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本科生課程設(shè)計(jì) 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 所在專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 所在班級(jí) 機(jī)械 1061 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 教授 副 指 導(dǎo) 教 師 職稱 答辯時(shí)間 2009 年 7 月 10 日 目 錄 目 錄 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 .I 1 零件的工藝分析與生產(chǎn)類型的確定 .1 1.1 法蘭盤(pán)的用途 .1 1.2 法蘭盤(pán)的技術(shù)要求 .1 1.3 審查法蘭盤(pán) 的工藝性 .2 1.4 確定法蘭盤(pán)的生產(chǎn)類型 .2 2 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 .2 2.1 確定毛坯 .2 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 .2 2.3 繪制法蘭盤(pán)鑄造毛坯簡(jiǎn)圖 .4 3 擬定零件工藝路線 .4 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .4 3.2 表面加工方法的確定 .5 3.3 加工階段的劃分 .6 3.4 工序的集中與分散 .6 3.5 工序順序的安排 .6 3.6 確定工藝路線 .7 4 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 .9 4.1 機(jī)床設(shè)備的選用 .9 4.2 工藝裝備的選用 .9 5 加工余量、工序尺寸和公差的確定 .9 5.1 工序十中 4 和 的尺寸計(jì)算 .9 6 +0.030 5.2 加工余量的確定 .9 6 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 .9 6.1 切削用量的計(jì)算 .9 7 夾具設(shè)計(jì) .11 7.1 夾具設(shè)計(jì) .11 7.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .11 7.1.2 切削力及夾緊力計(jì)算 .11 7.1.3 定位誤差分析 .13 7.1.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 .13 設(shè)計(jì)總結(jié) .14 目 錄 參考文獻(xiàn) .15 6.1，7.1 不能單獨(dú)出現(xiàn) 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 I 設(shè)計(jì)總說(shuō)明 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是教學(xué)過(guò)程中的重要組成部分。是在理論課程學(xué)習(xí)結(jié) 束后，所進(jìn)行的實(shí)踐性環(huán)節(jié)。并為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我 們不僅可以提高對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，而且還學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。 法蘭盤(pán)的加工質(zhì)量將直接影響其性能和使用壽命。本次設(shè)計(jì)旨在提高 CA6140 車床 法蘭盤(pán)的加工質(zhì)量和加工效率，我們首先對(duì)法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)特征和工藝規(guī)程進(jìn)行了仔細(xì) 的分析，然后確定了一套合理的加工方案，加工方案要求簡(jiǎn)單，操作方便，并能保證 零件的加工質(zhì)量。 此外，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計(jì)專用夾具， 本次設(shè)計(jì)選擇了鉆 4 和 6 孔的專用夾具設(shè)計(jì)，以滿足加工過(guò)程的需要。 關(guān)鍵詞：法蘭盤(pán)；工藝規(guī)程；夾具設(shè)計(jì) 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 1 課程設(shè)計(jì)題目 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，200611411116， 指導(dǎo)教師： 1 零件的工藝分析與生產(chǎn)類型的確定 1.1 法蘭盤(pán)的用途 CA6140 臥式車床上的法蘭盤(pán)，為盤(pán)類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定 在主軸箱上，靠法蘭盤(pán)定心。法蘭盤(pán)內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱 體孔相配，以保證主軸三個(gè)軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標(biāo)明刻度，實(shí) 現(xiàn)縱向進(jìn)給。 零件 100 的外圓上標(biāo)有刻度線，用來(lái)對(duì)齊調(diào)節(jié)刻度盤(pán)上的刻度值，從而能夠直接讀出所調(diào)整 的數(shù)值；外圓上鉆定位孔，實(shí)現(xiàn)精確定位。法蘭盤(pán)中部的通孔則給傳遞力矩的主軸通過(guò)，本身沒(méi)有 受到多少力的作用。法蘭盤(pán)零件圖如圖 1-1 所示。 圖 1-1 法蘭盤(pán) 1.2 法蘭盤(pán)的技術(shù)要求 法蘭盤(pán)的技術(shù)要求如表 1-1 所示。 表 1-1 法蘭盤(pán)的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度 Ra m 形位公差/mm 大法蘭端左面 91 IT13 1.6 大法蘭端右面 82 IT13 0.4 小法蘭端左面 49 IT11 0.4 小法蘭端右面 41 IT11 1.6 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 2 100 外圓 100-0.12-0.34 IT11 0.8 90 外圓 90 IT13 6.4 右端 45 外圓 45 00.017 IT6 0.8 左端 45 外圓 45 00.6 IT14 0.4 20 孔 20+0.0450 IT8 1.6 6 孔 6+0.030 IT9 3.2 1.3 審查法蘭盤(pán)的工藝性 根據(jù)法蘭盤(pán)的零件圖可知，其材料為 HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐 熱性及減振性，適應(yīng)于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。 該零件主要加工 90、100、45 和 20 等幾個(gè)面以及 4 個(gè) 9 孔和側(cè)面的一個(gè)階梯 孔。90 和 45 對(duì)面較高的平行及垂直精度，因此最好以面為精加工基準(zhǔn)，這在車 床加工中就可以得到保證。為了保證精度的要求，4X 9 的孔最好能在一次加工中全部 加工出來(lái)。90 兩端的尺寸大小為 34和 24的平面沒(méi)有精度要求，這在銑床上通過(guò) 半精加工是完全可以實(shí)現(xiàn)的。槽 32 未注公差等級(jí)，采用粗車的方法可以實(shí)現(xiàn)。我們 在工藝路線安排上、制造方法及裝夾、探傷和檢驗(yàn)都提出了較高的要求，因而盤(pán)的使 用壽命得到了提高，且采用專用夾具，因而生產(chǎn)效率較高。采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn) 重合，得到較高的精度。 根據(jù)相關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及車床能夠達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是 可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 1.4 確定法蘭盤(pán)的生產(chǎn)類型 設(shè)計(jì)題目給定的零件是 CA6140 車床法蘭盤(pán)（零件號(hào) 831004）零件，該零件年產(chǎn)量 為 4000 件，設(shè)其備品率 a%為 4%，機(jī)械加工廢品率 b%為 0.7%，則該零件的年生產(chǎn)綱 領(lǐng)為：N=Q m(1+ a% )(1+ b%) = 40001(1+ 4%)(1+ 0.7%)=4189 件/ 年。法蘭盤(pán)的年產(chǎn) 量為 4189 件，法蘭盤(pán)重量為 1.4kg，查表可知該產(chǎn)品為中批生產(chǎn)。 2 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2.1 確定毛坯 由于法蘭盤(pán)在工作過(guò)程中要承受較大的應(yīng)力和較高的溫度，且要求有較高的耐磨 性，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的原則，毛坯優(yōu)先選用 HT200 材料。從附圖可以知該法蘭盤(pán)的質(zhì)量?jī)H 為 1.4，且生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，毛坯的鑄造方法采用 的砂型鑄造，由于中間通孔是通過(guò)鉆鉸加工，故不用安放型芯。 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 （以下簡(jiǎn)稱指導(dǎo)教程 ）中的表 21 和表 25，由法蘭盤(pán)的功用、技術(shù)要求可知，可以確定零件所用材料灰鑄鐵 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 3 HT200 中批量生產(chǎn)的砂型鑄造的公差等級(jí)為 1114。 再根據(jù)機(jī)械加工后法蘭盤(pán)的重量為 1.4，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件的毛坯 的重量為 2。由表 1 可知鑄件的公差等級(jí)為 1114，在這里取 12。查表 23 可得到 如下的鑄件尺寸 基本尺寸 100 為 6 基本尺寸 90 為 6 基本尺寸 45 為 5.6 基本尺寸 91 為 6 基本尺寸 9 為 4.2 基本尺寸 8 為 4.2 由于 20、4、6 和 9 是由后來(lái)的鉆削加工直接得到，槽 3x2 都是后來(lái)的車削加 工直接得到的，90 兩側(cè)的基本尺寸為 34 和 24 的兩個(gè)平面由銑床加工直接得到，因此 在用砂型鑄造的時(shí)候它們都不用鑄出。故在這里它們的鑄件尺寸公差不用求出來(lái)。因 此可確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于下表中： 鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量 項(xiàng)目 基本尺寸 加工余量 毛坯的基本尺寸 法蘭盤(pán) 100 外圓 100 7 107 法蘭盤(pán)左端面 91 7 98 法蘭盤(pán)右端面 91 7 98 法蘭盤(pán) 90 外圓 90 7 97 100 右端面 9 6.1 15.1 90 左端面 8 6.1 14.1 90 右端面 8 6.1 14.1 右端 45 外圓 45 6.8 51.8 中間 45 外圓 45 6.8 51.8 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 4 2.3 繪制法蘭盤(pán)鑄造毛坯簡(jiǎn)圖 3 擬定零件工藝路線 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)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該法蘭盤(pán)零件的技術(shù)要求的裝配要求，選擇法蘭盤(pán)的軸孔 作為精加20 +0.0450 工的基準(zhǔn)，因?yàn)榉ㄌm盤(pán)的左端、 90 外圓的右端和 外圓對(duì) 的孔內(nèi)表 45 00.01720+0.0450 面都有跳動(dòng)形位誤差的要求，它們的表面都要采用 內(nèi)表面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，20 +0.0450 選擇 內(nèi)表面作為精基準(zhǔn)加工即滿足了“ 基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。同時(shí)，法蘭盤(pán)的20 +0.0450 的軸線也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作為精基準(zhǔn)定位加工法蘭盤(pán)的 100、 90 和20 +0.0450 45 外圓，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合的，保證了被加工表面的垂直度要求，符 合了“基準(zhǔn)重合”的原則。選用法蘭盤(pán) 90 的右端平面作為精基準(zhǔn)加工 90 的左端平面 和 100 的右端平面，因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)這兩個(gè)尺寸也是以 90 的右端平面作為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合的，也符合了“基準(zhǔn)重合”的原則。在銑 90 兩側(cè)面的時(shí)候， 可以先銑離軸線為 24的平面，再以 24的平面作為精基準(zhǔn)加工離軸線為 34的平面， 這樣互為精基準(zhǔn)加工，滿足了“互為基準(zhǔn)的”的原則。有些尺寸，例如 0.3 和槽28 + 3X2，它們的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門(mén)計(jì) 算，此處不再重復(fù)。 粗基準(zhǔn)的選擇 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 5 對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。 但對(duì)于本零件來(lái) 說(shuō)，應(yīng)盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不 加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以 與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)）根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則， 現(xiàn)選取孔右端 外輪廓表面和 90 的右端面作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤(pán)夾緊45 00.017 45 外圓可同時(shí)削除五個(gè)自由度，再以 90 的右端面定位可削除自由度。 3.2 表面加工方法的確定 根據(jù)法蘭盤(pán)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工工件各表面的 加工方法如下表所示： 加工表面 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度 Ra/m 加工方案 法蘭盤(pán) 100 外圓 IT11 0.8 粗車半精車磨削 100 右端面 IT13 0.4 粗車半精車磨削 法蘭盤(pán)左端面 IT13 1.6 粗車半精車精車 法蘭盤(pán)右端面 IT13 粗車 法蘭盤(pán) 90 外圓 IT13 6.4 粗車半精車 90 左端面 IT11 0.4 粗車半精車磨削 90 右端面 IT11 1.6 粗車半精車精車 90 左側(cè)面 IT10 3.2 粗銑半精銑 90 右側(cè)面 IT10 0.4 粗銑半精銑磨削 右端 45 外圓 IT6 0.8 粗車半精車磨削 中間 45 外圓 IT14 0.4 粗車半精車磨削 20 內(nèi)孔 IT8 1.6 鉆擴(kuò)粗鉸精鉸 6 孔 IT9 3.2 鉆鉸 4 孔 IT13 6.3 鉆 4x 9 透孔 IT13 6.3 鉆 槽 3x2 IT13 粗車 3.3 加工階段的劃分 該法蘭盤(pán)的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工、 精加工階段和磨削加工。 在精加工階段，首先將精基準(zhǔn)（ 的孔和 90 的右端平面）準(zhǔn)備好，使后20 +0.0450 續(xù)工序都可采用精定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗車法蘭盤(pán)的右端 面、 90 右端面、槽 3x2、精銑 90 左側(cè)面和 90 右側(cè)面、鉆 20 內(nèi)孔。最后才鉆 4 孔、 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 6 6 孔、 9 孔、鉸 6 孔；在精加工階段，進(jìn)行磨削 100 外圓、 100 右端面、法蘭盤(pán) 左端面、 90 左端面、 90 右側(cè)面、 45 外圓，完成整個(gè)工序的加工。 3.4 工序的集中與分散 選用工序集中原則安排法蘭盤(pán)的加工工序。由于該法蘭盤(pán)的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)， 可以采用普通機(jī)床進(jìn)行加工，但夾具都采用專用的夾具進(jìn)行裝夾，以提高生產(chǎn)率；而 且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次 裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求，例如表面 的跳動(dòng)位置誤差。 3.5 工序順序的安排 機(jī)械加工工序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則，首先加工精基準(zhǔn)法蘭盤(pán)的 45 外圓和 90 的右 端平面。 遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”的原則，先加工主要表面法蘭盤(pán)的左端面和 20 內(nèi)孔，后加 工次要表面 4 孔、 6 孔、 9 孔和槽 3x2。 遵循“先面后孔”原則，先加工法蘭盤(pán) 45 外面和法蘭盤(pán)的左端面，再鉆 20 內(nèi)孔， 最后鉆 4、 6、 9 孔。 輔助工序 機(jī)械加工完成后，還要對(duì) 100 右端平面、 外圓和 90 左端平面進(jìn)行拋光處 45 00.6 理；還要對(duì) 外圓進(jìn)行無(wú)光鍍鉻處理。100 0.120.34 綜上所述，該法蘭盤(pán)工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工主要表面粗加工及一些表面 余量大的表面粗加工主要表面半精加工及次要表面加工主要表面精加工及磨 削加工 3.6 確定工藝路線 1.工藝路線方案一： 工序一 在普通外圓車床上粗車各端面及各個(gè)外圓 工序二 在銑床上銑上下兩個(gè)平面 C、D，精銑上平面 D 工序三 精車各個(gè)表面 工序四 在鉆床上鉆出四個(gè)孔 9，臺(tái)階孔 工序五 進(jìn)行精鉸四個(gè)小孔，臺(tái)階孔 工序六 100 的左端面刻字 工序七 鉗工去毛刺，進(jìn)行最終處理 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 7 工序八 入庫(kù) 2.工藝路線方案二： 工序一 粗車 100、左邊 45、90 外圓，粗車各端面，粗車 90 的倒角， 100 的倒角 工序二 粗車右 45 的外圓，粗車 32 的槽，粗車 R5 的圓角 工序三 半精車左端 100，左右端 45 的外圓以及各端面，32 的槽，R5 的圓 角 工序四 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精絞 20 的孔. 工序五 檢驗(yàn)（利用超聲波進(jìn)行探傷） 工序六 粗銑 C.D 面 工序七 半精銑 C.D 面 工序八 精銑 D 面 工序九 鉆四個(gè) 9 的小孔 工序十 鉆、鉸左面 F 面上的臺(tái)階孔 工序十一 鉗工去毛刺 工序十二 粗磨外圓至 100.1、90.1、45.1，精磨外圓至 100、90、 45 工序十三 對(duì) B 面進(jìn)行拋光 工序十四 100 的左端面刻字 工序十五 100 的外圓無(wú)光渡鉻 工序十六 熒光檢驗(yàn)等 工序十七 入庫(kù) 比較兩種工藝路線方案，可知，兩種加工方案均能夠加工出法蘭盤(pán)，但第二種工藝 路線方案中效率較高，而且位置精度較易保證。工序安排使時(shí)間較為合理，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和 工藝基準(zhǔn)重合，能夠較好的保證零件加工的表面質(zhì)量和粗糙度。 最終的工藝路線 在綜合以上各種工序的情況下，得到的最終工藝路線如表 4 所示： 表 4 法蘭盤(pán)工藝路線及設(shè)備、工裝的選用 工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 1 粗車 100、左邊 45、90 的外圓，粗車各端面，粗車 90 的倒角，100 的倒角 CA6140 機(jī)床 車刀 游標(biāo)卡尺 2 粗車右 45 外圓、32 的槽、 R5 的圓角 CA6140 機(jī)床 車刀 游標(biāo)卡尺 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 8 3 半精車左端 100，左右端 45 的外圓以及各端面， 32 的槽，R5 的圓角 CA6140 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 4 以 20 孔上端面為精基準(zhǔn)， 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 20 孔,孔 的精度達(dá)到 IT7 立式鉆床 525 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 5 檢驗(yàn) 塞規(guī)、百 分表等 6 粗銑 C、D 面 臥式銑床 X61 銑刀 游標(biāo)卡尺 7 半精銑 C.D 面 臥式銑床 X61 銑刀 8 精銑 D 面 臥式銑床 X61 銑刀 9 鉆四個(gè) 9 的小孔 立式鉆床 Z525 麻花鉆 10 鉆、鉸左面 F 面的臺(tái)階孔 立式鉆床 Z525 麻花鉆、鉸刀 11 鉗工去毛刺 鉗工臺(tái) 平銼 12 粗磨外圓至 100.1、90.1、45.1， 精磨外圓至 100、90、45 外圓磨床 13 對(duì) B 面進(jìn)行拋光 14 100 的左端面刻字 15 100 的外圓無(wú)光渡鉻 16 熒光檢驗(yàn)等 17 入庫(kù) 4 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 4.1 機(jī)床設(shè)備的選用 在中批生產(chǎn)條件下，選用通用機(jī)床比較合理些。所選用的通用設(shè)備應(yīng)提出機(jī)床型 號(hào)，如：臥式銑床 X61。 4.2 工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應(yīng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出它們的名稱，如 “鉆頭” 、 “百分表” 、 “車床夾具”等。 本次法蘭盤(pán)的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率，所選用的夾具均為專用夾 具。 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 9 5 加工余量、工序尺寸和公差的確定 由于這次課程設(shè)計(jì)采用分組的形式，我們這組主要是對(duì)法蘭盤(pán)進(jìn)行加工，分配給 我的任務(wù)是：對(duì)工序十中先鉆 4 孔再鉸 6 孔。 5.1 工序十中 4 和 的尺寸計(jì)算 6 +0.030 鉆孔 4 的深度為 7mm，再鉸孔 ，其深度同樣為 7mm，查表得公差等級(jí)為6 +0.030 IT9，由粗糙度 Ra=3.2,從機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程中查表 1-7 得加工 方案為：鉆鉸。 5.2 加工余量的確定 由表 2-28 得使用麻花鉆加工 4 孔時(shí)加工余量為 0.1mm，擴(kuò)孔 時(shí)加工余量為6 +0.030 0.1mm。 6 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 6.1 切削用量的計(jì)算 6.1.1 加工條件：工件材料 HT200 b=0.18GPa HB=200 金屬鑄造 6.1.2 加工要求：鉆孔 4、孔 60+0。03 臺(tái)階孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 6.1.3 刀具：直柄麻花鉆 H4GB/T 6153.3-1996 直柄短麻花鉆 H6GB/T6135.2-1996 鉸刀 6GB1132-1984 機(jī)床功率 2.8KW 6.1.4 鉆孔 4 6.1.4.1 查表 5-22 f=0.070.12mm 取 f=0.1mm v=1624m/min 取 v=18m/min ns=1000v/ ，取 n=1360r/min.min/2.1380rd 則實(shí)際切削速度 v= in/17046n 6.1.4.2 校驗(yàn)機(jī)床功率，切削力 F =419Df k =419f8.0p N86.23.148 切削時(shí)消耗功率 P = ，符合條件f pKWvFf 07.0176 6.1.4.3 切削工時(shí) 41l2l5.l 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 10 min13.013652421 nflltj 6.1.5 鉆 孔 6.1.5.2 查表 5-22，取 f=0.1mm v=18m/min N= 參照表 4-9 n=960r/min 4.9561.380dv 實(shí)際切削速度 min/1.8106.3dn 6.1.5.3 功率校驗(yàn)與 2）相同，得出 p 符合所選功率t 6.1.5.4 切削工時(shí) =7 41lll min1.0967212nfltj 6.1.6 鉸 孔. 查表 5-31 v=2-6(m/min)，取 v=2m/min f=0.30.50mm/r,取 f=0.30r/min n= ,取 n=140r/min in/1064.3210rdvmi/.n 校驗(yàn)后得，實(shí)際消耗功率 P P。符合要求f 切削工時(shí) 查表 5-42，5-41 2)1(.01l 0l7lmin31.9.73fnltj 故切削總工時(shí) =0.13+0.11+0.31=0.55min321jjjtt總 其余工序分析所得數(shù)據(jù)均已填入相應(yīng)的工序卡中 7 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。我負(fù)責(zé) 的是設(shè)計(jì)該第十道工序的專用夾具設(shè)計(jì)鉆 4mm 孔，再擴(kuò) 6mm 深為 7mm 孔的鉆床夾 具。本夾具將用于 Z525 鉆床，刀具為直柄麻花鉆 H4GB/T 6153.3-1996，直柄短麻花 鉆 H6GB/T6135.2-1996 鉸刀 6GB1132-1984，分別對(duì)工件的臺(tái)階孔進(jìn)行加工。 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 11 7.1 夾具設(shè)計(jì) 7.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，4mm 及 6mm 的孔時(shí)，工件以 外圓表面及 90 右端面和平面45 00.6 為定位基準(zhǔn)，在 V 形塊 1 和擋銷 2、3 上實(shí)現(xiàn)完全定位。 7.1.2 切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：直柄麻花鉆 D=4mm 由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)P 可查得 16 切削扭矩 M= )(0 30mNkfxdCym 軸向力 F= FF 切削功率 Pm=2Mn10 (kw)3 式中： C =225.63m x =1.9 y =0.8 m C =558.6F x =1 y =0.8 F d =4 或 6 0 k = =0.87 m 8.0)19(HB k =0.9F f=0.13 n=2012 或 1426 所以當(dāng)鉆 4mm 孔時(shí)有 M=225.63x4x1.9x0.13 x0.87x10 =0.291(Nm)8.03 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 12 F=558.60 x4x1x0.13 x0.9=393.15(N)8.0 Pm=2x0.291x2012x10 =3.676(kw) 3 同理擴(kuò) 6 孔 mm 時(shí)有 M=225.63x6x1.9x0.13 x0.87x10 =0.439(Nm)8.03 F=558.60 x6x1x0.13 x0.9=589.73(N). Pm=2x0.439x1426x10 =3.931(kw)3 由于 V 形塊和擋銷的作用下工件無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，因此只需算出橫向的夾緊力能否滿足要 求。 根據(jù)夾緊狀態(tài)下 V 形塊的受力情況和力矩平衡條件 FJ=KFsin(a/2)/(f3sin(a/2)+f4) 式中 f3工件與壓板間的摩擦系數(shù)，取 0.2； f4工件與 V 形塊間的軸向摩擦系數(shù)，取 0.2； 安全系數(shù) K 取 3； a =100 FJ=3589.73sin50/(0.2sin50+0.2)= 3836.92N 因此 FJ=3836.92NF 故本夾具可安全工作。 7.1.3 定位誤差分析 夾具的主要定位元件為 V 形塊和擋銷。V 形塊的尺寸與公差都是選取的標(biāo)準(zhǔn)件，其 公差由標(biāo)準(zhǔn)件決定，并且在夾具裝配后的技術(shù)要求統(tǒng)一磨，V 形塊定為表面與夾具體 底面平行度誤差不超過(guò) 0.01；定位銷選取標(biāo)準(zhǔn)件，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾 具體底面的 垂直度誤差不超過(guò) 0.01。 夾具的主要定位元件為兩個(gè)擋銷限制了兩個(gè)自由度,V 形塊限制四個(gè)自由度,工件的 六個(gè)自由度完全被限制。因零件對(duì)形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采 用標(biāo)準(zhǔn)件，故定位誤差在此可忽略。 7.1.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，從該零件的生產(chǎn)規(guī)模來(lái)看屬于中批量生產(chǎn)，從保證產(chǎn) 品的質(zhì)量和考慮盡量提高生產(chǎn)效率的問(wèn)題來(lái)考慮，為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不 采用手動(dòng)夾緊。這里采用氣動(dòng)夾緊裝置比較高效和省力。而且這是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的 重要途徑之一。 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 13 設(shè)計(jì)總結(jié) 夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我組三名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取 得了可喜的成績(jī)，課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí) 踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。 本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階 段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、 時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。 由附圖可知，其材料為 HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性， 適應(yīng)于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。該零件主要加工個(gè)面以及六個(gè)孔，需要有較高 的平行及垂直精度，為此，最好能夠同時(shí)加工出更多的面和孔。在強(qiáng)度設(shè)計(jì)上采用了較 低的安全系數(shù)，在選擇材料上也提出了較高的要求，工藝路線安排上、制造方法及裝夾、 探傷和檢驗(yàn)都提出了較高的要求，因而盤(pán)的使用壽命得到了提高，多采用專用夾具，因 而效率較高，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，因而精度較高。根據(jù)相關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精 度及車床能夠達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也 是可行的。 廣東海洋大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì) 14 參考文獻(xiàn) 15 參考文獻(xiàn) 1、駿一，鄒青. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 2、鄒青.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 3、趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 4、李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 5、艾興，肖詩(shī)剛主編. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 6、吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：高等教育出版社，2006