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CA6140 车床 831005 40 28 平面 夹具 设计 加工 工艺 装备 SW 三维 非标 CAD 版本

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CA6140车床831005拨叉的铣40×28上平面夹具设计及加工工艺装备含SW三维及非标6张CAD图-版本1,CA6140,车床,831005,40,28,平面,夹具,设计,加工,工艺,装备,SW,三维,非标,CAD,版本

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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第1页车间工序号工序名材料牌机20铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1粗铣左端面铣刀，游标卡尺，通用夹具20040.80.532.810.10.5底图号精铣左端面铣刀，游标卡尺，通用夹具20040.80.532.810.10.5装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期8机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第1页车间工序号工序名材料牌机20铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助底图号2粗铣右端面铣刀，游标卡尺，通用夹具20040.80.532.810.10.53精铣右端面铣刀，游标卡尺，通用夹具20040.80.532.810.10.5装订号4设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第1页车间工序号工序名材料牌机20钻HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助底图号2钻花键底孔20中心钻，游标卡尺，通用夹具280170.622010.353扩花键底孔21扩孔钻，游标卡尺，通用夹具280170.62110.32装订号4倒角2x1545度偏刀，通用夹具21设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第2页车间工序号工序名材料牌机30拉HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1拉六齿方型花键高速钢拉刀，游标卡尺，专用夹具2900.060.06110.13底图号装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第3页车间工序号工序名材料牌机40铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1粗铣B面高速钢面铣刀，游标卡尺，通用夹具16023.70.6310.5250.5底图号2.精铣B面21033.10.5120.210.336装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第 4页车间工序号工序名材料牌机50铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1铣800。03mm的槽高速钢直齿精密级三面刃铣刀，游标卡尺，通用夹具37574.20.018810.491.9底图号装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第5页车间工序号工序名材料牌机80铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1铣1800。12mm高速钢直齿精密级三面刃铣刀，量块，专用夹具30094.20.0222.910.537底图号装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第6页车间工序号工序名材料牌机90磨HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床M114W1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1磨宽为1800。12mm的槽GZ46KV6P35040127磨刀，量块30002.5500.513.1底图号装订号设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号831005产品名称拨叉零件名称拨叉共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸 件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注中批生产 工序号 工序名 称工序内容 车 间 工 段设备工艺装备 工 时（分） 准终 单件10铸造铸造毛坯 ，时效处理20铣粗铣、精铣左端面机二铣床X52K铣刀，游标卡尺，通用夹具0.3330铣粗铣、精铣右端面机二铣床X52K铣刀，游标卡尺，通用夹具0.3340钻钻花键底孔机二钻床Z52520中心钻，游标卡尺，通用夹具0.3250钻扩花键底孔机二钻床Z52521扩孔钻，游标卡尺，通用夹具0.3260倒角倒角2x15机二钻床Z52545度偏刀，通用夹具70拉拉六齿方型花键机二拉床高速钢拉刀，游标卡尺，专用夹具0.1380铣粗铣B面机二铣床X62W高速钢面铣刀，游标卡尺，专用夹具0.52590铣精铣B面机二铣床X62W高速钢直齿精密级三面刃铣刀，游标卡尺，专用夹具0.536100铣铣800。03mm的槽机二铣床X62W高速钢直齿精密级三面刃铣刀，量块，专用夹具0.49110铣铣1800。12mm机二铣床X62W高速钢直齿精密级三面刃铣刀，量块，专用夹具0.537120磨磨宽为1800。12mm的槽机二磨床M114WGZ46KV6P35040127，量块3.1130钳去毛刺140检检验入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字日 期1摘要摘要随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求相应提高。为了适应不同行业的需要和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。夹具的通用性直接影响其经济性，采用模块、组合式的夹具系统只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济使用才有推广的价值。本设计是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，而专门设计的一种铣床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。 该夹具具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拨叉铣 4028 上平面零件工序的加工。本夹具具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，有效地减轻了工人的劳动强度。 关键词 ：拨叉；机床夹具；定位；工序；夹紧力AbstractWith the improvement of machining accuracy of machine tools, in order to reduce the positioning error and improve the machining accuracy, the manufacturing accuracy of fixture is required to be improved accordingly. In order to meet the needs and economy of different industries, clamps have different models and different grades of accuracy standards for selection. The generality of fixture directly affects its economy. Only the modular and combined fixture system has strong function of reconfigurability, reconfigurability and expansibility, wide application range, good generality, high utilization rate of fixture and strong function of components, which makes the fixture have good generality, few and precise components, low cost of supporting, and economic use has the value of promotion.This design is a kind of milling machine fixture specially designed in combination with the current actual production, which can not meet the production requirements of the general fixture. It mainly includes the positioning scheme, clamping scheme, clamp specific and positioning key design and processing accuracy analysis of the fixture.The fixture has good machining accuracy and strong pertinence. It is mainly used for the machining of shift fork milling 40 28 upper plane parts. The fixture has a clamping force device, which has the characteristics of high efficiency and precision required by modern machine tool fixture. It can effectively reduce the basic time and auxiliary time of workpiece processing, greatly improve the labor productivity and effectively reduce the labor intensity of workers.Key words: shift fork; machine tool fixture; positioning; process; clamping force目 录摘要.1ABSTRACT .2第 1 章 绪论.1第 2 章 零件的分析.22.1 零件的分析.22.1.1 零件的作用.22.1.2 零件的工艺分析.22.2 工艺规程设计.22.3 制定工艺路线。.32.4 机械加工余量。.42.5 确定切削用量及基本工时。.5第 3 章 铣 4028 上平面夹具设计.133.1.夹具结构设计.143.1.1 定位机构.143.1.2 夹紧机构.153.2 机床夹具的总体形式.163.2.1 确定夹具体：.173.2.2 确定联接体：.173.2.3 夹具体的总体设计图:.173.3 绘制夹具零件图.183.4 绘制夹具装配图.183.5 误差分析.213.5.1 定位误差.213.5.2 产生定位误差的原因.223.6 定位误差的计算.22结论.24致谢.25参 考 文 献.261第 1 章 绪论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。2第 2 章 零件的分析2.1 零件的分析零件的分析2.1.1 零件的作用零件的作用题目给定的零件是 CA6140 拨叉（见附图 1）它位于铣床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度为 18+0.0120mm 的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为 18+0.0120mm 的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。2.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析CA6140 拨叉共有两组加工表面。1.以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括 25+0.230mm 的六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两端的 2X150到角和距中心线为 27mm 的平面。2.以工件右端面为基准的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 的槽经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。2.2 工艺规程设计工艺规程设计(一) 确定毛坯的制造形成 零件材料 HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表 5-5 取等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为30.8mm。毛坯零件图如下图：（二）基准的选择。1. 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以 40 的外圆表面的粗基准。32. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的 A 面为精基准。2.3 制定工艺路线。制定工艺路线。 方案一工序：1. 粗、精铣端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。2. 粗、精铣削 B 面。3. 铣削 8+0.030mm 的槽。4. 铣削 18+0.0120mm 的槽。5. 拉花键。 方案二工序：1. 粗、精铣端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。2. 以 40mm 圆柱面为粗基准。3. 拉花键。以 A 面为基准，4. 铣削槽 B 面。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床加专用夹具5. 铣削 8+0.030mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床加专用夹具。6. 铣削 18+0.0120mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床加专用夹具。方案分析：上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中 2.3.4 工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的 3.4.5 道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和 A 面作为 3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，最终拟定的方案如下：工序号 工序名 称工序内容 车 间 工 段设备10铸造铸造毛坯 ，时效处理20铣铣左端面机二铣床 X52K430铣铣右端面机二铣床 X52K40钻钻花键底孔机二钻床 Z52550钻扩花键底孔机二钻床 Z52560倒角倒角 2x15机二钻床 Z52570拉拉六齿方型花键机二拉床80铣粗铣 B 面机二铣床X62W90铣精铣 B 面机二铣床X62W100铣铣 800。03mm 的槽机二铣床 X62W110铣铣 1800。12mm机二铣床 X62W120磨磨宽为 1800。12mm 的槽机二磨床M114W130钳去毛刺140检检验入库2.4 机械加工余量。机械加工余量。 CA6140 的拨叉材料为 HT200。毛坯重量为 1.0 kgb =160MPa HBS 生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模。根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1. A 面的加工余量 A 面有 30.8mm 的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除2. 矩形花键底孔。要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为 22 0+0.28，见零件图，参照金属机械加工工艺人员手册 表 3-59 确定孔加工余量的分配。钻孔 20mm扩孔 21mm拉花键 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2=1mm3. B 面的加工余量。此工序分 2 个工步 1、粗铣 B 面 2、精铣 B 面。精加工余量为 0.2mm粗铣加工余量为 2.8mm52.5 确定切削用量及基本工时。确定切削用量及基本工时。工序 20 ：铣左端面机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀） ，材料：， ，齿数，此为粗15YT100Dmm5Z 齿铣刀。因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：pa2.2pamm每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根据参考文献3表fa0.15/famm Z2.481，取铣削速度2.8/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据参考文献3表faZmmaf/18. 02.481，取铣削速度2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.174，取 475 /minnr实际铣削速度：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根据参考文献3表 2.481,取amma60切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 50：粗、精铣右端面。机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀） ，材料：， ，齿数 8，此为细齿铣15YT100Dmm刀。因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：pa2.2pamm6每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据参考文献3表faZmmaf/18. 02.481，取铣削速度2.47/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根据参考文献3表fa0.15/famm Z2.481，取铣削速度2.8/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.8 60535 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.131，取 600 /minnr实际铣削速度：v3.14 100 6003.14/10001000 60dnvm s进给量：fV0.15 8 600/6012/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf12/720/minmffVmm smm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知，l141lmm68lmm刀具切入长度：精铣时1l1100lDmm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：2jt122141 10020.34min720jmllltf机动时间：2jt12268 10020.24min720jmllltf所以该工序总机动时间220.58minjjjttt3、钻孔、扩孔、倒角。 （1） 、钻孔钻头选择：见切削用量简明手册表 2.2钻头几何形状为（表 2.1 及表 2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：20 =30，2=118，2=70，b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm，=4mm。根据切削用量简明手册表 2-9 确定 f=0.48、按机床进给强度决定进给量：根据表 2.9 ,当 b210MPa 020.5mm 可确定 f=0.75。 按 C3163-1 铣床说明书取 f=0.62mm/n.、 决定钻头磨钝标准及寿命 表 2.21，当 do=20mm、钻头最大磨损量取 0.6 寿命T=45min.、切削速度由切削用量简明手册 ，表 2.15 得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由机床技术资料得和 334.4 接近的有 280n/m 和 400n/min 7取 280n/min取 n=280m/min. 实际=17 m/min 、 基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 +=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2） 、扩孔刀具直径 do=21mm；刀具几何参数同上。 由于两孔直径相差不大，为了节省停铣和调换走刀量等辅助时间，n 和 f 都不变，所以 Tm 同上 Tm=0.32 倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。（3） 、倒角 刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.2可以查出当 160245HBS2.80.641min3.4kw按 C 铣床说明书主电机功率11可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21当21 0.64 查得转矩61.8N.M切削用量简明手册表由表 2.32得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按 C 铣床说明书主电机功率11可见C 比小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要工序 拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿为 0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工时 t=Zblk/1000vfzZ式中： Zb 单面余量 1.5mm(由 21mm 拉削到 25mm)； 8 L 拉削表面长度，80mm； 考虑校准部分的长度系数，取 1.2； k 考虑机床返回行程系数，取 1.4 ； v 拉削速度（m/min） ； fz 拉刀单面齿升； Z 拉刀同时工作齿数，Z=l/p； P 拉刀齿距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/127其本工时 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min)工序 粗铣，精铣 B 面。加工要求：粗铣 B 面，精铣 B 面，Ra=3.2。用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3mm机床 ：62W加工工件尺寸：宽度：40mm 长度：28mm1. 粗铣1)选择刀具 根据切削用量简明手册表 3.1 铣削宽度 ae5mm 时。直径为 do=50mm故齿数，由于采用标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数（表 3.2）rn=10ao=16 2) 切削用量 留精铣的加工余量为 0.2，所以本道工步切削宽度 ac2.80.8，由于加工表面精度要求 Ra=3.2 um.根据表 3.5 得每转进给量0.5mm/r 就能满足要求，但考虑到62W 功率为 7.5kw，机床为中等系统刚度和62W 铣床说明书 所以每转进给量0.6mm/r3)选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表 3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 0.6 镶齿铣刀 do=50mm， 刀具寿命 T=120min（表 3.8）4)决定切削速度 Vc、可根据切削用量简明手册表 3.9 确定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) 9Cv=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=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根据 X62W 型铣床说明书选n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 选 Vf=80mm/min 实际 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 3.20 当 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系数：故 Pct0.8,根据 X62W 型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.50.75=5.63kw 故 PccPcm 因此所决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/z6) 基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm2. 精铣1）选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精铣的加工余量为 0.2，所以本道工步切削宽度 ae0.2mm，0.63）决定切削速度 Vc、可根据切削用量简明手册表 3.9 确定ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根据 X62W 型铣床说明书选n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+=14mm工序 铣削 8+0.030mm 槽。 加工工件尺寸：8+0.030mm , 长度 L=40mm10 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级 K8）加工余量 8 用乳化液冷却机床：X62W1)选择刀具：由加工尺寸公差 0-0.3 。所以铣刀精度为精密级 K8铣刀参数：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15ao=12an=6Z=162)选择切削量由于槽的深度为 8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm由切削用量简明手册表 3.3 确定 f=0.15-0.3mm/r 现取 f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表 3.7,得最大磨损量为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命：T=100min 其中4) 决定切削速度 Vc 和每齿进给量 Vf、由切削用量简明手册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/minn=1000Vc/do=100082.86/3.1463=418.87r/min根据 X62W 型铣床说明书选 nc=375r/min实际速度 Vc=donc/1000=74.2m/min 选 Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根据 X62W 型铣床说明书选选Vf=110mm/minfzc=110/37516=0.018mm/z5)机床功率：根据切削用量简明手册表 3.28 公式 圆周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWFWFWF)KFC)KFC)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/doqFnWFWFWF)KFC=30)KFC=30)KFC=30 X X X 8 8 8 X X X 0.0180.0180.018 X X X 8/ 8/8/ 636363 X X X 375375375 =505.6=505.6=505.6 N N N M=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根据 X62W 型铣床说明书，功率足够。6) 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+=14mm工序铣宽为 180+0.12mm 槽加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽 180+0.12mm，长 L=40mm，加工余11量 23mm 由于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走，ae=23，ap=10mm，1)选择刀具铣刀参数：L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=242)选择铣削用量由于槽的宽度为 18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量简明手册表 3.3 确定 f=0.5mm/r 现取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表 3.7,得最大磨损量为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命：T=100min 其中4）确定切削速度 Vc 和每齿进给量：决定切削速度 Vc 和每齿进给量 Vf、由切削用量简明手册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/minn=1000Vc/do=100098.6/3.14100=314r/min根据 X62W 型铣床说明书选 nc=300r/min实际速度 Vc=donc/1000=94.2m/min 选 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根据 X62W 型铣床说明书选选Vf=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z5）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+=20mm i=2(走两次)工序 磨 18mm 槽，保证尺寸 18mm 1)选择砂轮。见切削手册第三章中磨料选择各表，结果为GZ46KV6P35040127 其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮12堵塞，所以选用为粒度为 46#，硬度为软 2 级。 平型砂轮，其尺寸为16640（DdH） 。2)切削用量的选择。砂轮转速 n砂=3000r/min(见机床说明书)，v砂=2.5m/s进给量 f=50mm/min 双单行程 fr=0.015mm3)切削工时。当加工 1 个表面时 Tm=(L+y+)i K/50=3.1min 最后，将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一起填入机械加工工艺卡片中，见附后表。13第 3 章 铣 4028 上平面夹具设计 本次课设是要为此图 1-3-1 中的铣端面夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成铣面工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。 零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图 1-3-1 所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。28274 08+ 0.0801018+ 0.01 202 6735034181 5?821 .61.63 .23.23.23 .23.23.225+0 . 0 2302 2+0 . 206.3R 206+0 . 0 6-0 . 0 36.33 .23 .21 .6143.1.夹具结构设计3.1.1 定位机构 图 3-1-1 大平面、挡板和支承钉 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。由于该零件的加工是铣40X70的端面并以下底面作为定位面，属面定位类型，因此本次设计采用的定位机构为大平面与支承钉相结合。定位的形式很多，大平面限制X，Y方向的转动及Z方向的移动；小平面限制Y方向的移动；在用另一个小平面限制X方向移动和Z轴转动，来实现完全定位。装夹工件时，通过夹紧机构压板将夹紧工件。本次设计的定位平面与平面相结合，分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。15 3.1.2夹紧机构图 3-1-2 工件放置方式1.夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。2 .夹紧力的方向的确定： 1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。 3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。3 .夹紧力的作用点的选择： 1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。 3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。 4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。164. 选择夹紧机构：设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。图 2-2-2 夹紧机构选用压板夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。压板夹紧机构的特点：结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；自锁性能好操；扩力比 80 以上，行程 S 不受限制；加紧工作慢，效力低。 3.2 机床夹具的总体形式机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。17夹具的组成归纳为：1）定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。2）夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。3）导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。4） 动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。5） 夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。6）其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。3.2.1 确定夹具体：夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状） ，保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。3.2.2 确定联接体：联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位，考虑到刚性问题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。3.2.3 夹具体的总体设计图:183.3 绘制夹具零件图对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。1.零件图尽可能按 1:1.5 绘制。2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。3.零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。4.零件图名称：零件图 1 花键轴零件图 2 夹紧盖3.4 绘制夹具装配图 191.装配图按 1:1.5 的比例绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面） 。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等） ，将夹具各组成元件联成一体。此机床夹具要用到的零件如下：（1）外端悬梁（2）紧轴螺钉（3）花键轴（4）键槽（5）内六角圆柱头 M5 螺钉（6）夹紧盖20（7）螺旋夹紧杆（8）紧订螺钉（9）套筒（10）手柄（11）内六角圆柱头 M5 螺钉（12）内六角圆柱头 M6 螺钉（13）启箱螺钉（14）内六角圆柱头 M6 螺钉（15）箱底5.标注必要的尺寸、配合、公差等(1)夹具的外形轮廓尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。(2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。(3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。(4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。(5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。6.夹具装备图上应标注的技术要求(1)定位元件的定位面间相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。 (3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。 (4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。 (5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。 对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。7.对零件编号，填写标题栏和零件明细表： 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，21生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。3.5 误差分析3.5.1 定位误差工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的：1）工件在夹具中的定位、夹紧误差。2）夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。223.5.2 产生定位误差的原因1.基准不重合来带的定位误差： 夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。3.与夹具有关的因素产生的定位误差1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。3）夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 3.6 定位误差的计算1.定位误差，此项主要是定位孔8H6 与定位销8f5 的间隙产生，最大间隙为-0.028mm。2.钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为 15.30.015mm，误差为 0.03mm。3.钻套与衬套的配合间隙，有18H7h6 可知最大间隙为 0.024mm。4.钻套内孔与外圆得同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽 略。5.钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具，产生中心距误差 e，由下式求出：23 e=( H/2 + h + b )max/He-刀具引偏量（mm）H-钻套导向高度（mm）h-钻套下断面与工件间的空间高度（mm）max-刀具与钻套的最大间隙 刀具与钻套的配合为30H7/r6，可知max=0.028mm；将 H=36mm, h=20, B=30mm 代入，可求得 e=0.05mm。 由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和： 22220.0280.030.0240.050.024mm该项误差大于中心距允差 0.1mm 的 2/3，可用。24结论在这次历时两个礼拜的课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专