I課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)凸輪加工工藝及鉆 2-Φ10 孔夾具設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日II摘 要凸輪零件加工工藝及夾具設(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I(lǐng)II目 錄摘 要 II目 錄 .III第 1 章 序 言.5第 2 章 零件的分析.62.1 零件的形狀 62.2 零件的工藝分析 6第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).73.1 確定毛坯的制造形式 73.2 基面的選擇 73.3 制定工藝路線 83.3.1 工藝路線方案一 .83.3.2 工藝路線方案二 .83.3.3 工藝方案的比較與分析 .93.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 103.4.1 機(jī)床選用 .103.4.2 選擇刀具 .103.4.3 選擇量具 .103.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 103.6 確定切削用量及基本工時(shí) .12第 4 章 鉆 2Xφ10mm 孔夾具設(shè)計(jì) .224.1 研究原始質(zhì)料 .224.2 定位、夾緊方案的選擇 .224.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 224.4 誤差分析與計(jì)算 .244.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 254.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .26總 結(jié).29IV致 謝.30參 考 文 獻(xiàn).315第 1 章 序 言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。凸輪零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。6第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是凸輪零件，主要作用是起連接作用。零件的實(shí)際形狀如上圖所示， 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。凸輪零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度 值為 3.2 。2.車aRm?外圓及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.車裝配孔，表面粗糙度 值 3.2 。4.半aRm?精車側(cè)面，及表面粗糙度 值 3.2 。5.兩側(cè)面粗糙度 a值 6.3 、12.5 ，法蘭面粗糙度 值 6.3 。a凸輪共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)．左端的加工表面：7這一組加工表面包括：左端面，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒(méi)有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工表面：這一組加工表面包括：右端面；鉆中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中，Φ28 的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本凸輪來(lái)假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬(wàn)臺(tái)，每臺(tái)車床需要該零件 1 個(gè)，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。該零件材料為 HT200，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求 Q=100000 件/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 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=2XQn(1+α)（1+β)=238595 件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200，鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件?？紤]到零件在使用過(guò)程中起連接作用，分析其在工作過(guò)程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。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，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)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像凸輪這樣的零件來(lái)說(shuō)，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，8若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，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(mén)計(jì)算，此處不在重復(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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，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。3.3.1 工藝路線方案一10 鑄造 金屬模鑄造20 熱處理 毛坯熱處理，時(shí)效處理30 粗車 粗車 Φ28 右端面，鉆 Φ28 底孔至 Φ2040 粗車 掉頭，粗車 Φ28 左端面，保證尺寸 Φ28 兩端面長(zhǎng)度為 4950 精車 精車 Φ28 孔及兩端面，車倒角60 精車 掉頭，車 Φ28 孔及兩端面另外一側(cè)倒角，70 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面一側(cè)端面02.-580 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面另外一側(cè)端面.90 鉆鉸 鉆兩搭子及方搭子 Φ10 孔并倒角100 鉆孔攻絲 鉆徑向孔 M10-6H 底孔并進(jìn)行攻絲110 磨 磨外圓曲線120 拋光 外圓曲線130 鉗 去毛刺，清洗140 終檢 終檢入庫(kù)3.3.2 工藝路線方案二10 鑄造 金屬模鑄造20 熱處理 毛坯熱處理，時(shí)效處理30 粗銑 粗銑 Φ28 右端面，鉆 Φ28 底孔至 Φ2040 粗銑 掉頭，粗銑 Φ28 左端面，保證尺寸 Φ28 兩端面長(zhǎng)度為 4950 精銑 精銑 Φ28 孔及兩端面，車倒角960 精車 掉頭，車 Φ28 孔及兩端面另外一側(cè)倒角，70 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面一側(cè)端面02.-580 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面另外一側(cè)端面.90 鉆鉸 鉆兩搭子及方搭子 Φ10 孔并倒角100 鉆孔攻絲 鉆徑向孔 M10-6H 底孔并進(jìn)行攻絲110 磨 磨外圓曲線120 拋光 外圓曲線130 鉗 去毛刺，清洗140 終檢 終檢入庫(kù)3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過(guò)程比較繁瑣，而且在加工過(guò)程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸?，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過(guò)程如下：10 鑄造 金屬模鑄造20 熱處理 毛坯熱處理，時(shí)效處理30 粗車 粗車 Φ28 右端面，鉆 Φ28 底孔至 Φ2040 粗車 掉頭，粗車 Φ28 左端面，保證尺寸 Φ28 兩端面長(zhǎng)度為 4950 精車 精車 Φ28 孔及兩端面，車倒角60 精車 掉頭，車 Φ28 孔及兩端面另外一側(cè)倒角，70 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面一側(cè)端面02.-580 銑 銑 兩搭子及方搭子兩端面另外一側(cè)端面.90 鉆鉸 鉆兩搭子及方搭子 Φ10 孔并倒角100 鉆孔攻絲 鉆徑向孔 M10-6H 底孔并進(jìn)行攻絲110 磨 磨外圓曲線120 拋光 外圓曲線130 鉗 去毛刺，清洗140 終檢 終檢入庫(kù)103.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用①.工序粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140 臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-7。②.工序是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“凸輪” 零件材料為 HT200，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，球墨鑄鐵的硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，HT200 密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg表 3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)同類零件的年產(chǎn)量 [件]生產(chǎn)類別重型（零件重2000kg）中型（零件重100~2000kg）輕型（零件重120~250 6.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。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。123.6 確定切削用量及基本工時(shí)切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （第三版，艾興、肖詩(shī)綱編，1993 年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別。3.6.1 工序 30粗車 Φ28 右端面，鉆 Φ28 底孔至 Φ203.6.1.1 確定粗車右端面的切削用量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故= = （3-p2695.7?m.31）②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際f rofKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.013③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀m5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見(jiàn)表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?3）min48?= = =120 （3-nDc?'1127?ir4）根據(jù) CA6140 車床說(shuō)明書(shū)選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?5）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin014⑥.倒角 為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?換車刀手動(dòng)進(jìn)給。⑦. 計(jì)算基本工時(shí)（3-nflt7）式中 = + + ， = m127Lly?l由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.26，車削時(shí)的入切量及超切量 y+ = ，則?m1= + =1278= = （3-8）mt7.01258?in463.6.2 工序 40掉頭，粗車 Φ28 左端面，保證尺寸 Φ28 兩端面長(zhǎng)度為 49本工序仍為粗車。已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序Ⅳ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。采用工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下：a =2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T =56pmrmsrminis3.6.3 工序 50精車 Φ28 孔及兩端面，車倒角3.6.3.1 確定半精車左端面的切削用量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于C602—1 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故.2= = p5.m21②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表 1.415刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際f rofKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 由f17.?N于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見(jiàn)表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）min48?= = =120 （3-nDc?'127?ir13）根據(jù) CA6140 車床說(shuō)明書(shū)選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）16⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所ni125EPkw9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0⑥.計(jì)算基本工時(shí)（3-flt?15）3.6.4 工序 60掉頭，車 Φ28 孔另外一側(cè)倒角所選用的刀具為 YG6X 硬質(zhì)合金圓形鏜刀，主偏角為 K =45 ，直徑為 16mm 的圓形V0鏜刀，其耐用度為 。60?Tmin①.確定切削深度 a p25.②.根據(jù)表 1.5 ，當(dāng)半精鏜鑄料，鏜刀直徑為 ，a ≤ ，鏜刀伸出長(zhǎng)度* m16p2時(shí)，進(jìn)給量為： 。m80rf1.0③ .確定切削速度 按表 1.27 的計(jì)算公式確定*V = （3-16）式中 C =189.8 m = 0.2 X =0.15 Y =0.20 v vvmin60?TV=124.6 in選擇 CA6140 機(jī)床轉(zhuǎn)速：n=n =1200 =20inrsr實(shí)際切削速度為： v = 2.08 m④.確定基本時(shí)間vyxpKfaTCMi13045.6210???17確定半精鏜孔的基本時(shí)間 50s工序 70：銑 兩搭子及方搭子兩端面一側(cè)端面。02.-5機(jī)床：銑床 X52k刀具：硬質(zhì)合金立銑刀，材料： ， ，齒數(shù) ，此為粗齒銑刀。15YT0Dm?5Z?因其單邊余量：Z=4mm所以銑削深度 ：pa4m?精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)fa 0.15/famZ?[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表f f/8.2.4～81，取銑削速度 .47/機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.97/in31Vrd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 45/mi?實(shí)際銑削速度 ：v3.14672.9/00dns???進(jìn)給量 ： fV.85.1/ffaZ工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m7./475minfVs??：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～81,取?aa60?切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l?'8l?刀具切入長(zhǎng)度 ：120.5()(~3lDa????2061)2m?刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt12420.36in7.5jmlf????18機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：'1jt'12680.19min47.5jmlf????所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '1ijjtt?工序 80：銑 兩搭子及方搭子兩端面另外一側(cè)端面。02.-5機(jī)床：銑床 X52k刀具：硬質(zhì)合金立銑刀，材料： ， ，齒數(shù) ，此為粗齒銑刀。15YT63Dm?5Z?因其單邊余量：Z=4mm所以銑削深度 ：pa4m?精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)fa 0.15/famZ?[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表f f/8.2.4～81，取銑削速度 .47/機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.97/in31Vrd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 45/mi?實(shí)際銑削速度 ：v3.14672.9/00dns???進(jìn)給量 ： fV.85.1/ffaZ工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m7./475minfVs??：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～81,取?aa60?切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l?'8l?刀具切入長(zhǎng)度 ：120.5()(~3lDa????2061)2m?刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm走刀次數(shù)為 119機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 1jt12420.36min7.5jmlf????機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：'1jt'1268.19i.jlf所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '105injjtt??工序 90 鉆兩搭子及方搭子 Φ10 孔并倒角表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 類型 直徑范圍（mm） 用途GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0在各種機(jī)床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1437-85 直柄長(zhǎng)麻花鉆 1.0～31.5在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1439-85 錐柄長(zhǎng)麻花鉆 5.0～50.0在各種機(jī)床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔選用 Z525 搖臂鉆床，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編，查《機(jī)》表 2.4-37 鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長(zhǎng)，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫25??0?0f0刃斜角 =50 ，L=197mm,l =116mm。?01表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花鉆直徑范圍l l111.80～13.20 151 101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o）d (mm) β 2ф α f ψ8.6～18.00 30 118 12 40～60表 3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度（ 1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭刀具材料 加工材料直徑 d0（mm）20≤20高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度 T min刀具直徑d0（mm）刀具類型 加工材料 刀具材料11～20鉆頭（鉆孔及擴(kuò)孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼 60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min①.確定進(jìn)給量查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進(jìn)給量取 f=0.60 。zm* rm②.確定切削速度查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機(jī)械加工in工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-10 鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K =1.0，R =0.85。mvtvV=12 =10.32 （3-85.0?min17）則 = =131 （3-nir18）查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* minr則實(shí)際切削速度 = = =11.8v實(shí)③.確定切削時(shí)間查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式： T = （3-ifnllw1?19）其中 l = l =5 l =2～3f2mdRKcot?wm1m則： t= =9.13 s23.1?0d?054.3?6.0573?213.6.5.2 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進(jìn)給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rf30.?確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-9切削速度計(jì)算公式為 （3-minkfaTdcvvyxpmzv20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8???zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6mir選取 i120?所以實(shí)際切削速度為 =2.647.3?vin確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =ts20.8??工序 110 鉆徑向孔 M10-6H 底孔并進(jìn)行攻絲鉆螺紋底孔 rmf2.0?rm1.05.??取 1（ ）sv.in所以 （ ）rn8713r按機(jī)床選取 = （ ）wi80r.所以實(shí)際切削速度 （ ）smv2.?in5切削工時(shí)（一個(gè)孔）：st3.1.03??22攻螺紋 M10-6H根據(jù)表 4-32 選取 smv123.0?所以 （293 ）rn894in按機(jī)床選取 )5.i(7w所以實(shí)際切削速度 sv130所以切削時(shí)間（一個(gè)孔）：t52.4???第 4 章 鉆 2Xφ10mm 孔夾具設(shè)計(jì)4.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來(lái)鉆 2-?10 孔，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，先鉆一個(gè)孔，然后旋轉(zhuǎn)鉆第二個(gè)孔。 因?yàn)榧庸ぞ炔桓撸试诩庸ぶ?，主要目的是降低生產(chǎn)成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度從而來(lái)提高效率。234.2 定位、夾緊方案的選擇零件圖顯示：在前面的孔的加工，在粗，精銑，鉆，表面擴(kuò)孔，擴(kuò)孔。因此，定位，夾緊方案：方案一：底面周圍和軸端定位，定位的 V 型塊.方案二：選擇一銷定位方法，采用短圓柱銷孔的過(guò)程操作簡(jiǎn)單，然后加一個(gè)擋銷，通用性強(qiáng)的開(kāi)口螺母墊圈夾緊。要合理選擇定位基準(zhǔn)，不然會(huì)影響加工過(guò)程的質(zhì)量，進(jìn)而最終工件質(zhì)量。選擇不合適的基準(zhǔn)，故會(huì)增加加工過(guò)程或不合理工藝路線，導(dǎo)致夾具設(shè)計(jì)困難，最終達(dá)不到零件加工精度（特別位置精度）。所以應(yīng)根據(jù)零件要求，保證加工要求，合理選擇定位基準(zhǔn)。這一部分不需很高的技術(shù)要求，平行性和對(duì)稱性不高，所以應(yīng)如何降低強(qiáng)度，提高工作效率，提高加工，減少定位誤差，選擇利于定位精度夾具設(shè)計(jì)，包括加工工藝，設(shè)計(jì)好定位夾具。選擇方案二4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算選用：鉆床 Z525，刀具高速鋼刀具。由文獻(xiàn)可得：切削力公式： 1.2076f PFDfK?式中 10m./r查表 得： 82?0.75()36bp?其中： 0.b??.48K?即： 95()fFN實(shí)際所需夾緊力12KFW????有： 10.7,.624安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210K?式中： 因素安全系數(shù) 60~.10.56???所以 9581492()KfWFN???通過(guò)計(jì)算實(shí)際夾緊力不大，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取 ， ，1.56?10.7?2.16?根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過(guò)程，該夾緊力的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡原理來(lái)設(shè)計(jì)。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實(shí)際所需夾緊力。 FKW??安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有：： 6543210式中： 是各種因素安全系數(shù)6~01.3.0156C????1252.23PK.f所以有： 19308()KCWFN??76.P5()Kf?按以下公式計(jì)算有： )(210 ??????tgtQLz根據(jù)參考文獻(xiàn)可查得：6.2??.76zr?901052???'29?其中： 3()Lm?)(8N?螺旋夾緊力： 04.W25通過(guò)計(jì)算實(shí)際所需夾緊力不大，該夾具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，決定使用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。4.4 誤差分析與計(jì)算必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。 gwj????與夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：jMjjWDAZWj ???? ???由參考文獻(xiàn)可得：⑴ 定位銷定位誤差 ： 11minDWd?????12i 2min.DDdJarctgL????其中：，10.52D??20D??，dm.3d， in?in4.6DWm??.02J?⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inmaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNcl???查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym??⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj??5.⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01.誤差總和： 0.853jw???從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。264.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用為了減少輔助時(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 3 +0.010+0.0046＞1～1.8 4 7＞1.8～5.6 5 86 9 --＞5.6～3+0.016+0.006＞3～3.36+0.016+0.008 9＞3.3～4 7 10＞4～5 8 118 12 16＞5～6+0.022+0.01010+0.019+0.01013＞6～8 12 15 10 16 20＞8～10+0.028+0.013 15 18＞10～12 18+0.023+0.0122212 20 25＞12～15 22 260.008＞15～18+0.034+0.01626 3016 28 36＞18～22 30+0.028+0.01534＞22～26 35 39 20 36HT200＞26～30+0.041+0.02042+0.033+0.017 46 25 HT20 560.01227＞30～35 48 52 0＞35～42 55 59＞42～48 62 66＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度保證在加工過(guò)程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過(guò)程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過(guò)程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠28夾具安裝在所有通過(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。鉆模板的結(jié)構(gòu)如圖 3—3 所示：1—圓柱銷 2—鉆模板 3—支撐釘 4—螺釘 5—快換鉆套 6—菱形螺母圖 3—3 鉸鏈?zhǔn)姐@模板加工過(guò)程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切29割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。30總 結(jié)課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。