CA6140拨叉831008工艺及夹具设计_中华文本库
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中北大学课程设计说明书
一、零件分析
（一）零件的作用
零件是CA6140车床831008拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔与操纵机构相连，下方的Φ50半孔与所控制齿轮所在轴接触。通过上方的力拨动下Φ方的齿轮变速。两者零件铸为一体，加工时分开。
（二） 零件的工艺分析
CA6140车床831008零件共有两组加工表面，期间有一定位置要求。
以Φ20孔为中心加工表面
① 这一组加工表面包括：?20?0.02
0的孔，以及其上下端面。上端面与孔有位置要求，孔壁
上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端有一个45°的斜凸台。这三个没有高的位置的要求。
② 以Φ50孔为中心加工表面
这一组加工表面包括：?50?0.50
?0.25的孔，以及其上下两个端面。这组表面有一定的位置度要
0.50?0.02求，即?50?的孔上下两个端面与?200的孔有垂直度要求： ?0.25
（1） Ф50mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.07mm。
（2） Ф20mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.05mm。
（3） Ф50mm、Ф20mm的孔的上、下表面以及Ф50mm的孔的内表面的粗糙度误差为
（4） Ф20mm的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um，精度为IT7。
③ 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一组表面。
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。
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[机械加工工艺师手册]拔叉 831008机械加工工艺规程编制及工装设计 机械加工工艺师手册
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机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：拔叉 机械加工工艺规程编制及工装设计（年产量：4,000件）设计内容： 1.编制机械加工工艺规程，填写工艺文献1套，绘制零件毛坯图1张2.设计夹具1套，绘制夹具装配图和主要结构零件图各1张3.撰写课程设计说明书1份 设计时间： 日～24日学生姓名：学生班级：指导教师：2010年 12 月图 纸前 言机械制造工艺学课程设计是在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学科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，他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对自己的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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。一 拨叉的工艺分析及生产类型的确定1、 拨叉的用途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作用。零件上方的φ20mm孔与操纵机构相连，二下方的φ50mm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。2、 拨叉的技术要求该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求高。为保证拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔的垂直度要求为0.07mm。综上所述，该拨叉件的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在机床中的功用。3、 审查拨叉的工艺性CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以φ20mm为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ20mm 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M6的螺纹孔。这三个都没有高的位置度要求。2. 以φ50为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ50mm 的孔，以及其上下两个端面。 这两组表面有一定的位置度要求,即φ50 mm的孔上下两个端面与φ20mm 的孔有垂直度要求。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。4、 确定拨叉的生产类型依设计题目知：Q=4000件/年；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式得N=4000件/年*(1+3%)*(1+0.5%)=4140件/年拨叉重量为1kg,由表1-3知,拨叉属轻型零件；该拨叉的生产类型为中批生产。所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装一、 确定毛坯1 选择毛坯根据《机械制造工艺设计简明手册》（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为HT200，采用铸造。根据《机械加工工艺师手册》（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。 2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由手册可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。2.1 公差等级由拨叉的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为CT92.2 公差带位置：对称分布2.3 机械加工余量等级由《金属加工工艺人员手册》知，选择F级2.4 表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6?m2.5 铸件重量已知机械加工后拨叉件的重量为1kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为2.2kg。表 拨叉铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量3 绘制铸件毛坯简图二、 工艺规程设计1 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。（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加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ20?0.0210mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块并作为夹具使这两个φ32mm外缘面，限制3个自由度，再以三个销钉以φ32上表面为定位基准，达到完全定位,然后进行铣削。 （2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。2 表面加工方法的确定本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：三、 加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、和精加工两个阶段。四、 工序的集中和分散本拨叉选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。五、 加工原则1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准――拨叉下端面2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面――拔叉头下端面，后加工次要表面――拨叉上端面。4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉下端面，再加工内孔；先拨叉上端面，再钻M6孔，Φ8mm六、 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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工卡具,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010 粗、精铣φ20mm和φ50mm孔下端面。工序020 钻、扩、铰、精铰φ20mm、φ50mm孔。工序030 粗、精铣φ20和φ50mm孔上端面工序040 钻φ4mm孔（装配时钻铰锥孔）。工序050 钻一个φ4mm孔，攻M6螺纹。工序060 铣47°凸台工序070 切断。工序080 检查。2.工艺路线方案二工序010 粗、精铣φ20mm和φ50mm孔下端面。工序020 钻φ20mm孔工序030 粗镗， 精镗φ20mm、φ50mm孔，粗刮，精刮φ20mm、φ50mm上端面。工序040 钻φ4mm孔（装配时钻铰锥孔）。工序050钻一个φ4mm孔，攻M6螺纹。工序060 铣47°凸台工序070 切断。工序080 检查。比较：工序二效率更高在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了拨叉的工艺路线，如下：七、 机床设备及工艺装备的选用1机床设备的选用中批量生产可选用通用机床2工艺装备的选用工艺设备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。本拨叉的生产类型为中批生产，所选用的夹具均为专用夹具。 八、 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190～210HB，毛皮重量2.2kg，生产类型中批量，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. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ20，φ50端面）。查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ20，φ50端面长度余量均为2.5mm（均为双边加工）铣削加工余量为：2.5mm粗铣 1.5mm精铣 1mm2. 内孔（φ50已铸成孔）查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ50已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为44mm。工序尺寸加工余量：钻孔 2mm粗镗孔 0.09 精镗 0.035mm3. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，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。为清楚起见,把上述计算和查表结果汇总于下表: 表 工序尺寸及公差计算表九、 确立切削用量1 工序10 以φ32上端面为粗基准，粗铣φ32和φ50孔下端面。1.1 粗铣φ20和φ50孔下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗铣φ20孔上下端面。 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ap&=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。2. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，两次次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。Cvdoqv3）计算切削速度 按《手册》，V c=TmapXvfzyvaeuvZ算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s pvKv据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。1.2 精铣1 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《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。） 每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。2. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据X6140铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。3)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm&Pcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z4）计算基本工时tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。2.1 工序20-30 ：以φ32孔下端面和φ32外缘面为基准，钻、粗镗，精镗φ20孔和φ50孔保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。1. 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝12°，二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度l1?1.5mm 2??120° ?0?10° ??30°2.选择切削用量（1）决定进给量查《切削手册》所以，ff?0.70~0.86mm/r ld??3 ?0.70mm/r?1.75mm/r 按钻头强度选择f 按机床强度选择f?0.53mm/r最终决定选择机床已有的进给量Ff?6090?Fmaxf?0.48mm/r 经校验 校验成功。（2）切削速度查《切》 vc?18mm/r 修正系数 KTV故vc?1.0 KMV?1.0 Ktv?1.0 Kxv?1.0 K1v?1.0 Kapv?10?18mm/r。ns?1000v?d0?318.3r/min?272r/min查《切》机床实际转速为nc故实际的切削速度vc? ?d0nsmm/r（3）校验扭矩功率Mc?60Nm Mm?144.2Nm 所以Mc?MmPc?1.7~2.0kw?PE故满足条件，校验成立。计算工时tm?Lnf?30?10272?1.45?0.10min2.2 以φ20孔下端面为精基准，粗， 精刮φ20和φ50孔上端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。1. 加工条件工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。机床：TK6511/1数控镗床。刀具：精镗刀, B=10 H=16 L=125 l=60 d=102. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）进给量: 机床功率为15kw。主轴转速272r/min 选f=0.48 mm/z。粗镗： n?272r/min ftm?Lnf?35272?0.48?0.48mm/r vc?15.4m/min d0?19.94mm ?0.280minvc?15.4m/min精镗： n?272r/min ftm?Lnf?35272?0.48?0.48mm/r d0?20IT7 ?0.280min粗，精镗φ50孔同上：粗镗： n?272r/min ftm?Lnf?15272?0.48?0.48mm/r vc?15.4m/min d0?49.94mm ?0.12min精镗：tm?Lnfn?272r/min f?0.48mm/r vc?15.4m/min d?50IT7 0?15272?0.48?0.12min刮面粗刮： n?272r/min ftm?Lnf?6272?0.48?0.48mm/r vc?15.4m/min L=6 ?0.05minvc?15.4m/min精镗： n?272r/min ftm?Lnf?6272?0.48?0.48mm/r L=6 ?0.05min粗，精镗φ50孔同上：粗刮： n?272r/min ftm?Lnf?6272?0.48?0.48mm/r vc?15.4m/min L=6 ?0.05minL=6 精刮：tm?Lnfn?272r/min f?0.48mm/r vc?15.4m/min ?6272?0.48?0.05min3.1工序40 以φ20孔为精基准，钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。1. 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角αo＝16°，二重刃长度 2??120° ?0?45° ??30°2.选择切削用量（1）决定进给量查《切》 f?0.18~022mm/r按机床强度选择f?0.22mm/r?0.53mm/r 按钻头强度选择f?0.50mm/r 最终决定选择机床已有的进给量f 经校验校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5～0.8mm，寿命T（3）切削速度查《切》 vc?18mm/r?20min． 修正系数 KTV故vc?1.0 KMV?1.0 Ktv?1.0 Kxv?1.0 K1v?1.0 Kapv?10?18mm/r。ns?1000v?d0?1432r/min?1360r/min查《切》机床实际转速为nc故实际的切削速度vc? ?d0nsmm/r（4）校验扭矩功率Mc?Mm Pc?PE故满足条件，校验成立。?0.02mintm?Lnf?4?23.2. 以φ20孔为精基准，钻一个φ4孔，攻M6螺纹。1. 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角αo＝16°，二重刃长度 2??120° ?0?45° ??30°2.选择切削用量（1）决定进给量f?0.18~022mm/r?0.50mm/r 按钻头强度选择f 按机床强度选择f?0.22mm/r?0.53mm/r 最终决定选择机床已有的进给量f 经校验校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度为0.5～0.8mm，寿命T（3）切削速度查手册 vc?18mm/r?20min． 修正系数 KTV故vc?1.0 KMV。 ?1.0 Ktv?1.0 Kxv?1.0 K1v?1.0 Kapv?101000vns??1432r/min?d0?18mm/r查手册机床实际转速为nc故实际的切削速度tm?Lnf?4?2?1360r/minvc??d0nsmm/r?0.02min4工序50 以φ20孔为精基准，铣47°凸台。1. 加工条件工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀2. 切削用量1）铣削深度 L=32，故可以选择ap=1.5mm， 厚度6mm 需要4次走刀完成所需长度。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。2）计算基本工时tm＝L/ Vf=(32+8)/475*1.5=0.56min。精铣一次走刀，进给量ap=1tm＝L/ Vf=(32+8)/475*1=0.09min。5. 工序60 切断机床 X6140卧式铣床刀具 锯片铣刀上下两次走刀 ap=1.5 n=475 l=12tm＝*L/ Vf=(12+4)/475*1.5=0.025min6. 工序70： 去毛刺。7. 工序80： 终检十、 卡具设计经过与老师协商，决定设计第四道工序――以φ20孔下端面为精基准，钻φ4两孔和攻M6螺纹，本卡具将用于Z525立式钻床。钻头选用高速钢麻花钻。1 问题的提出利用本夹具主要是钻?4两孔和攻螺纹M6。卡具设计2 定位基准的选择由零件图可知，φ4两孔与其上下端面有一定的位置度要求且两孔成60°夹角，在本工艺中上下端面已铣并达到一定精度，故采用?20mm孔的下端面为主要定位基准，使用专用夹具卡紧。 3 力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 由前计算可知：切削力与定位销在竖直面上，所以在计算卡紧力时，只考虑扭矩的影响。使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。4 定位误差分析本工序采用?20mm孔下端面定位，工序基准与定位基准重合，故其基准不重合误差为0，在本工艺中精度要求不高， 直接由定位夹具保证。5 卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。安装时将压板松动，旋转， 让出安装空间，采用一面两销定位，工件安装到指定位置后，将压板旋转到指定位置，用定力矩扳手旋紧螺帽即可完成装夹。本夹具结构简单，操作方便，适用于成批生产小型连杆类零件。设计的感想与体会为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，经过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。课程设计作为《机械制造工艺学》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。参考文献《机械制造工艺学》第二版《金属机械加工工艺人员手册》《切削用量简明手册》《简明机械加工工艺手册》《机械加工工艺师手册》《夹具设计手册》欢迎您转载分享：
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资源目录 K008-1-CA6140车床拨叉[831008]机械加工工艺规程及铣断夹具设计【方案1】.zipA0-夹具装配图.dwg夹具体零件图.dwg工序5.dwg工序6.dwg工序7.dwg工序8.dwg工艺过程卡及工序2.3.4.dwg毛坯图.dwg零件图.dwg
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课程设计说明书范例CA6140车床拨叉机械加工工艺规程序言大三下学期我们进行了机械制造基础课的学习，并且也进行过金工实习。为了巩固所学知识，并且在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行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,我们进行了本次课程设计。通过这次课程设计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，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。一、零件的分析一零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。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Φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ50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。二零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求1、小头孔Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔2、大头半圆孔Φ503、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二、确定毛坯1、确定毛坯种类零件材料为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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.25,选用铸件尺寸公差等级为CT12。2、确定铸件加工余量及形状查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.25，选用加工余量为MAH级，并查表2.24确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D120H10?2孔降一级双侧加工D250H3.5?2孔降一级双侧加工T230H5单侧加工T312H5单侧加工T412H5单侧加工3、绘制铸件毛坯图三、工艺规程设计一选择定位基准1粗基准的选择以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。2精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据基准重合原则和基准统一原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。（二）制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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工卡具,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。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.47、1.48、1.411，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下工序1退火工序2粗精铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具工序3粗精铣Φ20上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具粗精铣Φ50上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具工序4钻、扩、粗、精铰Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具工序5粗镗、半精镗Φ50孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具工序6钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具工序7钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具工序8铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具工序9去毛刺工序10终检。（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1、圆柱表面工序尺寸前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大φ50IT12（D2）铸件7.0CT128.243??粗镗4.0IT??6.30.956.8半精镗3.0IT??3.22.93.25φ20IT7（D1）钻18IT??17.IT??6.31.粗铰0.14IT??3.20.精铰0.06IT??1.60.、平面工序尺寸工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件5.0CT125.2?01粗铣φ20孔下端面4.036..57.7502粗铣φ20孔上端面4.032..57.7503粗铣φ50孔上端面4.014.?1.86.3807精铣φ20孔下端面1.031.?0.751.28308精铣φ20孔上端面1.030.?0.751.28310精铣φ50孔端面1...、确定切削用量及时间定额工序Ⅰ粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准1.加工条件工件材料HT200,σb170240MPa，铸造;工件尺寸aemax72mm，l176加工要求粗铣φ20孔下端面，加工余量4机床X51立式铣床刀具YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α010°，刃倾角λs－10°,主偏角Kr60°,过渡刃Krε30°,副偏角Kr5°。2.切削用量1）确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.235，X51立式铣床）时fz0.090.18mm/z故选择fz0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm由于铣刀直径d0125mm，故刀具使用寿命T180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0125mm，Z12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt98m/min,nt250r/min,vft471mm/min。各修正系数为kMV1.0，kSV0.8。切削速度计算公式为vpvevzvpTvvckzuayfxaqdcvvm0?其中mmae72?，mmap4?，245?vC，2.0?qv，15.0?xv，35.0?yv，8.08.00.1?????kkkSvMvv，2.0?uv，0?pv，32.0?m，min180?T，zmmfz/18.0?，12?Z，将以上数据代入公式min/235.008.015.mvc????????????确定机床主轴转速min/3611000rdvnwcs???。根据简明手册表4.236，选择nc300r/min,vfc390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为vc10000nd?.3??m/min118m/minfzcvfc/ncz390/30012mm/z0.1mm/z5校验机床功率根据切削手册表3.24，近似为Pcc3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm4.50.75kw3.375kwPcc。故校验合格。最终确定ap4.0mm，nc300r/min，vf390mm/s，vc118m/min，fz0.1mm/z。6）计算基本工时tm＝L/vf，LlyΔ，l176mm.查切削手册表3.26，入切量及超切量为yΔ40mm，则tm＝L/Vf.81min。工序Ⅱ粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准，切削用量和时间定额及其计算过程同工序Ⅰ。工序Ⅲ粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准刀具YG6硬质合金端铣刀，6,400??zmmd机床X51立式铣床根据切削手册查的，mmzmmafpz4,/13.0??现采用X51立式铣床，根据简明手册4.236查得取min/300rnw?，故实际切削速度min/7.000mdvnww???????当min/300rnw?时，工作台每分钟进给量应为min/.0mmznffwzm???????查说明书，取min/400mmfm?计算切削工时mmyL???????因此min205.039082???ftmmL工序Ⅳ钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。1.选择钻头根据切削手册表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，二重刃长度bε3.5mm,横刀长b2mm,宽l4mm,棱带长度mml5.11?，1002??°，30??°2.选择切削用量（1）确定进给量按加工要求确定进给量查切削手册，rmmf/53.043.0?，367.11830???dl，由切削手册表2.7,系数为0.5,则rmmf/265..043.0???按钻头强度选择查切削手册表2.8,钻头允许进给量为rmmf/0.2?按机床进给机构强度选择查切削手册表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为rmmf/93.0?。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为0.mm/r。根据简明手册表4.216,最终选择进给量rmmf/22.0?。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据切削手册表2.19查出,钻孔时轴向力Ff2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N﹥Ff，故所选进给量可用。（2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.6mm，寿命min45?T．（3）切削速度查切削手册表2.30，切削速度计算公式为vyxpmvckfaTdcvvvvz0?（m/min）其中，5.9?Cv，mmd180?，25.0?vz，125.0?m，9?pa，0?vx，55.0?vy，22.0?f，查得修正系数0.1?vTk，，85.0?lvk，0.1?tvk，故实际的切削速度min/5.985.022..mvc??????（4）检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20，当f≤0.26,do≤19mm时，Mt31.78Nm，修正系数均为1.0，故MC31.78Nm。查机床使用说明书Mm144.2Nm。查切削手册表2.23,钻头消耗功率Pc1.3kw。查机床使用说明书，kwPE26.281.08.2???。由于mcMM?，ECPP?，故切削用量可用，即rmmf/22.0?，min/272rnnc??，min/4.15mvc?3、计算工时min64.022.0272830?????nfLtm4、扩孔至Φ19.8查切削手册表2.10，扩孔进给量为rmmf/8.07.0?，并由机床使用说明书最终选定进给量为rmmf/81.0?。根据资料，切削速度钻vv4.0?，其中钻v为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故min/8.35.94.0mv???min/1.618.198.31000rns?????根据机床使用说明书选取min/97rnw?。基本工时min48.081.?????????yLt工序Ⅴ粗镗Φ50孔，以D1为定位基准机床T68卧式镗床单边余量,5.2mmz?mmap5.2?由简明手册4.220查得取rmmf/52.0?由简明手册4.221查得取min/200rn?计算切削工时min13.052.??????ftmmL工序Ⅵ铣斜肩，以D1和T2为定位基准刀具硬质合金三面刃铣刀机床X51立式铣床根据简明手册查得1663??Zmmdw，。根据切削手册查得,/10.0zmmfz?因此min/000rdvnws???????现采用X51立式铣床，取min/100rnw?，故实际切削速度为min/8.000mndvww???????当min/300rnw?时，工作台每分钟进给量应为min/.0mmnZffwzm???????根据切削手册表4.237查得,取min/165mmfm?。计算切削基本工时mmylL5.37255.12???????因此min227.0.01655.37???fLtmm工序Ⅶ精铣Φ20下端面，以T2为基准刀具YG6硬质合金端铣刀机床X51立式铣床查切削手册表3.5，进给量min/0.15.0mmfz?，取为0.5mm/r参考有关手册，确定min/124mv?，采用YG6硬质合金端铣刀，12,125??zmmdw，则min/01000rdvnws???????现采用X51立式铣床，根据简明手册表4.236，取min/300rnw?故实际切削速度min/75.51000mndvww???????当min/300rnw?时，工作台每分钟进给量min/.0mmnzffwzm???????，取为980mm/min本工序切削时间为62.2??????flttmmmin工序Ⅷ精铣Φ20上端面，以T1为基准切削用量同工序Ⅶ精铣时mmdy1250????基本工时31.????fltmm工序Ⅸ粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，（1）粗铰至mm94.19?刀具专用铰刀机床Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为?fz0.8～1.2mm/z,进给量取?fz0.81mm/r，机床主轴转速取为nw140r/min，则其切削速度为min/77.8mdnv???。机动时切削工时，830??l38mm，min34.081.?????fntwm2精铰至mm20?刀具mmdw20?机床Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取?f0.48mm/r，机床主轴转速取为nw140r/min，则其切削速度为min/8.8mdnv???机动时切削工时，830??l38mmmin57.048.?????fntwm工序Ⅹ精铣Φ50端面，以D1为基准。机床X51立式铣床刀具硬质合金立铣刀（镶螺旋形刀片），由切削手册表3.6查得min/08.0,6,40mmfzdz???,smv/45.0?即27m/min，因此，min/000rdvnws???????。现采用X51立式铣床，取min/210rnw?，工作台每分钟进给量fm应为min/8.mmnzffwzm???????查机床使用说明书，取min/100mmfm?。铣削基本工时min84.???tmmin68.1284.02???tm工序Ⅺ半精镗Φ50孔，以D1做定位基准。单边余量mmz0.1?,可一次切除，则mmap0.1?。由切削手册表1.6查得，进给量,/40.025.0rmmfz?取为0.27mm/r。由切削手册表1.1查得，min/100mv?，则min/1000rdvnww???????查简明手册表4.220，nw取为630r/min。加工基本工时min038.05.063012?????fnltw工序12钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准。刀具专用刀具机床Z525立式钻床确定进给量f根据切削手册表2.7查得，rmmf/26.022.0?，查Z525机床使用说明书，现取rmmf/22.0?。查切削手册表2.15，min/17mv?，计算机床主轴转速min/1000rdvnws???????按机床选取min/680?nw，所以实际切削速度为min/66..71000mndvww???????计算切削基本工时min066.022.068046????????fyltmm工序Ⅲ钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准（1）钻螺纹底孔8.4?mm机床Z525立式钻床刀具高速钢麻花钻根据切削手册查得，进给量为?f0.18～0.22mm/z,现取f0.22mm/z，v17m/min，则min/01000rdvnws???????查简明手册表4.215，取min/960rnw?。所以实际切削速度为min/48..41000mndvww???????计算切削基本工时min047.022.096046????????fyltmm（2）攻螺纹M6机床Z525立式钻床刀具丝锥M6，P1mm切削用量选为min/6/1.0msmv??，机床主轴转速为min/318rns?，按机床使用说明书选取min/272rnw?，则min/1.5mv?机动时，mml1046???，计算切削基本工时min04.0272110?????nfltm工序ⅩⅣ铣断，以D1为基准。选择锯片铣刀，d160mm，l4mm，中齿，Z40采用X61卧式铣床，查简明手册，选择进给量为zmmf/10.0?,切削速度为min/27mv?，则min/000rdvnws???????根据简明手册表4.239，取min/100rnw?，故实际切削速度为min/2.000mndvww???????此时工作台每分钟进给量fm应为min/mmnZffwzm?????查简明手册表4.240，刚好有min/400mmfm?。计算切削基本工时min255.???????fyltmm4.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，需要设计专用夹具。经过与指导老师的协商，决定设计第Ⅵ道工序铣断双体，本夹具将用于XA6132卧式铣床，刀具为高速钢细齿圆锯片铣刀，对工件进行加工。4.1问题的提出本夹具主要用于铣开双体，并且铣开的表面与20mmΦ的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序时，20mmΦ的孔已经进行了加工，因此，在本道工序中主要考虑加工面与20mmΦ孔之间的要求，其次是考虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。4.2夹具体设计4.2.1定位基准的选择图三定位原理图由零件图可知被铣开的那50mmΦ的中心线与20mmΦ孔的中心线之间的公差等级要求较高，且铣开时的设计基准为50mmΦ孔的中心线。为了尽量的减小定位误差，应选20mmΦ孔为主要的定位基准，利用一个圆柱销和一个菱形销定位，消除三个自由度，再在底面用夹具体定位消除三个自由度。以便达到所需要求。为了提高加工效率，现同时加工四个双体，同时，为了夹具简单，操作方便，利用多点联动夹紧机构夹紧。4.2.2切削力及夹紧力的计算刀具高速钢细齿圆锯片铣刀直径160odmm?齿数Z50又由切削手册表3.28中的公式FFFFxyuFpzenwoFCafaZFdq?其中30FC?1.0Fx?0.65Fy?0.83Fu?0Fw?0.83Fq?160odmm?Z504pamm?12eamm?0.025/zfmmz?所以F63.5N水平分力1.163.51.169.9HFFN????垂直分力0.30.363.519.1FVFN????又在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数1234KKKKK?其中K1为基本安全系数1.5K2为加工性质系数1.2K3刀具钝化系数1.2K4为切削特点系数（断续切削）1.2所以F′KFH69.9x1.5x1.2x1.2x1.2181.2N为了克服水平方向的力，实际的夹紧力为N（f1f2）KFH其中f1为螺母与螺杆间的摩擦系数f2为工件与螺杆头（或压板）间的摩擦系数又查得f1和f2为1.6则12HKFNff??所以181.NN???又选择的螺旋夹紧机构的基本尺寸如下（根据机床夹具设计第三版表、查得r′012Mmm?1pmm?5.675zrmm?136a??o30??o2950????otg20.15??L120mmQ30N则可以提供的夹紧力为12zQLwrtgra???????所以w136950tg????oo3140N又由机床夹具设计第三版表1224查得当螺纹的公称直径为12mm时，螺栓许用的夹紧力为5690N由以上的数据可知所选的螺旋机构提供的夹紧力大于所需的，且满足螺栓的许用夹紧力，故本夹具可以安全工作。4.2.3定位误差分析1）定位元件尺寸及公差的确定本夹具的定位元件为一圆柱销和一菱形销，其参数由（机床夹具设计手册图53及其表选两定位销的尺寸及公差为00.03320mm?Φ（定位销的公差取h8）。2）零件图样规定20mmΦ的孔的中心线与50mmΦ孔的中心线的长度误差为0.2mm，20mmΦ孔中的定位销与夹具体的垂直度误差为0.05mm，，此项技术要求应由定位销宽配合中的侧向间隙保证。已知20mmΦ的宽为0.021020mm?Φ，定位销为00.03320mm?Φ（定位销的公差取h8），则一个定位销与一个孔的定位误差为?max0..027bmm???????此处引起零件的定位误差为0.xmm????0.2mm故最大侧向间隙能满足零件的精度要求。（2）计算20mmΦ定位销的中心线与夹具体垂直度误差定位销的宽度为00.03320mm?Φ夹具体表面的粗糙度1.6aRum?故max0..03360.05??????mm所以最大垂直度误差能满足零件精度要求4.2.4夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，首先要考虑到能保证零件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。为此，应先考虑所设计的夹具体与零件在夹具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夹具体，所以其表面粗糙度要求应比较高，视为关键面。又本道工序是铣断，其切削力不大，故在设计夹具时应考虑夹具的简单及利用常用的一些零件。为了提高生产率，可以考虑同时装夹几个零件，并且用了活动杠杆使操作更加节省时间。可以同时装夹四个零件，提高了生产率。夹具上装有对刀块，可以使夹具在一批零件加工之前很好的对刀同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示图四夹紧原理图参考文献赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书2版机械工业出版社,2000.10.艾兴,肖诗纲主编,切削用量简明手3版机械工业出版社,1997.8曾志新,吕明主编,机械制造技术基础.武汉理工出版社,2001.7李益民主编,机械制造工艺设计简明手册机械工业出版社,1993.4王明珠主编,工程制图学及计算机绘图国防工业出版社,1998.3。
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关&键&词： 拨叉831008 ca6140 车床 机械 加工 工艺 规程 夹具 设计 方案
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棒哥设计QQ 　　课程设计说明书范例　　CA6140车床拨叉机械加工工艺规程:　　序言　　大三下学期我们进行了《机械制造基础》课的学习，并且也进行过金工实习。为了巩固所学知识，并且在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行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,我们进行了本次课程设计。　　通过这次课程设计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，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。　　由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。　　一、零件的分析　　(一)零件的作用　　题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。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Φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ50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。　　(二)零件的工艺分析　　零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：　　1、小头孔Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔　　2、大头半圆孔Φ50　　3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。　　由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。　　二、确定毛坯　　1、确定毛坯种类：　　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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。　　2、确定铸件加工余量及形状：　　查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：　　简 & & & 图 加工面代号 基 本 尺 寸 加工余量等级 加工余量 说 & & &明　　D120H102孔降一级双侧加工　　D250H3.52孔降一级双侧加工　　T230H5单侧加工　　T312H5单侧加工　　T412H5单侧加工　　3、绘制铸件毛坯图　　三、工艺规程设计　　(一)选择定位基准：　　1 粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。　　2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。（二）制定工艺路线　　根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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工卡具,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。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：　　工序1 &退火　　工序2 &粗精铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；　　工序3 &粗精铣Φ20上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；粗精铣Φ50上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；　　工序4 &钻、扩、粗、精铰Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；　　工序5 &粗镗、半精镗Φ50孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；　　工序6 钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；　　工序7 &钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；　　工序8 铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具；　　工序9 &去毛刺；　　工序10 &终检。　　（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定　　1、圆柱表面工序尺寸：　　前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：　　加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗 糙度工序余量　　最小最大　　φ50IT12 （D2）铸件7.0CT12　　粗镗4.0IT126.30.956.8　　半精镗3.0IT103.22.93.25　　φ20IT7 （D1）钻18IT　　扩1.8IT106.31.　　粗铰0.14IT83.20.　　精铰0.06IT71.60.　　2、平面工序尺寸：　　工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量　　最小最大　　铸件5.0CT12　　01粗铣φ20孔下端面4.036.　　02粗铣φ20孔上端面4.032.　　03粗铣φ50孔上端面4.014.　　07精铣φ20孔下端面1.031.080.751.283　　08精铣φ20孔上端面1.030.080.751.283　　10精铣φ50孔端面1.0×212.080.　　3、确定切削用量及时间定额：　　工序Ⅰ &粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准　　1. 加工条件　　工件材料：HT200,σb =170~240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176　　加工要求：粗铣φ20孔下端面，加工余量4　　机床：X51立式铣床；　　刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。　　2. 切削用量　　1）确定切削深度ap　　因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。　　2）确定每齿进给量fz　　由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：　　fz=0.09~0.18mm/z　　故选择：fz=0.18mm/z。　　3）确定刀具寿命及磨钝标准　　根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。　　4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf　　根据《切削手册》表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：　　其中 ，，，，，，，，，，，，，将以上数据代入公式：　　确定机床主轴转速： &。　　根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：　　vc==m/min=118m/min　　f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z　　5)校验机床功率　　根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw&Pcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。　　6）计算基本工时　　tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.　　查《切削手册》表3. 26，入切量及超切量为：y+Δ=40mm，则：　　tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。　　工序Ⅱ &粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准，；　　切削用量和时间定额及其计算过程同工序Ⅰ。　　工序Ⅲ 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准　　刀具：YG6硬质合金端铣刀，　　机床：X51立式铣床　　根据《切削手册》查的，　　现采用X51立式铣床，根据《简明手册》4.2-36查得取　　，故实际切削速度　　当时，工作台每分钟进给量应为　　查说明书，取　　计算切削工时　　因此　　工序Ⅳ &钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。　　1. 选择钻头　　根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，二重刃长度bε=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度，°，°　　2.选择切削用量　　（1）确定进给量　　按加工要求确定进给量：查《切削手册》，，，由《切削手册》表2.7,系数为0.5,则：　　按钻头强度选择:查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：；　　按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为。　　以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.215~0.265mm/r。根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量。　　由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。　　根据《切削手册》表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N﹥Ff，故所选进给量可用。　　（2）确定钻头磨钝标准及寿命　　后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.6mm，寿命．　　（3）切削速度　　查《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为：　　（m/min）　　其中，，，，，，，，，查得修正系数：，=，，，故实际的切削速度：　　（4）检验机床扭矩及功率　　查《切削手册》表2.20，当f≤0.26, do≤19mm时，Mt=31.78N?m，修正系数均为1.0，故MC=31.78 N?m。　　查机床使用说明书：Mm =144.2 N?m。　　查《切削手册》表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kw。　　查机床使用说明书，。　　由于，，故切削用量可用，即：　　，，　　3、计算工时　　4、扩孔至Φ19.8　　查《切削手册》表2.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：。　　根据资料，切削速度 ，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故　　根据机床使用说明书选取 。　　基本工时　　工序Ⅴ &粗镗Φ50孔，以D1为定位基准　　机床：T68卧式镗床　　单边余量　　由《简明手册》4.2-20查得取　　由《简明手册》4.2-21查得取　　计算切削工时　　工序Ⅵ &铣斜肩，以D1和T2为定位基准　　刀具：硬质合金三面刃铣刀　　机床：X51立式铣床　　根据《简明手册》查得：。根据《切削手册》查得：因此：　　现采用X51立式铣床，取：，故实际切削速度为：　　当时，工作台每分钟进给量应为：　　根据《切削手册》表4.2-37查得,取：。　　计算切削基本工时：　　因此：　　工序Ⅶ &精铣Φ20下端面，以T2为基准　　刀具：YG6硬质合金端铣刀；　　机床：X51立式铣床；　　查《切削手册》表3.5，进给量，取为0.5mm/r　　参考有关手册，确定，采用YG6硬质合金端铣刀，，则：　　现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取　　故实际切削速度：　　当时，工作台每分钟进给量：，取为980mm/min　　本工序切削时间为：min　　工序Ⅷ &精铣Φ20上端面，以T1为基准　　切削用量同工序Ⅶ　　精铣时　　基本工时：　　工序Ⅸ &粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，　　（1）粗铰至　　刀具：专用铰刀　　机床：Z525立式钻床　　根据有关手册的规定，铰刀的进给量为0.8～1.2mm/z,进给量取0.81mm/r，机床主轴转速取为=140r/min，则其切削速度为：　　。　　机动时切削工时，=38mm，　　(2) 精铰至　　刀具：　　机床：Z525立式钻床　　根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48mm/r，机床主轴转速取为：=140r/min，则其切削速度为：　　机动时切削工时，=38mm　　工序Ⅹ 精铣Φ50端面，以D1为基准。　　机床：X51立式铣床　　刀具：硬质合金立铣刀（镶螺旋形刀片），由《切削手册》表3.6查得：,即27m/min，因此，。现采用X51立式铣床，取 ，工作台每分钟进给量应为：　　查机床使用说明书，取 。　　铣削基本工时：　　工序Ⅺ 半精镗Φ50孔，以D1做定位基准。　　单边余量,可一次切除，则 。　　由《切削手册》表1.6查得，进给量取为0.27mm/r。由《切削手册》表1.1查得，，则：　　查《简明手册》表4.2-20，取为630r/min。　　加工基本工时：　　工序12 &钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准。　　刀具：专用刀具　　机床：Z525立式钻床　　确定进给量：根据《切削手册》表2.7查得，，　　查Z525机床使用说明书，现取。查《切削手册》表2.15，　　，计算机床主轴转速：　　按机床选取，所以实际切削速度为：　　计算切削基本工时：　　工序Ⅲ &钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准　　（1）钻螺纹底孔mm　　机床：Z525立式钻床　　刀具：高速钢麻花钻　　根据《切削手册》查得，进给量为0.18～0.22mm/z,现取f=0.22mm/z，v=17m/min，则：　　查《简明手册》表4.2-15，取。所以实际切削速度为：　　计算切削基本工时：　　（2）攻螺纹M6　　机床：Z525立式钻床　　刀具：丝锥M6，P=1mm　　切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：，则 ；机动时，，计算切削基本工时：　　工序ⅩⅣ & 铣断，以D1为基准。　　选择锯片铣刀，d=160mm，l=4mm，中齿，Z=40　　采用X61卧式铣床，查《简明手册》，选择进给量为：,切削速度为：，则：　　根据《简明手册》表4.2-39，取，故实际切削速度为：　　此时工作台每分钟进给量应为：　　查《简明手册》表4.2-40，刚好有。　　计算切削基本工时：　　4. 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，需要设计专用夹具。　　经过与指导老师的协商，决定设计第Ⅵ道工序—铣断双体，本夹具将用于XA6132卧式铣床，刀具为高速钢细齿圆锯片铣刀，对工件进行加工。　　4.1问题的提出　　本夹具主要用于铣开双体，并且铣开的表面与的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序时，的孔已经进行了加工，因此，在本道工序中主要考虑加工面与孔之间的要求，其次是考虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。　　4.2 &夹具体设计　　4.2.1 定位基准的选择　　由零件图可知：被铣开的那的中心线与孔的中心线之间的公差等级要求较高，且铣开时的设计基准为孔的中心线。为了尽量的减小定位误差，应选孔为主要的定位基准，利用一个圆柱销和一个菱形销定位，消除三个自由度，再在底面用夹具体定位消除三个自由度。以便达到所需要求。　　为了提高加工效率，现同时加工四个双体，同时，为了夹具简单，操作方便，利用多点联动夹紧机构夹紧。　　4.2.2 切削力及夹紧力的计算　　刀具：高速钢细齿圆锯片铣刀 & 直径 & & 齿数 Z=50 又由《切削手册》表3.28中的公式：　　其中： & & & & & & & & &Z=50　　所以 &F=63.5N　　水平分力：　　垂直分力；　　又在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数　　其中 &K1为基本安全系数1.5　　K2为加工性质系数1.2　　K3刀具钝化系数 1.2　　K4为切削特点系数（断续切削）1.2　　所以 F ′=KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N　　为了克服水平方向的力，实际的夹紧力为　　N（f1+f2）= KFH　　其中 & &f1为螺母与螺杆间的摩擦系数　　f2为工件与螺杆头（或压板）间的摩擦系数　　又查得 & f1 和f2为1.6 则　　所以　　又选择的螺旋夹紧机构的基本尺寸如下（根据《机床夹具设计》 第三版表1-2-20、1-2-21、1-2-22、1-2-23查得：　　r′=0 & & & & & & & & &tg &L=120mm &Q=30N　　则 可以提供的夹紧力为：　　所以 &==3140N　　又由《机床夹具设计》 第三版表1-2-24查得 & 当螺纹的公称直径为12mm时 ，螺栓许用的夹紧力为5690N　　由以上的数据可知：所选的螺旋机构提供的夹紧力大于所需的，且满足螺栓的许用夹紧力，故本夹具可以安全工作。　　4.2.3 定位误差分析　　1）定位元件尺寸及公差的确定 & &本夹具的定位元件为一圆柱销和一菱形销，其参数由（《机床夹具设计手册》图5-3及其表选 &两定位销的尺寸及公差为：（定位销的公差取h8）。　　2）零件图样规定 &的孔的中心线与孔的中心线的长度误差为0.2mm，孔中的定位销与夹具体的垂直度误差为0.05，，此项技术要求应由定位销宽配合中的侧向间隙保证。已知的宽为，定位销为（定位销的公差取h8），则 一个定位销与一个孔的定位误差为：　　此处引起零件的定位误差为 &0.2mm　　故最大侧向间隙能满足零件的精度要求。　　（2）计算定位销的中心线与夹具体垂直度误差　　定位销的宽度为 & 夹具体表面的粗糙度　　故 &mm　　所以最大垂直度误差能满足零件精度要求　　4.2.4 &夹具设计及操作的简要说明　　如前所述，在设计夹具时，首先要考虑到能保证零件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。为此，应先考虑所设计的夹具体与零件在夹具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夹具体，所以其表面粗糙度要求应比较高，视为关键面。又本道工序是铣断，其切削力不大，故在设计夹具时应考虑夹具的简单及利用常用的一些零件。为了提高生产率，可以考虑同时装夹几个零件，并且用了活动杠杆使操作更加节省时间。可以同时装夹四个零件，提高了生产率。　　夹具上装有对刀块，可以使夹具在一批零件加工之前很好的对刀；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。　　铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示：　　图四：夹紧原理图　　参考文献:　　赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书2版 机械工业出版社,2000.10.　　艾兴,肖诗纲主编,切削用量简明手3版 机械工业出版社,1997.8　　曾志新,吕明主编,机械制造技术基础.武汉理工出版社,2001.7　　李益民主编,机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版社,1993.4　　王明珠主编,工程制图学及计算机绘图——国防工业出版社,1998.3。QQ
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