CA6140車床撥叉零件的機械加工工藝及鉆φ22花鍵底孔專用夾具設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】
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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 16
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計
題 目：“CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及鉆?22花鍵底孔專用夾具設(shè)計
班 級：機械11-2班
姓 名： 索江偉
指導(dǎo)教師： 劉宏梅
完成日期：2014年6月30日
16
一、設(shè)計題目 “CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及鉆?22花鍵底孔專用夾具設(shè)計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）
三、上交材料
1．繪制零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機械加工工藝過程綜合卡片 1套
4．編制機械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工藝卡片） 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．編寫課程設(shè)計說明書（約5000-8000字）。 1份
四、進度安排
本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的機械加工工藝卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設(shè)計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導(dǎo)教師評語
該同學(xué)在課程設(shè)計過程中表現(xiàn) 認(rèn)真，工藝路線
夾具設(shè)計方案 ，說明書及圖紙質(zhì)量 ，綜合
評定其成績?yōu)? 。
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
本學(xué)期我設(shè)計的題目是CA6140車床撥叉及鉆?22+0.280花鍵底孔的夾具設(shè)計，其中包括零件圖、毛坯圖、夾具裝
配圖和夾具中一個零件圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張還有課程設(shè)計說明書的編寫。首先我們要熟悉零件和了解其作用，它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定撥叉的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖，最后編寫課程設(shè)計說明書。?
通過這次課程設(shè)計，我能夠了解并認(rèn)識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
Abstract
This??time??I?design??the?lathes??of??the??shift??forks??CA6140and its 22 spline base holediameter,?including?that?the?part?pursuing?,?the?blank?pursues?,?assembling?pursues?,?the?machine?work?procedure?card?the?working?procedure?card?every?sheet??.We?should??know?the??part?very?well?and?know?its??effect?first?,?it?is?worked?in?the?organization?which??is??used?for?change?the?speed?in??a??lathe,?and??the?mainly?role?of??the??part?is??alter?the??speed.?Then,?we??design?the?dimension??of??the??blank?and?instrument?process?a?margin??of??the??part??according?to?part?character?and??the??harshness??of??each??face?.Finally,?I?design??the??handicrafts?route?picture?of??the?shift??forks,?work?out?the?fastening?motion?scheme?being?workpiece's?turn?,?draw?up?clamp?assembling?picture.?
???As?far?as?my?individual?be?concerned,?I??want?to?know?the?general?productive??technology?of?machine?part?,?consolidating??and??deepening?the?knowledge?of?basic?course?and?specialized?course?what?I?have?already?learned?,?integrates?theory?with?practice,?and??improve?the??ability?to?solve?problems,?what’s??more?,?striking?the?basis??for?the??future?work?and?the?following??course’s??studying?
目 錄
序言 1
1零件的分析 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的工藝分析 1
2零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.1毛坯的選擇 2
2.2基準(zhǔn)的選擇 2
2.3工藝路線的擬定 3
2.3.1毛零件表面加工方法 3
2.3.2加工時段的劃分 3
2.3.3工序的集中與分散 4
2.4制訂工藝路線及選擇加工設(shè)備與工藝裝備 4
2.5機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
5
2.5.1毛坯余量及尺寸的確定 5
2.5.2確定機械加工余量和工序尺寸及切削用量
及間定額的計算 5
3夾具的設(shè)計 11
3.1問題的提出 11
3.2定位方案的確定 12
3.3切削力及夾緊力計算 12
3.4 定位誤差分析 14
3.5 引導(dǎo)元件的設(shè)計 15
3.6夾具操作及維護簡要說明 15
4體會與張望 15
參考文獻
序言
機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。
我希望能通過這次課程設(shè)計加深一下對先前學(xué)過的專業(yè)知識的理解和運用，培養(yǎng)獨立的分析和解決工程實踐問題的能力和熟悉并運用手冊、規(guī)程及圖表資料編寫技術(shù)文件的基本技能，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。
1零件的分析
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(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。撥叉頭以?22+0.280孔套在變速叉軸上，并用花鍵與變速叉軸連接，撥叉教夾在變換齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動齒輪在化簡軸上滑動以變換檔位，從而改變主軸轉(zhuǎn)速。該零件的主要工作表面為叉軸孔?22+0.280，撥叉腳內(nèi)表面及操縱槽。撥叉在變換檔位時要承受彎曲應(yīng)力及沖擊載荷作用，因此該零件應(yīng)有足夠強度，剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。
1.2零件的工藝分析
該撥叉的需要加工部位技術(shù)要求 通過對撥叉零件圖分析，主要加工部位見如下表:
項目
公差等級
偏差（mm）
粗糙度
定位基準(zhǔn)
?25的六齒方花鍵孔
IT12
+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
右端面
尺寸18的槽
IT6
+0.012
0
3.2
右端面
另外確定該撥叉生產(chǎn)類型 根據(jù)要求，該零件為中批或大批量生產(chǎn)
2零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1毛坯的選擇
零件材料HT200、考慮到此零件的工作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，因為有較高的精度要求所以選用熔模鑄造
2.2基準(zhǔn)的選擇
2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有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為粗基準(zhǔn)。并且作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，無毛刺，飛邊或其他表面缺陷。該零件屬于一般軸類零件，選用撥叉頭左端面及?40mm外圓面做粗基準(zhǔn)。采用?40mm的外圓面定位加工內(nèi)孔可保證壁厚均勻，采用撥叉頭左端面A面做粗基準(zhǔn)加工右端面可為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。
2.2.2精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。根據(jù)該撥叉零件圖的技術(shù)要求及裝配要求，選擇撥叉頭的右端面和叉軸孔?220+0.28作為精基準(zhǔn)。因為零件上很多表面都可以用它們做基準(zhǔn)進行加工，叉軸孔?220+0.28的軸線使設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)加工操縱槽上表面及下表面，以及叉腳內(nèi)表面。撥叉頭右端面作精基準(zhǔn)遵循了基準(zhǔn)重合原則，因為該撥叉在軸向的尺寸多以該端面為設(shè)計基準(zhǔn)。
2.3工藝路線的擬定
2.3.1零件表面加工方法選擇
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(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》確定各表面加工方案，如下表所示。
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度
加工方案
40X28表面?
IT8
3.2?
粗銑—半精銑
右端面
IT8
3.2
粗車—半精車
?22的花鍵底孔
IT12
6.3
鉆孔—擴孔
兩端的2*15倒角
6.3
锪倒角
?25花鍵孔
IT9
3.2
拉削
尺寸8的槽
IT9
1.6
銑削?
尺寸18的槽
IT6?
3.2?
粗銑—精磨
2.3.2加工時段的劃分
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(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工和精加工階段。在粗加工階段，以Φ40的外圓表面為粗基準(zhǔn)將精基準(zhǔn)右端面（A面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；粗銑撥叉B面（28?X?40平面）粗銑尺寸18的槽。半精加工階段，半精銑40X28表面,粗車右端面和完成撥叉?22㎜孔的鉆、擴加工并進行花鍵槽的拉削加工；精加工階段進行撥叉?18㎜的磨削加工；進行B面的精銑；銑B面尺寸為8的槽
2.3.3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(shè)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
2.4制訂工藝路線及選擇加工設(shè)備與工藝裝備
通過對撥叉工藝路線的分析，參照有關(guān)文件確定各工序的加工設(shè)備及工藝裝備，見如下圖：
工序號
工序名稱
機床設(shè)備
刀具及量具
1
粗車右端面
轉(zhuǎn)塔式六角車床
90度車刀、游標(biāo)卡尺
2
精車右端面
轉(zhuǎn)塔式六角車床
90度車刀、游標(biāo)卡尺
3
鉆花鍵孔
立式鉆床
Ф20中心鉆、游標(biāo)卡尺
4
擴花鍵孔
立式擴床
Ф21擴孔鉆、游標(biāo)卡尺
5
倒角2x15°
轉(zhuǎn)塔式六角車床
45度偏刀、游標(biāo)卡尺
6
拉六齒方型花鍵
立式拉床
高速鋼拉刀、游標(biāo)卡尺
7
銑800。03mm的槽
X62W銑床
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊
8
銑1800。12mm槽
X62W銑床
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊
9
磨寬為1800。12mm的槽
磨床
砂輪、量塊
10
去毛刺
鉗工臺
平銼
11
清洗
清洗機
12
終檢
塞規(guī)、卡尺等
2.5機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
2.5.1毛坯余量及尺寸的確定?
1.?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?220+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Φ20mm，擴孔Φ21mm，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?2Ζ=1mm?
2.?右端面的加工余量。?
此工序分2個工步1、粗銑右端面????2、精銑右端面。精加工余量為0.2mm，粗銑加工余量為2.8mm?
2.5.2?確定機械加工余量和工序尺寸及切削用量及間定額的計算
工序1：車撥叉右端面?
加工條件：?
工件材料：灰口鑄鐵HT200。??σb=145MPa。鑄造。?
加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸，Ra=3.2μm?
機床：車床CA6140?
刀具：硬質(zhì)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3±0.8mm?。實際端面的最大加工余量為3.8mm?。
故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差I(lǐng)T?１２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(dāng)?shù)稐U尺寸為?
16mm325mm,ａｅ≤３mm時，以及工件直徑為Φ60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取Φ60mm）??=0.6-0.8mm/ｒ.?
按CA6140車床說明書?取?=0.61mm/n。?
由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.75—0.85??所以：?實際進給量：f=0.6130.8=0.488mm/ｒ?按CA6140車床說明書?
?＝0.48ｍｍ／ｒ?
（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=60min）??????????V=Cv/(Tm2ap?xv2f?yv)?2kv?
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/(?600.2220.1520.53?0.4)?21.1520.820.820.8120.97=46.9(m/min)?
（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速???ns=1000vc/pdw=229.8（r/min）?
按CA6140?車床說明書?ｎ＝200?r／min?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+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）?
工序2：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=0.15－0.25mm/r?按CA6140?車床說明書，ｆ＝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=60min）?
V?=Cv/(Tm2ap?xv2f?yv)?2kv?
=158/(?600.2220.1520.16?0.4)?21.1520.820.820.8120.97??=83.85(m/min)?
（3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速.?nw=1000vc/?pdw?=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=22.5/400x0.16=0.35
（min）[?由于下一道工序是鉆孔，所以留下?22mm臺階，?所以L=(65-20)/2=22.5mm? L1=3.L2=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3鉆花鍵孔
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、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。按C3163-1 車床說明書 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 由機床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min
ｄ、 基本工時，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)
工序4 擴花鍵孔
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)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，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進給。
工序5 車倒角
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。
檢驗機床功率 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 ?。校悖?.4kw
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求
鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21
當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ?。妫?.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C３１６３－１ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要
工序6 拉花鍵孔
單面齒升：根據(jù)有關(guān)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=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
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
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)
工序7 銑削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm
加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（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0-0.3 。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
4) 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=(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
1) 機床功率：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) 基本工時基本工時根據(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8 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，加工余量23mm
由于此工步的設(shè)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=(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)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)
工序9 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(見機床說明書)，
v砂=2.5m/s
進給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm
3) 切削工時。當(dāng)加工1個表面時
Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min
3夾具的設(shè)計
3.1問題的提出
加工表面為?22+0.280孔，在給定的零件中，對本步加工的位置公差并未提出具體的要求，但也要保證一定的同軸度誤差使壁厚均勻。因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。查表可得27尺寸公差△=0.033mm.
3.2定位方案的確定：
根據(jù)加工工序及零件圖，加工尺寸，為確保加工尺寸孔跟外圓柱的同軸度在垂直加工方向上，不能產(chǎn)生移動跟轉(zhuǎn)動。由于 ?40外圓有與肋板相交部分，形狀特殊也得限制其沿加工方向的移動和轉(zhuǎn)動。所以定位方案以弓箭的上端面和右端面為定位基準(zhǔn)平面與支承釘實現(xiàn)5點定位，再通過快速螺旋夾緊機構(gòu)推動活動V型塊壓頭夾緊工件。最終實現(xiàn)六點定位，屬于完全定位。
3.3 切削力及夾緊力計算
1） 計算切削力
，由金屬切削原理及刀具P120查得：材料HT200，刀具為高速鋼時
，把數(shù)據(jù)代入公式可得：
Ff = 3376 N
,由金屬切削原理及刀具P120查得：材料HT200，刀具為高速鋼時，
把數(shù)據(jù)代入公式可得：
2） 估算夾緊力
由扭矩M=33 可得，F(xiàn)=412.5N，由機械制造工藝學(xué)P276表6-2可知 故 FN=2063.5N , 則 Fj=2916N
實際夾緊力
其中安全系數(shù)
由《機械工藝手冊》查得：
基本安全系數(shù)
加工性能為粗加工
刀具為高速鋼麻花鉆，刀具材料為HT200
切削性能為連續(xù)切削
夾緊方式為手動夾緊
夾緊時手柄位置操作方便
工件與支撐面接觸點確定
，
對于螺旋夾緊機構(gòu)，由《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》P485可查得，螺旋夾緊機構(gòu)的所需夾緊轉(zhuǎn)矩計算公式為：
式中T為應(yīng)加在螺旋夾緊機構(gòu)上的夾緊轉(zhuǎn)矩，Q為夾緊力，r為螺紋的平均半徑，為螺紋升角，本裝置中的快速螺旋夾緊機構(gòu)螺紋升角為4.5度，摩擦角一般取10度，f1為支撐表面摩擦系數(shù)，為計算力臂，由于支承釘與活動V型塊為點接觸。故為0，通過計算可得：
故工人所施加的力
一般工人所能扳動的力為300N，手柄長為150mm，故工人所能施加的轉(zhuǎn)矩為，故此裝置設(shè)計合理。力矩施加示意圖如下圖示：
3.4 定位誤差分析
使用夾具的時候，加工表面的位置誤差與夾具在機床的位置以及工件在夾具中位置密切相關(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。由于定位基準(zhǔn)與工件工序基準(zhǔn)不重合，所以存在基準(zhǔn)不成和誤差，查表，定位誤差為：D=△=0.033mm.
T=0.28mm 可得D小于三分之一倍的T。滿足定位誤差的要求，所以定位方案可行。
3.5引導(dǎo)元件的設(shè)計
引導(dǎo)裝置是在鉆、鏜類機床上加工孔和孔系時做刀具導(dǎo)向作用的。引導(dǎo)元件可以提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。因此選用快換鉆套，便于磨損后快速更換，更具《機床夾具設(shè)計手冊》可知其具體參數(shù)。
3.6夾具操作及維護簡要說明
本夾具用在立式鉆床Z535用于鉆擴22孔，工件以撥叉右端面，40外圓為定位基準(zhǔn)，在底面支撐板，固定V型塊及活動V型塊共同作用下實現(xiàn)完全定位。夾緊時，旋動右側(cè)螺旋夾緊裝置推動活動v型塊即可夾緊工件。
4體會與展望
為期三周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，在老師的指導(dǎo)下，我按時完成了設(shè)計任務(wù)，課程設(shè)計作為《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，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(xí)中的感性認(rèn)識。本設(shè)計采用了快換鉆套和手動螺旋快速夾緊機構(gòu)，從而大大提高了由于鉆、擴孔而頻繁換鉆套的生產(chǎn)效率，夾具的加工精度都采用普通級，充分考慮了制造成本。缺點是本設(shè)計的操作需要人力，所以在生產(chǎn)自動化方面有待改進。
通過本次課程設(shè)計，使我將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，得到了解決問題和分析問題的能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進行一次綜合訓(xùn)練。
本次課程設(shè)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(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。
通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計，使我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(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正
參考文獻
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