0033-CA6140車床撥叉零件加工工藝及鉆22mm孔花鍵底孔專用夾具設(shè)計
0033-CA6140車床撥叉零件加工工藝及鉆22mm孔花鍵底孔專用夾具設(shè)計,ca6140,車床,零件,加工,工藝,22,mm,妹妹,花鍵,底孔,專用,夾具,設(shè)計
機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計
題 目：“CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及鉆?22花鍵底孔專用夾具設(shè)計
16
一、設(shè)計題目 “CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及鉆?22花鍵底孔專用夾具設(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:（中批或大批大量生產(chǎn)）
三、上交材料
1．繪制零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1套
4．編制機(jī)械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工藝卡片） 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．編寫課程設(shè)計說明書（約5000-8000字）。 1份
四、進(jìn)度安排
本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的機(jī)械加工工藝卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導(dǎo)教師評語
該同學(xué)在課程設(shè)計過程中表現(xiàn) 認(rèn)真，工藝路線
夾具設(shè)計方案 ，說明書及圖紙質(zhì)量 ，綜合
評定其成績?yōu)? 。
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
本學(xué)期我設(shè)計的題目是CA6140車床撥叉及鉆?22+0.280花鍵底孔的夾具設(shè)計，其中包括零件圖、毛坯圖、夾具裝
配圖和夾具中一個零件圖各一張，機(jī)械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張還有課程設(shè)計說明書的編寫。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機(jī)械加工余量。最后擬定撥叉的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖，最后編寫課程設(shè)計說明書。?
通過這次課程設(shè)計，我能夠了解并認(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)過的專業(yè)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)。
Abstract
This??time??I?design??the?lathes??of??the??shift??forks??CA6140and its 22 spline base holediameter,?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?workpiece's?turn?,?draw?up?clamp?assembling?picture.?
???As?far?as?my?individual?be?concerned,?I??want?to?know?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,?what’s??more?,?striking?the?basis??for?the??future?work?and?the?following??course’s??studying?
目 錄
序言 1
1零件的分析 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的工藝分析 1
2零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.1毛坯的選擇 2
2.2基準(zhǔn)的選擇 2
2.3工藝路線的擬定 3
2.3.1毛零件表面加工方法 3
2.3.2加工時段的劃分 3
2.3.3工序的集中與分散 4
2.4制訂工藝路線及選擇加工設(shè)備與工藝裝備 4
2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
5
2.5.1毛坯余量及尺寸的確定 5
2.5.2確定機(jī)械加工余量和工序尺寸及切削用量
及間定額的計算 5
3夾具的設(shè)計 11
3.1問題的提出 11
3.2定位方案的確定 12
3.3切削力及夾緊力計算 12
3.4 定位誤差分析 14
3.5 引導(dǎo)元件的設(shè)計 15
3.6夾具操作及維護(hù)簡要說明 15
4體會與張望 15
參考文獻(xiàn)
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。
我希望能通過這次課程設(shè)計加深一下對先前學(xué)過的專業(yè)知識的理解和運(yùn)用，培養(yǎng)獨立的分析和解決工程實踐問題的能力和熟悉并運(yùn)用手冊、規(guī)程及圖表資料編寫技術(shù)文件的基本技能，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。
1零件的分析
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，獲得所需的速度和扭矩的作用。撥叉頭以?22+0.280孔套在變速叉軸上，并用花鍵與變速叉軸連接，撥叉教夾在變換齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動齒輪在化簡軸上滑動以變換檔位，從而改變主軸轉(zhuǎn)速。該零件的主要工作表面為叉軸孔?22+0.280，撥叉腳內(nèi)表面及操縱槽。撥叉在變換檔位時要承受彎曲應(yīng)力及沖擊載荷作用，因此該零件應(yīng)有足夠強(qiáng)度，剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。
1.2零件的工藝分析
該撥叉的需要加工部位技術(shù)要求 通過對撥叉零件圖分析，主要加工部位見如下表:
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
+0.023
0
1.6
花鍵孔中心線
?22的花鍵底孔
IT12
+0.28
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
右端面
尺寸18的槽
IT6
+0.012
0
3.2
右端面
另外確定該撥叉生產(chǎn)類型 根據(jù)要求，該零件為中批或大批量生產(chǎn)
2零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1毛坯的選擇
零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單故選擇鑄件毛坯，因為有較高的精度要求所以選用熔模鑄造
2.2基準(zhǔn)的選擇
2.2.1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為粗基準(zhǔn)。并且作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，無毛刺，飛邊或其他表面缺陷。該零件屬于一般軸類零件，選用撥叉頭左端面及?40mm外圓面做粗基準(zhǔn)。采用?40mm的外圓面定位加工內(nèi)孔可保證壁厚均勻，采用撥叉頭左端面A面做粗基準(zhǔn)加工右端面可為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。
2.2.2精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。根據(jù)該撥叉零件圖的技術(shù)要求及裝配要求，選擇撥叉頭的右端面和叉軸孔?220+0.28作為精基準(zhǔn)。因為零件上很多表面都可以用它們做基準(zhǔn)進(jìn)行加工，叉軸孔?220+0.28的軸線使設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)加工操縱槽上表面及下表面，以及叉腳內(nèi)表面。撥叉頭右端面作精基準(zhǔn)遵循了基準(zhǔn)重合原則，因為該撥叉在軸向的尺寸多以該端面為設(shè)計基準(zhǔn)。
2.3工藝路線的擬定
2.3.1零件表面加工方法選擇
根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》確定各表面加工方案，如下表所示。
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度
加工方案
40X28表面?
IT8
3.2?
粗銑—半精銑
右端面
IT8
3.2
粗車—半精車
?22的花鍵底孔
IT12
6.3
鉆孔—擴(kuò)孔
兩端的2*15倒角
6.3
锪倒角
?25花鍵孔
IT9
3.2
拉削
尺寸8的槽
IT9
1.6
銑削?
尺寸18的槽
IT6?
3.2?
粗銑—精磨
2.3.2加工時段的劃分
在選定撥叉各表面加工方法后，就需進(jìn)一步確定這些加工方法在工藝路線中的順序及位置，這就涉及加工階段劃分方面的問題。對于精度要求較高的表面，總是先粗加工后精加工，但工藝過程劃分成幾個階段是對整個加工過程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。?
該撥叉的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工和精加工階段。在粗加工階段，以Φ40的外圓表面為粗基準(zhǔn)將精基準(zhǔn)右端面（A面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；粗銑撥叉B面（28?X?40平面）粗銑尺寸18的槽。半精加工階段，半精銑40X28表面,粗車右端面和完成撥叉?22㎜孔的鉆、擴(kuò)加工并進(jìn)行花鍵槽的拉削加工；精加工階段進(jìn)行撥叉?18㎜的磨削加工；進(jìn)行B面的精銑；銑B面尺寸為8的槽
2.3.3工序的集中與分散
工序的集中與分散是確定工序內(nèi)容多與少的依據(jù)，它直接影響整個工藝路線的工序數(shù)目及設(shè)備、工裝的選用等。由于本次加工的撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，確定選用工序集中的原則組織工序內(nèi)容，一方面可以采用萬能、通用機(jī)床配以專用夾具加工，以提高生產(chǎn)效率；另一方面也可以減少工件的裝夾次數(shù)，有利于保證各加工表面之間的相互位置精度，并可以縮短輔助時間
2.4制訂工藝路線及選擇加工設(shè)備與工藝裝備
通過對撥叉工藝路線的分析，參照有關(guān)文件確定各工序的加工設(shè)備及工藝裝備，見如下圖：
工序號
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具及量具
1
粗車右端面
轉(zhuǎn)塔式六角車床
90度車刀、游標(biāo)卡尺
2
精車右端面
轉(zhuǎn)塔式六角車床
90度車刀、游標(biāo)卡尺
3
鉆花鍵孔
立式鉆床
Ф20中心鉆、游標(biāo)卡尺
4
擴(kuò)花鍵孔
立式擴(kuò)床
Ф21擴(kuò)孔鉆、游標(biāo)卡尺
5
倒角2x15°
轉(zhuǎn)塔式六角車床
45度偏刀、游標(biāo)卡尺
6
拉六齒方型花鍵
立式拉床
高速鋼拉刀、游標(biāo)卡尺
7
銑800。03mm的槽
X62W銑床
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊
8
銑1800。12mm槽
X62W銑床
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊
9
磨寬為1800。12mm的槽
磨床
砂輪、量塊
10
去毛刺
鉗工臺
平銼
11
清洗
清洗機(jī)
12
終檢
塞規(guī)、卡尺等
2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
2.5.1毛坯余量及尺寸的確定?
1.?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?220+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?
2.?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?
2.5.2?確定機(jī)械加工余量和工序尺寸及切削用量及間定額的計算
工序1：車撥叉右端面?
加工條件：?
工件材料：灰口鑄鐵HT200。??σb=145MPa。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：車床CA6140?
刀具：硬質(zhì)合金刀具（YG6）。
?參數(shù)為：r?=12.?ao=6-8??b=?-10??o=0.5???
???Kr=90???n=15??
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??（方向：入體方向）??
（2）進(jìn)給量、根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第3版）表1.4?當(dāng)?shù)稐U尺寸為?
16mm325mm,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CA6140車床說明書?取?=0.61mm/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=0.6130.8=0.488mm/ｒ?按CA6140車床說明書?
?＝0.48ｍｍ／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）??????????V=Cv/(Tm2ap?xv2f?yv)?2kv?
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?
所以Vc?=158/(?600.2220.1520.53?0.4)?21.1520.820.820.8120.97=46.9(m/min)?
（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速???ns=1000vc/pdw=229.8（r/min）?
按CA6140?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??
Tm=(L+L1+L2+L3)/nw?x?f=0.33（min）??（其中L=(65-0)/2=32.5???L1=3、L2=0、L3=0）?
輔助時間：0.33?x0.15=0.0495（min）?
其他時間：（0.33+0.0495）x0.09=0.0342（min）?總工時：0.33+0.0495+0.0342=0.4137（min）?
工序2：精車右端面
（1）已知粗加工余量為0.3mm。?
（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CA6140?車床說明書，ｆ＝0.16?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/(Tm2ap?xv2f?yv)?2kv?
=158/(?600.2220.1520.16?0.4)?21.1520.820.820.8120.97??=83.85(m/min)?
（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速.?nw=1000vc/?pdw?=410.8（r/min）按CA6140車床說明書，取nw=400（r/min）?
實際切削速度V=57.1m/min?
（4）切削加工時，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?22mm臺階，?所以L=(65-20)/2=22.5mm? L1=3.L2=0.?L3=0?]?輔助時間：0.15?x0.35=0.0525（min）?
其他時間：0.09?x（0.35+0.0525）=0.0362（min）?總時間：0.35+0.0525+0.0362=0.4387（min）?
工序3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4 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5 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6 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7 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
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
1) 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8 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9 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
3夾具的設(shè)計
3.1問題的提出
加工表面為?22+0.280孔，在給定的零件中，對本步加工的位置公差并未提出具體的要求，但也要保證一定的同軸度誤差使壁厚均勻。因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。查表可得27尺寸公差△=0.033mm.
3.2定位方案的確定：
根據(jù)加工工序及零件圖，加工尺寸，為確保加工尺寸孔跟外圓柱的同軸度在垂直加工方向上，不能產(chǎn)生移動跟轉(zhuǎn)動。由于 ?40外圓有與肋板相交部分，形狀特殊也得限制其沿加工方向的移動和轉(zhuǎn)動。所以定位方案以弓箭的上端面和右端面為定位基準(zhǔn)平面與支承釘實現(xiàn)5點定位，再通過快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)推動活動V型塊壓頭夾緊工件。最終實現(xiàn)六點定位，屬于完全定位。
3.3 切削力及夾緊力計算
1） 計算切削力
，由金屬切削原理及刀具P120查得：材料HT200，刀具為高速鋼時
，把數(shù)據(jù)代入公式可得：
Ff = 3376 N
,由金屬切削原理及刀具P120查得：材料HT200，刀具為高速鋼時，
把數(shù)據(jù)代入公式可得：
2） 估算夾緊力
由扭矩M=33 可得，F(xiàn)=412.5N，由機(jī)械制造工藝學(xué)P276表6-2可知 故 FN=2063.5N , 則 Fj=2916N
實際夾緊力
其中安全系數(shù)
由《機(jī)械工藝手冊》查得：
基本安全系數(shù)
加工性能為粗加工
刀具為高速鋼麻花鉆，刀具材料為HT200
切削性能為連續(xù)切削
夾緊方式為手動夾緊
夾緊時手柄位置操作方便
工件與支撐面接觸點確定
，
對于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，由《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊》P485可查得，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的所需夾緊轉(zhuǎn)矩計算公式為：
式中T為應(yīng)加在螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的夾緊轉(zhuǎn)矩，Q為夾緊力，r為螺紋的平均半徑，為螺紋升角，本裝置中的快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺紋升角為4.5度，摩擦角一般取10度，f1為支撐表面摩擦系數(shù)，為計算力臂，由于支承釘與活動V型塊為點接觸。故為0，通過計算可得：
故工人所施加的力
一般工人所能扳動的力為300N，手柄長為150mm，故工人所能施加的轉(zhuǎn)矩為，故此裝置設(shè)計合理。力矩施加示意圖如下圖示：
3.4 定位誤差分析
使用夾具的時候，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床的位置以及工件在夾具中位置密切相關(guān)。由于工件定位所造成的加工表面相對其工序基準(zhǔn)的位置誤差成為定位誤差。由于定位基準(zhǔn)與工件工序基準(zhǔn)不重合，所以存在基準(zhǔn)不成和誤差，查表，定位誤差為：D=△=0.033mm.
T=0.28mm 可得D小于三分之一倍的T。滿足定位誤差的要求，所以定位方案可行。
3.5引導(dǎo)元件的設(shè)計
引導(dǎo)裝置是在鉆、鏜類機(jī)床上加工孔和孔系時做刀具導(dǎo)向作用的。引導(dǎo)元件可以提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。因此選用快換鉆套，便于磨損后快速更換，更具《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可知其具體參數(shù)。
3.6夾具操作及維護(hù)簡要說明
本夾具用在立式鉆床Z535用于鉆擴(kuò)22孔，工件以撥叉右端面，40外圓為定位基準(zhǔn)，在底面支撐板，固定V型塊及活動V型塊共同作用下實現(xiàn)完全定位。夾緊時，旋動右側(cè)螺旋夾緊裝置推動活動v型塊即可夾緊工件。
4體會與展望
為期三周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，在老師的指導(dǎo)下，我按時完成了設(shè)計任務(wù)，課程設(shè)計作為《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》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。本設(shè)計采用了快換鉆套和手動螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)，從而大大提高了由于鉆、擴(kuò)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
參考文獻(xiàn)
［1］于英華.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.3013
［2］鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2011
［3］吳拓，方瓊珊。機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)書. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006.
［4］馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊[M]，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994.
［5］楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001。
［6］四川省機(jī)械工業(yè)局．復(fù)雜刀具設(shè)計手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1979。［7］?李慶余，張佳．機(jī)械制造裝備設(shè)計?[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003。
［8］?王光斗，王春福．機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。
［9］?何玉林，沈榮輝，賀元成．機(jī)械制圖[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。
［10］?鄧文英．金屬工藝學(xué)[M]，北京：高等教育出版社，2001。
收藏