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遼寧工程
技術(shù)大學(xué)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
831005
產(chǎn)品名稱
零件名稱
撥叉
共1頁
第1頁
車間
工序號
工序名
材料牌號
VI
拉六齒方型花鍵
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鍛件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
拉床
L515A
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時/s
準(zhǔn)終
單件
0
333.5
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
/r·s-1
切削速度
/m·min-1
進(jìn)給量
fz/(mm/z)
背吃刀
量/㎜
進(jìn)給
次數(shù)
工步工時/s
機(jī)動
輔助
描圖
1
拉六齒方型花鍵
高速鋼拉刀，游標(biāo)卡尺
3.6
0.06
1
277.8
2
描校
3
4
底圖號
5
裝訂號
設(shè)計
（日期）
審核
（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化
（日期）
會簽
（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
831005
產(chǎn)品名稱
零件名稱
撥叉
共1頁
第1頁
材料牌號
HT200
毛坯種類
鍛件
毛坯外形尺寸
每壞件數(shù)
1
每臺件數(shù)
備注
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工序時間
準(zhǔn)終
單件
Ⅰ
粗車下端面
轉(zhuǎn)塔式六角車床
90度車刀、游標(biāo)卡尺
Ⅱ
精車下端面
轉(zhuǎn)塔式六角車床
Ф20中心鉆、游標(biāo)卡尺
Ⅲ
鉆花鍵孔
立式鉆床
Ф20中心鉆、游標(biāo)卡尺
描圖
Ⅳ
擴(kuò)花鍵孔
立式擴(kuò)床
Ф21擴(kuò)孔鉆、游標(biāo)卡尺
Ⅴ
倒角2x15°
轉(zhuǎn)塔式六角車床
45度偏刀、游標(biāo)卡尺
Ⅵ
拉六齒方型花鍵
立式拉床
高速鋼拉刀
描校
Ⅶ
粗銑右端面
X62W銑床
高速鋼面銑刀、量塊
Ⅷ
精銑右端面
X62W銑床
高速鋼面銑刀、量塊
Ⅸ
銑800。03mm的槽
X62W銑床
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊
X
銑1800。12mm槽
X62W銑床
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊
底圖號
XI
磨寬為1800。12mm的槽
磨床
量塊
裝訂號
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
設(shè)計
（日期）
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（日期）
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遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計
題 目：設(shè)計CA6140撥叉（831005）零件的加工工藝規(guī)程及拉削Φ6毛坯孔的專用夾具設(shè)計
班 級： 機(jī)械工程及自動化05-2班
姓 名： 安輝
指導(dǎo)教師： 張連勇
完成日期： 2008.7.1
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 I 課程設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計題目 CA6140 撥叉加工工藝設(shè)計及加工 6 孔的夾具設(shè)計。 二、原始資料 (1) 被 加 工 零 件 的 零 件 圖 1 張 (2) 生 產(chǎn) 類 型 :大 批 生 產(chǎn) 三、上交材料 (1) 被 加 工 工 件 的 零 件 圖 1 張 (2) 工 件 的 毛 坯 圖 1 張 (3) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 1 張 (4) 與 所 設(shè) 計 夾 具 對 應(yīng) 那 道 工 序 的 工 序 卡 片 1 張 (5) 夾 具 裝 配 圖 1 張 (6) 夾 具 體 圖 1 張 (7) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 (6000 8000 字 ) 1 份 說 明 書 主 要 包 括 以 下 內(nèi) 容 （ 章 節(jié) ） 目 錄 摘 要 （ 中 外 文 對 照 的 ， 各 占 一 頁 ） 零 件 工 藝 性 分 析 機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 指 定 工 序 的 專 用 機(jī) 床 夾 具 設(shè) 計 方 案 綜 合 評 價 與 結(jié) 論 體 會 與 展 望 參 考 文 獻(xiàn) 列 出 參 考 文 獻(xiàn) (包 括 書 、 期 刊 、 報 告 等 ， 10 條 以 上 ) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 一 律 用 A4 紙 、 縱 向 打 印 . 四、進(jìn)度安排(參考) (1) 熟 悉 零 件 ,畫 零 件 圖 2 天 (2) 選 擇 工 藝 方 案 ,確 定 工 藝 路 線 ,填 寫 工 藝 過 程 綜 合 卡 片 5 天 (3) 工 藝 裝 備 設(shè) 計 (畫 夾 具 裝 配 圖 及 夾 具 體 圖 ) 9 天 (4) 編 寫 說 明 書 3 天 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 II (5) 準(zhǔn) 備 及 答 辯 2 天 五、指導(dǎo)教師評語 成 績： 指導(dǎo)教師 日期 成績評定 采 用 五 級 分 制 ， 即 優(yōu) 秀 、 良 好 、 中 等 、 及 格 和 不 及 格 。 優(yōu) 秀 ： 設(shè) 計 方 案 合 理 并 新 穎 ， 設(shè) 計 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 豐 富 。 在 設(shè) 計 過 程 中 勤 奮 好 學(xué) 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 良 好 ： 設(shè) 計 方 案 合 理 ， 設(shè) 計 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 比 較 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 比 較 豐 富 。 在 設(shè) 計 過 程 中 勤 奮 好 學(xué) 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 中 等 ： 設(shè) 計 方 案 一 般 ， 設(shè) 計 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 一 般 。 在 設(shè) 計 過 程 中 比 較 勤 奮 、 創(chuàng) 新 思 想 不 明 顯 ； 及 格 ： 設(shè) 計 方 案 不 完 善 ， 存 在 一 些 小 錯 誤 ， 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 一 般 。 在 設(shè) 計 過 程 中 勤 奮 精 神 不 夠 ： 不 及 格 ： 設(shè) 計 方 案 有 嚴(yán) 重 錯 誤 ， 設(shè) 計 說 明 書 及 設(shè) 計 圖 紙 不 規(guī) 范 、 內(nèi) 容 淺 薄 。 在 設(shè) 計 過 程 中 勤 奮 好 學(xué) 精 神 不 夠 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 III 摘要 這 次 設(shè) 計 的 是 CA6140 車 床 （ 831005） 撥 叉 ， 包 括 零 件 圖 、 毛 坯 圖 、 裝 配 圖 各 一 張 ， 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 和 與 工 序 卡 片 各 一 張 。 首 先 我 們 要 熟 悉 零 件 和 了 解 其 作 用 ， 它 位 于 車 床 變 速 機(jī) 構(gòu) 中 ， 主 要 起 換 檔 作 用 。 然 后 ， 根 據(jù) 零 件 的 性 質(zhì) 和 零 件 圖 上 各 端 面 的 粗 糙 度 確 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 擬 定 撥 差 的 工 藝 路 線 圖 ， 制 定 該 工 件 的 夾 緊 方 案 ， 畫 出 夾 具 裝 配 圖 。 就 我 個 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過 這 次 課 程 設(shè) 計 ， 了 解 并 認(rèn) 識 一 般 機(jī) 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學(xué) 過 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識 ， 理 論 聯(lián) 系 實 際 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個 良 好 的 基 礎(chǔ) ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學(xué) 習(xí) 打 好 基 礎(chǔ) 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 IV Abstract This time I design the lathes of the shift forks CA6140(831005), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying . 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 V 目 錄 一 、 零 件 工 藝 性 分 析 ............................................................1 1.1、 零 件 的 作 用 ...............................................................1 1.2、 零 件 的 工 藝 分 析 .......................................................1 二 、 機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 .................................................2 2.1、 確 定 毛 坯 的 制 造 形 成 ................................................2 2.2、 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ...............................................................2 2.2.1 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ........................................................2 2.2.2 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ........................................................2 2.3、 制 定 工 藝 路 線 ...........................................................2 2.3.1 工 藝 路 線 方 案 一 ....................................................3 2.3.2 工 藝 路 線 方 案 二 ....................................................3 三 、 機(jī) 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 毛 皮 尺 寸 的 確 定 .................4 3.1、 毛 坯 余 量 及 尺 寸 的 確 定 .............................................4 3.2、 確 定 工 序 ..................................................................4 四 、 夾 具 的 設(shè) 計 .................................................................12 4.1、 提 出 問 題 ................................................................12 4.2、 設(shè) 計 思 想 ................................................................13 4.3、 夾 具 設(shè) 計 ................................................................13 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 VI 4.3.1 定 位 分 析 .............................................................14 4.3.2 切 削 力 、 夾 緊 力 、 切 屑 用 量 和 切 屑 速 度 的 計 算 ....14 4.3.3 夾 具 操 作 說 明 ......................................................15 五 .體 會 與 展 望 ...................................................................15 六 參 考 文 獻(xiàn) .....................................................................16 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 17
一、零件工藝性分析
1.1、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，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，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
該撥叉的全部技術(shù)要求列如下表:
項目
公差等級
偏差（mm）
粗糙度
定位基準(zhǔn)
?25的六齒方花鍵孔
IT12
+0.20
0
1.6
花鍵孔中心線
?22的花鍵底孔
IT12
+0.20
0
6.3
花鍵孔中心線
兩端的2*150倒角
6.3
花鍵孔中心線
尺寸8的槽
IT9
+0.03
0
1.6
花鍵孔中心線
尺寸18的槽
IT6
+0.012
0
3.2
花鍵孔中心線
?6的花鍵槽寬
IT6
+0.06
+0.03
3.2
花鍵孔中心線
二、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1、確定毛坯的制造形成
? ?零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，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，故可采取模鍛成型。經(jīng)查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。
2.2基準(zhǔn)的選擇
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準(zhǔn)。
2.2.2精基準(zhǔn)的選擇
為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的下低面為精基準(zhǔn)。
2.3、制定工藝路線
? ? 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(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。
2.3.1. 工藝路線方案一
工序：
1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。
2. 粗、精銑削B面。
3. 銑削8+0.030mm的槽。
4. 銑削18+0.0120mm的槽。
5. 拉花鍵。
2.3.2.工藝路線方案二
工序：
1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 以Ф40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。
2. 拉花鍵。以花鍵中心線及右端面為基準(zhǔn)，
3. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具
4. 銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
5. 銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
方案分析：
上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進(jìn)行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和下低面作為3.4.5道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。
三、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
? 零件材料為HT200，毛坯重量為1.0 kgσb =160MPa HBS。根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》（以下簡稱《工藝手冊》機(jī)械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編）知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用模鍛鍛模造毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，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：
3.1.毛坯余量及尺寸的確定
1. 下端面的加工余量：下端面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除
2. 矩形花鍵底孔。
要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為Φ22 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔Φ20mm，擴(kuò)孔Φ21mm，拉花鍵 ，花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm
3. 右端面的加工余量。
此工序分2個工步1、粗銑右端面 2、精銑右端面。精加工余量為0.2mm，粗銑加工余量為2.8mm
3.2、確定工序
工序 Ⅰ ：車削下底面。
1．加工條件。
工件材料：灰口鑄鐵HT200。 σb=145 MPa。鑄造。
加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸，Ra=3.2μm
機(jī)床C3163-1。轉(zhuǎn)塔式六角臥式車床。
刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15
2、計算切削用量。
（1）已知長度方向的加工余量為3±0.8mm 。實際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差I(lǐng)T １２級 取-0.46 mm （入 體方向）
（2）進(jìn)給量、根據(jù)《切削簡明手冊》（第3版）表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａｅ≤３mm時，以及工件直徑為Φ60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取Φ60mm）
?=0.6-0.8mm/ｒ.
按C３１６３－１ 車床說明書 取?=0.6 mm/n。
由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 所以：實際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ
按C３１６３－１ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）計算切削速度。按《切削簡明手冊》表1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）
刀具材料YG6
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見《切削手冊》表1.28
kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81
∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=46.9(m/min)
（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１ 車床說明書 ｎ＝200 r／min
所以實際切削速度V=40.8m/min
（5）切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準(zhǔn)備
Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0
工序II 精車下底面
1) 已知粗加工余量為0.5mm。
2) 進(jìn)給量f. 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按C３１６３－１ 車床說明書?。妫?.16 mm/r
計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=83.85(m/min)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按C3163－１ 車床說明書 取nw=400（r/min）
實際切削速度V=57.1m/min
4) 切削工時，查《工藝手冊》表6.2-1
Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min）
由于下一道工序是鉆孔，所以留下?20mm的臺階，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0
工序III 鉆花鍵孔
鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表2.2
鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：
ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2-9確定f=0.48
ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。
按C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.
ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21，當(dāng)do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.
ｃ、切削速度 由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 Ｖ=21m/min
n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min
ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm
所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
工序IV 擴(kuò)花鍵孔
刀具直徑do=21mm；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)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32
倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進(jìn)給。
工序V 車倒角
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。
檢驗機(jī)床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21
當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ?。妫?.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
《切削用量簡明手冊》表由表2.32 得功率公式
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要
工序VI 拉花鍵孔
單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒
為0.06mm,
拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm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 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)
工序VII 粗銑右端面
加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2ｕｍ。
用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm
機(jī)床 ：Ｘ62W
加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm
1) 選擇刀具
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時。直徑為do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀
銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16°
2) 切削用量
留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～１mm/r就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r
3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）
4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z
Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min
選Vf=80mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 當(dāng) Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系數(shù)：
故Pct＜0.8,
根據(jù)X62W型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z
6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm
工序VIII 精銑右端面
1）選擇刀具
刀具與上道工步是同一把刀。
2）切削用量
精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度
ae＝0.2mm，ｆ＝0.6
3）決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm
工序IX 銑削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm
加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻
機(jī)床：X62W
1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8
銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
2) 選擇切削量
由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z
3) 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》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4) 決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min
n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min
實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min
選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/min
fzc=110/375×16=0.018mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28 公式
圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94
由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28
Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N
M=FCdo/2×103=15.9N?M
Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。
6) 基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm
工序X 銑寬為180+0.12mm槽
加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm
由于此工步的設(shè)計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(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，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，
1) 選擇刀具
銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2) 選擇銑削用量
由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z
3）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》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4）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》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min
n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min
實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min
選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)
工序XI 磨18mm槽，
保證尺寸18mm
1) 選擇砂輪。
見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為
GZ46KV6P350×40×127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16×6×40（D×d×H）。
2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見機(jī)床說明書)，
v砂=2.5m/s
進(jìn)給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm
3) 切削工時。當(dāng)加工1個表面時
Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min
最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機(jī)械加工工藝卡片中。
工序號
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
I
粗車下端面
臥式車床
車刀
游標(biāo)卡尺
II
精車下端面
臥式車床
車刀
游標(biāo)卡尺
III
鉆花鍵孔
立式鉆床
鉆刀
游標(biāo)卡尺
IV
擴(kuò)花鍵孔
立式鉆床
鉆刀
游標(biāo)卡尺
Ⅴ
倒角2x15°
臥室車床
車刀
游標(biāo)卡尺
VI
拉六齒方型花鍵
立式拉床
拉刀
游標(biāo)卡尺
VII
粗銑右端面
立式銑床
銑刀
游標(biāo)卡尺
VIII
精銑右端面
立式銑床
銑刀
游標(biāo)卡尺
IX
銑800。03mm的槽
立式銑床
銑刀
量塊
X
銑1800。12mm槽
立式銑床
銑刀
量塊
XI
磨寬為1800。12mm的槽
磨床
砂輪
量塊
四、 夾具設(shè)計
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
4.1.提出問題
（1）怎樣限制零件的自由度；V形塊加小平面限制5個自由度，定位銷限制1個自由度。
（2）怎樣夾緊；設(shè)計夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件。
（3）設(shè)計的夾具怎樣排削；此次加工利用拉刀拉削，通過下底面排削。
（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。
4.2.設(shè)計思想
設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來對φ6孔進(jìn)行加工，這個孔尺寸精度要求為H7，表面粗糙度Ra3.2。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進(jìn)行加工，考慮到提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，采用一次拉削完成。
4.3、夾具設(shè)計
零件的上半部分為圓柱型，根據(jù)這個特點采用V型塊、小平面的夾具來定位。
4.3.1、定位分析
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。寬為6 +0.03+0.06mm的槽，其設(shè)計基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。
（2）定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準(zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△B=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。
△Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm
4.3.2、切削力、夾緊力、切屑用量和切屑速度的計算
1.進(jìn)給量：該工序就是通過一次走刀，完成花鍵槽的拉削加工。由于加工方法的特殊性，刀具選擇的特殊性，被吃刀量暫不用選擇。只要選擇合適的切削速度和進(jìn)給量就可以。根據(jù)機(jī)床剛度和刀具尺寸，此工序需要一次走刀，完成要求的機(jī)械加工要求。加工總深度為Z=76mm。總走刀次數(shù)為1次。
2.切屑速度：
根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm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 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 。
3. 切削力及夾緊力的計算
刀具：花鍵拉刀。
切削力：由于本工序拉刀由上至下垂直向下拉，切削力方向也是由上向下，只要底面三個支承釘能夠保證強(qiáng)度，剛度。就能精確加工。保證加工精度。而支承釘能夠保證。所以此處不用算切削力。
由于切削力和夾緊力的方向垂直。平面定位。
Fj=KFL\(H+L)=2.5*250*24/46+24=214N
夾緊力的計算：由于切削力和夾緊力的方向一致。所以夾緊力定位較小夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生振動和轉(zhuǎn)動。
4.3.3、夾具操作說明
如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸。
五.體會與展望
為期兩周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。主要是鉆模板與鉆套的選擇與設(shè)計。本設(shè)計采用了快換鉆套和手動螺旋快速加緊機(jī)構(gòu)，從而大大提高了由于鉆、擴(kuò)、絞孔而頻繁換鉆套的生產(chǎn)效率，夾具的加工精度都采用普通級，充分考慮了制造成本。缺點是本設(shè)計的操作需要人力，所以在生產(chǎn)自動化方面有待改進(jìn)。
通過本次課程設(shè)計，使我將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，得到了解決問題和分析問題的能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練。
本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算、機(jī)床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。
通過此次設(shè)計，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)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實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)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！
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