撥叉831005的鉆Φ22花鍵底孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含非標(biāo)6張CAD圖-版本1.1

撥叉831005的鉆Φ22花鍵底孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含非標(biāo)6張CAD圖-版本1.1,22,花鍵,底孔,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,非標(biāo),cad,版本 摘要 隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾 具的制造精度要求相應(yīng)提高。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需要和經(jīng)濟(jì)性，夾具有 不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。夾具的通用性直接影響其 經(jīng)濟(jì)性，采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu) 性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，元件的功 能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)使用才有 推廣的價(jià)值。 本設(shè)計(jì)是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，而專門 設(shè)計(jì)的一種鉆床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案，夾具體與定 位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。 該夾具具有良好的加工精度，針對性強(qiáng)，主要用于撥叉鉆、擴(kuò) 22 花鍵 底孔零件工序的加工。本夾具具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求 的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí) 間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞 ：撥叉；機(jī)床夾具；定位；工序；夾緊力 Abstract With the improvement of machining accuracy of machine tools, in order to reduce the positioning error and improve the machining accuracy, the manufacturing accuracy of fixture is required to be improved accordingly. In order to meet the needs and economy of different industries, clamps have different models and different grades of accuracy standards for selection. The generality of fixture directly affects its economy. Only the modular and combined fixture system has strong function of reconfigurability, reconfigurability and expansibility, wide application range, good generality, high utilization rate of fixture and strong function of components, which makes the fixture have good generality, few and precise components, low cost of supporting, and economic use has the value of promotion. This design is based on the actual production at present, the general fixture can not meet the production requirements, but a specially designed drilling machine fixture, mainly including fixture positioning scheme, clamping scheme, clamp specific and positioning key design and processing accuracy analysis. The fixture has good machining accuracy and strong pertinence, and is mainly used for the machining of shifting fork drill and expanding 22 spline bottom hole parts. The fixture has a clamping force device, which has the characteristics of high efficiency and precision required by modern machine tool fixture. It can effectively reduce the basic time and auxiliary time of workpiece processing, greatly improve the labor productivity and effectively reduce the labor intensity of workers. Key words: shift fork; machine tool fixture; positioning; process; clamping force 目 錄 摘要 1 ABSTRACT .2 第 1 章 緒論 1 第 2 章 零件的分析 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 .2 2.1.2 零件的工藝分析 .2 2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.3 制定工藝路線。 3 2.4 機(jī)械加工余量。 4 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)。 5 第 3 章 鉆 Φ22㎜花鍵底孔夾具設(shè)計(jì) .13 3.1 任務(wù)的提出 13 3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 3.2.1 定位方案的確定 .13 3.2.2 定位元件及裝置設(shè)計(jì) .13 3.2.3 定位誤差的分析計(jì)算 .13 3.3 引導(dǎo)元件設(shè)計(jì) 13 3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 3.4.1 夾緊方案的確定 .13 3.4.2 夾緊力大小的分析計(jì)算 .14 3.4.3 夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì) .14 3.5 夾具體設(shè)計(jì) 14 3.6 夾具操作及維護(hù)簡要說明 15 總 結(jié) 16 致 謝 17 參 考 文 獻(xiàn) 19 1 第 1 章 緒論 機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(jì)發(fā)展的重要行 業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī) 械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重 要指標(biāo)。 零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、 機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解 決一個(gè)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(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng) 自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。 所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要， 只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)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(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。 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(zhǔn)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(zhǔn)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(shè)計(jì) (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(lǐng)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(jī)械加工工藝人 員手冊》表 5-5 取等級為 2 級精度底面及側(cè)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(zhǔn)的選擇。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC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(zhǔn)。 3 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 制定工藝路線。 方案一 工序： 1. 粗、精銑端面，鉆、擴(kuò)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(kuò)花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。 2. 以 Ф40mm 圓柱面為粗基準(zhǔn)。 3. 拉花鍵。以 A 面為基準(zhǔn)， 4. 銑削槽 B 面。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 5. 銑削 8+0.030mm 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。 6. 銑削 18+0.0120mm 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。 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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠， 最終擬定的方案如下： 工序號 工序名 稱 工序內(nèi)容 車 間 工 段 設(shè)備 10 鑄造 鑄造毛坯 ，時(shí)效處理 20 銑 銑左端面 機(jī) 二 銑床 X52K 4 30 銑 銑右端面 機(jī) 二 銑床 X52K 40 鉆 鉆花鍵底孔 機(jī) 二 鉆床 Z525 50 鉆 擴(kuò)花鍵底孔 機(jī) 二 鉆床 Z525 60 倒角 倒角 2x15° 機(jī) 二 鉆床 Z525 70 拉 拉六齒方型花鍵 機(jī) 二 拉床 80 銑 粗銑 B 面 機(jī) 二 銑床 X62W 90 銑 精銑 B 面 機(jī) 二 銑床 X62W 100 銑 銑 800。03mm 的槽 機(jī) 二 銑床 X62W 110 銑 銑 1800。12mm 機(jī) 二 銑床 X62W 120 磨 磨寬為 1800。12mm 的槽 機(jī) 二 磨床M114W 130 鉗 去毛刺 140 檢 檢驗(yàn)入庫 2.4 機(jī)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(gè)加工表面的機(jī)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(zhì)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 Φ22 0+0.28，見零件 圖，參照《金屬機(jī)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(kuò)孔 Φ21mm 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 取 2Ζ=1mm 3. B 面的加工余量。 此工序分 2 個(gè)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 2.8mm 5 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)。 工序 20 ：銑左端面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)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(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表f ./fa 2.4～81，取銑削速度 .8/Vs 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表f Zmf/18.0? 2.4～81，取銑削速度 2.47/? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10601.97/in3.1rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 5n 實(shí)際銑削速度 ：v .42.4/1060nvms? 進(jìn)給量 ： fV18760.12/ffaZs?? 工作臺每分進(jìn)給量 ： m./475minfV? ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～81,取?aa? 切削工時(shí) 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l1l'68l? 刀具切入長度 ：1 210.5()(~3lDa????60)2m? 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt 1240.36in7.5jmlf???? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： '1jt' 682.19i.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '10injjtt?? 工序 50：粗、精銑右端面。 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) 8，此為細(xì)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(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表fa Zmaf/18.0? 2.4～81，取銑削速度 2.47/Vms? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表f .5/f 2.4～81，取銑削速度 .8/ 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n1026053/in3.14rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 ? 實(shí)際銑削速度 ：v .1603.14/dnms?? 進(jìn)給量 ：fV0.58/2ffaZ? 工作臺每分進(jìn)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(shí)11lD 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt 12402.34min7jmlf???? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt ' 68.ijlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '20.5injjtt?? 3、鉆孔、擴(kuò)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=0.48 ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表 2.9 ,當(dāng) 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(biāo)準(zhǔn)及壽命 表 2.21，當(dāng) 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/min n=1000V/ D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和 334.4 接近的有 280n/m 和 400n/min ? 7 取 280n/min 取 n=280m/min. 實(shí)際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時(shí)，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(kuò)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(diào)換走刀量等輔助時(shí)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(dòng)進(jìn)給。 （3） 、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。 檢驗(yàn)機(jī)床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４ 可以查出 當(dāng) σｂ ＝160～245HBS ａｐ≤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(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗(yàn)按《切削用量簡明手冊》表 2.21 當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ 查得轉(zhuǎn)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(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ 可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機(jī)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(guān)手冊，確定拉花鍵孔時(shí)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(shí) t=Zblηk/1000vfzZ 式中： Zb 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)； 8 L 拉削表面長度，80mm； η 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） ； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時(shí)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(shí)工作齒數(shù) z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時(shí) 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(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm 機(jī)床 ：Ｘ62W 加工工件尺寸：寬度：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 ae≤5mm 時(shí)。直徑為 do=50mm 故 齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～１mm/r 就能滿足要求， 但考慮到Ｘ62W 功率為 7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W 銑床說明書 所以 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r 3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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/z Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) 9 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,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(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/min Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實(shí)際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊 》表 3.20 當(dāng) 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(jī)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/z 6) 基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm 2. 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＝0.6 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)/(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/min Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5 Tm=(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=40mm 10 加工要求：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀（精密級 K8）加工余量 8 用乳化液冷卻 機(jī)床：X62W 1) 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=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《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/z 3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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/min n=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(shí)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/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 5) 機(jī)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=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=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(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5 Tm=(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(shè)計(jì)尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)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 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)給量：決定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)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/min n=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(shí)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=150/300×24=0.020mm/z 5）基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5 Tm=(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(jié)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(zhuǎn)速 n 砂 =3000r/min(見機(jī)床說明書)， v 砂 =2.5m/s 進(jìn)給量 f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm 3) 切削工時(shí)。當(dāng)加工 1 個(gè)表面時(shí) Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min 最后，將以上各個(gè)工序切削用、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入 機(jī)械加工工藝卡片中，見附后表。 13 第 3 章 鉆 Φ22㎜花鍵底孔夾具設(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)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，來對工件進(jìn)行加工。 本夾具主要用來鉆擴(kuò) Φ22+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 Φ22+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 Φ40 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 Φ40 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，其對中性好，能使工 件的定位基準(zhǔn)軸線在 V 形塊兩斜面的對稱平面上，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)床上的對定及工件在夾具中的定位 密切相關(guān)。由于工件定位所造成的加工表面相對其工序基準(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》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 )(70.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 ㎜09.??y 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、尺寸精度以及孔系的位置精度。應(yīng)此選擇可換鉆套，其便于磨 損后快速更換。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》圖 2-1-46 可知可換鉆套具體參數(shù)。 3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.4.1 夾緊方案的確定 14 為了保證在切削力、離心力、慣性力等外力的作用下，工件仍能在夾具中保持由定位 元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定 的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。通過活動(dòng) V 形塊連接到快速螺旋夾具機(jī)構(gòu)上，可是 工件保持既定位置，即在切削力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承。 3.4.2 夾緊力大小的分析計(jì)算 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 1-2-7 可知，用高速鋼刀具鉆削材料為灰鑄鐵 （190HBS）直徑為 Φ22+0.28㎜的孔的切削力計(jì)算公式為 pxKDsP8.0419? 切削扭矩計(jì)算公式為 PM.2. —鉆頭直徑，22㎜D —每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,0.81㎜/rs —修正系數(shù)，0.9pK 計(jì)算出 ，NPx18.709?m??28.7 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 1-2-11 可知，工件以外圓定位中，V 形塊定位 V 形塊夾 緊的實(shí)際所需夾緊力計(jì)算公式為 防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)： 12sin??RMKWk?? 防止工件移動(dòng)： 2sixkP —安全系數(shù)， （ , ,其余為 1.0）K6543210K?.10?3.4K —工件與 V 形塊間的圓周方向摩擦系數(shù)，查表 1-2-12 取 0.21? —工件與 V 形塊間的軸向摩擦系數(shù), 查表 1-2-12 取 0.22 °，90??mR 經(jīng)過計(jì)算可知， 防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)： NRMKWk 8.122sin1????? 防止工件移動(dòng)： Pxk 7.39si2 3.4.3 夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì) 由于需選用結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，通用性大的夾緊機(jī)構(gòu)，初選快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 其可以克服螺旋夾緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作慢、效率低的缺點(diǎn)?？焖賷A緊機(jī)構(gòu)中，螺桿上開有直槽， 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄松開工作將直槽轉(zhuǎn)至螺釘處，即可迅速拉出螺桿，以便裝卸工件。螺桿一頭 與活動(dòng) V 形塊連接，另一頭與手柄相聯(lián)。 3.5 夾具體設(shè)計(jì) 15 由于可以鑄造出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，抗壓強(qiáng)度大，抗振性好，因此夾具體毛坯結(jié)構(gòu) 選用鑄造，其適用于切削負(fù)荷大、振動(dòng)大的場合以及批量生產(chǎn)。為了便于排除切屑， 不使其聚集在定位元件工作表面而影響工件正確定位，一般在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，要增加 容納切屑的空間，如容屑溝等。 3.6 夾具操作及維護(hù)簡要說明 在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)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(gè)夾具在機(jī)床工作臺上有正確的安裝位置,以利于鉆孔 加工。結(jié)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(shí)，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的 安裝位置，以有利于鉆孔加工。 16 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)使我們 不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)， 使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好 的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的 基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐 的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的 這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 17 致 謝 這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資 料尤其是在查閱切削用量手冊時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在 一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了 方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。 課程設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識，是課本知識在實(shí) 際中的應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不 開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過程中，尹長城老師給了 我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起 討論問題，使我對分析有了更清晰明確的認(rèn)識，使我受益非淺。 課程設(shè)計(jì)是我們的專長，這是我們走向社會(huì)化，專業(yè)化的工作中必不可少的過程中前實(shí)際訓(xùn) 練綜合應(yīng)用。 “千里之行始于足下” ，通過課程設(shè)計(jì)，讓我深深體會(huì)到永恒的那句詞的真正含義。 我認(rèn)真地把今天的課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)踏踏實(shí)實(shí)地采取這一步驟是在社會(huì)穩(wěn)定的未來潮流的運(yùn)行打下了 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)是真的累了。但一開始清理自己的設(shè)計(jì)成果，仔細(xì)琢磨課程設(shè)計(jì)的思路， 成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學(xué)會(huì)了如何完成，我的生活的小勝利，但它 讓我感覺更成熟了。 通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算 有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂；有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò)，只能毫不留情地重做。但一想起老師 平時(shí)多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令 世人無比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。 經(jīng)歷了課程設(shè)計(jì)，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正的貧乏，自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知 識的能力是如此的不足，幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會(huì)用。想到這里，我真 的有點(diǎn)心急了。 由于畢業(yè)時(shí)間的倉促，很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來源，比如網(wǎng)格 劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向， 離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的，因?yàn)榉较虼_定了，就會(huì)用最少的精力做 好事情，這對于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活中，要從事的工種是千差萬別的，只 有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的崗位，個(gè)人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出 一些貢獻(xiàn)。 這次課程設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老 師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度， 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同 18 時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科 學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以 誠摯的謝意和崇高的敬意。 19 參 考 文 獻(xiàn) [1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽銑廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊[M] ，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，117130。 [2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［Ｍ］ 。機(jī)械工業(yè)出版社，117175。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［Ｍ］ 。機(jī)械工業(yè)出版社，117171。 [4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊［Ｍ］ 。北京出版社，117130。 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊［Ｍ］ 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊［Ｍ］ ?；瘜W(xué)工業(yè)出版社， 2544。 [7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社， 117175。 [8] [周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M] ，北京：中國建材工業(yè)出版社，2555。 [17] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出 版社，11787。 [10] 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊［Ｍ］ 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2555。 [11] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽銑廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，11784。 [12] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社， 117171。 [17] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量[M]，中國計(jì)量出版社， 2555：17-117。 [14] [王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M] ，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2555。 [15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17