CA6140車床撥叉Ⅲ加工工藝與工裝設(shè)計(jì)

-9-第1章緒論1.1研究目的及意義由于撥叉零件的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其可用的加工表面更是數(shù)量眾多，其中最重要的是平面的加工，但是，由于其他五個部分的精確性，如孔的形狀、尺寸、尺寸、位置等，很少能夠得到滿足，因此，這些部分的準(zhǔn)確性就變得至關(guān)重要。當(dāng)規(guī)劃更改轉(zhuǎn)向機(jī)的切削方法時，重要的一點(diǎn)就是要注意確保切削的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行切削之前，需要對切削的材料進(jìn)行詳盡的檢查，包括切削的表面的光潔、粗糙、水平等。此外，還需要檢查切削的各部分的精度，包括軸線的同軸性、圓滑性、光滑性等。精準(zhǔn)的定位和精細(xì)的切削技術(shù)對于完成精密的零部件來說至關(guān)重要。CA6140車床的撥叉被安裝在車床的變速器上，其功能在于實(shí)現(xiàn)快捷的調(diào)節(jié)，以滿足操作者的不同操控要求，從而實(shí)現(xiàn)車床的高效運(yùn)行。換檔撥叉是一種極具挑戰(zhàn)性的零件，因?yàn)樗某叽鐦O小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且在加工內(nèi)部花鍵時，精度要求極高。此外，上端面的加工也極具挑戰(zhàn)性，必須滿足垂直度公差和平行度的要求，以確保其質(zhì)量和性能。由于機(jī)器或零件的尺寸、幾何形狀、相互位置和表面質(zhì)量的準(zhǔn)確性對其性能和使用壽命有著至關(guān)重要的影響，因此，它們的加工工藝顯得尤為重要。一個優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)不僅需要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還需要具備良好的加工技術(shù)，以便更容易地進(jìn)行加工，并且能夠保證質(zhì)量。此外，為了盡可能減少人力投入，設(shè)計(jì)師和技術(shù)專家都需要認(rèn)真思考如何在技術(shù)上確保設(shè)計(jì)的完美。通過研究夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以更好地掌握課程基礎(chǔ)知識，并且可以提高解決實(shí)際工程問題的能力。夾具的使用可以大大改善機(jī)械制造的流程，它不僅可以確保產(chǎn)品的優(yōu)良性能，還可以減輕員工的負(fù)擔(dān)，并且可以大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)時間。然而，由于現(xiàn)代化的制造技術(shù)的不斷推陳出新，以及激烈的市場競爭，使得傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)模式難以滿足當(dāng)今的客戶的需求，因此，企業(yè)必須努力改善夾具的使用效果。1.2研究現(xiàn)狀近年來，現(xiàn)代制造技術(shù)的進(jìn)步，使得許多制造工藝得以改進(jìn)。其中，最顯著的例子就是使用高精度的數(shù)控機(jī)床和制造系統(tǒng)。這些技術(shù)的進(jìn)步，使得許多制造工藝得以實(shí)現(xiàn)自動化和精確定位。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，它的處理能力不僅大大提高，而且還大大改善了傳統(tǒng)的夾具的效率，從而讓設(shè)計(jì)師們更加便捷地獲取到所需的工程參數(shù)，從而第一條線就可以按照自己的想法和邏輯來創(chuàng)造出滿足需求的KBV，實(shí)現(xiàn)了一次重大的突破。這些原理和規(guī)范被集成到3DCAD系統(tǒng)中。由于當(dāng)今的生產(chǎn)力水平不斷攀升，以及激烈的市場競爭，使得傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)難以滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求。因此，采取更有效的方法來改善夾具的設(shè)計(jì)，如采用計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)計(jì)，可以有效地幫助企業(yè)更好地完成生產(chǎn)任務(wù)，從而滿足客戶的期望。CAFD（CAFD）的出現(xiàn)，為工業(yè)界帶來了巨大的變革，它不僅極大地改善了工藝流程，而且還極大地提升了工作效率，為確保產(chǎn)品質(zhì)量、增加生產(chǎn)力、減輕工人負(fù)擔(dān)、縮短工作時間等方面都起到了至關(guān)重要的作用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，工件夾具制造商正在采取多種措施，如建立動力系統(tǒng)、探索新型原材料、改進(jìn)傳統(tǒng)夾具的制造技術(shù)，還有探索有效的檢測和評估夾具性能的技術(shù)。1.3研究內(nèi)容CA6140車床的撥叉被安裝在車床的變速器上，用來滿足操作者的需求，通過操縱滑動齒輪來控制車床的轉(zhuǎn)矩，從而完成車床的正常操縱。該裝置可以有效地控制車床的行駛，從而提高車床的性能。這個裝置的Φ25mm的孔徑可以傳遞凸輪曲線槽的位置信息，兩個叉頭可以被精確地安裝在滑動齒輪上。CA6140車床有兩個具有特定位置要求的加工表面。其描述如下：（1）在上加工面和下加工面上，零件孔的直徑為22mm，而花鍵孔的直徑為25mm。這組加工表面所要達(dá)到的條件有：上、下加工表面孔徑為22mm，孔徑22m的內(nèi)表面粗糙度需要達(dá)到6.3um，Φ25mm的六齒花鍵孔的粗糙度需要達(dá)到3.2um，而兩端孔的粗糙度則需要達(dá)到6.3um;在“基準(zhǔn)優(yōu)先”的指導(dǎo)下，我們將40mm的Φ22mm作為基準(zhǔn)，對22mm的孔、25mm的六齒花鍵孔以及鉸孔進(jìn)行精加工，以確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量；（2）兩側(cè)開孔Φ22mm撥叉端面該加工面具有兩個部分：一個是位于18mm處的平面，需要進(jìn)行精銑處理，Ra=3.2um值為3.2um；另一個是位于8mm處的平面，Ra=1.6um值為1.6um，需進(jìn)行精銑處理；在加工過程中，我們會使用22mm的孔和25mm的花鍵孔，并且將它們的上下平面作為參考；在考慮到成本效益的前提下，我們建議采取多種加工方式，而不是僅僅依靠傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備。在處理復(fù)雜的表面時，我們應(yīng)該采取多組操作，包括首次處理一組，再次處理另一組，最終確保所處的表面符合我們的標(biāo)準(zhǔn)。第2章零件的分析2.1零件的作用CA6140車床的撥叉被安裝在車床的變速器上，負(fù)責(zé)更改車輛的檔次，并且能夠根據(jù)操作人員的指令進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這個部分的功能包括通過操縱滑塊來改變車輛的行駛方向。這個裝置的Φ25mm的孔徑可以有效地將凸輪曲線槽的力量轉(zhuǎn)換為機(jī)械力，而且它的兩個叉頭也可以和滑移齒輪協(xié)調(diào)工作。2.2零件的工藝分析CA6140車床可以用來加工兩種不同的表面，并且它們之間存在著特定的位置要求。（1）在上加工面和下加工面上，φ22mm的零件孔和Φ25mm的花鍵孔均可進(jìn)行精密加工。共有三個加工面組成：一個直徑22mm的上下孔，一個直徑22mm的內(nèi)部孔，一個具有較低的粗糙度的Ra值，一個直徑25mm的六齒花鍵孔，一個具有較低的粗糙度的Ra值，一個具有較高的寬度的3.2um的寬邊緣孔，一個具有較高的寬邊緣的寬邊緣孔；在進(jìn)行加工之前，我們需要將“基準(zhǔn)先行”》中的兩個部分作為參照，即上下端面，并且它們之間的間距也是相互對等的。這樣，我們就可以在22mm、25mm的直徑范圍內(nèi)進(jìn)行孔的加工，并且可以進(jìn)行擴(kuò)孔；（2）孔Φ22mm兩側(cè)的撥叉端面這一加工表面要求更為準(zhǔn)確的銑削，其中右側(cè)的上和下倆平面更要求精確的銑削，其中Ra=3.2um，距離8mm，Ra=1.6um，距離為8mm;加工中，我們會使用22mm的孔、25mm的花鍵孔和其上平面和下平面作為參考進(jìn)行定位；我們可以在保證經(jīng)濟(jì)精度的同時，使用高精度的機(jī)床來加工難以加工的表面。我們可以使用常規(guī)的加工工藝來滿足這些技術(shù)要求，并通過使用專用夾具來確保加工的表面符合位置精度的標(biāo)準(zhǔn)。2.3零件的尺寸圖第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1確定毛坯的制造形式由于HT200的零件具有良好的抗沖擊性能和結(jié)構(gòu)簡單，因此我們選擇了鑄件毛坯作為我們的零件材料。眾所周知，零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為每年20000件，因此查表（15-2）可以確定它是大量生產(chǎn)和工藝安排初步?jīng)Q定的一個基本趨勢是：加工過程分期分批進(jìn)行，流程適當(dāng)集中化，加工設(shè)備多為通用設(shè)備，使用專用夾具可以提高加工效率，降低投資成本，簡化操作流程，從而使轉(zhuǎn)產(chǎn)更為便捷。經(jīng)過精心挑選，我們選擇了HT200作為原始樣品，并采用了金屬模具和機(jī)械造型技術(shù)來制作（表15-4）。我們的產(chǎn)品的尺寸精度達(dá)到了CT9級別（表15-5）。3.2基面的選擇選擇合適的基面對于工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它不僅能夠保證加工質(zhì)量，還能夠大大提升生產(chǎn)效率。（1）在設(shè)計(jì)過程中，我們會優(yōu)先考慮使用未經(jīng)處理的表面。如果我們需要處理多個未經(jīng)處理的表面，我們會優(yōu)先考慮那些具備更好的尺寸和更低的精度的表面。例如，我們會使用φ22孔的未經(jīng)處理的外輪廓底部作為我們的初始尺寸，并使用一個圓柱體和一個六個手指的夾具，確保它們的完整定向。最終，我們就會使用它們開始銑削。（2）在選擇精確的基準(zhǔn)時，應(yīng)特別注意它們是否重合。如果設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不一致，則需要進(jìn)行尺寸轉(zhuǎn)換。3.3制定工藝路線為了達(dá)到最佳的效果，我們應(yīng)該按照生產(chǎn)綱領(lǐng)的規(guī)范，結(jié)合零部件的幾何形狀、尺寸和位置的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的工藝流程，為了更有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們建議采用多功能的數(shù)控設(shè)備和特殊的工作臺，將各個步驟有效地結(jié)合起來，從而提升效率。在進(jìn)行制造時，我們不僅要關(guān)注經(jīng)濟(jì)性，而且要努力將生產(chǎn)成本最大限度地減少。3.3.1工藝路線方案工序一鑄坯。工序二粗銑圓柱底面。工序三將圓柱孔鉆出φ20。工序四將鉸孔擴(kuò)展φ20到φ22。工序五將圓柱孔粗車斜度20°。工序六拉銷孔φ22成花鍵。工序七粗銑的右槽1的側(cè)平面為8mm高為18mm。工序八要對槽1的上下部分進(jìn)行精銑，并對其內(nèi)部和外部進(jìn)行精洗，以確保質(zhì)量。工序九去毛刺。工序十檢驗(yàn)。工序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)01鑄件02粗銑下端面孔的外圓，上端面03鉆孔孔的外圓，下端面04擴(kuò)孔φ22孔的外圓，下端面05車倒角，角度為20度孔的上下端面06拉花鍵槽孔的外圓，下端面07銑左邊鍵槽，銑右邊鍵槽孔，下端面08精銑左右兩槽孔，下端面09去毛刺10終檢3.3.2選擇機(jī)床在工序一、五、七中，我們都使用了XA5032銑床來銑削表面。在這個過程中，我們使用了Z305B搖臂鉆床來進(jìn)行鉆孔和擴(kuò)孔。工序六為拉花鍵，采用普通拉床。工序八用車床。在工序中，使用特定的夾具，并且應(yīng)該進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)和調(diào)整。使用刀具時，應(yīng)該根據(jù)工件的特性來確定：銑削時應(yīng)使用高速鋼立銑刀，銑削時應(yīng)使用三邊刃銑刀，但在車削時應(yīng)該用普通車刀加工，內(nèi)拉床要用矩形齒花鍵拉刀加工。在確定測量范圍時，應(yīng)使用能夠滿足更嚴(yán)格的精度需求的50~125毫米的內(nèi)徑千分尺，而使用0.02毫米的游標(biāo)卡尺則是更佳的選擇。3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“CA6140車床撥叉”采用HT200制作，其硬度介于190~210HB之間，可以滿足各種規(guī)格的大規(guī)模制作需求。根據(jù)所提供的信息和制造流程，我們決定了每個加工部位的機(jī)械加工剩余、制造步驟和最終產(chǎn)品的尺寸。（1）《工藝手冊》是一本關(guān)于機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的簡明手冊，可以幫助您快速掌握相關(guān)知識。銑削加工余量為：粗銑2-4mm半精銑1-2mm精銑0-1mm（2）采用鑄造制作的圓柱（φ40）內(nèi)孔φ22，經(jīng)過鉆孔擴(kuò)大后，加工余量如下：擴(kuò)孔1.2mm（3）粗車加工余量：粗車1.2mm半精車0.8mm（4）在處理右凹槽時，我們發(fā)現(xiàn)它的槽的深度不夠，因此我們決定將槽的粗銑剩下8mm。此外，我們還決定在槽的兩邊進(jìn)行精銑，以提高表面粗糙度并使槽的水平尺寸達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。最終，我們將槽的雙面粗銑剩下0.5mm（5）因?yàn)檫@個平面并未經(jīng)過任何處理，所以我們僅需要對它進(jìn)行了一次簡單的加工。這個凹槽的大小是（精確度較高，屬于IT6級），深度是15。我們已經(jīng)預(yù)制了這個凹槽，它的三個表面的光滑程度也符合我們的標(biāo)準(zhǔn)。（6）采用組合裝配式拉刀加工，將孔的尺寸調(diào)整至20mm，并在此基礎(chǔ)上增加2mm的加工余量，同時，將0.5mm的拉刀加工余量一次性拉出孔內(nèi)的花鍵槽。（7），其他尺寸直接鑄造得到鑒于這種特殊的零部件需要進(jìn)行大規(guī)模的制造，我們建議使用調(diào)節(jié)加工來滿足這一要求。這樣，我們就可以通過使用調(diào)節(jié)加工來確保最佳的加工效率。3.5確立切削用量及基本工時工序一毛坯工序Ⅰ用鑄造尺寸如毛坯圖（CAD毛坯圖）工序二銑圓柱下面（1）加工條件采用HT200作為原料，σb值為σb=0.16GPaHB=190~241值范圍為190~241，經(jīng)過精密鑄造而成。加工要求：粗銑鑄件圓柱下面。機(jī)床：銑床，XA5032臥式銑床。YG6系列硬質(zhì)合金鋼端銑刀中,它能夠達(dá)到ae<=40mm的銑削長度和ap<=1.5mm的齒數(shù)z=10,因此,按照《切割用量簡明手冊》(下面又稱《剪切手冊》),可以將它在剪切后的最大尺寸確定為do=80mm。該刀具的前角為+5°,后角為8°,副后角’為8°,刀齒斜角λ為-10°,主刃為60°，過度刃為30°，副刃為5°，過度刃的長度為為1mm。切削用量1）銑削量較少，設(shè)置銑削深度ap=1.3mm。2）根據(jù)《切削手冊》，我們選擇了f值較小的對稱銑，其值在f=0.14~0.24mm/z之間[]。這意味著，我們使用的是f=0.14mm/z的機(jī)器來完成這項(xiàng)工作。3）查后刀面最大磨損及壽命根據(jù)《切削手冊》3.7的數(shù)據(jù)，可以推斷出，在使用該工具時，后刀面的最大磨損值在1.0~1.5mm。查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min計(jì)算切削速度按《切削手冊》， 式（3-5）算得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s根據(jù)XA6132銑床的設(shè)計(jì)，將nc值設(shè)定在nc=475r/min，Vfc=475mm/s值設(shè)定在Vfc=475mm/s，實(shí)際的切割速率是vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min，而對應(yīng)的進(jìn)給量是fzc=vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。5）經(jīng)過校驗(yàn)，機(jī)床的Pcm值大于Pcc，該校驗(yàn)結(jié)果符合要求。結(jié)果為ap=1.3mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時tm＝L/Vf=(40+40)/475=0.168min 工序三以φ22孔底面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)φ22孔。（1）選擇鉆頭利用雙頭刃磨技術(shù)的高速鋼麻花鉆法,其粗鉆深度為do=20mm,其后角αo=12°,兩重刃的直徑均為bε=二點(diǎn)五mm,橫刃的直徑為b=1.5mm,長度則為l=3mm,而其棱帶的直徑則為（2）選擇切削用量1）決定進(jìn)給量查《切》，所以，按鉆頭強(qiáng)度選擇按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命查《切》，可知，后刀面的最高摩擦系數(shù)在0.5~0.8mm之間[]，其使用期可達(dá).3）切削速度查《切》修正系數(shù)故。式（3-7）查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度式（3-6）4）校驗(yàn)扭矩功率所以故滿足條件，校驗(yàn)成立。（3）計(jì)算工時T=L/nf=65/272*1.45=0.163min（4）擴(kuò)孔的切削用量如下：擴(kuò)鉆：采用φ22孔底面作為精度基準(zhǔn)，將其倒置至20度角，并使用普通車床進(jìn)行加工。工序六拉銷花鍵使用拉刀來調(diào)整花鍵的單向齒高：按照相應(yīng)的操作指南，將花鍵的單向齒高調(diào)節(jié)至0.06mm，并且在調(diào)節(jié)拉削速率的情況下，使得拉刀能夠同步運(yùn)行多個齒輪。切削工時式式（3-7）花鍵孔的工序尺寸加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級表面粗糙度工序尺寸Φ25mm拉花鍵1.8mmCT86.4um24.8mm鉸孔0.2mm3.2um25mm在工序七中，將φ20孔作為精確的基準(zhǔn)，粗銑兩槽以及三端面，保證槽1和槽2上下粗糙度不大于3.2。（1）在粗銑的基礎(chǔ)上，精細(xì)地銑出平面的槽，以達(dá)到最佳的加工效果1）使用錯齒三面刃銑刀，可以根據(jù)機(jī)械手冊中的指示精確地調(diào)整粗銑上平面的槽的銑削速度，從而達(dá)到最佳的加工效果。式（3-8） 計(jì)算工時2）通過使用錯齒三面刃銑刀，我們可以將精密銑削的速度提高30%，從而在平面的槽的兩邊進(jìn)行更高的精密加工。式（3-9）計(jì)算工時式（3-10）（2）粗銑下平面的槽，精銑下平面的槽的三個面1）通過閱讀機(jī)械手冊，可以輕松獲取粗銑削平面的槽的最佳速度信息采用鑲齒三面刃銑刀，。則計(jì)算工時式（3-11）通過使用鑲齒三面刃銑刀，我們可以將精密的銑削速度提高30%，從而使得我們能夠更準(zhǔn)確地切割出平面的槽的三個面。計(jì)算工時式（3-12）工序九去毛刺工序十檢查。3.5.1圓柱表面工序尺寸經(jīng)過詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，我們已經(jīng)確定了工件的總加工余量，現(xiàn)在我們將對每一個表面的加工工序進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大Φ55IT12（D2）鑄件7.0CT12粗鏜4.0IT126.30.956.8半精鏜3.0IT103.22.93.25Φ22IT7（D1）鉆18IT1117.8918擴(kuò)1.8IT106.31.7161.910粗鉸0.14IT83.20.1070.224精鉸0.06IT71.60.0390.0933.5.2平面工序尺寸工序號工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸偏差工序余量最小最大鑄件5.0CT1201粗銑Φ22孔下端面4.036.0121.57.7502粗銑Φ22孔上端面4.032.0121.57.7503粗銑Φ55孔上端面4.014.0121.86.3807精銑Φ22孔下端面1.031.080.751.28308精銑Φ22孔上端面1.030.080.751.28310精銑Φ55孔端面1.0×212.080.9511.0163.5.3確定切削用量及時間定額在工序01中，我們對Φ22和Φ55的下端進(jìn)行了粗銑，并將其作為粗基準(zhǔn)。（1）加工條件采用HT200作為原始材質(zhì)，σb范圍在σb=170~240MPa之間，經(jīng)過精密的鑄造加工而成的工件，其尺寸為aemax=72mm，l=176mm;請求：對Φ22孔的下端面進(jìn)行粗銑，并保留4mm的余量；機(jī)床：X51立式銑床；YG6精度需ae≤90、深度ap≤6、齒數(shù)z=12，選用d0=125mm銑刀材料?！肚邢魇謨浴分兄?.16表明菜刀前角γ0=0°、后角α0=8°、副后角α0’=10°，以及菜刀的刃角：Λs為λs=-10°，主偏角為60°，過渡刃為30°，副偏角為5°。（2）切削用量1）確定切削深度ap剩余量有限，我們選擇ap=4mm。2）確定每齒進(jìn)給量fz我們決定在這個工藝中，我們將忽略尺寸精度以及表面質(zhì)量，并且選用較好的方式實(shí)現(xiàn)非對稱端銑加工。這能夠增加進(jìn)料量，并且能夠更有效的提高加工效率。我們將選用YG6硬質(zhì)合金的端銑刀，機(jī)床功率為4.5kw。fz=0.09~0.18mm/z確定fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)《切削手冊》中的數(shù)據(jù)顯示，在切削時，每次切削的時間3.7，刀刃的最小摩擦力約為1.5mm毫米。此外，銑刀的直徑d0=125mm，它的使用壽命T約為180分鐘。4）通過測定vc的值以及vf的值，來確定最佳的加工效率?！肚邢魇謨浴分械臄?shù)值3.16顯示，在d0=125mm、Z=12、ap≤7.5、fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min、nt=250r/min、vft=471mm/min[3]。按照不同的調(diào)整比率，kMV可以調(diào)整至kMV=1.0，而kSV可以調(diào)整至kSV=0.8。此外，還可以使用以下的切削速度計(jì)算方法來確定：式（3-13）其中，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：。按照《簡明手冊》中的4.2-36，我們將nc設(shè)置為300r/min，vfc設(shè)置為390mm/min，這樣，我們就可以得出：vc==m/min=118m/min式（3-14）fzc=vfc/ncz=390/300×12mm/z=0.1mm/z5)校驗(yàn)機(jī)床功率經(jīng)過《切削手冊》的3.24的數(shù)值推算，Pcc的值約等于3.3kw，而按照機(jī)床的使用說明，Pcm的值應(yīng)該是4.5×0.75kw，即3.375kw>Pcc。因此，經(jīng)過檢查，該設(shè)備的性能達(dá)到了要求。經(jīng)過進(jìn)一步的測試，我們得出結(jié)論：ap的值約等于ap=4.0mm，nc的值約等于nc=300r/min，vf的值約等于vf=390mm/s，vc的值約等于vc=118m/min，fz的值約等于fz=0.1mm/z。6）計(jì)算基本工時tm＝L/vf，L=l+y+Δ，l=176mm.查《切削手冊》表3.26，入切量超切量為：y+Δ=40mm，則：tm＝L/Vf=(176+40)/390=0.81min。在工序02中，我們對Φ22的上端進(jìn)行了粗銑，并將其作為T1的定位基準(zhǔn)。采用工序01，確定切削用量和時間，并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。工序03粗銑Φ55上端面，以T4為定位基準(zhǔn)刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，機(jī)床：X51立式銑床根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，取：，故實(shí)際切削速度：式（3-15）當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：查說明書，取計(jì)算切削基本工時：因此在04號孔的基礎(chǔ)上，通過對Φ32外圓的加固，并將其與T2孔的孔徑進(jìn)行比較，確保其垂直度偏移量小于0.05mm，從而使孔的精確性達(dá)到IT10。（1）選擇鉆頭按照《切削手冊》的要求，我們應(yīng)該使用高速鋼麻花鉆的鉆頭，其中，在進(jìn)行粗鉆的情況下，do的值應(yīng)該為18mm，而且，我們應(yīng)該使用雙錐后磨的橫刀，其中α的值為o，α的值為12°，二重刃的長度為bε，二重刃的長度為3.5mm，橫刀的長度為b=2mm，寬度為l=4mm，（2）選擇切削用量確定進(jìn)給量根據(jù)《切削手冊》中的2.7和0.5的參考值，我們可以精準(zhǔn)地計(jì)算出所需的進(jìn)給量，以滿足加工的需求。按照《切削手冊》中的2.8，可以確定最佳的鉆頭高度，以及最大的進(jìn)給量；根據(jù)《切削手冊》中的2.9，當(dāng)軸向力達(dá)到8330N的情況下，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定最佳的進(jìn)給量。經(jīng)過對三種進(jìn)給量的比較，我們發(fā)現(xiàn)，工藝要求的進(jìn)給量范圍在0.215~0.265mm/r之間。綜合《簡明手冊》中的指標(biāo)4.2-16，我們最終決定采用這一進(jìn)給量。因?yàn)檫@種方法需要使用鉆頭，所以我們建議在接近完成鉆井任務(wù)的同時，暫停使用自動進(jìn)料系統(tǒng)?！肚邢魇謨浴分械臄?shù)據(jù)顯示，鉆孔過程中的軸向力Ff應(yīng)該在Ff=2500N左右，而軸承力修正系數(shù)應(yīng)該在1.0左右。因此，F(xiàn)f應(yīng)該在Ff=2500N左右。此外，Z525立式鉆具的應(yīng)用說明書中規(guī)定，該鉆具的最佳軸向力應(yīng)該在8830N到Ff之間，因此，您的鉆具的軸承力是合適的。確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命根據(jù)《簡明手冊》，后刀的最小磨損量可達(dá)0.6mm，這意味著它的使用期可以達(dá)到.切削速度根據(jù)《切削手冊》2.30的指引，可以使用以下方法來確定切削的速率：（m/min）式（3-16）其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實(shí)際的切削速度：式（3-17）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)《切削手冊》的2.20，在f小于f≤0.26，do小于19mm的情況下[4]，Mt=31.78N?m，而且所有的修正系數(shù)都是1.0，因此MC=31.78N?m。查機(jī)床使用說明書：Mm=144.2N?m。根據(jù)《切削手冊》2.23的數(shù)據(jù)，Pc的消耗量為1.3kw。查機(jī)床使用說明書，。由于，，故切削用量可用，即：，，（3）計(jì)算工時式（3-18）（4）擴(kuò)孔至Φ19.8根據(jù)《切削手冊》表2.10的數(shù)據(jù)，經(jīng)過詳細(xì)的參考和機(jī)床使用說明書的指導(dǎo)，最終確定的進(jìn)給量為：根據(jù)相關(guān)資料，我們可以確定在使用相同尺寸的實(shí)心孔進(jìn)行加工時，所需的切削速度應(yīng)該是：基本工時：式（3-19）工序04粗鏜Φ55孔，以D1為定位基準(zhǔn)。機(jī)床：T60臥式鏜床如果單邊余量可以一次性切除，那么根據(jù)《簡明手冊》4.2-20的規(guī)定，應(yīng)該采用這種方式。計(jì)算切削基本工時：式（3-20）工序05銑斜肩，以D1和T2為定位基準(zhǔn)。刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀機(jī)床：X51立式銑床根據(jù)《簡明手冊》查得：。根據(jù)《切削手冊》查得：因此：現(xiàn)采用X51立式銑床，?。?，故實(shí)際切削速度為：式（3-21）當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：根據(jù)《切削手冊》表4.2-37查得,?。?。計(jì)算切削基本工時：因此：式（3-22）工序07T2為基準(zhǔn)，精銑Φ22下端面刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；機(jī)床：X51立式銑床；查《切削手冊》表3.5，進(jìn)給量為：，固取為0.5mm/r查閱有關(guān)材料，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，，則：式（3-23）X51立式銑床，從《簡明手冊》中4.2-36可知，它的實(shí)際切削速度如下：式（3-24）當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量：，取為980mm/min本工序切削時間為：min式（3-25）工序08精銑Φ22上端面，以T1為基準(zhǔn)。切削用量同工序07精銑時基本工時：在09工序中，我們對Φ22孔進(jìn)行了粗鉸，并將其作為T2和Φ32外圓的參考。（1）粗鉸至刀具：專用鉸刀機(jī)床：Z525立式鉆床按照相應(yīng)的操作指南，鉸刀的推力范圍在0.8~1.2mm/z之間，推力值設(shè)置在0.81mm/r，而機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置在=140r/min，因此，它的最佳加工速率應(yīng)該是：。機(jī)動時切削工時，=38mm，式（3-26）(2)精鉸至刀具：機(jī)床：Z525立式鉆床按照相應(yīng)的操作指南，當(dāng)鉸刀的進(jìn)給量設(shè)置在0.48mm/r時，將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置在140r/min，這樣就可以確保它的最大切削速率達(dá)到：機(jī)動時切削工時，=38mm工序10精銑Φ55端面，以D1為基準(zhǔn)。機(jī)床：X51立式銑床使用硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀刃），《切削手冊》3.6可知得27m/min的加速度，固選中X51立式銑床，并且根據(jù)我們的測試結(jié)果，工作臺的每分鐘加速度應(yīng)該是：查機(jī)床使用說明書，取。銑削基本工時：采用D1作為定位基準(zhǔn)，對工序11半精鏜Φ55孔進(jìn)行精確加工。單邊余量,可一次切除，則。根據(jù)《切削手冊》表1.6的數(shù)據(jù)，我們將進(jìn)給量設(shè)定為0.27mm/r，而根據(jù)《切削手冊》表1.1的數(shù)據(jù)，我們可以得出以下結(jié)論：式（3-27）查《簡明手冊》表4.2-20，取為630r/min。加工基本工時：式（3-28）工序12在T1軸上進(jìn)行鉆削，并鉸接Φ8的錐形孔，作為零部件的軸心。刀具：專用刀具機(jī)床：Z525立式鉆床通過《切削手冊》中2.15的數(shù)值來精準(zhǔn)地估測出機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速。式（3-29）按機(jī)床選取，所以實(shí)際切削速度為：式（3-30）計(jì)算切削基本工時：式（3-31）工序13在T1和零件中線的基礎(chǔ)上，進(jìn)行鉆孔，并進(jìn)行螺紋加工。（1）鉆螺紋底孔mm機(jī)床：Z525立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆查資料得，進(jìn)給量為0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：式（3-32）查《簡明手冊》表4.2-15，取。實(shí)際切削速度為：式（3-33）計(jì)算切削基本工時：式（3-34）（2）攻螺紋M8機(jī)床：Z525立式鉆床刀具：絲錐M8，P=1mm根據(jù)機(jī)械的應(yīng)用介紹，將磨削數(shù)量設(shè)定為：，將機(jī)械的軸線速度設(shè)定為：，那么在進(jìn)行機(jī)動操作的情況下，就可以根據(jù)這些信息來估算出磨削的總體工時。式（3-35）工序14銑斷，以D1為基準(zhǔn)。使用鋸片銑刀，其長度為d為160mm，寬度為l為4mm，齒型為中齒，齒長為Z為40mm。采用X61臥式銑床查《切削手冊》，選擇進(jìn)給量為：,切削速度為：，則：式（3-36）根據(jù)《簡明手冊》表4.2-39，取，故實(shí)際切削速度為：式（3-37）此時工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：查《切削手冊》表4.2-40，剛好有。計(jì)算切削基本工時：式（3-38）第4章夾具設(shè)計(jì)4.1方案通過詳細(xì)的研究，我們最終選擇了一種新型的銑削刀頭。我們認(rèn)為，選擇這種刀頭的最佳原因包括：①確保工件的精度和品質(zhì)；②采用最優(yōu)的工藝，并且最大限度地減少結(jié)構(gòu)復(fù)雜度；③易于操作，節(jié)約人力和物資；④精度和精度較高，可以大大提升生產(chǎn)效率；⑤價(jià)格實(shí)惠。重新審視并找到一個更加完美的解決方案。4.1.1確定定位方案、設(shè)計(jì)定位裝置由上圖可知，本實(shí)用新型采用花鍵軸線和右端面作為定位基準(zhǔn)可以使工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)一致，消除基準(zhǔn)的不一致誤差從而減小定位誤差。選擇了一種定位方法：利用花鍵定位短銷，對工件沿x、z和繞x方向進(jìn)行了約束；利用平面支承，對工件進(jìn)行了約束。其位置方案如下所示：4.1.2確定夾緊方案、設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)夾緊力的選擇原則，確定夾緊方案選用單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊方案簡圖如圖該夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的作用點(diǎn)正對于墊圈所形成的支承平面，且工件剛性較強(qiáng)部分即為花鍵軸部分，因此，這種夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力作用點(diǎn)就在工件剛性大的部位。另外，作用點(diǎn)距離加工表面更近，極大減小了切削力矩。工件的定位基面為墊圈所形成的支承平面，因此該夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力作用力的方向便垂直于定位基面，且工件剛性較強(qiáng)方向?yàn)榛ㄦI軸軸線方向，這樣，夾持壓力的方向和工件剛度更大的方向是一致的。由以上分析可知，該夾持機(jī)構(gòu)作用于夾持力時，遵循了夾持力作用點(diǎn)和作用方向的選擇原則，故選擇該夾持機(jī)構(gòu)是較為合理的。4.1.3夾具精度分析通過對夾具結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述，我們可以清楚地指明每個定位部位的位置和公差，并計(jì)算它們之間的誤差。通過檢驗(yàn)這些誤差，我們可以判斷這些部位的精度是否符合我們的生產(chǎn)流程中的技術(shù)要求。如果不能滿足要求，就必須進(jìn)行修改，例如調(diào)整公差、替換定位元件、修改定位基準(zhǔn)，或者可能需要修改原有的設(shè)計(jì)，以便進(jìn)行全面的分析和計(jì)算。4.1.4夾具夾緊力分析查《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊》可得銑削時的力計(jì)算公式為式（4-1）采用X62K6140臥式銑床，齒數(shù)為3，直徑為10mm的高速鋼立銑刀。工件材料：HT200,σb查得Cp