CA6140車床撥叉(831003)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

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1、 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題 目 CA6140車床撥叉數(shù)控加工工藝及程序設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 數(shù)控技術(shù) 層級(jí) ?？? 形式 函授 學(xué)生姓名 張 文 瑞 指導(dǎo)教師 王 波 設(shè)計(jì)（論文）完成日期 2011 年 3 月 10 日

2、 繼續(xù)教育學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ︵ 論 文 ︶ 學(xué)生姓名: 張文瑞 日期: 2011年3月27日 摘要 　　 CA6140車床撥叉它位于車床變速機(jī)構(gòu)中主要起換檔，和其他零件配合，在改變轉(zhuǎn)速的時(shí)候承受輕微的載荷，所以加工時(shí)應(yīng)該保證本零件的重要工作表面符合技術(shù)要求。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。因此φ60孔端面與φ25H7孔垂直度公差為0.1mm，所以先把加工φ25孔的表面和孔精加工出來，再以它為精基準(zhǔn)加工別的面，例如銑φ60孔和端面、銑槽等。

3、同時(shí)，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)候要考慮定位基準(zhǔn)和加緊機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中長(zhǎng)銷限制4個(gè)自由度、支撐釘限制1個(gè)和 側(cè)板限制1個(gè)；螺母和心軸配合用來加緊零件，開口墊片可以實(shí)現(xiàn)大批量和中批量的生產(chǎn)。 　　關(guān)鍵詞 ： 定位元件 加緊機(jī)構(gòu) 定為基準(zhǔn) 自由度 CA6140車床撥叉數(shù)控加工工藝及程序設(shè)計(jì) 目錄 1前言…………………………………………………………………………… 2. 設(shè)計(jì)的目的…………………………………………………………… 3. 零

4、件的分析…………………………………………………………… 3.1 零件的作用………………………………………………………… 3.2 零件的工藝分析…………………………………………………… 4. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)………………………………………………………… 4.1 確定毛坯的制造形式………………………………………… 4.1.1 鑄鐵…………………………………………………………… 4.2 基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 4.3 制造工藝路線……………………………………………………

5、 4.3.1 切削力………………………………………………………… 4.3.2 刀具磨損與刀具的耐用度……………………………… 4.3.3 切削用量…………………………………………………… 5. 箱體的技術(shù)要求…………………………………………………… 6. 夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 6.1 夾具的作用………………………………………………………… 6.2 問題的提出……………………………………………………… 6.3 夾具的設(shè)計(jì)………………………………………

6、……………… 7小結(jié)………………………………………………………………………… 致謝……………………………………………………………………………… 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 1前 言 通過機(jī)床工藝及程序設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體(如《公差于配合》、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》、《金屬切削機(jī)床》、《機(jī)械制造工藝》、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》、《數(shù)控加工工藝》、《機(jī)械制圖》等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為

7、以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！ 我希望能夠通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。在此次課程設(shè)計(jì)過程中,查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)。 2 設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： (1)、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)

8、的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 (2)、通過對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 (3)、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。 3零件的分析 3.1 零件的作用 零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機(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

9、要求進(jìn)行工作。寬度為30+0.0120mm的面 寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑 移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙 很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的位置精 度。所以，寬度為30+0.0120mm的面的槽和滑 移齒輪的配合精度要求很高。 3.2 零件的工藝分析： CA6140撥叉共有兩組加工表面。 (1) 以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面 這一組面包括26+0.230mm的六齒方花鍵孔、22+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為22mm的平面。 (2) 以工件右端面為基準(zhǔn)的6+0.030 mm的花鍵經(jīng)上述分析可知， 對(duì)于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然

10、后借助于專用夾具加工另一組表面。 4. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1 確定毛坯的制造形成。 零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表5-5取等級(jí)為2級(jí)精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為30.8mm。毛坯零件圖如下圖： 4.1.1 鑄鐵 灰鑄鐵 灰鑄鐵中的碳大部分以片狀石墨的形式存在,斷口呈暗灰色,常用來制造機(jī)器的底座、支架、工作臺(tái)、

11、減速箱箱體、閥體等。 灰鑄鐵的牌號(hào)由“HT＋數(shù)字”組成。其中“HT”表示“灰鐵”,數(shù)字表示其最低抗拉強(qiáng)度的值。如HT200表示最低抗拉強(qiáng)度為200MP的灰鑄鐵?；诣T鐵的牌號(hào)、鑄件壁厚、力學(xué)性能及用途如表： 牌號(hào) 鑄件厚壁/mm 力學(xué)性能 用途舉例 sb／MP≥ HBS HT100 2.5 ∽ 10 130 110 ∽ 166 適用于載荷小、對(duì)摩擦和磨損無特殊要求的不重要的零件。 10 ∽ 20 100 93 ∽ 140 20 ∽ 30 90 87 ∽ 131 30 ∽ 50 80 82

12、 ∽ 122 HT150 2.5 ∽ 10 175 137 ∽ 205 承受中等載荷的零件,如機(jī)座、支架、箱體、床身、軸承座、工作臺(tái)等。 10 ∽ 20 145 119 ∽ 179 20 ∽ 30 130 110 ∽ 166 30 ∽ 50 120 105 ∽ 157 HT200 2.5 ∽ 10 220 157 ∽ 236 承受較大載荷并要求一定氣密性或耐腐蝕性等較重要的零件,如汽缸、機(jī)座、飛輪、床身、汽缸體、活塞、齒輪箱、剎車輪、聯(lián)軸氣座、泵體、液壓、閥體

13、等。 10 ∽ 20 195 148 ∽ 222 20 ∽ 30 170 134 ∽ 200 30 ∽ 50 160 129 ∽ 192 HT250 4.0 ∽ 10 270 175 ∽ 262 10 ∽ 20 240 164 ∽ 247 20 ∽ 30 220 157 ∽ 236 30 ∽ 50 200 150 ∽ 225 HT300 10 ∽ 20 290 182 ∽ 272 承受高載荷、耐磨和高氣密性的重要零件,如重型機(jī)床、壓力機(jī)、自動(dòng)機(jī)床的床身、機(jī)座、機(jī)架、

14、高液壓壓件、活塞環(huán)、車床卡盤、大型發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體、汽缸蓋等。 20 ∽ 30 250 168 ∽ 251 30 ∽ 50 230 161 ∽ 241 HT350 10 ∽ 20 340 199 ∽ 298 20 ∽ 30 290 182 ∽ 272 30 ∽ 50 260 171 ∽ 257 球墨鑄鐵 如表顯示為我國(guó)球墨鑄鐵的牌號(hào)、組織、力學(xué)性能和用途舉例。牌號(hào)中的“QT” 是“球鐵” 兩字漢語拼英的第一個(gè)字母,后面數(shù)字分別是單鑄試塊時(shí)的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。 球墨鑄鐵的牌號(hào)、組織、力學(xué)性能和用途舉例

15、 牌號(hào) 組織 力學(xué)性能 用途舉例 sb／MPa s／MPa 硬度／HBS QT400-18 鐵素體 400 250 130～186 承受沖擊、振動(dòng)的零件,如汽車、拖 拉機(jī)的齒輪、驅(qū)動(dòng)橋殼等。 QT400-15 鐵素體 400 250 130～180 QT450-10 鐵素體 450 310 160～210 QT500-7 鐵素體＋珠光體 500 320 170～222 QT600-3 鐵素體＋珠光體 600 370 190～270 機(jī)器座架

16、、轉(zhuǎn)動(dòng)軸等 QT700-2 珠光體 700 420 225～305 載荷大、受力復(fù)雜的零件,如汽車、連桿等。 QT800-2 珠光體或回火組織 800 480 245～335 QT900-2 貝氏體或馬氏體 600 600 280～360 高強(qiáng)度齒輪,如汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器等。 球墨鑄鐵因其力學(xué)性能接近于鋼,鑄造和其他一些性能優(yōu)于鋼,因此在機(jī)械行業(yè)中已得到廣泛的應(yīng)用,在部分場(chǎng)合已成功地取代了鑄鋼件或鍛鋼件,用來制造一些受力較大、受沖擊和耐磨損的鑄件。 可鍛鑄件 可鍛鑄鐵是一種歷史悠久的鑄鐵材料。它是有一定化學(xué)成分的鐵水澆

17、注成白口壞件,經(jīng)高溫退火而獲得的具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。與灰鑄鐵相比, 可鍛鑄鐵具有較高的力學(xué)性能,尤其是塑性和性較好。但必須指出, 可鍛鑄鐵實(shí)際上是不能鍛造的。 可鍛鑄鐵主要用于薄壁、復(fù)雜小型零件的生產(chǎn),鑄造時(shí)容易獲得全白口的壞件。由于它生產(chǎn)周期長(zhǎng),需要連續(xù)退火設(shè)備,因此在使用上受到一定限制,有些可鍛鑄鐵零件被球墨鑄鐵代替。 4.2 基準(zhǔn)的選擇。 (1) 粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準(zhǔn)。 (2) 精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的A面為精基準(zhǔn)。 4.3 制定工藝路線。 工序： 粗、精車端面，鉆、

18、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15倒角。 以Ф40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。 (1)拉花鍵。以A面為基準(zhǔn)， 1)以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具 2)開檔，以花鍵的中心線為基準(zhǔn)。 3)鉆配作孔、螺紋孔 4)機(jī)械加工余量。 CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgσb =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。 根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下： 1. A面的加工余量 A面有30.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵

19、的硬質(zhì)表面層切除 2. 矩形花鍵底孔。 要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為Φ23 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 表3-59確定孔加工余量的分配。 鉆孔Φ20mm 擴(kuò)孔Φ22mm 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》取 2Ζ=1mm (2)、計(jì)算切削用量。 1）已知長(zhǎng)度方向的加工余量為30.8mm 。實(shí)際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長(zhǎng)度加工公差I(lǐng)T １２級(jí) 取-0.46 mm （入 體方向） 2）進(jìn)給量、根據(jù)《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第3版）表1.4

20、當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm25mm,ａｅ≤３mm時(shí)，以及工件直徑為Φ60mm時(shí)（由于凸臺(tái)B面的存在所以直徑取Φ60mm） ?=0.6-0.8mm/ｒ. 按C３１６３－１　車床說明書　取?=0.6 mm/n。 由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 所以：實(shí)際進(jìn)給量f=0.60.8=0.48 mm/ｒ 按C３１６３－１　車床說明書　?＝0.53ｍｍ／ｒ 3）計(jì)算切削速度。按《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27 ，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min） 刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv 其中：Cv=158 xv=0.15

21、 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見《切削手冊(cè)》表1.28 kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81 ∴Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min) 4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min） 按C３１６３－１　車床說明書　ｎ＝200 r／min 所以實(shí)際切削速度V=40.8m/min (3) 鉆孔、擴(kuò)孔、倒角。 1）、鉆孔 鉆頭選擇：見《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.

22、2 鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)： ｄ＝Ф20ｍｍ β=30，2Φ=118，2Φ=70，bε=3.5mm ,ao=12, Ψ=55,b=2mm，=4mm。 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-9確定f=0.48 ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。 按C3163-1　車床說明書　　　取 f=0.62mm/n. ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21，當(dāng)do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min. ｃ、切削速度　由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，表2.1

23、5得 Ｖ=21m/min n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min 取n=280m/min. 實(shí)際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時(shí)，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 2）、擴(kuò)孔 刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm

24、=0.32 倒角刀具15锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動(dòng)進(jìn)給。 3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。 檢驗(yàn)機(jī)床功率 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.2４ 可以查出　當(dāng)σｂ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ　 Ｖｃ≤41ｍ／min　?。校悖?.4kw 按C３１６３－１　車床說明書　主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗(yàn)按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.21 當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ?。妫?.64 ｍｍ 查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8　N.M 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表由表

25、2.32　得功率公式 ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km 按C３１６３－１　車床說明書　主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ 可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要 4)、 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 為0.06mm, 拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min) 切削工時(shí) t=Zblηk/1000vfzZ 式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)； L 拉削表面長(zhǎng)度，80mm

26、； η 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=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm ∴拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時(shí) Tm=1.

27、5801.21.4/10003.60.067=0.13(min) 4.3.1 切削力 切削金屬時(shí)，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形成為切削所需要的力稱為切削力。切削力來源于被加工材料的彈，塑性變形抗力和工件，切屑與前，后刀面之間的摩擦力。 (1) 切削力的分析 為了便于分析切削力的作用和測(cè)量切削力的大小，常將切削力F分解為三個(gè)互相垂直的切削分力Fc、Ff和FP。 1) 主切削力Fc 總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向上分力,是切削力中最大的一個(gè)切削力,單位為牛頓(N).主切削力是計(jì)算機(jī)床動(dòng)力,校核刀具,夾具的強(qiáng)度與剛度的主要依據(jù)之一。

28、2) 軸向力Ff 總切削力在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)方向上的分力,單位為牛頓(N)。軸向力是計(jì)算和效驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)力,強(qiáng)度和剛度的主要依據(jù)之一。 3) 徑向力Fp 總切削力在基面內(nèi)垂直于工件軸線方向上的分力,單位為牛頓(N)。 徑向力用來計(jì)算與加工精度有關(guān)的工件撓度,刀具和機(jī)床零件的強(qiáng)度等。 F= (2) 切削力的計(jì)算 在生產(chǎn)實(shí)際中常采用指數(shù)形式的切削經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。其形式如下： Ff=CFca

29、pfv K F=CapfvK Fp=CafvK 其中C、C、C-取決于材料和切削條件的系數(shù)； X、Y、Z、X、Y、Z、X、Y、Z-三個(gè)切削力公式中背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度的指數(shù)； K、K、K-當(dāng)實(shí)際加工條件與求得經(jīng)驗(yàn)公式的試驗(yàn)條件不符時(shí) ( 3) 影 響切削力的主要因素 1） 工件材料

30、 工件材料的硬度越大,強(qiáng)度越高,切削力越大.加工硬化程度大,切削力也會(huì)增大. 工件材料的塑性、韌性越大,切屑越不易折斷,使切屑與刀具前面的摩擦增大, 切削力增大。 2) 切削用量 切削用量中背吃刀量和進(jìn)給量對(duì)切削力的影響較大. 背吃刀量和進(jìn)給量增加時(shí), 切削層面積增大,變形抗力和摩擦增大,因而切削力隨之增大。 3) 其它因素 刀具、工件材料之間的摩擦因素影響摩擦力而影響力的大小.在同樣的切削條件下,高速鋼刀具切削力最大,硬質(zhì)合金刀具次之,陶瓷刀具最小。 (4) 切削熱與切削溫度

31、 1） 切削用量 增大切削用量時(shí),切削功率增大,產(chǎn)生的切削熱也多,切削溫度就會(huì)升高。由于切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的變化對(duì)切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)的影響不同,所以對(duì)切削溫度的影響也不相同。 2） 工件材料 工件材料的強(qiáng)度和硬度越高,單位切削力越大,切削時(shí)所消耗的功就越多,產(chǎn)生的切削熱也越多,切削溫度就越高。工件材料的熱導(dǎo)率越小,傳熱速度就越慢,切削溫度也越高。 3) 刀具幾何參數(shù) 刀具的前角和主偏角對(duì)溫度影響比較大.增大前角,可使切削變形及切屑與前刀面的摩擦減小,切削溫度下降。 4) 其它因素 刀

32、具后面磨損增大,會(huì)加劇刀具與工件間的摩擦,使切削溫度升高。切削速度越高,刀具磨損對(duì)切削溫度升高的影響越明顯。 4.3.2 刀具磨損與刀具的耐用度 (1) 刀具磨損的原因 刀具磨損的原因很復(fù)雜,常見的主要有以下幾種： 1) 硬質(zhì)點(diǎn)磨損 硬質(zhì)點(diǎn)磨損是由于工件基體組織中的炭化物、氮化物、氧化物等硬質(zhì)點(diǎn)及積屑瘤碎片在刀具表面的一刻劃作用而引起的機(jī)械磨損。 2) 粘結(jié)磨損 在高溫高壓作用下,切屑與前刀面、已加工表面與后刀面之間的摩擦面上,產(chǎn)生塑性變形,當(dāng)接觸面達(dá)到原子之間距離時(shí),會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。由于切削運(yùn)動(dòng)的作用,

33、粘結(jié)點(diǎn)不斷被剪切硬壞,一般硬壞總是發(fā)生在材料較軟的工件和切屑一方。 3) 擴(kuò)散磨損 切削過程中,由于高溫、高壓的作用,刀具材料與工件材料中某些化學(xué)元素可能互相擴(kuò)散,使兩者化學(xué)成分發(fā)生變化消弱刀具材料的性能,形成擴(kuò)散磨損硬質(zhì)C、C、W等元素?cái)U(kuò)散到切屑中被帶走, 切屑中的鐵也會(huì)擴(kuò)散到硬質(zhì)合中,使刀面的硬度和強(qiáng)度降低,磨損加劇。 4）化學(xué)磨損 在一定溫度下，刀具材料與某寫周圍介質(zhì)（如空氣中的氧，切削液中的添加劑硫、氯等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硬度較低的化合物而切屑帶走，或因刀具材料被某，各種因素對(duì)各切削力分力的修正系數(shù)。 種介質(zhì)腐蝕，造成刀具的磨損。

34、4.3.3 切削用量 切削用量合理選擇 切削用量的大小對(duì)切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本等均有影響。 (1) 切削用量的選擇原則 1） 粗加工時(shí)切屑用量的選擇原則 2） 精加工時(shí)切屑用量的選擇原則 (2) 切削用量的選擇方向 1） 背吃刀ap 應(yīng)根據(jù)加工余量確定粗加工時(shí)應(yīng)盡量用一次走刀切除全部加工余量 半精加工和精加工的加工余量一般較小，可一次切除。當(dāng)為保證工件的加工余量時(shí)，也可二次走刀。 多次走刀時(shí)，應(yīng)

35、將第一次的被吃到量增大些，一般為總加工余量的2／3∽3／4。 2） 進(jìn)給量f 粗加工時(shí)，由于對(duì)工件表面質(zhì)量沒有太高的要求，這是主要考慮機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)以及刀桿的強(qiáng)度和剛度等限制因素。 半精加工和精加工時(shí)，由于進(jìn)給量對(duì)工件的以加工表面粗糙度值影響較大，進(jìn)給量取的比較小。 3） 切削速度VC 根據(jù)已選定的背吃刀量、進(jìn)給量，按照一定刀具耐用度下允許的切削速度公式來確定切削速度。 5. 箱體的技術(shù)要求 （1） 孔徑精度 孔徑的尺寸

36、誤差和形狀誤差會(huì)造成軸承與孔的配合不良，因此，對(duì)的的孔精度要求較高。主軸孔的尺寸精度為IT6，其與空為IT7～I(xiàn)T6?？椎男螤罹任醋饕?guī)定，一般控制在尺寸精度范圍內(nèi)即可 （2） 孔的位置精度 同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對(duì)軸線的垂直度誤差，會(huì)使軸與軸承裝配到箱體內(nèi)后出現(xiàn)歪斜，從而造成主軸徑向圓跳動(dòng)和軸向圓跳動(dòng)，也加劇了軸承磨損。為此，一般同軸上各孔的同軸度約為最小孔尺寸公差的一半。孔系之間的平行度誤差，會(huì)影響齒輪的嚙合質(zhì)量,也須規(guī)定相應(yīng)的位置精度。 (3) 孔和平面的位置公差 孔和主軸箱安裝基面年的平行度要求,決定了主軸與床身導(dǎo)軌的位置關(guān)系。這項(xiàng)精度是在總

37、裝中通過刮研達(dá)到的,為了減少刮研量,一般都要規(guī)定主軸軸線對(duì)安裝基面的平行度公差,在垂直和水平兩個(gè)平面上,只允許主軸前端面上和向前偏。 (4) 主要平面的精度 裝配基面的平面度影響主軸箱與床身連接時(shí)的接觸剛度,并且加工過程中常作為定位基面,會(huì)影響孔的加工精度,因此許規(guī)定底面和導(dǎo)向面必須平直。頂面的平面度要求是為了保證箱蓋的密封,防止工作時(shí)潤(rùn)滑油的瀉出。當(dāng)大量生產(chǎn)將其頂面作為定位基面加工孔時(shí),對(duì)它的平面度要求還要提高。 (5) 表面粗糙度 重要孔和主要平面的表面粗糙度會(huì)影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度,一般要求主軸孔表面粗糙度Ra值為0.4X10-3㎜,其于個(gè)縱向孔

38、的表面粗糙度表面粗糙度Ra值為1.6 X10-3㎜,孔的內(nèi)端面表面粗糙度Ra值為3.2X10-3㎜,裝 配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面表面粗糙度Ra值為2.5～0.63X10-3㎜，其他平面的表面粗糙度Ra值為10～2.5X10-3㎜。 6. 夾具設(shè)計(jì) 6.1 夾具的作用 (1) 保證加工質(zhì)量 (2) 提高生產(chǎn)率 (3) 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 (4) 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 6.2 問題的提出 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 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第4道工序——開檔夾具

39、。 6.3 夾具設(shè)計(jì) (1)定位基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過程中會(huì)有問題百出。更有甚至,還回造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常運(yùn)行。 1)粗 基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則因以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。 2）精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。因此我們要定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的A面為精基準(zhǔn)。 (2) 定位誤差分析 由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)

40、基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。 (3) 夾具設(shè)計(jì)及操作說明 如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。 夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。

41、 銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖 6. 小 結(jié) 為期4個(gè)月的畢業(yè)課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，在老師的指導(dǎo)下，取得了一定的收獲，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《程序設(shè)計(jì)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。 本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是程序設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；程序設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了程序段指令來完成零件的加

42、工 通過此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制及程序的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！ 致謝 本文是在尊敬的指導(dǎo)老師王波老師的精心指導(dǎo)下完成的，老師高尚的品德，淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和高度的責(zé)任心深深地影響著我。老

43、師們?nèi)甑慕陶d是我寶貴的精神財(cái)富，并將使我受益終生。在此，謹(jǐn)向尊敬的老師們表示真誠(chéng)的感謝和崇高的敬意！ 在校學(xué)習(xí)生活的三年中，王波老師給予了我很大的幫助，使我學(xué)習(xí)和掌握了很多機(jī)械加工方面的理論知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手操作能力。對(duì)此，我表示深深的感謝！ 陜西科技技術(shù)學(xué)院數(shù)控系的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師對(duì)論文的完成給予了支持和幫助，在此表示由衷的感謝！ 最后，我還要深深地感謝默默支持本人完成學(xué)業(yè)的父母及親友，感謝他們?yōu)槲宜龀龅臒o私奉獻(xiàn)和巨大支持！ 謹(jǐn)向所有在本文的完成中給予我關(guān)懷和幫助而在此無法一一提及的老師、同學(xué)和朋友致以誠(chéng)摯的謝意！ 參考文獻(xiàn) 1、《

44、機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 李洪主編 北京出版社 2、《機(jī)械制造工藝》 徐宏海主編 化學(xué)工業(yè)出版社 3、3 《數(shù)控加工工藝與編程》 周虹編主編 人民郵電出版社 4、《機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)》 弈繼昌主編 中國(guó)人民出版社 5、《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社 6、《金屬切削速查速算手冊(cè)》 陳宏鈞主編 機(jī)械工業(yè)出版社 7、《機(jī)械工人切削手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版

45、 8、《機(jī)械工程師簡(jiǎn)明手冊(cè)》 河南科學(xué)技術(shù)出版社 9、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 劉建亭主編 機(jī)械工業(yè)出版社 10、《數(shù)控機(jī)床加工工藝》 華茂發(fā)主編 機(jī)械工業(yè)出版社 11、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 12、《數(shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn)》 周虹主編 人民郵電出版社 13 《數(shù)控加工工藝學(xué)》 李志華主編 北京:清華大學(xué)出版社， 14、 《金屬切削原理》 王正君 段秀梅主編 ．兵器工業(yè)出版社， 15、 《

46、機(jī)械制造基礎(chǔ)》． 李華主編 北京，機(jī)械工業(yè)出版社 16、《基礎(chǔ)夾具設(shè)計(jì)原理》 龔安定 蔡建國(guó)主編 西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) CK6140 產(chǎn)品型號(hào) 831003 共 1 頁(yè) 產(chǎn)品名稱 機(jī)床 零件名稱 撥叉 第 1 頁(yè) 材料牌號(hào) HT200 鑄 鐵 毛坯 種類 鑄 件 毛坯 尺寸 φ80 毛坯件數(shù) 1 每臺(tái) 件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 設(shè)備 工 藝 裝 備 1 銑削 1.粗銑左端面2. 精銑左端面 數(shù)控銑床車間 數(shù)控銑床

47、 平口虎鉗、高速鋼鑲嵌式端面銑刀， 游標(biāo)卡尺 2 鉆孔擴(kuò)孔倒角 1.鉆孔φ202.擴(kuò)孔至φ22倒角 數(shù)控鉆車間 數(shù)控鉆床 平口虎鉗、直柄麻花鉆，卡尺，塞規(guī) 4 拉花鍵 1. 拉花鍵 拉床車間 拉床 平口虎鉗、拉刀 5 銑削 1.粗銑溝槽 2.粗銑上平面 數(shù)控銑床車間 數(shù)控銑床 平口虎鉗、盤銑刀深度， 游標(biāo)卡尺 6 銑削 1.精銑溝槽 2.精銑上平面 數(shù)控銑床車間 數(shù)控銑床 平口虎鉗、高速鋼鑲嵌式端面銑刀， 游標(biāo)卡尺 7 打中心孔、擴(kuò)孔、攻螺紋 1.擴(kuò)孔2∮6.8、攻螺紋2M8 加工中心 加工中心 中心鉆、麻花鉆、錐絲 8

48、 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)車間 塞規(guī)，卡尺等。 附件圖紙 零件圖 毛坯圖 夾具體 裝配圖 西安工業(yè)繼續(xù)教育學(xué)院 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片 工序名稱 粗精銑端面A 工序號(hào) 1 零件名稱 拔叉 零件號(hào) 831003 零件重量 1.0Kg 同時(shí)加工數(shù)量 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量 HT200 HB170~240 鑄件 1.5Kg 設(shè) 備 夾具 輔助工具 名 稱 型 號(hào) 專用夾具 數(shù)控立式銑床 XA50

49、32 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長(zhǎng)度 mm 走刀次數(shù) 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min 1 1 1 2 粗銑端面A 精銑端面A 硬質(zhì)合金鋼端銑刀（牌號(hào)YG6） 游標(biāo)卡尺 52 52 1 1 1.3 0.7 0.159 0.63 235 300 59.03 75.36 1.36 0.273 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 共 頁(yè) 第 頁(yè) 實(shí)體裝配圖