设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量5000件）.doc
GY01-229@设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量5000件）
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机械毕业设计全套
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GY01-229@设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量5000件）,机械毕业设计全套
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河北理工大学 机械制造工艺学课程设计 任务书 题目： 设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量 5000 件） 内容 ：（ 1）零件图 1 张 （ 2）毛坯图 1 张 （ 3）机械加工工艺卡 1 套 （ 4）夹具总装图 1 张 （ 5）夹具零件图 1 张 （ 6）课程设计说明书 1 份 班级： 03 机设 2 班 学生： 张 扬 指导教师： 孙丽媛 教研室主任： 杨文生 2007-3 nts机 械 制 造 工 艺 学 课程设计说明书 题目： 设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量 5000 件） 设计人： 张扬 指导教师： 孙丽媛 河北理工大学 机械制造教研室 2007-3-20 nts设 计 说 明 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 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训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 一 、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的零件是 CA6140 车床的 齿轮 拨叉。它 安装在花键轴上，用于传递运动 ， 对车库的转速进行调节。此零件通过花键孔与花键轴的配合，固定在花键轴上，通过花键导向，拨动小叉头，使拨叉在花键轴上滑动，控制齿轮的啮合与分离，从而起到调速的作用。 （二） 零件的工艺分析 CA6140 车床拨叉共有两处加工表面， 其间有一定位置要求。分述如下： 1. 以 25mm 花键孔 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 25 023.00mm 的 六齿花键孔 ， 花键孔两端 15倒角，两叉槽的底平面 。 2. 以 靠近小叉槽平面的基面的 加工表面 这一组加工表面包括： 小叉槽的两侧面，大叉槽的两侧面，由以上分析可知，对于两组加工表面而言，可以去加工一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求 。 二 、 工艺规程设计 (一 ) 确定毛坯的制造形式 nts 零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单， 考虑加工成本和性能要求故用铸造方式成形 。一方面 HT200 有非常好的铸造性能，还具有减振性，纤小摩擦，以保证其他部件不被磨损，本次设计要求达到大批量生产的水平，故采用金属模砂型机械造型，这对于提高生产率，保证加工质量也是有利的。 （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。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （ 1）粗基准的选择。对于 一般的轴类 零件而言， 以外圆做为粗基准是合理的。按照有关基准的选择原则， 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 40mm 的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一 V 形块支承这个表面， 作主要定位面，限制 4 个自由度，再以一个销钉限制 1 个自由度， 再用一挡板挡住 40 的一侧面，限制最后一个自由度， 达到完全定位 的目的 ,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， 本设计的精基准 ， 可按照基准重合原则选择， 25mm 花键孔中心线 作为精基准 。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线得出发点 ,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 ,在生产纲领已确定的情况下 ,可以采用 万能 机床配以专用 夹具 ,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 一 nts工序一 铣 40mm 的一侧端面。 工序二 铣小槽外端面。 工序三 铣小槽 工序 四 铣大槽 工 序 五 钻孔并扩钻花键底孔 22mm 工序 六 镗花键底孔 22 020.00mm 工序 七 拉花键孔 工序 八 倒 2*15角。 工序九 清洗，去毛刺 工序十 终检 2.工艺路线方案 二 工序一 粗 铣 40mm 的一侧端面 工序 二 铣小槽外端面 工序 三 钻孔并扩钻花键底孔 22mm 工序 四 镗花键底孔 22 020.00工序五 拉花键孔 工序 六 倒 2 15角 工序七 铣小槽 工序八 铣大槽 工序九 清洗去毛刺 工序十 终检 。 3.工艺方案的比较与分析 方案 二 是先加工以花键孔为中心的一组表面，然后再加工其他表面。方案 一 正好相反，想加工 40mm 的端面再加工叉槽。由比较可见，方案 二更容易保证零件的尺寸。 因此最后的加工路线确定如下： 工序一 铣 40mm 一侧端面，以 40mm 的另一面作为粗基准，选用ntsX63W 铣床和专用夹具 。 工序 二 铣小槽外端面，选用铣床 X60 工序 三 钻孔并扩钻花键底孔 22mm 以 40mm 的外圆柱面的基准，选用 Z525 钻床及专用夹 具。 工序 四 镗 22 020.00mm 花键底孔，以 40mm 的外圆柱面 为基准，选用TT40 金刚镗床及专用夹具 工序五 拉花键孔 25 023.00mm 选用 L6110。 工序 六 倒角 2*15双侧。采用 150锪钻 。 工序七 铣小槽，以 22 020.00mm 内圆柱面为基准，选用铣床 X60。 工序八 铣大槽以 22 020.00mm 内圆柱面为基准，选用铣床 X60 工序九 清洗去毛刺 。 工序十 终检。 工序改进后，工作效率和加工精度都大大提高了。以上过程详见机械加工工艺过程 综合卡片。 （四）机械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ”CA6140 车床拨叉 ”；零件材料为 HT200，硬度 190 210HB，毛坯重量 1kg，生产件数为 4000 件，类型大批量，铸造毛坯 ，采用金属砂型机械造型 。 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.花键孔外端面的加工余量（计算长度为 70mm，精度选择 IT12，偏差为 03.0） 查工艺手册表 2.2 2.5， CT 为 8-10 取 CT 为 9 级 。 MA： G，再查工艺手册表 2.2-4，加工余量为 3.0mm 再查工艺手册表 2.2-1铸件尺寸公差值为 2.2mm 粗加工后精铣余量查工艺手册表 2.3-21为 1.0mm nts铣削公差按加工精度 ITB 级，因此可知本工序的加工尺寸偏差为：-0.046mm 毛坯名义尺寸： 70+3=73mm 毛坯最大尺寸： 73+1.5=74.5mm 毛坯最小尺寸： 73-0.7=72.3mm 精铣后最大尺寸： 70+1=71mm 精铣后最小尺寸： 70-0.3=70.7mm 2. 花键孔（ 6- 25 023.00* 22 020.00* 6 06.003.0） 要求花键孔的外径定心，故采用拉削加工。 内孔尺寸为 22 20.00见图样参照工艺手册表 2.3-9 确定孔的加工余量分配： 钻孔： 22mm 扩钻： 21.8mm 镗孔： 22 20.00mm 拉花键孔： 6- 25 023.00* 22 020.00* 6 06.003.0花键孔要求外径定心，拉削时的加工余量参照工艺手册表 2.3-19 取2z=1mm 3.小槽端面，要求该面的中心线的距离为 27mm，粗糙度值 Ra： 3.2，故采用粗铣后精铣，精铣的加工余量为 1mm 4小槽：查工艺手册表 2.3-22 槽长： 40mm，槽宽： 8mm，槽深： 8mm 粗铣后半精铣： 2.0mm 半精铣后精铣： 0.7mm 5大槽：查工艺手册表 2.3-22 槽长： 40mm 槽宽： 18mm 槽深： 23mm 工序间余量可查得： 粗铣 后半精铣余量： 3.0mm 半精铣后精铣余量： 1mm nts（五）确立切削用量及基本工时 工序一 ： 铣 花键孔的一侧端面，保证长度尺寸为 70mm。粗糙度值 Ra3.2um 参考切削手册表 3.3， Fz=01.5-0.3 切削速度：参照切削手册确定 v=15-21m/min 取 v=20m/min 刀具采用 变速钢镶齿三面刃铣刀 63mm 齿数 Z=16 则： sn= m in/10163 2010001000 rD v 先采用 X63w 铣床，根据机床使用说明书工艺手册表 4.2-39 取wn=118r/min 则 实际的切削速度为： m in/231 0 00 mndV WW 当wn=118r/min 时 ， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 ： m i n/75 mmZnff Wzm 查工艺手册 4.2-39 则mf=75m/min，故直接选用该值。 切削加工时：查工艺手册表 6.2-7 铣削机动时间的计算公 式： 当主偏角 Kr 90时 L1=0.5（ d- 22ead ） +rptgka +（ 1-2） =7 L2=1-3 取 L2=2mm tm=fm lll 21=0.6min 精铣时为减少辅助时间，采用相同的机床及转速切深为： 1mm 切 削 工 时 同 样 为 ：0.6minnts工序 二 ：铣小槽外端面 该工序采用花键孔定位，保证长度为 27mm，粗糙度值： Ra=3.2um 参考切削手册表 3.3 Fz=0.25-0.3mm/z 切削速度参照切削手册取： v=20m/min 刀具采用高速钢 三面刃铣刀 63mm 齿数 z=16 则：sn= m in/10163 2010001000 rdw v 现采用 X63w 铣床 Wn=118r/min 故实际的切削速度： m in/231 0 00 mndV WW 当Wn=118r/min 时，工作台进给量 fm=75mm/min nts 切削工时： tm=fm lll 21=0.6min 本工序与第一道工序基本相同，有利于提高机床的使用效率，提高生产率。工序 三 ：钻孔并扩钻花键底孔 1 钻孔 20 刀具：标准麻花钻，圆柱粗锥柄 20mm 零件材料为 HT200 查手册可得硬度 HBS200 查表切削手册表 7.9进给量 f=0.13-0.17mm/r 根据零件的相关尺寸，本道工序选用机床为 Z525 再根据机床说明书选取： f=0.5mm/r 切削速度：根据切削手册查得： v=20m/min 所以： sn= m in/3 1 820 201 0 0 01 0 0 0 rdw v 根据 Z525钻床的说明书取： wn=272r/min nts故实际的切削速度为： m in/171 0 00 mndV WW 切削工时：工艺手册表 6.2-5 钻削机动时间的计算公式 tm=fm lll 21由零件的工艺尺寸可知： l=70mm L1=2Dctgkr+（ 1-2） =18mm l2=1-4取 L2=1mm tm=fm lll 21=0.7min 故本工序的机动工时为： tm=0.7min 2 扩钻 21.8mm 采用刀具： 21.8 专用扩孔钻 机床仍然选用 Z525 进给量为： f=01.3-0.17mm/r 机床说明书机床 Z525的进给范围 0.1-0.81mm/r 取 f=0.8mm/r 机床主轴转速选取 n=272r/min 切削速度为： m in/191 0 00 mndV WW 机动工时：查工艺手册表 6.2-5 钻削机动时间的计算公式： tm=fm lll 21由零件图可知： l=70mm L1=2 1dDctgkr+1=2.6 L2=2-4mm取 L2=2mm 故切削工时： tm=fm lll 21=0.4min 由 以 上 计 算 可 知 本 工 序 的 机 动 工 时 为 ：Tm=tm1+tm2=0.7+0.4=1.1minnts工序 四 ：精镗 22 20.00mm 花键底孔 由于孔的直径比较小，又属于是精加工，故：选用机床： T740 金刚镗床 单边余量为： z=0.1mm 一次镗去全部余量 ap=0.1mm 进给量 f=0.1mm/r 根据相关手册，确定金刚镗床的切削速度为 v=100m/min wn= m in/14472210010001000 rD v 由于 T740 金刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工工时使用的转速。 切削工时：查 工艺手册 表 6.2-1 车削和镗削机动时间计算公式：tm=fn lll 21L=70mm L1=tgkrap+（ 2-3） =3mm L2=3mm ntstm=fm lll 21=0.5min 工序五：拉花键孔 机床选择： L6110卧式拉床 刀具选择：矩形齿花键拉刀，拉刀总长 760mm 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升为0.06mm/s 切削工时 ： t=zvfkZbl z1000式中： Zb：单面余量 1.5mm（由 22 拉削至 25） L：拉削长度： 70mm ：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 k=1.4 z：拉刀同时工作齿数 Z=plp：拉刀齿距 p=（ 1.25-1.5） l =12mm 所以 拉刀同时工作齿数 Z=pl=6 则 t=6*06.0*6.3*1000 4.1*2.1*70*5.1=0.14minnts 工序 六 倒角 2*15双面，采用 150锪钻 为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔时相同 机床： Z525 转速： 272r/min 手动进给，切削工时较短。nts 工序 七 铣小槽 该槽的尺寸为：槽长 40mm 槽宽 00308槽深 8mm 加工余量： 粗铣后半精铣 2.0mm 偏差： +0.09mm 半精铣后精铣 0.7mm 偏差： +0.03mm 1 粗铣小槽 机床选择： X60 铣床 刀具选择：高速钢直柄立铣刀 d=6mm z=3 查工艺手册根据 X60 机床说明书，选择进给量 45mm/min F=45mm/min 主轴转速选择为 1120r/min 则实际切削速度为： m in/211 0 00 mndV WW 切削工时：查工艺手册表 6.2-7 铣削机动时间的计算公式：tm=fm lll 21ntsL1=0.5d+2=5m L2=2m tm=fm lll 21=1min 2 精铣 由于是在同一机床进行加工，可选用相同的进给量及主轴转速 刀具：高速钢直柄立铣刀 d=8mm z=6 所以所用机动工时基本相同 t=1min工序八 铣大槽 槽长 40mm 槽宽 18 012.00mm 槽深 23mm 1 粗铣 机床： X63卧式铣床 刀具： 细齿直柄立铣刀 铣刀直径 d=16mm Z=6 铣削速度 v=20-25m/min f=0.10-0.05mm/ 齿 则： ：sn= m in/3 9 816 201 0 0 01 0 0 0 rdw v nts根据机床使用说明书取 nw=375r/min 工作台的进给量 fm应为 ： Fm=fznw=0.1*6*375=225mm/min 切削工时： tm=fm lll 21=0.2min 2精铣 精铣时 由于是在同一机床进行加工，可选用相同的进给量及主轴转速 所以tm=0.2min三 、 专用 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计加用专用夹具。 经过与老师协商，决定设计第 八 道工序中 粗铣 半精铣，及精铣大槽的铣床 夹 具。本夹具 将用于 X63 立式铣床。刀具为直柄立铣刀。 （一） 问题的提出 在给定的零件中，对本步加工的定位需要基准孔和平面保证垂直度，定位要求比较高。因此，本步的重点应在保证垂直度上。 还应考虑如何提高生产率。 （二） 夹具设计 1 定位基准的选择 nts出于定位简单和快速的考虑，选择 22mm 孔为基准，即以一面 上一心轴（自由度限制数： 4）配合以一菱形销（自由度限制数： 1）及支承钉（自由度限制数： 1）使工件完全定位。再使用钩行压板进行卡紧。 2 切削力和卡紧力计算 刀具为直柄立铣刀 9mm，齿数为 4。 F= NnaqZdafaCFFFzzWqevoueyzxpF 7 0 3 CF=119， ap=1.5mm， XF=1.0， Fz=0.1mm， yF=0.75， ae=23mm， uF=0.85，d0=9mm， WF=-0.13， Qf=0.73， Z=4 取系数 K1=1.2， K2=1.2， K3=1.0， K4=1.0。 K=K1K2K3K4=1.44 则实际夹紧力为 F=K1*K2*K3*K4*F=1012N 由于夹紧力方向和立铣刀的方向一致，不许用太大的夹紧力，因此本夹具安全工作。 3. 定位误差分析 本工序采用一定位轴，一菱形销，一支承钉定位，工件始终靠近定位轴的一面，菱形销和支承钉 平行于夹具体平面达到一定垂直度，定位元件心轴与平面有较高的精度要求，取过盈配合，从而保证定位垂直要求。 4. 夹具设计及操作的简要说明 夹具的卡紧力大小要求不高，可使用手动夹紧。使用螺纹螺母和钩形压板进行夹紧，保证效率。夹具体上有对刀块，可使夹具在一批零件的加工 前很好地对刀（与塞尺配合使用），同时，夹具体低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的位置，以便于铣削加工。 nts 1 机械制造工艺学课程设计任务书 题目： 设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量 5000 件） 内容 ：（ 1）零件图 1 张 （ 2）毛坯图 1 张 （ 3）机械加工工艺卡 1 套 （ 4）夹具总装图 1 张 （ 5）夹具零件图 1 张 （ 6）课程设计说明书 1 份 nts 2 所给的零件是 CA6140车床的齿轮拨叉的年产量为 5000件属于大批大量生产所以必须满足以下要求： （ 1）要求零件具有广泛的互换性，在少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。 （ 2）毛坯的精度要求高，加工余量小，所以毛坯采用金属模砂型机械造型。 （ 3）对机床设备要求广泛采用高效专用机床及自动机床。按流水线和自动线排列设备。 （ 4）工艺设备多采用高效专用夹具 .复合刀具 .专用量具或自动检验装置，靠调整法达到要求，对操作工的要求不高，但对调整工的技术水平要求较高 ，总体的生产成本不能太高。 （ 5） 机械加工顺序安排一般应为：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行。 一 、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的零件是 CA6140 车床的齿轮拨叉。它安装在花键轴上，用于传递运动，对车床的转速进行调节。此零件通过花键孔与花键轴的配合，固定在花键轴上，通过花键导向，拨动小叉头，使拨叉在花键轴上nts 3 滑动，控制齿轮的啮合与分离，从而起到调速的作用。 （二） 零件的工艺分析 CA6140车床拨叉共有两处加工表面，其间有一定位置精度要求。具体分析如下： 1. 以 22mm 花键孔 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 22 023.00mm的六齿花键孔，花键孔两端 15倒角，两叉槽的底平面。 2. 以靠近小叉槽平面的基面的加工表面 这一组加工表面包括：小叉槽的两侧面，大叉槽的两侧面，由以上分析可知，对于两组加工表面而言，可以去加工一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并 且保证它们之间的位置精度要求。 二 、 工艺规程设计 (一 )确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，考虑加 工成本和性能要求故用铸造方式成形。一方面 HT200 有非常好的铸造性能，还具有减振性，纤小摩擦，以保证其他部件不被磨损，本次设计要求达到大批量生产的水平，故采用金属模砂型机械造型，这对于提高生产率，保证加工质量也是有利的。 （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nts 4 以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （ 1）粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆做为粗基准是合理的。按照有关基准 的选择原则，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 40mm的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一 V形块支承这个表面，作主要定位面，限制 4 个自由度，再以一个销钉限制 1个自由度，再用一挡板挡住 40的一侧面，限制最后一个自由度，达到完全定位的目的 ,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，本设计的精基准，可按照基准重合原则选择， 22mm花键孔中心线作为精基准。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线得出发点 ,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 ,在生产纲领已确定的情况下 ,可以采用万能机床配以专用夹具 ,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.工艺路线方案一 工序一 铣 40mm 的一侧端面。 工序二 铣大槽 工序三 铣小槽外端面。 nts 5 工序四 铣小槽 工序五 钻孔并扩钻花键底孔 22mm 工序六 镗花键底孔 22 020.00mm 工序七 倒 15角。 工序八 拉花键孔 工序九 清洗，去毛刺 工序十 终检 2.工艺路线方案二 工序一 粗镗 40mm的一侧端面 工序二 钻孔并扩钻花键底孔 22mm 工序三 镗花键底孔 22 020.00工序四 倒 15角 工序五 拉花键孔 工序六 铣大槽 工序七 铣小槽外端面 工序八 铣小槽 工序九 清洗去毛刺 工序十 终检。 3.工艺方案的比较与分析 方案一先加工 40mm的端面再加工叉槽。方案二正好相反，先加工以花键孔为中心的一组表面，然后再加工其他表面。由 比较可见，方案二更容易保nts 6 证零件的尺寸。 因此最后的加工路线确定如下： 工序一 铣 40mm 一侧端面，以 40mm 的另一面作为粗基准，选用 X63W 铣床和专用夹具。 工序二 钻孔并扩钻花键底孔 22mm以 40mm的外圆柱面的基准，选用 Z525钻床及专用夹具。 工序三 镗 22 020.00mm 花键底孔，以 40mm 的外圆柱面为基准，选用 TT40金刚镗床及专用夹具 工序四 倒角 2*15双侧。采用 150锪钻。 工序五 铣小槽外端面，选用铣床 X60 工序六 拉花键孔 25 023.00mm选用 L6110。 工序七 铣大槽以 22 020.00mm内圆柱面为基准，选用铣床 X60 工序八 铣小槽，以 22 020.00mm内圆柱面为基准，选用铣床 X60。 工序九 清洗去毛刺。 工序十 终检。 工序改进后，工作效率和加工精度都大大提高了。以上过程详见机械加工工艺过程综合卡片。 （四）机械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ” CA6140 车床拨叉 ” ；零件材料为 HT200，硬度 190 210HB，毛坯重量1kg，生产件数为 5000件，类型大批量，铸造毛坯，采用金属砂型机械造型。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nts 7 寸及毛坯尺寸如下： 1.花键孔外端面的加工余量（计算长度为 70mm，精度选择 IT12，偏差为03.0 ）。 查工艺手册表 2.2 2.5， CT 为 8-10取 CT为 9 级。 MA： G，再查工艺手册表 2.2-4，加工余量为 3.0mm再查工艺手册表 2.2-1铸件尺寸公差值为 2.2mm 粗加工后精铣余量查工 艺手册表 2.3-21为 1.0mm 铣削公差按加工精度 ITB 级，因此可知本工序的加工尺寸偏差为：-0.046mm。 毛坯名义尺寸： 70+3=73mm 毛坯最大尺寸： 73+1.5=74.5mm 毛坯的最小尺寸： 73-0.7=72.3mm 粗铣后的最大尺寸： 70+1=71mm 精铣后最小尺寸： 70-0.3=70.7mm 2. 花键孔（ 6- 25 023.00* 22 020.00* 6 06.003.0）要求花键孔的外径定心，故采用拉削加工。 内孔尺寸为 22 20.00见图样参照工艺手册表 2.3-9 确定孔的加工余量分配： 钻孔： 22mm 扩钻： 21.8mm 镗孔： 22 20.00mm 拉花键孔： 6- 25 023.00* 22 020.00* 6 06.003.0花键孔要求外径定心，拉削时的加工余量参照工艺手册表 2.3-19nts 8 取 2z=1mm 3.小槽端面，要求该面的中心线的距离为 27mm，粗糙度值 Ra： 3.2，故采用粗铣后精铣，精铣的加工余量为 1mm 4小槽：查工艺手册表 2.3-22 槽长： 40mm，槽宽： 8mm，槽深： 8mm 粗铣后半精铣： 2.0mm 半精铣后精铣： 0.7mm 5大槽：查工艺手册表 2.3-22 槽长： 40mm 槽宽： 18mm 槽深： 23mm 工序间余量可查得： 粗铣后半精铣余量： 3.0mm 半精铣后精铣余量： 1mm （ 五）确立切削用量及基本工时 工序一：拉花键孔的一侧端面，保证长度尺寸为 70mm。粗糙度值 Ra3.2um 参考切削手册表 3.3， Fz=01.5-0.3 切削速度：参照切削手册确定 v=15-21m/min 取 v=20m/min 刀具采用变速钢镶齿三面刃铣刀 63mm齿数 Z=16则： sn= m in/10163 2010001000 rD v 先采用 X62w铣床，根据机床使用说明书工艺手册表 4.2-39 wn=118r/min 实际的切削速度为： nts 9 m in/231 0 00 mndV WW 当wn=118r/min 时 ， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 ： m in/75 mmZnff Wzm 查工艺手册 4.2-39则mf=75m/min，故直接选用该值。 切削加工时：查工艺手册表 6.2-7铣削机动时间的计算公式： 当主偏角 Kr 90时 L1=0.5（ d- 22ead ） +rptgka +（ 1-2） =7 L2=1-3 取 L2=2mm tm=fm lll 21=0.6min 精铣时为减少辅助时间，所以采用相同的机床及转速切深为： 1mm 切削 工时同样为： 0.6min 工序二： 钻孔并扩钻花键底孔 1 钻孔 20 刀具：标准麻花钻，圆柱粗锥柄 20mm 零件材料为 HT200 查手册可得硬度 HBS200 查表切削手册表 7.9进给量 f=0.13-0.17mm/r 根据零件的相关尺寸，本道工序选用机床为 Z525 再根据机床说明书选取： f=0.5mm/r 切削速度：根据切削手册查得： v=20m/min 所以： nts 10 sn= m in/3 1 820 201 0 0 01 0 0 0 rdw v 根据 Z525钻床 的说明书取： wn=272r/min 故实际的切削速度为： m in/171 0 00 mndV WW 切削工时：工艺手册表 6.2-5钻削机动时间的计算公式 tm=fm lll 21由零件的工艺尺寸可知： l=70mm L1=2Dctgkr+（ 1-2） =18mm l2=1-4取 L2=1mm tm=fm lll 21=0.7min 故本工序的机动工时为： tm=0.7min 2 扩钻 21.8mm 采用刀具： 21.8 专用扩孔钻 机床选用 Z525 进给量为： f=01.3-0.17mm/r 机床说明书机床 Z525的进给范围 0.1-0.81mm/r 取 f=0.8mm/r 机床主轴转速选取 n=272r/min 切削速度为： m in/191 0 00 mndV WW 机动工时：查工艺手册表 6.2-5钻削机动时间的计算公式： tm=fm lll 21由零 件图可知： l=70mm nts 11 L1=2 1dDctgkr+1=2.6 L2=2-4mm取 L2=2mm 故切削工时： tm=fm lll 21=0.4min 由以上计算可知本工序的机动工时为： Tm=tm1+tm2=0.7+0.4=1.1min 工序三： 精镗 22 20.00mm花键底孔 由于孔的直径比较小，又属于是精加工，故：选用机床： T740金刚镗床 单边余量为： z=0.1mm 一次镗去全部余量 ap=0.1mm 进 给量 f=0.1mm/r 根据相关手册，确定金刚镗床的切削速度为 v=100m/min wn= m in/14472210010001000 rD v 由于 T740金刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工工时使用的转速。 切削工时：查工艺手册表 6.2-1 车削和镗削机动时间计算公式：tm=fn lll 21L=70mm L1=tgkrap+（ 2-3） =3mm L2=3mm tm=fm lll 21=0.5min nts 12 工序四 : 倒角 2*15双面，采用 150锪钻 为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔时相同 机床： Z525 转速： 272r/min 手动进给，切削工时较短。 工序五： 铣小槽外端面 该工序采用花键孔定位，保证长度为 27mm，粗糙度值： Ra=3.2um 参考切削手册表 3.3 Fz=0.25-0.3mm/z 切削速度参照切削手册取： v=20m/min 刀具采用 高速钢三面刃铣刀 63mm 齿数 z=16 则：sn= m in/10163 2010001000 rdw v 现采用 X63w铣床 Wn=118r/min 故实际的切削速度： m in/231 0 00 mndV WW 当Wn=118r/min 时，工作台进给量 fm=75mm/min 切削工时： tm=fm lll 21=0.6min 本工序与第一道工序基本相同，有利于提高机床的使用效率，提高生产率。 工序六 ： 拉花键孔 nts 13 机床选择： L6110卧式拉床 刀具选择：矩形齿花键拉刀，拉刀总长 760mm 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升为0.06mm/s 切削工时： t=zvfkZbl z1000式中： Zb：单面余量 1.5mm（由 22拉削至 25） L：拉削长度： 70mm ：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 k=1.4 z：拉刀同时工作齿数 Z=plp：拉刀齿距 p=（ 1.25-1.5） l =12mm 所以拉刀同时工作齿数 Z=pl=6 则： t=6*06.0*6.3*1000 4.1*2.1*70*5.1=0.14min 工序七 : 铣大槽 槽长 40mm 槽宽 18 012.00mm 槽深 23mm 1 粗铣 机床： X60 刀具：高速钢直柄立铣刀 nts 14 工序 八 : 铣小槽 该槽的尺寸为：槽长 40mm 槽宽 00308槽深 8mm 加工余量： 粗铣后半精铣 2.0mm 偏差： +0.09mm 半精铣后精铣 0.7mm 偏差： +0.03mm 1粗铣小槽 机床选择： X60铣床 刀具选择：高速钢直柄立铣刀 d=6mm z=3 查工艺手册根据 X60机床说明书，选择进给量 45mm/min F=45mm/min 主轴转速选择为 1120r/min 则实际切削速度为： m in/211 0 00 mndV WW 切削工时：查工艺手册表 6.2-7 铣削机动时间的计算公式：tm=fm lll 21L1=0.5d+2=5m L2=2m tm=fm lll 21=1min 2精铣 由于是在同一机床进行加工，可选用相同的进给量及主轴转速 刀具：高速钢直柄立铣刀 d=8mm z=6 nts 15 所以所用机动工时基本相同 t=1min 工序九 清洗去毛刺。 工序十 终检。 三 、 夹具设计 经过与老师协商，决定设计中工序三 镗 22mm的花键底孔，采用镗床专用夹具。本夹具将用于卧式镗床专用 夹具，由于要镗花键底孔，为保证其定位精度所以采用 V形块。 （一） 问题 的提出 在给定的零件中，对本步加工的定位需要基准孔和平面保证垂直度和同轴度，定位要求比较高。因此，本步的重点应在保证垂直度上。 （二） 夹具设计 1 定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，选择 40mm 孔的右端为基准，即以一面上一心轴（自由度限制数： 4）配合以一 V形块（自由度限制数： 1）及支承钉（自由度限制数： 1）使工件完全定位。再使用螺栓进行夹紧。 2 V形块： （ 1） 材料： 20 按 GB 699-64优质碳素钢钢号和一般技术条件 （ 2） 热处理：渗碳深度： 0.8-1.2mm HRC 58-64 （ 3） 其他技术条件按 GB
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