CA6140撥叉831006說明書.doc

東南大學(xué)成賢學(xué)院 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 報(bào)報(bào) 告告 題 目 CA6140 車床撥叉（831006）夾具設(shè) 計(jì) 課 程 名 稱 機(jī)制工藝課程設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 13 機(jī)電一班 學(xué) 生 姓 名 張 青 學(xué) 號(hào) 04113104 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) 成 賢 學(xué) 院 指 導(dǎo) 教 師 易 茜 設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2016 年 1 月 4 日至 2016 年 1 月 22 日 成績 1 目 錄 序言.2 第第 1 1 章章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定.3 1.1 零件的作用.3 1.2 撥叉的技術(shù)要求3 1.3 零件的工藝性分析和零件圖的審查4 1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型4 第第 2 2 章章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖.5 2.1 確定毛坯的成形方法.5 2.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析和鑄造工藝方案的確定.6 第第 3 3 章章 選擇加工方法，制定工藝路線.7 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇.7 3.2 各表面加工方案的選擇7 3.3 制定機(jī)械加工工藝路線8 第第 4 4 章章 確定機(jī)械加工余量和工序尺寸11 第第 5 5 章章 確定切削用量及時(shí)間定額15 第第 6 6 章章 夾具設(shè)計(jì)22 設(shè)計(jì)心得. 25 參考文獻(xiàn)26 2 序 言 機(jī)械制造工程學(xué)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制造工程原理及專 業(yè)課程的理論知識(shí)。在此次課程設(shè)計(jì)中我結(jié)合金工實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú) 立地分析和解決機(jī)械加工工藝問題，初步具備中等零件工藝規(guī)程的能力。 我本次設(shè)計(jì)的是 CA6140 機(jī)床的撥叉 831006，通過這個(gè)設(shè)計(jì)讓我直觀地了 解了撥叉 831006 的作用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù) 不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新 工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加 工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件，使工藝過程的自 動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。了解這些尤為重要的是鞏固綜合了大學(xué)三年以來學(xué) 習(xí)的專業(yè)課知識(shí)，溫故知新。通過課程設(shè)計(jì)我增強(qiáng)了空間想象能力和結(jié)構(gòu)構(gòu)造 能力，提前為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。 在機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝中每個(gè)環(huán)節(jié)毛坯的設(shè)計(jì)，夾具的方案一次次的修改成 最后的方案無不是我日思夜想的成果，對(duì)于方案抱有嚴(yán)謹(jǐn)挑剔的態(tài)度這個(gè)是我 在設(shè)計(jì)中的最大的收獲，也是不斷地改進(jìn)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案的最大動(dòng)力。 不過有限的知識(shí)水平還是讓方案存在著許些細(xì)小瑕疵，在一次次修補(bǔ)在這 些瑕疵中以往的忽略之處得到了重視，加深了印象，為今后的工作打下了堅(jiān)實(shí) 的基礎(chǔ)。 3 第一章第一章 零件零件分析分析 1.1 零件的作用 CA6140 車床的撥叉零件用在車床變速機(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。撥叉通過叉軸孔 25mm 安裝在變速叉軸上，與操縱機(jī)構(gòu)相連，撥叉腳55mm 半孔則是夾在雙 聯(lián)變速齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時(shí)，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)通過撥叉頭部 的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)滑移齒輪 在花鍵軸上滑動(dòng)以改變檔位，從而改變車床主軸轉(zhuǎn)速。 撥叉在換擋時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此零件應(yīng)具有足夠的 強(qiáng)度、剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。撥叉的主要表面為撥叉腳的兩端 面、變速叉軸孔25H7 和操縱槽，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 1.2 撥叉的技術(shù)要求 按文獻(xiàn)將該撥叉的全部技術(shù)要求列于下表 1-2 中。撥叉屬于典型的叉架類零 件，其叉軸孔是主要的裝配基準(zhǔn)，叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精 度要求較高。為保證撥叉撥動(dòng)齒輪換擋時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)變 速叉軸孔25H7 軸線的垂直度要求為 0.1mm。撥叉采用操縱槽定位，操縱槽的 寬度尺寸為 16H11 且與變速叉軸孔25H7 軸線的垂直度要求為 0.1mm。 綜上所述，該撥叉的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較合理，符合零件在變速箱中的 功用。 表 1-2 撥叉零件技術(shù)要求表 加工表面基本尺寸/mm公差及精度表面粗糙度 Ra/mm形位公差/mm 撥叉腳內(nèi)表面55IT93.2 撥叉腳兩端面12IT113.2垂直度 0.1 變速叉軸孔25IT71.6 操縱槽內(nèi)側(cè)面16IT113.2垂直度 0.08 操縱槽底面8IT116.3 操縱槽下端面23IT113.2 40 外圓斜面17IT116.3 4 1.3 零件的工藝性分析和零件圖的審查 分析下圖撥叉零件圖可知，撥叉頭部一段面和撥叉腳兩端面在軸向方向上均 高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時(shí)叉腳端面的接觸剛度； 25mm 孔和 55mm 孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保 證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均較低， 通過銑削、鉆削的一次加工就可以達(dá)到加工要求；主要工作表面雖然加工精度 相對(duì)較高，但也可以在正常生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出 來。由此可見，該零件的工藝性很好。 1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目知：因?yàn)樯a(chǎn)量大于 2000，所以可設(shè) Q=3000 臺(tái)/年，m=1 件/臺(tái)； 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率 a%和廢品率 b%分別為 3%和 0.5%。 N=Qm（1+a%）(1+b%)=30001（1+3%）（1+0.5%）=3105.45 件/年 根據(jù)撥叉的質(zhì)量 1.12kg 查文獻(xiàn)知，該撥叉屬輕型零件；再由表 2-1 可知，該撥 叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 5 第第 2 章章 -選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 2.1 確定毛坯的成形方法 該零件材料為 HT200，考慮到撥叉在工作過程中受力不大，輪廓尺寸也不 大，各處壁厚相差較小，從結(jié)構(gòu)形式看，幾何形體不是很復(fù)雜，并且該零件年 產(chǎn)量為 3000 件/年（因?yàn)槟戤a(chǎn)量大于 2000，可設(shè)為 3000） ，采用鑄造生產(chǎn)比較 合適，故可采用鑄造成形。 2.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件撥叉腳部分因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產(chǎn)生白口 鐵組織，但因?yàn)榇思?duì)防止白口的要求不嚴(yán)，又采用金屬型鑄造，保溫性能好， 冷卻速度較才慢，故能滿足撥叉的使用要求。 2.3 鑄造工藝方案的確定 2.3.12.3.1 鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇 根據(jù)鑄件的尺寸較小，形狀比較簡(jiǎn)單，而且選用灰鑄鐵為材料，并且鑄件 的表面精度要求不高，結(jié)合生產(chǎn)條件并參考文獻(xiàn)表 2-3 選用金屬型鑄造。 2.3.22.3.2 造型、造芯方法及工序組合的選擇造型、造芯方法及工序組合的選擇 因鑄件制造批量為中批生產(chǎn)，且尺寸不大，結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，為輕型機(jī)械，故選用金屬 型鑄造。型芯尺寸不大，形狀簡(jiǎn)單，故選擇手工芯盒造芯。機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)于 CA6140 比較 簡(jiǎn)單，適合流水線大量生產(chǎn)，故采用工序分散。 2.4 鑄造工藝參數(shù)的確定 2.4.12.4.1 加工余量的確定加工余量的確定 按金屬型鑄造，灰鑄鐵查文獻(xiàn)一表 5-1，查得加工余量等級(jí)為 IT8-IT12， 取鑄造尺寸公差為 9 級(jí)，加工余量等級(jí)為 F，得 RMA 數(shù)值為 0.31.6mm，取 RMA 為 1.4mm 。 由公式 R=F+2RMA+CT/2（外圓面進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)用） 6 R=F-2RMA-CT/2（內(nèi)腔面進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)用）得： 毛坯基本尺寸： 55 左右端面厚度 R=F+2RMA+CT/2=12+2*1.4+9/2=19.3mm 55 孔 R=F-2RMA-CT/2=55-1.4*2-9/2=47.7mm 槽端面 R=F+RMA+CT/2=23+1.4+9/2=28.9mm 其余尺寸鑄造直接得到。 2.4.22.4.2 收縮率的確定收縮率的確定 通常，灰鑄鐵的收縮率為 0.7%1% ，在本設(shè)計(jì)中鑄件取 1% 的收縮率。 2.4.32.4.3 不鑄孔的確定不鑄孔的確定 為簡(jiǎn)化鑄件外形，減少型芯數(shù)量，較小的操縱槽不鑄出，而采用機(jī)械加工 形成。 2.4.42.4.4 鑄造圓角的確定鑄造圓角的確定 為防止產(chǎn)生鑄造應(yīng)力集中，鑄件各表面相交處和尖角處，以 R = 3mm5mm 圓 滑過渡。 7 第第 3 章章 選擇加工方法，制定工藝路線選擇加工方法，制定工藝路線 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 基面是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確合理，可以使加 工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得到提高。否則，加工過程中會(huì)問題百出，甚至造 成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3.1.13.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。本例選擇撥 叉頭部40 右端面和40 外圓作為粗基準(zhǔn)。采用40 外圓定位加工內(nèi)孔可保 證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭的右端面做粗基準(zhǔn)加工撥叉腳左端面，接著以左 端面為基準(zhǔn)加工右端面，可以為后續(xù)準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 3.1.23.1.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)叉腳的內(nèi)孔表面和 叉軸孔作為精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原則；同時(shí)，零件上很多表面都可以采用該 組表面作為精基準(zhǔn)，又遵循了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則；叉軸孔的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選 用其做精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面，有利于保證被加工表面的垂直度；選用 撥叉腳左端面為精基準(zhǔn)同樣是服從了基準(zhǔn)重合的原則，因?yàn)樵摀懿嬖谳S向方向 上的尺寸多以該端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 3.2 各表面加工方案的選擇 根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度和毛坯確定，查文 獻(xiàn)，確定各表面加工方案如下。 （1）叉軸孔25 內(nèi)孔 表面粗糙度為 Ra1.6,經(jīng)濟(jì)精度為 IT7，加工方案確定為：鉆擴(kuò)粗鉸 精鉸； （2）撥叉腳55 內(nèi)表面 表面粗糙度為 Ra3.2,經(jīng)濟(jì)精度為 IT8,加工方案確定為：粗鏜半精鏜； （3）撥叉腳兩端面（75 上下端面） 8 表面粗糙度為 Ra3.2，經(jīng)濟(jì)加工精度為 IT8，加工方案確定為：粗銑精 銑； （4）操縱槽左右內(nèi)側(cè)面 表面粗糙度為 Ra3.2，經(jīng)濟(jì)精度為 IT8，加工確定為：粗銑精銑 （5）操縱槽底面 表面粗糙度為 Ra6.3，經(jīng)濟(jì)精度為 IT12,加工方案確定為：粗銑 （6）40 外圓斜面 表面粗糙度為 Ra6.3，經(jīng)濟(jì)精度為 IT11，加工方案確定為：粗銑半精銑； （7）撥叉腳端面 表面粗糙度為 Ra3.2，經(jīng)濟(jì)加工精度為 IT8，加工方案確定為：粗銑精 銑。 3.3 制定機(jī)械加工工藝路線 制訂機(jī)械加工工藝路線的出發(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)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條 件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。 除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。 （1）工藝路線方案一（按照基準(zhǔn)先行及先主后次的原則，該零件加工可按下述 工藝路線進(jìn)行） 工序 1 鑄造； 工序 2 熱處理； 工序 3 以底面和75 中心線為基準(zhǔn)，畫線找正，找40 軸線，粗鏜，半精鏜55 孔，選用 T716A 立式鏜床 和專用夾具； 工序 4 銑斷55 圓孔，使之為兩個(gè)零件，以25 軸線為 基準(zhǔn)，選用 X51 立式銑床和專用夾具； 工序 5 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸撥叉頭25 孔，以75 軸線 9 和其端面為基準(zhǔn)，選用 Z535 立式鉆床和專用夾具； 工序 6 粗銑，精銑75 上下端面，以25 軸線為基準(zhǔn)， 保證垂直度，選用 X51 立式銑床和專用夾具； 工序 7 粗銑，半精銑 40 外圓斜面，以55 端面和25 軸線為基準(zhǔn)保證與25 軸線垂直度，選用 X51 立式 銑床和專用夾具； 工序 8 粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让?，?25 軸線為基準(zhǔn)，選用 X61 臥式銑床和專用夾具； 工序 9 鉗工去毛刺； 工序 10 終檢； 工序 11 入庫。 （2）工藝路線方案二（按照基準(zhǔn)先行及先主后次的原則，該零件加工可按下述 工藝路線進(jìn)行） 工序 1 鑄造； 工序 2 熱處理； 工序 3 以底面和75 中心線為基準(zhǔn)，畫線找正，找40 軸線，鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸撥叉頭25 孔，選用 Z535 立式鉆床和專用夾具； 工序 4 粗鏜，半精鏜55 孔，以25 軸線為基準(zhǔn)，選用 T716A 立式鏜床和專用夾具； 工序 5 粗銑，精銑75 上下端面，以25 軸線為基準(zhǔn)， 保證垂直度，選用 X51 立式銑床和專用夾具； 工序 6 粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让?，?25 軸線為基準(zhǔn)，選用 X61 臥式銑床和專用夾具； 工序 7 粗銑，半精銑 40 外圓斜面，以55 端面和25 軸線為基準(zhǔn)保證與25 軸線垂直度，選用 X51 立式 銑床和專用夾具； 工序 8 銑斷55 圓孔，使之為兩個(gè)零件，以25 軸線為 基準(zhǔn)，選用 X51 立式銑床和專用夾具； 10 工序 9 鉗工去毛刺； 工序 10 終檢； 工序 11 入庫。 工藝方案的比較分析 方案二在方案一基礎(chǔ)上優(yōu)化，利用了兩件合鑄的優(yōu)勢(shì)，最后銑斷，提高了 工作效率，集中銑削工序在銑削車間完成，大大省去了在各機(jī)床間切換的麻煩, 提高了加工時(shí)間。又有利于各加工位置的保證25 的孔及其 16 的槽和55 的 端面加工要求，以上三者之間具有位置精度要求。圖樣規(guī)定：先鉆 25mm 的孔。 由此可以看出：先鉆25 的孔，再由它定位加工55 的內(nèi)圓面及端面，保證 25 的孔與55 的叉口的端面相垂直。因此，最后的加工工藝路線方案二！ 確定如下表 3-1： 表 3-1 撥叉工藝路線及設(shè)備、工裝的選用 工序 號(hào) 工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具 1 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 撥叉頭25 孔 立式鉆床 Z535麻花鉆、擴(kuò)孔 鉆、鉸刀 游標(biāo)卡尺、內(nèi) 徑千分尺 2 粗鏜、半精鏜撥叉腳 55 圓 立式鏜床 T716A 硬質(zhì)合金鏜刀游標(biāo)卡尺、內(nèi) 徑千分尺 3 粗銑、精銑75 上下 端面 立式銑床 X51端銑刀游標(biāo)卡尺 4 粗銑操縱槽端面，粗 銑、精銑操縱槽端面 側(cè)面 臥式銑床 X61高速鋼三面刃 銑刀 游標(biāo)卡尺 5 粗銑，半精銑 40 外 圓斜面 立式銑床 X51端銑刀游標(biāo)卡尺 6 銑斷55 圓孔立式銑床 X51細(xì)齒鋸片銑刀游標(biāo)卡尺 7 鉗工去毛刺 游標(biāo)卡尺 8 終檢 塞規(guī)、百分表、 卡尺等 11 第第 4 章章 確定機(jī)械加工余量和工序尺寸確定機(jī)械加工余量和工序尺寸 根據(jù)以上的原始資料及機(jī)械加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余 量，工序尺寸、毛坯尺寸如下： 4.1 工序 1-鉆、擴(kuò)、鉸撥叉頭 25 孔 表面粗糙度為 Ra1.6,經(jīng)濟(jì)精度為 IT7，加工方案確定為：鉆擴(kuò)孔粗鉸 精鉸。 查文獻(xiàn)得毛坯鑄件的公差等級(jí) CT=IT10 級(jí)，經(jīng)計(jì)算得鑄造毛坯內(nèi)孔基本尺 寸為 20.8mm。 查文獻(xiàn)得，精鉸余量 Z精鉸=0.06mm；粗鉸余量 Z粗鉸=0.14mm；擴(kuò)孔余量 Z 擴(kuò)孔=1.8mm；鉆孔余量 Z 鉆孔=2.2mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)精度查表 1- 10 依次確定為精鉸孔為 IT7 級(jí)；粗鉸孔精度為 IT8 級(jí)；擴(kuò)孔精度為 IT11 級(jí)；鉆 孔精度為 IT13 級(jí)。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：精鉸孔工序尺寸為 ；粗鉸孔工序尺寸為；擴(kuò)孔工序尺寸為；鉆孔工序 0.021 0 25 0.033 0 24.94 0.13 0 24.8 尺寸為。具體工序尺寸見表 4-1 0.33 0 23 表 4-1 工序尺寸表 工序 名稱 工序間余 量/mm 經(jīng)濟(jì)精度 工序間尺 寸/mm 尺寸公差 /um 精鉸0.06IT725 0.021 0 25 粗鉸0.14IT824.94 0.033 0 24.94 擴(kuò)孔1.8IT1124.8 0.13 0 24.8 鉆孔2.2IT1323 0.33 0 23 12 4.2 工序 2-粗鏜、半精鏜撥叉腳 55 圓 表面粗糙度為 Ra3.2,經(jīng)濟(jì)精度為 IT8,加工方案確定為：粗鏜半精鏜； 查文獻(xiàn)得毛坯鑄件粗鏜的公差等級(jí) CT=IT12 級(jí)，粗鏜的公差等級(jí) CT=IT8 級(jí)。 查文獻(xiàn)得，粗鏜余量 Z粗鏜=5.8mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)精度查表確定 粗鏜孔精度為 IT12 級(jí)。 查文獻(xiàn)得，半精鏜余量 Z半精鏜=1.5mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)精度查表 確定粗鏜孔精度為 IT12 級(jí)，粗鏜孔精度為 IT8 級(jí)。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：粗鏜孔工序尺寸為 ，半精鏜孔工序尺寸為。 0.3 0 47.7 0.4 0 55 具體工序尺見表 4-2 表 4-2 工序尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量 /mm 經(jīng)濟(jì)精 度/um 表面粗 糙度/um 工序間尺 寸/mm 尺寸公差 /um 表面粗糙 度/um 半精鏜1.5IT83.2 Ra55 0.4 0 553.2 Ra 粗鏜5.8IT123.6Ra47.7 0.3 0 47.73.6Ra 4.3 工序 3-粗銑、精銑75 上下端面 表面粗糙度為 Ra3.2，經(jīng)濟(jì)加工精度為 IT8，加工方案確定為：粗銑精銑； 毛坯基本尺寸 55 大端面 R=F+2RMA+CT/2=12+2*1.4+9/2=19.3mm 查文獻(xiàn)一表 2-25 得，粗銑余量 Z粗銑（單邊）=3mm，精銑余量 Z精銑（單邊） =0.5mm。工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)精度查表依次確定為粗銑孔精度為 IT12、IT8 級(jí)。 具體工序尺寸見表 4-3 表 4-3 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 單邊余 工序間工序間尺 寸/mm 工序間 表面粗糙度/um 13 量/mm 經(jīng)濟(jì)精 度/um 表面粗 糙度/um 精銑0.65IT83.2 Ra123.2 Ra 粗銑3IT123.6Ra19.33.6Ra 4.4 工序 4-粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让?操縱槽端面粗糙度為 Ra6.3，經(jīng)濟(jì)加工精度為 IT12，加工方案確定為：粗 銑。 查文獻(xiàn)得粗銑余量 Z粗銑=1.5mm；精銑余量 Z精銑=3mm。各工序尺寸按加 工經(jīng)濟(jì)精度依次確定為粗銑孔為 IT12 級(jí)；精銑精度為 IT8 級(jí)。 綜上所述，該工序各工步的精銑槽側(cè)面工序尺寸為。 0.12 0 16 具體工序尺寸見下表 4-4、表 4-5 表 4-4 操縱槽端面工序間尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量 /mm 經(jīng)濟(jì)精 度/um 表面粗 糙度/um 工序間尺 寸/mm 尺寸公差 /um 表面粗糙 度/um 粗銑1.5IT123.6Ra17無3.6Ra 表 4-5 操縱槽端面?zhèn)让婀ば蜷g尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 余量 /mm 經(jīng)濟(jì)精 度/um 表面粗 糙度/um 工序間尺 寸/mm 尺寸公差 /um 表面粗糙 度/um 精銑3IT83.2 Ra16無3.2 Ra 粗銑13IT123.6Ra13無3.6Ra 4.5 工序 5-粗銑，半精銑 40 外圓斜面 表面粗糙度為 Ra6.3，經(jīng)濟(jì)精度為 IT11，加工方案確定為：粗銑、半精銑； 查文獻(xiàn)，粗銑余量 Z粗銑（單邊）=1.5mm、Z半精銑（單邊）=1mm。工序尺寸 按加工經(jīng)濟(jì)精度查依次確定為粗銑精度為 IT12 級(jí)、半精銑精度為 IT11 級(jí)。 14 具體工序見尺寸表 4-6 表 4-6 工序尺寸表 工序間 工序 名稱 工序間 余量 /mm 經(jīng)濟(jì)精 度/um 表面粗 糙度/um 工序間尺 寸/mm 工序間 表面粗糙度/um 半精銑1IT123.6Ra173.6Ra 粗銑1.5IT123.6Ra173.6Ra 4.6 工序 6-銑斷55 圓孔 表面粗糙度為 Ra3.2，經(jīng)濟(jì)加工精度為 IT11，加工方案確定為：粗銑； 銑斷所用的刀具為細(xì)齒鋸片銑刀，所以余量由銑刀厚度定，所以得出粗銑 余量 Z粗銑=4mm 各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)精度查表粗銑精度為 IT12 級(jí)。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別由細(xì)齒鋸片銑刀決定 具體工序尺寸見表 4-7 表 4-7 工序尺寸表 工序間工序間 工序 名稱 工序間 單邊余 量/mm 經(jīng)濟(jì)精 度/um 表面粗 糙度/um 工序間尺 寸/mm 尺寸公差 /um 表面粗糙 度/um 粗銑4IT123.6Ra4無3.6Ra 15 第第 5 章章 確定切削用量及時(shí)間定額確定切削用量及時(shí)間定額 5.1 工序 1-擴(kuò)、鉸撥叉頭 25 孔 1.1.加工條件加工條件 工件材料：灰鑄鐵 HT200 加工要求：鉆25 的孔，其表面粗糙度值為 Rz=1.6m；先鉆23 的孔在 擴(kuò)24.8 的孔，再粗鉸24.94 孔，再精鉸25 孔。 機(jī)床：Z535 立式鉆床。 刀具：23 麻花鉆，24.8 的擴(kuò)刀，25 鉸刀。 2.2.計(jì)算切削用量計(jì)算切削用量 （1）鉆23 的孔。 進(jìn)給量：查文獻(xiàn)得鉆孔進(jìn)給量 f 為 0.390.47 mm/r，由于零件在加工 23mm 孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則f=(0.390.47) 0.75=0.290.35mm/r，查表得出，現(xiàn)取 f=0.3mm/r。此工序采用23 的麻花鉆。 所以進(jìn)給量 f= 0.3mm/z、=11.5mm p a 切削速度：42.80m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =761.56 r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=680 r/min, 則實(shí)際切削速度=49.13 m/min。 c v 軸向力: 7156.46N 0 FF Zy fFF FC dfk 16 轉(zhuǎn)矩: : M yz MC kfdCM MM 0 =44.23N.m 功率： 3.15kW 0 30 cc C M v P d 實(shí)際切削功率為 3.15kW, Z535 立式鉆床允許功率=4.5kW，允許進(jìn)給力 E P F=15696N,合理。 切削工時(shí)取 L1=23mm，L2=13.2mm.： 1.55(min) fn lll m 21 1 t （2）擴(kuò)23 的孔 進(jìn)給量 查切削用量手冊(cè)表 2.10 規(guī)定,查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)24.8 的孔時(shí)的進(jìn)給量,并 根據(jù)機(jī)床規(guī)格選取=1.0mm/z、=0.9 mm。f p a 切削速度：42.80m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =592.63 r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=530 r/min, 則實(shí)際切削速度=41.29m/min。 c v 切削工時(shí)取 L1=1.8mm，L2=1.5mm.：1.4(min) fn lll m 21 1 t (3)粗鉸23 的孔 進(jìn)給量 查切削用量手冊(cè)表 2.10 規(guī)定,查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)24.8 的孔時(shí)的進(jìn)給量,并 根據(jù)機(jī)床規(guī)格選取=1.4 mm/z =0.07mmf p a 切削速度：25.12m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =320.61 r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=275 r/min, 則實(shí)際切削速度=21.54m/min。 c v 17 切削工時(shí)取 L1=0.14mm，L2=1.5mm.： 4.18(min) fn lll m 21 1 t (4)精鉸23 的孔 進(jìn)給量 查切削用量手冊(cè)表 2.10 規(guī)定,查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)24.8 的孔時(shí)的進(jìn)給量,并 根據(jù)機(jī)床規(guī)格選取=1.15mm/z =0.07mmf p a 切削速度：27.73m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =353.02 r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=400 r/min, 則實(shí)際切削速度=31.42m/min。 c v 切削工時(shí)取 L1=0.06mm，L2=0mm.：4.1（min) fn lll m 21 1 t 5.2 工序 2-粗鏜、半精鏜撥叉腳55 圓 1.1. 加工條件加工條件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190,金屬鑄造。 加工要求：粗鏜、半精鏜撥叉腳55 圓。 機(jī)床：立式鏜床 T716A 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀 2.2. 切削用量切削用量 查后刀面最大磨損及壽命：后刀面最大磨損為 1.01.5mm，壽命 T=180min （1）粗鏜 55 圓 進(jìn)給量 查切削用量手冊(cè)得,查得鏜刀鏜 55 的孔時(shí)的進(jìn)給量=0.30.8 mm/z,f 并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選=0.5 mm/z =2.65mmf p a 切削速度：45.96m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af 18 =276.47 r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=300 r/min, 則實(shí)際切削速度=49.93m/min。 c v 切削工時(shí)取 L1=0.06mm，L2=0mm.： 0.09（min) L/Vft 1 m （2）半精鏜 55 圓 進(jìn)給量 查切削用量手冊(cè)得,查得鏜刀鏜 55 的孔時(shí)的進(jìn)給量=0.30.8 mm/z,f 并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選=0.15 mm/z =1.0mmf p a 切削速度：68.74m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =396.25r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=400r/min, 則實(shí)際切削速度=69.1m/min。 c v 切削工時(shí)取 L1=0.05mm，L2=0 mm.：0.069（min) L/Vft 1 m 5.3 工序 3-粗銑、精銑75 上下端面 （1）粗銑75 上端面 進(jìn)給量：查文獻(xiàn)查得齒數(shù) 10 端銑刀銑端面時(shí)采用端銑刀，每齒進(jìn)給量 f= 0.28mm/z、=1.5mm p a 銑削速度：56.88m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =237.46 r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=255r/min, 則實(shí)際切削速度=64.09 m/min。 c v 圓周力：=244.01N 0 FFF c FF xyu Fpze CF qw C afaz Fk dn 轉(zhuǎn)矩: : =9.76N.m 0 3 2 10 C F d M 19 功率：9.76kW 1000 vc c c F P 實(shí)際切削功率為 3.26kW, X51 立式鉆床允許功率=4.5kW，允許進(jìn)給力 E P F=15696N,合理可以安全生產(chǎn)。 切削工時(shí)取 L=2mm，L1=2mm，L2=75mm.： 7.5 (min) fn lll m 21 1 t （2）精銑75 上端面 進(jìn)給量：查文獻(xiàn)查得齒數(shù) 10 端銑刀銑端面時(shí)采用端銑刀，每齒進(jìn)給量 f= 0.18mm/z、=0.5mm。 p a 銑削速度：78.29m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =329.56 r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=300r/min, 則實(shí)際切削速度=75.4 m/min。 c v 圓周力：=223.15N 0 FFF c FF xyu Fpze CF qw C afaz Fk dn 轉(zhuǎn)矩: : =8.63N.m 0 3 2 10 C F d M 功率：9.76kW 1000 vc c c F P 實(shí)際切削功率為 3.26kW, X51 立式鉆床允許功率=4.5kW，允許進(jìn)給力 E P F=15696N,合理可以安全生產(chǎn)。 切削工時(shí)取 L=2mm，L1=5mm，L2=69mm.： 5.9(min) fn lll m 21 1 t （3）粗銑75 下端面（4）精銑75 下端面與上面相同 5.4 工序 4-粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让?（1） 粗銑操縱槽端面 1.1. 加工條件加工條件 20 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190,金屬型鑄造。 加工要求：粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让?機(jī)床：X61 銑床。 刀具：圓柱銑刀 2.2. 切削用量切削用量 進(jìn)給量 該槽面可用高速鋼三面刃銑刀加工，由前定余量為 7.3mm 故需要多次銑出。 查文獻(xiàn)查得每齒進(jìn)給量 f= 0.35mm/z、=40mm。 p a 切削速度11.5m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =75.46r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=80r/min, 則實(shí)際切削速度=12.57 m/min。 c v 切削工時(shí)取 L=2mm，L1=2mm，L2=40mm.：3.0(min) fn lll m 21 1 t （2）粗銑操縱槽端面?zhèn)让?進(jìn)給量 查文獻(xiàn)查得每齒進(jìn)給量 f= 2mm/z、=2mm p a 切削速度8.65m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =173.2r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=190r/min, 則實(shí)際切削速度=9.55 m/min。 c v 切削工時(shí)取 L=2mm，L1=2mm，L2=40mm.： 3.0(min) fn lll m 21 1 t （3）精銑操縱槽端面?zhèn)让?切削速度8.65m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z 21 =173.2r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=190r/min, 則實(shí)際切削速度=9.55 m/min。 c v 5.5 工序 5-粗銑，半精銑 40 外圓斜面 1.1. 加工條件加工條件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：粗銑，半精銑 40 外圓斜面 機(jī)床：X51 選擇鉆頭：端銑刀 2.2. 切削用量切削用量 進(jìn)給量 采用端銑刀，齒數(shù) 4，每齒進(jìn)給量=0.15mm/z 故進(jìn)給量 f=0.6mm f a 銑削速度： 35.9m/min 0 v vv z v cv xym p C d vk T af =286 r/mim 1000 c v n d 經(jīng)過查表，取 n=300 r/min, 則實(shí)際切削速度=37.6m/min。 c v 切削工時(shí)取 L1=3mm，L2=35mm.： 0.09（min) fn ll m 21 1 t 5.6 工序 6-銑斷55 圓孔，使之為兩個(gè)零件 1.1. 加工條件加工條件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：銑斷55 圓孔，使之為兩個(gè)零件 機(jī)床：X62 銑床。 刀具：細(xì)齒鋸片銑刀 2.2. 切削用量切削用量 22 進(jìn)給量，采用切斷刀，齒數(shù) 4，每齒進(jìn)給量=4mm/z f a 故進(jìn)給量 f=2.4mm 銑削速度：50.4m/min 0 vvvv vv cv xyupm pze C d q vk T afa z =160.42 r/mim 12 sin 2 sin 2 J KM F f Rf R 切削工時(shí)取 L=2mm，L1=2mm，L2=75mm.： 8.7(min) fn lll m 21 1 t 第第 6 章章 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 銑床夾具類型為立式銑床直線式進(jìn)給的單工件多工位加工類型。定位方案:間隙 配合心軸，裝卸工件方便，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)軸向定位，但定心精度較差。過盈配合 心軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向不定位，容易制造且定心精度高，但裝卸不便，易損傷 定位孔，多用于定心精度高的場(chǎng)合。定位原理：圓孔心軸和端面組合定位，直 徑部分與定位孔配合，按基孔制 g 或 f 配合制造。 本夾具是工序用立式鉆床鉆削 25 孔夾具，在 X51 立式鉆床上加工 25mm 叉軸孔。 影響加工精度的因素，包含夾具在機(jī)床上的裝夾誤差、工件在夾具中的定 位 誤差和夾緊誤差、機(jī)床的調(diào)整誤差、工藝系統(tǒng)的彈性變形誤差等等。為滿足 工件精度的要求，應(yīng)滿足如下關(guān)系式：e 總T e 總各種因素產(chǎn)生誤差的總和 T 工件被加工尺寸的公差 此處只考慮夾具定位誤差對(duì)加工精度的影響，因此應(yīng)滿足: e 定 T 由于基準(zhǔn)重合，故 e 不=0。該毛坯為金屬型鑄造，公差等級(jí)為 8 級(jí)，直徑公差 Td=39um, 零件底部小平面在高度方向的鑄造誤差 Td=33um。 故鉆 25 的孔時(shí),軸線的定位誤差為 e 總=39/2+33=52.5um300um 所以滿足精 度要求。 23 具體說明：具體說明： （1）定位方案定位方案 工件以 40 外圓面及底面為定位基準(zhǔn)，采用平面定位和外 圓定位組合的方案。在底面及 40 外圓面上定位。底面限制 3 個(gè)自由度，V 型 塊限制 4 個(gè)自由度。25 孔為通孔所以該方向上不需限制。 （2）加緊機(jī)構(gòu)加緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊就可以滿足。采用固定手 柄壓緊螺釘與螺母結(jié)合，通過擰緊壓緊螺釘然后用螺母緊固使 40 外圓實(shí)現(xiàn)夾 緊，有效的提高了工作效率。由于肋板位置阻礙只能用點(diǎn)接觸夾緊，不可在壓 緊螺釘尾部加壓塊。除此之外，手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力的計(jì)算。 （3）對(duì)刀對(duì)刀-導(dǎo)引裝置導(dǎo)引裝置 鉆套是鉆床夾具所特有的零件，故用鉆套作導(dǎo)向元 件引導(dǎo)鉆頭作孔加工?？商岣叩毒邉偠炔⒈ＷC被加工孔與工件其他表面的相對(duì) 位置。鉆套再鉆模板上安裝時(shí)，鉆套高度 H=（1.52）d,排屑間