机械制造基本工艺学专业课程设计车床拨叉设计项目说明指导书.doc

1 零件分析
1.1零件作用
拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮接合。滑套上面有凸块，滑套凸块插入齿轮凹面，把滑块与齿轮连在一起，使齿轮带动滑块，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结合与分离，达到换档目。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冲击，延长零件使用寿命。
题目给定零件是CA6140拨叉。它位于车床变速机构中，重要起换档，使主轴回转运动按照工作者规定进行工作，获得所需速度和扭矩作用。拨叉头以Ø22+0.280孔套在变速叉轴上，并用花键与变速叉轴连接，拨叉教夹在变换齿轮槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动齿轮在化简轴上滑动以变换档位，从而变化主轴转速。
该拨叉在变换档位时要承受弯曲应力及冲击载荷作用，因而该零件应有足够强度，刚度和韧性，以适应拨叉工作条件。该零件重要工作表面为叉轴孔Ø22+0.280，拨叉脚内表面及操纵槽。
宽度为18+0.0120mm槽尺寸精度规定很高，由于在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高位置精度。因此，宽度为18+0.0120mm槽和滑移齿轮配合精度规定很高。

1.2零件工艺分析
CA6140拨叉共有两组加工表面:
2.2.1以花键孔中心线为基准加工面
这一组面涉及Ø25+0.0230mm六齿矩形花键孔Ø22+0.280花键底孔两端2X150倒角和距中心线为27mm平面。
2.2.2以工件右端面为基准8+0.030 mm槽和18+0.0120mm槽
经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。
图2.1 零件尺寸图

2 选取加工办法 制定工艺路线

2.1 定位基准选取
基准选取是工艺规程设计中重要工作之一。基面选取得对的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，还会导致零件大批报废，是生产无法正常进行。
（1） 粗基准选取
对于零件而言，尽量选取不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面工件，则应以与加工表面规定相对位置精度较高不加工表面作为粗基准。并且作为粗基准表面应平整，无毛刺，飞边或其她表面缺陷。该零件属于普通轴类零件，选用拨叉头左端面及Ø40mm外圆面做粗基准。采用Ø40mm外圆面定位加工内孔可保证壁厚均匀，采用拨叉头左端面A面做粗基准加工右端面可为后续工序准备好精基准。
（2） 精基准选取
重要应当考虑基准重叠问题。依照该拨叉零件图技术规定及装配规定，选取拨叉头右端面和叉轴孔Ø220+0.28作为精基准。由于零件上诸多表面都可以用它们做基准进行加工，叉轴孔Ø220+0.28轴线使设计基准，选用其作精基准加工操纵槽上表面及下表面，以及叉脚内表面。拨叉头右端面作精基准遵循了基准重叠原则，由于该拨叉在轴向尺寸多以该端面为设计基准。

2.2 零件表面加工办法选取
（1） 工件被选为精基准右端面为未注公差尺寸，依照GB1800-79规定其公差级别按IT14表面粗糙度Ra3.2，需进行粗车和半精车。
（2） 花键底孔公差级别IT12，表面粗糙度Ra6.3，需进行钻孔和扩孔。
（3） 工件上表面B面，表面粗糙度Ra3.2，公差级别IT14，需进行粗铣和半精铣。
（4） 槽80+0.03深表面粗糙度Ra6.3，公差级别IT14，只需粗铣，槽80+0.03宽表面粗糙度Ra1.6，公差级别IT8，需进行粗铣和精铣。
（5） 槽180+0.012深表面粗糙度Ra3.2，公差级别IT14，需进行粗铣和半精铣，槽80+0.03宽表面粗糙度Ra3.2，公差级别IT6，需进行粗铣—精铣—磨削。
（6） 花键大径Ø25+0.0230公差级别IT7，表面粗糙度Ra1.6
花键宽6+0.06+0.03公差级别IT9，表面粗糙度Ra3.2
采用同心式小径定心矩形花键拉刀拉花键，并进行渗碳淬火—低温回火热解决。

2.3 制定工艺路线
方案一：
工序一：粗车和半精车A端面，钻和扩花键底孔，两端倒角150
工序二：粗铣、精铣槽B面
工序三：铣削槽80+0.03
工序四：铣削、磨槽180+0.012
工序五：拉花键
工序六：钳工
工序七：终检

方案二：
工序一：以Ø40外圆定位，粗车、半精车端面A，钻、扩花键底孔Ø220+0.28，两端倒角150
工序二： 拉花键，以A面为定位基准。
工序三：以花键孔中心线及A面为定位基准，粗铣、精铣槽B面
工序四：以花键孔中心线及A面为定位基准，铣削槽80+0.03
工序五：以花键孔中心线及A面为定位基准，铣削、磨槽180+0.012
工序六：钳工
工序七：终检

方案分析：
上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中第二、三、四道工序很难对工件进行定位和夹紧、方案二中，把花键放在第一道工序后边，这样，方案二中第三、四、五道工序很容易对工件进行定位与加快即以花键中心线和A面作为三、四、五道工序定位基准。此方案定位精度高，专用夹具构造简朴、可靠，因此采用方案二比较合理。

3 工艺设计

3.1 选取加工设备与工艺装备
（1）选取机床 依照不同工序选取机床
l 工序一是粗车和半精车，钻、扩花键孔，两端倒角。本零件外廓尺寸不大，精度规定不是很高，选用C3163—1转塔式六角车床。
l 工序二是拉花键，选用卧式拉床，依照本零件花键孔尺寸和精度规定采用卧式内拉床L6106/1。
l 工序三、四、五铣削端面，铣削槽，依照本零件尺寸和加工精度规定，采用X62W卧式铣床。
（2）选取夹具
本零件除了工序一粗车、半精车端面，钻、扩花键底孔，倒角采用三爪自定心卡盘夹具以外，其她工序采用专用夹具。
（3）选取刀具 依照不同工序选取刀具
l 在工序一中，粗车和半精车采用90度偏头端面车刀；钻、扩孔分别采用Ø20中心钻和Ø21扩孔钻；倒角采用45度偏刀。
l 在工序二中，拉花键，采用同心式小径定心矩形花键拉刀。
l 在工序三中，粗铣和精铣槽B面，采用原则镶齿圆柱铣刀。
l 在工序四中，铣削槽80+0.03，采用高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）
l 在工序五中，铣削和磨槽180+0.012，采用高速钢直齿精密级三面刃铣刀，平型砂轮GZ46KV6P350X40X127
（4）选取量具 普通状况下，尽量采用通用量具
依照零件表面精度规定，尺寸和形状特点，参照关于资料选取如下：
l 在工序一中，粗车和半精车A表面，工序尺寸19.5mm,零件尺寸18mm，钻扩孔，钻后工序尺寸Ø21+0.330，扩孔至零件尺寸Ø22+0.280，因而采用读数值0.02，测量范畴为0—125游标卡尺。
l 在工序二中，拉花键，依照花键宽6+0.06+0.03和花键大径Ø25+0.0230，采用内径千分尺，读数值0.01，测量范畴5—30mm.
l 在工序三中，粗铣和半精铣槽B面，粗铣工序尺寸29mm,半精铣后零件尺寸27mm，采用读数值0.05，测量范畴为0—125mm游标卡尺。
l 在工序四中，铣削槽80+0.03，采用读数值0.05测量范畴0—200深度游标卡尺和量块。
l 在工序五中，铣削、磨槽180+0.012，铣削工序尺寸宽17.7+0.0520深50mm，磨零件尺寸宽18+0.0120，采用读数值0.05，测量范畴0—200深度游标卡尺和量块。

3.2拟定工序尺寸
拟定工序尺寸（或工步）尺寸普通办法是：由加工表面最后工序（或工步）往前推算，最后工序（或工步）尺寸只与工序（或工步）加工余量关于。
前面已拟定各加工表面总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各加工余量，然后由后往前计算工序尺寸，中间工序尺寸公差按加 工办法精度拟定。

本零件各加工表面工序加工余量，工序尺寸公差，表面粗糙度如下：

工序一：
表5.2.1
加工表面
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度

粗车
半精车
粗车
半精车
粗车
半精车
A面
2.5
1
19
18
Ra6.3
Ra3.2

表5.2.2
加工表面
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度

粗车
半精车
粗车
半精车
粗车
半精车
Ø22+0.280孔
3
1
Ø21+0.330
Ø22+0.280
Ra12.5
Ra6.3

工序三：
表5.2.3
加工表面
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度

粗铣
半精铣
粗铣
半精铣
粗铣
半精铣
槽B面
3
1
28
27
Ra6.3
Ra3.2
工序四：
表5.2.4
加工表面
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度

铣削
铣削
铣削
槽80+0.03
宽
8
深
8
宽
10
深
19
宽
Ra1.6
深
Ra6.3

工序五：
表 5.2.5
加工表面
工序双边余量
工序尺寸及公差

表面粗糙度
铣
磨
铣
磨
铣
磨
槽18+0.0120
宽
深
宽
深
宽
深
宽
深
宽
深
宽
深
18
23
0.3
—
17.7+0.0520
50
18+0.0120
—
6.3
3.2
—
—

4 拟定切削用量及基本时间

4.1 工序一：车削A面、钻扩孔、倒角
1.加工条件
工件材料：灰口铸铁HT200，σb=145MPa，锻造。
加工规定：粗、半精铣、A面并保证18mm工序尺寸，Ra=3.2µm。
机床： 砖塔式六角卧式车床C3163—1.
刀具： 刀片材料，r =12. ao=6-8 b= -10 rE=0.5 Kr=90 n=15
2.计算切削用量
l 粗车
（1）已知长度方向加工余量为4土2.3mm。实际最大加工余量为6.3mm，故分二次加工（粗车和半精车），长度加工公差IT14级，取为-0.43（入体方向）
（2）进给量拟定，依照《机械加工工艺是手册》，当刀杆尺寸为16mmX25mm，车削深度ap≤3时，以及工件尺寸为Φ60mm（由于凸台B面存在因此取直为Φ60mm），得f=0.5—0.7mm/ｒ，按C３１６３－１　车床阐明书,取f=0.6 mm/ｒ
由于存在间歇加工因此进给量乘以K=0.75—0.85，因此实际进给量:
f = 0.6 X 0.8 = 0.48 mm/r
按C３１６３－１　车床阐明书　f＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）计算切削速度 切削速度计算公式为（寿命选T=60min，刀具材料为YG6）
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
其中：依照《机械加工工艺师手册》表27—12加工外形：外圆纵车（kr>00）、刀具材料YG6、进给量f > 0.40可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Kv：
kmv=1.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81
Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=46.9(m/min)
（4）拟定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１　车床阐明书　ｎ＝200 r／min
因此实际切削速度V=40.8m/min
（5）切削工时
由于锻造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备
Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0
l 半精车
（1） 已知粗加工余量为1mm
（2） 进给量f 依照《机械制造技术基本》表5—116表面粗糙度Ra=3.2、切削速度范畴不限、刀尖圆弧半径rE=0.5mm,可得f = 0.15—0.25
按C３１６３－１　车床阐明书　ｆ＝0.16 mm/r
计算切削速度 切削速度计算公式（寿命选为T=60min）为：
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
V = 158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=83.85(m/min)
（3） 拟定机床主轴转速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）、
按C3163－１　车床阐明书取nw=400（r/min）
实际切削速度V=57.1m/min
（4）切削工时
Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min）
由于下一道工序是钻孔，因此留下Ø20mm台阶，因此L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3. L2=0. L3=0
l 钻孔、扩孔、倒角
（1）钻孔
钻头选取：
钻头几何形状为：双锥修磨具刃，刀具材料YG8,钻头参数：
ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
依照《机械加工工艺师手册》表28—1拟定f=0.4—0.8mm
ａ、按机床进给强度决定进给量： ,当σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可拟定f=0.75。
按C3163-1　车床阐明书　　　取 f=0.62mm/n.
ｂ、决定钻头磨钝原则及寿命，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6 寿命T=45min.
ｃ、切削速度　
依照《机械加工工艺师手册》表28—2切削速度公式V=(CVd0zv/Tmapxvfyv)kv
CV=22.2 Zv=0.45 Xv=0 yv=0.3 m=0.2
拟定修正系数：KTV=1.0 KMV=1.0 KWV=0.8 Ktv=1.0 kov=1.2 klv=1.0 kapv=1.0
Ｖ=21m/min
n=1000V/D=334.4n/min 由机床技术资料得和334.4接近有280n/min和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 实际Ｖ=17 m/min
ｄ、基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
入切量及超切量查出Ψ+△=10mm
因此Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
（2）、扩孔
刀具直径do=21mm；刀具几何参数同上。
由于两孔直径相差不大，为了节约停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，因此Tm同上 Tm=0.32
倒角刀具15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度规定不高手动进给。
（3）、倒角
刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。
检查机床功率
可以查出　当σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ　ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ　
Ｖｃ≤41ｍ／min　　Ｐｃ＝3.4kw
按C３１６３－１　车床阐明书　主电机功率Ｐ＝11ｋｗ
可见Ｐｃ比Ｐ小得多因此机床功率足够所用切削用量符合规定
钻削功率检查按关于手册
当ｄｏ＝21 ｍｍ　ｆ＝0.64 ｍｍ
查得转矩Ｍ＝61.8　N.M
功率公式:
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１　车床阐明书　主电机功率Ｐ＝11ｋｗ
可见ＰC比Ｐ小得多，因此机床功率足够，所用切削用量符合要

4.2 工序二：拉花键孔
单面齿升：依照关于手册，拟定拉花键孔时花键拉刀单面齿
为0.06mm
拉削速度： 依照《机械加工工艺师手册》表32—1 灰铸铁硬度不不大于180HBS，拉刀速度分组：二，花键孔表面粗糙度为1.6，拉削速度范畴：4.5—3.5
v=0.06m/s(3.6m/min)
拉削进给量： 依照《机械加工工艺师手册》表32—3，拉刀型式矩形齿花键拉刀，灰铸铁 f=0.04—0.1
切削工时 未知拉刀长度公式： t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 单面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
L 拉削表面长度，80mm；
η 考虑校准某些长度系数，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 拉刀同步工作齿数，Z=l/p；
P 拉刀齿距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同步工作齿数z=l/p=80/12≈7
∴其本工时 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)

4.3 工序三：粗铣，半精铣B面
加工规定：粗铣B面，半精铣B面，Ra=3.2ｕｍ。
用原则镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm
机床 ：X62W
加工工件尺寸：宽度：40mm 长度：28mm
1. 粗铣
1) 选取刀具
依照《机械加工工艺师手册》铣削宽度ae≤5mm时。直径为do=50mm　故齿数Ｚ＝８，由于采用原则镶齿圆柱铣刀
铣刀几何参数 rn=10°ao=16°
2) 切削用量 本道工步切削宽度ac＝3±0.8ｍｍ，依照《机械加工工艺师手册》表30—13，铣床功率5—10KW，工艺系统刚度为 中，镶齿铣刀，加工材料为灰铸铁，可选取粗铣时每齿进给量af=0.2—0.3mm/z
3) 选取刀具磨钝原则及刀具寿命。依照《切削用量简要手册》表3.7、铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm，刀具寿命 T=120min
4) 拟定切削速度
VcZ=8，aP=40-70mm，ac=3±0.8ｍｍ，fz=f/z=0.07501mm/z
Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 依照X62W型铣床阐明书选n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min
选Vf=80mm/min 实际fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5) 机床功率： 当Vc=71m/min ae=3mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw
切削功率修正系数：
故Pct＜0.8,
依照X62W型铣床阐明书，机床主轴容许功率为
Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因而所决定切削用量可以采用。 ae=3mm Vf=80m/min=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mm/z
6) 基本工时
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm
2. 半精铣
1）选取刀具
刀具与上道工步是同一把刀。
2）切削用量
留半精铣加工余量为1，因此本道工步切削宽度ae＝1mm，由于加工表面精度规定Ra=3.2 um.依照《机械加工工艺师手册》表30—13得每转进给量ｆ＝0.5～1.2mm/r就能满足规定，但考虑到X62W功率为7.5kw，机床为中档系统刚度和X62W铣床阐明书 因此每转进给量ｆ＝0.6mm/r
3）决定切削速度Vc、可依照《切削用量简要手册》表3.9拟定
ac=0.2mm，Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min依照X62W型铣床阐明书选n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工时基本工时依照 《切削用量简要手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm

4.4 工序四： 铣削8+0.030mm槽
加工工件尺寸：8+0.030mm ，长度L=40mm
加工规定：高速钢直齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8 用乳化液冷却
机床：X62W
1) 选取刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。因此铣刀精度为精密级K8
铣刀参数：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
2) 选取切削量
由于槽深度为8mm，故一次走完，ae=8mm ap=8mm
由《切削用量简要手册》表3.3 拟定f=0.15-0.3mm/r 现取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z
3) 选取铣刀磨钝原则及刀具寿命：依照《切削用量简要手册》表3.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8拟定刀具寿命：T=100min其中
4) 决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简要手册》3.27公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min
n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min
依照X62W型铣床阐明书选nc=375r/min
实际速度Vc=donc/1000=74.2m/min
选Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 依照X62W型铣床阐明书选选Vf=110mm/min
fzc=110/375×16=0.018mm/z
5) 机床功率：依照《切削用量简要手册》表3.28 公式
圆周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94
由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28
Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N
M=FCdo/2×103=15.9N•M
Pc=FcVc/1000=1.18km 依照X62W型铣床阐明书，功率足够。
6) 基本工时基本工时依照 《切削用量简要手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm

4.5 工序五： 铣宽为180+0.12mm槽
加工规定：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽180+0.12mm，长L=40mm，加工余量23mm
由于此工步设计尺寸精度规定很高，用铣削加工很难达到尺寸精度规定，所觉得了留给下一道公序磨削加工余量，因此分两步走，ae=23，ap=10mm，
1) 选取刀具
铣刀参数：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2) 选取铣削用量
由于槽宽度为18mm，故二次走完，ae=23mm ap=10mm
由《切削用量简要手册》表3.3 拟定f=0.5mm/r 现取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z
3）选取铣刀磨钝原则及刀具寿命：依照《切削用量简要手册》表3.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8拟定刀具寿命：T=100min其中
4）拟定切削速度Vc和每齿进给量：决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简要手册》3.27公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min
n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
依照X62W型铣床阐明书选nc=300r/min
实际速度Vc=donc/1000=94.2m/min
选Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 依照X62W型铣床阐明书选选Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工时基本工时依照 《切削用量简要手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)•i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走两次)

4.6 工序六： 磨18mm槽
保证尺寸18mm
1) 选取砂轮。
见《切削手册》第三章中磨料选取各表，成果为
GZ46KV6P350×40×127其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，因此选用为粒度为46#，硬度为软2级。 平型砂轮，其尺寸为16×6×40（D×d×H）。
2) 切削用量选取。砂轮转速n砂=3000r/min(见机床阐明书)，
v砂=2.5m/s
进给量f=50mm/min 双单行程 fr=0.015mm
3) 切削工时。当加工1个表面时
Tm=(L+y+△)••i K/50=3.1min
最后，将以上各个工序切削用、工时定额计算成果，连同其他加工数据，一起填入机械加工工艺卡片中，见附后表。

5 夹具设计

5.1 任务提出
为了提高劳动生产率，保证加工质量，减少劳动成本，需要设计专用夹具。B本次设计工序是加工47x40端面，本夹具将用于立式铣床，刀具为高速端铣刀。
5.2定位方案及定位装置设计计算
加工75x40端面，在给定零件中，对本步加工位置公差并未提出详细规定，但也要保证一定同轴度误差使壁厚均匀。因而，本步重点应在卡紧以便与迅速性上。未标注公差以为IT12精度，故Ø40外圆直径公差T=0.25mm.
（1）定位方案拟定：
1． 判断应当限制自由度
依照工序简图所示坐标系及加工规定，应限制工件四个自由度，分别为y轴旋转、位移和z轴旋转、位移。X轴方向上转动及移动及自由度不予限制。
2． 选取定位基准
定位基准应以Ø40外圆为基准，与工序基准重叠。
3． 选取或设计定位元件
定位简图：

（2）定位元件及装置设计
对于定位元件，由于定位基准为外圆，故选取长V型块作为定位元 件。
至于使用V型块个数，应使用2个V型块进行定位。一种位固定长V型块，它重要限制了y轴旋转、位移和z轴旋转、位移四个自由度，保证了孔尺寸精度，另一块为滑动长V型块，防止过定位形成。
详细示意图如下图所示：

（3）定位误差分析计算
一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据位置不完全一致，因而使加工后，各工件加工尺寸不一致，而形成误差，即工件定位时导致加工表面相对工序基准误差。
形成因素有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重叠而导致。二是定位基准与限位基准不重叠而导致。
依照零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm， ，。
已知孔形状公差为0.28，依照经验公式，易知此成果符合。

5.3 夹紧方案及装置设计计算
（1）夹紧方案拟定
本夹具采用右端面支承定位及固定V型块定位，螺旋夹紧机构推动活动V型块夹紧

（2）夹紧力大小分析计算
1． 拟定夹紧力作用方向和作用点

2．估算夹紧力大小

1） 计算切削力
，由金属切削原理及刀具P120查得：材料HT200，刀具为高速钢时
，把数据代入公式可得：
Ff = 3360 N
,由金属切削原理及刀具P120查得：材料HT200，刀具为高速钢时，

把数据代入公式可得：

2）估算夹紧力
由扭矩M=33 可得，F=412.5N，由机械制造工艺学P276表6-2可知 故 FN=2063.5N ，则 Fj=2916N
实际夹紧力
其中安全系数
由《机械工艺手册》查得：
基本安全系数
加工性能为粗加工
刀具为高速钢麻花钻，刀具材料为HT200
切削性能为持续切削
夹紧方式为手动夹紧
夹紧时手柄位置操作以便
工件与支撑面接触点拟定
，
对于螺旋夹紧机构，由《金属切削机床夹具设计手册》P485可查得，螺旋夹紧机构所需夹紧转矩计算公式为：
式中T为应加在螺旋夹紧机构上夹紧转矩，Q为夹紧力，r为螺纹平均半径，为螺纹升角，本装置中迅速螺旋夹紧机构螺纹升角为4.5度，摩擦角普通取10度，f1为支撑表面摩擦系数，为计算力臂，由于支承钉与活动V型块为点接触。故为0，通过计算可得：

故工人所施加力
普通工人所能扳动力为300N，手柄长为150mm，故工人所能施加转矩为，故此装置设计合理。力矩施加示意图如下图示：

（3）夹紧机构及装置设计
本夹具采用固定V型块定位，螺旋夹紧机构推动活动V型块夹紧.

5.4 夹具操作及维护简要阐明
本夹具用在立式铣床铣47x40端面，工件以Ф40外圆为定位基准，在底面支撑板，固定V型块及活动V型块共同作用下实现完全定位。夹紧时，旋动右侧螺旋夹紧装置推动活动v型块即可夹紧工件。
结 论

本次设计已经接近尾声，回顾整个过程，我在教师指引下，获得了可喜成绩，这次设计使理论与实践更加接近，加深了理论知识理解，强化了生产实习中感性结识。
这次设计重要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段咱们运用了基准选取、切削用量选取计算、机床选用、时间定额计算等方面知识；夹具设计阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件构造设计等方面知识。
通过本次设计，使咱们基本掌握了零件加工过程分析、工艺文献编制、专用夹具设计办法和环节等。学会了查有关手册、选取使用工艺装备等等。
总来说，这次设计，使咱们在基本理论综合运用及对的解决实际问题等方面得到了一次较好训练。提高了咱们思考、解决问题创新设计能力，为后来设计工作打下了较好基本。
由于能力所限，设计中尚有许多局限性之处，恳请各位教师、同窗们批评指正！

参照文献

书 名
出 处
作 者
《机床夹具图册》
机械工业出版社
孙巳德
《机械制造工艺学课程设计指引书》
哈尔滨工业大学
赵家齐
《机械加工工艺师手册》
机械工业出版社
杨叔子
《切削用量简要手册》
机械工业出版社
艾兴 肖诗纲
《机械制造工艺设计简要手册》
哈尔滨工业大学
李益民
《机械制造工艺学》
清华大学
王先逵
《机床夹具设计》
国防工业出版社
林文焕 陈本通

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