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本科生課程設(shè)計 設(shè)計“CA6140 車床撥叉”831003 零件的機(jī)械加工 工藝規(guī)程 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學(xué)生姓名 Sky 所在專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 所在班級 指導(dǎo)教師 職稱 教授 副 指 導(dǎo) 教 師 職稱 答辯時間 2009 年 7 月 10 日 目 錄 目 錄 設(shè)計總說明 ............................................................................................................................I 1 零件的分析 ...................................................................................................................1 零件的作用 ........................................................................................................................1 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 ...........................................................................................................1 2.1 確定毛坯的制造形式 ..........................................................................................1 2.2 基面的選擇 ..........................................................................................................1 2.3 制訂工藝路線 ......................................................................................................2 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..................................................2 2.5 確定切削用量及基本工時 ..................................................................................3 3 夾具設(shè)計 .....................................................................................................................10 3.1 問題的提出 ........................................................................................................10 3.2 夾具設(shè)計 ............................................................................................................10 結(jié)束語 ..................................................................................................................................13 參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................14 設(shè)計總說明 I 設(shè)計總說明 本設(shè)計是 CA6140 車床撥叉 831003 零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè) 計。CA6140 撥叉零件的主要加工表面是平面、孔、槽和螺紋孔。一般來說，機(jī)械加工 工序先后順序一般遵循先加工定位基面，再加工其他表面；先加工主要表面，后加工 次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序；先加工平面，后加工孔。選擇右 端 R20 的端面，上頂端 40×80 的面和右側(cè) 75×80 的面為粗基準(zhǔn)，選擇為花鍵孔和 72×40 的端面為粗基準(zhǔn)。先粗銑 75×40 的左端面,精銑 75×40 的左端面直至符合表面 粗糙度要求；接著鉆、擴(kuò) φ22 的花鍵孔，锪兩端倒角 2×30；然后拉花鍵，保證精度 要求；再粗銑、精銑溝槽，粗、精銑上平面至符合表面粗糙度要求；然后鉆攻 2-M8 螺 紋孔、鉆 φ5 圓錐孔。最后去毛刺、清洗、終檢。 關(guān)鍵詞：撥叉；加工工藝；夾具；定位；夾緊 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 1 － “CA6140 車床撥叉”831003 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化，200611411112，梁世昌 指導(dǎo)教師：譚光宇 課程設(shè)計說明書 1 零件的分析 零件的作用 該零件是 C6140 車床撥叉，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要其換擋作用。通過撥叉 的撥動使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達(dá)到要求的主軸轉(zhuǎn)速。寬度為 30mm 的面 的尺寸精度要求很高，在撥叉工作工程中，如果撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它 們之間的空隙很大時?；讫X輪就達(dá)不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好 的與其他齒輪進(jìn)行正確有效的嚙合。從而影響整個傳動系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為 30mm 的面和槽之間要達(dá)到很高的配合精度。 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料是 HT200，工作環(huán)境良好，不會承受較大的沖擊載荷，由于年生產(chǎn)量為 5000 件，已經(jīng)達(dá)到了大批量生產(chǎn)，并且材料可鑄。因此從提高生產(chǎn)率，保證經(jīng)濟(jì)性的 角度講，應(yīng)該采用鑄造成型中的“金屬模機(jī)械造型”鑄造的方法制造毛坯。 2.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使 加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會出現(xiàn)很多問題，使生 產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 2 － 件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。所以選擇右端 R20 的端面，上頂端 40×80 的面和右側(cè) 75×80 的面為粗基準(zhǔn)。 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應(yīng)該考 慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。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。 精基準(zhǔn)選擇為花鍵孔和 72×40 的端面，在加工中采用專用夾具夾持。 2.3 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(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)已經(jīng)確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用 萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量是工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考 慮經(jīng)濟(jì)效果，以使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案： 工序 1 粗銑 75×40 的左端面,精銑 75×40 的左端面直至符合表面粗糙度要求。 工序 2 鉆、擴(kuò) φ22 的花鍵孔，锪兩端倒角 2×30。 工序 3 拉花鍵，保證精度要求。 工序 4 粗銑溝槽。 工序 5 精銑溝槽至符合表面粗糙度要求。 工序 6 粗、精銑上平面。 工序 7 鉆攻 2-M8 螺紋孔。 工序 8 鉆 φ5 圓錐孔。 工序 9 去毛刺 工序 10 清洗 工序 11 終檢 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “撥叉”零件的材料為 HT200，凈重量為 0.84 千克，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可 以采用“金屬模機(jī)械造型”鑄造的方法進(jìn)行毛坯的制造。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各個加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺 寸及毛坯尺寸如下： 考慮到零件的很多表面沒有粗糙度要求，不需要加工。從鑄造出來即可符合使用 要求，因此，只采取 75×40 的表面留有 2.5×75×40 的加工余量。毛坯的尺寸公差為 CT8,可以從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得到 CT8=1.6mm。相應(yīng)計算如下： 最大極限尺寸=80+2.5+CT8/2=83.3mm 最小極限尺寸=80+2.5-CT8/2=81.7mm 75×40 的端面的精加工余量為 1mm， （從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 3 － 中查得）粗加工余量 2.5-1=1.5mm。 2.5 確定切削用量及基本工時 2.5.1 工序 1：粗、精銑 75×40 的端面至符合要求。 工步 1：粗銑 背吃刀量為 =2.5-1.0=1.5mm。1pa 進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率 5~10Kw,工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按《切削用 量簡明手冊》中表 3.3 選取該工序的每齒進(jìn)給量為 =0.2mm/z。zf 銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其 中在 d/z=80/10 的條件下選取。銑削速度為 v=40m/min。有公式 n=1000r/πd 可以得到: n=1000×40/π×80=159.15r/min 由于手冊中的 X51 型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為 n=160r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為： V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min 基本時間 t: 根據(jù)面銑刀平面（對稱銑削、主偏角 =90°）的基本時間計算公式:rk t=( )/ 。其中， =75mm， =1~3mm，取 =2mm， =40mm。則有： 21l?mzfl2l2lea =0.5（d- ）+(1~3)=0.5(80- )+2=7.36mm。l2ead?408? = ×n= ×z×n=0.2×10×160=320mm/minmzfzf 基本工時：t j=( )/ =(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s21l?mzf 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×15.82s=2.373s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(15.82+2.373)=1.09s 工步 2：精銑 背吃刀量的確定： =1mm .1pa 進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表 3.3，按表面粗糙度為 =3.2μm 的aR 條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.8mm/r。 銑削速度的計算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀， d/z=80/10， =0.08mm/z 的條件選取，銑削速度 v 為： v=57.6mm/min。由公式：zf n=1000r/πd 可以求得銑刀轉(zhuǎn)速 n=229.3r/min 。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指 導(dǎo)教程》中 4-15 的 X51 型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為 n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速 代入上面公式，可以求得： v= nπd/1000=52.78mm/min。 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 4 － 基本時間的確定：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-43 中面銑 刀銑平面（對稱銑削、主偏角 =90°）的基本時間公式 T=( )/ ，可以求得rk 21l?mzf 該工序的基本時間，其中 =75mm， =1~3mm，取 =2mm， =40mm， =7.36mm，得l2l2lea = ×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/minmzf 基本工時：t j=( )/ =(75+2+7.36)/168=0.502min≈30.13s21l?mzf 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×30.13=4.52s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(30.13+4.52)=2.08s 2.5.2 工序 2：鉆、擴(kuò) φ22 的花鍵孔，锪兩端倒角 2×30。 工步 1：鉆 φ20mm 的孔。 （從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 2- 28 查得第一次鉆孔的直徑為 φ20mm） 背吃刀量 =20mmpa 進(jìn)給量的確定：選取該工步的每齒進(jìn)給量 =0.3mm/r。 （從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課f 程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-21 查得 f=0.3mm/r） 切削用量的計算：因?yàn)樵摴ぜ牟牧蠟?HT200，硬度 HBS 為 175～225，所以選取 切削速度 v=17m/min。(從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-21 查得 v=17m/min)由式 n=1000v/πd 可以求得： n=1000×17/(π×20)=270.7r/min 參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 4-9 所列的 Z525 型立式鉆床的 主軸轉(zhuǎn)速，選取 n=272r/min，再將 n 代入 n=1000v/πd 中，得到： v=272×π×20/1000=17.1m/min 基本時間 t: 其中 =80mm， = =10×0.577+1=6.77mm， =1~4mm,取 =2mm。l1l)2~1(cot2?rkD2l2l 基本工時： snfltj 3.65min08.173.068???? 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×65.3=9.80s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(65.3+9.80)=4.51s 工步 2：擴(kuò) φ20mm 的孔至 φ22mm。 背吃刀量的確定：取 =2mm。pa 進(jìn)給量的確定：從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-23 查得，選取 該工件的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量 =0.8 mm/r 。f 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 5 － 切削速度的確定：從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-24 查得 v=87.5 m/min，由式 n=1000v/πd 可以求得： n=1000×87.5/(π×22)=1226 r/min 按機(jī)床選取 n=1360r/min（從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 4-9 查 得） ，得切削速度 v= min/95.310dn?? 基本時間 t: 其中 =80mm, = =11×0.577+1=7.35mm =1~4mm, 取 =2mm。l1l)2~(cot2?rkD2l2l 基本工時： snfltj 9.4in082.1368.057???? 輔助時間：t f=0.15tj=0.735s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(4.9+0.735)=0.34s 工步 3：锪兩端倒角 2×30 進(jìn)給量的確定：從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-32 查得 f=0.15mm 切削速度的確定：從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-32 查得 v=20m/min，由式 n=1000v/πd 可以求得： n=1000×20/π×25=254.8r/min, 按機(jī)床選取 n=272 r/min（從《機(jī)械制造技術(shù)基 礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 4-9 查得） 。再將 n 代入 n=1000v/πd 中，得到： v= min/79.180dn?? 基本時間 t: 其中 =1mm， =1～2，取 =1flT??1l1l1l 基本工時：t j=(1+1)/(0.15×272) 0.05min=3s? 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×3=0.45s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(3+0.45)=0.207s 2.5.3 工序 3：拉花鍵： 拉花鍵孔，選用 L6110A 臥式內(nèi)拉床，使用專用拉床夾具。 選擇高速鋼花鍵拉刀，齒數(shù)為 6，花鍵孔外徑為 25mm，內(nèi)徑為 22mm，鍵寬為 6mm 拉削長度為 80mm. 單面余量的確定：雙邊背吃刀量為 h=3mm。 進(jìn)給量的確定：從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-33 查得 =0.06～0.2，取 =0.06mm/z。ff 拉削速度的確定：從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-34 查得拉削 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 6 － 速度 v=3.5～3，取 3m/min。 基本時間 t: ，式中 ， 為校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取vfzklhT10??ml80?? 1.2，k 為考慮機(jī)床返回行程系數(shù)取 1.4，z 為拉刀同時工作齒數(shù) z= /t,t 為拉刀齒距查《金屬機(jī)加工手冊》表 15-33 得 t=14mml z=80/14=6 基本工時：t j=3×80×1.2×1.4/(1000×3.6×0.06×6)=0.31min=18.6s 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×18.6=2.79s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(18.6+2.79)=1.28s 2.5.4 工序 4: 粗銑溝槽 背吃刀量確定：雙邊背吃刀量為 =16mm，切槽深度 =34mm。aeap 分兩次銑槽，第一次切槽深度 ，第二次切槽深度 =14mmmp201?2p 進(jìn)給量的確定：從《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-19 查得，機(jī)床 的功率按 5~10Kw，選取該工序的每齒進(jìn)給量為 =0.12mm/z。zf 銑削速度的確定：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得，選用硬質(zhì)合 金鑲齒三面刃銑刀，其中在 d/z=200/12 的條件下選取。銑削速度為 v=156m/min。有公 式 n=1000v/πd 可以得到: n=1000×156/π×200=248r/min 由于《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 4-18 中的 X62 型立式銑床的主 軸轉(zhuǎn)速為 n=235r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為： V=nπd/1000=235×3.14×200/1000=147.6m/min 基本時間 t 的確定：據(jù)面銑刀銑平面不對稱銑削的計算時間計算公式： = znmzflt21??zf 其中《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表 5-44 查得 mm， =40mm521ll 基本工時：t j=（40+55）/0.12×12×235= 0.34min=20.3s 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×20.3=3.045s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(20.3+3.045)=1.40s 2.5.5 工序 5 精銑溝槽至符合表面粗糙度要求。 背吃量和進(jìn)給量的給定：背吃量為 1mm；參照《指導(dǎo)教程》表 5-19 取 fz=0.08mm/z； 切削速度的確定：參照《指導(dǎo)教程》表 5-20 取 v=268m/min 代入公式 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 7 － min/8.106rdvn?? 查《指導(dǎo)教程》表 4-18 取 n=1225r/min，代入公式 i/7.3 精銑時，l=40mm；l2=2～5mm,取 l2=5mm；a e=35mm；a p=18mm；D=100mm； l1= +(1～3)=[ +1]mm=48.7mm；)(2aeD??)3510(2?? fz=0.08mm/z；Z=10z/r；n=1225r/min； fMz=0.08×10×1225mm/min=980mm/min 將上述結(jié)果代入公式： 基本時間：t j=35× sr15.min/12587.40??? 輔助時間：tf=0.15tj=0.15×11.15=1.67s 其他時間：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(11.15+1.67)=0.77s 2.5.6 工序 6 粗、精銑上平面 工步 1：粗銑 背吃刀量為 16mm，查《指導(dǎo)教程》表 5-19 取進(jìn)給量 fz=0.1mm/z；參照《指導(dǎo)教 程》表 5-20 取 v=200m/min，代入公式 ；min/79610rdvn?? 查《指導(dǎo)教程》表 4-18 取 n=725r/min，代入公式 ；in/1820dv?? 基本時間 tm 的計算 根據(jù)《指導(dǎo)教程》表 5-43 中面銑刀銑槽的基本時間計算公式 ，其中fMzlitj)(21? ；peai? 粗銑時，l=40mm；l 2=2～5mm,取 l2=5mm；a e=30mm；a p=12mm；D=80mm； l1= +(1～3)=[ +1]mm=39.72mm；eaD??30-×8 fz=0.1mm/z；Z=10z/r；n=725r/min； fMz=0.1×10×725mm/min=725mm/min 將上述結(jié)果代入公式： st 01.267512).3980(1 ???? 工步 2：精銑 背吃量為 1mm；參照表 5-19 取 fz=0.08mm/z；參照《指導(dǎo)教程》表 5-20 取 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 8 － v=268m/min 代入公式 ，min/8.106rdvn?? 查《指導(dǎo)教程》4-18 取 n=1225r/min，代入公式 。min/7.301dv?? 精銑時，同理，根據(jù)《指導(dǎo)教程》表 5-43 中的公式，計算基本工時，其中 l=80mm；l 2=5mm；a e=30mm；a p=12mm； l1= +(1～3)=[ +1]mm=39.72mm；2D??230-×8 fz=0.08mm/z；Z=10z/r；n=1225r/min ；fMz=fz×Z×n=0.08×10×1225 =980mm/min 將上述結(jié)果代入， st 15.98012)7.(32 ???? 基本時間：t j=t1+t2=26.01+9.15=35.16s 輔助時間：tf=0.15tj=0.15×35.16=5.27s 其他時間：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(35.16+5.27)=2.43s 2.5.7 工序 7 鉆攻 2-M8 螺紋孔 工步 1 鉆 2×Φ7 孔 選擇切削用量： 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為 Φ7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由《切削用量簡明 手冊》表 2.7 查得進(jìn)給量 f＝0.36～0.44mm/r，由《切削用量簡明手冊》表 2.8 和鉆頭 允許的進(jìn)給量確定進(jìn)給量 f＝0.86mm/r。由《切削用量簡明手冊》表 2.9 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 所允許的鉆削進(jìn)給量查得 f＝1.6mm/r。故由 Z525 型立式鉆床說明書取 f＝0.36mm/r。 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命： 由《切削用量簡明手冊》表 2.12 查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.5～0.8 壽命為 T＝35min。 確定切削速度： 由《切削用量簡明手冊》表 2.15 查得切削速度為 V＝18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n＝ ＝818.9 r/min。Dv?10 由 Z525 鉆床說明書由就近原則取 n＝680 r/min。故實(shí)際切削速度為 v＝14.9 m/min 校核機(jī)床扭矩及功率： 由《切削用量簡明手冊》表 2.20 查得FyZoFf kfdC? MyZoKfdCc? VP30 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 9 － =420, =1 ＝0.8， =0.206, =2.0, =0.8FCFZFyMCMZy ＝420×72×0.360.8×1f ＝1298.3 N Mc＝0.206×72×0.360.8×1＝4.5 Nm Pc＝ ＝0.32 KW7*309.145 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書可知 Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由 于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機(jī)床的各個相應(yīng)的參數(shù)，故機(jī)床符合要求。 計算鉆削加工工時： 由《切削用量簡明手冊》表 2.29 查得入切量和超切量 y＋ 的值為 6 mm。故? t＝ ＝nfyL??680*3.1 ＝0.07 min 因?yàn)楸砻娲嬖趦蓚€加工孔故加工工時為: 基本工時：t j=2t＝0.14 min=8.4s 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×8.4=1.26s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(8.4+1.26)=0.58s 工步 2 攻 2-M8 螺紋孔 由《機(jī)械加工工藝手冊》表 7.2-4 選用 M8 細(xì)柄機(jī)用絲錐，在 Z525 型立式鉆床 上攻絲。 由《機(jī)械加工工藝手冊》表 7.2-13 在 Z525 型立式鉆床上攻絲切削速度表查得 Vc＝11～12 m/min。故鉆床主軸的轉(zhuǎn)速為： n＝ ＝437.9 ～477.7 r/minDVc?10 由 Z525 的說明書的參數(shù)可取 n＝392 r/min。故實(shí)際切削速度為 Vc＝9.8 mm/min 攻螺紋機(jī)動實(shí)際的計算 tm＝ ????????11npl 其中： ：工件螺紋的長度 ＝10 mm。ll ：絲錐切削長度 ＝22 mm。11 ：攻螺紋是的超切量 ＝（2～3）P 取 ＝3。??? ：攻螺紋是的轉(zhuǎn)速 ＝392 r/min。nn 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 10 － ：絲錐退出時的轉(zhuǎn)速 ＝680 r/min。1n1n P:螺距。 則 tm＝ ＝ min＝0.11min????????11npl ???????68013925.02 因?yàn)楸砻娲嬖趦蓚€加工孔故加工工時為 基本工時：t j=2tm＝0.22 min=13.2s 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×13.2=1.98s 其余時間：t b+tx=0.03(tj+tf)=0.03×(13.2+1.98)=0.45s 2.5.8 工序 8 鉆 φ5 圓錐孔 選擇切削用量： 選擇高速鋼直柄麻花錐型鉆直徑為 Φ5，由 Z525 型立式鉆床說明書取 f＝0.36mm/r。 由《切削用量簡明手冊》表 2.15 查得切削速度為 V＝18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n＝ ＝726.9 r/min。Dv?10 由 Z525 鉆床說明書由就近原則取 n＝680 r/min。故實(shí)際切削速度為 v＝14.9 m/min 由《切削用量簡明手冊》表 2.29 查得入切量和超切量 y＋ 的值為 6 mm。故? t＝ ＝nfyL??680*3.1 ＝0.07 min 基本工時：t j=0.07 min=4.2s 輔助時間：t f=0.15tj=0.15×4.2=0.63s 其他時間：t b+tx=0.06(tj+tf)=0.06×(4.2+0.63)=0.29s 3 夾具設(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。經(jīng)分 析決定設(shè)計第七道工序鉆攻 2-M8 螺紋孔鉆床專用夾具。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆?7 孔，且在鉆孔后還要進(jìn)行攻 M8 螺紋，以保證進(jìn)度要求。因 此，在本工序加工時，主要考慮如何提高生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，提高加工質(zhì)量。 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 11 － 3.2 夾具設(shè)計 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選定 工件以? 22H12 孔及端面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)。 3.2.2 夾緊力分析 3.2.2.1 夾緊力方向的確定 由快速螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件，所以可以判定工件的受力方向是水平方向。 3.2.2.2 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該在端面上，這樣可以保證工件不會產(chǎn)生較大的變形。 3.2.2.3 夾緊力大小的確定 由《指導(dǎo)手冊》表 10-1 常見的夾緊方式所需夾緊力，可以得出其夾緊力 ，因?yàn)樵谕瓿杀竟ば驎r，鉆?7 孔所需的切削余量和切削速度最快，)tan(21?????ldMFcJ 所用的力也最大，所以夾緊力滿足鉆孔時所需要的力，剩余的其他加工時的夾緊也必 定滿足要求。 鉆孔加工切削力： 由《切削用量簡明手冊》表 2-32 鉆孔時軸向力、扭矩及功率的計算公式： ；ryZ0FKfd CF?ryZMcKfdC0? 其中，CF=420；zF=1.0；yF=0.8；CM=0.206；zM=2.0；yM=0.8；Kr=0.94; 則， NF 12094.36.742f 8.0.1ryZ0F ?? mdrMc ??? ....2 鉆孔加工夾緊力： 查《機(jī)械設(shè)計手冊》表 1-7，傳動效率 ；96.0?? 由普通螺紋基本尺寸表（GB/T 196-2003）查得螺紋中徑 ；d863.102? 由《機(jī)械設(shè)計》查得，螺紋升角 ；??94..4.75arctnarct2dP?? 螺紋摩擦角 ????89.730cos1.rtncosartn??f 則夾緊力 NldMFJ 2.6).4.2ta(86.5.)t(21 ??????? 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 12 － 3.2.3 定位誤差的分析 本夾具采用分度結(jié)構(gòu)，用于在立式鉆床上加工撥叉的 2-M8 螺紋孔。工件以 ?22H12 孔及端面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)，在帶臺肩長銷和擋銷上實(shí)現(xiàn)完全定位。 1.平面定位誤差 2.間隙引起的定位誤差 3.2.4 夾具設(shè)計及操作 由于本夾具需要鉆孔，在豎直方向受到很大的沖擊力，在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當(dāng) 的考慮強(qiáng)度的要求，使之方便的操作和快速的切換工件。 目前可以采用的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度減低，以減小切 削力；二是選擇精度高的心軸，使其定位準(zhǔn)確。 為使其工作進(jìn)行時，工作緊湊和保證加工要求。夾具體上裝有快換鉆套，使夾具 在一批零件之間能加工不同要求的零件，同時在夾具體上裝有一塊可轉(zhuǎn)動的快速螺旋 壓板機(jī)構(gòu)用以壓緊工件，這樣有利于工件的拆裝。 由于本工序需要在兩工位上加工螺紋孔，因此，為了提高工作效率，本夾具上裝 有一個可轉(zhuǎn)動的擺臺，工件安裝夾緊在擺臺上。當(dāng)擺臺旋轉(zhuǎn)到位后，可拉緊手柄，使 擺臺夾緊并開始加工。加工完成后，松開手柄，并使擺臺擺到下一工位，拉緊手柄即 可加工。 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計 － 13 － 結(jié)束語 經(jīng)過十多天的努力，本人完成了維持三周的《機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)基礎(chǔ)》的課程設(shè) 計——機(jī)械夾具設(shè)計。在工作中，我們組組員團(tuán)結(jié)一致，同心協(xié)力，發(fā)揮了大學(xué)生應(yīng) 有的素質(zhì)水平。 本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階 段是專用夾具設(shè)計。在第一階段中，我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削力與切削用量、機(jī)床 與刀具的選擇、工作時間定額計算等基礎(chǔ)理論知識。在第二階段中，我們運(yùn)用了定位 基準(zhǔn)設(shè)計、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計等實(shí)際應(yīng)用知識。 在本次課程設(shè)計中，我們組的課題是設(shè)計 CA6140 車床撥叉 831003 零件的機(jī)械加 工工藝規(guī)程，而我分配到的任務(wù)是設(shè)計工序 7 鉆攻 2-M8 螺紋孔兩工位夾具的設(shè)計。 通過本次課程設(shè)計，我們將學(xué)到的基礎(chǔ)理論知識運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用上，解決實(shí)際問 題。通過本次課程設(shè)計，我們掌握了工藝路線的制定、工藝卡得編制、專用夾具設(shè)計 的基本步驟與方法，加強(qiáng)了查相關(guān)手冊、工藝裝備的選用、AutoCAD 繪圖等相關(guān)技能。 不過，在本次設(shè)計過程中我們暴露出來了不少缺點(diǎn)： 1） 缺乏實(shí)際的生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)，對一些參數(shù)和元件的選用可能不夠合理，出現(xiàn)浪費(fèi) 現(xiàn)象。 2） 相關(guān)的刀具、刀具夾具、量具缺乏了解。 3） 工藝規(guī)程設(shè)計可能存在不合理的地方，浪費(fèi)工時，工作效率低。 總的來說，通過本次的課程設(shè)計，經(jīng)過譚光宇老師的指導(dǎo)，我們學(xué)到了很多書本 上沒有的知識。在此，我衷心感謝譚光宇老師的悉心指導(dǎo)，并懇請各位老師、同學(xué)批 評指正！ 參考文獻(xiàn) － 14 － 參考文獻(xiàn) [1] 鄒青，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8 [2] 李洪，機(jī)械加工工藝手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [3] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機(jī)械加工工藝人員手冊[M]，上海： 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [4] 薛源順,機(jī)床夾具設(shè)計(第二版) [M],機(jī)械工業(yè)出版社,2003.1 [5] 于駿一、鄒青，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1(2009.1 重印) [6] 艾興，肖詩綱編.切削用量簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [7] 吳宗澤，羅勝國編.機(jī)械設(shè)計課程手冊[M].3 版北京：高等教育出版社， 2006.5（2008 重印）