CA6140车床拨叉831003说明书1(3)

所以实际切削速度v：v??dn1000?3.14?6.7?1600?0.56m/s

1000?60切削工时

被切削层长度l：l?42mm 刀具切入长度l1：

D6.7ctgkr?(1~2)?ctg120??1?2.89mm?3mm 22刀具切出长度l2：l2?1~4mm 取l2?2mm

l1?走刀次数为1，钻孔数为2个 机动时间tj1：tj1?L42?3?2?2??2?0.5min fn0.33?16002．攻2-M8螺纹通孔

刀具：钒钢机动丝锥

进给量f：查《机械加工工艺手册》表1.8-1得所加工螺纹孔螺距p?1.25mm,因此进给量f?1.25mm/r

切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-105，取V?0.133m/s?7.98m/min

1000V1000?7.98??317.68r/min，取n?350r/min ?d03.14?8丝锥回转转速n回：取n回?350r/min

?d0n3.14?8?350??0.15m/s 实际切削速度V?：V??10001000?60被切削层长度l：l?9.5mm

刀具切入长度l1：l1?(1~3)f?3?1.25?3.75mm

机床主轴转速n：n?刀具切出长度l2：l2机动时间tj2：

?（2~3）f?3?1.25?3.75mm，加工数为2

tj2?（l?l1?l2l?l1?l29.5?3.75?3.759.5?3.75?3.75?）?2?（?）?2?0.13min fnfn回1.5?3501.5?350?tj1?tj2?0.5?0.13?0.63min。

本工序机动时间tj：tj2.7 时间定额计算及生产安排

根据设计任务要求，该拨叉C的年产量为5000件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于21件。设每天的产量为21件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于22.8min。

参照《机械加工工艺手册》表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：

td?(tj?tf)(1?k%)?tzz/N （大量生产时tzz/N?0）

因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：

td?(tj?tf)(1?k%) 其中：

td—单件时间定额 tj—基本时间（机动时间）

tf—辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时

间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间

k—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 2.7.1 钻预制孔

加工机动时间tj：tj?0.37min

辅助时间tf：参照《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为1.55min。由于在

生产线上装卸工件时间很短，并查《机械加工工艺手册》表2.5-42，取装卸工件时间为1min。则tf?1.55?1?2.55min

k：根据《机械加工工艺手册》表2.5-43，k?12.14

单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.37?2.55)(1?12.14%)?3.27min＜22.8min

因此应布置一机床即可以完成此此工序的加工，达到生产要求。 2.7.2 拉?25H7内花键

机动时间tj：tj?0.14min

辅助时间tf：参照参考文献[3]表2.5-66，取工步辅助时间为1.4min。查《机械加工工艺手册》表2.5-67取装卸工件时间为0.5min。则

tf?1.4?0.5?1.9min

k：根据《机械加工工艺手册》表2.5-68得k?11.6 单间时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.14?1.9)(1?11.6%)?2.28min＜22.8min

因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求 2.7.3 粗、精铣18H11底槽

（1）、粗铣16槽

机动时间tj粗：tj粗?0.85min

辅助时间tf：参照《机械加工工艺手册》表2.5-45，取工步辅助时间为0.41min。查《机械加工工艺手册》表2.5-46取装卸工件时间为1min，单件加工时已包括布置、休息时间，由于此次工序中装夹了两个加工件，应乘以多件装夹系数，查该表注释得两件装夹系数为0.6，因此装卸工件时间1??1?0.6??1.6min，则

tf?0.85?1.6?2.45min。

k：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，k?13

单间时间定额td有：

td?(tj粗?tf)(1?k%)?(0.85?2.45)(1?13%)?3.73min＜22.8min

因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。 （2）、精铣18H11槽

机动时间tj精：tj精?1.52min

辅助时间tf：参照《机械加工工艺手册》表2.5-45，取工步辅助时间为0.41min。查《机械加工工艺手册》表2.5-46取装卸工件时间为1min，单件加工时已包括布置、休息时间，由于此次工序中装夹了两个加工件，应乘以多件装夹系数，查该表注释得两件装夹系数为0.6，因此装卸工件时间1??1?0.6??1.6min，则

tf?1.52?1.6?3.12min。

k：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，k?13

单间时间定额td有：

td?(tj精?tf)(1?k%)?(1.52?3.12)(1?13%)?5.24min＜22.8min

因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。 2.7.4 粗、精铣上端面

加工机动时间tj：tj?3.05min

辅助时间tf：参照《机械加工工艺手册》表2.5-45，取工步辅助时间为0.41min。查《机

械加工工艺手册》表2.5-46取装卸工件时间为1min。则：

tf?0.41?1?1.41min

k：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，k?13

单间时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(3.05?1.41)(1?13%)?5.04min＜22.8min

因此应布置一台机床即可以完成此道工序的加工，达到生产要求。 5．钻、攻2-M8螺纹孔 （1）、钻?6.7mm孔 机动时间tj：tj?0.5min

辅助时间tf：参照《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为1.55min。查《机械加工工艺手册》表2.5-42取装卸工件时间为1min。则： tf?1.55?1?2.55min

k：根据《机械加工工艺手册》表2.5-43，k?12.14

单间时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.5?2.55)(1?12.14%)?3.42min＜22.8min

因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求 （2）、攻2-M8螺纹孔

机动时间tj：tj?0.13min

辅助时间tf：参照《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为1.55min。查《机械加工工艺手册》表2.5-42取装卸工件时间为1min。则：

tf?1.55?1?2.55min

k：根据《机械加工工艺手册》表2.5-43，k?12.14

单间时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.13?2.55)(1?12.14%)?3.01min＜22.8min

因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求

3． 专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工拨叉C零件时，需要设计专用夹具。

根据任务要求中的设计内容，需要设计加工底槽夹具及钻、攻丝2-M8螺纹孔夹具各一套。其中加工底槽的夹具将用于X52K卧式镗床，刀具采用三面刃铣刀，而加工上端面上的两螺纹孔的刀具分别为麻花钻、丝锥，机床采用摇臂钻床，另一任务要求为拉?25H7花键孔的拉刀设计，详见拉刀设计说明书。 3.1 铣槽夹具设计 3.1.1 研究原始质料

利用本夹具主要用来粗、精铣底槽，该底槽侧面对花键孔的中心线要满足尺寸要求以及垂直度要求。在粗铣此底槽时，其他都是未加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 3.1.2 定位基准的选择

由零件图可知：粗铣平面对花键孔的中心线有尺寸要求及垂直度要求，其设计基准为花键孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用特制心轴找中心线，这种定位在结构上简单易操作。

采用心轴定心平面定位的方式，保证底槽加工的技术要求。同时，应加一圆柱销固定好心轴，防止心轴带动工件在X方向上的旋转自由度。 3.1.3夹具方案的设计选择

3.1.4 切削力及夹紧分析计算

刀具材料：W18Cr4V（高速钢镶齿三面刃铣刀）

?100~150 ?0?80~120 ?n?50~80 ??150~250

D?63mm Z?8 af?0.25mm/z ap?2.0mm

刀具有关几何参数：?0由《机床夹具设计手册》表1-2-9 可得铣削切削力的计算公式：

.10.72?1.10.9FC?Cpa1fDBzKP 式（2.1） pz查《机床夹具设计手册》表1?2?10得：Cp对于灰铸铁：Kp?(?510

HB0.55) 式（2.2） 190取HB?175 ， 即Kp?0.96

所以 FC?510?2.01.1?0.250.72?63?1.1?600.9?8?0.96?640.69(N)

由《金属切削刀具》表1-2可得： 垂直切削力 ：FCN?0.9FC?576.62(N)（对称铣削） 式（2.3）

背向力：FP?0.55FC?352.38(N)

根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：

WK?K?F 式（2.4）

安全系数K可按下式计算：

K?K0K1K2K3K4K5K6 式（2.5）

式中：K0~K6为各种因素的安全系数，见《机床夹具设计手册》表1?2?1可得： K?1.2?1.2?1.0?1.2?1.3?1.0?1.0?2.25

.69?2.25?1441.55(N) 式（2.6） 所以 WK?K?FC?640.72?2.25?1297.62(N) 式（2.7） WK?K?FCN?576 WK?K?FP?352.38?2.25?792.86(N) 式（2.8）

由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。

单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：

式（2.9） W0?QL??tg?1??ztg(???2)式中参数由《机床夹具设计手册》可查得：

???0 ??2?19? ?2??9?50?

其中：L?60(mm) Q?25(N)

.08(N) 螺旋夹紧力：W0?1923易得：W0?WK

经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。

3.1.5 误差分析与计算

该夹具以平面定位心轴定心，心轴定心元件中心线与底槽侧面规定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差为0

?0.11

mm。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规

定的工序公差。

?j??w??g

与机床夹具有关的加工误差?j，一般可用下式表示：

?j??W?Z??D?A??D?W??j?j??j?M 式（2.10）

由《机床夹具设计手册》可得：

⑴、平面定位心轴定心的定位误差 ：?D?W⑵、夹紧误差 ：?j?j其中接触变形位移值：

?0

?(ymax?ymin)cos? 式（2.11）

?y?(kRaZRaZ??j?jkHBN?c1)(Z)n?0.004mm 式（2.12） HB19.62l??ycos??0.0036mm

⑶、磨损造成的加工误差：?j?M通常不超过0.005mm ⑷、夹具相对刀具位置误差：?D?A取0.01mm 误差总和：?j??w?0.0522mm?0.11mm

从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。

3.1.6 夹具设计及操作的简要说明

如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。

此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，心轴采用可换的。以便随时根据情况进行调整。 3.2 钻、攻2—M8螺纹孔夹具设计 3.2.1 研究原始质料

利用本夹具主要用来钻两个?6.7mm孔并攻M8螺纹。加工时应保证螺纹孔与侧面的位置距离及螺纹孔中心线与锥孔中心线距离。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 3.2.2 定位基准的选择

由零件图可知：两螺纹孔与侧面有位置要求，在对螺纹孔进行加工前，花键孔已进行了拉削加工。因此，选底侧面定位，花键内圆孔定心限制了除在X轴的旋转自由度以外的所有自由度，从而来满足螺纹孔与端面的位置要求。 3.2.3 切削力及夹紧力的计算

镗刀材料：YT5（硬质合金镗刀）

?60? K?精?90? ???10? ?s?0? ???80?

由参考文献[16]《机床夹具设计手册》查表1?2?3可得：

0.75圆周切削分力公式：FC?902apfKP 式（2.13）

刀具的几何参数：K?粗式中 ap?1.8mm f?0.4mm/r

Kp?KmpKk?pK?opK?spKrp 式（2.14）

HBn) 取HB?175 n?0.4 150由表1?2?6可得参数：Kk?p?0.94 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0

查表1?2?4得：Kmp?(即：FC?766.15(N)

同理：径向切削分力公式 ： FP式中参数： Kk?p即：FP?530ap0.9f0.75KP 式（2.15）

?0.77 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0

?451apf0.4KP 式（2.16）

?347.71(N)

轴向切削分力公式 ： Ff式中参数： Kk?p即：Ff

?1.11 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0

?624.59(N)

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