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起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 粗車 工序號 30 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 粗車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 90度偏刀 游標 卡尺 1 12mm 0.5mm/r 200r/min 16m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 1 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 粗車 工序號 40 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 90度偏刀 游標 卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min 29.6m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 2 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 精車 工序號 50 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 精車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為 90度偏刀 游標 卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min 29.6m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 3 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 精車 工序號 60 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 精車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 90度偏刀 游標 卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min 29.6m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 4 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 車 工序號 70 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 車2X2退刀槽 切槽刀 游標 卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min 29.6m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 5 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 車 工序號 80 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 車左端2處退刀槽 切槽刀 游標 卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min 29.6m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 6 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 粗車 工序號 90 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 鏜刀 游標 卡尺 1 10mm 0.5mm/r 210r/min 26m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 7頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 車 工序號 100 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 鏜刀 游標 卡尺 1 10mm 0.5mm/r 600r/min 29.6m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 8 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 鉆孔攻絲 工序號 110 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 鉆床 Z525 通用夾具 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 鉆2-2.5孔 麻花鉆 游標 卡尺 1 5mm 0.5mm/r 586r/min 32m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 9 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 插齒 工序號 120 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 插床 通用夾具 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 插齒加工 插刀 游標 卡尺 1 3mm 0.3mm/r 116r/min 90m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 10 頁 起重運輸機械設計與制造專業(yè) 機械加工工序卡片 工序名稱 銑花鍵 工序號 130 零件名稱 變速器齒輪軸 零件號 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 20CrMiTi 鍛造 設 備 夾具名稱 輔助工具 名 稱 型 號 銑床 X52K 通用夾具 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切削深度 進給量 主軸轉速 切削速度 基本工時 1 1 銑花鍵 銑刀 游標 卡尺 1 3mm 0.3mm/r 188r/min 17.5m/mim 設計者 指導教師 共 13 頁 第 11 頁 機械加工工藝過程卡片 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 產(chǎn)品名稱 變速器齒輪軸 零（部）件名稱 變速器齒輪軸 共（ 1 ）頁 第（ 1 ）頁 材料牌號 20CrMiTi 毛坯種類 鍛造 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 備注 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設備 工藝裝備 工步工時 10 鍛造 鍛造 鍛造 一 鑄 20 時效 時效 一 熱 30 粗車 粗車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 機 二 車床CA6140 三爪卡盤，90度偏刀，游標卡尺 40 粗車 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 機 二 車床CA6140 三爪卡盤，90度偏刀，游標卡尺 50 精車 精車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 機 二 車床CA6140 三爪卡盤，90度偏刀，游標卡尺 60 精車 精車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 機 二 車床CA6140 三爪卡盤，90度偏刀，游標卡尺 70 車 車2X2退刀槽 機 車床CA6140 三爪卡盤，切槽刀 80 車 車左端2處退刀槽 機 車床CA6140 三爪卡盤，切槽刀 90 粗車 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 機 車床CA6140 三爪卡盤，鏜刀 100 精車 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 機 車床CA6140 三爪卡盤，鏜刀 110 鉆孔 鉆2-2.5孔 機 Z525 麻花鉆，游標卡尺 120 插齒 插齒加工 機 插齒機 插刀，游標卡尺 描圖 130 銑花鍵 銑花鍵 機 X52K 銑刀，游標卡尺 140 鉗 去毛刺，清洗 機 鉗工臺 絲錐，銼刀，游標卡尺 描校 底圖號 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽日期 裝訂號 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 指導 機械制造技術課程設計 說明書 設計題目：變速器齒輪軸零件的機械加工工藝規(guī)程 和夾具設計 姓 名： 學 號： 班 級: 指導教師: 河南機電高等專科學校 2015年12月1日 摘 要 變速器齒輪軸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 III 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 基面的選擇 3 3.3 制定工藝路線 3 3.3.1 工藝路線方案一 3 3.3.2 工藝路線方案二 4 3.3.3 工藝方案的比較與分析 5 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 6 3.4.1 機床選用 6 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 3.6確定切削用量及基本工時 7 第4章 插齒夾具設計 16 4.1研究原始質料 16 4.2定位基準的選擇 16 4.3 切削力及夾緊分析計算 16 4.4 誤差分析與計算 18 4.5 夾具設計及操作的簡要說明 18 總 結 20 致 謝 21 參 考 文 獻 22 機械加工工藝規(guī)程及工裝設計說明書 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。 變速器齒輪軸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。 23 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是變速器齒輪軸零件，主要作用是起連接傳遞運動的作用。 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20CrMiTi，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。 變速器齒輪軸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.半精車側面，及表面粗糙度值3.2。法蘭面粗糙度值6.3。 變速器齒輪軸共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(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，左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角。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：車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面內(nèi)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 本變速器齒輪軸來自假設年產(chǎn)量為產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領5000臺/年，該零件備品率為4％，廢品率為 0.5％。結合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=Qn(1+α)（1+β)=5226件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為20CrMiTi，年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用型材圓鋼，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 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇，對像變速器齒輪軸這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 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 10 鍛造 鍛造 20 時效 時效 30 粗車 粗車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 40 粗車 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 50 精車 精車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 60 精車 精車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 70 車 車2X2退刀槽 80 車 車左端2處退刀槽 90 粗車 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 100 精車 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 110 插齒 插齒加工 120 銑花鍵 銑花鍵 130 鉆孔 鉆2-2.5孔 140 鉗 去毛刺，清洗 150 終檢 終檢入庫 10 鍛造 鍛造 20 時效 時效 3.3.2 工藝路線方案二 10 鍛造 鍛造 20 時效 時效 30 粗車 粗車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 40 粗車 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 50 精車 精車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 60 精車 精車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 70 車 車2X2退刀槽 80 車 車左端2處退刀槽 90 粗車 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 100 精車 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 110 鉆孔 鉆2-2.5孔 120 插齒 插齒加工 130 銑花鍵 銑花鍵 140 鉗 去毛刺，清洗 150 終檢 終檢入庫 10 鍛造 鍛造 20 時效 時效 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二增加了裝夾次數(shù)，增加了機床的來回調換，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 鍛造 鍛造 20 時效 時效 30 粗車 粗車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 40 粗車 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 50 精車 精車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 60 精車 精車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 70 車 車2X2退刀槽 80 車 車左端2處退刀槽 90 粗車 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 100 精車 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 110 鉆孔 鉆2-2.5孔 120 插齒 插齒加工 130 銑花鍵 銑花鍵 140 鉗 去毛刺，清洗 150 終檢 終檢入庫 10 鍛造 鍛造 20 時效 時效 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。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，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.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 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 “變速器齒輪軸” 零件材料為20CrMiTi，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鐵的性能比較，20CrMiTi的硬度HB為143～269，表2.2-23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 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)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。 3.6確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 3.6.1 工序30 粗車61.226外圓、44外圓以及端面，倒角為。 3.6.1.1確定粗車切削用量 所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。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，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == （3-1） 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～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）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：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=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1.9，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)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，=0.9，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，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） 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） 3.6.2 工序30 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面，倒角為 已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序Ⅳ相同的可轉位車刀。 采用工序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： a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=56 3.6.3 工序40 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為。 3.6.3.1確定精車的切削用量 所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C6140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，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～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）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：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 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1.9，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 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） 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，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 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： =1.25，=，==，= 3.6.4 工序70 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面，倒角為本工序仍精車。已知條件與工序相同，車端面，可采用工序Ⅳ相同的可轉位車刀。 工序110 鉆2-2.5孔 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，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1439-85 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X308025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20CrMiTi，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=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 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4.13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（190HBS）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 = =131 （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= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 3.6.5.2 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10.4-9 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） = 工序130銑花鍵 機床的選擇：X52K型銑床 （1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因為銑削寬度，可查得立銑刀 2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標準系列L=198mm，標準系列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，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時為3.4mm。 2）決定每齒進給量 查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度=12mm時，銑刀的每齒進給量，取，所以。 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 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，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30，XA6132型萬能銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 3.6.1精銑 （1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。 2）決定每齒進給量 查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度時，銑刀每齒進給量，取，所以 mm/r 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得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：，，，，，（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77，可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30，銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 第4章 插齒夾具設計 4.1研究原始質料 利用本夾具主要用來插齒，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.2定位基準的選擇 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉，y軸的旋轉三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 4.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：插刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 選用夾緊螺釘夾緊機 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=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=4.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 4.4 誤差分析與計算 該夾具以一面兩銷定位，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。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩V型塊定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.5 夾具設計及操作的簡要說明 當夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換V型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。 應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換V型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。 總 結 課程設計即將結束了，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20一步。 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：上海科學技術出版社，1980。 [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，1995。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社，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，1995。 [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，2542。 [9]?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，1987。 [10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2542。 [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，1984。 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