畢業(yè)設(shè)計（論文）-CA6140車床撥叉831002加工工藝編制及夾具設(shè)計（含全套圖紙）

I 摘摘 要要 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的 狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配 等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序 需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削 速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工 序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。 關(guān)鍵詞 工序 工藝 定位方案 全套設(shè)計 CAD 圖紙，聯(lián)系 QQ153893706 II Abstract Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keywords The process worker one orient the scheme III 目 錄 摘摘 要要. AbstractAbstract. 第 1 1 章 緒論.1 1.11.1 選題的意義選題的意義1 1.21.2 夾具的發(fā)展方向夾具的發(fā)展方向1 1.31.3 本章小結(jié)本章小結(jié)3 第 2 2 章 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計.4 2.12.1 零件的分析零件的分析.4 2.1.1 零件的作用4 2.1.2 零件的工藝分析4 2.22.2 確定生產(chǎn)類型確定生產(chǎn)類型.5 2.32.3 確定毛坯確定毛坯.5 2.3.1 確定毛坯種類5 2.3.2 確定鑄件加工余量及形狀5 2.3.3 繪制鑄件零件圖6 2.42.4 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計.7 2.4.1 選擇定位基準(zhǔn)7 2.4.2 制定工藝路線8 2.4.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備10 2.4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定10 2.52.5 確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時.11 工序 10：粗銑 25H7 的兩端面.11 工序 20：鉆、擴(kuò)、鉸 25H7 通孔.12 工序 30：粗鏜下端 60H12 孔.16 工序 40：半精鏜下端 60H12 孔.16 工序 50：粗銑 a、b 面17 工序 60：鉆 20.50 孔.19 工序 70：攻 M221.5 螺紋21 IV 工序 80：粗銑 16H11 槽.21 工序 90：精銑 16H11 槽.22 工序 100：銑斷 60H12 孔.23 工序 110：粗銑 60H12 孔兩端面.24 工序 120：精銑 60H12 孔兩端面.25 2.62.6 本章小結(jié)本章小結(jié).26 第 3 3 章 專用夾具設(shè)計.27 3.13.1 鏜孔夾具設(shè)計鏜孔夾具設(shè)計.27 3.1.1 問題的提出27 3.1.2 夾具的設(shè)計27 3.23.2 鉆孔夾具設(shè)計鉆孔夾具設(shè)計.30 3.2.1 問題的提出30 3.2.2 夾具的設(shè)計30 3.33.3 本章小結(jié)本章小結(jié).32 結(jié)論.34 致謝.35 參考文獻(xiàn).36 附錄 1 137 附錄 2 249 1 第 1 章 緒論 1.1 選題的意義 當(dāng)人們談起制造行業(yè)中的發(fā)展時，很少談到工件夾具，但是在零件生產(chǎn)的 基本領(lǐng)域，正吹著改革之風(fēng)。一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效 率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié) 構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的 高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造 工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的 50%80%。生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選 擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選 擇。夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品 生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 如今，制造商們需要供應(yīng)商提供一步到位服務(wù)，他們要求世界范圍內(nèi)的當(dāng) 地供應(yīng)商能夠支持全球化生產(chǎn)。他們堅持與供應(yīng)商保持并行生產(chǎn)過程開發(fā)。他 們努力尋求各種以及所有可以降低其產(chǎn)品生產(chǎn)時間的對策。那些制作夾具的人， 必須采用與制作價值好幾百萬美元的加工中心的人們所采用的相同的規(guī)則，如 今他們正在迎接這種挑戰(zhàn)。 1.2 夾具的發(fā)展方向 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、 智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通 用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 一、高精 隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制 造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)5m，夾具支承面的垂直度 達(dá)到 0.01mm/300mm，平行度高達(dá) 0.01mm/500mm。德國 demmeler（戴美樂）公 2 司制造的 4m 長、2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為0.03mm； 精密平口鉗的平行度和垂直度在 5m 以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá) 5m；瑞士 EROWA 柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá) 25m。機(jī)床夾具的精度 已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠然，為 了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo) 準(zhǔn)供選擇。 二、高效 為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。 為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪 夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永 磁夾具，加緊和松開工件只用 12 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、 多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典 3R 夾具僅用 1 分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國 Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在 機(jī)床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時間， 提高生產(chǎn)效率的作用。 三、模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。 利用模塊化設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成 為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng) 的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機(jī)輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè) 計，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正 確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地 改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具 專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺， 爭取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。 四、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。 采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重 組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高， 收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國 demmeler（戴美樂）公司的孔系列 組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接 夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng) 3 濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價值。 1.3 本章小結(jié) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造 工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破 傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、 復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的 小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計 算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動 化達(dá)到了一個新的階段。 自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的 發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然 十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。 因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 4 第 2 章 撥叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目所給的零件是 CA6140 車床撥叉，撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控 制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合?；瑝K上面有凸塊，滑塊的凸塊插入齒輪的凹位，把 滑套和齒輪固連字一起，使齒輪帶動滑套，滑套帶動輸出軸。擺動撥叉又可以 控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達(dá)到換擋的目的，分析這種動力聯(lián)接方式 可知車換擋時要減速，這樣可以較少滑套與齒輪的沖擊，延長零件的使用壽命。 2.1.2 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓，但灰鑄 鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。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： CA6140 車床撥叉的工藝分析 CA6140 車床撥叉共有以下幾處加工表面，其間有一定位置要求。分述如 下： 1. 以25 孔為中心的加工表面。 該組加工表面包括：25H7 的通孔，以及42 的圓柱兩端面，其中主要 加工表面為25H7 通孔。 2. 以 60 孔為中心的加工表面 該組加工表面包括：60H12 的孔，以及60H12 的兩個端面。 主要是60H12 的孔。 3. 銑 16H11 的槽 該組加工表面包括：此槽的端面，16H11 的槽的底面，16H11 的槽兩側(cè) 面。 5 4. 以 M221.5 螺紋孔為中心的加工表面。 該組加工表面包括：M221.5 的螺紋孔，長 32mm 的端面。 主要加工表面為 M221.5 螺紋孔。 這幾組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： （1）60 孔端面與25H7 孔垂直度公差為 0.1mm。 （2）16H11mm 的槽與25H7 的孔垂直度公差為 0.08mm。 由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基 準(zhǔn)加工另外一組?？梢韵燃庸?5H7 通孔，然后以此作為基準(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，并且此零件沒有復(fù)雜的加工表面，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。 2.2 確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加 工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用夾 具。 2.3 確定毛坯 2.3.1 確定毛坯種類 零件材料為 HT200?；诣T鐵屬于脆性材料，故不能鍛壓和沖壓，但灰鑄鐵 的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大， 零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。 2.3.2 確定鑄件加工余量及形狀 6 毛坯尺寸如下： 1. 外圓表面（42） 考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙 度要求，因此直接鑄造而成。 2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（25，60 端面） 查表 3.126。取25，60 端面長度余量均為 2.5（均為雙邊加工。1 3. 內(nèi)孔（60 已鑄成50 的孔） 查表 2.22.5，為了節(jié)省材料，取60 孔已鑄成孔長度余量為 5mm，即 鑄成孔半徑為 50mm。1 4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量 鑄出槽端面至中心線 47mm 的距離，余量為 3mm。 5. 螺紋孔頂面加工余量 鑄出螺紋孔頂面至25 孔軸線且垂直軸線方向 40mm 的距離，余量為 4 mm。 6. 其他尺寸直接鑄造得到 2.3.3 繪制鑄件零件圖 圖 2.1 零件毛坯圖 7 2.4 工藝規(guī)程設(shè)計 2.4.1 選擇定位基準(zhǔn) 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選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，加工工藝過程中會問題百 出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表 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)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取25 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42 與底面作主要定位面，限制 5 個自由 度，再以壓板限制最后 1 個自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。其余以零 件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)。 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 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的25 通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以25 通孔 端面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 2.4.2 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,可以考慮采用各種機(jī)床配以 專用夾具,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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工藝路線方案一 8 工序 10 粗、鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25、60 孔。 工序 20 粗、精銑60、25 孔下端面。 工序 30 粗、精銑25 孔上端面。 工序 40 粗、精銑60 孔上端面。 工序 50 銑螺紋孔端面。 工序 60 鉆20.5 孔（裝配時鉆鉸錐孔）。 工序 70 攻 M221.5 螺紋。 工序 80 粗銑、精銑槽所在的端面。 工序 90 粗銑、精銑 16H11 的槽。 工序 100 切斷。 工藝路線方案二 工序 10 粗銑25H7 兩端面，保證尺寸 80。 工序 20 鉆、擴(kuò)、鉸25H7 通孔。 工序 30 粗鏜60H12 孔。 工序 40 半精鏜60H12 孔，粗糙度達(dá)到 3.2。 工序 50 粗銑 a、b 面。a 面到25H7 孔中心距為 440-0.3，b 面到25H7 的中 心距為 36 。 工序 60 鉆20.5 垂直于25H7 通孔。 工序 70 攻 M221.5 螺紋。 工序 80 粗銑 16H11 槽。 工序 90 精銑 16H11 槽。 工序 100 切斷60H12 孔. 工序 110 粗銑60H12 孔兩端面，保證尺寸 13。 工序 120 精銑60H12 孔兩端面，保證尺寸 12d11。 工藝方案的比較與分析： 以上兩個加工工藝方案進(jìn)行比較，方案一的加工工序比較集中，工序較少，但 裝換刀具的輔助時間較長，而且同時鉆兩個孔，還要保證加工精度，對機(jī)床設(shè) 備要求較高，不適合大批量生產(chǎn)。方案二的加工工序比較分散，適合流水線生 9 產(chǎn)，而且很多工序不用裝換刀具和重新對刀，極大的縮短輔助工時。而且加工 完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，加工精度容易保證，綜合以上兩個方案的 優(yōu)缺點(diǎn)，而且又是大批量生產(chǎn)，考慮到工作效率及經(jīng)濟(jì)效益等原因，所以選擇 方案二比較合適。 2.4.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 機(jī)床的選擇 工序 10、50、80、90、100、110、120 用 X62 型臥式銑床 工序 20、60、70 采用 Z535 立式鉆床 工序 30、40 采用 T68 臥式鏜床 選擇夾具 該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀或高速鋼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。257H 2.4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面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 加工工序的加工余量如下： 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. 外圓表面（42） 考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙 度要求，因此直接鑄造而成。 2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（25，60 端面） 10 取25、60 端面長度余量均為 2.5（均為雙邊加工）。1 銑削加工余量為： 粗銑 2.5mm， 保證尺寸 80mm 3. 內(nèi)孔（60 已鑄成50 的孔） 查表 2.22.5，為了節(jié)省材料，取60 孔已鑄成孔長度余量為 5，鑄成 孔半徑為 50mm。1 工序尺寸加工余量： 粗鏜50mm 孔至59mm 余量為 1mm 半精鏜至60H12mm 工序尺寸加工余量： 同上25 鉆孔至22 余量為 3mm 擴(kuò)孔至24.7mm 余量為 0.03mm 鉸孔至25H7mm 4.槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量 鑄出槽端面至中心線 47mm 的距離，余量為 3mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑端面 3mm 保證槽端面，即 a 面至中心線尺寸 440-0.3 mm 5.螺紋孔頂面加工余量 鑄出螺紋孔頂面至25 孔軸線且垂直軸線方向 40mm 的距離，余量為 4 mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑頂面 4 mm 保證頂面即 b 面到中心線尺寸 36mm 6. 其他尺寸直接鑄造得到。 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最 大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序 1010 粗銑 25H725H7 兩端面 機(jī)床：X62 型臥式銑床 11 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 80)，材料：， ，齒15YT100Dmm 數(shù)，為粗齒銑刀。14Z 因其單邊余量：Z=2.5mm 所以銑削深度： p a2.5 p amm 每齒進(jìn)給量：查表 2.1-85，取銑削速度：查表 2.1- f a0.2/ f amm ZV 85，取。 【3】 20/ minVm 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 10001000 20 63.69 / min 3.14 100 V nr d 按照表 3.1-74 100 / minnr 實(shí)際銑削速度 ： v 3.14 100 100 0.523/ 10001000 60 dn vm s 進(jìn)給量： f V0.2 14 100/604.67/ ff Va Znmm s 工作臺每分進(jìn)給量： m f4.67/280.2/ min mf fVmm smm ：根據(jù)表 2.1-85, amma60 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l42lmm 刀具切入長度： 1 l 22 1 0.5()(1 3)lDDa 22 0.5(10010060 )(1 3)12mm 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： 1j t 12 1 42 122 0.199min 280.2 j m lll t f 工步輔助時間為：1.23min 工序 2020 鉆 25H725H7 通孔 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(jī)床為 Z535 立式鉆床。鉆頭為 22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速1.6 a Rm 12 鋼麻花鉆。 1.鉆 22mm 孔 確定鉆削用量 （1）決定進(jìn)給量 根據(jù)表 3.4-1 可查出 f=0.470.57mm/r,由于孔深和孔徑之 l/d=85/25=3.86。 ，故mm/r. 1 0.9 f k (0.47 0.57) 0.90.42 0.51f 查 Z535 型立式鉆床說明書，取。0.43/fmm r 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量 。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 1.75/fmm r 允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表 3.4-4，允許的 max 15690FN 進(jìn)給量。 1.8/fmm r 由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用f ff及f （2）確定切削速度 V、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 以及切削功率，用不同刀具 m P 材料進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔的 V、F、T、均可按表 3.4-8 及表 3.4-10 進(jìn)行計算。 m p 根據(jù)所給條件，可直接在表 3.4-15 中用插入法計算得： ，F(xiàn)=4732N17/ minvm T=51.69，=1.25kw.N m m P 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行修正。由 表 3.4-9 知，切削速度的修正系數(shù)，故0.88,0.75 Mvlv kk 17/ min 0.88 0.7511.22/ minvmm 0 10001000 11.22 / min162 / min 22 v nrr d 查 Z535 型機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度 為195 / minnrv 13 。 0 22 195 / min13.5/ min 10001000 d n vmm 實(shí) 由表 3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故1.06 MFMM KK 47321.065016FNN 51.69 .1.0654.8 .TN mN m （3）校驗機(jī)床功率 切削功率(/ ) mmMM PPvv K 實(shí) =1.25(13.5/17) 1.061.05kWkW 機(jī)床有效功率為 （由 Z535 型機(jī)床 4.50.813.65 EE PPkWkW E P及 說明書查出） 由于，故選擇的鉆削用量可用，即 Em PP 0 22,0.43/ ,195 / min,13.5/ mindmm fmm r nrvm 相應(yīng)地 5016,54.8 . ,1.05 M FN TN m PkW 2.擴(kuò)孔 擴(kuò)孔鉆 選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆。24.7mm 確定擴(kuò)孔切削用量 一 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 3.4-5，取。(0.7 0.8) 0.7/0.49 0.56/fmm rmm r 根據(jù)機(jī)床 Z535 型說明書，取。0.57/fmm r 14 確定切削速度vn及 根據(jù)表 3.4-34.取。25/ minvm 由于切削速度與上表不同，切削速度尚需乘以修正系數(shù) 0.88,1.02 p Mva v kk 故 25/ min 0.88 1.0222.44/ minvmm 0 10001000 22.44 / min289 / min 24.7 v nrr d 根據(jù) Z535 機(jī)床說明書，取 n=275r/min。實(shí)際擴(kuò)孔速度 0 24.7 275 / min21.3/ min 10001000 d n vmm 3 鉸孔 鉸刀 選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀。25mm 確定鉸孔切削用量 一確定進(jìn)給量 根據(jù)表 3.4-6 查出，按該表f1.3 2.6fmm 注 4，進(jìn)給量取小值。 按 Z535 機(jī)床說明書取。1.6/fmm r 二 切削速度 根據(jù)表 3.4-40 查出取vn及8.2/ minvm 切削速度修正系數(shù)由表 3.4-9 查出 故0.88,0.99 p Mva v kk 0 8.2/ min 0.88 0.997.14/ min 10001000 7.14 / min91 / min 25 vmm v nrr d 根據(jù) Z535 機(jī)床說明書，取 n=100r/min,實(shí)際鉸孔速度 15 0 25 100 / min7.85/ min 10001000 d n vmm 4 各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，實(shí)際切削用量如下： 鉆孔： 0 22,0.43/ ,195 / min,13.5/ mindmm fmm r nrvm 擴(kuò)孔： 0 24.7,0.57/ ,275 / min,21.3/ mindmm fmm r nrvm 鉸孔： 0 25,1.6/ ,100 / min,7.85/ mindmm fmm r nrvm 5 基本工時計算 鉆孔： 12 80 105 min1.132min 0.43 195 m lll t fn 擴(kuò)孔： 12 80 105 min0.606min 0.57 275 m lll t fn 鉸孔： 12 80 105 min0.593min 1.6 100 m lll t fn 工序 30 粗鏜下端 60H12 孔 機(jī)床：臥式鏜床 T68 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：5YT 切削深度：，毛坯孔徑。 p a4.5 p amm 0 50dmm 進(jìn)給量：查表 2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為fmm200 =4.5mm。因此確定進(jìn)給量。 p a0.2/fmm r 切削速度：查表 2.4-9 取 【3】 V2.4/144/minVm sm 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 10001000 144 917.19 / min 3.14 50 V nr d 查表 3.1-41 取1000 /minnr 實(shí)際切削速度 ：v3.14 50 1000 2.62/ 10001000 60 dn vm s 16 工作臺每分鐘進(jìn)給量： m f0.2 1000200/min m ffnmm 被切削層長度 ：l17lmm 17 刀具切入長度： 1 l 1 4.5 (2 3)29.79 30 p r a lmm tgktg 刀具切出長度： 取 2 lmml53 2 mml5 2 行程次數(shù) ：i1i 機(jī)動時間： 1j t 12 1 179.795 0.159min 200 j m lll t f 工步輔助時間為：2.61min 工序 40 半精鏜下端 60H12 孔 機(jī)床：臥式鏜床68T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：5YT 切削深度： p a0.5 p amm 進(jìn)給量：根據(jù)表 2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=fmm200 p a 。因此確定進(jìn)給量0.5mm0.15/fmm r 切削速度：參照表 2.4-9，取 【3】 V3.18/190.8/minVm sm 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n ，取 0 10001000 190.8 1029.9 /min 3.14 59 V nr d 1000 /minnr 工作臺每分鐘進(jìn)給量： m f0.15 1000150/min m ffnmm 被切削層長度 ：l12lmm 刀具切入長度： 1 l 1 0.5 (2 3)22.87 30 p r a lmm tgktg 刀具切出長度： 取 2 lmml53 2 mml4 2 行程次數(shù) ：i1i 機(jī)動時間： 1j t 12 1 122.874 0.126min 150 j m lll t f 所以該工序總機(jī)動工時0.11 0.1260.236min j t 18 工步輔助時間為：1.86min 工序 50 粗銑 a、b 面 機(jī)床：X62 刀具：高速鋼圓柱銑刀 齒數(shù)mmd100 0 14Z 粗銑 a 面 銑削深度:32 pp aamm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)表 2.1-85，取 f a0.20/ f amm Z 銑削速度：參照表 2.1-85，取V29/ minVm 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取n 0 10001000 29 92.35 / min 3.14 100 V nr d 100 / minnr 實(shí)際銑削速度： V 0 3.14 100 100 0.52/ 10001000 60 d n Vm s 進(jìn)給量： f V0.20 14 100/604.67/ ff Va Znmm s 實(shí)際切削速度 ，：v 3.14 100 100 0.52/ 10001000 60 dn vm s 工作臺每分進(jìn)給量： m f4.67/280.2/ min mf fVmm smm ：根據(jù)表 2.1-85, amma60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l90lmm 刀具切入長度： 1 lmmaDDl12) 31 (5 . 0 22 1 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： 1j t 12 1 90 122 0.371min 280.2 j m lll t f 工步輔助時間為：2.03min【1】 粗銑 b 面 同樣的銑削深度mmap4 每齒進(jìn)給量：根據(jù)表 2.1-85， 【1】取 f a0.20/ f amm Z 19 銑削速度：參照表 2.1-85， 【1】取 V15/ minVm 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，n 0 10001000 15 47.8 / min 3.14 100 V nr d 取100 / minnr 實(shí)際銑削速度： V 0 3.14 100 100 0.52/ 10001000 60 d n Vm s 進(jìn)給量： f V0.15 14 100/603.5/ ff Va Znmm s 工作臺每分進(jìn)給量： m f3.5/210/ min mf fVmm smm ：根據(jù)表 2.1-85, amma60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l32lmm 刀具切入長度： 1 lmmaDDl12) 31 (5 . 0 22 1 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： 1j t 12 1 32 122 0.164min 280.2 j m lll t f 工步輔助時間為：1.52min【1】 工序 60 鉆 20.50 孔 機(jī)床：Z535 立式鉆床 刀具：20.50 直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 決定進(jìn)給量 根據(jù)表 3.4-1 可查出 f=0.470.57mm/r,由于孔深和孔徑之 l/d=85/25=3.86。 ，故mm/r. 1 0.9 f k (0.47 0.57) 0.90.42 0.51f 查 Z535 型立式鉆床說明書，取 。0.43/fmm r 20 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量 。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 1.75/fmm r 允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表 3.4-4，允許的 max 15690FN 進(jìn)給量。 1.8/fmm r 由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用f ff及f 確定切削速度 V、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 以及切削功率，用不同刀具材料 m P 進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔的 V、F、T、均可按表 3.4-8 及表 3.4-10 進(jìn)行計算。根 m p 據(jù)所給條件，可直接在表 3.4-15 中用插入法計算得： ，F(xiàn)=4732N17/ minvm T=51.69，=1.25kw.N m m P 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行修正。由 表 3.4-9 知，切削速度的修正系數(shù)，故0.88,0.75 Mvlv kk 17/ min 0.88 0.7511.22/ minvmm 0 10001000 11.22 / min174.3 / min 20.5 v nrr d 查 Z535 型機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度 為195 / minnrv 。 0 20.5 195 / min12.5/ min 10001000 d n vmm 實(shí) 由表 3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故1.06 MFMM KK 47321.065016FNN 51.69 .1.0654.8 .TN mN m （3）校驗機(jī)床功率 切削功率(/ ) mmMM PPvv K 實(shí) 21 =1.25(12.5/17) 1.060.974kWkW 機(jī)床有效功率為 （由 Z535 型機(jī)床 4.50.813.65 EE PPkWkW E P及 說明書查出） 由于，故選擇的鉆削用量可用，即 Em PP 0 20.5,0.43/ ,195 / min,12.5/ mindmm fmm r nrvm 相應(yīng)地 5016,54.8 . ,1.05 M FN TN m PkW 鉆孔： 0 20.5,0.43/ ,195 / min,12.5/ mindmm fmm r nrvm 鉆孔： 12 24 105 min0.465min 0.43 195 m lll t fn 工步輔助時間為：1.58min 工序 70 攻 M221.5 螺紋 機(jī)床：Z535 立式鉆床 刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）22 1.5M 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量fmmp5 . 1rmmf/5 . 1 切削速度：參照表 2.4-105，取 【1】 Vmin/88 . 8 /148 . 0 msmV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取n 0 10001000 8.88 128.55 /min 3.14 22 V nr d 130 /minnr 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 0 n130 /min n nr 實(shí)際切削速度： V 0 3.14 22 130 0.15/ 10001000 60 d n Vm s 22 被切削層長度 ：l32lmm 刀具切入長度： 1 l 1 4.5lmm 刀具切出長度： 2 l0 2 l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： j t 1212 0 324.5324.5 0.37min 1.5 1301.5 130 j llllll t fnfn 工步輔助時間為：1.33min 工序 80 粗銑 16H11 槽 機(jī)床：X62 型臥式銑床 刀具：高速鋼三面刃銑刀 切削深度： p a7 p amm 根據(jù)表 2.1-89 有： 刀具的直徑 D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=10，刀具的寬度 L=14mm。 查表 2.1-89 得： 進(jìn)給量,根據(jù)表 2.1-89 查得切削速度， 【3】 0.20/ f amm z28/ minVm 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 10001000 28 111.46 / min 3.14 80 V nr d 取95 /minnr 實(shí)際切削速度 ：v 3.14 80 95 0.4/ 10001000 60 Dn vm s 進(jìn)給量： f V0.2 12 95/603.8/ ff Va Znmm s 機(jī)床工作臺每分進(jìn)給量： m f 3.8/228/ min mf fVmm smm 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l90lmm 刀具切入長度： 1 l 1 0.5(1 2)lD 23 =42mm 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： 1j t 12 1 90422 0.587min 228 j m lll t f 工步輔助時間為：1.92min 工序 90 半精銑 16H11 的槽 機(jī)床：X62 型臥式銑床 刀具：高速鋼三面刃銑刀 刀具直徑 D=80，齒數(shù) Z=10，寬度 L=16。 切削深度： p a1 p amm 根據(jù)表查得：進(jìn)給量,查得切削速度，2.1 810.12/ f amm z34/ minVm 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 10001000 23 91.56 / min 3.14 80 V nr d 取95 /minnr 實(shí)際切削速度 ：v 3.14 80 95 0.4/ 10001000 60 Dn vm s 進(jìn)給量： f V0.12 14 95/602.66/ ff Va Znmm s 工作臺每分進(jìn)給量： m f2.66/159.6/min mf fVmm smm 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l90lmm 刀具切入長度： 1 l 1 0.5(1 2)lD =42mm 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 24 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： 1j t 12 1 90422 0.84min 159.6 j m lll t f 工步輔助時間為：1.41min 本工序機(jī)動時間 12 1.680.842.52min jjj ttt 工序 100 銑斷 60H12 孔 機(jī)床：X62 型臥式銑床 刀具：中齒鋸片銑刀 刀具直徑 D=80mm，齒數(shù) Z=32，寬度 L=4mm。 切削深度： p a17 p amm 根據(jù)表查得：進(jìn)給量 切削速度，2.1 870.06/ f amm z20/minVm 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 10001000 20 79.62 /min 3.14 80 V nr d 按表 3.1-74 取80 /minnr 實(shí)際切削速度 ：v 3.14 80 80 0.33/ 10001000 60 Dn vm s 進(jìn)給量： f V0.06 32 80/602.56/ ff Va Znmm s 工作臺每分進(jìn)給量： m f2.56/153.6/min mf fVmm smm 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l82lmm 刀具切入長度： 1 l 1 0.5(1 2)lD =41mm 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： 1j t 12 1 82412 0.81min 153.6 j m lll t f 25 工步輔助時間為：1.59min 工序 110 粗銑 60H12 孔兩端面 機(jī)床：X62 型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 13)，材料：， ，齒15YT200Dmm 數(shù)，為粗齒銑刀。20Z 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： p a2 p amm 每齒進(jìn)給量：表 2.4-73，取銑削速度：表 2.4-81，取 f a0.15/ f amm ZV 2.54/Vm s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 10001000 2.54 60 242.68 /min 3.14 200 V nr d 按表 3.1-74 245 /minnr 實(shí)際銑削速度 ： v 3.14 200 245 2.56/ 10001000 60 dn vm s 進(jìn)給量： f V0.15 20 245/6012.25/ ff Va Znmm s 工作臺每分進(jìn)給量： m f12.25/735/min mf fVmm smm ：根據(jù)表 2.4-81, amma60 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l82lmm 刀具切入長度： 1 l 22 1 0.5()(1 3)lDDa 22 0.5(20020060 )(1 3)7.6mm 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： 1j t 12 1 827.62 0.125min 735 j m lll t f 工步輔助時間為：1.57min 26 工序 120 精銑 60H12 孔兩端面 機(jī)床：X62 型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， 0.05 0.16 12 15YT200Dmm ，齒數(shù) Z=25，為細(xì)齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm 銑削深度： p a0.5 p amm 每齒進(jìn)給量：表 2.4-73，取銑削速度：參照表 2.4- f a0.12/ f amm ZV 81，取3.2/Vm s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 10001000 3.2 60 305.7 /min 3.14 200 V nr d 取 310 /minnr 實(shí)際銑削速度 ：v 3.14 200 310 3.24/ 10001000 60 dn vm s 進(jìn)給量： f V0.12 25 310/6015.5/ ff Va Znmm s 工作臺每分進(jìn)給量： m f15.5/930/min mf fVmm smm 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l82lmm 刀具切入長度：精銑時 1 l 1 200lDmm 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間： 2j t 12 2 822002 0.31min 930 j m lll t f 工步輔助時間為：1.94min 27 2.62.6 本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯的依據(jù)。再 查閱有關(guān)資料，設(shè)計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn) 行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機(jī) 床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊選一個 最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動時間等。 第 3 章 專用夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。在加工此拔叉零件 時，需要設(shè)計專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋 底孔夾具各一套 。 3.13.1 鏜孔夾具設(shè)計 3.1.1 問題的提出 本夾具是用來粗、精鏜此拔叉60H12 的孔,并且與25H7 孔的中心距由 公差。因此在加工時不但要考慮加工精度還要考慮勞動效率和經(jīng)濟(jì)效益。 28 3.1.2 夾具的設(shè)計 定位基準(zhǔn)的選擇 因為25H7 的孔與此60H12 孔有公差要求,所以應(yīng)以這個長通孔為主要 定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大,利用60H12 的孔的左側(cè)面作為輔助定 位基準(zhǔn)。在大孔處采用移動壓板對零件進(jìn)行夾緊。 定位元件及夾緊元件的選擇 據(jù)上面所述， ，選擇孔為精基準(zhǔn)，鏜滿足加工要求，工件定位用2560 底面、側(cè)平面、固定式定位銷、壓板和壓緊螺釘來限制六個自由度。 夾緊元件選用壓板，根據(jù)其夾具結(jié)構(gòu)選擇移動壓板，其加緊可靠、操作方 便。 切削力及夾緊力計算 鏜刀材料：硬質(zhì)合金鏜刀，機(jī)床為：T685YT 選擇刀具的幾何參數(shù)為： 30k 粗 60k 精 10 15 s 45 1）粗鏜： 查表可得：321 圓周切削分力公式： 【12】 PpC KfaF 75 . 0 902 2.5 p amm0.2/fmm r cmpk popsprp KKKKKK 查表得： 取 421 n mp HB K) 150 (175HB4 . 0n 0.4 175 ()()1.06 150150 n mp HB K 由表可得參數(shù)： 6211.08 k p K 0 . 1 op K0 . 1 sp K0 . 1 rp K 1.06 1.08 1.0 1.0 1.01.15 cmpk popsprp KKKKKK 0.750.75 902902 2.5 0.21.15775.56 CpP Fa fKN 同理：徑向切削分力公式 ： PpP KfaF 75 . 0 9 . 0 530 29 式中參數(shù)： 1.30 k p K 0 . 1 op K1.7 sp K0 . 1 rp K 1.06 1.30 1.0 1.7 1.02.34 pmpk popsprp KKKKKK 0.90.750.90.75 530530 2.50.22.34845.67 ppP FafKN 軸向切削分力公式 ： Ppf KfaF 4 . 0 451 式中參數(shù)： 0.78 k p K 0 . 1 op K0.65 sp K0 . 1 rp K 1.06 0.78 1.0 0.65 1.00.54 fmpk popsprp KKKKKK 0.40.4 451451 2.5 0.20.54319.65 fpP Fa fKN 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不 利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再 乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKWK 安全系數(shù) K 可按下式計算， 6543210 KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)【12】表可得： 60 KK121 1.2 1.2 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.87 C K 1.2 1.2 1.4 1.0 1.3 1.0 1.02.62 P K 1.2 1.2 1.5 1. 1.3 1.0 1.02.81 f K 所以，有：1.87 775.561450.3 KCC WKFN 2.62 845.672215.66 KPP WKFN 2.81 319.65898.22 Kff WKFN 2）半精鏜： 同理，圓周切削分力公式： PpC KfaF 75 . 0 902 PpP KfaF 75 . 0 9 . 0 530 Ppf KfaF 4 . 0 451 因為： ，則 0.5 p amm0.15/fmm r 30 0.750.75 902902 0.5 0.151.15124.476 CpP Fa fKN 0.90.750.90.75 530530 0.50.152.34159.54 ppP FafKN 0.40.4 451451 0.5 0.150.5457 fpP Fa fKN 1.2 1.0 1