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1、撥叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 1前言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 2零件的分析 2.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車

2、床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。 2.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此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： 2.2.1小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔 2.2.2大頭半圓孔Ф 2.2.3撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度

3、誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。 由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)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(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)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。 3 確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 4確定毛坯 4.1 確定毛坯種類：零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，

4、零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊》（后稱《指導(dǎo)手冊》）選用鑄件尺寸公差等級CT9級。 4.2 確定鑄件加工余量及形狀： 《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊》325頁表15-7，選用加工余量為MA-G級，并查表15-8確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示： 簡圖 加工面代號 基本尺寸 加工余量等級 加工余量 說明 D1 22mm G 3.02 孔降一級雙側(cè)加工 D2 55mm G 3.02 孔降一級雙側(cè)加工 T2

5、73mm 3 單側(cè)加工 T3 50mm G 2.5 單側(cè)加工 T4 73mm 3 單側(cè)加工 表 1 4.3繪制鑄件零件圖： 5工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5.1選擇定位基準(zhǔn)： 工序 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 工序 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 010 粗銑兩端小頭孔上端面 T1及小頭孔外圓 090 擴(kuò)中間孔 T1及小頭孔外圓 020 粗銑中間孔上端面 T1及小頭孔外圓 100 半精鏜中間孔 T1及小頭孔外圓 030 粗銑中間孔下端面 T3及小頭孔外圓 110 鉆2-錐銷孔、螺紋孔、功螺紋 T1及小

6、頭孔 040 精銑兩端小頭孔上端面 T1及小頭孔外圓 120 銑斷 T1、D1 050 精銑中間孔上端面 T1及小頭孔外圓 130 去毛刺 060 精銑中間孔下端面 T3及小頭孔外圓 140 檢查 070 擴(kuò)兩端小頭孔 T1及小頭孔外圓 150 若某道工序有誤返工 080 精鉸兩端小頭孔 T1及小頭孔外圓 表 2 5.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。 5.1.2 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

7、“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 5.2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(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《指導(dǎo)手冊》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 5.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 5.3.1 機(jī)床的選擇： 工序010～060均為銑平面，可采用XA5032立式銑床。 工序070～080采用Z55

8、0鉆床。 工序090～100采用鏜床。 工序110采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。 工序120采用銑斷機(jī)床。 5.3.2 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 5.3.3 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。 5.3.4選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。 5.3.5其他：對垂直度誤差采用千分表進(jìn)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。 5.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 5.4.1圓柱表面工序尺

9、寸： 前面根據(jù)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(gè)加工工序的加工余量如下： 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 （D2） 鑄件 6 CT9 擴(kuò)孔 5.8 IT12 6.3 2.0 6.25 半精鏜 0.2 IT10 3.2 0.05 0.25 擴(kuò)孔 5.84 IT12 6.3 2.0 6.25 精鉸孔 0.06 IT7 1.6 0.05 0.25

10、 表 3 5.4.2 平面工序尺寸： 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 基本尺寸 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸偏差 工序余量 最小 最大 鑄件 2.5 CT9 010 粗銑兩端小頭孔上端面 2 50.5 12 1.60 3.60 020 粗銑中間孔上端面 2.5 27 12 1.65 6.5 030 粗銑中間孔下端面 2.5 21 12 1.75 6.5 040 精銑兩端小頭孔上端面 0.5 50 11 0. 35 1.16 050

11、 精銑中間孔上端面 0.5 20.5 10 0.47 1.12 060 精銑中間孔下端面 0.5 20 10 0.47 1.12 表 4 5.4.3確定切削用量及時(shí)間定額： 工序010 以T1為粗基準(zhǔn)，粗銑φ22孔上端面。 5.4.4. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗銑φ22孔上端面。 機(jī)床：XA5032立式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》

12、）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5后角αo＝8，副后角αo’=8，刀齒斜角λs=－10,主刃Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1mm。 5.4.5 切削用量 5.4.5.1銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 5.4.5.2計(jì)算切削速度 按《簡明手冊》，V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA5032立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,

13、實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5.4.6)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 5.4.7計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 5.5.工序020和工序030 以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)φ55孔上下端面。 5.5.1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=19

14、0~241,鑄造。 加工要求：精銑φ55上端面。 機(jī)床：XA5032立式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《簡明手冊》取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5后角αo＝8，副后角αo’=8， 刀齒斜角λs=－10,主刃Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1mm。 5.5.2. 切削用量 5.5.2.1 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 5.5.2.2 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《簡明手冊》f=0.14

15、~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 5.5.2.3 查后刀面最大磨損及壽命 查《簡明手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《簡明手冊》表3.8，壽命T=180min 5.5.2.4 計(jì)算切削速度 按《簡明手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA5032立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

16、 5.5.2.5校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 5.5.2.6計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸φ22孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。 5.5.3. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12，二重刃長度bε=

17、2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 5.5.4.選擇切削用量 5.5.4.1）決定進(jìn)給量 查《切》 所以， 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 5.5.4.2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.5～０.８mm，壽命． 5.5.4.3）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《簡明手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 5.5.5.計(jì)算工時(shí) 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 擴(kuò)鉸和

18、精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： 精鉸： 5.6.工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜φ55孔。 5.6.1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11，二重刃長度bε=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 5.6.2.選擇切削用量 5.6.2.1）決定進(jìn)給量 查《簡明手冊》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 5.6.2.2鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.8

19、～1.2mm，壽命 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.9～１.４mm，壽命 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為０.６～０.９mm，壽命 5.6.2.3切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《簡明手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆： 半精鉸： 5.6.3.計(jì)算工時(shí) 所有工步工時(shí)相同。 6夾具設(shè)計(jì) 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。并設(shè)計(jì)工序110——鉆2-錐銷孔。本夾具將用于組合機(jī)床，刀具為兩根麻花鉆，對兩個(gè)

20、孔同時(shí)加工。 6.1問題的提出 本夾具是用來鉆兩個(gè)22mm的小頭孔,零件圖中大小孔的中心距有公差要求,因此這兩個(gè)小頭孔的中心距也有一定的公差要求.另外,此中心線為三個(gè)側(cè)平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工時(shí)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而精度則不是主要問題. 6.2夾具設(shè)計(jì) 6.2.1定位基準(zhǔn)選擇 底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應(yīng)以地面為主要定位基準(zhǔn)..由于鑄件的公差要求較大,利用小頭孔的外圓表面作為輔助定位基準(zhǔn)時(shí),只有采用自動(dòng)對中夾具才能同時(shí)保證對稱的兩個(gè)零件的大小孔的中心距的公差要求.為了提高加工效

21、率,現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時(shí)加工出兩個(gè)8mm的通孔. 6.2.2切削力及夾緊力計(jì)算 由于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于第一定位基準(zhǔn)面,在兩側(cè)只需要采用兩個(gè)V型塊適當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作.因此,無須再對切削力進(jìn)行計(jì)算. 6.2.3定位誤差分析 零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為65mm.采用自動(dòng)對中夾具后,定位誤差取決于對中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時(shí),對對中塊利用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整并加裝鉆套后,鉆孔后的誤差只有0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤

22、差為 0.08+0.05=0.130.2mm 所以能滿足精度要求. 6.2.4該夾具用于加工位置在同一中心線上的非回轉(zhuǎn)零件上半徑R=5~20㎜的孔，被加工孔中心距可達(dá)123㎜。 使用時(shí)，只需按被加工零件的要求，配置專門的鉆模板，通過手柄，使絲桿帶動(dòng)V型塊做自定心式移動(dòng)，以便夾緊或松開零件。 6.3鉆床夾具的裝配圖（見附圖） 7參考文獻(xiàn) 趙家奇編,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2版.---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10. 李云主編,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊.-- 北京:機(jī)械工業(yè)出版社

23、,1997.8 孟少農(nóng)主編,機(jī)械加工工藝手冊.---2---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9. 徐圣群主編，簡明加工工藝手冊。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1991.2 (一)確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行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。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而

24、言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)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(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ20 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)φ32作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),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

25、考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序一 粗、精銑φ20孔上端面。 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20、φ50孔。 工序三 粗、精銑φ50孔上端面 工序四 粗、精銑φ50、φ20孔下端面。 工序五 切斷。 工序六 鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序七 鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋。 工序八 銑47凸臺(tái)。 工序九 檢查。 上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。 2.工藝路線方案二 工序一 粗、精銑φ20孔上端面。 工序二 粗、精銑φ20孔

26、下端面。 工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔。 工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔。 工序五 粗、精銑φ50孔上端面 工序六 粗、精銑φ50孔下端面。 工序七 切斷。 工序八 鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序九 鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋。 工序十 銑47凸臺(tái)。 工序十一 檢查。 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。 綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。 3.工藝路線方案三 工序一 以φ32外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ20孔下端面。 工序二 精銑φ20孔上下端面。 工序三 以φ20孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到I

27、T7。 工序四 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔，保證空的精度達(dá)到IT7。 工序五 切斷。 工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn)，粗銑φ50孔上下端面。 工序七 以φ20孔為精基準(zhǔn)，精銑φ50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。 工序八 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序九 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋。 工序十 以φ20孔為精基準(zhǔn)，銑47凸臺(tái)。 工序十一 檢查。 雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工φ50、φ20孔是精度要求所

28、致。 以上工藝過程詳見圖3。 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量2.2kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)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（φ20，φ50端面）。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ20，φ50端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1mm 精銑 0mm 2. 內(nèi)孔（φ50已鑄成孔） 查《工藝手冊

29、》表2.2～2.5，取φ50已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為44mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 2mm 擴(kuò)孔 0.125mm 鉸孔 0.035mm 精鉸 0mm 3. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)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(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 （五）確立切削用量及基本工時(shí) 工序一 以φ32外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ20孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗銑φ20孔上下端面。 機(jī)床：X6140臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬

30、質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5后角αo＝8，副后角αo’=8，刀齒斜角λs=－10,主刃Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1mm。 2. 切削用量 1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3）查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，

31、后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4）計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/m

32、in,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 精銑φ20孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：精銑φ20上下端面。 機(jī)床：X6140臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5后角αo＝8，副后角αo’=8，刀

33、齒斜角λs=－10,主刃Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA

34、6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序三 以φ20孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、

35、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 所以， 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～０.８mm，壽命 ． 　（3）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故 。 查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故

36、實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 ３.計(jì)算工時(shí) 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： 工序四 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔，保證空的精度達(dá)到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11，二重刃長度bε=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z

37、550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.8～1.2mm，壽命 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～１.４mm，壽命 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為０.６～０.９mm，壽命 （3）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故 。 查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： ３.計(jì)算工時(shí) 所有工步工時(shí)相同。 工序五 切斷。 工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn)

38、，粗銑φ50孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 機(jī)床：XA5032臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=125mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3

39、.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝110mm/s，n=281r/min,Vf=378mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=300r/min,Vfc=375mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=117.8m/min,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.10mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.216

40、min. 工序七 以φ20孔為精基準(zhǔn)，精銑φ50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 機(jī)床：XA5032臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=125mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損

41、及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(72+9)

42、/375=0.216min. 結(jié)果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s. 工序八 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命 ． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故 。 查《切

43、》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 ３.計(jì)算工時(shí) 工序九 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命 ． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故 。 查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際

44、的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 ３.計(jì)算工時(shí) 螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。 工序十 以φ20孔為精基準(zhǔn)，銑47凸臺(tái)。 工序十一 檢查。 其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。 [size=22pt]三、[size=22pt] [size=22pt]卡具設(shè)計(jì)[size=22pt] 經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第IX道工序——鉆M6孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M6絲錐，以及∮4的高速鋼麻花鉆。 （一） 問題的提出 在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自

45、由公差，定位要求較低。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 （二） 卡具設(shè)計(jì) 1． 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮20孔為基準(zhǔn)，即以一面上一長銷（自由度限制數(shù)：5）配合以一擋銷（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 2． 切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3. 定位誤差分析 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。