拨叉机械加工工艺规程及铣断专用夹具设计

拨叉的机械加工工艺规程的确定前 言本次设计是在我学完了大学的全部基础课和专业课之后进行的。这是我在大学期间最为深入的一次综合性检验，也是一次理论联系实际的训练。就我个人而言，我希望能过这次毕业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，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。为了提高X5020B立式升降台铣床变速箱的加工效率,适应箱体两面镗的要求,我们设计了这一套加工工艺路线. 在指导老师范志明的带领和指导下,我们二位同学经过二个月的奋战,融合自己所学的机制专业知识,参考各种参考文献,从而设计了这一套比较完整的工艺路线。本套设计适用于中批生产,因而设计中所使用的工具大部分是通用的,只有后面设计的夹具才是专用的.最后，限于我们的水平和时间，在设计过程中难免有缺点和错误，误漏之处，望广大同学和老师不吝批评指正。 编者 2006年5月1.1零件分析1.1.1零件的作用题所给的是CA6140车床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，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。零件上方的20mm的孔与操作机构相连，下方的50mm的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，两零件铸造为一体，加工时分开。1.1.2零件的工艺分析CA6140车床上的拨叉共有两处加工表面。其间有一定的位置要求，分述如下：一、 以20mm为中心的加工表面这一组加工表面包括：20mm的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的8mm的锥孔，一个M6的螺纹孔，和一个缺口。二、 以50为中心的加工表面这一组加工表面包括：50mm的孔，以及其上、下端面；这两组表面有一定的位置要求；（1） 50mm的孔的上、下表面与20的孔的垂直度误差为0.07mm。（2） 20mm的孔的上、下表面与20的孔的垂直度误差为0.05mm。（3） 50mm、20mm的孔的上、下表面以及50mm的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um。（4） 20mm的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um，精度为IT7。1.2 工艺规程设计1.2.1 零件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。1.2.2 基面的选择 （1）粗基准的选择 对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对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，根据这个基准原则，现取20mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V形块支承两个20mm孔的外轮廓作主要定位面，以消除3个自由度，再用一个支承板支撑在72mm的上表面，以消除3个自由度。（2）精基准的选择 主要应考虑基准重合问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 1.3 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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，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。除此以外，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：退火工序二：粗、精铣20 mm、50 mm的下表面，保证其粗糙度为3.2 um工序三：以20 mm的下表面为精基准，粗、精铣20 mm的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2 um,其上、下表面尺寸为30mm，工序四：以20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰20 mm的孔，保证其内表面粗糙度为1.6 um，垂直度误差不超过0.05mm 工序五：以20 mm的下表面为精基准，钻、扩、铰、50 mm的孔，保证其内表面粗糙度为3.2 um工序六；以20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣以50 mm的上表面，保证其与孔的垂直度误差不超过0.07mm，其上、下表面尺寸为12mm工序七：铣断工序八：以20 mm的孔为精基准，钻8 mm的锥孔的一半4 mm，装配时钻铰 工序九：以20的孔为精基准，钻4的孔，攻M6的螺纹 工序十：以20 mm的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为12.5um 工序十一：检查 上面的工序可以是中批生产，但是其效率不高，并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。经综合考虑，采用下面的方案二。 2、 工艺路线方案二：工序一；退火工序二：粗、精铣20 mm、50 mm的下表面，保证其粗糙度为3.2 um工序三：以20 mm的下表面为精基准，粗、精铣20 mm、50 mm的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2 um，20 mm的上、下表面尺寸为30mm，50 mm的上、下表面尺寸为12mm工序四：以20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰2 0 mm的孔，保证其内表面粗糙度为1.6 um，垂直度误差不超过0.05 mm 工序五：以20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、50 mm的孔，保证其内表面粗糙度为3.2 um工序六：铣断工序七：以20 mm的孔为精基准，钻8 mm的锥孔的一半4 mm，装配时钻铰 工序八：以20 mm的孔为精基准，钻4 mm的孔，攻M6的螺纹 工序九：以20 mm的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为12.5 um工序十：检查1.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件的材料为HT200硬度为190210HB，毛坯重量为2.2Kg,生产类型为中批量，铸件毛坯。又由<<机械制造工艺设计简明手册>>（以下称工艺手册表1.3-1查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，表2.2-4查得加工余量等级为G级，选取尺寸公差等级为CT10。根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差（20mm、50mm端面） 查工艺手册表2.24取20mm、50mm端面长度余量为2.5mm(均为双边加工)。铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b)精铣：1mm毛坯尺寸及公差为：（35土0.3）mm （ 17土0.25）mm2、内孔（50mm已铸成孔）查工艺手册表2.22.5，取50mm已铸成长度余量为3mm，即已铸成孔44mm。镗削加工余量为：a)粗镗：2mm b)半精镗：1mm毛坯尺寸及公差为：（48土0.3）mm （）mm3、其他尺寸直接铸造得到。 1.5 确定切削用量及基本工时 1.5.1 工序二：粗、精铣孔20mm、50mm的下表面（1） 加工条件工件材料：HT200。b=0.16GPa HBS=190210，铸件机床：XA5032立式铣床刀具；W18Cr4V硬质合金端铣刀 W18Cr4V硬质合金端铣刀，牌号为YG6，由切削用量简明手册后称切削手册表3.1查得铣削宽度ae<=60mm,深度ap<=4,齿数Z=10时，取刀具直径do=80mm。又由切削手册表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=,刀齿斜角s=-10o,主刃Kr=60o,过渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,过渡刃宽b=1mm(2)切削用量 1）粗铣20mm的下表面 a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齿进给量：由切削手册表3.30可知机床的功为7.5KW，查切削手册表3.5可得f=0.140.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/zc)查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为（1.01.5）mm 查切削手册表3.8, 寿命T=180mind)计算切削速度 按切削手册表3.27中的公式： 1.1也可以由表3.16查得=98mm/s n=439r/min vf =490mm/s 又根据XA5032铣床参数，选 n=475r/min vf =600mm/s，则实际的切削速度为： 1.2即=119.3m/min,实际进给量为： 1.3即=0.13mm/ze)校验机床功率 查切削手册表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校验合格。最终确定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/zf)计算基本工时 1.4公式中： L=l+y+；根据切削手册表3.26，可得 l+=12mm,所以L=l+y+=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min2)粗铣50mm的下表面 a)铣削50mm的下表面与铣削20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/zb)计算基本工时 1.5公式中： L=l+y+；根据切削手册表3.26，可得 l+=0所以L=l+y+=72mm 故 =72/600=0.12min3)精铣孔20mm的下表面 a) 切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齿进给量：由切削手册表3.30可知机床的功为7.5KW，查切削手册表3.5可得f=0.50.7mm/r，由于是对称铣，选较小量f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为（1.01.5）mm 查切削手册表3.8, 寿命T=180mind)计算切削速度 按切削手册表3.27中的公式： 1.6也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根据XA5032铣床参数，选 n=475r/min vf =375mm/min , 则实际的切削速度为 1.7所以=119.3m/min,实际进给量 1.8所以=0.08mm/ze)校验机床功率 查切削手册表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校验合格。最终确定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)计算基本工时 1.9公式中： L=l+y+；根据切削手册表3.26，可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2)精铣50mm的下表面 a)铣削50mm的下表面与铣削20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/mb)计算基本工时 1.10公式中： L=l+y+；根据切削手册表3.26，可得 l+=80mm所以L=l+y+=72+80=152mm故 =152/375=0.405min1.5.2 工序三：粗、精铣孔20mm、50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔20mm、50mm的下表面相同。1.5.3 工序四：钻、扩、铰、精铰20mm的孔（一） 钻18mm的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却 机床 ：Z535型立式钻床 刀具 ：高速钢麻花钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径do=18mm,钻头几何形状为：由切削手册表2.1及表2.2 选修磨横刃，=28o o=10o 2=118o 21=70o b=3.5mm b=2mm l=4mm(2) 切削用量 1) 决定进给量fa)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表2.7，当铸铁的强度b200HBS do=18mm时，f=0.700.86mm/r 由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系数K=1所以 f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/rb) 按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当b=190MPa,do=18mm,钻头强度允许的进给量f=1.6mm/rc)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当b210MPa,do20.5mm,机床进给机构允许的轴向力为11760N（Z535钻床允许的轴向力为15696N（见工艺设计手册表4.2-14）时，进给量为1.5mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.700.86mm/r，根据Z535钻床说明书，选f=0.80mm/r（见工艺设计手册表4.2-16），又由切削手册表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f=0.80mm/r do<=21mm时，轴向力Ff=7260N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=7260N 根据Z535钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N，由于Ff<Fmax,故f=0.80mm/r可以用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表2.12，当do<=18 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由切削手册表2.15可知f=0.80mm/r时，双修磨横刃的钻头，do=18 mm时，Vt=17m/min切削速度的修正系数由切削手册表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min 1.11所以=255r/min根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=275r/min(见工艺设计手册表4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表2.21，当f<=0.8mm/r，do<=19 mm时Mc=51.99N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=275r/min，Mm> Mc 又根据切削手册表2.23，当b=(170213)MPa do<=20mm f<=0.9mm/r vc<=17.4m/min时 Pc=1.7KW根据Z535钻床说明书, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故选择的切削用量可用。即 f=0.80mm/r n=nc=275r/min vc=14.4m/min(3)计算基本工时 1.12 L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+=9mm故 =0.18min（二） 扩19.8mm的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却 机床 ：Z535型立式钻床 刀具 ：高速钢扩孔钻头 选择高速钢扩孔钻头，其直径do=19.8mm,钻头几何形状为：由切削手册表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 决定进给量fa)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表2.10，当铸铁的强度 b200HBS do=19.8mm时，f=(0.91.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因扩孔之后还须铰孔 ，故取修正系数K=0.7所以 f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/rb) 按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当b=190MPa,do=19.8mm,钻头强度允许的进给量f=1.75mm/rc)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当b210MPa,do20.5mm,机床进给机构允许的轴向力为11760N（Z535钻床允许的轴向力为15696N（见工艺设计手册表4.2-14）时，进给量为1.5mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=（0.630.77）mm/r，根据Z535钻床说明书，选f=0.64mm/r（见工艺设计手册表4.2-16），又由切削手册表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f=0.64mm/r do<=21mm时，轴向力Ff=6080N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=6080N 根据Z535钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N，由于Ff<Fmax,故f=0.64mm/r可以用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表2.12，当do<=19.8 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.60.9）mm,寿命T=30min 3)决定切削速度 由切削手册表2.30中的公式： 1.13可知f=0.64mm/r时， do=19.8 mm时，Vt=27m/min切削速度的修正系数由切削手册表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min 1.14=370r/min根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=375r/min(见工艺设计手册表4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表2.21，当f<=0.8mm/r，do<=21 mm时Mc=73.57N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=375r/min，Mm> Mc 又根据切削手册表2.23，当b=(170213)MPa do<=20mm f<=0.75mm/r vc<=20m/min时 Pc=1.7KW根据Z535钻床说明书, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故选择的切削用量可用。即 f=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min(3)计算基本工时 1.15 L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+=10mm故 =0.13min(三) 粗铰19.94mm的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔 机床 ：Z535型立式钻床 刀具 ：高速钢铰刀 选择高速钢铰刀，其直径do=19.94mm,钻头几何形状为：由切削手册表2.6 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 决定进给量f 根据切削手册表2.11，当铸铁的强度 b170HBS do=19.94mm时，f=(1.02.0)mm/r，又由于粗铰之后还要精铰，所以应该选最大的进给量 即 f=2.0mm/r2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表2.12，当do<=20 mm时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.40.6）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由切削手册表2.30中的公式 1.16可知，vc=7.7m/min切削速度的修正系数由切削手册表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min 1.17所以=105r/min根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=140r/min(见工艺设计手册表4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表2.21，当f<=2.0mm/r，do<=21 mm时Mc=137.7N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=140r/min，Mm> Mc 又根据切削手册表2.23，当b=(170213)MPa do<=20mm f<=2.0mm/r vc<=10m/min时 Pc=1.7KW根据Z535钻床说明书, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故选择的切削用量可用。即 f=2.0mm/r n=nc=140r/min vc=6.55m/min(3)计算基本工时 1.18 L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+=10mm故 =0.14min(四) 精铰20mm的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔，精度等级为IT7 机床 ：Z535型立式钻床 刀具 ：高速钢铰刀 选择高速钢铰刀，其直径do=20mm：钻头几何形状为：由切削手册表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o（2）切削用量1) 决定进给量f 根据切削手册表2.11，当铸铁的强度 b170HBS do=20mm,加工精度要求为H7精度时，f=(1.02.0)mm/r，由于这是粗铰之后的精铰，所以应该选中等的进给量 即 f=1.5mm/r2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表2.12，当do<=20 mm时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.40.6）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由切削手册表2.30中的公式 1.19可知，vc=9.64m/min切削速度的修正系数由切削手册表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=9.64x1.0x1.0x0.85 x1.0=8.2m/min 1.20所以=131r/min根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=140r/min(见工艺设计手册表4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表2.21，当f<=1.6m do<=21 mm 时 Mt=125.6Nm扭矩的修正系数均为1.0，故Mc=125.6 Nm 又根据切削手册表2.23，当b=(170213)MPa do<=20mm f<=1.5mm/r vc<=10m/min时 Pc=1.5KW根据Z535钻床说明书, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故选择的切削用量可用。即 f=1.5mm/r n=nc=140r/min vc=8.2m/min(3)计算基本工时 1.21 L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+=10mm故 =0.19min1.5.4 工序五：粗、精镗50 mm的孔（1） 粗镗48mm孔 1）加工条件 工艺要求：孔径d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔 机床 ：T616镗床 刀具：YG6的硬质合金刀 刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀（2）切削用量a) 确定切削深度ap ap=2mmb) 确定进给量f根据切削手册表1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为20mm, ap<=2mm, 孔径d<=50mm,镗刀伸长长度l<=100mm时 f=0.400.60mm/r 按T616机床进给量（工艺设计手册表4.2-21）选f=0.58mm/rc) 确定切削速度 v按 切削手册表1.27和表1.28 1.22其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60minKTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8所以 =62.4m/min =414r/min又按T616机床上的转速 选n=370r/mind) 确定粗镗48mm孔的基本时间选镗刀的主偏角xr=45o 则 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 1.23所以=0.09min(2)半精镗50mm的孔1）加工条件 工艺要求：孔径d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔 机床 ：T616镗床 刀具：YG6的硬质合金刀 刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀2）切削用量e) 确定切削深度ap ap=1mmf) 确定进给量f根据切削手册表1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为20mm, ap<=2mm, 孔径d<=50mm,镗刀伸长长度l<=100mm时 f=0.400.60mm/r 按T616机床进给量（工艺设计手册表4.2-21）选f=0.41mm/rg) 确定切削速度 v按 切削手册表1.27和表1.28 1.24其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60minKTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8所以 =78.9m/min =503r/min又按T616机床上的转速 选n=370r/minh) 确定半精镗50mm孔的基本时间选镗刀的主偏角xr=45o 则 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 1.25=0.13min 1.5.5 工序六：铣断1） 加工条件工件尺寸：长72mm 深12mm加工要求：将双体铣开 刀具： 选高速钢细齿圆锯片刀 由工艺设计手册表3.1-27可得，又由（金属切削手册第三版）表6-7B=4mm do=160mm Z=50 d=32mm ro=10o ao=16o2) 切削用量 a) 决定每齿进给量fz 查切削手册表3.4可得 fz=(0.030.02)x(1+40%)=(0.0420.028)mm/z由于是对称铣 取f=0.028mm/zb) 后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7后刀面最大磨损为：（0.150.20）mm查切削手册表3.8 寿命T=150minc) 计算切削速度按切削手册表3.27中的公式 1.26可得vc=76.7m/min=153r/min根据XA6132铣床 选主轴转速为n=150r/min所以实际的切削速度为 v=75.36 m/min工作台每分钟进给量为： fmz=0.026x50x150=195mm/min又根据XA6132铣床的参数，取工作台进给量为190mm/z则：实际的进给量为fz=0.025mm/zd) 校验机床功率 由切削手册表3.28中的计算公式可知：pc= 1.27Fc= 1.28式中 CF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF=0.83 wF=0 qF=0.83 所以计算得Fc=163.5N Pc=4.8kwXA6132铣床主动电机的功率为7.5KW，故所选的切削用量可以采用最终确定 vf=190mm/min n=150r/min v=75.36m/mine) 计算基本工时 1.29公式中： L=l+y+；根据切削手册表3.26，可得 l+=0所以L=l+y+=22mm 故 =22/190=0.12min1.5.6 工序七： 钻锥孔8mm的一半4mm（1）加工条件 工艺要求；孔径do=4mm ,孔深l=32mm, 通孔 机床；Z525立式钻床刀具： 高速钢麻花钻选择的高速钢麻花钻的直径为do=4mm钻头的几何形状为（由切削手册表2.7可知铸铁的强度头几何形状为：由切削手册表2.1及表2.2 选=30o o=16o 2=118o 21=70o （2）切削用量1) 决定进给量fa)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表2.7，当铸铁的强度 b200HBS do=4mm时，f=0.180.22mm/r 由于L/d=32/4=8>3,故取修正系数K=0.8所以 f=(0.180.22)x0.8=(0.1440.176) mm/r b) 按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当b=190MPa,do<=4.3mm,钻头强度允许的进给量f=0.5mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当b210MPa,do10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525钻床允许的轴向力为8830N（见工艺设计手册表4.2-14）时，进给量为1.63mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=(0.1440.176) mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.17mm/r（见工艺设计手册表4.2-16），又由切削手册表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f<=0.17mm/r do<=12mm时，轴向力Ff=1230N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=1230N 根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N，由于Ff<Fmax,故f=0.17mm/r可以用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表2.12，当do<= 6 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿命T=20min 3)决定切削速度 由切削手册表2.15可知f=0.20mm/r时，标准钻头，do=4 mm时，Vt=20m/min 切削速度的修正系数由切削手册表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min 1.30所以=1354r/min根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=1360r/min(见工艺设计手册表4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表2.21，当f<=0.17mm/r，do<=11.1 mm时Mc=6.18N.m, 根据Z525钻床说明书,当nc=1360r/min时， Mm> Mc 又根据切削手册表2.23，当b=(170213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=17.4m/min时 Pc=0.8KW根据Z525钻床说明书, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故选择的切削用量可用。即 f=0.17mm/r n=nc=1360r/min vc=17m/min(3)计算基本工时 1.31 L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+=2.5mm故 =0.15min 1.5.7 工序八：钻5mm的孔，攻螺纹M6 （1）加工条件 工艺要求；孔径do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔 机床；Z525立式钻床刀具： 高速钢麻花钻选择的高速钢麻花钻的直径为do=5mm钻头的几何形状为（由切削手册表2.7可知铸铁的强度头几何形状为：由切削手册表2.1及表2.2 选=30o o=16o 2=118o 21=70o （2）切削用量1) 决定进给量fa)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表2.7，当铸铁的强度 b200HBS do=5mm时，f=0.270.33mm/r 由于L/d=6/5=1.2<3,故取修正系数K=1所以 f=(0.270.33)x1=(0.270.33) mm/r b) 按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当b=190MPa,do<=5.4mm,钻头强度允许的进给量f=0.6mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当b210MPa,do10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525钻床允许的轴向力为8830N（见工艺设计手册表4.2-14）时，进给量为1.63mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=(0.270.33) mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.28mm/r（见工艺设计手册表4.2-16），又由切削手册表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f<=0.33mm/r do<=12mm时，轴向力Ff=2110N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=2110N 根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N，由于Ff<Fmax,故f=0.28mm/r可以用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表2.12，当do<= 6 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿命T=20min 3)决定切削速度 由切削手册表2.15可知f=0.30mm/r时，标准钻头，do=5 mm时，Vt=16m/min 切削速度的修正系数由切削手册表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=16x1.0x1.0x1.0x0.85=13.6m/min 1.32所以=866r/min根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=960r/min(见工艺设计手册表4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表2.21，当f<=0.33mm/r，do<=11.1 mm时Mc=10.49N.m, 根据Z525钻床说明书,当nc=960r/min时， Mm> Mc 又根据切削手册表2.23，当b=(170213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=15.1m/min时 Pc=1.0KW根据Z525钻床说明书, Pc<PE所以有Mc< Mm Pc<PE 故选择的切削用量可用。即 f=0.28mm/r n=nc=960r/min vc=13.6m/min(3)计算基本工时 1.33 L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+=2.5mm故 =0.03min（2）攻M6的螺纹 由工艺设计手册表6.2-14可知 1.34 其中：l1=(13)p l2=(23)p公式中的no为丝锥或工件回程的每分钟转数（r/min）; i为使用丝锥的数量；n 为丝锥或工件每分钟转数（r/min）；d为螺纹大径；f为工件每转进给量 等于工件螺纹的螺距p 由上述条件及相关资料有； f=p=1mm/r d=6mm n=680r/minno=680r/min i=1 所以(1) 切削速度 1.35所以=10.7m/min(2) 基本工时=0.03min 1.5.8 工序九：铣缺口（1）加工条件工件尺寸：长为25mm, 宽为10mm机床：XA5032立式铣床刀具；W18Cr4V硬质合金端铣刀 W18Cr4V硬质合金端铣刀，牌号为YG6，由切削用量简明手册后称切削手册表3.1查得铣削宽度ae<=90mm,深度ap<=6mm,齿数Z=10时，取刀具直径do=100mm。又由切削手册表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=8o,刀齿斜角s=-10o,主刃Kr=60o,过渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,过渡刃宽b=1mm(2)切削用量 a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齿进给量：由切削手册表3.30可知机床的功为7.5KW，查切削手册表3.5可得f=0.140.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/zc)查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为（1.01.5）mm 查切削手册表3.8, 寿命T=180mind)计算切削速度 按切削手册表3.27中的公式 1.36也可以由表3.16查得=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min又根据XA5032铣床参数，选 n=235r/min vf =375mm/s，则实际的切削速度为： 1.37所以=73.8m/min,实际进给量为： 1.38所以=0.16mm/ze)校验机床功率 查切削手册表3.24， 当b=(174207)MPa ae<=70mm ap<=6mm do=100mm Z=10 vfc<=385mm/min 近似为 Pcc=4.6KW根据XA5032型立铣说明书（切削手册表3.30），机床主轴允许的功率为Pcm=7.5x0.75=5.63KW故 Pcc<Pcm 因此选择的切削用量可以采用 即 ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/zf)计算基本工时 1.39公式中： L=l+y+；根据切削手册表3.26，可得 l+=0mm, 所以L=l+y+=25mm 故 =25/375=0.07min 铣断双体的专用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。2.1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。2.2 夹具体设计2.2.1 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给自由度。以便达到所需要求。 为了提高加工效率，现同时加工六个双体，同时，为了夹具简单，操作方便，利用螺旋机构夹紧。2.2.2 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： 2.1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 2.2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： 2.3 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。2.2.3 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定圆柱销和一菱形销，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2.2.4 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。 结 束 语伴随这篇毕业论文的收笔，我的毕业设计也近尾声了。在2006年的5月份和6月份中，我一直为此而忙碌着，学习，生活基本都是以此为中心。收集材料、确定方案、设计、修改、综合等等，时间过得简单而紧凑。经过两个多月的毕业设计，我的理论知识又一次得到了巩固，同时动手能力也有了很大的提高：1.运用机械制造工艺及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题。具有设计一些中等复杂零件的能力。2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，并学会拟定夹具的设计方案。3.熟悉与机械有关手册和资源网站，能快速查询并得到所需的数据和信息。4.大大提高了自己的识图制图能力。通过设计，培养了我综合运用理论知识和专业知识的技能，让我熟悉了一般机械零件的加工工艺过程，具备了设计夹具的能力。对于本课题而言，我认为自己已经基本达到了设计目的，但是也存在着缺陷与不足。但即使如此，在我的毕业设计的整个过程中，以上的结果已经令我受益匪浅了。在这二个月里，我经历了很多，得到了很多，但也失去了很多。在其中我走过很多的弯路，尝到很多的失败，也经历过设计成功的喜悦。我想我得到的并不仅仅是书本上的知识，更是一个人工作研究的心境，态度和经验。我明白了一个大学本科毕业生对待自己的专业，对待自己的工作应该抱着一种什么态度；一个人对待专业知识上的困难，应该如何解决；一个人应该如何面对成功和失败；一个人应该如何与周围的人进行交流等等。对于我来说，这些都是无价的。我想在这二个月中我努力着，只是为了将自己的想法一点点地在现实世界中实现，虽然我回避了一些困难，虽然有些问题直到现在都还未得到很好的解决，虽然我二个月的成就在行家眼里看来是如此的幼稚，但是我觉得自己值得这样做，这一切已经足够的令我感到欣慰了。毕业设计的完成，毕业论文的写作对于我来说都是第一次，我从其中学到了很多，这个过程就是一个学习的过程。再过一些时间，我就要踏上工作岗位了，那也是一个长期的学习过程。我将鼓足勇气，在自己的专业这条道路上走得更远。参考文献1.机床夹