ZD1型剛性凸緣聯(lián)軸器零件工藝歸程及加工螺栓孔液動夾具設計,zd1,剛性,凸緣,聯(lián)軸器,零件,工藝,歸程,加工,螺栓,孔液動,夾具,設計 XX大學 課程設計論文 ZD1型剛性凸緣聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程 及加工螺栓孔液動夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘 要 ZD1型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構，并選擇好零件的加工基準，設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計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、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)構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 33 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 序 言 1 第2章 零件的分析 2 2.1零件的形狀 2 2.2零件的工藝分析 2 第3章 工藝規(guī)程設計 3 3.1 確定毛坯的制造形式 3 3.2定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 3 3.3 制定工藝路線 4 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 5 3.4.1 機床選用 5 3.4.2 選擇刀具 6 3.4.3 選擇量具 6 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 第4章 確定切削用量及基本時間 8 4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時間的確定 8 4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時間的確定 12 4.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 17 4.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定 15 4.5 工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定 16 4.6 工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定 18 第5章 加工軸孔手動夾具設計 22 5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 22 5.2 夾具的導向 23 5.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙 24 4.4 鉆模板 25 5.5定位誤差的分析 25 5.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 25 5.6 確定夾具體結(jié)構和總體結(jié)構 27 5.7 夾具設計及操作的簡要說明 28 總 結(jié) 29 致 謝 29 參 考 文 獻 31 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 ZD1型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 聯(lián)軸器是用來連接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使其共同旋轉(zhuǎn)以專遞轉(zhuǎn)矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖，減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器是由兩部分組成的，分別與主動軸和從動軸連接。一般動力機大都借于聯(lián)軸器與工作機相連接。但聯(lián)軸器在機器運轉(zhuǎn)時不能分離，只有當機器停止運轉(zhuǎn)才能將兩軸分離。聯(lián)軸器有時候可以作為安全裝置。 零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為45，，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 ZD1型彈性柱銷聯(lián)軸器零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。 ZD1型彈性柱銷聯(lián)軸器共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)．左端的加工表面： ? ? 這一組加工表面包括：左端面，Φ235外圓，Φ130外圓，Φ55內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。 (2).右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面；Φ235的外圓，粗糙度為1.6；Φ130的外圓并帶有倒角其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ55的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。 第3章 工藝規(guī)程設計 本ZD1型彈性柱銷聯(lián)軸器假設年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為117%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。 該零件材料為45，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據(jù)設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取117%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=2XQn(1+α)（1+β)=2385175件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為45，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。 3.2定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 待加工的兩零件是盤狀零件，孔是設計基準（也是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選?55mm的孔及其一端面作為精基準。 由于待加工的兩零件全部表面都需加工，而孔作為精基準應先進行加工，對主動端而言，應選面積較大的外圓及其端面為粗基準；對從動端而言，應選面積較大?235mm的外圓及其端面為粗基準。 待加工的兩零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、鍵槽、錐孔，材料為30CrMnSi鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考相關資料，其加工方法選擇如下。 （1）?130mm的外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 11300—717規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra25um，粗車即可（表5-14）。 （2）?235mm的外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 11300—717規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra6.3um，需進行精車和半精車。 （3）?17mm的柱銷孔 為未注尺寸公差，根據(jù)GB 11300—717規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra6.3um，需進行粗鏜（表5-15）。 （4）?55mm的內(nèi)孔，公差等級為IT8,表面粗糙度為Ra1.6um，需進行粗膛→半精膛→精鏜加工（表5-15）。 （5）鍵槽 槽寬和槽深的公差等級分別為IT17和IT14,表面糙粗度分別為Ra3.2um和Ra6.3um,需采用三面刃銑刀，粗銑→半精銑（表5-16）。 （6）端面 本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度為Ra25um,粗車即可。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 3.3.1 主動端 工序10 鍛造出毛坯。 工序20 毛坯熱處理，時效處理。 工序30：以?130mm處外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車半精車外圓?235mm， 工序55：以半精車后的?235mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓?130mm，倒角。 工序50：以半精車后的?235mm外圓及其端面定位,半精車另一端面粗鏜?55mm及錐度的孔。 工序60：以?235mm外圓及其端面定位，精鏜?55mm及錐度的孔。 工序70：以?55mm孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽。 工序130：以?55mm孔、端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工6個?17mm的柱銷孔。 工序130：去毛刺。 工序100 終檢入庫。 3.3.2 從動端 工序10 鍛造出毛坯。 工序20 毛坯熱處理，時效處理。 工序30：以?130mm處外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車半精車外圓?235mm， 工序55：以半精車后的?235mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓?130mm，倒角。 工序50：以半精車后的?235mm外圓及其端面定位,半精車另一端面粗鏜?55mm孔。 工序60：以?235mm外圓及其端面定位，精鏜?55mm孔。 工序70：以?55mm孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽。 工序130：以?55mm孔端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工6個?17mm的柱銷孔。 工序130：去毛刺。 工序100 終檢入庫。 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序Ⅸ是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 主、從動端工序Ⅳ都為CA6140臥式車床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小，需選用較精密的機床才能滿足要求，因此選用CA6140臥式車床（表5-130）。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “ZD1型彈性柱銷聯(lián)軸器” 零件材料為45，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，硬度HB為143～2617，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-117 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 球墨鑄鐵 砂型手工造型 11~17 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~17 低壓鑄造 7~17 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 235 100 235 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至235，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB5554-130）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側(cè)面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 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。 第4章 確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量a、進給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。 4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時間的確定 4.1.1 切削用量 以?130mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車半精車外圓?235mm， 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》表1.1，由于CA6140機床的中心高為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 ②.確定進給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～550之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—17）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=1750。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.217—2），故實際進給力為： =1750=1111.5 （3-2） 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.17，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)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～2117的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.172，0.8，=1.0，=1.0（見表1.55），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.17，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=+= == （3-8） 3.6.1.3 確定粗鏜的切削用量及基本工時 ①.確定切削深度 == ②.確定進給量 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長度為時： =0.15～0.55 按CA6140機床的進給量（表4.2—17），選擇， =0.25 ③.確定切削速度 = （3-17） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 == （3-11） 按CA6140機床的轉(zhuǎn)速，選擇 =235=2.6 ④.計算基本工時 選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則： ==117 4.1.2 基本時間 5.1.2.1主動端 確定粗車主動端外圓?235的基本時間。參考文獻[1]表2-24，車外圓基本時間為 T 式中，=55mm,～3), 130°，=2mm，=4mm,=0, f=0.65mm/r,n=0.77r/s, s 確定粗車主動端外圓?130的基本時間： 式中，=17mm, =2mm, =4mm, =0, f=0.130mm/r, n=0.77r/s, ，則 s 確定粗車主動端端面的基本時間： ， 式中，d=164.8mm,d=0, =2mm, =4mm, =0, f=0.65mm/r, n=0.77r/s, ，則 =177s 確定粗車主動端臺階面的基本時間： ， 式中，d=164.8mm,=174.6mm, =0mm, =4mm, =0, f=0.6mm/r, n=0.77r/s, ，則 =85s 確定粗鏜?55mm孔的基本時間，選鏜刀的主偏角45°。 式中，=84mm, =3.5mm, =4mm, =0，f=0.1mm/r，n=6.17r/s, ,則 =148s 確定工序的基本時間： =130+35+2+85+148=643s 5.1.2.2從動端 確定粗車從動端外圓的基本時間: =130s 確定粗車從動端端面的基本時間： =175s 確定粗車從動端臺階面的基本時間： =174s 確定粗鏜?55mm孔的基本時間: =1177s 確定工序的基本時間： =130+175+174+1177=466s 4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時間的確定 采用與工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： 本工序為粗車（車端面、外圓及倒角），已知條件與工序Ⅰ相同。車端面、外圓可采用與工序Ⅰ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 4.2.1主動端 見表5-1 表5-1 主動端工序Ⅱ的切削用量及基本時間 工步 /mm f/mm·r v/m·s n/r·s /s 粗車端面 2 0.52 0.38 1.5 117 粗車外圓?130mm 2.3 0.52 0.38 1.5 68 倒角 手動 0.38 1.5 4.2.2 從動端 見表5-2 表5-2 從動端工序Ⅱ的切削用量及基本時間 工步 /mm f/mm·r v/m·s n/r·s /s 粗車端面 2 0.65 25.4 0.77 177 粗車外圓?235mm 2.4 0.65 25.4 0.77 152 4.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 4.3.1 切削用量 本工序為半精加工（車端面、外圓、鏜孔）。已知條件與粗加工工序相同。 確定以半精車后的?235mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓?130mm，倒角。切削用量。所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，查參考文獻[6]表1-3，車刀幾何形狀為，′= ⅰ. 確定背吃刀量 ==0.75mm ⅱ. 確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表1.6及參考文獻[2]表4.2-17中C620-1機床進給量，選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機床進給機構強度。 ⅲ. 選擇車刀磨鈍標準及耐用度 查參考文獻[7]表1.17，選擇車刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=30min。 查參考文獻[6]表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工σb>1000MPs的合金鋼，，，切削速度=177m/min。 切削速度的修正系數(shù)查參考文獻[7]表1.55得：，其余的修正系數(shù)均為1，故： V=177×0.81×1.15=130.4m/min =178r/min 查參考文獻[6]表4.2-8選擇C620-1機床的轉(zhuǎn)速為： n=185r/min=3.08r/s 則實際切削速度v=1.56m/s 半精加工，機床功率也可不校驗。 最后確定的切削用量為： =0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=173.6m/min。 確定半精車主動端端面的切削用量。采用車外圓?235mm相同的刀具加工，切削用量為： ,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=173.6m/min。 確定半精車從動端外圓?71mm的切削用量。采用車外圓?235mm相同的刀具加工，切削用量為： ，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=173.6m/min。 確定半精車從動端端面的切削用量。采用車外圓?235mm相同的刀具加工，切削用量為： ，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=173.6m/min。 確定半精鏜孔?55mm的切削用量。所選刀具為YT15硬質(zhì)合金、主偏角°、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。 ⅰ.。 ⅱ.參考文獻[1]表5-1717和表5-57，f=0.2mm/r。 ⅲ.參考文獻[1]表2-8的計算公式確定。 V= 式中，C=2171，m=0.2,x=0.15,y=0.2,T=60min,k=0.17,則 V==150m/min =12017.4r/min 選擇C620-1車床的轉(zhuǎn)速n=1200r/min=20r/s。 4.3.2 切削用量 確定半精車主動端外圓?235mm的基本時間： =52s 確定半精車主動端端面的基本時間： =174s 確定半精車從動端外圓?130mm的基本時間： =45s 確定半精車從動端端面的基本時間： =45s 確定半精鏜主動端孔?55mm的基本時間： =14s 確定半精鏜從動端孔?55mm的基本時間： =30s 4.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定 4.4.1 切削用量 本工序為精鏜?55mm的孔。 確定精鏜?55mm孔的切削用量。選刀具為YT30硬質(zhì)合金、主偏角°、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。 ==0.25mm f=0.15mm/r v=×1.4=230.77mm/min =1837.3r/min 參考文獻[1]表5-56，根據(jù)C6140車床的轉(zhuǎn)速表，選擇n=1550r/min=23.3r/s,則實際切削速度v=4.178m/s。 4.4.2 基本時間 5.4.2.1 確定精鏜主動端?55mm孔的基本時間： =16s 5.4.2.2確定精鏜從動端?55mm孔的基本時間： =34s 4.5 工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定 4.5.1 粗銑 5.5.1.1 切削用量 粗銑以?55mm孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑d=130,寬度L=12mm,齒數(shù)z=10。參考文獻[1]表5-143選銑刀的基本形狀。由于加工材料的σ>1000MPs,故選前角=10°，后角=12°(周銑)，=6°（端銑）。已知銑削寬度=17mm,銑削深度=8mm。機床選用X62W型臥式銑床。 確定每齒進給量。參考文獻[1]表5-144，X62W臥式銑床的功率為7.5KW（表5-74），工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工鋼料，查得每齒進給量=0.6～1.0mm/z?，F(xiàn)取=0.07mm/z。 確定銑刀磨鈍標準及耐用度。參考文獻[1]表5-148，用高速鋼盤銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm，銑刀直徑d=130mm,耐用度T=120min（表5-1417）。 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量。參考文獻[1]表2-17中公式計算： 式中，=48,=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min, =8, =0.07mm/z, =17mm, z=10,d=130mm,=1.0。 =2.62m/min n==10.4r/min 參考文獻[1]表5-75，根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=30r/min=0.5r/s,則實際切削速度v=0.17m/s,工作臺每分鐘進給量為 =0.07×10×30=55mm/min 參考文獻[1]表5-76, 根據(jù)X62W型臥式銑床工作臺進給量，選擇=23.5mm/min,則實際的每齒進給量為==0.078mm/z。 驗證機床效率。參考文獻[1]表2-18的計算公式，銑削時的功率（單位為KW）為 （N） 式中，=650,=1.0,=0.72,=0.130,=0,=0.130, =8, =0.078mm/z, =17mm, z=10,d=130mm, n=30r/min,=0.63。 =7177.3 v=0.17m/s =0.10KW X62W銑床主電動機的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為 =0.078mm/z, =23.5mm/min, n=30r/min, v=0.17m/s 5.5.1.2 基本時間 參考文獻[1]表2-55，三面刃銑刀銑槽的基本時間為 a.主動端： 式中，=84mm,=+(1～3)，=17mm,d=130mm,=76mm,=4mm, =23.5mm/min,=4 =6.178min=4117s b.從動端： =8.17min=4130s 4.5.2 半精銑 5.5.2.1 切削用量 半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。d=130mm, L=12mm, z=10。機床亦選用X62W型臥式銑床。 確定每齒進給量。加工要求保證的表面粗糙度3.2μm, 參考文獻[1]表5-144,每轉(zhuǎn)進給量=0.5～1.2mm/r,現(xiàn)取=0.6mm/r，則 ==0.06mm/r 確定銑刀磨鈍標準及耐用度。參考文獻[1]表5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm；參考文獻[1]表5-1417，耐用度T=120min。 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量。參考文獻[1]表2-17中公式計算，得 =17.717m/min=0.3m/s n=1.117r/s=71r/min 參考文獻[1]表5-75，根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=75r/min=1.25r/s, 則實際切削速度v=0.314m/s, 工作臺每分鐘進給量為=0.06×10×75=45mm/min 參考文獻[1]表5-76, 根據(jù)X62W型臥式銑床工作臺進給量，選擇=47.5mm/min,則實際的每齒進給量為==0.063mm/z。 5.5.2.2 基本時間 a.主動端： =×4=10s b.從動端： =×4=12s 4.6 工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定 4.6.1 主動端 （1）鉆孔 3.6.5.1 確定以?55mm孔、端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工8個?17mm的錐銷孔。 鉆孔Φ17，本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB14317-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=1177mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6177-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.130～17.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6177-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 55～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.17中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（1130HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =171 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-117） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =17.17 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-17 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 第5章 加工螺栓孔液動夾具設計 5.1設計要求 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。上面即為加工柱銷孔的專用夾具，本夾具將用于Z525鉆床。 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 5.2夾具設計 5.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 5.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：鉆頭。 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 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計算應該根據(jù)機械平衡原理來設計。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實際所需夾緊力。 初步確定液壓缸參數(shù) 表5-1 按負載選擇工作壓力[1] 負載/ KN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 >50 工作壓力/MPa < 0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 表5-2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力[1] 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機械 小型工程機械 建筑機械 液壓鑿巖機 液壓機 大中型挖掘機 重型機械 起重運輸機械 磨床 組合 機床 龍門 刨床 拉床 工作壓力/MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 由于鉆削力為4239N，往往要取大一些，在這取負載約為10000N，初選液壓缸的設計壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應滿足A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取液壓缸機械效率。則液壓缸上的平衡方程 故液壓缸無桿腔的有效面積： 液壓缸直徑 液壓缸內(nèi)徑： 按GB/T2348-1980，取標準值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標準直徑） 則液壓缸有效面積為： 2.缸體壁厚的校核 查機械設計手冊，取壁厚為10mm。則 根據(jù)時； （4-2） 可算出缸體壁厚為： <10mm 則液壓缸的外徑 式中 ————許用應力；（Q235鋼的抗拉強度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即缸體的強度適中），P-缸筒試驗壓力。 3.缸筒結(jié)構設計 缸筒兩端分別與缸蓋和缸底鏈接，構成密封的壓力腔，因而它的結(jié)構形式往往和缸蓋及缸底密切相關[6]。因此，在設計缸筒結(jié)構時，應根據(jù)實際情況，選用結(jié)構便于裝配、拆卸和維修的鏈接形式，缸筒內(nèi)外徑應根據(jù)標準進行圓整。 活塞桿是液壓缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動沖擊等多種作用，必須有足夠的強度和剛度。其材料取Q235鋼。 1.活塞桿直徑的計算[1] 由=2 可知活塞桿直徑： 按GB/T2348—1993將所計算的d值圓整到標準直徑，以便采用標準的密封裝置。圓整后得： d=56mm 按最低工進速度驗算液壓缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量，因工進速度v=0.4m/min為最小速度，則由式 （4-3） 本例=78.5>1.25，滿足最低速度的要求。 2.活塞桿強度計算： <56mm （4-4） 式中 ————許用應力；（Q235鋼的抗拉強度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強度適中） 3．活塞桿的結(jié)構設計 活塞桿的外端頭部與負載的拖動電機機構相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負載力，適應液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應根據(jù)負載的具體情況，選擇適當?shù)幕钊麠U端部結(jié)構。 4.活塞桿的密封與防塵 活塞桿的密封形式有Y形密封圈、U形夾織物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等[6]。采用薄鋼片組合防塵圈時，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。為方便設計和維護，本方案選擇O型密封圈。 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構簡單、操作方便，決定選用液壓缸夾緊機構。 5.3定位誤差的分析 制造誤差ZZ （1）中心線對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。 5.4 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 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 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 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 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定式鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 5.5 確定夾具體結(jié)構和總體結(jié)構 對夾具體的設計的基本要求 （1）應該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3）結(jié)構的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構應該簡單。 （4）應便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。 （5）安裝應牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結(jié)構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構應便排出鐵屑。 5.5夾具設計及操作的簡要說明 裝配圖請見下圖所示 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。此時雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 總 結(jié) 課程設計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，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計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，117130。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，117175。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，117171。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，117130。 [5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；瘜W工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，117175。 [8] [周永強，高等學校課程設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2555。 [17]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，11787。 [10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2555。 [11] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊［Ｍ］.上?？茖W技術出版社，11784。 [12] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，117171。 [17] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2555：17-117。 [14] [王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上海科學技術出版社，2555。 [15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17