后蓋零件加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì),零件,加工,工藝,鉆孔,夾具,設(shè)計(jì) 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。 后蓋零件的工藝規(guī)程及其鉆4-Φ10孔的工裝夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：后蓋、夾具設(shè)計(jì)、工藝路線。 I Abstract The design content of the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance matching and measurement of aspects of knowledge. Back cover parts of process planning and its 4 -Φ10 hole drilling jig design is including parts processing process design, process design and special fixture design three parts. Should first analyze the parts in the process design, understand parts of technology to design the structure of blank, and choose the good parts processing benchmark, design process of the parts; Then the parts size of each work step of the process, the key is to determine the process equipment for each process and cutting parameter; For the design of special fixture, then select design out of the component parts of the fixture, such as the positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; Calculated at the exit of fixture locating position error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to the improvement in the later design. Keywords : Rear cover , fixture design, process route. 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第一章 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 1 1.3 研究方法及技術(shù)路線 2 1.4 課題背景及發(fā)展趨勢 2 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.1 毛坯的制造形式 4 2.2 基面的選擇 4 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 4 2.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 4 2.3 制定工藝路線 5 2.4 確定各工序的加工余量 5 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 6 第三章 鉆床夾具設(shè)計(jì) 17 3.1 問題的提出 17 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 17 3.3 定位誤差分析 17 3.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 18 3.5 鉆套設(shè)計(jì) 19 3.6 夾具簡要說明 20 總 結(jié) 21 參 考 文 獻(xiàn) 22 I 第一章 緒論 1.1 引言 制造技術(shù)的重要性是不言而喻的，它與當(dāng)今的社會發(fā)展密切相關(guān)?，F(xiàn)代制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經(jīng)濟(jì)的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個(gè)不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機(jī)械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術(shù)水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術(shù)的范圍，規(guī)模的不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平的不斷提高，向文化，藝術(shù)，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術(shù)。到了資本主義和社會主義社會，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質(zhì)生活和文明有了很大的提高，對精神和物質(zhì)有了更高的要求，科學(xué)技術(shù)有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關(guān)系更為密切。蒸汽機(jī)的制造技術(shù)的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)，內(nèi)燃機(jī)制造技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機(jī)制造技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代噴氣客機(jī)和超音速飛機(jī)的發(fā)展，集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步左右了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的水平，納米技術(shù)的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機(jī)械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關(guān)，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機(jī)，人造飛機(jī)，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術(shù)的出現(xiàn)，使人類活動走出了地球，走向太空 。 1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 機(jī)械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。 制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動條件良好。 制訂工藝規(guī)程的程序： 1、 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進(jìn)行工藝審查 3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度 4、 制訂工藝路線 5、 進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等。） 1.3 研究方法及技術(shù)路線 1. 深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究 在深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領(lǐng)，制造與使用夾具情況等。 2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進(jìn)行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準(zhǔn)，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機(jī)床設(shè)備等），進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等），確定工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法，填寫工藝文件。 3. 確定工件的夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊力的作用點(diǎn)和方向應(yīng)符合夾緊原則。進(jìn)行夾緊力的分析和計(jì)算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。 4. 確定夾具其他部分的結(jié)構(gòu)形式 如分度裝置，對刀元件和夾具體等 5. 繪制夾具總裝配圖 在繪制總裝配圖時(shí)，盡量采用1：1比例，主視圖應(yīng)選取面對操作者的工作位置。繪圖時(shí)，先用紅線或雙點(diǎn)劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實(shí)線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個(gè)假想的透明體，按定位元件，導(dǎo)向元件，夾緊機(jī)構(gòu)，傳動裝置等順序， 畫出具體結(jié)構(gòu)。 6. 標(biāo)注各部分主要尺寸，公差配合，和技術(shù)要求 7. 標(biāo)注零件編號及編制零件明細(xì)表 在標(biāo)注零件編號時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)件可直接標(biāo)出國家標(biāo)準(zhǔn)代號。明細(xì)表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。 8. 繪制家具零件圖 拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。 1.4 課題背景及發(fā)展趨勢 機(jī)床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強(qiáng)度，沖鋒發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項(xiàng)技術(shù)措施。我們在設(shè)計(jì)中也應(yīng)該注意一些重要方法，我們必須深入生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查研究，因?yàn)?，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細(xì)閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術(shù)要求，該件在機(jī)械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準(zhǔn)面的選擇狀況，可用的機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)——夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設(shè)計(jì)，我也要了解并注意設(shè)計(jì)夾具出現(xiàn)的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準(zhǔn)確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準(zhǔn)是否與工序基準(zhǔn)重合，定位基準(zhǔn)的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況等因素有關(guān)。這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學(xué)計(jì)算求得。在采取提高定位精度的措施時(shí)，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機(jī)床上的定位精度，和刀具在夾具上的導(dǎo)向精度也不應(yīng)忽視。夾具在機(jī)床上的定位精度，主要與定位元件表面與機(jī)床配合處的位置精度。夾具與機(jī)床連接處的配合間隙等因素有關(guān)。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時(shí)，應(yīng)采用調(diào)整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時(shí)找正定位表面的準(zhǔn)確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機(jī)床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導(dǎo)向精度通常利用導(dǎo)向元件或?qū)Φ对肀ＷC。因此影響刀具在夾具上的導(dǎo)向精度的因素有：導(dǎo)套中心到定位元件產(chǎn)生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時(shí)，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復(fù)自由度的能力，增加過定位元件與定位基準(zhǔn)的配合間隙等辦法來解決。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 毛坯的制造形式 零件材料為HT200，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度等級CT9級，加工余量等級MA-G，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 2.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。 4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用Φ120外圓作為定位粗基準(zhǔn)。 2.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 1） 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 2） 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 3） 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。 5） 有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。 由上及零件圖知，選用Φ30孔、Φ8.5孔及其Φ120端面作為定位精基準(zhǔn)。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 工序01：鑄造 工序02：時(shí)效處理，消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：粗車Φ45mm端面 工序04：粗車Φ120mm端面；粗車Φ25mm孔至Φ29mm；粗車Φ55mm孔 工序05：粗車Φ120外圓 工序06：擴(kuò)Φ29mm孔至Φ29.8mm；鉸Φ29.8mm孔至Φ30mm 工序07：鉆3-Φ5.8mm孔；锪3-Φ5.8mm孔至Φ10mm深6 工序08：鉆Φ6mm孔；擴(kuò)Φ6mm孔至Φ10mm深28 工序09：去除機(jī)械加工所留下的毛刺 工序10： 檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫 2.4 確定各工序的加工余量 1. 后蓋Φ45端面的加工余量 鑄造精度等級CT9級，加工余量等級MA-G，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,表面粗糙度6.3，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8，一步車削即可滿足其精度要求。 2. 后蓋Φ120端面的加工余量 鑄造精度等級CT9級，加工余量等級MA-G，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=3.5mm,表面粗糙度6.3，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8，一步車削即可滿足其精度要求。 3. 后蓋Φ30孔的加工余量 鑄造精度等級CT9級，加工余量等級MA-G，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,表面粗糙度1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.3-8知，需經(jīng)過粗車——擴(kuò)——鉸方能滿足其精度要求，首先粗車Φ25mm孔至Φ29mm，擴(kuò)Φ29mm孔至Φ29.8mm，再鉸Φ29.8mm孔至Φ30mm。 4. 后蓋Φ55mm孔的加工余量 因孔的深度5.0mm，故采用實(shí)心鑄造，表面粗糙度Ra12.5，一步車削即可滿足其精度要求。 5. 后蓋Φ5.8孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，孔的表面粗糙度Ra12.5，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可達(dá)到其精度要求。 6. 后蓋Φ10mm孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，孔的表面粗糙度Ra12.5，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-7知，一步擴(kuò)削即可達(dá)到其精度要求。 7. 后蓋Φ6的加工余量 因孔的尺寸較小，故采用實(shí)心鑄造，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可達(dá)到其精度要求。 8. 后蓋Φ10孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，孔的表面粗糙度Ra12.5，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-7知，一步擴(kuò)削即可達(dá)到其精度要求。 9．其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 工序01：鑄造 工序02：時(shí)效處理，消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：粗車Φ45mm端面 1、切削用量 本工序?yàn)榇周嚘?5mm端面，已知加工材料為HT200，后蓋，有外皮；機(jī)床為C620-1車床，工件裝卡在專用夾具中。 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。 1）確定切削深度 由于單邊余量為3.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 2）確定進(jìn)給量 根據(jù)表1.4，在粗車HT200、刀桿尺寸為16mm×25mm、3mm、工件直徑為100～400mm時(shí)，=0.6～1.2mm/r 按C620-1車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.65mm/r 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)表1.30，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≥2mm,≤0.75mm/r，，=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實(shí)際進(jìn)給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的=0.65mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，3mm，≤0.75mm/r，切削速度=125m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28）， 故=1250.80.650.811.15m/min=60.6m/min =71.5r/min 按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=76r/min=1.3r/s 則實(shí)際切削速度=58m/min 5）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表1.24，≥3mm，≤0.75mm/r，≥46m/min時(shí)，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實(shí)際切削時(shí)的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=76r/min時(shí)，機(jī)床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機(jī)床上進(jìn)行。 最后決定的切削用量為=3.0mm，=0.65mm/r， =76r/min=1.3r/s，=58m/min 2、確定粗車Φ45mm端面的基本時(shí)間 ， 式中 =45mm，=25mm，=3.0mm，=2mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1 則 工序04：粗車Φ120mm端面；粗車Φ25mm孔至Φ29mm；粗車Φ55mm孔 工步一：粗車Φ120mm端面 1、切削用量 本工序?yàn)榇周嚘?20mm端面，已知加工材料為HT200，后蓋，有外皮；機(jī)床為C620-1車床，工件裝卡在專用夾具中。 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。 1）確定切削深度 由于單邊余量為3.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 2）確定進(jìn)給量 根據(jù)表1.4，在粗車HT200、刀桿尺寸為16mm×25mm、3mm、工件直徑為100～400mm時(shí)，=0.6～1.2mm/r 按C620-1車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.65mm/r 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)表1.30，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≥2mm,≤0.75mm/r，，=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實(shí)際進(jìn)給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的=0.65mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，3mm，≤0.75mm/r，切削速度=125m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28）， 故=1250.80.650.811.15m/min=60.6m/min =71.5r/min 按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=76r/min=1.3r/s 則實(shí)際切削速度=58m/min 5）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表1.24，≥3mm，≤0.75mm/r，≥46m/min時(shí)，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實(shí)際切削時(shí)的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=76r/min時(shí)，機(jī)床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機(jī)床上進(jìn)行。 最后決定的切削用量為=3.0mm，=0.65mm/r， =76r/min=1.3r/s，=58m/min 2、確定粗車Φ120mm端面的基本時(shí)間 ， 式中 =120mm，=25mm，=3.5mm，=2mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1 則 工步二：粗車Φ25mm孔至Φ29mm ， 式中 =40m，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min,=1 則 工步三：粗車Φ55mm端面 ， 式中 =55mm，=29mm，=5mm，=2mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min=1.3r/s,=1 則 工序05：粗車Φ120外圓 1、切削用量 本工序?yàn)榇周嚘?20外圓，已知加工材料為HT200，后蓋，有外皮；機(jī)床為C620-1車床，工件裝卡在專用夾具中。 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。 1）確定切削深度 由于單邊余量為3.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 2）確定進(jìn)給量 根據(jù)表1.4，在粗車HT200、刀桿尺寸為16mm×25mm、3mm、工件直徑為100～400mm時(shí)，=0.6～1.2mm/r 按C620-1車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.65mm/r 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)表1.30，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≥2mm,≤0.75mm/r，，=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實(shí)際進(jìn)給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的=0.65mm/r可用。 3）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 4）確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，3mm，≤0.75mm/r，切削速度=125m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見表1.28）， 故=1250.80.650.811.15m/min=60.6m/min =71.5r/min 按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=76r/min=1.3r/s 則實(shí)際切削速度=58m/min 5）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表1.24，≥3mm，≤0.75mm/r，≥46m/min時(shí)，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實(shí)際切削時(shí)的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=76r/min時(shí)，機(jī)床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機(jī)床上進(jìn)行。 最后決定的切削用量為=3.0mm，=0.65mm/r， =76r/min=1.3r/s，=58m/min 2、確定粗車Φ120mm外圓的基本時(shí)間 ， 式中 =28m，=3.0mm，=2mm，=0mm，=0.65mm/r，=76r/min,=1 則 工序06：擴(kuò)Φ29mm孔至Φ29.8mm；鉸Φ29.8mm孔至Φ30mm 工步一：擴(kuò)Φ29mm孔至Φ29.8mm 利用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ29mm孔至Φ29.8mm，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機(jī)床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按鉆床說明書取， 實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，， 則機(jī)動工時(shí)為 工步二：鉸Φ29.8mm孔至Φ30mm 根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，， 查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。 切削工時(shí)：，，， 則機(jī)動工時(shí)為 工序07：鉆3-Φ5.8mm孔；锪3-Φ5.8mm孔至Φ10mm深6 工步一：鉆3-Φ5.8mm孔 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ5.8孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z3025鉆床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根據(jù)Z3025鉆床說明書，取， 故實(shí)際切削速度為 則機(jī)動工時(shí)為 工步二：锪3-Φ5.8mm孔至Φ10mm深6 1、加工條件 加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。 工藝要求：直徑d=10mm。精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機(jī)床：選用Z3025鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀，其直徑d=10mm 3．選擇切削用量 （1）選擇進(jìn)給量 按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計(jì)算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當(dāng)鑄鐵硬度=200～220HBS時(shí)， f=0.12, d<20時(shí)，v=20m/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故 根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=475r/mm， v=13.6r/min。 4．計(jì)算基本工時(shí) 根據(jù)公式 式中，，l=2.1mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計(jì)算得， L=（2.1+6）mm=8.1mm 故有： t=0.426min 工序08：鉆Φ6mm孔；擴(kuò)Φ6mm孔至Φ10mm深28 工步一：鉆Φ6mm孔 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ6mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525鉆床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根據(jù)Z525鉆床說明書，取， 故實(shí)際切削速度為 則機(jī)動工時(shí)為 工步二：擴(kuò)Φ6mm孔至Φ10mm深28 利用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ6mm孔至Φ10mm，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機(jī)床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按鉆床說明書取， 實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，， 則機(jī)動工時(shí)為 工序09：去除機(jī)械加工所留下的毛刺 工序10： 檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫 第三章 鉆床夾具設(shè)計(jì) 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(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序08：鉆Φ6mm孔；擴(kuò)Φ6mm孔至Φ10mm深28的專用夾具。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆Φ6mm孔；擴(kuò)Φ6mm孔至Φ10mm深28，孔的精度要求不高，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)主要考慮如何提高生產(chǎn)效率。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 選擇已加工好的Φ30孔、Φ3.8孔及Φ120端面作為定位基準(zhǔn)，夾緊則是由軸、圓墊圈、螺母和快換墊圈組成的夾緊機(jī)構(gòu)來完成。 3.3 定位誤差分析 (1)移動時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 （式3-1） 式中： ———— 心軸孔的最大偏差 ———— 心軸孔的最小偏差 ———— 心軸定位孔與心軸最小配合間隙 代入（式3-1）得： =0.021+0+0.02=0.031 (2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式3-2） 式中： ————心軸孔的最大偏差 ————心軸孔的最小偏差 ————心軸定位孔與心軸最小配合間隙 ————削邊銷孔的最大偏差 ————削邊銷孔的最小偏差 ————削邊銷定位孔與削邊銷最小配合間隙 其中： 則代入（式3-2）得： 0.001047 則： 0.06° 3.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 1、鉆削力 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（3-3） 鉆削力矩 式（3-4） 式中：D=6mm 代入公式（3-3）和（3-4）得 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=10mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠。 3.5 鉆套設(shè)計(jì) 鉆Φ6mm孔；擴(kuò)Φ6mm孔至Φ10mm深28，因是大批量生產(chǎn)，為了克服固定鉆套磨損后無法更換的缺點(diǎn)，故選用快換鉆套，鉆套結(jié)構(gòu)如圖3.5-1所示 圖 3.5-1 快換鉆套 與Φ6孔相配的快換鉆套尺寸如圖3.5-2所示： 圖3.5-2 可換鉆套尺寸 3.6 夾具簡要說明 1.支承板作為第一定位基準(zhǔn)，與后蓋Φ120端面相配合限制三個(gè)自由度，即X軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸轉(zhuǎn)動。 2.軸Φ30外圓面作為第二定位基準(zhǔn)，與后蓋Φ30孔相配合限制兩個(gè)自由度，即Y軸移動和Z軸移動。 3.B型固定式定位銷作為第三定位基準(zhǔn)，與后蓋Φ5.8孔相配合限制一個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動，工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位。 4.鉆模位置則是通過圓柱銷來控制。 5.鉆頭中心線的對中則是由快換鉆套控制。 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻(xiàn) 1， 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 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8 2， 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2 3， 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12 4， 李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12 5， 鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京： 高等教育出版社 2000 6， 黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶： 重慶大學(xué)出版社 2002，7 7， 丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京： 高等教育出版社 1997 8， 儲凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶： 重慶大學(xué)出版社 1997，12 9， 廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測量 北京： 中國計(jì)量出版社 2000，1 10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1992，12 11，李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1983，4 12，陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1986，4 13， 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983，7 14，龔定安 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7 15，李益民 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 7 16, 周永強(qiáng)等 主編 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,12 21