CA6140車床撥叉(831005)課程設計說明書

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1、 本科生課程設計 CA6140 車床撥叉（831005）機械加工工藝規(guī)程設計 及 夾具設計 學生姓名 所在專業(yè) 機械設計制造及其自動化 所在班級 機電 1101 學號 201011411129 指導教師 譚光宇 職稱 教授 副 指 導 教 師 職稱 答辯時間 2013 年 7 月 12 日 目 錄 設計總說明 .I 前言 .錯誤！未定義書簽。 1 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 .錯誤！未定義書簽。 2 機械加工工藝規(guī)程設計 .2 2.1 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 .2 2.1.1 選擇毛坯 .2 2.1.2 確定毛坯的機械加工余量及尺寸確定 .2 2.1

2、.3 繪制毛坯簡圖 .3 2.2 定位基準的選擇 .3 2.2.1 粗基準的選擇 .3 2.2.2 精基準的選擇 .3 2.3 各表面加工方案的確定 .3 2.4 加工階段的劃分 .4 2.5 工序的集中與分散 .4 2.6 制定工藝路線 .4 3 確定機械加工余量和工序尺寸 .6 4 夾具設計 .15 4.1 夾具體設計前言 .15 4. 2 問題的提出 .16 4.3 夾具體設計 .16 總結 .18 鳴謝 .19 參考文獻 .20 設計總說明 一、設計題目與要求 CA6140 車床撥叉 零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計。年產(chǎn)量為 5000 件（大 批生產(chǎn)） ，零件由指導教師指定。 （零件

3、參考圖附后） 二、設計內(nèi)容 1對零件進行工藝分析，畫零件圖； 2確定毛坯的制造方式，繪制毛坯簡圖； 3制定零件的機械加工工藝路線，填寫機械加工工藝過程卡； 4對指定工序，選擇機床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公 差，確定切削用量，填寫工藝過程卡； 5對指定工序進行機床夾具設計計算和機構設計，畫夾具裝配圖； 6對夾具的一個零件設計零件圖； 7編寫設計計算說明書 三、進度安排 6.21 上午 10 點指導教師布置課程設計任務。明確設計任務， 閱讀 設計任務書和指導書，收集、借閱有關資料、手冊。 7.1 對零件進行工藝分析，畫出零件圖；確定毛坯的制造方式，繪 制毛坯簡圖。 7.3 制

4、定機械加工工藝路線，選擇定位基準。 選擇機床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與 公差，確定切削用量。 7.5 填寫工藝過程卡，填寫工序卡。 7.7 確定夾具設計方案，選擇定位元件，計算所需夾緊力，選擇夾 緊方案。 7.8 繪制夾具裝配圖。整理設計說明書。 7.11 繪制夾具零件圖。 7.12 答辯。 四、設計工作要求提交： 1零件圖 1 張（A4A3） 2毛坯圖 1 張（A4A3） 3機械加工工藝過程卡 1 張 4機械加工工序卡 1 張 5夾具結構設計裝配圖 1 張（A1A0） 6夾具結構設計零件圖 1 張（A3A1，夾具體零件） 7課程設計說明書 1 份，參考廣東海洋大學畢業(yè)設計

5、說明書撰寫格式 關鍵詞：機械加工工藝；夾具設計；裝配圖；零件圖；設計說明書 前言 通過機械加工工藝規(guī)程及機床夾具的設計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如機械精 度設計與質量保證 、 機械設計 、 金屬切削機床 、 機械制造技術基礎等)。讓我 們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科 的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！ 在些次設計中我主要是設計 CA6140 撥叉的銑床夾具。我希望能夠通過這次課程設 計對自己未來從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己的分析能力，解決問題 的能力，在此次課程設計之中，我查閱了大量的書籍，并且得到了有關老師

6、的指點， 在此表示感謝！通過工藝規(guī)程及專用夾具設計，我掌握了： 1、能熟練的運用機械制造技術基礎所學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解 決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學生分 析問題和解決問題的能力。 2、掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應用能力 3、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過自己親手設 計夾具的訓練，提高結構設計的能力。 4、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，學會使用、查閱各種設計資料、手冊和國 家標準等，以及學會繪制工序圖、夾具總裝圖，標注必要的技術條件等。增強學生解 決工程實際問題的獨立工作能力。

7、 CA6140 車床撥叉（831005）機械加工工藝規(guī)程設計及夾具設計 專業(yè)：機電一體化， 學號：201011411129， 姓名：張嘉祺 指導教師：譚光宇（教授） 課程設計說明書 1 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

8、 部 技 術 要 求 列 如 下 表 : 項目 公差等級 偏差（mm） 粗糙度 Ra 定位基準 25 的六齒方 花鍵孔 IT7 +0.023 0 1.6 花鍵孔中心線 22 的花鍵底 孔 IT12 +0.28 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 尺寸 6 的花鍵 槽寬 IT9 +0.06 +0.03 3.2 花鍵孔中心線 由上表分析可知，可以加工撥叉右端面；然后以此作為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

9、方法的經(jīng)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。 2 機械加工工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1.1 選擇毛坯 確定毛坯種類：零件材料為 HT200?？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(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查機械制造工藝及 設備設計指導手冊324 頁表 15-5 選用鑄件尺寸公差等級 CT9 級。采用鑄造，撥叉屬 于輕型機械產(chǎn)品類型，產(chǎn)量 5000 件，按理應部分采用金屬模鑄造，但多適合于有色 金屬材料，因而在此選擇機械砂型鑄造。 2.1.2 確定毛坯的機械加

10、工余量及尺寸確定 1) 右端面的加工余量：上端面有 30.8mm 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(nèi)孔尺寸為 22 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 20mm，擴孔 21mm，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 2=1mm 3) 上端面的加工余量。 此工序分 2 個工步，1、粗銑上端面 2、精銑上端面。精加工余量為 0.2mm，粗銑加工余量為 2.8mm 2.1.3 繪制毛坯簡圖 圖 1.1 毛坯圖 2.2 定位基準

11、的選擇 2.2.1 粗基準的選擇 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 40 的外圓表面 的粗基準。 2.2.2 精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng) 一”原則，以加工后的軸孔及花鍵為主要的定位精基準。 2.3 各表面加工方案的確定 根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查機械制造技術基礎 課程設計指導教程表 1-10 和表 1-11，確定各表面加工方案，如下表所示。 項目 經(jīng)濟精度 表面粗糙度 Raum 加工方案 備注 40X28 表面 IT8 3.2 粗銑半精銑 表 1-11 右端面 IT8 3.2 粗車半精車

12、 表 1-11 兩端的 2*150 倒角 6.3 锪倒角 表 1-10 尺寸 8 的槽 IT9 1.6 銑削 表 1-11 尺寸 18 的槽 IT6 3.2 粗銑精磨 表 1-11 25 花鍵孔 IT9 3.2 拉削 表 1-8 22 的花鍵底 孔 IT12 6.3 鉆孔擴孔 表 1-10 2.4 加工階段的劃分 在選定撥叉各表面加工方法后，就需進一步確定這些加工方法在工藝路線中的順 序及位置，這就涉及加工階段劃分方面的問題。對于精度要求較高的表面，總是先粗 加工后精加工，但工藝過程劃分成幾個階段是對整個加工過程而言的，不能拘泥于某 一表面的加工。 該撥叉的加工質量要求較高，可將加工階段劃分為

13、粗加工、精加工階段。在粗加 工階段，首先以 40 的外圓表面為粗基準將精基準右端面（A 面）準備好，使后續(xù)都 可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉 B 面（28 X 40 平面） 。在精加工階段，完成撥叉 22孔的鉆、擴加工并進行花鍵槽的拉削加工；進 行撥叉 18的磨削加工；進行 B 面的精銑；銑 B 面尺寸為 8 的槽。 2.5 工序的集中與分散 工序的集中與分散是確定工序內(nèi)容多與少的依據(jù)，它直接影響整個工藝路線的工 序數(shù)目及設備、工裝的選用等。由于本次加工的撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，確定 選用工序集中的原則組織工序內(nèi)容，一方面可以采用萬能、通用機床配以專用夾具加

14、 工，以提高生產(chǎn)效率；另一方面也可以減少工件的裝夾次數(shù)，有利于保證各加工表面 之間的相互位置精度，并可以縮短輔助時間。 2.6 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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(chǎn)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(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生 產(chǎn)成本盡量降低。 方案一： 工 序 號 工序名稱 機床設備 刀具 定位基準 量具 1 粗、精車端面，鉆、 擴花鍵底孔、倒兩端 15倒角 CA6140 臥式車床 車到、鉆頭、 擴孔鉆 游標卡尺、 內(nèi)徑千分 尺 2 銑削槽 40X2

15、8 面 X62W 臥式銑床 標準鑲齒圓 柱銑刀 花鍵底孔 中心軸線 游標卡尺 3 銑削 mm 的槽8+0.03 0 X62W 臥式銑床 高速鋼錯齒 三面刃銑刀 （精密級 K8） 花鍵底孔 中心軸線、 右端面 塞規(guī)、深 度游標卡 尺 4 銑削 mm 的槽18+0.012 0 X62W 臥式銑床 銑刀 花鍵底孔 中心軸線、 右端面 塞規(guī)、深 度游標卡 尺 5 拉花鍵 L66110 拉床 拉刀 撥叉右端 面 塞規(guī)、內(nèi) 徑千分尺 6 去毛刺 鉗工臺 7 熱處理 淬火機 8 清洗 清洗機 9 檢驗 塞規(guī)、百 分表、游 標卡尺 方案二： 工 序 號 工序名稱 機床設備 刀具 定位基準 量具 1 粗、精車撥

16、叉右端 面 CA6140 臥式車 床 車刀 游標卡尺 2 鉆、擴花鍵底孔、 Z535 立式鉆床 鉆頭、擴孔 40 外圓柱 游標卡尺 倒兩端 15倒角 鉆、锪刀 面 3 拉花鍵 L66110 拉床 拉刀 撥叉右端面 卡規(guī) 4 銑削槽 40X28 面 X62W 臥式銑床 標準鑲齒圓 柱銑刀 花鍵底孔中 心軸線 游標卡尺 5 銑削 mm 的槽8+0.03 0 X62W 臥式銑床 高速鋼錯齒 三面刃銑刀 （精密級 K8） 花鍵底孔中 心軸線 卡規(guī)、深 度游標卡 尺 6 銑削 mm 的18+0.012 0 槽 X62W 臥式銑床 銑刀 花鍵底孔中 心軸線 卡規(guī)、深 度游標卡 尺 7 去毛刺 鉗工臺 8

17、熱處理 淬火機 9 磨削 mm 的18+0.012 0 槽 M7120A 臥軸矩 臺平面磨床 砂輪 花鍵底孔中 心軸線 卡規(guī)、深 度游標卡 尺 10 清洗 清洗機 11 檢驗 塞規(guī)、百 分表、游 標卡尺 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；如此一來方案中 2、3、4 三道工序的工序基準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。此外，方案二中多了兩道工序，能 提高加工表面的精度和質量，因為 mm 槽與滑移齒輪接觸，其表面硬度及

18、質量18 +0.012 0 要求較高，而經(jīng)熱處理后表面能達到較高的硬度，此方案定位精度高，專用夾具結構 簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。 3 確定機械加工余量和工序尺寸 工序 I：車削撥叉右端面 加工條件： 工件材料：灰口鑄鐵 HT200。 b=145MPa。鑄造。 加工要求：粗、半精車 A 面并保證 28mm 的工序尺寸，R a=3.2m 機床：車床 CA6140 刀具：硬質合金刀具（YG6） 。 參數(shù)為：r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 計算切削用量： （1）已知長度方向的加工余量為 30.8mm 。實際端面的最大加工余量為 3.8mm 。故分

19、二次加工（粗車和半精車） 。長度加工公差 IT 級 取-0.46 mm （方向：入體方向） （2）進給量、根據(jù)切削用量簡明手冊 （第 3 版）表 1.4 當?shù)稐U尺寸為 16mm25mm, mm 時，以及工件直徑為 60mm 時（由于凸臺 B 面的 存在所以直徑取 60mm） =0.6-0.8mm/. 按 CA6140 車床說明書取 =0.6 1 mm/n。 由于存在間歇加工所以進給量乘以 k=0.750.85 所以： 實際進給量：f=0.610.8=0.488 mm/ 按 CA6140 車床說明書0.48 （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=

20、60min） V=Cv/(Tmap xvf 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 所以 Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min) （4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min） 按 CA6140 車床說明書200 rmin 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 Tm=(L+

21、L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） （其中 L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0） 輔助時間：0.33 x0.15=0.0495（min） 其他時間：（0.33+0.0495）x0.09=0.0342（min） 總工時：0.33+0.0495+0.0342=0.4137（min） 精車右端面： （1）已知粗加工余量為 0.3mm。 （2）進給量 f. 根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.6， f=0.150.25mm/r 按 CA6140 車床說明書，0.16 mm/r 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=60mi

22、n） V =Cv/(Tmap xvf yv) kv =158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min) （3）確定機床主軸轉速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按 CA6140 車床說明 書，取 nw=400（r/min） 實際切削速度 V=57.1m/min （4）切削加工時，查工藝手冊表 6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400 x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是鉆孔，所以留下 22mm 的臺階， 所以 L=(65-20)/2=22.5mm L1=3.L2

23、=0. L3=0 輔助時間：0.15 x0.35=0.0525（min） 其他時間：0.09 x（0.35+0.0525）=0.0362（min） 總時間：0.35+0.0525+0.0362=0.4387（min） 工序 II： 鉆、擴花鍵孔，锪 15倒角 1、鉆花鍵底孔： （1）鉆頭選擇：查切削用量簡明手冊表 2.2 得： 鉆頭幾何形狀為（表 2.1 及表 2.2）：雙錐、修磨橫刃、棱帶，鉆頭參數(shù)： 21 =28，2=118，2=70， b=4.5mm ,ao=11,=65,b=2.5mm，l=4mm。 根據(jù)零件的生產(chǎn)類型和加工要求由機械制造技術基礎課程設計指導教程 P47 表 3-4；選

24、用鉆頭直徑為 d=21.00mm，莫氏錐柄號為 2 的莫氏錐柄麻花 鉆，材料為高速鋼。 （2）確定進給量 根據(jù)表切削用量簡明手冊2-9 結合機械制造技術基礎課程設計指導 教程P85 表 4-8 的 Z535 主要技術參數(shù)及表 4-10 立式鉆床進給量和 P107 頁表 5-22，確定 f=1.3mm/r （3）確定鉆頭磨鈍標準及壽命查切削用量簡明手冊表 2.21， 當 d=21mm、取鉆頭最大磨損量取 1.0mm，壽命 T=75min. （4）確定切削速度 由切削用量簡明手冊 ，表 2.15 得 =20m/min n=1000V/ D=303.2 r/min 由機械制造技術基礎課程設計指導教程

25、P86 表 4-9 的鉆床技術資料 得：取 275 r/min 則實際=18.14 m/min （5）基本工時計算 Tm=L/nf=(80+10)/（275x0.3）=1.091 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 +=10mm 輔助時間：0.15 x1.091=0.164（min） 其他時間：0.09 x（0.164+1.091）=0.113（min） 總時間：0.113+0.164+1.091=1.368（min） 2、擴花鍵孔： （1）擴孔鉆選擇 刀具直徑 d=22.00mm；刀具幾何參數(shù)與鉆孔時的鉆頭相同。由于鉆孔和 擴孔直徑相差不大，為了節(jié)省停鉆和調換走刀量等輔助時間，

26、所以 n 不 變，根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程P108 表 5-25；進給量 f 調整為 0.96mm/r；所以工序工時為 ：Tm=0.3159 min 3、锪倒角： 刀具：150錐柄錐面锪鉆。刀具材料為：高速鋼 檢驗機床功率 按切削用量簡明手冊表 1.2 可以查出當 160245HBS 2.80.6 41min3.4kw 按 Z 5 3 5 車床說明書主電機功率4.5 可見比小所以鉆床功率足夠所用切削用量符合要求 根據(jù)切削用量簡明手冊表 2.21 確定進給量為 f =0.28mm/min 主軸轉速仍設為 200r/min。 工序 III： 拉花鍵孔 加工要求：拉花鍵，保證花鍵尺寸 m

27、m 及花鍵的長度 L=80mm，保證花鍵底面的表面粗糙度為 1.6，兩側面的表面 粗糙度為 3.2。 刀具材料：W18Cr4V 高速鋼。 選擇機床：選用 L66110 拉床。 刀具：查選用齒數(shù)為 6,、外徑為 25mm、內(nèi)徑為 22mm、鍵寬為 6mm 的專用 拉刀。 單面齒升，根據(jù)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=Z blk/1000vf zZ 式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 22mm 拉削到 25mm)； L 拉削表面長度，80mm； 考慮校準部分的長度系數(shù)，取 1.2； k 考慮機床返

28、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=6； 所以，拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=80/126 基本工時 Tm=1.5801.21.4/10003.60.066=0.12(min) 輔助時間：0.15 x0.12=0.018（min） 其他時間：0.09 x（0.12+0.018）=0.013（min） 總時間：0.12+0.018+0.013=0.151（min） 工序 IV：粗銑，精銑 B 面。 加工要求：粗銑 B 面，精銑 B 面，Ra=3.2。用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm 機床 ：62W 加工工件尺寸：寬度

29、：40mm 長度：28mm 1、 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 ae5mm 時。由于采用標 準鑲齒圓柱銑刀，銑刀幾何參數(shù)(表 3.2)為 z=8，r n=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 ac2.80.8，由于加工表面精度要求 Ra=3.2 um.根據(jù)切削用 量簡明手冊表 3.5 得每轉進給量0.5mm/r 就能滿足要求，但 考慮到62W 功率為 7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和62W 銑床說明書， 結合機械制造技術基礎課程設計指導教程P91 頁表 4-19 和表 4-20 ，確定進給量為 95mm/min （

30、3）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。 （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，a p=40-70mm， ac=2.80.8， fz=f/z=0.0750.1(mm/z) 由公式： Vc=(Cvdoqv)/(TmapXvfzyvaeuvZpv) 式中：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, 由公式得： Kv=KmKsvKTv=1.1

31、20.80.82=0.73472 Vc=23.7m/min n=1000V/ d=(100023.7)/(3.1450) =151（r/min ） 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 n=150r/min Vc=3.14nd/1000=(150*3.14*50)/1000=23.55 m/min Vf=nf=150 x0.6=95mm/min 選 Vf=95mm/min 實際 fz=Vf/(nz)=0.0792mm/z （5）機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.20 當 Vf=95m/min，ae=2.8mm，ap=41mm，fz=0.08mm/z， 則 Pc=0.8kw 。 切削功率的修正系數(shù)

32、：故 Pct=1.0, 根據(jù) X62W 型銑床說明書，機床主軸允許的功率為 Pcm=7.50.75=5.63kw 故 PcPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm，Vf=95mm/min，n=150r/min， Vc=23.55m/min，fz=0.08mmm/z。 （6）基本工時根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/95=0.442（min） 其中：L1+=14mm 輔助時間：0.442 x0.15=0.0663（min） 其他時間：0.09 x（0.442+0.0663）=0.0457（min） 總時間：0.442+0.0663+0.0

33、457=0.554（min） 2、 精銑 （1）選擇刀具 所用刀具與上道工步所用為同一把刀。 （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 ae0.2mm，為了節(jié)省 調整時間和輔助時間等，除進給量調整為0.32mm/r 外其他切削用量 參數(shù)同上工步。 （3）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)/(TmapXvfzyvaeuvZpv)=33.1m/min n=1000V/ d=(1000 x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根據(jù)機械設計制造基礎課程設計指導教程P91 頁表 4-19， 取 n=23

34、5r/min Vf=nf=2350.32=75.2 mm/min fz=Vf/(nz)=0.04 mm/Z （4）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/75.2=0.559（min） 式中 L1+=14mm。 輔助時間：0.559 x0.15=0.0838（min） 其他時間：0.09 x（0.559+0.0838）=0.0578（min） 總時間：0.559+0.0838+0.0578=0.700（min） 工序：銑削 mm 槽8 +0.03 0 加工工件尺寸： mm , 長度 L=40mm8 +0.03 0 加工要求：高速鋼 W18C

35、r4V 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 0-0.03 。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=15ao=12an=6Z=16 （2）選擇切削量 由于槽的深度為 8mm, 故一次走完，ae=8mm ，ap=8mm 由機械制造技術基礎課程設計指導教程表 5-6 確定銑刀的每齒進 給量 =0.015-0.01mm/z 現(xiàn)取 fz=0.015mm/z f （3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)機械制造技術基礎課程設計 指導教程表 5-9,得后刀面最大磨損限度為 0.15-0.2

36、mm， 由切 削用量簡明手冊表 3.8 確定刀具壽命： =120min。T （4）決定切削速度 Vc、由金屬加工工藝人員手冊表 10-106 高速鋼銑刀切 削用量的公式： Vc=(CvDqv)/(Tm )Kv apXvfzyvaeuvZpv 其中 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, =0.82, Kv=KmKsv =1.12x0.8x0.82=0.79 代入 式得： Vc=(CvDqv)/(Tm )Kv 71.62m/minapXvfzyvaeuvZpv n=1000Vc/ D=100071

37、.62/（3.1463）=362.02r/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 =375r/min 實際速度 Vc= D /1000=74.2m/min 選 Vfc= x16=375X0.015x16=90mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選用f Vf=90mm/min。 fzc=Vf/（ _()() _()() （5）機床功率： 根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.28 公式 圓周力 Fc =(CFa pxFfzyFaeVFZ/DaFnWF)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，

38、KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/DqFnWF)KFC =(30 x81x0.0150.65x80.83x16/630.83x7100)x1.28 =59.0 N M=FCD/2103=1.86Nm Pc=FcVc/1000=59x74.184.38kw 根據(jù) X62W 型銑床說明書，功率足夠。 （6）基本工時計算 根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/90=0.6（min） 其中： L1+=14mm 輔助時間：0.6 x0.15=0.09（min） 其他時間：0.09 x（0.6+0.09）=0.062（min） 總時間：0.6

39、+0.09+0.062=0.752（min） 工序 VI：銑 mm 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

40、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(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 （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=(Cvdoqv)/(TmapXvfzyvaeuvZpv)Kv 式中：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=KmKsvKTv=1.120.80.82=0.79

41、Vc=(Cvdoqv)/(TmapXvfzyvaeuvZpv)Kv =98.6m/min n=1000Vc/ do=100098.6/3.14100=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/min fzc=150/30024=0.020mm/z （5）基本工時基本工時根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.5 Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)2/150=0.8（min） ，L1+=20mm

42、i=2(走兩次)。 輔助時間：0.8 x0.15=0.12（min） 其他時間：0.09 x（0.8+0.12）=0.083（min） 總時間：0.8+0.12+0.083=1.003（min） 工序 VII：去毛刺 在鉗工臺上去除工件在前面工序中出現(xiàn)的毛刺。為后面的精加工做準備。 工序 VIII：熱處理 在淬火機等設備上將 mm 槽兩端面進行局部淬火、低溫回火。提高其表面機 械性能 工序 IX：磨 mm 槽 加工要求：保證尺寸 mm （1）選擇砂輪 由切削手冊中磨料選擇各表，結果為：GZ46KV6P35040127 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

43、為 46#，硬度為軟 2 級。 平型砂輪，其尺寸為（DdH） =16640。 （2）切削用量的選擇 砂輪轉速 n 砂 =3000r/min，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 輔助時間：0.15 x3.1=0.465（min） 其他時間：0.09 x（3.1+0.465）=0.321（min） 總時間：3.1+0.321+0.465=3.886（min） 工序 X：清洗 工序 XI：終檢 4 夾具設計 4.1 夾具設計前言 經(jīng)過仔細分析決定設計銑削 mm

44、 槽銑床夾具。在確定夾具設計方案時 應當遵循的原則是： 確保工件的加工質量； 工藝性好，結構盡量簡單； 使用 性好，操作省力高效； 定位、夾緊快速、準確，能提高生產(chǎn)率； 經(jīng)濟性好，制 造成本低廉。 確定最合理的設計方案。 確定定位方案，設計定位裝置。定位應符合“六點定位原則” 。定位元件盡可 能 選用標準件。 確定夾緊方案，設計夾緊機構。夾緊可以用手動、氣動、液壓或其它動力源。 重點應考慮夾緊力的大小、方向、作用點，以及作用力的傳遞方式，保證不破 壞定位，不造成工件過量變形，不會有活動度為零的“機構” ，并且應滿足生 產(chǎn)率的要求。 確定夾具整體結構方案。定位、夾緊確定之后，還要確定其它機構，如

45、對刀裝 置、導引元件、分度機構、頂出裝置等。最后設計夾具體，將各種元件、機構 有機地連接在一起。 夾具精度分析。在繪制的夾具結構草圖上，標注出初步確定的定位元件的公差 配合關系及相互位置精度，然后計算定位誤差，根據(jù)誤差不等式關系檢驗所規(guī) 定的精度是否滿足本工序加工技術要求，是否合理。否則應采取措施（如重新 確定公差、更換定位元件、改變定位基準，必要時甚至改變原設計方案） ，然 后重新分析計算。 夾具夾緊力分析。首先應計算切削力大小，它是計算夾緊力的主要依據(jù)。通常 確定切削力有以下三種方法： 由經(jīng)驗公式算出； 由單位切削力算出； 由手冊上提供的諾模圖（如 M-P-N 圖）查出。根據(jù)切削力、夾緊力

46、的方向、大 小，按靜力平衡條件求得理論夾緊力。為了保證工件裝夾的安全可靠，夾緊機 構（或元件）產(chǎn)生的實際夾緊力，一般應大于理論夾緊力。 4.2 問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第 5 道工序銑寬為 mm 槽的銑床夾具。 本夾具將用與 X62W 臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加工。 本夾具主要用來銑寬為 mm 的槽，由于采用寬為 mm 的 精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率， 降低勞動強度 4.3 夾具設計 1定位基準的選擇 由零件圖可知，寬為 80+0。03 mm

47、 的槽，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加 工表面（A）為定位基準。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心 線為主定位基準。 2切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼錯齒三面刃銑刀，63mm, Z=16 Fz=CPt0.83Sz0.65D-O.83BZkP (見切削手冊3-56 表) 解得 ：Fz 200(N) 其中：C P=52， t=8mm, Sz=0.015mm/z, B=8mm, D=63mm, Z=16, kP=(HB/198)0.55 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù) K= k1 k2 k3 k4 水平切削分力 FH=1.1 Fz =220(N) 垂直切削分力 Fv

48、=0.3 Fz=60(N) 其中： k 1 為基本安全系數(shù) 1.5 k1 為加工性質系數(shù) 1.1 k1 為刀具鈍化系數(shù) 1.1 k1 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 F=KFH =1.5 __D_Dd____________________ 實際加緊力為 WK= / =268 __D_Dd_____ 其中： 和 分別為推桿 26 與螺桿 24 間的距離和壓塊 17 中心與螺桿 24 間的距離， =80， =105。 選用管接式耳座氣缸（氣壓 P 為 0.4MPa、缸徑為 50mm） ，查機床夾具設計 手冊表 2-3-1 得，該氣缸產(chǎn)生的推力為：P=750N，此時缸產(chǎn)生的推力 P=750N 已大于所需的

49、 577N 的夾緊力，故本夾具可安全工作。 3. 定位誤差分析 由于槽的軸向尺寸的設計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度 誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度 誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精 度。 4夾具設計及操作說明 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,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有 正確的安裝位置,以利于銑削加工。結果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾 具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺 配合使用） ；同時，夾具

50、體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上 有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見圖 T00 和圖 T01。 總結 為期兩周的夾具課程設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，在老師的指導下，取得 了不錯的成績，是我受益匪淺。課程設計作為機械制造技術基礎 、 機械制造技術 基礎課程設計指導教程課程的重要環(huán)節(jié)，是我們機械類學生學習專業(yè)技術和理論知 識的必經(jīng)之路，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(chǎn)實習中 的感性認識，增強了我們的處理工程問題的能力。 本次課程設計主要經(jīng)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

51、我們運用了基準選擇、機床選用、切削用量選擇與計算、 時間定額計算、零件的加工過程分析、工藝文件的編制等方面的知識；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、專用夾具設計的方法和步驟等方面的 知識。 回想過去兩個星期的課程設計，我深深的感到課程設計不僅僅是增長了我們的學識， 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，更多的是對我們從事學習研究的一種責 任心的培養(yǎng)，是對我們細心和耐心的考驗。為以后的畢業(yè)設計和工作打下了良好的基 礎。在這個過程中，指導老是師和同學們教會了我很多東西，在這里要向他們表示衷 心的感謝

52、。 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！ 鳴謝 本課程設計是在指導老師譚光宇教授的指導下完成的，衷心感謝譚老師的悉心指 導以及在生活上給予的關心和幫助。譚老師以淵博的學識、高度的責任感使我不僅在 學術上受益匪淺，而且言傳身教，以其高尚的人格教導了我做人的道理。在此課程設 計完成之際，瑾向譚老師表示最衷心的感謝！同時，我深深感謝我們機電專業(yè)的任課 老師，我在思維方法、學習態(tài)度和工作作風方面得到的進步都受益于您們的指導和影 響；對我能順利完成課程設計給予了很大的幫助。在課題的研究和設計過程中，得到 了同學的無私幫助，在此對他們表示衷心的感謝。 參考文獻 1 于駿一，

53、鄒青.機械制造技術基礎M.北京：機械工業(yè)出版社，2009. 2 鄒青，呼詠.機械制造技術基礎課程設計指導教程M.北京：機械工業(yè)出版社， 2000. 3 李旦，邵東向，王杰.機床專用夾具圖冊M. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2005. 4 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2003 5 趙如福，趙如海.金屬機械加工工藝人員手冊.第四版.上?？茖W技術出版社， 2006 6 濮良貴、紀名剛.機械設計M.北京：高等教育出版社，2006. 7李育錫.機械設計課程設計M.北京：高等教育出版社，2008. 8戴曙.金屬切削機床M.北京：機械工業(yè)出版社，1993. 9孫全穎，唐文明.機械精度設計與質量保證M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2009.