CA6140車床撥叉831007工藝過(guò)程設(shè)計(jì)
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例二CA6140車床撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì):
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過(guò)程，鞏固和加深已學(xué)過(guò)的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。
一、零件的分析
(一)零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。
(二)零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
1、小頭孔Φ20以及與此孔相通的Φ8的錐孔、M6螺紋孔。
2、大頭半圓孔Φ50。
3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。
由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
二、確定生產(chǎn)類型
已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個(gè)，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第2頁(yè)表1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
三、確定毛坯
1、確定毛坯種類：
零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第41頁(yè)表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-12。
2、確定鑄件加工余量及形狀：
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第41頁(yè)表2.2-5，選用加工余量為MA-H級(jí)，并查表2.2-4確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：
簡(jiǎn) 圖
加工面代號(hào)
基
本
尺
寸
加工余量等級(jí)
加工
余量
說(shuō)
明
D1
20
H
102
孔降一級(jí)雙側(cè)加工
D2
50
H
3.52
孔降一級(jí)雙側(cè)加工
T2
30
H
5
單側(cè)加工
T3
12
H
5
單側(cè)加工
T4
12
H
5
單側(cè)加工
3、繪制鑄件零件圖
四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)選擇定位基準(zhǔn)：
1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。
2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
(二)制定工藝路線:
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第20頁(yè)表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序01 粗銑Φ20、Φ50下端面，以T2為粗基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序02 粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序03 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序04 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序05 粗鏜Φ50孔，以D1為定位基準(zhǔn)，采用T616臥式鏜床加專用夾具；
工序06 銑斜肩，以D1和T2為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序07 精銑Φ20下端面，以T2為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序08 精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序09 粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序10 精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序11 半精鏜Φ50孔，以D1做定位基準(zhǔn)，采用T616臥式鏜床加專用夾具；
工序12 鉆、鉸Φ8錐孔，以T1和零件中線為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
工序13 鉆M6底孔，攻螺紋，以T1和零件中線為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具；
工序14 銑斷，以D1為基準(zhǔn)，采用X60臥式銑床加專用夾具；
工序15 去毛刺；
工序16 終檢。
（三）機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定:
1、圓柱表面工序尺寸：
前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
加工
表面
加工
內(nèi)容
加工余量
精度等級(jí)
工序
尺寸
表面粗
糙度
工序余量
最小
最大
φ50IT12
（D2）
鑄件
7.0
CT12
粗鏜
4.0
IT12
6.3
0.95
6.8
半精鏜
3.0
IT10
3.2
2.9
3.25
φ20IT7
（D1）
鉆
18
IT11
17.89
18
擴(kuò)
1.8
IT10
6.3
1.716
1.910
粗鉸
0.14
IT8
3.2
0.107
0.224
精鉸
0.06
IT7
1.6
0.039
0.093
2、平面工序尺寸：
工序號(hào)
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
5.0
CT12
01
粗銑φ20孔下端面
4.0
36.0
12
1.5
7.75
02
粗銑φ20孔上端面
4.0
32.0
12
1.5
7.75
03
粗銑φ50孔上端面
4.0
14.0
12
1.8
6.38
07
精銑φ20孔下端面
1.0
31.0
8
0.75
1.283
08
精銑φ20孔上端面
1.0
30.0
8
0.75
1.283
10
精銑φ50孔端面
1.0×2
12.0
8
0.951
1.016
3、確定切削用量及時(shí)間定額：
工序01 粗銑Φ20、Φ50下端面，以T2為粗基準(zhǔn)。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;
加工要求：粗銑Φ20孔下端面，加工余量4mm;
機(jī)床：X51立式銑床；
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)《切削用量手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角：
λs=－10°,主偏角Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。
2. 切削用量
1）確定切削深度ap
因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。
2）確定每齒進(jìn)給量fz
由于本工序?yàn)榇旨庸ぃ叽缇群捅砻尜|(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為4.5kw（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-35，X51立式銑床）時(shí)：
fz=0.09~0.18mm/z
故選擇：fz=0.18mm/z。
3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8）。
4）計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16，當(dāng)d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時(shí)，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計(jì)算公式為：
其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式：
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：
vc==m/min=118m/min
f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z
5)校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.
查《切削手冊(cè)》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則：
tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。
工序02 粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準(zhǔn)。
切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過(guò)程同工序01。
工序03 粗銑Φ50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(cè)》查得，。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36查得，取：，故實(shí)際切削速度：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查說(shuō)明書，取
計(jì)算切削基本工時(shí)：
因此，
工序04 鉆、擴(kuò)Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準(zhǔn)，保證垂直度誤差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT10。
1. 選擇鉆頭
根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長(zhǎng)度bε=3.5mm,橫刀長(zhǎng)b=2mm,寬l=4mm,棱帶長(zhǎng)度，°，°
2.選擇切削用量
（1）確定進(jìn)給量
按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》，，，由《切削手冊(cè)》表2.7,系數(shù)為0.5,則：
按鉆頭強(qiáng)度選擇:查《切削手冊(cè)》表2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為：；
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊(cè)》表2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為。
以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-16,最終選擇進(jìn)給量。
由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時(shí)鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而改為手動(dòng)進(jìn)給。
根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.19查出,鉆孔時(shí)軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說(shuō)明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進(jìn)給量可用。
（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.6mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切削手冊(cè)》表2.30，切削速度計(jì)算公式為：
（m/min）
其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實(shí)際的切削速度：
（4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
查《切削手冊(cè)》表2.20，當(dāng)f≤0.26, do≤19mm時(shí)，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。
查機(jī)床使用說(shuō)明書：Mm =144.2 N?m。
查《切削手冊(cè)》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。
查機(jī)床使用說(shuō)明書，。
由于，，故切削用量可用，即：
，，
3、計(jì)算工時(shí)
4、擴(kuò)孔至Φ19.8
查《切削手冊(cè)》表2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量為：，并由機(jī)床使用說(shuō)明書最終選定進(jìn)給量為：。
根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度，故：，，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書選?。?。
基本工時(shí)：
工序05 粗鏜Φ50孔，以D1為定位基準(zhǔn)。
機(jī)床：T60臥式鏜床
單邊余量 可一次切除，則 。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-20查得，取 。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-21查得，?。?。
計(jì)算切削基本工時(shí)：
工序06 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(jiǎn)明手冊(cè)》查得：。根據(jù)《切削手冊(cè)》查得：因此：
現(xiàn)采用X51立式銑床，?。?，故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
根據(jù)《切削手冊(cè)》表4.2-37查得,?。?。
計(jì)算切削基本工時(shí)：
因此：
工序07 精銑Φ20下端面，以T2為基準(zhǔn)。
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；
機(jī)床：X51立式銑床；
查《切削手冊(cè)》表3.5，進(jìn)給量為：，取為0.5mm/r
參考有關(guān)手冊(cè)，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，，則：
現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36，取，故實(shí)際切削速度：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：，取為980mm/min
本工序切削時(shí)間為：
min
工序08 精銑Φ20上端面，以T1為基準(zhǔn)。
切削用量同工序07
精銑時(shí)
基本工時(shí)：
工序09 粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準(zhǔn)。
（1）粗鉸至
刀具：專用鉸刀
機(jī)床：Z525立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：
。
機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí)，=38mm，
(2) 精鉸至
刀具：
機(jī)床：Z525立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min，則其切削速度為：
機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí)，=38mm
工序10 精銑Φ50端面，以D1為基準(zhǔn)。
機(jī)床：X51立式銑床
刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊(cè)》表3.6查得：，,即27m/min，因此，?，F(xiàn)采用X51立式銑床，取 ，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：，
查機(jī)床使用說(shuō)明書，取 。
銑削基本工時(shí)：
工序11 半精鏜Φ50孔，以D1做定位基準(zhǔn)。
單邊余量,可一次切除，則 。
由《切削手冊(cè)》表1.6查得，進(jìn)給量取為0.27mm/r。由《切削手冊(cè)》表1.1查得，，則：
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-20，取為630r/min。
加工基本工時(shí)：
工序12 鉆、鉸Φ8錐孔，以T1和零件中線為基準(zhǔn)。
刀具：專用刀具
機(jī)床：Z525立式鉆床
確定進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7查得，，查Z525機(jī)床使用說(shuō)明書，現(xiàn)取。查《切削手冊(cè)》表2.15，，計(jì)算機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取，所以實(shí)際切削速度為：
計(jì)算切削基本工時(shí)：
工序13 鉆M6底孔，攻螺紋，以T1和零件中線為基準(zhǔn)
（1）鉆螺紋底孔mm
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：高速鋼麻花鉆
根據(jù)《切削手冊(cè)》查得，進(jìn)給量為0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-15，取。所以實(shí)際切削速度為：
計(jì)算切削基本工時(shí)：
（2）攻螺紋M6
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：絲錐M6，P=1mm
切削用量選為：，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機(jī)床使用說(shuō)明書選?。海瑒t ；機(jī)動(dòng)時(shí)，，計(jì)算切削基本工時(shí)：
工序14 銑斷，以D1為基準(zhǔn)。
選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中齒，Z=40
采用X61臥式銑床
查《切削手冊(cè)》，選擇進(jìn)給量為：,切削速度為：，則：
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-39，取，故實(shí)際切削速度為：
此時(shí)工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查《切削手冊(cè)》表4.2-40，剛好有。
計(jì)算切削基本工時(shí)：
五、夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序13——鉆M6螺紋底孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。
(一)問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)鉆M6螺紋底孔，該孔為斜孔，跟撥叉的中線有一定的角度要求，在加工時(shí)應(yīng)保證孔的角度要求。此外，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問(wèn)題。
(二)夾具設(shè)計(jì)
1、定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知，M6螺紋孔為斜孔，相對(duì)于撥叉中線有的要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇撥叉中線為定位基準(zhǔn)保證該角度。此外，還應(yīng)以Φ20孔端面為基準(zhǔn)，從而保證螺紋孔在撥叉體上的位置。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動(dòng)夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套以利于在鉆底孔后攻螺紋。
2、切削力及夾緊力計(jì)算
刀具：硬質(zhì)合金麻花鉆，。
由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺(tái),查《切削手冊(cè)》表2.3，切削力計(jì)算公式為：
其中：，，，，，，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則：
在Φ20孔兩個(gè)端面只需要采用開口墊圈和六角螺母適當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作.
3、定位誤差分析
（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個(gè)定位銷，這兩個(gè)定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相匹配軸的尺寸與公差相同，即。此外，這兩定位銷共同保證加工孔偏斜的角度，其中心連線與工作臺(tái)面成10°角。
（2）計(jì)算鉆套中心線與工作臺(tái)的垂直度誤差。
鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：
襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：
則鉆套中心與工作臺(tái)平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。
（3）計(jì)算定位銷軸與工作臺(tái)的平行度誤差。
定位銷軸與夾具體孔的最大間隙為：
夾具體孔的長(zhǎng)度為14mm，則上述間隙引起的最大平行度誤差為：0.034/14，即0.24/100。
4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用了快換裝置。拆卸時(shí)，松開夾緊螺母1~2扣，拔下開口墊圈，實(shí)現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時(shí)，松開壓緊螺母即可替換可換鉆套，進(jìn)行攻螺紋加工。
5、鉆床夾具的裝配圖見附圖
參考文獻(xiàn)
1、趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(2版),機(jī)械工業(yè)出版社,2006年.
2、曾志新,呂明主編,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年.
3、李益明主編,機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社,1993年.
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CA6140車床撥叉零件圖:
撥叉零件加工
完成圖所示撥叉零件加工。
圖1撥叉
一、分析零件工藝結(jié)構(gòu)性；
CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。
（1）以φ14為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ14的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求
（2）以φ40為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ40的孔，以及其上下兩個(gè)端面。
這兩組表面有一定的位置度要求,即φ40的孔上下兩個(gè)端面與φ14的孔有垂直度要求。
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
二、選用毛坯或明確來(lái)料狀況；
零件材料為ZG45?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。有的采用HT200
三、基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ14孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)φ25作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
四、制訂工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工序一 以φ5外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ14孔下端面。
工序二 精銑φ14孔上下端面。
工序三 以φ14孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ14孔，保證垂直度誤差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。
工序四 以φ14孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ40孔，保證空的精度達(dá)到IT7。
工序五 切斷。
工序六 以φ14孔為精基準(zhǔn)，粗銑φ40孔上下端面。
工序七 以φ14孔為精基準(zhǔn)，精銑φ40孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò)0.07。
五、確定加工設(shè)備、工裝、量具和刀具或輔助工具；
機(jī)床：X6140臥式銑床。搖臂鉆床
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀，硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用絞刀，高速鋼麻花鉆鉆頭
量具：千分尺，游標(biāo)卡尺
撥叉所用的夾具如下圖7-2所示。
圖2撥叉夾具
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六、填寫工藝文件
相關(guān)理論知識(shí)
車床主要用于加工零件的內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋以及端平面等。根據(jù)加工特點(diǎn)和夾具在機(jī)床上安裝的位置，將車床夾具分為兩種基本類型。
1.車床夾具的類型
（1）安裝在車床主軸上的夾具
這類夾具，加工時(shí)夾具隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，切削刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
（2）安裝在滑板或床身上的夾具
對(duì)于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，常常把夾具安裝在車床滑板上，刀具則安裝在車床主軸上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
加工回轉(zhuǎn)成形面的靠模屬于安裝在床身上的夾具。
2.車床專用夾具的典型結(jié)構(gòu)
2.1心軸類車床夾具
心軸類車床夾具多用于工件以內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，加工外圓柱面的情況。常見的車床心軸有錐柄式心軸、頂尖式心軸等。
圖3心軸
2. 2角鐵式車床夾具
角鐵式車床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有類似角鐵的夾具體。它常用于加工殼體、支座，接頭類零件上的圓柱面及端面。當(dāng)被加工工件的主要定位基準(zhǔn)是平面，被加工面的軸線對(duì)主要定位基準(zhǔn)面保持一定的位置關(guān)系（平行或成一定的角度）時(shí)，相應(yīng)地夾具上的平面定位件設(shè)在與車床主軸軸線相平行或成一定角度的位置上。
圖4角鐵式車床夾具
1-平衡塊2-防護(hù)罩3-鉤形壓板
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2.3花盤式車床夾具
花盤式車床夾具的夾具體為圓盤形。在花盤式夾具上加工的工件一般形狀都較復(fù)雜，多數(shù)情況是工件的定位基準(zhǔn)為圓柱面和與其垂直的端面。夾具上的平面定位件與車床主軸的軸線相垂直。
圖5花盤式夾具
1-平衡塊2-工件3-壓板4-螺栓
2.4安裝在拖板上車床夾具
通過(guò)機(jī)床改裝（拆去刀架，小拖板）使其固定在大拖板上，工件直運(yùn)動(dòng)，刀具則轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方式擴(kuò)大車床用途，以車代鏜，解決大尺寸工件無(wú)法安裝在主軸上或轉(zhuǎn)速難以提高的問(wèn)題。
3.車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）定位裝置的設(shè)計(jì)要求
在車床上加工回轉(zhuǎn)面時(shí) 要求工件被加工面的軸線與車床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置，必須保證這一點(diǎn)。因此，對(duì)于軸套類和盤類工件，要求夾具定位元件工作表面的對(duì)稱中心線與夾具的回轉(zhuǎn)軸線重合。對(duì)于殼體、接頭或支座等工件，被加工的回轉(zhuǎn)面軸線與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，應(yīng)以?shī)A具軸線為基準(zhǔn)確定定位元件工作表面的位置。
（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求
在車削過(guò)程中，由于工件和夾具隨主軸旋轉(zhuǎn)，除工件受切削扭矩的作用外，整個(gè)夾具還受到離心力的作用。此外，工件定位基準(zhǔn)的位置相對(duì)于切削力和重力的方向是變化的。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須產(chǎn)生足夠的夾緊力，自鎖性能要可靠。對(duì)于角鐵式夾具，還應(yīng)注意施力方式，防止引起夾具變形。
（3）夾具與機(jī)床主軸的連接
車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的回轉(zhuǎn)精度有決定性的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與主軸軸線應(yīng)具有盡可能高的同軸度。
心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式；
圖6
1) 對(duì)于徑向尺寸D<140mm，或D<(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊。這種連接方式定心精度較高。 如圖6上圖所示
2) 對(duì)于徑向尺寸較大的夾具。一般通過(guò)過(guò)渡盤與車床主軸頭端連接。過(guò)渡盤的使用，使夾具省去了與特定機(jī)床的聯(lián)接部分，從而增加了通用性，即通過(guò)同規(guī)格的過(guò)渡盤可用于別的機(jī)床。同時(shí)也便于用百分表在夾具校正環(huán)或定位面上找正的辦法來(lái)減少其安裝誤差。因而在設(shè)計(jì)圓盤式車床夾具時(shí)，就應(yīng)對(duì)定位面與校正面間的同軸度以及定位面對(duì)安裝平面的垂直度誤差提出嚴(yán)格要求。如圖6中下所示
（4）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
車床夾具一般是在懸臂的狀態(tài)下工作，為保證加工的穩(wěn)定性，夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求緊湊、輕便，懸伸長(zhǎng)度要短，使重心盡可能靠近主軸。
由于加工時(shí)夾具隨同主軸旋轉(zhuǎn)，如果夾具的總體結(jié)構(gòu)不平衡，則在離心力的作用下將造成振動(dòng)，影響工件的加工精度和表面粗糙度，加劇機(jī)床主軸和軸承的磨損。因此，車床夾具除了控制懸伸長(zhǎng)度外，結(jié)構(gòu)上還應(yīng)基本平衡。角鐵式車床夾具的定位裝置及其它元件總是安裝在主軸軸線的一邊，不平衡現(xiàn)象最嚴(yán)重，所以在確定其結(jié)構(gòu)時(shí)，特別要注意對(duì)它進(jìn)行平衡。
平衡的方法有兩種：設(shè)置配重塊或加工減重孔。
為保證安全，夾具上的各種元件一般不允許突出夾具體圓形輪廓之外。此外，還應(yīng)注意切屑纏繞和切削液飛濺等問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩。
4.車床夾具的安裝誤差
夾具的安裝誤差值與下列因素有關(guān)：
（1）夾具定位元件與本體安裝基面的相互位置誤差。
（2）夾具安裝基面本身的制造誤差以及與安裝面的連接誤差。
1）對(duì)于心軸。夾具的安裝誤差就是心軸工作表面軸線與中心孔或者心軸錐柄軸線間的同軸度誤差。
2）對(duì)于其它車床專用夾具，一般使用過(guò)渡盤與主軸軸頸連接。當(dāng)過(guò)渡盤是與夾具分離的機(jī)床附件時(shí)，產(chǎn)生夾具安裝誤差的因素是：定位元件與夾具體止口軸線間的同軸度誤差，或者相互位置尺寸誤差；夾具體止口與過(guò)渡盤凸緣間的配合間隙，過(guò)渡盤定位孔與主軸軸頸間的配合間隙
5.思考與練習(xí)
試編制如下零件的加工藝過(guò)程。
撥叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
1前言
? ?
? ?機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
? ?就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
? ?由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。
2零件的分析
2.1零件的作用
? ?題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。
2.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
2.2.1小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔
2.2.2大頭半圓孔Ф
2.2.3撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。
? ?
? ?由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
3 確定生產(chǎn)類型
? ?已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
4確定毛坯
4.1 確定毛坯種類：零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》（后稱《指導(dǎo)手冊(cè)》）選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。
4.2 確定鑄件加工余量及形狀：
? ?
? ?《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》325頁(yè)表15-7，選用加工余量為MA-G級(jí)，并查表15-8確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：
? ?簡(jiǎn)圖
? ? ? ?加工面代號(hào) ? ?基本尺寸 ? ?加工余量等級(jí) ? ?加工余量 ? ?說(shuō)明 ? ?
? ?D1 ? ?22mm ? ?G ? ?3.02 ? ?孔降一級(jí)雙側(cè)加工 ? ?
? ?D2
? ?55mm ? ?G ? ?3.02 ? ?孔降一級(jí)雙側(cè)加工 ? ?
? ?T2 ? ?73mm ? ? ? ?3 ? ?單側(cè)加工 ? ?
? ?T3 ? ?50mm ? ?G ? ?2.5 ? ?單側(cè)加工 ? ?
? ?T4 ? ?73mm ? ? ? ?3 ? ?單側(cè)加工 ? ?
? ?表 1
4.3繪制鑄件零件圖：
5工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
5.1選擇定位基準(zhǔn)：
工序 ? ?工序內(nèi)容 ? ?定位基準(zhǔn) ? ?工序 ? ?工序內(nèi)容 ? ?定位基準(zhǔn) ? ?
010 ? ?粗銑兩端小頭孔上端面 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?090 ? ?擴(kuò)中間孔 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?
020 ? ?粗銑中間孔上端面 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?100 ? ?半精鏜中間孔 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?
030 ? ?粗銑中間孔下端面 ? ?T3及小頭孔外圓 ? ?110 ? ?鉆2-錐銷孔、螺紋孔、功螺紋 ? ?T1及小頭孔 ? ?
040 ? ?精銑兩端小頭孔上端面 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?120 ? ?銑斷 ? ?T1、D1 ? ?
050 ? ?精銑中間孔上端面 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?130 ? ?去毛刺 ? ? ? ?
060 ? ?精銑中間孔下端面 ? ?T3及小頭孔外圓 ? ?140 ? ?檢查 ? ? ? ?
070 ? ?擴(kuò)兩端小頭孔 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?150 ? ?若某道工序有誤返工 ? ? ? ?
080 ? ?精鉸兩端小頭孔 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?
? ?表 2
5.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。
?
5.1.2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
5.2制定工藝路線
? ? ? ?根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《指導(dǎo)手冊(cè)》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
? ?
5.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
? ?
? ?5.3.1 機(jī)床的選擇：
? ? ? 工序010～060均為銑平面，可采用XA5032立式銑床。
? ? ? 工序070～080采用Z550鉆床。
? ? ? 工序090～100采用鏜床。
? ? ? 工序110采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。
? ? ? 工序120采用銑斷機(jī)床。
? ? ?
? ?5.3.2 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
? ?
? ?5.3.3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。
? ?
? ?5.3.4選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。
? ?
? ?5.3.5其他：對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
5.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
5.4.1圓柱表面工序尺寸：
? 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
加工表面 ? ?加工內(nèi)容 ? ?加工余量 ? ?精度等級(jí) ? ?工序尺寸 ? ?表面粗糙度 ? ?工序余量 ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?最小 ? ?最大 ? ?
（D2） ? ?鑄件 ? ?6 ? ?CT9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ?擴(kuò)孔 ? ?5.8 ? ?IT12 ? ? ? ?6.3 ? ?2.0 ? ?6.25 ? ?
? ?半精鏜 ? ?0.2 ? ?IT10 ? ? ? ?3.2 ? ?0.05 ? ?0.25 ? ?
? ?擴(kuò)孔 ? ?5.84 ? ?IT12 ? ? ? ?6.3 ? ?2.0 ? ?6.25 ? ?
? ?精鉸孔 ? ?0.06 ? ?IT7 ? ? ? ?1.6 ? ?0.05 ? ?0.25 ? ?
? ?表 3
5.4.2 平面工序尺寸：
工序號(hào) ? ?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 ? ?2.5 ? ? ? ?CT9 ? ? ? ? ? ? ? ?
010 ? ?粗銑兩端小頭孔上端面 ? ?2 ? ?50.5 ? ?12 ? ? ? ?1.60 ? ?3.60 ? ?
020 ? ?粗銑中間孔上端面 ? ?2.5 ? ?27 ? ?12 ? ? ? ?1.65 ? ?6.5 ? ?
030 ? ?粗銑中間孔下端面 ? ?2.5 ? ?21 ? ?12 ? ? ? ?1.75 ? ?6.5 ? ?
040 ? ?精銑兩端小頭孔上端面 ? ?0.5 ? ?50 ? ?11 ? ? ? ?0. 35 ? ?1.16 ? ?
050 ? ?精銑中間孔上端面 ? ?0.5 ? ?20.5 ? ?10 ? ? ? ?0.47 ? ?1.12 ? ?
060 ? ?精銑中間孔下端面 ? ?0.5 ? ?20 ? ?10 ? ? ? ?0.47 ? ?1.12 ? ?
? ?表 4
5.4.3確定切削用量及時(shí)間定額：
工序010 以T1為粗基準(zhǔn)，粗銑φ22孔上端面。
5.4.4. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：粗銑φ22孔上端面。
機(jī)床：XA5032立式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)渡刃寬bε=1mm。
5.4.5 切削用量
5.4.5.1銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。
5.4.5.2計(jì)算切削速度 按《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，V c=
算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA5032立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5.4.6)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
5.4.7計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
5.5.工序020和工序030 以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)φ55孔上下端面。
5.5.1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：精銑φ55上端面。
機(jī)床：XA5032立式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，
刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)渡刃寬bε=1mm。
5.5.2. 切削用量
5.5.2.1 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。
5.5.2.2 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
5.5.2.3 查后刀面最大磨損及壽命
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
5.5.2.4 計(jì)算切削速度 按《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA5032立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5.5.2.5校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
5.5.2.6計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸φ22孔，保證垂直度誤差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。
5.5.3. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° °
5.5.4.選擇切削用量
5.5.4.1）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。
5.5.4.2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.5～０.８mm，壽命．
5.5.4.3）切削速度
查《切》 ? 修正系數(shù) ?
? 故。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
5.5.5.計(jì)算工時(shí)
? ?
? ?由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
? ?擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：
? ?擴(kuò)鉆： ? ?
? ?精鉸： ? ?
5.6.工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜φ55孔。
5.6.1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長(zhǎng)度bε=11mm,橫刀長(zhǎng)b=5mm,弧面長(zhǎng)l=9mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° °
5.6.2.選擇切削用量
5.6.2.1）決定進(jìn)給量
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 ?
? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
5.6.2.2鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.8～1.2mm，壽命
擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.9～１.４mm，壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為０.６～０.９mm，壽命
5.6.2.3切削速度
查《切》 ? 修正系數(shù) ?
? 故。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
? ?擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下：
? ?擴(kuò)鉆： ? ?
? ?半精鉸： ? ?
5.6.3.計(jì)算工時(shí)
? ?
? ?所有工步工時(shí)相同。
6夾具設(shè)計(jì)
? ?為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序110——鉆2-錐銷孔。本夾具將用于組合機(jī)床，刀具為兩根麻花鉆，對(duì)兩個(gè)孔同時(shí)加工。
6.1問(wèn)題的提出
? ?
? ?本夾具是用來(lái)鉆兩個(gè)22mm的小頭孔,零件圖中大小孔的中心距有公差要求,因此這兩個(gè)小頭孔的中心距也有一定的公差要求.另外,此中心線為三個(gè)側(cè)平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工時(shí)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而精度則不是主要問(wèn)題.
6.2夾具設(shè)計(jì)
6.2.1定位基準(zhǔn)選擇
底面對(duì)孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應(yīng)以地面為主要定位基準(zhǔn)..由于鑄件的公差要求較大,利用小頭孔的外圓表面作為輔助定位基準(zhǔn)時(shí),只有采用自動(dòng)對(duì)中夾具才能同時(shí)保證對(duì)稱的兩個(gè)零件的大小孔的中心距的公差要求.為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時(shí)加工出兩個(gè)8mm的通孔.
6.2.2切削力及夾緊力計(jì)算
? ?由于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于第一定位基準(zhǔn)面,在兩側(cè)只需要采用兩個(gè)V型塊適當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作.因此,無(wú)須再對(duì)切削力進(jìn)行計(jì)算.
6.2.3定位誤差分析
? 零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為65mm.采用自動(dòng)對(duì)中夾具后,定位誤差取決于對(duì)中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時(shí),對(duì)對(duì)中塊利用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整并加裝鉆套后,鉆孔后的誤差只有0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為
? ? ? ? ? 0.08+0.05=0.130.2mm
所以能滿足精度要求.
6.2.4該夾具用于加工位置在同一中心線上的非回轉(zhuǎn)零件上半徑R=5~20㎜的孔，被加工孔中心距可達(dá)123㎜。
? ?使用時(shí)，只需按被加工零件的要求，配置專門的鉆模板，通過(guò)手柄，使絲桿帶動(dòng)V型塊做自定心式移動(dòng)，以便夾緊或松開零件。
6.3鉆床夾具的裝配圖（見附圖）
7參考文獻(xiàn)
趙家奇編,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2版.---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.
? ?李云主編,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).-- 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8
孟少農(nóng)主編,機(jī)械加工工藝手冊(cè).---2---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9.
徐圣群主編，簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1991.2
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