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哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 0 - 機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目： 制定刀桿的加工工藝，設(shè)計 鉆鉸 φ10H7 孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機械電子工程 班 級： 機電 12-2 學 號： 1230120222 姓 名： 肖飛 指導(dǎo)教師： 張學偉 機械工程系 2015年 11 月 20 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 1 - 目 錄 機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 .............................-2 - 零件圖：如圖所示 ......................................- 2 - 設(shè)計內(nèi)容 ..............................................- 3 - 序 言 .................................................- 4 - 一 零件 的分析 ......................................- 4 - 1.1 零件的 作用 ....................................- 4 - 1.2 零件的工藝分析 ................................- 4 - 2.毛坯的選擇 ......................................- 5 - 二.機械加 工工藝規(guī)程設(shè)計 .............................- 6 - 1.1 定位基準的選擇 .................................- 6 - 1.2 加工方法的選擇 .................................- 6 - 1.3 制定工藝路線 ...................................- 7 - 2. 確定機床設(shè)備、工件夾具和量具 ....................- 8 - 3.確定切削用量和工時 .............................- 12 - 4. 工序 ...........................................- 13 - 三．專用夾具的設(shè)計． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．- 24 - - 四．課程設(shè)計 總結(jié) ...................................- 26 - 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 2 - 參 考 文 獻 ........................................- 27 - 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 3 - 機械制造技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目：制定刀桿的加工工藝，設(shè)計鉆鉸 Φ10H7 孔的鉆床夾具 零件圖：如圖所示 該刀桿屬于軸類零件，結(jié)構(gòu)較簡單，但精度要求較高。從零件圖的分析可 以知道，零件的表面大都由一系列的規(guī)則的直線組成，因此選擇通用的加工方 法即可（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 ） 。軸類零件的主要加工表面為： 1.以 ф22h6 軸為中心的加工表面，包括尺寸為 M20 x1.5的螺紋面,尺寸為 3x1.5的退刀槽，尺寸為 ф22h6 的軸頸，表面粗糙度為 0.8, 尺寸為 2x0.5的 退刀槽，尺寸為 ф25js6 的軸頭，表面粗糙度為 0.8，尺寸為 1x0.5的退刀槽， 尺寸為 ф35 的軸肩，表面粗糙度為 0.8。 2.以軸肩面為基面，以 ф22h6 軸為中心，加工剩余軸下部分各表面，底面 表面粗糙度為 3.2，該部分高 50mm，厚 26mm，長 38mm，弧面 R=15,圓角 R=3。 3. 以軸肩面為基面，加工孔：ф12mm，與軸肩面垂直距離為 30mm的孔， ф8mm，與側(cè)面垂直距離為 8mm，表面粗糙度為 1.6的孔，ф10H7，深度 22mm 的鉆孔，ф8m，與軸肩面垂直距離為 40mm的螺紋孔，底面 ф10H9 的孔，各孔 位置具體如零件圖所示。 其它未注表面的粗糙度要求為 6.3,粗加工可滿足要求。由以上分析可知， 可以先加工軸表面，然后借助專用夾具加工剩余軸下部分，保證它們之間的位 置精度要求。 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 4 - 設(shè)計內(nèi)容 1.設(shè)計說明書 1份（A4 紙打?。?2.零件圖 1張（A3） 3.工藝過程卡一張 4.機械加工工序卡若干 5.實訓(xùn)報告 序 言 機械制造技術(shù)是我們機電學學生的一門重要的專業(yè)課程，機械制造是我們 機電專業(yè)大部分學生的就業(yè)方向。這次課程設(shè)計是我們在畢業(yè)前對機械制造技 術(shù)的一次系統(tǒng)復(fù)習，理論聯(lián)系實際的一次實訓(xùn)，是我們四年的大學中一個不可 缺少的部分。 這次課程設(shè)計對我們以后的工作也是一次很好的練習，讓我們?yōu)橐院蟮墓?作留下了寶貴經(jīng)驗。 由于初學能力有限，很多地方做的有誤的地方，懇請老師給與指導(dǎo)。 一.零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是 C6132車床或 CA6140車床的刀桿，它裝在普通車床主 軸上的，主要作用是利用彈簧夾頭彈性原理 來夾持一些直徑較小、精度要求較 高的零件。 1.2 零件的工藝分析 CA6140車床共有四處加工表面，其間有一定位置要求。 分述如下： 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 5 - 1） 以 φ25 孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ25 的孔，以及其右端面。023.? 2） 以 φ55 為中心的加工表面 3） 斜面的加工 4） 撥槽的加工 由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準 加工另外一組。 2.毛坯的選擇 零件材料為 HT200，考慮到車床在加工中的變速雖然不像其它機器那么頻 繁。但是，零件在工作過程中，也經(jīng)常要承受變載荷及沖擊性載荷，且它的外 型復(fù)雜，不易加工。因此，應(yīng)該選用鑄件以提高勞動生產(chǎn)率，保證精度，由于 零件的年生產(chǎn)量為 5000件已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大， 故可采用金屬型鑄造，這樣可以提高生產(chǎn)率，保證精度。 二.工藝規(guī)程設(shè)計 1.1 定位基準的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)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(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百 出，更嚴重的還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。 選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要 的。粗基準的選擇應(yīng)以下面的幾點為原則：a 應(yīng)選能加工出精基準的毛坯表面 作粗基準。b 當必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應(yīng)選不加工 的表面作為粗基準。c 要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應(yīng)選擇該表 面為定位粗基準。d 當全部表面都需要加工時，應(yīng)選余量最小的表面作為基準， 以保證該表面有足夠的加工余量。 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 6 - 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進而保證撥叉 A在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉 A零件圖分析可知， 選擇平面作為撥叉 A加工粗基準。 基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定位 基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各 表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比 較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定 位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表 面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復(fù) 加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨 齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇 加工表面本身為基準。例如：磨削機床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此 外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進而保證撥叉 A在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉 A零件圖分析可知， 該零件的底平面與小頭孔，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限 制工件的自由度是不夠的，它只限制了五個自由度，如果采用典型的一面兩孔 定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。 選擇精基準的原則時，重點考慮的是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 更為方便。 1.2 加工方法的選擇 該零件需要加工的部分主要為： 兩端面，使用 45°角車刀車削。下端面 Ra=3.2，公差未給出，按《簡明公 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 7 - 差標準應(yīng)用手冊》 關(guān)于經(jīng)濟加工精度部分取為 IT8，查表知需先粗車，再半]4[ 精車。 1.加工 M20 x1.5的外螺紋，使用螺紋車刀車削。公差 IT8，Ra=3.2，需粗 車，半精車。 2.加工寬 3mm深 1.5mm的退刀槽，使用切斷刀車削。公差 IT10，Ra=6.3， 需粗車。 3.加工 ф22 的軸頸，使用外圓車刀車削。公差取 IT6，Ra=0.8，需粗車， 半精車，精車。 4.加工寬 2mm深 1.5mm的退刀槽，使用切斷刀車削。公差 IT10，Ra=6.3， 需粗車及半精車。 5.加工 ф25 的軸頭，使用外圓車刀車削。公差取 IT6，Ra=0.8，需粗車， 半精車，精車，磨削。 6.加工寬 1mm深 1.5mm的退刀槽，使用切斷刀車削。公差 IT10，Ra=6.3， 需粗車。 7.加工 ф35 的軸肩，使用外圓車刀車削。公差取 IT6，Ra=0.8，需粗車， 半精車，精車，磨削。 8.加工弧面，使用特形面銑刀洗削。公差 IT10，Ra=6.3，需粗銑，半精銑。 9.加工前側(cè)面（即弧面的兩側(cè)面之一） ，使用銑刀銑削。公差取 IT10， Ra=6.3 ，需粗銑，半精銑。 10.加工后側(cè)面（即弧面的兩側(cè)面之一） ，使用銑刀銑削。公差取 IT10，Ra=6.3，需粗銑，半精銑。 11.加工正面（即弧面對面） ，使用銑刀銑削。公差取 IT10，Ra=6.3，需粗 銑，半精銑。 12.加工寬為 2mm，深度大于 8mm的間槽，使用銑刀銑削。公差 IT10，Ra=6.3，需粗銑，半精銑。 13.加工兩側(cè)面 φ12 的通孔，使用鉆床鉆孔。公差取 IT10，Ra=6.3，需鉆 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 8 - 孔，擴孔。 14.加工兩側(cè)面 φ4H7 的通孔，使用鉆床鉆孔。公差取 IT8，Ra=1.6，需鉆 孔，鉸孔，精鉸孔。 15.加工底端面 φ10H9 的孔, 深度為 50，使用鉆床鉆孔。公差取 IT10，Ra=6.3，需鉆孔，擴孔。 16.加工正面 φ10H7，深度為 20mm的孔，使用鉆床鉆孔。公差取 IT8，Ra=6.3，需鉆孔，鉸孔，精鉸孔。 16.加工弧面 M8的螺紋孔，使用鉆床鉆孔。公差取 IT8，Ra=1.6，需鉆孔， 鉸孔，精鉸孔。 1.3 制定工藝路線 制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度） 和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批大量生 產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提 高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝 路線方案如下： 工序 1：正火熱處理 工序 2：以長方形端面（棒料毛坯的一端）及其外圓面定位，粗車螺紋端面、 軸頸 φ22h6、軸頭 φ25js6、軸肩 φ35 及其端面（另一端），粗車 3x1.5mm、2x0.5mm 以及 1x0.5mm退刀槽,以粗車后的螺紋端面及其外 圓定位，粗車長方形端面,倒角； 工序 3：以粗車后的長方形端面及其外圓面定位，半精車、精車螺紋端面、軸 頸 φ22h6、軸頭 φ25js6、軸肩 φ35 及其端面（另一端），倒角； 工序 4：粗車，半精車，精車螺紋 M20 x1.5； 工序 5：以精車后的軸肩端面及其外圓定位，粗銑、半精銑前后側(cè)面、正面、 長方形端面,以精車后的軸肩端面及其外圓定位,粗銑弧面； 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 9 - 工序 6：以精車后的軸肩端面及工件中心定位，鉆兩側(cè)面 φ12 的通孔、兩側(cè)面 φ4H7 的通孔、底端面 φ10H9 的孔、φ10H7，正面深度為 20mm的孔、 弧面 M8的螺紋孔； 工序 7：以精車后的軸肩端面及工件中心定位，鉸、精鉸兩側(cè)面 φ4H7 的通孔、 φ10H7，正面深度為 20mm的孔、弧面 M8的螺紋孔； 工序 8：以精車后的軸肩端面及工件中心定位，擴兩側(cè)面 φ12 的通孔、底端面 φ10H9 的孔。 工序 9：以精車后的軸肩端面及其外圓定位，粗銑、半精銑寬為 2mm，深度大于 8mm的間槽 工藝 10：鉗 工 去 毛 刺 工 藝 11： 檢測入庫 2. 確定機床設(shè)備、工件夾具和量具 （1）確定機床設(shè)備 工 序 2、 3、 4 是 粗 車 、 半 精 車 和 精 車 ， 車 螺 紋 ， 零 件 外 輪 廓 尺 寸 不 大 ， 又 是 回 轉(zhuǎn) 體 ， 選 用 C620-1 型 臥 式 車 床 。 工 序 5、 9 是 銑 平 面 和 間 槽 ， 選 用 XA5302 型 臥 式 銑 床 。 其 余 加 工 工 序 是 鉆 孔 ， 所 以 選 用 Z525 型 立 式 鉆 床 。 （2）工件夾具 車削工序中該工件要以一端面和一外圓表面定位，設(shè)計采用專用的彈簧卡 頭式夾具。 （3）量具的選擇 測量外圓時采用分度值 0.01，測量范圍 50-100mm 的游標卡尺。測量長度 時采用最小單位為 1mm 的直尺。檢測螺紋時使用螺紋量規(guī)。 3.確定加工余量和工序尺寸（單位：mm） 1.兩端面，查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》表 2-4： 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 10 - 2.軸頸 φ22h6，查表 2-4 3.軸頭 φ25js6,查表 2-4 4. 軸肩 φ35，查表 2-4 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 粗車 15 IT13 215 215 -00.09 毛坯 - - 230 230 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 精車 0.2/2 IT7 22 φ22 -00.025 半精車 1.9/2 IT10 22 φ22 -00.1 粗車 11.1/2 IT13 23.9 φ23.9 - 00.39 毛坯 - - 45 φ45 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 精車 0.2/2 IT7 25 φ25 -00.025 半精車 1.9/2 IT10 25 φ25 -00.1 粗車 8.1/2 IT13 26.9 φ26.9 - 00.39 毛坯 - - 45 φ45 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 精車 0.2/2 IT7 35 φ35 -00.025 半精車 1.9/2 IT10 35 φ35 -00.1 粗車 8.1/2 IT13 36.9 φ36.9 - 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 11 - 5.退刀槽 3x1.5mm，查表 2-4 6.退刀槽 2x0.5mm，查表 2-4 7.退刀槽 1x0.5mm，查表 2-4 8.弧面，查表 2-6 9.前后側(cè)面，查表 2-6 00.39 毛坯 - - 45 φ45 工序名稱 工序間余量(兩對 面余量之和) 工序達到的 公差 基本尺寸 入體標注（內(nèi) 切圓直徑） 粗車 3/2 IT13 17 φ19 -00.39 毛坯 - - 20 φ20 工序名稱 工序間余量(兩對 面余量之和) 工序達到的 公差 基本尺寸 入體標注（內(nèi) 切圓直徑） 粗車 1/2 IT13 21 φ21 -00.39 毛坯 - - 22 φ22 工序名稱 工序間余量(兩對 面余量之和) 工序達到的 公差 基本尺寸 入體標注（內(nèi) 切圓直徑） 粗車 1/2 IT13 24 φ24 -00.39 毛坯 - - 25 φ25 工序名稱 工序間余量 工序達到的 公差 基本尺寸（被 加工面到軸心 距） 入體標注 粗銑 7.5 IT13 15 15-00.39 毛坯 - - 22.5 22.5 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 12 - 10.正面，查表 2-6 11.螺紋加工，查表 2-4 12.兩側(cè)面 φ12 的通孔，查表 2-5 13.兩側(cè)面 φ4H7 的通孔，查表 2-5 半精銑 1.9 IT10 26 φ26 -00.1 粗銑 8.1 IT13 27.9 φ27.9 - 00.39 毛坯 - - 45 φ45 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 半精銑 1.9 IT10 17 φ17 -00.1 粗銑 3.6 IT13 18.9 φ18.9 - 00.39 毛坯 - - 22.5 22.5 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 精車 0.2/2 IT7 M20 x1.5 M20 x1.5 半精車 1.9/2 IT10 20.1 φ22 -00.1 粗車 1 IT13 22 φ22 -00.39 毛坯 - - 22 φ22 -00.025 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 擴孔 1.5/2 IT10 φ12 φ12 +0.006 鉆孔 10.5/2 IT13 φ10.5 φ10.5 +00.2 3 毛坯 - - 0 0 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 精鉸孔 0.5/2 IT7 φ4 φ4 +0.0015 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 13 - 14.底端面 φ10H9 的孔，查表 2-5 15.φ10H7，正面深度為 20mm的孔，查表 2-5 16.弧面 M8的螺紋孔，查表 2-5 4.1 工序 2：粗車削端面、外圓和退刀槽 本工序采用計算法確定切削用量 （1）加工條件 工件材料：45 鋼精軋圓棒料,正火。 加工要求：粗車螺紋端面，軸頸 φ22h6、軸頭 φ25js6、軸肩 φ35 外圓 面，粗車 3x1.5mm、2x0.5mm 以及 1x0.5mm退刀槽，表面粗糙度值 R 為 6.3。a 鉸孔 1.5/2 IT10 φ3.5 φ3.5 +0.006 鉆孔 2/2 IT13 φ2 φ2 +00.23 毛坯 - - 0 0 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 擴孔 1.5/2 IT10 φ10 φ10 +0.006 鉆孔 8.5/2 IT13 φ8.5 φ8.5 +00.23 毛坯 - - 0 0 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 精鉸孔 0.5/2 IT7 φ10 φ10 +0.0015 鉸孔 1.5/2 IT10 φ9.5 φ9.5 +0.006 鉆孔 8/2 IT13 φ8 φ8 +00.23 毛坯 - - 0 0 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 基本尺寸 入體標注 精鉸孔 0.5/2 IT7 M8 M8 鉸孔 1.5/2 IT10 φ7.5 φ7.5 +0.006 鉆孔 7/2 IT13 φ6 φ6 +00.23 毛坯 - - 0 0 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 14 - 機床：C620 —1 臥式車床。 刀具：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mmx25mm, k =90°,r =15°r0 =12 r =0.5mm。?0·R （2）計算切削用量 1）粗車螺紋端面 1.確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的最大加工余量為 15mm，則 毛坯長度方向單邊余量為 7.5mm,分兩次加工完成,?。?a =4mm。p 2.確定進給量 f: 根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版）表 1.4,當?shù)稐U 16mmx25mm, a <=5mm時,以及工件直徑為 45mm時。f=0.5～0.7mm/r，按 C620—1車床p 說明書（見《切削手冊》表 1.30）?。?f=0.5 mm/r 3.計算切削速度: 按《切削手冊》表 1.27,切削速度的計算公式為 V = (m/min) cvyxpmvkfaT =242 =0.15， 《切削手冊》表 1.28,即vcxv 修 正 系 數(shù)2.0,35.?yv k =1.89, k =0.8, k =1.04, k =0.81, k =0.97，所以切削速度：ms rBV V = =110.05(r/min)c 97.814..15.045241..0 ??? 4.確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n = = =779 (r/min)s??dVC10451.30.? 按機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 779r/min相近的機床轉(zhuǎn) 速選取 770r/min。實際切削速度 V=346m/min 5.確定基本工時： 根據(jù)《工藝手冊》表 6.2-1公式計算 L= L= 123l? 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 15 - +3=3mm =3～5 取 4mm =15mm1tanpvlk?2l3l i= =1 n=779r/min ?=0.5mmpZ T= = 0.056min .Lifn 2）車削軸頸 φ22h6 外圓面： 1.背 吃 刀 量 :單 邊 余 量 z=（ 45-22） /2=6.5mm ， 分 兩 次 切 削 ， 即 ：a p=3mm。 2.確定進給量 f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版）表 1.4,f=0.5～0.7mm/r，按 C620—1車床說明書（見《切削手冊》表 1.30） ?。?f=0.5 mm/r 3.計算切削速度: 按《切削手冊》表 1.27,切削速度的計算公式為 V = (m/min) cvyxpmvkfaT =242 =0.15， 《切削手冊》表 1.28,即vcxv 修 正 系 數(shù)2.0,35.?yv k =1.89, k =0.8, k =1.04, k =0.81, k =0.97，所以切削速度為：ms rBV V = =119.06(r/min)c 97.814..1.03452415..0 ??? 4.確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n = = =842 (r/min)s??dVC10451.306.9? 按機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 842 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速 選取 960r/min。實際切削速度 V=432m/min 5.確定基本工時： 根據(jù)《工藝手冊》表 6.2-1公式計算 L= L= 123l? +3=3mm =3～5 取 4mm =131mm1tanpvlk?2l3 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 16 - i= =1 n=842r/min ?=0.5mmpZa T= = 0.33min .Lifn 3）車削軸頭 φ25js6 外圓面： 1.背 吃 刀 量 :單 邊 余 量 z=（ 45-25） /2=5mm ， 分 兩 次 切 削 ， 即 :a p=3mm。 2.確定進給量 f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版）表 1.4,f=0.5～0.7mm/r，按 C620—1車床說明書（見《切削手冊》表 1.30） ?。?f=0.5 mm/r 3.計算切削速度: 按《切削手冊》表 1.27,切削速度的計算公式為 V = (m/min) cvyxpmvkfaT =242 =0.15， 《切削手冊》表 1.28,即vcxv 修 正 系 數(shù)2.0,35.?yv k =1.89, k =0.8, k =1.04, k =0.81, k =0.97,所以切削速度：ms rBV V = =121.2(r/min)c 97.814.0.15.032441..0 ??? 4.確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n = = =853 (r/min)s??dVC10451.32.? 按機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 853 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速 選取 960r/min。實際切削速度 V=431m/min 5.確定基本工時 根據(jù)《工藝手冊》表 6.2-1公式計算 L= L= 123l? 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 17 - +3=3mm =3～5 取 4mm =10mm1tanpvlk?2l3l i= =1 n=842r/min ?=0.5mm/rpZ T= = 0.089min .Lifn 4）車削軸肩 φ35 外圓面 計算過程同上，可得： p=5mma f=0.5 mm/r V =132.4(r/min)c n =839 (r/min) 按機床說明書（見《工藝手冊》 表 4.2—8）與 853 r/mins 相近的機床轉(zhuǎn)速，選取 960r/min。實際切削速度 V=441m/min T=0.041min 5）粗車 3x1.5mm、2x0.5mm 以及 1x0.5mm退刀槽 ： 1.選 擇 刀 具 : 由 《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 表 1.2 選 擇 ； 采用切槽刀，刀 具 耐 用 度 T=60min； 直 徑 為 20mm， 刀 寬 4mm， 。09rk? 2.車削 3x1.5mm退刀槽： 計算過程參考車削外圓面，取 p=1.5mma f=0.25 mm/r V =90.4(r/min)c n =750 (r/min) 按機床說明書（見 《工藝手冊》表 4.2—8）與 750 s r/min相近的機床轉(zhuǎn)速，選取 770r/min。實際切削速度 V=356m/min T=0.032min 3.車削 2x0.5mm退刀槽： 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 18 - p=0.5mma f=0.25 mm/r V =81.3(r/min)c n =734(r/min) 機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 734r/min相s 近的機床轉(zhuǎn)速，選取 770r/min。實際切削速度 V=341m/min T=0.035min 4.車削 1x0.5mm退刀槽 p=0.5mma f=0.25 mm/r V =124(r/min)c n =753 (r/min) 機床說明書 （見《工藝手冊》表 4.2—8）與 753 r/mins 相近的機床轉(zhuǎn)速，選取 770r/min。實際切削速度 V=397m/min T=0.023min 4.2 工序 3：精車削端面、外圓 （1）加工條件 機床：C620 —1 臥式車床。 刀具：所選刀具為卷屑槽帶倒棱型前刀面，主偏角 90°，副偏角 10°，刀 尖半徑 0.8mm的 YT15硬質(zhì)合金車刀。精車后 Ra=0.8。 （2）計算切削用量 1）粗車螺紋端面 1.確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的最大加工余量為 4mm，則 毛坯長度方向單邊余量為 2mm,分兩次加工完成,?。?a =2mm。p 2.確定進給量 f: f=0.5 mm/r 3.計算切削速度: 按《切削手冊》表 1.27,切削速度的計算公式為 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 19 - V = (m/min) cvyxpmvkfaT =242 =0.15， 《切削手冊》表 1.28,即vcxv 修 正 系 數(shù)2.0,35.?yv k =1.89, k =0.8, k =1.04, k =0.81, k =0.97，所以切削速度：ms rBV V = =231.05(r/min)c 97.814..15.045241..0 ??? 4.確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n = = =623(r/min)s??dVC10451.30.? 按機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 779r/min相近的機床轉(zhuǎn) 速選取 770r/min。實際切削速度 V=346m/min 5.確定基本工時： 根據(jù)《工藝手冊》表 6.2-1公式計算 L= L= 123l? +3=3mm =3～5 取 4mm =15mm1tanpvlk?2l3 i= =1 n=532r/min ?=0.5mmpZ T= = 0.034min .Lifn 2）車削軸頸 φ22h6 外圓面： 1.背 吃 刀 量 :單 邊 余 量 z=（ 45-22） /2=4mm ， 分 兩 次 切 削 ， 即 ：a p=2mm。 2.確定進給量 f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版）表 1.4,f=0.5～0.7mm/r，按 C620—1車床說明書（見《切削手冊》表 1.30） ?。?f=0.5 mm/r 3.計算切削速度: 按《切削手冊》表 1.27,切削速度的計算公式為 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 20 - V = (m/min) cvyxpmvkfaT =242 =0.15， 《切削手冊》表 1.28,即vcxv 修 正 系 數(shù)2.0,35.?yv k =1.89, k =0.8, k =1.04, k =0.81, k =0.97，所以切削速度為：ms rBV V = =119.06(r/min)c 97.814..1.03452415..0 ??? 4.確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n = = =564 (r/min)s??dVC10451.306.9? 按機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 842 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速 選取 960r/min。實際切削速度 V=432m/min 5.確定基本工時： 根據(jù)《工藝手冊》表 6.2-1公式計算 L= L= 123l? +3=3mm =3～5 取 4mm =131mm1tanpvlk?2l3 i= =1 n=842r/min ?=0.5mmpZ T= = 0.054min .Lifn 3）車削軸頭 φ25js6 外圓面： 1.背 吃 刀 量 :單 邊 余 量 z=（ 45-25） /2=5mm ， 分 兩 次 切 削 ， 即 :a p=3mm。 2.確定進給量 f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版）表 1.4,f=0.5～0.7mm/r，按 C620—1車床說明書（見《切削手冊》表 1.30） ?。?f=0.5 mm/r 3.計算切削速度: 按《切削手冊》表 1.27,切削速度的計算公式為 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 21 - V = (m/min) cvyxpmvkfaT =242 =0.15， 《切削手冊》表 1.28,即vcxv 修 正 系 數(shù)2.0,35.?yv k =1.89, k =0.8, k =1.04, k =0.81, k =0.97,所以切削速度：ms rBV V = =121.2(r/min)c 97.814.0.15.032441..0 ??? 4.確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n = = =853 (r/min)s??dVC10451.32.? 按機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 853 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速 選取 960r/min。實際切削速度 V=431m/min 5.確定基本工時 根據(jù)《工藝手冊》表 6.2-1公式計算 L= L= 123l? +3=3mm =3～5 取 4mm =10mm1tanpvlk?2l3 i= =1 n=853r/min ?=0.5mm/rpZ T= = 0.054min .Lifn 4）車削軸肩 φ35 外圓面 計算過程同上，可得： p=5mma f=0.5 mm/r V =154.4(r/min)c n =825 (r/min) 按機床說明書（見《工藝手冊》 表 4.2—8）與 853 r/mins 相近的機床轉(zhuǎn)速，選取 960r/min。實際切削速度 V=441m/min 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 22 - T=0.024min 5）粗車 3x1.5mm、2x0.5mm 以及 1x0.5mm退刀槽 ： 1.選 擇 刀 具 : 由 《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 表 1.2 選 擇 ； 采用切槽刀，刀 具 耐 用 度 T=60min； 直 徑 為 20mm， 刀 寬 4mm， 。09rk? 2.車削 3x1.5mm退刀槽： 計算過程參考車削外圓面，取 p=1.5mma f=0.25 mm/r V =95.4(r/min)c n =754(r/min) 按機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 750 s r/min相近的機床轉(zhuǎn)速，選取 770r/min。實際切削速度 V=356m/min T=0.053min 3.車削 2x0.5mm退刀槽： p=0.5mma f=0.25 mm/r V =83.3(r/min)c n =734(r/min) 機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 734r/min相s 近的機床轉(zhuǎn)速，選取 770r/min。實際切削速度 V=341m/min T=0.043min 4.車削 1x0.5mm退刀槽 p=0.5mma f=0.25 mm/r V =154(r/min)c n =747(r/min) 機床說明書（見《工藝手冊》表 4.2—8）與 753 r/min相s 近的機床轉(zhuǎn)速，選取 770r/min。實際切削速度 V=397m/min T=0.053min 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 23 - 4.3 工序 5：粗銑、半精銑前后側(cè)面、正面、長方形端面： (1)加 工 條 件 加 工 材 料 ： :45 鋼 ， 正 火 加 工 要 求 ： 以精車后的軸肩端面及其外圓定位，粗銑、半精銑前后側(cè)面、正面、 長方形端面；機 床 選 擇 ： XA5302 型 立 式 銑 床 。 工 件 裝 夾 在 車 床 的 通 用 夾 具 上 。 (2) 確定切削用量及基本工時 1）銑削前后側(cè)面： 1.切削深度 a p=9.5mm。 2.進給量 fz的確定 ：此工序選擇 YT15硬質(zhì)合金端銑刀，查《切削手冊》 表 3.1選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：d 0=125mm，a e=90mm，齒數(shù) z=4， 根據(jù)所選擇的 X61臥式銑床功率為 4KW,查《切削手冊》 [2]表 3.5，得 fz =0.09—0.18 mm/r取： fz=0.18mm/r 。 3.切削速度的確定：根據(jù)所知的工件材料為 45鋼,正火，根據(jù)《切削手冊》 表 3.15，選擇切削速度： =154m/min。cv 4.計算主軸轉(zhuǎn)速：n= =393r/min，查《切削手冊 》表 3.15得銑床1254.30? 轉(zhuǎn)速可為 n=393r/min。 5.基本時間的確定 tm= vfL 式中 Vf=fzn=0.18×4×393=282.96，L=l+y+△，l=165mm，查《切削手冊》 表 3.25，入切量及其切量 y+△=17，則 L=（17+165）=182mm 故 tm= =0.64min96.281 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 24 - 2）銑削正面端面： 計算過程如上，取 p=0.5mma f=0.25 mm/r V =124(r/min)c n =753 (r/min) s tm =0.023min 3）銑削長方形底端面：計算過程如上，取 p=0.5mma f=0.25 mm/r V =124(r/min)c n =753 (r/min) s tm =0.023min 4.3 工序 6：鉆兩側(cè)面 φ12 的通孔、兩側(cè)面 φ4H7 的通孔、底端面 φ10H9 的孔、φ10H7，正面深度為 20mm 的孔、弧面 M8 的螺紋孔； (1)加 工 條 件 加 工 材 料 ： 45 鋼 ， 正 火 加 工 要 求 ： 鉆 孔 ， 機 床 選 擇 ： Z525 型 立 式 鉆 床 。 工 件 裝 夾 在 車 床 的 通 用 夾 具 上 。 (2) 確定切削用量及基本工時： 1)鉆兩側(cè)面 φ12 的通孔: 1.選 擇 鉆 頭 : 由 《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 表 2.7 選 擇 選 擇 高 速 剛 麻 花 鉆 頭 ， 其 直 徑 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 25 - d=10mm, 鉆 頭 幾 何 形 狀 ， 表 2.1-2.2 得 ， 雙 錐 修 磨 橫 刃 ， 015a?03? ，b=1.5mm ，L=2mm2.5b?? 2.選 擇 切 削 用 量 進 取 量 f 由 《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 表 2.7， 查 得 f=0.47～ 0.57mm/r； 孔 深 修 正 系 數(shù) k=0.95， 則 f=0.27～ 0.32mm/r,根 據(jù) 表 2.8 得 f =1.0mm/r， 由 表 2.35 得 f=0.36mm/r 3.確定切削速度 Vc 切削速度的修 正 系 數(shù) 為 1.tk??.cvk?.85rk?? 由表 2.13得 V =17m/min 1.0zvk?c V= V k=10.2m/min, n=252 (r/min)根據(jù) Z525鉆 床 說 明 書 可 選 n=272 c (r/min) 4.確定基本時間 T=l/nf=12.24s 2)鉆兩側(cè)面 φ4H7 的通孔： 計算過程同上，取 f=0.36mm/r V =18m/min c V= V k=12.3m/min, n=259(r/min)根據(jù) Z525鉆 床 說 明 書 可 選 n=272 c (r/min) T=l/nf=14.24s 3)底端面 φ10H9 的孔 f=0.36mm/r V =17.3m/min c V= V k=13.4m/min, n=252(r/min)根據(jù) Z525鉆 床 說 明 書 可 選 n=272 c (r/min) T=l/nf=11.24s 4) φ10H7，正面深度為 20mm的孔 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 26 - f=0.36mm/r V =17.3m/min c V= V k=13.4m/min, n=252(r/min)根據(jù) Z525鉆 床 說 明 書 可 選 n=272 c (r/min) T=l/nf=11.24s 三．專用夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 4.1問題的提出 本夾具主要用于鉆 Φ10 H7孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度 要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 4.2定位基準的選擇 基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、 面。根據(jù)基準的不同功能，基準分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。 1. 設(shè)計基準 在零件圖樣上所采用的基準，稱為設(shè)計基準。 2. 工藝基準 零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同， 又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。 （1）裝配基準 裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準，稱為裝配基準。 （2）測量基準 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。 （3）工序基準 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的 基準，稱為工序基準。 （4）定位基準 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 27 - 工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。 本道工序加工 Φ10H7 孔，精度不高，因此我們采用已加工 好的 Φ8 孔定 位，采用圓柱銷和擋銷定位，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用 其他的輔助定位即可以滿足要求。 4.3切削力和夾緊力的計算 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》得： 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF? 鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T 式中： 8Dm????maxaxmin187491733???? 代入公式（5-2）和（5-3）得10.2fr???0.8.6F6x74N? 19.0.Tx1785. 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立 計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 4.4定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在圓柱銷上定位，圓柱銷為水平放置，由于定位 副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只 存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移 誤差僅存在 Z軸方向，且向下，見下圖。 0.12.30.2.67DYzTd?????? 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm） ； ——工件圓孔直徑公差（mm） ； D ——定位銷外圓直徑公差（ mm） 。Td 圓柱銷銷水平放置時定位分析圖 4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 28 - 如前所述，在夾具設(shè)計中，應(yīng)注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼夾 緊方式。因為這是零件裝夾速度提高的重要途徑.在設(shè)計專用夾具時，應(yīng)盡量采 用通用部件和標準件，減少非標準件的選用，以提高夾具標準化程度，縮短夾 具設(shè)計和制造周期。夾具的零件和部件既要重量輕又要具有足夠的剛度和強度， 尤其夾具體上各更應(yīng)該有足夠的剛度，以保證裝在夾具體上的各元件的位置不 變，并在加工過程中不產(chǎn)生振動從而保證工件的加工精度，由于夾具體的結(jié)構(gòu) 形狀比較復(fù)雜，從工藝性和剛度觀點考慮夾具體應(yīng)采用鑄鐵材料。 另外，在夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)考慮零件在加工過程中是否受力均衡，如果在加 工過程中易產(chǎn)生振動等一系列影響零件加工質(zhì)量的因素時，應(yīng)考慮采用輔助支 撐機構(gòu)。夾具的零件和部件既要重量輕又要具有足夠的剛度和強度，尤其夾具 體上各更應(yīng)該有足夠的剛度，以保證裝在夾具體上的各元件的位置不變，并在 加工過程中不產(chǎn)生振動從而保證工件的加工精度，由于夾具體的結(jié)構(gòu)形狀比較 復(fù)雜，從工藝性和剛度觀點考慮夾具體應(yīng)采用鑄鐵材料。 另外，在夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)考慮零件在加工過程中是否受力均衡，如果在加 工過程中易產(chǎn)生振動等一系列影響零件加工質(zhì)量的因素時，應(yīng)考慮采用輔助支 撐機構(gòu)。 總結(jié) 為期三周的機械制造工藝課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲?；厥走@段時間的設(shè)計過 程，感慨萬千。 在這次設(shè)計過程中，我加強了對課上所學工藝知識的認識，同時也將我以 前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工 藝等知識很好的串聯(lián)了起來，鞏固了所學的知識。 在設(shè)計工藝規(guī)程的時候我意識到了大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)的不同。我所 要設(shè)計工藝的零件十分簡單，如果是單件小批量生產(chǎn)完全可以使用通用機床， 夾具直接采用三抓卡盤從而加工出來，但是這樣一來效率將會十分低下。而轉(zhuǎn) 而將工序分散以后就發(fā)現(xiàn)即使是這么一個簡單的零件的加工過程也是很復(fù)雜的。 哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書 - 29 - 而加工工序的設(shè)計則讓我體會到作為工藝人員的辛苦。由于教材上包含的 表格實在太少，需要查的表格又分布在各種設(shè)計手冊之中，特別是因為查之前 對手冊的內(nèi)容也不夠了解，查起來十分費事，讓人十分頭痛。而我的設(shè)計圖上 沒有標明公差值，也加重了我的負擔。我需要另外查公差設(shè)計手冊來自己確定 公差值。有了公差值才能夠進行接下來的工藝設(shè)計和工序設(shè)計。在查表的過程 中也了解了各種機床，刀具，夾具，量具等，可謂大開了自己的專業(yè)眼界。 參 考 文 獻 【1】孫本緒 熊萬武等著，機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1980 【2】柯建宏 主編，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計.武漢：華中科技大學出版社， 2008 【3】李益民 主編，機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 【4】李曉沛 張琳娜等主編，簡明公差標準應(yīng)用手冊.上海：上?？茖W技術(shù)出版 社，2005 【5】邱宣懷 主編，機械設(shè)計（第 4版）.北京：高等教育出版社，1997 【6】吳宗澤 羅圣國 主編，機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第 3版）.北京：高等教 育出版社，2006 【7】楊叔子 主編，機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001