撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑斷專用夾具設(shè)計

撥叉的機(jī)械加工工藝規(guī)程的確定前 言本次設(shè)計是在我學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課和專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我在大學(xué)期間最為深入的一次綜合性檢驗(yàn)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。就我個人而言，我希望能過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。為了提高X5020B立式升降臺銑床變速箱的加工效率,適應(yīng)箱體兩面鏜的要求,我們設(shè)計了這一套加工工藝路線. 在指導(dǎo)老師范志明的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下,我們二位同學(xué)經(jīng)過二個月的奮戰(zhàn),融合自己所學(xué)的機(jī)制專業(yè)知識,參考各種參考文獻(xiàn),從而設(shè)計了這一套比較完整的工藝路線。本套設(shè)計適用于中批生產(chǎn),因而設(shè)計中所使用的工具大部分是通用的,只有后面設(shè)計的夾具才是專用的.最后，限于我們的水平和時間，在設(shè)計過程中難免有缺點(diǎn)和錯誤，誤漏之處，望廣大同學(xué)和老師不吝批評指正。 編者 2006年5月1.1零件分析1.1.1零件的作用題所給的是CA6140車床上的撥叉，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換擋作用，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩。零件上方的20mm的孔與操作機(jī)構(gòu)相連，下方的50mm的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，兩零件鑄造為一體，加工時分開。1.1.2零件的工藝分析CA6140車床上的撥叉共有兩處加工表面。其間有一定的位置要求，分述如下：一、 以20mm為中心的加工表面這一組加工表面包括：20mm的孔，以及其上下表面，孔壁上有一個裝配時要鉆鉸的8mm的錐孔，一個M6的螺紋孔，和一個缺口。二、 以50為中心的加工表面這一組加工表面包括：50mm的孔，以及其上、下端面；這兩組表面有一定的位置要求；（1） 50mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.07mm。（2） 20mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.05mm。（3） 50mm、20mm的孔的上、下表面以及50mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為3.2um。（4） 20mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為1.6um，精度為IT7。1.2 工藝規(guī)程設(shè)計1.2.1 零件毛坯的制造形式零件材料為HT200，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。1.2.2 基面的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 對零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，而對若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)，根據(jù)這個基準(zhǔn)原則，現(xiàn)取20mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個短V形塊支承兩個20mm孔的外輪廓作主要定位面，以消除3個自由度，再用一個支承板支撐在72mm的上表面，以消除3個自由度。（2）精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 1.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，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、 工藝路線方案一：工序一：退火工序二：粗、精銑20 mm、50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um工序三：以20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑20 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um,其上、下表面尺寸為30mm，工序四：以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過0.05mm 工序五：以20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序六；以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑以50 mm的上表面，保證其與孔的垂直度誤差不超過0.07mm，其上、下表面尺寸為12mm工序七：銑斷工序八：以20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆8 mm的錐孔的一半4 mm，裝配時鉆鉸 工序九：以20的孔為精基準(zhǔn)，鉆4的孔，攻M6的螺紋 工序十：以20 mm的孔為精基準(zhǔn)，銑缺口，保證其粗糙度為12.5um 工序十一：檢查 上面的工序可以是中批生產(chǎn)，但是其效率不高，并且工序四中的鉆孔方法在鉆孔是可能會偏離中心。經(jīng)綜合考慮，采用下面的方案二。 2、 工藝路線方案二：工序一；退火工序二：粗、精銑20 mm、50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um工序三：以20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，粗、精銑20 mm、50 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um，20 mm的上、下表面尺寸為30mm，50 mm的上、下表面尺寸為12mm工序四：以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸2 0 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過0.05 mm 工序五：以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序六：銑斷工序七：以20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆8 mm的錐孔的一半4 mm，裝配時鉆鉸 工序八：以20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆4 mm的孔，攻M6的螺紋 工序九：以20 mm的孔為精基準(zhǔn)，銑缺口，保證其粗糙度為12.5 um工序十：檢查1.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA6140車床撥叉”零件的材料為HT200硬度為190210HB，毛坯重量為2.2Kg,生產(chǎn)類型為中批量，鑄件毛坯。又由<<機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊>>（以下稱工藝手冊表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級，表2.2-4查得加工余量等級為G級，選取尺寸公差等級為CT10。根據(jù)以上資料及路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：1、延軸線方向長度方向的加工余量及公差（20mm、50mm端面） 查工藝手冊表2.24取20mm、50mm端面長度余量為2.5mm(均為雙邊加工)。銑削加工余量為：a)粗銑：1.5mm b)精銑：1mm毛坯尺寸及公差為：（35土0.3）mm （ 17土0.25）mm2、內(nèi)孔（50mm已鑄成孔）查工藝手冊表2.22.5，取50mm已鑄成長度余量為3mm，即已鑄成孔44mm。鏜削加工余量為：a)粗鏜：2mm b)半精鏜：1mm毛坯尺寸及公差為：（48土0.3）mm （）mm3、其他尺寸直接鑄造得到。 1.5 確定切削用量及基本工時 1.5.1 工序二：粗、精銑孔20mm、50mm的下表面（1） 加工條件工件材料：HT200。b=0.16GPa HBS=190210，鑄件機(jī)床：XA5032立式銑床刀具；W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀，牌號為YG6，由切削用量簡明手冊后稱切削手冊表3.1查得銑削寬度ae<=60mm,深度ap<=4,齒數(shù)Z=10時，取刀具直徑do=80mm。又由切削手冊表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=,刀齒斜角s=-10o,主刃Kr=60o,過渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,過渡刃寬b=1mm(2)切削用量 1）粗銑20mm的下表面 a)切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進(jìn)給量：由切削手冊表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW，查切削手冊表3.5可得f=0.140.24mm/z,由于是對稱銑，選較小量f=0.14mm/zc)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（1.01.5）mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式： 1.1也可以由表3.16查得=98mm/s n=439r/min vf =490mm/s 又根據(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=475r/min vf =600mm/s，則實(shí)際的切削速度為： 1.2即=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為： 1.3即=0.13mm/ze)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊表3.24，Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校驗(yàn)合格。最終確定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/zf)計算基本工時 1.4公式中： L=l+y+；根據(jù)切削手冊表3.26，可得 l+=12mm,所以L=l+y+=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min2)粗銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/zb)計算基本工時 1.5公式中： L=l+y+；根據(jù)切削手冊表3.26，可得 l+=0所以L=l+y+=72mm 故 =72/600=0.12min3)精銑孔20mm的下表面 a) 切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齒進(jìn)給量：由切削手冊表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW，查切削手冊表3.5可得f=0.50.7mm/r，由于是對稱銑，選較小量f=0.7mm/r c)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（1.01.5）mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式： 1.6也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根據(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實(shí)際的切削速度為 1.7所以=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量 1.8所以=0.08mm/ze)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊表3.24，Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校驗(yàn)合格。最終確定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)計算基本工時 1.9公式中： L=l+y+；根據(jù)切削手冊表3.26，可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2)精銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/mb)計算基本工時 1.10公式中： L=l+y+；根據(jù)切削手冊表3.26，可得 l+=80mm所以L=l+y+=72+80=152mm故 =152/375=0.405min1.5.2 工序三：粗、精銑孔20mm、50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工時與工序一中的粗、精銑孔20mm、50mm的下表面相同。1.5.3 工序四：鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm的孔（一） 鉆18mm的孔（1）加工條件 工藝要求：孔徑d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ，用乳化液冷卻 機(jī)床 ：Z535型立式鉆床 刀具 ：高速鋼麻花鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑do=18mm,鉆頭幾何形狀為：由切削手冊表2.1及表2.2 選修磨橫刃，=28o o=10o 2=118o 21=70o b=3.5mm b=2mm l=4mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度b200HBS do=18mm時，f=0.700.86mm/r 由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/rb) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)b=190MPa,do=18mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/rc)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9，當(dāng)b210MPa,do20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N（Z535鉆床允許的軸向力為15696N（見工藝設(shè)計手冊表4.2-14）時，進(jìn)給量為1.5mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.700.86mm/r，根據(jù)Z535鉆床說明書，選f=0.80mm/r（見工藝設(shè)計手冊表4.2-16），又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力，當(dāng)f=0.80mm/r do<=21mm時，軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=7260N 根據(jù)Z535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為Fmax=15696N，由于Ff<Fmax,故f=0.80mm/r可以用。2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12，當(dāng)do<=18 mm時，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.50.8）mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.80mm/r時，雙修磨橫刃的鉆頭，do=18 mm時，Vt=17m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min 1.11所以=255r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=275r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21，當(dāng)f<=0.8mm/r，do<=19 mm時Mc=51.99N.m, 根據(jù)Z535鉆床說明書,當(dāng)nc=275r/min，Mm> Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23，當(dāng)b=(170213)MPa do<=20mm f<=0.9mm/r vc<=17.4m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.80mm/r n=nc=275r/min vc=14.4m/min(3)計算基本工時 1.12 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=9mm故 =0.18min（二） 擴(kuò)19.8mm的孔（1）加工條件 工藝要求：孔徑d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔 ，用乳化液冷卻 機(jī)床 ：Z535型立式鉆床 刀具 ：高速鋼擴(kuò)孔鉆頭 選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆頭，其直徑do=19.8mm,鉆頭幾何形狀為：由切削手冊表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.10，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b200HBS do=19.8mm時，f=(0.91.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因擴(kuò)孔之后還須鉸孔 ，故取修正系數(shù)K=0.7所以 f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/rb) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)b=190MPa,do=19.8mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.75mm/rc)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9，當(dāng)b210MPa,do20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N（Z535鉆床允許的軸向力為15696N（見工藝設(shè)計手冊表4.2-14）時，進(jìn)給量為1.5mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=（0.630.77）mm/r，根據(jù)Z535鉆床說明書，選f=0.64mm/r（見工藝設(shè)計手冊表4.2-16），又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力，當(dāng)f=0.64mm/r do<=21mm時，軸向力Ff=6080N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=6080N 根據(jù)Z535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為Fmax=15696N，由于Ff<Fmax,故f=0.64mm/r可以用。2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12，當(dāng)do<=19.8 mm時，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.60.9）mm,壽命T=30min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式： 1.13可知f=0.64mm/r時， do=19.8 mm時，Vt=27m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min 1.14=370r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=375r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21，當(dāng)f<=0.8mm/r，do<=21 mm時Mc=73.57N.m, 根據(jù)Z535鉆床說明書,當(dāng)nc=375r/min，Mm> Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23，當(dāng)b=(170213)MPa do<=20mm f<=0.75mm/r vc<=20m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min(3)計算基本工時 1.15 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.13min(三) 粗鉸19.94mm的孔（1）加工條件 工藝要求：孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔 機(jī)床 ：Z535型立式鉆床 刀具 ：高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀，其直徑do=19.94mm,鉆頭幾何形狀為：由切削手冊表2.6 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量f 根據(jù)切削手冊表2.11，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b170HBS do=19.94mm時，f=(1.02.0)mm/r，又由于粗鉸之后還要精鉸，所以應(yīng)該選最大的進(jìn)給量 即 f=2.0mm/r2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12，當(dāng)do<=20 mm時，鉸刀后刀面最大磨鈍量取為（0.40.6）mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式 1.16可知，vc=7.7m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min 1.17所以=105r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21，當(dāng)f<=2.0mm/r，do<=21 mm時Mc=137.7N.m, 根據(jù)Z535鉆床說明書,當(dāng)nc=140r/min，Mm> Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23，當(dāng)b=(170213)MPa do<=20mm f<=2.0mm/r vc<=10m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故選擇的切削用量可用。即 f=2.0mm/r n=nc=140r/min vc=6.55m/min(3)計算基本工時 1.18 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.14min(四) 精鉸20mm的孔（1）加工條件 工藝要求：孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔，精度等級為IT7 機(jī)床 ：Z535型立式鉆床 刀具 ：高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀，其直徑do=20mm：鉆頭幾何形狀為：由切削手冊表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o（2）切削用量1) 決定進(jìn)給量f 根據(jù)切削手冊表2.11，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b170HBS do=20mm,加工精度要求為H7精度時，f=(1.02.0)mm/r，由于這是粗鉸之后的精鉸，所以應(yīng)該選中等的進(jìn)給量 即 f=1.5mm/r2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12，當(dāng)do<=20 mm時，鉸刀后刀面最大磨鈍量取為（0.40.6）mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式 1.19可知，vc=9.64m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=9.64x1.0x1.0x0.85 x1.0=8.2m/min 1.20所以=131r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21，當(dāng)f<=1.6m do<=21 mm 時 Mt=125.6Nm扭矩的修正系數(shù)均為1.0，故Mc=125.6 Nm 又根據(jù)切削手冊表2.23，當(dāng)b=(170213)MPa do<=20mm f<=1.5mm/r vc<=10m/min時 Pc=1.5KW根據(jù)Z535鉆床說明書, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故選擇的切削用量可用。即 f=1.5mm/r n=nc=140r/min vc=8.2m/min(3)計算基本工時 1.21 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.19min1.5.4 工序五：粗、精鏜50 mm的孔（1） 粗鏜48mm孔 1）加工條件 工藝要求：孔徑d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔 機(jī)床 ：T616鏜床 刀具：YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀，且直徑為20mm的圓形鏜刀（2）切削用量a) 確定切削深度ap ap=2mmb) 確定進(jìn)給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為20mm, ap<=2mm, 孔徑d<=50mm,鏜刀伸長長度l<=100mm時 f=0.400.60mm/r 按T616機(jī)床進(jìn)給量（工藝設(shè)計手冊表4.2-21）選f=0.58mm/rc) 確定切削速度 v按 切削手冊表1.27和表1.28 1.22其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60minKTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8所以 =62.4m/min =414r/min又按T616機(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/mind) 確定粗鏜48mm孔的基本時間選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 1.23所以=0.09min(2)半精鏜50mm的孔1）加工條件 工藝要求：孔徑d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔 機(jī)床 ：T616鏜床 刀具：YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀，且直徑為20mm的圓形鏜刀2）切削用量e) 確定切削深度ap ap=1mmf) 確定進(jìn)給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為20mm, ap<=2mm, 孔徑d<=50mm,鏜刀伸長長度l<=100mm時 f=0.400.60mm/r 按T616機(jī)床進(jìn)給量（工藝設(shè)計手冊表4.2-21）選f=0.41mm/rg) 確定切削速度 v按 切削手冊表1.27和表1.28 1.24其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60minKTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8所以 =78.9m/min =503r/min又按T616機(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/minh) 確定半精鏜50mm孔的基本時間選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 1.25=0.13min 1.5.5 工序六：銑斷1） 加工條件工件尺寸：長72mm 深12mm加工要求：將雙體銑開 刀具： 選高速鋼細(xì)齒圓鋸片刀 由工藝設(shè)計手冊表3.1-27可得，又由（金屬切削手冊第三版）表6-7B=4mm do=160mm Z=50 d=32mm ro=10o ao=16o2) 切削用量 a) 決定每齒進(jìn)給量fz 查切削手冊表3.4可得 fz=(0.030.02)x(1+40%)=(0.0420.028)mm/z由于是對稱銑 取f=0.028mm/zb) 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：（0.150.20）mm查切削手冊表3.8 壽命T=150minc) 計算切削速度按切削手冊表3.27中的公式 1.26可得vc=76.7m/min=153r/min根據(jù)XA6132銑床 選主軸轉(zhuǎn)速為n=150r/min所以實(shí)際的切削速度為 v=75.36 m/min工作臺每分鐘進(jìn)給量為： fmz=0.026x50x150=195mm/min又根據(jù)XA6132銑床的參數(shù)，取工作臺進(jìn)給量為190mm/z則：實(shí)際的進(jìn)給量為fz=0.025mm/zd) 校驗(yàn)機(jī)床功率 由切削手冊表3.28中的計算公式可知：pc= 1.27Fc= 1.28式中 CF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF=0.83 wF=0 qF=0.83 所以計算得Fc=163.5N Pc=4.8kwXA6132銑床主動電機(jī)的功率為7.5KW，故所選的切削用量可以采用最終確定 vf=190mm/min n=150r/min v=75.36m/mine) 計算基本工時 1.29公式中： L=l+y+；根據(jù)切削手冊表3.26，可得 l+=0所以L=l+y+=22mm 故 =22/190=0.12min1.5.6 工序七： 鉆錐孔8mm的一半4mm（1）加工條件 工藝要求；孔徑do=4mm ,孔深l=32mm, 通孔 機(jī)床；Z525立式鉆床刀具： 高速鋼麻花鉆選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=4mm鉆頭的幾何形狀為（由切削手冊表2.7可知鑄鐵的強(qiáng)度頭幾何形狀為：由切削手冊表2.1及表2.2 選=30o o=16o 2=118o 21=70o （2）切削用量1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b200HBS do=4mm時，f=0.180.22mm/r 由于L/d=32/4=8>3,故取修正系數(shù)K=0.8所以 f=(0.180.22)x0.8=(0.1440.176) mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)b=190MPa,do<=4.3mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.5mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9，當(dāng)b210MPa,do10.2mm,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（見工藝設(shè)計手冊表4.2-14）時，進(jìn)給量為1.63mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=(0.1440.176) mm/r，根據(jù)Z525鉆床說明書，選f=0.17mm/r（見工藝設(shè)計手冊表4.2-16），又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力，當(dāng)f<=0.17mm/r do<=12mm時，軸向力Ff=1230N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=1230N 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為Fmax=8330N，由于Ff<Fmax,故f=0.17mm/r可以用。2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12，當(dāng)do<= 6 mm時，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.50.8）mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.20mm/r時，標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，do=4 mm時，Vt=20m/min 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min 1.30所以=1354r/min根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=1360r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21，當(dāng)f<=0.17mm/r，do<=11.1 mm時Mc=6.18N.m, 根據(jù)Z525鉆床說明書,當(dāng)nc=1360r/min時， Mm> Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23，當(dāng)b=(170213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=17.4m/min時 Pc=0.8KW根據(jù)Z525鉆床說明書, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.17mm/r n=nc=1360r/min vc=17m/min(3)計算基本工時 1.31 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=2.5mm故 =0.15min 1.5.7 工序八：鉆5mm的孔，攻螺紋M6 （1）加工條件 工藝要求；孔徑do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔 機(jī)床；Z525立式鉆床刀具： 高速鋼麻花鉆選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=5mm鉆頭的幾何形狀為（由切削手冊表2.7可知鑄鐵的強(qiáng)度頭幾何形狀為：由切削手冊表2.1及表2.2 選=30o o=16o 2=118o 21=70o （2）切削用量1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b200HBS do=5mm時，f=0.270.33mm/r 由于L/d=6/5=1.2<3,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.270.33)x1=(0.270.33) mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)b=190MPa,do<=5.4mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.6mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9，當(dāng)b210MPa,do10.2mm,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（見工藝設(shè)計手冊表4.2-14）時，進(jìn)給量為1.63mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=(0.270.33) mm/r，根據(jù)Z525鉆床說明書，選f=0.28mm/r（見工藝設(shè)計手冊表4.2-16），又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力，當(dāng)f<=0.33mm/r do<=12mm時，軸向力Ff=2110N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=2110N 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為Fmax=8330N，由于Ff<Fmax,故f=0.28mm/r可以用。2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12，當(dāng)do<= 6 mm時，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.50.8）mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.30mm/r時，標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，do=5 mm時，Vt=16m/min 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=16x1.0x1.0x1.0x0.85=13.6m/min 1.32所以=866r/min根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=960r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21，當(dāng)f<=0.33mm/r，do<=11.1 mm時Mc=10.49N.m, 根據(jù)Z525鉆床說明書,當(dāng)nc=960r/min時， Mm> Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23，當(dāng)b=(170213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=15.1m/min時 Pc=1.0KW根據(jù)Z525鉆床說明書, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.28mm/r n=nc=960r/min vc=13.6m/min(3)計算基本工時 1.33 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=2.5mm故 =0.03min（2）攻M6的螺紋 由工藝設(shè)計手冊表6.2-14可知 1.34 其中：l1=(13)p l2=(23)p公式中的no為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）; i為使用絲錐的數(shù)量；n 為絲錐或工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）；d為螺紋大徑；f為工件每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 等于工件螺紋的螺距p 由上述條件及相關(guān)資料有； f=p=1mm/r d=6mm n=680r/minno=680r/min i=1 所以(1) 切削速度 1.35所以=10.7m/min(2) 基本工時=0.03min 1.5.8 工序九：銑缺口（1）加工條件工件尺寸：長為25mm, 寬為10mm機(jī)床：XA5032立式銑床刀具；W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀，牌號為YG6，由切削用量簡明手冊后稱切削手冊表3.1查得銑削寬度ae<=90mm,深度ap<=6mm,齒數(shù)Z=10時，取刀具直徑do=100mm。又由切削手冊表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=8o,刀齒斜角s=-10o,主刃Kr=60o,過渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,過渡刃寬b=1mm(2)切削用量 a)切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進(jìn)給量：由切削手冊表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW，查切削手冊表3.5可得f=0.140.24mm/z,由于是對稱銑，選較小量f=0.14mm/zc)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（1.01.5）mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式 1.36也可以由表3.16查得=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系數(shù)為：Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min又根據(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=235r/min vf =375mm/s，則實(shí)際的切削速度為： 1.37所以=73.8m/min,實(shí)際進(jìn)給量為： 1.38所以=0.16mm/ze)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊表3.24， 當(dāng)b=(174207)MPa ae<=70mm ap<=6mm do=100mm Z=10 vfc<=385mm/min 近似為 Pcc=4.6KW根據(jù)XA5032型立銑說明書（切削手冊表3.30），機(jī)床主軸允許的功率為Pcm=7.5x0.75=5.63KW故 Pcc<Pcm 因此選擇的切削用量可以采用 即 ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/zf)計算基本工時 1.39公式中： L=l+y+；根據(jù)切削手冊表3.26，可得 l+=0mm, 所以L=l+y+=25mm 故 =25/375=0.07min 銑斷雙體的專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師的協(xié)商，決定設(shè)計第道工序銑斷雙體，本夾具將用于XA6132臥式銑床，刀具為高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀，對工件進(jìn)行加工。2.1問題的提出本夾具主要用于銑開雙體，并且銑開的表面與的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序時，的孔已經(jīng)進(jìn)行了加工，因此，在本道工序中主要考慮加工面與孔之間的要求，其次是考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。2.2 夾具體設(shè)計2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：被銑開的那的中心線與孔的中心線之間的公差等級要求較高，且銑開時的設(shè)計基準(zhǔn)為孔的中心線。為了盡量的減小定位誤差，應(yīng)選孔為主要的定位基準(zhǔn)，利用一個圓柱銷和一個菱形銷定位，消除三個自由度，再在底面用夾具體定位消除三給自由度。以便達(dá)到所需要求。 為了提高加工效率，現(xiàn)同時加工六個雙體，同時，為了夾具簡單，操作方便，利用螺旋機(jī)構(gòu)夾緊。2.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀 直徑 齒數(shù) Z=50 又由切削手冊表3.28中的公式： 2.1其中： Z=50 所以 F=63.5N 水平分力： 垂直分力；又在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)其中 K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.2 K3刀具鈍化系數(shù) 1.2 K4為切削特點(diǎn)系數(shù)（斷續(xù)切削）1.2所以 F =KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 為了克服水平方向的力，實(shí)際的夾緊力為 N（f1+f2）= KFH 其中 f1為螺母與螺桿間的摩擦系數(shù) f2為工件與螺桿頭（或壓板）間的摩擦系數(shù) 又查得 f1 和f2為1.6 則 2.2所以 又選擇的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的基本尺寸如下（根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計 第三版表1-2-20、1-2-21、1-2-22、1-2-23查得：r=0 tg L=120mm Q=30N 則 可以提供的夾緊力為： 2.3 所以 =3140N又由機(jī)床夾具設(shè)計 第三版表1-2-24查得 當(dāng)螺紋的公稱直徑為12mm時 ，螺栓許用的夾緊力為5690N由以上的數(shù)據(jù)可知：所選的螺旋機(jī)構(gòu)提供的夾緊力大于所需的，且滿足螺栓的許用夾緊力，故本夾具可以安全工作。2.2.3 定位誤差分析 1）定位元件尺寸及公差的確定 本夾具的定位元件為一定圓柱銷和一菱形銷，其參數(shù)由（機(jī)床夾具設(shè)計手冊圖5-3及其表選 兩定位銷的尺寸及公差為：（定位銷的公差取h8）。2）零件圖樣規(guī)定 的孔的中心線與孔的中心線的長度誤差為0.2mm，孔中的定位銷與夾具體的垂直度誤差為0.05，此項(xiàng)技術(shù)要求應(yīng)由定位銷寬配合中的側(cè)向間隙保證。已知的寬為，定位銷為（定位銷的公差取h8），則 一個定位銷與一個孔的定位誤差為： 此處引起零件的定位誤差為 <0.2mm 故最大側(cè)向間隙能滿足零件的精度要求。（2）計算定位銷的中心線與夾具體垂直度誤差 定位銷的寬度為 夾具體表面的粗糙度故 mm 所以最大垂直度誤差能滿足零件精度要求2.2.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，首先要考慮到能保證零件的加工精度，其次是要提高勞動生產(chǎn)率。為此，應(yīng)先考慮所設(shè)計的夾具體與零件在夾具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夾具體，所以其表面粗糙度要求應(yīng)比較高，視為關(guān)鍵面。又本道工序是銑斷，其切削力不大，故在設(shè)計夾具時應(yīng)考慮夾具的簡單及利用常用的一些零件。為了提高生產(chǎn)率，可以考慮同時裝夾幾個零件，并且用了活動杠桿使操作更加節(jié)省時間?？梢酝瑫r裝夾四個零件，提高了生產(chǎn)率。 夾具上裝有對刀塊，可以使夾具在一批零件加工之前很好的對刀；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 銑床夾具裝配圖及夾具體零件圖見圖示。 結(jié) 束 語伴隨這篇畢業(yè)論文的收筆，我的畢業(yè)設(shè)計也近尾聲了。在2006年的5月份和6月份中，我一直為此而忙碌著，學(xué)習(xí)，生活基本都是以此為中心。收集材料、確定方案、設(shè)計、修改、綜合等等，時間過得簡單而緊湊。經(jīng)過兩個多月的畢業(yè)設(shè)計，我的理論知識又一次得到了鞏固，同時動手能力也有了很大的提高：1.運(yùn)用機(jī)械制造工藝及有關(guān)課程的知識，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識。獨(dú)立地分析和解決工藝問題。具有設(shè)計一些中等復(fù)雜零件的能力。2.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，并學(xué)會擬定夾具的設(shè)計方案。3.熟悉與機(jī)械有關(guān)手冊和資源網(wǎng)站，能快速查詢并得到所需的數(shù)據(jù)和信息。4.大大提高了自己的識圖制圖能力。通過設(shè)計，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用理論知識和專業(yè)知識的技能，讓我熟悉了一般機(jī)械零件的加工工藝過程，具備了設(shè)計夾具的能力。對于本課題而言，我認(rèn)為自己已經(jīng)基本達(dá)到了設(shè)計目的，但是也存在著缺陷與不足。但即使如此，在我的畢業(yè)設(shè)計的整個過程中，以上的結(jié)果已經(jīng)令我受益匪淺了。在這二個月里，我經(jīng)歷了很多，得到了很多，但也失去了很多。在其中我走過很多的彎路，嘗到很多的失敗，也經(jīng)歷過設(shè)計成功的喜悅。我想我得到的并不僅僅是書本上的知識，更是一個人工作研究的心境，態(tài)度和經(jīng)驗(yàn)。我明白了一個大學(xué)本科畢業(yè)生對待自己的專業(yè)，對待自己的工作應(yīng)該抱著一種什么態(tài)度；一個人對待專業(yè)知識上的困難，應(yīng)該如何解決；一個人應(yīng)該如何面對成功和失??；一個人應(yīng)該如何與周圍的人進(jìn)行交流等等。對于我來說，這些都是無價的。我想在這二個月中我努力著，只是為了將自己的想法一點(diǎn)點(diǎn)地在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)，雖然我回避了一些困難，雖然有些問題直到現(xiàn)在都還未得到很好的解決，雖然我二個月的成就在行家眼里看來是如此的幼稚，但是我覺得自己值得這樣做，這一切已經(jīng)足夠的令我感到欣慰了。畢業(yè)設(shè)計的完成，畢業(yè)論文的寫作對于我來說都是第一次，我從其中學(xué)到了很多，這個過程就是一個學(xué)習(xí)的過程。再過一些時間，我就要踏上工作崗位了，那也是一個長期的學(xué)習(xí)過程。我將鼓足勇氣，在自己的專業(yè)這條道路上走得更遠(yuǎn)。參考文獻(xiàn)1.機(jī)床夾