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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 傳動(dòng)軸突緣叉（CA10B 解放牌汽車） 零件的 機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 0 目 錄 1. 緒論 ...........................................................................................................................2 2、零件的分析 ..............................................................................................................2 2.1 零件的作用 ..........................................................................................................2 2.2 零件的工藝分析 ..................................................................................................2 3、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ..........................................................................................................3 3.1 確定毛坯的制造形式 ...........................................................................................3 3.2 基面的選擇 ...........................................................................................................3 3.3 制定工藝路線 .......................................................................................................3 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ...................................................5 3.5 確定切削用量及基本工時(shí) ...................................................................................7 4、專用夾具設(shè)計(jì) ........................................................................................................17 4.1 問題的指出 .........................................................................................................17 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .................................................................................................18 4.3 夾具方案的設(shè)計(jì) .................................................................................................18 4.4.切削力和夾緊力計(jì)算 .........................................................................................19 4.5 夾緊力的計(jì)算 .....................................................................................................19 4.6 定位誤差分析 ....................................................................................................20 4.7 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 ....................................................................................21 4.7.1 定位銷選用 ......................................................................................................21 4.7.2 鉆套、襯套設(shè)計(jì)與選用 .................................................................................21 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) ....................................................................22 總結(jié) ..............................................................................................................................25 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................26 1 0 1. 緒論 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和 性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)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(jī)械加工 工藝過程。比如一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包 裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)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(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)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(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公 差要達(dá)到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)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(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對 性了。每個(gè)廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程 是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。 0 2、零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的突緣叉，它位于傳動(dòng)軸的端 部。主要作用是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力。零件的兩個(gè)叉頭部位上有 兩個(gè) 39 的孔，用以與軸與十字軸相連，起聯(lián)軸節(jié)的作用。 027.1 2.2 零件的工藝分析 CA10B 傳動(dòng)軸上的突緣叉共有兩處加工表面，其間有一定位置要求，分述 如下： 1. 以 39 為中心的加工表面 027.1 這一組加工表面包括：39 的孔及其倒角，尺寸為 118 的與兩個(gè)孔 027.1 39 相垂直的平面，還有在平面上的兩個(gè) M8 螺孔。其中，主要加中表面為 027.1 39 的兩個(gè)孔。 .0 2. 以 95 為中心的止口表面 這一組加工表面包括：95 止口外圓環(huán)表面，及其上下兩個(gè)端面。 017. 這兩組表面有一定的位置度要求： 39 兩孔的同圓度公差為 0.01； 027.1 39 兩孔端面與 39 兩孔中心聯(lián)線的垂直度公差為 0.1； .0027.1 39 兩孔中心聯(lián)線與 95 止口端面的平行度公差為 0.2； 27.1 07. 39 兩孔端面與 95 止口端面基準(zhǔn)中心的對稱度為 0.15. 0. 1. 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn) 加工另外一組。 1 3、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 45 鋼?？紤]到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反行駛，零件在 汽車行駛過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金 屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為 5000 件，已達(dá)大 批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這有利提高生 產(chǎn)率、保證加工精度。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以 使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出， 更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 321 粗基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)保證加工表面加工余量合理分配的原則，如 果要求保證工作某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基 準(zhǔn)，現(xiàn)選取叉口作為粗基準(zhǔn)，利用一圓環(huán)支承這兩個(gè)叉耳作主要定位面，限制 5 個(gè)自由度，再以一定位銷限制剩下的 1 個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑 削。 322 精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序 基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等 技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性 機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮 經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 工序一 粗銑 39mm 兩耳孔外端面 工序二 粗車 95 止口三個(gè)面及其倒角 工序三 鉆四個(gè)孔 12 及其倒角 工序四 鉆 39mm 兩耳孔 工序五 擴(kuò) 39mm 兩耳孔及倒角 工序六 精車 95 止口三個(gè)面及其倒角 工序七 精、細(xì)鏜孔 39 及其倒角 工序八 磨 39 孔上兩端面 工序九 鉆螺紋底孔 4-M8mm 2 工序十 攻螺紋 4-M8 工序十一 去毛刺 工序十二 清洗 工序十三 終檢 3.3.2 工藝路線方案二 工序一 粗、精車 95 止口三個(gè)面及其倒角 工序二 粗銑 39mm 兩耳孔外端面 工序三 鉆四個(gè)孔 12 及其倒角 工序四 鉆 4 個(gè) M8 的螺紋孔 工序五 攻螺紋 4-M8 工序六 鉆 39mm 兩耳孔 工序七 擴(kuò) 39mm 兩耳孔及倒角 工序八 精、細(xì)鏜孔 39 及其倒角 工序九 磨 39 耳孔上兩端面 工序十 去毛刺 工序十一 清洗 工序十二 終檢 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加 39 孔上兩端面；而方案二 則是先加工 95 止口三個(gè)面及其倒角。兩比較可以看出，先加工 39 孔上兩 端面，是以止口平面的內(nèi)孔及平面為定位的，能夠保證工作某重要表面加工余 量均勻，保證對稱度、平行度要求，且定位及裝夾都比較方便。再之，方案二 鉆螺紋孔在鉆 39 孔之前，很容易受到鉆大孔時(shí)的作用力而變形。綜合考慮以 上步驟，最后的加工路線確定如下: 工序一 粗銑 39 兩孔上兩端面,以止口平面和 39 兩孔外表面定位, 選用 X63 臥式銑床加工。 工序二 粗車 95 止口三個(gè)面及其倒角, 以 39 兩孔上兩端面及其 V 型表面和止口面定位,選用 C620-1 加工。 工序三 鉆法蘭盤四個(gè)孔 12， 選用 Z535 立式鉆床及專用夾具加工， 以止口定位。 工序四 鉆孔 39，以止口定位，選用選用 Z535 立式鉆床及專用夾 具加工。 工序五 擴(kuò)孔 39 及其倒角，以止口定位，選用選用 Z535 立式鉆床 及專用夾具加工。 工序六 精車 95 止口三個(gè)面，以 39 兩孔及其外端面定位,選用 C620-1 加工。 3 工序七 精、細(xì)鏜孔 39 及其倒角，以止口定位，選用 T716A 型臥式 金剛鏜床及專用夾具加工。 工序八 磨 39mm 兩耳孔外端面。 工序九 鉆叉部 4 個(gè) M8 的螺紋底孔并倒角，選用 Z535 立式鉆床及專 用夾具加工，以止口定位。 工序十 攻螺紋 4-M8。 工序十一 去毛刺。 工序十二 清洗。 工序十三 終檢。 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA10B 解放牌汽車傳動(dòng)軸突緣叉” ，零件材料為 45 鋼，硬度 163196HB，毛坯重量約為 2.5kg,生產(chǎn)類型大批量，模鍛毛坯。 據(jù)以上原始數(shù)據(jù)及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： 1.95mm 止口平面的加工余量及公差 (1) 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 2.2-10 中公式知,估算得鍛件復(fù) 雜系數(shù) S2,且零件表面粗糙度 Ra 為 6.3,查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 2.2-25，可得止口的加工余量為 1.72.2,現(xiàn)取 Z=2mm。則得 95 端面的加工 余量為 Z1=2+（33-31.5）=3.5mm，95 止口臺肩的加工余量為 Z2=2+（105-95） /2=7mm，105 端面的加工余量為 Z3=2+（33-29）=5mm，查機(jī)械制造工藝設(shè) 計(jì)簡明手冊表 2.2-14 得其極限偏差為 mm.2.160 (2) 查機(jī)械加工余量手冊表 5-25，可得端面精加工余量為 1.6mm (3) 95 止口臺肩粗車加工余量為 7-1.6=5.4mm，95 端面粗車加工余量 為 3.5mm，105 端面粗車加工余量為 5-1.6=3.4mm。 加工表面 加工 內(nèi)容 加工 余量 精度 等級 工序尺 寸 表面粗糙度 ()Ram 工序公差 95 端面 粗車 3.5 IT11 31.5 50 0.22 粗車 5.4 IT11 96.6 50 0.2295 止口臺 肩 精車 1.6 IT8 95 6.3 0.054 4 粗車 3.4 IT11 30.6 50 0.22105 端面 精車 1.6 IT7 29 6.3 0.054 2. 兩內(nèi)孔 39 mm (耳孔) 027.1 毛坯為實(shí)心，不沖出孔，孔公差為 0.027-（-0.010）=0.037mm，IT=8，兩 內(nèi)孔精度要求界于查機(jī)械加工余量手冊表 5-17，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：37mm 2Z=12mm 擴(kuò)孔：38.7mm 2Z=1.7mm 精鏜：38.9mm 2Z=0.2mm 細(xì)鏜：39 mm 2Z=0.1mm 027.1 加工表面 加工 內(nèi)容 加工 余量 精度 等級 工序尺 寸 表面粗糙度 ()Ram 工序公差 鉆孔 25 IT11 25 0.16 鉆孔 12 IT11 37 50 0.16 擴(kuò)孔 1.7 IT10 38.7 6.3 0.10 精鏜 0.2 IT8 38.9 6.3 0.062 39 027.1 細(xì)鏜 0.1 IT7 39 6.3 0.039 3.39 二孔外端面加工余量及公差（20， 50 端面） 。 027.1 (1)查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 2.2-10 中公式知,估算得鍛件復(fù)雜 系數(shù) S2，材質(zhì)系數(shù)取 M1, 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 2.2-25,則二孔 外端面的單邊加工余量為 1.7-2.2,現(xiàn)取 Z=2mm.鍛件的公差,按機(jī)械制造工藝 設(shè)計(jì)簡明手冊表 2.2-14,鍛件偏差為 mm.4.160 (2)查機(jī)械加工余量手冊表 5-27，可得磨削余量:單邊 Z=0.2,磨削公差 0.039mm. (3)銑削余量:銑削的公稱余量(單邊)為: Z=2.0-0.2=1.8mm 銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為 IT11 級，因此可知本工序 的加工公差為 0.22mm。 5 所以 39 二孔外端面加工余量及公差如下： 027.1 加工表面 加工 內(nèi)容 加工 余量 精度 等級 工序尺 寸 表面粗糙度 ()Ram 工序公差 毛坯 2 122 2.0 粗銑 1.8 IT11 118.4 6.3 0.22118mm 磨削 0.2 IT8 118 6.3 0.039 3.5 確定切削用量及基本工時(shí) 工序一：粗銑 39mm 兩端面 1.加工條件 工件材料：45 鋼 加工要求：粗銑 39mm 兩端面，粗糙度為 Ra6.3 機(jī)床：X62 臥式銑床（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.28） 。 刀具：鑲齒套式銑刀，D=80mm, d=27,L=36mm,齒數(shù)為 10（查機(jī)械制造工 藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.137） 2.計(jì)算切削用量 粗銑 39mm 的端面，最大的加工余量為 2mm, 1）進(jìn)給量：據(jù)金屬切削速查速算手冊表 57， 0.08mm/z0.15mm/z f 現(xiàn)取 0.12mm/z 2）切削速度：確定 39.2m/min.(指導(dǎo)教材表 59)v 采用高速鋼鑲齒銑刀， 80mm，齒數(shù)為 10。則wd 1000 / =159（r/min）snv 現(xiàn)采用 X62 臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手 冊表 4.239） ，取 150r/min,故實(shí)際切削速度為w = =37.68(m/min)v10 ndw0158 當(dāng) 150r/min 時(shí)，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為wn mf 6 = 0.1210150180（mm/min）mfwzn 查（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 440） ，取 =190mm/min,mf 3.切削工時(shí)： 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.2-7 知： 由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)工件，可得出銑刀的行程 mm,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為120l t = =120/190*=0.63minmfl21 工序二：粗車 95 止口三個(gè)面及其倒角 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：粗車 95 止口三個(gè)面及其倒角 機(jī)床：C620-1 臥式車床（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.27） 刀具：成形車刀（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.11） 刀片材料：W18Cr4V 2.計(jì)算切削用量 1）背吃刀量: 由前面已知毛坯的加工余量為 7 mm，所以最大加余量為 8.2mm,粗加工余2.160 量為 5.4mm,據(jù)指導(dǎo)教程表 5-2,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車 .取map105.6 ,一次加工。map9.5 2）進(jìn)給量：據(jù)金屬切削速查速算手冊表 5-29,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車 =0.5-0.7mm/r.取 =0.7mm/rff 3）切削速度：按金屬切削速查速算手冊表 5-37,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗 車的速度為 60-75m/min,取 v=72m/min. 3.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： min)/(218054.371.0rdvnwcs 4.切削工時(shí)：按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.21 知: mm ,02ml1lLl53 7 min08.1978.054231 fnllLtj 5.粗車止口的倒角 由于對倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀 工序三：鉆法蘭盤四個(gè)孔 12mm 由于對內(nèi)孔的表面的精度要求很低，并且根據(jù)經(jīng)濟(jì)精度要求，所以可采用 一次鉆孔。 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：鉆孔 12，粗糙度為 Ra=50. 機(jī)床：Z535 機(jī)床（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.214） 。 刀具：高速鋼麻花鉆刀具（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.15） 。 2.計(jì)算切削用量 1）進(jìn)給量： 根據(jù)金屬切削速查速算手冊表 5-56，當(dāng)碳鋼的強(qiáng)度為 為 0.52-b 0.70Gpa, 12mm 時(shí)， 0.120.20mm/r。由于本零件在加工 12mm 孔0df 時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則 (0.120.20)0.75=0.090.15mm/rf 根據(jù) Z535 機(jī)床說明書（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.216） ，現(xiàn) 取 0.11mm/rf 2）切削速度： 根據(jù)指導(dǎo)教程表 522，查得切削速度 20mm/min。所以v = =530r/minsnwd v10120 根據(jù)機(jī)床說明書（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.215） ，取 530r/min,故實(shí)際切削速度為wn =20mm/minv 8 3）計(jì)算工時(shí)： 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.25 知: 12mm 9mm 3mml1l2l = =0.41minmtfnw 2.0539 所以加工 4 個(gè)法蘭盤孔時(shí)間為： T=0.41*4=1.64min 工序四：鉆 39mm 二耳孔。 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：鉆孔 12. 機(jī)床：Z535 機(jī)床（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.214） 。 刀具：莫氏柄麻花鉆鉆頭（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.16） 。 2.確定進(jìn)給量 ：f 根據(jù)金屬切削速查速算手冊表 5-31,當(dāng)鋼的硬度 <800Mpa, b0d =25mm 時(shí) =0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的時(shí)屬于低剛度零件 ,故進(jìn)給f 量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75,則 =(0.4-0.6)0.75=0.3-0.45(mm/r)f 根據(jù)機(jī)床說明書（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.216,現(xiàn)取 =0.28mm/r.f 3.切削速度： 根據(jù)指導(dǎo)教程表 5-22，切削速度為：18-25m/min,取 v=20m/min.所以 min/25410rdvns 根據(jù)機(jī)床說明書（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.215）,取 =250r/min,故實(shí)際切削速度為:wn =19.6r/min10 nwdv 9 4.切削工時(shí)： 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.25 知: l=27mm =17mm =3mm1l2l Tm1= =0.56minfn lw21 以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間.故本工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間為 Tm=2Tm1=2*0.6=1.2min 工序五：擴(kuò) 39mm 二耳孔及倒角。 一. 擴(kuò) 39mm 二耳孔 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：擴(kuò)孔 12. 機(jī)床：Z535 機(jī)床（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.214） 。 刀具：套式擴(kuò)孔鉆（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.110） 。 2 .確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)金屬切削速查速算手冊表 5-31,當(dāng)材料為碳鋼 =37mm 時(shí)可得0d =0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的時(shí)屬于低剛度零件 ,故進(jìn)給量應(yīng)乘以系f 數(shù) 0.75,則 =(0.9-1.2)0.75=0.675-0.9(mm/r)f 根據(jù)機(jī)床說明書機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.216,現(xiàn)取 =0.9mm/r.f 3 .切削速度： 根據(jù)指導(dǎo)教程表 5-24，切削速度為：v=56m/min.所以 min/482371.560rdvns 根據(jù)機(jī)床說明書機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.215,取 =500r/min,故實(shí)際切削速度為:wn =58.09r/min10 5374.0wndv 10 4.切削工時(shí)： 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.25 知: =19mm =9mm =3mm l1l2l = =0.07min1mt 9.0532fnlw 以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間.故本工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間為 Tm=2Tm1=2*0.07=0.14min 二.倒角 2 雙面045 采用 锪鉆。9 為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同： n=482r/min 工序六 :精車 95 止口三個(gè)面 1.加工條件 加工要求：精車 95 止口三個(gè)面 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 機(jī)床：C620-1 臥式車床（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.214） 刀具：硬質(zhì)合金車刀（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.11） 刀片材料：W18Cr4V 2.計(jì)算切削用量 1）背吃刀量:由前面 已知：精加工余量為 1.6mm,據(jù)指導(dǎo)map23.0 教程表 5-2,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)精車.取 ,ap4.0 2）進(jìn)給量：據(jù)指導(dǎo)教程表 5-2,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車 =0.1-0.3mm/r.f 取 =0.2mm/rf 3）切削速度：按指導(dǎo)教程表 5-2,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車的速度為 60- 75m/min,取 v=120 m/min 3.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 min)/(364105.214.30rdvnwcs 4.切削工時(shí)，按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.21 知: 11 mm ,102ml41lmL24l53in08.368.02fnLtj 工序七：精、細(xì)鏜 39mm 二孔及其倒角 一.精鏜 39mm 二孔及其倒角 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：精鏜 39mm 二孔. 機(jī)床：T716A 鏜床（查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 表 4.225） 。 刀具：YT30 鏜刀（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.120） 。 2.背吃刀量：精鏜孔至 38.9mm,單邊余量 Z=0.1mm,一次鏜去全部余量, .10map 3.進(jìn)給量: 由 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.45 查知： 取 =0.1mm/rf 4.切削速度：根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.46,確定金剛鏜 床的切削速度為 v=100m/min,則 min)/(8169.4301rnw 由于 T716A 金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速 ,故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使 用的轉(zhuǎn)速. 5.切削工時(shí): 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.21 知: 加個(gè)一個(gè)孔時(shí) l=19mm =3mm =5mm =3mm2l3l1l = =0.37(min)1mt .0865193fnlw 所以加工兩個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間為 =0.37*2=0.74(min)1mt 6.輔助時(shí)間 tf 的計(jì)算 輔助時(shí)間 tf與基本時(shí)間 之間的關(guān)系 tf=（0.15 0.2） ，取1mt 1mt 12 tf=0.17 j，則該工序的輔助時(shí)間分別為：1mt tf=20.740.2min=0.256min 所以總時(shí)間為：t= + tf=0.74+0.256min=1.536min1mt 二.細(xì)鏜 39mm 二孔及其倒角 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：細(xì)鏜 39mm 二孔及其倒角. 機(jī)床：T716A 鏜床。 刀具：YT30 鏜刀。 2.細(xì)鏜孔至 39 mm.由于細(xì)鏜與精鏜孔共享一個(gè)鏜桿 ,利用金剛鏜床同 027.1 時(shí)對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及加工時(shí)均與精鏜相同 map5. rf/10 nw86 v=100m/min t=0.74min 工序八：磨 39mm 二孔端面，保證尺寸 118mm 1.選擇砂輪：見機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.21 到表 3.211 選擇各表，結(jié)果為 WA46KV6P350 40 127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 ，硬度為中軟 1 級，陶瓷結(jié)合#46 劑，6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 350 40 127 (D B d)。 2.切削用量的選擇： 見機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.232 知： 選擇磨床為 M7130 型 號。 砂輪轉(zhuǎn)速 r/min(見機(jī)床說明書)， m/s。150n沙 27.5v砂 軸向進(jìn)給量 mm（雙行程）.2afB 工件速度 m/minwv 13 徑向進(jìn)給量 mm/雙行程0.15rf 3.切削工時(shí)： 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.28 知: 當(dāng)加工 1 個(gè)表面時(shí) 120barLZKtvf 式中 加工長度 73mm； 加工寬度，68mm； 單面加工余量，0.2mm；bZ 系數(shù)，1.10；K 工作臺移動(dòng)速度（m/min） ；v 工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給時(shí)（mm） ；af 工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）r 1 273681.0923.64(min)05t 當(dāng)加工兩端面時(shí) .4.(min)mt 工序九：鉆螺紋底孔 4-8mm. 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：鉆螺紋底孔 4-8mm. 機(jī)床：Z535 機(jī)床（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.214） 。 刀具：直柄麻花鉆（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 3.15） 。 2.計(jì)算切削用量： 1）進(jìn)給量 ：f 根據(jù)指導(dǎo)教程表 522，當(dāng)碳鋼的強(qiáng)度為 為 0.52-b 0.70Gpa, 6.7mm 時(shí)， 0.100.20mm/r。由于本零件在加工 6.7mm0df 孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則 (0.100.20)0.75=0.090.15mm/rf 14 根據(jù) Z535 機(jī)床說明書（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.216） ，現(xiàn) 取 0.11mm/rf 2）切削速度 ：v 根據(jù)指導(dǎo)教程表 522，查得切削速度 =12m/min。所以v = =570r/minsnwd 107.612 根據(jù)機(jī)床說明書（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.215） ，取 530r/min,故實(shí)際切削速度為wn = =13.3m/minv10 wnd0538 3.計(jì)算工時(shí)： 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.25 知: 24mm 9mm 3mml1l2l = =0.6minmtfnw 2.05394 所以加工 2 個(gè)螺紋孔時(shí)間為： T=0.6*2=1.2min 工 序十:攻 M8 螺紋孔（取螺距為 1mm） 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強(qiáng)度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：攻螺紋底孔 4-8mm. 機(jī)床：Z535 機(jī)床（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.214） 。 刀具：絲錐。 2.切削用量： 1）進(jìn)給量 ：f 因?yàn)槁菥酁?1mm，所以 1mm/r.f 2）切削速度 ：v 根據(jù)指導(dǎo)教程表 538 查得： 9.0m/min.v 主軸轉(zhuǎn)速： 1000= 1000=287r/minsnd10 .9 15 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 4.215 選取機(jī)床 Z535 轉(zhuǎn)速為 275r/min,則 8.6m/min。v 3.機(jī)動(dòng)工時(shí)： 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 6.214 知: 10mm 9mm 0mml1l2l = =0.15minmtfnw )(22175)09( 所以加工 2 個(gè)螺紋孔時(shí)間為： T=0.15*2=0.3min 4、專用夾具設(shè)計(jì) 4.1 問題的指出 由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量， 故需設(shè)計(jì)專用夾具。 16 由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低生產(chǎn) 成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對工序鉆 4-M8 螺紋底孔，它將用于 Z4120 鉆床。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 該工序要求中心線與端面（有位置要求，因此可以得出該孔在兩個(gè)側(cè)面的正中心上， 并且還要求其孔為通孔，由于端面經(jīng)過精銑，精度比較高，因而工序基準(zhǔn)為端面 A，為了 便于加工，選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)，保證其加工要求。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求，在保 證較高的生產(chǎn)效率的前提下，還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。加工過程中夾具 的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，并且夾具體應(yīng)具有較好的剛性。 據(jù)夾具手冊知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng) 盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選 擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn) 選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件 的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的 平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。 圓臺外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基 準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。 4.3 夾具方案的設(shè)計(jì) 如圖所示，為了加工通孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計(jì)方案如下, 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)水平放置，便于鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用: 一面兩銷的定位，這樣既簡單又方便。根據(jù)參考文獻(xiàn)可知，一底面限制的自由度有 3 個(gè)， 一個(gè)固定定位銷限制兩個(gè)自由度，一個(gè)菱形銷限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定， 我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個(gè)自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了 z 軸的移動(dòng)，z 軸的旋轉(zhuǎn)，y 軸的旋轉(zhuǎn)三個(gè) 移動(dòng)自由度。一個(gè)固定定位銷限制了 y 軸的移動(dòng)，x 軸的移動(dòng)，一個(gè)菱形銷限制了 z 軸的 旋轉(zhuǎn)，這樣 6 個(gè)自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇該方案可行。 4.4.切削力和夾緊力計(jì)算 17 （1）刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭 機(jī)床： Z4120 機(jī)床 切削力公式： 1.2076f PFDfK 式中 0./fmr 查表 得： 8210.75()36bp 其中： .b.48K 即： 950()fFN 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表 得：12 12KW 有： 120.7,.6 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210K 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)5 表 可得： 60 12 ...10.56 所以 950816492()KfWFN 4.5 夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 FKfN21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 5.0 F= +G G 為工件自重zP Nf4.3121 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6.8 級 MPaB06MPaBs4801 螺釘疲勞極限： B9263.2.1 18 極限應(yīng)力幅： MPakma76.51li 許用應(yīng)力幅： Sa3.li 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s s=2.54 取s=4 得 MPa120 滿足要求8.42cHdF PaNc153.2 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 4.6 定位誤差分析 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(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn)5可得： 兩定位銷的定位誤差 ： 11minDWd 1 21min2i.DdJWarctgL 其中： ，10.52D20D ，d.3d 19 ， 1min02min0.34 且：L=215mm ，得： .6DW .032Jm 夾緊誤差 ： cos)(inmaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNl 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： 0.853jwm 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.7 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 4.7.1 定位銷選用 本夾具選用一定位銷來定位，其參數(shù)如下表： 表 2.2 擋銷銷 d d H 公稱尺寸 允差 Lh1b1C1 16 20 10 +0.034 0.02 3 65 5 3 8 1 6 1.5 4.7.2 鉆套、襯套設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示） 以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。 20 .尺寸表 d D D1 H t 基本 尺寸 極限 偏差 F7 基 本尺寸 極限 偏差 D6 01 3 +0.010 +0.004 6 11.8 4 7 1.82. 6 5 8 6 9 -- 2.63 +0.016 +0.006 33.3 6 +0.016 +0.008 9 3.34 7 10 45 8 11 8 12 16 56 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 13 68 12 15 10 16 20 810 +0.028 +0.013 15 18 1012 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 1215 22 26 0.008 1518 +0.034 +0.016 26 30 16 28 36 1822 30 +0.028 +0.015 34 2226 35 39 20 36 45 2630 +0.041 +0.020 42 46 3035 48 +0.033 +0.017 52 25 45 56 3542 55 59 4248 62 66 0.012 4850 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并 能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體 21 的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以 及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削 力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削 加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件 的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外， 夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以 考慮。 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋?面以及夾具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適 當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具 體要進(jìn)行退火處理。 （2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變 形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 （3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度 要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。 在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切 削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破 壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況， 可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工 過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 （5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的 接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支 22 承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底 部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī) 床工作臺的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾 具裝配圖。 23 總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)是在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，是一次 對我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握情況的重要考察和檢驗(yàn)，更是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際， 分析并解決問題能力的重要內(nèi)容和階段。使我更好的掌握了 CAD 和 PROE 制圖軟件。 這次課程設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)圖主要用 CAD 制圖軟件完成。自我感覺尚有很多不足和錯(cuò)誤， 首先，在設(shè)計(jì)夾具裝配件時(shí)過于匆忙，裝配手柄時(shí)放在了左手邊，不符合工人正常勞作習(xí) 慣；其次是課程設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作沒做好，在圖書館很多資料和文獻(xiàn)都沒能借到（早已借空 了） ，在借閱同學(xué)的相關(guān)資料時(shí)沒有時(shí)間認(rèn)真琢磨和分析相關(guān)信息和數(shù)據(jù)；最后就是課程設(shè) 計(jì)說明書的編寫過于匆忙，時(shí)間很緊，很多文字和標(biāo)準(zhǔn)，公式，數(shù)據(jù)，計(jì)算上的錯(cuò)誤沒有 時(shí)間一一改正（確實(shí)，在打這篇文稿，發(fā)現(xiàn)了很多錯(cuò)誤和缺憾） 。 課程設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)性、知識點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個(gè)系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié) 合，使自己把學(xué)過的知識聯(lián)系起來，運(yùn)用到各個(gè)方面上去。同時(shí)，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊及 各種參考資料，學(xué)會(huì)了在實(shí)際中運(yùn)用工具書，和獨(dú)立完成每一步查找工作；整個(gè)零件的加 工過程是和其他同學(xué)分工完成的，集中體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)精神，合作分工能很好的提高辦事效率！ 在這次設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我獨(dú)立分工合作的能力！為以后出身社會(huì)的工作打下基礎(chǔ)！ 參考文獻(xiàn) 1 徐洪本 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊遼寧科技大學(xué)出版社2004.3 2 鄧文英等金屬工藝學(xué)高等教育出版社2008.4 24 3 付風(fēng)嵐等公差與檢測技術(shù)科學(xué)出版社2006.9 4 王先逵等機(jī)械加工工藝手冊機(jī)械工業(yè)出版社2007.9 5 陳宏鈞金屬切削速算手冊機(jī)械工業(yè)出版社2007.9