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XX 設(shè)計(jì) 作 者： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 題 目： 撥叉 831005 的加工工藝及銑 40×28 上平面夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 年 月 摘 要 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，提出了各種需求鉗技術(shù)。一方面，由于在焊接過(guò)程中的工業(yè)生產(chǎn)提出了 很高的要求的發(fā)展，另一方面，科學(xué)和技術(shù)，以提高焊接技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑。為了滿足中 國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)的需要，相信鉗技術(shù)將更加快速發(fā)展，并在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中發(fā)揮更重要的作用。叉 基礎(chǔ)的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)流程規(guī)劃和工藝設(shè)計(jì)上的零件。叉的外表面的主處理部分，所述臺(tái)階表面和孔。 在一般情況下，確保加工精度的加工精度的平面內(nèi)比確保容易。因此，遵循的首要原則槽面設(shè)計(jì)。 過(guò)程并清除孔和平面分為粗加工和精加工處理的階段，以確?？椎木?。第一系列的支承孔加工頂 部位置的平面之后，除了后續(xù)過(guò)程與頂表面和其他加工主要處理操作的安排處理孔的定位孔和平面 的每個(gè)過(guò)程。使用專(zhuān)用夾具，夾具，夾具夾緊，自動(dòng)文件夾更多的選擇，可靠的夾緊機(jī)構(gòu)不自鎖。 因此，生產(chǎn)效率高。適用于大批量的生產(chǎn)線。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：拔叉類(lèi)零件；工藝；夾具 Abstract With the development of industrial production, a variety of needs-clamp technique. On the one hand, due to the welding process development of industrial production made high demands on the other hand, science and technology, in order to improve the development of welding technology has opened up new avenues. In order to meet the needs of China's modernization, believe clamp technique will be more rapid development, and play a more important role in the development of industrial production. Parts fork foundation dedicated fixture design process planning and process design. Fork portion of the outer surface of the main processing, the stepped surface and the bore. In general, to ensure the machining accuracy of the machining accuracy of the plane than to ensure easy. Therefore, the first principle to follow trough surface design. Process and clear the hole and the plane is divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. After the first series of supporting hole machining flat top position, except that each process subsequent arrangements for dealing with the process of the hole with the top surface and other machining operations mainly deal with the positioning holes and planes. The use of special fixtures, jigs, fixtures clamping, automatic folder more choices, reliable clamping mechanism is not self-locking. Therefore, high production efficiency. For high-volume production lines. Able to meet the design requirements. 目 錄 第 1 章 緒論 .............................................................................................................1 第 2 章 零件的分析 .................................................................................................2 2.1 零件的分析 ......................................................................................................2 2.1.1 零件的作用 ..........................................................................................2 2.1.2 零件的工藝分析 ..................................................................................2 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ..................................................................................................2 2.3 制定工藝路線。 .............................................................................................3 2.4 機(jī)械加工余量。 .............................................................................................4 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)。 ..........................................................................5 第 3 章 銑上平面夾具設(shè)計(jì) ...................................................................................12 3.1 研究原始質(zhì)料 ................................................................................................12 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ............................................................................................12 3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 ...............................................................................13 3.4 誤差分析與計(jì)算 ...........................................................................................14 3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 ...............................................................................15 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 .......................................................................16 總 結(jié) .................................................................................................................18 致 謝 ...................................................................................................................19 參 考 文 獻(xiàn) ...........................................................................................................21 1 第 1 章 緒論 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(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行 業(yè)，是一個(gè)國(guó)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(guó)家國(guó)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)。 零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、 機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解 決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn) 題，并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng) 自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。 所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要， 只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 2 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給定的零件是 CA6140 撥叉（見(jiàn)附圖 1）它位于銑床變速機(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。 2.1.2 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(zhuān) 用夾具加工另一組表面。 2.2 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)。 3 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)。 2.3 制定工藝路線。 方案一 工序： 1. 粗、精銑端面，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、精銑端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。 2. 以 Ф40mm 圓柱面為粗基準(zhǔn)。 3. 拉花鍵。以 A 面為基準(zhǔn)， 4. 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(zhuān)用 夾具 5. 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(zhuān)用夾具。 6. 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(zhuān)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(zhuān)用夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠， 最終擬定的方案如下： 工序號(hào) 工序名 稱(chēng) 工序內(nèi)容 車(chē) 間 工 段 設(shè)備 10 鑄造 鑄造毛坯 ，時(shí)效處理 20 銑 銑左端面 機(jī) 二 銑床 X52K 4 30 銑 銑右端面 機(jī) 二 銑床 X52K 40 鉆 鉆花鍵底孔 機(jī) 二 鉆床 Z525 50 鉆 擴(kuò)花鍵底孔 機(jī) 二 鉆床 Z525 60 倒角 倒角 2x15° 機(jī) 二 鉆床 Z525 70 拉 拉六齒方型花鍵 機(jī) 二 拉床 80 銑 粗銑 B 面 機(jī) 二 銑床 X62W 90 銑 精銑 B 面 機(jī) 二 銑床 X62W 100 銑 銑 800。03mm 的槽 機(jī) 二 銑床 X62W 110 銑 銑 1800。12mm 機(jī) 二 銑床 X62W 120 磨 磨寬為 1800。12mm 的槽 機(jī) 二 磨床M114W 130 鉗 去毛刺 140 檢 檢驗(yàn)入庫(kù) 2.4 機(jī)械加工余量。 CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量為 1.0 kgσ b =160MPa HBS 生產(chǎn)類(lèi)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 5 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)。 工序 20 ：銑左端面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，此為粗15YT0Dm?5Z? 齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表f ./fa 2.4～81，取銑削速度 .8/Vs 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表f Zmf/18.0? 2.4～81，取銑削速度 2.47/? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10601.97/in3.1rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 5n 實(shí)際銑削速度 ：v .42.4/1060nvms? 進(jìn)給量 ： fV18760.12/ffaZs?? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./475minfV? ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～81,取?aa? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l1l'68l? 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 210.5()(~3lDa????60)2m? 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt 1240.36in7.5jmlf???? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： '1jt' 682.19i.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '10injjtt?? 工序 50：粗、精銑右端面。 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) 8，此為細(xì)齒銑15YT0Dm? 刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m? 6 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表fa Zmaf/18.0? 2.4～81，取銑削速度 2.47/Vms? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表f .5/f 2.4～81，取銑削速度 .8/ 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n1026053/in3.14rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 ? 實(shí)際銑削速度 ：v .1603.14/dnms?? 進(jìn)給量 ：fV0.58/2ffaZ? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m7/infVs 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ，l14l?'68l 刀具切入長(zhǎng)度 ：精銑時(shí)11lD 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt 12402.34min7jmlf???? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt ' 68.ijlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '20.5injjtt?? 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 銑床說(shuō)明書(shū) 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 ? 7 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)/280 x0.62=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)/280 x0.62=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)省停銑和調(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(zhuān)用刀具。此工步使用到專(zhuān)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 ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw 按 C３ １ ６ ３ － １ 銑床說(shuō)明書(shū) 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 ｆ＝0.64 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=61.8x17/30 x21=1.67km 按 C３ １ ６ ３ － １ 銑床說(shuō)明書(shū) 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)； 8 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=3.2 ｕｍ。 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(shū) 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) 9 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=(1000 x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62W 型銑床說(shuō)明書(shū)選? n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160 x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160 x0.6=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(shū)，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=(1000 x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根據(jù) X62W 型銑床說(shuō)明書(shū)選? n=210r/min Vf=nf=210 x0.6=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 10 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(shū)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(shū)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(shū)，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 11 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(shū)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(shū)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 12 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(shū))， 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。 13 第 3 章 銑 40×28 上平面夾具設(shè)計(jì) 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)粗、精銑 40×28 上平面，要滿足對(duì)稱(chēng)度要求以及其兩邊的要 求。在銑此面時(shí)，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。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 本次課設(shè)是要為此圖 1-3-1 中的銑端面夾具，最終實(shí)現(xiàn)將工件定位，更加精確和方 便的完成銑面工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證 工件所要求的加工精度。 零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件 在機(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù),本工件放置方法應(yīng)如圖 1- 3-1 所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、已加工表面、待加工表面，以及本工 序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準(zhǔn)、已加工表面決定了機(jī)床夾具的方位方案， 如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點(diǎn)定位原理和采 用的機(jī)床加工方法，定位方案不一定要定六個(gè)自由度，但要完全定位。工件的待加工 表面是選擇機(jī)床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定 位點(diǎn)，確保夾緊力安全、可靠同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)不能與刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡相沖突。 28 27 φ40 8+0.080 10 18+0.0120 26 73 5034 18 15? 8 2 1.6 1.6 3.23.2 3.2 3.2 3.2 3.2 φ25+0.0230 φ22 +0. 20 6.3 R206 +0. 06 -0. 03 6.3 3.2 3.2 1.6 14 3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015??001??頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5?? ''30rK?40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2 由參考文獻(xiàn)[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 0.98.0.135pzFafBzn?? 有： 0.9.8.1.10.12054836.2()N?????? 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)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： FKW?? 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~ 13456.,.0,.,3KK?? 由此可得： ..10.31.056??? 所以 8245()KWFN? 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(jiǎn)單、操作方便，決定 選用氣缸驅(qū)動(dòng)的夾緊機(jī)構(gòu)。 選用氣缸缸桿為 φ30mm 的。當(dāng)壓縮空氣的壓力為 2.5MPa 時(shí)，由氣缸產(chǎn)生的 夾緊力為： 176()NAP? 由上述計(jì)算易得： ，所以本次設(shè)計(jì)的夾具可安全工作。 KW? 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 3.4 誤差分析與計(jì)算 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)定的尺 寸公差。 15 gwj???? 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j? MjjWDAZWj ???? ?? 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 定位誤差 ： 11minDWd?????? 1 2min2i. dJWarctgL???? 其中： ，10.52D?20D?? ，d?.3d ， min?min4 ⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inaxyj?? 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNcl?? 查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym??? ⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj?5. ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw???? 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個(gè)一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。 通過(guò)方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺(tái)的 T 型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺(tái)的進(jìn)給方 向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時(shí)，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷， 加強(qiáng)加工夾具牢固。 根據(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 16 ×o 圖 2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4： 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱(chēng)尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱(chēng) 尺寸 允 差 D 2h 14 ～ 0.012 ～0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示： 17 標(biāo) 記四 周 倒 圓× 圖 2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5： 表 2.5 塞尺 公稱(chēng)尺寸 H 允差 d C 3 ～0.006 0.25 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 當(dāng)夾具有制造誤差、工作過(guò)程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊 的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了氣動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí) 比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛 的應(yīng)用。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了氣動(dòng)夾緊方式（氣 缸驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)） 。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾 緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取 18 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們 不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)， 使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好 的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的 基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐 的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的 這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 19 致 謝 這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資 料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在 一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了 方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。 課程設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，是課本知識(shí)在實(shí) 際中的應(yīng)用。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不 開(kāi)老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過(guò)程中，尹長(zhǎng)城老師給了 我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起 討論問(wèn)題，使我對(duì)分析有了更清晰明確的認(rèn)識(shí)，使我受益非淺。 課程設(shè)計(jì)是我們的專(zhuān)長(zhǎng)，這是我們走向社會(huì)化，專(zhuān)業(yè)化的工作中必不可少的過(guò)程中前實(shí)際訓(xùn) 練綜合應(yīng)用。 “千里之行始于足下” ，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，讓我深深體會(huì)到永恒的那句詞的真正含義。 我認(rèn)真地把今天的課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)踏踏實(shí)實(shí)地采取這一步驟是在社會(huì)穩(wěn)定的未來(lái)潮流的運(yùn)行打下了 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 說(shuō)實(shí)話，課程設(shè)計(jì)是真的累了。但一開(kāi)始清理自己的設(shè)計(jì)成果，仔細(xì)琢磨課程設(shè)計(jì)的思路， 成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學(xué)會(huì)了如何完成，我的生活的小勝利，但它 讓我感覺(jué)更成熟了。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，許多計(jì)算 有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂；有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò)，只能毫不留情地重做。但一想起老師 平時(shí)多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令 世人無(wú)比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。 經(jīng)歷了課程設(shè)計(jì)，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正的貧乏，自己綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知 識(shí)的能力是如此的不足，幾年來(lái)學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會(huì)用。想到這里，我真 的有點(diǎn)心急了。 由于畢業(yè)時(shí)間的倉(cāng)促，很多本來(lái)應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒(méi)有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來(lái)源，比如網(wǎng)格 劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向， 離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的，因?yàn)榉较虼_定了，就會(huì)用最少的精力做 好事情，這對(duì)于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活中，要從事的工種是千差萬(wàn)別的，只 有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的崗位，個(gè)人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出 一些貢獻(xiàn)。 這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老 師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度， 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同 20 時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專(zhuān)業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科 學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以 誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 21 參 考 文 獻(xiàn) [1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽銑廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊(cè)[M] ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，117130。 [2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［Ｍ］ 。機(jī)械工業(yè)出版社，117175。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［Ｍ］ 。機(jī)械工業(yè)出版社，117171。 [4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)［Ｍ］ 。北京出版社，117130。 [5] 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