机械制造工艺学培训课程设计

1、痿7牽寻晚机械制造工艺学课程设计设计题目：拨叉机械加工工艺规程制定及孔直径42MM专用夹具设计学生姓名章贵龙班级11 机制本二班学号1101210233指导教师敖培云教研室主任胡淑兰起止日期新余学院课程设计（论文）任务书二级学院：机械工程学院110121023211012102341101210233学生姓名万强、章贵龙、尧小燕专业（班级）机制本（2）班设计题目拔叉工艺规程编制及孔直径42MM夹具设计设计 技 术 参 数图一所示是CA6140车床拨叉型号831002的简图。毛坯材料为铸钢。中批量生产，采用通用机床进 行加工。试完成该零件的机械加工工艺设计及加工 25H7孔钻床夹具设计。设计 要

2、 求一、设计者必须发挥独立思考能力，禁止抄袭他人成果 ，不允许雷同。积 极主动与指导教师流，每一进展阶段至少与指导教师交流一次。二、设计成果：1、夹具装配图一张，A1；2、设计说明书一份；3、工艺规程卡一套，工序卡若干张。设计说明书应包括下列内容：（1）封面（2）目录（3）摘要和关键词、（4）设计任务书（5）机械加工工艺规程制定的详细过程主要包括：1）零件的结构分析2）生产类型的确定3）毛坯的选择与毛坯简图的绘制4）工艺路线的拟定5）各工序的加工余量及工序尺寸的确定。6）切削用量的计算和确定7）时间定额的计算和确定（6）专用夹具设计的详细过程1）明确夹具的功用，选择夹具的类型2）疋位方案的选择

3、、分析、比较和确疋3）夹紧方案的选择、分析、比较和确定4）对定方案的选择、分析、比较和确定5）夹具各部分元件的选择6）夹具的精度分析7）夹具的特点(7)参考文献(要包含资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版年月)。三、定稿完成后，按照学校要求打印、装订，装袋，并和电子稿一起交给老师，并准备答辩工作1、夹具装配图一张，A1；量2、设计说明书一份；3、工艺规程卡一套，工序卡若干张工作 计 划序号环节时间分配备注1设计准备工作0.52机械加工工艺规程制疋1.03填与机械加工工艺卡片0.54专用夹具设计25撰写设计说明书0.56答辩0.5小计5天参考资料指导教师签字敖培教研室主任签字1、金属切

4、削加工手册；2、机床夹具设计手册；3、机械制造工艺学；4、机械制造工艺学课程设计指导书说明：此表一式叁份，学生、指导教师、二级学院各一份。机械制造工艺学课程设计计算说明书设计题目拔叉工艺规程编制及孔直径42MM夹具设计学院（系）：机械工程学院专业 ：机械设计制造及其自动化班级：11机制本班姓名:万强 章贵龙 尧小燕学号 :1101210232 1101210233 1101210234指导老师: 敖培云完成日期：2013、12、6新余学院目录第一部分序言 7第二部分零件的分析 92.1. 拨叉的功用分析 922 拨叉的工艺分析 9第三部分机械加工工艺规程制订113.1生产类型 113.2毛坯选

5、择 113.3选择定位基准 113.4 选择加工方法 123 .5制订工艺路线 133.6确定加工余量及毛坯尺寸133.7工序设计 153.8确定切削用量和基本时间17第四部分夹具的设计264.1接受设计任务、明确加工要求264.2确定定位方案，选择定位元件264.3确定夹紧方案、设计夹具机构274.4确定导向方案、选择导向元件 274.5钻模板结构类型的确定284.6夹具体的设计 284.7夹具精度分析284.8绘制夹具装配图及必要的夹具体图 29第五部分总结、致谢及参考文献315.1. 总结 315.2. 致谢 325.3. 参考文献 33机械制造工艺学课程设计是在我们对机械制造基础和机械

6、制造工艺学 等进行学习以后进行的。这是对我们所学各课程的一次深入的综合性的总复习， 也是我们在走进社会岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。此次课程设计需要我们熟练掌握基础课程知识以及充分了解专业学科知识， 如应用软件绘制零件图、毛坯图零件加工工艺路线的定制等。同时通过设计让我 们学会查询各种专业相关资料，有助于扩展我们的知识面。总的来说，就是要让 所学理论知识在实际设计过程中得到充分地利用， 并不断提高自己解决问题的能 力。本次课程设计的任务之一是制订拨叉机械加工工艺规程。通过分析拨叉从毛 坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制

7、定相应的 机械加工工艺规程。针对拨叉零件的主要技术要求选择适当的夹具进行装夹以及 设计钻孔用的钻床夹具。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。拨叉工艺规程及其钻孔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

8、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。机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深 入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大 学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺 过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识， 理论联系实际，对自己 未来将从事的工作进行一次适应性训练， 从中锻炼自己分析问题、解决问题的能 力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为

9、后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。1 零件的分析2.1 拨叉的功用分析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，侧边的 60半孔则是用于 与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力波动侧边的齿轮变速。两零件铸为一 体，加工时分开。2.2. 拨叉的工艺分析；/T 1004-M1194rlHT200irrcrrnutjum貝亂1*1ft1111;2拨叉零件图1. 从零件图上可以看出，零件为 HT200铸钢件。从

10、结构上看，左部呈圆筒状， 右部为厚12d11的半圆叉爪，两半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： 25H7mr的孔，以及 42mm勺圆柱两端面，其中主要加工表面为 25H7mr通孔。一个是以半圆叉爪为中心的加工表面，即以 69mn孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括： 60H12的孔，以及 60H12的两端面，主要是 60H12 的孔。铣16的槽加工表面包括：此槽的端面，16mm的槽的底面 和槽两侧面。以 M22X 1.5螺纹孔为中心的加工表面包括：M22X 1.5的螺纹孔，长

11、32的端面。这 两个加工表面之间有一定的位置要求，主要是： 60的孔端面与 25H7孔垂直度公差为0.1mm 16mnt勺槽与 25H7的孔垂直度公差为0.08mm2. 拨叉的技术要求加工表面尺寸偏差(mm公差及精度等级表面粗糙度Ra(um)形位公差(mm)长槽侧面163.2丄0.08A长槽底面8IT126.3拨叉脚两端12IT113.2丄0.1A拨叉脚内表面木 cc + 0.2560 0IT123.2M22X 1.5mm螺纹孔到大槽外侧44 -0.36.325mn孔工+0.0225 0IT71.6圆筒端面426.3三机械加工工艺规程制订3.1. 确定生产类型按设计任务书，拨叉年产量为 400

12、0台/年，机械加工其中废品率为1%备 品率为6%则该零件的年产量纲领为N=Qn(1+ a%+ B%)=4000 X1 x(1+6%+1%)件/年=4280 件/年可见，拨叉的年产量为4280件，拨叉可以看成独立的一部分，属于轻型机 械。由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件为中批生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现出中批生产的工艺特点，如多采用通用设备配以专用的工艺装备等。3.2. 确定毛坯制造形式图纸规定零件材料是HT20Q显然毛坯只能是铸钢件。本零件形状不复杂， 可成批生产。若选砂型手工造型，生产效率低、铸件质量差。也不宜采用费用高、 生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造。最

13、后确定采用砂型机器造型，它有 较高的生产效率，也能满足毛坯质量要求。该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近。由 于有一个圆筒，为减少加工余量可在铸造时铸出毛坯孔。3.3. 选择定位基准定位基准的选择使工艺规程制订中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化 工艺装备结构与种类，提高生产率。精基准的选择：按照一般规则，定位精基准应是精度较高、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225H7孔的端面横向尺寸小，定位稳定性也差。 若选叉

14、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

15、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。3.4. 选择加工方法表面加工方法加工表面尺寸精度等级粗糙度表面加工方案Ra/mm拨叉角内表面IT123.2粗镗-半精镗拨叉脚底面IT126.3粗铣60孔两端面IT113.2粗铣-半精铣-精铣25孔IT71.6钻-扩-粗铰-精铰螺纹孔顶面IT126.3粗铣铣槽端面IT126.3粗铣16H槽底面IT116.3粗铣-精铣(1) 遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准一一拨叉头25的左端面 和轴孔25孔。(2)

16、遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。(3) 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面一一拨叉头25左端面和轴孔 25孔和拨叉60孔左右端面，后加工次要表面操纵槽内侧面和底面。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工， 保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头25孔左端面，拨叉60孔左右 端面，粗镗60孔,粗铣槽外端面，粗细槽内侧和底面，完成 25孔的钻、扩和 粗铰，钻20.5孔，用丝锥攻M22*1.5螺纹。在半精加工阶段，完成进 60孔的 半精镗，槽内侧和底面的半精铣，60孔左右端面的半精铣；在精加工阶段，进行拨叉60孔左右端面的精铣，槽内侧和底面

17、的精铣和 25孔的精铰3.5. 制订工艺路线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。工艺路线安排如下：铸造（砂型机器造型）、清砂、退火 铣 25孔左端面 粗、钻、扩、铰、 精铰 25孔 铣 60孔上、下端面 钻、镗、铰 60孔 铣螺纹孔端面 钻 22孔攻M22X 1.5螺纹 粗铣半精铣精铣槽所在的端面 粗铣半精铣精铣16的槽 切断、检查上面安排可使加工效率大大提高，多次加工 25、 60孔,更能

18、保证孔的加 工精度。3.6. 确定加工余量及毛坯尺寸“CA614车床拨叉”；零件材料为HT200硬度190210HB毛坯重量1.45kg , 生产类型为中批量，铸造毛坯。铸造钢采用砂型机器制造时，铸件尺寸公差为 CT8- CT12级此处选用CT10级。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、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）。 25左端面的加工余量为3mm毛坯尺寸83mm CT10=3.2mm 60孔的左右

19、端面毛坯 尺寸为 16mm CT10=2.2。3. 内孔 查工艺手册表2.22.5，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 CT10=2.8mm同上，零件 25的孔也已铸出 20 的孔，CT10=2.4mm4. 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 CT10=2.8mm 16槽端面毛坯尺寸为18，加工余量为3mmCT10=2.2mm5. 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4mm6. 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

20、最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。7. 毛坯简图3.7. 工序设计（1）、选择加工设备与工艺装备工序号工序名称机床设备刀具量具01基以 42外圆为粗准，粗铣 25立式铣床W18Cr4V 硬游标卡尺孔左端面X53K质合金钢铣刀02以 25孔上端面为精基准，粗立式钻床麻花钻、扩卡尺、塞规见钻、扩、铰、精铰 25孔Z535孔钻、铰刀03以 25孔为精基准，粗铣 60孔 上、下端面立式铣床咼速套式面游标卡尺X53K铣刀04以 25孔为精基准，半精铣，精 铣 60孔上、下端面卧式铣床W18Cr4V 硬游标卡尺X63质合金钢端铣刀05以 25孔为精基准，钻、镗、卧式镗床咼速精钢镗卡尺、塞规见

21、铰 60孔T68刀06以 25孔为精基准，铣螺纹孔端立式铣床咼速套式面游标卡尺面X53K铣刀07以 25孔为精基准，钻 20孔立式钻床麻花钻内径千分尺Z53508以 25孔为精基准，攻M22X 1.5 螺纹立式钻床高速钢螺纹游标卡尺Z535车刀09以 25孔为精基准，粗铣、半 精铣、精铣槽所在的端面立式铣床X53KW18Cr4V 硬质合金钢端游标卡尺铣刀10以 25孔为精基，精铣16的槽万能铣床错齿三面刃卡规、深度X61W1铣刀铣槽游标卡尺(2) 确定工序尺寸 查机械加工余量手册得 内孔 25孔工步加工余量工序尺寸公差钻孔1.5mm124.8-0.9*2=23mmIT12,0.21mm扩孔0.

22、9mm24.94-0.07*2=24.8mmIT12,0.13mm粗铰0.07mm125-0.03*2=24.94mmIT9,0.052mm精铰0.03mm25mmIT7,0.021mm 60孔的左右端面加工余量工序尺寸公差工步粗铣2mm16-2=14mmIT13,0.27mm半精铣1.4mm14-1.4=12.6mmIT11,0.11mm工步加工余量工序尺寸公差钻孔2mm59.6-0.8*2=58mm|lT12,0.39mm镗孔0.8mm60-0.2*2=59.6mmIT9,0.074mm铰孔0.2mm60mm精铣内孔 60孔铣螺纹孔顶面加工余量工序尺寸公差工步0.6mm12.6-0.6=1

23、2mmIT8,0.027mm粗铣3.1mm40-3.1=36.9mmIT13,0.39mm半精铣0.7mm36.9-0.7=36.2mmIT8,0.039mm精铣0.236.2-0.2=36mm16槽端面工步加工余量工序尺寸公差粗铣2.1mm18-2.1=15.9mmIT13,0.027mm半精铣0.7mm15.9-0.7=15.2mm精铣0.2mm15.2-0.2=15mm3.8. 确定切削用量和基本时间1. 工序01 粗铣 25孔左端面工件材料：HT200,(T b=0.16GPa HB=200241 铸造。刀具为W18Cr4a质合金钢端铣刀，牌号YG6铣削宽度ae=60,深度ap=4,

24、齿数z=10,故据切削手册取刀具直径 dw=80mm选择刀具前角丫。二0后角 a 0= 15,副后角a o=10,刀齿斜角入s= 15 ,主刃Kr=60 ,过渡刃Kre =30 ,副刃Kr =5过渡刃宽be =1.5mm铣削背吃刀量取ap=3mm由于机床功率为10kw，进给量查指导教程表 5-27得af=0.200.35mm/z，取 f=0.3mm/z。计算切削速度根据d/z=80/10的条件查表选取V=40m/min,所以门=1000V = 1000 40 =159.2(r/min )，取 n=150 (r/min ),ndw兀 *80所以实际的切削速度V二 g =37.7 m/min100

25、0工作台每分钟进给量fm应该为：fm=fzn=0.3*10*150=450m/min基本时间t m根据表中面铣刀铣平面(不对称铣削)的基本时间公式t l1 l2 j丄=25mm,f x nL1=35,取 L2=4mm,C0=(0.03-0.05)d=2.44,取 C0=3mrp 贝U L仁26.80mm, f*n=450mm/min,所以 t m=7.44s2. 工序02 粗、钻、扩、铰、精铰 25孔(1)选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时钻头直径d=23mm 钻头采用双头刃磨法。决定进给量f根据指导书表5-50可以查出f=0.470.57mm/r由于孔深和孔径之比 n=80

26、/23=3.48,所以也=0.95故 f=(0.470.57)*0.95=0.440.54mm/r查z535型立式钻床说明书，取f=0.5mm/r背吃刀量取ap=1.5mm刀具耐用度T=60min切削速度查指导书表 5-52 可知 Cv=6.1,Zv=0.4,Xv=0,Yv=0.5,m=0.26.1 230.460021.500.5.5=13.3m/ min1000vd1000_13.3 :23=184r/ min基本时间tm基本时间公式 tm = ll 十 十,L=80mm, L2=0mm, L1= (Ddl) 12 cotKr + f x n(12) , Kr=30，贝U L1= 41.8

27、4mm f*n=165mm/min,所以 t m=44.34s(2)选用24.8mm标准高速钢扩孔钻根据表，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 。 切削速度查指导书表5-52可知Cv=10.2,Zv=0.4,Xv=0.2,Yv=0.5,m=0.2 。已知 ap=0.9，耐用度 T=60min。C/dTma,yv10.2 24.80.460 0.9 0.57二 22m/min1000v1000 22n282.5r / minnd n = 24.8基本时间t m基本时间公式 tm = 11 +12 +1 ,L

28、=80mm, L2=3mm, L1= (Ddl) /2 cotKr + f x n(12) , Kr=30。，贝U L1= 3.56mm f*n=1100mm/min,所以 t m=4.72s(3) 选用25mn标准高速钢铰刀。确定进给量f，根据表查出，f=1.32.6mm，按z535型机床说明书取f=1.6mm/r。切削速度查指导书表5-52可知Cv=12.1,Zv=0.3,Xv=0.2,Yv=0.65,m=0.4。已知粗铰 ap=0.07，精铰 ap=0.03，耐用度 T=60min。C/dZv则粗铰V=pf12.1 24.940.30 40 2065 =7.7m/min60 0.07 1

29、.61000v1000 7.7nd98.3r / min:24.94cvdZv精铰Vapvf12.1 250.3yv600.40.030.21.60.6厂。亦/俪1000vd1000 9.J17r/min 二 25粗铰 25孔基本时间t m1 +1 +1基本时间公式 tm 12,查表，取 L=80mm, L2=22mm, L1=0.15mm f*n=61.2mm/min,所以 t f10.15s。精铰 25孔 基本时间t m基本时 间公式 tm = h +12 +1 ,查表，取 L=80mm, L2=13mm, L1=0.05mm, f X nf*n=54.4mm/min,所以 t m=10.

30、63s3. 工序03 粗铣 60孔上、下端面工件材料：HT200, c b =0.16GPa HB=200241,铸造。高速钢镶齿三面刃铣刀，铣削宽度ae=60,深度ap20基本时间tm基本时间公式 tm = 11 f ,L=36mm, L2= (35) mm, L仁a *cotKr + (12), f x nKr=30。，贝U L仁 19mm f*n=0.43*206=88.58mm/min,所以 t m=40s8. 工序08攻M22X 1.5螺纹刀具寿命T=250min,采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时ap=1.05，走到次数 i=3，f=1,查指导书表 5-61 得 m=0.33, 6

31、=140, Xv=0.4，yv=0.3。140250033 1.O50.410.3半精车螺纹时Tmapvyv1400.330.4,032500.2 1:43.1 m/mi nap=0.2 走刀次数22.2 m/mini=3。 精车螺纹时v= m ? y =肚56.8(m/min尬=0.1走刀次Tmapvfyv250 x0.1 1i=2 o主轴转速粗车螺纹时n = 1000v00022 ： 116.7 r/min兀D兀x 601000v 1000 43半精车螺纹时n228 r/min兀Dn X601000v 1000 56.8精车螺纹时n301 r/min兀D兀汉60切削工时 取切入长度为l3m

32、m粗车螺纹时1 = l = 20snf 116半精车螺纹时t2=36 710.3snf 228 精车螺纹时t3=导=30存7.7S所以车螺纹的总工时为tm二t, t2 t 20 10.3 7.7二38s9. 工序09 粗铣、半精铣、精铣槽所在的端面粗铣时背吃刀量ap=2.1mm ,半精铣时背吃刀量a0.7mm ,精铣ap = 0.2mm。刀具为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,故据切削手册取刀具直径dw=80mm选择刀具前角丫 o =0后角a 0= 15,副后角a 0=10，刀齿斜角入s= 15 ,主刃Kr=60 ,过渡刃Kr e =30

33、 ,副刃Kr =5过渡刃宽 be=1.5mm铣削背吃刀量取ap=3mm 由于机床功率为10kw ,进给量查指导教程表5-27得 af=0.200.35mm/z，取 f=0.3mm/z=3mm/r。计算切削速度根据 d/z=80/10 的条件 查表选取 V=40m/min,所以门=1000V = 1000*40 = 159.2(r/m i n ,取 n=150 ndw兀 * 80(r/min ),所以实际的切削速度V =叫n =37.7 m/min1000工作台每分钟进给量fm应该为：fm=fzn=0.3*10*150=450m/min 基础时间tm 粗铣时切削 加工长度I = 90mm，刀具切

34、入 长度2.1mm，刀 具切出长度l2 = 3 5mmt1l l1 l2nf90 2.14150* 3= 12.8s半精铣时切削加工长度 l =90mm ,刀具切入长度l 0.7mm，刀具切出长度 l2 = 3 5mmt.90 7 42.5snf150* 3精铣时切削 加工长度I = 90mm，刀具切入 长度I, = 0.2mm，刀具切出长度12 = 3 5mmtiI I, l2nf90 0.2 4150 * 3= 12.4s所以总工时为 tt1 t2 t3 =12.8 12.5 12.4 =37.7s10.工序10 精铣16的槽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

35、术要 求。选择x61W型万能铣床及 错齿三面刃铣刀铣槽d0二16mm，国家标准：D=160mmd=40mm L=16mm 齿数 Z=24 查得走刀量 f = 0.67mm/r,及耐用度 T =150min。Cvd；v切削速度v = n % *其中:T ap af aw zPvf = 067 = 0.028mm,z 24Cv - 40,q - 0.2, Xv =0.1, y - 0.4, Uv = 0.5, Pv二 0.1,m 二 0.5;aw = 6,ap 二 &代入公式得 v = 49.5m/min = 0.82m/s1000v1000* 0.82机床主轴速度n6.5r / s = 390.

36、5r/ minndn* 40按机床选取主轴转速为6.33r/s，所以实际切削速度为n江Dv 二10006.33泊感泊401000= 3.2m/s = 192m/min基本时间tm基本时间公式 tm =十2 十,L=90mm, L2=(35)mm, L 1=a *cotKr + (12) f汉nKr=30。，贝U L1=5mm f*n=0.67*390.5=261.6mm/min,所以 t m=22.7s四专用机床夹具设计4.1. 接受设计任务、明确加工要求本次专用机床夹具设计任务是设计用来夹 42mm勺孔，用于加工25孔的 钻模，即专用的钻床夹具。具体设计内容和要求应以机械制造工艺学课程设计任

37、 务书和拨叉机械加工工艺规程为依据。 有关零件功用、工作条件方面的内容可参 照零件图样和机械工艺规程制订部分。有零件图样和课程设计任务书中能得到的 本工序加工要求如下：1). *25002 mm尺寸公差等级要求为IT 7级。2).25o2mm孔表面粗糙度要求为Ra1.6um。3pf250oo2mm 孔深为 80mm。4) 零件毛皮材料为HT200。5) 产品生产纲领：4280件/年。加工250002mm孔在整个机械加工工艺规程中为第五道工序。本零件毛坯为砂型机器制造，加工前退火处理，被加工孔处单边加工余量为 2.5mm。了解上述信息之后，针对设计任务，可同时搜集另外一些设计资料，如相应 的标准

38、以及有关计算公式、同类产品或近似产品的夹具图样，有关机床设备的相 关尺寸，实际现场中机床设备的位置、空间尺寸等。4.2. 确定定位方案、选择定位元件在钻模的设计中，工件的定位方案与定位基准的选择一般应与该零件的加工工艺规程一致。若工艺规程中的定位方案与定位基准面的选择有问题时，可重新进行考虑与确定。由零件图可知：对 2500.02mm孔没有较高的技术要求，也没有较高的的平行度和对称度要求。所以可以用 60mm的圆弧一端面定位并用压板压紧，再用两 可调螺钉组成的V形块上定位限制6个自由度。43确定夹紧方案、设计夹紧机构当工件的定位方案确定后，还需进行夹紧方案和夹紧机构的设计，以保证在钻孔加工过程

39、中工件的正确位置不在外力的作用下发生变化。根据零件的形状特点和定位方案可以采用以下方案：方案一：采用压板，用螺栓联接，利用汽缸夹紧，这种夹紧方式夹紧力可靠, 辅助时间短，工人劳动强度小，但是成本高。方案二：采用压板，用螺栓、螺母联接，利用手动夹紧，这种夹紧方式夹紧 力小，但成本低。本次设计零件为中批量生产，要求成本低，且在加工过程中夹紧力要求不高， 因此夹具夹紧方案选用方案二，利用螺栓、螺母手动夹紧。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的钩型压板作为夹紧机构。 确定切削力及夹紧力切削用具选用高速钢麻花钻头，则 F =2943apf vCkp式中：ap = 1.5mm,vc =50m/mi

40、n, f =0.5mm/r,kp 1代入式中得，F -1459.699N选用压板压紧，实际夹紧力 N应为：=FUlu21459.6990.5 0.5：1460N式中，U1,U2是夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，uu0.5。压板用螺母拧紧，由机床夹具设计手册中表得螺母拧紧力N拧=4200N根据杠杆原理压板实际加紧力为：N压二4200 0.5 =2100N。此时N压已大于所需的1460N的夹紧力，故本夹具可安全工作。4.4.确定导向方案和选择导向元件在钻模中，钻套作为刀具导向元件，主要用于保证被加工孔的位置精度，同 时可以起到减少加工过程中的震动的作用。由于可换钻套磨损后，可以顺序更换, 适用于成

41、批生产，故本夹具选用可换钻套。可换钻套的具体结构和规格尺寸按照指导书表 5-66选取。钻套中导向孔的孔 径及其偏差应跟据所选取的刀具尺寸来确定。通常取刀具的最大极限尺寸为引导孔的基本尺寸。由前面可知本道工序选用的的是d=23mm勺高速钢麻花钻钻套与工件之间应留有排排屑间隙，若间隙过大，将影响导向作用；若间隙 过小，切屑不能及时排出。由指导书表 5-68知，钻套与工件之间的距离应为：h = 0.71.5d 二 0.71.5 * 23 = 16.1 34.5，式中 d 为刀具的直径。在设计夹具时，应该注意提高劳动率。为此，在螺母夹紧时采用开口垫圈，以便 装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在

42、机床工作台上有正确的安装位 置。4.5钻模版结构类型的确定针对本工序中25oO.O2mm孔的结构形状特点，钻模版可选择钻模版安装在夹具体上，这时只需一个钻模板和一个钻套。在安装钻模板时，注意应在找正钻套位置。4.6夹具体的设计由于铸造夹具体工艺性能好，可铸出各种复杂形状，且具有较好的抗压强度、 刚度和抗震性在生产过程中应用广泛，故选用铸造夹具体，材料选用HT250.为使夹具体尺寸稳定，需要进行时效处理，以消除内应力。为便于夹具体的制造、 装配和检验，铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，以减少加工面积， 如夹具体底板上的耳座铸出凸台。夹具体设计一般不做复杂的计算，通常都是参照类似的家具结构，按经验类 比法确定。夹具体的结构尺寸数据可参照指导书表5-71，由该表可知夹具体壁厚 应取825mm夹具体上的耳座间距应是机床工作台上的 T形槽相邻槽尺寸的整数倍。4.7.夹具精度分析由加工误差不等式知，使用夹具加工工件时，加工误差的来源有工件的安装 误差、夹具的对定误差和在加工过程中各种因素造成的误差。为了达到加工要求，必须使上述三个加工误差之和小于或等于工件相应尺寸的公差。在安装过程中， 包括定位误差和加