目 錄第 1 章 緒論 .1第 2 章 零件的分析 .22.1 零件的分析 22.1.1 零件的作用 22.1.2 零件的工藝分析 22.2 工藝規(guī)程設計 22.3 制定工藝路線。 .32.4 機械加工余量。 .42.5 確定切削用量及基本工時。 51第 1 章 緒論機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(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)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。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（見附圖 1）它位于銑床變速機構中，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。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的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 的槽經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，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。2.2 工藝規(guī)程設計(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。毛坯零件圖如下圖：（二）基準的選擇。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。32. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的 A 面為精基準。2.3 制定工藝路線。方案一工序：1. 粗、精銑端面，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。方案二工序：1. 粗、精銑端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。2. 以 Ф40mm 圓柱面為粗基準。3. 拉花鍵。以 A 面為基準，4. 銑削槽 B 面。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 X62W 臥式銑床加專用夾具5. 銑削 8+0.030mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 X62W 臥式銑床加專用夾具。6. 銑削 18+0.0120mm 的槽。以花鍵的中心線及 A 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 A 面作為 3.4.5道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠，最終擬定的方案如下：工序號 工序名 稱 工序內容 車 間 工 段 設備10 鑄造 鑄造毛坯 ，時效處理20 銑 銑左端面 機 二 銑床 X52K430 銑 銑右端面 機 二 銑床 X52K40 鉆 鉆花鍵底孔 機 二 鉆床 Z52550 鉆 擴花鍵底孔 機 二 鉆床 Z52560 倒角 倒角 2x15° 機 二 鉆床 Z52570 拉 拉六齒方型花鍵 機 二 拉床80 銑 粗銑 B 面 機 二 銑床 X62W90 銑 精銑 B 面 機 二 銑床 X62W100 銑 銑 800。03mm 的槽 機 二 銑床 X62W110 銑 銑 1800。12mm 機 二 銑床 X62W120 磨 磨寬為 1800。12mm 的槽 機 二 磨床M114W130 鉗 去毛刺140 檢 檢驗入庫2.4 機械加工余量。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，分別確定各個加工表面的機械加工余量，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=1mm3. B 面的加工余量。此工序分 2 個工步 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 2.8mm52.5 確定切削用量及基本工時。工序 20 ：銑左端面機床：銑床 X52K刀具：硬質合金可轉位端銑刀（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?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻[3]表f ./fa2.4～81，取銑削速度 .8/Vs每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻[3]表f Zmf/18.0?2.4～81，取銑削速度 2.47/?機床主軸轉速 ：n10601.97/in3.1rd????按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 5n實際銑削速度 ：v.42.4/1060nvms?進給量 ： fV18760.12/ffaZs??工作臺每分進給量 ： m./475minfV?：根據(jù)參考文獻 [3]表 2.4～81,取?aa?切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l1l'68l?刀具切入長度 ：1210.5()(~3lDa????60)2m?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ： jt1240.36in7.5jmlf????機動時間 ：'1jt' 682.19i.jlf所以該工序總機動時間'10injjtt??工序 50：粗、精銑右端面。機床：銑床 X52K刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) 8，此為細齒銑15YT0Dm?刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度 ：pa2.m?6每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻[3]表fa Zmaf/18.0?2.4～81，取銑削速度 2.47/Vms?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻[3]表f .5/f2.4～81，取銑削速度 .8/機床主軸轉速 ：n1026053/in3.14rd????按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 ?實際銑削速度 ：v.1603.14/dnms??進給量 ：fV0.58/2ffaZ?工作臺每分進給量 ： m7/infVs被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ，l14l?'68l刀具切入長度 ：精銑時11lD刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt12402.34min7jmlf????機動時間 ：jt' 68.ijlf所以該工序總機動時間'20.5injjtt??3、鉆孔、擴孔、倒角。（1） 、鉆孔鉆頭選擇：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(jù)《切削用量簡明手冊》表 2-9 確定 f=0.48ａ、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表 2.9 ,當 σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可確定 f=0.75。按 C3163-1 銑床說明書 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/minn=1000V/ D=334.4 由機床技術資料得和 334.4 接近的有 280n/m 和 400n/min ?7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) （2） 、擴孔刀具直徑 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。（3） 、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 σｂ ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按 C３ １ ６ ３ － １ 銑床說明書 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 銑床說明書 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Ⅱ 拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)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/1000vfzZ式中： Zb 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)； 8L 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)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：28mm1. 粗銑1) 選擇刀具 根據(jù)《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(jù)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/r3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)《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(jù)《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/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) 9Cv=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=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選?n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率：根據(jù)《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(jù) 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/z6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm2. 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＝0.63）決定切削速度 Vc、可根據(jù)《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(jù) X62W 型銑床說明書選?n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(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 , 長度 L=40mm10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：X62W1) 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=162) 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/z3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)《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/minn=1000×Vc/ do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min?根據(jù) 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(jù) X62W 型銑床說明書選選Vf=110mm/minfzc=110/375×16=0.018mm/z5) 機床功率：根據(jù)《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=1.28Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 NM=FCdo/2×103=15.9N?M Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù) X62W 型銑床說明書，功率足夠。6) 基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(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 L=40mm，加工余11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=242) 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/z3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)《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/minn=1000×Vc/ do=1000×98.6/3.14×100=314r/min?根據(jù) 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(jù) X62W 型銑床說明書選選Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z5）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(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《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12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 fr=0.015mm3) 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(jù)，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。13參 考 文 獻[1] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽銑廠工人大學，機床夾具設計手冊[M] ，上海：上海科學技術出版社，117130。[2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，117175。[3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，117171。[4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］ 。北京出版社，117130。[5] 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