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江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 孔系套筒零件工藝及夾具設(shè)計(jì)
江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
孔系套筒零件工藝及夾具設(shè)計(jì)
班 級(jí)：
專 業(yè)：
教學(xué)學(xué)院：
指導(dǎo)老師：
完成時(shí)間
前 言
軸，支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。根據(jù)軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據(jù)軸的承載情況，又可分為：轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸。轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩，是機(jī)械中最常見的軸，如各種減速器中的軸等。心軸，用來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動(dòng)，如支承滑輪的軸等。傳動(dòng)軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動(dòng)穩(wěn)定性。
軸的設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況決定的。設(shè)計(jì)者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，必要時(shí)可做幾個(gè)方案進(jìn)行比較，以便選出最佳設(shè)計(jì)方案，以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 1、節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； 2、易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整； 3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施； 4、便于加工制造和保證精度。
本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題借助AutoCAD軟件，先繪制圖形，然后編制制造工藝，通過車床進(jìn)行加工，從而實(shí)現(xiàn)零件的圖紙制造，具有相當(dāng)大的實(shí)用價(jià)值和發(fā)展空間。
目錄
1、零件分析 0
1.1 零件作用 0
1.2 零件的工藝分析 0
2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1毛坯的選擇 2
2.2基準(zhǔn)的選擇 2
2.3刀具的選擇 2
2.4機(jī)床的選用 2
2.5工藝路線的制定 3
2.6 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 4
3、確定切削用量 1
4、 基本工時(shí) 1
5、 鉆?11孔夾具設(shè)計(jì) 1
4.1問題的提出 1
4.2定位基準(zhǔn)的選擇 1
4.3切削力與夾緊力計(jì)算 1
4.4定位誤差分析 1
4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 2
4.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 4
結(jié) 論 1
參 考 文 獻(xiàn) 2
致 謝 3
7
摘要
本文主要講述孔系套筒零件工藝及夾具設(shè)計(jì)，開篇首先介紹了數(shù)控車床在車削加工中的應(yīng)用，緊接著對(duì)主軸零件圖進(jìn)行分析，再確定其毛坯類型和尺寸、所選用的機(jī)床、選擇夾具、刀具、量具；在做好這些前期準(zhǔn)備后，制定出零件合理的加工工藝路線，確定其切削參數(shù)；完成加工工藝過程卡和加工工序卡的填寫,然后編制出零件的夾具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：主軸 工藝分析 工藝方案 工藝路線 夾具設(shè)計(jì)
1、零件分析
如圖1所示孔系套筒零件圖，此零件主要由外圓、孔、以及螺紋組成，鍵槽的作用主要起連接傳動(dòng)，螺紋主要起定位作用，其中需要與其它軸類零件配合，所以要求加工精度較高，外圓表面需與其它套類零件相配合，所以要求的加工精度較高，加工路線應(yīng)為粗車—半精車—精車。
圖1 孔系套筒零件示意圖
1.1 零件作用
本零件是典型的軸類零件，主要起支撐傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷作用，其中起固定作用的主要是
1.2 零件的工藝分析
其中左端面、右端面以及Φ16的外圓表面精度要求均為IT10，精度要求較低，所以只需粗車—半精車即可達(dá)到其加工要求。的外圓表面精度要求為IT7，精度要求較高，所以需要粗車—半精車—精車方可達(dá)到其加工要求，且的外圓表面需要作為精基準(zhǔn)，為了保證其位置精度，所以應(yīng)粗精加工分開。
為滿足零件設(shè)計(jì)要求，設(shè)定各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度如表1
表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度
表面
尺寸
精度
表面粗糙度
右端面
IT10
Ra6.3μm
左端面
IT10
Ra6.3μm
外圓表面
IT7
Ra3.2μm
外圓表面
Φ16
IT10
Ra6.3μm
外圓表面
Φ22
IT10
Ra6.3μm
螺紋
M18X1.5
IT10
Ra6.3μm
2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1毛坯的選擇
圖1所示的零件屬于典型的軸類零件，軸類零件最常用的毛坯是圓棒料和鍛件；有些大型的軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸多采用鑄件，毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬的內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，從而獲得較高的抗彎、抗拉及抗扭強(qiáng)度，故一般比較重要的軸，多采用鍛件。所以本軸選擇鍛件。在選擇毛坯材料上，首先考慮使用范圍要廣，綜合性能較好的45鋼，查閱資料可知，45鋼為中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)過后，其硬度為170～240HBS，該硬度適中，是機(jī)加工的最佳切削范圍，而且，經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的45鋼具有良好的綜合機(jī)械性能，完全能達(dá)到生產(chǎn)要求，故毛坯材料選擇45調(diào)質(zhì)鋼。
2.2基準(zhǔn)的選擇
在軸類零件加工中，為保證各主要表面的相互位置精度，所以在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該盡可能的使用其與裝配基準(zhǔn)重合并使各工序的基準(zhǔn)統(tǒng)一，而且還要考慮在一次安裝中盡可能加工出較多的面。
粗基準(zhǔn)的選擇原則： 準(zhǔn)選擇：以外圓￠22表面作為粗基準(zhǔn)，澆口、冒口及其他缺陷，
（4）自為基準(zhǔn)原則。所以此次加工精基準(zhǔn)的選擇以已加工的外圓表面為精基準(zhǔn)。
2.3刀具的選擇
刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且還會(huì)直接的影響加工質(zhì)量。所以在編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等眾多因素。?
與傳統(tǒng)的加工相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高。不僅要求精度高、高剛度、硬性好、耐用度高，而且要求尺寸應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定、安裝方便，便于調(diào)整，能適應(yīng)高的切削速度和大的切削用量。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造的數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具的幾何參數(shù)。?
選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。根據(jù)零件的分析所選擇的刀具有：主偏角分別為45o的外圓車刀。
2.4機(jī)床的選用
為了體現(xiàn)出了數(shù)控車床的高效自動(dòng)化，全面智能化，高精度，快速度，短周期等功能。更好的適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，所以應(yīng)該選擇數(shù)控機(jī)床，選擇專用機(jī)床有利于保證加工精度，方便裝夾，所以在數(shù)控車床上主要加工工序20、工序30、工序40、工序50、工序60、工序70、工序110。在數(shù)控鉆床上加工工序90、工序100。在數(shù)控銑床上加工工序120。
表2 根據(jù)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床和加工工藝選擇機(jī)床
加工表面
機(jī)床名稱
機(jī)床型號(hào)
最大功率（kW）
允許最大抗力（N）
端面、外圓表面Φ22、Φ16、Φ15
數(shù)控車床
CJK6140
7.8
5100
M18X1.5
數(shù)控車床
CJK6140
7.8
5100
寬度為20的兩側(cè)面
數(shù)控銑床
XK5532
1.7
15000
2.5工藝路線的制定
主軸加工工藝過程可劃分為三個(gè)加工階段，即粗加工階段（粗車端面、粗車外圓、粗鏜內(nèi)孔、粗銑鍵槽等）；半精加工階段（半精車外圓、半精車端面等）；精加工階段（精車外圓、精銑鍵槽、攻螺紋等）
（1）零件表面加工方法的選擇
端面的加工方法有粗車、粗車—半精車、粗車—半精車—精車
外圓表面的加工方法有粗車、粗車—半精車、粗車—半精車—精車、粗車—半精車—磨削、粗車—半精車—粗磨—精磨、粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工
根據(jù)加工表面的不同可選各加工表面的加工路線：
右端面 粗車—半精車
左端面 粗車—半精車
、外圓表面 粗車—半精車—精車
Φ22、Φ16、Φ15外圓表面 粗車—半精車
M18X1.5螺紋 車螺紋
（2）機(jī)械加工工藝路線的擬定
軸類零件的各主要表面總是循著以下順序進(jìn)行，即時(shí)效—粗車—半精車—精車—淬火—回火（最終熱處理）—粗磨—精磨 熱處理時(shí)效處理可以對(duì)材料內(nèi)部進(jìn)行調(diào)整組織、改善應(yīng)力狀態(tài)，消除加工內(nèi)應(yīng)力，減少零件的變形，確保零件的加工精度要求。
10
開料
選擇毛坯，型材，Φ25x36
20
檢查
檢查毛坯是否有缺陷
30
車
粗車右端面
40
車
粗車Φ22外圓留2mm的余量，粗車M18X1.5外圓留2mm的余量，粗車Φ15至圖紙尺寸外圓留2mm余量，以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面
50
車
掉頭裝夾，粗車外圓Φ16留2mm的余量以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面
60
熱
調(diào)質(zhì)處理
70
車
半精車右端面，保證總長30，半精車Φ22外圓以及外圓臺(tái)階達(dá)到尺寸要求，半精車M18X1.5外圓以及外圓臺(tái)階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺(tái)階留1mm余量
80
車
掉頭裝夾，半精車Φ16達(dá)到尺寸要求
90
車
精車外圓以及外圓，并倒角0.5x45度
100
車
車螺紋M18X1.5-6g
110
鉆鉸
鉆鉸Φ11達(dá)到尺寸要求
120
銑
銑寬度為20的兩側(cè)面
130
去毛刺
140
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)入庫
2.6 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差
確定加工余量是為適應(yīng)機(jī)床的性能、刀具的切削刃所能承受的切削力，有利于保證設(shè)備的最大利用化，同時(shí)還能保證加工精度，在粗加工階段加工余量較大，所達(dá)到的加工精度較低，精加工階段加工余量較小，所達(dá)到的加工精度較高，能到達(dá)到所要求的精度。
表3 粗車—半精車 左端面
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
半精車
1.5
0.033（IT8）
31.5
粗車
3
0.13（IT11）
33
毛坯
6
——
36
表5 粗車—半精車—精車
工序名稱
工序加工余量
工序加工精度等級(jí)
工序尺寸
精車
0.2
0.021（IT7）
半精車
0.9
0.033（IT8）
粗車
2.9
0.13（IT11）
毛坯
4
——
3、確定切削用量
3.1工序30 粗車右端面
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》表1.1，由于CJK6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。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3mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故
= 3mm （3-1）
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，
進(jìn)給量=0.5～1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：
=0.7
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，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。
切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：
=950=1111.5 （3-2）
由于切削時(shí)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=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：
==63 （3-3）
===120 （3-4）
根據(jù)CJK6140車床說明書選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為：
== （3-5）
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。
由《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：
=3，=，==，=
3.2工序40 粗車Φ22外圓留2mm的余量，粗車M18X1.5外圓留2mm的余量，粗車Φ15至圖紙尺寸外圓留2mm余量，以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CJK6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
3.2工序50 掉頭裝夾，粗車外圓Φ16留2mm的余量以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CJK6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
續(xù)表12 車刀幾何形狀角度
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量僅為2.9mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=2.9mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
工序70 半精車右端面，保證總長30，半精車Φ22外圓以及外圓臺(tái)階達(dá)到尺寸要求，半精車M18X1.5外圓以及外圓臺(tái)階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺(tái)階留1mm余量
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
查，得半精車余量ap=0.9mm
1）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =158m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
工序80 掉頭裝夾，半精車Φ16達(dá)到尺寸要求
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
查，得半精車余量ap=0.9mm
1）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =158m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
工序90 精車外圓以及外圓，并倒角0.5x45度
1、加工條件：工件材料為45鋼，。
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度 由于精加工余量僅為0.2mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
依據(jù)，得精車余量ap=0.2mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為=3530N。
查，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，=100m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為=375N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為，，，故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算為
故 =224m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
工序100 車螺紋M18X1.5-6g
(1)、選擇刀具
選擇螺紋車刀。
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度 由于精加工余量僅為1.5mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
依據(jù)，得精車余量ap=1.5mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為=3530N。
查，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，=100m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為=375N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為，，，故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算為
故 =224m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
工序70：鉆，鉸Φ11孔
機(jī)床：Z525
刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號(hào)：E211和E101
帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）
公制/莫式4號(hào)錐直柄鉸刀 刀具材料：
Φ11孔先鉆Φ9.5孔，然后鉸孔至Φ11
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
式（1.8）
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（1.9）
．鉸孔
切削深度：，
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-58，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-60，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.9）有：
工序120 銑寬度為20的兩側(cè)面
機(jī)床的選擇：XK5532型萬能銑床
（1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因?yàn)殂娤鲗挾?，可查得立銑?
2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深度
銑削深度由工序決定，因?yàn)槊看蔚你娤魃疃炔淮?，故均可以一次性走完，則粗銑削時(shí)為3.4mm。
2）決定每齒進(jìn)給量
查，根據(jù)表2.1-72，當(dāng)銑削寬度=12mm時(shí)，銑刀的每齒進(jìn)給量，取，所以。
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。
4）決定切削速度
查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時(shí)，）
銑削速度計(jì)算公式：
查，根據(jù)表2.1-77可查得：
所以 m/min
r/min
查，根據(jù)表3.30，XK5532型數(shù)控銑床的使用說明書，選擇：
這時(shí)實(shí)際切削速度為
m/min
27
4、 基本工時(shí)
4.1工序30 粗車右端面
式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量,則L=80mm,故
min
4.2工序30 粗車Φ22外圓留2mm的余量，粗車M18X1.5外圓留2mm的余量，粗車Φ15至圖紙尺寸外圓留2mm余量，以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面
式中，l=413.5mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=418.5mm,故
min
4.2工序30 掉頭裝夾，粗車外圓Φ16留2mm的余量以及對(duì)應(yīng)的臺(tái)階面
式中，l=263mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=268mm,故
min
4.2.1半精車右端面，保證總長30，半精車Φ22外圓以及外圓臺(tái)階達(dá)到尺寸要求，半精車M18X1.5外圓以及外圓臺(tái)階達(dá)到尺寸要求，半精車外圓以及外圓臺(tái)階留1mm余量
式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故
min
4.2.1掉頭裝夾，半精車Φ16達(dá)到尺寸要求
式中，l=413.8mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=415.8mm,故
min
4.2.2工序110 精車外圓以及外圓，并倒角0.5x45度
式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=47mm,故
min
工序100 車螺紋M18X1.5-6g
式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=77mm,故
min
4.5.1銑寬度為20的兩側(cè)面
式中，。，則，
min
5、 鉆?11孔夾具設(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。
4.1問題的提出
本夾具主要用來鉆?11孔。同樣在本道工序加工時(shí)，還是應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
4.2定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。
由零件圖可知：在對(duì)進(jìn)行加工前，端面外圓進(jìn)行了粗銑加工，進(jìn)行了精加工。因此，定位、夾緊方案有：
采用心軸機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位，通過螺旋機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。
4.3切削力與夾緊力計(jì)算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、攻螺紋加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于攻螺紋切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由參考文獻(xiàn)[9]得：
鉆削力
鉆削力矩
式中：
本套夾具采用移動(dòng)壓板夾緊，移動(dòng)壓板主要靠移動(dòng)壓板上的螺母來實(shí)現(xiàn)夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可知該機(jī)構(gòu)屬于單個(gè)螺旋夾緊。
由式（4.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-20到表1-2-23可查得
4.4定位誤差分析
該夾具以V形塊定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得：
制造誤差ZZ
（1）中心線對(duì)定位件中心線位置精度
. 取.
（2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297）
.故，.
則.
知此方案可行。
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-47可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)如圖4.14所示。
圖4.14 快換鉆套
表4.9
d
H
D
公稱尺寸
允差
10
20
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
7
7
16
50°
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-58可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖4.15所示。
圖4.15 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表4.10所示。
表4.10
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
12
+0.034
+0.016
20
18
+0.023
+0.012
0.5
2
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖4.16所示。
圖4.16 U型槽
主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如表4.11所示。
表4.11
螺栓直徑
12
14
30
20
4.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
本套夾具用于加工?11孔。以一面2個(gè)V型塊來實(shí)現(xiàn)完全定位。主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用螺旋機(jī)構(gòu)夾緊。工件加工完成后，移動(dòng)壓板向后退一定距離，工件就可以很方便的取出。壓在工件上，將螺栓擰緊就可以進(jìn)行加工了。加工完成以后將移動(dòng)壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。
結(jié) 論
通過近一個(gè)月的課程設(shè)計(jì)，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計(jì)，也是最難的一次。在設(shè)計(jì)的時(shí)候不停的計(jì)算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計(jì)中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進(jìn)一步深入，具體如下：
（1）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。
（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。
（3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不太完善，在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。
（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。
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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)上存在一些問題，不過鮑虹蘇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課程設(shè)計(jì)。
這次課程設(shè)計(jì)成績的取得，與鮑虹蘇老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝老師，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，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)向指鮑虹蘇老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。