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1、揚州職業(yè)大學 論文分類號：畢業(yè)論文（設計） 密 級：無CA6140車床第三軸的撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 系別 & 專業(yè)：汽車與電氣工程系機電一體化專業(yè)姓名 & 學號： 楊引 年級 & 班別： 2008級 機電（2）班 教師 & 職稱： 張友宏（副教授） 2011年 5 月10 日 目錄前言1第一章 零件的分析2 1.1零件的作用.2 1.2零件的工藝分析.2第2章 工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式.4 2.2基面的選擇. .4 2.2.1粗基準的選擇4 22.2精基準的選擇4 2.3工藝路線制定與比較分析.5 2.3.1制定工藝路線. 5 2.3.2工藝路線的比較與分析.
2、 .7 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定. .7 2.4.1 40端面的加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸. .7 2.4.2 內孔（22孔）的加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸. .7 2.4.3 內孔（50孔）的加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸. . 8 2.4.4 其他尺寸直接鑄造得到. 8 2.5確立切削用量及基本工時. .8 2.5.1 粗銑40端面.8 2.5.2 鉆、擴、鉸22孔.9 2.5.3精銑22孔上端面.13 2.5.4 精鏜、半精鏜55孔.14 2.5.5 粗銑55孔上下端面. 14 2.5.6 精銑55孔上下端面. 15 2.5.7鉆、鉸8孔（裝配時鉆鉸錐孔）.16 2.
3、5.8 鉆一個6.75孔，攻M8螺紋. 19 2.5.9 切斷.21 2.5.10 檢查.21 第三章：夾具設計 3.1鉆22孔的鉆床夾具設計24 3.1.1問題的提出.22 3.1.2夾具設計.22 3.2鉆8孔的夾具設計.24 畢業(yè)設計小結.26參考文獻.27前言 機械制造工藝學是以機械制造工的工藝問題為研究對象，實踐性較強的一門學科，對此門的畢業(yè)設計，可以使我們三年來的學習成果得到檢驗，并進一步提高以下能力：1.能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論及在生產實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝 尺寸的確定等問題，保證零件的加工質量。2.提
4、高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力既經濟合理又能保證加工質量的夾具。3.學會使用手冊及圖表資料。4.培養(yǎng)一定的創(chuàng)新能力。通過對CA6140撥叉的工藝及夾具設計，使大學三年所學的知識得到了匯總（如機械制造技術、公差配合與技術測量、金屬切削原理與刀具等等）。讓我們對所學的專業(yè)知識得到鞏固，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用有了更加深刻的理解，并為以后的實際工作奠定了基礎。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導。 第一章 零件的分析1.1 零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床中的一個撥叉。它位于主軸箱第三軸上，主要起換檔作
5、用，通過撥叉調節(jié)第三軸上滑移齒輪的位置，使主軸回轉運動按照加工要求實現(xiàn)所需要的速度，如圖1.1示。零件上方的22孔與操縱機構相連，下方的55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。 圖1.11.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，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要求：1.加工兩個小頭孔的上表面：先以零件底面為粗基準夾兩側加工，使其表面粗糙度達到Ra6.3，然后以22孔軸線作為精基準加工使其表面粗糙度達到Ra3.2，零件總高度達到50mm。2.加工兩
6、個22的孔：以兩個小頭孔的上表面為精基準夾兩側加工使其內表面粗糙度達到Ra1.6并保證兩個小頭孔的上表面與孔軸線之間的垂直度公差為0.05。3.加工55的孔：以22孔軸線為精基準夾兩側加工使其內表面粗糙度達到Ra3.24.加工55的孔與73孔組成的臺階面：以22軸線為精基準加工使臺階面的水平面粗糙度達到Ra3.2，并保證上下兩個水平面與22孔軸線之間的垂直度公差為0.07，垂直面粗糙度達到Ra6.3。5.加工8的錐銷孔：8的錐銷孔位與兩個小頭孔上，每個小頭孔上有兩個，與零件上表面的距離為10mm加工時先加工到一半，裝配時鉆鉸。M8的螺紋孔，同樣位于兩個小頭空上，每個小頭孔上一個，與零件上表面的
7、距離為30mm.因為兩件零件鑄為一體，最后需將零件按圖示尺寸銑斷。 由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗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。第二章工藝規(guī)程設計2.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT200灰鑄鐵?？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，生產類型為大批生產，故選擇永久型鑄件毛坯。查機械制造工藝及設備設計指導手冊（后稱指導手冊）選用鑄件尺寸公差等級IT9級。2.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之
8、一。基面選擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。2.2.1粗基準的選擇經加工的表面，粗加粗基準是為零件起始粗加工所應用得基準。一般是粗工的目的是去除大量的余量，并為以后的加工準備精基準粗基準的選擇原則：為了保證加工面與非加工面之間的位置要求應選擇不加工面為粗基準。為保證各加工面都有足夠的加工余量應選擇毛坯余量最小的面為粗基準。為保證各加工面的加工余量，應選擇重要加工面為粗基準粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向上，通常只準許使用一次。選用的粗基準的表面應盡量平整光潔，不能有飛邊澆口冒口或其他缺
9、陷，以便定位準確夾緊可靠。根據(jù)以上基準選擇原則，以零件底面為主要的定位粗基準以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準，這樣可以限制五個自由度，在加上垂直的一個機械加緊，就可以達到完全定位。22.2精基準的選擇選擇精基準時應保證加工精度和裝夾方便。精基準的選擇原則有：1.基準重合原則 2.基準統(tǒng)一原則3.自為基準原則 4.互為基準原則5.保證工件定位準確夾緊可靠操作方便的原則 根據(jù)以上原則選擇按照加工順序選擇以加工后的兩個小頭孔的上表面作精基準來加工22的孔，以22孔的軸線為為精基準加工兩個小頭孔的上表面。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。2.3工藝路線
10、制定與比較分析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制定工藝路線工藝路線方案一 工序一 粗銑40端面，表面粗糙度達Ra12.5。工序二 精銑40端面，使零件高度達50mm,表面粗糙度達Ra3.2。工序三 以40端面為基準鉆、擴、鉸22孔成（直 徑達22H7，表面粗糙度達Ra1.6）。工序四 以40端面為基準鉆、擴、鉸55孔成（直徑達55H7，表面粗糙度達Ra3.2）。工序五 以22孔軸
11、線為基準粗、精銑面2，使尺寸達到21mm，表面質量達Ra3.2。 工序六 以22孔軸線為基準粗、精銑面3，使尺寸達到圖示尺寸20mm，表面質量達Ra3.2。工序七 以20孔為精基準，鉆8孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序八 以20孔為精基準，鉆一個6.75孔，攻M8螺紋。工序九 切斷工序十 檢查 工藝路線方案二工序一 粗銑40端面，表面粗糙度達Ra12.5。工序二 以40端面為基準鉆、擴、鉸22孔成（直 徑達22H7，表面粗糙度達Ra1.6）。工序三 以22孔軸線為基準精銑40端面，使零件高度達50mm,表面粗糙度達Ra3.2。工序四 以40端面為基準鉆、擴、鉸55孔成（直徑達55H7，表面粗糙度達R
12、a1.6）。工序五 以22孔軸線為基準粗、精銑A面，使尺寸達到21mm，表面質量達Ra3.2。 工序六 以22孔軸線為基準粗、精銑B面，使尺寸達到圖示尺寸20，表面質量達Ra3.2。工序七 以20孔為精基準，鉆8孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序八 以20孔為精基準，鉆一個6.75孔，攻M8螺紋。工序九 切斷工序十 檢查。 工藝路線方案三工序一 粗銑40端面，表面粗糙度達Ra12.5。工序二 以40端面為基準鉆、擴、鉸22孔成（直 徑達22H7，表面粗糙度達Ra1.6）。 工序三 以22孔軸線為基準精銑40端面，使零件高度達50mm,表面粗糙 粗糙度達Ra3.2。 工序四 以40端面為基準鉆、擴、鉸5
13、5孔成（直徑達55H7，表面粗糙度達Ra1.6）。工序五 以22孔軸線為基準粗、精銑A面，使尺寸達到21mm，表面質量達Ra3.2。 工序六 以22孔軸線為基準粗、精銑B面，使尺寸達到圖示尺寸20，表面質量達Ra3.2。工序七 以20孔為精基準，鉆8孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序八 以20孔為精基準，鉆一個6.75孔，攻M8螺紋。工序九 切斷工序十 檢查。 以上工藝過程詳見圖2.1。圖2.1 2.3.2工藝方案的比較與分析 方案一加工效率較高，但同時鉆三個孔，對設備有一定要求，且方案一不能保證40端面和22孔軸線的垂直度要求。方案二可以適合大多數(shù)生產，但效率較低。方案三雖然工序仍然是十步，但是效率
14、大大提高了，且方案一能保證40端面和22孔軸線的垂直度要求。2.4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190210HBS，毛皮重量2.2kg，生產類型大批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：2.4.1 40端面的加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸 查機械制造工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.22.5，取20，50端面長度余量均為4。銑削加工余量為： 粗銑 1mm精銑 0mm2.4.2. 內孔（22孔）的加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸查工藝手冊表2.22.5， 工序尺寸加工余量：
15、鉆孔 2mm擴孔 0.2mm鉸 0mm。2.4.3. 內孔（50已鑄成孔）的加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸查工藝手冊表2.22.5，取50已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為44mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 2mm 擴孔 0.125mm鉸 0mm2.4.4 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，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。2.5確立切削用量及基本工時2.5.1 粗銑40端面1. 加工條件 工件材料：HT200,b =200MPa 硬度為190210HBS,鑄造。 加工要求：粗銑20孔上端面。 機床：臥式萬能升降臺銑床X6132
16、。 刀具：硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae60,深度ap4,齒數(shù)z=10, 故切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齒斜角s=10,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。2. 切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，二次走刀即可完成所需長度。2）每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削手冊fz=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量fz=0.14 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。 查切削手冊表3.8
17、，壽命T=180min。4）計算切削速度 按切削手冊，V c= 3.14d0n/1000,查表3.16可得Vc=110mm/s,n=439r/min,Vf=492mm/s。查得XA6132銑床參數(shù)nc=475r/min, Vfc =475mm/s,則實際切削速度Vc=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進給量為fzc= Vfc /(ncz)=475/(47510)=0.1mm/z。5)校驗機床功率根據(jù)切削手冊查表3.23得Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=11
18、9.3m/min，f z=0.1mm/z。6）計算基本工時式中L=l+y+,l=40mm，根據(jù),3.26可查得y+=12mm 故tm=L/ Vf=(40+12)/475=0.109min。2.5.2 鉆、擴、鉸22孔以40端面為精基準，鉆、擴、鉸22孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。 （一）鉆孔 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12，二重刃長度b=3.5mm,橫刃長b=2mm,弧面長l=4mm,棱帶長度l1=1.5mm。 2.選擇切削用量（1）決定進給量 1） 按加工要求決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.7當加工要求為H
19、7精度鑄鐵的硬度HBS200，d0=20mm時，f=0.700.86。由于l/d=50/22=2.27,故應乘深度修正系數(shù)klf=1故f=0.700.86mm/r 2)按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.8硬度為168218HBS，d0=20mm時，f=1.75mm/r。 3）按機床進給機構強度決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.9當HBS210，d020.5mm,機床進給機構的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8330N見切削手冊表2.35）時，f=1.2mm/r。從以上三個進給量可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值f=0.841.032mm/r。根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇f
20、=0.8mm/r。由于是加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時停止自動進給而采用手動進給。機床進給機構強度也可根據(jù)初步確定的進給量查出軸向力再進行比較來檢驗。由切削手冊表2.19可查出鉆孔時的軸向力，當 f=0.8mm/r，d021mm時，軸向力Ff=7260N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故Ff=7260N。根據(jù)Z525鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力Fmax=8830，由于FfFmax,故f=0.8mm/r可用（2）決定鉆頭磨鈍標準 由切削手冊表2.12得，當d0=20mm,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm，壽命T=60min(3) 決定切削速度 由切
21、削手冊表2.15得，Vc=14m/min,n=1000V/(3.14d0)=222.9r/min。根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇nc=272r/min,但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.64mm/r,也可選擇降低一級轉數(shù)即nc=195,r/min，比較這兩種方案：1)方案一 f=0. 64mm/r，nc=272r/minncf=0.64272=174.08mm/min2） 方案二 f=0.8mm/r，nc=195r/minncf=0.8195=156mm/min因為第一方案ncf乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=16m/min，
22、f=0.64mm/r。 （4）檢查機床扭矩及功率根據(jù)切削手冊表2.21，當f0.64mm/r， d021mm時Mt=61.8Nm 扭矩的修正系數(shù)為1.0，故Mc=61.8Nm。根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=272r/min時，Mm=144.2 Nm。根據(jù)切削手冊表2.23，當硬度為170213HBS,f0.75mm/r, Vc17.4m/min時，Pc=1.5kW。根據(jù)Z525鉆床說明書，PE=2.80.81=2.26 Kw.由于McMm, PcPE,故選的切削用量可用Vc=16m/min，f=0.64mm/r，n=nc=272r/min。 .計算工時tm=L/nf式中L=l+y+,l=50
23、mm,切入量及超切量由表2.29可查得y+=10,故tm=（50+10）/(2720.64)=0.34min（二）擴孔1. 選擇刀具 選擇高速鋼麻花鉆直徑為21.8專用擴孔鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o11，二重刃長度b=4.5mm,橫刃長b=2.5mm,弧面長l=5mm,棱帶長度l1=2mm。2.選擇切削用量（1）決定進給量查切削手冊表2.10可得f=（1.01.2）0.7=0.70.84mm/r。查機床說明書，取f=0.8mm/r。（2）決定鉆頭磨鈍標準 由切削手冊表2.12得，當d0=21.8mm,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=40min(3)決定切削速度 由切削手冊表2.
24、15得，Vc=0.4V鉆=6.4m/min,n=1000V/(3.14d0)=222.9r/min。根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇nc=272r/min,但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.64mm/r,也可選擇降低一級轉數(shù)即nc=195,r/min，比較這兩種方案：1）方案一 f=0. 64mm/r，nc=272r/minncf=0.64272=174.08mm/min2） 方案二 f=0.8mm/r，nc=195r/minncf=0.8195=156mm/min因為第一方案ncf乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=6.4m/mi
25、n，f=0.64mm/r。 .計算工時tm=L/nf式中L=l+y+,l=50mm,切入量及超切量由表2.29可查得y+=12,故tm=（50+12）/(2720.64)=0.36min（三）鉸孔1. 選擇刀具 選擇高速鋼麻花鉆直徑為22專用鉸刀。 2.選擇切削用量（1）決定進給量查切削手冊表2.10可得f=（1.32.6）mm/r。查機床說明書，取f=1.3mm/r。（2）決定鉆頭磨鈍標準 由切削手冊表2.12得，當d0=22mm,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=80min(3)決定切削速度 由切削手冊表2.24得，Vc=12m/min,n=1000V/(3.14d0)=173.
26、7r/min。根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇nc=195r/min,但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=1.0mm/r,也可選擇降低一級轉數(shù)即nc=140r/min，比較這兩種方案：1）方案一 f=1.0mm/r，nc=195r/minncf=1.0195=195mm/min2） 方案二 f=1.3mm/r，nc=140r/minncf=1.3140=182mm/min因為第一方案ncf乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=12m/min，f=1.Omm/r。 .計算工時tm=L/nf式中L=l+y+,l=50mm,切入量及超切量由表2.
27、29可查得y+= 12,故tm=（50+12）/(1951.0)=0.32min2.5.3精銑40端面1.加工條件工件材料：HT200,b =200MPa 硬度為190210HBS,鑄造。加工要求：粗銑20孔上端面。機床：臥式萬能升降臺銑床X6132。刀具：硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae60,深度ap4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削手冊取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齒斜角s=10,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。2. 切削用量1）銑削深度因為切削量較小，故可以選擇ap=1mm，一次走刀即可完成所需長度。2)每齒進給量
28、 機床功率為7.5kw。查切削手冊fz=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量fz=0.14 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min。4）計算切削速度 按切削手冊，V c= 3.14d0n/1000,查表3.16可得Vc=110mm/s,n=439r/min,Vf=492mm/s。查得XA6132銑床參數(shù)nc=475r/min, Vfc =475mm/s,則實際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進給量為fzc= Vfc /(ncz)=475/(47510
29、)=0.1mm/z。5)校驗機床功率根據(jù)切削手冊查表3.23得Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.1mm/z。6）計算基本工時式中L=l+y+,l=40mm，根據(jù),3.26可查得y+=12mm 故tm=L/ Vf=(40+12)/475=0.109min。2.5.4 精鏜、半精鏜55孔以40孔上表面為精基準，精鏜、半精鏜55孔，保證空的精度達到IT9。采用T68鏜床。(一)粗鏜中間孔55，余量為2mm 1.選擇切削用量（1）決定進給量按加工要求決定進
30、給量：根據(jù)切削手冊表得f=0.27mm/r切削速度V=0.20.4m/s,取V=0.25。轉速n=1000V/(3.14d)=93.6r/min。查得T68鏜床標準轉速n=1000r/min。實際轉速V=3.14nd/1000=16.02m/min。切削工時：t=(l+l1+l2+l3)/nf其中l(wèi)1=ap / tankr +(23); l2=35mm; l3=5mmKr=45則取l1=5mm; l2=3mm; l3=5mm 所以t=1.59min（二）半精鏜中間孔55查表得進給量f=0.15mm/r。切削速度V=0.3m/s。轉速n=1000V/(3.14d)=104r/min。查得T68鏜
31、床標準轉速n=1000r/min。實際轉速V=3.14nd/1000=17.28m/min。切削工時：t=(l+l1+l2+l3)/nf=172.2s2.5.5 粗銑55孔上下端面 以20孔為精基準，粗銑55孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,b =200MPa 硬度為190210HBS,鑄造。 加工要求：粗銑55孔上下端面。 機床：臥式萬能升降臺銑床X6132。 刀具：硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae60,深度ap4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=100mm。選擇刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齒斜角s=10,主刃Kr=6
32、0,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。 2. 切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2mm，二次走刀即可完成所需長度。 2）每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削手冊fz=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量fz=0.14 mm/z。 3）查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min。 4）計算切削速度按切削手冊， Vc= 3.14d0n/1000,查表3.16可得Vc=97mm/s,n=310r/min,Vf=347mm/s。查得XA6132銑床參數(shù)nc=375r/min
33、, Vfc =375mm/s,則實際切削速Vc=3.14100375/1000=117.8m/min,實際進給量為：fzc= Vfc /(ncz)=375/(37510)=0.1mm/z。5）校驗機床功率根據(jù)切削手冊查表3.23得Pcc=3.8kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。 最終確定 ap=2mm，nc=375r/min,Vfc=375mm/s， Vc=117.8m/min，f z=0.1mm/z。 6）計算基本工時式中L=l+y+,l=73mm，根據(jù),3.26可查得y+=20mm 故tm=L/ Vf=(73+20)/375=0.25min。2.5.6 精銑55孔上下端面
34、 以20孔上表面為精基準，精銑55孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。 1. 加工條件 工件材料：HT200,b =200MPa 硬度為190210HBS,鑄造。 加工要求：精銑55孔上下端面。 機床：臥式萬能升降臺銑床X6132。 刀具：硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae80,深度ap4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=100mm。選擇刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齒斜角s=10,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。 2. 切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1mm，一次走
35、刀即可完成所需長度。 2）每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削手冊fz=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量fz=0.14 mm/z。 3）查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min。 4）計算切削速度 按切削手冊，V c= 3.14d0n/1000,查表3.16可得Vc=110mm/s,n=352r/min,Vf=394mm/s。查得XA6132銑床參數(shù)nc=375r/min, Vfc =475mm/s,則實際切削速Vc=3.14100375/1000=117.8m/min,實際進給量為fzc= Vf
36、c /(ncz)=475/(37510)=0.13mm/z。5)校驗機床功率根據(jù)切削手冊查表3.23得Pcc=3.8kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1mm，nc=375r/min,Vfc=475mm/s， Vc=117.8m/min，f z=0.13mm/z。6）計算基本工時式中L=l+y+,l=73mm，根據(jù),3.26可查得y+=20mm 故tm=L/ Vf=(73+20)/475=0.20min。2.5.7鉆、鉸8孔（裝配時鉆鉸錐孔）（一）鉆孔1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=7.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o16。 2.選擇切削用
37、量（1）決定進給量 1）按加工要求決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.7當加工要求為H7精度鑄鐵的硬度HBS200，d0=6mm時，f=0.360.44。由于l/d=9/8=1.2,故應乘深度修正系數(shù)klf=1故f=0.360.44mm/r 2） 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.8硬度為168218HBS，d0=7.8mm時，f=0.86mm/r。 3）按機床進給機構強度決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.9當HBS210，d010.2mm,機床進給機構的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8330N見切削手冊表2.35）時，f=2.25mm/r。從以上三個進給量可以看出，受限制的進給量
38、是工藝要求，其值f=0.360.44mm/r。根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇f=0.41mm/r。由于是加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時停止自動進給而采用手動進給。機床進給機構強度也可根據(jù)初步確定的進給量查出軸向力再進行比較來檢驗。由切削手冊表2.19可查出鉆孔時的軸向力，當 f=0.41mm/r，d012mm時，軸向力Ff=2500N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力Fmax=8830，由于FfFmax,故f=0.41mm/r可用（2）決定鉆頭磨鈍標準 由切削手冊表2.12得，當d0=7.8m
39、m,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.7mm，壽命T=35min(3)決定切削速度 由切削手冊表2.15得，Vc=16m/min,n=1000V/(3.14d0)=653r/min。根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇 nc=680r/min,但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.33mm/r,也可選擇降低一級轉數(shù)即nc=545r/min，比較這兩種方案：1） 方案一 f=0.33mm/r，nc=680r/minncf=0.331680=224.4mm/min2） 方案二 f=0.41mm/r，nc=545r/minncf=0.41545=223.45mm/m
40、in因為第一方案ncf乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=18m/min，f=0.33mm/r。 （4）檢查機床扭矩及功率根據(jù)切削手冊表2.21，當f0.33mm/r， d011.1mm時Mt=10.49Nm 扭矩的修正系數(shù)為1.0，故Mc=10.49Nm 。根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=680r/min時，Mm=42.2 Nm。根據(jù)切削手冊表2.23，當硬度為170213HBS,f0.53mm/r, Vc20m/min時，Pc=1.0kW。根據(jù)Z525鉆床說明書，PE=2.80.81=2.26 Kw.由于McMm, PcPE,故選的切削用量可用Vc=18m/min，f=0.3
41、3mm/r，n=nc=680r/min。 .計算工時tm=L/nf式中L=l+y+,l=9mm,切入量及超切量由表2.29可查得y+=6,故tm=（9+6）/(6800.33)=0.07min（二）鉸孔1. 選擇刀具 選擇高速鋼麻花鉆直徑為8專用鉸孔鉆，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o16。 2.選擇切削用量（1）決定進給量查切削手冊表2.10可得f=（0.51.0）mm/r。查機床說明書，取f=0.8mm/r。（2）決定鉆頭磨鈍標準 由切削手冊表2.12得，當d0=8mm,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm。(3)決定切削速度 由切削手冊表2.24得，Vc=8m/min,n=1000V/(3.14
42、d0)=318.5r/min。根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇nc=392r/min,但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.64mm/r,也可選擇降低一級轉數(shù)即nc=272r/min，比較這兩種方案：1）方案一 f=0.64mm/r，nc=392r/minncf=0.64392=250.88mm/min2） 方案二 f=0.8mm/r，nc=272r/minncf=0.8272=217.6mm/min因為第一方案ncf乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=8m/min，f=0.64mm/r。 .計算工時tm=L/nf式中L=l+y+,l=
43、9mm,切入量及超切量由表2.29可查得y+= 6,故tm=（9+6）/(3920.64)=0.06min2.5.8 鉆一個6.75孔，攻M8螺紋 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=6.75mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o16。 2.選擇切削用量（1）決定進給量 1）加工要求決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.7當加工要求為H7精度鑄鐵的硬度HBS200，d0=6.75mm時，f=0.360.44。由于l/d=9/8=1.2,故應乘深度修正系數(shù)klf=1故f=0.360.44mm/r 2）按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.8硬度為168218HBS，d0=6.75mm時，f=0
44、.86mm/r。 3） 按機床進給機構強度決定進給量：根據(jù)切削手冊表2.9當HBS210，d010.2mm,機床進給機構的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8330N見切削手冊表2.35）時，f=2.25mm/r。從以上三個進給量可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值f=0.360.44mm/r。根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇f=0.41mm/r。由于是加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時停止自動進給而采用手動進給。機床進給機構強度也可根據(jù)初步確定的進給量查出軸向力再進行比較來檢驗。由切削手冊表2.19可查出鉆孔時的軸向力，當 f=0.41mm/r，d01
45、2mm時，軸向力Ff=2500N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力Fmax=8830，由于FfFmax,故f=0.41mm/r可用（2）決定鉆頭磨鈍標準 由切削手冊表2.12得，當d0=6.75mm,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.4mm，壽命T=35min(3)決定切削速度 由切削手冊表2.15得，Vc=16m/min,n=1000V/(3.14d0)=754.9r/min。根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮選擇 nc=960r/min,但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.33mm/r
46、,也可選擇降低一級轉數(shù)即nc=680r/min，比較這兩種方案：1） 方案一 f=0.33mm/r，nc=960r/minncf=0.33960=316.8mm/min2） 方案二 f=0.41mm/r，nc=680r/minncf=0.41680=278.8mm/min因為第一方案ncf乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=18m/min，f=0.33mm/r。 （4）檢查機床扭矩及功率根據(jù)切削手冊表2.21，當f0.33mm/r， d011.1mm時Mt=10.49Nm 扭矩的修正系數(shù)為1.0，故Mc=10.49Nm 。根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=960r/min時，Mm=
47、29.4 Nm。根據(jù)切削手冊表2.23，當硬度為170213HBS,f0.53mm/r, Vc20m/min時，Pc=1.0kW。根據(jù)Z525鉆床說明書，PE=2.80.81=2.26 Kw.由于McMm, PcPE,故選的切削用量可用Vc=18m/min，f=0.333mm/r，n=nc=960r/min。 .計算工時tm=L/nf式中L=l+y+,l=9mm,切入量及超切量由表2.29可查得y+=6,故tm=（9+6）/(9600.33)=0.04min螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。2.5.9 切斷2.5.10 檢查。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。
48、 第三章夾具設計為提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與老師協(xié)商，決定設計鉆22孔的鉆床夾具、8的孔的鉆床夾具。 3.1鉆22孔的鉆床夾具 圖3.13.1.1問題的提出本夾具的主要用來加工零件上兩個22孔，這兩個孔自身及對零件上表面都有一定的技術要求，而且該零件的生產類型為大批量生產。因此，在本道工序加工時，主要考慮如何提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。 3.1.2夾具設計 1、定位分析（1）定位基準的選擇 由零件圖可知，22孔的軸線相對零件底面有一定的垂直度要求，故選擇零件上表面為一個定位基準，此外還應選擇55軸線作為另一個定位基準。故，采用一面兩銷的
49、定位方式使工件完全定位。其中面定位限制X和Y方向的轉動及Z方向的移動3個自由度。兩銷即一個短圓柱銷和一個擋銷，短圓柱銷限制X和Y方向的移動2個自由度，擋銷限制了Z方向的轉動1個自由度。并采用螺旋壓板夾緊機構進行加緊。（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支撐板、短圓柱銷與擋銷，因為該夾具主要以零件上表面和55孔的軸線為定位基準，其中，以零件上表面為定位基準時，基準不重合誤差B和基準位移誤差Y均為零。以55孔的軸線為定位基準時基準不重合誤差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=D+d=0.4+0.4=0.8mm。因此定位誤差D=Y=
50、0.8mm。2、切削力及夾緊力的計算刀具：18的麻花鉆，21.8的擴孔鉆，鉸刀。鉆孔切削力：查切削手冊表2.32，得鉆削力計算公式： Ff=CFdoZFfyFKF式中CF=420，ZF=1.0，f=0.64，yF=0.8 KF=1，故Ff=CFdoZFfyFKF=3870.7N鉆孔的扭矩：查切削手冊表2.32得 Mc= CMdoZMfyMKM式中CM=0.206，ZM=2.0，f=0.64，yM=0.8 KF=1，故Mc= CMdoZMfyMKM=3.8(NM)擴孔時的切削力：查切削手冊表2.32，得鉆削力計算公式： Ff=CFdoZFfyFKF式中CF=420，ZF=1.0，f=0.64，y
51、F=0.8 KF=1，故Ff=CFdoZFfyFKF=4687.9N擴孔的扭矩：查切削手冊表2.32得 Mc= CMdoZMfyMKM式中CM=0.206，ZM=2.0，f=0.64，yM=0.8 KF=1，故Mc= CMdoZMfyMKM=4.6(NM)鉆孔夾緊力：查機床夾具設計手冊表2-17，選擇螺桿端面為環(huán)形面，螺栓直徑為M16，手柄長L=190mm,作用力Q=6.5公斤力，可查的夾緊力W=720公斤力。3.2鉆8孔的夾具設計1. 定位基準的選擇 由零件圖分析得，在加工8孔時采用一面兩銷的定位方式使工件完全定位。其中面定位限制X和Y方向的轉動及Z方向的移動3個自由度。兩銷即一個短圓柱銷和
52、一個菱形銷，短圓柱銷限制X和Y方向的移動2個自由度，菱形銷限制了Z方向的轉動1個自由度。并采用單螺旋夾緊機構進行加緊。 2.切削力和夾緊力計算1、切削力及夾緊力的計算刀具：7.8的麻花鉆，鉸刀。鉆孔切削力：查切削手冊表2.32，得鉆削力計算公式： Ff=CFdoZFfyFKF式中CF=420，ZF=1.0，f=0.64，yF=0.8 KF=1，故Ff=CFdoZFfyFKF=1677.2N鉆孔的扭矩：查切削手冊表2.32得 Mc= CMdoZMfyMKM式中CM=0.206，ZM=2.0，f=0.64，yM=0.8 KF=1，故Mc= CMdoZMfyMKM=1.6(NM)鉆孔夾緊力：使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。查機床夾具設計手冊表2-18，選擇蝶形螺母
機械加工工藝規(guī)程與工藝裝備設計1
