撥叉[831005] 6-拉削六齒方型花鍵夾具設計

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　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 遼寧工程 技術大學 機械加工工序卡片 產品型號 　 零件圖號 831005　 產品名稱 　 零件名稱 撥叉 共1頁 第1頁 　 車間 工序號 工序名 材料牌號 　 VI 拉六齒方型花鍵　 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 　 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 拉床　 L515A　 　 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/s 準終 單件 　 　 　0 333.5　 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /r·s-1 切削速度 /m·min-1 進給量 fz/(mm/z) 背吃刀 量/㎜ 進給 次數(shù) 工步工時/s 機動 輔助 描圖 1 拉六齒方型花鍵 高速鋼拉刀，游標卡尺　 　 3.6 0.06 　 1　 277.8 　 　 2 　 　 　 　 　 描校 3 　 　 　 　 　 　 　 　 4 　 　 　　 　 　 　 　 底圖號 5 　 　 　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 裝訂號 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 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 　 　 　 　 　 機械加工工藝過程卡片 產品型號 　 零件圖號 831005　 　 　 產品名稱 　 零件名稱 撥叉 共1頁 第1頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 每壞件數(shù) 1 每臺件數(shù) 備注 　 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備 工序時間 準終 單件 Ⅰ 粗車下端面 轉塔式六角車床 90度車刀、游標卡尺 Ⅱ 精車下端面 　 轉塔式六角車床 Ф20中心鉆、游標卡尺 　 　 Ⅲ 鉆花鍵孔 　 立式鉆床　 Ф20中心鉆、游標卡尺 　 　 描圖 Ⅳ 擴花鍵孔 　 立式擴床 Ф21擴孔鉆、游標卡尺 　 　 Ⅴ 倒角2x15° 轉塔式六角車床 45度偏刀、游標卡尺 Ⅵ 拉六齒方型花鍵 　 立式拉床　 高速鋼拉刀 　 　 描校 Ⅶ 粗銑右端面 　 X62W銑床 高速鋼面銑刀、量塊 　 　 Ⅷ 精銑右端面 X62W銑床 高速鋼面銑刀、量塊 Ⅸ 銑800。03mm的槽 X62W銑床 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊 X　 銑1800。12mm槽 X62W銑床 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊 底圖號 XI 磨寬為1800。12mm的槽 磨床 量塊 裝訂號 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 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 　設計 （日期） 　審核 （日期） 標準化 （日期）　 會簽 （日期）　 　 標記 遼寧工程技術大學課程設計 1 課程設計任務書 一、設計題目 CA6140 撥叉加工工藝設計及加工 Φ6 孔的夾具設計。 二、原始資料 (1) 被 加 工 零 件 的 零 件 圖 1 張 (2) 生 產 類 型 :大 批 生 產 三、上交材料 (1) 被 加 工 工 件 的 零 件 圖 1 張 (2) 工 件 的 毛 坯 圖 1 張 (3) 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 1 張 (4) 與 所 設 計 夾 具 對 應 那 道 工 序 的 工 序 卡 片 1 張 (5) 夾 具 裝 配 圖 1 張 (6) 夾 具 體 圖 1 張 (7) 課 程 設 計 說 明 書 (6000～ 8000 字 ) 1 份 說 明 書 主 要 包 括 以 下 內 容 （ 章 節(jié) ） ① 目 錄 ② 摘 要 （ 中 外 文 對 照 的 ， 各 占 一 頁 ） ③ 零 件 工 藝 性 分 析 ④ 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設 計 ⑤ 指 定 工 序 的 專 用 機 床 夾 具 設 計 ⑥ 方 案 綜 合 評 價 與 結 論 ⑦ 體 會 與 展 望 ⑧ 參 考 文 獻 列 出 參 考 文 獻 (包 括 書 、 期 刊 、 報 告 等 ， 10 條 以 上 ) 課 程 設 計 說 明 書 一 律 用 A4 紙 、 縱 向 打 印 . 四、進度安排(參考) (1) 熟 悉 零 件 ,畫 零 件 圖 2 天 (2) 選 擇 工 藝 方 案 ,確 定 工 藝 路 線 ,填 寫 工 藝 過 程 綜 合 卡 片 5 天 (3) 工 藝 裝 備 設 計 (畫 夾 具 裝 配 圖 及 夾 具 體 圖 ) 9 天 (4) 編 寫 說 明 書 3 天 遼寧工程技術大學課程設計 2 (5) 準 備 及 答 辯 2 天 五、指導教師評語 成 績： 指導教師 日 期 成績評定 采 用 五 級 分 制 ， 即 優(yōu) 秀 、 良 好 、 中 等 、 及 格 和 不 及 格 。 優(yōu) 秀 ： 設 計 方 案 合 理 并 新 穎 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 規(guī) 范 、 內 容 豐 富 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 良 好 ： 設 計 方 案 合 理 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 比 較 規(guī) 范 、 內 容 比 較 豐 富 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 中 等 ： 設 計 方 案 一 般 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內 容 一 般 。 在 設 計 過 程 中 比 較 勤 奮 、 創(chuàng) 新 思 想 不 明 顯 ； 及 格 ： 設 計 方 案 不 完 善 ， 存 在 一 些 小 錯 誤 ， 說 明 書 及 設 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內 容 一 般 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 精 神 不 夠 ： 不 及 格 ： 設 計 方 案 有 嚴 重 錯 誤 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 不 規(guī) 范 、 內 容 淺 薄 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 精 神 不 夠 。 遼寧工程技術大學課程設計 3 摘 要 這 次 設 計 的 是 CA6140 車 床 （ 831005） 撥 叉 ， 包 括 零 件 圖 、 毛 坯 圖 、 裝 配 圖 各 一 張 ， 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 和 與 工 序 卡 片 各 一 張 。 首 先 我 們 要 熟 悉 零 件 和 了 解 其 作 用 ， 它 位 于 車 床 變 速 機 構 中 ， 主 要 起 換 檔 作 用 。 然 后 ， 根 據 零 件 的 性 質 和 零 件 圖 上 各 端 面 的 粗 糙 度 確 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 擬 定 撥 差 的 工 藝 路 線 圖 ， 制 定 該 工 件 的 夾 緊 方 案 ， 畫 出 夾 具 裝 配 圖 。 就 我 個 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過 這 次 課 程 設 計 ， 了 解 并 認 識 一 般 機 器 零 件 的 生 產 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學 過 的 技 術 基 礎 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識 ， 理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個 良 好 的 基 礎 ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學 習 打 好 基 礎 。 遼寧工程技術大學課程設計 4 Abstract This time I design the lathes of the shift forks CA6140(831005), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying . 遼寧工程技術大學課程設計 5 目 錄 一 、 零 件 工 藝 性 分 析 1 1.1、 零 件 的 作 用 .1 1.2、 零 件 的 工 藝 分 析 .1 二 、 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設 計 .2 2.1、 確 定 毛 坯 的 制 造 形 成 2 2.2、 基 準 的 選 擇 .2 2.2.1 粗 基 準 的 選 擇 2 2.2.2 精 基 準 的 選 擇 2 2.3、 制 定 工 藝 路 線 .2 2.3.1 工 藝 路 線 方 案 一 3 2.3.2 工 藝 路 線 方 案 二 3 三 、 機 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 毛 皮 尺 寸 的 確 定 .4 3.1、 毛 坯 余 量 及 尺 寸 的 確 定 .4 3.2、 確 定 工 序 4 四 、 夾 具 的 設 計 .12 4.1、 提 出 問 題 12 4.2、 設 計 思 想 13 4.3、 夾 具 設 計 13 遼寧工程技術大學課程設計 6 4.3.1 定 位 分 析 .14 4.3.2 切 削 力 、 夾 緊 力 、 切 屑 用 量 和 切 屑 速 度 的 計 算 14 4.3.3 夾 具 操 作 說 明 15 五 .體 會 與 展 望 .15 六 ． 參 考 文 獻 .16 遼寧工程技術大學課程設計 7 一、零件工藝性分析 1.1、零件的作用 題目給定的零件是 CA6140 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進行工作。寬度為 18+0.0120mm 的槽尺寸精度 要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時， 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。 1.2、零件的工藝分析 該 撥 叉 的 全 部 技 術 要 求 列 如 下 表 : 遼寧工程技術大學課程設計 8 項目 公差等級 偏差（mm） 粗糙度 定位基準 ?25 的六齒方 花鍵孔 IT12 +0.20 0 1.6 花鍵孔中心線 ?22 的花鍵底 孔 IT12 +0.20 0 6.3 花鍵孔中心線 兩端的 2*150 倒角 6.3 花鍵孔中心線 尺寸 8 的槽 IT9 +0.03 0 1.6 花鍵孔中心線 尺寸 18 的槽 IT6 +0.012 0 3.2 花鍵孔中心線 ?6 的花鍵槽 寬 IT6 +0.06 +0.03 3.2 花鍵孔中心線 二、機械加工工藝規(guī)程設計 2.1、確定毛坯的制造形成 零件材料 HT200、考慮到此零件的工作過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 綱領為中批生產而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經查《金屬機 械加工工藝人員手冊》表 5-5 取等級為 2 級精度底面及側面澆注確定待加工表 面的加工余量為 3±0.8mm。 2.2 基準的選擇 2.2.1 粗基準的選擇 因為要保證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。 2.2.2 精基準的選擇 為保證定位基準和工序基準重合，以零件的下低面為精基準。 遼寧工程技術大學課程設計 9 2.3、制定工藝路線 制 定 工 藝 路 線 得 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 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 性 機 床 配 以 專 用 工 卡 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 。 2.3.1. 工藝路線方案一 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、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。 2.3.2.工藝路線方案二 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。 以 Ф40mm 圓柱面為粗基準。選用 C3163-1 轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。 2. 拉花鍵。以花鍵中心線及右端面為基準， 3. 銑削槽 B 面。以花鍵的中心線及下低面為基準。選用 X62W 臥式銑 床加專用夾具 4. 銑削 8+0.030mm 的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準。選用 X62W 臥式銑床加專用夾具。 5. 銑削 18+0.0120mm 的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準。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 工序很難對工件進行定位和加緊、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 道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線 和下低面作為 3.4.5 道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡 遼寧工程技術大學課程設計 10 單、可靠，所以采用方案二比較合理。 三、機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 零 件 材 料 為 HT200， 毛坯重量為 1.0 kgσ b =160MPa HBS。根 據 《 機 械 加 工 工 藝 師 手 冊 》 （ 以 下 簡 稱 《 工 藝 手 冊 》 機 械 工 業(yè) 出 版 出 版 社 、 楊 叔 子 主 編 ） 知 生 產 類 型 為 大 批 生 產 ， 采 用 模鍛鍛模造 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 序 尺 寸 及 毛 坯 尺 寸 如 下 ： 3.1.毛坯余量及尺寸的確定 1. 下端面的加工余量：下端面有 3±0.8mm 的加工余量，足夠把鑄鐵的硬 質表面層切除 2. 矩形花鍵底孔。 要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內孔尺寸為 Φ22 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機械加工工藝人員手冊》 表 3-59 確定孔加工 余量的分配。鉆孔 Φ20mm，擴孔 Φ21mm，拉花鍵 ，花鍵孔要求以外徑定心： 拉削時加工余量參照《金屬機械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm 3. 右端面的加工余量。 此工序分 2 個工步 1、粗銑右端面 2、精銑右端面。精加工余量為 0.2mm，粗銑加工余量為 2.8mm 3.2、確定工序 工序 Ⅰ ：車削下底面。 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，R a=3.2μm 機床 C3163-1。轉塔式六角臥式車床。 刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、計算切削用量。 遼寧工程技術大學課程設計 11 （1）已知長度方向的加工余量為 3±0.8mm 。實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） 。長度加工公差 IT １２級 取-0.46 mm （入 體方向） （2）進給量、根據《切削簡明手冊》 （第 3 版）表 1.4 當?shù)稐U尺寸為 16mm×25mm,ａ ｅ≤ ３mm 時，以及工件直徑為 Φ60mm 時（由于凸臺 B 面的存在所 以直徑取 Φ60mm） ?=0.6-0.8mm/ｒ. 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 取 ?=0.6 mm/n。 由于存在間歇加工所以進給量乘以 k=0.75—0.85 所以：實際進給量 f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ （3）計算切削速度。按《切削簡明手冊》表 1.27 ，切削速度的計算公式 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《切削手冊》 表 1.28 kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81 ∴Vc =158/( 60 0.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min) （4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）? 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｎ＝200 r／min 所以實際切削速度 V=40.8m/min （5）切削工時，按《工藝手冊》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 下一道工步做好準備 Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0 工序 II 精車下底面 1) 已知粗加工余量為 0.5mm。 2) 進給量 f. 根據《切削用量簡明手冊》表 1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｆ＝0.16 mm/r 遼寧工程技術大學課程設計 12 計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》表 1.27，切削速度的計算公 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) 確定機床主軸轉速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按? C3163－ １ 車床說明書 取 nw=400（r/min） 實際切削速度 V=57.1m/min 4) 切削工時，查《工藝手冊》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 的臺階，所以 L=(65-20) /2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 工序 III 鉆花鍵孔 鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》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《切削用量簡明手冊》表 2-9 確定 f=0.48 ａ、按機床進給強度決定進給量：根據表 2.9 ,當 σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可確定 f=0.75。 按 C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n. ｂ、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表 2.21，當 do=20mm、鉆頭最大磨損 量取 0.6 壽命 T=45min. ｃ、切削速度 由《切削用量簡明手冊》 ，表 2.15 得 Ｖ=21m/min n=1000V/ D=334.4 由機床技術資料得和 334.4 接近的有 280n/m? 和 400n/min 取 280n/min 取 n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時，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) 遼寧工程技術大學課程設計 13 工序 IV 擴花鍵孔 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)省停車和調換走刀量等輔助時間， 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 動進給。 工序 V 車倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４ 可以查出 當 σ ｂ ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21 當ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ 查得轉矩Ｍ＝61.8 N.M 《切削用量簡明手冊》表由表 2.32 得功率公式 ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ 可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要 工序 VI 拉花鍵孔 單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒 為 0.06mm, 拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min) 切削工時 t=Zblηk/1000vf zZ 式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)； L 拉削表面長度，80mm； η 考慮校準部分的長度系數(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； 遼寧工程技術大學課程設計 14 P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm ∴拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 工序 VII 粗銑右端面 加工要求：粗銑 B 面，精銑 B 面，Ra=3.2ｕｍ。 用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm 機床 ：Ｘ62W 加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm 1) 選擇刀具 根據《切削用量簡明手冊》表 3.1 銑削寬度 ae≤5mm 時。直徑為 do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀 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.根據表 3.5 得每 轉進給量ｆ＝0.5～１mm/r 就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W 功率為 7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W 銑床說明書 所以每轉進給量 ｆ＝0.6mm/r 3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據《切削用量簡明手冊》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《切削用量簡明手冊》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 X62W 型銑床說明? 書選 n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 遼寧工程技術大學課程設計 15 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 機床功率：根據《切削用量簡明手冊》表 3.20 當 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 X62W 型銑床說明書，機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) 基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表 3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm 工序 VIII 精銑右端面 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《切削用量簡明手冊》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 X62W 型銑床說? 明書選 n=210r/min Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4）基本工時基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表 3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm 工序 IX 銑削 8+0.030mm 槽。 加工工件尺寸：8 +0.030mm , 長度 L=40mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級 K8）加工余量 8 用乳化液冷卻 機床：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 K8 銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15° ao=12°an=6°Z=16 遼寧工程技術大學課程設計 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《切削用量簡明手冊》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) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據《切削用量簡明手冊》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 和每齒進給量 Vf、由《切削用量簡明手冊》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 X62W 型銑床說明書選 nc=375r/min 實際速度 Vc= donc/1000=74.2m/min 選 Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據 X62W 型銑床說明書選選 Vf=110mm/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 5) 機床功率：根據《切削用量簡明手冊》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 X62W 型銑床說明書，功率足夠。 6) 基本工時基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表 3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm 工序 X 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 遼寧工程技術大學課程設計 17 L=40mm，加工余量 23mm 由于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度 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《切削用量簡明手冊》表 3.3 確定 f=0.5mm/r 現(xiàn)取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據《切削用量簡明手冊》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 和每齒進給量：決定切削速度 Vc 和每齒進給量 Vf、 由《切削用量簡明手冊》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 X62W 型銑床說明書選 nc=300r/min 實際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 選 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據 X62W 型銑床說明書選選 Vf=150mm/min fzc=150/300×24=0.020mm/z 5）基本工時基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表 3.5 Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次) 工序 XI 磨 18mm 槽， 保證尺寸 18mm 1)選擇砂輪。 遼寧工程技術大學課程設計 18 見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結果為 GZ46KV6P350×40×127 其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度 過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為 46#，硬度為軟 2 級。 平型砂輪，其 尺寸為 16×6×40（D×d×H） 。 2)切削用量的選擇。砂輪轉速 n 砂 =3000r/min(見機床說明書)， v 砂 =2.5m/s 進給量 f=50mm/min 雙單行程 f r=0.015mm 3)切削工時。當加工 1 個表面時 Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據， 一起填入機械加工工藝卡片中。 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 I 粗車下端面 臥式車床 車刀 游標卡尺 II 精車下端面 臥式車床 車刀 游標卡尺 III 鉆花鍵孔 立式鉆床 鉆刀 游標卡尺 IV 擴花鍵孔 立式鉆床 鉆刀 游標卡尺 Ⅴ 倒角 2x15° 臥室車床 車刀 游標卡尺 VI 拉六齒方型花 鍵 立式拉床 拉刀 游標卡尺 VII 粗銑右端面 立式銑床 銑刀 游標卡尺 VIII 精銑右端面 立式銑床 銑刀 游標卡尺 IX 銑 800。03 mm 的 槽 立式銑床 銑刀 量塊 X 銑 1800。12 mm 槽 立式銑床 銑刀 量塊 XI 磨寬為 1800。12 mm 的 槽 磨床 砂輪 量塊 遼寧工程技術大學課程設計 19 四、 夾具設計 夾 具 是 一 種 能 夠 使 工 件 按 一 定 的 技 術 要 求 準 確 定 位 和 牢 固 夾 緊 的 工 藝 裝 備 ， 它 廣 泛 地 運 用 于 機 械 加 工 ， 檢 測 和 裝 配 等 整 個 工 藝 過 程 中 。 在 現(xiàn) 代 化 的 機 械 和 儀 器 的 制 造 業(yè) 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 產 率 ， 降 低 制 造 成 本 ， 一 直 都 是 生 產 廠 家 所 追 求 的 目 標 。 正 確 地 設 計 并 合 理 的 使 用 夾 具 ， 是 保 證 加 工 質 量 和 提 高 生 產 率 ， 從 而 降 低 生 產 成 本 的 重 要 技 術 環(huán) 節(jié) 之 一 。 同 時 也 擴 大 各 種 機 床 使 用 范 圍 必 不 可 少 重 要 手 段 。 4.1.提出問題 （ 1） 怎 樣 限 制 零 件 的 自 由 度 ； V 形 塊 加 小 平 面 限 制 5 個 自 由 度 ， 定 位 銷 限 制 1 個 自 由 度 。 （ 2） 怎 樣 夾 緊 ； 設 計 夾 具 由 螺 旋 夾 緊 配 合 V 形 塊 夾 緊 工 件 。 （ 3） 設 計 的 夾 具 怎 樣 排 削 ； 此 次 加 工 利 用 拉 刀 拉 削 ， 通 過 下 底 面 排 削 。 （ 4） 怎 樣 使 夾 具 使 用 合 理 ， 便 于 裝 卸 。 4.2.設計思想 設 計 必 須 保 證 零 件 的 加 工 精 度 ， 保 證 夾 具 的 操 作 方 便 ， 夾 緊 可 靠 ， 使 用 安 全 ， 有 合 理 的 裝 卸 空 間 ， 還 要 注 意 機 構 密 封 和 防 塵 作 用 ， 使 設 計 的 夾 具 完 全 符 合 要 求 。 本 夾 具 主 要 用 來 對 φ 6 孔 進 行 加 工 ， 這 個 孔 尺 寸 精 度 要 求 為 H7， 表 面 粗 糙 度 Ra3.2。 刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加工，考慮到 提高勞動生產率，降低勞動強度，采用一次拉削完成。 4.3、夾具設計 遼寧工程技術大學課程設計 20 零件的上半部分為圓柱型，根據這個特點采用 V 型塊、小平面的夾具來定位。 4.3.1、定位分析 （ 1） 定 位 基 準 的 選 擇 據 《 夾 具 手 冊 》 知 定 位 基 準 應 盡 可 能 與 工 序 基 準 重 合 ， 在 同 一 工 件 的 各 道 工 序 中 ， 應 盡 量 采 用 同 一 定 位 基 準 進 行 加 工 。 寬為 6 +0.03+0.06mm 的槽，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面為定位基準。因此選用 工件以加工右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準。 （ 2） 定 位 誤 差 的 分 析 定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 確 定 。 夾 具 的 主 要 定 位 元 件 為 V 形 塊 與 定 位 塊 ， 因 為 該 定 位 元 件 的 定 位 基 準 為 孔 的 軸 線 ， 所 以 基 準 重 合 △ B=0， 由 于 存 在 間 隙 ， 定 位 基 準 會 發(fā) 生 相 對 位 置 的 變 化 即 存 在 基 準 位 移 誤 差 。 △ Y=0.707δ d=0.707×0.025mm=0.0177mm 4.3.2、切削力、夾緊力、切屑用量和切屑速度的計算 1.進給量：該工序就是通過一次走刀，完成花鍵槽的拉削加工。由于加工 方法的特殊性，刀具選擇的特殊性，被吃刀量暫不用選擇。只要選擇合適的切 遼寧工程技術大學課程設計 21 削速度和進給量就可以。根據機床剛度和刀具尺寸，此工序需要一次走刀，完 成要求的機械加工要求。加工總深度為 Z=76mm?？傋叩洞螖?shù)為 1 次。 2.切屑速度： 根據有關手冊，確定拉花鍵孔時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 t=Zblηk/1000vf zZ 式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)； L 拉削表面長度，80mm； η 考慮校準部分的長度系數(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=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm ∴拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 。 3. 切削力及夾緊力的計算 刀具：花鍵拉刀。 切削力：由于本工序拉刀由上至下垂直向下拉，切削力方向也是由上向下，只 要底面三個支承釘能夠保證強度，剛度。就能精確加工。保證加工精 度。而支承釘能夠保證。所以此處不用算切削力。 由于切削力和夾緊力的方向垂直。平面定位。 Fj=KFL\(H+L)=2.5*250*24/46+24=214N 夾緊力的計算：由于切削力和夾緊力的方向一致。所以夾緊力定位較小夾 緊力來防止工件在加工過程中產生振動和轉動。 4.3.3、夾具操作說明 如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開 口墊圈,以便裝卸。 遼寧工程技術大學課程設計 22 遼寧工程技術大學課程設計 23 五.體會與展望 為期兩周的夾具課程設計已經接近尾聲，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， 強化了生產實習中的感性認識。主 要 是 鉆 模 板 與 鉆 套 的 選 擇 與 設 計 。 本 設 計 采 用 了 快 換 鉆 套 和 手 動 螺 旋 快 速 加 緊 機 構 ， 從 而 大 大 提 高 了 由 于 鉆 、 擴 、 絞 孔 而 頻 繁 換 鉆 套 的 生 產 效 率 ， 夾 具 的 加 工 精 度 都 采 用 普 通 級 ， 充 分 考 慮 了 制 造 成 本 。 缺 點 是 本 設 計 的 操 作 需 要 人 力 ， 所 以 在 生 產 自 動 化 方 面 有 待 改 進 。 通 過 本 次 課 程 設 計 ， 使 我 將 所 學 理 論 與 生 產 實 踐 相 結 合 ， 得 到 了 解 決 問 題 和 分 析 問 題 的 能 力 的 初 步 培 養(yǎng) ， 另 外 也 為 以 后 搞 好 畢 業(yè) 設 計 、 走 上 工 作 崗 位 進 行 一 次 綜 合 訓 練 。 本次課程設計主要經歷了兩個階段：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！ 遼寧工程技術大學課程設計 24 六．參考文獻 1、 朱淑萍主 編 . 機械加工工藝及裝備. 北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1999 2、 李 益 民 主 編 .機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1994 3、 孫 本 緒 、 熊 萬 武 編 .機 械 加 工 余 量 手 冊 .北 京 ： 國 防 工 業(yè) 出 版 社 ， 1999 4、 機 床 夾 具 設 計 手 冊 .北 京 ： 中 國 科 學 技 術 出 版 社 5、 趙 家 齊 主 編 .機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 指 導 書 .北 京 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2000 6、 田 春 霞 主 編 .數(shù) 控 加 工 工 藝 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006 7、 吳 拓 、 方 瓊 珊 主 編 . 機 械 制 造 工 藝 與 機 床 夾 具 課 程 設 計 指 導 書 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2005 8、 黃 云 清 主 編 .公 差 配 合 與 測 量 技 術 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2001 9、 梁 炳 文 主 編 ， 機 械 加 工 工 藝 與 竅 門 精 選 ， 北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2001 10、 楊 峻 峰 主 編 ， 機 床 及 夾 具 ， 清 華 大 學 出 版 社 ， 2005