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0 XX 大學 課 程 設 計 論 文 06 支撐套筒工藝規(guī)程及銑 P 面工序夾具 設計 所 在 學 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指 導 老 師 年 月 日 I 摘 要 本文是對支撐套筒零件加工應用及加工的工藝性分析，本課題主要是在支撐套筒 零件加工過程的基礎上進行的專用夾具設計。主要加工部位是平面和孔。在一般情況 下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔?？?加工平面分明顯的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。通過底面作一個良好的基礎 過程的基礎。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個，然后進行平面和孔定位技 術支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在平面和孔的加工工藝及其他孔過程。 整個過程是一個組合的選擇工具。專用夾具夾具的選擇，有自鎖機構，因此，對于大 批量，設計夾具會產(chǎn)生更高的生產(chǎn)力，提高生產(chǎn)效率，滿足設計要求。 關鍵詞：支撐套筒，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 II 目 錄 摘 要 .....................................................................................................................................I 第 1 章 緒論...........................................................................................................................1 1.1 課題主要研究內容 .......................................................................................................1 1.2 研究方法和手段 ...........................................................................................................1 1.3 研究目標 .......................................................................................................................1 1.4 方案可行性分析 ...........................................................................................................1 第 2 章 零件的分析...............................................................................................................2 2.1 零件的作用 ..................................................................................................................2 2.2 零件的工藝分析 ..........................................................................................................2 第 3 章 支撐套筒零件的加工工藝規(guī)程設計.......................................................................4 3.1 毛坯的選擇及鑄造方法 ...............................................................................................4 3.2 基準的選擇 ...................................................................................................................4 3.2.1 粗基準的選擇..................................................................................................4 3.2.2 精基準的選擇..................................................................................................5 3.4 支撐套筒加工主要工序安排 ......................................................................................5 3.5 機床、刀具、量具的確定 ..........................................................................................7 3.5.1 機床選用.........................................................................................................7 3.5.2 選擇刀具.........................................................................................................7 3.5.3 選擇量具.........................................................................................................7 3.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........................................................7 3.7 確定切削用量及基本工時（機動時間） ...................................................................8 第 4 章 銑 P 面夾具設計 ....................................................................................................19 4.1 研究原始質料 .............................................................................................................19 4.2 定位基準的選擇 .........................................................................................................19 4.3 切削力及夾緊分析計算 ............................................................................................19 4.4 誤差分析與計算 ........................................................................................................21 4.5 零、部件的設計與選用 ............................................................................................22 4.6 夾具設計及操作的簡要說明 ....................................................................................23 總 結...............................................................................................................................25 致 謝.................................................................................................................................26 參 考 文 獻.........................................................................................................................28 1 第 1 章 緒論 1.1 課題主要研究內容 支撐套筒零件的分析包括：零件用途、安裝使用、零件圖的加工工藝、材料毛坯 以及技術要求等的分析。確定加工方法，填寫加工工藝過程。 1、依據(jù)國家有關標準，支撐套筒 型式與尺寸，支撐套筒 技術條件等，根據(jù)需要 標注支撐套筒裝配圖的尺寸公差、形位公差等； 2、根據(jù)支撐套筒的裝配圖，畫出支撐套筒的零件圖。根據(jù)需要標注零件表面的尺 寸公差、形位公差和粗糙度等； 3、綜合運用所學知識，參考有關資料，按大批生產(chǎn)，安排產(chǎn)品的加工工藝；設計 加工夾具。 1.2 研究方法和手段 （1）調研、消化原始資料； 收集整理有關機械零件設計、裝配工藝、機械加工工藝、制造技術等有關資料， 供設計時使用；消化零件制件圖，了解零件的用途，分析零件的工藝性、尺寸精度等 技術要求；分析工藝資料，了解所用材料性能、零件特性以及工藝參數(shù)。 （2）完成支撐套筒的零件圖及裝配圖； （3）確定工藝方案，制定加工工藝文件； （4）設計加工夾具； （5）完成零件圖裝配圖的制作。 1.3 研究目標 通過課題的設計鍛煉和培養(yǎng)自己的工藝文件的編制能力，熟悉常用材料的使用性 能，正確選用材料；掌握夾具設計的基本方法和機械零部件設計的基本程序和方法； 掌握機械加工工藝的制定過程，對一般的制造過程和方法有初步的了解，了解常用的 零部件設計軟件，并能熟練運用二維及三維軟件進行設計。定的機械加工工藝所加工 的產(chǎn)品能達到圖紙的各項技術要求。使自己在大學四年所學的知識得到全面總結和鞏 固，對以前所學的知識得以溫故而知新，更好的掌握學過的知識，為將來的工作奠定 一個良好基礎。 1.4 方案可行性分析 1）查閱相關文獻，搜集有關資料。 2）了解支撐套筒的結構以及工作原理的了解，并了解夾具的結構； 2 3) 通過老師指導,同學討論確定方案。 4）根據(jù)國家有關標準，設計產(chǎn)品. 3 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的作用 題目給出的零件是支撐套筒。支撐套筒的主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之 間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此支撐套筒零件的加工質量，不但直 接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 2.2 零件的工藝分析 由支撐套筒零件圖可知。支撐套筒是一個支撐套筒零件，它的外表面上有 4 個平 面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因 此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以 60 外圓及其附屬端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括： 60 外圓及其附屬端面加工；其中表面粗糙度要求為 ，mRa6.1 （2）以 40、35H7、36H7 內孔孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表 面包括：2 個前后端面。 （3）以 P 面為主要加工平面的加工面。 主要有以下加工部位： 粗車 60 外圓及其附屬端面 半精車 60 外圓及其附屬端面 精車 60 外圓及其端面及倒角 1.5X45 度 4 車 4X0.5 的退刀槽，車 4X2.4 的退刀槽， 粗銑、半精銑尺寸 297.5 的左側 P 端面 精銑尺寸 297.5 的左側端面 粗鏜、半精鏜 40、35H7、36H7 內孔 精鏜 40、35H7、36H7 內孔 鉆孔 4-M10 螺紋底孔 4-8 攻絲 4-M10 鉆 4- 13.5 沉頭孔 4-20 銑 K 向 20X50 鍵槽孔 5 第 3 章 支撐套筒零件的加工工藝規(guī)程設計 3.1 毛坯的選擇及鑄造方法 選擇毛坯時候應該考慮一下幾點因素： (1)零件的力學性能要求：相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力學性能有所 不同。離心澆注的鑄件、壓力澆注的鑄件、金屬型澆注的鑄件、砂型澆筑的鑄件，其 力學性能一次遞減。 (2)零件的結構形狀和外廓尺寸：直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料，相差較大時 宜采用鍛件；形狀復雜、力學性能要求不高可采用鑄鋼件，形狀復雜和薄壁的毛坯不 宜采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯不宜采用模鍛、壓鑄和精鑄，多采用砂型鑄造和 自由鍛造；外形復雜的小零件宜采用精密鍛造方法，以避免機械加工。 (3)生產(chǎn)綱領和批量：生產(chǎn)綱領大時宜采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，生 產(chǎn)綱領小時宜采用設備投資小的毛坯制造方法。 (4)現(xiàn)場生產(chǎn)條件要求：現(xiàn)場生產(chǎn)條件和發(fā)展應經(jīng)過技術經(jīng)濟分析和論證。 經(jīng)過分析考慮，零件材料選取 HT200，由于零件結構一般，生產(chǎn)類型為中、小批 生產(chǎn)，在機床運行過程中所受沖擊不大，力學性能要求不高，考慮零件在機床運行過 程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，零件屬于中批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大， 根據(jù)參考文獻8 中表 3-1 選擇金屬型澆注鑄件毛坯。查機械制造工藝設計簡明手冊 第 41 頁表 2.2-5，選用鑄件尺寸公差等級為 9 級.這對提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質量有幫 助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。 3.2 基準的選擇 定位選擇是工藝規(guī)程設計中重要的工作之一，定位選擇的正確與合理可以使加工 質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會 造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 3.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的 位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。 (1)加工支撐套筒上蓋時應選擇上蓋螺栓孔的上表面為粗基準，加工上蓋分合面。 我選擇粗基準的根據(jù)如下：選擇上蓋螺栓孔的上表面為基準，能保證支撐套筒上蓋其 他表面加工余量小二均勻，符合選擇重要表面為粗基準的原則；支撐套筒上蓋只有螺 6 栓孔上表面不需要進行加工，符合選擇不加工表面為粗基準的原則；制造毛坯的時候 上表面的加工余量留的最少，符合選擇加工余量量最小的表面為粗基準的原則；上表 面能滿足方便定位、加緊的需求，符合選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗 基準的原則；螺栓孔上表面只用一次，加工出精基準面就不需要使用，符合粗基準在 同一尺寸方向上只能使用一次的原則。 (2)按照粗基準的選擇原則，同理我們可以選擇出支撐套筒底座的底孔的上表面為 粗基準，加工底座的底面。 3.2.2 精基準的選擇 精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便、夾具結構簡單。 (1)選擇上蓋的分合面為精基準，加工上蓋端面和油杯螺紋孔的上表面。我選擇精 基準的根據(jù)如下：精基準的以“基準重合” 、 “基準統(tǒng)一” 、 “自為基準” 、 “互為基準” 為選擇原則，并且需要保證工件定位精準、加緊可靠、操作方便。選擇上蓋的分合面 為精基準可以簡化操作，能夠準確定位，加緊可靠，滿足加工表面對設計基準的相對 位置精度要求，方便加工其他表面。 (2)按照精基準的選擇原則，選擇支撐套筒底座的底面為精基準，加工底座的端面 及內孔分合面。 (3)按照精基準的選擇原則，選擇支撐套筒的底面與為精基準，加工支撐套筒的內 孔。 3.4 支撐套筒加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。支撐套筒加工的第一 個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工 序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到支撐套筒加工完成為止， 除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工 序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔 系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對 于支撐套筒，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加 工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的 工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易 保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可 7 以安排在粗、精加工階段中分散進行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及c908 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、 鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將支撐套筒加工mg20 工藝路線安排如下： 8 “支撐套筒”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170241， 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 （1）P 面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照機械加工工藝手冊第 1 卷表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.372 現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m0.3 m2.0 工序號 工序名稱 工 序 內 容 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效處理 30 粗車 粗車 60外圓及其附屬端面 40 半精車 半精車 60外圓及其附屬端面 50 精車 精車 60外圓及其端面及倒角 1.5X45 度 60 車 車 4X0.5 的退刀槽，車 4X2.4 的退刀槽， 70 粗銑、半精銑 粗銑、半精銑尺寸 297.5 的左側 P 端面 80 精銑 精銑尺寸 297.5 的左側端面 90 粗鏜、半精鏜 粗鏜、半精鏜 40、35H7、36H7 內孔 100 精鏜 精鏜 40、35H7、36H7 內孔 110 鉆孔攻絲 鉆孔 4-M10 螺紋底孔 4-8 120 攻絲 攻絲 4-M10 130 鉆孔 鉆 4-13.5沉頭孔 4-20 140 銑鍵槽 銑 K 向 20X50 鍵槽孔 150 終檢 終檢 160 入庫 清洗入庫 9 精銑：參照機械加工工藝手冊表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。m5.1 （2）孔 毛坯為實心，不沖孔。參照機械加工工藝手冊表 2.3.71，現(xiàn)確定其工序尺寸及 加工余量為：毛坯為實心 鑄件尺寸公差等級選用 CT7。再查表 2.3.9 可得鑄件尺寸公差為 。m6.1 3.5 機床、刀具、量具的確定 3.5.1 機床選用 .是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用 臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常 用的 CA6140 型臥式車床。參考根據(jù)機械制造設計工工藝簡明手冊 表.- 。 .工序是鉆孔，選用 Z525 鉆床。 3.5.2 選擇刀具 .在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬 質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加 工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 .鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考機械加工工藝手冊 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷 表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。 3.5.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按 計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種 方法即可。 3.6 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤” 零件材料為 HT200，查機械加工工藝手冊 （以后簡稱工藝手冊 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度 HB 為 143269，表 2.2-23 灰鑄鐵 的物理性能，HT200 密度 =7.27.3（ ） ，計算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg 表 3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質 10 同類零件的年產(chǎn)量 件 生產(chǎn)類別 重型（零件重 2000kg） 中型 （零件重 1002000kg） 輕型 （零件重 <100kg） 單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產(chǎn) 5100 10200 100500 中批生產(chǎn) 100300 200500 5005000 大批生產(chǎn) 3001000 5005000 500050000 大量生產(chǎn) 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于 3050，毛坯重量 2 120250 6.04.0 頂、側面底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 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械加工余量、工序尺寸 及毛坯尺寸。 11 3.7 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 30：粗車 60 外圓及其附屬端面切削用量 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.1，由于 CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHBm2516 片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09 vK01s0sr8. .確定切削深度 pa 由于單邊余量為 3，可在一次走刀內完成，故 =3mm （3-1）p .確定進給量 f 根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時，m1625pam410 進給量 =0.51.0fr 按 CA6140 機床進給量（表 4.29）在機械制造工藝設計手冊 可知： =0.7fr 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1 30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當強度在 174207 時， ， ， =HBSp4f75.0rmrK 時，徑向進給力： =950 。045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實際f roFfKsFfkrFfK 進給力為： =950 =1111.5 （3-2）fF17. 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0 .選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1 壽命 = 。Tmin60 12 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 2002196YG 的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4fr75.0Vmin3 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （3-3） 00.184.920.1 in = = =120 （3-4）nD c112748mir 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 =1250inr 這時實際切削速度 為：cV = = （3-5）c10 cDn01257min .校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由切削用量簡明使用手冊表 1.25， = ， ，HBS160245pam3f ，切削速度 時，rm75.0min50V =CPKW7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krPcPcrK0 =1.7 =1.2 （3-6）C3.0 根據(jù)表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故nmi125r EPKW9.5CEP 所選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75 ， = ， = = ， =pafr7.0ni125rsr08.Vmin0 . 計算基本工時 （3-7）nf lt 式中 = + + ， = m127Llyl 13 由切削用量簡明使用手冊表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則m1 = + =L127m8 = = （3-8）t7.0125 8min46 工序 40 半精車 60 外圓及其附屬端面 1) 切削深度，單邊余量 Z=3mm,分二次切除。 2) 進給量，根據(jù)機械加工工藝手冊取 f=0.9mm/r 3)計算切削速度 132m/min vyxpmckfaTCvv 4)確定機床主軸轉速 ns= = 420r/minWd 10cx1032 按機床說明書(見工藝手冊表 4.2-8)與 420r/min 相近的機床轉速為 480r/min。現(xiàn)選取 480r/min 所以實際切削速度 = =cv10 sdnmin/15048 5) 檢驗機床功率主切削力 按切削手冊表 1.29 所示公式計算cF cFc FcFcnyxpkvfaC 其中 2985， 1.0， 0.65， -0.15，cFycFn = = =0.63 =0.61Mpk Fnb)650(65.0)( kr =2985 1.0 0.5 150 0.63 0.89=1122.4(N)c65.015.0 切削時消耗功率 2.81(KW)cP4x vc42x 由實用機械加工工藝手冊表 7-4 中 CA6140 機床說明書可知，CA6140 主 電機功率為 7.5kw.轉速為 480r/min 時主軸傳遞的最大功率為 4.5kw.所以機床功率足夠， 可以正常加工。 6) 校驗機床進給系統(tǒng)強度已知主切削力 1122.4N. 徑向切削力 按切削手冊cFpF 表 1.29 所示公式計算 pFp FppncyxkvfaC 其中 1940， 0.9， 0.6， -0.3，pFCpppF 14 = = =0.59 =0.5Mpk Fnb)650(85.0)2( kr 所以 =1940 1.5 0.5 150 0.59 0.5=203(N)c9.06.3.0 而軸向切削力 f f fFffFf ncyxpkvaC 其中 2880， 1.0， 0.5， -0.4，fFCf f f = = =0.34 =1.17Mk nb)650(0.1)2( k 軸向切削力 =2880 1.5 0.5 150 0.34 1.17=442(N)f5.04.0 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) =0.1,則切削羅在縱向進給方向對進給機 構的作用力為 F= +( + )=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5NfFcp 而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為 3530N(見切削手冊表 1.30)故 機床進給系統(tǒng)可正常工作。 7)切削工時：t= 其中 l=10mm =4mm =2mmfn lw211l1l 所以 t= 0.1min0.948 工序 50 精車 60 外圓及其端面及倒角 1.5X45 度 1) 切削深度。單邊余量 Z=3mm.分 1 次切除 2) 進給量根據(jù)機械加工工藝手冊取 f=0.9mm/r 3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv 其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見切削手冊表 1.28,vCvv vk 即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 Mvkskkr Bv 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=126m/min vc 35.015.02. 946 4) 確定機的主軸轉速 ns= = 378r/minWd 10cv1062 按機床說明書(見工藝手冊表 4.2-8),與 378r/min 相近的機床轉速為 400r/min。 15 現(xiàn)選取 =400r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10 sdnmin/13046 5) 切削工時，按 工藝手冊 表 6.2-1。 t = i ;其中 l=30mm t =mf lw21m i= 15=0.83(min)fn lw210.94 工序 70：粗銑、半精銑尺寸 297.5 的左側 P 端面。 機床：銑床 X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT0Dm5Z 此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ： =3mmpa2.m 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.473，取 ：根據(jù)參考文獻3表fa 0.15/famZ 2.481，取銑削速度 2.8/Vms 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻3表 2.473，取 根據(jù)參考文獻3f f/8. 表 2.481，取銑削速度 .47/s 機床主軸轉速 ：n102.601.9/min314Vnrd 按照參考文獻3表 3.174，取 475 實際銑削速度 ：v 3.140752.9/06dnv s 進給量 ： fV184607.12/ffaZnms 工作臺每分進給量 ： m./45infV ：根據(jù)參考文獻3 表 2.481,取aa 16 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14lm68l 刀具切入長度 ：1 210.5()(3lDa60)12 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 1jt 12420.36min7.5jmlf 機動時間 ： 1jt1268.19i.jlf 所以該工序總機動時間 105injjtt 工序 80：精銑尺寸 297.5 的左側端面 機床：銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10mdw4014Z （1）粗銑 銑削深度 ：pam3 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取f Zmaf/25.0 銑削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取V sV/4 機床主軸轉速 ： ，取n in/1940.3610rdV in/20r 實際銑削速度 ： smn/.20 進給量 ：fVZaff 67.10/1425. 工作臺每分進給量 ：m in/2.sVf ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.81,a a4 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長度 ：1D2)((5.0 2 17 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：1jt min5.02.743121mjfl （2）精銑 銑削深度 ：pa 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取f Zmaf/15.0 銑削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取V sV/6 機床主軸轉速 ： ，取n in/28401.360rdV in/30r 實際銑削速度 ： smn/.0 進給量 ：fVZaff 5.106/3145. 工作臺每分進給量 ： m in/3.sVf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll 刀具切入長度 ：精銑時1 mDl401 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt in18.63024121mjfl 本工序機動時間mi7..521jjjtt 工序 90：粗鏜、半精鏜 40、35H7、36H7 內孔 所選用刀具為硬質合金（鎢鈷類） ，圓形鏜刀。6YG .確定切削深度 pa = =p2 5m. .確定進給量 f 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 1.5 可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑 ，m20pa ，鏜刀伸出長度為 時：m3125 18 =0.150.40frm 按 CA6140 機床的進給量（表 4.29） ，選擇， =0.25fr .確定切削速度 V = （3-9 ） VyvxpmKfaTC 式中 = ， =0.2， =0.20， = ， =0.15Cv8.19vin60 x （3-10） 5.89.25.0.60819.2. V =37 min = = （3-11）nD 1974.3i12r 按 CA6140 機床的轉速，選擇 =160 =2.6inrsr .計算基本工時 選鏜刀的主偏角 = ，則 = ， ， ， ，rK0451Lm5.369mL4203 ， ， ，則：rmf25.0sn26.i = =117 iLT.20 49s 工序 100：精鏜 40、35H7、36H7 內孔 所選用的刀具為 YG6X 硬質合金圓形鏜刀，主偏角為 K =45 ，直徑為 16mm 的V0 圓形鏜刀，其耐用度為 。60Tmin .確定切削深度 a p25. .根據(jù)表 1.5 ，當半精鏜鑄料，鏜刀直徑為 ，a ，鏜刀伸出長度* m16p2 時，進給量為： 。m80rf1.0 .確定切削速度 按表 1.27 的計算公式確定* V = （3- 16） vyxpKfaTCM 19 式中 C =189.8 m = 0.2 X =0.15 Y =0.20 v vvmin60T V=124.6 in 選擇 C6140 機床轉速：n= n =1200 =20inrsr 實際切削速度為： v = 2.08 sm 工序 110：鉆孔 4-M10 螺紋底孔 4-8 機床：鉆床 Z525 刀具：麻花鉆切削深度 ：pam4 進給量 ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.39，取f rmf/25.0 切削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4.41，取V sV43 機床主軸轉速 ： ，取n in/967814.3001rdV in/80r 實際切削速度 ： smn/3.0 被切削層長度 ：lm2 刀具切入長度 ：1l ctgctgkDr 5.42105.8)21( 刀具切出長度 ：20 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt min12.0825.41fnlj 工序 120：攻絲 4-M10 機床：Z525 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量f mp5.1rmf/5.1 切削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4.105，取Vin/8./14.0sm i130496.210 20 機床主軸轉速 ： ，取n min/283104.310rdV in/250r 絲錐回轉轉速 ：取0in/25rn 實際切削速度 ： V s/3.60125.0 被切削層長度 ：lm51 刀具切入長度 ： mf5.43)( 刀具切出長度 ： （盲孔）2l0 機動時間 ：1jt min1.025.1405.02121 fnlflj 工序 130：鉆 4-13.5 沉頭孔 4-20 鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 機械加工 工藝手冊第 2 卷。 根據(jù)機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進給m 量為 0.200.35 。rm 則取 rf30. 確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） min0kfaTdcvvyxpmzv 查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8myxzvvvv min 則 = =1.65.0125.0 2.337in 所以 = =72n4. 6ir 選取 mi120 所以實際切削速度為 =2.64 7.3vin 確定切削時間（一個孔） =t s20.8 21 工序 140 銑 K 向 20X50 鍵槽孔 由機械加工工藝手冊 ，選取進給量 fz=0.12mm/r 背吃刀量 ap=5mm 切削速度 Vc=90m/min 則 n=1000Vc/d=955.4r/min Vf=nfz=114.6mm/r 由 機 械 制 造 技 術 基 礎 功 率 Pm=KcapfVc/60000=230550.1290/60000=2.07Kw 由于機床說明書 查得 Pc=4.5 Kw，效率為 =0.8，機床功率 PcPm，所以機床功率足夠， 實際取值為 Vc= 89m/min，n=945r/min，縱向 Vf=105mm/r,橫向 Vf=100 mm/r 精銑： 由機械加工工藝手冊 ，選取進給量 fz=0.10mm/r 背吃刀量 ap=2mm 切 削 速 度 Vc=150m/min n=1000Vc/d=1194.2r/min Vf=nfz=119.4mm/r 功 率 Pm=KcapfVc/60000=230520.10150/60000=1.15Kw 由 于機床說明 書查得 Pc=4.5 Kw，效率為 =0.8，機床功率 PcPm，所以機床功率足夠， 實際取值為 Vc=153.8m/min，n=1225r/min 縱向 Vf=125mm/r,橫向 Vf=130mm/r. 22 第 4 章 銑 P 面夾具設計 4.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來粗、精銑 P 面面，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在 銑此面時，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動 生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.2 定位基準的選擇 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定 位，可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動 V 型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制 的自由度有 3 個，一個固定 V 型塊限制兩個自由度，一個滑動 V 型塊限制限制一個自 由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個 自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了 z 軸的移動，z 軸的旋轉，y 軸的旋轉 三個移動自由度。一個固定 V 型塊限制了 y 軸的移動，x 軸的移動，一個滑動 V 型塊限 制了 z 軸的旋轉，這樣 6 個自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 4.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 015001頂 刃 0n側 刃 6015 30rK40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2 由參考文獻55 表 129 可得銑削切削力的計算公式： 0.98.0.135pzFafBzn 有： 0.9.8.1.10.12054836.2()N 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬 間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù) 作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算： 23 6543210KK 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻 5121 可知其公式參數(shù)：6 123456.,.0,1.,3 由此可得： ..0.31.056K 所以 8415()WFN 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定 選用手動螺旋夾緊機構。 選用夾緊螺釘夾緊機 由 FKfN21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01f F= +G G 為工件自重zP Nf4.321 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為 6.8 級 MPaB06MPaBs4801 螺釘疲勞極限： B9263.2.1 極限應力幅： akma7.51li 許用應力幅： MPSa3.li 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s s=2.54 取s=4 得 Pa120 滿足要求8.24cHdF MaNc153. 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊 24 力 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定 選用手動螺旋夾緊機構。 4.4 誤差分析與計算 該夾具以一面兩 V 形塊定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和 等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj 與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻5可得： 兩 V 型塊定位誤差 ： 11minDWd 1 2min2i. dJWarctgL 其中： ，10.52D20D ，d.3d ， minmin4 夾緊誤差 ： cos)(inaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj5. 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 25 4.5 零、部件的設計與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。 通過方向鍵的協(xié)調與銑床工作臺的 T 型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方 向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷， 加強加工夾具牢固。 根據(jù) GB220780 定向鍵結構如圖所示：o 圖 2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結構尺寸如表 5.4： 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱 尺寸 允 差 D 2h 14 0.012 0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結構如圖 5.3 所示： 26 標 記四 周 倒 圓 圖 2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5： 表 2.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 0.006 0.25 4.6 夾具設計及操作的簡要說明 當夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊 27 的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。 應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時 比較費時費力。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛 的應用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺 旋夾緊機構） 。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾 緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換 V 型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取 28 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的 設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結 合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領， 使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到 理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多， 也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵 一步。 29 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。 但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng) 驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出 寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 課程設計是將大學所學的知識融合在一起，綜合運用所有的相關專業(yè)知識，是課 本知識在實際中的應用。通過這次課程設計，使我的專業(yè)知識在原有的基礎上得到更 加的鞏固和提高，這離不開老師和同學們的幫助。本設計分析是在老師的指導下完成 的，在分析的過程中，尹長城老師給了我很大的鼓勵，在設計分析中引導我去思考了 更多的設計思路，增強了我的學習能力，與我們一起討論問題，使我對分析有了更清 晰明確的認識，使我受益非淺。 課程設計是我們的專長，這是我們走向社會化，專業(yè)化的工作中必不可少的過程 中前實際訓練綜合應用。 “千里之行始于足下” ，通過課程設計，讓我深深體會到永 恒的那句詞的真正含義。我認真地把今天的課程設計，學習踏踏實實地采取這一步驟 是在社會穩(wěn)定的未來潮流的運行打下了堅實的基礎。 說實話，課程設計是真的累了。但一開始清理自己的設計成果，仔細琢磨課程設 計的思路，成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學會了如何完成， 我的生活的小勝利，但它讓我感覺更成熟了。 通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細致。課程設計過程中， 許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有時應為不小心計算出錯，只能毫不留情 地重做。但一想起老師平時多耐心的教導，想到今后自己應當承擔的社會責任，想到 世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一 定要養(yǎng)成一種高度負責、一絲不茍的良好習慣。 經(jīng)歷了課程設計，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正的貧乏，自己綜合運用 所學專業(yè)知識的能力是如此的不足，幾年來學習了那么多的課程，今天才知道自己并 不會用。想到這里，我真的有點心急了。 由于畢業(yè)時間的倉促，很多本來應該弄懂弄透的地方都沒有時間去細細追究來源， 比如網(wǎng)格劃分的控制、坐標系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學里學的只 是一個大體上的方向，離實際應用還有太遠的距離。但我相信方向才是最重要的，因 為方向確定了，就會用最少的精力做好事情，這對于我以后的工作至關重要。因為在 30 實際生產(chǎn)生活中