斜頭接耳加工工藝及鉆φ20孔的夾具設計

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斜頭接耳工藝工裝設計 課程設計（論文） 題目： 斜頭接耳鉆孔夾具設計 系 專業(yè) 學 號： 　　　　　　 學生姓名： 指導教師： 　 摘 要 這次課程設計內(nèi)容涵蓋了機械加工工藝和機床專用夾具設計、金屬切削機床、公差尺寸與機械測量等各個方面的內(nèi)容。 斜頭接耳加工工藝及其鉆孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、加工工序設計及專用夾具設計這三部分。機械加工工藝設計是在機械制造技術等專業(yè)課程所學的理論知識上，發(fā)揮專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的一次實踐訓練。機械制造技術定義：機械的生產(chǎn)過程中，改變生產(chǎn)對象的形狀，尺寸，相對位置和性質(zhì)等使其稱為半成品或者成品的工藝過程。以工藝文件的形式確定下來的工藝過程叫做工藝規(guī)程。將鑄件，鍛件毛坯或者鋼材經(jīng)過機械加工的方法，改變它們的形狀，尺寸，表面質(zhì)量，使其稱為合格零件的過程，稱為機械加工工藝過程。在工藝設計中，要對零件進行了解，了解零件的作用，應用場合，分析它的技術要求，這樣可以保證零件的加工質(zhì)量，還可以提高其生產(chǎn)效率。要研究零件毛培的工藝結(jié)構(gòu)，制定出粗精基準，在設計出對應的加工工藝過程，完成工藝過程卡；然后按照工藝過程卡的要求，測量計算毛培每個工步所需的加工機床設備及其切削用量；然后按照所需加工要求，設計該機床的專用夾具，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；設計的夾具盡量操作方便，加緊穩(wěn)定，從而改善加工強度來獲得更好的經(jīng)濟效益。 關鍵詞：切削用量；定位；誤差 I ABSTRCT The graduation design content covers the mechanical processing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, the size of the tolerance and mechanical measurements, etc. All aspects of content. Processing technology and its supporting shell drill holes fixture design is including part machining process design, process design and special fixture design three partsMachining process design in mechanical manufacturing technology and other professional course learning theory knowledge, play to the professional knowledge to solve practical production problems in a practical training. Machinery manufacturing technology definition: the production process, the production object to change shape, size, position and nature make it as the processes of semi-finished products or finished products. In the form of process documentation process is called process planning has been fixed. Castings, forging blank or steel after mechanical processing method, to change their shape, size, surface quality, which is called the qualified parts process, referred to as the machining process.In process design, want to know of parts, explore the effects of components, applications, and to analyze its technical requirements, so that we can ensure parts processing quality, also can improve the production efficiency.Must study parts mao pei process structures, develop coarse fine benchmark, during the process, designed the corresponding processing technology to complete the process cards; Then, according to the requirements of process card measurement calculation mao pei required of each machine tool equipment and cutting parameter;Required processing requirements, and then according to the special fixture design of the machine tool, select each designed fixture components, such as positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; Design of fixture is easy to operate, as far as possible to stability, so as to improve the processing strength to obtain better economic benefit. Key words:Cutting parameter;positioning;The tolerance I 目 錄 摘 要 IV ABSTRCT IV 目 錄 V 1 零件的分析 1 1.1 零件的作用 1 1.2夾具的作用 1 1.3 零件的工藝分析 2 1.3.1零件工藝流程概念 2 1.3.2斜頭接耳工藝分析 3 2 工藝規(guī)程設計 4 2.1 機械加工工藝規(guī)程內(nèi)容 4 2.2 確定毛坯的制作形式 4 2.2.1 毛坯的設計 5 2.3.2 精基準的選擇 6 2.4制定工藝路線 6 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 2.6 確定切削用量及基本工時 8 3 夾具設計 15 3.1 問題的提出 15 3.2 定位基準的選擇 15 3.3 切削力及夾緊力計算 16 3.4 定位誤差分析 16 3.5 夾具和夾具設計及操作簡要說明 17 致 謝 19 參 考 文 獻 20 I 1 零件的分析 1.1 零件的作用 圖1.1 零件圖 這個零件是一個斜頭接耳類型的零件，這種零件內(nèi)部可以存放和保護其他零件，這個零件的作用是可以和其他的零部件進行裝配鏈接，以實現(xiàn)連接過度作用。零件通過四個底孔與其他的零件相連接。 1.2夾具的作用 機床夾具的作用 夾具是機械加工中的一種工藝設備，它在機械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個方面： 1）便于工件的正確定位，以保證加工精度[1] 工件裝夾在夾具上后，工件上各有關的幾何元素（點、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當夾具在機床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過程中“同批”工件對刀具和機床保持確定的相對位置，使加工得以順利進行。 2）提高勞動生產(chǎn)效率和降低加工成本 采用夾具以后，可以省去即十分費時又不很緊缺的劃線、找正工序，減少了輔助時間。若采用聯(lián)動夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動強度，又能提高生產(chǎn)效率。例如采用氣壓、液壓等傳動裝置，只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動作。 3）改善工人的勞動條件 采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，還可以采用機械化傳動裝置和自動裝卸工件的自動化夾具，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化，進一步提高勞動生產(chǎn)效率和改善工人的勞動條件。 4）擴大機床工藝范圍 在單件小批量生產(chǎn)的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設計制造專用的夾具，使機床“一機多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實現(xiàn)拉削。 夾具在機械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產(chǎn)規(guī)模和不同的生產(chǎn)條件下，夾具的功用也有所側(cè)重，其結(jié)構(gòu)的復雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產(chǎn)條件下，宜于使用通用的可調(diào)夾具，若采用專用的夾具，其結(jié)構(gòu)也應求簡單。在大批量生產(chǎn)的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產(chǎn)效率，因此夾具的結(jié)構(gòu)更完善些是必要的。雖然此時夾具的制造費用大一些，但由于生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，技術經(jīng)濟效果還是好的。 1.3 零件的工藝分析 1.3.1零件工藝流程概念 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程[2]。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣?？偟膩碚f，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、時間定額等。 1.3.2斜頭接耳工藝分析 斜頭接耳有2組加工面他們有位置度要求。 這2組加工面的分別為： 1:以底面為基準的加工面，這組加工面包括，基準面底面和上端面， 2：一個Φ36H7孔為基準的加工面，這個主要是其余的各個面，孔，和槽的加工。 該零件加工底孔時，采用的是一面兩銷定位。一面兩銷定位，是斜頭接耳、蓋類零件加工常用的定位方式。一面，就是殼、蓋的大平面，用一周圈若干個墊塊（裝配后磨平）支撐，墊塊用沉頭螺釘緊固在夾具體上。兩銷，一個是圓柱銷，另一個是菱形銷（削邊銷），菱形銷的長軸與兩銷的連心線垂直，兩銷的中心距等于殼、蓋的定位銷孔的中心距。2個定位孔的中心距是有公差（誤差）的，與兩銷中心距不可能非常一致的，菱形銷就是“讓開”兩者中心距誤差、安裝干涉的，限制繞Z轉(zhuǎn)動的。菱形銷的長軸必須垂直于兩銷孔的連心線。圓柱銷是限制沿X、Y移動。 2 工藝規(guī)程設計 2.1 機械加工工藝規(guī)程內(nèi)容 設計步驟及要求： ⑴生產(chǎn)類型大批。 ⑵對零件進行工藝分析〔采用新國標〕。 ⑶確定毛坯的種類、形狀、尺寸和精度。 ⑷擬定工藝路線。這是制定工藝規(guī)程的關鍵一步，其主要工作是：選擇定位基準，確定各表面的加工方法，安排加工順序，確定工序集中與分散的程度，以及安排熱處理、檢驗及其它輔助工序。在擬定工藝路線時，一般是提出幾個可能的方案，進行分析比較，最后確定 一個最佳的方案。 ⑸確定工序所采用的設備。選擇機床時，應注意以下幾個基本原則： ①機床的加工尺寸范圍應與工件的外形尺寸相適應。 ②機床的精度應與工序 要求的精度相適應。 ③機床的生產(chǎn)率應與工件的生產(chǎn)類型相適應。如果工件尺寸太大、精度要求過高，沒有適當?shù)脑O備可供選擇時，應考慮機床改裝或設計專用機床。這時需要根據(jù)具體工序提出機床改裝（或設計）任務書，任務書中應提出與工序加工有關的必要數(shù)據(jù)、資料。例如：工序尺寸、工序公差及技術要求、工件的定位、夾壓方式，以及機床的總體布局、機床的生產(chǎn)率等。 ⑹確定各工序所采用的工藝裝備。選擇工藝裝備時應注意以下幾點原則： ①對夾具的選擇。 ②對刀具的選擇：一般情況下應盡量 選用標準刀具。在組合機床上加工時，按工序集中原則組織生產(chǎn)，可采用專用的復合刀具。 ③對量具的選擇 ：量具主要是根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求 檢驗的精度來選擇的。單件小批量生產(chǎn)中應采用通用夾具，大批量生產(chǎn)中，應采用極限量規(guī)、高生產(chǎn)率的檢驗夾具和檢驗儀器等。 ⑺確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 ⑻確定各工序的切削用量。但對于大批量流水線生產(chǎn)，尤其是自動線生產(chǎn)，則各工序、工步都需要規(guī)定切削用量，以便計算各工序的生產(chǎn)節(jié)拍。 ⑼確定時間定額。 ⑽填寫工藝文件。 2.2 確定毛坯的制作形式 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著各自不同的工藝特征。單件生產(chǎn)的基本特點是：生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，每種產(chǎn)品的產(chǎn)量都很少，而且很少重復生產(chǎn)。例如重型機械產(chǎn)品制造和新產(chǎn)品試制等都屬于單件生產(chǎn)。成批生產(chǎn)的特點是分批的生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復。如機床制造，電機制造等屬于成批生產(chǎn)。成批生產(chǎn)又可按其批量大小分為小批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)三種類型[3]。其中，小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)的工藝特點分別與單件和大量生產(chǎn)的工藝特點類似；中批生產(chǎn)的工藝特點介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。大量生產(chǎn)的基本特點是產(chǎn)量大，品種少，大多數(shù)工作的長期重復的進行某個零件的某一道工序的加工。例如，汽車，拖拉機，軸承等制造都屬于大量生產(chǎn)。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領N可按下式計算： 根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。 根據(jù)本零件的設計要求，根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件。本設計零件JS124斜頭接耳的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采用砂型鑄造 2.2.1 毛坯的設計 斜頭接耳零件材料為 ZL102（灰鑄鐵200），硬度范圍是195HBS-220HBS，毛坯重約1Kg。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，零件加工工藝路線確定后，在進一步安排各個工序的具體內(nèi)容時，應正確地確定工序的工序尺寸，為確定工序尺寸，首先應確定加工余量。 由于毛坯不能達到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便經(jīng)過機械加工來達到這些要求。加工余量是指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。加工余量分為工序余量和總余量[4]。 對毛坯初步設計如下： 1. ?36mm孔 因為孔只有Φ36mm大，Φ36孔的粗糙度為3.2：半精加工表面。用于不生要的零件的非配合表面，如不要求定心和配合特性的表面， 2. 斜頭接耳的上下端面 該斜頭接耳的上下端面粗糙度都是12.5，只需要進行粗銑加工就可以滿足該斜頭接耳端面的光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。 所以根據(jù)相關資料和經(jīng)驗可知，斜頭接耳的上下端面的單邊余量為3mm，符合要求。 3. 寬15mm的槽2端面 寬15mm2端面的粗糙度為12.5，一次粗銑即可滿足要求。 所以根據(jù)相關資料和經(jīng)驗可知寬51mm的2端面的單邊余量為2mm。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖“斜頭接耳”零件毛坯簡 圖2.2 毛坯圖 2.3.2 精基準的選擇 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 2.4制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來方案一 10 鑄造 鑄 造 20 清沙 人工清沙 30 時效處理人工時效 40 銑 粗銑、半精銑下端面 50 銑 粗銑、半精銑上端面 60 車 粗車、半精車Φ40外圓, 粗車、半精車Φ56h6外圓 70 鏜孔 粗鏜、半精鏜Φ36H7孔，Φ24H7孔，Φ32孔 80 鉆孔 鉆4-Φ8孔 90 鉆孔 鉆4-Φ10孔 100 鉆孔 鉆Φ20孔 110 銑 銑寬度為51mm的兩側(cè)面 120 銑槽 銑寬15mm槽 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗入庫 方案二 10 鑄造 鑄 造 20 清沙 人工清沙 30 時效處理人工時效 40 銑 粗銑、半精銑下端面 50 銑 粗銑、半精銑上端面 60 鉆孔 鉆4-Φ8孔 70 鉆孔 鉆4-Φ10孔 80 鉆孔 鉆Φ20孔 90 銑 銑寬度為51mm的兩側(cè)面 100 銑槽 銑寬15mm槽 110 車 粗車、半精車Φ40外圓, 粗車、半精車Φ56h6外圓 120 鏜孔 粗鏜、半精鏜Φ36H7孔，Φ24H7孔，Φ32孔 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗入庫 工藝方案二和方案一樣可以利用加工好的這幾個孔作為定位基準，加工Φ36和Φ24更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一 具體的工藝路線如下 10 鑄造 鑄 造 20 清沙 人工清沙 30 時效處理人工時效 40 銑 粗銑、半精銑下端面 50 銑 粗銑、半精銑上端面 60 車 粗車、半精車Φ40外圓, 粗車、半精車Φ56h6外圓 70 鏜孔 粗鏜、半精鏜Φ36H7孔，Φ24H7孔，Φ32孔 80 鉆孔 鉆4-Φ8孔 90 鉆孔 鉆4-Φ10孔 100 鉆孔 鉆Φ20孔 110 銑 銑寬度為51mm的兩側(cè)面 120 銑槽 銑寬15mm槽 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗入庫 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 斜頭接耳零件材料為ZL102，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯[6]。 1、 斜頭接耳的上下端面 因為斜頭接耳的上下和左右端面沒有精度要求，粗糙度要求為12.5，光潔度要求不高，其加工余量為2.5mm。 3、斜頭接耳的孔 毛坯為空心，鑄造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5。 2.6 確定切削用量及基本工時 1、工序40：粗銑、半精銑下端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8[7]。 由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料?，F(xiàn)在新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。 硬質(zhì)合金牌號:YG8 密度g/cm2: 14.5-14.9 抗彎強度不低于N/cm2: 1600 硬度不低于HRA: 89.5。 常 見 用 途: 適于鑄鐵、有色金屬及其合金與非金屬材料加工中，不平整斷面和間斷切削時的粗車、粗刨、粗銑，一般孔和深孔的鉆孔、擴孔。 相當于ISO: K30 。 ，， 切削深度，刀具直徑，刀具旋轉(zhuǎn)線速度 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝750 切削速度 V_c=πdn/1000 n=(1000V_c)/πd n-轉(zhuǎn)速（r/min） d-工件毛坯直徑（mm） V_c-線速度（m/min） （切削速度） 當＝750r/min時 按機床標準選?。糠昼娺M給） 3） 計算工時 tj=D×π×i/vf(min) 銑圓周表面 切削工時：，，，則機動工時. 工序50：粗銑、半精銑上端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 5） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序70：粗鏜、半精鏜Φ36H7孔，Φ24H7孔，Φ32孔 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用高速鋼, ，d=0.8mm，n=1000r/min 根據(jù)T68說明書，功率5KW，中性剛度。 查表得，則 ②階臺軸或階臺孔 tj=(L+L1+L2)×i/(f×n)=(L+L1+L2)×d×π×i/(f×Vc×1000) (min) t=（80+7+3）*1/（0.2*1000）=0.45min 工序60：粗車、半精車Φ40外圓, 粗車、半精車Φ56h6外圓 1、加工條件 （1）選擇刀具 1） 選擇直頭焊接式外圓車刀 2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。 3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。 4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12 表12 車刀幾何形狀角度 刀角名稱 符號 范圍 取值 主偏角 kr 30～45 45 副偏角 10～15 15 前角 5～10 10 后角 5～8 5 刃傾角 0 0 倒棱前角 -10～ -15 -10 續(xù)表12 車刀幾何形狀角度 倒棱寬度 0.4［（0.3~0.8）f］ 1 0.4~0.8 0.5 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為3.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 ap=3.0mm 2）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時， 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進給機構(gòu)允許的進給力為。 依據(jù)，根據(jù)表1.21，當鋼的強度=570~670MPa，，，， (預計)時，進給力為N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實際進給力為 N 由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的進給量可用 3）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =110m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時的入切量以及超切量,則L=80mm,故 min 工序80：鉆4-Φ8孔 (1)鉆4-Φ8孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ12 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 796r/min 與796r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為900r/min。現(xiàn)選取=900r/min。 所以實際切削速度== 4) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=40mm; =4mm; =3mm; t t= ==0.4(min) 工序100：鉆Φ20孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ7 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1364r/min 與1364r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t t=4x（） =4x（）=0.36(min) 工序120：銑寬15mm槽 選擇刀具 刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 8） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 當＝375r/min時 按機床標準選取 9） 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 3 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計鉆Φ20孔的鉆床夾具設計。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆Φ20孔，精度要求不高因此本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 3.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一個要素是選擇零件定位基準[8]。在加工時，用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所采用的基準，稱為定位基準。 定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝過程及最終加工出的零件的品質(zhì)。基準的選擇不當往往會導致增加不必要的工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用改零件的底面和Φ36內(nèi)孔面為定位基準，再加上一個防轉(zhuǎn)的支撐釘定位。 3.3 切削力及夾緊力計算 為保證精度，需要計算加工時所需切削力。切削力，是指在切屑過程中產(chǎn)生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的講：在切削加工時，工件材料抵抗刀具切削時產(chǎn)生的阻力。 切削力有三個垂直的分力: 1、切削力(主切削力)Fe:在主運動方向上的分力。它是校驗和選擇機床功率，校驗和設計機床主運動機構(gòu)、刀具和夾具強度和剛性的重要依據(jù)。 2、背向力（切深抗力）Fp：垂直于工作平面上的分力。它是影響加工精度、表面粗糙度的主要原因。 3、進給力（進給抗力）Ff：進給運動方向上的分力，使工件產(chǎn)生彈性彎曲，引起振動。它是校驗進給機構(gòu)強度的主要依據(jù)。 影響切削力的因素 1.機加設備自身的功率大小，它是切削力的客觀條件 2.所加工材料的種類 3.刀具的種類和刀片參數(shù)的不同 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中：D=20mm； 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 3.4 定位誤差分析 所謂定位誤差，是由于工件在夾具上（或者機床上）定位不準而引起的加工誤差。因為對一批工件來說， 刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序 基準在加工尺寸方向上的最大變動量。 基準不重合誤差 在加工過程中，定位基準為底平面，設計基準為中心線，所以基準不重合上這兩個主軸孔還有圓度公差的要求為0.015mm ,故基準不重合所帶來的誤差0.105mm。 定位誤差 (1)移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = (2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式5-6） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 ———— 削邊銷孔的最大偏差 ———— 削邊銷孔的最小偏差 ———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： 則代入（式5-6）得： 則： 3.5 夾具和夾具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。在工件裝夾中,經(jīng)常采用螺旋夾緊機構(gòu)。在夾緊凹形工件時,如用常見螺旋機構(gòu)夾緊點在工件底部,則必須擰動螺釘至底部;取出工件則必須將螺釘退擰至凹形工件的外輪廓位置。隨著凹槽深度的增加,由于擰動圈數(shù)的增加,必將增加操作工人的勞動強度和降低效率 。螺旋夾緊機構(gòu)是指螺旋副與其他元件（壓板、墊片、螺釘?shù)龋┫嘟Y(jié)合，對工件實施夾緊的機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大，是手動夾緊中用的最多的一種夾緊機構(gòu)。常用的夾緊形式有：單個螺旋夾緊機構(gòu)、螺旋壓板夾緊機構(gòu)。 本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 19 致 謝 這次設計使我收益不小，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，不過鮑虹蘇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。 這次課程設計成績的取得，與老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指鮑虹蘇老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 艾興,肖詩綱. 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