機(jī)械制造工藝和排版簡(jiǎn)要說明)

1、 機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì) 說明書青島理工大學(xué)琴島學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課題名稱：機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)學(xué) 院：機(jī)電工程系專業(yè)班級(jí)：機(jī)電一體化技術(shù)10-2學(xué) 號(hào)：20100212044學(xué) 生：席慶明指導(dǎo)老師：管文青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處2012年 6 月26日機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)評(píng)閱書題目萬向節(jié)滑動(dòng)叉機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名席慶明學(xué)號(hào)20100212044指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯評(píng)語(yǔ)及成績(jī)答辯教師簽名： 年 月 日教研室意見總成績(jī)： 室主任簽名： 年 月 日摘 要本次設(shè)計(jì)是汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬向節(jié)滑動(dòng)叉它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽

2、車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)孔，是用來安裝滾針軸承并且與十字軸相連，起萬向節(jié)軸節(jié)的作用。而零件外圓內(nèi)的花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之用。而這次的夾具也是用于裝夾此零件，而夾具的作用也是為了提高零件的勞動(dòng)生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。而夾具的另一個(gè)目的也是為了固定零件位置，使其得到最高的效率。關(guān)鍵字：傳動(dòng)軸 萬向節(jié)滑動(dòng)叉 花鍵軸 I目錄摘 要I1 零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工藝分析1 毛坯的確定2定位基準(zhǔn)選擇3.1粗基準(zhǔn)的選擇3.2精基準(zhǔn)的選擇34擬定機(jī)械加工工藝路線45機(jī)械加工余量、工序

3、尺寸及毛坯尺寸的確定55.1外圓表面（62mm及M60 ×1mm）55.2外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面）55.3兩內(nèi)孔mm（叉部）55.4花鍵孔（16-mm×mm× mm）55.5 mm兩孔外端面的加工余量（計(jì)算長(zhǎng)度為mm）66確定切削用量及基本工時(shí)86.1加工條件86.2計(jì)算切削用量87夾具設(shè)計(jì)207.1問題的提出207.2夾具設(shè)計(jì)207.2.1定位基準(zhǔn)的選擇207.2.2切削力及夾緊力計(jì)算207.2.3定位誤差分析217.2.4銑床夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明228設(shè)計(jì)總結(jié)239參考文獻(xiàn)241 零件的分析1.1零件的作用題目

4、所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬向節(jié)滑動(dòng)叉，它位于傳動(dòng)軸的端部。其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)39mm的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸器的作用。零件65mm外圓處有一50mm的內(nèi)花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力。1.2零件的工藝分析萬向節(jié)滑動(dòng)叉共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求。先分析如下：1.39mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：兩個(gè)39mm的孔及其倒角，尺寸為118mm的與兩個(gè)39mm的孔相垂直的平面，還有在平面

5、上的4個(gè)M8螺孔。其中，主要加工表面為39mm的兩個(gè)孔。2. 50mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：50mm十六齒方齒花鍵孔、55mm階梯孔以及65mm的外圓表面和的外螺紋表面。（）50mm花鍵孔與mm兩孔中心線連線的垂直度公差為:.。（）mm兩孔外端面對(duì)mm孔垂直度公差為.。（）50mm花鍵孔寬中心線與mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為。由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 毛坯的確定零件材料為鋼?？紤]到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正，反向行駛，零件在工作過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用

6、鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為件，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可用模鍛成型。這對(duì)于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。定位基準(zhǔn)選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確，合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。.1粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)本零件來說，如果以mm（或以mm外圓）外圓表面作為基準(zhǔn)（四點(diǎn)定位），則可能造成這一組內(nèi)外圓柱表面與零件的交叉部外形不對(duì)稱。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加

7、工表面時(shí)應(yīng)以這些不加工表面作為粗精準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，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為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選取叉部?jī)蓚€(gè)39mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個(gè)短形塊支承這兩個(gè)39mm的外輪廓作為主要定位面，以消除，的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)四個(gè)自由度，再用一對(duì)自動(dòng)定心的窄口卡爪夾持在mm外圓柱面上，用以消除的移動(dòng)與旋轉(zhuǎn)兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定為。 .2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。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。4擬定機(jī)械加工工藝路線制訂工藝路線的出發(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)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)

8、已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，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，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序1：模鍛。工序2：正火熱處理。工序3：車端面及外圓62mm，60mm,并車螺紋M60×1mm。以兩個(gè)叉耳外輪廓及65mm外圓為粗基準(zhǔn)，選用CA6140臥式車床和專用夾具。工序4：鉆、擴(kuò)花鍵底孔43mm，并锪沉頭孔55mm。以62mm外圓為基準(zhǔn)，選用C365L轉(zhuǎn)塔車床。工序5:內(nèi)花鍵孔5×30º倒角。選用CA6140車床和專用夾具。工序6：鉆錐螺紋Rc1/8底孔。選用Z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排Rc1/8底孔

9、主要是為了下道工序拉花鍵孔時(shí)為消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個(gè)定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。工序7：拉花鍵孔。利用花鍵內(nèi)底孔55mm端面及Rc1/8錐螺紋底孔定位，選用L6120臥式拉床加工。工序8：粗銑39mm兩孔端面，以花鍵孔定位，選用X 63臥式銑床加工。工序9：鉆、擴(kuò)39mm兩孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z 535立式鉆床加工。工序10：精、細(xì)鏜39mm兩孔，選用T740臥式金剛鏜床及專用夾具加工，以花鍵內(nèi)孔及其端面定位。工序11：磨39mm兩孔端面，保證尺寸118mm，以39mm孔及花鍵孔定位，選用M7130平面磨床及專用夾具加工。工序12：鉆叉部

10、四個(gè)M8mm螺紋底孔并倒角。選用Z 525立式鉆床及專用夾具加工，以花鍵孔及39mm孔定位。工序13：攻螺紋4-M8mm及Rc1/8。工序14：沖箭頭。工序15：終檢。5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“萬向節(jié)滑動(dòng)叉”零件材料為45鋼，硬度207241HBW，毛坯重量約為6kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 5.1外圓表面（62mm及M60 ×1mm）考慮其加工長(zhǎng)度為90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為65mm，為簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為65mm。62

11、mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為Rz200m，只要求粗加工，此時(shí)直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。5.2外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面）查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-14，其中鍛件重量為6kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)M1，鍛件輪廓尺寸（長(zhǎng)度方向）>180 - 315mm,故長(zhǎng)度方向偏差為。長(zhǎng)度方向的余量查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-2.5，其余量值規(guī)定為2.0- 2.5mm，現(xiàn)取2.0mm。5.3兩內(nèi)孔mm（叉部）毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7 -IT8之間，參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.3

12、-9及表2.3-13確定工序尺寸及余量為：鉆孔：E25mm 鉆孔：E37mm 2Z = 12mm擴(kuò)鉆：E38.7mm 2Z = 1.7mm精鏜：E38.9mm 2Z = 0.2mm細(xì)鏜：Emm 2Z = 0.1mm5.4花鍵孔（16-mm×mm× mm）要求花鍵孔為大徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔尺寸為mm，見圖樣。參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.3-9確定孔的加工余量分配：鉆孔：25mm 鉆孔： 41mm 擴(kuò)鉆：42mm 拉花鍵孔（16-mm ×mm × mm） 花鍵孔要求大徑定心，拉削時(shí)的加工余量參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.3-19取2Z=1m

13、m。5.5 mm兩孔外端面的加工余量（計(jì)算長(zhǎng)度為mm）（1）按照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-25，取加工精度F2 ，鍛件復(fù)雜系數(shù)S3，鍛件重6kg，則兩孔外端面的單邊加工余量為2.0- 3.0mm，取 Z = 2mm。鍛件的公差按照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-14，材質(zhì)系數(shù)取M1 ，復(fù)雜系數(shù)S3 ，則鍛件的偏差為。（2）磨削余量：?jiǎn)芜?.2mm（見機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.3-21），磨削公差即零件公差 0.07mm。（3）銑削余量：銑削的公稱余量（單邊）為： Z = 2.0 0.2 = 1.8 (mm)銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級(jí)，因此可知本程序的加工

14、公差為 0.22mm（人體方向）。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)該調(diào)整法家方式予以確定。 39mm兩孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布見表5-1。表5-1 加工余量計(jì)算表工 序加工尺寸及公差鍛 件 毛 坯（39兩端面，零件尺寸）粗銑兩端面磨兩端面加工前尺寸最 大124.6118.4最 小120.6118.18加工后尺寸最 大124.6118.4118最 小120.6118.18117.

15、93加工余量（單邊）2最大3.10.2最小1.210.125加工公差（單邊）+1.3- 0.7-0.22/2-0.07/2。 6確定切削用量及基本工時(shí)工序3：車削端面、外圓及螺紋本工序采用計(jì)算法確定切削用量6.1加工條件工件材料：45鋼正火，b = 0.60GPa，模鍛。加工要求：粗車60mm端面及60mm、62mm外圓，表面粗糙度值；車螺紋M60×1mm。機(jī)床：CA6140臥式車床。刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm2 ，r = 90º，o = 15º，o = 8º，= 0.5mm 。60º螺紋車刀：刀片材料：W18Cr

16、4V。6.2計(jì)算切削用量(1) 粗車M60 ×1mm端面1）確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為mm，考慮7º的模鍛拔模斜度，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量=7.5mm。但實(shí)際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個(gè)30mm芯部待以后鉆孔是加工掉，故此時(shí)實(shí)際端面最大加工余量可按=5.5mm考慮，分兩次加工， = 3mm計(jì)。長(zhǎng)度加工公差按IT12級(jí)，取0.46mm（入體方向）。 2）確定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm，以及工件直徑為60mm時(shí) = 0.5 - 0.7mm/r 按CA6

17、140車床說明書參考切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表3-9）取 = 0.5 mm/r 3)計(jì)算切削速度：按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T = 60min）。其中：Cv = 242，xv =0.15，yv = 0.35，m = 0.2 。修正系數(shù)kv見切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表1.28，即kMv = 1044，ksv = 0.8，kkv = 1.04，kkrv = 0.81，kBv = 0.97 。所以 = 108.6m/min4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速r/min按機(jī)床說明書（見機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-8），與532r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為500r/mi

18、n及560r/min?，F(xiàn)選取如果選= 500r/min，則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度v = 114.35m/min。5）切削工時(shí)，按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表6.2-1。（mm），（min）（2） 粗車62mm外圓，同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縕 = 1.5mm，可一次切除。2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表1.4，選用 = 0.5mm/r。3） 計(jì)算切削速度：見切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表1.27=116（m/min）4）確定主軸轉(zhuǎn)速： ns=1000vc/dw =568r/min按機(jī)床選取n=560r/min，所以實(shí)際切削速度 V=dn/100

19、0=65x560/1000=114.35m/min5）檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力Fc按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表1.29所示公式計(jì)算 其中：CFc=2795，XFc=1.0，YFc=0.75，nFc=-0.15， =(b/650) =0.94 kkr=0.89所以 Fc=2795×1.5×0.50.75×114.35-0.15×0.94×0.89 =1024.5（N） 切削時(shí)消耗功率Pc為 Pc=FcVc/6x=1.95Kw 由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表1.30中CA6140機(jī)床說明書可知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.8kW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為56

20、0r/min時(shí)，主軸傳遞的最大功率為5.5kW，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力Fc=1024.5N，徑向切削力Fp按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）所示公式計(jì)算 其中：CFp=1940，xFp=0.9，yFp=0.6，nFp=-0.3 =(b/650) =0.897 Kkr=0.5所以 Fp=1940×1.50.9×0.50.6×114.35-0.3×0.897×0.5 =199.5（N） 而軸向切削力Ff= CFfFfFpKFp 其中：CFf =2880，xFf=1.0，yFf=0.5，nFf=-0.4 kM=(

21、b/650)=0.923 kk=1.17 軸向切削力Ff=2880×1.5×0.50.5×114.35-0.4×0.923×1.17 =499.5（N） 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 F=Ff+（Fc+Fp） =499.5+0.1（1024.5+199.5）=622（N） 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 7） 切削工時(shí)： t=l+l1+l2/nf 其中l(wèi)=90，l1=4，l2=0所以 t=90+4/560×

22、0.5=0.336min（3）車60mm外圓柱面。p=1mm f=0.5mm/r（切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版），Ra=6.3m，刀夾圓弧半徑rs=1.0mm） Vc=Cv/TmpXvfYvkv 其中：Cv=242 m=0.2,T=60 xv=0.15,yv=0.35,kM=1.44,kk=0.81 Vc=159m/min n=843r/min按機(jī)床說明書取n=710r/min則此時(shí) v=133.8m/min切削工時(shí) t=（l+l1+l2）/nf其中：l=20 l1=4 l2=0所以 t=（20+4）/710×0.5=0.068（min）（4）車螺紋M60×1mm。 1）切削速

23、度的計(jì)算：見切削用量手冊(cè)（艾興、肖詩(shī)綱編，機(jī)械工業(yè)出版社，1985）表21，刀具壽命T=60min，采用高速螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)p =0.08，走刀次數(shù)i=2 Vc=Cv/TmpXvfYvkv其中：Cv=11.8，m=0.11，xv=0.70，yv=0.3，螺距t1=1 kM=（0.637/0.6）1.75=1.11，kk=0.75所以粗車螺紋時(shí)：Vc=21.57m/min精車螺紋時(shí)Vc=36.8m/min2）確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋 n1=1000vc/D=1000×21.57/60=114.4（r/min） 按機(jī)床說明書取 n=100r/min實(shí)際切削速度 vc=18.85m/

24、min 精車螺紋時(shí) n1=1000vc/D=1000×36.8/60=195r/min 按機(jī)床說明書取 n=200r/min實(shí)際切削速度 vc=37.7m/min3）切削工時(shí) 取切入長(zhǎng)度l1=3mm 粗車螺紋工時(shí) t1 =（l+ l1） /nf*i=0.75min 精車螺紋 t2 =（l+ l1） /nf*i=0.18min 所以車螺紋的總工時(shí)為t=t1+t2=0.93m/min工序4：鉆、擴(kuò)花鍵底孔43mm及加工沉頭孔55mm，選用機(jī)床：C365L轉(zhuǎn)塔車床。（1）鉆孔25mm f=0.41mm/r （見切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）表2.7）v=12.25m/min （見切削用量簡(jiǎn)明手

25、冊(cè)（第3版）表2.13及表2.14，按5類加工性考慮） nS=1000v/dW=1000×12.25/25=155r/min按機(jī)床選取nW=136r/min（按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-2）所以實(shí)際切削速度 v=dWnW/1000=10.68m/min切削工時(shí) t=（l+l1+l2）/nWf=3min其中：切入l1=10mm，切出l2=4mm l=150mm（2）鉆孔41mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為 f=（1.21.8）f鉆 v=（1/21/3）v鉆式中f鉆、v鉆-加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量?，F(xiàn)已知

26、f鉆 =0.56mm/r （切削手冊(cè)表2.7）v鉆=19.25m/min （切削手冊(cè)表2.13）并令f=1.35f鉆=0.76mm/r 按機(jī)床選取f=0.76mm/r v=0.4v鉆=7.7m/min nS =1000v/D=59r/min按機(jī)床選取nW=58r/min所以實(shí)際切削速度為 v=41*58/1000=7.47m/min切削工時(shí) l1=7mm，l2=2mm，l=150mm t=(150+7+2)/0.76x59=3.55min（3）擴(kuò)花鍵底孔 43mm 根據(jù)切削手冊(cè)表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)43mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選f=1.24mm/r擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其他

27、有關(guān)資料，確定為v=0.4v鉆其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故 V=0.4 × 19.25=7.7m/minnS =1000*7.7/*43=57r/min按機(jī)床選取 nW=58r/min切削工時(shí)切入l1=3mm，切出 l2=1.5mm t=(150+3+1.5)/58*1.24=2.14min（4）锪圓柱式沉頭孔 55。根據(jù)有關(guān)資料介紹，加工沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2-1/3，故 f=1/3f鉆=1/3 × 0.6=0.2mm/r， 按機(jī)床取0.21mm/r v=1/3v=1/3 × 25=8.33m/min nS =1000v/

28、D=48r/min按機(jī)床選取nW=44r/min，所以實(shí)際切削速度 v=DnW /1000=8.29m/min切削工時(shí) 切入 l2=2mm，l2=0，l=8mm t=（l+l1+l2）/nf=1.08min在本工步中，加工55mm沉頭空的測(cè)量長(zhǎng)度，由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應(yīng)保證尺寸45mm。工序5：43mm內(nèi)孔5×30°倒角，選用臥式車床CA6140。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進(jìn)給量。根據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取 f=0.08mm/r （見切削手冊(cè)表1.8）當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí)，根據(jù)一般材料，確定切削速度v=16m/min則

29、ns=1000v/D=1000×16/43=118r/min按機(jī)床說明書取nW=120r/min，則此時(shí)切削速度為 v=DnW/1000=16.2m/min切削工時(shí) l=5mm l1=3mm t=（l+l1）/nWf=0.83min工序6：鉆錐螺紋Rc1/8底孔（8.8mm） f=0.11mm/r （切削手冊(cè)表2.7） v=25m/min （切削手冊(cè)表2.13）所以 n=1000v/D=1000×25/×8.8=904（r/min）按機(jī)床選取nW=680r/min （切削手冊(cè)表2.35）實(shí)際切削速度 v=Dn/1000=×8.8×680/100

30、0=18.8（m/min）切削工時(shí) l=11mm，l1=4mm，l2=3mm t=（l+l1+l2）/nWf=0.24(min)工序7：拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度v=0.06m/s（3.6m/min）切削工時(shí) t= Zblk/1000vfZz式中 Zb-單面余量3.5mm（由43mm拉削到50mm）； L-拉削表面長(zhǎng)度，140mm； -考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2； k-考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4； v-拉削速度（m/min）； fZ-拉刀單面齒升； z-拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，z=l/p； p-拉刀齒距。 p=（1.251.5）

31、=1.35 =16mm所以 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=l/p=140/169所以 t=3.5×140×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×9=0.42min工序8：粗銑39mm兩孔端面，保證尺寸118.40-0.22mm fz=0.08mm/齒 （參考切削手冊(cè)表3-3）切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s即27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dW=225mm，齒數(shù)z=20。則 ns=1000v/dW=1000×27/225=38r/min現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見工藝手冊(cè)表4.2-39），

32、取nW =37.5r/min，故實(shí)際切削速度為 v=dWnW/1000=×225×37.5/1000=26.5m/min當(dāng)nW =37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為 fm=fzznW=0.08×20×37.5=60mm/min查機(jī)床說明書，剛好有fm=60mm/min，故直接選用該值。切削工時(shí)：由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程l+l1+l2=105mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tm=（l+l1+l2）/fM=105/60=1.75min工序9： 鉆、擴(kuò)39mm兩孔及倒角。（1）鉆孔25mm確定進(jìn)給量f：根據(jù)切

33、削手冊(cè)表2.7，當(dāng)鋼b800MPa，d0=25mm時(shí)，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工25mm孔時(shí)屬于低鋼度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 f=（0.390.47）×0.75=0.290.35（mm/r）根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 ns=1000v/dW=1000×18/×25=229r/min根據(jù)機(jī)床說明書，取nW=195r/min，故實(shí)際切削速度為v=dWnW/1000=×25×195/1000=15.3m/min切削

34、工時(shí) l=19mm l1=9mm l2=3mm tW1= （l+l1+l2）/nWf=19+9+3/195*0.25=0.635min以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間。故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tM=tM1×2=0.635×2=1.27min（2）擴(kuò)鉆37mm孔利用37mm的鉆頭對(duì)25mm 的孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 f=（1.21.8）f鉆=（1.21.8）×0.65×0.75 =0.5850.87（mm/r）根據(jù)機(jī)床說明書，選取f=0.57mm/rv=（1/21/3）v鉆=（1/21/3）×12 =64（

35、m/min）則主軸轉(zhuǎn)速為n=51.634r/min并按機(jī)床說明書取nW=68r/min。實(shí)際切削速度為v=dWnW/1000=×25×195/1000=15.3m/min切削工時(shí)（一個(gè)孔）：l=19mm， l1=6mm， l2=3mmt1=（19+6+3）/nWf=0.72min當(dāng)擴(kuò)鉆兩個(gè)孔時(shí)，機(jī)動(dòng)工時(shí)為 t=0.72×2=1.44min（3）擴(kuò)孔38.7mm采用刀具：38.7專用擴(kuò)孔鉆。進(jìn)給量：f=（0.91.2）×0.7 （切削手冊(cè)表2.10） =0.630.84（min/r）查機(jī)床說明書，取f=0.72mm/r。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，

36、其切削速度v=8.26m/min。機(jī)動(dòng)工時(shí) l=19mm， l1=3mm， l2=3mm t1=(19+3+3)/nf=0.51min當(dāng)加工兩個(gè)孔時(shí) tm=0.51×2=1.02min（4）倒角2×45°雙面采用90°锪鉆。為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同： n=68r/min手動(dòng)進(jìn)給。工序10：精、細(xì)鏜兩孔，選用機(jī)床：鏜床。（1）精鏜孔至38.9mm，單邊余量Z=0.1mm，一次鏜去全部余量，p=0.1mm。進(jìn)給量根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min，則nW=1000v/D=1000×100/×3

37、9=816r/min由于T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級(jí)調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。切削工時(shí)：當(dāng)加工一個(gè)孔時(shí) l=19mm， l1=3mm， l2=4mm t1=（l+l1+l2）/nWf=0.32min所以加工兩個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間為（2）細(xì)鏜孔至。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精鏜相同p=0.05mm；f=0.1mm/r；nW=816r/min，v=100m/min；t=0.64min工序11：磨39mm兩孔端面，保證尺寸1180-0.07mm（1）選擇砂輪。見工藝手冊(cè)第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 WA46KV6P350×

38、40×127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46#，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127（D×B×d）。（2）切小用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=1500r/min（見機(jī)床說明書），v砂=27.5m/s。軸向進(jìn)給量fa=0.5B=20mm（雙行程）工作速度vW=10m/min徑向進(jìn)給量fr=0.015mm/雙行程（3）切削工時(shí)。當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí) t1=2LbZbk/1000v fa fr (見工藝手冊(cè)表6.2-8) 式中L-加工長(zhǎng)度73mm；t=0.32×2=0.64（min） b-加工寬度，68m

39、m； Zb-單面加工余量，0.2mm； k-系數(shù)，1.10； v-工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）； fa-工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）； fr-工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）。 t1=2×73×68×1.1/1000×10×20×0.015 =10920/3000=3.64（min）當(dāng)加工兩端面時(shí) tm=3.64×2=7.28（min）工序12：鉆螺紋底孔4-M8mm 并倒角120°。 f=0.2×0.50=0.1mm/r （切削手冊(cè)表2.7） v=20m/min （切削手冊(cè)表2.13及表2.

40、14）所以 ns=1000v/D=1000×20/×6.7=950r/min按機(jī)床取nW=960r/min，故v=20.2m/min。切削工時(shí)（4個(gè)孔） l=19mm， l1=3mm， l2=1mm tm=（l+l1+l2）/nWf=0.24min 倒角仍取n=960r/min。手動(dòng)進(jìn)給。工序130：攻螺紋4-M8mm及Rc1/8由于公制螺紋M8mm與錐螺紋Rc1/8外徑相差無幾，故切削用量一律按加工M8選取 v=0.1m/s=6m/min所以 ns=238r/min按機(jī)床選取nW=195r/min，則v=4.9m/min。機(jī)動(dòng)工時(shí) l=19mm， l1=3mm， l2=3

41、mm攻M8孔 tm1=（l+l1+l2）*2/nf*4=1.02(min)攻Rc1/4孔 l=11mm， l1=3mm， l2=0mm tm2=（l+l1+l2）/nf*2=0.15(min)最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。7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。由于本次設(shè)計(jì)工序較多，所以我們組決定以第八道工序?yàn)槔O(shè)計(jì)第8道工序粗銑39mm兩孔端面的銑床夾具。第8道工序夾具將用于X63臥式銑床。刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對(duì)工件的兩個(gè)端面分別進(jìn)行加工。在這里主要對(duì)銑床夾具

42、進(jìn)行分析如下：7.1問題的提出本夾具主要用來粗銑39mm兩孔的兩個(gè)端面，這兩個(gè)端面對(duì)39mm孔及花鍵孔都有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時(shí)，主要應(yīng)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題。7.2夾具設(shè)計(jì)7.2.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，39mm兩孔端面應(yīng)對(duì)花鍵孔中心線有平行度及對(duì)稱度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的自動(dòng)定心夾具。但這種自動(dòng)定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位基面。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對(duì)兩個(gè)39mm孔端面分別進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。7.2.2

43、切削力及夾緊力計(jì)算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，225mm，z=20 F= CFFFFFZ/dFF（見切削手冊(cè)表3.28）其中：CF=650，ap =3.1mm，xF=1.0，fz=0.08mm，yF=0.72，e=40mm（在加工面上測(cè)量的近似值）uF=0.86，d0=225mm，qF=0.86，wF=0，z=20所以 F=650×3.1×0.080.72×400.86×20/2250.86 =1456N當(dāng)用兩把刀銑削時(shí)，F(xiàn)實(shí)=2F=2912N水平分力：FH=1.1F實(shí)=3203N垂直分力：Fv=0.3F實(shí)=873N在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)

44、。安全系數(shù)K=K1K2K3K4。其中：K1為基本安全系數(shù)1.5； K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1； K3為刀具鈍化系數(shù)1.1； K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。所以 F=KFH=1.5×1.1×1.1×1.1×3203=6395N選用氣缸-斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，楔角=10°，其結(jié)構(gòu)形式選用型，則擴(kuò)力比i=3.42。為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為 N（f1+f2）=KFH所以 N=KFH/（f1+f2）其中f1及f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1=f2=0.25。則 N=6395/0.5=12790N氣缸選用100mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力p=0.5MPa時(shí)，氣缸推力為3900N。由于已知斜楔機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比i=3.42，故由氣缸產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力為 N氣=3900i=3900×3.42=13338N此時(shí)N氣已大于所需的12790N的夾緊力，故本夾具可安全工作。