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哈爾濱理工大學(xué) 哈爾濱理工大學(xué) 機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 設(shè)計(jì)題目：制定換擋叉的加工工藝， 設(shè)計(jì)鉆Φ16H8孔的鉆床夾具 設(shè) 計(jì) 者：曲年豐 指導(dǎo)教師：史紅 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 機(jī)電系 2008年6月25日 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：制定換擋叉的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆Φ16H8孔的鉆床夾具 設(shè)計(jì)要求：中批量生產(chǎn) 手動夾緊 通用工藝裝備 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2008.6.21~2008.6.29 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、熟悉零件圖； 2、繪制零件圖（一張）； 3、繪制毛坯圖（一張）； 4、編寫工藝過程卡片和工序卡片（各一張）； 5、繪制夾具總裝圖； 6、繪制夾具零件圖； 7、說明書 班 級：機(jī) 電 05-1 班 學(xué) 生： 曲年豐 指導(dǎo)教師： 史紅 2008年 6月25日 前 言 通過機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如《公差于配合》、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》、《金屬切削機(jī)床》、《機(jī)械制造工藝》等)。讓我們對所學(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)！ 在些次設(shè)計(jì)中我們主要是設(shè)計(jì)換擋叉的鉆床夾具。在此次課程設(shè)計(jì)過程中，查閱了大量的書籍，并且得到了史紅老師的指點(diǎn)，在此表示由衷的感謝！ 機(jī)電05-1班11號 2008年6月25日 設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)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(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 3、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。 一． 零件的分析 （一）、零件的作用：題目給定的零件是換擋叉（見附圖1）它位于變速機(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14mm的槽尺寸精度要求很高，因?yàn)樵趽Q擋叉拔動使滑移齒輪時(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14mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 該零件是以Φ16H8 孔套在軸上，并用銷釘經(jīng)Φ4H12 孔與軸定位，撥叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的槽中，變速操縱機(jī)構(gòu)通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與軸一起在變速箱中滑動，撥叉腳撥動雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑移，從而實(shí)現(xiàn)變速。 撥叉的主要工作表面為操縱槽及撥叉腳兩端面。主要配合面為Φ16H8孔、Φ4H12 孔和撥叉腳內(nèi)側(cè)面 R43 。該零件屬特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于撥叉在工作時(shí)承受一定的力，因此要求有一定的強(qiáng)度、剛度和韌性。 （二）、零件的工藝分析： 換擋叉共有兩組加工表面。 1. 以孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面 這一組面包括?19mm的孔的兩個(gè)端面、兩端的2X150到角和距中心線為21mm的平面。 以工件右端面為基準(zhǔn)的14 mm的槽，經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，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。 (1）換擋叉安裝孔：孔徑Φ16H8㎜，其形狀公差遵守包容要求，表面粗糙度Ra0.2μm；孔端面位置尺寸42㎜，表面粗糙度Ra12. 5μm。 (2）撥叉腳端面：厚度為6㎜ ，兩端面對孔Φ16H8軸線的垂直度公差為0.1㎜，外端面與操縱槽對稱面的距離為 21㎜，表面粗糙度 Ra 0.8μm。 (3）撥叉腳內(nèi)側(cè)面：寬度尺寸為 R43（+0.07 ）㎜ ，表面粗糙度 Ra 3.2μm。(4）操縱槽：寬度為 14 ，深度為11㎜，對稱面與撥叉安裝孔端面的距離為21㎜，表面粗糙度Ra3.2μm。 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一) 確定毛坯的制造形成。 零件材料ZG45、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。毛坯零件圖如下圖： （二）基準(zhǔn)的選擇。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC?16H8的孔中心線垂直于右端面，所以以Φ20的外圓表面的粗基準(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)。 (二) 制定工藝路線。 方案一 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)底孔、倒兩端15°倒角。 2. 粗、精銑削B面。 3. 銑削14mm的槽。 4. 清洗 5. 檢驗(yàn) 方案二 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)底孔、倒兩端15°倒角。 以Ф20mm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. 銑削槽B面。以?16H8的孔中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具 3. 銑削14mm的槽。以?16H8的孔中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。 4. 去毛刺 5. 清洗 6. 檢驗(yàn) 方案分析：方案一：按工序集中原則組織工序，Φ16H8孔及端面采用回輪式轉(zhuǎn)塔車床和專用夾具加工，在一臺機(jī)床上完成。其優(yōu)點(diǎn)是：工藝路線短，減少了工件裝夾次數(shù)，易于保證加工面的相互位置精度，需要的機(jī)床數(shù)量少，減少工件在工序間的運(yùn)輸，減少輔助時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。 方案二：按工序分散原則組織工序，先在臥式車床上用三爪自定心卡盤裝夾，加工撥叉頭端面，然后在鉆床上用鉆模加工Φ16H8孔〖鉆一擴(kuò)一鉸〗，孔口倒角則在另一臺車床上加工。其優(yōu)點(diǎn)是可以采用通用夾具，缺點(diǎn)是工藝路線長，增加了工件的裝夾次數(shù)，而且工序10和工序20重復(fù)使用粗基準(zhǔn)定位。 由于該撥叉零件形狀不規(guī)則，加工面分散，要適應(yīng)大批生產(chǎn)，可以采用自動機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床配以專用夾具，盡量使工序集中以滿足生產(chǎn)率和保證質(zhì)量的要求，綜合比較，考慮選擇方案一更為合理。 五、確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 工序號 工序內(nèi)容 單邊余量/mm 工序尺寸/mm 表面粗糙度Ra/mm 10 （1）車換擋叉頭端面 2.5 42 12.5 2）鉆?16H18孔 7 ?15 0.2 3）擴(kuò)?16H18 0.4 ?15.8 6.3 4）鉸?16H18 0.2 ?16H18 3.2 5）孔口倒角 1 C1 12.5 30 粗銑換擋叉腳兩端面 3.2 7.6 3.2 40 銑換擋叉腳內(nèi)側(cè)面 3.5 R43 3.2 50 銑操縱槽 6.5 14 3.2 60 鉆?16H18孔 2.5 4 0.2 100 磨換擋叉腳兩端面 0.3 6 12.5 (五)確定切削用量及基本工時(shí)。 工序 Ⅰ ：車削A面。 1．加工條件。 工件材料：ZG45。 σb=145　MPa。鑄造。 加工要求：粗、半精車A面并保證42mm的工序尺寸，Ra=12.5μm 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(jì)算切削用量。 （1）已知長度方向的加工余量為3±0.8mm 。實(shí)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(shí)，以及工件直徑為Φ20mm時(shí) ?=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(shí)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(jì)算切削速度。按《切削簡明手冊》表1.27 ，切削速度的計(jì)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?。睿?00 r／min 所以實(shí)際切削速度V=40.8m/min （5）切削工時(shí)，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 2、精車 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(jì)算切削速度 按《切削用量簡明手冊》表1.27，切削速度的計(jì)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(shí)際切削速度V=57.1m/min 4) 切削工時(shí)，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 3、鉆孔、擴(kuò)孔、倒角。 （1）、鉆孔 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(shí)際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時(shí)，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) （2）、擴(kuò)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(shí)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。 （3）、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(yàn)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　ｆ≤0.6ｍｍ／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(yàn)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Ⅱ 拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時(shí)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(shí) 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(shí)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(shí)工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時(shí) Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 工序Ⅲ 粗銑，精銑B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 1. 粗銑 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(shí)。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(shí)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(shí)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 2. 精銑 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(shí)基本工時(shí)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Ⅳ 銑削14mm槽。 加工工件尺寸：14mm , 長度L=12mm 加工要求：高速鋼錯(cuò)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(shí)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(shí)基本工時(shí)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Ⅴ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(jì)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(shí)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(shí)基本工時(shí)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Ⅵ 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(shí)。當(dāng)加工1個(gè)表面時(shí) Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min 最后，將以上各個(gè)工序切削用、工時(shí)定額的計(jì)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，見附后表。 夾具設(shè)計(jì) （一）問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(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4道工序——鉆直徑為16mm孔的鉆床夾具。本夾具將用與Z535立式鉆床。 （一）問題的提出 在給定的零件中，對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。 （二）夾具設(shè)計(jì) （二） 夾具設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)夾具的基本要求 1)保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合理的尺寸公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工要求。 2).提高生產(chǎn)效率 應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 3)．工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單合理便于加工裝配檢驗(yàn)和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。 4).使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡單省力安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排泄結(jié)構(gòu)。 5).經(jīng)濟(jì)性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單。標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益 2．切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得： 切削力公式： D=16 式中 查表得： 其中： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取，， 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 3.定位誤差分析 由于軸向尺寸的設(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。 1 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4．夾具設(shè)計(jì)及操作說明 如前所述，該工件不但可以采用V型塊夾緊經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 參考文 書 名 出 處 作 者 《機(jī)床夾具圖冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 孫巳德 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 趙家齊 《切削用量簡明手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 李益民 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 清華大學(xué) 王先逵 23