CA6140拨叉831006说明书.doc

东南大学成贤学院 课课 程程 设设 计计 报报 告告 题 目 CA6140 车床拨叉（831006）夹具设 计 课 程 名 称 机制工艺课程设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 13 机电一班 学 生 姓 名 张 青 学 号 04113104 设 计 地 点 成 贤 学 院 指 导 教 师 易 茜 设计起止时间：2016 年 1 月 4 日至 2016 年 1 月 22 日 成绩 1 目 录 序言.2 第第 1 1 章章 零件的工艺分析及生产类型的确定.3 1.1 零件的作用.3 1.2 拨叉的技术要求3 1.3 零件的工艺性分析和零件图的审查4 1.4 确定拨叉的生产类型4 第第 2 2 章章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图.5 2.1 确定毛坯的成形方法.5 2.2 铸件结构工艺性分析和铸造工艺方案的确定.6 第第 3 3 章章 选择加工方法，制定工艺路线.7 3.1 定位基准的选择.7 3.2 各表面加工方案的选择7 3.3 制定机械加工工艺路线8 第第 4 4 章章 确定机械加工余量和工序尺寸11 第第 5 5 章章 确定切削用量及时间定额15 第第 6 6 章章 夹具设计22 设计心得. 25 参考文献26 2 序 言 机械制造工程学课程设计是培养学生综合运用机械制造工程原理及专 业课程的理论知识。在此次课程设计中我结合金工实习中学到的实践知识，独 立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备中等零件工艺规程的能力。 我本次设计的是 CA6140 机床的拨叉 831006，通过这个设计让我直观地了 解了拨叉 831006 的作用，随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术 不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新 工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加 工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件，使工艺过程的自 动化达到了一个新的阶段。了解这些尤为重要的是巩固综合了大学三年以来学 习的专业课知识，温故知新。通过课程设计我增强了空间想象能力和结构构造 能力，提前为以后的毕业设计打下了基础。 在机械设计制造工艺中每个环节毛坯的设计，夹具的方案一次次的修改成 最后的方案无不是我日思夜想的成果，对于方案抱有严谨挑剔的态度这个是我 在设计中的最大的收获，也是不断地改进设计优化方案的最大动力。 不过有限的知识水平还是让方案存在着许些细小瑕疵，在一次次修补在这 些瑕疵中以往的忽略之处得到了重视，加深了印象，为今后的工作打下了坚实 的基础。 3 第一章第一章 零件零件分析分析 1.1 零件的作用 CA6140 车床的拨叉零件用在车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运 动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。拨叉通过叉轴孔 25mm 安装在变速叉轴上，与操纵机构相连，拨叉脚55mm 半孔则是夹在双 联变速齿轮的槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构通过拨叉头部 的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联滑移齿轮 在花键轴上滑动以改变档位，从而改变车床主轴转速。 拨叉在换挡时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此零件应具有足够的 强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。拨叉的主要表面为拨叉脚的两端 面、变速叉轴孔25H7 和操纵槽，在设计工艺规程时应重点予以保证。 1.2 拨叉的技术要求 按文献将该拨叉的全部技术要求列于下表 1-2 中。拨叉属于典型的叉架类零 件，其叉轴孔是主要的装配基准，叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精 度要求较高。为保证拨叉拨动齿轮换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对变 速叉轴孔25H7 轴线的垂直度要求为 0.1mm。拨叉采用操纵槽定位，操纵槽的 宽度尺寸为 16H11 且与变速叉轴孔25H7 轴线的垂直度要求为 0.1mm。 综上所述，该拨叉的各项技术要求制定的较合理，符合零件在变速箱中的 功用。 表 1-2 拨叉零件技术要求表 加工表面基本尺寸/mm公差及精度表面粗糙度 Ra/mm形位公差/mm 拨叉脚内表面55IT93.2 拨叉脚两端面12IT113.2垂直度 0.1 变速叉轴孔25IT71.6 操纵槽内侧面16IT113.2垂直度 0.08 操纵槽底面8IT116.3 操纵槽下端面23IT113.2 40 外圆斜面17IT116.3 4 1.3 零件的工艺性分析和零件图的审查 分析下图拨叉零件图可知，拨叉头部一段面和拨叉脚两端面在轴向方向上均 高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度； 25mm 孔和 55mm 孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保 证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低， 通过铣削、钻削的一次加工就可以达到加工要求；主要工作表面虽然加工精度 相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出 来。由此可见，该零件的工艺性很好。 1.4 确定拨叉的生产类型 依设计题目知：因为生产量大于 2000，所以可设 Q=3000 台/年，m=1 件/台； 结合生产实际，备品率 a%和废品率 b%分别为 3%和 0.5%。 N=Qm（1+a%）(1+b%)=30001（1+3%）（1+0.5%）=3105.45 件/年 根据拨叉的质量 1.12kg 查文献知，该拨叉属轻型零件；再由表 2-1 可知，该拨 叉的生产类型为中批生产。 5 第第 2 章章 -选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 2.1 确定毛坯的成形方法 该零件材料为 HT200，考虑到拨叉在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不 大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，并且该零件年 产量为 3000 件/年（因为年产量大于 2000，可设为 3000） ，采用铸造生产比较 合适，故可采用铸造成形。 2.2 铸件结构工艺性分析 该零件拨叉脚部分因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口 铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用金属型铸造，保温性能好， 冷却速度较才慢，故能满足拨叉的使用要求。 2.3 铸造工艺方案的确定 2.3.12.3.1 铸造方法的选择铸造方法的选择 根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰铸铁为材料，并且铸件 的表面精度要求不高，结合生产条件并参考文献表 2-3 选用金属型铸造。 2.3.22.3.2 造型、造芯方法及工序组合的选择造型、造芯方法及工序组合的选择 因铸件制造批量为中批生产，且尺寸不大，结构不太复杂，为轻型机械，故选用金属 型铸造。型芯尺寸不大，形状简单，故选择手工芯盒造芯。机械结构相对于 CA6140 比较 简单，适合流水线大量生产，故采用工序分散。 2.4 铸造工艺参数的确定 2.4.12.4.1 加工余量的确定加工余量的确定 按金属型铸造，灰铸铁查文献一表 5-1，查得加工余量等级为 IT8-IT12， 取铸造尺寸公差为 9 级，加工余量等级为 F，得 RMA 数值为 0.31.6mm，取 RMA 为 1.4mm 。 由公式 R=F+2RMA+CT/2（外圆面进行机械加工时用） 6 R=F-2RMA-CT/2（内腔面进行机械加工时用）得： 毛坯基本尺寸： 55 左右端面厚度 R=F+2RMA+CT/2=12+2*1.4+9/2=19.3mm 55 孔 R=F-2RMA-CT/2=55-1.4*2-9/2=47.7mm 槽端面 R=F+RMA+CT/2=23+1.4+9/2=28.9mm 其余尺寸铸造直接得到。 2.4.22.4.2 收缩率的确定收缩率的确定 通常，灰铸铁的收缩率为 0.7%1% ，在本设计中铸件取 1% 的收缩率。 2.4.32.4.3 不铸孔的确定不铸孔的确定 为简化铸件外形，减少型芯数量，较小的操纵槽不铸出，而采用机械加工 形成。 2.4.42.4.4 铸造圆角的确定铸造圆角的确定 为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以 R = 3mm5mm 圆 滑过渡。 7 第第 3 章章 选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线 3.1 定位基准的选择 基面是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确合理，可以使加 工质量得到保证，生产效率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造 成零件大批量报废，使生产无法正常进行。 3.1.13.1.1 粗基准的选择粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。本例选择拨 叉头部40 右端面和40 外圆作为粗基准。采用40 外圆定位加工内孔可保 证孔的壁厚均匀；采用拨叉头的右端面做粗基准加工拨叉脚左端面，接着以左 端面为基准加工右端面，可以为后续准备好精基准。 3.1.23.1.2 精基准的选择精基准的选择 根据拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉的设计基准叉脚的内孔表面和 叉轴孔作为精基准，符合基准重合原则；同时，零件上很多表面都可以采用该 组表面作为精基准，又遵循了基准统一的原则；叉轴孔的轴线是设计基准，选 用其做精基准定位加工拨叉脚两端面，有利于保证被加工表面的垂直度；选用 拨叉脚左端面为精基准同样是服从了基准重合的原则，因为该拨叉在轴向方向 上的尺寸多以该端面作为设计基准。 3.2 各表面加工方案的选择 根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度和毛坯确定，查文 献，确定各表面加工方案如下。 （1）叉轴孔25 内孔 表面粗糙度为 Ra1.6,经济精度为 IT7，加工方案确定为：钻扩粗铰 精铰； （2）拨叉脚55 内表面 表面粗糙度为 Ra3.2,经济精度为 IT8,加工方案确定为：粗镗半精镗； （3）拨叉脚两端面（75 上下端面） 8 表面粗糙度为 Ra3.2，经济加工精度为 IT8，加工方案确定为：粗铣精 铣； （4）操纵槽左右内侧面 表面粗糙度为 Ra3.2，经济精度为 IT8，加工确定为：粗铣精铣 （5）操纵槽底面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT12,加工方案确定为：粗铣 （6）40 外圆斜面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT11，加工方案确定为：粗铣半精铣； （7）拨叉脚端面 表面粗糙度为 Ra3.2，经济加工精度为 IT8，加工方案确定为：粗铣精 铣。 3.3 制定机械加工工艺路线 制订机械加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及 位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条 件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。 除此以外，还应当考虑经济效果，以便生产成本尽量降低。 （1）工艺路线方案一（按照基准先行及先主后次的原则，该零件加工可按下述 工艺路线进行） 工序 1 铸造； 工序 2 热处理； 工序 3 以底面和75 中心线为基准，画线找正，找40 轴线，粗镗，半精镗55 孔，选用 T716A 立式镗床 和专用夹具； 工序 4 铣断55 圆孔，使之为两个零件，以25 轴线为 基准，选用 X51 立式铣床和专用夹具； 工序 5 钻、扩、粗铰、精铰拨叉头25 孔，以75 轴线 9 和其端面为基准，选用 Z535 立式钻床和专用夹具； 工序 6 粗铣，精铣75 上下端面，以25 轴线为基准， 保证垂直度，选用 X51 立式铣床和专用夹具； 工序 7 粗铣，半精铣 40 外圆斜面，以55 端面和25 轴线为基准保证与25 轴线垂直度，选用 X51 立式 铣床和专用夹具； 工序 8 粗铣操纵槽端面，粗铣、精铣操纵槽端面侧面，以 25 轴线为基准，选用 X61 卧式铣床和专用夹具； 工序 9 钳工去毛刺； 工序 10 终检； 工序 11 入库。 （2）工艺路线方案二（按照基准先行及先主后次的原则，该零件加工可按下述 工艺路线进行） 工序 1 铸造； 工序 2 热处理； 工序 3 以底面和75 中心线为基准，画线找正，找40 轴线，钻、扩、粗铰、精铰拨叉头25 孔，选用 Z535 立式钻床和专用夹具； 工序 4 粗镗，半精镗55 孔，以25 轴线为基准，选用 T716A 立式镗床和专用夹具； 工序 5 粗铣，精铣75 上下端面，以25 轴线为基准， 保证垂直度，选用 X51 立式铣床和专用夹具； 工序 6 粗铣操纵槽端面，粗铣、精铣操纵槽端面侧面，以 25 轴线为基准，选用 X61 卧式铣床和专用夹具； 工序 7 粗铣，半精铣 40 外圆斜面，以55 端面和25 轴线为基准保证与25 轴线垂直度，选用 X51 立式 铣床和专用夹具； 工序 8 铣断55 圆孔，使之为两个零件，以25 轴线为 基准，选用 X51 立式铣床和专用夹具； 10 工序 9 钳工去毛刺； 工序 10 终检； 工序 11 入库。 工艺方案的比较分析 方案二在方案一基础上优化，利用了两件合铸的优势，最后铣断，提高了 工作效率，集中铣削工序在铣削车间完成，大大省去了在各机床间切换的麻烦, 提高了加工时间。又有利于各加工位置的保证25 的孔及其 16 的槽和55 的 端面加工要求，以上三者之间具有位置精度要求。图样规定：先钻 25mm 的孔。 由此可以看出：先钻25 的孔，再由它定位加工55 的内圆面及端面，保证 25 的孔与55 的叉口的端面相垂直。因此，最后的加工工艺路线方案二！ 确定如下表 3-1： 表 3-1 拨叉工艺路线及设备、工装的选用 工序 号 工序名称机床设备刀具量具 1 钻、扩、粗铰、精铰 拨叉头25 孔 立式钻床 Z535麻花钻、扩孔 钻、铰刀 游标卡尺、内 径千分尺 2 粗镗、半精镗拨叉脚 55 圆 立式镗床 T716A 硬质合金镗刀游标卡尺、内 径千分尺 3 粗铣、精铣75 上下 端面 立式铣床 X51端铣刀游标卡尺 4 粗铣操纵槽端面，粗 铣、精铣操纵槽端面 侧面 卧式铣床 X61高速钢三面刃 铣刀 游标卡尺 5 粗铣，半精铣 40 外 圆斜面 立式铣床 X51端铣刀游标卡尺 6 铣断55 圆孔立式铣床 X51细齿锯片铣刀游标卡尺 7 钳工去毛刺 游标卡尺 8 终检 塞规、百分表、 卡尺等 11 第第 4 章章 确定机械加工余量和工序尺寸确定机械加工余量和工序尺寸 根据以上的原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余 量，工序尺寸、毛坯尺寸如下： 4.1 工序 1-钻、扩、铰拨叉头 25 孔 表面粗糙度为 Ra1.6,经济精度为 IT7，加工方案确定为：钻扩孔粗铰 精铰。 查文献得毛坯铸件的公差等级 CT=IT10 级，经计算得铸造毛坯内孔基本尺 寸为 20.8mm。 查文献得，精铰余量 Z精铰=0.06mm；粗铰余量 Z粗铰=0.14mm；扩孔余量 Z 扩孔=1.8mm；钻孔余量 Z 钻孔=2.2mm。各工序尺寸按加工经济精度查表 1- 10 依次确定为精铰孔为 IT7 级；粗铰孔精度为 IT8 级；扩孔精度为 IT11 级；钻 孔精度为 IT13 级。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：精铰孔工序尺寸为 ；粗铰孔工序尺寸为；扩孔工序尺寸为；钻孔工序 0.021 0 25 0.033 0 24.94 0.13 0 24.8 尺寸为。具体工序尺寸见表 4-1 0.33 0 23 表 4-1 工序尺寸表 工序 名称 工序间余 量/mm 经济精度 工序间尺 寸/mm 尺寸公差 /um 精铰0.06IT725 0.021 0 25 粗铰0.14IT824.94 0.033 0 24.94 扩孔1.8IT1124.8 0.13 0 24.8 钻孔2.2IT1323 0.33 0 23 12 4.2 工序 2-粗镗、半精镗拨叉脚 55 圆 表面粗糙度为 Ra3.2,经济精度为 IT8,加工方案确定为：粗镗半精镗； 查文献得毛坯铸件粗镗的公差等级 CT=IT12 级，粗镗的公差等级 CT=IT8 级。 查文献得，粗镗余量 Z粗镗=5.8mm。各工序尺寸按加工经济精度查表确定 粗镗孔精度为 IT12 级。 查文献得，半精镗余量 Z半精镗=1.5mm。各工序尺寸按加工经济精度查表 确定粗镗孔精度为 IT12 级，粗镗孔精度为 IT8 级。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：粗镗孔工序尺寸为 ，半精镗孔工序尺寸为。 0.3 0 47.7 0.4 0 55 具体工序尺见表 4-2 表 4-2 工序尺寸表 工序间工序间 工序 名称 工序间 余量 /mm 经济精 度/um 表面粗 糙度/um 工序间尺 寸/mm 尺寸公差 /um 表面粗糙 度/um 半精镗1.5IT83.2 Ra55 0.4 0 553.2 Ra 粗镗5.8IT123.6Ra47.7 0.3 0 47.73.6Ra 4.3 工序 3-粗铣、精铣75 上下端面 表面粗糙度为 Ra3.2，经济加工精度为 IT8，加工方案确定为：粗铣精铣； 毛坯基本尺寸 55 大端面 R=F+2RMA+CT/2=12+2*1.4+9/2=19.3mm 查文献一表 2-25 得，粗铣余量 Z粗铣（单边）=3mm，精铣余量 Z精铣（单边） =0.5mm。工序尺寸按加工经济精度查表依次确定为粗铣孔精度为 IT12、IT8 级。 具体工序尺寸见表 4-3 表 4-3 工序尺寸表 工序 名称 工序间 单边余 工序间工序间尺 寸/mm 工序间 表面粗糙度/um 13 量/mm 经济精 度/um 表面粗 糙度/um 精铣0.65IT83.2 Ra123.2 Ra 粗铣3IT123.6Ra19.33.6Ra 4.4 工序 4-粗铣操纵槽端面，粗铣、精铣操纵槽端面侧面 操纵槽端面粗糙度为 Ra6.3，经济加工精度为 IT12，加工方案确定为：粗 铣。 查文献得粗铣余量 Z粗铣=1.5mm；精铣余量 Z精铣=3mm。各工序尺寸按加 工经济精度依次确定为粗铣孔为 IT12 级；精铣精度为 IT8 级。 综上所述，该工序各工步的精铣槽侧面工序尺寸为。 0.12 0 16 具体工序尺寸见下表 4-4、表 4-5 表 4-4 操纵槽端面工序间尺寸表 工序间工序间 工序 名称 工序间 余量 /mm 经济精 度/um 表面粗 糙度/um 工序间尺 寸/mm 尺寸公差 /um 表面粗糙 度/um 粗铣1.5IT123.6Ra17无3.6Ra 表 4-5 操纵槽端面侧面工序间尺寸表 工序间工序间 工序 名称 工序间 余量 /mm 经济精 度/um 表面粗 糙度/um 工序间尺 寸/mm 尺寸公差 /um 表面粗糙 度/um 精铣3IT83.2 Ra16无3.2 Ra 粗铣13IT123.6Ra13无3.6Ra 4.5 工序 5-粗铣，半精铣 40 外圆斜面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT11，加工方案确定为：粗铣、半精铣； 查文献，粗铣余量 Z粗铣（单边）=1.5mm、Z半精铣（单边）=1mm。工序尺寸 按加工经济精度查依次确定为粗铣精度为 IT12 级、半精铣精度为 IT11 级。 14 具体工序见尺寸表 4-6 表 4-6 工序尺寸表 工序间 工序 名称 工序间 余量 /mm 经济精 度/um 表面粗 糙度/um 工序间尺 寸/mm 工序间 表面粗糙度/um 半精铣1IT123.6Ra173.6Ra 粗铣1.5IT123.6Ra173.6Ra 4.6 工序 6-铣断55 圆孔 表面粗糙度为 Ra3.2，经济加工精度为 IT11，加工方案确定为：粗铣； 铣断所用的刀具为细齿锯片铣刀，所以余量由铣刀厚度定，所以得出粗铣 余量 Z粗铣=4mm 各工序尺寸按加工经济精度查表粗铣精度为 IT12 级。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别由细齿锯片铣刀决定 具体工序尺寸见表 4-7 表 4-7 工序尺寸表 工序间工序间 工序 名称 工序间 单边余 量/mm 经济精 度/um 表面粗 糙度/um 工序间尺 寸/mm 尺寸公差 /um 表面粗糙 度/um 粗铣4IT123.6Ra4无3.6Ra 15 第第 5 章章 确定切削用量及时间定额确定切削用量及时间定额 5.1 工序 1-扩、铰拨叉头 25 孔 1.1.加工条件加工条件 工件材料：灰铸铁 HT200 加工要求：钻25 的孔，其表面粗糙度值为 Rz=1.6m；先钻23 的孔在 扩24.8 的孔，再粗铰24.94 孔，再精铰25 孔。 机床：Z535 立式钻床。 刀具：23 麻花钻，24.8 的扩刀，25 铰刀。 2.2.计算切削用量计算切削用量 （1）钻23 的孔。 进给量：查文献得钻孔进给量 f 为 0.390.47 mm/r，由于零件在加工 23mm 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则f=(0.390.47) 0.75=0.290.35mm/r，查表得出，现取 f=0.3mm/r。此工序采用23 的麻花钻。 所以进给量 f= 0.3mm/z、=11.5mm p a 切削速度：42.80m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =761.56 r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=680 r/min, 则实际切削速度=49.13 m/min。 c v 轴向力: 7156.46N 0 FF Zy fFF FC dfk 16 转矩: : M yz MC kfdCM MM 0 =44.23N.m 功率： 3.15kW 0 30 cc C M v P d 实际切削功率为 3.15kW, Z535 立式钻床允许功率=4.5kW，允许进给力 E P F=15696N,合理。 切削工时取 L1=23mm，L2=13.2mm.： 1.55(min) fn lll m 21 1 t （2）扩23 的孔 进给量 查切削用量手册表 2.10 规定,查得扩孔钻扩24.8 的孔时的进给量,并 根据机床规格选取=1.0mm/z、=0.9 mm。f p a 切削速度：42.80m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =592.63 r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=530 r/min, 则实际切削速度=41.29m/min。 c v 切削工时取 L1=1.8mm，L2=1.5mm.：1.4(min) fn lll m 21 1 t (3)粗铰23 的孔 进给量 查切削用量手册表 2.10 规定,查得扩孔钻扩24.8 的孔时的进给量,并 根据机床规格选取=1.4 mm/z =0.07mmf p a 切削速度：25.12m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =320.61 r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=275 r/min, 则实际切削速度=21.54m/min。 c v 17 切削工时取 L1=0.14mm，L2=1.5mm.： 4.18(min) fn lll m 21 1 t (4)精铰23 的孔 进给量 查切削用量手册表 2.10 规定,查得扩孔钻扩24.8 的孔时的进给量,并 根据机床规格选取=1.15mm/z =0.07mmf p a 切削速度：27.73m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =353.02 r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=400 r/min, 则实际切削速度=31.42m/min。 c v 切削工时取 L1=0.06mm，L2=0mm.：4.1（min) fn lll m 21 1 t 5.2 工序 2-粗镗、半精镗拨叉脚55 圆 1.1. 加工条件加工条件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190,金属铸造。 加工要求：粗镗、半精镗拨叉脚55 圆。 机床：立式镗床 T716A 刀具：硬质合金镗刀 2.2. 切削用量切削用量 查后刀面最大磨损及寿命：后刀面最大磨损为 1.01.5mm，寿命 T=180min （1）粗镗 55 圆 进给量 查切削用量手册得,查得镗刀镗 55 的孔时的进给量=0.30.8 mm/z,f 并根据机床规格选=0.5 mm/z =2.65mmf p a 切削速度：45.96m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af 18 =276.47 r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=300 r/min, 则实际切削速度=49.93m/min。 c v 切削工时取 L1=0.06mm，L2=0mm.： 0.09（min) L/Vft 1 m （2）半精镗 55 圆 进给量 查切削用量手册得,查得镗刀镗 55 的孔时的进给量=0.30.8 mm/z,f 并根据机床规格选=0.15 mm/z =1.0mmf p a 切削速度：68.74m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =396.25r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=400r/min, 则实际切削速度=69.1m/min。 c v 切削工时取 L1=0.05mm，L2=0 mm.：0.069（min) L/Vft 1 m 5.3 工序 3-粗铣、精铣75 上下端面 （1）粗铣75 上端面 进给量：查文献查得齿数 10 端铣刀铣端面时采用端铣刀，每齿进给量 f= 0.28mm/z、=1.5mm p a 铣削速度：56.88m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =237.46 r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=255r/min, 则实际切削速度=64.09 m/min。 c v 圆周力：=244.01N 0 FFF c FF xyu Fpze CF qw C afaz Fk dn 转矩: : =9.76N.m 0 3 2 10 C F d M 19 功率：9.76kW 1000 vc c c F P 实际切削功率为 3.26kW, X51 立式钻床允许功率=4.5kW，允许进给力 E P F=15696N,合理可以安全生产。 切削工时取 L=2mm，L1=2mm，L2=75mm.： 7.5 (min) fn lll m 21 1 t （2）精铣75 上端面 进给量：查文献查得齿数 10 端铣刀铣端面时采用端铣刀，每齿进给量 f= 0.18mm/z、=0.5mm。 p a 铣削速度：78.29m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =329.56 r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=300r/min, 则实际切削速度=75.4 m/min。 c v 圆周力：=223.15N 0 FFF c FF xyu Fpze CF qw C afaz Fk dn 转矩: : =8.63N.m 0 3 2 10 C F d M 功率：9.76kW 1000 vc c c F P 实际切削功率为 3.26kW, X51 立式钻床允许功率=4.5kW，允许进给力 E P F=15696N,合理可以安全生产。 切削工时取 L=2mm，L1=5mm，L2=69mm.： 5.9(min) fn lll m 21 1 t （3）粗铣75 下端面（4）精铣75 下端面与上面相同 5.4 工序 4-粗铣操纵槽端面，粗铣、精铣操纵槽端面侧面 （1） 粗铣操纵槽端面 1.1. 加工条件加工条件 20 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190,金属型铸造。 加工要求：粗铣操纵槽端面，粗铣、精铣操纵槽端面侧面 机床：X61 铣床。 刀具：圆柱铣刀 2.2. 切削用量切削用量 进给量 该槽面可用高速钢三面刃铣刀加工，由前定余量为 7.3mm 故需要多次铣出。 查文献查得每齿进给量 f= 0.35mm/z、=40mm。 p a 切削速度11.5m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =75.46r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=80r/min, 则实际切削速度=12.57 m/min。 c v 切削工时取 L=2mm，L1=2mm，L2=40mm.：3.0(min) fn lll m 21 1 t （2）粗铣操纵槽端面侧面 进给量 查文献查得每齿进给量 f= 2mm/z、=2mm p a 切削速度8.65m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =173.2r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=190r/min, 则实际切削速度=9.55 m/min。 c v 切削工时取 L=2mm，L1=2mm，L2=40mm.： 3.0(min) fn lll m 21 1 t （3）精铣操纵槽端面侧面 切削速度8.65m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z 21 =173.2r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=190r/min, 则实际切削速度=9.55 m/min。 c v 5.5 工序 5-粗铣，半精铣 40 外圆斜面 1.1. 加工条件加工条件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗铣，半精铣 40 外圆斜面 机床：X51 选择钻头：端铣刀 2.2. 切削用量切削用量 进给量 采用端铣刀，齿数 4，每齿进给量=0.15mm/z 故进给量 f=0.6mm f a 铣削速度： 35.9m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =286 r/mim 1000 c v n d 经过查表，取 n=300 r/min, 则实际切削速度=37.6m/min。 c v 切削工时取 L1=3mm，L2=35mm.： 0.09（min) fn ll m 21 1 t 5.6 工序 6-铣断55 圆孔，使之为两个零件 1.1. 加工条件加工条件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：铣断55 圆孔，使之为两个零件 机床：X62 铣床。 刀具：细齿锯片铣刀 2.2. 切削用量切削用量 22 进给量，采用切断刀，齿数 4，每齿进给量=4mm/z f a 故进给量 f=2.4mm 铣削速度：50.4m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =160.42 r/mim 12 sin 2 sin 2 J KM F f Rf R 切削工时取 L=2mm，L1=2mm，L2=75mm.： 8.7(min) fn lll m 21 1 t 第第 6 章章 夹具设计夹具设计 铣床夹具类型为立式铣床直线式进给的单工件多工位加工类型。定位方案:间隙 配合心轴，装卸工件方便，可同时实现轴向定位，但定心精度较差。过盈配合 心轴，结构简单，轴向不定位，容易制造且定心精度高，但装卸不便，易损伤 定位孔，多用于定心精度高的场合。定位原理：圆孔心轴和端面组合定位，直 径部分与定位孔配合，按基孔制 g 或 f 配合制造。 本夹具是工序用立式钻床钻削 25 孔夹具，在 X51 立式钻床上加工 25mm 叉轴孔。 影响加工精度的因素，包含夹具在机床上的装夹误差、工件在夹具中的定 位 误差和夹紧误差、机床的调整误差、工艺系统的弹性变形误差等等。为满足 工件精度的要求，应满足如下关系式：e 总T e 总各种因素产生误差的总和 T 工件被加工尺寸的公差 此处只考虑夹具定位误差对加工精度的影响，因此应满足: e 定 T 由于基准重合，故 e 不=0。该毛坯为金属型铸造，公差等级为 8 级，直径公差 Td=39um, 零件底部小平面在高度方向的铸造误差 Td=33um。 故钻 25 的孔时,轴线的定位误差为 e 总=39/2+33=52.5um300um 所以满足精 度要求。 23 具体说明：具体说明： （1）定位方案定位方案 工件以 40 外圆面及底面为定位基准，采用平面定位和外 圆定位组合的方案。在底面及 40 外圆面上定位。底面限制 3 个自由度，V 型 块限制 4 个自由度。25 孔为通孔所以该方向上不需限制。 （2）加紧机构加紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧就可以满足。采用固定手 柄压紧螺钉与螺母结合，通过拧紧压紧螺钉然后用螺母紧固使 40 外圆实现夹 紧，有效的提高了工作效率。由于肋板位置阻碍只能用点接触夹紧，不可在压 紧螺钉尾部加压块。除此之外，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力的计算。 （3）对刀对刀-导引装置导引装置 钻套是钻床夹具所特有的零件，故用钻套作导向元 件引导钻头作孔加工。可提高刀具刚度并保证被加工孔与工件其他表面的相对 位置。钻套再钻模板上安装时，钻套高度 H=（1.52）d,排屑间