KST1015叉桿的加工工藝及鉆Ф30孔夾具設(shè)計(jì)

KST1015叉桿的加工工藝及鉆30孔夾具設(shè)計(jì)摘要現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)發(fā)生著深刻的結(jié)構(gòu)性變化，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良已成為相關(guān)企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件。夾具行業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，這一行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢。本次設(shè)計(jì)對(duì)KST1015叉桿的加工工藝及鉆削30圓柱孔進(jìn)行研究。、首先對(duì)零件進(jìn)行分析，然后選擇毛坯制造形式，制訂工藝路線，確定機(jī)械加工余量、切削用量等。對(duì)于專用夾具的設(shè)計(jì)，首要的任務(wù)是想好設(shè)計(jì)方案，根據(jù)所設(shè)計(jì)的方案確定定位面，限制每個(gè)定位元件的自由度，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。為保證工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做的盡可能敞開，因?yàn)閵A緊機(jī)構(gòu)元件和加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，以防止夾具與鉆套、刃具在加工過程中發(fā)生干涉。通過本次設(shè)計(jì)提升了我獨(dú)立分析與解決機(jī)械制造的實(shí)際課題的能力，并且在計(jì)算機(jī)CAD、三維制圖、資料檢索等方面也得到了鍛煉與提高。關(guān)鍵詞：夾具、KST1015、叉桿、鉆削、30AbstractThe modern machining industry has undergone profound structural changes, and the design and improvement of process tooling has become a necessary condition for the survival and development of related enterprises. As a traditional and vigorous industry, fixture industry has made rapid progress in recent decades. In the new economic era, this industry presents a new development trend.This design studies the processing technology of KST1015 fork rod and drilling 30 cylindrical holes. Firstly, the parts are analyzed, then the blank manufacturing form is selected, the technological route is worked out, and the machining allowance and cutting parameters are determined. For the design of special fixture, the first task is to design a good design scheme, according to the design scheme to determine the positioning surface, limiting the freedom of each positioning element, so that it can meet the design requirements. In order to ensure that the workpiece needs to be fully exposed in this process, the fixture should be as open as possible, because the clamping mechanism elements and the machining surface should be kept a certain distance between the safety, to prevent the clamp and drill sleeve, cutting tools in the process of interference.Through this design, I have improved my ability to analyze and solve the practical problems of mechanical manufacturing independently, and have also been trained and improved in computer CAD, three-dimensional mapping, information retrieval and other aspects.Key words: jig, KST1015, fork rod, drilling, 30I目 錄摘要IAbstractII1 零件的工藝性分析11.1 零件的組成表面、技術(shù)要求及形位公差分析11.1.1零件的組成表面分析11.1.2零件的技術(shù)要求分析11.1.3零件的形位公差分析11.2 零件的作用11.3 零件的工藝性審查21.4 確定零件的生產(chǎn)類型32 擬定零件工藝路線及確定毛坯42.1 選擇定位基準(zhǔn)42.1.1粗基準(zhǔn)的選擇42.1.2精基準(zhǔn)的選擇42.2 工序順序的安排原則42.3 制定工藝路線52.3.1工藝路線方案152.3.2工藝路線方案252.3.3工藝路線的分析、確定62.4 零件毛坯的確定62.5 機(jī)床、夾具、刀具及量具的確定72.6 零件加工余量的確定82.7 切削用量及時(shí)間定額的計(jì)算93 鉆削30圓柱孔專用夾具設(shè)計(jì)243.1 機(jī)床夾具的介紹243.2 問題的提出243.3 選擇定位方案和定位元件243.4 選擇夾緊方案和夾緊元件263.5 夾具體的設(shè)計(jì)263.6 導(dǎo)向裝置選擇273.7 切削力計(jì)算273.8 夾緊力計(jì)算273.9 定位誤差分析28結(jié)論29致謝30參考文獻(xiàn)31II1 零件的工藝性分析1.1 零件的組成表面、技術(shù)要求及形位公差分析1.1.1零件的組成表面分析1、40方向M12螺紋孔所在螺紋面；2、15圓柱孔及30X4臺(tái)階孔所在表面及端面；3、R45、R55、R52.5、R35所在圓弧表面及端面；4、尺寸60所在前后兩端面及表面；5、30圓柱孔所在圓柱表面；6、尺寸18所在前后端面及表面，尺寸13連接板所在前后端面及表面；7、寬度為7，高度為39.3加強(qiáng)筋所在表面及端面；8、圓角R18、鑄造斜度23，鑄造圓角R3R5所在表面及端面；9、角度為130兩斜面所在表面及端面。1.1.2零件的技術(shù)要求分析1、5圓柱孔及30X4臺(tái)階孔所在表面及端面，其表面粗糙度公差為12.5um；2、130對(duì)稱兩斜面所在端面，其表面粗糙度公差為6.3um；3、R35圓弧所在端面，其表面粗糙度公差為3.2um；4、尺寸60所在前后兩端面，其表面粗糙度公差為12.5um；5、尺寸18所在前后兩端面，其表面粗糙度公差為3.2um；6、30圓柱孔所在表面，其表面粗糙度公差為3.2um；7、其余未注表面粗糙度公差的表面，均采用不去除材料的方法獲得。1.1.3零件的形位公差分析1、15圓柱孔所在軸線相對(duì)于“30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.1；2、尺寸60所在前端面相對(duì)于“30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.05；3、尺寸18所在前后兩端面相對(duì)于“30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.15。1.2 零件的作用題目所給的零件是叉桿，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。另外，本次設(shè)計(jì)的叉桿其零件材料為QT450-10，對(duì)其材料進(jìn)行如下介紹：1、材料簡介球墨鑄鐵是碳以球形石墨的形態(tài)存在，其機(jī)械性能遠(yuǎn)勝于灰口鐵而接近于鋼，它具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能，有一定的彈性，廣泛用于制造曲軸、齒輪、活塞等高級(jí)鑄件以及多種機(jī)械零件。2、適用范圍為鐵素體型球墨鑄鐵，韌性和塑性較高。低溫時(shí)，韌性向脆性轉(zhuǎn)變，但低溫沖擊值較高，且有一定的抗溫度急性變和耐蝕性。用途較廣，在農(nóng)機(jī)中用于鏵犁、犁柱、差速器殼等；通用機(jī)械中用作閥體、高低壓氣缸等；還用于輸電線路的鋼帽等。3、力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度b(MPa)：450條件屈服強(qiáng)度0.2(MPa)：310伸長率(%)：10硬度：160210HB1.3 零件的工藝性審查審查叉桿的工藝性分析零件圖（見下圖1-1為零件三維實(shí)體圖及CAD零件圖）可知，該叉桿形狀、結(jié)構(gòu)比較簡單，通過鑄造毛坯可以得到基本形狀，減少了加工工序，又節(jié)約了材料。除了孔及相應(yīng)端面以外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床等機(jī)床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可以見，該零件的工藝性較好。圖1-1 零件三維實(shí)體圖及CAD零件圖1.4 確定零件的生產(chǎn)類型零件的生產(chǎn)類型是企生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對(duì)工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。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)類型有著完全不同的工藝特征。零件生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。已知此叉桿零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，叉桿屬于輕型零件，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，可確定該零件生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。322 擬定零件工藝路線及確定毛坯2.1 選擇定位基準(zhǔn)2.1.1粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于同時(shí)具有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工面與加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為定位基準(zhǔn)。若工件上有多個(gè)不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準(zhǔn)。如果首先要求保證工件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)。為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)該盡量避免重復(fù)使用。因此，選擇54外圓柱面作為粗基準(zhǔn)。2.1.2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇原則有：1、基準(zhǔn)重合原則應(yīng)該盡可能選用零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則應(yīng)該盡可能選用統(tǒng)一的精基準(zhǔn)定位加工各個(gè)表面，以保證各個(gè)表面之間的相互位置精度。3、自為基準(zhǔn)原則有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而且均勻，應(yīng)該選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。4、互為基準(zhǔn)原則有些相互位置精度要求較高的表面，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法保證。綜上所述，所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。本零件選30內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)。2.2 工序順序的安排原則1、遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則。2、遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3、遵循“先主后次”原則，先加工主要表面。4、遵循“先面后孔”原則。2.3 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。根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，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。查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：2.3.1工藝路線方案1工序1：銑削60前端面；工序2：銑削60后端面；工序3：鉆削30圓柱孔；工序4：銑削18前端面；工序5：銑削18后端面；工序6：銑削R35圓弧端面；工序7：銑削130上斜面；工序8：銑削130下斜面；工序9：鉆削15圓柱孔及30臺(tái)階孔；工序10：鉆削M12螺紋孔；工序11：倒角。2.3.2工藝路線方案2工序1：銑削60前端面；工序2：銑削60后端面；工序3：銑削18前端面；工序4：銑削18后端面；工序5：銑削R35圓弧端面；工序6：銑削130上斜面；工序7：銑削130下斜面；工序8：鉆削30圓柱孔；工序9：鉆削15圓柱孔及30臺(tái)階孔；工序10：鉆削M12螺紋孔；工序11：倒角。2.3.3工藝路線的分析、確定工藝方案1：采用先加工大的平面，而后對(duì)30圓柱孔進(jìn)行加工，并且以加工后30圓柱孔為主要定位基準(zhǔn)，加工后面的平面、圓柱孔、沉頭孔以及螺紋孔，這樣設(shè)計(jì)的工藝路線滿足加工工序集中和分散的原則，符合大批量生產(chǎn)的要求，尺寸公差，定位精度都能夠滿足要求。工藝方案2：采用先銑削后鉆削的方法進(jìn)行加工，滿足工序集中的原則。但通過對(duì)零件圖的分析，能夠知道以30圓柱孔作為定位基準(zhǔn)的形位公差要求較多，這樣加工出來的零件其尺寸精度和形位公差要求不能夠得到相應(yīng)的保證。通過上面對(duì)2種工藝方案的分析，決定采用方案1作為本次加工零件的工藝方案。2.4 零件毛坯的確定機(jī)械加工中毛坯的種類很多，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等，同一種毛坯又有可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是鑄件和鍛件。選擇零件材料為QT450-10（上面已對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)概述）?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-10。具體結(jié)構(gòu)見圖2-1毛坯圖：圖2-1 叉桿毛坯圖2.5 機(jī)床、夾具、刀具及量具的確定工序1：銑削60前端面；將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序2：銑削60后端面；將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序3：鉆削30圓柱孔；選用Z3040搖臂鉆床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸孔鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序4：銑削18前端面；將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序5：銑削18后端面；將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序6：銑削R35圓弧端面；將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序7：銑削130上斜面；將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序8：銑削130下斜面；將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序9：鉆削15圓柱孔及30臺(tái)階孔；選用Z3040搖臂鉆床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸孔鉆、沉頭鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺。工序10：鉆削M12螺紋孔；選用Z3040搖臂鉆床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、絲錐鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺和螺紋量規(guī)。工序11：倒角。2.6 零件加工余量的確定工序1：銑削60前端面；依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。工序2：銑削60后端面；依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為1mm。工序3：鉆削30圓柱孔；依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。工序4：銑削18前端面；依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。工序5：銑削18后端面；依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。工序6：銑削R35圓弧端面；依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。工序7：銑削130上斜面；依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。工序8：銑削130下斜面；依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。工序9：鉆削15圓柱孔及30臺(tái)階孔；依據(jù)零件的毛坯圖，能夠看出15圓柱孔及30臺(tái)階孔采用實(shí)心鑄造的方式獲得，因此其加工余量為7.5mm。工序10：鉆削M12螺紋孔；依據(jù)零件的毛坯圖，能夠看出15圓柱孔及30臺(tái)階孔采用實(shí)心鑄造的方式獲得，因此其加工余量為6mm。工序11：倒角。2.7 切削用量及時(shí)間定額的計(jì)算工序1：銑削60前端面；（1）切削深度3mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=80m/min。主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=54，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序2：銑削60后端面；（1）切削深度1mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=80m/min。主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=54，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序3：鉆削30圓柱孔；工步1：鉆削30圓柱孔底孔；（1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：。（2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南?。?）切削速度的確定取。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，?。坏茫?）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=59，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步2：擴(kuò)削30圓柱孔；（1）采用的擴(kuò)孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：。（2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南?。?）切削速度的確定取。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??；得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=59，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步3：鉸削30圓柱孔；（1）采用的鉸孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：。（2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南?。?）切削速度的確定取。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，?。坏茫?）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=59，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序4：銑削18前端面；工步1：粗銑18前端面；（1）切削深度1.5mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=80m/min。主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=94，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步2：半精銑18前端面；（1）切削深度1mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.25mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=90m/min。算一下主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查詢資料知n=375r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=94，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步3：精銑18前端面；（1）切削深度0.5mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.3mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=100m/min。算一下主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查詢資料知n=375r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=94，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序5：銑削18后端面；工步1：粗銑18后端面；（1）切削深度1.5mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=80m/min。主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=94，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步2：半精銑18后端面；（1）切削深度1mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.25mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=90m/min。算一下主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查詢資料知n=375r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=94，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步3：精銑18后端面；（1）切削深度0.5mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.3mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=100m/min。算一下主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查詢資料知n=375r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=94，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序6：銑削R35圓弧端面；工步1：粗銑R35圓弧端面；（1）切削深度1.5mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=80m/min。主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=18，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步2：半精銑R35圓弧端面；（1）切削深度1mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.25mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=90m/min。算一下主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查詢資料知n=375r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=18，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步3：精銑R35圓弧端面；（1）切削深度0.5mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.3mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=100m/min。算一下主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查詢資料知n=375r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=18，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序7：銑削130上斜面；工步1：粗銑130上斜面；（1）切削深度2mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=80m/min。主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=18，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步2：半精銑130上斜面；（1）切削深度1mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.25mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=90m/min。算一下主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查詢資料知n=375r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=18，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序8：銑削130下斜面；工步1：粗銑130下斜面；（1）切削深度2mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.2mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=80m/min。主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=18，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步2：半精銑130下斜面；（1）切削深度1mm；（2）通過查詢相關(guān)手冊(cè)，取f=0.25mm/r。（3）明確切削的速度工件材料為QT450-10，查詢手冊(cè)，取=90m/min。算一下主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查詢資料知n=375r/min，得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=18，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序9：鉆削15圓柱孔及30臺(tái)階孔；工步1：鉆削15圓柱孔底孔；（1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：。（2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取（3）切削速度的確定取。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取；得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=54，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步2：擴(kuò)削15圓柱孔；（1）采用的擴(kuò)孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：。（2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取（3）切削速度的確定取。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??；得（4）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=54，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步3：鉸削15圓柱孔；加工方法和計(jì)算步驟，與工步1基本一樣在此不再累贅。工步4：鉆削30臺(tái)階孔；加工方法和計(jì)算步驟，與工步1基本一樣在此不再累贅。工序10：鉆削M12螺紋孔；工步1：鉆削M12螺紋孔底孔；（1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：。（2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南?。?）切削速度的確定取。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，?。坏茫?）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=12，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工步2：鉆削M12螺紋孔；（1）采用的絲錐鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：。（2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取（3）切削速度的確定取。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，?。坏茫?）基本時(shí)間根據(jù)切削資料，其基本時(shí)間為： 式中：l=12，則（5）輔助時(shí)間根據(jù)切削資料，其輔助時(shí)間為： 式中：，則工序11：倒角。3 鉆削30圓柱孔專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)鉆30圓柱孔夾具。本夾具將用于Z3040搖臂鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。3.1 機(jī)床夾具的介紹夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向元件的結(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個(gè)具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有1300015000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。3.2 問題的提出本夾具主要用來鉆30圓柱孔，在加工時(shí)應(yīng)保證孔的尺寸要求。此外，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.3 選擇定位方案和定位元件本次定位其主要定位面采用尺寸60前端面和54外圓柱面。采用60前端面和夾具體上端面凸臺(tái)接觸，這樣能夠限制3個(gè)方向自由度。利用54外圓柱面和V型定位塊進(jìn)行定位，限制2個(gè)方向的自由度。最后利用加強(qiáng)筋端面和工件插銷進(jìn)行定位，限制1個(gè)方向的自由度。本次定位中采用的定位元件有：夾具體、V型定位塊、工件插銷。圖3-1為夾具三維及裝配圖。圖3-1 夾具三維及裝配圖3.4 選擇夾緊方案和夾緊元件利用內(nèi)六角螺栓、夾緊套、過渡板、六角螺母、方頭螺栓、上下夾緊盤，完成上下方向的夾緊。利用左右夾緊塊、方頭螺栓、夾緊座完成左右方向輔助夾緊。本次夾緊方案中采用的夾緊元件有：內(nèi)六角螺栓1個(gè)、夾緊套1個(gè)、過渡板1個(gè)、六角螺母1個(gè)、方頭螺栓2個(gè)、上下夾緊盤1個(gè)、左右夾緊塊1個(gè)、夾緊座1個(gè)。3.5 夾具體的設(shè)計(jì)夾具體的設(shè)計(jì)應(yīng)通盤考慮，使上述各部分通過夾具體能夠有機(jī)的聯(lián)系起來，形成一個(gè)整體。夾具體上表面與零件54外圓接觸的部位做成等高的凸臺(tái)以減少加工面積，夾具體底部設(shè)計(jì)成周邊接觸的形式以改善接觸狀況，提高安裝的穩(wěn)定性。夾具體的三維和零件圖見下面的圖3-2。圖3-2 夾具體三維和零件圖3.6 導(dǎo)向裝置選擇本工序30圓柱孔加工的精度要求較高，采用一次裝夾完成鉆，擴(kuò)，鉸，3個(gè)工步的加工，故此夾具采用與孔尺寸相對(duì)應(yīng)的快換鉆套做導(dǎo)向元件。3.7 切削力計(jì)算鉆削30圓柱孔加工機(jī)床：Z3040立式鉆床；鉆削力計(jì)算公式：其中P鉆削力；T鉆削的深度,26mm；S進(jìn)給量, 0.1mm；D鉆頭直徑, 30mm；HB布氏硬度，取210HBS。3.8 夾緊力計(jì)算。其中：為基本安全系數(shù)，取1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1；為刀具鈍化系數(shù)，取1.1；為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1；為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3；為手動(dòng)夾緊手柄位置系數(shù)，取1.0。所以=2.6實(shí)際夾緊力應(yīng)為：。其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，所以取螺栓預(yù)緊力。選M10方頭螺栓，材料為45#鋼。則，小于45#鋼的許用拉應(yīng)力，故可用M10方頭螺栓夾緊工件。3.9 定位誤差分析1、定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V型定位塊，在加工時(shí)要保證夾具定位塊的位置要求。2、計(jì)算鉆套中心線與工作臺(tái)的垂直度誤差。3、鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：4、襯套外徑與鉆模座孔的最大間隙為：則鉆套中心與工作臺(tái)平面的垂直度誤差為：0.5mm。結(jié)論通過本次設(shè)計(jì)還使我更深切地感受到了團(tuán)隊(duì)的力量，在與同學(xué)們的討論中發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決問題，這些使我們相互之間的溝通協(xié)調(diào)能力得到了提高，團(tuán)隊(duì)合作精神也得到了增強(qiáng)。課程設(shè)計(jì)體現(xiàn)了之前所學(xué)的大部分知識(shí)，也檢驗(yàn)了我的綜合素質(zhì)和實(shí)際能力。同時(shí)也跨出了我的工程師之路的第一步。在設(shè)計(jì)中我遇到不少難以解決的問題，比如：夾具的設(shè)計(jì)問題、CAD的繪圖問題以及說明書的編寫問題。通過對(duì)這些問題的認(rèn)識(shí)，我知道自己的一些薄弱環(huán)節(jié)；也通過解決這些問題，我更進(jìn)一步的對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的鞏固加深。所謂“溫故而知新”，在這些知識(shí)的基礎(chǔ)上還明白了許多課本所未涉及的知識(shí)，令人振奮！這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)零件的工藝規(guī)程的能力和學(xué)到了夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識(shí)圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基本技能，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。致謝通過老師的耐心指導(dǎo)和我的不懈努力我終于完成了課程設(shè)計(jì)。在這次課程設(shè)計(jì)中，我將在課堂上所學(xué)到的相關(guān)的科學(xué)知識(shí)都運(yùn)用到設(shè)計(jì)里面，又一次的鞏固了所學(xué)內(nèi)容，甚感欣慰。在完成這一設(shè)計(jì)的過程中，我遇到了許多困難。面對(duì)它們，我并沒有心灰意冷，而是查資料、尋找別人的幫助。在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我一個(gè)個(gè)的解決了它們，獲得了最后勝利。在這里，對(duì)幫助我完成這次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師和同學(xué)表示真誠的謝意。在此特別感謝指導(dǎo)老師：這幾周來他們不斷的引導(dǎo)我、教導(dǎo)我，讓我在這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多知識(shí)！對(duì)于我不懂的問題，只要我提出他們就毫不吝嗇的、不厭其煩地幫我解決，老師這幾周來付出了辛勤汗水，換來了我在這次設(shè)計(jì)中所學(xué)到知識(shí)！我會(huì)謹(jǐn)記老師的教誨?？傊?，沒有你們的幫助，我很難完成這次設(shè)計(jì)，再一次表示我對(duì)你們最真誠的謝意。參考文獻(xiàn)1 王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20062 崇凱主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20063 鄒青主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20044 孫麗媛主編.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京：冶金工業(yè)出版社，20075 郭克希主編.機(jī)械制圖. M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20046 徐學(xué)林主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M.長沙：湖南大學(xué)出版社，20077 吳宗澤、羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：高等教育出版社，20068 余光國、馬俊主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M.重慶：重慶大學(xué)出版社，19959 程緒琦主編.AutoCAD2008中文標(biāo)準(zhǔn)教程M.北京：電子工業(yè)出版社，2008.410 楊叔子主編.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.811 鄧文英主編.金屬工藝學(xué) 上冊(cè)M.北京：高等教育出版社，200112 鄧文英主編.金屬工藝學(xué) 下冊(cè)M.北京：高等教育出版社，200113 李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7