CA6140车床拨叉[831005] 加工工艺及钻Φ22花键孔夹具设计[版本1]说明书资料

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 1 页 机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目 设计“ CA6140 车床 831005（第 2组）拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 2 页 机械制造工艺学课程设计任务书 题目 : 设计 ”CA6140 车床拨叉 ”零件的机械加工工艺规则及工艺装备 内容： 1.零件图 1 张 2.毛坯图 1 张 3. 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 4. 结构设计 装配图 1 张 5. 结构设计零件图 1 张 6. 课程设计说明书 1 份 指导教师 ：刘念聪 学 号 ： 2200551050105 学 生 ： 欧果 2007 12 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 3 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 4 页 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605 一 、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作， 工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速，转向。其花键孔 25mm 通过与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动，零件的两个叉头部位与滑移齿轮相配合。 （二） 零件的工艺分析 CA6140 车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 1， 零件孔 22mm的上下加工表面及花键孔 25mm 这一组加工表面包括：孔 22mm的上下加工表面，孔 22mm 的内表面，有粗糙度要求为 Ra 小于等于 6.3um， 25mm 的六齿花键孔，有粗糙度要求 Ra 小于等于 3.2um，扩两端面孔，有粗糙度要求 Ra=6.3um； 加工时以上下端面和外圆 40mm为基准面，有由于上下端面须加工，根燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 5 页 据“基准先行”的原则，故应先加工上下端面（采用互为基准的原则），再加工孔 22mm, 六齿花键孔 25mm和扩孔； 2， 孔 22mm两侧的拨叉端面 这一组加工表面包括：右侧距离 18mm 的上下平面， Ra=3.2um，有精铣平面的要求，左侧距离为 8mm的上下平面， Ra=1.6um，同样要求精铣； 加工时以孔 22mm，花键孔 25 mm和上下平面为基准定位加工； 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述 表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以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，并且保证它们的位置精度要求 （三） 零件的尺寸图 二 、 工艺规程设计 (一 )确定毛坯的制造形式 1：零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 6 页 结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 2：已知零件的生产纲领是 20000 件每年 ,故查表（ 15-2），可确定其为大批生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序适当集中，加工设备主要以通用设备为主，采用专用夹 具，这样投资较少，投产快生产率较高，转产较容易。 3：根据零件的材料确定毛坯为铸件，材料为 HT200，毛坯的铸造方法为金属模机械造型（表 15-4），铸件尺寸公差等级为 CT9 级（表 15-5） （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。 （ 1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 22孔的不加工外轮廓底面作为粗基准，利用圆柱来定位，另外四爪握住两边来限制六个自由度，达到完全定位 ,然后进行铣削。 （ 2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线，在生产纲领确定的情况下 , 根据零件的几何形状 、 尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1.工艺路线方案 工序一 铸坯。 工序二 粗铣圆柱底面 。 工序三 钻圆柱 成 20的孔。 工序四 扩铰孔 20 到 22。 工序五 粗车圆柱孔口斜度为 20 度。 工序六 粗铣右槽 1 侧平面和高度为 8mm（见图） ,粗铣高度为 18mm 的左槽2（见图）。 工序七 精铣槽 1 的上下面和和里面、侧面，精洗槽 2 的上下面和里面。 工序八 拉销孔 22 成花键。 工序九 去毛刺。 工序十 检验。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 7 页 2，选择机床 （ 1） 工序一，工序五，工序七均为铣表面，可用 XA5032 铣床。 （ 2） 工序三为钻孔，扩孔工艺，可采用摇臂钻床 Z305B。 （ 3） 工序八为拉花键，采用普通拉床。 ( 4 ) 工序六用车床。 3，选择夹具 :每个工序都可以采用专用的夹具 ,夹具后面再设计。 4，选择刀具 :在铣床上用高速钢立铣刀，铣上下两槽用三面刃铣刀，在车床上选普通车刀，内拉床选矩 形齿花键拉刀 5，选择量具 :精度要求较高的可用内径千分尺量程 50 125，其余用游标卡尺分度值为 0.02 （四）机械加工余量 、 工序尺寸及毛皮尺寸的确定 ”CA6140 车床拨叉 ”；零件材料为 HT200，硬度 190 210HB，生产类型大批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册 铣削加工余量为： 粗铣 2-4mm 工序号 工序内容 定位基准 01 铸件 02 粗铣下端面 孔的外圆，上端面 03 钻孔 孔的外圆，下端面 04 扩孔 22 孔的外圆，下端面 05 车倒角，角度为 20 度 孔的上下端面 06 铣左边键槽，铣右边键槽 孔，下端面 07 精铣左右两槽 孔，下端面 08 拉花键槽 孔的外圆，下端面 9 去毛刺 10 终检 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 8 页 半精铣 1-2mm 精铣 0-1mm 2. 圆柱 （ 40 用铸成）内孔 22 用钻和扩成，加工余量： 扩孔 1.2mm 3粗车加工余量： 粗 车 1.2mm 半精车 0.8mm 4右凹槽 :对于右凹槽的加工，由于事先未被铸出，要满足其槽的深度先需要粗铣，现确定其加工余量取 8mm。为了保证槽两边的表面粗糙度和槽的水平尺寸 03.008 的精度要求，需要进行精铣槽的两侧面 ,加工余量取 0.5mm。 5.左凹槽 :由于此平面没有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸为槽宽 012.0018 (精度较高， IT6 级 )，槽的深度为 15，可事先铸出该凹槽，该槽的三个表面的粗糙度都为 2.3Ra ，在粗铣后 精铣能达到粗糙度要求。 6.孔：钻孔其尺寸为 20mm，加工余量取 2mm,扩孔钻，保留 0.5mm 的拉刀加工余量。孔里的花键槽用组合装配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。 7， 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大 、 最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 （ 五）确立切削用量及基 本工时 工序一 毛坯 工序 用铸造尺寸如毛坯图（ CAD 毛坯图） 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 9 页 工序二 铣圆柱下面 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗铣铸件圆柱下面。 机床：铣床， XA5032 卧式铣床。 刀具：硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 ae=40mm,深度 apPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.3mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=119.3m/min ， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm L/ Vf=(40+40)/475=0.168min。 工序三 以 22 孔底面为精基准，钻 、 扩 22 孔。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=20mm，钻头采用双头刃磨法，后角 o 12 ，二重刃长度 b =2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长度mml 5.11 1202 100 30 2.选择切削用量 （ 1）决定进给量 查切 rmmf /86.070.0 ，所以， rmmf /70.0 按钻头强度选择 rmmf /75.1 按机床强度选择 rmmf /53.0 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /48.0 经校验m a x6090 FF f 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切）为 0.5 0.8mm，寿命 min60T （ 3）切削速度 查切 rmmvc /18 修正系数 0.1TVK 0.1MVK 0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 min/272 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /4.151 0 0 00 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 11 页 （ 4）校验扭矩功率 NmM c 60 NmM m 2.144 所以 mc MM Ec PkwP 0.27.1故满足条件，校验成立。 3.计算工时 T=L/nf=65/272*1.45=0.163min 4 .扩孔的切削用量如下： 扩钻： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc 工序五 以 22 孔底面为精基准，倒 20 度角，用普通车床。 工序六 以 20 孔为精基准，粗铣两槽的三个端面，保证槽 1，槽 2 上下面粗早粗糙度小于 3.2。 1. 加工条件 粗铣上平面的槽，精铣上平面的槽两侧 (1)粗铣上平面的槽： 齿/05.0 mmf z 由 机械手册可以直接查出铣削速度：min/18 mv 采用错齿三面刃铣刀， 14,4,50,16 ZmmLmmDmmd 。则 m in/35816 181 0 001 0 00 rd vn s m in/2513581405.0 mmznff szm 计算工时 m in26.02 5 166 mm flt (2)精铣上平面的槽两侧： 齿/05.0 mmf z 由于是精加工铣削速度放大30 ，其值： min/23 mv 采用错齿三面刃铣刀，16,4,50,16 ZmmLmmDmmd ，则： m in/8.45716 2310001000 rd vn s m i n/3668.4571605.0 mmznff szm 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 12 页 计算工时 m in18.03 6 666 mm flt 2， 粗铣下平面的槽，精铣下平面的槽的三个面 (1)粗铣下平面的槽： 齿/05.0 mmf z 由机械手册可以直接查出铣削速度：min/18 mv 采用镶齿三面刃铣刀， 20,12150,48 齿数mmmmLDmmd 。则 m in/11948 1810001000 rd vn s m in/1191192005.0 mmznff szm 计算工时 m in68.1119200 mm flt (2)精铣下平面的槽的三个面： 齿/05.0 mmf z 由于是精加工铣削速度放大30 ，其值： min/23 mv 采 用 镶 齿 三 面 刃 铣 刀 ，30,12,150,48 齿数mmLmmDmmd 。则 m in/15348 231 0 001 0 00 rd vn s m i n/2 2 91 5 33005.0 mmznff szm 计算工时 m in87.0229200 mm flt 工序八 拉销花键 用拉刀拉销 花键 单面齿升：根据有关手册，确定拉花键时花键拉刀的单面齿升为 0.06mm，拉削速度 ,14mi n ,/4 mmpmv 拉刀同时工作齿数 6z 切削工时 m i n23.0606.041 0 0 04.12.16631 0 0 0 zvfklZtzb 花键孔的工序尺寸： 加工表面 加工内容 加工余量 精度等级 表面粗糙度 工序尺寸 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 13 页 25mm 拉花键 1.8mm CT8 6.4um 24.8mm 铰孔 0.2mm 3.2um 25mm 工序九 去毛刺 工序十 检查。 其余几步数据见工艺卡片。 第 1 章 零件的分析 1.1 零件的功用及结构分析： CA6140 拨叉位于车床变速机构中，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。 1.2 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+0.230 的六齿矩形花键孔、 22+0.280 花键底孔两端的 2*15倒角和距中心线为 27 的平面。 2 以工件右端面为基准的 8+0.030 的槽和 18+0.120 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。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 14 页 第 2 章 钻扩孔 20 零件机械加工工艺规程设计 2.1 毛坯的选择 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，因此选用铸件，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， 故可采取金属型浇注。经查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表 1.3-1、表 2.2-1 表 2.2-4以及图 2.2-1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2.5 0.8 。 2.2 基准的选择 1 粗基准的选择：根据不能重复的原则，先以零件的 A 面为粗基准，再以 B面为粗基准 2 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 工艺路线的拟定 工序： 1 粗铣端面 B。以 A 面为粗基准。选用 X62w 卧式万能铣床 2 粗铣端面 A。以 B 面为粗基准。选用 X62w 卧式 万能铣床 3 精铣端面 A。以 B 面为粗基准。选用 X62w 卧式万能铣床 4 钻、扩花键底孔。以 A 面为精基准。选用 Z525 立式钻床 5 锪两端 15倒角。 以 40 圆柱面为粗基准。选用 Z525 立式钻床 6 拉花键。以 A 面为基准，选用 L6106 卧式内拉床。 7 铣削槽 C 面、 8+0.030 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。 8 铣削 18+0.0120 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。 2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的确定 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 15 页 CA6140 的拨叉材料为 HT200。毛坯重量为 1.0 ，铸铁硬度 160（ HBS），生产类型为中批量生产，采取金属型浇注。 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，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、 A 面的加工余量 此工序分 2 个工步。 1 粗铣 A 面 2 精铣 A 面。 精铣加工余量为 0.2 ；粗铣加工余量为 2.3 2、 B 面的加工余量 B 面要为加工 A 面做粗基准，之前先粗铣一下，加工余量为 0.5 0.1 。 3、 矩形花键底孔及花键的加工余量及工序尺寸 矩形花键底孔 毛坯为实心，无孔。孔的加工精度要求介于 IT7 和 IT8 之间 ，根据工艺手册表 2.3-8 确定加工余量和工序尺寸为： 钻 20 ：加工余量 2Z =20；工序尺寸是 20+0.21 扩 21 ：加工余量 2Z =2 ；工序尺寸是 22+0.28 3、 C 面的加工余量 此工序分 2 个工步。 1 粗铣 C 面 2 精铣 C 面。 精铣加工余量为 0.2 ；粗铣加工余量为 2.3 2.5 切削用量及工时定额的确定 工序 1 粗铣端面 B 加工材料 HT200,硬度 160HBS，铸件，有外皮 加工尺寸 宽度 40，长度 40 加工要求 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣，加工余量为 0.5 0.1 ， 需切削液冷却 机床 X62w 卧式万能铣床 刀具 根据切削用量简明手册（以下简称切削手册）中的表 3.1、表 3.2、表 3.9 可知铣刀直径 800 d，齿数 6z ，前角 n6，后角 012 1、计算切削用量 （ 1）决定铣削宽度ea：由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则 5.0ea （ 2）决定每齿进给量 zf ：根据 X62w 卧式万能铣床说明书，其功率为 7.5kW,中等系统刚度。根据切削手册表 3.3， zmmf z /30.020.0 ，现取zmmf z /3.0 。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 16 页 （ 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.8，镶齿铣刀（ 800 d），刀具寿命 180minT （表3.8） （ 4）决定切削速度cv和每分钟进给量fv：切削速度cv可根据切削手册表 3.27 中的公式计算，也可直接由表中查出。 根据表 3.11，当 800 d， 6z ， 5.0ea， 40pa， 27.0zf /z时 ， 16tvm/min， 61tnr/min， 86ftv /min。 各修正系数为： 12.1M v fMnMv kkk 8.0SvfSnSv kkk 故 m in/3.148.012.116 mkvvvtc m in/7.548.012.161 rknnnt m i n/1.778.012.186 mmkvvvfftf 根据切削手册表 3.30 X62w 卧式万能铣床说明书，选择 min/60 rnc ，min/75 mmv fc 。 因此实际切削速度和每齿进给量为 m in/07.151000 608014.31000 0 mndv cc zmmznvfcfczc /21.0660 75 2、计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， mml 40 。根据表 3.25，入切量及超切 量 mmy 9 ，燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 17 页 则 mmL 49940 ，故 m in653.07549 fm vLt 工序 2 粗铣端面 A 加工材料 HT200,硬度 160HBS，铸件，有外皮 加工尺寸 宽度 40，长度 49.5 加工要求 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣，加工余量为 2.3，需切削液冷却 机床 X62w 卧式万能铣床 刀具 根据切削手册中的表 3.1、表 3.2、表 3.9 可知铣刀直径 800 d，齿数 6z ，前角 n6，后角 012 1、计算切削用量 （ 1）决定铣削宽度ea：由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则 3.2ea （ 2）决定每齿进给量 zf ：根据 X62w 卧式万能铣床说明书，其功率为 7.5kW,中等系统刚度。根据切削手册表 3.3， zmmf z /30.020.0 ，现取zmmf z /3.0 。 （ 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.8，镶齿铣刀（ 800 d），刀具寿命 180minT （表3.8） （ 4）决定切削速度cv和每分钟进给量fv：切削速度cv可根据切削手册表 3.27 中的公式计算，也可直接 由表中查出。 根据表 3.11，当 800 d， 6z ， 3.2ea， 40pa， 27.0zf /z时， 16tvm/min， 61tnr/min， 86ftv /min。 各修正系数为： 12.1M v fMnMv kkk 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 18 页 8.0SvfSnSv kkk 故 m in/3.148.012.116 mkvvvtc m in/7.548.012.161 rknnnt m i n/1.778.012.186 mmkvvvfftf 根据切削手册表 3.30 X62w 卧式万能铣床说明书，选择 min/60 rnc ，min/75 mmv fc 。 因此实际切削速度和每齿进给量为 m in/07.151000 608014.31000 0 mndv cc zmmznvfcfczc /21.0660 75 2、计算基本工时 fcm vLt 式中， ylL ， mml 5.49 。根据表 3.25，入切量及超切量 mmy 16 ，则 mmL 5.65165.49 ，故 m in873.075 5.65 fcm vLt 工序 3 精铣端面 A 加工材料 HT200,硬度 160HBS，铸件，无外皮（经过 粗加工） 加工尺寸 宽度 40，长度 49.5 加工要求 用标准镶齿圆柱铣刀精铣，加工余量为 0.2 ，需切削液冷却 机床 X62w 卧式万能铣床 刀具 根据切削手册中的表 3.1、表 3.2、表 3.9 可知铣刀直径 800 d，齿数 6z ，前角 n6，后角 012 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 19 页 1、计算切削用量 （ 1）决定铣削宽度ea：由 于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则 2.0ea （ 2）决定每齿进给量zf：根据 X62w 卧式万能铣床说明书，其功率为 7.5kW,中等系统刚度。根据切削手册表 3.3， rmmf /3.20.1 ，现取 rmmf /2.1 ，齿数 6z ， 所以 zmmf z /2.0 （ 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.3，镶齿铣刀（ 800 d），刀具寿命 180minT （表3.8） （ 4）决定切削速度cv和每分钟进给量fv：切削速度cv可根据切削手册表 3.27 中的公式计算，也可直接由表中查出。 根据表 3.11，当 800 d， 6z ， 2.0ea， 40pa， 2.0zf /z时， 19tvm/min， 73tnr/min， 76ftv /min。 各修正系数为： 12.1M v fMnMv kkk 8.0B vfBnBv kkk 故 m in/0.178.012.119 mkvvvtc m in/4.658.012.173 rknnnt m i n/1.688.012.176 mmkvvvfftf 根据切削手册表 3.30 X62w 卧式万能铣床说明书，选择 min/60 rnc ，min/60 mmv fc 。 因此实际切削速度和每齿进给量为 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 20 页 m in/07.151000 608014.31000 0 mndv cc zmmznvfcfczc /17.0660 60 2、计算基本工时 fcm vLt 式中， ylL ， mml 5.49 。根据表 3.25，入切量及超切量 mmy 8 ，则 mmL 5.5785.49 ，故 m in958.060 5.57 fcm vLt 工序 4 钻、扩花键底孔 （）钻 20 孔 加工材料 HT200,硬度 160HBS，铸件 加工要求 孔径 20d ，孔深 86 ，通孔。精度 H12 H13 机床 Z525 立式钻床 刀具 高速钢麻花钻头，其直径 200 d。根据切削手册 表 2.1、表 2.2，钻头几何形状： 双锥修磨横刀， 30 ， 120 ， 50 ， 5.3b，2b ， 4l ， 702 1 ， 1182 1、计算切削用量 （ 1）决定进给量 f 1）按加工要求决定进给量：根据切削手册表 2.7，当加工要求为 H12 H13精度，灰铸铁的强度 HBS200 , 200 d时， rmmf /86.070.01 。由于3.420/86/ dl ，故应乘孔深修正系数 95.0lfk ，则 rmmrmmf /817.0665.0/95.0)86.070.0(1 2）按钻头强度决定进给量：根据切削手册表 2.8，当硬度是 160HBS，燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 21 页 mmd 200 ，钻头强度允许的进给量 rmmf /22 。 3）按机床进给机构强度决定进给量：根据切削手册表 2.9，当强度HBS210 ， mmd 5.200 ，机床进给机构允许的轴向力为 8330N（ Z525 钻床允许的轴向力为 8830N，见表 2.35）时，进给量 rmmf /93.03 。 从以上三个进给量比较，可以看出，受限值得进给量是工艺要求，其值是rmmf /817.0665.01 。根据 Z525 钻床说明书，选择 rmmf /81.0 由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在空即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验。 由切削手册表 2.19 可查出钻孔时的轴向力，当 rmmf /81.0 ， mmd 210 ，轴向力 NFf 66001 。轴向力的修正系数 85.0MFK ，所以 NFf 5610。 根据 Z525 钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力 NF 8830max ，由于fFF max，故 rmmf /81.0 可用。 （ 2）决定钻头磨顿标准及寿命：由切削手册表 2.12 可知，当 200 d时，钻头后刀面最大磨损量取为 0.8 ，寿命 min60T 。 （ 3）决定切削速度：由切削手册表 2.15 可知， min/19 mvt 。切削速度的修正系数为： 0.1TvK， 0.1XvK， 0.1MvK， 85.0lvK， 0.1tvK，故 m i n/15.160.185.00.10.10.119 mKvv vt m in/17.2 5 720 15.161 0 0 01 0 0 00rd vn 根据 Z525 钻床说明书。可考虑选择 min/272 rnc ，但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取 rmmf /62.0 ，燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 22 页 也可选择较低一级转数 min/195 rnc ，仍用 rmmf /81.0 ，比较这两种选择方案： 方案一： rmmf /62.0 ， min/272 rnc m in/64.16862.0272 mmfn c 方案二： rmmf /81.0 ， min/195 rnc m in/95.1 5 781.01 9 5 mmfn c 因为方案一 fnc的乘积较大，基本工时较少，故方案一较好。这时min/17 mv c ， rmmf /62.0 。 2、计算基本工时 nfLtm 式中， ylL ， mml 86 ，入切量及超切量由切削手册表 2.29 查出mmy 10 ，则 mmL 961086 ，故 m in5 6 9.062.02 7 2 96 nfLt m （）扩 22 孔 刀具直径 mmd 220 ；刀具几何参数同上。 由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间， n和 f都不变，所以mt同上， min569.0mt 工序 5 锪两端面 15倒角 本工序采用专用刀具，锪钻时与上一道工序的 n 和 f 都不变，所以mt同上一道工序， min569.0mt。 工序 6 拉花键 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 23 页 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 mi n )/6.3(/06.0 msmv 切削工时 ZfvklZtzb 1000 式中： bZ 单面余量 1.5 (由 22 拉削到 25 ) l 拉削表面长度， 86mm 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） zf 拉刀单面齿升 Z 拉刀同时工作齿数，plZ（ p 拉刀齿距） mmp 5.128635.186)5.125.1( 拉刀同时工作齿数： 75.1286 plZ 基本工时 m in1706.06.31000 4.12.1865.1 mt 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 24 页 第 3 章 钻扩 22+0.28 工序夹具设计 3.1 任务的提出 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具 经过与指导老师协商，决定设计第 3 道工序 钻、扩花键底孔的立式钻床夹具。本夹具将用于 Z525 立式钻床。刀具为高速钢麻花钻头，来对工 件进行加工。 本夹具主要用来钻扩 22+0.28 ，由于采用高速钢麻花钻头，一次切削，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度 3.2 定位方案及定位装置的设计计算 3.2.1 定位方案的确定 根据加工工序及零件图可知，要加工 22+0.28 ，要确保所加工的孔和毛坯圆柱的同轴度问题，即定心。 在垂直于加工方向上，不能产生移动和转动。沿加工方向上，由于 40 外圆有一部分与肋板相交，不为规则外圆柱面，形状特殊，所以也得限制其沿加工方向的移动和转动。最终采取的定位方位为工件以 40 外圆柱面和端面 A定位基 准，在 V 形块和支撑板上实现五点定位。用快速螺旋夹紧机构推动 V形块压头夹紧工件。满足六点定位原理，限制了工件 6 个自由度，属于完全定位。 3.2.2 定位元件及装置设计 定位元件的选择，包括其结构尺寸形状及布置形式等，主要决定于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用状况。 根据加工工序和零件图可知，以外圆柱面定位采用固定 V 形块，其对中性好，能使工件的定位基准轴线在 V 形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且安装方便。选用活动 V 形块，可用于夹紧机构中，起到取消一个自由度的作用。用支承板对端面 A 底面 定位。支承板用螺钉紧固在夹具体上。但考虑到加工工序，采用两块扇形支承板同心相对固定。装配后，应磨平工作表面，以保证等高性。 3.2.3 定位误差的分析计算 使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 共 27 页 第 25 页 定位密切相关。由于工件定位所造成的加工表面相对其工序基准的位置误差成为定位误差。在加工时，夹具相对刀具及切削成形运动的位置，经调定后不再变动，因此可以认为加工表面的位置是固定的。在这种情况下，加工表面对其工序基准的位置误差，必然是工序基准的位置变动所起的。所以，定位误差也就是工件定位时工序基 准（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大变动量，即工序基准位置的最大变动量在加工尺寸方向上的投影。 根据金属切削机床夹具设计手册表 3-1,“ V 形块的尺寸及定位误差的计算”可知，常用的 V 形块工作角度为 90。 由定位误差公式 )(707.0 dDy （其中 D 定位圆直径的中间尺寸， d 定位圆直径的最小值） 得 099.0y 3.3 引导元件设计 引导装置是在钻、镗类机床上加工孔和孔系时做刀具导向用。借助于引导元件可提高被加工孔的几何精度