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`廣東海洋大學(xué)2005屆本科生課程設(shè)計(jì)
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目： 傳動(dòng)軸突緣叉（CA10B解放牌汽車） 零件的
機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
目 錄
1.設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………………3
2.零件的分析……………………………………………………………4
2.1.零件的作用………………………………………………………4
2.2.零件的工藝分析…………………………………………………4
3.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……………………………………………………5
3.3.1工藝路線方案一………………………………………………5
3.3.2工藝路線方案二………………………………………………6
3.3.3工藝方案的比較與分析………………………………………6
3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………7
3.5確定切削用量及基本工時(shí)………………………………………9
4.夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………19
4.1問(wèn)題的提出………………………………………………………19
4.2夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………19
4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………20
4.2.2切削力及夾緊力計(jì)算…………………………………………20
4.2.3定位誤差分析…………………………………………………21
4.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明…………………………………21
5.參考文獻(xiàn)………………………………………………………………21
6.心得體會(huì)………………………………………………………………22
論 文（設(shè) 計(jì)）任 務(wù) 書
課程編號(hào)
J1410018
課程名稱
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)
周數(shù)
3
實(shí)施地點(diǎn)
班級(jí)
人數(shù)
32
起止時(shí)間
形式
√集中 □分散
指導(dǎo)教師
論文
（設(shè)計(jì)）
進(jìn)度
安排
12.28
上午10點(diǎn)指導(dǎo)教師布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)。明確設(shè)計(jì)任務(wù)， 閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書，收集、借閱有關(guān)資料、手冊(cè)。
具體設(shè)計(jì)方法、步驟見
《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》和教材《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》。
另外主要參考書目：
1．機(jī)床專用夾具圖冊(cè)
2．機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)
3．機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)
4．機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
5．實(shí)用機(jī)械加工手冊(cè)
12.29～12.30
對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，畫出零件圖；確定毛坯的制造方式，繪制毛坯簡(jiǎn)圖。
12.31～1.1
1.4
制定機(jī)械加工工藝路線，選擇定位基準(zhǔn)。
選擇機(jī)床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量。
1.5
畫出毛坯圖，填寫工藝過(guò)程卡，填寫工序卡。
1.6
確定夾具設(shè)計(jì)方案，選擇定位元件，計(jì)算所需夾緊力，選擇夾緊方案。
1.7～1.8
繪制夾具裝配圖。
1.11～1.12
繪制夾具零件圖。
1.13～1.15
整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
答辯、評(píng)定成績(jī)。
論文
（設(shè)計(jì)）
內(nèi)容
一、設(shè)計(jì)題目與要求
某個(gè)零件 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)。年產(chǎn)量為5000件（大批生產(chǎn)），零件由指導(dǎo)教師指定。（零件參考圖附后）
二、設(shè)計(jì)內(nèi)容
1．對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖；
2．確定毛坯的制造方式，繪制毛坯簡(jiǎn)圖；
3．制定零件的機(jī)械加工工藝路線，填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡；
4．對(duì)指定工序，選擇機(jī)床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量，填寫工藝過(guò)程卡；
5．對(duì)指定工序進(jìn)行機(jī)床夾具設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫夾具裝配圖；
6．對(duì)夾具的一個(gè)零件設(shè)計(jì)零件圖；
7．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。
要求
(包括紀(jì)律要求和報(bào)告書要求)
設(shè)計(jì)工作要求提交：
1．零件圖 1張（A4～A3）
2．毛坯圖 1張（A4～A3）
3．機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 1張
4．機(jī)械加工工序卡 1張
5．夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張（A1～A0）
6．夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 2張（A4～A1，夾具體+主要非標(biāo)零件）
7．課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份，參考廣東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫格式
2、零件的分析
2．1零件的作用
題目所給的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的突緣叉，它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)φ39的孔，用以與軸與十字軸相連，起聯(lián)軸節(jié)的作用。
2．2零件的工藝分析
CA10B傳動(dòng)軸上的突緣叉共有兩處加工表面，其間有一定位置要求，分述如下：
1. 以φ39為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ39的孔及其倒角，尺寸為118的與兩個(gè)孔φ39相垂直的平面，還有在平面上的兩個(gè)M8螺孔。其中，主要加中表面為φ39的兩個(gè)孔。
2. 以φ95為中心的止口表面
這一組加工表面包括：φ95止口外圓環(huán)表面，及其上下兩個(gè)端面。
這兩組表面有一定的位置度要求：
φ39兩孔的同圓度公差為0.01；
φ39兩孔端面與φ39兩孔中心聯(lián)線的垂直度公差為0.1；
φ39兩孔中心聯(lián)線與φ95止口端面的平行度公差為0.2；
φ39兩孔端面與φ95止口端面基準(zhǔn)中心的對(duì)稱度為0.15.
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
3、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45鋼?？紤]到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反行駛，零件在汽車行駛過(guò)程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，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5000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這有利提高生產(chǎn)率、保證加工精度。
3．2基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
3．2．1粗基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)保證加工表面加工余量合理分配的原則，如果要求保證工作某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)，現(xiàn)選取叉口作為粗基準(zhǔn)，利用一圓環(huán)支承這兩個(gè)叉耳作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一定位銷限制剩下的1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。
3．2．2精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。
3．3制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)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。
3.3.1工藝路線方案一
工序一 粗銑Φ39mm兩耳孔外端面
工序二 粗車φ95止口三個(gè)面及其倒角
工序三 鉆四個(gè)孔φ12及其倒角
工序四 鉆?39mm兩耳孔
工序五 擴(kuò)?39mm兩耳孔及倒角
工序六 精車φ95止口三個(gè)面及其倒角
工序七 精、細(xì)鏜孔φ39及其倒角
工序八 磨φ39孔上兩端面
工序九 鉆螺紋底孔4-M8mm
工序十 攻螺紋4-M8
工序十一 去毛刺
工序十二 清洗
工序十三 終檢
3.3.2工藝路線方案二
工序一 粗、精車φ95止口三個(gè)面及其倒角
工序二 粗銑Φ39mm兩耳孔外端面
工序三 鉆四個(gè)孔φ12及其倒角
工序四 鉆4個(gè)M8的螺紋孔
工序五 攻螺紋4-M8
工序六 鉆?39mm兩耳孔
工序七 擴(kuò)?39mm兩耳孔及倒角
工序八 精、細(xì)鏜孔φ39及其倒角
工序九 磨φ39耳孔上兩端面
工序十 去毛刺
工序十一 清洗
工序十二 終檢
3.3.3工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加φ39孔上兩端面；而方案二則是先加工φ95止口三個(gè)面及其倒角。兩比較可以看出，先加工φ39孔上兩端面，是以止口平面的內(nèi)孔及平面為定位的，能夠保證工作某重要表面加工余量均勻，保證對(duì)稱度、平行度要求，且定位及裝夾都比較方便。再之，方案二鉆螺紋孔在鉆φ39孔之前，很容易受到鉆大孔時(shí)的作用力而變形。綜合考慮以上步驟，最后的加工路線確定如下:
工序一 粗銑φ39兩孔上兩端面,以止口平面和Φ39兩孔外表面定位,選用X63臥式銑床加工。
工序二 粗車φ95止口三個(gè)面及其倒角, 以Φ39兩孔上兩端面及其V型表面和止口面定位,選用C620-1加工。
工序三 鉆法蘭盤四個(gè)孔φ12， 選用Z535立式鉆床及專用夾具加工，以止口定位。
工序四 鉆孔φ39，以止口定位，選用選用Z535立式鉆床及專用夾具加工。
工序五 擴(kuò)孔φ39及其倒角，以止口定位，選用選用Z535立式鉆床及專用夾具加工。
工序六 精車φ95止口三個(gè)面，以φ39兩孔及其外端面定位,選用C620-1加工。
工序七 精、細(xì)鏜孔φ39及其倒角，以止口定位，選用T716A型臥式金剛鏜床及專用夾具加工。
工序八 磨Φ39mm兩耳孔外端面。
工序九 鉆叉部4個(gè)M8的螺紋底孔并倒角，選用Z535立式鉆床及專用夾具加工，以止口定位。
工序十 攻螺紋4-M8。
工序十一 去毛刺。
工序十二 清洗。
工序十三 終檢。
3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“CA10B解放牌汽車傳動(dòng)軸突緣叉”，零件材料為45鋼，硬度163～196HB，毛坯重量約為2.5kg,生產(chǎn)類型大批量，模鍛毛坯。
據(jù)以上原始數(shù)據(jù)及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.φ95mm止口平面的加工余量及公差
(1) 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-10中公式知,估算得鍛件復(fù)雜系數(shù)S2,且零件表面粗糙度Ra為6.3,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，可得止口的加工余量為1.7～2.2,現(xiàn)取Z=2mm。則得Φ95端面的加工余量為Z1=2+（33-31.5）=3.5mm，Φ95止口臺(tái)肩的加工余量為Z2=2+（105-95）/2=7mm，Φ105端面的加工余量為Z3=2+（33-29）=5mm，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-14得其極限偏差為mm.
(2) 查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-25，可得端面精加工余量為1.6mm
(3) Φ95止口臺(tái)肩粗車加工余量為7-1.6=5.4mm，Φ95端面粗車加工余量為3.5mm，Φ105端面粗車加工余量為5-1.6=3.4mm。
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級(jí)
工序尺寸
表面粗糙度
工序公差
Φ95端面
粗車
3.5
IT11
31.5
50
0.22
Φ95止口臺(tái)肩
粗車
5.4
IT11
Φ96.6
50
0.22
精車
1.6
IT8
Φ95
6.3
0.054
Φ105端面
粗車
3.4
IT11
30.6
50
0.22
精車
1.6
IT7
29
6.3
0.054
2. 兩內(nèi)孔φ39 mm (耳孔)
毛坯為實(shí)心，不沖出孔，孔公差為0.027-（-0.010）=0.037mm，IT=8，兩內(nèi)孔精度要求界于查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-17，確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：φ37mm 2Z=12mm
擴(kuò)孔：φ38.7mm 2Z=1.7mm
精鏜：φ38.9mm 2Z=0.2mm
細(xì)鏜：φ39mm 2Z=0.1mm
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級(jí)
工序尺寸
表面粗糙度
工序公差
φ39
鉆孔
25
IT11
φ25
0.16
鉆孔
12
IT11
φ37
50
0.16
擴(kuò)孔
1.7
IT10
φ38.7
6.3
0.10
精鏜
0.2
IT8
φ38.9
6.3
0.062
細(xì)鏜
0.1
IT7
φ39
6.3
0.039
3.φ39二孔外端面加工余量及公差（φ20，φ50端面）。
(1)查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-10中公式知,估算得鍛件復(fù)雜系數(shù)S2，材質(zhì)系數(shù)取M1, 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25,則二孔外端面的單邊加工余量為1.7-2.2,現(xiàn)取Z=2mm.鍛件的公差,按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-14,鍛件偏差為mm.
(2)查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-27，可得磨削余量:單邊Z=0.2,磨削公差0.039mm.
(3)銑削余量:銑削的公稱余量(單邊)為:
Z=2.0-0.2=1.8mm
銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級(jí)，因此可知本工序的加工公差為0.22mm。
所以φ39二孔外端面加工余量及公差如下：
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級(jí)
工序尺寸
表面粗糙度
工序公差
118mm
毛坯
2
122
2.0
粗銑
1.8
IT11
118.4
6.3
0.22
磨削
0.2
IT8
118
6.3
0.039
3.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序一：粗銑Φ39mm兩端面
1.加工條件
工件材料：45鋼
加工要求：粗銑Φ39mm兩端面，粗糙度為Ra6.3
機(jī)床：X62臥式銑床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－8）。
刀具：鑲齒套式銑刀，D=80mm, d=27,L=36mm,齒數(shù)為10（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1－37）
2.計(jì)算切削用量
粗銑Φ39mm的端面，最大的加工余量為2mm,
1）進(jìn)給量：據(jù)《金屬切削速查速算手冊(cè)》表5－7，0.08mm/z～0.15mm/z
現(xiàn)取0.12mm/z
2）切削速度：確定39.2m/min.(《指導(dǎo)教材》表5－9)
采用高速鋼鑲齒銑刀，80mm，齒數(shù)為10。則
1000/=159（r/min）
現(xiàn)采用X62臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－39），取 150r/min,故實(shí)際切削速度為
==37.68(m/min)
當(dāng)150r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
=0.12×10×150＝180（mm/min）
查（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4－40），取=190mm/min,
3. 切削工時(shí)：
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2-7知：
由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過(guò)整個(gè)工件，可得出銑刀的行程mm,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
t==120/190*=0.63min
工序二：粗車φ95止口三個(gè)面及其倒角
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：粗車φ95止口三個(gè)面及其倒角
機(jī)床：C620-1臥式車床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－7）
刀具：成形車刀（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1－1）
刀片材料：W18Cr4V
2.計(jì)算切削用量
1）背吃刀量:
由前面已知毛坯的加工余量為7mm，所以最大加余量為8.2mm,粗加工余量為5.4mm,據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車.取,一次加工。
2）進(jìn)給量：據(jù)《金屬切削速查速算手冊(cè)》表5-29,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車=0.5-0.7mm/r.取=0.7mm/r
3）切削速度：按《金屬切削速查速算手冊(cè)》表5-37,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車的速度為60-75m/min,取v=72m/min.
3.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
4.切削工時(shí)：按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－1知:
mm
5.粗車止口的倒角
由于對(duì)倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀
工序三：鉆法蘭盤四個(gè)孔Φ12mm
由于對(duì)內(nèi)孔的表面的精度要求很低，并且根據(jù)經(jīng)濟(jì)精度要求，所以可采用一次鉆孔。
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：鉆孔Φ12，粗糙度為Ra=50.
機(jī)床：Z535機(jī)床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－14）。
刀具：高速鋼麻花鉆刀具（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1－5）。
2.計(jì)算切削用量
1）進(jìn)給量：
根據(jù)《金屬切削速查速算手冊(cè)》表5-56，當(dāng)碳鋼的強(qiáng)度為為0.52-0.70Gpa,Φ12mm時(shí)，0.12～0.20mm/r。由于本零件在加工Φ12mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
(0.12～0.20)×0.75=0.09～0.15mm/r
根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－16），現(xiàn)取0.11mm/r
2）切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5－22，查得切削速度20mm/min。所以
==530r/min
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－15），取530r/min,故實(shí)際切削速度為
=20mm/min
3）計(jì)算工時(shí)：
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－5知:
12mm 9mm 3mm
==0.41min
所以加工4個(gè)法蘭盤孔時(shí)間為：
T=0.41*4=1.64min
工序四：鉆φ39mm二耳孔。
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：鉆孔Φ12.
機(jī)床：Z535機(jī)床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－14）。
刀具：莫氏柄麻花鉆鉆頭（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1－6）。
2.確定進(jìn)給量：
根據(jù)《金屬切削速查速算手冊(cè)》表5-31,當(dāng)鋼的硬度<800Mpa, =φ25mm時(shí)=0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的時(shí)屬于低剛度零件,故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75,則=(0.4-0.6)×0.75=0.3-0.45(mm/r)
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－16,現(xiàn)取=0.28mm/r.
3.切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-22，切削速度為：18-25m/min,取v=20m/min.所以
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－15）,取=250r/min,故實(shí)際切削速度為:
=19.6r/min
4.切削工時(shí)：
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－5知:
l=27mm =17mm =3mm
Tm1==0.56min
以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間.故本工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間為
Tm=2Tm1=2*0.6=1.2min
工序五：擴(kuò)φ39mm二耳孔及倒角。
一. 擴(kuò)φ39mm二耳孔
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：擴(kuò)孔Φ12.
機(jī)床：Z535機(jī)床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－14）。
刀具：套式擴(kuò)孔鉆（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1－10）。
2 .確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《金屬切削速查速算手冊(cè)》表5-31,當(dāng)材料為碳鋼 =φ37mm時(shí)可得=0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的時(shí)屬于低剛度零件,故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75,則=(0.9-1.2)×0.75=0.675-0.9(mm/r)
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－16,現(xiàn)取=0.9mm/r.
3 .切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-24，切削速度為：v=56m/min.所以
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－15,取=500r/min,故實(shí)際切削速度為:
=58.09r/min
4.切削工時(shí)：
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－5知:
=19mm =9mm =3mm
==0.07min
以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間.故本工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間為
Tm=2Tm1=2*0.07=0.14min
二.倒角2雙面
采用锪鉆。
為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同：
n=482r/min
工序六 :精車φ95止口三個(gè)面
1. 加工條件
加工要求：精車φ95止口三個(gè)面
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
機(jī)床：C620-1臥式車床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－14）
刀具：硬質(zhì)合金車刀（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1－1）
刀片材料：W18Cr4V
2.計(jì)算切削用量
1）背吃刀量:由前面已知：精加工余量為1.6mm,據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)精車.取,
2）進(jìn)給量：據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車=0.1-0.3mm/r.取=0.2mm/r
3）切削速度：按《指導(dǎo)教程》表5-2,當(dāng)材料為碳鋼時(shí)粗車的速度為60-75m/min,取v=120 m/min
3.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
4.切削工時(shí)，按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－1知:
mm
工序七：精、細(xì)鏜φ39mm二孔及其倒角
一. 精鏜φ39mm二孔及其倒角
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：精鏜φ39mm二孔.
機(jī)床：T716A鏜床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－25）。
刀具：YT30鏜刀（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1－20）。
2.背吃刀量：精鏜孔至φ38.9mm,單邊余量Z=0.1mm,一次鏜去全部余量,
3.進(jìn)給量: 由 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.4－5查知：
取=0.1mm/r
4.切削速度：根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.4－6,確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min,則
由于T716A金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無(wú)級(jí)調(diào)速,故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速.
5.切削工時(shí):
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－1知:
加個(gè)一個(gè)孔時(shí)
l=19mm =3mm =5mm =3mm
==0.37(min)
所以加工兩個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間為
=0.37*2=0.74(min)
6.輔助時(shí)間tf的計(jì)算
輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間之間的關(guān)系tf=（0.15～0.2），取tf=0.17j，則該工序的輔助時(shí)間分別為：
tf=2×0.74×0.2min=0.256min
所以總時(shí)間為：t=+ tf=0.74+0.256min=1.536min
二.細(xì)鏜φ39mm二孔及其倒角
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：細(xì)鏜φ39mm二孔及其倒角.
機(jī)床：T716A鏜床。
刀具：YT30鏜刀。
2.細(xì)鏜孔至φ39mm.由于細(xì)鏜與精鏜孔共享一個(gè)鏜桿,利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及加工時(shí)均與精鏜相同
v=100m/min
t=0.74min
工序八：磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸118mm
1.選擇砂輪：見《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.2－1到表3.2－11選擇各表，結(jié)果為
WA46KV6P35040127
其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為35040127 (DBd)。
2.切削用量的選擇：
見《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－32知： 選擇磨床為M7130型號(hào)。
砂輪轉(zhuǎn)速r/min(見機(jī)床說(shuō)明書)，m/s。
軸向進(jìn)給量mm（雙行程）
工件速度m/min
徑向進(jìn)給量mm/雙行程
3.切削工時(shí)：
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－8知:
當(dāng)加工1個(gè)表面時(shí)
式中 加工長(zhǎng)度73mm；
加工寬度，68mm；
單面加工余量，0.2mm；
系數(shù)，1.10；
工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）；
工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給時(shí)（mm）；
工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）
當(dāng)加工兩端面時(shí)
工序九：鉆螺紋底孔4-Φ8mm.
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：鉆螺紋底孔4-Φ8mm.
機(jī)床：Z535機(jī)床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－14）。
刀具：直柄麻花鉆（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1－5）。
2.計(jì)算切削用量：
1）進(jìn)給量：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5－22，當(dāng)碳鋼的強(qiáng)度為為0.52-0.70Gpa,Φ6.7mm時(shí)，0.10～0.20mm/r。由于本零件在加工Φ6.7mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
(0.10～0.20)×0.75=0.09～0.15mm/r
根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－16），現(xiàn)取0.11mm/r
2）切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5－22，查得切削速度=12m/min。所以
==570r/min
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－15），取530r/min,故實(shí)際切削速度為
==13.3m/min
3.計(jì)算工時(shí)：
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－5知:
24mm 9mm 3mm
==0.6min
所以加工2個(gè)螺紋孔時(shí)間為：
T=0.6*2=1.2min
工
序十:攻M8螺紋孔（取螺距為1mm）
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強(qiáng)度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：攻螺紋底孔4-Φ8mm.
機(jī)床：Z535機(jī)床（查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－14）。
刀具：絲錐。
2.切削用量：
1）進(jìn)給量：
因?yàn)槁菥酁?mm，所以1mm/r.
2）切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5－38查得：9.0m/min.
主軸轉(zhuǎn)速：×1000=×1000=287r/min
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－15選取機(jī)床Z535轉(zhuǎn)速為275r/min,則8.6m/min。
3.機(jī)動(dòng)工時(shí)：
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2－14知:
10mm 9mm 0mm
==0.15min
所以加工2個(gè)螺紋孔時(shí)間為：
T=0.15*2=0.3min
4、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。
經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第七道工序——精、細(xì)鏜Φ39孔。本夾具將用T716A型立式鏜床。刀具為成形刀具。
4.1問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)精、細(xì)鏜Φ39孔，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度則不是主要問(wèn)題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，Φ39上下兩孔兩者有同軸度的要求，選擇Φ95止口為基準(zhǔn)，即用帶有圓形孔的支承板套上止口來(lái)定位止口的一面加上一孔，再用2個(gè)壓板來(lái)卡住工件（自由度限制數(shù)：5）配合輔助支承平面（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。
4.2.2切削力及夾緊力計(jì)算
切削力計(jì)算公式：
（見《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《設(shè)計(jì)手冊(cè)》）表3－54）
切削扭矩計(jì)算公式: (見《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3－54
式中 -------切削扭矩（kgf·mm）;
---------鉆頭直徑為25（mm）
----------切削層的深度為19(mm)
---------軸向切削力（kgf）
----------每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.28（mm）
---------修正系數(shù)，
所以 （kgf）
(kgf·mm)
在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)
式中：為基本安全系數(shù)，取1.5；
為加工狀態(tài)，取1.2；
為刀具鈍化系數(shù)，取1.5；
為切削特點(diǎn)系數(shù)，取1.0；
為考慮夾緊動(dòng)力穩(wěn)定性系數(shù)，取1.3；
為考慮手動(dòng)夾緊時(shí)手柄位置的系數(shù)，取1.2；
為考慮支承面接觸情況的系數(shù)，取1.0；
所以
（kgf）
(kgf·mm)
夾緊力計(jì)算：
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)所需夾緊扭矩的計(jì)算公式： （kgf·mm）
式中：--------應(yīng)加在螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的夾緊扭矩（kgf·mm）
--------夾緊力（kgf）
---------螺旋的平均半徑，此為7（mm）
--------螺旋升角，此為6°
--------螺旋摩擦角，取10°
--------支承表面的摩擦系數(shù)，取0.20；
--------支承表面摩擦力矩的計(jì)算力臂（mm），隨支承表面的形式而改變，此其值為7.8
所以（kgf）由于是兩邊夾緊，所以（kgf）
4.2.3定位誤差分析
1）定位組件尺寸及公差的確定。工件的定位采用止口的一平面和圓孔（限制五個(gè)自由度）和一輔助支承平面（限制一個(gè)自由度），工件始終靠近夾具的圓環(huán)平面，在彈簧力的作用下，輔助支承平面頂向叉口的平面限制工作沿止口圓孔中心的轉(zhuǎn)動(dòng)，叉口平面與兩孔中心線的垂直度公差為0.1mm,但加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
4.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。但是，通過(guò)計(jì)算夾緊力不是很大，故用手動(dòng)夾緊就可以。這樣可以節(jié)省設(shè)計(jì)，本夾具的成本和生產(chǎn)成本?？ň呱显O(shè)置有鏜套，用于確定的鏜刀位置。
鏜床夾具的裝配圖及具體零件圖分別見圖紙。
5、參考文獻(xiàn)
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5 李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,1994
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6、心得體會(huì)
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性環(huán)節(jié)。通過(guò)這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)了許多在學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí)的不足之出，尤其鍛煉了我們結(jié)合實(shí)際綜合考慮問(wèn)題的思路和解決問(wèn)題的能力。我深刻體會(huì)到基礎(chǔ)知識(shí)必須要扎實(shí)才能有更好的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性的思維。
對(duì)我來(lái)說(shuō),收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問(wèn)題的方法與能力.在整個(gè)過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí),空有理論知識(shí),有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié).總體來(lái)說(shuō),我覺(jué)得做這種類型的作業(yè)對(duì)我們的幫助還是很大的,它需要我們將學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)都系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái),從中暴露出自身的不足,以待改進(jìn).有時(shí)候,一個(gè)人的力量是有限的,合眾人智慧,我相信我們的作品會(huì)更完美!。
最后，我們衷心的感謝老師的大力指導(dǎo)和幫助！還有在設(shè)計(jì)過(guò)程中支持和幫助過(guò)我的各位同學(xué)！
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