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遼寧工程技術大學課程設計 1 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目：設計 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計 班 級： 機械工程及自動化 05-2 班 姓 名： 安輝 指導教師： 張連勇 完成日期： 2008.7.1 遼寧工程技術大學課程設計 2 課程設計任務書 一、設計題目 CA6140 撥叉加工工藝設計及加工 Φ6 孔的夾具設計。 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 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 1 張 (4) 與 所 設 計 夾 具 對 應 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 計 說 明 書 (6000～ 8000 字 ) 1 份 說 明 書 主 要 包 括 以 下 內 容 （ 章 節(jié) ） ① 目 錄 ② 摘 要 （ 中 外 文 對 照 的 ， 各 占 一 頁 ） ③ 零 件 工 藝 性 分 析 ④ 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設 計 ⑤ 指 定 工 序 的 專 用 機 床 夾 具 設 計 ⑥ 方 案 綜 合 評 價 與 結 論 ⑦ 體 會 與 展 望 ⑧ 參 考 文 獻 列 出 參 考 文 獻 (包 括 書 、 期 刊 、 報 告 等 ， 10 條 以 上 ) 課 程 設 計 說 明 書 一 律 用 A4 紙 、 縱 向 打 印 . 四、進度安排(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 計 (畫 夾 具 裝 配 圖 及 夾 具 體 圖 ) 9 天 (4) 編 寫 說 明 書 3 天 (5) 準 備 及 答 辯 2 天 遼寧工程技術大學課程設計 3 五、指導教師評語 成 績： 指導教師 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 計 方 案 合 理 并 新 穎 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 規(guī) 范 、 內 容 豐 富 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 良 好 ： 設 計 方 案 合 理 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 比 較 規(guī) 范 、 內 容 比 較 豐 富 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 、 有 創(chuàng) 新 思 想 ； 中 等 ： 設 計 方 案 一 般 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內 容 一 般 。 在 設 計 過 程 中 比 較 勤 奮 、 創(chuàng) 新 思 想 不 明 顯 ； 及 格 ： 設 計 方 案 不 完 善 ， 存 在 一 些 小 錯 誤 ， 說 明 書 及 設 計 圖 紙 欠 規(guī) 范 、 內 容 一 般 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 精 神 不 夠 ： 不 及 格 ： 設 計 方 案 有 嚴 重 錯 誤 ， 設 計 說 明 書 及 設 計 圖 紙 不 規(guī) 范 、 內 容 淺 薄 。 在 設 計 過 程 中 勤 奮 好 學 精 神 不 夠 。 遼寧工程技術大學課程設計 4 摘 要 這 次 設 計 的 是 CA6140 車 床 （ 831005） 撥 叉 ， 包 括 零 件 圖 、 毛 坯 圖 、 裝 配 圖 各 一 張 ， 機 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 構 中 ， 主 要 起 換 檔 作 用 。 然 后 ， 根 據(jù) 零 件 的 性 質 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 計 ， 了 解 并 認 識 一 般 機 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學 過 的 技 術 基 礎 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 ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學 習 打 好 基 礎 。 遼寧工程技術大學課程設計 5 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 workpiece's 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, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying . 遼寧工程技術大學課程設計 6 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 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設 計 .2 2.1、 確 定 毛 坯 的 制 造 形 成 2 2.2、 基 準 的 選 擇 .2 2.2.1 粗 基 準 的 選 擇 2 2.2.2 精 基 準 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 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 計 .12 4.1、 提 出 問 題 12 4.2、 設 計 思 想 13 4.3、 夾 具 設 計 13 遼寧工程技術大學課程設計 7 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 .16 遼寧工程技術大學課程設計 8 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，它位于車床變速機構中，主要起換檔， 使主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。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 要 求 列 如 下 表 : 遼寧工程技術大學課程設計 9 項目 公差等級 偏差（mm） 粗糙度 定位基準 ?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、機械加工工藝規(guī)程設計 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 械加工工藝人員手冊》表 5-5 取等級為 2 級精度底面及側面澆注確定待加工表 面的加工余量為 3±0.8mm。 2.2 基準的選擇 2.2.1 粗基準的選擇 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。 2.2.2 精基準的選擇 為保證定位基準和工序基準重合，以零件的下低面為精基準。 遼寧工程技術大學課程設計 10 2.3、制定工藝路線 制 定 工 藝 路 線 得 出 發(fā) 點 ,應 當 是 使 零 件 的 幾 何 形 狀 、 尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 術 要 求 能 得 到 合 理 的 保 證 ,在 生 產(chǎn) 綱 領 已 確 定 的 情 況 下 ,可 以 考 慮 采 用 萬 能 性 機 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 當 考 慮 經(jīng) 濟 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、擴花鍵底孔、倒兩端 15°倒角。 以 Ф40mm 圓柱面為粗基準。選用 C3163-1 轉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， 3. 銑削槽 B 面。以花鍵的中心線及下低面為基準。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。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。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。此方案定位精度高，專用夾具結構簡 遼寧工程技術大學課程設計 11 單、可靠，所以采用方案二比較合理。 三、機械加工余量、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 kgσ b =160MPa HBS。根 據(jù) 《 機 械 加 工 工 藝 師 手 冊 》 （ 以 下 簡 稱 《 工 藝 手 冊 》 機 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 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，故采用拉削加工內孔尺寸為 Φ22 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機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，R a=3.2μm 機床 C3163-1。轉塔式六角臥式車床。 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。 遼寧工程技術大學課程設計 12 （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 IT １２級 取-0.46 mm （入 體方向） （2）進給量、根據(jù)《切削簡明手冊》 （第 3 版）表 1.4 當?shù)稐U尺寸為 16mm×25mm,ａ ｅ≤ 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 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 取 ?=0.6 mm/n。 由于存在間歇加工所以進給量乘以 k=0.75—0.85 所以：實際進給量 f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ 按 C３ １ ６ ３ － 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/( 60 0.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min) （4）確定機床主軸轉速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）? 按 C３ １ ６ ３ － 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) 進給量 f. 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 ｆ＝0.16 mm/r 遼寧工程技術大學課程設計 13 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) 確定機床主軸轉速. 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、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表 2.9 ,當 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、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表 2.21，當 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 由機床技術資料得和 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) 遼寧工程技術大學課程設計 14 工序 IV 擴花鍵孔 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給。 檢驗機床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４ 可以查出 當 σ ｂ ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw 按 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機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ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ 查得轉矩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 C３ １ ６ ３ － １ 車床說明書 主電機功率Ｐ＝11ｋｗ 可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，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/1000vf zZ 式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)； L 拉削表面長度，80mm； η 考慮校準部分的長度系數(shù)，取 1.2； k 考慮機床返回行程系數(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； 遼寧工程技術大學課程設計 15 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。 用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3mm 機床 ：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，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀 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 轉進給量ｆ＝0.5～１mm/r 就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W 功率為 7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W 銑床說明書 所以每轉進給量 ｆ＝0.6mm/r 3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。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 遼寧工程技術大學課程設計 16 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.20 當 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 遼寧工程技術大學課程設計 17 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) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：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 遼寧工程技術大學課程設計 18 L=40mm，加工余量 23mm 由于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度 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）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：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 和每齒進給量：決定切削速度 Vc 和每齒進給量 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。 遼寧工程技術大學課程設計 19 見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結果為 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。砂輪轉速 n 砂 =3000r/min(見機床說明書)， v 砂 =2.5m/s 進給量 f=50mm/min 雙單行程 f r=0.015mm 3)切削工時。當加工 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、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)， 一起填入機械加工工藝卡片中。 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 I 粗車下端面 臥式車床 車刀 游標卡尺 II 精車下端面 臥式車床 車刀 游標卡尺 III 鉆花鍵孔 立式鉆床 鉆刀 游標卡尺 IV 擴花鍵孔 立式鉆床 鉆刀 游標卡尺 Ⅴ 倒角 2x15° 臥室車床 車刀 游標卡尺 VI 拉六齒方型花 鍵 立式拉床 拉刀 游標卡尺 VII 粗銑右端面 立式銑床 銑刀 游標卡尺 VIII 精銑右端面 立式銑床 銑刀 游標卡尺 IX 銑 800。03 mm 的 槽 立式銑床 銑刀 量塊 X 銑 1800。12 mm 槽 立式銑床 銑刀 量塊 XI 磨寬為 1800。12 mm 的 槽 磨床 砂輪 量塊 遼寧工程技術大學課程設計 20 四、 夾具設計 夾 具 是 一 種 能 夠 使 工 件 按 一 定 的 技 術 要 求 準 確 定 位 和 牢 固 夾 緊 的 工 藝 裝 備 ， 它 廣 泛 地 運 用 于 機 械 加 工 ， 檢 測 和 裝 配 等 整 個 工 藝 過 程 中 。 在 現(xiàn) 代 化 的 機 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 。 正 確 地 設 計 并 合 理 的 使 用 夾 具 ， 是 保 證 加 工 質 量 和 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 從 而 降 低 生 產(chǎn) 成 本 的 重 要 技 術 環(huán) 節(jié) 之 一 。 同 時 也 擴 大 各 種 機 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 計 夾 具 由 螺 旋 夾 緊 配 合 V 形 塊 夾 緊 工 件 。 （ 3） 設 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.設計思想 設 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 構 密 封 和 防 塵 作 用 ， 使 設 計 的 夾 具 完 全 符 合 要 求 。 本 夾 具 主 要 用 來 對 φ 6 孔 進 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，來對工件進行加工，考慮到 提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，采用一次拉削完成。 4.3、夾具設計 遼寧工程技術大學課程設計 21 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 的 選 擇 據(jù) 《 夾 具 手 冊 》 知 定 位 基 準 應 盡 可 能 與 工 序 基 準 重 合 ， 在 同 一 工 件 的 各 道 工 序 中 ， 應 盡 量 采 用 同 一 定 位 基 準 進 行 加 工 。 寬為 6 +0.03+0.06mm 的槽，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面為定位基準。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。 （ 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 為 孔 的 軸 線 ， 所 以 基 準 重 合 △ B=0， 由 于 存 在 間 隙 ， 定 位 基 準 會 發(fā) 生 相 對 位 置 的 變 化 即 存 在 基 準 位 移 誤 差 。 △ Y=0.707δ d=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 遼寧工程技術大學課程設計 22 削速度和進給量就可以。根據(jù)機床剛度和刀具尺寸，此工序需要一次走刀，完 成要求的機械加工要求。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/1000vf zZ 式中： Z b 單面余量 1.5mm(由 Φ21mm 拉削到 Φ25mm)； L 拉削表面長度，80mm； η 考慮校準部分的長度系數(shù)，取 1.2； k 考慮機床返回行程系數(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)生振動和轉動。 4.3.3、夾具操作說明 如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開 口墊圈,以便裝卸。 遼寧工程技術大學課程設計 23 遼寧工程技術大學課程設計 24 五.體會與展望 為期兩周的夾具課程設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學在 老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造工藝學》 、 《機床 夾具設計》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， 強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。主 要 是 鉆 模 板 與 鉆 套 的 選 擇 與 設 計 。 本 設 計 采 用 了 快 換 鉆 套 和 手 動 螺 旋 快 速 加 緊 機 構 ， 從 而 大 大 提 高 了 由 于 鉆 、 擴 、 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 計 的 操 作 需 要 人 力 ， 所 以 在 生 產(chǎn) 自 動 化 方 面 有 待 改 進 。 通 過 本 次 課 程 設 計 ， 使 我 將 所 學 理 論 與 生 產(chǎn) 實 踐 相 結 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 計 、 走 上 工 作 崗 位 進 行 一 次 綜 合 訓 練 。 本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計， 第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、 機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾 緊機構及零件結構設計等方面的知識。 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、 專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題 等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力， 為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指 正！ 遼寧工程技術大學課程設計 25 六．參考文獻 1、 朱淑萍主 編 . 機械加工工藝及裝備. 北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1999 2、 李 益 民 主 編 .機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1994 3、 孫 本 緒 、 熊 萬 武 編 .機 械 加 工 余 量 手 冊 .北 京 ： 國 防 工 業(yè) 出 版 社 ， 1999 4、 機 床 夾 具 設 計 手 冊 .北 京 ： 中 國 科 學 技 術 出 版 社 5、 趙 家 齊 主 編 .機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 指 導 書 .北 京 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2000 6、 田 春 霞 主 編 .數(shù) 控 加 工 工 藝 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006 7、 吳 拓 、 方 瓊 珊 主 編 . 機 械 制 造 工 藝 與 機 床 夾 具 課 程 設 計 指 導 書 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2005 8、 黃 云 清 主 編 .公 差 配 合 與 測 量 技 術 .北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2001 9、 梁 炳 文 主 編 ， 機 械 加 工 工 藝 與 竅 門 精 選 ， 北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2001 10、 楊 峻 峰 主 編 ， 機 床 及 夾 具 ， 清 華 大 學 出 版 社 ， 2005