机械制造工艺学课程设计_拨叉831008机加工工艺与铣夹具

1、 目 录（ 3 号黑体居中） 第1章课程设计 1 1.1零件分析 1 1.1.1零件的作用 1 1.1.2 零件的工艺分析 1 1.2零件工艺规程设计 2 1.2.1毛坯的制造形式 2 1.2.2基准面的选择 2 1.2.3制定工艺路线 3 1.2.4 机 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 以 毛 坯 尺 寸 的 确 定 6 1.2.5确定切削用量及基本工时 7 1.3绘制零件图和编制工序卡 31 1.3.1 绘制零件 图 31 1.3.2 编制工艺文 件 31 第2章综合训练 33 2.1 专用夹具设 计 33 2.1.1 定位基准的选择 33 33 2.1.2 切削力及加紧的计算 2

2、.1.3 夹具设计及操作的简要说 明 35 参考文 献 43 总 结 44 拨叉机加工工艺与铣夹具设计及其三维造型 第 1 章 课程设计 1.1 零件分析 1.1.1 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，获得所需的速度和扭矩的作用。 零件上方的20mm孔与操纵机构相连，二下方的 50mm半孔则是用于与所 控制齿轮所在的轴接触。 通过上方的力拨动下方的齿轮变速。 两件零件铸为一体， 加工时分开。 1.1.2 零件的工艺分析 CA6140 车床上的拨叉 831008 共有两处加工表面， 其间有一定位置要求

3、分述如下： 1. 以20mm 为中心的加工表面 0.021 这一组加工表面包括： 20 0 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置 要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个 M8 的螺纹孔。下端有一个 47 的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。 2. 以 50mm 为中心的加工表面 0.50 0.021 这两组表面有一定的位置度要求 ,即 50 0.25的孔上下两个端面与 200 的孔有垂直度要求。 （1 ） 50mm 的孔的上、下表面与 20mm 的孔的 垂直度误 差为 0.07mm 。 （2） 20mm 的孔的上、下表面与 20mm 的孔的 垂直度误 差为 0.05mm 。 （3） 50

4、mm 、20mm 的孔的上、下表面以及 50mm 的孔的表面的 粗糙度误差为 3.2um 。 （4） 20mm 的孔表面的粗糙度误差为 1.6um ， 精度为 IT7 。 由上面分析可知， 加工时应先加工一组表面， 再以这组加工后表面为基准加 工另外一组。 1.2 零件工艺规程设计 1.2.1 毛坯的制造形式 图 1-1 拨叉毛坯图 1.2.2 基准面的选择 一个好的机构不但应该达到设计要求， 而且要有好的机械加工工艺性， 也就 是要有加工的可能性， 要便于加工， 要能保证加工的质量， 同时是加工的劳动量 最小。设计和工艺是密切相关的， 又是相辅相成的。 对于设计拨叉的加工工艺来 说，应选择能

5、够满足花键加工精度要求的加工方法及设备。 除了从加工精度和加 工效率两方面考虑以外， 也要适当考虑经济因素。 在满足精度要求及生产率的条 件下，应选择价格低的机床。 在选择各表面、花键及槽的加工方法时，要综合考虑以下因素： （1 ）要考虑加工表面的精度和表面质量要求， 根据各加工表面的技术要求， 选择加工方法及分几次加工。 （2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件 小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。 （3）考虑被加工材料的性质。 （4）考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和 设备，推广新技术，提高工艺水平。 （5 ）此外，还要考虑一些其

6、它因素， 如加工表面物理机械性能的特殊要求， 工件形状和重量等。 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，是生产无常进行。 （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 0.021 工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 20。 mm孔的不加工外 轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块 V形块支承这两个32mm作主要定位 面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后

7、1 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，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 1.2.3 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、定位基准的选择 本工序以两个 20mm 孔上表面做粗基准定位， 粗、精加工 20mm 和 50mm 孔下底面。 用下底面做精基准定

8、位，粗、精加工孔。 用下底面做基准定位钻孔及攻螺纹。 用 20mm 孔上表面做基准定位铣下底面处的小斜面。 2、零件表面加工方法的选择 20mm 和 50mm 孔的下底面的表面粗糙度为 3.2 ，没有公差要求， 故采用铣削能达到要求。 20mm 和 50mm 孔的上表面的表面粗糙度为 3.2 ，公差等级为 IT7-IT8 ，采用铣削同样能达到要求 20mm和50mm孔孔表面粗糙度为3.2，公差等级为IT7，采用扩 孔和铰孔能达到要求。 8mm 锥孔在装配时采用钻铰，故只需先钻孔就行了。 4mm 的螺纹孔先采用钻孔，再攻螺纹。 20mm 外表面下面的两个小斜底面的表面粗糙度为 12.5 ，采用铣

9、削能 达到要求。 切断，采用 4mm 的铣刀直接切断。 3、制定工艺路线 1）工艺路线方案一 工序一 粗、精铣 20mm 孔上端面。 工序二 钻、扩、铰、精铰 20mm 、 50mm 孔。 工序三 粗、精铣 50mm 孔上端面 工序四 粗、精铣 50mm 、20mm 孔下端面。 工序五 切断。 工序六 钻 4mm 孔（装配时钻铰锥孔） 。 工序七 钻一个 4mm 孔，攻 M6 螺纹。 工序八 铣 47 凸台。 工序九 检查。 上面工序加工效率较高， 但同时钻三个孔， 对设备有一定要求。 且看另一个 。 2 ）工艺路线方案二 工序一 粗、精铣 20mm 孔上端面。 工序二 粗、精铣 20mm 孔

10、下端面。 工序三 钻、扩、铰、精铰 20mm 孔。 工序四 钻、扩、铰、精铰 50mm 孔。 工序五粗、精铣50mm 孔上端面 工序六粗、精铣50mm 孔下端面。 工序七 切断。 工序八 钻 4mm 孔（装配时钻铰锥孔） 。 工序九 钻一个 4mm 孔，攻 M6 螺纹。 工序十 铣 47 凸台。 工序十一 检查。 上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。 综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。 3）工艺路线方案三 工序一 以 32mm 外圆为粗基准，粗铣 20mm 孔下端面。 工序二 精铣 20mm 孔上下端面。 工序三以20mm 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 20mm孑L,保 证垂直度误

11、差不超过 0.05mm, 孔的精度达到 IT7 。 工序四 以 20mm 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 50mm 孔，保证空的 精度达到 IT7 。 工序五以 20mm 孔为精基准，粗铣 50mm 孔上下端面。 工序六 以 20mm 孔为精基准， 精铣 50mm 孔上下端面， 保证端面相对 孔的垂直度误差不超过 0.07mm 。 工序七 切断。 工序八 以 20mm 孔为精基准，钻 4mm 孔（装配时钻铰锥孔） 。 工序九 以 20mm 孔为精基准，钻一个 4mm 孔，攻 M6 螺纹。 工序十 以 20mm 孔为精基准，铣 47 凸台。 工序十一 检查。 虽然工序仍然是十一步， 但是效率大大提

12、高了。 工序一和工序二比起工艺路 线方案二快了一倍（实际铣削只有两次， 而且刀具不用调整） 。多次加工 50mm 、 20mm孔是精度要求所致。 工序设计 选择加工设备与工艺装备 1 ) 选择机床 根据不同东西工序选择机床 工序 1 和工序 2 ，因为要求不大，所以采用铣床能直接加工出来。 工序 3 和工序 4 ，采用钻、铰能达到要求，可以在数控铣床、加工中心、 镗床中加工。 工序 5 和工序 6 采用钻床。 工序 7 和工序 8 采用铣床，精度要求不高。 2) 选择夹具 全部采用装用夹具 3 ) 选择刀具 工序 1 和工序 2 可以采用大直径立铣刀。 工序 3 和工序 4 孔加工先用扩孔钻扩

13、孔，其次用铰刀铰孔。 工序 5 用钻头钻孔。 工序 6 先用钻头钻孔，在用丝锥攻螺纹。 工序 7 用铣刀铣小斜面。 工序 8 用 4 的铣刀铣断。 4 ) 选用量具 工序 1 和工序 2 采用游标卡尺和螺旋千分尺测量。 工序 3 和工序 4 采用游标卡尺测量。 1.2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “CA6140车床拨叉” 零件的材料为HT200，硬度190210HB，毛坯 重量 2.2kg ，生产类型为大批量， 铸造毛坯。 又由机械制造工艺设计简明手册 (以下简称为 工艺手册 表 1.3-1 查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级， 查表 2.2-4 得，加工余量等级为 G 级，选取

14、尺寸公差等级为 IT10 。 根据以上资料及路线， 分别确定各加工表面的机械加工余量、 工序尺寸及毛 坯如下： (1) 沿轴线方向长度方向的加工余量及公差( 20mm、50mm 端面)， 查工艺手册表2.2-4取20mm、栢0mm端面长度最小余量为2.5 (均为 双边加工)。 铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b)精铣：1mm 毛坯尺寸及公差为： (350.3 ) mm (170.25 ) mm (2 )孔(50mm 已铸成孔)，查工艺手册表 2.2-2.5，取 50mm 已铸成长度余量为 3mm ，即已铸成孔 44mm 。 镗削加工余量为：a)粗镗：2mmb )半精镗：1mm 0.50

15、毛坯尺寸及公差为： (480.3) mm(50 0.25) mm (3) 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。 1.2.5 确定切削用量及基本工时 工序一 以 32mm 外圆为粗基准，粗铣 20mm 孔上下端面。 ( 1 )加工条件 工件材料：HT200, ob=0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗铣 20mm 孔上下端面。 机床： X6140 卧式铣床。 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。 W18Cr4V硬质合金钢端铣刀，牌号YG6。由切削用量简明手册(后简称 切削

16、用量)表 3.1 查得铣削宽度 ae=60, 深度 apPcc。故校验合格。 n c=475r/mi n,Vfc=475mm/s， V 最终确定ap=1.5mm 119.3m/min，f z =0.16mm/z (6) 计算基本工时 tm L Vf 公式 1-4 根据公式1-4，计算得tm 32 80 0.09min。 Vf475 公式中，L=l+y+ ，根据切削手册表 3， 26，可得1+ =12mm，所 以 L=l+y+ =32+12=44mm。 工序二 铣20mm、50mm 孔上下端面。 1. 加工条件 工件材料：HT200, ob=0.16GPa HB=190241, 铸造。 加工要求

17、：精铣20上下端面。 机床：X6140卧式铣床。 刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀，牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm ,n c=475r/min,Vfc=475mm/s , V c=119.3m/min， f z =0.13mm/z。 6）计算基本工时 根据公式1-4计算出基本工时：t L Vf 0.09min。 475 （2）粗铣50mm 的下表面 1）铣削50mm的下表面与铣削 20mm的下表面的相关参数及其用量 等都相同，即ap=1.5mm n c=475r/m in. Vfc=600mm/s

18、 Vc =119.3m/mi n, f z =0.13 mm/z L Vf 表 3，26 ，可得 l+ =0，所以 L=l+y+ 2）计算基本工时 tm 公式中：L=l+y+ ,根据切削手册 =32+12=72mm。 72 计算得tm 0.12 min 600 （3）精铣20mm 的下表面 1）铣削深度：因为切削量较小，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完 成所需长度。 2 ）每齿进给量：查切削手册得机床功率为7.5kw。查切削手册表 3.5可得f=0.50.7mm/z。由于是对称铣，选较小量 f=0.7 mm/z 。 3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1

19、.01.5mm。 查切削手册表3.8，寿命T=180min。 4） 计算切削速度 按切削手册表3.27中的公式： 查切削手册表 3.16 得，Vc = 124mm/s ,n=494r/min,Vf=395mm/s 。 又根据XA6132 铣床参数，选择 n c=475r/min,V fc=375mm/s 。 所以，根据公式 1-2计算实际的切削速度为: vc 314 80 475119.3m/min 1000 综上，根据公式 1-3计算实际的进给量为: zv 无 0.08mm/z 475 10 5）校验机床功率 查切削手册表3.24，Pcc=1.1kw,而机床所能提供功 率 Pcm 为 1.7

20、KW， 所以PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm ,n c=475r/min,Vfc=375mm/s , V c=119.3m/min 6)计算基本工时 112 根据公式1-4，计算得tm 0.3min。 375 公式中，L=l+y+ ，根据切削手册表 3 , 26，可得1+ =80mm，所 以 L=l+y+ =32+12=112mm。 (4) 精铣50mm 的下表面 1) 铣削50mm的下表面与铣削20mm的下表面的相关参数及其用量 等都 相同，即 ap=1.0mm ，nc=475r/min,Vfc=375mm/s， V =119.3m/min。 2) 计算基本工时 L t

21、m Vf 公式中：L=l+y+ ，根据切削手册表 3， 26，可得l+ =80mm，所以 L=l+y+ =72+80=152mm。 计算得 tm 1520.405 min Vf 375 工序三以20mm 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 20mm孑L,保 证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。 (一)钻18mm的孔 (1 )加工条件 工艺要求：孔径d=18mm，孔深l=30mm，通孔，用乳化液冷却。 机床：Z535型立式钻床 刀具：高速钢麻花钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径d=18mm,钻头几何形状为：由切削手册 表2.1及表2.2，可知选修磨横刃，B =28，0=10，2=1

22、18，2 1 = 70， K =3.5mm ， b=2mm,l=4mm 。 (2 )切削用量 1 )决定进给量 f a) 按加工要求决定进给量 根据切削手册表2.7，当铸铁的强度b=200HBS, do=18mm 时，f= ( 0.700.86 )mm/r 。 由于 L/d=30/18=1.673, 故取修正系数 K=1 ， 所以， f=(0.700.86)1 (0.700.86)mm/r 。 b) 按钻头强度决定进给量 根据表 2.8 ， 当 b=190MPa ， d0=18mm ， 钻头强度允许的进给量 f=1.6mm/r。 c) 按机床进给机构强度决定进给量 根据表 2.9 ，当 b=2

23、10HBS, d0=20.5mm, 机床进给机构允许的轴向力 为 11760N 时(查工艺设计手册 可知， Z535 钻床允许的轴向力为 15696N )， 进给量为 1.5mm/r 。 从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f= 0.700.86mm/r ，根据 Z535 钻床说明书，根据工艺设计手册 ，选 f=0.80mm/r， d0=21mm 时，轴向力 Ff =7260N 。又因为轴向力的修正系数 为 1.0，所以 Ff =7260N 。 根 据 Z535 钻 床 说 明 书 ， 机 床 进 给 机 构 强 度 允 许 的 最 大 轴 向 力 为 Fmax=i

24、5696N，经检验 Ff Fmax，所以 f=0.80mm/r,符合条件。 2) 决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表 2.12 ，当 d0=18mm, 钻头后刀面最大磨钝量取为 ( 0.50.8 ) mm, 寿命 T=60min 。 3) 决定切削速度 由切削手册表 2， 15 可知 f=0.80mm/r 时，双修磨钝刃的钻头， d0=18mm 时，Vt=17m/min 。 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31可知Ktv=1.0 , Kmv=1.0 , Ktv=1.0 , Klv =0.85 。 所以， V VtxKV 17 1.0 1.0 1.0 0.8514.4m/min 1000

25、V n d 1000 14.4 255r /min 3.14 18 Kv KtvKmvKtvK Iv 根据Z535钻床说明书，查看工艺设计手册表 4.2-15，可以考虑选择 nc=275r/mi n。 4) 检验机床扭转及功率 根据切削手册表 2.21，当 fv=0.8mm/r,d0v=20mm,fv=0.9mm/r, Vcv=17.4m/min时 Pc=1.7KW。又根据 Z535 钻床说明书，PcPE。 所以，有McMm,PcPE，进而检验了选择的切削用量可用。 Vc=14.4m/min。 即 f=0.80mm/r,n=nc=275r/min. (3)计算基本工时 tm L nf 公式中：

26、L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+ =9mm,所以, tm L nf 30 90.18min 0.8 275 (二) 扩 19.8mm 的孔 (1) Vf 375mm/ min 工艺要求：孔径d=18mm，孔深l=30mm，通孔，用乳化液冷却 机床： Z535 型立式钻床 刀具：高速钢扩孔钻头 选择高速钢扩孔钻头，其直径 d0 =19.8mm, 钻头几何形状为：由切削手 册表 2.5 ， 0= 18 ， 0=10 ，kr= 60 ， kr = 30 ， 15 ， ba1 =1mm 。 （2）切削用量 1 ）决定进给量 f a）按加工要求决定进给量 根据切削手册表2.10 ，当铸铁的强度

27、 b =200HBS, d 0 =19.8mm 时， f=（ 0.91.1）mm/r 。 由于 L/d=30/19.8=1.52, 因扩孔之后还须铰孔，故取修正系数 K=0.7 ， 所以， f （0.91.1） 0.7 （0.63 0.77）mm/ r 。 b）按钻头强度决定进给量 根据表 2.8 ，当 b =190MPa ，d0 =19.8mm ，钻头强度允许的进给量 f=1.75mm/r 。 c）按机床进给机构强度决定进给量 根据表 2.9 ，当 b =210HBS, d0 =20.5mm, 机床进给机构允许的轴向力 为11760N时（查工艺设计手册可知，Z535钻床允许的轴向力为1569

28、6N ）, 进给量为 1.5mm/r 。 从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f= 0.630.77） mm/r ，根据 Z535 钻床说明书，根据工艺设计手册，选 f=0.64mm/r ，又由切削手册表 2.19 可以得知钻孔时的轴向力，当 f=0.64mm/r, d0=21mm 时，轴向力 Ff =6080N 。 又因为轴向力的修正系数为1.0，所以Ff =6080N 。 根据 Z535 钻床说明书， 机床进给机构强度允许的最大轴向力为 Fmax=15696N，经检验 Ff Fmax，所以 f=0.64mm/r,符合条件。 2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手

29、册表 2.12，当dov=i9.8mm,钻头后刀面最大磨钝量取为 (0.6 0.9)mm,寿命 T=30min 。 3）决定切削速度 由切削手册表 2，30中的公式: Cvd0z 7。m xvyv T ap f 可知 f=0.64mm/r 时，d0=19.8mm 时，Vt=27m/min 。 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31可知Ktv=1.0，Kmv=1.0， Ktv=1.0， Klv =0.85。 所以, Kv KtvKmvKtvKlv 1000V n do 皿丝 370r/min 3.14 19.8 根据Z535钻床说明书，查看工艺设计手册表 4.2-15，可以考虑选择 nc=37

30、5r/mi n 。 4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表2.21 ，当f=0.8mm/r, d0 Mc。 又根据Z535钻床说明书，PcvPE。 所以，有McMm,Pc200HBS, do=19.94mm 时, f= （ 1.0 2.0）mm/r。又由于粗铰之后还要精铰，所以应该选最大的进给量， 即 f=2.0mm/r。 2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表 2.12，当d0 =20mm,钻头后刀面最大磨钝量取为 （0.4 0.6）mm,寿命 T=60min 。 3）决定切削速度 由切削手册表2，30的公式： Vc Qdo mxv T a p yv 可知，vc=7.7m/min。 切削

31、速度的修正系数由切削手册表 2.31可知KtV=1.0 , Kmv=1.0 , KtV=1.0 , Klv =0.85。 所以， VVtxKv 7.7 1.0 1.0 1.0 0.856.55m/min 1000V n d 1000 6.55 105r/min 3.14 19.94 Kv KtvKmvKtvK 1V 根据Z535钻床说明书，查看工艺设计手册表 4.2-15，可以考虑选择 nc=i40r/mi n 。 4) 检验机床扭转及功率 根据 切削手册表 2.21，当fv=2.0mm/r, d。Mc。 又根据切削手册表 2.23， b = (170 2佝hbs, d。=20mm 时, f=

32、2.0mm/r, Vc=10m/min 时 Pc=1.7KW 。 根据Z535钻床说明书，PcvPE。 Vc =6.55m/min。 所以，有McMm,PcPE，进而检验了选择的切削用量可用。 即 f=2.0mm/r,n=nc=140r/min. (3)计算基本工时 tm nf 由切削手册表 2.12，当d0 170HBS, d0=20mm，加工 又由于这是粗铰之后的精铰, 精度要求为IT7精度时，f=( 1.0 2.0)mm/r 所以应该选中等的进给量，即f=1.5mm/r。 2)决定钻头的磨钝标准及寿命 3）决定切削速度 由切削手册表2 , 30的公式: Vc CvdoV yv 可知，vc

33、=9.64m/min。 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31可知Ktv=1.0 , Kmv=1.0 , Ktv=1.0， Klv =0.85。 所以， VVtxKV9.64 1.0 1.0 1.0 0.85 8.2m/ min 100CV n d 1000 8.2 131r /min 3.14 20 Kv KtvKmvKtvK 1V 根据Z535钻床说明书，查看工艺设计手册表 4.2-15，可以考虑选择 c=140r/mi n 。 4）检验机床扭转及功率 根据 切削手册表 2.21，当fv=1.6mm/r, do =21mm 时,Mc=125.6Nm 。扭转的修正系数均为1.0，故Mc=1

34、25.6Nm。 又根据切削手册表 2.23， b =（170213） HBS, d0=20mm 时, f=1.5mm/r,vc=10m/min时 Pc=1.5KW。 根据Z535钻床说明书，PcPE。 所以，有McMm,PcPE，进而检验了选择的切削用量可用。 即 f=1.5mm/r,n=nc=140r/min,vc=8.2m/min。 （3）计算基本工时 tm nf 公式中：L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+ =10mm,所以, tm L nf 30 10 140 1.5 0.19min 工序四以20mm孔为精基准，粗、精镗50mm孑L,保证空的精度达到 IT7。 (一)粗镗48mm

35、孑L (1 )加工条件 工艺要求：孔径d=44mm 的孔加工成d=48mm，通孔。 机床：T616型立式钻床 刀具：YG6的硬质合金刀 刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀 (2 )切削用量 1) 确定切削深度ap 48 44 ap2mm 2 2) 确定进给量f 根据切削手册表1.5，当粗镗铸铁，镗刀直径为 20mm , ap=2mm , 孔径 d=50mm，镗刀伸长长度 l=100mm 时，f= 040.60mm/r 。 按T616机床进给量，查工艺设计手册表 4.2-21，选f=0.58mm/r。 (3)决定切削速度v 查切削手册表1.27和表1.28， m xv yv T

36、 ap f 其中：Cv=158 , xv=0.15,yv=0.40,m=0.20,T=60min Ktv=1.0, Kmv=1.0, Ksv=0.8, Ktv=l.0 KKtvKmv Ksv Ktv 0.8 所以, 3.14 48 (4 )确定粗镗 48 mm孔的基本时间 选镗刀的主偏角xr= 45 ,则 l1=3.5mm,l2=4mm,l=12mm,l3=0 f=0.58mm/r, n=370r/mm ，i=1 3.5 12 4 0.09min。 所以tm 0.58 370 (二)半精镗 50mm的孔 (1 )加工条件 工艺要求：孔径d=48mm 的孔加工成d=50mm，通孔。 机床：T61

37、6型立式钻床 刀具：YG6的硬质合金刀 刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀 (2 )切削用量 1) 确定切削深度ap 50 48 1mm 即二 2）确定进给量f 根据切削手册表1.5，当粗镗铸铁，镗刀直径为 20mm , ap=2mm , 孔径 d=50mm，镗刀伸长长度 l=100mm 时，f= 0400.60mm/r。 按T616机床进给量，查工艺设计手册表 4.2-21，选f=0.41mm/r。 （3）决定切削速度v m xv yv T ap f kv 查切削手册表1.27和表1.28， 其中：Cv=158， xv=0.15,yv=0.40,m=0.20,T=60min

38、 又可以查出 Ktv=1.0, Kmv=1.0, Ksv=0.8, Ktv=1.0 K Ktv Kmv KsvKtv0.8 所以， 158 600.2 10.15 0.4140 0.8 78.9m/ min 1000 78.9 n503r/mi n 3.14 50 又按T616机床的、上的转速，选择n=370r/min。 (4)确定粗镗50mm 孔的基本时间 选镗刀的主偏角xr= 45 ,贝V l1=3.5mm， l2=4mm ， l=12mm ， l3=0 ，又 f=0.58mm/r ， n=370r/mm， i=1。 I2 nf 3.5 12 4 0.13min 所以tm 0.41 370

39、 工序五切断。 (1 )加工条件 工件尺寸：长72mm，深12mm 。 工艺要求：将双体铣开。 刀具：查工艺设计手册表 3.1-27可知，选高速钢细齿圆锯片刀。 10， 又由金属切削手册表6-7可查得，B=4mm , d0=16Omm , Z=50， 0 o 16。 (2 )切削用量 1 )决定每齿进给量fz 根据切削手册表3.4可查得， fz (0.03 0.02)(1 40%)(0.042 0.028)mm/z。 由于是对称铣，取f=0.028min/z 。 2) 后刀面最大磨损及寿命 由切削手册表3.7可查得，后刀面最大磨损为：(0.15 0.20)mm 由切削手册表3.8可查得，寿命T

40、=150min。 3) 计算切削速度 由切削手册表3.27中的公式可查得， Vc Kv qdoqv m pv T apXvfzyvUvaeZ 根据公式可算出vc=76.7m/min。 又根据公式可以算出 n 1000 76.7153r /min 。 160 根据XA6132铣床的说明书，选主轴转速为 n=150r/min 所以，实际的切削速度为v=75.36m/mi n。 工作台每分钟进给量为：fmz 0.026 50 150 195mm/min。 综上，实际的进给量为 mz 1900.025mm/z 50 150。 4) 检验机床功率 根据切削手册表3.28 中的计算公式可知, Fcv Pc

41、 1000 Fc CxF yF uF Fap fzy ac zK uF wF do n Fc 公式中：cF=30，xF=1.0 ，yF=0.65 ， uF=0.83 ，wF=0，qF=0.83 。 所以算得 Fc=163.5N ，Pc=4.8KW。 XA6132铣床主动电机的功率为7.5KW，所以，选用的切削用量检验合格, 可以采用。 综上，最终确定，Vf =190mm/min ，n=150r/min，v=75.36m/min 。 (3)计算基本工时 tm 公式中：L=l+y+ 由切削手册表3.26查得l+ =0mm,所以, L=l+y+ =22mm。 L 22 故,垢 n为丝锥或工件每分钟转

42、数(r/min )；d为螺纹大经；f为工件每转进给量等于 工件螺纹的螺距p。 由上述条件及相关资料有: p 1mm/ r , d 6mm, n 680r/ min , n0680r /min , i 1。所以 (1 )切削速度 dn v 所以， 1000 3.14 6 680 1000 10.7 m/min 。 (2 )基本工时 根据公式计算tm 6 2 2.5 680 1 6 2 2.5 680 1 10.03 min 工序十以20mm 孔为精基准，铣47 凸台。 (1 )加工条件 工件尺寸：长为25mm，宽为10mm。 机床：XA5032立式铣床。 刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。

43、 W18Cr4V硬质合金钢端铣刀，牌号YG6 由切削用量简明手册(后简称 切削用量)表3.1查得铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10时，取刀具直 径do=80mm。又由切削手册表3.2，选择刀具前角y= + 5 后角a = 8 副后角a。 =8 ，刀齿斜角 冷=10 ,主刃Kr=60 ,过渡刃Kr =30 ,副刃 Kr =5 过渡刃宽 b =1mm。 （2 ）切削用量 1）铣削深度：因为切削量较小，故可以选择 ap=6mm，一次走刀即可完成 所需长度。 2 ）每齿进给量：查切削手册得机床功率为 7.5kw。查切削手册表 3.5可得f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量

44、f=0.14 mm/z 。 （3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。 查切削手册表3.8，寿命T=180min。 （4）计算切削速度 查切削手册表3.27中的公式，查得下面所示公式 1-1。 查切削手册 ， 由表 3.16 查得Vc = 77mm/s n=245r/mi n,Vf=385mm/s 。 各修正系数为：Kmv K mn KmvfJ。KsvKsnK svf08 ， 。 所以，Vc Vt Kv 77 1.0 0.861.6m/ min ， n ntkn 245 1.0 0.8 196r/ min， Vf Vftkvt 385 1.0 0.8

45、308mm/ min 。 又根据 XA5032 铣床参数，选 n=235r/min， Vf =375mm/s 则实际的切削速度为: Vc dcA 所以，计算得实际的切削速度为 实际的进给量为： donc 3.14 100 235 vc73.8m/ min 1000 1000 1000 所以，计算得实际的进给量为 fzv Vfc zv ncZ Vfc375 ncz 235 10 0.16mm/ z。 (5) 校验机床功率 查切削手册表 3.24 ,当 b =（174 207）MPa , ae=70mm , ap=6min , d0=100mm ，Z=10，VfcPcc，故校验合格，因此选择的切削

46、用量可以采用 最终确定 ap=6mm ， n c=235r/min, (6) 计算基本工时 tm 公式中，L=l+y+ ，根据切削手册 =25mm。 vf 375mm/min ,f z =0.14mm/z。 L_ Vf 表 3，26，可得 l+ =0，所以 L=l+y+ L 25 根据公式1-4，计算得tm 一 0.07min Vf 375 工序一检查。 其余几步数据见工艺卡片。 1.3绘制零件图和编制工艺卡 1.3.1绘制零件图 图 1-2 拨叉零件图 1.3.2 编制工艺文件 1、机械加工工艺过程的组成 工艺过程 改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品的过程。工

47、艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处 理、装配等工艺过程。 机械加工工艺过程 用机械加工方法，改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使 其成为零件的过程。 零件的机械加工工艺过程由许多工序组合而成， 每个工序又可分为若干个安 装、工位、工步和走刀。 工序 一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完 成的那一部分工艺过程。 安装 工件经一次装夹（定位和夹紧）后所完成的那一部分工序。 工位 为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可 动部分一起，相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。 工步 当加工表面、加工工具和切削用量中的转速和进给量均保持不变的

48、情 况下完成的那一部分工序。 2、工序的合理组合 确定加工方法以后， 就要按生产类型、 零件的结构特点、 技术要求和机床设 备等具体生产条件确定工艺过程的工序数，确定工序数有两种基本原则可供选 择。 工序分散原则 工序多， 工艺过程长， 每个工序所包含的加工容极少， 极端情况下每个工序 只有一个工序， 所使用的工艺设备与装备比较简单， 易于调整和掌握。 有利于选 用合理的切削用量，减少基本时间，设备数量多，生产面积较大。 工序集中原则 零件的各个表面的加工集中在少数几个工序完成， 每个工序的容和工步都较 多，有利于采用高效的机床， 生产计划和生产组织工作得到简化， 生产面积和操 作工人数量减少

49、， 工件装夹次数减少， 辅助时间缩短， 加工表面间的位置精度易 于保证，设备、工装投资大，调整、维护复杂，生产准备工作量大。 批量小时往往采用在通用机床上， 工序集中的原则； 批量大时即可按工序分 散原则组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备按工序集中原则组织生 产。 将工艺规程的容， 填入具有规定的格式的卡片中， 使之成为生产准备和施工 依据的工艺规程文件。 第 2 章 综合训练 2.1专用夹具设计 10 11 12 13 4 3 2 1 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 序号 设计 指导 审核 夹具体 方形对刀块 定向件 圆柱销 内六角圆柱头螺钉M

50、10 圆头平手柄 活动V形块 开槽圆柱头螺钉 内六角圆柱头螺钉M6 圆柱销 固定V形块 内六角圆柱头螺钉M8 圆柱销 . 1 支承板 内六角圆柱头螺钉M10 铣夹具 件数 比例 件数 重量 图2-1拨叉夹具图 HT200 20钢 45钢 35钢 A3 45钢 20钢 A3 A3 35钢 20钢 A3 35钢 20钢 A3 材料 备注 江苏技术师范学院 08机制4W 2.1.1定位基准的选择 由零件图可知，待加工的20mm 的上端面以及50mm 的上下端面都与 尚未加工的20mm 的孔之间有着很高的位置垂直度要求，而在铣削 20mm 上端面之前下端面已经进行铣削。综合考虑，在进行铣削 20mm

51、上端面这道 工序时，以下端面为主要的定位基准，利用一个固定 V形块和一个活动V形块 进行夹紧定位，消除四个自由度，再在底面用一个支撑板消除一个自由度， 以便 达到所需的定位要求。 2.1.2切削力及夹紧力的计算 (1) 刀具 选用W18Cr4V硬质合金钢端铣刀 由机械手册查得公式 W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6 。铣削宽度 ae=60, 深度 ap=4, 齿数z=10,故据切削手册,取刀具直径do=80mm 。选择刀具前角y= + 5 后角a = 8 ，副后角ao =8 ，刀齿斜角 冷=10 ,主刃Kr=60,过渡刃 Kr =30 ,副刃 Kr =5 过渡刃宽 b g=1mm

52、。 查表 9.4 8 得其中： 修正系数，z=24。 所以，根据公式和数据可以算出 F= 889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在。 安全系数 K= 其中：为基本安全系数 1.5 为加工性质系数 1.1 为刀具钝化系数 1.1 为断续切削系数 1.1 。 所以 。 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机，由 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取， F=+G ， G 为工件自重。所以： 夹紧螺钉： 公称直径 d=15mm ，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级，查得， ，。 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为,s=3.54，取s=4，得 满足

53、要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧， 调节夹紧力调节装置， 即可指定可靠 的夹紧力。 2.1.3 夹具设计及操作的简要说明 如前所述， 在设计夹具时， 首先要考虑到能保证零件的加工精度， 其次是要 提高劳动生产率。为此，应先考虑所设计的夹具体与零件在夹具上的定位。 夹具的三维装配图制作过程如下： 1、夹具体底座 图 2-2 夹具体底座 制作步骤： （1）先拉伸出一个夹具体的底座雏形。 （2）在底座上打孔，以便装配其余的零件。 包括 4个装定支撑板的螺纹孔， 两对分别装定固定 V 形块和活动 V 形块的销孔和螺纹孔，两组装定对刀块的销 孔和螺纹孔，以及装定定位件的通孔。 （3）在夹具体底座的下端拉伸出4个U形孔。 2、支撑板 图 2-3 支撑板 制作步骤： （1）先拉伸出一个支撑板的雏形。 （2）在支撑板上进行倒角，大螺纹孔，以便装配。 3 、固定支撑板 图 2-4 固定 V 形块 制作步骤： （1 ）拉伸出固定 V 形块的雏形。 2 ）在固定 V 形块上倒角，打出便于装配的螺纹孔和销孔