機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計-CA6140車床撥叉831005工藝及銑8槽夾具設(shè)計

摘要目錄II編號課程設(shè)計說明書題目：撥叉零件加工工藝及專用夾具設(shè)計機(jī)電學(xué)院機(jī)械工程及自動化專業(yè)學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：20XX年1月8日摘要I摘要此次設(shè)計是對C6140車床831005撥叉零件加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鑄造件，具有體積小、形狀復(fù)雜的特點。在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機(jī)床夾具等。其中機(jī)床夾具最為常見。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置、對刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。本次設(shè)計的是撥叉零件的專用夾具。專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢，一般適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。關(guān)鍵詞：撥叉；工藝；定位基準(zhǔn)；夾具設(shè)計；全套圖紙加V信153893706或扣3346389411ABSTRACTIIABSTRACTThisdesignisdesignedfortheprocessingtechnologyandfixtureofthe831005forkpartsoftheC6140lathe.Thepartsarecast,withsmallsizeandcomplexshape.Inanyprocessintheprocess,thedeviceusedforquick,convenientandsafeinstallationoftheworkpiececanbecalledafixture.Forexample,weldingjig,inspectionfixture,assemblyfixture,machinetooljigandsoon.Thejigofmachinetoolisthemostcommon.Afixtureisusuallythepositioningelement(todeterminethecorrectpositionofaworkpieceinthefixture),clampingdevice,toolguideelement(todeterminethetoolandworkpiecerelativepositionordirectionguidingtool),indexingdevice(processing,sothattheworkpiececancompletethenumberofstationsinasinglesetupoftherotaryindexingdeviceandamobilelinedividingdevicetwo),connectingelementandfixture(jigbase).Thisdesignisaspecialfixturefortheforkparts.Aspecialfixtureisafixturedesignedspeciallyforacertainprocessofaworkpiece.Itscharacteristicsarecompactstructure,quickoperation,convenienceandlaborsaving,whichcanguaranteehighermachiningaccuracyandproductionefficiency,butthedesignandmanufacturingcycleislongerandthemanufacturingcostishigher.Whentheproductischanged,thefixturewillbescrappedbecauseitcan'tbeusedagain.Itisonlysuitableforlargebatchproduction.Keywords:dialingfork；technology；positioningdatum；fixturedesign；V目錄摘要 第1章緒論本課題的研究內(nèi)容和意義撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的嚙合，用來推動變速器齒輪，改變齒輪位置的工具，通過將齒輪改變位置來改變齒比，以達(dá)到變速的目的，變速器的齒輪都是裝在主軸和副軸上，通過撥叉來推動它們的前進(jìn)或后退,就可以改變齒比。高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)，已成為衡量一個國家實力和技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一，成為一個國家在競爭激烈的國際市場上獲勝的關(guān)鍵因素。機(jī)械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品質(zhì)、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造,還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求，企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出更高的要求。國內(nèi)外的發(fā)展概況夾具的發(fā)展200已經(jīng)有多年的歷史，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。第二階段，隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床一工件一工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這一階段夾具發(fā)展的主要特點是高率。第三階段，在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提m>隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應(yīng)性。可以預(yù)見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。械制造工藝學(xué)課程設(shè)計，是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。本課題應(yīng)達(dá)到的要求機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達(dá)到以下目的：1、能熟練的運用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。第2章零件分析第2章零件分析2.1零件功用分析給定的零件是CA6140車床中的813005撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進(jìn)行工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。撥叉頭以?22+0.280孔套在變速叉軸上，并用花鍵與變速叉軸連接，撥叉教夾在變換齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動齒輪在化簡軸上滑動以變換檔位，從而改變主軸轉(zhuǎn)速。該撥叉在變換檔位時要承受彎曲應(yīng)力及沖擊載荷作用，因此該零件應(yīng)有足夠強度，剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為叉軸孔Φ22+0.280，撥叉腳內(nèi)表面及操縱槽。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。圖1.1（831005撥叉）2.2零件結(jié)構(gòu)分析具有良好結(jié)構(gòu)工藝性的零件，能在滿足使用要求的前提下，較經(jīng)濟(jì)地、高效地、合格地被加工出來。零件的制造一般要經(jīng)過毛壞產(chǎn)生，切削加工，熱處理，裝配等階段。進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量使其在各個生產(chǎn)階段具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。零件結(jié)構(gòu)工藝性的分析，可從零件尺寸和公差的標(biāo)注,零件的組成要素和零件的整體結(jié)構(gòu)等三方面來分析。

CA6140撥叉共有兩組加工表面:1.以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面這一組面包括Φ25+0.0230mm的六齒矩形花鍵孔Φ22+0.280花鍵底孔兩端的2X15°倒角和距中心線為27mm的平面。無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書2.以工件右端面為基準(zhǔn)的8+0.030mm的槽和18+0.0120mm的槽經(jīng)上述分析可知，對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。2.3零件技術(shù)要求分析表2-SEQ表\*ARABIC\s11撥叉技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等級表面粗糙度Ra（μm）形位公差/mm撥叉右端面28IT123.2-寬8凹槽8+0.030IT81.6-寬18凹槽18+0.0120IT63.2-撥叉內(nèi)通孔Φ22+0.0280IT83.2-花鍵槽寬6+0.06-0.03IT93.2-花鍵槽直徑Φ25+0.0230IT71.6-第3章零件工藝分析第3章零件工藝分析3.1表面加工方法的確定一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時是加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于設(shè)計撥叉的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足內(nèi)花鍵加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機(jī)床。

本零件的毛坯為鑄件，待加工面有內(nèi)孔，端面，凹槽，內(nèi)倒角等。公差等級及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下：(1)、花鍵花鍵大徑表面粗糙度為Ral.6un,毛坯孔未鑄出，需鉆、擴(kuò)、鉸孔，然后直接用拉刀拉出即可。(2)、端面本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和右端面以及通槽，其表面粗糙度為Ra1.6μm及Ra3.2μm，經(jīng)粗銑和半精銑即可(3)、內(nèi)倒角加工角度為15度的內(nèi)倒角，采用銑床加工即可。3.2確定毛坯的類型及制造方法零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。毛坯零件圖如下圖：3.3機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0kgσb=160MPaHBS生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：工序一：加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗車半精車粗車半精車粗車半精車A面2.511918Ra6.3Ra3.2無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書工序二：加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗車半精車粗車半精車粗車半精車?22+0.280孔31?21?22+0.280Ra12.5Ra6.3工序三：加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗銑半精銑粗銑半精銑粗銑半精銑槽B面312827Ra6.3Ra3.2工序四：加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度銑削銑削銑削槽80+0.03寬8深8寬10深19寬Ra1.6深Ra6.3工序五：加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度銑銑銑槽18+0.0120寬深寬深深寬182317.7+0.052050—6.3第4章擬定零件機(jī)械加工工藝路線第4章擬定零件機(jī)械加工工藝路線4.1定位基準(zhǔn)的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。并且作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，無毛刺，飛邊或其他表面缺陷。該零件屬于一般軸類零件，選用撥叉頭左端面及?40mm外圓面做粗基準(zhǔn)。采用?40mm的外圓面定位加工內(nèi)孔可保證壁厚均勻，采用撥叉頭左端面A面做粗基準(zhǔn)加工右端面可為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇：主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。根據(jù)該撥叉零件圖的技術(shù)要求及裝配要求，選擇撥叉頭的右端面和叉軸孔?220+0.28作為精基準(zhǔn)。因為零件上很多表面都可以用它們做基準(zhǔn)進(jìn)行加工，叉軸孔?220+0.28的軸線使設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)加工操縱槽上表面及下表面，以及叉腳內(nèi)表面。撥叉頭右端面作精基準(zhǔn)遵循了基準(zhǔn)重合原則，因為該撥叉在軸向的尺寸多以該端面為設(shè)計基準(zhǔn)。4.2擬定零件的工藝路線方案一：鑄坯工序一：粗車和半精車A端面，鉆和擴(kuò)花鍵底孔，兩端倒角150工序二：粗銑、精銑槽B面工序三：銑削槽80+0.03工序四：銑削、磨槽180+0.012工序五：拉花鍵工序六：鉗工工序七：終檢方案二：工序一： 鑄造工序二： 時效處理，去應(yīng)力工序三：粗車端面A，精車端面A，鉆花鍵底孔，擴(kuò)花鍵底孔，倒角2x15°工序四： 拉六齒方型花鍵工序五： 粗銑B面，精銑B面工序六： 銑8mm的槽工序七： 粗銑寬為18的槽，半精銑寬為18的槽無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書工序八： 最終檢驗方案分析：上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中第二、三、四道工序很難對工件進(jìn)行定位和夾緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的第三、四、五道工序很容易對工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為三、四、五道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。4.3選擇工藝裝備1.機(jī)床C3613-1，轉(zhuǎn)塔式六角車床，X62W銑床，拉床2.刀具90度車刀，Φ20中心鉆，Φ21擴(kuò)孔鉆，45度偏刀高速鋼拉刀高速鋼面銑刀3.夾具專用夾具4.量具游標(biāo)卡尺、量塊4.4確定各工步切削用量及基本工時的計算工序三：粗車端面A，精車端面A，鉆花鍵底孔，擴(kuò)花鍵底孔，倒角2x15°1.加工條件工件材料：灰口鑄鐵HT200，σb=145MPa，鑄造。加工要求：粗、半精車A面并保證18mm的工序尺寸，Ra=3.2μm。機(jī)床：磚塔式六角臥式車床C3163—1.2.計算切削用量粗車（1）已知長度方向的加工余量為4土2.3mm。實際最大加工余量為6.3mm，故分二次加工（粗車和半精車），長度加工公差I(lǐng)T14級，取為-0.43mm（入體方向）（2）進(jìn)給量的確定，根據(jù)《機(jī)械加工工藝是手冊》，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mmX25mm，車削深度ap≤3時，以及工件的尺寸為Φ60mm（由于凸臺B面的存在所以取直為Φ60mm），得f=0.5—0.7mm/ｒ，按車床說明書,取f=0.6mm/ｒ由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以K=0.75—0.85，所以實際進(jìn)給量:f=0.6X0.8=0.48mm/r按車床說明書f＝0.53ｍｍ／ｒ（3）計算切削速度切削速度的計算公式為（壽命選T=60min，刀具材料為YG6）V=Cv/(Tm·apxv·fyv)·kv其中：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表27—12加工外形：外圓縱車（kr>00）、刀具材料YG6、進(jìn)給量f>0.40可得：Cv=158xv=0.15yv=0.4M=0.2修正系數(shù)Kv：kmv=1.15kkv2=0.8kkrv=0.8ksv=0.97kBV=0.81Vc=158/(600.2·20.15·0.530.4)·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=46.9(m/min) （4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按車床說明書ｎ＝200r／min所以實際切削速度V=40.8m/min（5）切削工時由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準(zhǔn)備Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=0.33（min）L=(65-0)/2=32.5L1=3、L2=0、L3=0精車已知粗加工余量為1mm進(jìn)給量f根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》表5—116表面粗糙度Ra=3.2、切削速度范圍不限、刀尖圓弧半徑rE=0.5mm,可得f=0.15—0.25按車床說明書ｆ＝0.16mm/r計算切削速度切削速度的計算公式（壽命選為T=60min）為：V=Cv/(Tm·apxv·fyv)·kvV=158/(600.2·20.15·0.160.4)·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=83.85(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速.nw=1000vc/dw=410.8（r/min）、按車床說明書取nw=400（r/min）實際切削速度V=57.1m/min（4）切削工時Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min）由于下一道工序是鉆孔，所以留下?20mm的臺階，所以L=(65-20)/2=22.5mmL1=3.L2=0.L3=0鉆孔、擴(kuò)孔、倒端面A倒角（1）鉆孔鉆頭選擇：鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨具刃，刀具材料YG8,鉆頭參數(shù)：ｄ＝Ф20ｍｍβ=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm,ao=12°,Ψ=55°,b=2mm，=4mm。根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28—1確定f=0.4—0.8mmａ、按機(jī)床進(jìn)給強度決定進(jìn)給量：,當(dāng)σb＝210MPaｄ0＝20.5mm可確定f=0.75。按車床說明書取f=0.62mm/n.ｂ、決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命，當(dāng)do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6壽命T=45min.ｃ、切削速度根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表28—2切削速度公式V=(CVd0zv/Tmapxvfyv)kvCV=22.2Zv=0.45Xv=0yv=0.3m=0.2確定修正系數(shù)：KTV=1.0KMV=1.0KWV=0.8Ktv=1.0kov=1.2klv=1.0kapv=1.0Ｖ=21m/minn=1000V/D=334.4n/min由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/min和400n/min取280n/min取n=280m/min.實際Ｖ=17m/minｄ、基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32(min)入切量及超切量查出Ψ+△=10mm所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32(min)（2）、擴(kuò)孔刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上Tm=0.32倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進(jìn)給。（3）、倒端面A倒角刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。檢驗機(jī)床功率可以查出當(dāng)σｂ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍｆ≤0.6ｍｍ／ｒＶｃ≤41ｍ／minＰｃ＝3.4kw按車床說明書主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗按有關(guān)手冊當(dāng)ｄｏ＝21ｍｍｆ＝0.64ｍｍ查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8N.M功率公式:ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按車床說明書主電機(jī)功率Ｐ＝11KM可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要工序四：拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm拉削速度：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表32—1灰鑄鐵硬度大于180HBS，拉刀速度分組：二，花鍵孔表面粗糙度為1.6，拉削速度范圍：4.5—3.5v=0.06m/s(3.6m/min)拉削進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表32—3，拉刀型式矩形齒花鍵拉刀，灰鑄鐵f=0.04—0.1切削工時未知拉刀長度公式：t=Zblηk/1000vfzZ式中：Zb單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；L拉削表面長度，80mm；η考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.2；k考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4；v拉削速度（m/min）；fz拉刀單面齒升；Z拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；P拉刀齒距。P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7∴其本工時Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)工序五：粗銑B面，精銑B面加工要求：粗銑B面，Ra=3.2ｕｍ。用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑加工余量3mm機(jī)床：X62W加工工件尺寸：寬度：40mm長度：28mm1.粗銑選擇刀具根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》銑削寬度ae≤5mm時。直徑為do=50mm故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)rn=10°ao=16°切削用量本道工步切削寬度ac＝3±0.8ｍｍ，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30—13，銑床功率5—10KW，工藝系統(tǒng)剛度為中，鑲齒銑刀，加工材料為灰鑄鐵，可選擇粗銑時每齒進(jìn)給量af=0.2—0.3mm/z選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm，刀具壽命T=120min確定切削速度VcZ=8,aP=40-70mm,ac=3±0.8ｍｍ,fz=f/z=0.07501mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12Ksv=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根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/minVf=nf=160x0.6=96mm/min選Vf=80mm/min實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5)機(jī)床功率：當(dāng)Vc=71m/minae=3mmap=41mmfz=0.08Kmpc=1.4kw切削功率的修正系數(shù)：故Pct＜0.8,根據(jù)X62W型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為Pcm=7.5×0.75=5.63kw故Pcc＜Pcm因此所決定的切削用量可以采用。ae=3mmVf=80m/min=160r/minVc=25.1m/minfz=0.0625mm/z6)基本工時Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min）L1+△=14mm精銑B面1）選擇刀具刀具與上道工步是同一把刀。2）切削用量留半精銑的加工余量為1，所以本道工步切削寬度ae＝1mm，由于加工表面精度要求Ra=3.2um.根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30—13得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～1.2mm/r就能滿足要求，但考慮到X62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和X62W銑床說明書所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r3）決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定ac=0.2mm,Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/minn=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/minfz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4）基本工時基本工時根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min）L1+△=14mm工序六：銑削8+0.030mm槽粗銑8+0.030mm槽加工工件尺寸：8+0.030mm,長度L=40mm加工要求：高速鋼直齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8用乳化液冷卻機(jī)床：X62W選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3。所以銑刀精度為精密級K8銑刀參數(shù)：L=8mmD=63d=22d1=34ro=15°ao=12°an=6°Z=16選擇切削量由于槽的深度為8mm,分兩次走完，一次走7mm，一次走1mm，ae=7mmap=7mm由《切削用量簡明手冊》表3.3確定f=0.15-0.3mm/r現(xiàn)取f=0.3mm/rfz=0.3/16=0.018mm/z3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4)決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·KvCv=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=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv=82.86m/minn=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/minfzc=110/375×16=0.018mm/z機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28公式圓周力fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFCKTV=0.90KMFC=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=30X8X0.018X8/63X375=505.6NM=FCdo/2×103=15.9N?MPc=FcVc/1000=1.18km根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。6)基本工時基本工時根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min）L1+△=14mm精銑削8+0.030mm槽加工工件尺寸：8+0.030mm,長度L=40mm加工要求：高速鋼直齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8用乳化液冷卻機(jī)床：X62W選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3。所以銑刀精度為精密級K8銑刀參數(shù)：L=8mmD=63d=22d1=34ro=15°ao=12°an=6°Z=16選擇切削量由于槽的深度為8mm,分兩次走完，一次走7mm，一次走1mm，ae=7mmap=7mm由《切削用量簡明手冊》表3.3確定f=0.15-0.3mm/r現(xiàn)取f=0.3mm/rfz=0.3/16=0.018mm/z3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4)決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·KvCv=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=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv=82.86m/minn=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/minfzc=110/375×16=0.018mm/z機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28公式圓周力fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFCKTV=0.90KMFC=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=30X8X0.018X8/63X375=505.6NM=FCdo/2×103=15.9N?MPc=FcVc/1000=1.18km根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。6)基本工時基本工時根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+4)/110=0.4（min）L1+△=4mm工序七：粗銑寬為18的槽，半精銑寬為18的槽加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm由于此工步的設(shè)計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，選擇刀具銑刀參數(shù)：L=10D=100mmd=30mmro=15°ao=12°an=6°Z=24選擇銑削用量由于槽的寬度為18mm,故二次走完，ae=23mmap=10mm由《切削用量簡明手冊》表3.3確定f=0.5mm/r現(xiàn)取f=0.8mm/rfz=0.5/24=0.02mm/z3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·KvCv=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=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv=98.6m/minn=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z5）基本工時基本工時根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+20)/150=0.4（min）L1+△=20mmi=1精銑寬為180+0.12mm槽無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm由于此工步的設(shè)計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，選擇刀具銑刀參數(shù)：L=10D=100mmd=30mmro=15°ao=12°an=6°Z=24選擇銑削用量由于槽的寬度為18mm,故二次走完，ae=23mmap=10mm，現(xiàn)在精銑。由《切削用量簡明手冊》表3.3確定f=0.5mm/r現(xiàn)取f=0.8mm/rfz=0.5/24=0.02mm/z3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·KvCv=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=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv=98.6m/minn=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min根據(jù)X62W型銑床說明書選Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z5）基本工時基本工時根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+20)/150=0.4（min）L1+△=20mmi=1第5章零件定位方案選擇5.1加工工序應(yīng)限自由度分析工序三：粗車端面A，精車端面A，鉆花鍵底孔，擴(kuò)花鍵底孔，倒角2x15°根據(jù)工序簡圖所示坐標(biāo)系及加工要求，應(yīng)限制工件的三個自由度，分別為x軸的位移、y軸的位移和z軸的位移。工序四： 拉六齒方型花鍵根據(jù)工序簡圖所示坐標(biāo)系及加工要求，應(yīng)限制工件的四個自由度，分別為x軸的位移和旋轉(zhuǎn)、y軸的位移和z軸的位移。工序五： 粗銑B面，精銑B面根據(jù)工序簡圖所示坐標(biāo)系及加工要求，應(yīng)限制工件的六個自由度，分別為x軸的位移和旋轉(zhuǎn)、y軸的位移和旋轉(zhuǎn)、z軸的位移和旋轉(zhuǎn)。工序六： 銑8mm的槽根據(jù)工序簡圖所示坐標(biāo)系及加工要求，應(yīng)限制工件的六個自由度，分別為x軸的位移和旋轉(zhuǎn)、y軸的位移和旋轉(zhuǎn)、z軸的位移和旋轉(zhuǎn)。工序七： 粗銑寬為18的槽，半精銑寬為18的槽根據(jù)工序簡圖所示坐標(biāo)系及加工要求，應(yīng)限制工件的六個自由度，分別為x軸的位移和旋轉(zhuǎn)、y軸的位移和旋轉(zhuǎn)、z軸的位移和旋轉(zhuǎn)。5.2按結(jié)構(gòu)特征選擇定位元件工定位元件的設(shè)計應(yīng)滿足下列要求：⑴要有與工件相適應(yīng)的精度；⑵要有足夠的剛度，不允許受力后發(fā)生變形；⑶要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多釆用低碳鋼滲碳淬火或中碳鋼淬火，硬度為58?62HRC；工件以平面定位：支承釘、支承板工件以外圓定位：V形塊、定位套、半圓套、圓錐套工件以圓孔定位：定位銷、圓錐銷、定位心軸5.3所選定位元件能限自由度分析工序三：限制工件的三個自由度；工序四：限制工件的四個自由度；工序五：限制工件的六個自由度；工序六：限制工件的六個自由度；工序七：限制工件的六個自由度；5.4定位方案的確定工件的定位表面有各種形式，如平面、外圓、內(nèi)孔等，對于這些表面，總是采用一定結(jié)構(gòu)的定位元件。常見的定位方法有：平面定位、圓孔定位、外圓柱面定位、組合表面定位。根據(jù)工序簡圖所示坐標(biāo)系及加工要求，選擇定位方案如下：工序三：外圓面、平面定位；工序四：平面定位；工序五：內(nèi)孔、平面定位；第6章選擇夾緊機(jī)構(gòu)工序六：內(nèi)孔、平面定位；工序七：內(nèi)孔、平面定位。5.5定位誤差分析因基準(zhǔn)誤差為零，基準(zhǔn)不重合誤差為零，所以最終定位位置為零。第6章選擇夾緊機(jī)構(gòu)6.1切削力與切削力矩計算根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-19中公式，查加工灰鑄鐵時圓柱銑刀的切削力計算公式為:公式中各參數(shù)含義如下：：各種銑刀加工不同材料的切削參數(shù)，對于端面銑刀加工灰鑄鐵取：高速鋼銑刀切削力的修正系數(shù)，對于灰鑄鐵取1.0：銑削時各分力與圓周力的比值，對于對稱端銑取:其余參數(shù)根據(jù)機(jī)械加工工藝數(shù)值帶入計算得:6.2夾緊力計算根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表6.3-8中公式W：作用在工件上的夾緊力WL：螺旋夾緊力M：螺旋上的原始作用力M=QLd2：螺紋中徑Q：手柄上的的作用力L：手柄長度l1:支撐到螺栓中心線距離l2:螺栓中心線到夾緊中心距離q:彈簧彈力（此處忽略不計）：機(jī)構(gòu)效率，取0.9無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書帶入數(shù)計算V型塊的夾緊力為2724N，大于工件最大切削力。6.3確定夾緊機(jī)構(gòu)芯軸穿過撥叉內(nèi)孔，螺母擰緊夾緊工件。第7章調(diào)整及安裝元件選擇第7章調(diào)整及安裝元件選擇7.1定向鍵選擇定向鍵裝配在夾具底面的縱向槽當(dāng)中，正常使用兩個。它距離盡量布置的要遠(yuǎn)一些。經(jīng)過定向鍵以及銑床的工作臺U形槽的配合，使本次設(shè)計的夾具上的定位元件的工作表面相對于工作臺的送進(jìn)的方向具有合理的位置關(guān)系。定向鍵可以承受銑削加工時所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的力矩，可以降低夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷度，提高夾具在加工當(dāng)中的穩(wěn)定性。定向鍵如下圖所示。圖7.1（定向鍵）7.2對刀元件選擇當(dāng)把夾具安裝到銑床上后，銑刀位置和工件位置還不確定，這時就需要對刀塊來確定這一位置。對刀塊可分為直角對刀塊、圓形對刀塊、側(cè)邊對刀塊。對于撥叉的加工，使用對刀塊進(jìn)行對刀，能夠確定銑刀加工方向上的位置。使用對刀塊時，用手動方式把操作工作臺，把對刀塊逐漸逼近銑刀，在銑刀和對刀塊之間塞入塞尺，當(dāng)塞尺剛好能在銑刀和對刀塊縫隙間移動時，此時刀具和夾具的位置便被確定下來，通過減去塞尺的厚度可得到二者之間精確的位置。對刀元件如下圖所示。圖7.2（對刀元件）無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書7.3安裝元件選擇安裝元件包括：1.零部件：831005撥叉、夾具體、對刀塊、芯軸、墊圈、銷軸 2.六角螺母 GB/T6170 M10、M16B型圓柱銷 GB/T119.1-2000 4h8x18B型定位鍵 JBT8016-1999 B18h6內(nèi)六角圓柱頭螺釘GB/T70.1M4x12M6x16第8章夾具體設(shè)計第8章夾具體設(shè)計8.1與定位元件的安裝夾具體上，開有與定向件配合的凹槽，并鉆有螺紋孔，與定向鍵固定，如圖8.1所示。圖8.SEQ圖\*ARABIC\s11（定向鍵）8.2與夾緊元件的安裝夾具體上，加工出與芯軸配合的安裝孔，其上凸臺與831005撥叉左端面相接觸，然后螺母固定夾緊，裝配示意圖如圖8.2所示。圖