機械制造工藝學(xué)課程CA6140手柄座的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計

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1、燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 第1章、 零件的分析 1.1. 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析 題目所給的零件是CA6140車床的手柄座。它位于車床操作機構(gòu)中，可同時操縱離合器和制動器，即同時控制主軸的開、停、換向和制動。操作過程如下：當(dāng)手把控制手柄座向上扳動時，車床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當(dāng)手把控制手柄座向下扳動時，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)手把在中間位置時，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動斷開，此時齒條軸上的凸

2、起部分正壓在制動器杠桿的下端，制動帶被拉緊，使主鈾制動。 1.2. 零件的工藝分析 CA6140車床手柄座有多處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1．以為中心的加工表面 這一組的加工表面有的孔，以及下端面，下端面為的圓柱端面；孔壁上有距下端面11mm、與孔中心軸所在前視面呈角的螺紋孔，尺寸為M10-7H，另外還有一個尺寸為6H9的槽，孔與槽的總寬度為27.3H11。 2．以為中心的加工表面 該組的加工表面有的螺紋孔(有位置要求)，加工時測量深度為25mm，鉆孔深度為28mm。上孔壁有一個配鉸的錐銷通孔，該通孔有位置要求。 3．以為中心的加工表面 本組的加工表面有的

3、孔(兩個)，及其兩個內(nèi)端面(對稱)，兩端面均有位置要求，端面之間的距離為mm。，孔除了有位置要求以外還有平行度的形狀公差要求(與孔壁之間的平行度公差為) 4．以為中心的加工表面 這組的加工表面有的孔，該孔通至上的槽，并有位置要求。 由上面的分析可知，加工時應(yīng)先加工完一組表面，再以這組加工后的表面為基準(zhǔn)加工另外一組。 共30頁 第32頁 第2章、 手柄座的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1. 毛坯的選擇 零件材料為HT200。手柄座在使用過程中不經(jīng)常的變動，它的只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過程中的精度保證很重要，它對工件

4、的定位有一定的保證作用。 2.2. 基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。 (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粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取孔的下端面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊分別支承和作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。 (2)精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)

5、該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算。 2.3. 工藝路線的擬定 制定工藝路線得出發(fā)點,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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率?？紤]到先面后孔的加工原則，合理具體加工工藝如下： 工序號 工序名稱 機床設(shè)備 刀具 量具 1 半精銑φ45mm圓柱小端面 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 2 鉆,粗鉸，精鉸φ25mm孔 搖臂鉆床Z37 硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆、鉸刀 游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺

6、、塞規(guī) 3 拉鍵槽 拉床 拉刀 游標(biāo)卡尺 4 鉆,粗鉸 ,精鉸φ10mm孔 立式鉆床Z525 復(fù)合麻花鉆、鉸刀 游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺、塞規(guī) 5 粗、精銑槽14mm 臥式銑床X62 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺、塞規(guī) 6 鉆 ,擴，鉸φ14mm孔 立式鉆床Z525 復(fù)合麻花鉆、鉸刀 游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺、塞規(guī) 7 鉆,，攻M10mm螺紋孔 搖臂鉆床Z37 莫氏錐柄階梯麻花鉆、絲錐 卡尺 螺紋塞規(guī) 8 鉆，鉸φ5mm圓錐孔 立式鉆床Z525 麻花鉆、錐柄機用1：50錐度銷子鉸刀 內(nèi)徑千分尺、塞規(guī) 9 鉆,鉸φ5.5mm孔 立式鉆床

7、Z525 麻花鉆、鉸刀 內(nèi)徑千分尺、塞規(guī) 10 鉗工臺 平銼 11 清洗 清洗機 12 終檢 游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)、螺紋塞規(guī) 2.4. 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “手柄座”零件材料為鑄鐵，硬度為HBS65～87，毛坯的重量約為1Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄模。相關(guān)數(shù)據(jù)參見零件圖。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1．外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（端面）。 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取端面長度余量均為

8、2.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1mm 精銑 0.2mm 2．內(nèi)孔 查《工藝手冊》表2.2～2.5，取已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為21mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 2mm 擴孔 0.125mm 3．其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 2.5. 切削用量及工時定額的確定 2.5.1. 工序1：半精銑手柄座左端面A（45mm外圓凸臺端面） (1) 背吃刀量的確定 ap=1.4mm。 (2) 進給量的確定 由參考文獻【2】表2.1-

9、73按表面粗糙度Ra3.2mm的條件選取該工序的每轉(zhuǎn)進給量f=0.5～1.2mm/r，則每分鐘進給量為： fMz=fzzn=f n=(0.5~1.2) 10210 mm/min=105~252mm/min 參照參考文獻【1】表4-16所列x51型立式銑床的縱向進給量?。篺Mz=105mm/min。 (3) 切削速度的計算 由參考文獻【2】表2.1-77中公式： 可計算得切削速度。 式中，d0為刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；af為每齒進給量(mm/r)；aw為切削深度(mm)；z為齒數(shù)。 由參考文獻【2】表2.1-76查得：刀具壽命T=180min；

10、由參考文獻【3】表2.1-77查得：Cv =23；qv=0.2；m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.1；pv=0.1；kv=1。 計算得切削速度為：v=50.47m/min。 由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=100050.47/(p80) r/min=200r/min 參照參考文獻【1】表4-15所列x51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度： v=npd/1000=210p80/1000 (m/min)=52.75 m/min 2.5.

11、2. 工序2： 鉆—粗鉸—精鉸25mm孔 (1) 鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=24.5mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【3】表3.4-2選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.35～0.5mm/r；參照參考文獻【1】表4-7所列z37型搖臂鉆床的主軸進給量取f=0.375mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【3】表3.4-8中公式： 可計算得切削速度。 式中，d0為刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；f為進給量(mm/r) 由參考文獻【3】表3.4-7查得：刀具壽命T=75min； 由參考文獻【3】表3.4-8查得：Cv =22.2；m=0.2；xv=

12、0；yv=0.3；zv=0.45； kv=1。 計算得切削速度為：v=54m/min。 由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=100054/(p24.5) r/min=701.9r/min 參照參考文獻【1】表4-6所列z37型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=710r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度： v=npd/1000=710p24.5/1000 (m/min)=54.6 m/min (2) 粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.44mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-31

13、選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.8~0.15mm/r; 參照參考文獻【1】表4-7所列z37型搖臂鉆床的主軸進給量取f=1.0mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-31選取切削速度v=4m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10004/(p24.94) r/min=51r/min 參照參考文獻【1】表4-6所列z37型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=56r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉸削速度： v=npd/1000=56p24.94/1000 (m/min)=4.38m/min

14、 (2) 精鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.06mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-31選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.8~0.15mm/r; 參照參考文獻【1】表4-7所列z37型搖臂鉆床的主軸進給量取f=0.75mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-31選取切削速度v=3m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10003/(p25) r/min=39r/min 參照參考文獻【1】表4-6所列z37型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=45r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工

15、序的實際鉸削速度： v=npd/1000=45p25/1000 (m/min)=3.46 m/min 2.5.3. 工序3：拉鍵槽 (1)背吃刀量的確定 取ap=6mm。 (2)進給量的確定 由參考文獻【1】表5-33選取該工步的每齒進給量f=0.06～0.2mm/z。 (3)切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-34按表面粗糙度Ra1.6mm或公差值0.03～0.05mm，選取IV級拉削速度v=3.5～3m/min；現(xiàn)選取v=3.5m/min。 2.5.4. 工序4: 鉆—粗鉸—精鉸10mm孔 (1) 鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=9.8mm。 2）進給量的確定 由

16、參考文獻【1】表5-22選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.12～0.2mm/r；參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床的主軸進給量取f=0.13mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-22選取切削速度v=18m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=100018/(p9.8) r/min=585r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=545r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度： v=npd/1000=545p9.8/1000 (m

17、/min)=16.77 m/min (2) 粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.16mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-31選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3～0.5mm/r；參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床的主軸進給量取f=0.36mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-31選取切削速度v=3m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10003/(p9.96) r/min=95.9r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=97r/min。再將此轉(zhuǎn)

18、速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉸削速度： v=npd/1000=97p9.96/1000 (m/min)=3.03 m/min (3) 精鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.04mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-31選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3~0.5mm/r；參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床的主軸進給量取f=0.28mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-31選取切削速度v=4m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10004/(p10) r/min=

19、127.39r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=140r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉸削速度： v=npd/1000=140p10/1000 (m/min)=4.4 m/min 2.5.5. 工序5：粗銑—半精銑槽14mm 1）粗銑工步 (1) 背吃刀量的確定 取ap=12mm。 (2) 進給量的確定 由參考文獻【2】表2.1-71選取該工序的每齒進給量fz=0.2～0.3mm/z，則每分鐘進給量為： fMz=fzzn=(0.15~0.3) 1030 mm/min=84~126mm/min

20、 參照參考文獻【1】表4-19所列x62型臥式銑床的進給量取:fMz=95mm/min。 (3) 切削速度的計算 由參考文獻【2】表2.1-77中公式： 可計算得切削速度。 式中，d0為刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；af為每齒進給量(mm/r)；aw為切削深度(mm)；z為齒數(shù)。 由參考文獻【2】表2.1-76查得：刀具壽命T=180min； 由參考文獻【3】表2.1-77查得：Cv =47；qv=0.2；m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.5；pv=0.1；kv=1。 計算得切削速度為：v=9.85m/min。由參考文獻【1】公式（5

21、-1）,可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10009.85/(p125) r/min=25.1r/min 參照參考文獻【1】表4-18所列x62型臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=30r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度： v=npd/1000=30p125/1000 (m/min)=11.79 m/min 2）半精銑工步 (1) 背吃刀量的確定 取ap=2mm。 (2) 進給量的確定 由參考文獻【2】表2.1-71按表面粗糙度Ra6.3mm和銑刀類型選取該工序的每轉(zhuǎn)進給量f=1.2～2.7mm/r，則每分鐘進給量為： fM

22、z=f n=(1.2~2.7) 37.5 mm/min=45～101.25mm/min 參照參考文獻【1】表4-19所列x62型臥式銑床的進給量取:fMz=47.5mm/min。 (3) 切削速度的計算 由參考文獻【2】表2.1-77中公式： 可計算得切削速度。 式中，d0為刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；af為每齒進給量(mm/r)；aw為切削深度(mm)；z為齒數(shù)。 由參考文獻【2】表2.1-76查得：刀具壽命T=180min； 由參考文獻【3】表2.1-77查得：Cv =47；qv=0.2；m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.5；pv=

23、0.1；kv=1。 計算得切削速度為：v=14.1m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=100014.1/(p125) r/min=35.9r/min 參照參考文獻【1】表4-18所列x62型臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=37.5r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度： v=npd/1000=37.5p125/1000 (m/min)=14.7 m/min 2.5.6. 工序6: 鉆—擴—鉸14mm孔 (1) 鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=5.0mm。 2）進給量的確定 由參

24、考文獻【1】表5-22選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.2~0.4mm/r；參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床的主軸進給量取f=0.25mm/r 。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-22選取切削速度v=24.6m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=100016/(p13) r/min=391.97r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=392r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度： v=npd/1000=392p13/1000

25、(m/min)=24.6 m/min (2) 擴工步 1）背吃刀量的確定 取ap=1.925mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-31選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.5~1.0mm/r；參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床的主軸進給量取f=0.5mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-31選取切削速度v=4m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10004/(p13.95) r/min=91.3r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=97r/min。再將此

26、轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際擴削速度： v=npd/1000=97p13.95/1000 (m/min)=25.8 m/min (2)鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.075mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-31選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=1~2mm/r；參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床的主軸進給量取f=1.5mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-31選取切削速度v=4m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10004/(p14) r/min=91.3

27、r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=97r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉸削速度： v=npd/1000=97p14/1000 (m/min)=10.2 m/min 2.5.7. 工序7：鉆—攻螺紋孔M10 根據(jù)參考文獻【4】表4-6-20，M10粗牙普通螺紋攻絲前鉆孔用麻花鉆直徑為d0=8.5mm。 (1) 鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=8.5mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-22選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.12～0.2mm/r；參照參考文獻【1】表4-7所列z37型搖

28、臂鉆床的主軸進給量取f=0.118mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-22選取切削速度v=16m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=100016/(p8.5) r/min=566r/min 參照參考文獻【1】表4-7所列z37型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=560r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度： v=npd/1000=560p8.5/1000 (m/min)=14.95 m/min (2) 攻螺紋工步 1）背吃刀量的確定 取ap=1.5mm。 2）進給量的確定

29、 由于該工步為攻螺紋，所以選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量為該螺紋的螺距f=1.5mm/r；參照參考文獻【1】表4-7所列z37型搖臂鉆床的主軸進給量可選取f=1.5mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-37查得攻螺紋的切削速度為v=5～10m/min，現(xiàn)選取v=5m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序絲錐轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10006/(p10) r/min=191r/min 參照參考文獻【1】表4-7所列z37型搖臂鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=180r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際攻螺紋速度： v=npd/1

30、000=180p10/1000 (m/min)=5.65 m/min 2.5.8. 工序8：鉆—配鉸5mm圓錐孔 (1) 鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=5mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-22選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.07～0.12mm/r。參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床進給量取進給量f=0.1mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-22選取切削速度v=16m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=100016/(p5) r/min=1019r/min 參照參考文獻【1】

31、表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=960r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度： v=npd/1000=960p5/1000 (m/min)=15.07 m/min (2) 鉸圓錐孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.09mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【3】表3.4-41選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.08mm/r；參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床進給量取進給量f=0.10mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【3】表3.4-41查得該工步切削速度為v=5～6m/min，現(xiàn)選取該工步切削速度為v=

32、5m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10005/(p5) r/min=318.47r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=272r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉸削速度： v=npd/1000=272p5 /1000 (m/min)=4.27m/min 2.5.9. 工序9：鉆—鉸5.5mm孔 (1) 鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=5mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-22選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.07～0.12mm/

33、r。參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床進給量取進給量f=0.1mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-22選取切削速度v=16m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=100016/(p5) r/min=1019r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=960r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度： v=npd/1000=960p5/1000 (m/min)=15.07 m/min (2) 鉸孔工步 1）背吃刀量的確定 取

34、ap=0.5mm。 2）進給量的確定 由參考文獻【1】表5-31選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f<0.3mm/r。參照參考文獻【1】表4-10所列z525型立式鉆床進給量取進給量f=0.13mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻【1】表5-31選取切削速度v=3m/min。由參考文獻【1】公式（5-1）,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速為: n=1000v/pd=10003/(p5.5) r/min=173.7r/min 參照參考文獻【1】表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=195r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入?yún)⒖嘉墨I【1】公式（5-1），可求出該工序的實際鉸削速度： v=npd/1000

35、=195p5.5/1000 (m/min)=3.37m/min 2.5.10. 基本時間tj的計算 (1) 工序1：半精銑手柄座左端面A（45mm外圓凸臺端面） 根據(jù)參考文獻【1】表5-43，面銑刀銑平面（對稱銑削，主偏角kr=90）的基本計算公式： 可求出該工序的基本時間。 式中：l=45mm； ； ； ； 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： (2) 工序2：鉆—粗鉸—精鉸25mm孔 1）鉆孔工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉆孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=43mm; l1=Dcotkr/2+(

36、1~2)=24.5 cot59/2+1 mm=8.36mm; l2=1mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(43+8.36+1)/(0.375710) min=0.20min=11.8s 2）粗鉸工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=43mm; 根據(jù)參考文獻【1】表5-42，查得： l1=0.75mm; l2=28mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(43+0.75+28)/(1.056) min=1.28min=7

37、6.8s 3）精鉸工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=43mm; 根據(jù)參考文獻【1】表5-42，查得： l1=0.19mm; l2=13mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(43+0.19+13)/(0.7545) min=1.66min=99.6 s (3) 工序3 拉鍵槽 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，拉鍵槽的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=43mm; 根據(jù)參考文獻【1】表5-42，查得： l1=0.23mm; l2=9m

38、m; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(43+0.23+9)/(0.7545) min=1.66min=87.5 s (4) 工序4：鉆—粗鉸—精鉸10mm孔 1）鉆孔工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉆孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=38mm; l1=Dcotkr/2+(1~2)=9.8 cot59/2+1 mm=3.94mm; l2=3mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(38+3.94+3)/(0.13545) min=0.63min=37.8

39、s 2）粗鉸工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=38mm; 根據(jù)參考文獻【1】表5-42，查得： l1=0.37mm; l2=15mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(38+0.37+15)/(0.3697) min=1.53min=91.8 s 3）精鉸工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=38mm; 根據(jù)參考文獻【1】表5-42，查得： l1=0.19mm; l2=13mm; 將上述

40、結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(38+.019+13)/(0.28140) min=1.3min=78 s (5) 工序5：粗銑—半精銑槽14mm 1）粗銑工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-43，三面刃銑刀銑槽的基本計算公式： 可求出該工序的基本時間。 式中：； ； ； ； 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： 2）半精銑工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-43，三面刃銑刀銑槽的基本計算公式： 可求出該工序的基本時間。 式中：； ； ； ； 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間：

41、 (6) 工序6: 鉆—擴—鉸14mm孔 1）鉆孔工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉆孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=28mm; l1=Dcotkr/2+(1~2)=13 cot59/2+1 mm=4.90mm; l2=0; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(28+4.90+0)/(0.22392) min=0.38min=22.8 s 2）擴工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=26mm; l1=(D-d1)cotkr/2+(1~2)=0.

42、95cot15/2+2 mm=3.77mm; l2=0; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(28+3.77+0)/(0.6297) min=0.50min=30 s 3）鉸工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=26mm; l1=(D-d1)cotkr/2+(1~2)=0.05 cot15/2+2 mm=2.09mm; l2=0; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(28+2.09+0)/(0.4897) min=0.60min=

43、36 s (7) 工序7: 鉆—攻螺紋孔M10 1）鉆孔工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉆孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=10mm; l1=Dcotkr/2+(1~2)=8.5 cot59/2+1 mm=3.55mm; l2=1; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(10+3.55+1)/(0.118560) min=0.22min=13.2 s 2）攻螺紋工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-46，攻螺紋孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=10mm; l1=(1～3)p=21.

44、5 mm=3mm; l2=(1～3)p=21.5 mm=3mm; n0=90r/min; i=1; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： (8) 工序8：鉆—配鉸5mm圓錐孔 1）鉆孔工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉆孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=9mm; l1=Dcotkr/2+(1~2)=5 cot59/2+1 mm=2.5mm; l2=3mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(9+2.5+3)/(0.1960) min=0.15min=9.0s 2）鉸圓錐孔工步 根

45、據(jù)參考文獻【3】表3.5-1，鉸圓柱孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中： 由參考文獻【1】表5-42，查得： L1=2mm； Lp=(5.18-5)/(2tan0.57) mm=9.05mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： (9) 工序9：鉆—鉸5.5mm孔 1）鉆孔工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉆孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=6.35mm; l1=Dcotkr/2+(1~2)=5 cot59/2+1 mm=2.5mm; l2=1mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=

46、(l+l1+l2)/fn=(6.35+2.5+1)/(0.1960) min=0.10min=6.0 s 2）鉸孔工步 根據(jù)參考文獻【1】表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由計算公式: 求得。 式中：l=6.35mm; 由參考文獻【1】表5-42，查得： l1=0.92mm; l2=39mm;若取l2=39mm鉸刀會撞到25mm孔壁上，因此取l2=22mm; 將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間： tj=(l+l1+l2)/fn=(6.35+0.92+22)/(0.13195) min=1.15min=69 s 第三章 銑槽工序夾具設(shè)計 3.1 任務(wù)

47、的提出 由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計專用夾具。本次設(shè)計選擇設(shè)計工序10銑槽的夾具，該工序要求所銑槽為14*43mm，同時所銑斷面距離工序基準(zhǔn)為φ45mm小端面為17mm，同時為了便于臥式銑床加工，零件應(yīng)選用兩面一銷定位，因而應(yīng)以φ25H8mm和φ10H7mm兩孔為定位基準(zhǔn)，保證位置。夾具設(shè)計應(yīng)首先滿足這些要求，并保證較高的生產(chǎn)效率，還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟性，加工過程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，夾具體應(yīng)具有較好的剛性。 3.2定位方案及定位裝置的設(shè)計計算 3.2.1定位方案的確定 圖1 銑槽工序簡圖

48、 如圖1所示，為了銑槽14*43mm，應(yīng)限制的自由度有x,y,z方向的運動和轉(zhuǎn)動，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計的定位方案如附圖A1圖紙——手柄座夾具體裝配圖所示，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，φ45mm圓柱小端面被夾具體上的三個支撐釘頂住，限制三個自由度。φ25H8mm孔內(nèi)插入短銷，限制了兩個自由度，φ10H7mm孔中插入削邊銷，限制了一個自由度，這樣6個自由度全部被限制。定位面板如附圖A1圖紙——手柄座夾具體零件圖所示。 3.2.2 定位元件及裝置設(shè)計 3.2.2.1 查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》，確定支撐釘為A84m

49、mJB/T8029.2-1999標(biāo)準(zhǔn)， 它和定位面板上的φ6mm支撐釘孔呈H7/r6過盈配合。 3.2.2.2削邊銷 1）取兩銷中心距為500.100mm 2）取圓柱銷直徑 :d= 25g6 3)查表機制工藝6-1選取菱形銷寬度：b=4mm 4）按照式6-2計算菱形銷與其配合的孔的最小間隙： △2min=(Tk+Tx-△1min)*b/D2=(0.12+0.2-0.009)*4/10=0.124mm 5)按h6確定菱形銷的直徑公差，最后得到：d2= 10 本設(shè)計方案選用固定式定位銷，查《課程設(shè)計指導(dǎo)教程》，確定削邊銷為B1022JB/8014.2-1999標(biāo)準(zhǔn)，

50、 它和定位面板上的φ10mm銷孔呈H7/r6mm過盈配合。 3.2.2.3短銷 本設(shè)計方案選用固定式定位銷，由于加工的M10mm螺紋孔恰好在定位基準(zhǔn)φ25H8mm孔內(nèi)表面上，若采用標(biāo)準(zhǔn)件，勢必影響M10mm螺紋孔的加工，因此可專門設(shè)計一個短銷， 在標(biāo)準(zhǔn)銷元件上加上了直徑為21mm的軸頸，在軸頸上正對M10mm軸線處開φ12mm 的貫孔，這樣當(dāng)鉆頭鉆M10mm孔至終點時不會損傷銷，銷也不會影響鉆孔。銷與φ25H8mm孔內(nèi)表面僅有長度為6mm的面接觸，且為間隙配合，既保證了短銷定位，又方便了裝夾工件。 該銷與定位面板上的銷孔呈H7/r6過盈配合。 3.2.3定位

51、誤差的分析計算 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對于夾具設(shè)計中采用的定位方案，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的1/3，或滿足++≤T,即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。 對于本次設(shè)計的夾具，需要保證的尺寸要求：保證螺紋孔軸線距φ45mm圓柱小端面11mm，保證螺紋孔軸線與φ25H8mm和φ10H7mm兩孔的中心線成。 對于11mm的要求，由于定位基準(zhǔn)也是φ45mm圓柱小端面，故基準(zhǔn)不重和誤差為0，且由于φ45mm圓柱小端面經(jīng)過半精銑，表面粗糙度達到Ra3.2mm，故可認(rèn)為φ45mm圓柱小端面的平面度誤差為0，即不存在基

52、準(zhǔn)位置度誤差，綜上所述，只要三個支撐釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)尺寸得到保證，是不存在定位誤差的。 對于工序要求，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)同為兩孔中心線，故基準(zhǔn)不重合誤差為0?；鶞?zhǔn)位置誤差則取決于兩孔直徑尺寸公差以及圓度誤差，由于兩孔的表面精度都達到Ra1.6mm，都經(jīng)過精鉸，故基準(zhǔn)位置誤差也可以忽略，只要兩銷的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及相對位置關(guān)系得到保證，定位誤差也是很小的。 綜上所述，該定位方案是符合加工要求的。 3.3 對刀元件設(shè)計 銑槽工序采用對刀塊對銑刀進行對刀，用塞尺保證尺寸的精確定位 3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計計算 3.4.1夾緊方案的確定 夾緊力方向原則： （1）夾緊力的

53、作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置； （2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??； （3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。 夾緊作用點原則： （1）夾緊里的作用點應(yīng)正對夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)； （2）夾緊力的作用點應(yīng)正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點位置等措施來實現(xiàn)； （3）夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過程中可能產(chǎn)生振動。 根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點及定位方式，確

54、定夾緊方式。 本設(shè)計方案選用的是螺旋夾緊機構(gòu)，夾緊方向水平向右，通過螺桿的轉(zhuǎn)動，帶動套在螺桿頭部的壓塊軸向向右移動，進而作用在工件φ45mm圓柱大端面上，實現(xiàn)夾緊，具體夾緊裝置的布置見A1圖紙。這種夾緊方式和夾緊裝置簡單實用，且對于大批量生產(chǎn)能較快裝夾工件，勞動強度較小，成本低，簡單可靠。 3.4.2切削力及夾緊力的計算 切削力的計算（僅計算銑槽切削力） 刀具為高速鋼三面刃銑刀，直徑D=225mm，Z=20 每齒進給量f=0.08mm/r，查《加工工藝手冊》表3.9，根據(jù)銑槽的切削力計算公式得：F =1594N 查表確定，Cf=650,Ap=3.1

55、,Xf=1.0,fz=0.08mm,yf=0.72,ae=40mm,uf=0.86,d=225,qf=0.86,wf=0,z=20 夾緊力的確定 本方案采用的螺旋夾緊機構(gòu)，端面為圓周接觸，由《加工工藝手冊》表3.9，夾緊力計算公式得： N＝7000N 3.5 連接元件及夾具體設(shè)計 夾具體與機床本體采用標(biāo)準(zhǔn)定位鍵進行定位，并用四個螺栓進行連接保證連接的可靠性和安全性。 3.6 夾具的操作及維護簡要說明 安裝工件時，應(yīng)先將螺桿轉(zhuǎn)動退出足夠的行程空間以便于工件安裝，然后使工件的φ25H8mm孔穿過短銷，使工件底部的φ10H7mm孔穿過削邊銷，將φ45m

56、m圓柱小端面緊靠在定位板上的3個定位支撐釘上，這樣工件以φ45mm圓柱小端面為定位基準(zhǔn)，且成角度傾斜安裝，便于立式鉆床加工。定位調(diào)節(jié)好后，轉(zhuǎn)動螺桿，使壓塊靠緊φ45mm大端面并夾緊工件。加工完成后松開工件，只需反向轉(zhuǎn)動螺桿，退出一定空間，即可取下工件。 夾具在使用中，應(yīng)注意檢查鉆套的磨損情況，如果磨損后不能精確保證加工精度，則需要更換鉆套。本夾具定位面板是受力部件，夾緊時檢查其是否發(fā)生受力變形，如有變形，應(yīng)及時設(shè)法修正，才能保證加工精度。為使其變形減小，需要嚴(yán)格控制螺桿的夾緊力。 參考文獻 [1] 趙家齊．機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書．（第2版）．機械工業(yè)出版社，2000年10月。 [2] 王先逵．機械制造工藝學(xué)．（第2版）．機械工業(yè)出版社，2007年8月。 [3] 李益民．機械制造工藝設(shè)計簡明手冊．機械工業(yè)出版社，1994。 [4] 艾 興，肖詩綱．切削用量簡明手冊．（第3版）．機械工業(yè)出版社，1994。 [5] 東北重型機械學(xué)院．機床夾具設(shè)計手冊．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990。