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機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：CA6140 撥叉（一）零件加工工藝， 設(shè)計銑斷銑床夾具 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 機械工程系 2017 年 月 日 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 I 摘要 本設(shè)計是基于撥叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的銑斷夾具設(shè)計。撥 叉零件的主要加工表面是外圓及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保 證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后槽的原則。并將孔與平面的 加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排 是先以支承孔系定位加工出頂平面，在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和 工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動夾 緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水 線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞 撥叉類零件；工藝；夾具； 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 II Abstract This design is based on the processing procedure of the fork parts and the design of the cutting fixture for some working procedures. The main machined surface of the fork part is the outer circle and the hole system. Generally speaking, it is easier to ensure the machining precision of the plane than to ensure the machining precision of the hole system. Therefore, this design follows the principle of the first face and the back groove. The processing of holes and planes is clearly divided into rough and finishing stages to ensure the machining accuracy of the hole system. The main process is that first the series of supporting hole fix and machine the top plane, in addition to the follow-up processes areindividual processes with top surface and hole positioning processing other series of hole and plane. The fixture is selected with special fixture, and the clamping way is mostly manual clamping, and the clamping is reliable, and the mechanism can not lock itself. Therefore, the production efficiency is high. It is suitable for large batch and assembly line processing. It can meet the design requirements. Keywords dialing fork parts; process; fixture; 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 目錄 摘要 ...................................................................................................................................I ABSTRACT..................................................................................................................II 第 1 章 緒論 ..................................................................................................................1 1.1 課題背景 ..........................................................................................1 1.2 夾具的發(fā)展史 ..................................................................................1 1.3 小結(jié) ..................................................................................................2 第 2 章 CA6140 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計 .....................................................3 2.1 零件的分析 ......................................................................................3 2.1.1 零件的作用 .......................................................................3 2.1.2 零件的工藝分析 ...............................................................3 2.2 確定生產(chǎn)類型 ..................................................................................4 2.3 確定毛坯 ..........................................................................................4 2.3.1 確定毛坯種類 ...................................................................4 2.3.2 確定鑄件加工余量及形狀 ...............................................4 2.3.3 繪制鑄件零件圖 ...............................................................4 2.4 工藝規(guī)程設(shè)計 ..................................................................................4 2.4.1 選擇定位基準(zhǔn) ...................................................................4 2.4.2 制定工藝路線 ...................................................................5 2.4.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ...............................................6 2.4.4 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 .......................6 2.5 確定切削用量及基本工時 ..............................................................8 2.6 本章小結(jié) ........................................................................................21 第 3 章 銑斷銑床夾具設(shè)計 ...................................................................................22 3.1 研究原始質(zhì)料 ................................................................................22 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ............................................................................22 3.3 切削力及夾緊分析計算 ................................................................23 3.4 誤差分析與計算 ............................................................................24 3.5 零、部件的設(shè)計與選用 ................................................................26 3.5.1 定位銷選用 .....................................................................26 3.5.2 夾緊裝置的選用 .............................................................27 3.5.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 .................................................27 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 ........................................................30 結(jié)論 ..........................................................................................................31 參 考 文 獻 ............................................................................................32 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 致謝 ..........................................................................................................33 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 1 第 1 章 緒論 1.1 課題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)， 機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新 工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范 疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的 零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜 的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的 迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動 化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類文明進步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技 術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀 具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床 夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因 此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝 備。 1.2 夾具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一 階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā) 揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機，汽車工業(yè)的 不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量 的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展 成為機床工件工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是 夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。 在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及 適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā) 展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一 體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生 產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特 點是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展 趨勢將是逐步提高智能化水平。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 1.3 小結(jié) 一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高， 并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較 復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門 設(shè)計的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其 夾具的設(shè)計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的 50% 80%。生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫 也不壓于對機床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計，制 造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu) 劣起著舉足輕重的作用。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 3 第 2 章 CA6140 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 圖 2.1 零件圖 題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中， 主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的 速度和扭矩的作用。 2.1.2 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。 但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的 表面以及加工表面之間的位置要求： 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 (1) 中心圓孔 。0.215 (2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為 。2.M 0.34 (3) 鍵槽 與中心孔有 0.08 的垂直度，深為 。0.16 0.158 (4) 半孔 與中心孔有 的位置關(guān)系，其寬為 與中心.30.127 0.5162 孔有 0.1 的垂直度。 由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準(zhǔn) 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(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(fù) 雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保 證。 2.2 確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝 安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備 為主，大量采用專用工裝。 2.3 確定毛坯 2.3.1 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(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛 坯。 2.3.2 確定鑄件加工余量及形狀 查機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊125 頁表 1- 4-7，選用各個加工面的鑄件機械加工余量均為 3mm。 2.3.3 繪制鑄件零件圖 圖 2.1 零件毛坯圖 2.4 工藝規(guī)程設(shè)計 2.4.1 選擇定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面 a 面為輔助粗 基準(zhǔn)。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合” 原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)， 以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。 2.4.2 制定工藝路線 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，以及 加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考 慮采用各種機床配以專用夾具,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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零 件的加工方法及工藝路線方案如下： 表 2.1 工藝路線方案一 工序號 工序內(nèi)容 工序一 鉆、擴、鉸 25H7 的通孔 工序二 粗銑 a、b 面，使粗糙度達到 6.3，a 面到 25H7 的孔中心距為 ，b 面到 25H7 的中心距為 360.34 工序三 粗銑、半精銑 16H11 的槽 工序四 粗銑下端圓孔的兩側(cè)面，使兩面之間的距離為 12d11 工序五 粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到 59半精鏜此孔到 60H12 工序六 銑開下端圓孔 工序七 鉆 20.50 的孔，垂直于 25H7 的通孔 工序八 攻 M221.5 的螺紋 工序九 鉗工打毛刺 工序十 檢驗 表 2.2 工藝路線方案二 工序號 工序內(nèi)容 工序一 粗銑25H7 的兩側(cè)面，使兩面間距為80 工序二 鉆22的通孔 工序三 擴孔至24.75 工序四 鉸25H7 的通孔 工序五 粗鏜下端孔到59 工序六 半精鏜下端孔到60H12，粗糙度達到3.2 工序七 粗銑60H12 孔的兩面,使兩面的間距為14 工序八 精銑60H12 孔的兩面,使兩面的間距為12d11,粗糙度為3.2 工序九 銑斷 工序十 粗銑a面，粗糙度達到6.3，a面到25H7的孔中心距為44， 粗銑b面，粗糙度達到6.3，a面到25H7的孔中心距為36 工序十一 粗銑槽到14 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 工序十二 半精銑16H11的槽 工序十三 鉆20.50 的孔，垂直于 25H7的孔 工序十四 攻M22x1.5的螺紋 工序十五 鉗工打毛刺 工序十六 檢驗 工藝立方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序分散，適合 流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加 工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn) 是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn) 得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種 方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度， 且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。 2.4.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 機床的選擇 工序 1、7、8、11、12、15 采用 X6022 型臥式銑床 工序 2、6 采用 X5028 立式銑床 工序 3、4、5、13、14 采用 Z535 立式鉆床 工序 9、10 采用 T618 臥式鏜床 選擇夾具 該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。 在鉸孔 ，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。257H 選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具 保證，其他尺寸采用通用量具即可。 2.4.4 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各 表面的各個加工工序的加工余量如下： 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 表 2.3 各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經(jīng)濟度、粗糙度 工序余量 工序 號 工序內(nèi)容 加 工 余 量 經(jīng)濟精 度 工序尺寸 表面粗 糙度 最小 最大 1 粗銑 25H7 的兩側(cè)面 3 IT11 80 6.3 -0.1 0.1 2 粗銑平下端孔側(cè) 面的工藝凸臺 3 IT11 0 6.3 -0.1 0.1 3 鉆 25H7 通孔 IT12 26.3 -1 1 4 擴 25H7 通孔 2.0 IT12 0.5473.2 -0.05 0.05 5 鉸 25H7 通孔 0.2 IT8 0.211.6 -0.006 0.006 粗銑 a 面 (距中0.34 心孔) 6 粗銑 a、b 面 粗銑 b 面 3 IT12 36(距中心孔) 6.3 -0.1 0.1 7 粗銑 60H12 孔的兩面 2 IT11 130.56.3 -0.1 0.1 8 精銑 60H12 孔的兩面 1 IT9 0.51623.2 -0.05 0.05 9 粗鏜下端孔 2.5 IT13 0.3976.3 -0.2 0.2 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 10 半精鏜下端孔 0.5 IT11 0.363.2 -0.02 0.02 續(xù)表 2.3 11 粗銑 16H11 的槽 IT11 140.56.3 -0.1 0.1 12 半精銑 16H11 的槽 1 IT10 0.163.2 -0.02 0.02 13 鉆 20.50 的孔 IT13 2.56.3 -1 1 14 攻 的21.5M螺紋 15 銑開 60H12 的孔 4 IT13 6.3 -0.05 0.05 2.5 確定切削用量及基本工時 2.5.1 工序 1：粗銑 25H7 的兩側(cè)面 機床：X6022 型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 80)，材料： ，15YT ，齒數(shù) ，為粗齒銑刀。20Dm20Z 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻3表 2.4-81，取0.15/faZV24Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，02.5462.8/in31nrd 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 按照參考文獻3表 3.1-74 245/minr 實際銑削速度 ： v3.102.56/0dns 進給量 ： fV./1ffaZ 工作臺每分進給量 ： m.73/infVs ：根據(jù)參考文獻3表 2.4-81,aa60 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 42lm 刀具切入長度 ：1210.5()(13lDa2.(67.6 刀具切出長度 ：取l2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt4.20.min735jmf 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.23min 2.5.2 工序 2：粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺 機床：X5028 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)dw4014Z 粗銑 a 面 銑削深度 :3pm 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f0.15/f 銑削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4-81，取V6ms 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n0160287/min3.4Vrd30/inr 實際銑削速度 ： ./160ns 進給量 ：fV.543/15ffaZ 工作臺每分進給量 ：m.3/infVms 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4-81,a ma240 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 16l 刀具切入長度 ：1D)3((5.02 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt12640.95in3jlf 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.52min 2.5.3 工序 3：鉆 25H7 的通孔 工件材料為 HT200 鐵，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?25mm，公 差為 H7，表面粗糙度 。加工機床為 Z535 立式鉆床。鉆頭1.6aRm 為 22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。 確定鉆削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻2，表 28-10 可查出f ，查 Z535 立式鉆床說明書，取0.47.5/fr表 。3/ 根據(jù)參考文獻2表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力 （由1.fmr max15690FN 機床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻2，表 28-9，允許的進給量 。.8/f 由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。fff 確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)參v mP 考文獻2 ，表 28-15，由插入法得 ，17/min表 4732N表 ，5.69TNM表 1.5PkW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論 進行修正。 根據(jù)參考文獻2，由表 28-3， ， ，故0.8v.75lv17/in0.8751.2(/in)vm表 0m6n rd表 查 Z535 機床說明書，取 。實際切削速度為9/i 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 02195/min4/i10dnrv 由參考文獻2，表 28-5， ，故.06MFTk 473.6()FN 5.954.8T 校驗機床功率 切削功率 為mP /)mMPnk表（ 1.2(/26)1.05WkW 機床有效功率 4.50.83E m 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，02d./fr195/inr14/inv 相應(yīng)地 ， ，516FN54.8T.0mPk 切削工時 被切削層長度 ：l7 刀具切入長度 ：1 12()107.42rDlctgkctg 刀具切出長度 ： 取lm4ml32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt78.1.08in0395jLnf 查參考文獻1，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.76min 2.5.4 工序 4：擴 25H7 的通孔 加工機床為 Z535 立式鉆床。擴孔鉆為 24.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴 孔鉆； 確定擴孔切削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻2，表 28-31，有f 。根據(jù) Z535 機床f::表 （ 0.78） m/r0.7=49.56m/r 說明書，取 =0.57mm/r。f 確定切削速度 及 根據(jù)表 28-33，取 。修正vn2/inv表 系數(shù)： 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 ，0.8mvk24.71.02(/1.509)ppRavak根 據(jù) 故 25/in/min表 01)nd表 （ .(.)286/minr 查機床說明書，取 。實際切削速度為275/ir 3v34.275/i10./ir 切削工時 被切削層長度 ：l8 刀具切入長度 ，有：11 24.7()120.8632rDdlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取2lml3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt7830.54in.2jLfn 查參考文獻1，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.16min 2.5.5 工序 5：鉸 25H7 的通孔 加工機床為 Z535 立式鉆床。鉸刀為 25mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。 確定鉸孔切削用量 確定進給量 根據(jù)表 28-36， ，按該表f 1.326fm表 注 4，進給量取小植。查 Z535 說明書，取 。/r 確定切削速度 及 由表 28-39，取 。由表vn8.inv表 28-3，得修正系數(shù) ， 0.8Mvk0.9pavk2547(/125)pRa根 據(jù) 故 8./min..4/minv表 01()d表 ()(25)91./minr 查 Z535 說明書，取 ，實際鉸孔速度1/ir 3v 32510/i7.8/ir 切削工時 被切削層長度 ：l78 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 刀具切入長度 ，1l01 254.7()120.92rDdlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取2lml3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：3jt78.093.52in61jLnf 查參考文獻1，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.51min 該工序的加工機動時間的總和是 ： jt.804.52.14minj 2.5.6 工序 6：粗銑 a、b 面 機床：X5028 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)dw14Z 粗銑 a 面 銑削深度 :3pm 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f0.15/f 銑削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4-81，取V6ms 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n0160287/min3.4Vrd30/inr 實際銑削速度 ： ./160ns 進給量 ：fV.543/15ffaZ 工作臺每分進給量 ：m.3/infVms ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4-81,a a24 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 90l 刀具切入長度 ：1D)1((5.02 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt12940.2min63jmlf 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：2.03min 粗銑 b 面 同樣的銑削深度 map3 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4-73，取f0.15/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4-81，取V6s 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，n0160287/min3.4Vrd 取 30/ir 實際銑削速度 ：../160ns 進給量 ：fV.543/15ffaZ 工作臺每分進給量 ：m.3/infVms ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4-81,a a24 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll 刀具切入長度 ：1D)1((5.02 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt12340.2min6jmlf 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.52min 2.5.7 工序 7：粗銑 60H12 孔的兩面 機床：X6022 型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 14)，材料： ，15YT ，齒數(shù) ，為粗齒銑刀。20Dm20Z 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度 ：pam 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻3表 2.4-81，取0.15/faZV24Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 ，102.54602.8/min31Vnrd 按照參考文獻3表 3.1-74 5n 實際銑削速度 ： v3.142.56/0ds 進給量 ： fV0.2/1ffaZ 工作臺每分進給量 ： m.73/infVms ：根據(jù)參考文獻3表 2.4-81,aa6 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 82l 刀具切入長度 ：1210.5()(13lDa2.(67.6m 刀具切出長度 ：取l2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt8.20.15in73jmf 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.57min 2.5.8 工序 8：精銑 60H12 孔的兩面 機床：X6022 型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 )，材料： ，0.516215YT ，齒數(shù) Z=25，為細齒銑刀。20D 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：pa1.0m 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻3表 2.4-81，取0.12/faZV3Vms 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，103.2605.7/in4rd 按照參考文獻3表 3.1-31 1mn 實際銑削速度 ：v.3.24/ds 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 進給量 ：fV0.1253/6015./ffaZnms 工作臺每分進給量 ： m.93infV 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 8l 刀具切入長度 ：精銑時11lD 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt12802.31min9jmlf 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.94min 2.5.9 工序 9：粗鏜下端 60H12 的孔 機床：臥式鏜床 6T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT 切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pa2.504d 進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.4-66，刀桿伸出長度取 ，f m20 切削深度為 =2.5mm。因此確定進給量 。F .2/fr 切削速度 ：參照參考文獻3表 2.4-9 取V2.4/1/mins 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，1089.26/i3.5rd 按照參考文獻3表 3.1-41 取 0 實際切削速度 ：v.142.83/0s 工作臺每分鐘進給量 ： mf.minfn 被切削層長度 ：l2 刀具切入長度 ： 1 .5(3)26.30pratgktg 刀具切出長度 ： 取2l5l4 行程次數(shù) ：i 機動時間 ：1jt126..1min0jmlf 查參考文獻1，表 2.5-37 工步輔助時間為：2.61min 2.5.10 工序 10：半精鏜下端孔到 60H12 機床：臥式鏜床 68T 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT 切削深度 ：pa0.5m 進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.4-66，刀桿伸出長度取 ，f m20 切削深度為 = 。因此確定進給量F. 0.1/fr 切削速度 ：參照參考文獻3表 2.4-9，取V3.18/9./ins 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，取002./mi.45rd10/inr 實際切削速度 ，： v313.96ds 工作臺每分鐘進給量 ：mf0.5/ifn 被切削層長度 ：l2 刀具切入長度 ：1 .(3)2.87pramtgktg 刀具切出長度 ： 取2l5l4 行程次數(shù) ：i 機動時間 ：1jt12.870.126injmlf 所以該工序總機動工時 0.3jt 查參考文獻1，表 2.5-37 工步輔助時間為：1.86min 2.5.11 工序 11：粗銑 16H11 的槽 機床：X6022 型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 切削深度 ：pa7m 根據(jù)參考文獻查1表 4.4-8 有： 刀具的直徑 D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度 L=14mm。 查2表 2.4-76 得： 進給量 ,根據(jù)參考文獻3表 查得切削速度0.6/faz302 ，24/minV 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，12495./min3.80Vrd 按照參考文獻2表 3.1-74 取 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 實際切削速度 ：v3.148095.4/06Dnms 進給量 ：fV./3ffaZ 機床工作臺每分進給量 ：m 1.3/79.8/inmfs 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 0l 刀具切入長度 ：1 10.5(2)lD =42mm 刀具切出長度 ：取lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt129041.68min7.jlf 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.92min 2.5.12 工序 12：半精銑 16H11 的槽 機床：X6022 型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 刀具直徑 D=80，齒數(shù) Z=14，寬度 L=16。 切削深度 ：pa1m 根據(jù)參考文獻2表 查得：進給量 ,根據(jù)2.4760.12/famz 參考文獻3表 查得切削速度 ，3023/inV 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，191.5/i.480Vrd 按照參考文獻3表 3.1-74 取 實際切削速度 ：v3.0.4/6Dms 進給量 ：fV.1295/2ffaZn 工作臺每分進給量 ： m.159.6/infV 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 0l 刀具切入長度 ：1 10.5(2)lD =42mm 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt12904.8min5.6jlf 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.41min 本工序機動時間 12.82.ijjtt 2.5.13 工序 13：鉆 20.50 的孔 機床：Z535 立式鉆床 刀具： 20.50 直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻2，表 28-10 可查出f ，查 Z535 立式鉆床說明書，取0.47.5/fmr表 。3/ 根據(jù)參考文獻2表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力 （由1.fr max15690FN 機床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻2，表 28-9，允許的進給量 。.8/f 由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。fff 確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)參考v mP 文獻2 ，表 28-15，由插入法得 ，17/min表 4732N表 ，5.69TNM表 1.5PkW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論 進行修正。 根據(jù)參考文獻2，由表 28-3， ， ，故0.8v.75lv17/in0.8751.2(/in)vm表 0m74.3/i.n rd表 查 Z535 機床說明書，取 。實際切削速度為/ir 20.51n1.26/min1nv 由參考文獻2，表 28-5， ，故0MFTk 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 47321.065()FN 5.94.8Tm 校驗機床功率 切削功率 為mP /)MPnk表（ 1.2(5/26)1.05WkW 機床有效功率 4.0.83E m 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，02.5dm./fr175/inr1.2/minv 相應(yīng)地 ， ，16FN4.8T.0mPk 切削工時 被切削層長度 ：l32 刀具切入長度 ：1 1 0.5()126.92rDlctgkctg 刀具切出長度 ： 取lm42 ml3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt36.90.5in17jLnf 查參考文獻1，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.58min 2.5.14 工序 14：攻 M221.5 的螺紋 機床：Z535 立式鉆床 刀具：細柄機用絲錐（ ）2.5M 進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量f mp1rmf/5.1 切削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4-105，取Vin/8./14.0sm 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取08.2./in34Vrd3/inr 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取01/innr 實際切削速度 ： 0.10.5/6ms 被切削層長度 ：l32m 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 刀具切入長度 ：1l4.5m 刀具切出長度 ：20 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt 12034.52.037min1jllfnf 查參考文獻1，表 2.5-41 工步輔助時間為：1.33min 2.5.15 工序 15：銑開 60H12 的孔 機床：X6022 型臥式銑床 刀具：中齒鋸片銑刀 刀具直徑 D=80mm，齒數(shù) Z=32，寬度 L=4mm。 切削深度 ：pa12m 根據(jù)參考文獻2表 查得：進給量 ,根據(jù).4760.6/famz 參考文獻3表 查得切削速度 ，302/inV 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，109./i.48Vrd 按照參考文獻3表 3.1-74 取 80 實際切削速度 ：v3.1.3/6Dms 進給量 ：fV0.2/5ffaZn 工作臺每分進給量 ： m.1.6/infV 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 8l 刀具切入長度 ：1 10.5(2)lD =41mm 刀具切出長度 ：取l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt128410.8min53.6jmlf 查參考文獻1，表 2.5-45 工步輔助時間為：1.59min 2.6 本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯 的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一 步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由 它算出機床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算 切削速度、機動時間等。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 23 第 3 章 銑斷銑床夾具設(shè)計 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑斷銑床夾具，該銑斷工序?qū)椎闹行木€ 要滿足對稱度要求以及其銑斷工序兩邊的平行度要求。在銑此銑斷 工序時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考 慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對銑斷工序進行加工前，底平面進行了粗、 精銑加工，孔 進行了鉆、擴、鉸加工， 進行了粗、精鏜加工。2560 因此，定位、夾緊方案有： 方案：選底平面、 工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸 和棱形銷定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。 方案：選一面兩銷定位方式， 工藝孔用短圓柱銷， 用2525 棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 分析比較上面二種方案：方案中的心軸夾緊、定位是不正確 的。最終選擇方案。 圖 3.1 定位基準(zhǔn) 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方 式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即為撥叉底平面；兩銷為 的短圓柱銷和 的棱形銷。2525 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 3.3 切削力及夾緊分析計算 （1）刀具： 高速鋼錯齒三面刃銑刀 4 機床： 萬能銑床 由3 所列公式 得 FV zwqueyXpFndafC0 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) 0.1vk 3F83.FFX z=24 65.0yuPa0Fw 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 4321K 其中： 為基本安全系數(shù) 1.5 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.12 為刀具鈍化系數(shù) 1.13 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.14K 所以 NF7.15 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中 對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最 后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值， 即： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算： 6543210 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻 560K 121 可知其公式參數(shù)： 123456.,.,1.0,3 由此可得： ...310.56 所以 845()KWFN 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、 操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 查參考文獻51226 可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾 緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻5可查得： 6.2.76zr900529 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夾緊力： 04. 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受 力簡圖如 2.1. 由表 得：原動力計算公式 261001KLWl 即： 0478.23.932.75()KWLNl 由上述計算易得： K 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、 操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 3.4 誤差分析與計算 該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為 。為了滿0.5126 足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī) 定的尺寸公差。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 gwj 與機床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻5可得： 兩定位銷的定位誤差 ： 由加工工藝孔工序簡圖可知兩工藝孔中心距 。gL254gLm 由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為 mLg03.1 所以兩工藝孔的中心距為 ，而兩工藝孔尺寸為2540.3m ， 。0.2750.27 根據(jù)機床夾具設(shè)計手冊削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下： 定 位 銷 中 心 距基 準(zhǔn) 孔 中 心 距 圖 3.2 兩銷分析圖 （1） 、確定兩定位銷中心距尺寸 及其偏差xLLx = =xg254m LmLg01.3.1)3( （2） 、確定圓柱銷直徑 及其公差1d1d （ 基準(zhǔn)孔最小直徑）25D1D 取 f61d 所以圓柱銷尺寸為 0.634m （3） 、削邊銷的寬度 b 和 B （由機床夾具設(shè)計手冊 ） 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 mb41523Bm （4） 、削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 式（5-1）2 12)(DLgx 其中： 基準(zhǔn)孔最小直徑 圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間D1 隙 代入數(shù)據(jù)由公式（5-1）得 m018.12)7.03.(42 （5） 、削邊銷直徑 及其公差d 225.4.92D 按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為 ，則削邊銷的定位6h 圓柱部分定位直徑尺寸為 。0.98 （6） 、補償值 mLxg 032.8.13.21min 夾緊誤差 ： cos)(iaxyj 其中接觸變形位移值： 1()9.62nHBZyRaZkNl 查5表 1215 有 。 10.4,0.6,.42,07RazHBKCncos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj5. 夾具相對刀具位置誤差： 取AD1. 誤差總和： 0.853jw 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 3.5 零、部件的設(shè)計與選用 3.5.1 定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如下表： 表 3.1 定位銷 D d H 公稱尺寸 允差 1 h1b1dC1 25 16 15 0.011 22 5 1 4 M12 4 表 3.2 定位棱銷 d d H 公稱尺寸 允差 Lh1b1C1 25 20 22 +0.034 0.02 3 65 5 3 8 1 6 1.5 3.5.2 夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表 3.3： 表 3.3 移動壓板 公稱直徑 L BHlb1dK 6 45 20 8 19 6.6 7 M6 5 3.5.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡 可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定 向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷， 加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：o 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 3.4： 表 3.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公稱尺 寸 允差 d 允差 4 L H h D 1 公稱尺 寸 允差 D 2h 18 0.012 0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 3.4 所示： 標(biāo) 記四 周 倒 圓 圖 3.4 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 3.5： 表 3.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 0.006 0.25 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 圖 3.5 裝配圖 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾 緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費