50mm端面） 查《工藝手冊》表2.2~4取Ф20mm、Ф50mm端面長度余量為2.5mm(均為雙邊加工)。 銑削加工余量為：a)粗銑：1.5mm b)精銑：1mm 毛坯尺寸及公差為：（35土0.3）mm （ 17土0.25）mm 2、內(nèi)孔（Ф50mm已鑄成孔）查《工藝手冊》表2.2~2.

17、5，取Ф50mm已鑄成長度余量為3mm，即已鑄成孔Ф44mm。 鏜削加工余量為：a)粗鏜：2mm b)半精鏜：1mm 毛坯尺寸及公差為：（48土0.3）mm （）mm 3、 其他尺寸直接鑄造得到。 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 2.5.1工序二：粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的下表面 （1） 加工條件 工件材料：HT200。=0.16GPa HBS=190~210，鑄件 機(jī)床：XA5032立式銑床 刀具；W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀，牌號(hào)為YG6，由《切削用量簡明手冊》〉后稱《切削手冊》表3.1查得銑削寬度ae≤60mm,深度a

18、p≤4,齒數(shù)Z=10時(shí)，取刀具直徑do=80mm。又由《切削手冊》表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a＇o=,刀齒斜角λs=-10o,主刃Kr=60o,過渡刃Krε=30o,副刃Kr’=5o,過渡刃寬bε=1mm (2) 切削用量 2.5.1.1粗銑Ф20mm的下表面 a）切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進(jìn)給量：由《切削手冊》表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW，查《切 削手冊》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是對稱銑，選較小量f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨損及壽命

19、 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為（1.0~1.5）mm 查《切削手冊》表3.8, 壽命T=180min d)計(jì)算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式： 也可以由表3.16查得=98mm/s n=439r/min vf =490mm/s 又根據(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=475r/min vf =600mm/s，則實(shí)際的切削速度為： 即==119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為： 即==0.13mm/z e)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》表3.24，Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW，所以Pcm> Pcc

20、,故校驗(yàn)合格。 最終確定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/z f)計(jì)算基本工時(shí) 公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=12mm,所以L=l+y+Δ=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min 2.5.1.2粗銑Ф50mm的下表面 a)銑削Ф50mm的下表面及銑削Ф20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等 都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13

21、mm/z b)計(jì)算基本工時(shí) 公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=72mm 故 =72/600=0.12min 2.5.1.3精銑孔Ф20mm的下表面 a) 切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齒進(jìn)給量：由《切削手冊》表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW，查《切削手冊》表3.5可得f=0.5~0.7mm/r，由于是對稱銑，選較小量f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為（1.0~1.5）mm 查《切削手冊》

22、表3.8, 壽命T=180min d)計(jì)算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式： 也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根據(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實(shí)際的切削速度為 所以==119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量 所以==0.08mm/z e)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》表3.24，Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校驗(yàn)合格。 最終確定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm

23、/min vc=119.3mm/min f)計(jì)算基本工時(shí) 公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=80mm, 所以L=l+y+Δ=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2.5.1.4精銑Ф50mm的下表面 a)銑削Ф50mm的下表面及銑削Ф20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/m b)計(jì)算基本工時(shí) 公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)〈〈切削手冊〉〉表3.26，可得 l+Δ=80mm所以L=l+y+Δ=72+8

24、0=152mm 故 =152/375=0.405min 2.5.2工序三：粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工時(shí)及工序一中的粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的下表面相同。 2.5.3 工序四：鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф20mm的孔 2.5.3.1鉆Ф18mm的孔 （1） 加工條件 工藝要求：孔徑d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ，用乳化液冷卻 機(jī)床 ：Z535型立式鉆床 刀具 ：高速鋼麻花鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑do=18mm,鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.1及表2.2 選修磨橫

25、刃，β=28o αo=10o 2Φ=118o 2Φ1=70o bε=3.5mm b=2mm l=4mm (2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 ≤200HBS do=18mm時(shí)，f=0.70~0.86mm/r 由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系數(shù)K=1 所以 f=(0.70~0.86)×1=(0.70~0.86)mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)=190MPa,do=18mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量

26、 根據(jù)表2.9，當(dāng)＝210MPa, do＝20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N（Z535鉆床允許的軸向力為15696N（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量為1.5mm/r。 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.70~0.86mm/r，根據(jù)Z535鉆床說明書，選f=0.80mm/r（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.80mm/r do≤21mm時(shí)，軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=7260N 根據(jù)Z535鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)

27、度允許的最大軸向力為Fmax=15696N，由于Ff

28、min 所以==255r/min 根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=275r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15) 4） 檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)《切削手冊》表2.21，當(dāng)f≤0.8mm/r，do≤19 mm時(shí) Mc=51.99N.m, 根據(jù)Z535鉆床說明書,當(dāng)nc=275r/min，Mm> Mc 又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)σb=(170~213)MPa do=20mm f=0.9mm/r vc≤17.4m/min時(shí) Pc=1.7KW 根據(jù)Z535鉆床說明書, Pc

29、 故選擇的切削用量可用。 即 f=0.80mm/r n=nc=275r/min vc=14.4m/min (3)計(jì)算基本工時(shí) L=l+y+Δ 由《切削手冊》表2.29查得y+Δ=9mm 故 =0.18min 2.5.3.2擴(kuò)Ф19.8mm的孔 （1） 加工條件 工藝要求：孔徑d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔 ，用乳化液冷卻 機(jī)床 ：Z535型立式鉆床 刀具 ：高速鋼擴(kuò)孔鉆頭 選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆頭，其直徑do=19.8mm,鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.5 ro=18o

30、 ao=10o kr=60o krε=30o β=15o ba1=1mm (2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.10，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 ≤200HBS do=19.8mm時(shí)，f=(0.9~1.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因擴(kuò)孔之后還須鉸孔 ，故取修正系數(shù)K=0.7 所以 f=(0.9~1.1)×0.7=(0.63~0.77)mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)=190MPa,do=19.8mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.75mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決

31、定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9，當(dāng)≤210MPa,do ≤20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N（Z535鉆床允許的軸向力為15696N（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量為1.5mm/r。 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為 f=（0.63~0.77）mm/r，根據(jù)Z535鉆床說明書，選f=0.64mm/r（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.64mm/r do≤21mm時(shí)，軸向力Ff=6080N，軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=6080N 根據(jù)Z535鉆床說明書，機(jī)床

32、進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N，由于Ff

33、×0.85=23m/min ==370r/min 根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc =375r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15) 4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)《切削手冊》表2.21，當(dāng)f≤0.8mm/r，do=21 mm時(shí) Mc=73.57N.m, 根據(jù)Z535鉆床說明書,當(dāng)nc=375r/min，Mm> Mc 又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)=(170~213)MPa do=20mm f=0.75mm/r vc=20m/min時(shí) Pc=1.7KW 根據(jù)Z535鉆床說明書, Pc

34、故選擇的切削用量可用。 即 f=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min (3)計(jì)算基本工時(shí) L=l+y+Δ 由《切削手冊》表2.29查得y+Δ=10mm 故 =0.13min 2.5.3.3 粗鉸Ф19.94mm的孔 （1） 加工條件 工藝要求：孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔 機(jī)床 ：Z535型立式鉆床 刀具 ：高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀，其直徑do=19.94mm,鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.6 ro=18o ao=10o

35、kr=60o krε=30o β=15o ba1=1mm (2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削手冊》表2.11，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 170HBS do=19.94mm時(shí)，f=(1.0~2.0)mm/r，又由于粗鉸之后還要精鉸，所以應(yīng)該選最大的進(jìn)給量 即 f=2.0m 2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由《切削手冊》表2.12，當(dāng)do<=20 mm時(shí)，鉸刀后刀面最大磨鈍量取為（0.4~0.6）mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由《切削手冊》表2.30中的公式 可知，vc=7.7m/min 切削速度的修正系數(shù)由《切削手冊》表2.31可

36、知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtKv=7.7×1.0×1.0×1.0×0.85=6.55mm/min 所以==105r/min 根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇=140r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15) 4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)《切削手冊》表2.21，當(dāng)f=2.0mm/r，do=21 mm時(shí) Mc=137.7N.m, 根據(jù)Z535鉆床說明書,當(dāng)nc=140r/min，Mm> Mc 又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)=(170~213)MPa do=20mm f=2.0mm/r

37、 vc=10m/min時(shí)，Pc=1.7KW 根據(jù)Z535鉆床說明書, Pc

38、 ：高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀，其直徑do=20mm：鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o （2）切削用量 1) 決定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削手冊》表2.11，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 170HBS do=20mm,加工精度要求為H7精度時(shí)，f=(1.0~2.0)mm/r，由于這是粗鉸之后的精鉸，所以應(yīng)該選中等的進(jìn)給量 即 f=1.5mm/r 2） 決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由《切削手冊》表2.12，當(dāng)do=20 mm時(shí)，鉸刀后刀面最大磨鈍量取為 （0.4~0.6）mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由《切削手

39、冊》表2.30中的公式 可知，vc=9.64m/min 切削速度的修正系數(shù)由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=Vt×Kv=9.64×1.0×1.0×0.85×1.0=8.2m/min 所以==131r/min 根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15) 4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)《切削手冊》表2.21，當(dāng)f<=1.6m do<=21 mm 時(shí) Mt=125.6Nm 扭矩的修正系數(shù)均為1.0，故Mc=125.6 Nm

40、 又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)=(170~213)MPa do=20mm f=1.5mm/r vc=10m/min時(shí) Pc=1.5KW 根據(jù)Z535鉆床說明書, Pc

41、mm的孔加工成d=48mm,通孔 機(jī)床 ：T616鏜床 刀具 ：YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀，且直徑為20mm的圓形鏜刀 2）切削用量 a) 確定切削深度ap ap==2mm b) 確定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削手冊》表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長長度l=100mm時(shí) f=0.40~0.60mm/r 按T616機(jī)床進(jìn)給量（《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-21）選f=0.58mm/r c) 確定切削速度 v 按 《切削手冊》表1.27和表1.28 其中：cv=158 xv

42、=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60min KTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0 K= KTv Kmv Ksv Ktv=1.0×1.0×0.8×1.0=0.8 所以 =62.4m/min =414r/min 又按T616機(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/min d) 確定粗鏜Ф48mm孔的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 所以=0.09min 2.5.4.2半精鏜Ф50mm的

43、孔 1） 加工條件 工藝要求：孔徑d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔 機(jī)床 ：T616鏜床 刀具：YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀，且直徑為20mm的圓形鏜刀 2）切削用量 a) 確定切削深度ap ap==1mm b) 確定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削手冊》表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長長度l<=100mm時(shí) f=0.40~0.60mm/r 按T616機(jī)床進(jìn)給量（《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-21）選f=0.41mm/r c) 確定切削速度

44、 v 按 《切削手冊》表1.27和表1.28 其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60min KTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0 K= KTv KmvKsv Ktv=1.0×1.0×0.8×1.0=0.8 所以 =78.9m/min =503r/min 又按T616機(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/min d) 確定半精鏜Ф50mm孔的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min

45、 i=1 =0.13min 2.5.5 工序六：銑斷 1) 加工條件 工件尺寸：長72mm 深12mm 加工要求：將雙體銑開 刀具： 選高速鋼細(xì)齒圓鋸片刀 由《工藝設(shè)計(jì)手冊》表3.1-27可得，又由（《金屬切削手冊》第三版）表6-7 B=4mm do=160mm Z=50 d=32mm ro=10o ao=16o 2) 切削用量 a) 決定每齒進(jìn)給量fz 查《切削手冊》表3.4可得 fz=(0.03~0.02)x(1+40%)=(0.042~0.028)mm/z 由于是對稱銑 取f=0.028mm/z b) 后刀面最大磨損及壽命

46、 查《切削手冊》表3.7后刀面最大磨損為：（0.15~0.20）mm 查《切削手冊》表3.8 壽命T=150min c) 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式 可得vc=76.7m/min =153r/min 根據(jù)XA6132銑床 選主軸轉(zhuǎn)速為 n=150r/min 所以實(shí)際的切削速度為 v=75.36 m/min 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： fmz=0.026×50×150=195mm/min 又根據(jù)XA6132銑床的參數(shù)，取工作臺(tái)進(jìn)給量為190mm/z 則：實(shí)際的進(jìn)給量為fz==0.025mm/z d) 校驗(yàn)機(jī)床功率 由《切削手冊》表3.2

47、8中的計(jì)算公式可知： pc= Fc= 式中 CF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF=0.83 wF=0 qF=0.83 所以計(jì)算得 Fc=163.5N Pc==4.8kw XA6132銑床主動(dòng)電機(jī)的功率為7.5KW，故所選的切削用量可以采用 最終確定 vf=190mm/min n=150r/min v=75.36m/min e) 計(jì)算基本工時(shí) 公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=22mm 故 =22/190=0.12min 2.5.6 工序七： 鉆錐孔Ф8mm的一半Ф

48、4mm （1） 加工條件 工藝要求: 孔徑do=4mm ,孔深l=32mm, 通孔 機(jī)床: Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=4mm 鉆頭的幾何形狀為（由《切削手冊》表2.7可知 鑄鐵的強(qiáng)度頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.1及表2.2 選β=30o αo=16o 2Φ=118o 2Φ1=70o （2） 切削用量 1) 決定進(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 ＝200HBS do=4mm時(shí)，f=0.18~0.22mm/r 由于L/d=32/4=8

49、>3,故取修正系數(shù)K=0.8 所以 f=(0.18~0.22)×0.8=(0.144~0.176) mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)=190MPa,do<=4.3mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.5mm/r c)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)=210MPa,do=10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N，Z525鉆床允許的軸向力為8830N（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量為1.63mm/r。 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=(0.144~0.176) mm/r，根據(jù)Z5

50、25鉆床說明書，選f=0.17mm/r（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.17mm/r do=12mm時(shí)，軸向力Ff=1230N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=1230N 根據(jù)Z525鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8330N，由于Ff

51、0.20mm/r時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，do=4 mm時(shí)，Vt=20m/min 切削速度的修正系數(shù)由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtKv=20×1.0×1.0×1.0×0.85=17m/min 所以==1354r/min 根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=1360r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15) 4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)《切削手冊》表2.21，當(dāng)f=0.17mm/r，do=11.1 mm時(shí) Mc=6.18N.m, 根據(jù)Z525鉆床說明書,當(dāng)nc=1360r/min

52、時(shí)， Mm> Mc 又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)=(170~213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=17.4m/min時(shí) Pc=0.8KW 根據(jù)Z525鉆床說明書, Pc

53、） 加工條件 工藝要求；孔徑do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=5mm 鉆頭的幾何形狀為（由《切削手冊》表2.7可知 鑄鐵的強(qiáng)度頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.1及表2.2 選β=30o αo=16o 2Φ=118o 2Φ1=70o （2）切削用量 1) 決定進(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 ＝200HBS do=5mm時(shí)，f=0.27~0.33mm/r 由于L/d=6/5=1.2<3,故取修正系數(shù)K

54、=1 所以 f=(0.27~0.33)×1=(0.27~0.33) mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)=190MPa,do=5.4mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.6mm/r c)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)＝210MPa, do＝10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N，Z525鉆床允許的軸向力為8830N（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量為1.63mm/r。 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=(0.27~0.33) mm/r，根據(jù)Z525鉆床說明書，選f=0.28

55、mm/r（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.33mm/r do=12mm時(shí)，軸向力Ff=2110N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=2110N 根據(jù)Z525鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8330N，由于Ff

56、=5 mm時(shí)，Vt=16m/min 切削速度的修正系數(shù)由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtKv=16×1.0×1.0×1.0×0.85=13.6m/min 所以==866r/min 根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=960r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15) 4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)《切削手冊》表2.21，當(dāng)f=0.33mm/r，do=11.1 mm時(shí) Mc=10.49N.m, 根據(jù)Z525鉆床說明書,當(dāng)nc=960r/min時(shí)， Mm> Mc 又根據(jù)《

57、切削手冊》表2.23，當(dāng)=(170~213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=15.1m/min時(shí) Pc=1.0KW 根據(jù)Z525鉆床說明書, Pc

58、=(2~3)p 公式中的no為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）; i為使用絲錐的數(shù)量；n 為絲錐或工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）；d為螺紋大徑；f為工件每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 等于工件螺紋的螺距p 由上述條件及相關(guān)資料有； f=p=1mm/r d=6mm n=680r/min no=680r/min i=1 所以 (1) 切削速度 所以==10.7m/min (2) 基本工時(shí) =0.03min 2.5.8 工序九：銑47°缺口 （1） 加工條件 工件尺寸：長為25mm, 寬為10mm 機(jī)床：XA5032立式銑床 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀

59、 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀，牌號(hào)為YG6，由《切削用量簡明手冊》后稱《切削手冊》表3.1查得銑削寬度ae<=90mm,深度ap=6mm,齒數(shù)Z=10時(shí)，取刀具直徑do=100mm。又由《切削手冊》表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8o,刀齒斜角λs=-10o,主刃Kr=60o,過渡刃Krε=30o,副刃Kr’=5o,過渡刃寬bε=1mm (2)切削用量 a)切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進(jìn)給量：由《切削手冊》表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW，查《切削手冊》表3.5可得f=0.14~0

60、.24mm/z,由于是對稱銑，選較小量f=0.14mm/zc)查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為（1.0~1.5）mm 查《切削手冊》表3.8, 壽命T=180min d)計(jì)算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式 也可以由表3.16查得=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系數(shù)為：Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77×1.0×0.8=61.6m/min n= ntkn=245×

61、1.0×0.8=196r/min vf=vftkvt=385×1.0×0.8=308mm/min 又根據(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=235r/min vf =375mm/s，則實(shí)際的切削速度為： 所以==73.8m/min,實(shí)際進(jìn)給量為： 所以==0.16mm/z e)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》表3.24， 當(dāng)=(174~207)MPa ae=70mm ap=6mm do=100mm Z=10 vfc=385mm/min 近似為 Pcc=4.6KW 根據(jù)XA5032型立銑說明書（《切削手冊》表3.30），機(jī)床主軸允許的

62、功率為 Pcm=7.5×0.75=5.63KW 故 Pcc

63、要設(shè)計(jì)加工底槽夾具及鉆、攻絲2-M8螺紋孔夾具各一套。其中加工底槽的夾具將用于臥式鏜床，刀具采用三面刃銑刀。 問題的提出 利用本夾具主要用來粗、精銑底槽，該底槽側(cè)面對花鍵孔的中心線要滿足尺寸要求以及垂直度要求。在粗銑此底槽時(shí)，其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：粗銑平面對花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選用特制心軸找中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 采用心軸定心平面定位的方式，保證底槽加工的技術(shù)要求

64、。同時(shí)，應(yīng)加一花鍵軸定位，防止心軸帶動(dòng)工件在X方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。 3.2切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具材料：（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 式（2.1） 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表得： 對于灰鑄鐵： 式（2.2） 取 ， 即 所以 由《金屬切削刀具》表1-2可得： 垂直切削力 ：（對稱銑削） 式（2.

65、3） 背向力： 根據(jù)工件受力切削力、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(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（2.4） 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式（2.5） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表可得： 所以 式（2.6）

66、 式（2.7） 式（2.8） 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： 式（2.9） 式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 易得： 經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 3.3 誤差分析及計(jì)算 該夾具以平面定位心軸定心，心軸定心元件中心線及底槽側(cè)面規(guī)定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差為mm。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。 及機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 式（2.10） 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可得： ⑴、平面定位心軸定心的定位誤差 ： ⑵、夾緊誤差 ： 式（2.11） 其中接觸變形位移值：