CA6140車床831006撥叉的加工工藝裝備及銑厚12叉口Φ55兩側面專用夾具設計含非標8張CAD圖-版本1.1,ca6140,車床,加工,工藝,裝備,設備,12,十二,叉口,55,側面,專用,夾具,設計,非標,cad,版本 Ⅰ 目 錄 序言 1 第一章 零件的分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 撥叉的工藝分析 2 第二章 工藝路線的制定 3 2.1 確定毛坯的制造形式 .3 2.2 加工工藝過程 3 2.3 基面的選擇 3 2.4 工藝路線的擬訂 .4 2.5 加工精度的劃分 4 2.6 制定工藝路線 5 第三章 工序參數選擇、計算 7 3.1 毛坯的確定 7 3.2 撥叉的偏差計算 8 3.3 確定切削用量及基本工時（機動時間） 10 第四章 銑兩端面夾具設計 .23 4.1 定位基準的選擇 23 4.2 夾具方案的確定 24 4.3 定位誤差的分析和計算 24 4.4 夾緊機構方案 .25 第五章 方案綜合評價 .26 結論 .27 參 考 文 獻 28 1 序言 機械制造加工工藝與機床夾具設計是在學完了大學的全部基礎課、技術基 礎課以及全部專業(yè)課之后進行的一次理論聯系實際的綜合運用，進而使對機械 有了進一步的認識，為以后的工作打下基礎。它是主要是對零件的加工工藝和 對零件的某幾個工序加工進行專用夾具的設計，從零件的工藝來說，它主要是 分析零件在進行加工時應注意什么問題，采用什么方法和工藝路線加工才能更 好的保證精度，提高勞動生產率。就專用夾具而言，好的夾具設計可以提高產 品生產率、精度、降低成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保 證精度的前提下提高效率、降低成本。在本設計中，就針對撥叉的加工工藝進 行分析，制定和比較加工工藝路線，選擇較好的加工工藝路線進行加工。并對 撥叉叉口兩側面、 孔和槽進行專用夾具的設計，在這過程中，制定多套夾5? 具方案分別對各夾具的定位誤差和精度進行分析計算，選擇其一進行下一步的 設計，以完成本次設計。通過這次設計，培養(yǎng)了編制機械加工工藝規(guī)程和機床 夾具設計的能力，這也是在進行畢業(yè)之前對所學課程進行的最后一次深入的綜 合性復習，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，它在我們的大學生活中占有 十分重要的地位。 就個人而言，希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適 應性訓練，從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現 代化建設打下一個良好的基礎。 由于能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 2 第一章 零件的分析 1.1 零件的作用 車床的撥叉位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照操作 者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的直徑 25 孔與操縱機 構相連，而上方的直徑 55 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方 的力撥動下方的齒輪變速。 1.2 撥叉的工藝分析 撥叉是機車變速箱中一個重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀 較復雜，但其加工孔和側面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對 精度有一定的要求。撥叉的底面、大頭孔上兩側面和大小頭孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其大頭孔與側面有垂直度的公差要求，所要加工3.2Ra 的槽，在其槽兩側面有平行度公差和對稱度公差要求等。因為零件的尺寸精度、 幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝 配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工必須保證精度要求。 3 第二章 工藝路線的制定 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200，考慮到車床在加工中的變速雖然不像其它機器那么頻 繁。但是，零件在工作過程中，也經常要承受變載荷及沖擊性載荷，且它的外 型復雜，不易加工。因此，應該選用鑄件以提高勞動生產率，保證精度，由于 零件的年生產量為 5000 件已達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大， 故可采用金屬型鑄造，這樣可以提高生產率，保證精度。 2.2 加工工藝過程 由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。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，對于撥叉來 說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面 之間的相互關系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術條件分析得知：撥叉的尺寸精度，形位公差精度要求都 很高，就給加工帶來了困難，必須重視。 2.3 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理， 可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百 出，更嚴重的還會造成零件大批量報廢，使生產無法正常進行。 2.3.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。 選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要 的。粗基準的選擇應以下面的幾點為原則：a 應選能加工出精基準的毛坯表面 作粗基準。b 當必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應選不加工 的表面作為粗基準。c 要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應選擇該表 面為定位粗基準。d 當全部表面都需要加工時，應選余量最小的表面作為基準， 以保證該表面有足夠的加工余量。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進而保證撥叉 在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，選 擇平面作為撥叉加工粗基準。 2.3.2 精基準的選擇 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位 基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各 4 表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比 較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定 位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表 面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復 加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨 齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇 加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此 外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進而保證撥叉 在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，該 零件的底平面與小頭孔，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制 工件的自由度是不夠的，它只限制了五個自由度，如果采用典型的一面兩孔定 位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。 選擇精基準的原則時，重點考慮的是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 更為方便。 2.4 工藝路線的擬訂 對于批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。撥叉的加工的第 一個工序也是加工統(tǒng)一的基準。具體工序是先以小頭孔左端面為粗基準，粗、 精加工小頭孔右端面，再以右端面為基準加工小頭孔，在后續(xù)的工序安排中都 是以小頭孔為基準定位。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 2.5 加工精度的劃分 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： （1）粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現毛坯的缺陷， 予以報廢或修補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切削用量，以提 高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生 的內應力和變形大，加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 。粗糙度為 。1~2IT10~.25Ram? （2）半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 。表面粗糙度為9~10IT 5 。10~.25Ram? （3）精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床切削用量小，工序變形小，有利于提高加工精 度．精加工的加工精度一般為 ，表面粗糙度為 。6~7IT10~.25Ram? 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費時的重型零件往往不嚴格劃分階 段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不 把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就 要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 2.6 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點,應當使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技 術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機 床配以專用工具,并盡量使工序集中來提高生產率。 雖然工序增加了工時，但是質量大大提高了。方案一和方案二相比，方案 一工藝路線在工序三就將 孔鋸開，在后面的工序銑 孔的兩側面的時候，5?5? 對于工件的加工面減少不的工設計，但是在后面的工序中進行的加工，特別是 定位和孔 的加工就有相當大的難度，如才用方案一進行 孔的加工時，5? 在上面的工序中已經鋸斷，只有進行半圓的加工。這樣的加工在一般的機床上 是不保證精度的，若想要保證精度只有在數控機床上，那樣的話生產成本將提 高了很多。方案二就解決了上述產生的問題，將 55 的孔到了最后的時候才將其 鋸開，這樣不僅保證了 孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用5? 的孔來作為定位基準。這樣的加工可以在一般的機床上就可以進行加工了，5? 不僅保證了精度，還降低了生產成本。 由以上分析：方案二為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的加工工藝 過程如表 3.3。 表 3.3 最終加工工藝路線 工序號 工序內容 工序一 鑄造。 工序二 熱處理。 6 工序三 粗、精銑 孔上端面。25? 工序四 鉆、擴、鉸 孔。 工序五 粗、精銑 孔兩側面。 工序六 粗、精鏜 孔。 工序七 銑下平面。 工序八 粗、精銑 16 槽。 工序九 粗銑斜平面。 工序十 切斷。 工序十一 檢查。 7 第三章 工序參數選擇、計算 CA6140 車床撥叉，零件材料為 HT200，硬度 190～210HB，毛皮重量 1.0kg，生產類型大批量，鑄造毛坯。 3.1 毛坯的確定 3.1.1 毛坯的工藝要求 （1）由于鑄造件尺寸精度和表面粗糙度值低，因此零件上有與其它機件配 合的表面需要進行機械加工。 （2）為了使金屬容易充滿膛摸和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直， 盡量避免鑄件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 （3）鑄件的結構中應避免深孔或多孔結構。 （4）鑄件的整體結構應力求簡單。 3.1.2 毛坯形狀、尺寸要求 （1）各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 （2）工藝基準以設計基準相一致。 （3）便于裝夾、加工和檢查。 （4）結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。 據以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量及毛坯 尺寸如圖 4.1。 8 圖 4.1 撥叉毛坯 3.2 撥叉的偏差計算 3.2.1 撥叉平面的偏差及加工余量計算 （1）側平面加工余量的計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各 工步余量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表 6—28。其余量值規(guī)定為 ，現取 。1.5~20m2.0 查參考文獻[3]可知其粗銑為 IT12。 精銑：由參考文獻[3]表 2.3—59，其余量值規(guī)定為 。 鑄造毛坯的基本尺寸為 ，又由參考文獻[6]表 11-19 可得7821.0m?? 鑄件尺寸公差為 。1.406?? 毛坯的名義尺寸為： . 毛坯最小尺寸為： 4 毛坯最大尺寸為： 82? 粗銑后最大尺寸為： 71.09m? 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度。 大頭孔兩側面的偏差及加工余量計算 （2）兩側面加工余量的計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各 9 工步余量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表 6—28。其余量值規(guī)定為 ，現取 。1.5~20m2.0 查參考文獻[3]可知其粗銑為 IT12。 精銑：由參考文獻[3]表 2.3—59，其余量值規(guī)定為 。. 鑄造毛坯的基本尺寸為 ，又由參考文獻[6]表 11-19 可得12.05m?? 鑄件尺寸公差為 。1.406?? 毛坯的名義尺寸為： . 毛坯最小尺寸為： 54 毛坯最大尺寸為： 1.6? 粗銑后最大尺寸為： 203m? 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度。 3.2.2 大小頭孔的偏差及加工余量計算 參照參考文獻[3]表 2.2—2、2.2—25、2.3—13 和參考文獻[5]表 1—8， 可以查得：孔 ：0.235?? 鉆孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是1?IT12.5Raum?m2.0 擴孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是34 鉸孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是8.6.3 根據工序要求，小頭孔分為鉆、擴、鉸三個工序，各工序余量如下： 鉆 孔0.235?? 參照參考文獻[3]表 2.3-47，表 2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該組孔的工藝是：鉆——擴——鉸 鉆孔： 2 擴孔： （Z 為單邊余量 ）4.7?2.7Zm?1.5~2 鉸孔： （Z 為單邊余量 ）5030. 鏜孔 加工該組孔的工藝是：粗鏜——精鏜 粗鏜： 孔，參照參考文獻[3]表 2.3-48,其余量值為 ；5? 2.m 精鏜： 孔，參照參考文獻[3]表 2.3-48,其余量值為 ；08 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 孔毛坯基本尺寸為 ： ；?52.085?? 根據參考文獻[3]表 2.2-2 可得鍛件加工該孔經濟精度為 IT9。 孔毛坯名義尺寸為 ： ；5?.m 粗鏜工序尺寸為 ： 4. 精鏜工序尺寸為 ： 從而達到要求。?5 10 3.2.3 粗、精銑 槽0.126? 參照參考文獻[5]表 21—5，得其槽邊雙邊機加工余量 2Z=2.0mm，槽深機加 工余量為 2.0mm，再由參照參考文獻[5]表 21—5 的刀具選擇可得其極限偏差： 粗加工為 ，精加工為 。0.1?0.13? 槽的毛坯為一個整體： 粗銑兩邊工序尺寸為： 0.14 粗銑槽底工序尺寸為：6 精銑兩邊工序尺寸為： ，已達到其加工要求： 。0.136? 0.126? 3.3 確定切削用量及基本工時（機動時間） 3.3.1 工序 1：粗、精銑 孔上平面25? （1）粗銑 孔上平面25? 加工條件 工件材料； HT200，鑄造。 機床：X52K。 查參考文獻[5]表 30—34 刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，15YT0Dm? 齒數 ，此為粗齒銑刀。8Z? 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度 ：pa2m? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4—75，取 銑削速度f 0.12/faZ? ：參照參考文獻[5]表 30—34，取V1.3/Vs 機床主軸轉速 ： 式（4.1）n10d? 式中 V—銑削速度； d—刀具直徑。 代入式（4.1）得 ，101.360254/min4nr???? 按照參考文獻[3]表 3.1—74 30? 實際銑削速度 ：v.1.57/106dns???? 進給量 ：fV.283/04.8/ffaZm 11 工作臺每分進給量 ： mf4.8/2/minfVs?? ：根據參考文獻[3]表 2—81,?a 0a? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， ll 刀具切入長度 ：1 式（4.2）210.5()(1~3lDa????2.04)7m? 刀具切出長度 ：取2l? 走刀次數為 1 機動時間 ： jt12407.1in8jmlf??? （2）精銑 孔上平面5? 加工條件 工件材料； HT200，鑄造。 機床： X52K。 根據參考文獻[5]表 30—31 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： ， ，齒數15YT0Dm? 12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：pa1.0m? 每齒進給量 ：根據參考文獻[5]表 30—31，取f 0.8/faZ? 銑削速度 ：參照參考文獻[5]表 30—31，取V2Vms 機床主軸轉速 ：由式（ 4.1）得n ，100.3265/in14rd???? 按照參考文獻[3]表 3.1—31 0? 實際銑削速度 ：v.13.14/06dnms?? 進給量 ：fV.820/9./ffaZ? 工作臺每分進給量 ： m.57infVs 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 4l 刀具切入長度 ：精銑時11lD? 刀具切出長度 ：取2l 12 走刀次數為 1 機動時間 ：2jt12402.5min576jmlf???? 3.3.2 工序 2：加工孔 到要求尺寸? 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，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀1.6aR? 具分別為：鉆孔—— mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔— — mm 標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔—— mm 標準高速鉸刀。選擇各工序切24.7? 25? 削用量。 （1）確定鉆削用量 1）確定進給量 根據參考文獻[5]表 28-10 可查出f ，由于孔深度比 ， ，故0.47~.5/fmr?表 0/3/21.6ld?0.9lfk? 。查 Z535 立式鉆床說明書，取()0.942~.51mr??表 。.3/f 根據表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給機構'.75/fmr? 允許的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據參考文獻[5]表 28-9，max16FN 允許的進給量 。“.8/fr? 由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。'f“f 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉矩 T 及切削功率 根據表 28-15，v mP 由插入法得 ，17/inm?表 4732N?表 ，5.69TNM?表 1.5mPkW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[5]表 28—3， ， ，故0.8Mvk?.7lvk'17/min0.87512(/in)v??表 ''0m6n rd?表 查 Z535 機床說明書，取 。實際切削速度為195/inr? 0214/in10v??? 由表 28-5， ，故.6MFTk 473.51()N?5.694.8Tm??? 13 3）校驗機床功率 切削功率 為mP '/)mMPnk?表（ 1.25(9/246)1.05WkW?? 機床有效功率 ' 4.0.83E mkkP?? 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，02dm?./fr195/inr?14/inv? 相應地 ， ，516FN54.8T?.0mPkW 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lm42?ml32 走刀次數為 1 機動時間 ：2jt78.1.08in0395jLnf??? （2）確定擴孔切削用量 1）確定進給量 根據參考文獻[5]表 28—31，f 。根據 Z535 機床說明書，取f?::表 （ 0.78） m/r.7=4.6m/r =0.57mm/r。 2）確定切削速度 及 根據參考文獻[5]表 28—33，取 。vn 25/minv?表 修正系數： ，0.8mvk?24.71.02(/1.509)ppRavak??根 據 故 '25/in/min?表' '01)nd?表 （ ./i(24.7)86/ir? 查機床說明書，取 。實際切削速度為5/inr?301vdn??? 14 324.75/min1013/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2lm1?l32 走刀次數為 1 機動時間 ：2jt7830.54in.jLfn??? （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進給量 根據參考文獻[5]表 28—36， ，按f 1.3~26fm?表 該表注 4，進給量取小植。查 Z535 說明書，取 。.6/fr 2）確定切削速度 及 由參考文獻[5]表 28—39，取 。vn 8./inv表 由參考文獻[5]表 28—3，得修正系數 ，0.8Mvk?0.9pavk 2547(/125)pRa??根 據 故 '8./min0.89./minv??表 ' '1()nd?表7.4/i(25)95/ir 查 Z535 說明書，取 ，實際鉸孔速度10/inr? 30vdn???325/mi7.8/in??? 切削工時 被切削層長度 ：l78? 刀具切入長度 ，1 式（4.3）01(~2)2rDdlctgk??? 由式（4.3）得 15 1254.7120.9lctgm????? 刀具切出長度 ： 取2l4~?l32? 走刀次數為 1 機動時間 ：3jt78.09.5in16jLnf??? 該工序的加工機動時間的總和是 ：jt.840.2.14minj??? 4）各工序實際切削用量 根據以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，02dm?0.43/fr195/inr/iv 擴孔： ， ， ，.757m7.3 鉸孔： ， ， ，051.6/f0/in?8/in? 3.3.3 工序 3 粗、精銑兩側面 （1）粗銑兩側面 機床：組合銑床 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數 ，此為粗齒銑刀。5Z? 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度 ：pa2m? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4—73，取 銑削速度f Zaf/18.0? ：參照參考文獻[3]》表 2.4—81，取V2.47/Vms? 機床主軸轉速 ：由式（ 4.1）得n ，102.47601.9/in31nrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1—74 475? 實際銑削速度 ： v3.2.49/0160dnms??? 進給量 ： fV.8547/.1/ffaZ? 工作臺每分進給量 ： m.75infVs? ：根據參考文獻[3]表 2.4—81,?aa60? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 4lm 刀具切入長度 ：1 式（4.4）210.5()(~3lDa???? 16 20.5(1075)(1~39m???? 刀具切出長度 ：取l 走刀次數為 1 機動時間 ：jt127590.24in4.jmlf?? （2）精銑兩側面 機床：組合銑床 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數 8，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：pa1.0m? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4—73，取 銑削速度f 0.15/faZ? ：參照參考文獻[3]表 2.4—81，取V2.8/Vms? 機床主軸轉速 ：由式（ 4.1）得n ，102.86053/in314Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1—31 ? 實際銑削速度 ：v.1603.14/0dnms? 進給量 ：fV.58/2/ffaZ? 工作臺每分進給量 ： m7infVs? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ll 刀具切入長度 ：精銑時110lD 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數為 1 機動時間 ：2jt127520.6minjmlf???? 3.3.4 工序 4 粗、精鏜 孔5? 機床：臥式鏜床 618T 刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料： YT （1）粗鏜 孔5? 17 切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pa2.m?052dm? 進給量 ：根據參考文獻[3]》表 2.4—66，刀桿伸出長度取 ，切削f m20 深度為 。因此確定進給量 。2. ./fr 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4—9 取V./15/inVs? 機床主軸轉速 ：由式（ 4.1）得n ，101508.67/min3.42rd???? 按照參考文獻[3]表 3.1—41 取 10/i? 實際切削速度 ：v.2.7106ns?? 工作臺每分鐘進給量 ：mf0.10/infm 被切削層長度 ：l2? 刀具切入長度 ：1 2.(~3)5.8pratgktg????? 刀具切出長度 ： 取2l5l42 行程次數 ：i? 機動時間 ：1jt12.810.minjmlf??? （2）精鏜 孔5? 切削深度 ： ，半精鏜后孔徑pa8.0?54.2d? 進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4—66，刀桿伸出長度取 ，切削深f 0 度為 。因此確定進給量0.8m.15/fr 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4—9，取V3.18/9./minVs? 機床主軸轉速 ：n ，取0190.812./min3.45rd????0/ir 實際切削速度 ，：v3.45.2.84/006dns???? 工作臺每分鐘進給量 ： 被切削層長度 ：mf.1/inf?l12lm? 刀具切入長度 ：1l mtgtgkarp 5.3208.)3~2(????? 刀具切出長度 ： 取2l5l42? 18 行程次數 ：i1? 機動時間 ：jt213.540.1minjmlf??? 所以該工序總機動工時 02ijt? 3.3.5 工序 5：粗、精銑下平面 （1）粗銑下平面 工件材料: HT200，鑄造。 加工要求：粗銑下平面。 機床：立式銑床 X52K。 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數 ，此為粗齒銑刀。5Z? 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度 ：pa2m? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4—73，取 銑削速度f Zaf/18.0? ：參照參考文獻[3]表 2.4—81，取V2.47/Vs 機床主軸轉速 ：n ，102.47601.9/in31nrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1—74 5m? 實際銑削速度 ：v3.472.9/0160dns??? 進給量 ：fV.85/.1/ffaZ? 工作臺每分進給量 ：m.5infVs? ：根據參考文獻[3]表 2.4—81,?a ma60? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 。l 4l 刀具切入長度 ：1210.5()(1~3lDa????2.06)2m? 刀具切出長度 ：取2l? 走刀次數為 1 機動時間 ：jt1240.13in7.5jmlf??? 19 （2）精銑下平面 加工條件 工件材料: HT200，鑄造。 加工要求：粗銑下平面。 機床：立式銑床 X52K。 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數 8，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：pa1.0m? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4—73，取 銑削速度f 0.15/faZ? ：參照參考文獻[3]表 2.4—81，取V2.8/Vms? 機床主軸轉速：由式（4.1）得 ，102.86053/in314Vnrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1—31 ? 實際銑削速度 ：v.1603.14/0dnms? 進給量 ：fV.58/2/ffaZ? 工作臺每分進給量 ： m7infVs? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 40l 刀具切入長度 ：精銑時11lD 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數為 1 機動時間 ：2jt12402.min7jmlf???? 3.3.6 工序 6：粗、精銑 槽0.6182? （1）粗銑 16 槽 機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX5 刀具：錯齒三面刃銑刀 機床：X52K 切削深度 ：pa9m? 根據參考文獻[5]表 30—33 得： 20 刀具：整體直齒銑刀 Z=20 D=100 查參考文獻[3]表 2.4-76 得： 進給量 ,根據參考文獻[5]表 30—32 查得切削速度0.6/famz? ，24/inV 機床主軸轉速 ：由式（ 4.4）得 ，12476./min3.10Vrd??? 按照參考文獻[3]表 3.1—74 取 95? 實際切削速度 ：v.0./6Dns?? 進給量 ：fV0.295/1./ffaZm? 工作臺每分進給量 ： m.4infVs? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 0l 刀具切入長度 ：110.5(~2)lD?? =52mm 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數為 1 機動時間 ：jt12405.82minjmlf??? （2）精銑 16 槽 根據參考文獻[5]表 30—33 得 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀 切削深度 ：pa2? 根據參考文獻[3]表 2.4—76 查得：進給量 ,根據參考文獻[4]表0.12/famz? 30—32 查得切削速度 ，3/minV 機床主軸轉速 ：由式（ 4.1）得n ，1027./i.410rd???? 按照參考文獻[3]表 3.1—74 取 5n? 實際切削速度 ：v3.0.4/6Dnms?? 進給量 ：fV0.1275/1.8/ffaZ? 工作臺每分進給量 ： m. infVs? 21 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 40lm? 刀具切入長度 ：110.5(~2)lD?? =52mm 刀具切出長度 ：取2l? 走刀次數為 1 機動時間 ：jt12405.87minjmlf??? 本工序機動時間 12.81.69ijjtt?? 3.3.7 工序 7 粗銑斜平面 加工條件 工件材料； HT200，鑄造。 機床：X52K。 查參考文獻[5]表 30—34 刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，15YT0Dm? 齒數 ，此為粗齒銑刀。8Z? 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ：pa3m? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4—75，取 銑削速度f 0.12/faZ? ：參照參考文獻[5]表 30—34，取V1.3/Vs 機床主軸轉速 ：由式（ 4.1）得n ，101.360254/in4nrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1—74 30m? 實際銑削速度 ：v.1.57/106dns???? 進給量 ： 工作臺每分進給量 ：fV.283/04.8/ffaZ mf4.8//imfsm? ：根據零件圖可知 ?a5?? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 。l 21lm 刀具切入長度 ：1 式（4.5）10.5(~3)lD??5?? 22 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數為 1 機動時間 ：jt1250.26min8jmlf??? 3.3.8 工序 8 銑斷 機床： KX52 刀具：根據參照參考文獻[3]表 4.4—12 選細齒鋸片銑刀 D=100 L=4 d=22 Z=80 切削深度 ：pa4m? 根據參考文獻[3]表 2.4—76 查得：進給量 ,根據參考文獻[5]表0.3/famz? 30—23 查得切削速度 。5/inV 機床主軸轉速 ：由式（ 4.1）得n1017/i3.40rd???? 查參考文獻[3]3.1—74 取 5n? 實際切削速度 ：v.09./16Dnms?? 進給量 ：fV0.38/7./ffaZ? 工作臺每分進給量 ： m.45infVs? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， ll 刀具切入長度 ：1 由式（4.6）10.5(~2)lD?? =52mm 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數為 1 機動時間 ：jt2750.28in46jmlf??? 23 第四章 銑兩端面夾具設計 根據零件的加工要求得，需要設計加工銑兩側面夾具。銑兩側面夾具將用 于組合機床，刀具為兩把硬質合金端銑刀 YG8 對撥叉叉的左右兩個端面同時進 行加工。 本夾具主要用來粗、精銑撥叉叉口左右側面。由加工本道工序的工序簡圖 可知。粗精、銑左右側面時，左右側面有尺寸要求 ，左右側面與0.6182m? 孔軸線分別有垂直度的要求。以及左右側面均有表面粗糙度要求。本道25m? 工序僅是對左右側面進行粗、精加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提 高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。 4.1 定位基準的選擇 在進行左右側面粗銑加工工序時， 孔已經加工出。因此工件選用頂25m? 面與 孔作為定位基面。選擇 孔和 孔左端面作為定位基面25m? 限制了工件的五個自由度，再以大頭孔的一側面作為定位基面，限制了工件的 一個自由度,即兩個銷和 孔側面作為定位基面。夾具上的定位元件是：25? 一面兩銷。其中一面為定位環(huán)，兩銷為一短圓柱銷和一檔銷。 如圖 6.1： 1413. 圖 6.1 銑兩側面定位 24 為了提高加工效率，現決定用兩把銑刀對撥叉叉的左右端面同時進行粗銑 加工。 4.2 夾具方案的確定 本夾具主要用來加工撥叉叉口的兩側面，由于零件的加工批量屬于大批量 生產，就要求所設計的專用夾具不僅要保證加工精度，而且要保證要有較高勞 動生產率，能順利的完成加工要求。 從上述的定位分析可知，采用的是一面兩銷的定位，在小頭孔用一長銷定 位，可以限制工件的四個自由度，用小頭的左側面和夾具體上的定位環(huán)進行定 位限制了工件的一個左右移動，在大頭孔的下部用一定位塊來限制工件的轉動， 這樣就限制了工件的六個自由度，實現了完全定位。 其設計如圖 6.2： 圖 6.2 銑兩側面的定位及夾緊 4.3 定位誤差的分析和計算 由上述的分析可知，本工序的加工是以加工過的 孔定位，并對其采25m? 用長心軸定位，這樣就形成了平面和長孔的組合基準的定位設計。在設計時， 就是采用了圓柱銷作為第一定位基準，定位設計采用長銷限制了工件的四個自 由度，端面用一點接觸限制一個自由度。欲使在受力的情況下，保證長銷正確 25 定位，同時端面又能很好接觸，常采用平面支承球面浮動和小平面，為使機構 設計結構簡單，本設計采用小平面就可以很好的保證它的軸向移動。 在本工序中，設計的夾具主要用于加工撥叉叉口的兩側面，為了能保證側 面的與軸向的水平位置，兩側面與 孔軸線的垂直度要求。從工件的定位25m? 方案來考慮，在設計專用夾具時就只須保證心軸與 孔的配合和25m? 孔左端面與定位環(huán)的接觸良好即可。25m? 從資料書可以查得，孔與軸的間隙配合公差可以達到 ，0.145??? 由于工件的垂直度誤差為 0.1。 從上面的誤差可知， 10.5m??? 因此，它要求夾具的誤差為 21/30.67?? 有上面的結果可知， 2?? 因此，它可以達到設計要求。 從夾具的軸向來看，夾具上的定位環(huán)與工件的小頭孔左端面定位，屬于基 準重合，對到塊的中心線是以定位環(huán)來調整，采用調整法來加工。如不考慮其 他因素的影響，則不存在因定位而引起的誤差 4.4 夾緊機構方案 根據夾具方案的設定，采用手動夾緊機構 26 27 第五章 方案綜合評價 本方案主要是對銑撥叉叉口兩側面的專用夾具的設計，在設計中，首先對 零件加工的定位基準進行了分析，并選擇合理的定位基準進行誤差分析比較， 看是否滿足工件的精度要求。再對具體的夾具方案進行確定，本專用夾具的具 體方案是以長銷作為定位基準，主要限制工件的四個自由度。用一個定位塊來 代替檔銷，限制了工件的轉動，用定位環(huán)限制工件的軸向移動。本工序主要采 用定位環(huán)與工件的接觸面和對刀塊的位置來保證工件的位置精度，用心軸與工 件的配合來保證兩側面與小頭孔軸線的垂直度。最后，在工具書上選擇在設計 中所需的定向鍵、對刀塊等進行選擇，以對其夾具體進行更好設計，使本專用 夾具更為完善。滿足零件的加工精度和提高生產率。 28 結論 本設計中是對撥叉零件加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加 工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題， 如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞 動生產率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的 定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在 問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產率，為達到零件能在 保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產率，降低成本的 目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相 關資料。最后，將這些問題一一解決，并設計了銑直徑 55mm 孔兩側面的專用夾 具。而且它采用了一面兩銷定位，夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不 大，所需的夾緊力不大。因此手動夾緊滿足夾緊要求。 完成了本次課程設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一 步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。 29 參 考 文 獻 [1] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊［Ｍ］ ．北京：機械工業(yè)出版社，2005．1． [2] 強 毅．設計制圖實用標準手冊［Ｍ］ ．北京：科學出版社，2000．1． [3] 陳宏鈞．實用機械加工工藝手冊［Ｍ］ ．北京：機械工業(yè)出版社，2003．1． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊［Ｍ］ ．北京：機械工業(yè)出版社，2001．8． [5] 莫雨松．互換性與技術測量［Ｍ］ ．中國計量出版社，2000．1． [6] 何玉林，賀元成．機械制圖［Ｍ］ ．重慶大學出版社，2000．8． [7] 王光斗，王春福．機床夾具設計手冊［Ｍ］ ．上海：上?？茖W技術出版社， 2000．11． [8] 唐云支．機床夾具［Ｍ］ ．中國勞動社會保障，2001．1． [9] 李慶余，張 佳．機械制造裝配設計［Ｍ］ ．北京：機械工業(yè)出版社，2003．8． [10]紀名剛，濮良貴．機械設計［Ｍ］ ．北京：高等教育出版社，2001．8． [11]李旦，邵東向．機床專用夾具圖冊［Ｍ］ ．哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005．2．