燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 1 頁 機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“ CA6140 車床 831005（第 2組）撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 2 頁 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目 : 設(shè)計(jì) ”CA6140 車床撥叉 ”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備 內(nèi)容： 1.零件圖 1 張 2.毛坯圖 1 張 3. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1 張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 裝配圖 1 張 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1 張 6. 課程設(shè)計(jì)說明書 1 份 指導(dǎo)教師 ：劉念聰 學(xué) 號(hào) ： 2200551050105 學(xué) 生 ： 歐果 2007 12 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 3 頁 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 4 頁 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 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(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， 工作過程：撥叉零件是在傳動(dòng)系統(tǒng)中撥動(dòng)滑移齒輪，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速，轉(zhuǎn)向。其花鍵孔 25mm 通過與軸的配合來傳遞凸輪曲線槽傳來的運(yùn)動(dòng)，零件的兩個(gè)叉頭部位與滑移齒輪相配合。 （二） 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， 零件孔 22mm的上下加工表面及花鍵孔 25mm 這一組加工表面包括：孔 22mm的上下加工表面，孔 22mm 的內(nèi)表面，有粗糙度要求為 Ra 小于等于 6.3um， 25mm 的六齒花鍵孔，有粗糙度要求 Ra 小于等于 3.2um，擴(kuò)兩端面孔，有粗糙度要求 Ra=6.3um； 加工時(shí)以上下端面和外圓 40mm為基準(zhǔn)面，有由于上下端面須加工，根燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 5 頁 據(jù)“基準(zhǔn)先行”的原則，故應(yīng)先加工上下端面（采用互為基準(zhǔn)的原則），再加工孔 22mm, 六齒花鍵孔 25mm和擴(kuò)孔； 2， 孔 22mm兩側(cè)的撥叉端面 這一組加工表面包括：右側(cè)距離 18mm 的上下平面， Ra=3.2um，有精銑平面的要求，左側(cè)距離為 8mm的上下平面， Ra=1.6um，同樣要求精銑； 加工時(shí)以孔 22mm，花鍵孔 25 mm和上下平面為基準(zhǔn)定位加工； 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面尺寸，上述 表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以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，并且保證它們的位置精度要求 （三） 零件的尺寸圖 二 、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一 )確定毛坯的制造形式 1：零件材料為 HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 6 頁 結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 2：已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是 20000 件每年 ,故查表（ 15-2），可確定其為大批生產(chǎn)，初步確定工藝安排的基本傾向?yàn)椋杭庸み^程劃分階段，工序適當(dāng)集中，加工設(shè)備主要以通用設(shè)備為主，采用專用夾 具，這樣投資較少，投產(chǎn)快生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)產(chǎn)較容易。 3：根據(jù)零件的材料確定毛坯為鑄件，材料為 HT200，毛坯的鑄造方法為金屬模機(jī)械造型（表 15-4），鑄件尺寸公差等級(jí)為 CT9 級(jí)（表 15-5） （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)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 22孔的不加工外輪廓底面作為粗基準(zhǔn)，利用圓柱來定位，另外四爪握住兩邊來限制六個(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)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下 , 根據(jù)零件的幾何形狀 、 尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求來制定工藝路線?？梢钥紤]采用萬能性機(jī)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(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 工序一 鑄坯。 工序二 粗銑圓柱底面 。 工序三 鉆圓柱 成 20的孔。 工序四 擴(kuò)鉸孔 20 到 22。 工序五 粗車圓柱孔口斜度為 20 度。 工序六 粗銑右槽 1 側(cè)平面和高度為 8mm（見圖） ,粗銑高度為 18mm 的左槽2（見圖）。 工序七 精銑槽 1 的上下面和和里面、側(cè)面，精洗槽 2 的上下面和里面。 工序八 拉銷孔 22 成花鍵。 工序九 去毛刺。 工序十 檢驗(yàn)。 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 7 頁 2，選擇機(jī)床 （ 1） 工序一，工序五，工序七均為銑表面，可用 XA5032 銑床。 （ 2） 工序三為鉆孔，擴(kuò)孔工藝，可采用搖臂鉆床 Z305B。 （ 3） 工序八為拉花鍵，采用普通拉床。 ( 4 ) 工序六用車床。 3，選擇夾具 :每個(gè)工序都可以采用專用的夾具 ,夾具后面再設(shè)計(jì)。 4，選擇刀具 :在銑床上用高速鋼立銑刀，銑上下兩槽用三面刃銑刀，在車床上選普通車刀，內(nèi)拉床選矩 形齒花鍵拉刀 5，選擇量具 :精度要求較高的可用內(nèi)徑千分尺量程 50 125，其余用游標(biāo)卡尺分度值為 0.02 （四）機(jī)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 190 210HB，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)（以下稱工藝手冊(cè) 銑削加工余量為： 粗銑 2-4mm 工序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 01 鑄件 02 粗銑下端面 孔的外圓，上端面 03 鉆孔 孔的外圓，下端面 04 擴(kuò)孔 22 孔的外圓，下端面 05 車倒角，角度為 20 度 孔的上下端面 06 銑左邊鍵槽，銑右邊鍵槽 孔，下端面 07 精銑左右兩槽 孔，下端面 08 拉花鍵槽 孔的外圓，下端面 9 去毛刺 10 終檢 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 8 頁 半精銑 1-2mm 精銑 0-1mm 2. 圓柱 （ 40 用鑄成）內(nèi)孔 22 用鉆和擴(kuò)成，加工余量： 擴(kuò)孔 1.2mm 3粗車加工余量： 粗 車 1.2mm 半精車 0.8mm 4右凹槽 :對(duì)于右凹槽的加工，由于事先未被鑄出，要滿足其槽的深度先需要粗銑，現(xiàn)確定其加工余量取 8mm。為了保證槽兩邊的表面粗糙度和槽的水平尺寸 03.008 的精度要求，需要進(jìn)行精銑槽的兩側(cè)面 ,加工余量取 0.5mm。 5.左凹槽 :由于此平面沒有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸為槽寬 012.0018 (精度較高， IT6 級(jí) )，槽的深度為 15，可事先鑄出該凹槽，該槽的三個(gè)表面的粗糙度都為 2.3Ra ，在粗銑后 精銑能達(dá)到粗糙度要求。 6.孔：鉆孔其尺寸為 20mm，加工余量取 2mm,擴(kuò)孔鉆，保留 0.5mm 的拉刀加工余量?？桌锏幕ㄦI槽用組合裝配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。 7， 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大 、 最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 （ 五）確立切削用量及基 本工時(shí) 工序一 毛坯 工序 用鑄造尺寸如毛坯圖（ CAD 毛坯圖） 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 9 頁 工序二 銑圓柱下面 1. 加工條件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：粗銑鑄件圓柱下面。 機(jī)床：銑床， XA5032 臥式銑床。 刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae=40mm,深度 apPcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.3mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=119.3m/min ， f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm L/ Vf=(40+40)/475=0.168min。 工序三 以 22 孔底面為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴(kuò) 22 孔。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o 12 ，二重刃長度 b =2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度mml 5.11 1202 100 30 2.選擇切削用量 （ 1）決定進(jìn)給量 查切 rmmf /86.070.0 ，所以， rmmf /70.0 按鉆頭強(qiáng)度選擇 rmmf /75.1 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 rmmf /53.0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 rmmf /48.0 經(jīng)校驗(yàn)m a x6090 FF f 校驗(yàn)成功。 （ 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查切）為 0.5 0.8mm，壽命 min60T （ 3）切削速度 查切 rmmvc /18 修正系數(shù) 0.1TVK 0.1MVK 0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 min/272 rnc 故實(shí)際的切削速度 rmmndv sc /4.151 0 0 00 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 11 頁 （ 4）校驗(yàn)扭矩功率 NmM c 60 NmM m 2.144 所以 mc MM Ec PkwP 0.27.1故滿足條件，校驗(yàn)成立。 3.計(jì)算工時(shí) T=L/nf=65/272*1.45=0.163min 4 .擴(kuò)孔的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc 工序五 以 22 孔底面為精基準(zhǔn)，倒 20 度角，用普通車床。 工序六 以 20 孔為精基準(zhǔn)，粗銑兩槽的三個(gè)端面，保證槽 1，槽 2 上下面粗早粗糙度小于 3.2。 1. 加工條件 粗銑上平面的槽，精銑上平面的槽兩側(cè) (1)粗銑上平面的槽： 齒/05.0 mmf z 由 機(jī)械手冊(cè)可以直接查出銑削速度：min/18 mv 采用錯(cuò)齒三面刃銑刀， 14,4,50,16 ZmmLmmDmmd 。則 m in/35816 181 0 001 0 00 rd vn s m in/2513581405.0 mmznff szm 計(jì)算工時(shí) m in26.02 5 166 mm flt (2)精銑上平面的槽兩側(cè)： 齒/05.0 mmf z 由于是精加工銑削速度放大30 ，其值： min/23 mv 采用錯(cuò)齒三面刃銑刀，16,4,50,16 ZmmLmmDmmd ，則： m in/8.45716 2310001000 rd vn s m i n/3668.4571605.0 mmznff szm 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 12 頁 計(jì)算工時(shí) m in18.03 6 666 mm flt 2， 粗銑下平面的槽，精銑下平面的槽的三個(gè)面 (1)粗銑下平面的槽： 齒/05.0 mmf z 由機(jī)械手冊(cè)可以直接查出銑削速度：min/18 mv 采用鑲齒三面刃銑刀， 20,12150,48 齒數(shù)mmmmLDmmd 。則 m in/11948 1810001000 rd vn s m in/1191192005.0 mmznff szm 計(jì)算工時(shí) m in68.1119200 mm flt (2)精銑下平面的槽的三個(gè)面： 齒/05.0 mmf z 由于是精加工銑削速度放大30 ，其值： min/23 mv 采 用 鑲 齒 三 面 刃 銑 刀 ，30,12,150,48 齒數(shù)mmLmmDmmd 。則 m in/15348 231 0 001 0 00 rd vn s m i n/2 2 91 5 33005.0 mmznff szm 計(jì)算工時(shí) m in87.0229200 mm flt 工序八 拉銷花鍵 用拉刀拉銷 花鍵 單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為 0.06mm，拉削速度 ,14mi n ,/4 mmpmv 拉刀同時(shí)工作齒數(shù) 6z 切削工時(shí) m i n23.0606.041 0 0 04.12.16631 0 0 0 zvfklZtzb 花鍵孔的工序尺寸： 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級(jí) 表面粗糙度 工序尺寸 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 13 頁 25mm 拉花鍵 1.8mm CT8 6.4um 24.8mm 鉸孔 0.2mm 3.2um 25mm 工序九 去毛刺 工序十 檢查。 其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。 第 1 章 零件的分析 1.1 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析： CA6140 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。 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+0.230 的六齒矩形花鍵孔、 22+0.280 花鍵底孔兩端的 2*15倒角和距中心線為 27 的平面。 2 以工件右端面為基準(zhǔn)的 8+0.030 的槽和 18+0.120 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，然后借助于專用夾具加工另一組表面。 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 14 頁 第 2 章 鉆擴(kuò)孔 20 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 毛坯的選擇 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，因此選用鑄件，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， 故可采取金屬型澆注。經(jīng)查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)（以下簡稱工藝手冊(cè)）表 1.3-1、表 2.2-1 表 2.2-4以及圖 2.2-1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2.5 0.8 。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 1 粗基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)不能重復(fù)的原則，先以零件的 A 面為粗基準(zhǔn)，再以 B面為粗基準(zhǔn) 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 工藝路線的擬定 工序： 1 粗銑端面 B。以 A 面為粗基準(zhǔn)。選用 X62w 臥式萬能銑床 2 粗銑端面 A。以 B 面為粗基準(zhǔn)。選用 X62w 臥式 萬能銑床 3 精銑端面 A。以 B 面為粗基準(zhǔn)。選用 X62w 臥式萬能銑床 4 鉆、擴(kuò)花鍵底孔。以 A 面為精基準(zhǔn)。選用 Z525 立式鉆床 5 锪兩端 15倒角。 以 40 圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用 Z525 立式鉆床 6 拉花鍵。以 A 面為基準(zhǔn)，選用 L6106 臥式內(nèi)拉床。 7 銑削槽 C 面、 8+0.030 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準(zhǔn)。選用X62W 臥式銑床加專用夾具。 8 銑削 18+0.0120 的槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準(zhǔn)。選用 X62W臥式銑床加專用夾具。 2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 15 頁 CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量為 1.0 ，鑄鐵硬度 160（ HBS），生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采取金屬型澆注。 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，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、 A 面的加工余量 此工序分 2 個(gè)工步。 1 粗銑 A 面 2 精銑 A 面。 精銑加工余量為 0.2 ；粗銑加工余量為 2.3 2、 B 面的加工余量 B 面要為加工 A 面做粗基準(zhǔn)，之前先粗銑一下，加工余量為 0.5 0.1 。 3、 矩形花鍵底孔及花鍵的加工余量及工序尺寸 矩形花鍵底孔 毛坯為實(shí)心，無孔?？椎募庸ぞ纫蠼橛?IT7 和 IT8 之間 ，根據(jù)工藝手冊(cè)表 2.3-8 確定加工余量和工序尺寸為： 鉆 20 ：加工余量 2Z =20；工序尺寸是 20+0.21 擴(kuò) 21 ：加工余量 2Z =2 ；工序尺寸是 22+0.28 3、 C 面的加工余量 此工序分 2 個(gè)工步。 1 粗銑 C 面 2 精銑 C 面。 精銑加工余量為 0.2 ；粗銑加工余量為 2.3 2.5 切削用量及工時(shí)定額的確定 工序 1 粗銑端面 B 加工材料 HT200,硬度 160HBS，鑄件，有外皮 加工尺寸 寬度 40，長度 40 加工要求 用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑，加工余量為 0.5 0.1 ， 需切削液冷卻 機(jī)床 X62w 臥式萬能銑床 刀具 根據(jù)切削用量簡明手冊(cè)（以下簡稱切削手冊(cè)）中的表 3.1、表 3.2、表 3.9 可知銑刀直徑 800 d，齒數(shù) 6z ，前角 n6，后角 012 1、計(jì)算切削用量 （ 1）決定銑削寬度ea：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 5.0ea （ 2）決定每齒進(jìn)給量 zf ：根據(jù) X62w 臥式萬能銑床說明書，其功率為 7.5kW,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)切削手冊(cè)表 3.3， zmmf z /30.020.0 ，現(xiàn)取zmmf z /3.0 。 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 16 頁 （ 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削手冊(cè)表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.8，鑲齒銑刀（ 800 d），刀具壽命 180minT （表3.8） （ 4）決定切削速度cv和每分鐘進(jìn)給量fv：切削速度cv可根據(jù)切削手冊(cè)表 3.27 中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。 根據(jù)表 3.11，當(dāng) 800 d， 6z ， 5.0ea， 40pa， 27.0zf /z時(shí) ， 16tvm/min， 61tnr/min， 86ftv /min。 各修正系數(shù)為： 12.1M v fMnMv kkk 8.0SvfSnSv kkk 故 m in/3.148.012.116 mkvvvtc m in/7.548.012.161 rknnnt m i n/1.778.012.186 mmkvvvfftf 根據(jù)切削手冊(cè)表 3.30 X62w 臥式萬能銑床說明書，選擇 min/60 rnc ，min/75 mmv fc 。 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 m in/07.151000 608014.31000 0 mndv cc zmmznvfcfczc /21.0660 75 2、計(jì)算基本工時(shí) fm vLt 式中， ylL ， mml 40 。根據(jù)表 3.25，入切量及超切 量 mmy 9 ，燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 17 頁 則 mmL 49940 ，故 m in653.07549 fm vLt 工序 2 粗銑端面 A 加工材料 HT200,硬度 160HBS，鑄件，有外皮 加工尺寸 寬度 40，長度 49.5 加工要求 用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑，加工余量為 2.3，需切削液冷卻 機(jī)床 X62w 臥式萬能銑床 刀具 根據(jù)切削手冊(cè)中的表 3.1、表 3.2、表 3.9 可知銑刀直徑 800 d，齒數(shù) 6z ，前角 n6，后角 012 1、計(jì)算切削用量 （ 1）決定銑削寬度ea：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 3.2ea （ 2）決定每齒進(jìn)給量 zf ：根據(jù) X62w 臥式萬能銑床說明書，其功率為 7.5kW,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)切削手冊(cè)表 3.3， zmmf z /30.020.0 ，現(xiàn)取zmmf z /3.0 。 （ 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削手冊(cè)表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.8，鑲齒銑刀（ 800 d），刀具壽命 180minT （表3.8） （ 4）決定切削速度cv和每分鐘進(jìn)給量fv：切削速度cv可根據(jù)切削手冊(cè)表 3.27 中的公式計(jì)算，也可直接 由表中查出。 根據(jù)表 3.11，當(dāng) 800 d， 6z ， 3.2ea， 40pa， 27.0zf /z時(shí)， 16tvm/min， 61tnr/min， 86ftv /min。 各修正系數(shù)為： 12.1M v fMnMv kkk 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 18 頁 8.0SvfSnSv kkk 故 m in/3.148.012.116 mkvvvtc m in/7.548.012.161 rknnnt m i n/1.778.012.186 mmkvvvfftf 根據(jù)切削手冊(cè)表 3.30 X62w 臥式萬能銑床說明書，選擇 min/60 rnc ，min/75 mmv fc 。 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 m in/07.151000 608014.31000 0 mndv cc zmmznvfcfczc /21.0660 75 2、計(jì)算基本工時(shí) fcm vLt 式中， ylL ， mml 5.49 。根據(jù)表 3.25，入切量及超切量 mmy 16 ，則 mmL 5.65165.49 ，故 m in873.075 5.65 fcm vLt 工序 3 精銑端面 A 加工材料 HT200,硬度 160HBS，鑄件，無外皮（經(jīng)過 粗加工） 加工尺寸 寬度 40，長度 49.5 加工要求 用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀精銑，加工余量為 0.2 ，需切削液冷卻 機(jī)床 X62w 臥式萬能銑床 刀具 根據(jù)切削手冊(cè)中的表 3.1、表 3.2、表 3.9 可知銑刀直徑 800 d，齒數(shù) 6z ，前角 n6，后角 012 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 19 頁 1、計(jì)算切削用量 （ 1）決定銑削寬度ea：由 于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 2.0ea （ 2）決定每齒進(jìn)給量zf：根據(jù) X62w 臥式萬能銑床說明書，其功率為 7.5kW,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)切削手冊(cè)表 3.3， rmmf /3.20.1 ，現(xiàn)取 rmmf /2.1 ，齒數(shù) 6z ， 所以 zmmf z /2.0 （ 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削手冊(cè)表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.3，鑲齒銑刀（ 800 d），刀具壽命 180minT （表3.8） （ 4）決定切削速度cv和每分鐘進(jìn)給量fv：切削速度cv可根據(jù)切削手冊(cè)表 3.27 中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。 根據(jù)表 3.11，當(dāng) 800 d， 6z ， 2.0ea， 40pa， 2.0zf /z時(shí)， 19tvm/min， 73tnr/min， 76ftv /min。 各修正系數(shù)為： 12.1M v fMnMv kkk 8.0B vfBnBv kkk 故 m in/0.178.012.119 mkvvvtc m in/4.658.012.173 rknnnt m i n/1.688.012.176 mmkvvvfftf 根據(jù)切削手冊(cè)表 3.30 X62w 臥式萬能銑床說明書，選擇 min/60 rnc ，min/60 mmv fc 。 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 20 頁 m in/07.151000 608014.31000 0 mndv cc zmmznvfcfczc /17.0660 60 2、計(jì)算基本工時(shí) fcm vLt 式中， ylL ， mml 5.49 。根據(jù)表 3.25，入切量及超切量 mmy 8 ，則 mmL 5.5785.49 ，故 m in958.060 5.57 fcm vLt 工序 4 鉆、擴(kuò)花鍵底孔 （）鉆 20 孔 加工材料 HT200,硬度 160HBS，鑄件 加工要求 孔徑 20d ，孔深 86 ，通孔。精度 H12 H13 機(jī)床 Z525 立式鉆床 刀具 高速鋼麻花鉆頭，其直徑 200 d。根據(jù)切削手冊(cè) 表 2.1、表 2.2，鉆頭幾何形狀： 雙錐修磨橫刀， 30 ， 120 ， 50 ， 5.3b，2b ， 4l ， 702 1 ， 1182 1、計(jì)算切削用量 （ 1）決定進(jìn)給量 f 1）按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表 2.7，當(dāng)加工要求為 H12 H13精度，灰鑄鐵的強(qiáng)度 HBS200 , 200 d時(shí)， rmmf /86.070.01 。由于3.420/86/ dl ，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù) 95.0lfk ，則 rmmrmmf /817.0665.0/95.0)86.070.0(1 2）按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表 2.8，當(dāng)硬度是 160HBS，燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 21 頁 mmd 200 ，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量 rmmf /22 。 3）按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表 2.9，當(dāng)強(qiáng)度HBS210 ， mmd 5.200 ，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，見表 2.35）時(shí)，進(jìn)給量 rmmf /93.03 。 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較，可以看出，受限值得進(jìn)給量是工藝要求，其值是rmmf /817.0665.01 。根據(jù) Z525 鉆床說明書，選擇 rmmf /81.0 由于是加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時(shí)鉆頭容易折斷，故宜在空即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給。 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也可根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來校驗(yàn)。 由切削手冊(cè)表 2.19 可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng) rmmf /81.0 ， mmd 210 ，軸向力 NFf 66001 。軸向力的修正系數(shù) 85.0MFK ，所以 NFf 5610。 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 NF 8830max ，由于fFF max，故 rmmf /81.0 可用。 （ 2）決定鉆頭磨頓標(biāo)準(zhǔn)及壽命：由切削手冊(cè)表 2.12 可知，當(dāng) 200 d時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.8 ，壽命 min60T 。 （ 3）決定切削速度：由切削手冊(cè)表 2.15 可知， min/19 mvt 。切削速度的修正系數(shù)為： 0.1TvK， 0.1XvK， 0.1MvK， 85.0lvK， 0.1tvK，故 m i n/15.160.185.00.10.10.119 mKvv vt m in/17.2 5 720 15.161 0 0 01 0 0 00rd vn 根據(jù) Z525 鉆床說明書。可考慮選擇 min/272 rnc ，但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取 rmmf /62.0 ，燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 22 頁 也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù) min/195 rnc ，仍用 rmmf /81.0 ，比較這兩種選擇方案： 方案一： rmmf /62.0 ， min/272 rnc m in/64.16862.0272 mmfn c 方案二： rmmf /81.0 ， min/195 rnc m in/95.1 5 781.01 9 5 mmfn c 因?yàn)榉桨敢?fnc的乘積較大，基本工時(shí)較少，故方案一較好。這時(shí)min/17 mv c ， rmmf /62.0 。 2、計(jì)算基本工時(shí) nfLtm 式中， ylL ， mml 86 ，入切量及超切量由切削手冊(cè)表 2.29 查出mmy 10 ，則 mmL 961086 ，故 m in5 6 9.062.02 7 2 96 nfLt m （）擴(kuò) 22 孔 刀具直徑 mmd 220 ；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(diào)換走刀量等輔助時(shí)間， n和 f都不變，所以mt同上， min569.0mt 工序 5 锪兩端面 15倒角 本工序采用專用刀具，锪鉆時(shí)與上一道工序的 n 和 f 都不變，所以mt同上一道工序， min569.0mt。 工序 6 拉花鍵 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 23 頁 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 mi n )/6.3(/06.0 msmv 切削工時(shí) ZfvklZtzb 1000 式中： bZ 單面余量 1.5 (由 22 拉削到 25 ) l 拉削表面長度， 86mm 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(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） zf 拉刀單面齒升 Z 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，plZ（ p 拉刀齒距） mmp 5.128635.186)5.125.1( 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)： 75.1286 plZ 基本工時(shí) m in1706.06.31000 4.12.1865.1 mt 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 24 頁 第 3 章 鉆擴(kuò) 22+0.28 工序夾具設(shè)計(jì) 3.1 任務(wù)的提出 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 3 道工序 鉆、擴(kuò)花鍵底孔的立式鉆床夾具。本夾具將用于 Z525 立式鉆床。刀具為高速鋼麻花鉆頭，來對(duì)工 件進(jìn)行加工。 本夾具主要用來鉆擴(kuò) 22+0.28 ，由于采用高速鋼麻花鉆頭，一次切削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度 3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 定位方案的確定 根據(jù)加工工序及零件圖可知，要加工 22+0.28 ，要確保所加工的孔和毛坯圓柱的同軸度問題，即定心。 在垂直于加工方向上，不能產(chǎn)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。沿加工方向上，由于 40 外圓有一部分與肋板相交，不為規(guī)則外圓柱面，形狀特殊，所以也得限制其沿加工方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。最終采取的定位方位為工件以 40 外圓柱面和端面 A定位基 準(zhǔn)，在 V 形塊和支撐板上實(shí)現(xiàn)五點(diǎn)定位。用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)推動(dòng) V形塊壓頭夾緊工件。滿足六點(diǎn)定位原理，限制了工件 6 個(gè)自由度，屬于完全定位。 3.2.2 定位元件及裝置設(shè)計(jì) 定位元件的選擇，包括其結(jié)構(gòu)尺寸形狀及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況。 根據(jù)加工工序和零件圖可知，以外圓柱面定位采用固定 V 形塊，其對(duì)中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在 V 形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，并且安裝方便。選用活動(dòng) V 形塊，可用于夾緊機(jī)構(gòu)中，起到取消一個(gè)自由度的作用。用支承板對(duì)端面 A 底面 定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上。但考慮到加工工序，采用兩塊扇形支承板同心相對(duì)固定。裝配后，應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性。 3.2.3 定位誤差的分析計(jì)算 使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對(duì)定及工件在夾具中的燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 共 27 頁 第 25 頁 定位密切相關(guān)。由于工件定位所造成的加工表面相對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差成為定位誤差。在加工時(shí)，夾具相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置，經(jīng)調(diào)定后不再變動(dòng)，因此可以認(rèn)為加工表面的位置是固定的。在這種情況下，加工表面對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差，必然是工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所起的。所以，定位誤差也就是工件定位時(shí)工序基 準(zhǔn)（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動(dòng)量，即工序基準(zhǔn)位置的最大變動(dòng)量在加工尺寸方向上的投影。 根據(jù)金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-1,“ V 形塊的尺寸及定位誤差的計(jì)算”可知，常用的 V 形塊工作角度為 90。 由定位誤差公式 )(707.0 dDy （其中 D 定位圓直徑的中間尺寸， d 定位圓直徑的最小值） 得 099.0y 3.3 引導(dǎo)元件設(shè)計(jì) 引導(dǎo)裝置是在鉆、鏜類機(jī)床上加工孔和孔系時(shí)做刀具導(dǎo)向用。借助于引導(dǎo)元件可提高被加工孔的幾何精度