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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)法蘭盤零件的加工工藝 及鉆M12孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 法蘭盤的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 目 錄 一、序言 1 1.1 夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 1 1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 2 二、零件的分析 4 2.1零件的作用 4 2.2零件的工藝分析 4 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3.1 確定毛坯的制造形式 5 3.2 基面的選擇 5 3.3 制定工藝路線 6 3.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 3.5 確定切削用量及基本尺寸 10 四、夾具設(shè)計(jì) 23 4.1問題的提出 23 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 23 4.3切削力及夾緊力計(jì)算 24 4.4定位誤差分析 24 4.5夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 25 總結(jié) 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 31 一、 序 言 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。 1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)中多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個(gè)具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求： 1. 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 2. 能裝夾一組相似性特征的工件 3. 適用于精密加工的高精度的機(jī)床 4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù) 5. 采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 1.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面： 1. 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.2~0.5um。 2. 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 3. 柔性化 夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 4. 標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 二、 零 件 的 分 析 2.1零件的作用 題目所給定的零件是法蘭盤， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。零件上精度要求較高的兩個(gè)平面用以裝配。 2.2零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以Φ38，Φ50，Φ62為中心 ,包括:兩個(gè)左右端面,端面上面的7-Φ9和7-Φ15的階梯孔. 和M12孔和斜孔Φ6孔, 以及退刀槽。 這組加工表面是以右端面為中心,其余加工面都與它有位置關(guān)系,可以先加工它的一個(gè)端面,再借助專用夾具以這個(gè)端面為定位基準(zhǔn)加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 三、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 3.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT150，由于零件年產(chǎn)量為20000件，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 3.2基面的選擇 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 （2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。 （3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。 主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。 3.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性的機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，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。 1、.工藝路線方案一： 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 車 粗車左端面和外圓 4 車 粗車右端面和外圓 5 車 粗車中心各孔 6 車 車3x1的退刀槽 7 車 精車各外圓和端面 8 車 車內(nèi)孔退刀槽3x2 9 車 精車內(nèi)孔 10 鉆 鉆7-Ф9階梯孔 11 鉆 鉆M12螺紋孔 12 鉆 鉆斜孔Ф6 13 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 14 入庫(kù) 入庫(kù) 2 、工藝方案二： 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 車 車左端面和外圓 4 車 車右端面和外圓 5 車 粗車中心各孔 6 車 車3x1的退刀槽 7 車 車內(nèi)孔退刀槽3x2 8 車 精車內(nèi)孔 9 鉆 鉆7-Ф9階梯孔 10 鉆 鉆M12螺紋孔 11 鉆 鉆斜孔Ф6 12 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 13 入庫(kù) 入庫(kù) 3、工藝方案的比較與分析： 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一采用粗精加工端面和外圓可以提高加工精度，而方案二直接車端面和外圓，效率雖高但精度不能保證，應(yīng)把保證精度放在首位，故選用方案一。 因此最后確定的加工工藝路線如下： 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 車 粗車左端面和外圓 4 車 粗車右端面和外圓 5 車 粗車中心各孔 6 車 車3x1的退刀槽 7 車 精車各外圓和端面 8 車 車內(nèi)孔退刀槽3x2 9 車 精車內(nèi)孔 10 鉆 鉆7-Ф9階梯孔 11 鉆 鉆M12螺紋孔 12 鉆 鉆斜孔Ф6 13 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 14 入庫(kù) 入庫(kù) 3.4機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 法蘭盤零件材料為HT150，硬度200HBS，毛坯重量約為1.4KG，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 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(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下： 1.Φmm外圓表面 外圓表面為IT6級(jí)，參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車外圓 1 50 h6 Φ 粗車外圓 3 51 Φ 毛坯 4 54 Φ 2.外圓表面Φmm 參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精車外圓 1 85 Φ 粗車外圓 3 86 Φ 毛坯 4 89 Φ 3．中心孔Φ38，Φ50，Φ62 參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精車孔 1 38 Φ38 粗車孔 3 39 Φ39 毛坯 4 42 Φ40 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精車孔 1 50 Φ50 粗車孔 3 51 Φ51 毛坯 4 54 Φ54 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車孔 1 62 K7 Φ62 粗車孔 3 63 Φ63 毛坯 4 66 Φ66 3.5確定切削用量及基本工時(shí) 工序3： 粗車左端面和外圓 工件材料：HT15-33 δb=220MPa 模鑄 加工要求：車左端面和外圓 機(jī)床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm 1) 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為3+0..8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm 2) 進(jìn)給量f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為100時(shí)，f =0.7~1.0mm/r 按CA6140車床說(shuō)明書（見切削手冊(cè)）取 f =0.9mm/r 3) 計(jì)算切削速度，按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命T=60min) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 1010r/min 按機(jī)床說(shuō)明書(見《工藝手冊(cè)》表4.2-8),與1010r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1050r/min及1200r/min?，F(xiàn)選取=1050r/min。 所以實(shí)際切削速度v=170r/min。 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1 　　L==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(min) 工序 4：粗車右端面和外圓 機(jī)床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15, =12,=0.5mm 1) 切削深度。單邊余量Z=2mm 2) 計(jì)算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=187m/min 3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 700r/min 與700r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min。現(xiàn)選取=750r/min。 所以實(shí)際切削速度== 4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 　　t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min) 工序7：精車各外圓和端面 　　精車左端外圓 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm 2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r 3) 計(jì)算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 578r/min 與578r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實(shí)際切削速度 == 5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 　　　　t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm; t=i==0.37(min) 精車左端面 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 一次切除。 2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r 3) 計(jì)算切削速度：　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=134m/min 4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 458r/min 與458r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 所以實(shí)際切削速度== 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1 t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.28(min) 精車右端面： 1) 切削深度，單邊余量為Z=0.5mm 一次切除。 2) 進(jìn)給量，　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.9mm/r 3)計(jì)算切削速度　?。?32m/min 4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 420r/min 與420r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min現(xiàn)選取480r/min 所以實(shí)際切削速度　　== 5) 檢驗(yàn)機(jī)床功率　 　　　　　　　　　＝ 　　　　　其中?。?985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15， ===0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削時(shí)消耗功率＝＝＝2.81(KW) CA6140主電機(jī)功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時(shí)主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 　　6) 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度　已知主切削力＝1122.4N.徑向切削力 ＝ 其中?。?940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3， ===0.59 =0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而軸向切削力 ＝ 其中?。?880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4， ===0.34 =1.17 軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+μ (+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)床可承受的最大縱向力為3530N(見《切削手冊(cè)》表1.30)故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 進(jìn)給量f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-2.取f＝0.2mm/r 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min 所以切削工時(shí)　tm==＝0.44（min） 精車右端外圓 　　粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略 進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min 所以切削工時(shí)　　t==0.33 min 工序9：精車各內(nèi)孔 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 2) 進(jìn)給量　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r 3) 計(jì)算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=187m/min 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 553r/min 與553r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實(shí)際切削速度 == (1)精車Φ38內(nèi)孔 粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 .取f＝0.5mm/r 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min 所以切削工時(shí)　tm==＝0.44（min） (2)精車Φ50內(nèi)孔 　　粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略 　　進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min 所以切削工時(shí)　　t==0.17min (3)精車Φ62內(nèi)孔 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1 　　　t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm; t=i=1=0.26(min) 工序10 鉆7-Ф9孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ9. 1) 給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-70,及10-66,查得 V=30m/min. 3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1061r/min ,與1061r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1020r/min?，F(xiàn)選取=1020r/min。 所以實(shí)際切削速度 == 5) 削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=8mm; =4mm; =3mm; t= ==0.11(min) 工序11：锪孔7-Ф15孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為 　　　 式中的、——加工實(shí)心孔進(jìn)的切削用量. 現(xiàn)已知 =0.36mm/r (《切削手冊(cè)》)表2.7 =42.25m/min (《切削手冊(cè)》)表2.13 　　　　　　　　 1) 給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)床選取0.5mm/r 2) 削速度　　v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 358.5r/min 與358.5r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為375r/min?，F(xiàn)選取=375r/min。 4) 所以實(shí)際切削速度 == 5) 削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm; =4mm; t= ==0.78(min) 工序12：鉆底孔，攻螺紋M12mm （1）鉆底孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： min （2）攻螺紋M12mm： 選擇M12mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： 工序13： 鉆斜孔Φ6的孔 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6. 1) 進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 切削速度　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 1592r/min 與1592r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1592r/min?，F(xiàn)選取=1426r/min。 所以實(shí)際切削速度 == 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1 　 t=i ;其中l(wèi)=7mm; =4mm; =3mm; t= ==0.07(min) 四、 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。 第三章 鉆M12孔夾具設(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)成本，需要設(shè)計(jì)專用夾具。按指導(dǎo)老師的布置，設(shè)計(jì)工序鉆M12孔的鉆床夾具。 本夾具主要用于鉆M12孔，由于該孔精度要求較高，所以，在本道工序加工時(shí)，應(yīng)該考慮其精度要求，同時(shí)也要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 3.1問題的提出 在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為加緊。工件在機(jī)床或夾具上定位，加緊的過程稱為裝夾，用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。 在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低，因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方法與快捷性上。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 處于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮。選擇已加工好的中心孔和1個(gè)孔定位，采用經(jīng)典的一面兩銷定位，一面限制3個(gè)自由度。心軸限制兩個(gè)自由度，削邊銷限制1個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的自由度，這樣空間的六個(gè)自由度就限制完全了，同時(shí)開口墊圈壓緊工件。 3.3切削力和夾緊力計(jì)算 本步加工可按鉆削估算卡緊力，實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中 刀具：鉆頭φ10(M12的螺紋底孔）。 則軸向力：見《工藝師手冊(cè)》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(jì)算切削力時(shí),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(shí) T=17.34 N 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊力計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。 驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度：ns= 179.94MPa 45鋼的強(qiáng)度為450MPa，強(qiáng)度滿足。 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3.4定位誤差分析 （1）移動(dòng)時(shí)位移基準(zhǔn)誤差為 △jy = △d1+△D1+X1min 式中： △d1 ---------- 圓柱銷孔的最大偏差 △D1 ---------- 圓柱銷孔的最小偏差 △1min ---------- 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入數(shù)據(jù)得: △jy = △d1+△D1+X1min = 0.009+0+0.016 = 0.025mm （2）轉(zhuǎn)角誤差 tg△θ= (△d1+△D1+X1min+△d2+△D2+X2min)/2L 式中： △d1 ---------- 圓柱銷孔的最大偏差 △D1 ---------- 圓柱銷孔的最小偏差 △1min ---------- 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 △d2 ---------- 削邊銷孔的最大偏差 △D2 ---------- 削邊銷孔的最小偏差 △2min ---------- 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中：X2min = 2（δLX+δLG-X1min/2） 則代入數(shù)據(jù)得： tg△θ = （0.009+0+0.016+0.009+0+0.004）/（2 *305.29） = 0.0000622 則 ： θ = 0.00006219o 經(jīng)檢驗(yàn)合格 1.6 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) 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(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來(lái)滿足達(dá)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 +0.06 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.06 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 6 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 11 10 6 20 ＞6～8 +0.028 +0.011 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.06 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 6 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 ＞42～48 110 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前面所述，在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)加緊，本道工序的鉆孔選用開口墊圈壓緊，當(dāng)我們裝上工件后，采用一面2銷把工件的空間度6個(gè)自由度限制完畢后我們旋轉(zhuǎn)螺母，試著和工件接觸，然后旋轉(zhuǎn)螺母壓緊工件，即可開始加工工作。 總 結(jié) 緊張而有繁忙的三周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了．當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我的任務(wù)的時(shí)候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之顛，頓感心曠神意，眼前豁然開朗。 這次課程設(shè)計(jì)的基本目的在于鞏固和加深理論知識(shí)的掌握，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用工藝知識(shí)能力。通過課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，我們鍛煉出了具有設(shè)計(jì)零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的能力，掌握了加工方法及其機(jī)床、刀具、切削用量的選擇與應(yīng)用，還學(xué)會(huì)了使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以及學(xué)會(huì)了繪制工序圖、制作工藝卡片等等 通過這次課程設(shè)計(jì)，希望了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的鍛煉，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。這也是難得的機(jī)會(huì)讓我們更好了解從原料到產(chǎn)品成型、完工的所有工序。 通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到干任何事都必須要有耐心細(xì)致，說(shuō)實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累，當(dāng)我一手清理自己的設(shè)計(jì)成果，回想起這兩周路程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。 最后，我要感謝老師對(duì)我們的耐心指導(dǎo)，老師孜孜不倦的教誨使得我們的設(shè)計(jì)得以順利完成，很感謝老師在這段時(shí)間教會(huì)了我們很多東西使我們受益匪淺，讓我們?cè)谶~入社會(huì)前有一個(gè)磨礪自己的機(jī)會(huì)，認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的精神的重要性。 參 考 文 獻(xiàn) 【1】 周宏甫主編，高等教育出版社，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第二版） 【2】王紹俊主編．機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，1985． 【3】《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》修訂組編．金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983． 【4】上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編．金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社,1984． 【5】南京市機(jī)械研究所主．金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，1986． 【6】呂周堂、陳曉光主編．互換性與技術(shù)基礎(chǔ)．中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1994． 【7】宋凱主編.《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2008