CA6140拨叉专用夹具设计说明书.doc

工艺规程及工艺装备（中批量生产）设计者 曾令理 指导教师 黎良新 广西大学机械工程学院机电041班2007年7月18日目录序言 1工艺规程与夹具设计过程 2一、设计题目,计算生产纲领及生产型 2二、零件的分析 21零件的作用 2 2零件的工艺分析 2三、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯的形状3四、工艺规程设计 3 1定位基准的选择 3 2零件表面加工方法的选择 43制订工艺路线 54确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 65确定切削用量及基本工时105、1 工序端面A铣削用量及基本时间的确定105、2工序钻扩孔22mm135、3 工序端面D铣削用量及基本时间的确定155、4 工序槽8mm的铣削用量及基本时间的确定175、5 工序槽18mm的铣削用量及基本时间的确定 195、6 工序锪2X15的倒角切削用量及基本时间的确定215、7 工序拉花键孔切削用量及基本时间的确定22四、夹具的设计 21 五、参考资料 23 序 言一、设计目的：现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业学生在学完了机械制造技术基础等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到：1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力；2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图，标注必要的技术条件等。二、设计感想与体会：三周的课程设计就是一个团队合作的过程。所谓1+12，一个团队的合作，使我们的设计成果不到三周时间就渐渐呈现在我们的眼前。看着眼前的手工图纸、CAD图和设计计算的手稿，三周的设计过程一幕幕浮现在眼前。三周的设计让我们学到了很多东西。这次设计可以说是三年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通，因为我们以前曾经学得很好，但是都是理论的东西，学习了马克思主义哲学之后，终于知道理论联系实际才使我们有了更进一步的体会。在这次设计中，我学会的如何设计、如何计算，更重要的是我学会了合作，我懂得了团队合作的重要性。我们以前做的设计都是一个人的，而且规模小，不需要什么规划，这次可以说是综合了我们的所有智慧。同时，得到了我们的指导老师黎梁新老师的大力支持。此外还有王小纯、王勇老师的大力帮助，在此表示感谢！由于我们水平所限，设计中难免有错误和不妥之处，在此还诚请指导老师批评指正。工艺规程及机床夹具设计过程设计题目：设计CA6140车床拨叉（0405）零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。一、计算生产纲领，确定生产类型：该零件是CA6140车床上的拨叉，按照指导老师的要求，设计此零件为中批量生产。二、零件分析：1、零件的作用：拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。2、零件的工艺分析：该拔叉共有三组加工表面，且三者之间和其各内部之间存在有一定的位置关系，现分述如下:(1)A面及22花键底孔这一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直的 花键底孔。(2)8mm槽及其外端平面和18mm大槽这一组加工表面包括: 槽的D端面， 槽和180+0.012的槽。其中从槽 指向槽180+0.012且平行槽，花键，肋板对称线的方向是垂直于花键孔轴线的。且 D端面所在平面垂直于A端面所在的平面。(3)花键孔及两处倒角 这一组加工表面包括: 6 mm 的六个方齿花键孔，及25mm花键底孔两端的275倒角。 根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工A面及22花键底孔，而后其它表面的加工以这两个表面为精基准进行。三、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：零件材料为HT200灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产纲量要求。零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可铸出。四、工艺规程设计：1、定位基准的选择：定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。、粗基准的选择：该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位），为保证A面与花键孔轴线垂直，以便于保证以该两面为定位精基准时其它表面的尺寸精度加工要求，可以把A面与花键底孔放在一个工序中加工，因而该工序总共要消除X，Y，Z，X，Y五个自由度（建立空间坐标系为：以花键孔轴线方向为Z轴，垂直花键孔轴线，平行槽、花键、肋板对称线并且从槽180+0.012指向80+0.03的方向为X轴，同时垂直于X轴、Z轴的方向为Y轴，取坐标原点为花键孔轴线与A面的交点为原点），用三爪卡盘卡夹持外圆柱面。消除X，Y，X，Y 四个自由度，再用一个浮动支承顶住B面，消除Z 自由度，达到定位要求。、精基准的选择：主要考虑基准重合问题。2、零件表面加工方法的选择：本零件的加工面有端面、内孔、花键、槽等，材料为HT200灰铸铁，参考机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法选择如下：、A端面：根据GB1800-79规定毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5um，要达到零件的技术要求，公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2um，需要经过粗铣、 花键底孔：公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3um，毛坯为实心，未冲出孔，故采用粗铣、 槽的D端面：零件技术要求表面粗糙度达到Ra3.2，而毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5，故需要采用粗铣半精铣。、 槽：零件技术要求槽的两侧端面表面粗糙度为Ra1.6um，槽的底端面为Ra6。3um，需要采用粗铣精铣，就可以达到公差等级为IT8表面粗糙度Ra1。6um。、 mm槽：零件技术要求槽的各端面要达到的表面粗糙度为Ra3.2um，需要采用粗铣半精铣、花键孔（6 mm ）：要求花键孔为外径定心，两侧面表面粗糙度为Ra3.2um底面表面粗糙度为Ra1.6um，故采用拉削加工、两处倒角：25 mm花键底孔两端处的275倒角，表面粗糙度为Ra6.3um，为了使工序集中，所以花键底孔的两端面的275倒角在Z525立式钻床上采用锪钻的方法即可。3、制定工艺路线：制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用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。、工艺路线方案一：工序：粗铣40mm右端面A面工序：钻孔并扩钻花键底孔22mm工序：铣28mm40mm端面D工序：铣宽为 mm槽工序：铣宽为 mm的槽工序：锪两端面15倒角工序：拉花键孔250+0.023mm工序：去毛刺工序：终检、工艺路线方案二：工序：粗车40mm右端面A面工序：钻孔并扩钻花键底孔22mm 工序：拉花键孔250+0.023mm工序：铣28mm40mm的端面D工序：铣 mm槽工序：铣 mm槽工序：车40mm左端面B倒角275工序：车40mm右端面A倒角275，半精车40mm右端面A工序：去毛刺工序X：终检、工艺方案的比较与分析：上述两工艺方案的特点在于：方案一工序、是以40mm左端面B为粗基准，用铣床粗铣A端面，然后再以A端面为基准钻花键底孔。方案二在该两工序中的定位加工方法也是相同的，只是在加工A端面时将铣床改用车床来加工，两个方案的定位方法都可以达到加工要求，但是从零件结构可知用车床来加工在装夹时较困难，而用铣床来加工在装夹时较方便。另外，工艺路线一中是在完成前面5道工序后，才以花键底孔及40mm右端面A上一点，及28mm40mm端面D上两点为定位基准加工花键孔，能较好的保证花键孔的位置尺寸精度，而在工艺路线方案二中，在工序、完成后就开始以花键底孔、A端面一点及28mm40mm 端面D两点为定位基准拉花键孔，这样就是重复采用粗基准定位，就不保证花键孔与宽为 mm、 mm槽的槽的位置精度，最终达不到零件技术要求，甚至会造成偏差过大而报废，这是重复利用粗基准而造成的后果。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。该工艺过程详见表2和表3，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。4、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图、确定毛坯余量（机械加工总余量），毛坯尺寸及其公差、设计、绘制毛坯图：铸铁模铸造的机械加工余量按GB/T11351-89确定。确定时根据零件重量来初步估算零件毛坯铸件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数，由工艺手册表2.2-3，表2.2-4，表2.2-5查得，除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量），孔的加工总余量由表2.3-9查得，表2.3-9中的余量值为双边余量。本零件“CA6140车床拨叉” 材料为HT200，毛坯重量估算约为1.3kg，生产类型为中批量生产，采用金属型铸造毛坯。、A端面毛坯余量：加工表面形状简单，由铸件重量为1.3kg ，加工精度R3.2 ，保证长度尺寸为80mm ，查工艺手册表2.2-4得加工单边余量为5.5mm ，另查表1.4-24得长度尺寸公差范围为0.27，即长度方向毛坯尺寸为85.50.27mm。、宽为80+0.03槽的端面毛坯余量：由毛坯重1.3kg ，加工精度为3.2，加工表面形状简单，从孔的中心线到端面的长度尺寸为27mm，查工艺手册表2.2-4得单边余量为Z=5.5，另查表1.4-24得长度方向尺寸公差为0.195，即长度方向毛坯尺寸为32.50.195mm。、孔22mm、槽80+0.03mm和槽 mm均为实心，未铸造出来。、确定工序余量，工序尺寸及其公差：确定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步）往前推算，最后工序（或工步）的工序（或工步）尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。前面已经根据有关资料查出零件各加工表面的加工总余量（即毛坯余量），将加工总余量分配给各工序（或工步）加工余量，然后由后往前计算工序（或工步）尺寸。本零件各加工表面的加工方法（即加工工艺路线）已经在前面根据有关资料确定，本零件的各加工表面的各工序（或工步）的加工余量除粗加工工序（或工步）加工余量之外，其余工序（或工步）加工余量可以根据现代制造工艺设计方法以后简称为现代工艺中精、半精加工余量建议值来确定，粗加工工序（或工步）加工余量不是由表中查出确定，而是通过计算的方法得到的：本零件各加工表面的工序（或工步）的经济精度，表面粗糙度的确定，除最后工序（或工步）是按零件图样要求确定外，其余工序（或工步）主要是根据工艺手册表1.4-7、表1.4-8及参考表1.4-17定公差等级（即IT）和表面粗糙度。公差等级确定后，查工艺手册表1.4-24得出公差值，然后按“入体”原则标注上下偏差。本零件的各加工表面的工艺路线，工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差，表面粗糙度如表：表1 各加工表面的工艺路线、工序（或工步）、工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度（未注单位：mm）加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（um）工序基本尺寸公差等级公差值A面半精铣Z=0.5mm80IT90.074Ra3.280粗铣Z=580.5IT110.22Ra6.380.5毛坯Z=5.585.5IT130.54Ra12.585.5花键底孔扩2Z=222IT110.28Ra6.322钻2Z=2020IT120.37Ra12.520毛坯实心A端倒角2750.21B端倒角2750.39槽的端面D半精铣Z=127IT100.084Ra3.227粗铣Z=4.528IT120.15Ra6.328毛坯Z=5.532.5IT130.39Ra12.532.5槽精铣2Z=18IT80.012Ra1.68粗铣2Z=77IT120.11Ra6.37毛坯实心 槽半精铣2Z=118IT80.012Ra3.218粗铣2Z=617IT90.043Ra6.317毛坯2Z=711IT120.18Ra12.511花键孔拉削2Z=325IT80.023Ra1.625毛坯圆环22IT110.28Ra6.3225、确定切削用量及基本工时（机动时间）在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap)、进给量f及切削速度Vc 。(2)确定方法是：确定切削深度确定进给量确定切削速度(3)具体要求是：由工序或工步余量确定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率机床上一次走刀ap可达810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度可用查表法或计算法得出切削速度Vc查，用公式 换算出查表或计算法所得的转速nc查，根据Vc查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速n机作为实际的转速，再用 换算出实际的切削速度Vc机填入工艺文件中。对粗加工，选取实际切削速度Vc机、实际进给量f机和背吃刀量asp之后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。5、1 工序端面A铣削用量及基本时间的确定：(1)、加工条件工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：粗铣A端面。机床选择：为X51立式铣床，采用端铣刀粗铣。机床功率：4.5kw工件装夹：工件装夹在铣床专用夹具上。(2)、确定切削用量及基本工时(2.1) 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。2）、确定铣削深度a p：单边加工余量Z=5.50.27，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=4.5mm3）、确定每齿进给量fz:根据切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap=4.5mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)实际切削速度和齿进给量： 6）、计算基本工时：l=47mm l2=2(2.2) 半精铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=102）、确定铣削深度ap：由于单边加工余量Z=1，故一次走刀内切完，则：a p= 1 mm3）、确定每齿进给量fz:由切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，半精铣取较小的值。现取：fz=0.14mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (横向)实际切削速度和每齿进给量： 6）、计算基本工时：l=40 mm l2 =2所以本工序的基本时间为： T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min5、2工序钻扩孔22mm(1)、加工条件工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：钻扩孔22mm 机床选择：选用立式钻床Z525（见工艺手册表4.2-14）(2)、确定切削用量及基本工时(2.1) 钻孔22mm选择20mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册P84）d=20 L=238mm L1=140mmf机=0.48mm/r (见切削手册表2.7和工艺手册表4.2-16)Vc查=13m/min （见切削手册表2.15）按机床选取n机=195r/min（按工艺手册表4.2-15）所以实际切削速度：基本工时：l=80mm ) l2=(14)mm(取4mm)按工艺手册表6.2-5公式计算(2.2) 扩花键底孔220+0.28mm选择22高速钢锥柄扩孔钻（见工艺手册表3.18）根据切削手册表2.10规定，查得扩孔钻扩22孔时的进给量f=0.70.8，并根据机床选取工艺手册表4.2-16，f机=0.81mm/r扩孔钻扩孔时的切削速度，根据有关资料确定为：其中Vc钻为用钻头同样尺寸实心孔时的切削速度，现由切削手册表2.13查得Vc钻=14m/min，故有：按机床选取n机=97r/min（按工艺手册表4.2-15）所以实际切削速度：基本工时：l=80mm l2=(24)mm (取3mm)按工艺手册表6.2-5公式计算本工序点加工基本工时为： T=t1+t2=1.10+1.09=2.19min5、3 工序端面D铣削用量及基本时间的确定：(1)、加工条件工件材料：灰铸铁HT200，硬度190220 HBS工件尺寸：宽28mm，长40mm平面 加工要求：粗铣半精铣D端面 加工余量：h粗=4.5mm h半精=1mm机床选择：选择X51立式铣床，用端铣刀粗铣。机床功率：4.5kw(2)、确定切削用量及基本工时(2.1) 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=102）、确定铣削深度a p：由于单边加工余量Z=4.5，余量不大，故一次走刀内切完，则：a p = 4.5 mm3）、确定每齿进给量fz:由切削手册表3.5，在X51铣床功率为4.5kw，用硬质合金铣刀加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，现取：fz=0.18mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.2mm，现取1.0mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 a p = 4.5 mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)实际切削速度和每齿进给量：6）、计算基本工时：l=40mm l2=2(2.2) 半精铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=102）、确定铣削深度a p：由于单边加工余量Z=1，故一次走刀内切完，则：a p= 1 mm3）、确定每齿进给量fz:由切削手册表3.5，在X51铣床功率为4.5kw，用硬质合金铣刀加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，现取：fz=0.14mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (横向)实际切削速度和每齿进给量：6）、计算基本工时：5、4 工序槽8mm的铣削用量及基本时间的确定：(1)、加工条件工件材料：灰铸铁HT200，硬度190220 HBS工件尺寸：宽为80+0.03，深为8mm的槽 加工余量：粗加工时单边加工余量为Z=3.5mm机床选择：选择X51立式铣床，使用专用铣床夹具机床功率：4.5kw(2)、确定切削用量及基本工时(2.1) 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-33，选择7的锥柄键铣刀。2）、确定铣削深度ap：由于槽深为8mm，宽为8，加工余量比较大，故可分二次走刀，则：ap=7.5mm3）、确定每齿进给量fz:根据现代工艺方法表1.2-10，在X51铣床功率为4.5kw（参看工艺手册表4.2-35），工艺系统刚性为中等，用高速钢槽铣刀加工时，选择每齿进给量fz=0.13mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，槽铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm，根据切削手册表3.8槽铣刀直径7的最大刀具耐用度T=60min。5）、确定切削速度Vc：Vc可根据切削手册表3.14直接查出 Vc=14（m/min）n=279r/minV=96mm/min6）、计算基本工时：由于粗铣的余量比较大，分两次走刀完成，所以基本工时为：其中fmz工作台的水平进给量mm/minfmc工作台的垂直进给量mm/minl1=0.5d+(12)mmd为刀具直径l2=(13)mml为工件加工长度，l=40h为垂直下刀的深度（长度）因为在此加工中，第一刀切削深度为4mm，第二刀深度为3.5mm，即h=3.5由表4.2-37查得，fmc取50mm/minfmz= fzZn=0.132279=75.54mm/min(2.1) 半精铣精加工时，需要保证尺寸80+0.03，深为8mm，粗糙度为R1.6，单边余量为Z=0.5，刀具选用7的立铣刀，齿数为4，每齿的进给量为fz=0.07mm/z，所以由切削手册表3.14查得Vc=16m/min n=318 V=57mm/minfmz=fzZn=0.074318=89.04mm/min本工序点加工基本工时为：T=t1+t2=1.38+1.07=2.45min5、5 工序槽18mm的铣削用量及基本时间的确定：(1) 粗铣粗铣槽宽为 ，深为23mm的槽，保证尺寸为17mm22.5mm，槽宽单边加工余量为Z=3mm，选用X51立式铣床，使用专用铣床夹具。1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-33，选择16的锥柄键槽铣刀。2）、确定铣削深度ap：由于槽深为23mm，宽为17，加工余量比较大，故分两次走刀粗铣完，则：ap=3mm3）、确定每齿进给量fz:根据现代工艺方法表1.2-10，在X51铣床功率为4.5kw（参看工艺手册表4.2-35），工艺系统刚性为中等，用高速钢槽铣刀加工时，选择每齿进给量fz=0.13mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，槽铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm，根据切削手册表3.8槽铣刀直径16的最大刀具耐用度T=60min。5）、确定切削速度Vc：Vc可根据切削手册表3.14直接查出 Vc=14（m/min）n=279r/minV=96mm/min6）、计算基本工时：由于粗铣的余量比较小，分一次走刀完成，所以基本工时为：其中fmz工作台的水平进给量mm/minfmc工作台的垂直进给量mm/minl1=0.5d+(12)mmd为刀具直径l2=(13)mml为工件加工长度h为垂直下刀的深度（长度）因为在此加工中，第一刀切削深度为13mm即h=13mm，第二刀深度为9.5mm，即h=9.5mm。由表4.2-37查得，fmc取50mm/minfmz= fzZn=0.132279=72.54mm/min (1) 半精铣在粗铣的基础上，保证尺寸为18mm23mm，槽宽单边加工余量为Z=0.5mm， 铣削深度ap=0.5mm。1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-33，选择16的立铣刀，齿数为4。2）确定每齿进给量fz:根据现代工艺方法表1.2-10，在X51铣床功率为4.5kw（参看工艺手册表4.2-35），工艺系统刚性为中等，用高速钢立铣刀加工时，选择每齿进给量fz=0.10mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，立铣刀后刀面最大磨损量为0.6mm，根据切削手册表3.8立铣刀直径16的最大刀具耐用度T=60min。5）、确定切削速度Vc：Vc可根据切削手册表3.14直接查出 Vc=15（m/min）n=299r/minV=76mm/min6）、计算基本工时：fmz=fzZn=0.14299=119.6mm/min 本工序点加工基本工时为：T=t1+t2=1.44+0.86=3.30min5、6 工序锪2X15的倒角切削用量及基本时间的确定1）、选择刀具根据加工经验，制造加工一把150直柄锥面锪钻，钻刀直径d0=40mm，钻刀齿数Z=3。2）、确定锪钻深度a p：余量不大，故一次走刀内切完，则：a p = 1.93 mm3）、确定每齿进给量fz: 由工艺手册表4.2-14，在Z525立式钻床功率为2.8kw，加工时，钻床进给量fz=0.100.81mm/r，现取：fz=0.22mm/r4）、选择钻刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表2.12，锪钻刀刀齿后刀面最大磨损量为0.81.2mm，现取1.0mm，根据切削手册表2.12得高速钢锪钻刀的耐用度T=110min.5）、确定切削速度Vc：选择40mm150的直柄锥面锪钻，取如下参数：d=40mm L=150mm L1=35mmf机=0.81mm/r （由切削手册表2.7和工艺手册表4.2-16）=12m/min (见切削手册表2.15) 按工艺手册表4.14取n机=97r/min所以实际切削速度：6）、计算基本工时：按工艺手册表6.2-5锪倒角的计算公式 其中l=2mm 取2mm5、7 工序拉花键孔切削用量及基本时间的确定：拉花键孔，选用L6110卧式拉床，使用专用拉床夹具。选择高速钢花键拉刀，齿数为6，花键孔外径为25mm，内径为22mm，键宽为6mm，拉削长度大于80mm，拉刀总长760mm。根据有关手册，确定花键拉刀的单面升为0.06mm。拉削速度V=0.06m/s（3.6m/min）基本工时： （见工艺手册表6.2-15）公式中Zb 单面余量3mm （由22mm拉削到25mm） l 拉削表面长度，80mm 考虑校准部分的长度系数，取1.2 k 考虑机床返回行程系数，取1.4 V 拉削速度（m/min） fz 拉刀单面齿升 Z 拉刀同时齿数，Z=l/p l 工件拉削表面长度（mm） p 拉刀齿距p=1.5l1/2=1.5801/2=13.5mm拉刀同时工作齿Z= l/p=80/13.56t=3801.21.4/(10003.60.066)=0.31（min）五、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。按指导老师的布置，设计第道工序铣28mm40mm端面D及 槽的铣床夹具。本夹具将用于X51立式铣床，刀具为YG6硬质合金端铣刀，对工件28mm40mm端面D及 槽进行加工。1、问题的提出：本夹具主要用于第道工序铣28mm40mm端面D及 槽，由于该端面和槽精度要求高，所以，在本道工序加工时，应该考虑其精度要求，同时也要考虑如何提高劳动生产率。2、夹具设计的有关计算：、定位基准的选择：由零件图可知，28mm40mm端面D和 槽应对花键孔中心线有平行度要求，与A端面有垂直度要求。为了使定位误差为零，应该选择以花键底孔定位的定心夹具。但这种定心夹具在结构上将过于复杂，因此这里只选用以花键底孔和A端面为主要定位基面。、切削力及夹紧力计算：刀具：YG6硬质合金端铣刀 (见切削手册表3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10F=54.54.50.90.180.742810/(1002550)166.1(N)水平分力：FH=1.1F实182.7(N)垂直分力：FV=0.3F实49.8(N)在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。安全系数: K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）182.7=364.8 (N)实际加紧力为F加= KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6 (N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm解得： W=1O405 (N)此时螺母的加紧力W已大于所需的729.6的加紧力F加，故本夹具可安全工作。心轴取材料为Q235查表得Q235的许用弯曲应力为： 158Mpa弯曲应力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/3.14X(0.022)2 =2.67 许用弯曲应力158Mpa (3)定位误差分析由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。且工件是以内孔在心轴上定位，A端面靠在定位块上，该定位心轴的尺寸及公差一现规定为与零件内孔有公差相同，就是2200.28mm。因为夹紧与原定位达到了重合，能较好地保证了铣28mm40mm端面D所得到的尺寸和花键孔中心线的尺寸和公差要求。3、夹具结构设计及操作简要说明：如前所述，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机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。为了保证零件加工精度，我们采用可换定位销来进行定心加紧。夹具体底面上的一对定位键与铣床工作台的T型槽相连接，保证夹具与铣床纵向进给方向相平行的位置，使夹具在机床工作台上占有一正确加工位置。此外，为了把夹具紧固在铣床工作台上，夹具体两端设置供T型螺栓穿过夹具用的两个U型耳座。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；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，以有利于铣削加工。铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图3附图4。主要参考文献1段明扬主编.现代机械制造工艺设计实训教程.桂林:广西师范大学出版社,20072段明扬主编.现代制造工艺设计方法.桂林:广西师范大学出版社,20073. 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,20034. 艾 兴等编.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社,20025. 东北重型机械学院等编.机床夹具设计手册.上海:上海科技出版社,19906华楚生主编.机械制造技术基础（第二版）.重庆:重庆大学出版社,20037互换性及测量技术(东南大学出版社 2000)8朱冬梅等编.画法几何及机械制图.北京:高等大学出版社,2000