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CA6140 831005 机械 加工 工艺 规程 夹具 设计 铣宽 版本

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CA6140拨叉831005机械加工工艺规程和夹具设计-铣宽8槽-版本1,CA6140,831005,机械,加工,工艺,规程,夹具,设计,铣宽,版本

内容简介：

目 录序言1第1章 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2第2章 工艺规程设计32.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状32.2基准的选择32.2.1粗基准的选择32.2.2精基准的选择32.3制定工艺路线32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定4第3章 夹具设计133.1问题的提出133.2夹具设计133.2.1定位基准的选择133.2.2切削力及夹紧力计算133.2.3定位误差分析143.2.4夹具设计及操作的简要说明14设计小结15参考文献16序言机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 1.能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2.通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。 3.课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后从事的职业打下一个良好的基础。 由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。第1章 零件的分析1.1零件的作用题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）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+0.230mm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。第2章 工艺规程设计2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状零件材料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。由于生产纲领为大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。2.2基准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。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。2.2.1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。2.2.2精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能得到合理的保证。在生产纲领一确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，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，以便使生产成本尽量下降。1）工艺路线方案一工序1：粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15倒角。工序2：粗、精铣削B面。 工序3：铣削8+0.030mm的槽。 工序4：铣削18+0.0120mm的槽。工序5：拉花键。工序6：磨宽为18mm的槽。2）工艺路线方案二工序1：粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15倒角。 以40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。工序2：拉花键。以A面为基准。工序3：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。工序4：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。工序5：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。工序6：磨宽为18mm的槽。3）工艺方案的比较与分析上述两方案中，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，所以采用方案二比较合理。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 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(1)扩孔21mm(2)拉花键 (3)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2.8mm 2.5确定切削用量及基本工时工序1：车削A面。1加工条件工件材料：灰口铸铁HT200。 b=145MPa。铸造。加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2m机床：C3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2计算切削用量 (1)已知长度方向的加工余量为30.8mm 。实际端面的最大加工余量为3.8mm 。故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT 级 取-0.46 mm （入体方向） (2)进给量、根据切削简明手册（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm25mm,mm时，以及工件直径为60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取60mm）=0.6-0.8mm/.按C车床说明书取=0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85 所以：实际进给量f=0.60.8=0.48 mm/按C车床说明书0.53(3)计算切削速度。按切削简明手册表1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见切削手册表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C车床说明书200 rmin所以实际切削速度V=40.8m/min （5）切削工时，按工艺手册表6.2-1 由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=03.精车已知粗加工余量为0.5mm。进给量f. 根据切削用量简明手册表1.6 ， f=0.150.25mm/r按C车床说明书0.16 mm/r计算切削速度 按切削用量简明手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min)确定机床主轴转速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按C3163车床说明书取nw=400（r/min）实际切削速度V=57.1m/min切削工时，查工艺手册表6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是钻孔，所以留下20mm的台阶，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 4. 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=0.481)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车床说明书取 f=0.62mm/n.2)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.3)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 取280n/min取n=280m/min. 实际=17 m/min 4)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，为了节省停车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车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车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2 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)； 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3 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/r (3)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) 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=0.79Vc=(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/z (5)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/z(6) 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+=14mm 2. 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，0.6(3)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/min Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z(4)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4 铣削铣削8+0.030mm槽。加工工件尺寸：8+0.030mm , 长度L=40mm 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：X62W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=161)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/z 2) 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3) 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Vf=110mm/minfzc=110/37516=0.018mm/z 4)机床功率：根据切削用量简明手册表3.28 公式 圆周力 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=1.28Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 NM=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根据X62W型铣床说明书，功率足够。5) 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5 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/z 3）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/z 5）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5 Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+=20mm i=2(走两次) 工序6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。第3章 夹具设计3.1问题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4道工序铣宽为80+0。03mm槽的铣床夹具。本夹具将用与X63卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。本夹具主要用来铣宽为80+0。03mm的槽，由于采用宽为80+0。022mm的精密级高速钢直齿三面刃铣刀，一次铣削，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夹具设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知，宽为80+0。03mm的槽，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（A）和花键心轴的中心线为主定位基准。3.2.2切削力及夹紧力计算刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，63mm, Z=14Fz=CPt0.83Sz0.65D-O.83BZkP (见切削手册3-56表)解得 Fz =200 (N)其中CP=52， t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm, Z=14, kP=(HB/198)0.55在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数K= k1 k2 k3 k4水平切削分力FH=1.1 Fz =220 (N)垂直切削分力Fv=0.3 Fz=60 (N)其中： k1为基本安全系数1.5 k1为加工性质系数1.1 k1为刀具钝化系数1.1 k1为断续切削系数1.1F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N),实际加紧力为WK= KFH/U1U2=400/0.5=800 (N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为W=2M/D2tg(a+655)+0.66(D3- d3/ D2- d2)解得： W=1O405 (N)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029, D=23mm d=16mm此时螺母的加紧力W已大于所需的800(N)的加紧力，故本夹具可安全工作。3.2.3定位误差分析由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。3.2.4夹具设计及操作的简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。设计小结为期两周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组两名同学在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造工艺学、机床夹具设计课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！参考文献1. 孙巳德主编机床夹具图册机械工业出版社2. 赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书哈尔滨工业大学 3. 艾兴 肖诗纲主编：切削用量简明手册机工版4. 李益民主编机械制造工艺设计简明手册哈工大出版社85.125. 东北重型机械学院主编机床夹具设计手册上海科学技术出版社80.16. 徐灏主编机械设计手册机械工业出版社91.97. 机械制造工艺学、机床夹具设计（教材）8. 机械加工工艺师手册16机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号1共 6页产品名称拨 叉零（部）件名称拨 叉第 1页车 间工序号工序名称材料牌号11HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数转塔式六角车床C3163-11夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液通用夹具工序工时准终单件序号工 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)走刀次数时间定额机动辅助1粗车端面A90度车刀20040.80.532.810.3302精车端面A90度车刀40057.10.160.510.3503钻花键底孔20中心钻280170.622010.3204扩花键底孔21扩孔钻280170.62110.3205倒角2x1545度偏刀22编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号2共 6页产品名称拨 叉零（部）件名称拨 叉第 2页车 间工序号工序名称材料牌号22HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床C3163-11夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液通用夹具工序工时准终单件序号工 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)走刀次数时间定额机动辅助1拉六齿方型花键高速钢拉刀2000.060.06110.130编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号3共 6页产品名称拨 叉零（部）件名称拨 叉第 3页车 间工序号工序名称材料牌号33HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸 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 液通用夹具工序工时准终单件序号工 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)走刀次数时间定额机动辅助1粗铣B面高速钢面铣刀16023.70.6310.52502精铣B面高速钢面铣刀21033.10.5120.210.3360编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号4共 6页产品名称拨 叉零（部）件名称拨 叉第 4页车 间工序号工序名称材料牌号44HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸 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 液通用夹具工序工时准终单件序号工 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)走刀次数时间定额机动辅助1铣800.03mm的槽高速钢直齿精密级三面刃铣刀37580.018810.490编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号5共 6页产品名称拨 叉零（部）件名称拨 叉第 5页车 间工序号工序名称材料牌号55HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸 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 液通用夹具工序工时准终单件序号工 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)走刀次数时间定额机动辅助1铣1800。12mm铣高速钢直齿精密级三面刃铣刀30022.90.018810.53702铣1800。12mm铣高速钢直齿精密级三面刃铣刀30023.90.018810.537编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号6共 6页产品名称拨 叉零（部）件名称拨 叉第 6页车 间工序号工序名称材料牌号66HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸 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 液通用夹具工序工时准终单件序号工 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)走刀次数时间定额机动辅助1磨宽为1800。12mm的槽GZ46KV6P3504012730002.5500.513.10编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期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，而专门设计的一种钻床夹具，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，主要用于拨叉钻、扩 22 花键底孔零件工序的加工。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 based on the actual production at present, the general fixture can not meet the production requirements, but a specially designed drilling machine fixture, mainly including fixture positioning scheme, clamping scheme, clamp specific and positioning key design and processing accuracy analysis.The fixture has good machining accuracy and strong pertinence, and is mainly used for the machining of shifting fork drill and expanding 22 spline bottom hole 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 钻 22花键底孔夹具设计.133.1 任务的提出.133.2 定位方案及定位装置的设计计算.133.2.1 定位方案的确定.133.2.2 定位元件及装置设计.133.2.3 定位误差的分析计算.133.3 引导元件设计.133.4 夹紧方案及装置的设计计算.133.4.1 夹紧方案的确定.133.4.2 夹紧力大小的分析计算.143.4.3 夹紧机构及装置设计.143.5 夹具体设计.143.6 夹具操作及维护简要说明.15总 结.16致 谢.17参 考 文 献.191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第第 3 3 章章 钻钻 2222花键底孔夹具设计花键底孔夹具设计3.1 任务的提出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. 0dDy（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. 0y3.3 引导元件设计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、尺寸精度以及孔系的位置精度。应此选择可换钻套，其便于磨损后快速更换。根据机床夹具设计手册图 2-1-46 可知可换钻套具体参数。3.4 夹紧方案及装置的设计计算夹紧方案及装置的设计计算3.4.1 夹紧方案的确定 14为了保证在切削力、离心力、惯性力等外力的作用下，工件仍能在夹具中保持由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动或位移，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，将工件可靠地夹紧。通过活动 V 形块连接到快速螺旋夹具机构上，可是工件保持既定位置，即在切削力的作用下，工件不应离开定位支承。3.4.2 夹紧力大小的分析计算根据机床夹具设计手册表 1-2-7 可知，用高速钢刀具钻削材料为灰铸铁（190HBS）直径为 22+0.28的孔的切削力计算公式为pxKDsP8 . 0419切削扭矩计算公式为PKsDM8 . 0221. 0钻头直径，22D每转进给量,0.81/rs修正系数，0.9pK计算出，NPx18.7009mNM28.77根据机床夹具设计手册表 1-2-11 可知，工件以外圆定位中，V 形块定位 V 形块夹紧的实际所需夹紧力计算公式为防止工件转动：122sinRMKWk防止工件移动：222sinxkPKW安全系数，（,其余为 1.0）K6543210KKKKKKKK 2 . 110 KK3 . 14K工件与 V 形块间的圆周方向摩擦系数，查表 1-2-12 取 0.21工件与