CA6140車床撥叉[831008] 加工工藝及鉆2-φ20孔夾具設計 圖多

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機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 8 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 02 銑削 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑Ф20mm的下表面,控制尺寸33.5 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6 475r/min 119.3 m/min 0.13mm/r 1.5mm 1 0.073min 2 粗銑Ф50mm的下表面，控制尺寸15.5 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6 475r/min 119.3 m/min 0.13mm/r 1.5mm 1 0.12min 3 精銑Ф20mm的下表面，控制尺寸32.5， 表面粗糙度3.2 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6 475r/min 119.3 mm/min 0.08mm/r 1.0mm 1 0.3 min 4 精銑Ф50mm的下表面，控制尺寸14.5， 表面粗糙度3.2 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6 475r/min 119.3 mm/min 0.08mm/r 1.0mm 1 0.405min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 8 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 03 銑削 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑Ф20mm的上表面 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6 475r/min 119.3 m/min 0.13mm/r 1.5mm 1 0.073min 2 粗銑Ф50mm的上表面 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6 475r/min 119.3 m/min 0.13mm/r 1.5mm 1 0.12min 3 精銑Ф20mm的上表面 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6 475r/min 119.3 m/min 0.08mm/r 1.0mm 1 0.3min 4 精銑Ф50mm的上表面 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6 475r/min 119.3 m/min 0.08mm/r 1.0mm 1 0.405min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 8 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 04 鉆孔 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z535型 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆Ф18mm的孔 高速鋼麻花鉆頭 275r/min 14.4m/min 0.80mm/r 0.18min 2 擴Ф19.8mm的孔 高速鋼擴孔鉆頭 375r/min 23m/min 0.64mm/r 0.13min 3 粗鉸Ф19.94mm的孔 高速鋼鉸刀 140r/min 6.55m/min 2.0mm/r 0.14min 4 精鉸Ф20mm的孔 高速鋼鉸刀 140r/min 8.2m/min 1.5mm/r 0.19min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 8 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 05 鏜孔 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鏜床 T616 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗鏜Ф48mm孔 YG6的硬質合金刀 370r/min 62.4m/min 0.58mm/r 2mm 0.09min 2 半精鏜Ф50mm的孔 YG6的硬質合金刀 370r/min 78.9m/min 0.58mm/r 1mm 0.13min 3 4 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 8 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 06 銑削 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑斷 高速鋼細齒圓鋸片刀 150r/min 75.36m/min 190mm/r 0.12min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 8 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 07 鉆孔 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆錐孔Ф8mm的一半Ф4mm 高速鋼麻花鉆 1360r/min 17m/min 0.17mm/r 0.15min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 8 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 08 鉆孔 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) Z525立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆Ф5mm的孔 高速鋼麻花鉆 960r/min 13.6m/min 0.28mm/r 0.03min 2 攻M6的螺紋 絲錐 680r/min 10.7m/min 0.03min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 8 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 09 鉆孔 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 2 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 XA5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑缺口 W18Cr4V硬質合金端銑刀 235r/min 73.8m/min 0.14mm/r 6mm 1 0.07min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 （廠 名） 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 CA6140車床撥叉 共 1 頁 第1頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外型尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 2 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車 間 工 段 設 備 工藝裝備 工 時 準終 單件 01 鑄造 鑄造毛坯 02 銑削 粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um XA5032立式銑床 W18Cr4V硬質合金端銑刀 03 銑削 以Ф20 mm的下表面為精基準，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 XA5032立式銑床 W18Cr4V硬質合金端銑刀 04 鉆孔 以Ф20 mm 的下表面為精基準，鉆、擴、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 mm Z535型立式鉆床 高速鋼麻花鉆頭 高速鋼擴孔鉆頭 高速鋼鉸刀 05 鏜孔 以Ф20 mm 的下表面為精基準，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um T616鏜床 YG6的硬質合金刀 06 銑削 銑斷 XA6132銑床 高速鋼細齒圓鋸片刀 07 鉆孔 以Ф20 mm的孔為精基準，鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm，裝配時鉆鉸 Z525立式鉆床 高速鋼麻花鉆 08 鉆孔 以Ф20 mm的孔為精基準，鉆Ф5 mm的孔，攻M6的螺紋 Z525立式鉆床 高速鋼麻花鉆 09 銑削 以Ф20 mm的孔為精基準，銑缺口，保證其粗糙度為12.5 um XA5032立式銑床 W18Cr4V硬質合金端銑刀 10 檢查 檢查 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 描圖 描校 底圖號 裝訂號 序言 機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。 由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 2 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。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動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孔與操縱機構相連，二下方的Φ50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。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 (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Φ20以及與此孔相通的Φ8的圓孔、M6螺紋孔 2、大頭半圓孔Φ50 3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，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，可以粗加工撥叉上端面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2、 工藝規(guī)程設計 根據(jù)任務書： 本I軸法蘭盤年產(chǎn)量為8萬臺，每臺需要該零件4個，備品率為4%，廢品率為1.2%。 該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄造。依據(jù)設計要求Q=8萬臺件/年，n=4件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取3%和2.4%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=Qn(1+α)（1+β)=8萬臺件/年X4件/臺X(1+3%)（1+2.4%) = 33.7510萬件/年=337510件/年 表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)表3-1可知，該零件為輕型零件，為大量生產(chǎn)。 （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。 (二)基面的選擇： 1、粗基準的選擇：以兩個小頭孔外圓表面為粗基準。 2、精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的上底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。 （三）制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝設計簡明手冊》選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序1 粗、精銑Φ32的上端面，以Φ32的外圓面為粗基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序2 鉆、擴、鉸、精鉸Φ20孔，以Φ32的上端面為基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具； 工序3 粗、精銑Φ32和Φ72的下端面，以Φ32的內(nèi)圓面為基準。采用X51立式銑床加專用夾具； 工序4 粗精銑Φ72的上端面，以Φ32的下端面為基準。采用X51立式銑床加專用夾具； 工序5： 銑斷，采用X60臥式銑床加專用夾具； 工序6：粗，精鏜Φ50孔，以Φ32的下端面為基準； 工序7：鉆Φ4通孔，鉆M6孔； 工序8：用三面刃銑刀銑斜槽面； （四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 “CA6140車床撥叉”零件材料為HT200，硬度200HBW，毛坯重量1.2KG，生產(chǎn)類型大中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ20，φ50端面）。 查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ20，φ50端面長度余量均為2（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1mm 精銑 1mm 2. 內(nèi)孔（φ50已鑄成孔） 查《工藝手冊》表2.2～2.5，取φ50已鑄成孔長度余量為2，即鑄成孔直徑為φ46mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 R9mm 擴孔 0.125mm 粗鉸 0.035mm 精鉸 0.015mm 3. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。 加工余量計算表 工序 加工尺寸及公差 鍛件毛坯（，上下端面距離，零件尺寸34mm） 擴20孔 粗，精鉸20孔 加工前尺寸 34mm 18mm 19.8mm 加工后尺寸 30mm 19.7mm 19.94mm 加工余量（單邊） 2.0mm 0.85mm 0.07mm 加工公差（單邊） +0.021/0 +0.021/0 (五)確定切削用量及基本工時 工序1 粗、精銑Φ32的上端面，以Φ32的外圓面為粗基準。 粗銑Φ32上端面: 1. 加工條件 工件材料：HT200, σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，L=176mm; 加工要求：粗銑φ20孔上端面，加工余量1mm; 機床：X51立式銑床； 刀具：YG6硬質合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑dw=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。 2. 切削用量 1）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇ap=1mm，一次走刀即可完成。 2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 f= fz z=0.18*12=2.16mm/r 3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于 銑刀直徑dw=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡明手冊》表3.8）。 4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf 根據(jù)《切削手冊》表3.16，當dw=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為： 其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式： 確定機床主軸轉速： 。 按機床說明書（《工藝手冊》），與545r/min相近的轉速為600r/min,取機床主軸轉速為600r/min。 根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量： vc==m/min=118m/min 5)校驗機床功率 根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，L=176mm. 查《切削手冊》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.55min。 精銑Φ20上端面： 刀具：YG6硬質合金端銑刀； 機床：X51立式銑床； 查《切削手冊》表3.5，進給量，取f=6mm/r 參考有關手冊，確定，采用YG6硬質合金端銑刀，，則： 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，取 故實際切削速度： 當時，工作臺每分鐘進給量：，取為980mm/min 精銑時 基本工時：t=72/980=0.07 min 工序2 鉆、擴Φ20孔，以Φ32上端面為基準。 1. 選擇鉆頭 機床：Z525立式鉆床 根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，°，° 2.選擇切削用量 （1）確定進給量 按加工要求確定進給量：查《切削手冊》，，，由《切削手冊》表2.7,系數(shù)為0.5,則： 按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進給量為：； 按機床進給機構強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為。 以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進給量。 根據(jù)《切削手冊》表2.19查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進給量可用。 （2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.6mm，壽命． ?。?）切削速度 查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式為： （m/min） 其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，=，，，故實際的切削速度： 確定機床主軸轉速，查工藝手冊為184r/min （4）檢驗機床扭矩及功率 查《切削手冊》表2.20，當f≤0.26, do≤19mm時，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。 查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。 查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。 查機床使用說明書，。 由于，，故切削用量可用，即： ，， 3、計算工時 4、擴孔至Φ19.8 查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量為：，并由機床使用說明書最終選定進給量為：。 根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故 根據(jù)機床使用說明書選取 。 基本工時 5、粗鉸至 刀具：專用鉸刀 機床：Z525立式鉆床 根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為0.8～1.2mm/z,進給量取0.81mm/r，機床主軸轉速取為=140r/min，則其切削速度為： 。 機動時切削工時，=38mm， 6、 精鉸至 刀具： 機床：Z525立式鉆床 根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取0.48mm/r，機床主軸轉速取為：=140r/min，則其切削速度為： 機動時切削工時，=38mm 工序3 粗、精銑Φ32、Φ72下端面，以Φ32內(nèi)園面為基準。 粗銑Φ32、Φ72下端面: 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，L=176mm; 加工要求：粗銑φ20孔下端面，加工余量1mm; 機床：X51立式銑床； 刀具：YG6硬質合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑dw=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。 2. 切削用量 1）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇ap=1mm，一次走刀即可完成。 2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 f= fz z=0.18*12=2.16mm/r 3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑dw=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡明手冊》表3.8）。 4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf 根據(jù)《切削手冊》表3.16，當dw=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為： 其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式： 確定機床主軸轉速： 。 按機床說明書（《工藝手冊》），與361相近的轉速為480mm 根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為： vc==m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校驗機床功率 根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，L=176mm. 查《切削手冊》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.55min。 精銑Φ32、Φ72的下端面： 刀具：YG6硬質合金端銑刀； 機床：X51立式銑床； 查《切削手冊》表3.5，進給量，取為6mm/r 參考有關手冊，確定，采用YG6硬質合金端銑刀，，則： 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，取 故實際切削速度： 主軸轉速。所以取480r/min。 當時，工作臺每分鐘進給量：，取為980mm/min 本工序切削時間為：min 工序4 粗、精銑Φ72端面，以Φ32的下端面為基準。 粗銑Φ72上端面: 刀具：YG6硬質合金端銑刀， 機床：X51立式銑床 根據(jù)《切削手冊》查的， f=1.56mm/r 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》4.2-36查得取 ，故實際切削速度 當時，工作臺每分鐘進給量應為 查說明書，取 計算切削工時 因此 精銑Φ72端面： 由《切削手冊》表3.6查得：, f=0.42mm/r 即27m/min，因此，?，F(xiàn)采用X51立式銑床，取 ，工作臺每分鐘進給量應為： 查機床使用說明書，取 。 銑削基本工時： 工序5 粗，精鏜Φ50孔，以Φ32下端面為基準. 粗鏜Φ50孔： 機床：T68臥式鏜床 單邊余量 由《簡明手冊》4.2-20查得取 由《簡明手冊》4.2-21查得取 計算切削工時 精鏜Φ50孔： 單邊余量,可一次切除，則 。 由《切削手冊》表1.6查得，進給量取為0.27mm/r。由《切削手冊》表1.1查得，，則： 查《簡明手冊》表4.2-20，取為630r/min。 加工基本工時： 工序6 銑斷，以D1為基準，采用X60臥式銑床加專用夾具； 選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中齒，Z=40 采用X61臥式銑床，查《簡明手冊》，選擇進給量為,切削速度為：，則： 根據(jù)《簡明手冊》表4.2-39，取，故實際切削速度為： 此時工作臺每分鐘進給量應為： 查《簡明手冊》表4.2-40，剛好有。 計算切削基本工時： 工序7 鉆Φ4通孔，鉆M6孔。 鉆Φ4通孔： 刀具：專用刀具 機床：Z525立式鉆床 確定進給量：根據(jù)《切削手冊》表2.7查得，， 查Z525機床使用說明書，現(xiàn)取。查《切削手冊》表2.15， ，計算機床主軸轉速： 按機床選取，所以實際切削速度為： 計算切削基本工時： 鉆M6孔 （1）鉆螺紋底孔mm 機床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 根據(jù)《切削手冊》查得，進給量為0.18～0.22mm/r,現(xiàn)取f=0.22mm/r，v=17m/min，則： 查《簡明手冊》表4.2-15，取。所以實際切削速度為： 計算切削基本工時： （2）攻螺紋M6 機床：Z525立式鉆床 刀具：絲錐M6，P=1mm 切削用量選為：，機床主軸轉速為：，按機床使用說明書選?。?，則 ；機動時，，計算切削基本工時： 工序8 用三面刃銑刀銑斜槽面； 刀具：硬質合金三面刃銑刀 機床：X51立式銑床 根據(jù)《簡明手冊》查得：。根據(jù)《切削手冊》查得：因此：f=1.6mm/r 現(xiàn)采用X51立式銑床，?。?，故實際切削速度為： 當時，工作臺每分鐘進給量應為： 根據(jù)《切削手冊》表4.2-37查得,?。?。 計算切削基本工時： 因此： 三、 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設計第4道工序——鉆，擴鉸孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀Φ20mm。 (一)問題的提出 本夾具主要用來鉆，擴工件，加工出Φ19.8mm,最后鉸孔Φ20m，由于本道工序孔中心線與Φ32上端面有垂直度要求，因此要保證加工的精度。所以，本道工序加工時，主要應該考慮如何提高精度，在此基礎上在一定程度上提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 (二)夾具設計 1、定位基準選擇 考慮工件的加工結構，可以采用“一面，一固定V形塊，一滑動V形塊”的定位方式。其中滑動V形塊Y軸移動自由度由導軌限制，X軸移動自由度不限制，避免過定位。夾緊機構采用螺旋夾緊機構。同時考慮到生產(chǎn)率要求不是很高，故可以采用手動夾緊。 2、切削力及夾緊力計算 1 定位基準的選擇 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉，y軸的旋轉三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 2切削力和夾緊力計算 （1）刀具： 高速鋼錯齒三面刃銑刀φ40 機床： x61W型萬能銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩V型塊定位誤差 ： 其中： ， ， ， 且：L=100mm ，得： ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 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。 4．夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構。 夾具裝有鉆套，可以使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）；同時夾具體底面的一對定位鍵可以使整個夾具在機床工作臺上有一個正確的安裝位置，以有利于鉆，擴加工。 小 結 為期兩周的夾具課程設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。 本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正！ 參考文獻 [1]趙家奇,機械制造工藝學課程設計指導書—2版.北京:機械工業(yè)出版社,2000.10. [2]李云,機械制造及設備指導手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1997.8 [3]孟少農(nóng),機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1991.9. [4]徐圣群，簡明加工工藝手冊.上海:科學技術出版社，1991.2 [5]艾興 肖詩綱主編.《切削用量簡明手冊》. 機械工業(yè)出版社, 1994 [6] 浦林祥主編.《金屬切削機床夾具設計手冊》.機械工業(yè)出版社, 1984 [7]王啟平主編《機床夾具設計》哈工大出版社 1985.12 [8]東北重型機械學院主編《機床夾具設計手冊》上?？茖W技術出版社　1980.1 [9]徐灝主編《機械設計手冊》機械工業(yè)出版社　1991.9 [10]孫麗媛主編，《機械制造工藝及專用夾具設計指導》，冶金工業(yè)出版社2002