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課程設(shè)計(jì)
活塞桿零件的工藝規(guī)程及工裝夾具設(shè)計(jì)
Piston rod parts process and fixture design
班級(jí)
學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師 職稱
導(dǎo)師單位
論文提交日期
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
班級(jí)__ 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師_
課題名稱
設(shè)計(jì)時(shí)間
起始時(shí)間
完成時(shí)間
原始技術(shù)條件
1、×××零件圖樣，每臺(tái)設(shè)備×××零件的數(shù)量×件。
2、生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)
3、毛坯為外協(xié)件。生產(chǎn)條件根據(jù)需要確定，由機(jī)加班負(fù)責(zé)生產(chǎn)。
設(shè)計(jì)工作量
1、繪制零件圖1張。
2、繪制毛坯圖1張。
3、編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片（工藝過(guò)程卡片和工序卡片）1套。
4、繪制指定的具體工序的夾具裝配總圖和本套夾具中的主要零件圖1～2張。
5、撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。
參考資料
1.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》教材 2．《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》教材3．《機(jī)械制造工藝手冊(cè)手冊(cè)》 4.其他相關(guān)書籍
工作進(jìn)度
1、零件圖的工藝分析及繪制、毛坯的選擇及毛坯圖的繪制。 1.5天
2、選擇定位基準(zhǔn)、選擇各表面的加工方法和加工方案、安排 1.5天
加工順序，劃分加工階段、制訂工藝路線、選擇機(jī)床及工藝
裝備。
3、加工余量及工序間尺寸與公差的確定、切削用量和時(shí)間 2天
定額的確定、填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和工序卡。
4、確定夾具設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖； 4天
5、計(jì)算夾緊力；繪制夾具裝配圖和零件圖。 4天
6、編寫整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2天
教研室意見(jiàn)
?
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(cè)量等多方面的知識(shí)。
活塞桿加工工藝規(guī)程及其車右端M392-6g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(duì)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(duì)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：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
Abstract
The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.
Piston rod processing procedure and the car right side M39 2-6g fixture design including machining process design, process design and fixture design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design the structure of the blank, and select good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of process dimension calculation, is the key to decide all processes equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, the guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error of fixture structure, rationality and deficiency, and later in the design of improved.
Keyword: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error.
4
目錄
第1章 緒論 1
第2章 零件的工藝分析…………………………………………………………………………………2
2.1 零件的工藝分析………………………………………………………………………………2
2.2 確定毛坯的制造形式…………………………………………………………………………2
第3章 擬定圓盤的工藝路線 …………………………………………………………………………4
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………………………………4
3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇 …………………………………………………………………………4
3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 …………………………………………………………………………4
3.2 加工路線的擬定………………………………………………………………………………5
第4章 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ………………………………………………6
第5章 確定切削用量及基本工時(shí)……………………………………………………………7
5.1 工序03粗車、半精車Ф50外圓面…………………………………………………………7
5.2 工序04粗車、半精車右端M39外圓面和其端面、1：20斜度及寬5的退刀槽 ……8
5.3 工序05粗車、半精車左端M39外圓面和其端面、寬10的斜度及寬7的退刀槽 ……10
5.4 工序06磨Ф50外圓面及1：20斜度 ……………………………………………………11
5.5 工序08車右端M392-6g螺紋………………………………………………12
5.6 工序09車左端M392-6g螺紋……………………………………………………………13
第6章 工裝夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………14
6.1 問(wèn)題的提出 …………………………………………………………………………………14
6.2 定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………………………14
6.3 定位元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………14
6. 4 切削力及夾緊力的計(jì)算 ……………………………………………………………………14
6.5 定位誤差分析 ………………………………………………………………………………14
6.6 平衡塊的計(jì)算 ………………………………………………………………………………16
6.7 工裝夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明……………………………………………………………17
結(jié) 論 ………………………………………………………………………………………………19
致 謝 ………………………………………………………………………………………………20
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………………21
第1章 緒論
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
活塞桿的加工工藝規(guī)程及其其車右端M392-6g的工裝夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第2章 零件工藝的分析
2.1 零件的工藝分析
零件共有七組加工表面，現(xiàn)分述如下：
1． Φ50外圓面
2． 右端M39外圓面和其端面、1：20斜度及寬5的退刀槽3-Φ5.8孔及3-Φ10孔
3． 左端M39外圓面和其端面、寬10的斜度及寬7的退刀槽
4． 六角螺栓l=45.73,s=41
5． Ф50外圓面及1：20斜度
6． 右端M392-6g螺紋
7． 左端M392-6g螺紋
2.2 確定毛坯的制造形式
38CrMoAl有高的表面硬度38CrMoAl圓鋼，38CrMoAl合結(jié)鋼，38CrMoAl鋼材，耐磨性及疲勞強(qiáng)度，并具有良好的耐熱性及腐蝕性，淬透性不高。用于制作高耐磨性、高疲勞強(qiáng)度和相當(dāng)大的強(qiáng)度、處理后尺寸精度高的氮化零件，如仿模、氣缸套、齒輪、高壓閥門、鏜桿、蝸桿、磨床主軸等。但尺寸較大的零件不宜采用。
38crmoal是高級(jí)氮化鋼，主要用于具有高耐磨性.高疲勞強(qiáng)度和相當(dāng)大的強(qiáng)度。熱處理后尺寸精確的氮化零件，或各種受沖擊負(fù)荷不大而耐磨性高的氮化零件，如鏜桿、磨床主軸、自動(dòng)車床主軸、蝸桿、精密絲桿、精密齒輪、高壓閥門、閥桿、量規(guī)、樣板、滾子、仿模、氣缸體、壓縮機(jī)活塞桿，汽輪機(jī)上的調(diào)速器、轉(zhuǎn)動(dòng)套、固定套，橡膠及塑料擠壓機(jī)上的各種耐磨件等。
軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對(duì)于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對(duì)于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。
第3章 擬定圓盤加工的工藝路線
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。
3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)大批大量生產(chǎn)的活塞桿軸類零件，通常以外圓面為精基準(zhǔn)，活塞桿以Φ50外圓面為定位精基準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的定位元件為V型塊，另外用一擋銷與一端面配合，限制一自由度，夾緊則是由鉸鏈壓板組成。
3.1.2 粗 基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。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(gè)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)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(zhǔn)。例如：機(jī)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(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)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(xì)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(zhǔn)。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(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)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。
根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，要以非加工表面為粗基準(zhǔn)，且粗基準(zhǔn)只能使用一次，對(duì)本工件來(lái)說(shuō)選擇M39的外圓面為定位粗基準(zhǔn)是非常合理的。
3.2 加工路線的擬定
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
工藝裝備
01
備料
鍛件
02
熱處理
淬火加氧化
03
車
粗車、半精車Ф50外圓面
CA6140
04
車
粗車、半精車右端M39外圓面和其端面、
1：20斜度及寬5的退刀槽
CA6140
05
車
粗車、半精車左端M39外圓面和其端面、寬10的斜度及寬7的退刀槽
Z3025
06
冷擠壓
冷擠壓模具（成形六角螺栓）
JB23-63
07
磨
磨Ф50外圓面及1：20斜度
M1420
08
車
車右端M392-6g螺紋
CA6140
09
車
車左端M392-6g螺紋
CA6140
10
去毛刺
去毛刺、清洗
鉗工臺(tái)
11
檢
檢驗(yàn)至圖紙要求
12
入庫(kù)
入庫(kù)
第4章 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
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(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下：
零件材料屬于灰鑄鐵，采用金屬摸機(jī)器造型，根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）查表2.2-3，知其公差等級(jí)CT7~9級(jí)
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表2.2-4，知工件機(jī)械加工余量Z=3.0
1、Φ50外圓面，表面粗糙度為Ra0.4um，根據(jù)《工藝手冊(cè)》，表2.3—4，零件全長(zhǎng)1090大于1000，軸徑Φ50位于30~50之間，單邊總余量Z=3.0mm
粗車 單邊余量Z=2.0mm
半精車 單邊余量Z=0.8mm
磨削 單邊余量Z=0.2 mm
2、2-M39外圓面，表面粗糙度為Ra3.2um，根據(jù)《工藝手冊(cè)》，單邊總余量Z=3.0mm，根據(jù)《工藝手冊(cè)》，表2.3—4，零件全長(zhǎng)100，位于小于等于100區(qū)間，軸徑Φ39位于30~50之間，單邊總余量Z=3.0mm
粗車 單邊余量Z=2.0mm
半精車 單邊余量Z=1.0mm
3、2-M39端面，表面粗糙度分別為Ra3.2um，根據(jù)《工藝手冊(cè)》，表2.3—5，零件全長(zhǎng)100位于50~120之間，軸徑Φ39，位于30~50區(qū)間，單邊總余量Z=3.0mm
粗車 單邊余量Z=2.4mm
半精車 單邊余量Z=0.6mm
4、因其他的加工表面的半徑值變化不大，故采用階梯軸鍛件，Ф4596，Ф56937，Ф4563
第5章 確定切削用量及基本工時(shí)
5.1 工序03粗車、半精車Ф50外圓面
工步一：粗車Ф50外圓面
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：粗車Ф50外圓面
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=2.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1439475/1000=74.6m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=74.6m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(937+3+2.0)/（4750.16）=12.395min。
工步二：半精車Ф50外圓面
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：半精車Ф50外圓面
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=0.8mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1450475/1000=74.6m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=74.6m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(937+3+0.8)/（4750.16）=12.379min。
5.2工序04：粗車、半精車右端M39外圓面和其端面、1：20斜度及寬5的退刀槽
工步一：粗車右端M39外圓面和其端面、1：20斜度
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：粗車右端M39外圓面和其端面、1：20斜度
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=2.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1439475/1000=58.2m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=58.2m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(120+3+2.0)/（4750.16）=1.645min。
工步二：半精車右端M39外圓面和其端面、1：20斜度
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：半精車右端M39外圓面、1：20斜度
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=1.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1450475/1000=58.2m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=74.6m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(120+3+1.0)/（4750.16）=1.632min。
工步三：車寬5的退刀槽
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：車寬5的退刀槽
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=1.5mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1436475/1000=53.7m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=74.6m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(5+1.5)/（4750.16）=0.086min。
5.3工序05：粗車、半精車左端M39外圓面和其端面、寬10的斜度及寬7的退刀槽
工步一：粗車左端M39外圓面和其端面、寬10的斜度
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：粗車左端M39外圓面和其端面、寬10的斜度
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=2.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1439475/1000=58.2m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=58.2m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(201.51+3+2.0)/（4750.16）=2.717min。
工步二：半精車左端M39外圓面和其端面、寬10的斜度
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：半精車左端M39外圓面和其端面、寬10的斜度
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=1.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1450475/1000=58.2m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=74.6m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(201.51+3+1.0)/（4750.16）=2.704min。
工步三：車寬7的退刀槽
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：車寬7的退刀槽
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=1.5mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1436475/1000=53.7m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=74.6m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(7+1.5)/（4750.16）=0.112min。
5.4工序07：磨Ф50外圓面及1：20斜度
工件材料：38CrMoAlA
加工要求：磨Ф50外圓面及1：20斜度
機(jī)床：M1420
刀具：砂輪
量具：千分尺
（1） 選擇砂輪
見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.8—2到表4.8—8，則結(jié)果為
WA46KV6P350×40×127
其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號(hào)，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127（D×B×d）
（2） 切削用量的選擇
砂輪轉(zhuǎn)速為N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s
軸向進(jìn)給量fa =0.5B=20mm(雙行程)
工件速度Vw =10m/min
徑向進(jìn)給量fr =0.015mm/雙行程
（3） 切削工時(shí)
《工藝手冊(cè)》
式中L—加工長(zhǎng)度，L=（770+60）=830mm
Zb——單面加工余量，Zb =0.2mm
K—系數(shù)，1.10
V—工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）
fa—— 工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）
fr——工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）
5.5工序08：車右端M392-6g螺紋
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：車右端M392-6g螺紋
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=1.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1439475/1000=58.2m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=58.2m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(55+3+1.0)/（4750.16）=0.776min。
5.6工序09：車左端M392-6g螺紋
工件材料：38CrMoAlA 硬度62～65HRC 鍛造
加工要求：車左端M392-6g螺紋
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15，=12,=0.5mm
1） 車削深度，選擇ap=1.0mm。
2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140
車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.1439475/1000=58.2m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=58.2m/min，f z=0.16mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(93+3+1.0)/（4750.16）=1.276min。
第6章 工裝夾具設(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。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)第08道工序加工右端M392-6g螺紋的車床專用夾具設(shè)計(jì)。
6.1 問(wèn)題的提出
本夾具主要用于加工右端M392-6g螺紋，因?yàn)橛叶薓392-6g螺紋中心線與基準(zhǔn)A的同軸度公差為Φ0.05，設(shè)計(jì)工裝夾具時(shí)要考慮在內(nèi)。
6.2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。因右端M392-6g螺紋中心線與基準(zhǔn)A的同軸度公差為Φ0.05，故采用Φ50外圓面及左端M39端面作為定位基準(zhǔn)。
6.3定位元件的設(shè)計(jì)
本工序選用的Φ50外圓面及左端M39端面作為定位基準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的定位元件為V型塊與擋銷。本套設(shè)計(jì)工件相對(duì)較長(zhǎng)，采用三個(gè)固定V型塊，與工件Φ50外圓面配合，共限制四個(gè)自由度，擋銷與左端M39端面配合，限制一個(gè)自由度，并套設(shè)計(jì)為欠定義，由加工的內(nèi)容知，是允許的。
6.4切削力及夾緊力計(jì)算
（1）刀具： 采用螺紋車刀
機(jī)床： CA6140臥式車床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（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=18mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
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，
6.5 定位誤差分析
一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。
已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。
6.6 平衡塊的計(jì)算
平衡塊的計(jì)算
對(duì)移動(dòng)式結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的車床夾具，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取平衡措施，以減少由離心力產(chǎn)生的振動(dòng)和主軸軸承的磨損。
離心力Fj的計(jì)算公式為
Fj=0.01mjR(n×n)
式中 mj-----工件和夾具不平衡部分的合成質(zhì)量（kg）；
R-----工件和夾具不平衡部分的合成質(zhì)量中心至回轉(zhuǎn)中心的距離（m）；
n----主軸轉(zhuǎn)速（r/min）。
由離心力引起的力矩Mj為
Mj=FjL
平衡塊引起的離心力Fp(N)為
Fp=0.01mpr(n×n)
式中 mp-----平衡塊的質(zhì)量
r------平衡塊中心至回轉(zhuǎn)中心的距離（m）
由Fp引起的力矩Mp為
Mp= Fpl
在綜合考慮徑向位置和軸向位置平衡的情況下，滿足平衡關(guān)系式
Mp=Mj
即
0.01mjR(n×n)L=0.01mpr(n×n)l
化簡(jiǎn)后得
Mp=mjRL/rl
為了彌補(bǔ)估算法的誤差，平衡塊上應(yīng)開(kāi)有環(huán)形槽或徑向槽，以便夾具裝配時(shí)調(diào)整其位置。
長(zhǎng)×寬×高=體積
體積×密度=質(zhì)量
Mj=(0.23×0.11×0.1)×7×1000+(0.068×0.098×0.106×7×1000)
=17.71+4.944688
=22.6kg
mp=mjRL/rl=22.6×72×55/102×12.5=70.36kg
6.7夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)檐嚧矈A具選擇兩鉸鏈壓板的夾緊機(jī)構(gòu)。本工序?yàn)檐嚽邢饔嗔啃?，切削力小，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
車夾具裝配圖如下
夾具體附圖如下
結(jié)論
設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致謝
這次設(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(cè)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(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，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)。
這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)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(lì)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，她不僅在學(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(wú)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(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
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