CA6140车床拨叉[831002] 加工工艺和铣32×32面夹具设计说明书资料

设计说明书 题目： 拨叉 831002 的工艺规程及铣 32X32 端面的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 摘 要 本次设计内容涉及 了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 拨叉加工工艺规程及其铣面的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位 误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route； After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications； Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts； Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2零件的工艺分析 2 二 . 工艺规程设计 2 2.1确定毛坯的制造形式 2 2.2基面的选择传 2 2.3制定工艺路线 3 2.4机械加工余量 、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4 2.5确定切削用量及基本工时 10 三 夹具设计 37 3.1 问题的提出 37 3.2 定位基准的选择 38 3.3 切削力及夹紧力计算 40 3.4 定位误差分析 43 3.5 夹具设计及操作简要说明 43 总 结 44 致 谢 45 参考文献 46 设计（论文 ）说明书 8 序 言 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。 拨叉的加工工艺规程及其铣槽的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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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。 设计（论文 ）说明书 9 三、零件分析 3、 1 零件的作用 题目所给零件是车床主轴箱内摩擦离合器操纵机构的拨叉。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 25 孔与操纵机构相连，二下方的 60 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。 3、 2 零件的工艺分析 零件为 HT200 铸钢件，无热处理要求。 从结构上看，左部呈圆筒状，右部为厚 12mm的半圆叉爪。两部分上下都不在同一平面 上，工件安装有一定困难。 零件的主要加工表面和主要的技术要求也分两个部分 一个是以 25H7孔为中心的加工表面，这一组加工表面包括： 25H7mm 的孔，以及 42mm 的圆柱两端面，其中主要加工表面为 25H7mm 通孔。 一个是以半圆叉爪为中心的加工表面 ,即以 60mm 孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括： 60H12 的孔，以及 60H12的两个端面。主要是 60H12的孔。 铣 16H11 的槽 设计（论文 ）说明书 10 这一组加工表面包括：此槽的端面， 16H11mm的槽的底面， 16H11mm的槽两侧面。 以 M22 1.5 螺纹孔为 中心的加工表面 这一组加工表面包括： M22 1.5 的螺纹孔，长 32mm 的端面。主要加工表面为 M22 1.5螺纹孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： 1、 60孔端面与 25H7孔垂直度公差为 0.1mm.。 2、 16H11mm 的槽与 25H7的孔垂直度公差为 0.08mm。 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。 这些加工表面和技术要求，用一般的工艺方法都能做到，唯有叉爪的内半圆面较难车和镗。 结论是，拟定本零件工艺必须解决 好安装和叉爪内半圆面的加工两个主要问题。 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，故选择铸件毛坯。 （二）基面的选择 精基准选择：按照一般规则，定位精基准应是精度较高、设计（论文 ）说明书 11 粗糙度较小的表面。即应选择 25H7孔及其一端面为基准。但用 25H7孔作精基准，两零件分切开后可能不对称，而且 2 25H7孔的端面横向尺寸小，定位稳定性也差。若选叉爪的及其一端面为精基准，又因 60H12 孔精度太低，用一般圆柱心轴作定位元件，定 位误差太大。最后考虑仍选 60H12 孔为纵向定位基准，目的是希望工件分切开后左右两件较为对称。但所设计的夹具，必须采用弹簧心轴或轴向可移式锥心轴作定位元件，以消除精基准尺寸公差大造成的定位误差。垂直方向则选叉爪上端面为精基准，从尺寸关系看，以它作定位精基准便于加工其余各平面。 粗基准选择：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工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 25H7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 42 作主要定位面，限制 5个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达到完全定位 ,然后进行铣削。既能加工出已选各精基准面，又能保证加工面对不加工毛面的位置和尺寸。 。 （三） 工艺路线的制定 制定艺路线的出发点 ,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 ,在生产纲领已确定的情况设计（论文 ）说明书 12 下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具 ,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。经考虑选择了三个可行的工艺方案。 方案一 工序 I 铸造（砂型机器造型） 工序 II 清砂 工序 III 退火 工序 IV 粗、精铣 25孔上端面 工序 V 粗、精铣 25孔下端面 工序 VI 粗、钻、扩、铰、精铰 25孔 工序 VII 粗、精铣 60孔上端面 工序 VIII 粗、精铣 60孔下端面 工序 IX 粗、钻、扩、铰、精铰 60孔 工序 X 切断 工序 XI 铣螺纹孔端面 工序 XII 钻 22孔（装配时钻铰锥孔） 工序 XIII 攻 M22 1.5螺纹 工序 XIV 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面 工序 XV 粗铣 半精铣 精铣 16H11的槽 工序 XVI 检查 上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序七设计（论文 ）说明书 13 把两件铣断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。 方案二 工序 I 铸造（砂型机器造型） 工序 II 清砂 工序 III 退火 工序 IV 粗、钻、扩、铰、精铰 25、 60孔 工序 V 粗、精铣 25孔下端面 工序 VI 粗、精铣 60孔下端面 工序 VII 粗、精铣 25孔上端面 工序 VIII 粗、精铣 60孔上端面 工序 IX 切断 工序 X 铣螺纹孔端面 工序 XI 钻 22孔（装配时钻铰锥孔） 工序 XII 攻 M22 1.5螺纹 工序 XIII 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面 工序 XIV 粗铣 半精铣 精铣 16H11的槽 工序 XV 检查 上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔 ，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。 设计（论文 ）说明书 14 方案三 工序 I 铸造（砂型机器造型） 工序 II 清砂 工序 III 退火 工序 IV 粗、精铣 25孔上端面 工序 V 粗、精铣 25孔下端面 工序 VI 粗、钻、扩、铰、精铰 25孔 工序 VII 粗、钻、扩、铰、精铰 60孔 工序 VIII 粗、精铣 60孔上端面 工序 IX 粗、精铣 60孔下端面 工序 X 铣螺纹孔端面 工序 XI 钻 22孔（装配时钻铰锥孔） 工序 XII 攻 M22 1.5螺纹 工序 XIII 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面 工序 XIV 粗铣 半精铣 精铣 16H11的槽 工序 XV 切断 工序 XVI 检查 上面的工序虽然将切断放到后面，不影响零件加工时的装夹。但是此方案仍有先钻孔再铣平面的不足，所以这个方案仍不是最好的工艺路线。 设计（论文 ）说明书 15 方案四 工序 I 铸造（砂型机器造型） 工序 II 清砂 工序 III 退火 工序 IV 以 42外圆为粗基准，粗铣 25孔上、下端面 工序 V 精铣 25孔上、下端面 工序 VI 以 25孔上端面为精基准，粗、钻、扩、铰、精铰 25孔，孔的精度达到 IT7 工序 VII 以 25孔为精基准，粗铣 60孔上、下端面 工序 VIII 以 25 孔为精基准，精铣 60 孔上、下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过 0.1。 工序 IX 以 25孔为精基准，钻 、 镗 、 铰 60 孔，保证空的精度达到 IT8。 工序 X 以 25孔为精基准，铣螺纹孔端面 工序 XI 以 25 孔为精基准，钻 22 孔（装配时钻铰锥孔） 工序 XII 以 25孔为精基准，攻 M22 1.5螺纹 工序 XIII 以 25 孔为精基准，粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面 设计（论文 ）说明书 16 工序 XIV 以 25孔为精基准，粗铣 半精铣 精铣 16H11的槽 工序 XV 切断 工序 XVI 检查 方案四各工序使加工效率大大提高，多次加工 25、 60孔，更能保证孔的加工精度。 六、机械加工余量 、 工序尺寸及毛皮尺寸的确定 ” CA6140 车床拨叉 ” ；零件材料为 HT200，硬度 190 210HB，毛坯重量 1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圆表面（ 42） 考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯， 没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。 2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（ 25， 60端面）。 查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表 3.1 26，取 25， 60 端面长度 余量均为 2.5（均为双边加工）： 设计（论文 ）说明书 17 粗铣 2mm 半精铣 0.7mm 3. 内孔（ 60已铸成 50 的孔） 查工艺手册表 2.2 2.5，为了节省材料，取 60孔已铸成孔长度余量为 3，即铸成孔直径为 54mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔 4mm 扩孔 1.5mm 铰孔 0.4mm 精铰 0.1mm 同上，零件 25的孔也已铸出 15的孔。 工序尺寸加工余量： 钻孔至 23 余量为 8mm 扩孔钻 1.8 mm 粗铰孔 0.14 mm 精铰孔 0.06 mm 4. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量 铸出槽端面至中心线 47mm 的距离，余量为 3mm。 工序尺寸加工余量： 粗铣端面 2.1 mm 设计（论文 ）说明书 18 半精铣 0.7 mm 精铣 0.2 mm 5. 螺纹孔顶面加工余量 铸出螺纹孔顶面至 25 孔轴线且垂直轴线方向 40mm 的距离，余 量为 4 mm 工序尺寸加工余量： 粗铣顶面 3.1 mm 半精铣 0.7 mm 精铣 0.2 mm 6. 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为中批量生产，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。 七、确立切削用量及基本工时 工序一 以 42外圆为粗基准，粗铣 25孔上下端面。 （ 1） . 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=200241,铸造。 加工要求：粗 铣 25孔上下端面。 机床： X53 立式铣床。 刀具： 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,故据切削用量简明手册（后简称切设计（论文 ）说明书 19 削手册）取刀具直径 do=80mm。选择刀具前角 o 0 后角 o 15 ，副后角 o =10 ，刀齿斜角 s= 15 ,主刃Kr=60 , 过渡刃 Kr =30 , 副刃 Kr =5 过渡刃宽b =1.5mm。 （ 2）： 切削用量 1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1.3mm，两次走刀即可完成所需长度。 2）每齿进 给量 机床功率为 10kw。查切削手册 f=0.080.15mm/z。由于是对称铣，选较小量 f=0.08 mm/z。 3）计算切削速度 按工艺手册，确定 v=0.45m/s，即 27m/min。 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 * 2 7 1 0 7 ( / m i n )* 8 0s wvnrd （ 7-1） 根据（工艺手册表 4.2-39）取wn=120（ r/min） 所以，实际切削速度为： 3 0 ( / m i n )1000wwdnvm 所以，工作台每分钟进给量mf应该为： m z wf f zn=0.08*10*120=96m/min （ 7-2） 设计（论文 ）说明书 20 4 ） 计 算 切 削 工 时12mml l lt f =0.20 （ min ） （ 7-3） 工序二 精铣 25孔上下端面。 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=200241,铸造。 加工要求：精铣 25上下端面。 机床： X6140卧式铣床。 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 ae=60,深度 ap1.8mm/r 由于所选择的进给量 f 远远小于 f 和 f ，故可以使用。 （ 2）确定切削速度 v、轴向力 F、转矩 T以及切削功率 mp 用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的 v、 F、 T、 mp 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4-10 进行计算。根据所给条件，可以直接在表 3.4-15中用插入法计算得： V=17m/min,F=4732N,T=51.69N.m, mp =1.25kw 由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表 3.4-9可知，切削速度的修正系数mvk=0.88，lvk=0.75，故： v =17m/min*0.88*0.75=11.22m/min 01000vnd=162r/min （ 7-7） 查 z535 型机床说明书，取 n=195r/min，实际切削速度为： 0dn 1 3 . 5 m / m i n1000v 实 设计（论文 ）说明书 23 （ 7-8） 由表 3.4-11，切削力以及转矩的修正系数mf mmkk=1.06，故： F=4732N*1.06=5016N T=51.69N.m*1.06=54.8N.m 3)校验机床功率 切削功率mp为 * ( / )m m m mp p v v k 实 =1.05kw 机床有效功率为： *EEpp效率 =4.5kg*0.81=3.65kg 由于 Empp故选择的切削用量可以使用，即 0 2 2 , 0 . 4 3 / , 1 9 5 / m i n , 1 3 5d m m f m m r n r v m /min 相应的： F=5016N,T=54.5N.m， mp =1.05kw 4）计算工时： 18 0 2 0 . 9 8 m i n0 . 4 3 1 9 5mLt nf （ 7-9） 2扩孔 （ 1）选用 24.7mm 标准高速钢扩孔钻 （ 2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 根据表 3.4-5，取 f=（ 0.70.8） *0.7mm/r=0.490.56mm/r。根据 z535型机床说明书，取 f=0.57mm/r 设计（论文 ）说明书 24 2)确定切削速度 v及 n 根据表 3.4-34，取 v=25m/min 由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数： 0 . 8 8 , 1 . 0 2pm v a vkk 故 2 5 / m i n * 0 . 8 8 * 1 . 0 2 2 2 . 4 4 / m i nv m m 所以： 1 0 0 0 * 2 2 . 4 4 / m i n* 2 4 . 7nr 根据 z535 型机床说明书，取 n=275r/min。实际扩孔速度： 0 * 2 4 . 7 * 2 7 5 / m i n 2 1 . 3 /1 0 0 0 1 0 0 0dnv m m min （ 7-10） 3)计算工时 : 28 0 2 0 . 5 2 m i n0 . 5 7 2 7 5mLt nf （ 7-11） 3铰、精铰孔 （ 1）选用 25 mm标准高速钢铰刀。 （ 2）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 f，根据表 3.4-6 查出， f=1.32.6mm，按该表注 4，进 给量取较小值。按 z535型机床说明书，取 f=1.6mm/r。 2）切削速度 v及 n 根据表 3.4-40，去 v=8.2m/min 切削速度的修正系数由表 3.4-9查出 设计（论文 ）说明书 25 0 . 8 8 , 0 . 9 9pm v a vkk 故： 8 . 2 / m i n * 0 . 8 8 * 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i nv m m 01 0 0 0 1 0 0 0 * 7 . 1 4 / m i n 9 1 / m i* 2 5vn r rd n （ 7-12） 根据 z535 型机床说明书，取 n=100r/min，实际铰孔速度 0 * 2 5 * 1 0 0 / m i n 7 . 8 5 / m1 0 0 0 1 0 0 0dnv m m in （ 7-13） 3)计算工时： 28 0 2 0 . 5 1 m i n1 . 6 1 0 0mLt nf （ 7-14） 同理，精铰同上 所以，1 2 3 4 2 . 5 2 m i nm m m m mT t t t t 工序四： 以 25孔为精基准，粗铣 60孔上下端面。 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=200241,铸造。 加工要求：粗铣 60上下端面。 取zf=0.08mm/z （参考切削手册表 3-3） 设计（论文 ）说明书 26 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.45m/s，即 27m/min 机床： X63 卧式铣床。 刀具： 采用高速钢镶齿三面刃铣刀 ,铣削宽度 ae=60,深度 ap=4,齿数 z=20,故据切削用量简明手册取wd=225mm。 则： 1 0 0 0 1 0 0 0 * 2 7 3 8 ( / m i n )* 2 2 5s wvnrd （ 7-15） 根据（工艺手册表 4.2-39）取wn=37.5（ r/min） 所以，实际切削速度为： 2 6 . 5 ( / m i n )1000wwdnvm 所以，工作台每分钟进给量mf应该为： m z wf f zn=0.08*20*37.5=60m/min 4 ） 计 算 切 削 工 时12mml l lt f =0.56 （ min ） （ 7-16） 工序五 以 25孔为 精基准，精铣 60孔上下端面。 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=200241,铸造。 加工要求：精铣 60上下端面。 取zf=0.14mm/z （参考切削手册表 3-3） 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.45m/s，即 27m/min 设计（论文 ）说明书 27 机床： X63 卧式铣床。 刀具： 采用高速钢镶齿三面刃铣刀 ,铣削宽度 ae=60,深度 ap2.4mm/r 由于所选择的进给量 f 远远小于 f 和 f ，故可以使用。 （ 2）确定切削速度 v、轴向力 F、转矩 T以及切削功率 mp 用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的 v、 F、 T、 mp 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4-10 进行计算。根据所给条件，可以直接在表 3.4-15中用插入法计算得： V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, mp =5.21kw 由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表 3.4-9可知，切削速度的修正系数mvk=0.88，lvk=0.75，故： v =12m/min*0.88*0.75=7.92m/min 01000vn d =45.85r/min 查 z535 型机床说明书， 取 n=60r/min，实际切削速度为： 设计（论文 ）说明书 29 0dn 1 0 . 3 6 m / m i n1000v 实 由表 3.4-11，切削力以及转矩的修正系数mf mmkk=1.06，故： F=27860N*1.06=29531.6N T=686.7N.m*1.06=727.9N.m 3)校验机床功率 切削功率mp为 * ( / )m m m mp p v v k 实 =7.22kw 机床有效功率为： *EEpp效率 =12kg*0.81=9.72kg 由于 Empp故选择的切削用量可以使用，即 0 5 5 , 0 . 7 / , 6 0 / m i n , 1 0 . 3 6d m m f m m r n r v m /min 相应的： F=29531.6N,T=727.9N.m， mp =7.22kw 4）计算工时： 11 2 2 0 . 3 3 m i n0 . 7 6 0mLt nf （ 7-19） 2扩孔 （ 1）选用 56mm 标准高速钢扩孔钻 （ 2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 根据表 3.4-5，取 f=（ 1.31.5） *0.7mm/r=0.911.05mm/r。根据 z535型机床说明书，取 f=0.95mm/r 设计（论文 ）说明书 30 2)确定切削速度 v及 n 根据表 3.4-34，取 v=20.3m/min 由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数： 0 . 8 8 , 1 . 0 2pm v a vkk 故 2 0 . 3 / m i n * 0 . 8 8 * 1 . 0 2 1 8 . 2 2 / m i nv m m 所以： 1 0 0 0 * 1 8 . 2 2 / m i n* 5 6nr=103.6r/min 根据 z535 型机床说明书，取 n=120r/min。实际扩孔速度： 0 * 5 6 * 1 2 0 / m i n 2 1 . 1 /1 0 0 0 1 0 0 0dnv m m min 3)计算工时 : 21 2 2 0 . 1 2 2 m i n0 . 9 5 1 2 0mLt nf （ 7-20） 3铰、精铰孔 （ 1）选用 60 mm标准高速钢铰刀。 （ 2）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 f，根据表 3.4-6 查出， f=1.251.8/mm，按该表 注 4，进给量取较小值。按 z535 型机床说明书，取f=1.6mm/r。 2）切削速度 v及 n 根据表 3.4-40，去 v=8.5m/min 切削速度的修正系数由表 3.4-9查出 设计（论文 ）说明书 31 0 . 8 8 , 0 . 9 9pm v a vkk 故： 8 . 5 / m i n * 0 . 8 8 * 0 . 9 9 7 . 4 / m i nv m m 01 0 0 0 1 0 0 0 * 7 . 4 / m i n 4 2 / m i* 5 6vn r rd n 根据 z535 型机床说明书，取 n=60r/min，实际铰孔速度 0 * 5 6 * 6 0 / m i n 1 0 . 5 5 / m1 0 0 0 1 0 0 0dnv m m in （ 7-21） 3)计算工时： 21 2 2 0 . 1 4 6 m i n1 . 6 6 0mLt nf （ 7-22） 同理，精铰同上 所以，1 2 3 4 0 . 7 4 4 m i nm m m m mT t t t t 工序七 铣螺纹孔顶面 加工条件 工件材料； HT200，铸造。 机床： X52K。 查参考文献 工艺师手册 表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15YT ，设计（论文 ）说明书 32 100D mm ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2mm 所以铣削深度pa： 2pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 工艺手册 表 2.4 75，取0 .1 2 /fa m m Z 铣削速度 V ：参照参考文献 工艺师手册 表 30 34，取 1.33 /V m s 机床主轴转速 n ： 1000Vnd 式（ 4.1） 式中 V 铣削速度； d 刀具直径。 代入式（ 4.1）得 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd ， 按照参考文献 工艺手册 表 3.1 74 300 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根据参考文献 工艺手册 表 2 81, 40a mm 切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 32l mm ， 设计（论文 ）说明书 33 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 式（ 7-23） 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 3 2 ) ( 1 3 ) 7 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 3 2 7 2 0 . 1 4 m i n288jml l lt f 工序八： 以 25孔为精基准，钻 20孔（装配时钻铰锥孔）。 1. 选择钻床及钻头 选择 z535 型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=20mm， 钻头采用双头刃磨法， 2.选择切削用量 （ 1 ） 决 定 进 给 量 f 根 据 表 3.4-1 可以查出f=0.43 0.53mm/r 由于孔深和孔径之比 01000dnn l / 0d =1.8，所以lfk=1.0， 故 f =（ 0.43 0.53） *1=0.0.43 0.53mm/r 查 z535型立式钻床说明书，取 f =0.43mm/r 根据表 3.4-3，钻头强度所允许的进给量 f =1.6mm/r。机床进给机构允许的轴向力maxF=5880N（由机床说明书查出），根据表 3.4-4，设计（论文 ）说明书 34 允许的进给量 f 1.0mm/r 由于所选择的进给量 f 远远小于 f 和 f ，故可以使用。 （ 2）确定切削速度 v、轴向力 F、转矩 T以及切削功率 mp 用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的 v、 F、 T、 mp 均可以按照表 3.4-8 以及表 3.4-10 进行计算。根据所给条件，可以直接在表 3.4-15中用插入法计算得： V=17.6m/min,F=4340N,T=42.53N.m, mp =1.184kw 由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表 3.4-9可知，切削速度的修正系数mvk=0.88，lvk=0.75，故： v =17.6m/min*0.88*0.75=11.62m/min 01000vn d =185r/min 查 z535 型机床说明书，取 n=180r/min，实际切削速度为： 0dn 1 1 . 3 m / m i n1000v 实 由表 3.4-11，切削力以及转矩的修正系数mf mmkk=1.06，故： F=4340N*1.06=4600N T=42.53N.m*1.06=45.1N.m 3)校验机床功率 切削功率mp为 * ( / )m m m mp p v v k 实 =0.8kw 设计（论文 ）说明书 35 （ 7-24） 机床有效功率为： *EEpp效率 =4.5kg*0.81=3.65kg 由于 Empp故选择的切削用量可以使用，即 0 2 0 , 0 . 4 3 / , 1 8 0 / m i n , 1 1 . 3d m m f m m r n r v m /min 相应的： F=4600N,T=45.1N.m， mp =0.8kw 4）计算工时： 13 6 2 0 . 4 9 m i n0 . 4 3 1 8 0mLt nf （ 7-25） 工序九 以 25孔为精基准，车床攻 M22 1.5 螺纹。 1）切削速度的计算：见切削用量手册表 21，刀具寿命T=60min，采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时pa=1.05，走到次数 i=3， 半精车螺纹时 0 . 1 1 0 . 7 0 . 31 1 . 8 * 1 . 1 1 * 0 . 7 5 2 1 . 5 7 ( / m i n )6 0 * 0 . 2 * 1cvmpa =0.2，走刀次数 i=3 精车螺纹时 0 . 1 1 0 . 7 0 . 31 1 . 8 * 1 . 1 1 * 0 . 7 5 2 1 . 5 7 ( / m i n )6 0 * 0 . 1 * 1cvmpa =0.1，走刀次数 i=2 其中， 1 1 . 8 , 0 . 1 1 , 0 . 7 , 0 . 3v v vc m x y ，螺距1t=1 设计（论文 ）说明书 36 1 . 7 50 . 6 3 7( ) 1 . 1 1 , 0 . 7 50 . 6mkkk 所以，粗车螺纹时： 0 . 1 1 0 . 7 0 . 31 1 . 8 * 1 . 1 1 * 0 . 7 5 2 1 . 5 7 ( / m i n )6 0 * 1 . 0 5 * 1cvm 半精车螺纹时 0 . 1 1 0 . 7 0 . 31 1 . 8 * 1 . 1 1 * 0 . 7 5 6 . 6 5 ( / m i n )6 0 * 0 . 2 * 1c 精车螺纹时： 0 . 1 1 0 . 7 0 . 31 1 . 8 * 1 . 1 1 * 0 . 7 5 3 6 . 8 ( / m i n )6 0 * 0 . 1 * 1cvm 2）确定主轴转速 粗车螺纹时 1 1000 1 0 0 0 * 2 1 . 5 7 1 1 4 . 4 ( / m i n )* 6 0cvnrD 按照机床说明书，取 n=96r/min 实际切削速度 cv=18m/min 半精车螺纹时： 2 1000 1 0 0 0 * 6 . 6 5 3 5 . 3 ( / m i n )* 6 0cvnrD 实际切削速度 cv=34m/min 精车螺纹时 3 1000 1 0 0 0 * 3 6 . 8 1 9 5 ( / m i n )* 6 0cvnrD 实际切削速度 cv=34m/min 设计（论文 ）说明书 37 3）切削工时 取切入长度为 1 3l mm 粗车螺纹时 11 1 5 3 * 3 0 . 7 5 ( m i n )9 6 * 1lltinf 半精车螺纹时 12 1 5 3 * 2 0 . 8 3 ( m i n )4 3 * 1lltinf 精车螺纹时 13 1 5 3 * 4 0 . 1 8 ( m i n )1 9 5 * 1lltinf 所以车螺纹的总工时为1 2 3 1 . 7 6 ( m i n )t t t t 工序十 以 25孔为精基准，铣槽端面 1. 选择机床刀具 选择立式铣床 X53K硬质合金钢 Yab端铣刀 60pa 2. 切削用量 查 2 表 5 f=0.140.24mm/r T=180min 取 f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min min/44.6 mVf 3. 计算工时 设计（论文 ）说明书 38 s19.444.6 2431 nfLt m 半精铣 0 4 s.444.6 2422 nfLt m 23s.8ttT m2m1m 工序十一 精铣槽 16H11 本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步，此工序精铣槽须满足各技术要求包括：槽宽 16H11，槽深 8H12，槽两侧面粗糙度为 3.2，槽底面粗糙度为 6.3。 1、选择机床及刀具 机床 x61W型万能铣床 刀具 错齿三面刃铣刀铣槽 do=16mm查 1表 8 国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齿数 z=24 2、计算切削用量 由 工艺手册 表 9.4 1和（切削用量手册）查得 走刀量 f=0.67 mm/r 铣刀磨钝标准和耐用度 由 工艺手册 表 9.4 6查得 磨钝标准为 0.20.3 表 9.4 7查得 耐用度为 T=150min （ 1）切削速度 设计（论文 ）说明书 39 由 工艺手册 式 3.2 vPuwYfXpmqV kzaaaTdCVVVVv0v （ 7-26） 查表 9.4 8 得其中： 修正系数 0.1vk 40VC 2.0vq 1.0vX 4.0vY 5.0vu 1.0vp m=0.5 mmzfa f 028.02467.0 6wa 8pa 代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s （ 2）确定机床主轴速度 m in/5.390/5.61 0 00 rsrdw vn s 由 工艺手册 按机床选取主轴转速为 6.33 r/s 所以 实际切削速度为 m i n/2.196/27.31 0 0 0 msmdnv ww （ 3）计算切削工时 sznaylvLTffm77.32 设计（论文 ）说明书 40 （ 7-27） 工序十二 两件铣断 加工机动时间jt： 0.28 m injt 辅助时间ft：参照参考文献 工艺手册 表 2.5 45，取工步辅助时间为 min41.0 。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 min1 。则 m in41.1141.0 ft k ：根据参考文献 工艺手册 表 2.5 48， 13k 单间时间定额dt，有： ( ) (1 % ) ( 0 . 2 8 1 . 4 1 ) (1 1 3 % ) 1 . 9 m i n 2 2 . 8 m i nd j ft t t k （ 7-28） 因此，达到生产要求。 设计（论文 ）说明书 41 三 、 夹具设计 设计工序 铣 32x32 面的夹具。 3.1 问题的提出 本夹具要用于铣 32x32 端面， 32x32 端面没有其他要求，只有粗糙度为 6.3，我们粗加工即可满足要求，因此，在本道工序加工时，我们应主要考虑如何提高生产效率，降低劳动强度。 3.2 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定 的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。 25的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 25 孔和其端面作为定位精基准，来设计本设计（论文 ）说明书 42 道工序的夹具，以两销和两已加工好的 25 孔的端 面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定采用心轴定位，用开口压板作为夹紧机构。 3.2 切削力和夹紧力计算 （ 1）刀具： 高速钢端铣刀 50mm z=24 机床： x61W 型万能铣床 由 3 所列公式 得 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0 （ 8-1） 查表 9.4 8 得其中： 修正系数 0.1vk 30FC 83.0Fq 0.1FX 65.0Fy 83.0Fu 8Pa z=24 0Fw 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 KKKK 设计（论文 ）说明书 43 其中： 1K 为基本安全系数 1.5 2K 为加工性质系数 1.1 3K为刀具钝