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燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書
機(jī)械制造工藝學(xué)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車床831005（第2組）撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目: 設(shè)計(jì)”CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備
內(nèi)容： 1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3. 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張
4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張
5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張
6. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份
指導(dǎo)教師 ：劉念聰
學(xué) 號(hào) ：2200551050105
學(xué) 生 ：歐果
2007．12
一、零件的分析
（一） 零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。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，工作過(guò)程：撥叉零件是在傳動(dòng)系統(tǒng)中撥動(dòng)滑移齒輪，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速，轉(zhuǎn)向。其花鍵孔Φ25mm通過(guò)與軸的配合來(lái)傳遞凸輪曲線槽傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)，零件的兩個(gè)叉頭部位與滑移齒輪相配合。
（二） 零件的工藝分析
CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1， 零件孔Φ22mm的上下加工表面及花鍵孔Φ25mm
這一組加工表面包括：孔Φ22mm的上下加工表面，孔Φ22mm的內(nèi)表面，有粗糙度要求為Ra小于等于6.3um，Φ25mm的六齒花鍵孔，有粗糙度要求Ra小于等于3.2um，擴(kuò)兩端面孔，有粗糙度要求Ra=6.3um;
加工時(shí)以上下端面和外圓Φ40mm為基準(zhǔn)面，有由于上下端面須加工，根據(jù)“基準(zhǔn)先行”的原則，故應(yīng)先加工上下端面（采用互為基準(zhǔn)的原則），再加工孔Φ22mm, 六齒花鍵孔Φ25mm和擴(kuò)孔；
2， 孔Φ22mm兩側(cè)的撥叉端面
這一組加工表面包括：右側(cè)距離18mm的上下平面，Ra=3.2um，有精銑平面的要求，左側(cè)距離為8mm的上下平面，Ra=1.6um，同樣要求精銑；
加工時(shí)以孔22mm，花鍵孔25 mm和上下平面為基準(zhǔn)定位加工；
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面尺寸，上述表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以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，并且保證它們的位置精度要求
（三） 零件的尺寸圖
二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)確定毛坯的制造形式
1：零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。
2：已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是20000件每年,故查表（15-2），可確定其為大批生產(chǎn)，初步確定工藝安排的基本傾向?yàn)椋杭庸み^(guò)程劃分階段，工序適當(dāng)集中，加工設(shè)備主要以通用設(shè)備為主，采用專用夾具，這樣投資較少，投產(chǎn)快生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)產(chǎn)較容易。
3：根據(jù)零件的材料確定毛坯為鑄件，材料為HT200，毛坯的鑄造方法為金屬模機(jī)械造型（表15-4），鑄件尺寸公差等級(jí)為CT9級(jí)（表15-5）
（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。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)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(duì)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φ22孔的不加工外輪廓底面作為粗基準(zhǔn)，利用圓柱來(lái)定位，另外四爪握住兩邊來(lái)限制六個(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。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下, 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求來(lái)制定工藝路線?？梢钥紤]采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)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
工序一 鑄坯。
工序二 粗銑圓柱底面。
工序三 鉆圓柱成φ20的孔。
工序四 擴(kuò)鉸孔φ20到φ22。
工序五 粗車圓柱孔口斜度為20度。
工序六 粗銑右槽1側(cè)平面和高度為8mm（見圖）,粗銑高度為18mm的左槽2（見圖）。
工序七 精銑槽1的上下面和和里面、側(cè)面，精洗槽2的上下面和里面。
工序八 拉銷孔φ22成花鍵。
工序九 去毛刺。
工序十 檢驗(yàn)。
工序號(hào)
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
01
鑄件
02
粗銑下端面
孔的外圓，上端面
03
鉆孔
孔的外圓，下端面
04
擴(kuò)孔φ22
孔的外圓，下端面
05
車倒角，角度為20度
孔的上下端面
06
銑左邊鍵槽，銑右邊鍵槽
孔，下端面
07
精銑左右兩槽
孔，下端面
08
拉花鍵槽
孔的外圓，下端面
9
去毛刺
10
終檢
2，選擇機(jī)床
（1） 工序一，工序五，，工序七均為銑表面，可用XA5032銑床。
（2） 工序三為鉆孔，擴(kuò)孔工藝，可采用搖臂鉆床Z305B。
（3） 工序八為拉花鍵，采用普通拉床。
( 4 ) 工序六用車床。
3，選擇夾具:每個(gè)工序都可以采用專用的夾具,夾具后面再設(shè)計(jì)。
4，選擇刀具:在銑床上用高速鋼立銑刀，銑上下兩槽用三面刃銑刀，在車床上選普通車刀，內(nèi)拉床選矩形齒花鍵拉刀
5，選擇量具:精度要求較高的可用內(nèi)徑千分尺量程50～125，其余用游標(biāo)卡尺分度值為0.02
（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，，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，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》
銑削加工余量為：
粗銑 2-4mm
半精銑 1-2mm
精銑 0-1mm
2. 圓柱（φ40用鑄成）內(nèi)孔φ22用鉆和擴(kuò)成，加工余量：
擴(kuò)孔 1.2mm
3．粗車加工余量：
粗 車 1.2mm
半精車 0.8mm
4．右凹槽:對(duì)于右凹槽的加工，由于事先未被鑄出，要滿足其槽的深度先需要粗銑，現(xiàn)確定其加工余量取8mm。為了保證槽兩邊的表面粗糙度和槽的水平尺寸的精度要求，需要進(jìn)行精銑槽的兩側(cè)面,加工余量取0.5mm。
5.左凹槽:由于此平面沒有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸為槽寬 (精度較高，IT6級(jí))，槽的深度為15，可事先鑄出該凹槽，該槽的三個(gè)表面的粗糙度都為，在粗銑后精銑能達(dá)到粗糙度要求。
6.孔：鉆孔其尺寸為20mm，加工余量取2mm,擴(kuò)孔鉆，保留0.5mm的拉刀加工余量。孔里的花鍵槽用組合裝配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。
7，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 毛坯工序Ⅰ
用鑄造尺寸如毛坯圖（CAD毛坯圖）
工序二 銑圓柱下面
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：粗銑鑄件圓柱下面。
機(jī)床：銑床，XA5032臥式銑床。
刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=40mm,深度ap<=1.5mm齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）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(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)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=1.3mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。
2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)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(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，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(cè)》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=1.3mm，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=(40+40)/475=0.168min。
工序三 以φ22孔底面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)φ22孔。
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αo＝12°，二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)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．
?。?）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。
3.計(jì)算工時(shí)
T=L/nf=65/272*1.45=0.163min
4 .擴(kuò)孔的切削用量如下：
擴(kuò)鉆：
工序五 以φ22孔底面為精基準(zhǔn)，倒20度角，用普通車床。
工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn)，粗銑兩槽的三個(gè)端面，保證槽1，槽2上下面粗早粗糙度小于3.2。。
1. 加工條件 粗銑上平面的槽，精銑上平面的槽兩側(cè)
(1)粗銑上平面的槽： 由機(jī)械手冊(cè)可以直接查出銑削速度： 采用錯(cuò)齒三面刃銑刀，。則
計(jì)算工時(shí)
(2)精銑上平面的槽兩側(cè)： 由于是精加工銑削速度放大30％，其值： 采用錯(cuò)齒三面刃銑刀，，則：
計(jì)算工時(shí)
2， 粗銑下平面的槽，精銑下平面的槽的三個(gè)面
(1)粗銑下平面的槽： 由機(jī)械手冊(cè)可以直接查出銑削速度：
采用鑲齒三面刃銑刀，。則
計(jì)算工時(shí)
(2)精銑下平面的槽的三個(gè)面： 由于是精加工銑削速度放大30％，其值： 采用鑲齒三面刃銑刀，。則
計(jì)算工時(shí)
工序八 拉銷花鍵
用拉刀拉銷花鍵單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度拉刀同時(shí)工作齒數(shù)
切削工時(shí)
花鍵孔的工序尺寸：
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級(jí)
表面粗糙度
工序尺寸
Φ25mm
拉花鍵
1.8mm
CT8
6.4um
24.8mm
鉸孔
0.2mm
3.2um
25mm
工序九 去毛刺
工序十 檢查。
其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。
第1章 零件的分析
1.1 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析：
CA6140撥叉位于車床變速機(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。
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+0.230㎜的六齒矩形花鍵孔、?22+0.280㎜花鍵底孔兩端的2*15°倒角和距中心線為27㎜的平面。
2以工件右端面為基準(zhǔn)的8+0.030 ㎜的槽和18+0.120㎜的槽
經(jīng)上述分析可知， 對(duì)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。
第2章 鉆擴(kuò)孔Φ20零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 毛坯的選擇
零件材料HT200、考慮到此零件的工作過(guò)程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鑄件，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，故可采取金屬型澆注。經(jīng)查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表1.3-1、表2.2-1表2.2-4以及圖2.2-1取等級(jí)為2級(jí)精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為2.5±0.8㎜。
2.2 基準(zhǔn)的選擇
1粗基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)不能重復(fù)的原則，先以零件的A面為粗基準(zhǔn)，再以B面為粗基準(zhǔn)
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 工藝路線的擬定
工序：
1粗銑端面B。以A面為粗基準(zhǔn)。選用X62w臥式萬(wàn)能銑床
2粗銑端面A。以B面為粗基準(zhǔn)。選用X62w臥式萬(wàn)能銑床
3精銑端面A。以B面為粗基準(zhǔn)。選用X62w臥式萬(wàn)能銑床
4鉆、擴(kuò)花鍵底孔。以A面為精基準(zhǔn)。選用Z525立式鉆床
5锪兩端15°倒角。 以Ф40㎜圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用Z525立式鉆床
6拉花鍵。以A面為基準(zhǔn)，選用L6106臥式內(nèi)拉床。
7銑削槽C面、8+0.030㎜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。
8銑削18+0.0120㎜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。
2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定
CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 ㎏，鑄鐵硬度160（HBS），生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采取金屬型澆注。
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，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1、A面的加工余量
此工序分2個(gè)工步。1粗銑A面 2精銑A面。
精銑加工余量為0.2㎜；粗銑加工余量為2.3㎜
2、B面的加工余量
B面要為加工A面做粗基準(zhǔn)，之前先粗銑一下，加工余量為0.5±0.1㎜。
3、矩形花鍵底孔及花鍵的加工余量及工序尺寸
矩形花鍵底孔
毛坯為實(shí)心，無(wú)孔?？椎募庸ぞ纫蠼橛贗T7和IT8之間，根據(jù)《工藝手冊(cè)》表2.3-8確定加工余量和工序尺寸為：
鉆Φ20㎜：加工余量2Z =20㎜；工序尺寸是Φ20+0.21㎜
擴(kuò)Φ21㎜：加工余量2Z =2㎜；工序尺寸是Φ22+0.28㎜
3、C面的加工余量
此工序分2個(gè)工步。1粗銑C面 2精銑C面。
精銑加工余量為0.2㎜；粗銑加工余量為2.3㎜
2.5 切削用量及工時(shí)定額的確定
工序1粗銑端面B
加工材料—HT200,硬度160HBS，鑄件，有外皮
加工尺寸—寬度40㎜，長(zhǎng)度40㎜
加工要求—用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑，加工余量為0.5±0.1㎜，需切削液冷卻
機(jī)床—X62w臥式萬(wàn)能銑床
刀具—根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）中的表3.1、表3.2、表3.9可知銑刀直徑㎜，齒數(shù)，前角6°，后角12°
1、計(jì)算切削用量
（1）決定銑削寬度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則
㎜
（2）決定每齒進(jìn)給量：根據(jù)X62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書，其功率為7.5kW,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.3，，現(xiàn)取。
（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8㎜，鑲齒銑刀（㎜），刀具壽命（表3.8）
（4）決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量：切削速度可根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)表3.11，當(dāng)㎜，，㎜，㎜，㎜/z時(shí)，m/min，r/min，㎜/min。
各修正系數(shù)為：
故
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.30 X62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書，選擇，。
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
2、計(jì)算基本工時(shí)
式中，，。根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則，故
工序2粗銑端面A
加工材料—HT200,硬度160HBS，鑄件，有外皮
加工尺寸—寬度40㎜，長(zhǎng)度49.5㎜
加工要求—用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑，加工余量為2.3㎜，需切削液冷卻
機(jī)床—X62w臥式萬(wàn)能銑床
刀具—根據(jù)《切削手冊(cè)》中的表3.1、表3.2、表3.9可知銑刀直徑㎜，齒數(shù)，前角6°，后角12°
1、計(jì)算切削用量
（1）決定銑削寬度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則
㎜
（2）決定每齒進(jìn)給量：根據(jù)X62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書，其功率為7.5kW,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.3，，現(xiàn)取。
（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8㎜，鑲齒銑刀（㎜），刀具壽命（表3.8）
（4）決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量：切削速度可根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)表3.11，當(dāng)㎜，，㎜，㎜，㎜/z時(shí)，m/min，r/min，㎜/min。
各修正系數(shù)為：
故
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.30 X62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書，選擇，。
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
2、計(jì)算基本工時(shí)
式中，，。根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則，故
工序3精銑端面A
加工材料—HT200,硬度160HBS，鑄件，無(wú)外皮（經(jīng)過(guò)粗加工）
加工尺寸—寬度40㎜，長(zhǎng)度49.5㎜
加工要求—用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀精銑，加工余量為0.2㎜，需切削液冷卻
機(jī)床—X62w臥式萬(wàn)能銑床
刀具—根據(jù)《切削手冊(cè)》中的表3.1、表3.2、表3.9可知銑刀直徑㎜，齒數(shù)，前角6°，后角12°
1、計(jì)算切削用量
（1）決定銑削寬度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則
㎜
（2）決定每齒進(jìn)給量：根據(jù)X62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書，其功率為7.5kW,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.3，，現(xiàn)取，齒數(shù)，所以
（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.3㎜，鑲齒銑刀（㎜），刀具壽命（表3.8）
（4）決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量：切削速度可根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)表3.11，當(dāng)㎜，，㎜，㎜，㎜/z時(shí)，m/min，r/min，㎜/min。
各修正系數(shù)為：
故
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.30 X62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書，選擇，。
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
2、計(jì)算基本工時(shí)
式中，，。根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則，故
工序4鉆、擴(kuò)花鍵底孔
（Ⅰ）鉆Φ20㎜孔
加工材料—HT200,硬度160HBS，鑄件
加工要求—孔徑㎜，孔深86㎜，通孔。精度H12～H13
機(jī)床—Z525立式鉆床
刀具—高速鋼麻花鉆頭，其直徑㎜。根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.1、表2.2，鉆頭幾何形狀：雙錐修磨橫刀，°，°，°，㎜，㎜，㎜，°，°
1、計(jì)算切削用量
（1）決定進(jìn)給量
1）按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7，當(dāng)加工要求為H12～H13精度，灰鑄鐵的強(qiáng)度,㎜時(shí)，。由于，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)，則
2）按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.8，當(dāng)硬度是160HBS，，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量。
3）按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.9，當(dāng)強(qiáng)度，，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8830N，見表2.35）時(shí)，進(jìn)給量。
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較，可以看出，受限值得進(jìn)給量是工藝要求，其值是。根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書，選擇
由于是加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時(shí)鉆頭容易折斷，故宜在空即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給。
機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也可根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來(lái)校驗(yàn)。
由《切削手冊(cè)》表2.19可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)，，軸向力。軸向力的修正系數(shù)，所以。
根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力，由于，故可用。
（2）決定鉆頭磨頓標(biāo)準(zhǔn)及壽命：由《切削手冊(cè)》表2.12可知，當(dāng)㎜時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8㎜，壽命。
（3）決定切削速度：由《切削手冊(cè)》表2.15可知，。切削速度的修正系數(shù)為：，，，，，故
根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書。可考慮選擇，但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取，也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)，仍用，比較這兩種選擇方案：
方案一：，
方案二：，
因?yàn)榉桨敢坏某朔e較大，基本工時(shí)較少，故方案一較好。這時(shí)，。
2、計(jì)算基本工時(shí)
式中，，，入切量及超切量由《切削手冊(cè)》表2.29查出，則，故
（Ⅱ）擴(kuò)Φ22㎜孔
刀具直徑；刀具幾何參數(shù)同上。
由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間，n和f都不變，所以同上，
工序5锪兩端面15°倒角
本工序采用專用刀具，锪鉆時(shí)與上一道工序的n和f都不變，所以同上一道工序，。
工序6拉花鍵
單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,
拉削速度
切削工時(shí)
式中：
—單面余量1.5㎜(由Φ22㎜拉削到Φ25㎜)
—拉削表面長(zhǎng)度，86mm
—考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2
—考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4
—拉削速度（m/min）
—拉刀單面齒升
—拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，（—拉刀齒距）
拉刀同時(shí)工作齒數(shù)：
基本工時(shí)
第3章 鉆擴(kuò)Φ22+0.28㎜工序夾具設(shè)計(jì)
3.1 任務(wù)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(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第3道工序——鉆、擴(kuò)花鍵底孔的立式鉆床夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為高速鋼麻花鉆頭，來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工。
本夾具主要用來(lái)鉆擴(kuò)Φ22+0.28㎜，由于采用高速鋼麻花鉆頭，一次切削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度．
3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1定位方案的確定
根據(jù)加工工序及零件圖可知，要加工Φ22+0.28㎜，要確保所加工的孔和毛坯圓柱的同軸度問題，即定心。
在垂直于加工方向上，不能產(chǎn)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。沿加工方向上，由于Φ40外圓有一部分與肋板相交，不為規(guī)則外圓柱面，形狀特殊，所以也得限制其沿加工方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。最終采取的定位方位為工件以Φ40外圓柱面和端面A定位基準(zhǔn)，在V形塊和支撐板上實(shí)現(xiàn)五點(diǎn)定位。用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)推動(dòng)V形塊壓頭夾緊工件。滿足六點(diǎn)定位原理，限制了工件6個(gè)自由度，屬于完全定位。
3.2.2定位元件及裝置設(shè)計(jì)
定位元件的選擇，包括其結(jié)構(gòu)尺寸形狀及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況。
根據(jù)加工工序和零件圖可知，以外圓柱面定位采用固定V形塊，其對(duì)中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，并且安裝方便。選用活動(dòng)V形塊，可用于夾緊機(jī)構(gòu)中，起到取消一個(gè)自由度的作用。用支承板對(duì)端面A底面定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上。但考慮到加工工序，采用兩塊扇形支承板同心相對(duì)固定。裝配后，應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性。
3.2.3定位誤差的分析計(jì)算
使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對(duì)定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。由于工件定位所造成的加工表面相對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差成為定位誤差。在加工時(shí)，夾具相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置，經(jīng)調(diào)定后不再變動(dòng)，因此可以認(rèn)為加工表面的位置是固定的。在這種情況下，加工表面對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差，必然是工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所起的。所以，定位誤差也就是工件定位時(shí)工序基準(zhǔn)（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動(dòng)量，即工序基準(zhǔn)位置的最大變動(dòng)量在加工尺寸方向上的投影。
根據(jù)《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-1,“V形塊的尺寸及定位誤差的計(jì)算”可知，常用的V形塊工作角度為90°。
由定位誤差公式
（其中D—定位圓直徑的中間尺寸，d—定位圓直徑的最小值）
得㎜
3.3 引導(dǎo)元件設(shè)計(jì)
引導(dǎo)裝置是在鉆、鏜類機(jī)床上加工孔和孔系時(shí)做刀具導(dǎo)向用。借助于引導(dǎo)元件可提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。應(yīng)此選擇可換鉆套，其便于磨損后快速更換。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖2-1-46可知可換鉆套具體參數(shù)。
3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.4.1夾緊方案的確定
為了保證在切削力、離心力、慣性力等外力的作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。通過(guò)活動(dòng)V形塊連接到快速螺旋夾具機(jī)構(gòu)上，可是工件保持既定位置，即在切削力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承。
3.4.2夾緊力大小的分析計(jì)算
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-7可知，用高速鋼刀具鉆削材料為灰鑄鐵（190HBS）直徑為Φ22+0.28㎜的孔的切削力計(jì)算公式為
切削扭矩計(jì)算公式為
—鉆頭直徑，22㎜
—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,0.81㎜/r
—修正系數(shù)，0.9
計(jì)算出，
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-11可知，工件以外圓定位中，V形塊定位V形塊夾緊的實(shí)際所需夾緊力計(jì)算公式為
防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)：
防止工件移動(dòng)：
—安全系數(shù)，（,,其余為1.0）
—工件與V形塊間的圓周方向摩擦系數(shù)，查表1-2-12取0.2
—工件與V形塊間的軸向摩擦系數(shù), 查表1-2-12取0.2
°，
經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，
防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)：
防止工件移動(dòng)：
3.4.3夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì)
由于需選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，通用性大的夾緊機(jī)構(gòu)，初選快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。其可以克服螺旋夾緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作慢、效率低的缺點(diǎn)?？焖賷A緊機(jī)構(gòu)中，螺桿上開有直槽，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄松開工作將直槽轉(zhuǎn)至螺釘處，即可迅速拉出螺桿，以便裝卸工件。螺桿一頭與活動(dòng)V形塊連接，另一頭與手柄相聯(lián)。
3.5夾具體設(shè)計(jì)
由于可以鑄造出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，抗壓強(qiáng)度大，抗振性好，因此夾具體毛坯結(jié)構(gòu)選用鑄造，其適用于切削負(fù)荷大、振動(dòng)大的場(chǎng)合以及批量生產(chǎn)。為了便于排除切屑，不使其聚集在定位元件工作表面而影響工件正確定位，一般在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，要增加容納切屑的空間，如容屑溝等。
3.6 夾具操作及維護(hù)簡(jiǎn)要說(shuō)明
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)采用開口墊圈,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,以利于鉆孔加工。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，以有利于鉆孔加工。
參考文獻(xiàn)
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