KST1015叉桿的加工工藝及銑60后下端面夾具設(shè)計,kst1015,加工,工藝,60,下端,夾具,設(shè)計 KST1015叉桿的加工工藝及銑60后下端面夾具設(shè)計 摘要 伴隨國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，零件的外形和種類也越來越多。隨著零件的尺寸變化，設(shè)計一套專用夾具是十分有必要的。在設(shè)計專用夾具時要考慮工件的定位方案，工件的夾緊方案和設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)，夾具的其他組成部分，夾具的結(jié)構(gòu)形式等。 本課題的主要研究內(nèi)容是KST1015叉桿的加工工藝及銑削60后端面夾具設(shè)計。叉桿的典型的叉類零件，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。在設(shè)計初，首先要看懂零件圖，并對零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行分析，明確粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇，確定零件的加工余量與毛坯的尺寸，從而明確零件的加工工藝過程，最后再計算各工序的切削用量及工時。 通過本次對專用夾具的設(shè)計，其加工成本低，加工時間短，加工方案合理，為現(xiàn)實的生產(chǎn)中提供一定的理論依據(jù)。 關(guān)鍵詞：KST1015、叉桿、工藝、銑削、60后端面 Abstract With the rapid development of domestic economy, the shape and types of parts are increasing. With the change of the size of the parts, it is necessary to design a special fixture. When designing the special fixture, we should consider the positioning scheme of the workpiece, the clamping scheme of the workpiece and the design of the clamping mechanism, other parts of the fixture, the structure of the fixture and so on. The main research content of this topic is the processing technology of KST1015 fork rod and the design of 60 end face milling fixture. The typical fork part of the fork bar, which is located in the lathe transmission mechanism, mainly shifts gears, so that the spindle rotary motion works according to the requirements of workers, and obtains the required speed and torque. At the beginning of design, it is necessary to understand the part drawing, analyze the structure and process of the part, determine the selection of rough and precision datum, determine the machining allowance and the size of the blank, so as to define the processing process of the part, and finally calculate the cutting parameters and time of each process. Through the design of this special fixture, its processing cost is low, processing time is short, processing scheme is reasonable, and provides a certain theoretical basis for practical production. Key words: KST1015, fork bar, process, milling, 60 end face I 目 錄 摘要 I Abstract II 引言 1 1 零件的工藝性分析 2 1.1 零件的組成表面、技術(shù)要求及形位公差分析 2 1.1.1零件的組成表面分析 2 1.1.2零件的技術(shù)要求分析 2 1.1.3零件的形位公差分析 2 1.2 零件的作用 2 1.3 零件的工藝性審查 3 1.4 確定零件的生產(chǎn)類型 4 2 擬定零件工藝路線及確定毛坯 6 2.1 選擇定位基準(zhǔn) 6 2.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 6 2.1.2精基準(zhǔn)的選擇 6 2.2 工序順序的安排原則 6 2.3 制定工藝路線 7 2.3.1工藝路線方案1 7 2.3.2工藝路線方案2 7 2.3.3工藝路線的分析、確定 8 2.4 零件毛坯的確定 8 2.5 機(jī)床、夾具、刀具及量具的確定 9 2.6 零件加工余量的確定 10 2.7 切削用量及時間定額的計算 11 3 銑削60后端面專用夾具設(shè)計 26 3.1 選擇定位方案和定位元件 26 3.1.1選擇定位方案 26 3.1.2選擇定位元件 26 3.2 選擇夾緊方案和夾緊元件 28 3.2.1選擇夾緊方案 28 3.2.2選擇夾緊元件 28 3.3 確定夾具體 28 3.4 確定對刀塊 29 3.5 計算切削力和夾緊力 29 3.5.1計算切削力 29 3.5.2計算夾緊力 30 3.6 分析定位誤差 30 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 II 引言 機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一。這是因為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會通過機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機(jī)器，是由于機(jī)器既能承擔(dān)人力所不能或不便進(jìn)行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供技術(shù)裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重要任務(wù)，在現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。所以通過大量設(shè)計制造和廣泛使用各種各樣先進(jìn)的機(jī)器，就能大大加強(qiáng)和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。 機(jī)械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。 34 1 零件的工藝性分析 1.1 零件的組成表面、技術(shù)要求及形位公差分析 1.1.1零件的組成表面分析 1、40°方向M12螺紋孔所在螺紋面； 2、Φ15圓柱孔及Φ30X4臺階孔所在表面及端面； 3、R45、R55、R52.5、R35所在圓弧表面及端面； 4、尺寸60所在前后兩端面及表面； 5、Φ30圓柱孔所在圓柱表面； 6、尺寸18所在前后端面及表面，尺寸13連接板所在前后端面及表面； 7、寬度為7，高度為39.3加強(qiáng)筋所在表面及端面； 8、圓角R18、鑄造斜度2°—3°，鑄造圓角R3—R5所在表面及端面； 9、角度為130°兩斜面所在表面及端面。 1.1.2零件的技術(shù)要求分析 1、Φ5圓柱孔及Φ30X4臺階孔所在表面及端面，其表面粗糙度公差為12.5um； 2、130°對稱兩斜面所在端面，其表面粗糙度公差為6.3um； 3、R35圓弧所在端面，其表面粗糙度公差為3.2um； 4、尺寸60所在前后兩端面，其表面粗糙度公差為12.5um； 5、尺寸18所在前后兩端面，其表面粗糙度公差為3.2um； 6、Φ30圓柱孔所在表面，其表面粗糙度公差為3.2um； 7、其余未注表面粗糙度公差的表面，均采用不去除材料的方法獲得。 1.1.3零件的形位公差分析 1、Φ15圓柱孔所在軸線相對于“Φ30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.1； 2、尺寸60所在前端面相對于“Φ30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.05； 3、尺寸18所在前后兩端面相對于“Φ30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.15。 1.2 零件的作用 題目所給的零件是叉桿，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。另外，本次設(shè)計的叉桿其零件材料為QT450-10，對其材料進(jìn)行如下介紹： 1、材料簡介 球墨鑄鐵是碳以球形石墨的形態(tài)存在，其機(jī)械性能遠(yuǎn)勝于灰口鐵而接近于鋼，它具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能，有一定的彈性，廣泛用于制造曲軸、齒輪、活塞等高級鑄件以及多種機(jī)械零件。 2、適用范圍 為鐵素體型球墨鑄鐵，韌性和塑性較高。低溫時，韌性向脆性轉(zhuǎn)變，但低溫沖擊值較高，且有一定的抗溫度急性變和耐蝕性。用途較廣，在農(nóng)機(jī)中用于鏵犁、犁柱、差速器殼等；通用機(jī)械中用作閥體、高低壓氣缸等；還用于輸電線路的鋼帽等。 3、化學(xué)成分 碳C：3.70～4.00% 硅Si：2.15～2.93% 錳Mn：0.46～0.66% 硫S：0.010～0.016% 磷P：0.027～0.035% 鎂Mg：0.027～0.050% 稀土Re：0.026～0.043% 碳當(dāng)量：4.3～4.6 4、力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：≥450 條件屈服強(qiáng)度σ0.2(MPa)：≥310 伸長率δ(%)：≥10 硬度：160～210HB 1.3 零件的工藝性審查 審查叉桿的工藝性分析零件圖（見下圖1-1為零件三維實體圖及CAD零件圖）可知，該叉桿形狀、結(jié)構(gòu)比較簡單，通過鑄造毛坯可以得到基本形狀，減少了加工工序，又節(jié)約了材料。除了孔及相應(yīng)端面以外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床等機(jī)床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可以見，該零件的工藝性較好。 圖1-1 零件三維實體圖及CAD零件圖 1.4 確定零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)類型是企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特征。零件生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。 已知此叉桿零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，叉桿屬于輕型零件，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，可確定該零件生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 2 擬定零件工藝路線及確定毛坯 2.1 選擇定位基準(zhǔn) 2.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 對于同時具有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工面與加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為定位基準(zhǔn)。若工件上有多個不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準(zhǔn)。如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)該盡量避免重復(fù)使用。 因此，選擇Φ54外圓柱面作為粗基準(zhǔn)。 2.1.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇原則有： 1、基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)該盡可能選用零件的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)該盡可能選用統(tǒng)一的精基準(zhǔn)定位加工各個表面，以保證各個表面之間的相互位置精度。 3、自為基準(zhǔn)原則 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而且均勻，應(yīng)該選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。 4、互為基準(zhǔn)原則 有些相互位置精度要求較高的表面，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法保證。 綜上所述，所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。本零件選Ф30內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)。 2.2 工序順序的安排原則 1、遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則。 2、遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。 3、遵循“先主后次”原則，先加工主要表面。 4、遵循“先面后孔”原則。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 2.3.1工藝路線方案1 工序1：銑削60前端面； 工序2：銑削60后端面； 工序3：鉆削Φ30圓柱孔； 工序4：銑削18前端面； 工序5：銑削18后端面； 工序6：銑削R35圓弧端面； 工序7：銑削130°上斜面； 工序8：銑削130°下斜面； 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 工序10：鉆削M12螺紋孔； 工序11：倒角。 2.3.2工藝路線方案2 工序1：銑削60前端面； 工序2：銑削60后端面； 工序3：銑削18前端面； 工序4：銑削18后端面； 工序5：銑削R35圓弧端面； 工序6：銑削130°上斜面； 工序7：銑削130°下斜面； 工序8：鉆削Φ30圓柱孔； 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 工序10：鉆削M12螺紋孔； 工序11：倒角。 2.3.3工藝路線的分析、確定 工藝方案1：采用先加工大的平面，而后對Φ30圓柱孔進(jìn)行加工，并且以加工后Φ30圓柱孔為主要定位基準(zhǔn)，加工后面的平面、圓柱孔、沉頭孔以及螺紋孔，這樣設(shè)計的工藝路線滿足加工工序集中和分散的原則，符合大批量生產(chǎn)的要求，尺寸公差，定位精度都能夠滿足要求。 工藝方案2：采用先銑削后鉆削的方法進(jìn)行加工，滿足工序集中的原則。但通過對零件圖的分析，能夠知道以Φ30圓柱孔作為定位基準(zhǔn)的形位公差要求較多，這樣加工出來的零件其尺寸精度和形位公差要求不能夠得到相應(yīng)的保證。 通過上面對2種工藝方案的分析，決定采用方案1作為本次加工零件的工藝方案。 2.4 零件毛坯的確定 機(jī)械加工中毛坯的種類很多，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等，同一種毛坯又有可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是鑄件和鍛件。 選擇零件材料為QT450-10（上面已對其進(jìn)行詳細(xì)概述）?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。具體結(jié)構(gòu)見圖2-1毛坯圖： 圖2-1 叉桿毛坯圖 2.5 機(jī)床、夾具、刀具及量具的確定 工序1：銑削60前端面； 將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序2：銑削60后端面； 將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序3：鉆削Φ30圓柱孔； 選用Z3040搖臂鉆床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸孔鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序4：銑削18前端面； 將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序5：銑削18后端面； 將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序6：銑削R35圓弧端面； 將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序7：銑削130°上斜面； 將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序8：銑削130°下斜面； 將選用X52K立式銑床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 選用Z3040搖臂鉆床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸孔鉆、沉頭鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序10：鉆削M12螺紋孔； 選用Z3040搖臂鉆床進(jìn)行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、絲錐鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺和螺紋量規(guī)。 工序11：倒角。 2.6 零件加工余量的確定 工序1：銑削60前端面； 依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序2：銑削60后端面； 依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為1mm。 工序3：鉆削Φ30圓柱孔； 依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序4：銑削18前端面； 依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序5：銑削18后端面； 依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序6：銑削R35圓弧端面； 依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序7：銑削130°上斜面； 依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序8：銑削130°下斜面； 依據(jù)相關(guān)加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 依據(jù)零件的毛坯圖，能夠看出Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔采用實心鑄造的方式獲得，因此其加工余量為7.5mm。 工序10：鉆削M12螺紋孔； 依據(jù)零件的毛坯圖，能夠看出Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔采用實心鑄造的方式獲得，因此其加工余量為6mm。 工序11：倒角。 2.7 切削用量及時間定額的計算 工序1：銑削60前端面； （1）切削深度3mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=54，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序2：銑削60后端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=54，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序3：鉆削Φ30圓柱孔； 工步1：鉆削Φ30圓柱孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=59，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：擴(kuò)削Φ30圓柱孔； （1）采用的擴(kuò)孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，?。? 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=59，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：鉸削Φ30圓柱孔； （1）采用的鉸孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=59，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序4：銑削18前端面； 工步1：粗銑18前端面； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑18前端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑18前端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=100m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序5：銑削18后端面； 工步1：粗銑18后端面； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑18后端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑18后端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=100m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序6：銑削R35圓弧端面； 工步1：粗銑R35圓弧端面； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑R35圓弧端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑R35圓弧端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=100m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序7：銑削130°上斜面； 工步1：粗銑130°上斜面； （1）切削深度2mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑130°上斜面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序8：銑削130°下斜面； 工步1：粗銑130°下斜面； （1）切削深度2mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉(zhuǎn)速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑130°下斜面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 工步1：鉆削Φ15圓柱孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=54，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：擴(kuò)削Φ15圓柱孔； （1）采用的擴(kuò)孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=54，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：鉸削Φ15圓柱孔； 加工方法和計算步驟，與工步1基本一樣在此不再累贅。 工步4：鉆削Φ30臺階孔； 加工方法和計算步驟，與工步1基本一樣在此不再累贅。 工序10：鉆削M12螺紋孔； 工步1：鉆削M12螺紋孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：鉆削M12螺紋孔； （1）采用的絲錐鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序11：倒角。 3 銑削60后端面專用夾具設(shè)計 3.1 選擇定位方案和定位元件 3.1.1選擇定位方案 1、KST1015叉桿 （1）在對叉桿進(jìn)行定位方案設(shè)計之前，通過加工工序能夠知道60前端面加工過。因此，采用60前端面進(jìn)行定位，該端面和夾具體上端面相接觸，限制3個方向的自由度?？紤]到定位面比較小，工件在加工過程中可能會發(fā)生位移，在R35和R55圓弧端面下端對稱采用2個圓盤配合雙頭螺栓和六角螺母，對工件進(jìn)行輔助支承。 （2）利用Φ54外圓進(jìn)行定位，Φ54外圓和V型定位塊兩V面相接觸，限制2個方向的自由度。 （3）利用連接板的端面進(jìn)行定位，在連接板前端面插入工件插銷，限制1個自由度。實現(xiàn)零件的完全定位。 2、V型定位塊、對刀塊、夾緊座 定位方案采用的“一面兩銷”的定位方案。 3.1.2選擇定位元件 1、KST1015叉桿： 定位元件有：夾具體、V型定位塊、工件插銷。 2、V型定位塊、對刀塊、夾緊座： 定位元件有：圓柱銷和菱形銷。 下圖3-1為夾具三維造型及夾具裝配圖。 圖3-1 夾具三維造型及裝配圖 3.2 選擇夾緊方案和夾緊元件 3.2.1選擇夾緊方案 1、KST1015叉桿 （1）利用內(nèi)六角螺栓、夾緊套、壓板、六角螺母、方頭螺栓、上下夾緊盤，對工件進(jìn)行上下方向的夾緊。 （2）利用圓頭夾緊塊、方頭螺栓、夾緊座對工件進(jìn)行左右方向的輔助夾緊。 2、V型定位塊、對刀塊、夾緊座 采用對角線位置上內(nèi)六角螺栓夾緊。 3.2.2選擇夾緊元件 1、KST1015叉桿 夾緊元件有：內(nèi)六角螺栓、夾緊套、壓板、六角螺母、方頭螺栓、上下夾緊盤、圓頭夾緊塊、方頭螺栓、夾緊座。 2、V型定位塊、對刀塊、夾緊座 夾緊元件有：2個內(nèi)六角螺栓。 3.3 確定夾具體 本次設(shè)計的夾具體采用現(xiàn)在比較常用的鑄造形式得到，其材料是HT200。夾具體的三維造型和夾具體零件圖見下面的圖3-2。 圖3-2 夾具體三維造型及CAD零件圖 3.4 確定對刀塊 本次設(shè)計的導(dǎo)向裝置對刀塊，安裝在夾具的前面，對加工60后端面起到引導(dǎo)的作用。具體見三維實體造型及夾具裝配圖。 3.5 計算切削力和夾緊力 3.5.1計算切削力 1、加工的刀具：端面銑刀； 2、加工的機(jī)床：X52K立式銑床； 3、測量的工具：游標(biāo)卡尺。 4、銑削力的計算： 計算公式 查切削手冊得其中：修正系數(shù)，，，，，，，z=24，。代入上式，可得 F=785.4N 因在計算切削力時，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 3.5.2計算夾緊力 。 其中：為基本安全系數(shù)，取1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1； 為刀具鈍化系數(shù)，取1.1；為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； 為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3；為手動夾緊手柄位置系數(shù)，取1.0。 所以=2.6 實際夾緊力應(yīng)為：。 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，，（見《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》） 所以 取螺栓預(yù)緊力。 選M10粗牙螺紋，材料為45#鋼。 則，小于45#鋼的許用拉應(yīng)力，故可用M10螺紋連接來夾緊工件。 3.6 分析定位誤差 1、定位基準(zhǔn)的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。以Φ54外圓和其端面為基準(zhǔn) 2、定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。，因為該定位元件的工序基準(zhǔn)為Φ54外圓柱，定位基準(zhǔn)為加工零件的軸線，所以 基準(zhǔn)不重合誤差：b =Td/2=0.043/2=0.0215mm； 基準(zhǔn)位移誤差：j=Td/sin（α/2）=0.061mm； 所以定位誤差：d=△j-△b=0.061-0.0215=0.0395mm 滿足定位誤差的要求。 結(jié)論 充實而又忙碌的課程設(shè)計結(jié)束了。經(jīng)過這幾個周的努力，我順利的完成了自己的課程設(shè)計，在這次的設(shè)計中，我遇到了很多的困難，最終通過自己的各種途徑，逐一的解決了這些問題，收獲十分大，自己也是無比的開心與激動。 說實話，課程設(shè)計真的是有點累。然而，當(dāng)我們著手清理自己的設(shè)計資料，分析零件，得出的零件的加工工藝，計算出加工工序卡。分析工序的夾具設(shè)計，直到設(shè)計出專用夾具；這個過程真的是艱辛但又充實。我清楚的意識到，做課程設(shè)計不是一件容易的事，但給我們更多的是收獲。通過這次課程設(shè)計我們深刻的體會到：做設(shè)計是苦活但要細(xì)心；實踐動手做比空想強(qiáng)；合作精神是強(qiáng)大的；老師的幫助和同學(xué)的交流都是必不可缺的。 在設(shè)計的過程中，我綜合運(yùn)用了系統(tǒng)的設(shè)計方法和相關(guān)設(shè)計軟件（如AutoCAD、Word等），且應(yīng)用熟悉相關(guān)設(shè)計資料以及進(jìn)行經(jīng)驗估算等方面有了一定程度的提高，深刻感受到計算機(jī)和工具書及手冊在設(shè)計中帶來的便利和幫助。 致謝 通過這次完整的課程設(shè)計，我系統(tǒng)地回顧和復(fù)習(xí)了之前所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，在綜合運(yùn)用這些知識的過程中，加強(qiáng)了我們對其真正的理解，同時也深刻體會到學(xué)習(xí)的重要性并領(lǐng)會到設(shè)計也是一種學(xué)習(xí)的方式。 在這里，我要感謝我的老師。他的熱情隨和，嚴(yán)格細(xì)致，是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣和行動的指南。每次和指導(dǎo)老師見面的時候它都能夠，不厭其煩的一遍又一遍的教授我知識，指出我設(shè)計中存在的不足和缺陷。導(dǎo)師認(rèn)真負(fù)責(zé)地給我深入、細(xì)致的指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，鼓勵細(xì)心的教導(dǎo)，熱忱。謝謝您！您辛苦了。 參考文獻(xiàn) [1] 徐海枝. 機(jī)械加工工藝編制[M]. 北京: 北京理工大學(xué)出版社，2009. 9. [2] 王先逵. 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2008. 6. [3] 李旦,邵東向,王杰. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計機(jī)床專用夾具圖冊[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005. 2. [4] 孫麗媛. 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2010. [5] 陳明.機(jī)械制造工藝學(xué)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2008. [6] 毛昕. 畫法幾何及機(jī)械制圖[M]. 北京: 高等教育出版社，2006. [7] 李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1994. 7. [8] 姜希光. 如何正確地設(shè)計和使用機(jī)床夾具[J]. 機(jī)械工人, 冷加工, 1974（12）:12-18. [9] 劉華明. 金屬切削刀具設(shè)計簡明手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1993. [10] 倪小丹. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2007. [11] 李名望. 機(jī)床夾具設(shè)計實例教程[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009. [12] 許德珠.機(jī)械工程材料[M]. 北京: 高等教育出版社，2001. [13] 蔡光起. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 沈陽: 東北大學(xué)出版社，2002. [14] 趙如福. 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊（第三版）[M]. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社. 1990.