CA6140車床零件撥叉加工工藝及加工端面的工裝設(shè)計(jì)

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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共6頁 第1頁 車間 工序號(hào) 工序名 材料牌 機(jī) 20 銑 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 通用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑左端面 銑刀，游標(biāo)卡尺，通用夾具 200 40.8 0.53 2.8 1 0.1 0.5 底圖號(hào) 裝訂號(hào) 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 8  機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共6頁 第1頁 車間 工序號(hào) 工序名 材料牌 機(jī) 20 銑 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 通用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 機(jī)動(dòng) 輔助 底圖號(hào) 2 銑右端面 銑刀，游標(biāo)卡尺，通用夾具 200 40.8 0.53 2.8 1 0.1 0.5 3 裝訂號(hào) 4 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期  機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共6頁 第1頁 車間 工序號(hào) 工序名 材料牌 機(jī) 20 鉆 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 通用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 機(jī)動(dòng) 輔助 底圖號(hào) 2 鉆花鍵底孔 Ф20中心鉆，游標(biāo)卡尺，通用夾具 280 17 0.62 20 1 0..35 3 擴(kuò)花鍵底孔 Ф21擴(kuò)孔鉆，游標(biāo)卡尺，通用夾具 280 17 0.62 1 1 0.32 裝訂號(hào) 4 倒角2x15° 45度偏刀，通用夾具 2 1 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期  機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共6頁 第2頁 車間 工序號(hào) 工序名 材料牌 機(jī) 30 拉 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 拉床 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 通用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 機(jī)動(dòng) 輔助 1 拉六齒方型花鍵 高速鋼拉刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具 290 0.06 0.06 1 1 0.13 底圖號(hào) 裝訂號(hào) 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期  機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共6頁 第3頁 車間 工序號(hào) 工序名 材料牌 機(jī) 40 銑 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X52K 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 通用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 機(jī)動(dòng) 輔助 1 粗銑B面 高速鋼面銑刀，游標(biāo)卡尺，通用夾具 160 23.7 0.6 3 1 0.525 0.5 底圖號(hào) 2. 精銑B面 210 33.1 0.512 0.2 1 0.336 裝訂號(hào) 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期  機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共6頁 第 4頁 車間 工序號(hào) 工序名 材料牌 機(jī) 50 銑 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X62W 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 通用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑800。03mm的槽 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺，通用夾具 375 74.2 0.018 8 1 0.49 1.9 底圖號(hào) 裝訂號(hào) 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期  機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共6頁 第5頁 車間 工序號(hào) 工序名 材料牌 機(jī) 80 銑 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X62W 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑1800。12mm 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀，量塊，專用夾具 300 94.2 0.02 22.9 1 0.537 底圖號(hào) 裝訂號(hào) 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期  機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共6頁 第6頁 車間 工序號(hào) 工序名 材料牌 機(jī) 90 磨 HT200 毛坯種類 毛胚外形尺寸 每毛坯可制作件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 磨床 M114W 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 描圖 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 描校 機(jī)動(dòng) 輔助 1 磨寬為1800。12mm的槽 GZ46KV6P350×40×127磨刀，量塊 3000 2.5 50 0.5 1 3.1 底圖號(hào) 裝訂號(hào) 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 831005 產(chǎn)品名稱 撥叉 零件名稱 撥叉 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號(hào) HT200 毛 坯 種 類 鑄 件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 中批生產(chǎn) 工序號(hào) 工序名 稱 工序內(nèi)容 車 間 工 段 設(shè)備 工藝裝備 工 時(shí)（分） 準(zhǔn)終 單件 10 鑄造 鑄造毛坯 ，時(shí)效處理 20 銑 銑左端面 機(jī) 二 銑床X52K 銑刀，游標(biāo)卡尺，通用夾具 0.33 30 銑 銑右端面 機(jī) 二 銑床X52K 銑刀，游標(biāo)卡尺，通用夾具 0.33 40 鉆 鉆花鍵底孔 機(jī) 二 鉆床Z525 Ф20中心鉆，游標(biāo)卡尺，通用夾具 0.32 50 鉆 擴(kuò)花鍵底孔 機(jī) 二 鉆床Z525 Ф21擴(kuò)孔鉆，游標(biāo)卡尺，通用夾具 0.32 60 倒角 倒角2x15° 機(jī) 二 鉆床Z525 45度偏刀，通用夾具 70 拉 拉六齒方型花鍵 機(jī) 二 拉床 高速鋼拉刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具 0.13 80 銑 粗銑B面 機(jī) 二 銑床X62W 高速鋼面銑刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具 0.525 90 銑 精銑B面 機(jī) 二 銑床X62W 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具 0.536 100 銑 銑800。03mm的槽 機(jī) 二 銑床X62W 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀，量塊，專用夾具 0.49 110 銑 銑1800。12mm 機(jī) 二 銑床X62W 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀，量塊，專用夾具 0.537 120 磨 磨寬為1800。12mm的槽 機(jī) 二 磨床M114W GZ46KV6P350×40×127，量塊 3.1 130 鉗 去毛刺 140 檢 檢驗(yàn)入庫 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 1 1 課程設(shè)計(jì)（論文）說明書 作 者： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 撥叉加工工藝及加工端面的工裝設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 評閱者： 年 月 2 摘 要 此次設(shè)計(jì)是對撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄件，具有體積小，零 件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn) 來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具,并以操作簡單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，方便且能滿足要求。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件 的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接 著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用 量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊 元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的 定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞 撥叉，加工工藝，專用夾具，設(shè)計(jì) 3 Abstract With the development of industrial production, a variety of needs-clamp technique. On the one hand, due to the welding process development of industrial production made high demands on the other hand, science and technology, in order to improve the development of welding technology has opened up new avenues. In order to meet the needs of China's modernization, believe clamp technique will be more rapid development, and play a more important role in the development of industrial production. Parts fork foundation dedicated fixture design process planning and process design. Fork portion of the outer surface of the main processing, the stepped surface and the bore. In general, to ensure the machining accuracy of the machining accuracy of the plane than to ensure easy. Therefore, the first principle to follow trough surface design. Process and clear the hole and the plane is divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. After the first series of supporting hole machining flat top position, except that each process subsequent arrangements for dealing with the process of the hole with the top surface and other machining operations mainly deal with the positioning holes and planes. The use of special fixtures, jigs, fixtures clamping, automatic folder more choices, reliable clamping mechanism is not self-locking. Therefore, high production efficiency. For high-volume production lines. Able to meet the design requirements. 目 錄 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 銑 40X47 端面夾具設(shè)計(jì) 12 3.1 研究原始質(zhì)料 12 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 12 3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 .13 3.4 誤差分析與計(jì)算 .14 3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 .15 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .16 總 結(jié) .18 致 謝 .19 參 考 文 獻(xiàn) .21 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(shí)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 40X47 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 40X47 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(hào) 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 40X47 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(tái)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 40X47 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(tái)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 銑端面夾具設(shè)計(jì) 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑 40X47 端面，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。 在銑此面時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞 動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定 位，可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動(dòng) V 型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制 的自由度有 3 個(gè)，一個(gè)固定 V 型塊限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制限制一個(gè)自 由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個(gè) 自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了 z 軸的移動(dòng)，z 軸的旋轉(zhuǎn)，y 軸的旋轉(zhuǎn) 三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定 V 型塊限制了 y 軸的移動(dòng)，x 軸的移動(dòng)，一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限 制了 z 軸的旋轉(zhuǎn)，這樣 6 個(gè)自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具：錯(cuò)齒三面刃面銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015??001??頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5?? ''30rK?40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2 由參考文獻(xiàn)[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 0.98.0.135pzFafBzn?? 有： 0.9.8.1.10.12054836.2()N?????? 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(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 14 FKW?? 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn) [5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~ 123456.,.0,1.,3KK?? 由此可得： 0.31.056??? 所以 8415()KWFN? 由于要求提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，所以采用氣動(dòng)夾緊設(shè)計(jì)。 3.3.1 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)要求是做任何設(shè)計(jì)的依據(jù)，氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)要明確氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作和性 能要求，這里一般要考慮以下幾方面： 1）該設(shè)備中，哪些運(yùn)動(dòng)需要液壓或氣壓傳動(dòng)完成，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式及動(dòng)作 幅度； 2）對液壓或氣壓裝置的空間布置、安裝形式、重量、外形尺寸的限制等； 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)載荷形式和大??； 4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度，速度變化范圍以及對運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求； 5）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序，彼此之間的聯(lián)鎖關(guān)系，實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)的操作或控制方 式； 6）自動(dòng)化程度、效率、溫升、安全保護(hù)、制造成本等方面的要求； 7）工作環(huán)境方面的要求，如溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊、防塵、防腐、抗燃性能等； 另外對主機(jī)的功能、用途、工藝流程也必須了解清楚，力求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)更加切合 實(shí)際。 3.3.2 切削力及切削力矩的計(jì)算與分析 對執(zhí)行元件的工況進(jìn)行分析，就是查明每個(gè)執(zhí)行元件在各自工作過程中的速度和 負(fù)載的變化規(guī)律。通常是求出一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值列表表示，必要 時(shí)還應(yīng)作出速度、負(fù)載隨時(shí)間（或位移）變化的曲線圖（稱為速度循環(huán)圖、負(fù)載循環(huán) 圖和功率循環(huán)圖） 。 在一般情況下，液壓和氣壓系統(tǒng)中氣缸承受的負(fù)載由六部分組成，即工作負(fù)載、 導(dǎo)軌摩擦負(fù)載、功率、慣性負(fù)載、重力負(fù)載、密封負(fù)載和背壓負(fù)載，前五項(xiàng)構(gòu)成了氣 缸所要克服的機(jī)械總負(fù)載。 這里為了方便起見，只是將銑削時(shí)產(chǎn)生的銑削力矩作為氣缸的工作負(fù)載，其余的 負(fù)載這里沒有考慮（只需要按照一定的工作方式進(jìn)行計(jì)算即可） 。 根據(jù)加工需要，該系統(tǒng)的工作循環(huán)也較為簡單：快速前進(jìn)—快速后退—原位停止。 15 根據(jù)調(diào)查研究和工作系統(tǒng)要求，快速前進(jìn)和快速后退的速度約為 4.5m/min，不考 慮換向及啟動(dòng)時(shí)間、動(dòng)靜摩擦系數(shù)等因素，氣缸的機(jī)械效率 η 取 0.9。 由于本道工序主要完成花鍵孔的兩端面加工，為后續(xù)花鍵孔的加工提供良好的基 準(zhǔn)，且在銑削過程中由于銑刀所產(chǎn)生的銑削力對工件的附加轉(zhuǎn)矩會(huì)造成工件的加工誤 差，因而必須對工件所受的銑削力和銑削力矩進(jìn)行計(jì)算分析，從而設(shè)計(jì)出符合要求的 夾緊裝置。 對氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是以銑削力矩為主進(jìn)行理論計(jì)算，以工件加工中所需的夾 緊力來設(shè)計(jì)氣缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)工件快速裝夾所需要的行程來確定氣缸的理論行 程，因而需要對工件所受的夾緊力和夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 1）切削力的計(jì)算 切削力的計(jì)算可通過試驗(yàn)的方法，測出各種影響因素變化是的切削力數(shù)據(jù)，加以 處理得到的反映各因素與切削力關(guān)系的表達(dá)式，稱為切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。在實(shí)際 中使用的切削力經(jīng)驗(yàn)公式有兩種：一是指數(shù)公式；二是單位切削力。這里為了方便起 見，以單位切削力進(jìn)行切削力的計(jì)算。單位切削力是指單位切削面積上的主切削力， 用 kc表示。 由《切削手冊》得主切削力公式： c 0F9.81 /60FFFFFFZXYFpfeCaaZdnk?????????? 式中：C F、X F、Y F、μ F、ω F 是指切削用量的系數(shù)和指數(shù)，可查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊； ap---銑削深度，mm； af---每齒進(jìn)給量，mm/Z； ae—銑削寬度，mm； Z---銑刀齒數(shù)， n---銑刀每秒轉(zhuǎn)速，m/s ； d0---切削寬度，mm； kFZ---切削條件改變時(shí)的修正系數(shù)； 代入數(shù)據(jù)可得工件所受的切削力： Fc=3305N。 2）由《切削手冊》得銑削力矩公式： 3c0Md/1Z?? 式中：M---銑削力矩， N?mm；Fc--- 銑削力，N； d0---切削寬度，mm；Z--- 銑刀齒數(shù)， 代入數(shù)據(jù)可得：M=2079660 N?mm. 在夾具設(shè)計(jì)時(shí)采用了由氣缸帶動(dòng)兩個(gè)定 V 形塊及一個(gè)活動(dòng)的 V 形塊對工件實(shí)施夾 緊，工件所需要的夾緊力是由這個(gè)氣缸提供的，因此需要計(jì)算氣缸所受的負(fù)載，氣缸 所應(yīng)提供的夾緊力 F 夾緊情況來進(jìn)行計(jì)算。ML?? 式中：M---銑削力矩， N?mm； F---夾緊力， N； 16 L—力臂，mm； 代入數(shù)據(jù)可得：F=18906N。 3.3.3、 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）初選氣缸的工作壓力 [16] 工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成 本，甚至整個(gè)系統(tǒng)的功能。 在此氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)中，因采用企業(yè)氣源作為動(dòng)力，一般空氣的壓力為 0.5~0.8Mpa。所以選定工作壓力為0.5Mpa 。 2）確定氣缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 本氣缸采用單向作用氣缸。最大負(fù)載即為上面所求值，F(xiàn)=18906N， 其缸徑計(jì)算公式為: 26441890D.317035F mp? ????? 式中:F - 活塞桿上的推力，N - -氣缸工作壓力，MPaP D---氣缸缸體直徑，m 查設(shè)計(jì) [8]手冊，按氣缸內(nèi)徑系列將以上計(jì)算值圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取D=63mm。 由 ,可得活塞桿直徑:3.02/??Dd mDd5.193).02(??? 圓整后，取活塞桿直徑 校核，按公式md18][)4/(21???dF 有: 5.0])[/14(??F? 其中，[ ] ，MPa2N701 則: 5.0)/9(?d18.2?? 滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。 3）缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小 于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算: ][2/??pDP? 式中:δ- 缸筒壁厚，mm - 氣缸內(nèi)徑，mm - 實(shí)驗(yàn)壓力，取 , Pap Pp5.1? 材料為:ZL3,[ ]=3MPa? 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: ][2/?pDP?)(5.6)103(65m?? 17 取 ，則缸筒外徑為:m5.7?? )(8025.761mD??? 4）活塞行程的確定 由夾具設(shè)計(jì)中對零件進(jìn)行裝夾的移動(dòng)距離可知，為了便于工件的裝夾，移動(dòng)壓板 所需要的行程為15mm，氣缸裝在移動(dòng)夾板的另一端，由杠桿原理可知，氣缸移動(dòng)的距 離不小于是25mm，為了確保氣缸安全工作，取氣缸的工作行程為25mm。 5）氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖擬定 由于只有一個(gè)工作氣缸，且氣缸的快速前進(jìn)和快速后退速度可取相同，并沒有采 用多種工速，因而氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖相對簡單，其傳動(dòng)原理圖如圖4.2所示，所需要的氣 動(dòng)元件規(guī)格如表3-1所示。 各通行機(jī)構(gòu)的調(diào)速，這種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單效果好。如平臂伸縮氣缸在接近 氣缸處安裝兩個(gè)快速排氣閥，可加快啟動(dòng)速度，也可調(diào)節(jié)全程的速度。氣液傳送器氣 缸的排氣節(jié)流，可用來調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器 [18]的背壓大小。 為簡化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸緩沖均采用液壓緩沖器 [10]，這樣 可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。 電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸速度，行程，尺寸計(jì)算出所需壓縮空氣流量， 與選用的電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應(yīng)來確定的。 序號(hào) 型號(hào)規(guī)格 名稱 數(shù)量 1 QF-44 手動(dòng)截止閥 1 2 儲(chǔ)氣缸 1 3 QSL-26-S1 分水濾氣器 1 4 QTY-20-S1 減壓閥 1 5 QIU-20-S1 油霧器 1 6 YJ-1 壓力繼電器 1 7 24D2H-10-S1 二位五通電磁滑閥 1 圖 4.2 氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖 [9] 表 氣路元件表 18 8 單向節(jié)流閥 1 9 QGSC D-63X25-25-K-LB 氣缸 1 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 氣缸的參考資料，網(wǎng)址： 3.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一面兩 V 形塊定位，為了滿足工序的加工要求，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。 gwj???? 與機(jī)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(xiàn)[5]可得： ⑴ 兩 V 型塊定位誤差 ： 11minDWd?????? 1 2min2i. dJWarctgL???? 其中： ，10.52D?20D?? ，d?.3d ， min?min4 ⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inaxyj?? 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNcl?? 查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym??? ⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?5. ⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw???? 19 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個(gè)一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。 通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺(tái)的 T 型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺(tái)的進(jìn)給方 向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時(shí)，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷， 加強(qiáng)加工夾具牢固。 根據(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：×o 圖 2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4： 表 5.4 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 14 ～ 0.012 ～0 .035 2 5 1 2 4 1 2 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置。 20 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示： 標(biāo) 記四 周 倒 圓× 圖 2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5： 表 2.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 ～0.006 0.25 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 當(dāng)夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊 的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí) 比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛 的應(yīng)用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺 旋夾緊機(jī)構(gòu)） 。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾 緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取 21 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(shí)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(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)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。 22 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(shí)融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，是課本知識(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)是真正的貧乏，自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知 識(shí)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 23 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。 24 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?？茖W(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］ 。化學(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］ 。上海科學(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