2008 “CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備
2008 “CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備,ca6140,車床,零件,機(jī)械,加工,工藝,工藝設(shè)備
1四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院Sichuan Vocational and Technical College畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目“CA6140 車床撥叉 ”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備專業(yè):機(jī)械制造與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者: 學(xué)號(hào): 091042012021 指導(dǎo)教師: 2拔叉工藝及夾具設(shè)計(jì)摘 要：機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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。關(guān)鍵詞：拔叉；工藝規(guī)格設(shè)計(jì)；定位夾緊；夾具設(shè)計(jì) 3The Design Of Fork-lever Processing and FixtureAbstract :The machine manufacture technology curriculum design was carried on after we studied university's complete basic course ,the technical basic course as well as the majority of professional courses .This is a thorough comprehensive total review before we carry on the graduation project to studies various curricula ,also is an apply theory to reality training, therefore, it holds the important status in we four years university life.Key words: Fork-lever; Craft specification design; The localization clamps; Jig design 4目錄1 前言…………………………………………………………… 52 零件說明…………………………………………………………62.1 零件的作用2.2 零件的工藝分析2.3 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定4 毛坯的確定………………………………………………………35 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………………45.1 定位基準(zhǔn)的選擇5.2 重點(diǎn)工序說明5.3 制定工藝路線5.4 機(jī)械加工余量的確定5.5 切削用量的選擇和時(shí)間定額的確定6 夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………………186.1 設(shè)計(jì)主要問題的提出6.2 夾具設(shè)計(jì)過程6.3 定位誤差分析6.4 夾具設(shè)計(jì)及操作說明7 設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………… 20參考文獻(xiàn)…………………………………………………………21 51 前言機(jī)械制造工藝學(xué)是以機(jī)械制造中的工藝問題為研究對(duì)象，實(shí)踐性較強(qiáng)的一門學(xué)科，通過對(duì)此門學(xué)科的課程設(shè)計(jì)，使我在下述各方面得到了鍛煉：⒈能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。⒉提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。⒊學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。⒋培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。通過對(duì) CA6140 拔叉的工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體(如《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 、 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 、 《金屬切削機(jī)床概論》 、 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 、 《金屬切削原理與刀具》等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！在此次設(shè)計(jì)中主要是設(shè)計(jì) CA6140 撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計(jì)過程中，我查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)，尤其機(jī)制教研室的 62 零件說明2.1 零件的作用題目給定的零件是 CA6140 撥叉，它位于車床變速機(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 18mm 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 18mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。2.2 零件的工藝分析CA6140 拔叉（型號(hào)：84009）共有 3 組加工表面：1、 零件兩端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面為粗基準(zhǔn)加工右端面，再以前端面為精基準(zhǔn)加工左端面；2、 以花鍵中心線為基準(zhǔn)的加工面：這一組面包括 ?25H7 的六齒方花鍵孔、?22H12 的花鍵底孔、兩端的 2X150倒角和距花鍵中心線為22mm 的上頂面；3、 以工件右端面為基準(zhǔn)的 18H11mm 的槽、上頂面的 2-M8 通孔和 ?5 錐孔。經(jīng)上述分析可知， 對(duì)于后兩組加工表面，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。2.3 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)拔叉 84009 的毛坯為鑄造件，在零件圖上只有 2 處位置誤差要求，即上頂面與花鍵中心線的平行度誤差≤0.10， 18H11 槽的兩側(cè)面與花鍵中心線的垂直度誤差≤0.08 零件外形上大體上與六面體相似，形狀大體如下： 7零件剖視圖圖（1）零件大致結(jié)構(gòu)圖 83 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定根據(jù)指導(dǎo)老師要求，設(shè)計(jì)此零件為鑄件，成批大量生產(chǎn)，工藝的安排基本傾向于工序分散原則，設(shè)備的選用是通用設(shè)備和專用工裝，工藝手段以常規(guī)工藝為主，新工藝為輔的原則。4 毛坯的確定CA6140 車床拔叉，零件材料 HT200，硬度 190HB～210HB，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，毛坯為鑄件，灰鑄鐵的機(jī)械加工余量按 JZ67-62 規(guī)定了灰鑄鐵鑄件的三種精度等級(jí)和相應(yīng)的鑄件機(jī)械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在大批量生產(chǎn)的鑄件，采用 2 級(jí)精度鑄件，毛坯重量由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 5-2 有零件≤80kg ，偏差為 7%，故毛坯估算約為 1.0kg，采用 2 級(jí)精度鑄件，頂面的加工余量和底面的加工余量忽略不計(jì)，兩側(cè)面的加工余量也忽略不計(jì)，由表 5-4 左右端面的加工余量為3±0.8，其余部分均為實(shí)心部分。故毛坯圖如下： 9圖（2）毛坯圖Fig(2) Rough map5 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)的選擇得正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。5.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，一般遵循下列原則：⑴保證相互位置要求原則；⑵保證加工表面加工余量合理分配的原則；⑶便于工件裝夾原則；⑷粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則；⑸為了保證所有加工表面有足夠的加工余量，選用加工余量小的表面作粗基準(zhǔn)，不要用同一尺寸方向上。兩端面，后端面為精加工面，故在銑兩端面時(shí)，先以后端面為粗基準(zhǔn)，粗銑前端面。加工花鍵底孔時(shí)，利用兩邊側(cè)面找正對(duì)稱面和以底面為粗基準(zhǔn)加工花鍵底孔。5.1.2 精基準(zhǔn)的選擇在選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方面，提高工件的加工精度。一般遵循下列原則：⑴基準(zhǔn)重合原則；⑵統(tǒng)一基準(zhǔn)原則；⑶互為基準(zhǔn)原則；⑷自為基準(zhǔn)原則；⑸便于裝夾原則。為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，加工 2-M8 螺紋孔、Φ5 錐孔，18H11 槽以零件的坐端面和花鍵中心線為精基準(zhǔn)，銑上頂面以花鍵中心線為精基準(zhǔn)。5.2 重點(diǎn)工序的說明CA6140 拔叉零件的重要加工面有花鍵底孔、兩端面，花鍵，槽，頂面，材料為HT200，參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》 ，其加工方法選擇如下：5.2.1 加工前后兩端面根據(jù) GB1800-79 規(guī)定毛坯的公差等級(jí)為 IT13，表面粗糙度為 Ra12.5μm，要達(dá)到后端面 Ra3.2μm 的技術(shù)要求，需要經(jīng)過粗銑→精銑。5.2.2 加工 Φ22 花鍵底孔此工序重點(diǎn)在于找正毛坯對(duì)稱面，故采用螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)，找正對(duì)稱面，進(jìn)行 10加工。零件技術(shù)要求底孔的表面粗糙度達(dá)到 Ra6.3μm，毛坯為實(shí)心，故采用鉆孔→擴(kuò)孔，可以達(dá)到要求。5.2.3 加工外徑為 Φ25 的花鍵內(nèi)孔零件要求花鍵底面粗糙度 Ra1.6μm，側(cè)面 Ra3.2μm，由于此工序在鉆底孔工序之后，故采用拉花鍵孔的方法，一次拉削可以達(dá)到要求。5.2.4 加工上頂面零件上頂面為精加工，粗糙度要求為 Ra3.2μm，與花鍵中心線的平行度誤差≤0.10mm，故以花鍵中心線為精基準(zhǔn)，對(duì)上頂面進(jìn)行粗銑→精銑。5.2.5 加工 18H11 槽零件技術(shù)要求槽底面要達(dá)到表面粗糙度為 Ra6.3μm，側(cè)面粗糙度為 Ra3.2μm，而且兩側(cè)面和花鍵中心線的垂直度≤0.08，本身有精度要求，18H11，故以花鍵中心線和左端面為精基準(zhǔn)，用花鍵心軸定位，采用銑→磨。頂面的鉆 2-M8 通孔和 Φ5 錐孔工序不是很重要，在此不做詳細(xì)說明，2-M8 通孔先鉆孔，再攻絲，Φ5 錐孔采用錐刀進(jìn)行加工。5.3 制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在此零件為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具并盡量使工序分散來提高生產(chǎn)率，此外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，使生產(chǎn)成本盡量降低。5.3.1 工藝路線方案一的制訂工序Ⅰ：粗銑前端面工序Ⅱ：粗、精銑后端面工序Ⅲ：鉆、擴(kuò)花鍵底孔工序Ⅳ：粗、精銑上頂面工序Ⅴ：鉆 2-M8 通孔工序Ⅵ：鉆 Φ5 錐孔工序Ⅶ：銑削 18H11 槽工序Ⅷ：磨削 18H11 槽工序Ⅸ：拉花鍵工序Ⅹ：挫圓角工序Ⅺ：去毛刺工序Ⅻ：終檢5.3.2 工藝路線方案二的制訂工序Ⅰ：粗銑前端面工序Ⅱ：粗、精銑后端面 11工序Ⅲ：鉆、擴(kuò)花鍵底孔工序Ⅳ：拉花鍵工序Ⅴ：粗、精銑上頂面工序Ⅵ：鉆 2-M8 通孔工序Ⅶ：鉆 Φ5 錐孔工序Ⅷ：銑削 18H11 槽工序Ⅸ：磨削 18H11 槽工序Ⅹ ：挫圓角工序Ⅺ：去毛刺工序Ⅻ：終檢5.3.3 兩種工藝路線的比較與分析上述兩種方案，工藝路線一把拉花鍵放在磨削 18H11 槽之后，在此，工序 4、工序 5、工序 6、工序 7、工序 8 中很難對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，造成生產(chǎn)率的下降。工藝路線二，一把花鍵底孔鉆削出來后緊接著就是拉花鍵，這樣，后面的工序就很容易對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，即以花鍵心軸進(jìn)行定位，進(jìn)行螺旋夾緊，此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠。通過以上的兩種工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)的分析，最后確定工藝路線二為該零件的加工路線。工藝過程詳見機(jī)械加工工序卡片。5.4 機(jī)械加工余量的確定確定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步）向前推算，前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出了零件各加工表面的加工總余量（即毛坯余量） ，將加工余量分配給各工序加工余量，然后往前推算工序尺寸。CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量約為 1.0 kg ，生產(chǎn)類型為由大批量生產(chǎn)，毛坯為鑄件，精度為 2 級(jí)鑄件，大體尺寸確定，外表面加工面少，根據(jù)以上原始資料加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及加工余量如下： ⒈前后端面的加工余量前后端面有 3±0.8mm 的加工余量，足以把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。前端面粗銑一次即可，加工余量 3mm，工序基本尺寸為 83mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT11，公差值 0.22mm，表面粗糙度 Ra5μm，上下偏差按“入體原則”確定（以后按照此原則確定） 。后端面粗銑一次，精銑一次，粗銑加工余量 2.8mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT11，公差值 0.22mm，精銑加工余量 0.2mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度 Ra3.2μm，工序基本尺寸為 80mm。⒉矩形花鍵底孔 12要求以矩形花鍵的外徑定心，故先鉆中心孔，再擴(kuò)，最后拉削，內(nèi)孔尺寸為Φ22H12，見零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 表 3-59 確定孔加工余量的分配。鉆孔 Φ20mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT11，公差值 0.13mm。擴(kuò)孔 Φ21mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT10，公差值 0.084mm，粗糙度 Ra6.3μm。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(cè)》取 2Ζ=1mm。⒊頂面的加工余量此工序分為兩個(gè)工步：①粗銑頂面；②精銑頂面。粗銑加工余量為 2.8mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT11，公差值 0.22mm。精銑加工余量為 0.2mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT7，公差值 0.035mm，表面粗糙度Ra3.2μm。⒋18H11 槽的加工余量銑削的加工余量：槽底面的銑削余量為 50mm，槽側(cè)面的銑削余量為 17.9mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT12，公差值 0.25mm，槽底面表面粗糙度 Ra6.3μm。磨削的加工余量：槽側(cè)面的磨削余量為 0.5mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT9，公差值為 0.043mm，側(cè)面粗糙度為 Ra3.2μm。5.5 切削用量的選擇和時(shí)間定額的確定根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書以及老師指定，需要計(jì)算幾道工序的工作時(shí)間以及此工序的切削用量的選擇，現(xiàn)選工序 4 拉花鍵孔、工序 8 銑削 18H11 槽這兩道工序進(jìn)行計(jì)算。5.5.1 工序一 以一端面為粗基準(zhǔn)，粗銑另外一端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑上下端面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.5mm，n c=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/ V f=(32+80)/475=0.09min。5.5.2 工序二 以底面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ22 孔，保證精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角α o＝11°，二重刃長度 bε=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長 l=9mm,棱帶長度 ml31? 120??° 10??° 3?° 2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rmf/2.1~0? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 f 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機(jī)床已有的進(jìn)給量 rf/4. 經(jīng)校驗(yàn)max245016FFf ???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 min140?T擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.9～１.４mm，壽命 6鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為０.６～０.９mm，壽命 in120?T（3）切削速度查《切》 rmvc/20? 修正系數(shù) 0.1?TVK .MV .tvK.1Kx. 1apv 故 rmc/2。 14min/6.1320rdvns??查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/125rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/8.0?（4）校驗(yàn)扭矩功率 NmMc362?N2.14? 所以 mcM? kwPkE95.?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： in/12r? rf/40.? in/5.19vc? md75.490?鉸孔： m5 6m 3精鉸： i/r rf/. i/.vc 0IT３.計(jì)算工時(shí) in52.03.1287????nfLtm所有工步工時(shí)相同。5.5.1 工序一 以一端面為粗基準(zhǔn)，粗銑另外一端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑上下端面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.5mm，n c=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/ V f=(32+80)/475=0.09min。5.5.2 工序 4 拉花鍵孔切削用量和基本工時(shí)的計(jì)算加工條件：①工件材料：HT200，鑄件；②加工要求：花鍵底孔粗糙度 Ra6.3μm，鍵槽側(cè)面粗糙度 Ra3.2μm，鍵槽底面粗糙度 Ra1.6μm，鍵槽尺寸 6mm，偏差代號(hào) H9；③刀具：高速鋼拉刀；④切削液：乳化液；④、加工設(shè)備：拉床。㈠、確定齒升量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升量為0.06mm；㈡、切削速度：查有《切削簡明手冊(cè)》有切削速度為 0.06m/s（3.6m/min） ；㈢、切削工時(shí) t=Z blηk/1000vf zZ式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ22mm 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(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=(1.25～1.9)sqrtL 所以 P=(1.25～1.9)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 因?yàn)槔锻瑫r(shí)工作齒數(shù) z=l/p=80/12≈7 16所以其本工時(shí) Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)5.5.3 工序五 粗銑精銑頂面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑頂面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.5mm，n c=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/ V f=(32+80)/475=0.09min。5.5.4 工序 8 銑削 18H11 槽的切削用量和基本工時(shí)的計(jì)算加工要求：用乳化液冷卻，加工工件，槽寬 18mm，公差代號(hào) H11，長 40mm，槽的側(cè)面與花鍵孔中心線的垂直度誤差≤0.08mm，底面粗糙度為 Ra6.3μm。加工余量：25mm。由于零件此處的設(shè)計(jì)精度比較高，用銑削很難達(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，分兩步走，ae=25，ap=10mm。⒈選擇刀具 17銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24 ⒉選擇銑削用量由于槽的寬度為 18mm, 故二次走完，ae=25mm ap=10mm由《切削用量簡明手冊(cè)》表 3.3 確定 f=0.5mm/r 現(xiàn)取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z⒊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(cè)》表 3.7,得最大磨損量為0.5 由表 3.8 確定刀具壽命：T=120。⒋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(cè)》的公式)60Zaf)/(Tdo(CVc m-1pueyzxpmqv vvvvv ?????aCv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, in/6.98)60Zaf)/(Tdo(c m-1pueyzxpmqv vvvvva?????n=1000×Vc/ do=1000×98.6/3.14×100=314r/min?根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》X62W 型銑床說明選 nc=300r/min實(shí)際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 選 Vfc=ncf=300×0.5=150mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z⒌基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡明手冊(cè)》表 3.5Tm=(L+L1+△)×i/Vf=(40+20)×2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次) 186 夾具的設(shè)計(jì)6.1 設(shè)計(jì)主要問題的提出為了提高勞動(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，經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 8 道工序——鉆鉸 φ22 孔的鉆床夾具。本夾具將用與 Z525立式鉆床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對(duì)工件進(jìn)行加工。夾具設(shè)計(jì)經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 IX 道工序——鉆鉸 φ22 孔的鉆床夾具。本夾具將用于 Z525 立式鉆床。問題的提出在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，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。6.2 夾具設(shè)計(jì)過程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 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 ?????扭矩 Mzc ??6..24.7.由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略?？ňo力為 NFf04.52??取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 19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夾具體底版的水平力，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. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明夾具的卡緊力不大，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)。夾具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。6.3 定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。6.4 夾具設(shè)計(jì)及操作說明如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開口墊塊,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用） ；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 207 設(shè)計(jì)總結(jié)為期兩周的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，在老師的指導(dǎo)下，得以順利完成本次課程設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性。本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。通過此次設(shè)計(jì)，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(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等?？偟膩碚f，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)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(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！ 21參考文獻(xiàn)[1] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，2006[2] 徐學(xué)林.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).湖南大學(xué)出版社，2005[3] 朱張校.工程材料.清華大學(xué)出版社，2005[4] 周靜卿.機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2004[5] 韓榮第，等.金屬切削原理與刀具.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004[6] 賈亞洲.金屬切削機(jī)床概論.機(jī)械工業(yè)出版社，1996[7] 陳宏鈞.機(jī)械加工工藝手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2003[8] 濮良貴，等.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.2001[9] 單根全，等.夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè).電子工業(yè)出版社，1991 221XX 工學(xué)院機(jī) 械 加 工 工 藝 卡 片零件名稱 ： 機(jī)床 CA6140 拔叉學(xué) 生 ： XXX 指導(dǎo)老師 ： XXX 年 月 日2零件號(hào) 零件名稱機(jī)械加工工藝過程卡片0405 拔叉設(shè)備 夾具 刀具 量具工序號(hào) 工序名稱名稱 型號(hào) 名稱 規(guī)格 名稱 名稱 規(guī)格 工時(shí)(min)1車 A 端面鉆 φ22 0+0.28花鍵底孔倒 A 端倒角臥式車床 C630 三卡爪 YG8,YG6 彎頭外圓車刀，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆卡板刀桿 16mm×25mmφ20mm，φ22mmφ40mm，ψ=150°2.552 倒 B 端倒角 臥式鉆床 Z35K 專用夾具 高速鋼锪 鉆 卡板 φ40mm，ψ=150° 0.153 拉 φ25 0+0.023花鍵孔 臥式內(nèi)拉床 L6110 專用夾具 高速鋼花鍵拉刀 花鍵量規(guī) 6×22H12×25H8×6+0.03+0.060.234 銑 D 面 臥式銑床 X62 專用夾具 YG6 硬質(zhì)合金圓遠(yuǎn)柱銑刀 卡板 φ80mm，Z=10 0.55 銑 80+0.03槽 臥式銑床 X62 專用夾具 鑲齒三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 φ7mmφ8mm 1.236 銑 180+0.012槽 臥式銑床 X62 專用夾具 鑲齒三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺φ14.4mmφ17.4mmφ18mm7.827 終檢設(shè)計(jì)者 XXX 指導(dǎo)老師 XXX3機(jī)械加工工藝卡片 工序名稱 車 A 端面，鉆 φ 花鍵28.0?底孔，倒 A 端倒角工序號(hào) Ⅰ零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 0405零件重量 同時(shí)加工工 件數(shù) 1材料 毛坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBS190～220 金屬型鑄件 1.0kg設(shè)備 夾具 輔助工具名稱 型號(hào)臥式車床 C630專用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度 mm 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min1 粗車 A 端面至 80.5mm YG8 45°彎頭外圓車刀 22 1×2 2.5 0.55 480 69.3 0.182 精車 A 端面至 80mm YG6 45°彎頭外圓車刀 20 1 0.5 0.55 770 111.2 0.0353 鉆通孔 φ20 高速鋼錐柄麻花鉆 88 1 18 0.40 302.5 168.75 0.74 鉸 孔至 φ22 高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆 84 1 1 0.55 115.8 8 0.475 端面 A 倒角 錐柄機(jī)用鉸刀卡板4 1 2 0.55 115.8 48 0.35設(shè)計(jì)者 XXX 指導(dǎo)老師 XXX 共 7 頁 第 1 頁4機(jī)械加工工藝卡片 工序名稱 倒 B 端倒角 工序號(hào) Ⅱ零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 0405零件重量 同時(shí)加工工 件數(shù) 1材料 毛坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBS190～220 金屬型鑄件 1.0kg設(shè)備 夾具 輔助工具名稱 型號(hào)立式鉆床 Z35K 專用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度 mm 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min1 B 端倒角 高速鋼锪鉆 卡板 5 1 2 0.55 115.8 26 0.035設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 共 7 頁 第 2 頁5機(jī)械加工工藝卡片 工序名稱 拉 φ 花鍵孔023.5?工序號(hào) III零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 0405零件重量 同時(shí)加工工 件數(shù) 1材料 毛坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBS190～220 金屬型鑄件 1.0kg設(shè)備 夾具 輔助工具名稱 型號(hào)臥式內(nèi)拉床 L6110專用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度 mm 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min1拉 φ25 0+0.023花鍵孔6×22H12×25H8×6+0.03+0.06花鍵拉刀 花鍵量規(guī) 1 0.06 3.6 0.31設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 共 7 頁 第 6 頁6機(jī)械加工工藝卡片 工序名稱 銑 D 面 工序號(hào) Ⅲ零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 0405零件重量 同時(shí)加工工 件數(shù) 4材料 毛坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBS190～220 金屬型鑄件 1.0kg設(shè)備 夾具 輔助工具名稱 型號(hào)臥式銑床 X62 專用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度 mm 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min1 粗銑側(cè)面 D YG6 硬質(zhì)合金圓遠(yuǎn)柱銑刀 40 1 3 2 71.6 150 0.52 半精銑側(cè)面 D YG6 硬質(zhì)合金圓遠(yuǎn)柱銑刀卡板40 1 1 0.15 75 168.75 0.57設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 共 7 頁 第 3 頁7機(jī)械加工工藝卡片 工序名稱 銑 槽03.8?工序號(hào) Ⅴ零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 0405零件重量 同時(shí)加工工 件數(shù) 4材料 毛坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBS190～220 金屬型鑄件 1.0kg設(shè)備 夾具 輔助工具名稱 型號(hào)臥式銑床 X62專用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度 mm 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min1 粗銑槽 80+0.03mm 鑲齒三面刃銑刀 47 1 7 0.15 75 18.84 0.2252 精銑槽 80+0.03mm 鑲齒三面刃銑刀游標(biāo)卡尺45 1×2 1 0.04 318 16 0.85設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 共 7 頁 第 5 頁8機(jī)械加工工藝卡片 工序名稱 銑 槽012.8?工序號(hào) Ⅳ零件名稱 撥 叉 零件號(hào) 0405零件重量 同時(shí)加工工 件數(shù) 1材料 毛坯牌號(hào) 硬度 型式 重量HT200 HBS190～220 金屬型鑄件 1.0kg設(shè)備 夾具 輔助工具名稱 型號(hào)臥式銑床 X62專用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度 mm 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min1 粗銑槽 180+0.012mm 鑲齒三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 48 1×2 7.25 0.22 300 8 4.042 半精銑槽180+0.012mm鑲齒三面刃銑刀 489零件名稱 撥 叉零件號(hào) 0金屬型鑄件 1.0kg設(shè)備 夾具 輔助工具名稱 型號(hào)160.85設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 劉成文 共 7 頁 第 5 頁 淮海工學(xué)院機(jī)電 021專用夾具安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度 mm 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min按圖紙要求檢查設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 共 7 頁 第 7 頁10 1四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院Sichuan Vocational and Technical College畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目“CA6140 車床撥叉 ”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備專業(yè):機(jī)械制造與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者: 學(xué)號(hào): 091042012021 指導(dǎo)教師: 2拔叉工藝及夾具設(shè)計(jì)摘 要：機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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。關(guān)鍵詞：拔叉；工藝規(guī)格設(shè)計(jì)；定位夾緊；夾具設(shè)計(jì) 3The Design Of Fork-lever Processing and FixtureAbstract :The machine manufacture technology curriculum design was carried on after we studied university's complete basic course ,the technical basic course as well as the majority of professional courses .This is a thorough comprehensive total review before we carry on the graduation project to studies various curricula ,also is an apply theory to reality training, therefore, it holds the important status in we four years university life.Key words: Fork-lever; Craft specification design; The localization clamps; Jig design 4目錄1 前言…………………………………………………………… 52 零件說明…………………………………………………………62.1 零件的作用2.2 零件的工藝分析2.3 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定4 毛坯的確定………………………………………………………35 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………………45.1 定位基準(zhǔn)的選擇5.2 重點(diǎn)工序說明5.3 制定工藝路線5.4 機(jī)械加工余量的確定5.5 切削用量的選擇和時(shí)間定額的確定6 夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………………186.1 設(shè)計(jì)主要問題的提出6.2 夾具設(shè)計(jì)過程6.3 定位誤差分析6.4 夾具設(shè)計(jì)及操作說明7 設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………… 20參考文獻(xiàn)…………………………………………………………21 51 前言機(jī)械制造工藝學(xué)是以機(jī)械制造中的工藝問題為研究對(duì)象，實(shí)踐性較強(qiáng)的一門學(xué)科，通過對(duì)此門學(xué)科的課程設(shè)計(jì)，使我在下述各方面得到了鍛煉：⒈能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。⒉提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。⒊學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。⒋培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。通過對(duì) CA6140 拔叉的工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體(如《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 、 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 、 《金屬切削機(jī)床概論》 、 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 、 《金屬切削原理與刀具》等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！在此次設(shè)計(jì)中主要是設(shè)計(jì) CA6140 撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計(jì)過程中，我查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)，尤其機(jī)制教研室的 62 零件說明2.1 零件的作用題目給定的零件是 CA6140 撥叉，它位于車床變速機(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 18mm 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 18mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。2.2 零件的工藝分析CA6140 拔叉（型號(hào)：84009）共有 3 組加工表面：1、 零件兩端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面為粗基準(zhǔn)加工右端面，再以前端面為精基準(zhǔn)加工左端面；2、 以花鍵中心線為基準(zhǔn)的加工面：這一組面包括 ?25H7 的六齒方花鍵孔、?22H12 的花鍵底孔、兩端的 2X150倒角和距花鍵中心線為22mm 的上頂面；3、 以工件右端面為基準(zhǔn)的 18H11mm 的槽、上頂面的 2-M8 通孔和 ?5 錐孔。經(jīng)上述分析可知， 對(duì)于后兩組加工表面，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。2.3 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)拔叉 84009 的毛坯為鑄造件，在零件圖上只有 2 處位置誤差要求，即上頂面與花鍵中心線的平行度誤差≤0.10， 18H11 槽的兩側(cè)面與花鍵中心線的垂直度誤差≤0.08 零件外形上大體上與六面體相似，形狀大體如下： 7零件剖視圖圖（1）零件大致結(jié)構(gòu)圖 83 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定根據(jù)指導(dǎo)老師要求，設(shè)計(jì)此零件為鑄件，成批大量生產(chǎn)，工藝的安排基本傾向于工序分散原則，設(shè)備的選用是通用設(shè)備和專用工裝，工藝手段以常規(guī)工藝為主，新工藝為輔的原則。4 毛坯的確定CA6140 車床拔叉，零件材料 HT200，硬度 190HB～210HB，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，毛坯為鑄件，灰鑄鐵的機(jī)械加工余量按 JZ67-62 規(guī)定了灰鑄鐵鑄件的三種精度等級(jí)和相應(yīng)的鑄件機(jī)械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在大批量生產(chǎn)的鑄件，采用 2 級(jí)精度鑄件，毛坯重量由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 5-2 有零件≤80kg ，偏差為 7%，故毛坯估算約為 1.0kg，采用 2 級(jí)精度鑄件，頂面的加工余量和底面的加工余量忽略不計(jì)，兩側(cè)面的加工余量也忽略不計(jì)，由表 5-4 左右端面的加工余量為3±0.8，其余部分均為實(shí)心部分。故毛坯圖如下： 9圖（2）毛坯圖Fig(2) Rough map5 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)的選擇得正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。5.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，一般遵循下列原則：⑴保證相互位置要求原則；⑵保證加工表面加工余量合理分配的原則；⑶便于工件裝夾原則；⑷粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則；⑸為了保證所有加工表面有足夠的加工余量，選用加工余量小的表面作粗基準(zhǔn)，不要用同一尺寸方向上。兩端面，后端面為精加工面，故在銑兩端面時(shí)，先以后端面為粗基準(zhǔn)，粗銑前端面。加工花鍵底孔時(shí)，利用兩邊側(cè)面找正對(duì)稱面和以底面為粗基準(zhǔn)加工花鍵底孔。5.1.2 精基準(zhǔn)的選擇在選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方面，提高工件的加工精度。一般遵循下列原則：⑴基準(zhǔn)重合原則；⑵統(tǒng)一基準(zhǔn)原則；⑶互為基準(zhǔn)原則；⑷自為基準(zhǔn)原則；⑸便于裝夾原則。為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，加工 2-M8 螺紋孔、Φ5 錐孔，18H11 槽以零件的坐端面和花鍵中心線為精基準(zhǔn)，銑上頂面以花鍵中心線為精基準(zhǔn)。5.2 重點(diǎn)工序的說明CA6140 拔叉零件的重要加工面有花鍵底孔、兩端面，花鍵，槽，頂面，材料為HT200，參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》 ，其加工方法選擇如下：5.2.1 加工前后兩端面根據(jù) GB1800-79 規(guī)定毛坯的公差等級(jí)為 IT13，表面粗糙度為 Ra12.5μm，要達(dá)到后端面 Ra3.2μm 的技術(shù)要求，需要經(jīng)過粗銑→精銑。5.2.2 加工 Φ22 花鍵底孔此工序重點(diǎn)在于找正毛坯對(duì)稱面，故采用螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)，找正對(duì)稱面，進(jìn)行 10加工。零件技術(shù)要求底孔的表面粗糙度達(dá)到 Ra6.3μm，毛坯為實(shí)心，故采用鉆孔→擴(kuò)孔，可以達(dá)到要求。5.2.3 加工外徑為 Φ25 的花鍵內(nèi)孔零件要求花鍵底面粗糙度 Ra1.6μm，側(cè)面 Ra3.2μm，由于此工序在鉆底孔工序之后，故采用拉花鍵孔的方法，一次拉削可以達(dá)到要求。5.2.4 加工上頂面零件上頂面為精加工，粗糙度要求為 Ra3.2μm，與花鍵中心線的平行度誤差≤0.10mm，故以花鍵中心線為精基準(zhǔn)，對(duì)上頂面進(jìn)行粗銑→精銑。5.2.5 加工 18H11 槽零件技術(shù)要求槽底面要達(dá)到表面粗糙度為 Ra6.3μm，側(cè)面粗糙度為 Ra3.2μm，而且兩側(cè)面和花鍵中心線的垂直度≤0.08，本身有精度要求，18H11，故以花鍵中心線和左端面為精基準(zhǔn)，用花鍵心軸定位，采用銑→磨。頂面的鉆 2-M8 通孔和 Φ5 錐孔工序不是很重要，在此不做詳細(xì)說明，2-M8 通孔先鉆孔，再攻絲，Φ5 錐孔采用錐刀進(jìn)行加工。5.3 制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在此零件為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具并盡量使工序分散來提高生產(chǎn)率，此外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，使生產(chǎn)成本盡量降低。5.3.1 工藝路線方案一的制訂工序Ⅰ：粗銑前端面工序Ⅱ：粗、精銑后端面工序Ⅲ：鉆、擴(kuò)花鍵底孔工序Ⅳ：粗、精銑上頂面工序Ⅴ：鉆 2-M8 通孔工序Ⅵ：鉆 Φ5 錐孔工序Ⅶ：銑削 18H11 槽工序Ⅷ：磨削 18H11 槽工序Ⅸ：拉花鍵工序Ⅹ：挫圓角工序Ⅺ：去毛刺工序Ⅻ：終檢5.3.2 工藝路線方案二的制訂工序Ⅰ：粗銑前端面工序Ⅱ：粗、精銑后端面 11工序Ⅲ：鉆、擴(kuò)花鍵底孔工序Ⅳ：拉花鍵工序Ⅴ：粗、精銑上頂面工序Ⅵ：鉆 2-M8 通孔工序Ⅶ：鉆 Φ5 錐孔工序Ⅷ：銑削 18H11 槽工序Ⅸ：磨削 18H11 槽工序Ⅹ ：挫圓角工序Ⅺ：去毛刺工序Ⅻ：終檢5.3.3 兩種工藝路線的比較與分析上述兩種方案，工藝路線一把拉花鍵放在磨削 18H11 槽之后，在此，工序 4、工序 5、工序 6、工序 7、工序 8 中很難對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，造成生產(chǎn)率的下降。工藝路線二，一把花鍵底孔鉆削出來后緊接著就是拉花鍵，這樣，后面的工序就很容易對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，即以花鍵心軸進(jìn)行定位，進(jìn)行螺旋夾緊，此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠。通過以上的兩種工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)的分析，最后確定工藝路線二為該零件的加工路線。工藝過程詳見機(jī)械加工工序卡片。5.4 機(jī)械加工余量的確定確定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步）向前推算，前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出了零件各加工表面的加工總余量（即毛坯余量） ，將加工余量分配給各工序加工余量，然后往前推算工序尺寸。CA6140 的撥叉材料為 HT200。毛坯重量約為 1.0 kg ，生產(chǎn)類型為由大批量生產(chǎn)，毛坯為鑄件，精度為 2 級(jí)鑄件，大體尺寸確定，外表面加工面少，根據(jù)以上原始資料加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及加工余量如下： ⒈前后端面的加工余量前后端面有 3±0.8mm 的加工余量，足以把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。前端面粗銑一次即可，加工余量 3mm，工序基本尺寸為 83mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT11，公差值 0.22mm，表面粗糙度 Ra5μm，上下偏差按“入體原則”確定（以后按照此原則確定） 。后端面粗銑一次，精銑一次，粗銑加工余量 2.8mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT11，公差值 0.22mm，精銑加工余量 0.2mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度 Ra3.2μm，工序基本尺寸為 80mm。⒉矩形花鍵底孔 12要求以矩形花鍵的外徑定心，故先鉆中心孔，再擴(kuò)，最后拉削，內(nèi)孔尺寸為Φ22H12，見零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 表 3-59 確定孔加工余量的分配。鉆孔 Φ20mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT11，公差值 0.13mm。擴(kuò)孔 Φ21mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT10，公差值 0.084mm，粗糙度 Ra6.3μm。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(cè)》取 2Ζ=1mm。⒊頂面的加工余量此工序分為兩個(gè)工步：①粗銑頂面；②精銑頂面。粗銑加工余量為 2.8mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT11，公差值 0.22mm。精銑加工余量為 0.2mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT7，公差值 0.035mm，表面粗糙度Ra3.2μm。⒋18H11 槽的加工余量銑削的加工余量：槽底面的銑削余量為 50mm，槽側(cè)面的銑削余量為 17.9mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT12，公差值 0.25mm，槽底面表面粗糙度 Ra6.3μm。磨削的加工余量：槽側(cè)面的磨削余量為 0.5mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為 IT9，公差值為 0.043mm，側(cè)面粗糙度為 Ra3.2μm。5.5 切削用量的選擇和時(shí)間定額的確定根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書以及老師指定，需要計(jì)算幾道工序的工作時(shí)間以及此工序的切削用量的選擇，現(xiàn)選工序 4 拉花鍵孔、工序 8 銑削 18H11 槽這兩道工序進(jìn)行計(jì)算。5.5.1 工序一 以一端面為粗基準(zhǔn)，粗銑另外一端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑上下端面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.5mm，n c=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/ V f=(32+80)/475=0.09min。5.5.2 工序二 以底面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ22 孔，保證精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角α o＝11°，二重刃長度 bε=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長 l=9mm,棱帶長度 ml31? 120??° 10??° 3?° 2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rmf/2.1~0? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 f 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機(jī)床已有的進(jìn)給量 rf/4. 經(jīng)校驗(yàn)max245016FFf ???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 min140?T擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.9～１.４mm，壽命 6鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為０.６～０.９mm，壽命 in120?T（3）切削速度查《切》 rmvc/20? 修正系數(shù) 0.1?TVK .MV .tvK.1Kx. 1apv 故 rmc/2。 14min/6.1320rdvns??查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/125rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/8.0?（4）校驗(yàn)扭矩功率 NmMc362?N2.14? 所以 mcM? kwPkE95.?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： in/12r? rf/40.? in/5.19vc? md75.490?鉸孔： m5 6m 3精鉸： i/r rf/. i/.vc 0IT３.計(jì)算工時(shí) in52.03.1287????nfLtm所有工步工時(shí)相同。5.5.1 工序一 以一端面為粗基準(zhǔn)，粗銑另外一端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑上下端面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.5mm，n c=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/ V f=(32+80)/475=0.09min。5.5.2 工序 4 拉花鍵孔切削用量和基本工時(shí)的計(jì)算加工條件：①工件材料：HT200，鑄件；②加工要求：花鍵底孔粗糙度 Ra6.3μm，鍵槽側(cè)面粗糙度 Ra3.2μm，鍵槽底面粗糙度 Ra1.6μm，鍵槽尺寸 6mm，偏差代號(hào) H9；③刀具：高速鋼拉刀；④切削液：乳化液；④、加工設(shè)備：拉床。㈠、確定齒升量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升量為0.06mm；㈡、切削速度：查有《切削簡明手冊(cè)》有切削速度為 0.06m/s（3.6m/min） ；㈢、切削工時(shí) t=Z blηk/1000vf zZ式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ22mm 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(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=(1.25～1.9)sqrtL 所以 P=(1.25～1.9)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 因?yàn)槔锻瑫r(shí)工作齒數(shù) z=l/p=80/12≈7 16所以其本工時(shí) Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)5.5.3 工序五 粗銑精銑頂面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑頂面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 a p=1.5mm，n c=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/ V f=(32+80)/475=0.09min。5.5.4 工序 8 銑削 18H11 槽的切削用量和基本工時(shí)的計(jì)算加工要求：用乳化液冷卻，加工工件，槽寬 18mm，公差代號(hào) H11，長 40mm，槽的側(cè)面與花鍵孔中心線的垂直度誤差≤0.08mm，底面粗糙度為 Ra6.3μm。加工余量：25mm。由于零件此處的設(shè)計(jì)精度比較高，用銑削很難達(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，分兩步走，ae=25，ap=10mm。⒈選擇刀具 17銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24 ⒉選擇銑削用量由于槽的寬度為 18mm, 故二次走完，ae=25mm ap=10mm由《切削用量簡明手冊(cè)》表 3.3 確定 f=0.5mm/r 現(xiàn)取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z⒊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(cè)》表 3.7,得最大磨損量為0.5 由表 3.8 確定刀具壽命：T=120。⒋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(cè)》的公式)60Zaf)/(Tdo(CVc m-1pueyzxpmqv vvvvv ?????aCv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, in/6.98)60Zaf)/(Tdo(c m-1pueyzxpmqv vvvvva?????n=1000×Vc/ do=1000×98.6/3.14×100=314r/min?根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》X62W 型銑床說明選 nc=300r/min實(shí)際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 選 Vfc=ncf=300×0.5=150mm/min 根據(jù) X62W 型銑床說明書選 Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z⒌基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 《切削用量簡明手冊(cè)》表 3.5Tm=(L+L1+△)×i/Vf=(40+20)×2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次) 186 夾具的設(shè)計(jì)6.1 設(shè)計(jì)主要問題的提出為了提高勞動(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，經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 8 道工序——鉆鉸 φ22 孔的鉆床夾具。本夾具將用與 Z525立式鉆床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對(duì)工件進(jìn)行加工。夾具設(shè)計(jì)經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 IX 道工序——鉆鉸 φ22 孔的鉆床夾具。本夾具將用于 Z525 立式鉆床。問題的提出在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，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。6.2 夾具設(shè)計(jì)過程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 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 ?????扭矩 Mzc ??6..24.7.由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略?？ňo力為 NFf04.52??取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 19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夾具體底版的水平力，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. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明夾具的卡緊力不大，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)。夾具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。6.3 定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。6.4 夾具設(shè)計(jì)及操作說明如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開口墊塊,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用） ；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 207 設(shè)計(jì)總結(jié)為期兩周的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，在老師的指導(dǎo)下，得以順利完成本次課程設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性。本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。通過此次設(shè)計(jì)，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(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)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(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！ 21參考文獻(xiàn)[1] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，2006[2] 徐學(xué)林.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).湖南大學(xué)出版社，2005[3] 朱張校.工程材料.清華大學(xué)出版社，2005[4] 周靜卿.機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2004[5] 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