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課程設(shè)計(jì)論文 論文題目：設(shè)計(jì)“調(diào)速杠桿”零件的機(jī)械 加工工藝規(guī)程及銑小凸臺(tái)的夾具工藝裝備 班 級(jí)： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期: 目錄 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定………………………………………………1 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖…………………………………………3 三、選擇加工方法，制定工藝路線……………………………………………………6 四、工序設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………8 五、確定切削用量及基本時(shí)間…………………………………………………………12 六 夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 25 七、總結(jié)…………………………………………………………………………………26 八、參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………26 序言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜和運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，希望各位老師多加指教。 一． 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型確定 1. 零件的作用 題目所給的零件是調(diào)速杠桿，主要作用是用于連接調(diào)速器，對(duì)側(cè)面加工要求低，對(duì)下孔的的加工精度要求比較高，尤其是φ12mm的孔有粗糙度的要求高，加工有困難。 2.零件工藝分析 通過對(duì)該零件的重新繪制，知道原圖樣的視圖基本正確，完整尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。但下表面的精度較高。要進(jìn)行精銑才能達(dá)到粗糙度要求。 該零件屬于桿類零件，它的側(cè)面都是直接鍛造出來的，在加工時(shí)很方便，但要同時(shí)保證孔的平行度和垂直度比較困難，但毛坯基本確定位置，所以簡(jiǎn)單了許多 3.零件的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目知：Q=4000臺(tái)/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和廢品率β分別取10%和1%。代入公式N=Qn(1+α)(1+β)得該零件生產(chǎn)綱領(lǐng) N=40001（1+10%）（1+1%）=4444件/年 零件質(zhì)量為0.25kg,查表2-1得其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 二． 選擇毛坯及熱處理、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 1. 選擇毛坯 該零件的材料為30鋼，考慮到零件的強(qiáng)度要求較高、形狀比較簡(jiǎn)單，因此應(yīng)該采用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為4444件，屬批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 2.確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差 參見《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》（崇凱 主編，李楠 副主編2010版）第五章第一節(jié)，鋼質(zhì)模鍛件的公差及機(jī)械加工余量按GB/T 12362-2003確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。 鍛件公差等級(jí) 由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級(jí)為普通級(jí)。 鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品質(zhì)量，估算為。 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 該鍛件為非圓形鍛件，長，寬，假設(shè)最大厚度，則由公式（5-5） 由于0.204介于0.16和0.32之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)屬于級(jí)。 鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該零件材料為30鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于級(jí) 零件的表面粗糙度 由于該零件圖可知，該零件各加工表面為。 3.確定機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表5-9，由此查得單邊余量在厚度方向?yàn)?.5～2.0mm,水平方向亦為1.5～2.0mm，即鍛件的各個(gè)加工余量均為1.5～2.0mm。 4.確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度。 分析本零件，各加工表面的粗糙度為，因此各加工表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可?？?、、、由于孔較小，不鍛出，均由加工得到。 綜上所述，確定毛坯尺寸見表1-1 表1-1 調(diào)速杠桿毛坯（鍛件）尺寸 零件尺寸 單面加工余量 緞件尺寸 5.確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)從表5-7中查得。本零件毛坯尺寸允許偏差見表1-2。 表1-2 調(diào)速杠桿毛坯（鍛件）尺寸允許偏差 鍛件尺寸 偏差 根據(jù) 表5-7 6.設(shè)計(jì)毛坯圖 確定圓角半徑 鍛件的外圓角半徑按表格5-12確定。本鍛件的各個(gè)部分為＞1,故均按表中第一行中的數(shù)值。為簡(jiǎn)化起見，本鍛件圓角取相同數(shù)值，結(jié)果為 考慮到加工余量只有2，故取以保證各表面的加工余量。 確定模鍛斜度 本鍛件 由于上下模膛相等，根據(jù)計(jì)算，查表5-11，外模斜度，考慮到零件的結(jié)構(gòu)較小，加工余量等取 確定分模位置 由于毛坯是杠類零件，應(yīng)采取沿杠長方向分模，這樣可以使材料利用率得到提高。為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)模鍛過程中的錯(cuò)移，選擇沿杠長方向上下對(duì)稱面為分模面，分模線為不對(duì)稱彎曲線，屬于不對(duì)稱彎曲分模范線。 確定毛坯的熱處理方式 鋼質(zhì)杠桿毛坯經(jīng)緞造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細(xì)化、均勻的組織，從而改善加工性。 圖1-2為毛坯圖 三．選擇加工方法，制定工藝路線 1.定位基準(zhǔn)的選擇 本零件是帶孔的杠桿，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選孔作為精基準(zhǔn)，及杠桿一端面作為精基準(zhǔn)。 分析零件可知，孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工，應(yīng)選外圓及一端面作為粗基準(zhǔn)。 2.零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有端面、內(nèi)孔杠桿兩側(cè)面等，材料為30鋼。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。 兩端面，公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為根據(jù)表5-16選擇粗車即可。 內(nèi)孔 公差等級(jí)為IT7表面粗糙度為，孔徑＜15～20mm根據(jù)表5-15選擇 鉆-粗鉸-精鉸。 內(nèi)孔 未標(biāo)注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級(jí)為IT14，表面粗糙度為根據(jù)表5-15選擇 粗鏜即可。 杠桿兩側(cè)面表面粗糙度，尺寸為，公差等級(jí)為IT9級(jí)，根據(jù)表5-16選擇 粗銑-精銑。 20槽和凸塊 表面粗糙度為根據(jù)表5-6選擇 粗銑即可。 、內(nèi)孔，公差等級(jí)IT9，表面粗糙度查表5-30得其平行度和垂直度公差等級(jí)為IT10～11，根據(jù)表5-15和表5-24選擇 鉆-鉸即可。 3.制定工藝路線 按照先加工基準(zhǔn)面再以先粗后精的原則，該零件的加工可以按下述工藝路線進(jìn)行。 工序Ⅰ：以處外圓及右端面定位粗車左端面、倒角； 再以左面為基準(zhǔn)加工右端面、倒角。 工序Ⅱ：以外圓為基準(zhǔn)鉆-粗鉸-精鉸孔，粗鏜孔、倒角。 工序Ⅲ：以杠桿左表面為基準(zhǔn)粗銑-精銑長桿右表面，再以右表面為基準(zhǔn)粗銑-精銑左表面（互為基準(zhǔn)）。 工序Ⅳ：以杠桿左表面和軸線為基準(zhǔn)鉆-鉸、內(nèi)孔、倒角。 工序Ⅴ：以外圓及左端面為基準(zhǔn)粗銑槽20、粗銑凸臺(tái)表面。 工序Ⅵ：鉗工去毛刺。 工序Ⅶ：終檢。 四．工序設(shè)計(jì) 1．選擇加工設(shè)備與工藝裝備 （1）選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。 工序Ⅰ是粗車。工序工步不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外圓長度精度要求不高，選用最常用的CA6140型臥式車床（表5-55）。 工序Ⅱ是鉆-粗鉸-精鉸、粗鏜、倒角，為了加工方便，結(jié)合零件外形，選擇CA6140型臥式車床。 工序Ⅲ銑側(cè)面。從加工的要求及尺寸的大小考慮，選擇X51型立式銑床較合適（表5-71）。 工序Ⅳ鉆孔。從加工要求來看，選擇Z550型立式鉆床比較合適（表5-64）。 工序Ⅴ銑槽和凸臺(tái)。根據(jù)加工要求和尺寸，選擇X51型立式銑床。（表5-71） （2）選擇夾具 本零件除鉆-鉸、內(nèi)孔以及杠桿左右表面需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。車床使用三角自定心卡盤。 （3）選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 車床一般選擇硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼制零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工選擇YT5。 鉆刀選擇相應(yīng)大小的鉆刀即可。 銑刀選擇鑲齒盤銑刀即可（表2-17）。 （4）選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀的特點(diǎn)，參考本書有關(guān)資料，選擇如下。 厚度采用測(cè)量讀數(shù)值為0.01mm的千分尺、槽和凸塊的測(cè)量采用讀數(shù)值為0.02的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量?？讖讲捎?～30mm的內(nèi)徑千分尺即可（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 主編 尹成湖 P161 表4.46）。 2.確定工序尺寸 （1）確定圓長度尺寸 零件尺寸，鍛件尺寸， （2）確定孔的尺寸 ①工序Ⅱ：鉆,擴(kuò),粗鉸，精鉸，12孔 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 工序間 經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度 尺寸、公差 表面粗糙度 精鉸 0.05 H7 3．2 12 Ra3.2 粗鉸 0.1 H8 6.3 11.95 Φ11.95 Ra6.3 鉆孔 11.85 H12 12.5 11.85 Φ11.85 Ra12.5 鍛造 0 ②工序Ⅳ: 鉆，鉸,倒角6的孔 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 工序間 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度 尺寸、公差 表面粗糙度 粗鉸 0.2 H9 6.3 6 6.3 鉆孔 5.8 H12 12.5 12.5 鍛造 0 ③工序Ⅳ: 鉆，鉸,倒角8的孔 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 工序間 經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度 尺寸、公差 表面粗糙度 粗鉸 0.2 H10 12.5 8 8 12.5 鉆孔 7.8 H12 12.5 7.8 7.8 25 鍛造 0 (2)確定軸向工序尺寸 ①確定工序一尺寸 由工序1加工方法得 A1= A2= 由題可知A2為封閉環(huán) 又因?yàn)椋? 封閉環(huán)基本尺寸： 上偏差: 下偏差: 則 粗加工按尺寸鏈進(jìn)行。 五．確定切削用量及基本時(shí)間 切削用量包括被吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。確定順序是先確定、，再確定。 1. 工序Ⅰ切削用量及基本時(shí)間的確定。 （1）切削用量 本工序?yàn)榇周?。已知加工材料?0鋼，（機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第二版 第一卷 工藝基礎(chǔ)卷 主編 王先逵 P2-58 表2.1-84），鍛件，有外皮；機(jī)床為CA6140型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 確定粗車外圓端面的切削用量。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金車刀。根據(jù)表5-112，，由于CA6140車床的中心高度為200mm（表5-55），故選擇刀桿尺寸，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇選擇車刀幾何形狀為卷屑到棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。 ⅰ.確定被吃刀量 粗車單邊余量為2mm,顯然。 ⅱ.確定進(jìn)給量 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料、刀桿尺寸為、、工件直徑為20～40mm時(shí)，，按CA6140車床的進(jìn)給量（表5-57），選擇。 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)表5-55，CA6140車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼料，，、、（預(yù)計(jì)）時(shí)，進(jìn)給力 的修正系數(shù)為，，，故實(shí)際進(jìn)給力為 ，所選的進(jìn)給量可用。 ⅲ.選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀的刀面最大磨損量取為1mm,車刀耐用度。 ⅳ.確定切削速度 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工，，時(shí)，切削速度。 切削速度的修正系數(shù) ，，，，，（表2-9），故 按CA6140車床的轉(zhuǎn)速（表5-56），選擇，則實(shí)際切削速度。 ⅴ.校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-125，當(dāng)、HBS=166～277、、、時(shí)， 切削功率的修正系數(shù)為，，，，（表2-9），故實(shí)際切削時(shí)的功率為。 根據(jù)表5-59，當(dāng)時(shí)，機(jī)床主軸允許功率。,故所選切削用量可在CA6140車床進(jìn)行。 最后確定的切削用量為 ，，， （2）基本時(shí)間 ①粗車左端面時(shí)間。根據(jù)表2-24，車端面基本時(shí)間為，，， ，，，，，， ②粗車右端面。由于左右端面形狀尺寸一樣，故基本時(shí)間 ③確定工序的基本時(shí)間 2．工序Ⅱ切削用量及基本時(shí)間的確定 （1）切削用量。 ①鉆孔 采用莫氏錐柄麻花鉆，d=12，L1=101,L=182莫氏圓錐號(hào)1 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時(shí)背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進(jìn)給量 由表5-127查取。 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn) ⅲ.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=30min。 ⅳ.確定切削速度 由表鉆頭鉆30鋼時(shí)的切削速度為 修正系數(shù)， ， 由表5-55取CA6140的主軸轉(zhuǎn)速為。 ⅴ.校驗(yàn)機(jī)床效率 由p31表2-15公式鉆孔時(shí)的功率為 ，,,, 代入求得，。 CA6140型車床的功率為7.5kw，故所選切削用量可以采用。 ， , 。 ②粗鉸 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時(shí)背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進(jìn)給量 由表5-127查取。 ⅲ.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=30min。 ⅳ.確定切削速度v 由表鉆頭鉆30鋼時(shí)的切削速度為 由本工序采用CA6140臥式車床，查表取轉(zhuǎn)速,故實(shí)際銑削速度 ③精鉸 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時(shí)背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進(jìn)給量 由表5-127查取。 ⅲ.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=30min。 ⅳ.確定切削速度v 由表鉆頭鉆30鋼時(shí)的切削速度為 由本工序采用CA6140型臥式車床，查表取轉(zhuǎn)速,故實(shí)際銑削速度 ④粗鏜 確定粗鏜mm孔的切削用量。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金、桿部直徑為8mm的機(jī)夾單刃鏜刀（機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 楊叔子 主編，P652表20-77和表20-78）。 ⅰ. 確定被吃刀量 雙邊余量為0.65mm，顯然單邊余量。 ⅱ.確定進(jìn)給量 根據(jù)表5-115，當(dāng)粗鏜鋼料、鏜刀直徑為8mm、、鏜刀伸出長度為80mm時(shí)，，按CA6140車床的進(jìn)給量（表5-57），選擇。切削速度查得，則 由于本工序采用CA6140型臥式車床，由表5-56得，，故實(shí)際切削速度為 （2）基本時(shí)間 ①確定鉆孔的基本時(shí)間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時(shí)間為式中，，，，則該工步的基本時(shí)間為 ②確定粗鉸孔的基本時(shí)間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時(shí)間為式中，，，（表2-27），則該工步的基本時(shí)間為 ③確定精鉸孔的基本時(shí)間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時(shí)間為式中，，，，（表2-27），則該工步的基本時(shí)間為 ④確定粗鏜孔的基本時(shí)間。根據(jù)表2-24，車鏜孔的基本時(shí)間式中，，，，，，，則 ⑤確定工序的基本時(shí)間： 3．工序Ⅲ切削用量及基本時(shí)間的確定 （1）粗銑左右端面 該工序分為兩工步，先以右端面為基準(zhǔn)粗銑左端面，以左端面為基準(zhǔn)粗銑右端面，因?yàn)檫@兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)一次走刀完成的，因此他們的切削速度和進(jìn)給量是一樣的，只有背吃刀量不同，而本題中背吃刀量也是相同的。 ⅰ.背吃刀量 由上文中的工序尺寸得，背吃刀量 ⅱ.進(jìn)給量 X51型立式銑床功率為4.5Kw，查得高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床，工件，夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工件的每齒進(jìn)給量 ⅲ.銑削速度 由于本工序采用高速鋼鑲齒銑刀，,齒數(shù)。查表高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度則 由本工序采用X51型立式銑床，查表取轉(zhuǎn)速,故實(shí)際銑削速度 當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 也可根據(jù)表差的機(jī)床進(jìn)給量為 (2)精銑左右端面 ⅰ.背吃刀量 ⅱ.進(jìn)給量 本工序的表面粗糙度，查表的高速鋼套式面銑刀精銑平面進(jìn)給量。每轉(zhuǎn)進(jìn)給量取為,故每齒進(jìn)給量為。 ⅲ.銑削速度 由于本工序采用高速鋼鑲齒銑刀，,齒數(shù)。查表高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度則 由本工序采用X51型立式銑床，查表取轉(zhuǎn)速,故實(shí)際銑削速度 當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 也可根據(jù)表查得機(jī)床進(jìn)給量為。 4．工序Ⅳ切削用量及基本時(shí)間的確定 一.確定切削用量 (1)鉆孔 采用莫氏錐柄麻花鉆，d=6，L1=57,L=138莫氏圓錐號(hào)1（表5-84） ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時(shí)背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進(jìn)給量 由表5-127查取。 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn) iii.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=25min。 iv確定切削速度v 由表5-131鉆頭鉆30鋼時(shí)的切削速度為 修正系數(shù)， ， ， 由表5-65取Z550的主軸轉(zhuǎn)速為 v校驗(yàn)機(jī)床效率 由p31表2-15公式鉆孔時(shí)的功率為 ，,,, 代入求得， Z550型鉆床的功率為7.5kw，故所選切削用量可以采用。 ， , (2)粗鉸 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時(shí)背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進(jìn)給量 由表5-136查取。 ⅲ.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏錐柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=25min。 ⅳ.確定切削速度v 由表5-136鉆頭鉆30鋼時(shí)的切削速度為 由本工序采用Z550立式鉆床，查表取轉(zhuǎn)速,故實(shí)際銑削速度 (2)鉆孔 采用莫氏錐柄麻花鉆，d=8，L1=75,L=156莫氏圓錐號(hào)1 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時(shí)背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進(jìn)給量 由表5-127查取。 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn) iii.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=25min。 iv確定切削速度v 由表5-131鉆頭鉆30鋼時(shí)的切削速度為 修正系數(shù)， ， ， 由表5-65取Z550的主軸轉(zhuǎn)速為 v校驗(yàn)機(jī)床效率 由p31表2-15公式鉆孔時(shí)的功率為 ，,,, 代入求得， Z550型鉆床的功率為7.5kw，故所選切削用量可以采用。 ， , (2)粗鉸 ⅰ.確定背吃刀量 由于鉆孔時(shí)背吃刀量為孔的半徑，故 ⅱ.確定進(jìn)給量 由表5-136查取。 ⅲ.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由p190表5-130得，用莫氏椎柄麻花鉆加工鍛鋼，后刀面最大磨損限度為1.0mm，刀具壽命T=25min。 ⅳ.確定切削速度v 由表5-136鉆頭鉆30鋼時(shí)的切削速度為 由本工序采用Z550立式鉆床，查表取轉(zhuǎn)速,故實(shí)際銑削速度 二 基本時(shí)間 （1）鉆孔基本時(shí)間 ①確定鉆孔的基本時(shí)間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時(shí)間為式中，，，，則該工步的基本時(shí)間為 ②確定粗鉸孔的基本時(shí)間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時(shí)間為式中，，，（表2-27），則該工步的基本時(shí)間為 （2）鉆孔基本時(shí)間 ①確定鉆孔的基本時(shí)間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時(shí)間為式中，，，，則該工步的基本時(shí)間為 ②確定粗鉸孔的基本時(shí)間。根據(jù)表2-26，車鉆孔的基本時(shí)間為式中，，，（表2-27），則該工步的基本時(shí)間為 （3）確定工序的基本時(shí)間： 六．夾具設(shè)計(jì) 本夾具是工序粗銑、精銑調(diào)速杠桿銑小凸臺(tái)的專用夾具。 6.1設(shè)計(jì)要求 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)調(diào)速杠桿銑小凸臺(tái)的專用夾具，本夾具將用于X62W銑床。 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。 6.2夾具設(shè)計(jì) 6.2.1 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。方案：選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來夾緊。 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(jiǎn)單易操作。 6.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對(duì)加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； （2）擴(kuò)力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動(dòng)作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 6.3定位誤差的分析 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(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴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(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 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。 6.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用2個(gè)V型塊，進(jìn)行調(diào)節(jié)定位自由度。 七．總結(jié) 通過本次的設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)镜闹R(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑鏜鉆夾具的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。 八．參考文獻(xiàn) [1] 李楠，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南，化學(xué)工業(yè)出版社，2009 [2] 機(jī)床夾具圖冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1984 [3] 夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) [4] 吉衛(wèi)喜. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高等教育出版社. 2008.6 [5] 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第二版 第一卷 工藝基礎(chǔ)卷 主編 王先逵