CA6140车床拨叉831006加工工艺规程及夹具设计副本

1、摘 要随着科技的发展，机械制造行业已经是我国技术进步和社会发展的支柱产业之一。无论是传统产业，还是新兴的机械制造产业，都离不开形式各样的机械制造设备。本次毕业设计的内容主要内容就是对CA6140机床拨叉的工艺规程制定和对其中孔及若干平面加工工序的夹具设计进行研究和探讨。在工艺规程编制方面，主要通过仔细分析拨叉零件图和相关技术要求，查阅零件相关资料，考虑了零件的工艺结构要求、批量生产要求、经济性、可行性等多方面因素，最终安排工序，并完成加工，其中包括各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定，并将其编入工序卡片，清晰明了的表达出了整个加工过程。另外

2、，在专用夹具设计方面，主要对一孔、一平面的加工工序进行了夹具方案的分析，计算和最终完成设计任务。关键词：拨叉；工艺路线；定位与夹紧；专用夹具设计II目 录摘 要IAbstractII第2章 工艺规程的编制102.1 零件的分析102.1.1 零件的作用102.1.2 零件的工艺分析112.2 确定毛坯的制造形式122.3 基面的选择132.4 制定工艺路142.5 选择加工设备及刀具、夹具、量具152.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定162.7 确立切削用量及基本工时19第3章 夹具设计373.1 工序30的夹具设计373.1.1 问题的提出373.1.2 夹具设计373.1.3 定

3、位误差的分析403.1.4 夹具设计及操作的简要说明403.2 工序50的夹具设计403.2.1 问题的提出403.2.2 夹具设计413.2.3 定位误差的分析433.2.4 夹具设计及操作的简要说明433.3 工序70的夹具设计443.3.1 问题的提出443.3.2 夹具设计443.3.3 定位误差的分析473.3.4 夹具设计及操作的简要说明474646第2章 工艺规程的编制2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给的是CA6140车床主轴箱拨叉的工艺规程编制和夹具设计。CA6140车床的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工作，获得所需的速度和扭矩的

4、作用14。零件图如图2-1所示：图2-1 拨叉零件图零件上方的mm孔与操纵机构相连，而下方的mm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实现变速。两件零件铸为一体，加工时分开。2.1.2 零件的工艺分析零件的材料为HT200，为了满足其性质要求，由参考文献15表2-3铸件制造方法选取金属型铸造方法，由参考文献16表2.2-4 灰铸铁件的硬度分级可知灰铸铁的硬度为190210HBS，具有较高的强度和耐磨性，适于承受较大应力和耐磨性的要求。CA6140车床拨叉有多处加工面，其中有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1 以mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：mm

5、的孔，以及40mm的圆柱上表面，其中主要加工表面为mm通孔，其粗糙度要求为1.6。2 以mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：mm的孔，以及75mm的两个端面。其中mm内孔的粗糙度要求为3.2，75mm的两端面有垂直度0.1的要求。3 将两件铣断这一组加工表面包括：铣断面的粗糙度要求为6.3。4 铣mm的槽这一组加工表面包括：此槽端面的粗糙度要求为3.2，槽的底面的粗糙度要求为6.3。5 铣40mm外圆柱面上的平台这一组加工表面包括：粗糙度要求6.3，其余为尺寸要求，精度不高。该零件加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：mm孔的中心与mm孔的中心有位置要求mm。mm的槽与mm的孔内表面有

6、垂直度公差为0.08。C、D两端面之间相对于的mm的孔内表面有垂直度公差为0.1。由以上分析:对于以上加工表面，根据加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，可先加工其中某一重要表面，然后借助于专用夹具加工其它表面，并保证各种尺寸和位置的精度要求。2.2 确定毛坯的制造形式根据零件的材料和形状确定毛坯为铸件，考虑零件在机床运行过程中可以承受较大载荷和冲击载荷，且零件结构又比较简单，采用金属型铸造的方法来加工，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。这样不但提高生产率，而且可以保证零件的加工精度。毛坯零件图如图2-2所示： 图2-2 毛坯图毛坯的铸造方法：选用金属型造型的方法。毛坯的热处

7、理：热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，根据材料和热处理的目的而定。本次加工中热处理为预备热处理安排在机械加工之前，采用正火、调质处理来改善材料的加工性能。此外，为了消除残余应力，铸造后应安排人工时效。2.3 基面的选择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，过程中会问题百出，甚至会造成大批废品，使生产无法正常运行。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

8、加工表面作粗基准17。根据这个基准选择原则，现以拨叉的底面和40mm的外圆表面为粗基准，利用V型块夹紧达到完全定位,然后进行钻55mm孔的加工。2 精基准的选择为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的25mm圆表面为精基准，并且以“基准重合”和“基准统一”为原则，来保证加工精度和装夹准确方便。2.4 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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。1 工艺路线方案一工序一：铸造毛坯工序

9、二：将两件铣断工序三：钻、扩、铰、精铰25mm孔工序四：粗车、半精车、精车55mm孔工序五：粗铣、精铣C、D面保证垂直度误差不大于0.1工序六：粗铣B面工序七：铣16mm的槽，垂直度误差不大于0.08工序八：铣40mm外圆上的平台工序九：检验入库上面的工序加工不太合理，因为如果先将两件铣断，破坏了零件的整体性，这样就达不到两个孔之间的位置要求，影响整个工件的加工要求，从而降低了零件的使用价值。由此得出下面一个方案。2 工艺路线方案二工序一: 铸造毛坯工序二：以底平面D面为粗基准，用V型块定位，粗车、半精车、精车mm孔，使其达到精度要求工序三：以40mm圆柱外表面为基准，用V型块定位，并以mm的

10、圆心为基准钻、扩、粗铰、精铰mm的孔，达到精度要求工序四：将两件铣断工序五：以mm的内孔为精基准，以定位挡销和一压板实现定位，进行C、D两面的粗铣、精铣加工，使C、D两面满足垂直度误差不大于0.1工序六：以mm的内孔为精基准，以D面和一辅助支撑实现定位，进行B面的粗铣加工工序七：以mm的内孔为精基准，铣mm的槽,保证槽的侧面相对于孔的垂直度误差是0.08工序八：以mm的内孔为精基准，铣40mm外圆上的平台工序九：去除毛刺工序十：检验入库 比较两种工序加工方案，考虑到加工的合理性及精度的要求，我们选择方案二的设计。2.5 选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为中批，故加工机床设备等以通用机

11、床为主，其生产方式以通用机床加专用夹具为主，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均有人工完成。根据加工零件的具体工序，满足加工需求，根据文献15选择以下机床、刀具和量具：1 机床的选择铣面、铣槽、铣平台时均采用立式铣床X52K； 钻、扩、铰孔均采用立式钻床Z550； 车内孔时采用卧式车床C620-1。2 夹具的选择该拨叉的生产纲领为中批生产，所以采用专用夹具。3 刀具的选择铣上下表面时采用硬质合金端铣刀，可以保证加工零件的精度要求； 铣槽时采用直柄立铣刀； 铣断时采用铣断铣刀； 钻孔时采用高速钢锥柄麻花钻；扩孔时采用高速钢锥柄扩孔钻；铰孔时采用硬质合金锥柄机用铰刀； 车孔时采用YG6硬质合金车

12、刀。4 量具的选择极限量规或塞规、对角度尺寸采用专用夹具保证，其它尺寸采用通用量具即可。2.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 CA6140车床拨叉零件材料为HT200，硬度190210HBS，抗拉强度，生产类型为中批量，铸造毛坯。由文献18表217灰铸铁铸件预计的力学性能及应用举例及以上原始资料及加工工艺，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) 求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长315mm，宽75mm，高80mm，故最大轮廓尺寸为315mm。(2) 选取公差等级CT由文献15表5-1 大批量生产的毛坯铸件的公差等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸

13、铁，得公差等级CT范围810级，取为10级。 (3) 求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表5-3铸件尺寸公差15得：公差带相对于基本尺寸对称分布。(4) 求机械加工余量等级由文献15表5-5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围DF级，取为F级。(5) 求RMA(要求的机械加工余量)对所有加工表面取同一个数值，由文献15表5-4 要求的铸件机械加工余量（RMA）得最大轮廓尺寸为315mm、机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2.5mm。(6) 求毛坯基本尺寸为方便加工，键槽处铸成实心。C面、D面属双侧加工，应由文

14、献15式（5-2）求出，即R=F+2RMA+CT/2=12+22.5+2.2/2=18.1mm B面为单侧加工，毛坯基本尺寸由文献15式（5-1）求出，即R=F+RMA+CT/2=80+2.5+3.2/2=84.1mm 25mm孔属内腔加工，应由文献15式（5-3）求出，即R=F-2RMA-CT/2=25-22.5-2.6/2=18.7mm 55mm孔属内腔加工，应由文献15式（5-3）求出，即R=F-2RMA-CT/2=55-22.5-2.8/2=48.6mm式中 R毛坯基本尺寸；F毛坯的铸件轮廓尺寸；RMA要求的机械加工余量；CT公差等级。拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量见如下表2-1表2-

15、1 拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量项目C面D面B面25mm孔55mm孔·键槽公差等级CT 10101010加工面基本尺寸12802555铸件尺寸公差2.23.22.62.8机械加工余量等级FFFFRMA2.52.52.52.5毛坯基本尺寸18.184.118.74501 C面、D面的加工余量为6.1mm（为双边加工）查文献15表5-49 平面精加工余量得精加工余量1mm，故粗加工余量为Z=4.1mm，则单边加工余量为Z=2.05mm。2 B面的单边总加工余量为Z=4.1mm查文献15表5-49 平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量为Z=3.1mm。3 内孔（25mm的孔已铸成18.

16、7mm的孔）查文献15表5-42 基孔制7、8、9级（H7、H8、H9）孔的加工余量得工序尺寸加工余量：钻孔至23mm 余量为4.3mm； 扩孔至24.8mm余量为1.8 mm； 粗铰孔至24.94mm余量为0.14 mm； 精铰孔至25mm余量为0.06 mm。4 内孔55mm孔（55mm的孔已先铸初45mm的孔）查文献15表5-42 基孔制7、8、9级（H7、H8、H9）孔的加工余量： 粗车45mm的孔至51mm余量为6mm；半精车51mm孔至53.8mm余量为2.8mm； 精车至55mm余量为1.2 mm。5 铣16mm的槽由文献15表5-41 凹槽加工余量及偏差得粗铣后半精铣宽度余量Z

17、=3mm,粗铣后公差为+0.18+0.27mm,半精铣后公差为+0.11mm。工序尺寸加工余量： 粗铣至11.5mm； 半精铣至14.5mm余量为3mm； 精铣至16mm余量为1.5mm。2.7 确立切削用量及基本工时工序一：铸造毛坯。工序二：底平面B为粗基准，粗车、半精车、精车55mm的孔，使其粗糙度达到3.2(已铸成45mm)。1 粗车45mm的孔至51mm(1) 选择主轴转速选择C620-1车床，正转n=101400r/min，反转n=141580r/min；纵向f=0.0286.33mm/r，横向f=0.0143.16mm/r。(2) 选择进给量决定进给量，由文献15表5-57 卧式车

18、床刀架进给量得：f=0.0286.33mm/r，取f=1.59mm/r(3) 计算切削速度由文献15表2-8 车削时切削速度的计算公式得：式中 使用寿命T=60min；=158；=0.15；=0.40；m=0.2由文献15表2-9车削过程中使用条件改变时的修正系数得=1.0则: m/min m/min由文献15表5-56卧式车床主轴转速得转速n=305 r/min则实际切削速度 m/min(4) 计算基本工时min式中 机动时间，min；L刀具或工作台行程长度，mm；n机床主轴转速，r/min；f主轴每转刀具的进给量，mm/r。2半精车51mm的孔至53.8mm，切削余量为2.8mm(1) 确

19、定背吃刀量 mm。(2) 确定进给量、计算切削速度由文献15表5-121用YG6硬质合金车刀车削灰铸铁时的得：v=90m/min, f=0.42mm/r。 r/min采用C620-1卧式车床，由文献15表5-56 卧式车床的主轴转速得主轴转速n=480r/min则实际切削速度 m/min(3) 计算基本工时由文献15表2-24 车削和镗削机动时间计算公式得：车孔切削工时的计算时间为： 式中 i走刀次数，i=1； 刀具的切入长度，mm； 刀具的切出长度，mm；单件小批量生产时的试切附加长度，=0。则 mmmm所以 min3精车53.8mm的孔至mm,粗糙度为3.2(1) 确定背吃刀量 mm。(2

20、) 确定进给量、计算切削速度由文献15表5-121用YG6硬质合金车刀车削灰铸铁时的得：v=90m/min, f=0.56mm/r。 r/min采用C620-1卧式车床，由文献15表5-56 卧式车床的主轴转速得主轴转速n=480r/min则实际切削速度 m/min(3) 计算基本工时由文献15表2-24 车削和镗削机动时间计算公式得：镗孔切削工时的计算时间为： 式中 i走刀次数，i=1； 刀具的切入长度，mm； 刀具的切出长度，mm；单件小批量生产时的试切附加长度，=0。则 mmmm所以 min工序三：钻、扩、粗铰、精铰25mm的孔，使其达到精度要求1. 钻23mm的孔(1) 决定进给量钻头

21、直径为23mm，由文献15表5-127 高速钢钻头钻孔时的进给量查得进给量范围为0.780.96mm/r，取进给量f=0.81mm/r，选用Z550钻床， 由文献15表5-64 立式钻床型号与主要技术参数查得进给机构许用最大抗力F=24525N，查进给量范围为0.10.81mm/r，符合。(2) 确定钻头的磨钝标准及寿命由文献15表5-130 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命查得最大磨损限度为1.0mm，寿命T=75min。(3) 切削速度的确定由文献15表2-13 钻、扩和铰孔时切削速度的计算公式得： (的单位：m/min)式中 ； ； ； 。由文献15表214 钻、扩及铰孔时使用条件改变

22、时切削速度的修正系数得所以 取 =18m/min由文献15表565 立式钻床主轴转速取转速n=250r/min所以，实际切削速度 (4) 检验机床扭矩及功率由文献15表215 钻孔时轴向力、转矩及功率的计算公式得： 式中 钻孔时的转矩，； 刀具直径，mm；钻削时的进给量；切削力的修正系数；。所以 由文献15表568 立式钻床主轴各级转速能传递的转矩按薄弱环节得主轴能传递的转矩/得 所以，所选的切削用量符合要求。(5) 计算基本工时 , 2 扩23mm的孔至24.8mm(1) 确定背吃刀量为mm。(2) 确定进给量，由文献15表5128 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量f=1.01.

23、2mm/r，所以取 f=1.196mm/r。(3) 计算切削速度由文献15表354 扩孔相较钻孔的选取方法得扩孔速度为钻孔速度的（）倍故取 由此算出转速 按机床实际转速，取 n=125r/min则实际切削速度 。(4) 计算基本工时，3 粗铰24.8mm孔至24.94mm(1) 确定背吃刀量 mm，由文献15表5136 硬质合金铰刀铰孔时的切削用量得被吃刀量mm，符合被吃刀量的范围。(2) 确定进给量由文献15表5128 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量f=0.3 0.5mm/r，所以取f=0.36mm/r。(3) 计算切削速度由文献15表213钻、扩和铰孔时切削速度的计算公式得：

24、 由文献15表5130 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命得钻头后刀面最大磨损量为0.60.8mm，取0.6mm，寿命。式中 ； ；。由文献15表214 钻、扩及铰孔是使用条件改变时切削速度的修正系数得所以 由文献15表565 立式钻床主轴转速取转速n=185r/min所以，实际切削速度 (4) 计算基本工时由文献15表2-27 铰圆柱孔的超出长度得：4 精铰24.94mm孔至mm(1) 确定背吃刀量mm。由文献15表5136 硬质合金铰刀铰孔时的切削用量得被吃刀量mm，符合被吃刀量的范围。(2) 确定进给量由文献15表5128 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量f=0.9 1.4m

25、m/r，所以取 f=0.9mm/r(3) 由文献15表5-131 高速钢钻头钻碳钢及合金钢时的切削速度得理论转速为： 由文献15表556立式钻床主轴转速取转速n=185r/min所以，实际切削速度 (4) 计算基本工时 由文献15表2-27铰圆柱孔的超出长度得mm工序四：将两件铣断(1) 进给量的确定由文献15表598 铣刀直径选用切断刀，铣刀直径应小于63mm,取63mm，齿数为6，可选用X52k立式升降台铣床。功率为7.5 kw，由文献15表5-145 高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀、和切断铣刀加工钢时的进给量得每齿进给量，。铣削宽度为： (2) 铣削速度的确定由文献15表2-1

26、7 铣削时切削速度的计算公式得： 式中 =10.5；=0.2；=0.2；=0.4；=0.5；=0.1；m=0.15由文献15表5-72 立式铣床主轴转速及文献15表5-98 铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速，取立式铣床主轴转速n=150r/min切削速度 。(3) 切削工时，由文献15表5-73 立式铣床工作台进给量得则 工序五：粗铣和半精铣C、D两面。1 粗铣C、D两面(1) 背吃刀量的确定因为切削余量较小，故以此就可以切除全部加工余量，则 。(2) 进给量的确定选用硬质合金端铣刀，材料为YG6。端铣刀直径应小于80mm，由文献15表598 铣刀直径选择取直径80mm,齿数为6。可

27、选用X52K立式升降台铣床，功率为7.5kw，由文献15表5-146 硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得：每齿进给量。(3) 铣削速度的确定由文献15表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速得:式中 =245；=0.2；=0.15；0.35；=0.2；=0；m=0.32。取立式铣床主轴转速n=118r/min，则切削速度 (4) 切削工时由文献15表5-73 立式铣床工作台进给量取=126mm/min，2 半精铣C、D两面(1) 背吃刀量的确定由文献15表5-49 平面精加工余量得：半精加工铣削用量为1mm，取。(2)

28、 进给量的确定 选用硬质合金端铣刀，材料为YG6。端铣刀直径应小于80mm，由文献15表5-144高速钢端铣刀、圆柱铣刀、盘铣刀加工时的进给量取表面粗糙度为3.2,表5-146硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量=0.140.24mm/z,取=0.2mm/z。(3) 铣削速度的确定由文献15表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速得:式中 =245；=0.2；=0.15；0.35；=0.2；=0；m=0.32。取立式铣床主轴转速n=150r/min，则切削速度 (5) 切削工时由文献15表5-73 立式铣床工作

29、台进给量取=126mm/min，工序六：粗铣B面(1) 背吃刀量的确定因为切削余量较小，故一次切削就可切除全部加工余量，则。(2) 进给量的确定选用硬质合金端铣刀，材料为YG6，铣刀直径应小于80mm，由文献15表598 铣刀直径选择60mm，齿数为6。可选用X52K，立式升降台铣床，功率为7.5kw，由文献15表5-146 硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量，(3) 铣削速度的确定由文献15表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速得:式中 =245；=0.2；=0.15；0.35；=0.2；=0；m=0.3

30、2。取立式铣床主轴转速n=118r/min，则切削速度 (4) 切削工时由文献15表5-73 立式铣床工作台进给量取=126mm/min所以 工序七：粗铣、半精铣mm的槽，使其达到精度要求1 粗铣12mm的槽，粗加工后，公差为+0.18+0.27(1) 选择机床刀具选择立式铣床X52K，直柄立铣刀(2) 切削用量由文献15表5-145 高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀和切断铣刀加工时的进给量得进给量为任意，取。由文献15表5-148 铣刀磨钝标准取铣刀磨钝标准最大磨钝限度粗加工时为1.01.2，粗加工时为0.30.5。由文献15表5-149 铣刀平均寿命取平均寿命为T=60min，槽宽

31、16mm，槽深1025mm，n=279r/min, 。(3) 计算基本工时，；则 2 精铣槽mm本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步，此工序精铣槽必须满足各种技术要求包括：槽宽16H11，槽深8H12，槽两侧粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。(1) 选择机床和刀具机床：X52K立式铣床。刀具：直柄立铣刀，铣槽=16mm。查文献15表8铣刀参数的选择取国家标准GB1118,D=160mm,d=40mm,L=16mm,齿数z=24(2) 计算切削用量由文献15表5-145 高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀和切断铣刀加工时的进给量得铣削宽度为16mm时，每齿进给量任意，取=0.67

32、mm/r由文献15表5-148 铣刀磨钝标准取铣刀磨钝标准和耐用度，磨钝标准为0.200.25，由文献15表5-149 铣刀平均寿命取铣刀平均寿命 T=60min。(3) 切削速度由文献15表2-17 铣削时切削速度的计算公式得：式中 修正系数k=1.0；=10.5；=0.2；=0.2；0.4；=0.5；=0.1；m=0.15。，代入上式，得 。(4) 确定机床主轴转速由文献15表5-72 立式铣床主轴转速得主轴转速为n=190r/min，则实际切削速度 (5) 计算切削工时由文献15表5-73 立式铣床工作台进给量取=127mm/z 则： 工序八：粗铣半精铣40mm外圆上的平台由于整个加工余

33、量为6mm,且精铣的加工余量为1mm。则粗细过程5mm,分两步加工1 第一次粗铣、第二次粗铣(1) 背吃刀量的确定，。(2) 确定进给量选用硬质合金端铣刀，材料为YG6，由文献15表598 铣刀直径选择得铣刀直径应小于80mm，取直径为40mm。齿数为6。可选用X52K立式升降台铣床功率为7.5kw，由文献15表5-146 硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量(3) 确定铣削速度由文献15表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-7 立式铣床主轴转速得:式中 =24；=0.；=0.1；0.3；=0.2；=0；m=0.32。取立式铣床主

34、轴转速n=150r/min，则切削速度 (4) 切削工时由文献15表5-73立式铣床工作台进给量取=126mm/min，；同理2 半精铣(1) 背吃刀量的确定。(2) 进给量的确定选用与粗铣刀同样的刀具和机床，由文献15表5-144高速钢端铣刀、圆柱铣刀、盘铣刀加工时的进给量取：表面粗糙度为6.3, 文献15表5-146硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量=0.140.24mm/z 取=0.2mm/z(3) 铣削速度的确定由文献15表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速得:式中 =245；=0.2；=0.15

35、；0.35；=0.2；=0；m=0.32。取立式铣床主轴转速n=190r/min则切削速度 (4) 切削工时由文献15表5-73 立式铣床工作台进给量取=126mm/minmm，工序九：去除毛刺工序十：检验入库第3章 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计夹具。本次夹具设计主要有三个，首先是对mm孔进行加工，其夹具为专用夹具，利用Z550立式升降台钻床，锥柄机用铰刀，实现对mm孔的精铰加工其粗糙度为1.6。其次是对C、D面进行加工，其夹具为专用夹具，利用X52K立式升降台铣床，硬质合金端铣刀，实现对C、D面的半精铣加工，其粗糙度要求为3.2；最后再完成槽的加工，其夹具

36、为专用夹具，利用X52K立式升降台铣床，三面刃铣刀，实现对槽的加工，使其达到精度要求。3.1 工序30的夹具设计3.1.1 问题的提出本夹具主要用来精铰mm的孔，其粗糙度要求为1.6。由于孔的加工精度要求较高，因此，在本道工序加工时在考虑精度的前提下，还应考虑到降低劳动强度，提高劳动生产率。3.1.2 夹具设计1 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，特别是位置精度的要求。因此我们应该根据零件图的技术要求

37、，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。mm孔的夹具定位如图3-1所示：图3-1 mm孔的夹具定位此零件图没有较高的技术要求，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。mm的孔已加工好，我们以mm的中心轴线和40mm的外圆为基准，采用V型块和平面定位的办法进行加工，设计相应的夹具机构。铰刀材料为硬质合金，利用手动加紧方式。2 切削力的计算刀具：硬质合金机用铰刀，尺寸为25mm。轴向力：由文献15表215 钻孔时轴向力、转矩及功率的计算公式得： 式中 ；。则 转矩由文献15表215钻孔时轴向力、转矩及功率的计算公式得： 式中 ；。则 功率由文献15表215钻孔时轴向力

38、、转矩及功率的计算公式得： 式中 ；。则 在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数式中 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 3 夹紧机构根据零件的定位方案，加工方法，生产要求，运用手动夹紧即可满足条件。通过可调V型块的移动夹紧，使工件达到制定的位置，既方便操作又提高了工作效率。手动夹紧是可靠的，可去除夹紧力的计算。3.1.3 定位误差的分析本夹具的主要定位面分别是底面和40mm的外圆表面，用平面和V型块来实现定位作用。存在的误差主要为铸造加工的毛坯零件存在一定的尺寸误差，可能会影响整体的加工精度，但通过定心夹紧机构和微调机构的设置

39、可以相对的提高零件的精度，使其满足加工要求。3.1.4 夹具设计及操作的简要说明综上所述，在夹具设计时，首先应考虑到降低成本，方便加工。由于整个零件较小，加工时的钻削力采用手动夹紧的固定方法即可满足夹紧需要，夹具底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有确定的安装位置，以利于加工。在装夹时，先将工件在夹具体中完全定位，以底面和一V型块实现固定，通过定心机构实现装夹，最后由微调机构实现精调，以达到要求实现加工。设计的夹具体结构简单、操作方便、容易加工零件，方便实现定位及夹紧。3.2 工序50的夹具设计3.2.1 问题的提出本夹具主要用来精铣C、D面，其粗糙度要求为3.2。由于面的加工精度要求

40、不高，因此，在本道工序加工时在考虑精度的前提下，还应考虑到降低劳动强度，提高劳动生产率。3.2.2 夹具设计1 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，特别是位置精度的要求。C、D面的夹具定位如图3-2所示：图3-2 C、D面的夹具定位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，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

41、mm的内孔已完成了加工，达到很高的精度，以其做定位面可以保证加工要求。我们以25mm的内孔为精基准，以一定位心轴实现定位夹紧，再加一定位销实现六点定位。铣刀材料为硬质合金，利用手动加紧方式。2 切削力的计算刀具：硬质合金端铣刀，尺寸为80mm。圆周力由文献15表218 铣削时切削力、转矩及功率的计算公式得 ： 式中 ；。则：转矩由文献15表218铣削时切削力、转矩及功率的计算公式得： 式中 ；。则 功率由文献15表218铣削时切削力、转矩及功率的计算公式得 ： 式中 ；。则 在计算切削力时，必须考虑安全系数 安全系数式中 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；

42、为断续切削系数1.1。所以 3 夹紧机构根据零件的定位方案，加工方法，生产要求，运用手动夹紧即可满足条件。通过心轴定位夹紧并配以一定位销，使工件达到设计的位置，采用压板实现夹紧，既方便操作又提高了工作效率。并且手动夹紧是可靠的，可去除夹紧力的计算。3.2.3 定位误差的分析本夹具的主要定位面是25mm孔的内表面和一加在侧面的定位销来实现定位作用，并配以夹紧压板，使定位安全可靠。本次设计夹具的工序尺寸公差为mm，垂直度误差为1.0，可加工满足。3.2.4 夹具设计及操作的简要说明综上所述，在夹具设计时，首先应考虑到降低成本，方便加工，采用手动夹紧的固定方法，夹具底面上的一对定位键可使整个夹具在机

43、床工作台上有确定的安装位置，方便加工。在装夹时，先将工件在夹具体中完全定位，以一定位心轴实现固定夹紧，并配以一定位挡销，使其达到完全定位，此时用一夹紧压板，使加工更加安全可靠。对刀块与铣削面之间有1mm的间距，方便对刀，提高加工的精确性。设计的夹具体结构简单、操作方便、容易实现零件的加工，方便实现定位及夹紧。3.3 工序70的夹具设计3.3.1 问题的提出本夹具主要用来精铣的槽，其侧面的粗糙度要求为3.2，底面的粗糙度要求为6.3，相较于基准的内孔有垂直度0.1的要求。由于槽的加工精度要求不是很高，因此，在本道工序加工时在考虑精度的前提下，还应考虑到降低劳动强度，提高劳动生产率。3.3.2 夹

44、具设计1 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。铣的槽的夹具定位如图3-3所示：图3-3 铣的槽的夹具定位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，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。25mm和55mm的内孔已完成了加工，达到很高的精度，以其做定位面可以保证加工要求。我们以25mm的内孔为精基

45、准，以一定位销定位夹紧，另外，在55mm处加一可调支撑实现六点定位，实现对零件的加工。铣刀材料为硬质合金，利用手动加紧方式。2 切削力的计算刀具：直柄立铣刀，尺寸为16mm。圆周力由文献15表218铣削时切削力、转矩及功率的计算式得： 式中 ； ；。则 转矩由文献15表218铣削时切削力、转矩及功率的计算公式得： 式中 ；。则 功率由文献15表218铣削时切削力、转矩及功率的计算公式得： 式中 ；。 则 在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数式中 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 3 夹紧机构根据零件的定位方案，加工方法，生产要

46、求，运用手动夹紧即可满足条件。通过定位销实现定位夹紧并配以一可调动的定位支撑，使工件达到设计的位置，既能准确的定位加工又方便操作、提高了工作效率。手动夹紧是可靠的，可去除夹紧力的计算。3.3.3 定位误差的分析本夹具的主要定位面是25mm孔的内表面和一可调动的定位支撑实现定位作用。本次设计夹具的工序尺寸公差为，垂直度误差为1.0，可加工满足。3.3.4 夹具设计及操作的简要说明综上所述，在夹具设计时，首先应考虑到降低成本，方便加工，采用手动夹紧的固定方法，夹具底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有确定的安装位置，以利于加工。在装夹时，先将工件在夹具体中完全定位，以一定位销实现固定夹紧，

47、并配以一可调定位支撑，使其达到完全定位，对刀块与铣削面之间有1mm的间距，方便对刀，提高加工的精确性。设计的夹具体结构简单、操作方便、容易完成零件的加工，方便实现定位及夹紧。第4章 机床夹具优化设计及经济效益现代夹具(如成组夹具、通用可调夹具、组合夹具)的结构共性，大都由通用基体和可调、可换元件两部分组成。可调、可换元件一般是随夹具适用对象数的多少而变化的，因此，在现代夹具设计时，适用对象种数选择得是否合理，将直接关系到可调、可换元件的数量和夹具的整体经济性18。 4.1 优化设计分析这种优化设计的特点是可以正确确定适用对象种数。 根据优化设计的结果，对可调、可换元件和通用基体的结构设计从成本

48、比例的角度进行调整，从而使之满足优化设计，达到整体经济性的目的19。 4.1.1成组夹具成本成组夹具的成本： Cc=Ct+PN 式中 Ct成组夹具上通用基体的成本，元； P成组夹具上可调、可换元件平均单件成本，元/种； N成组夹具适用零件种数，种；T对整套夹具来说是一常数。PN则随着N的增减而变化(其中P为常数)。从成组夹具适用对象种数所分摊的夹具成本看，可以认为：适用对象在成组夹具满负荷的范围内，对象种数愈多则夹具分摊到适用对象种数上的单位成本就愈低。 从夹具上的可调、可换元件看，随着夹具适用对象种数的增加，则夹具上的可调、可换元件也随着增加，这时，可调、可换元件的设计、制造费用以及夹具的调

49、整次数和调整、保管费用也随之相应增加20。 以上2个不同内容有些矛盾的因素，从不同的角度影响着成组夹具的经济性。4.1.2 优化设计的现实意义当所设计的成组夹具，其适用对象零件种数等于或接近NK值时，可以认为这套成组夹具符合经济性的原则；反之，从经济的角度可以认为是不合理的。这时，应该从各方面采取调整措施，如修改通用基体或可调、可换元件的结构设计，使之Ct值与P值的比例关系得到调整，最终符合经济性的原则。 在成组夹具设计中，根据夹具的复杂程度，从已积累的统计资料中取得Ct值与P值的当量值，以预定成组夹具适用对象零件种数，然后对实际的Ct值与P 值进行评价，这样可以达到减少过程损失的目的。 按照

50、此方法进行通用化工装设计，可大大降低工装成本，缩短产品开发周期。由于通用夹具在产品开发中的占总体工装的1/51/10，其制造可由本企业的机修单位来完成，工装夹具的到货周期由原来的几个月缩短为几天。 可以大大减少夹具库存量。以工装库存的最低储备量来估算，库存量为现场用量的23 倍，而通用工装夹具会使原来现场使用的夹具由几百种下降为几十种，库存量可降至1/21 倍的生产用量21。 4.2 机床夹具柔性化加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上，因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然，在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案，如：模块化、可变换化、可重新配置化、在

51、线兼容性等。不论采用哪种方案，使用高性能的液压夹具都显得尤为重要，现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省90%95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本22。当加工一长型铝合金零件时，刀具通过时旋转油缸可快速让开，刀具通过后可快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。由于变形造成的废品率将会微乎其微，机械加工工艺技术正在向着高效、高速、智能复合、绿色环保的方向发展。合理利用资源及原材料、降低零件制造成本,最大限度地减少时环境的污染程度23。4.3 机床夹具经济效益分析对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处