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畢業(yè)設(shè)計(論文)
車床離合器齒輪加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
所在學(xué)院
機(jī)械與電氣工程學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
班 級
xx機(jī)自x班
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 4 月 31 日
3
摘 要
到目前為止，夾具仍是重要的機(jī)電工具，用戶只需要按品種，選擇購買規(guī)格。根據(jù)夾具的范圍，可分為一般固定、可調(diào)式固定和專用夾具。雖然工裝夾具和產(chǎn)品息息相關(guān)，需要根據(jù)產(chǎn)品的不同做出改變，通常模具的特殊性質(zhì)已經(jīng)成為一個獨(dú)立的行業(yè);夾具是先進(jìn)的當(dāng)代設(shè)計的組合和符合節(jié)能原則。本文首先對離合器齒輪零件進(jìn)行了機(jī)械加工工藝分析及規(guī)程的設(shè)計，然后對4個5mm孔進(jìn)行了專用的鉆床夾具設(shè)計。
關(guān)鍵詞：離合器齒輪；機(jī)械加工；加工工藝；專用夾具
28
Abstract
So far, fixture is still the major electrical and mechanical tools, users only need to press, select purchase specifications. According to the range of fixtures, fixed, adjustable fixed can be divided into General and special fixtures. While the fixtures and products closely related to, and needs to make changes according to the different products, usually die of special quality has become an independent industry fixture is an advanced combination of contemporary design and in accordance with the principle of energy-saving. First clutch gear machining process analysis and the design of regulations, and 4 5mm hole with design of special milling machines and drill jig.
Key words: clutch gear mechanical processing processing, special clamps
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
1 緒論 1
2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2
2.1 零件的作用 2
2.2 零件的工藝性 2
2.3 零件的生產(chǎn)類型 3
3 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯-毛坯零件圖 4
3.1選擇毛坯 4
3.2 確定機(jī)械加工余量 4
3.3 確定毛坯尺寸 4
3.4 確定毛坯尺寸公差 4
3.5 繪制毛坯圖 5
4 選擇加工方法，制定工藝路線 7
4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 7
4.2 零件表面加工方法的選擇 7
4.3 制訂工藝路線 8
5 工序設(shè)計 10
5.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 10
5.2 確定工序尺寸 11
6 確定切削用量及基本時間 13
7 鉆4-φ5mm孔夾具設(shè)計 18
7.1問題提出 18
7.2夾具的設(shè)計 18
7.2.1切削力及夾緊力的計算 18
7.2.2 鉆孔與工件之間的切屑間隙 21
7.2.3 鉆模板 22
7.2.4定位誤差的分析 22
7.2.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 23
7.2.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 25
總 結(jié) 26
參 考 文 獻(xiàn) 28
致 謝 29
1 緒論
結(jié)合機(jī)械設(shè)計知識機(jī)構(gòu)相關(guān)理論，完成有效定位和工件夾緊所有CA6140車床離合器齒輪都使得經(jīng)濟(jì)的工藝路線，加工定位合理規(guī)劃工件，更多的優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計夾具設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行的一次重要并且全面的檢查，是對大學(xué)所有課程的理論和實踐方面的培訓(xùn)學(xué)到的專業(yè)知識進(jìn)行整合。雖然工裝夾具和產(chǎn)品息息相關(guān)，需要根據(jù)產(chǎn)品的不同做出改變，通常模具的特殊性質(zhì)已經(jīng)成為一個獨(dú)立的行業(yè);夾具是先進(jìn)的當(dāng)代設(shè)計的組合和與節(jié)約資源、 環(huán)境保護(hù)原則適用于綠色制造的原則是一致的。所以它是未來夾具技術(shù)的發(fā)展的一個重要方向。隨著科技的進(jìn)步，市場社會不斷發(fā)展和需求多元化的情況，夾具設(shè)計和柔性制造方向在一步一步前進(jìn)。到目前為止，夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品當(dāng)中的四大工具之一，制造刀具工具本身具有標(biāo)準(zhǔn)化程度高，用戶只需要按品種，選擇購買規(guī)格。雖然工裝夾具和產(chǎn)品息息相關(guān)，需要根據(jù)產(chǎn)品的不同做出改變，通常模具的特殊性質(zhì)已經(jīng)成為一個獨(dú)立的行業(yè)。所以它是未來夾具技術(shù)的發(fā)展的一個重要方向。機(jī)床夾具一般是指用于固定工件和夾緊的工具以及各種設(shè)備的集合，通常被稱為"輔助工具"。
通過這次設(shè)計，實現(xiàn)對大學(xué)四年理論只是的檢驗，為以后參加工作做好鋪墊，也為未來自己進(jìn)一步的發(fā)展打好良好的基礎(chǔ)。更多的優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計夾具設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行的一次重要并且全面的檢查，是對大學(xué)所有課程的理論和實踐方面的培訓(xùn)學(xué)到的專業(yè)知識進(jìn)行整合。到目前為止，夾具仍是重要的機(jī)電工具，用戶只需要按品種，選擇購買規(guī)格。根據(jù)夾具的范圍，可分為一般固定、可調(diào)式固定和專用夾具。雖然工裝夾具和產(chǎn)品息息相關(guān)，需要根據(jù)產(chǎn)品的不同做出改變，通常模具的特殊性質(zhì)已經(jīng)成為一個獨(dú)立的行業(yè);夾具是先進(jìn)的當(dāng)代設(shè)計的組合和符合節(jié)能規(guī)則。設(shè)計夾具和使用夾具是一種重要的措施，可以更快的促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展。通過這次對零件進(jìn)行工藝和專用夾具的設(shè)計，實現(xiàn)對大學(xué)四年理論只是的檢驗，把學(xué)到的理論與實際應(yīng)用結(jié)合，未來自己進(jìn)一步發(fā)展良好基礎(chǔ)。通過實際調(diào)研和搜集相關(guān)資料數(shù)據(jù)和相關(guān)的關(guān)于工藝及夾具設(shè)計的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，對零件的基本結(jié)構(gòu)和功能作用方面來進(jìn)行理解，零件轉(zhuǎn)型過程分析若要確定齒面零件加工中的應(yīng)用方法。這個課題也培養(yǎng)自己自學(xué)和創(chuàng)造的能力，這個是全面、 實用的項目。
2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
2.1 零件的作用
所給定的零件是CA6140車床主軸箱中運(yùn)動輸入軸Ⅰ軸上的一個離合器齒輪。它位于Ⅰ軸上，用于接通或斷開主軸的反轉(zhuǎn)傳動路線，與其他零件一起組成摩擦片正反轉(zhuǎn)離合器。主運(yùn)動傳動鏈由電機(jī)經(jīng)過帶輪傳動副φ130 mm/φ230 mm傳至主軸箱中的軸Ⅰ。在軸Ⅰ上裝有雙向多片摩擦離合器M1，使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。當(dāng)壓緊離合器左部的摩擦片時，軸Ⅰ的運(yùn)動經(jīng)齒輪副56/38或51/43傳給軸Ⅱ，使軸Ⅱ獲得2種轉(zhuǎn)速。壓緊右部摩擦片時，經(jīng)齒輪50、軸Ⅶ上的空套齒輪34傳給軸Ⅱ上的固定齒輪30。這時軸Ⅰ至軸Ⅱ間多一個中間齒輪34，故軸Ⅱ的轉(zhuǎn)向相反，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速只有1種。當(dāng)離合器處于中間位置時，左、右摩擦片都沒有被壓緊，軸Ⅰ運(yùn)動不能傳至軸Ⅱ，主軸停轉(zhuǎn)。此零件借助兩個滾動軸承空套在Ⅰ軸上，只有當(dāng)裝在Ⅰ軸上的內(nèi)摩擦片和裝在該齒輪上的外摩擦片壓緊時，Ⅰ軸才能帶動該齒輪轉(zhuǎn)動。該零件φ68K7 mm的孔與兩個滾動軸承的外圈相配合，φ71 mm溝槽為彈簧擋圈卡槽，φ94 mm的孔容納內(nèi)、外摩擦片，4～21 mm槽口與外摩擦片的翅片相配合使其和該齒輪一起轉(zhuǎn)動，5×1.5 mm溝槽和4×φ5 mm的孔用于通入冷卻潤滑油。
2.2 零件的工藝性
2.2.1 主要技術(shù)要求：
零件圖上的主要技術(shù)要求為：
模數(shù)： 2.25
齒數(shù)： 50
精度: 7-6-6-FL JB179-83
熱處理： 齒部G52
2.2.2加工表面的尺寸及要求：
1、 左端 φ68K7 外圓表面精度等級為IT7，表面粗糙度為Ra0.8。并且槽相對φ68K7 孔的軸線成90度均勻分布。
2、 21 mm寬槽口相對φ68K7孔的軸線成90°均勻分布，其徑向設(shè)計基準(zhǔn)是φ68K7 mm孔的軸線，軸向設(shè)計基準(zhǔn)是φ106.5 mm外圓柱的左端平面。
3、 4×φ5 mm孔在5×1.5 mm溝槽內(nèi)，孔中心線距溝槽一側(cè)面的距離為3 mm，圓錐角度為90度。4個φ5 mm孔分別與21mm槽寬錯開45度均勻分布。
4、 由于加工時不能選用溝槽的側(cè)面為定位基準(zhǔn)，故要精確地保證上述要求比較困難，但這些小孔為油孔，位置要求不高，只要鉆到溝槽之內(nèi)接通油路就可，加工不難。
5、 Φ90外圓表面精度等級為IT14，表面粗糙度為Ra3.2。
6、 左端外圓表面φ106.5 精度等級為IT12，表面粗糙度為Ra6.3。
7、 φ94外圓表面精度等級為IT14，表面粗糙度為Ra6.3。
8、 φ71內(nèi)孔槽內(nèi)圓表面精度等級為IT11，表面粗糙度為Ra3.2。
9、 φ117h11齡輪外圓表面 IT11 Ra3.2，齒面Ra11,齒部熱處理G52.
10、 右端面Ra3.2，左端面Ra6.3。
11、 倒（圓）角。
2.3 零件的生產(chǎn)類型
零件材料是45鋼，零件年產(chǎn)量5000已經(jīng)是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)圓需要鑄造出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。
3 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯-毛坯零件圖
3.1選擇毛坯
正確地選擇毛坯是工藝技術(shù)員應(yīng)該高度重視的問題。零件加工過程中工序的內(nèi)容或工序數(shù)目、材料消耗、熱處理方法、零件制造費(fèi)用等都與毛坯的材料、制造方法、毛坯的誤差及其余量有關(guān)。
機(jī)械加工中常用的毛坯種類很多，主要有鑄件、鍛件、型材、焊接件、冷沖壓件、其它（工程材料、粉末冶金等）。
在相同材料的條件下，鍛件的機(jī)械強(qiáng)度和沖擊韌性比鑄件高，對于承受重載荷、交變載荷和沖擊載荷工作的零件常選用鍛件。
該零件材料為45鋼，而且屬于薄壁的圓盤類中小型零件，考慮加工工序較多，會經(jīng)常承受交變載荷及沖擊載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織，保證零件工作可靠。又由于零件年產(chǎn)量為5000件，屬大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成形，可獲得較好的尺寸精度和較高的生產(chǎn)率。
模鍛毛坯具有以下特點：
1. 其輪廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量減少；
2. 其制造周期短，生產(chǎn)率高，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
3.2 確定機(jī)械加工余量
根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》中鍛件內(nèi)外表面加工余量表，查得單邊余量在厚度方向為1.7～2.2?mm，水平方向為1.7～2.2?mm。鍛件中心兩孔的單面余量按手冊中鍛件內(nèi)孔直徑的單面機(jī)械加工余量表，可查得為2.5?mm。
3.3 確定毛坯尺寸
根據(jù)查得的加工余量適當(dāng)選擇稍大點即可，只有φ68K7?mm孔，因為表面粗糙度要求達(dá)到Ra?0.8，考慮磨削孔前的余量要大，可確定精鏜孔單面余量為0.5?mm。其他槽、孔隨所在平面鍛造成實體。具體加工余量的選擇大小如表7-1所示。
3.4 確定毛坯尺寸公差
3.4.1 鍛件公差等級。 由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級為普通級。
3.4.2 鍛件質(zhì)量m。 根據(jù)零件成品質(zhì)量1.36?kg，估算毛坯質(zhì)量為mf?=?2.5?kg。
3.4.3 零件表面粗糙度。由零件圖知，除φ68K7?mm孔以外，其余各加工表面為Ra≥1.6。
毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)從手冊中查鍛件的長度、寬度、高度、厚度公差表可得。具體如表3-1所示。
表3-1 毛坯尺寸公差表
零件尺寸
單面加工余量
鍛件尺寸
偏差
117H11
2
121
106.5
1.75
110
94
2
89
90
2
94
68K7
3
62
64
2
68
94孔深31mm
1.8
29.2
20
1
21
12
1.8
13.8
3.5 繪制毛坯圖
根據(jù)確定的毛坯尺寸和加工余量，可繪制毛坯-零件合圖，外圓角半徑為R6，內(nèi)圓角半徑為R3；內(nèi)、外模鍛斜度分別為7°、5°。如圖3.1所示。
圖3-1 毛坯圖
4 選擇加工方法，制定工藝路線
4.1 定位基準(zhǔn)的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。加
4.1.1 精基準(zhǔn)的選擇
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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
本零件是帶圓盤狀齒輪，孔是其設(shè)計基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，即精基準(zhǔn)選φ68K7mm的孔及其端面。
4.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇
由于CA6140車床齒輪所有表面都要加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選φ94外圓及其端面為粗基準(zhǔn)。但因為外圓φ121mm上有分模面，表面不平整，有飛邊等缺陷，定位不可靠，故不能選為粗基準(zhǔn)。
4.2 零件表面加工方法的選擇
該零件的主要加工表面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面、孔及槽，其加工方法選擇如表4-1所示。
表4-1 零件表面加工方法的選擇
位置
公差等級
粗糙度（Ra/um）
加工方法
90
IT14
3.2
粗車—半精車
117h11
IT11
3.2
粗車—半精車
106.5
IT12
6.3
粗車—半精車
68K7
IT7
0.8
粗鏜—半精鏜—精鏜
94
IT14
6.3
粗鏜
端面
IT14
6．3
粗車
齒面
IT11
3．2
粗車—半精車
5小孔
IT14
50
鉆
槽
IT13
3．2
粗銑—半精銑
4.3 制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)適時零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，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。齒輪的加工工藝路線一般是先進(jìn)行齒坯的加工，再進(jìn)行齒面加工。齒坯加工包括各圓柱表面及端面的加工。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方案：
4.3.1工藝路線方案一：
1、工序10粗車、半精車、精車外圓Φ90 右端面及倒角。
2、工序20粗車、半精車、精車外圓 Φ106.5 Φ117 外環(huán)槽5×1?.5
粗車、半精車、精車內(nèi)圓Φ68 Φ94 內(nèi)環(huán)槽2.7×Φ71
左端面及倒角。
3、工序30 鉆孔4×Φ5。
4、工序40 粗銑、精銑16×22 槽。
5、工序50 滾齒 模數(shù)2.2 齒數(shù)50。
6、工序60 檢驗。
4.3.2工藝路線方案二：
1、工序10 粗車φ117 φ90及其端面，粗鏜φ68 φ71內(nèi)表面。。
2、工序20 掉頭粗車φ106.5及端面，粗鏜φ94內(nèi)孔表面
3、工序30 半精車φ117和φ90外圓及其端面，半精鏜φ68內(nèi)孔表面和φ71圓槽內(nèi)表面。倒右端的角（圓角）。
4、工序40 掉頭半精車φ106.5及臺階面，半精鏜φ94內(nèi)孔表面，倒角（圓角）。
5、工序50 滾齒
6、工序60 銑槽
7、工序70 精鏜φ68內(nèi)孔。
8、工序80 鉆4×φ5孔。
工藝方案的比較與分析：
上述兩個工藝方案的主要特點在于：方案一是在車外圓和鏜孔時將粗精加工安排在一道工序內(nèi)，完成經(jīng)過兩次就將外圓和鏜孔加工至圖紙要求，工序30、40是鉆孔和銑槽，并且先加工4×φ5孔，再銑16×22 槽，在鉆孔和銑槽前就將φ68內(nèi)孔鏜到圖紙要求。這種方法首先不能保證外圓以及φ68等孔的高精度要求，另外孔與端面的垂直度也不能得到保證。工序30、40中先鉆孔后銑槽首先應(yīng)該考慮定位的方便，主要是孔加工比較困難，種種安排不利于鉆孔的定位。φ68內(nèi)孔的精加工安排在銑槽前面，在銑槽時需要用孔定位會影響φ68內(nèi)孔表面的精度。 方案二主要解決了方案一中的不足之處，加工出的齒輪零件工藝更精確。 因此，最后的加工路線確定如下：
序號
工序內(nèi)容
設(shè)備
10
粗車右端φ117和φ90外圓及其端面，粗鏜右端φ68孔內(nèi)表面和φ71圓槽內(nèi)表面。
C620-1型臥式車床
20
掉頭粗車左端φ106.5及端面，粗鏜左端φ94內(nèi)孔表面
C620-1型臥式車床
30
半精車右端φ117和φ90外圓及其端面，半精鏜右端φ68內(nèi)孔表面和φ71圓槽內(nèi)表面。倒右端的角（圓角）。
C620-1型臥式車床
40
掉頭半精車左端φ106.5及臺階面，半精鏜左端φ94內(nèi)孔表面，倒左端的角（圓角）。
C620-1型臥式車床
50
滾齒輪。
Y3150型滾齒機(jī)
60
銑槽
X62W臥式銑床
70
精鏜φ68內(nèi)孔表面
C620-1型臥式車床
80
鉆φ5孔，锪沉頭孔。
Z525型立式鉆床
90
熱處理
100
淬火
110
鉗工去毛刺
120
終檢
5 工序設(shè)計
5.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
5.1.1根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床、刀具、檢驗量具。
如下表5-1所示：
表5-1
工步
設(shè)備選擇
刀具選擇
量具選擇
粗車
C620-1車床
YT5 90°偏刀
游標(biāo)卡尺
半精車
C620-1車床
YT30
游標(biāo)卡尺
粗鏜
C620-1車床
YT5 鏜刀
內(nèi)徑千分尺
半精鏜
C620-1車床
YT30
內(nèi)徑千分尺
滾齒
Y3150滾齒機(jī)
A級單頭滾刀
公法線千分尺
銑槽
X62W臥式銑床
160mm三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
鉆孔
Z525立式鉆床
復(fù)合鉆
5.1.2機(jī)床的選擇
工序30、40、60、70，粗車和半精車又或者粗鏜和半精鏜。 各工序的加工步數(shù)不多，且不要求很高的生產(chǎn)率，精度要求不高，選用C620-1型臥式車床
滾齒 先用Y3150型滾齒機(jī)較合適
三面刃銑刀粗銑及精銑槽。用專用夾具加工，選用X62W臥式銑床
鉆5小孔 采用專用分度夾具在立式鉆床上加工 選用Z525型立式鉆床
5.1.3刀具的選擇
加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)后金。粗加工用YT5，精加工用YT30。選用轉(zhuǎn)位車刀。切槽刀宜用高速鋼。
滾齒采用A級單頭滾刀達(dá)8級精度，選模數(shù)為2.25mm.
銑刀選用三面刃銑刀，銑刀直徑為160mm。
鉆小孔用復(fù)合鉆一次鉆出。
5.1.4量具的選擇
外圓表面的測量中，除117的尺寸公差為0.22最小要用到外徑千分尺外，其它均可用游標(biāo)卡尺
68K7 內(nèi)徑百分表
精鏜67K7孔時，用三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)
軸向游標(biāo)卡尺
5.2 確定工序尺寸
5.2.1確定圓柱面的工序尺寸。圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。
該零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如表5.2所示。
表5.2 工序尺寸，余量及公差數(shù)據(jù)表
加工面
工序
余量
精度等級
工序尺寸
工序尺寸公差
117H11齒面
粗車
2．5
IT11
118．5
0
-0.220
半精車
1．5
IT9
117
0
-0.087
106.5外圓
粗車
3．5
IT11
108
0
-0.220
半精車
1.5
IT9
106.5
0
-0.087
90外圓
粗車
2．5
IT11
91.5
0
-0.220
半精車
1．5
IT9
90
0
-0.087
94孔
粗鏜
2.5
IT11
94
68K7孔
粗鏜
3
IT11
70
+0.190
0
半精鏜
2
IT9
69
+0.074
0
精鏜
1
IT7
68
+0.030
0
6 確定切削用量及基本時間
切削用量包括背吃刀量ap、進(jìn)給量f、和切削速度Vc。確定順序是先確定ap、f再確定Vc。
6.1 工序Ⅰ切削用量及基本時間的確定
本工序為粗車（車端面、外圓及鏜孔）。已知加工材料為45鋼，鍛件，有外皮；機(jī)床為CA6140臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。
切削用量包括背吃刀量a進(jìn)給量f和切削速度v。
6.1.1工序Ⅰ切削用量及基本時間的確定
⑴ 切削用量 本工序為粗車（車端面、外圓及鏜孔）。己知加工材料為45鋼。
1） 確定粗車外圓的切削用量。選用刀的刀杠尺寸B×H=16mm×25mm.
① 確定背吃刀量，粗些車雙邊余量為2.5mm,顯然為單邊余量：
② 確定進(jìn)給量f ，根據(jù)背吃力量 工件的直徑為100-400mm時，查表書本附表1得：f=0.60mm/r
③ 確定切削速度v。粗車速度取n=130r/min，根據(jù)公式
得
45號鋼為 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，根據(jù)GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45鋼抗拉強(qiáng)度為600MPa，當(dāng)加工600-700Mpa鋼料、、時，切削速度v=109m/min。
確定的切削用量為： f=0.60mm/r, n=130r/min,v=45.5m/min。
車削時間：
L為車削路程33mm.
2) 確定粗車外圓Ф91.5mm 、端面及臺階面的切削用量。采用車外圓Ф的刀具加工這些表面。車外圓車外圓Ф91.5mm的端面及臺階面的.車外圓Ф91.5mm的f=０.60mm/r,車端面及臺階面的f=0.52mm/r。主軸轉(zhuǎn)速與車外圓Ф118.5mm相同。
切削速度：
粗車φ91.5時間：
3) 確定粗鏜孔的切削用量。所用刀具為YT5硬質(zhì)合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。
① 確定背吃力量，雙邊余量為3mm，顯然為單邊余量：
② 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表得，當(dāng)粗鏜料、鏜刀直徑為20mm、、鏜刀出長度為100mm時，f=0.15-0.3mm/r按CA6140車床的進(jìn)給量，選擇
f=0.2mm/r
③ 確定切削速度v，根據(jù)公式：
查表得系數(shù)為：
所以
經(jīng)查C6140車床的轉(zhuǎn)速，選擇=370r/min。
確定粗鏜孔的基本時間，選鏜刀的主偏角。
其中，，，，，，，。所以：
確定粗車端面的基本時間：
式中，，，，，，，，
所以：
4) 確定粗車臺階面的基本時間：
，其中
所以：
確定工序的時間：
各工序參數(shù)見下表
6.1.2工序Ⅱ切削用量及基本時間的確定
本工序還是為粗車（車端面、外圓、臺階面、鏜孔和車溝槽），己知與工序Ⅰ相同。
采用工序Ⅰ確定切削用量和切削時間的方法，得本工序的切削用量及基本時間見下表：
6.1.3工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定
（1） 切削用量 本工序為鉆孔，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=5mm；鉆4個通孔；使用切削液。
① 確定進(jìn)給量f。由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進(jìn)給。
② 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm；耐用度T=15min。
③ 確定切削速度V。670MPa的45鋼加工性屬5類。 暫定進(jìn)給量f=0.16mm/r。可查得V=17m/min，n=18r/s。
（2）基本時間 鉆4個的通孔，基本時間約為20s。
6.1.4工序Ⅷ切削用量及基本時間的確定
⑴ 切削用量 本工序為銑槽，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。機(jī)床選用X62型臥式機(jī)床。共銑4個槽。
① 確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)給量.查表得公式：
查表得：
V= =39.84m/min
n= =10.15r/s
根據(jù)銑床工作臺進(jìn)給量表，選擇=0.063mm/s，=75mm/min
基本時間，根據(jù) T=
式中： l=7.5mm;
T==166s
車床轉(zhuǎn)速
（n）r/s
進(jìn)給量
(fz)mm/r
切削速度
(v)mm/s
加工時間
(Ti)/s
10.15
0.063
39.84
166
6.2 工序第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅵ、第Ⅷ切削用量及基本時間的確定
將前面進(jìn)行的工作所得的結(jié)果，填入工藝文件。(見附表).
7 鉆4-φ5mm孔夾具設(shè)計
為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。本夾具將用在z525鉆床。刀具是高速鋼鉆頭。
7.1問題提出
本夾具主要用來加工箱鉆4-φ5mm孔夾具,這4個孔互成90度，均勻分布在圓周方向，設(shè)計夾具時，要求保證垂直度要求。
7.2夾具的設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。
由于分布在圓周方向，4個均勻布置的孔，互成90°夾角，采用分度夾具，
鉆完一個孔，然后旋轉(zhuǎn)90°鉆第2個，一次類推。
定位方式如下圖，夾緊方式為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
圖8-1 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)
7.2.1切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭φ5孔。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
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：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)
原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
7.2.2 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類型和特點:
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當(dāng)對孔進(jìn)行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖8.2。
圖8.2 鉆套
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設(shè)計中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
7.2.3 鉆模板
在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
7.2.4定位誤差的分析
1.夾具安裝誤差
因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
2.夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
3.加工方法誤差
因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設(shè)
。
4. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為
或
當(dāng)時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
7.2.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用
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間。
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.07
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.07
＞3.3～4
7
+0.019
+0.07
7
＞4～5
8
11
＞5～6
7
11
7
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
＞8～7
15
7
12
20
25
＞7～12
+0.034
+0.016
7
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～7
26
30
0.012
＞7～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
17
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
7.2.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
總 結(jié)
本設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計之前進(jìn)行的一次重要并且全面的檢查，是對大學(xué)所有課程的理論和實踐方面的培訓(xùn)學(xué)到的專業(yè)知識進(jìn)行整合。絲桿傳動已成為重要的機(jī)械設(shè)備中的一部分。設(shè)計絲桿傳動是一種重要的措施，可以更快的促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展。
隨著社會的發(fā)展，科學(xué)和技術(shù)不斷提高，逐漸滲透的高科技和如何使所有部門充分利用這些技術(shù)在機(jī)械工程中，機(jī)器的使用這些技術(shù)服務(wù)于人類，即將步入社會的我們，也要不斷的學(xué)習(xí)，融合，最后達(dá)到創(chuàng)新。
時代不斷的進(jìn)步，市場社會持續(xù)變化和需求多元化的情況，絲桿傳動方向在一步一步前進(jìn)。到目前為止，絲桿傳動仍是機(jī)電產(chǎn)品當(dāng)中的重要組成部分，制造絲桿標(biāo)準(zhǔn)要求非常高，用戶只需按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格購買就可以了。機(jī)械制造規(guī)格與產(chǎn)品有很大的聯(lián)系，只需根據(jù)產(chǎn)品的不同做出改變，通常絲桿的特殊性質(zhì)已經(jīng)成為一個獨(dú)立的行業(yè);在國內(nèi)外絲桿傳動正逐步形成機(jī)床工具行業(yè)或小的相對獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。機(jī)械不僅標(biāo)準(zhǔn)化、 模塊化，先進(jìn)的當(dāng)代設(shè)計的組合和與節(jié)約資源、 環(huán)境保護(hù)原則適用于綠色制造的原則是一致的。所以它是未來機(jī)械技術(shù)的發(fā)展的一個重要方向。隨著科技的進(jìn)步，市場社會不斷發(fā)展和需求多元化的情況，機(jī)械設(shè)計和柔性制造方向在一步一步前進(jìn)。到目前為止，機(jī)械仍是機(jī)電產(chǎn)品當(dāng)中的四大工具之一，雖然機(jī)械機(jī)械和產(chǎn)品息息相關(guān)，需要根據(jù)產(chǎn)品的不同做出改變，通常模具的特殊要求已經(jīng)是一個特殊的行業(yè);在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)趨向形成機(jī)床工具行業(yè)或小的相對獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。機(jī)械不僅標(biāo)準(zhǔn)化、 模塊化，先進(jìn)的當(dāng)代設(shè)計的組合。
該畢業(yè)設(shè)計是在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程為以前的一次練習(xí)，我們的能力提出了更高的要求。知道如何可以使用合作的復(fù)雜性，增加了我們的耐心，加深知識的理解一點當(dāng)我檢查計算生命的力量是不夠的，通過查閱資料有更大的收獲。這是他們的理解，知識獲取，知識和經(jīng)驗給了我們一次，一個關(guān)鍵的選擇框，選擇大的信心。課程設(shè)計工程量大，需要安排時間分工與隊友，在這一點上，我覺得我們組做的不錯的，整個設(shè)計過程模板老師給了我們很多幫助，希望下次有機(jī)會嘗試在沒有模板的條件，挑戰(zhàn)任務(wù)設(shè)計的獨(dú)立機(jī)構(gòu)。從第一個項目，一個過程，一個新的處理過程，大偏壓小的缺陷，在句子的格式，都應(yīng)強(qiáng)調(diào)。他教我這方面的知識，拓寬了我的知識，我的論文的形成背景，完成優(yōu)勢。謝謝所有的老師，他細(xì)致的工作使我和我的同學(xué)學(xué)習(xí)和生活秩序。以前，我對《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計和實踐知識是非常膚淺的，因為發(fā)現(xiàn)他學(xué)習(xí)，知識點，即使再嚴(yán)重的學(xué)校和課堂學(xué)習(xí)知識本身并不能解決實際問題，必須自己學(xué)習(xí)。從設(shè)計到一個特定的部件設(shè)計，然后寫每個設(shè)計過程給了我很多幫助。他不僅在精心指導(dǎo)我的設(shè)計，并不斷地鼓勵我去探索學(xué)習(xí)創(chuàng)新的精神。在設(shè)計過程中，對我們很嚴(yán)厲，總是我的問題懶得解釋，并為我提供了豐富的信息，幫助我理解設(shè)計。老師豐富的經(jīng)驗，孜孜不倦的精神和育人孜孜不倦的教導(dǎo)我留下深刻印象。我深深明白“老師是人類靈魂的工程師”
在老師的幫助和指導(dǎo)下，我現(xiàn)在已經(jīng)掌握了軟件來完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，并了解絲桿傳動有一定的了解。我表示衷心的感謝老師。
畢業(yè)是我們在大學(xué)階段最后一個環(huán)節(jié)，是我們已經(jīng)學(xué)到了全面的應(yīng)用知識和實際操作能力，又是一個全面的研究，再提高的過程。在這個過程中，我們培養(yǎng)我們的教學(xué)能力和獨(dú)立工作的能力。從上面我們可以設(shè)計機(jī)械設(shè)計工作的一個很深刻的體會是一個非常嚴(yán)肅的工作，是完全在設(shè)計過程中，考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)材料，機(jī)械性等的選擇。同時，CAD技術(shù)，提高設(shè)計效率，提高優(yōu)化設(shè)計，降低了勞動強(qiáng)度和技術(shù)人員，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計，起到了非常積極有效的作用。
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[15] 趙家齊.機(jī)械制造裝備設(shè)計基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.
致 謝
我要感謝我的導(dǎo)師的任務(wù)。盡管他老師的教學(xué)和科學(xué)研究，仍然有一段時間，我的門不時召開監(jiān)督作業(yè)結(jié)束，從第一個項目，一個過程，一個新的處理過程，大偏壓小的缺陷，在句子的格式，都應(yīng)強(qiáng)調(diào)。他教我這方面的知識，拓寬了我的知識，我的論文的形成背景，完成優(yōu)勢。謝謝所有的老師，他細(xì)致的工作使我和我的同學(xué)學(xué)習(xí)和生活秩序。以前，我對《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計和實踐知識是非常膚淺的，因為發(fā)現(xiàn)他學(xué)習(xí)，知識點，即使再嚴(yán)重的學(xué)校和課堂學(xué)習(xí)知識本身并不能解決實際問題，必須自己學(xué)習(xí)。從設(shè)計到一個特定的部件設(shè)計，然后寫每個設(shè)計過程給了我很多幫助。他不僅在精心指導(dǎo)我的設(shè)計，并不斷地鼓勵我去探索學(xué)習(xí)創(chuàng)新的精神。在設(shè)計過程中，對我們很嚴(yán)厲，總是我的問題懶得解釋，并為我提供了豐富的信息，幫助我理解設(shè)計。老師豐富的經(jīng)驗，孜孜不倦的精神和育人孜孜不倦的教導(dǎo)我留下深刻印象。我深深明白“老師是人類靈魂的工程師”
在老師的幫助和指導(dǎo)下，我現(xiàn)在已經(jīng)掌握了軟件來完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，并了解絲桿傳動有一定的了解。我表示衷心的感謝老師。
第二，我要學(xué)會在生活中感謝，幫助我的同學(xué)，他們是我最親密的人，在畢業(yè)設(shè)計設(shè)計過程中，不可避免地造成他的不便和麻煩他們的問題。
最后，我想是百忙之中抽出時間閱讀這篇文章，感謝并參加審查論文的老師！