零件的机械加工工艺方案设计

1、一 零件的工艺分析：1. 加工表面分析(1) 以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括：mm的六齿方花键孔、mm花键底孔两端的倒角和距中心线为27mm的平面。孔mm的上下加工表面，孔mm的内表面，有粗糙度要求为ra小于等于6.3um，mm的六齿花键孔，有粗糙度要求ra小于等于3.2um，扩两端面孔，有粗糙度要求ra=6.3um，加工时以上下端面和外圆mm为基准面，有由于上下端面须加工，根据“基准先行”的原则，故应先加工上下端面（采用互为基准的原则），再加工孔mm, 六齿花键孔mm和扩孔。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。(2) 以工件右端面为基准的mm的槽和mm的槽。这一组加工表面包括：右侧距离18mm

2、的上下平面，ra=3.2um，有精铣平面的要求，左侧距离为8mm的上下平面，ra=1.6um，同样要求精铣，加工时以孔22mm，花键孔25 mm和上下平面为基准定位加工。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。2. 毛坯种类ca6140拨叉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进行工作。宽度为mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔

3、动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。零件材料ht200，考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。经查机械加工工艺人员手册表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。毛坯零件图如图1所示：酽锕极額閉镇桧猪訣锥。图毛坯图二、工艺方案设计1.基准的选择(1) 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以40的外圆表面的粗基准。(2) 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件

4、的a面为精基准。2.制定工艺路线 方案一工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。2. 粗、精铣削b面。3. 铣削mm的槽。4. 铣削mm的槽。5. 拉花键。 方案二工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。 以mm圆柱面为粗基准。选用c3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。2. 拉花键。以a面为基准，3. 铣削槽b面。以花键的中心线及a面为基准。选用x62w卧式铣床加专用夹具4. 铣削mm的槽。以花键的中心线及a面为基准。选用x62w卧式铣床加专用夹具。5. 铣削mm的槽。以花键的中心线及a面为基准。选用x62

5、w卧式铣床加专用夹具。方案比较选择：工艺方案一把拉花键放在最后一道工序，这使2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧；方案二把拉花键放在第一道工序的后边，这样方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和a面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。3.机械加工余量和工序尺寸工序尺寸以毛坯尺寸如下：(1)a面的加工余量 a面有3±0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除(2)矩形花键底孔要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为，见零件图，参照金属机械加工工艺人员手册表3

6、-59确定孔加工余量的分配。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。钻孔20mm扩孔21mm拉花键 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2=1mm(3)b面的加工余量此工序分2个工步：1、粗铣b2、面精铣b面。精加工余量为0.2mm粗铣加工余量为2.8mm。4. 确定切削用量和基本工时、工序1：车削a面 1加工条件。工件材料：灰口铸铁ht200。 b=145mpa。铸造。加工要求：粗、半精车a面并保证28mm的工序尺寸，ra=3.2µm机床c3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 kr=90 n=15 茕

7、桢广鳓鯡选块网羈泪。 2、计算切削用量（1）已知长度方向的加工余量为3±0.8mm 。实际端面的最大加工余量为3.8mm 。故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差it 级 取-0.46 mm （入 体方向）鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。（2）进给量根据切削简明手册（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm×25mm,3mm时，以及工件直径为60mm时（由于凸台b面的存在所以直径取籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。=60mm，=0.6-0.8mm/，按车床说明书取=0.6mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85，預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。所以：实际进给量f=0.6×0

8、.8=0.48 mm/，按车床说明书0.53。（3）计算切削速度。按切削简明手册表1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选t=60min）。刀具材料yg6 v=cv/(tm·ap xv·f yv) ·kv其中：cv=158、xv=0.15、yv=0.4、m=0.2修正系数ko见切削手册表1.28kmv=1.15、kkv=0.8、kkrv=0.8、ksv=1.04、kbv=0.81。vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =4

9、6.9(m/min)渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。（4）确定机床主轴转速，ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按车床说明书取200 rmin，所以实际切削速度v=40.8m/min 。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。（5）切削工时，按工艺手册表6.2-1 ，由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。tm=(l+l1+l2+l3)/nw xf=0.33（min） l=(65-0)/2=32.5 l1=3、l2=0、l3=0贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。3.精车 已知粗加工余量为0.5mm，进给量f.根据切削用量简明手册表1.6，f=0.150.25

10、mm/r，按车床说明书0.16 mm/r，计算切削速度 按切削用量简明手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选t=60min）坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。v=cv/(tm·ap xv·f yv) ·kv=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。=83.85(m/min) 确定机床主轴转速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按车床说明书取nw=400（r/min），实际切削速度v=57.1m/

11、min，切削工时，查工艺手册表6.2-1 ：買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。tm=(l+l1+l2+l3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是钻孔，所以留下Ø20mm的台阶，所以l=(65-20)/2=22.5 mm l1=3、l2=0、l3=0。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。4、钻孔、扩孔、倒角 （1）钻孔钻头选择：见切削用量简明手册表2.2钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：d20mm =30°，2=118°，2=70°，b=3.5mm ,ao=12°,=55°,b=2mm，驅踬髏彦

12、浃绥譎饴憂锦。根据切削用量简明手册表2-9确定f=0.48。 、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当b210mpa 020.5mm 可确定f=0.75。 按车床说明书取 f=0.62mm/n. 、 决定钻头磨钝标准及寿命 表2.21，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6 寿命t=45min.猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 、切削速度由切削用量简明手册，表2.15得=21m/min，n=1000v/d=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min，取n=280m/min. 实际=17 m/min。 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 、基本工时，tm

13、=l/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) ，入切量及超切量由表2.29. 查出+=10mm，所以tm=l/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 （2）扩孔 刀具直径do=21mm；刀具几何参数同上。由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，所以tm同上 tm=0.32 ，倒角刀具15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 （3）倒角 刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。 检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.24可以查出当16

14、0245hbs、2.8、0.6、41min、3.4kw尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。按车床说明书取主电机功率11kw，可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求，钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21当21 mm、0.64 mm，查得转矩m61.8n.m，由切削用量简明手册表2.32得功率公式识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。cmcvc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按车床说明书取主电机功率11，可见c比小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要、工序2 拉花键孔 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为0.06mm,拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)，

15、切削工时t=zblk/1000vfzz凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。式中： zb：单面余量1.5mm(由21mm拉削到25mm)； l：拉削表面长度，80mm； ：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1.4 ； v：拉削速度（m/min）； f：拉刀单面齿升； z：拉刀同时工作齿数，z=l/p； p：拉刀齿距。 p=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127其本工时 tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)、

16、工序3 粗铣，精铣b面 加工要求：粗铣b面，精铣b面，ra=3.2。用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm 机床 ：62w 加工工件尺寸：宽度：40mm 长度：28mm1.粗铣1 选择刀具 根据切削用量简明手册表3.1 铣削宽度ae5mm时。直径为do=50mm故齿数z8，由于采用标准镶齿圆柱铣刀，铣刀几何参数(表3.2)rn=10°ao=16° 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。2 切削用量 留精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ac2.8±0.8，由于加工表面精度要求ra=3.2 um.根据表3.5得每转进给量0.5mm/r就能满足要求，但考虑到62w功率为7.5

17、kw，机床为中等系统刚度和62w铣床说明书 所以每转进给量0.6mm/r鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。3 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm，刀具寿命 t=120min。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。4 决定切削速度vc可根据切削用量简明手册表3.9确定：z=8, ap=40-70mm, ac=2.8±0.8, fz=f/z=0.0750.1(mm/z)阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。由公式：vc=(cv×do×qv)/(tm×ap×xv×fz×yv×ae

18、15;uv×zpv) 试中：cv=20,qv=0.7,xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,km=1.12,氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。ksv=0.8,ktv=0.82,由公式：kv=km×ksv×ktv=1.12×0.8×0.82=0.79n=1000v/d=(1000×23.7)/(3.14×50)=151（r/min ） 根据x62w型铣床说明书选n=160r/min釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。vc=3.14nd/1000=(1603.1450)/1000=25.1m/min vf=nf=160x0

19、.6=96mm/min 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。选vf=80mm/min 实际fz=vf/(n×z)=0.0625mm/z5 机床功率：根据切削用量简明手册表3.20 当 vc=71m/min ae=2.8mm,ap=41mm,fz=0.08,kmpc=1.4kw 。谚辞調担鈧谄动禪泻類。切削功率的修正系数：故pct0.8,根据x62w型铣床说明书，机床主轴允许的功率为pcm=7.5×0.75=5.63kw 故pccpcm 因此所决定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm，vf=80m/minn=160r/min，vc=25.1m/min，fz=0.0625mmm/z。嘰觐詿

20、缧铴嗫偽純铪锩。6 基本工时根据切削用量简明手册表3.5tm=(l+l1+)/vf=(28+14)/80=0.525（min）其中：l1+=14mm2.精铣1 选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2 切削用量 精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度 ae0.2mm，0.63 决定切削速度vc可根据切削用量简明手册表3.9确定ac=0.2mm, vc=(cv×do×qv)/(tm×ap×xv×fz×yv×ae×uv×zpv)=33.1m/min n=1000v/d=(1000x33.1)/(3.14

21、x50)=211r/min根据x62w型铣床说明书选n=210r/minvf=n×f=210×0.6=126 mm/minvf=125mm/min fz=vf/(n×z)=0.074 mm/z4 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5tm=(l+l1+)/vf=(28+14)/125=0.336（min）式中l1+=14mm。、工序4：铣削8+0.030mm槽 加工工件尺寸：8+0.030mm , 长度l=40mm 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级k8）加工余量8 用乳化液冷却机床：x62w1) 选择刀具 由加工尺寸公差0-0.3 。所以铣刀精度为精

22、密级k8 铣刀参数：l=8mm，d=63，d=22，d1=34，ro=15°，ao=12°，an=6°，z=16熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。2) 选择切削量由于槽的深度为8mm, 故一次走完，ae=8mm，ap=8mm。 由切削用量简明手册表3.3，确定f=0.15-0.3mm/r ，现取f=0.3mm/r ，fz=0.3/16=0.018mm/z鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表3.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8确定刀具寿命：t=100min。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。4) 决定切削速度vc和每齿进给量vf，由公式：vc=

23、(cv×do×qv)/(tm×ap×xv×fz×yv×ae×uv×zpv)×kv 式中： cv=25,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,km=1.12,颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。ksv=0.8,ktv=0.82,kv=km×ksv×ktv=1.12×0.8×0.82=0.79 vc=(cv×do×qv)/(tm×ap×xv×fz×yv×ae&

24、#215;uv×zpv)×kv =82.86m/min濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。n=1000×vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min根据x62w型铣床说明书选nc=375r/min实际速度：vc=×do×nc/1000=74.2 m/min选vfc=nc×f=375×0.3=112.5mm/min。根据x62w型铣床说明书选选vf=110mm/minfzc=110/375×16=0.018mm/z5) 机床功率：根据切削用量简明手册表3.28 公式 圆周力：fc=(

25、cf×apxf×fzyf×aevf×z/doaf×nwf)kfc ，ktv=0.90，kmfc=0.94 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。由表28 得 cf=30，xf=1.0，yf=0.65，uf=0.83，wf=0，qf=0.83，kfc=1.28挤貼綬电麥结鈺贖哓类。fc=(cf×apxf×fzyf×aevf×z/doqf×nwf)kfc=30×8×0.018×8/ 63×375=505.6 n赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。m=fc×do/2×10

26、3=15.9nm pc=fc×vc/1000=1.18km 根据x62w型铣床说明书，功率足够。6) 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5tm=(l+l1+)/vf=(40+14)/110=0.49（min） l1+=14mm、工序5：铣宽为180+0.012mm槽加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽180+0.12mm，长l=40mm。加工余量：23mm 由于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走，ae=23，ap=10mm。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。1) 选择刀具铣刀参数：l=10，d=100m

27、m，d=30mm，ro=15°，ao=12°，an=6°，z=24。2) 选择铣削用量由于槽的宽度为18mm, 故二次走完，ae=23mm，ap=10mm。 由切削用量简明手册表3.3 确定f=0.5mm/r，现取f=0.8mm/r ，fz=0.5/24=0.02mm/z。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。3） 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表3.7,得最大磨损量为0.5，由表3.8确定刀具寿命：t=100min4） 确定切削速度vc和每齿进给量：决定切削速度vc和每齿进给量vf、由切削用量简明手册3.27的公式vc=(cv×do×qv)

28、/(tm×ap×xv×fz×yv×ae×uv×zpv)×kv 式中：cv=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,仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。kv=km×ksv×ktv=1.12×0.8×0.82=0.79 vc=(cv×do×qv)/(tm×ap×xv×fz×yv×ae×uv×zpv)×kv =98.6m