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機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：設(shè)計法蘭盤零件的加工工藝 及鉆M12孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 摘 要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 法蘭盤的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 目 錄 一、序言 1 1.1 夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求 1 1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 2 二、零件的分析 4 2.1零件的作用 4 2.2零件的工藝分析 4 三、工藝規(guī)程設(shè)計 5 3.1 確定毛坯的制造形式 5 3.2 基面的選擇 5 3.3 制定工藝路線 6 3.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 3.5 確定切削用量及基本尺寸 10 四、夾具設(shè)計 23 4.1問題的提出 23 4.2定位基準的選擇 23 4.3切削力及夾緊力計算 24 4.4定位誤差分析 24 4.5夾具設(shè)計及操作簡要說明 25 總結(jié) 28 致謝 29 參考文獻 30 31 一、 序 言 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(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。機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(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（或?qū)Φ叮┰慕Y(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)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合。 1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求 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，企業(yè)中多品種生產(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，在一個具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000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。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： 1. 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準備周期 2. 能裝夾一組相似性特征的工件 3. 適用于精密加工的高精度的機床 4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù) 5. 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率 1.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面： 1. 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達0.2~0.5um。 2. 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 3. 柔性化 夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 4. 標準化 夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 二、 零 件 的 分 析 2.1零件的作用 題目所給定的零件是法蘭盤， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。零件上精度要求較高的兩個平面用以裝配。 2.2零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以Φ38，Φ50，Φ62為中心 ,包括:兩個左右端面,端面上面的7-Φ9和7-Φ15的階梯孔. 和M12孔和斜孔Φ6孔, 以及退刀槽。 這組加工表面是以右端面為中心,其余加工面都與它有位置關(guān)系,可以先加工它的一個端面,再借助專用夾具以這個端面為定位基準加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 三、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 3.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT150，由于零件年產(chǎn)量為20000件，已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 3.2基面的選擇 3.2.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。 3.2.2 精基準的選擇 精基準的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)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(shè)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(yīng)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(fù)加工。 （5）所選的精基準 應(yīng)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(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應(yīng)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(fù)。 3.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1、.工藝路線方案一： 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 車 粗車左端面和外圓 4 車 粗車右端面和外圓 5 車 粗車中心各孔 6 車 車3x1的退刀槽 7 車 精車各外圓和端面 8 車 車內(nèi)孔退刀槽3x2 9 車 精車內(nèi)孔 10 鉆 鉆7-Ф9階梯孔 11 鉆 鉆M12螺紋孔 12 鉆 鉆斜孔Ф6 13 檢驗 檢驗 14 入庫 入庫 2 、工藝方案二： 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 車 車左端面和外圓 4 車 車右端面和外圓 5 車 粗車中心各孔 6 車 車3x1的退刀槽 7 車 車內(nèi)孔退刀槽3x2 8 車 精車內(nèi)孔 9 鉆 鉆7-Ф9階梯孔 10 鉆 鉆M12螺紋孔 11 鉆 鉆斜孔Ф6 12 檢驗 檢驗 13 入庫 入庫 3、工藝方案的比較與分析： 上述兩個方案的特點在于：方案一采用粗精加工端面和外圓可以提高加工精度，而方案二直接車端面和外圓，效率雖高但精度不能保證，應(yīng)把保證精度放在首位，故選用方案一。 因此最后確定的加工工藝路線如下： 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 車 粗車左端面和外圓 4 車 粗車右端面和外圓 5 車 粗車中心各孔 6 車 車3x1的退刀槽 7 車 精車各外圓和端面 8 車 車內(nèi)孔退刀槽3x2 9 車 精車內(nèi)孔 10 鉆 鉆7-Ф9階梯孔 11 鉆 鉆M12螺紋孔 12 鉆 鉆斜孔Ф6 13 檢驗 檢驗 14 入庫 入庫 3.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 法蘭盤零件材料為HT150，硬度200HBS，毛坯重量約為1.4KG，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下： 1.Φmm外圓表面 外圓表面為IT6級，參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車外圓 1 50 h6 Φ 粗車外圓 3 51 Φ 毛坯 4 54 Φ 2.外圓表面Φmm 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精車外圓 1 85 Φ 粗車外圓 3 86 Φ 毛坯 4 89 Φ 3．中心孔Φ38，Φ50，Φ62 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精車孔 1 38 Φ38 粗車孔 3 39 Φ39 毛坯 4 42 Φ40 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精車孔 1 50 Φ50 粗車孔 3 51 Φ51 毛坯 4 54 Φ54 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車孔 1 62 K7 Φ62 粗車孔 3 63 Φ63 毛坯 4 66 Φ66 3.5確定切削用量及基本工時 工序3： 粗車左端面和外圓 工件材料：HT15-33 δb=220MPa 模鑄 加工要求：車左端面和外圓 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm 1) 已知毛坯長度方向的加工余量為3+0..8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm 2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為100時，f =0.7~1.0mm/r 按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r 3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 1010r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與1010r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1050r/min及1200r/min?，F(xiàn)選取=1050r/min。 所以實際切削速度v=170r/min。 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 　　L==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(min) 工序 4：粗車右端面和外圓 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15, =12,=0.5mm 1) 切削深度。單邊余量Z=2mm 2) 計算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=187m/min 3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 700r/min 與700r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/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)=25mm; =4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min) 工序7：精車各外圓和端面 　　精車左端外圓 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 578r/min 與578r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/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)=41mm; =4mm; =0mm; t=i==0.37(min) 精車左端面 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 一次切除。 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度：　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=134m/min 4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 458r/min 與458r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/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)==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.28(min) 精車右端面： 1) 切削深度，單邊余量為Z=0.5mm 一次切除。 2) 進給量，　根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r 3)計算切削速度　　＝132m/min 4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 420r/min 與420r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min現(xiàn)選取480r/min 所以實際切削速度　　== 5) 檢驗機床功率　 　　　　　　　　?。? 　　　　　其中?。?985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15， ===0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削時消耗功率＝＝＝2.81(KW) CA6140主電機功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機床功率足夠，可以正常加工。 　　6) 校驗機床進給系統(tǒng)強度　已知主切削力＝1122.4N.徑向切削力 ＝ 其中?。?940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3， ===0.59 =0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而軸向切削力 ＝ 其中?。?880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4， ===0.34 =1.17 軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為F=+μ (+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為3530N(見《切削手冊》表1.30)故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.2mm/r 機床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min 所以切削工時　tm==＝0.44（min） 精車右端外圓 　　粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略 進給量f 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min 所以切削工時　　t==0.33 min 工序9：精車各內(nèi)孔 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 2) 進給量　根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=187m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 553r/min 與553r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == (1)精車Φ38內(nèi)孔 粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 .取f＝0.5mm/r 機床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min 所以切削工時　tm==＝0.44（min） (2)精車Φ50內(nèi)孔 　　粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略 　　進給量f 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min 所以切削工時　　t==0.17min (3)精車Φ62內(nèi)孔 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 　　　t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm; t=i=1=0.26(min) 工序10 鉆7-Ф9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Φ9. 1) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度　　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=30m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1061r/min ,與1061r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1020r/min?，F(xiàn)選取=1020r/min。 所以實際切削速度 == 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=8mm; =4mm; =3mm; t= ==0.11(min) 工序11：锪孔7-Ф15孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關(guān)系為 　　　 式中的、——加工實心孔進的切削用量. 現(xiàn)已知 =0.36mm/r (《切削手冊》)表2.7 =42.25m/min (《切削手冊》)表2.13 　　　　　　　　 1) 給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r 2) 削速度　　v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 358.5r/min 與358.5r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為375r/min?，F(xiàn)選取=375r/min。 4) 所以實際切削速度 == 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm; =4mm; t= ==0.78(min) 工序12：鉆底孔，攻螺紋M12mm （1）鉆底孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min （2）攻螺紋M12mm： 選擇M12mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 工序13： 鉆斜孔Φ6的孔 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6. 1) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，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== 1592r/min 與1592r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1592r/min?，F(xiàn)選取=1426r/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)=7mm; =4mm; =3mm; t= ==0.07(min) 四、 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 第三章 鉆M12孔夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動成本，需要設(shè)計專用夾具。按指導(dǎo)老師的布置，設(shè)計工序鉆M12孔的鉆床夾具。 本夾具主要用于鉆M12孔，由于該孔精度要求較高，所以，在本道工序加工時，應(yīng)該考慮其精度要求，同時也要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率。 3.1問題的提出 在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為加緊。工件在機床或夾具上定位，加緊的過程稱為裝夾，用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。 在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低，因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方法與快捷性上。 3.2定位基準的選擇 處于定位簡單和快速的考慮。選擇已加工好的中心孔和1個孔定位，采用經(jīng)典的一面兩銷定位，一面限制3個自由度。心軸限制兩個自由度，削邊銷限制1個旋轉(zhuǎn)方向的自由度，這樣空間的六個自由度就限制完全了，同時開口墊圈壓緊工件。 3.3切削力和夾緊力計算 本步加工可按鉆削估算卡緊力，實際效果可以保證可靠的卡緊。 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 刀具：鉆頭φ10(M12的螺紋底孔）。 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 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。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。 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率。 由于扭矩很小，計算時可忽略。 驗算螺栓強度：ns= 179.94MPa 45鋼的強度為450MPa，強度滿足。 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3.4定位誤差分析 （1）移動時位移基準誤差為 △jy = △d1+△D1+X1min 式中： △d1 ---------- 圓柱銷孔的最大偏差 △D1 ---------- 圓柱銷孔的最小偏差 △1min ---------- 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入數(shù)據(jù)得: △jy = △d1+△D1+X1min = 0.009+0+0.016 = 0.025mm （2）轉(zhuǎn)角誤差 tg△θ= (△d1+△D1+X1min+△d2+△D2+X2min)/2L 式中： △d1 ---------- 圓柱銷孔的最大偏差 △D1 ---------- 圓柱銷孔的最小偏差 △1min ---------- 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 △d2 ---------- 削邊銷孔的最大偏差 △D2 ---------- 削邊銷孔的最小偏差 △2min ---------- 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中：X2min = 2（δLX+δLG-X1min/2） 則代入數(shù)據(jù)得： tg△θ = （0.009+0+0.016+0.009+0+0.004）/（2 *305.29） = 0.0000622 則 ： θ = 0.00006219o 經(jīng)檢驗合格 1.6 導(dǎo)向裝置設(shè)計 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 +0.06 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.06 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 6 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 11 10 6 20 ＞6～8 +0.028 +0.011 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.06 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 6 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +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 ＞42～48 110 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。 3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前面所述，在夾具設(shè)計時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機動加緊，本道工序的鉆孔選用開口墊圈壓緊，當我們裝上工件后，采用一面2銷把工件的空間度6個自由度限制完畢后我們旋轉(zhuǎn)螺母，試著和工件接觸，然后旋轉(zhuǎn)螺母壓緊工件，即可開始加工工作。 總 結(jié) 緊張而有繁忙的三周的課程設(shè)計結(jié)束了．當我快要完成老師下達給我的任務(wù)的時候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之顛，頓感心曠神意，眼前豁然開朗。 這次課程設(shè)計的基本目的在于鞏固和加深理論知識的掌握，培養(yǎng)我們綜合運用工藝知識能力。通過課程設(shè)計的環(huán)節(jié)，我們鍛煉出了具有設(shè)計零件機械加工工藝規(guī)程的能力，掌握了加工方法及其機床、刀具、切削用量的選擇與應(yīng)用，還學(xué)會了使用、查閱各種設(shè)計資料、手冊和國家標準，以及學(xué)會了繪制工序圖、制作工藝卡片等等 通過這次課程設(shè)計，希望了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性的鍛煉，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。這也是難得的機會讓我們更好了解從原料到產(chǎn)品成型、完工的所有工序。 通過課程設(shè)計，使我深深體會到干任何事都必須要有耐心細致，說實話，課程設(shè)計真的有點累，當我一手清理自己的設(shè)計成果，回想起這兩周路程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。 最后，我要感謝老師對我們的耐心指導(dǎo)，老師孜孜不倦的教誨使得我們的設(shè)計得以順利完成，很感謝老師在這段時間教會了我們很多東西使我們受益匪淺，讓我們在邁入社會前有一個磨礪自己的機會，認識到團隊合作的精神的重要性。 參 考 文 獻 【1】 周宏甫主編，高等教育出版社，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第二版） 【2】王紹俊主編．機械制造工藝設(shè)計手冊．機械工業(yè)出版社，1985． 【3】《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組編．金屬機械加工工藝人員手冊．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983． 【4】上海柴油機廠工藝設(shè)備研究所編．金屬切削機床夾具設(shè)計手冊．機械工業(yè)出版社,1984． 【5】南京市機械研究所主．金屬切削機床夾具圖冊．機械工業(yè)出版社，1986． 【6】呂周堂、陳曉光主編．互換性與技術(shù)基礎(chǔ)．中國科學(xué)技術(shù)出版社,1994． 【7】宋凱主編.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》.化學(xué)工業(yè)出版社2008