CA6140車床杠桿(831009)工藝設計說明書

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1、CA6140車床杠桿加工工藝 及夾具設計 設計內容： 1、課程設計說明書 1份 2、零件加工工藝設計表 1張 3、機械加工工藝過程卡 1張 4、機械加工工序圖 1張 5、夾具體零件圖 1張 6、夾具裝配圖 目錄 1 .緒論 3 2 .杠桿加工工藝規(guī)程 6 2.1 零件的分析 6 2.11 零件的作用 6 2.12 零件的工藝分析 6 2.2杠桿加工的主要問題和工藝過程設計 所應采取的相應措施 7 1.21 確定毛坯的制造形式 7 1.22 基面的選擇 7 1.23 確定工藝路線 8 1.24 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 寸的確定 9 1.25 確

2、定切削用量 10 1.26 確定基本工時 20 3 .夾具的設計 24 4 .總結 27 27 5 .參考文獻 1.緒論 加工工藝及夾具是對所學專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實 踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習， 也是理論聯系實 際的訓練。 機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。 機床夾具的設計和使用 是促進生產發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產的不斷 發(fā)展,機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術人員在技術 革新中的一項重要任務。 夾具的基本結構及夾具設計的內容： 按在夾具中的作用，地位結構特點，組成夾具的元件可以劃分為 以下幾類： （i

3、）定位元件及定位裝置； （2）夾緊元件及定位裝置（或者稱夾緊機構）； （3）夾具體； （4）對刀，引導元件及裝置（包括刀具導向元件，對刀裝置及靠模 裝置等）； （5）動力裝置； （6）分度,對定裝置； （7）其它的元件及裝置（包括夾具各部分相互連接用的以及夾具 與機床相連接用的緊固螺釘，銷釘，鍵和各種手柄等）； 每個夾具不一定所有的各類元件都具備，如手動夾具就沒有動力 裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導向元件及分度裝置。 反之,按照 加工等方面的要求，有些夾具上還需要設有其它裝置及機構 ，例如在 有的自動化夾具中必須有上下料裝置。 專用夾具的設計主要是對以下幾項內容進行設計

4、：（1）定位裝置的設 計；（2）夾緊裝置的設計；（3）對刀-引導裝置的設計；（4）夾具體 的設計；（5）其他元件及裝置的設計。 由于能力所限，經驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位 老師多加指教。 所加工的零件圖如下所示： 8-9電 2.杠桿加工工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是CA6140的杠桿。它的主要的作用是用來支承、 固定的。要求零件的配合要符合要求。 2.1.2 零件的工藝分析 零件的材料為HT20Q灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但 塑性較差、脆性高，為此以下是杠桿需要加工表面以及加工表面的位 置

5、要求?，F分析如下： （1）主要加工面： 1）小頭鉆①2500.023以及與此孔相通的①14階梯孔、M8螺紋孔； 2）鉆①12.700.1錐孔及銃①12.700.1錐孔平臺； 3）鉆2—M6螺紋孔； 4）銃杠桿底面及2— M6螺紋孔端面。 （2）主要基準面： 1）以①45外圓面為基準的加工表面 這一組加工表面包括：①25或023的孔、杠桿下表面 2）以①2500.023的孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：①14階梯孔、M8螺紋孔、①12.7產錐孔及 ①12.7產錐孔平臺、2—M6螺紋孔及其倒角。其中主要加工面是 M8螺 紋孔和①12.7 00.1錐孔平臺。 杠桿的①2

6、5孔的軸線合兩個端面有著垂直度的要求?，F分述如 下： 用于加工①25孔的是立式鉆床。工件以 ①25孔下表面及①45孔 外圓面為定位基準，加工 ①25時，由于孔表面粗糙度為Ra = 1.6Nm。 主要采用鉆、擴、錢來保證其尺寸精度。 用于加工杠桿的小平面和加工 ①12.7是立式銃床。工件以 中25。0.023孔及端面和水平面底為定位基準，加工表面：包括粗精銃寬 度為30mm勺下平臺、鉆中12.7的錐孔，由于30mm勺下平臺的表面、 孔表面粗糙度都為Ra=6.3Nm。其中主要的加工表面是孔 中12.7,要 用中12.7鋼球檢查。 用于加工與①25孔相通的M8螺紋底孔是用立式鉆床。工件以

7、6 2500.023孔及其下表面和寬度為30mm勺下平臺作為定位基準，在大端 面長圓柱銷、支承板和支承釘上實現完全定位。 加工M8螺紋底孔時， 先用①7麻花鉆鉆孔，再用M8的絲錐攻螺紋。 2.2 杠桿加工的主要問題和工藝過程 設計所應采取的相應措施 2.2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料HT20Q由于年產量為4000件，達到大批生產的水 平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄 造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過 程，而且還可以提高生產率。 2.2.2 基面的選擇 (1)粗基準的選擇 對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則， 選擇

8、本零件的不加工表面是加強肋所在的肩臺的表面作為加工的粗 基準，可用裝夾對肩臺進行加緊，利用一個 V形塊支承中45圓的外 輪廓作主要定位，以限制 z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消 除x、x兩個自由度，達到完全定位，就可加工①25的孔。 (2)精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾， 采用①25的孔作為精基準。 2.2.3 確定工藝路線 工藝路線方案一 工序1 粗精銃①25孔卜表面 工序2 鉆、擴、較孔使尺寸到達 中2500.023 mm 工序3 粗精銃寬度為30mm勺卜平臺 工序4 鉆中12.7的錐孔 工序5 加工M8螺紋孔，銅鉆 中14階梯孔

9、工序6 粗精銃2-M6上端面 工序7 鉆2-M6螺紋底孔孔，攻螺紋孔 2-M6 工序8 檢查 工藝路線方案二 工序1 粗精銃中25孔卜表面 工序2 鉆、擴、較孔使尺寸到達 ①250.023 mm 工序3 粗精銃寬度為30mm勺卜平臺 工序4 鉆中12.7的錐孔 工序5 粗精銃2-M6上端面 工序6 鉆2-M6孔，加工螺紋孔 2-M6 工序7 加工M8螺紋孔，銅鉆 中14階梯孔 工序8 檢查 工藝路線的比較與分析： 第二條工藝路線不同于第一條是將“工序 5鉆中14孔，再加工 螺紋孔M8變?yōu)椤惫ば?粗精銃M6上端面”其它的先后順序均沒變

10、 化。通過分析發(fā)現這樣的變動影響生產效率。 而對于零的尺寸精度和 位置精度都沒有太大程度的幫助。 以中25mm勺孔子外輪廓為精基準，先銃下端面。再鉆錐孔，從 而保證了兩孔中心線的尺寸與右端面的垂直度。 符合先加工面再鉆孔 的原則。若選第二條工藝路線而先上端面， 再“鉆中14孔，加工螺 紋孔M8不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了 鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非功過否重合這個問題。 所以發(fā)現第 二條工藝路線并不可行。 從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現第一個方案也比較合理， 所以決定以第一方案進行生產。所以工藝路線決定如下： 工序1 粗精銃杠桿下表面。保證粗糙度是

11、3.2 選用立式升降臺銃床X52K 工序2 加工孔①25。鉆孑L①25的毛坯至U①22mm 擴孔①22mmiU①24.7mnr）錢孔①24.7mm 到①25/23mm保證粗糙度是1.6采用 立式鉆床Z535。米用專用夾具。 工序3 粗精銃寬度為30mmi勺下平臺，仍然采用 立式銃床X52K用組合夾具。 工序4 鉆 中12.7的錐孔，米用立式鉆床Z535, 為保證加工的孔的位置度，采用專用夾 具。 工序5 加工螺紋孔M3鋼鉆 中14階梯孔。用 組合夾具，保證與垂直方向成10。 工序6 粗精銃M6上端面，用立式銃床 X52K 使用組合夾具。 工序7 鉆2-M6螺紋底71、

12、攻2-M6螺紋用立式 鉆床Z535,為保證加工的孔的位置度， 采用專用夾具 工序8 檢查 2.2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的材料是HT20Q毛坯白^重量0.85kg ,生產類型為大批生 產。由于毛坯用采用金屬模鑄造，毛坯尺寸的確定如下： 毛坯與零件不同的尺寸有：從零件圖可以看出臺階已被鑄出 ，所以 選擇銃刀類型及尺寸可用6mm勺銃刀進彳f粗加工，半精銃與精銃的加 工余量都為0.5mm! 1）加工①25的端面，粗加工2mnfU金屬模鑄造的質量和表面的 粗糙度要求，精加工1mm同理上下端面的加工余量都是 2mm 2）對①25的內表面加工。由于內表面有粗糙度

13、要求 1.6?？捎? 一次粗加工1.9mm 一次精加工0.1mm就可達到要求。 3）加工寬度為30mmi勺下平臺時，用銃削的方法加工臺肩。由于 臺肩的加工表面有粗糙度的要求 Ra=6.3Nm,而銃削的精度可以滿足， 故采取分四次的銃削的方式，每次銃削的深度是 2.5mm 4）鉆錐孔①12.7時要求加工一半，留下的余量裝配時鉆錢，為 提高生產率起見，仍然采用 ①12的鉆頭，切削深度是2.5mm 5）鉆 中14階梯孔，由于粗糙度要求R=3.2Nm,因此考慮加工 余量2mm可一次粗加工1.85mmj 一次精加工0.15就可達到要求。 6）加工 M8底孔，考慮加工余量 1.2mm可一次鉆削加工

14、余量 1.1mm 一次攻螺紋0.1就可達到要求。 7）加工2-M6螺紋，考慮加工余量1.2mm可一次鉆削加工余量 1.1mm 一次攻螺紋0.1mm就可達到要求。 8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金屬模鑄造的質量和表面粗糙度 要求，精加工1mm,可達到要求。 2.2.5確定切削用量 工序1 ：粗、精銃①25孔下平面 （1）粗銃625孔下平面 工件材料：HT200,鑄造 機床：X52K立式銃床 刀具：硬質合金三面刃圓盤銃刀（面銃刀），材料：YT15, D=100mm , 齒數Z =8,此為粗齒銃刀 因其單邊余量：Z=1.9mm 所以銃削深度ap : ap=1.9mm

15、 每齒進給量af ,取af =0.12mm/Z銃削速度V ：取V=1.33m/s。 機床主軸轉速n: n=1000V 式（2.1 ） 式中V一銃削速度； d 一刀具直徑。 由式2.1機床主軸轉速n : 1000V 1000 1.33 60 n = = 254r/min 二 d 3.14 100 n =300r/min 實際銃削速度v： 二 dn v = 1000 3.14 100 300 1000 60 ：1.57m/s 進給量 Vf： Vf =afZn =0.12 8 300/60 ： 4.8mm/s 工作臺每分進給量 fm ： fm =V

16、f =4.8mm/s = 288mm/min a . = 40mm （2）精銃625孔下平面 工件材料：HT200,鑄造 機床：X52K立式銃床 刀具：高速鋼三面刃圓盤銃刀（面銃刀）：YT15, D= 100mm,齒數12, 此為細齒銃刀 精銃該平面的單邊余量：Z=0.1mm 銃削深度ap : ap =0.1mm 每齒進給量af :取af =0.08mm/Z 銃削速度 V ：取V=0.32m/s 機床主軸轉速n,由式（2.1）有: 1000。32 60 3.14 100 :61r / min n = 75r/min 實際銃削速度v： 二 dn 3.14 100 75

17、 「， v = = = 0.4m/s 1000 1000 60 進給量 Vf,由式（1.3） 有：Vf=afZn=0.15 12 75/60 = 2.25mm/s 工作臺每分進給量 fm ： fm =Vf =2.25mm/s = 135mm/min 工序2:加工孔中25到要求尺寸 工件材料為HT200鐵，硬度200HBs孔的直徑為25mm,公差 為H7,表面粗糙度&1.6Nm。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序 為鉆、擴、較，加工刀具分別為：鉆孔一一①22mm標準高速鋼麻花 鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔一一 ①24.7mm標準高速鋼擴孔鉆； ―孔一一①25mm標準高速較刀。選擇

18、各工序切削用量。 (1)確定鉆削用量 1)確定進給量f f表=0. 4 7?0. mm r /由于孔深度比 l/d0 =30/22 =1.36 , kf=0.9,故 f表=(0.47 ~ 0.57)父 0.9 =0.42 ~ 0.51mm/r。 取 f = 0.43mm/r。 鉆頭強度所允許是進給量f′175mm/r。由于機床進給機構允許的軸 向力Fmax =15690N ,允許的進給量f" >1.8mm/r。 由于所選進給量f遠小于f&f",故所選f可用。 2)確定切削速度v、軸向力F、轉矩T及切削功率pm,由插入 法得： v表=17m/min , F表=4732N T表=5

19、1.69N M , Pm^ =1.25kW 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行 修正。 kMv=0.88, klv=0.75,故 v表=17m/min 0.88 0.75 = 11.22(m/min) 1000v 表 1000 11.22mm/min n = = = 162r /min 二 d0 二 22mm 取n=195r/min,實際切削速度為： 二 d0n 二 22mm 195r / min / , v = = = 14m/min 1000 1000 kMF =kMT =1.06 ，故 F =4732N 1.06 =5016( N

20、) T -51.69N m 1.06=54.8N m 3)校驗機床功率 切削功率Pm為 R=Pm 表(n/n)kMM =1.25kW (195/ 246) 1.06 =1.05kW 機床有效功率 Pe =Pe =4.5kW 0.81=3.65kW Pm 故選擇的鉆削用量可用。即 d0 =22mm , f=0.43mm/r, n=195r/min, v=14m/min 相應地 F =5016N , T =54.8N m , Pm=1.05kW (2)確定擴孔切削用量 1)確定進給量 f 口=(67 |_0.8) mm/rx 0.7=0.49 0.56mm/r 取 f =0.

21、57mm/r。 2)確定切削速度v及n,取v表=25m/min。修正系數： apR 247 — 22 kmv =0.88 , kav =1.02(根據-p- = /1.5 = 0.9) p ap 2 故 v 表=25m/m*n 0x8 8 T . 0 2rl 11.22 /min n =1000v表 /(nd0) =1000 11.22mm / min/( /介 24.7 mm) =286r /min 取n=275r/min。實際切削速度為 v -二d0n 103 =: 24.7mm 275r/min 10 =21.3m/min (3)確定較孔切削用量 1)

22、確定進給量f ,進給量取小植，取f =1.6mm/r 2)確定切削速度v及n,取v表=8.2m/min , 得修正系數 kMv=0.88, kapv=0.99 (根據.=25^247/0.125 = 1.2) ap 2 v表=8.2m/min 0.88 0.99 = 7.14m/min n =1000/表/(二 d0) 二1000 7.14(m/min) /(二 25mm) =91.5r /min 取n=100r/min,實際較孔速度 3 3 v =「：d0n 10 =二 25mm 100r / min 10 = 7.8m/min (4)各工序實際切削用量 根據

23、以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔：d0 =22mm , f=0.43mm/r, n = 195r/min, v = 14m/min 擴孔：d0 =24.7mm , f=0.57mm/r, n = 275r/min, v = 21.3m/min 較孔：d0 =25mm , f =1.6mm/r , n=100r/min, v = 7.8m/min 工序3：粗精銃寬度為30mm的下平臺 (1)粗銃寬度為30mm的下平臺 加工條件： 工件材料：HT200,鑄造。 機床：X52K立式銃床。 刀具：硬質合金三面刃圓盤銃刀(面銃刀)，材料：YT15, D=100mm , 齒數Z =

24、8,此為粗齒銃刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銃削深度ap : ap =2mm 每齒進給量af :取af=0.12mm/Z 銃削速度V :取V=1.33m/s 由式2.1得機床主軸轉速n : 1000V 1000 1.33 60 n = = 254r/min 二 d 3.14 100 n =300r / min 實際銃削速度v： 二 dn 3.14 100 300 v 1.57m/s 1000 1000 60 進給量 Vf： Vf =afZn =0.12 8 300/60 ： 4.8mm/s 工作臺每分進給量 fm ： fm =Vf =4.8mm/s = 2

25、88mm/min a . =30mm 被切削層長度l：由毛坯尺寸可知l=30mm, 刀具切入長度1i : 1i=0.5(D-JD2-a；)十(1?3) 式(2.2) =0.5(100- .1002 -302) (1?3) = 5.3mm 刀具切出長度取l2 =2mm 走刀次數為1。 (2)精銃寬度為30mm的下平臺 工件材料：HT200,鑄造 機床：X52K立式銃床 刀具：高速鋼三面刃圓盤銃刀(面銃刀)：YT15, D=100mm ,齒數 12,此為細齒銃刀。 精銃該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銃削深度ap : ap =1.0mm 每齒進給量af ,取af =0

26、.08mm/Z 銃削速度V ,取V=0.32m/s 機床主軸轉速n, 由式(2.1)有: :61r / min 3.14 100 1000V 1000 0.32 60 n = = 實際銃削速度 二 dn v = 1000 n = 75r /min 3.14 100 75 八，， 0.4m/s 1000 60 進給量 Vf,由式(2.3) 有：Vf=afZn=0.15 12 75/60 = 2.25mm/s 工作臺每分進給量 fm ： fm =Vf =2.25mm/s = 135mm/min 被切削層長度l:由毛坯尺寸可知l=40mm 刀具切入長度11 :

27、精銃時11 = D =100mm 刀具切出長度％:取l2 =2mm 走刀次數為1 工序4.鉆中12.7的錐孔 工件材料為HT200鐵，硬度200HBs孔的直徑為12.7mm,,表 面粗糙度Q=6.3Nm。加工機床為Z535立式鉆床，鉆孔—— ①12mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔一一 ①12.7mm標準 高速鋼擴孔鉆。選擇各工序切削用量。 (1)確定鉆削用量 1)確定進給量f f表=0.47 ~ 0.57mm/r ,由于孔深度比 l / d = 30/22 = 1.36 , kf = 0.9 , 故 f表=(0.47 ~ 0.57) 0.9 =0.42 ~ 0.5

28、1mm/r。取 f=0.43mm/r 鉆頭強度所允許是進給量f′175mm/r。由于機床進給機構允許 的軸向力Fmax = 15690N ,允許的進給量f“A1.8mm/r。 由于所選進給量f遠小于f&f",故所選f可用。 2)確定切削速度v、軸向力F、轉矩T及切削功率Pm,由插入 法得： v表=17m/min , F表=4732N T表=51.69N M , Pmg =1.25kW 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行 修正。 kMv=0.88, klv=0.75,故 ._ 一 _ _ _ _ ..--. 一 一一 v表=17m/min 0

29、.88 0.75 = 11.22(m/min) 1000V 表 1000 11.22mm/min n 162r/min 二 d0 二 22mm 取n=195r/min。實際切削速度為： 二 d0n 二 22mm 195r / min , . v = = = 14m/min 1000 1000 kMF =kMT =1.06,故 F =4732N 1.06 =5016（ N） T =51.69N m 1.06 = 54.8N m 3）校驗機床功率 切削功率Pm為 、 Pm =Pm 表（n/nM = 1.25kW （195/ 246） 1.06 = 1.05kW 機床

30、有效功率 PE =PE =4.5kW 0.81=3.65kW Pm 故選擇的鉆削用量可用。即 d0 =22mm , f=0.43mm/r, n=195r/min, v=14m/min 相應地 F =5016N , T =54.8N m , Pm=1.05kW (2)確定擴孔切削用量 1）確定進給量f f表=（0.7 l_0.8 ） mm/p<0.7=0.49 L 0.56mm/r ,取 f =0.57mm/r 2）確定切削速度v及n,取v表=25m/min。修正系數： 一一 apR 24.7-22 kmv=0.88, kav= 1.02（根據—= /1.5=0.9） p

31、ap 2 故 v 表=2 5m/min 0 不 88 W.02n 11.22 /min n =1000v表 /（霏d0） = 1 000 1 m.m2 7 m i n /rm m 2 =286 /min 取n=275r/min。實際切削速度為 v=翼d0n 10” 二星x 24.7mm 275r/min 10” =21.3m/min 工序5:鉆M8螺紋孔鉤鉆中14階梯孔 (1)加工M8底孔 工件材料為HT200鐵，硬度200HBs孔的直徑為8mm。加工機床為 Z535立式鉆床，加工工序為鉆孔至①7,選用①7的麻花鉆頭。攻M8螺紋, 選用M8細柄機用絲錐攻螺紋。

32、切削深度ap : ap=10.5mm 進給量f ,取f = 0.25mm/r 切削速度V ,取V =0.43m/s 由式(2.1)機床主軸轉速n： ，取 n = 900r / min 1000V 1000 0.43 60 一?，. n = = 1174r/min 二 d0 3.14 7 實際切削速度▽: 二 d0n _ 3.14 7 900 Tq00 - 1000 60 0.33m/s 被切削層長度l : l =12.5mm 刀具切入長度 l1 ： 11 =Dctgkr+(1 ?2) =7ctg120—+ 2 q4.1mm 2 2 刀具切出長度%：

33、12 =0 走刀次數為1 攻M8X 1.5的螺紋 機床：Z535立式鉆床 刀具：細柄機用絲錐(M 8 M1.5) 進給量f :由于其螺距p =1.5mm,因此進給量f =1.5mm/r 切削速度 V ,取V =0.148m/s=8.88m/min 由式(2.1)機床主軸轉速n： 1000V 1000 8.88 二 do 3.14 8 n= = 七353.5r/min, 取 n = 360r/min 絲錐回轉轉速n0 :取nn =360r/min 實際切削速度5： :0.15m/s 一二 d0n 3.14 8 360 V = = 1000 1000 60 (

34、2)鋼鉆①14階梯孔 工件材料為HT200鐵，硬度200HBs孔的直徑為14mm,表面 粗糙度Ra=3.2Nm。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為鋼鉆，加 工刀具為：鉤鉆孔 ①14mm小直徑端面鋼鉆。 1)確定切削用量 確定進給量f f表=0.25 ~ 0.31mm/r ,由于孑L深度比 l/d0 = 3/12 =0.25 , kf =1.0 ,故 f表=(0.25~0.31) 1.0 0.25~0.31 m/m r ,取 f = 0.23mm/r。 鉆頭強度所允許是進給量f,1.75mm/r。由于機床進給機構允許的 軸向力Fmax =15690N （由機床說明書查出），允許的

35、進給量f" > 1.8mm/r 由于所選進給量f遠小于f&f",故所選f可用。 確定切削速度V、軸向力F、轉矩T及切削功率Pm,由插入法得: v表=17m/min , F表=4732N T表=51.69N M , Pmg =1.25kW 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行 修正。 kMv=0.88, h=0.75,故 v 表=17m/minM0.88M0.75 = 11.22(m/min) =298r/min 二 d0 二 12mm 1000V 表 1000 x 11.22mm/ min 取n=195r/min。實際切削速度為 二 d0n 二

36、12mm 195r / min v = = = 7.35m/min 1000 1000 kMF =kMT =1.0 ,故 F =4732N 1.0 =4732(N) T -51.69N m 1.0-51.69N m 校驗機床功率 切削功率Pm為 PmnPm^ (n/n)kMM =1.25kW (195/ 298) 1.0 =0.82kW 機床有效功率 * 5 Pe =Pe =4.5kW 0.81=3.65kW Pm 故選擇的鉆削用量可用。即 d0=12mm, f=0.23mm/r, n=195r/min, v = 7.35m/min 相應地 F =4732N , T

37、 =51.69N m , Pm=0.82kW 工序6:粗精銃M6上端面 工件材料為HT200鐵，硬度200HBs要求粗糙度&=3.2Nm,用 回轉分度儀加工，粗精銃與水平成 36的臺肩。用立式銃床X52K 使用組合夾具。 (1)粗銃M6上端面 工件材料：HT200,鑄造 機床：X52K立式銃床 刀具：硬質合金三面刃圓盤銃刀(面銃刀)，材料：YT15, D=100mm , 齒數Z=8,此為粗齒銃刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銃削深度ap : ap =2mm 每齒進給量af ,取af =0.12mm/Z銃削速度V ,取V=1.33m/s 由式(2.1)機床主軸轉速n

38、: 1000V 1000 1.33 60 n = = 254r / min 二 d 3.14 100 n =300r / min 實際銃削速度v： 二 dn v = 1000 3.14 100 300 1000 60 1.57m/s 進給量 Vf： Vf =afZn =0.12 8 300/60 ： 4.8mm/s 工作臺每分進給量 fm ： fm =Vf =4.8mm/s = 288mm/min a . = 40mm 被切削層長度l:由毛坯尺寸可知l=40mm, 刀具切入長度1i : 1i =0.5(D - ； D2 -a2.) (1~ 3) =0.5

39、(100- J002 -402) (1~3) = 7mm 刀具切出長度取l2 =2mm 走刀次數為1 (2)精銃M6上端面 加工條件： 工件材料：HT200,鑄造。 機床：X52K立式銃床。 刀具：高速鋼三面刃圓盤銃刀(面銃刀)：YT15, D=100mm ,齒數 12,此為細齒銃刀。 精銃該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銃削深度ap : ap=1.0mm 每齒進給量af ,取af =0.08mm/Z 銃削速度V ,取V=0.32m/s 機床主軸轉速n,由式(1.1)有： 1000V 1000 0.32 60 3.14 100 61r / min n =

40、75r /min 實際銃削速度v： =0.4m/s 二 dn 3.14 100 75 v = = 1000 1000 60 進給量 V— 由式（2.3）有：Vf=afZn=0.15 12 75/60 = 2.25mm/s 工作臺每分進給量 fm ： fm =Vf =2.25mm/s = 135mm/min 被切削層長度l:由毛坯尺寸可知l=40mm 刀具切入長度11 :精銃時11 = D =100mm 刀具切出長度％:取l2 =2mm 走刀次數為1 工序7:鉆2-M6 工件材料為HT200鐵，硬度200HBs孔的直徑為6mm。加工機床為 Z535立式鉆床，加工工序

41、為鉆孔至①5,選用①5的麻花鉆頭。攻M6螺紋, 選用M6細柄機用絲錐攻螺紋。 切削深度ap : ap =4.25mm 進給量f ,取f = 0.25mm/r 切削速度V ,取V =0.43m/s 由式（2.1）機床主軸轉速n : 1000V 二 d0 1000。43 60 3.14 5 ：1643r /min 取 n = 900r / min 實際切削速度5: 二 d0n 3.14 5 900 1000 — 1000 60 0.24m/ s 被切削層長度l : l =15mm D 5 刀具切入長度 l1 ： l1 =一ctgkr+（1 ?2） =-ct

42、g120 +2 定3.5mm 2 2 刀具切出長度％： l2 =0 走刀次數為1 攻M6X 1.5的螺紋 機床：Z535立式鉆床 刀具：細柄機用絲錐（M 6M 1.5） 進給量f ：由于其螺距p =1.5mm,因此進給量f =1.5mm/r 切削速度 V ,取 V = 0.148m/s = 8.88m/min 由式(2.1)機床主軸轉速n： n=W00V J000 8.88 二 do 3.14 6 定471.3r/min ,取 n = 480r/min 絲錐回轉轉速n0 :取nn =480r/min 實際切削速度V，： 二 d0n _ 3.14 6 48

43、0 1000 — 1000 60 :0.15m/s 被切削層長度l : l =15mm 刀具切入長度11 : 11 = 4.5mm 刀具切出長度12： 12 =0 走刀次數為1 工序8:校驗 2.2.6確定基本工時 (1)粗銃、精銃①25孔下平面 加工條件： 工件材料：HT200鑄鐵，仃b=200MPa 機床：X525K機床 刀具：高速鋼鑲齒套式面銃刀 粗銃的切削工時 被切削層長度1：由毛坯尺寸可知1=90mm 刀具切入長度11 : 7mm 11 =0.5(D - . D2 - a2) (1~3) =0.5(100- 1002 -402) (1~3) 刀具

44、切出長度12：取％ =2mm 走刀次數為1 機動時間 tj1 : tj1 ="--—— =―—--- 0.34 min j fm 288 銃削的輔助時間tf1 =0.41 精銃的切削工時 被切削層長度1：由毛坯尺寸可知1=90mm 刀具切入長度1i :精銃時1i= D =100mm 刀具切出長度12：取12 =2mm 走刀次數為1 l 11 32 90 100 22 機動時間 tj2 ： tj2= = fc 1.42min j fm 135 銃削的輔助時間tf2 =0.41 銃① 25 孔下表面的總工時為： t=tj1+tj2+tf1+tf2=0.34+1.42+

45、0.41+0.41=2.58min (2)鉆孔 加工條件： 工件材料：HT200鑄鐵，q=200MPa 機床：Z535立式鉆床 刀具：鉆孔一一標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔一一 標準高速鋼擴孔鉆；較孔一一標準高速較刀 鉆孔工時：切入3mm切出1mm進名^量f =0.43mm/r ,機床主軸轉速 n =195r/min , 較孔：d0 =25mm , f =1.6mm/r , n=100r/min, v = 7.8m/min t尸(30+3+1) /0.43X 195=0.41min 根據參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間tn =1.77 擴孔工

46、時：切入3mm切出1mm進名^量f =0.57 mm/r,機床主軸轉速 n = 275r / min t2= (30+3+1) /0.57 x 275=0.22min 根據參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間tf2=1.77 較孔工時：切入 3mm切出1mm進名^量f =1.6mm/r ,機床主軸轉速 n =100r / min t3= (30+3+1) /1.6 x 100=0.21min 根據參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間5=1.77 總工時：t= t1 + t2 + t3 + tf1 + tf2 + tf3 =0.41+0.22 +0.21

47、+1.77+1.77+1.77=6.15min (3)粗精銃寬度為30mm的下平臺 工件材料：HT200,金屬模鑄造 加工要求：粗銃寬度為30mm的下平臺，精銃寬度為30mm的下平 臺達到粗糙度3.2。 機床：X52K立式銃床 刀具：高速鋼鑲齒式面銃刀 計算切削工時 粗銃寬度為30mm的下平臺 進給量f=3mm/z,切削速度0.442m/s,切削深度1.9mm,走刀長度是 249mm。機床主軸轉速為 37.5z/min。 切削工時:ti =249/(37.5 x 3)=2.21min 根據參考文獻［5］表2.5-45可查得銃削的輔助時間tfi =0.41 精銃寬度為30

48、mm的下平臺 進給量f=3mm/z,切削速度0.442m/s,切削深度0.1mm,走刀長度是 249mm。機床主軸轉速為 37.5z/min。 切削工時:t2 =249/(37.5 x 3)=2.21min 根據參考文獻［5］表2.5-45可查得銃削的輔助時間tf2=0.41 粗精銃寬度為30mm的下平臺的總工時： t=t〔+t2+ tf1+tf2=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min (4)鉆錐孔①12.7 工件材料：HT200,金屬模鑄造， 加工要求：粗糙度要求Ra=6.3Nm, 機床：Z535立式鉆床 刀具：高速鋼鉆頭①12, 計算基本工時 用

49、①12擴孔①12.7的內表面,進給量f=0.64mm/z,切削速度0.193m/s,切 削深度是1.5mm,機床主軸轉速為195r/min。走刀長度是36mm。 基本工時： 3=2X36/(0.64 X 195)=0.58 min。 根據參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間tn =1.77 用①12.7擴孔①12.7的內表面，進給量f=0.64mm/z,切削速度0.204m/s,切 削深度是0.5mm,機床主軸轉速為195r/min。走刀長度是36mm。 基本工時： t2=2X 38(0.64 X 195)=0.58 min。 根據參考文獻［5］表2.5-41可查

50、得鉆削的輔助時間tf2=1.77 總的基本工時：t=t1+t2+ tf〔+tf2=4.7min。 (5)鉆M8底孔及鋼鉆①14階梯孔 工件材料：HT200,金屬模鑄造， 機床：Z535立式鉆床 刀具：高速鋼鉆頭 ①7, M8絲錐，①14小直徑端面鋼鉆 鉆M8底孔的工時 被切削層長度l : l =12.5mm 刀具切入長度 li ： 11 =Dctgkr +(1 ~ 2) =7ctg120s + 2 ；t 4.1mm 2 2 刀具切出長度%： 12 =0 走刀次數為1 機動時間tj 1 11 12 fn 12.5 4.1 0.07 min 0.25 900

51、 根據參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間tn =1.77 攻M8螺紋的工時 被切削層長度1 : 1 =10mm 刀具切入長度11 : 11 = 4.5mm 刀具切出長度12： 12 =0 走刀次數為1 機動時間tj： tj 1 11 12 1 11 12 fn fn0 10 4.5 10 4.5 1.5 360 1.5 360 :0.05min 根據參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間tn =1.77 鉤鉆①14階梯的工時 物鉆孔進給量f =0.23mm/r ,機床主軸轉速n=195r/min, 被切削層長度1 : 1

52、 =3mm 刀具切入長度 1i ： 11 =Dctgkr+(1?2) =14ctg1200 + 2 期6.2mm 2 2 刀具切出長度%： 12 =0 走刀次數為1 機動時間tj 1 1i 12 fn 3 6.2 0.25 195 :0.19 min 由參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間tn =1.77 t=tj + t f t=0.19+1.77=1.96min 該工序的總工時為： 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min (6)粗精銃2-M6上端面 工件材料：HT200,金屬模鑄造 加工要求：達到粗糙度3.2。 機

53、床：X52K立式銃床 刀具：高速鋼三面刃圓盤銃刀(面銃刀)：YT15, D=100mm ,齒數 12,此為細齒銃刀。 粗銃2-M6上端面切削工時 被切削層長度1:由毛坯尺寸可知l=40mm, 刀具切入長度li : 11 =0.5(D 一「D2;a2) (1~ 3) -0.5(100- ,1002 -402) (1~ 3)-7mm 刀具切出長度*取12 =2mm 走刀次數為1 機動時間 tj1 : tj1 = 1 +： = 40 +7 + 2 — 0.17 巾冶 j fm 288 根據參考文獻［5］表2.5-45可查得銃削的輔助時間tn=0.41 精銃2-M6上端面切削工

54、時 被切削層長度1：由毛坯尺寸可知1=40mm 刀具切入長度11 :精銃時11 = D =100mm 刀具切出長度12：取12 =2mm 走刀次數為1 1 1i 12 40 100 2 到L切H中日」tj2 : tj2 = = 電 1.05min j fm 135 根據參考文獻［5］表2.5-45可查得銃削的輔助時間tf2=0.41 銃2-M6上端面切削總工時： t=3+tj2+ tf1+tf2=0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min (7)鉆2-M6螺紋孔 鉆錐孔2—①6到2—①5。用①5的鉆頭，走刀長度38mm,切削深 度2.5mm,進給量0.2m

55、m/z,切削速度0.51m/s, 被切削層長度1 : 1 =15mm 刀具切入長度 11： 11 =Dctgkr+(1?2) =5ctg1200+2/3.5mm 2 2 刀具切出長度12： 12 =0 走刀次數為1 機動時間 tj : tj =--^^= ^5~35—% 0.08min fn 0.25 800 根據參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間tn =1.77 攻M6螺紋 被切削層長度1 : 1 =15mm 刀具切入長度1i ： 1i =4.5mm 刀具切出長度%： I? 走刀次數為1 機動時間tj : tj l 11 l2 l 11 l2 f

56、n fn0 15 4.5 15 4.5 1.5 480 1.5 480 :0.05min 根據參考文獻［5］表2.5-41可查得鉆削的輔助時間tf1 =1.77 總工時為:t=2tj ++tf =3.75min 根據該零件的生產綱量為每年產 4000件。按一年360天，每天 總工作時間為8小時。則每個零件所需的額定時間為：t=360X 8X60 + 4000=43.2min。 根據計算所得的機動時間t機加上每道工序間的輔助時間。所用是 實際時間為：t實際=端+t輔= 27.98min <43.2min 所以該方案滿足生產要求。 3.夾具的設計 1 .粗精銃2-M6上端面

57、夾具設計 本夾具主要用來粗精銃2-M6上端面。由加工本道工序的工序簡 圖可知，粗精銃杠桿2-M6上端面時，杠桿2-M6上端面有粗糙度要 求Ra=3.2um,本道工序是對杠桿2-M6上端面進行粗精加工，因此在 本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時 應保證加工尺寸精度和表面質量。 2 .定位基準的選擇 工件以端面及 25mmrt孔及一支承定位，采用一面一孔一支承 定位方案。其中端面限制3個自由度，以0 25mmg孔放置定位軸限 制2個自由度，以0 10mm勺支承限制1個自由度。 3 .定位誤差的分析計算 本道工序由于工序基準與加工基準重合，所以沒有基準不重合誤 差

58、，所以定位誤差主要為基準位置誤差， 八 DW=Dmax-Dmin=12TD 4 .切屑力的計算 F =490 ap1.0 fz。74 D 二0 B0.90 Z =490 21.0 .120.74 200, 400.90 8 =451.61N F——為銃削力 ap——為銃削深度 D ——為銃刀直徑 fz 為每齒進給量 B 為銃削寬度 Z ——為銃刀的齒數 4 .夾緊機構 根據零件的定位方案、加工方法、生產率要求，運用手動夾緊可 以滿足。采用螺旋壓板夾緊機構，通過擰緊右側夾緊螺母 15使工件 夾緊，有效提高了工作效率。手動螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力 計算。 5 .對刀裝

59、置 對刀裝置由對刀塊來實現，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成杠桿2-M6上端面的粗精銃加工，所以選用直角 對刀塊。 6 .使用說明 安裝工件時，先將工件定位孔裝入定位軸，安裝開口墊圈，用夾緊螺 母擰緊，夾緊元件。 定位時，通過調整支承釘，調整加工位置，以保證加工的位置精度， 調整好后用鎖緊螺母1固定。 7 .結構特點 該夾具結構簡單，操作方便，容易鑄成，加工定位方便，利于加工。 8 .設計總結 通過本次的課程設計，對以前的知識從新學習感覺到就是全部都 是新的，要設計夾具還真是那么的難，真的無從下手，感覺學到的東 西不會用，只能按照別人怎么做出來的自己就怎么做， 更加深刻的認識到了對專業(yè)課知識的不足，將來的設計路不是我要走的，好早放棄 這個方向找到更好的方向。通過查尋各種資料，結合所學知識，通過 參考終于完成本次設計，本次設計對以后的專業(yè)課設計，畢業(yè)設計都 起到了很大的作用。 9 .參考文獻 機械設計課程設計手冊 主編：吳宗澤 羅圣國 高等教育出版社 金屬切削機床夾具設計手冊 上海柴油機廠工藝設備研究所編 機械制造裝備設計 機械制造工程原理 機械制造工藝學 主編：李慶余張佳 主編：馮之敬 主編：王先逵 機械工業(yè)出版社 機械工業(yè)出版社 清華大學出版社 機械工業(yè)出版社 機床夾具設計手冊軟件版