KCSJ-02 套筒座加工工藝及銑左右端面夾具設計【保證尺寸150】

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目 錄 一、 第1章 課程設計內(nèi)容 1 二、 第2章 課程設計要求 2 三、 第3章 零件的分析 4 3.1 分析零件的作用及技術要求 4 3.2 零件的工藝分析 4 四、 第4章 選擇毛坯的制造方式、初步確定毛坯形狀 6 五、 第5章 機械加工工藝規(guī)程設計 7 5.1選擇定位基準 7 5.2工件表面加工方法的選擇 7 5.3制定加工工藝路線 8 5.4必要工序尺寸，加工余量及公差的計算 9 5.4.1支承孔的工序尺寸及公差計算 9 5.4.2底面A的工序尺寸及公差計算 11 5.4.3一對工藝孔的工序尺寸及公差計算 12 5.4.4其他加工面的加工余量的確定 13 5.5 確定切削用量、時間定額 13 5.5.1選擇機床及對應夾具、量具、刃具。 13 5.5.2確定切削用量、時間定額 15 第3章 銑左右端面夾具的銑床夾具 30 3.1 研究原始質(zhì)料 30 3.2 定位、夾緊方案的選擇 31 3.3 切削力及夾緊力的計算 31 3.4 誤差分析與計算 32 3. 5 定向鍵與對刀裝置設計 33 3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 35 3.7夾具設計及操作的簡要說明 36 六、 結(jié) 論 38 七、 參考文獻 40 八、 致 謝 41 一、 第1章 課程設計內(nèi)容 設計課題： 批生產(chǎn)“套筒座”零件機加工工藝規(guī)程及其夾具設計 設計零件： 套筒座 ；生產(chǎn)綱領：年產(chǎn) 10 萬件成批生產(chǎn)，擬定大批大量生產(chǎn)； 二、 第2章 課程設計要求 繪制零件毛坯圖一張 編制工藝過程卡片一份 編制一道工序工序卡片 設計規(guī)定工序的夾具，繪制總裝圖 編寫設計說明書 1、總體要求 了解工藝規(guī)程設計的方法和步驟 了解夾具設計的方法和步驟 了解設計說明書編寫的內(nèi)容和結(jié)構(gòu) 貫徹機械制圖標準 掌握毛坯的確定方法和毛坯圖的繪制及余量的確定 掌握工序余量及工序尺寸的計算方法 掌握切削用量及工時定額的計算方法 掌握工藝卡片的填寫方法 掌握夾具總裝圖的設計和繪制方法 2、零件圖和毛坯圖要求 1）在分析產(chǎn)品零件圖紙的基礎上，完成毛坯圖的繪制。注意審查圖紙上結(jié)構(gòu)和技術要求。 2）根據(jù)產(chǎn)品零件圖和給定的材料，設計產(chǎn)品毛坯制造結(jié)構(gòu)及尺寸。 3、工藝規(guī)程設計 1）確定所有加工表面的加工方法（鏈）。根據(jù)表面加工要求、零件結(jié)構(gòu)，參照教材和工藝設計手冊，形成合理的工藝路線。注意生產(chǎn)綱領影響加工節(jié)拍、設備、加工工藝等諸方面的先進性。工藝方案必須與指導教師審查，接收審查的方案中應該用工序簡圖表示加工方案。 2）完成給定格式的“機械加工工藝過程綜合卡片”的填寫。 4、專用機床夾具設計 1）在審定工藝方案后經(jīng)指導教師同意并指定某一工序的專用機床夾具（或裝備）的設計。 2）夾具方案的設計。夾具方案包括原理方案和結(jié)構(gòu)方案。夾具原理方案指根據(jù)六點多為原理審定工藝規(guī)程中確定的定位方案，并確定相應的定位元件，對于精加工工序要求計算定位誤差判斷方案的合理性；夾具結(jié)構(gòu)方案根據(jù)加工要求參照相關的夾具圖冊（圖例）設計。夾具草圖（非精確圖）要求與指導教師討論并作方案審定。 3）夾具總裝圖繪制。按照總裝圖繪制要求完成。 三、 第3章 零件的分析 3.1 分析零件的作用及技術要求 套筒座顧名思義就是支承套筒的作用，起定位、夾緊套筒的作用。技術要求有套筒座的圓角為R3-R5，倒角1.5，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基準，所以底面的粗糙度也有很高的要求。底面的6個螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，還有套筒支承孔自身有個圓柱度要求。具體的要求是：套筒支承孔對底面的平行度為0.01；套筒支承孔的圓柱度是0.01；支承孔中心到底面尺寸為80±0.02，支承孔尺寸要求為Φ50H7套筒支承孔內(nèi)表面粗糙度R值為1.6；底面的表面粗糙度要求是R值為1.6；底面6個螺栓孔上表面粗糙度要求是R值為12.5；還有套筒支承孔兩斷面表面粗糙度是R值為6.3；頂面螺紋孔上表面粗糙度要求是R值為12.5。 3.2 零件的工藝分析 套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面、支承孔兩端面。因為這是與其他零件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的影響。套筒支承孔的內(nèi)表面必須要有足夠的粗糙度才能保證零件的加工要求同時必須相對于底面又要有很高的平行度，因為支承孔的軸線與底面的定位有很大的關系。同時底面要有足夠的粗糙度才能保證與支承孔軸線的平行度。支承孔兩端面的表面粗糙度沒有前面的要求高，能達到6.3就可以了。 分析零件的材質(zhì)、熱處理及機械加工工藝性 本零件的主要作用是支承作用，根據(jù)零件的復雜程度，我們選擇鑄造制作毛坯。選擇HT250，其強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)。需要進行人工時效處理，即將鑄件重新加熱到530-620C°，經(jīng)長時間保溫（2-6h），利用塑性變形降低應力，然后在爐內(nèi)緩慢冷卻至200C°以下出爐空冷。經(jīng)時效退火后可消除90%以上的內(nèi)應力。該零件的機械加工工藝性我覺得很好，因為其結(jié)構(gòu)工藝性良好，需要精加工的內(nèi)孔相對于不加工的內(nèi)孔有臺階，便于退刀。另外還有2個加強筋。重要加工面都有技術要求，符合使用性能。 零件圖如圖所示： 四、 第4章 選擇毛坯的制造方式、初步確定毛坯形狀 根據(jù)生產(chǎn)綱領的要求，本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的復雜程度及加工表面與非加工表面的技術要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。鍛造難達到這樣的形狀要求，生產(chǎn)成本也較高。鑄造可以大批量生產(chǎn)，成本較低，能夠造出這樣零件形狀復雜的鑄件。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學李益民主編） 零件材料為HT250鋼，采用金屬型鑄造，精度可達到3.2—10，因此毛坯的加工余量比較小。 毛坯圖如圖所示： 五、 第5章 機械加工工藝規(guī)程設計 5.1選擇定位基準 該零件的重要加工表面是支承孔Φ50H7，其與底面A有平行度關系，所以底面自然就成了精基準面，粗基準的選擇應是未經(jīng)加工的面，第一步工序是粗銑底面A，根據(jù)以重要加工表面為粗基準的選用原則我們選擇毛坯支承孔和底面臺階孔平面作為粗基準，考慮到第二基準面選擇的方便性，同時底面的一對螺栓孔成為工藝孔，并將其精度由原來的Φ10.5提高到Φ10.5H7，該定位基準組合在后續(xù)底面臺階孔及支承孔上徑向孔的加工中都將作為精基準面，自然應該在工藝開始階段安排加工將來作為精基準的底面和底面工藝孔。支承孔為重要加工表面，精度要求高，故采用左右支承孔互為基準，反復加工，可以保證零件圖技術要求所以粗基準就是毛坯支承孔和底面臺階孔平面，精基準就是底面A和底面上的一對工藝孔以及支承孔本身（互為基準）。 5.2工件表面加工方法的選擇 加工表面 粗糙面度 尺寸精度 尺寸公差 形位公差 加工方法 支承孔 Ra1.6 IT7 平行度0.01 圓柱度0.01 鏜 底面A Ra 1.6 IT7 無 銑 支承孔左右端面 Ra 6.3 無 35 無 銑 底面兩工藝孔 Ra 1.6 IT7 無 鉆、擴、鉸 4個底座孔 無 無 無 鉆、擴 底面臺階面 Ra 12.5 無 15 無 銑 螺紋孔平面 Ra12.5 無 3 無 銑 螺紋 無 無 M6 無 攻絲 5.3制定加工工藝路線 方案： 工序10： 鑄造毛坯； 工序20： 對要加工的6個底面孔及2個螺紋孔進行劃線； 工序30： 以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，粗銑底面A； 工序40： 以左支承孔D及底面A定位，粗鏜右支承孔Emm； 工序50： 以右支承孔E及底面A定位，粗鏜左支承孔Dmm； 工序60： 以粗鏜支承孔和底面臺階孔平面定位，半精銑底面A； 工序70： 以半精銑后的底面A定位，粗銑底面臺階孔平面； 工序80： 以半精銑后的底面A定位，鉆底面孔Φ9.8，擴其中四個底面孔至尺寸Φ10.5，擴一對對角底面工藝孔至Φ10.4，鉸一對工藝孔至尺寸Φ10.5H7； 工序90： 以左支承孔D及底面定位，半精鏜右支承孔Emm； 工序100： 以右支承孔E及底面定位，半精鏜左支承孔Dmm； 工序110： 以右端面C和底面A定位，粗銑左端面B至尺寸； 工序120： 以左端面B和底面A定位，粗銑右端面C至尺寸； 工序130： 以支承孔和底面臺階孔平面定位，精銑底面A至尺寸mm； 工序140： 以精銑后的底面A及一對工藝孔定位，粗銑螺紋孔面； 工序150： 以精銑的底面A和一對工藝孔定位，鉆兩螺紋孔至尺寸Φ5mm，攻螺紋至尺寸M6； 工序160： 以左支承孔D及底面定位，精鏜右支承孔Emm并倒角； 工序170： 以右支承孔D及底面定位，精鏜左支承孔Emm并倒角； 工序180: 檢驗入庫； 5.4必要工序尺寸，加工余量及公差的計算 套筒座的支承孔和底面A是重要的表面下面我們進行工序尺寸的計算。 5.4.1支承孔的工序尺寸及公差計算 支承孔孔徑Φ50H7，表面粗糙度為1.6，加工方案為粗鏜、半精鏜、磨削，下面求解各道工序尺寸及公差。 （1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下（見機械制造技術基礎課程設計表5-37——5-48） 毛坯總余量=4mm 精鏜加工余量=0.3mm 半精鏜加工余量=0.7mm 粗鏜加工余量=3mm （2）計算各工序尺寸的基本尺寸 精鏜后孔徑應達到圖樣規(guī)定尺寸，因此精鏜工序尺寸即圖樣上的尺寸=mm（設計尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次為 半精鏜=（50-0.3）mm=49.7mm 粗鏜=(49.7-0.7)mm=49mm 毛坯=（49-3）mm=46mm （3）確定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，查閱相關“機械制造技術基礎”教材中各種加工方法的經(jīng)濟加工精度表或參閱機械制造技術基礎課程設計圖2-9進行選擇。 精鏜前半精鏜取IT10級，查表得=0.10mm(機械制造技術基礎課程設計表3-4) 粗鏜取IT12級，查表得=0.25mm(機械制造技術基礎課程設計表3-4) 毛坯公差取自毛坯圖，這里查閱《機械零件工藝性手冊》（GB/T 6414-1999），取=0.7mm。 （4）工序尺寸偏差按“入體原則”標注 精鏜：mm 半精鏜：mm 粗鏜：mm 毛坯孔：mm 為了清楚起見，把上述計算結(jié)果匯于表5-1中。 表5-1 孔的工序尺寸及公差的計算 mm 工序名稱 工序間雙邊余量 工序達到的公差 工序尺寸及公差 精鏜 0.3 IT7 （H7） 半精鏜 0.7 IT10 粗鏜 3 IT12 毛坯孔 - mm 5.4.2底面A的工序尺寸及公差計算 底面A經(jīng)過了粗銑、半精銑和精銑。 （1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下 毛坯總余量=4mm 精銑加工余量=0.5mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-52) 半精銑加工余量=1.5mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-51) 粗銑加工余量=2mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-49) （2）計算各工序尺寸的基本尺寸。 精銑平面后應該達到規(guī)定的尺寸，因此精銑工序尺寸即是圖樣上的尺寸，表面粗糙度1.6，精銑能達到的等級取H=mm。其他各工序基本尺寸依次為 半精銑H=（80+0.5）mm=80.5mm 粗銑H=（80.5+1.5）mm=82mm 毛坯H=（82+2）mm=84mm （3）確定各工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，查閱相關“機械制造技術基礎”教材中各種加工方法的經(jīng)濟加工精度表或參閱機械制造技術基礎課程設計圖2-10進行選擇。 精銑前半精銑去IT11級，查表得T=0.22mm（機械制造技術基礎課程設計表3-4） 粗銑取IT12，查表得T=0.35mm（機械制造技術基礎課程設計表3-4） 毛坯公差取自毛坯圖，這里查閱《機械零件工藝性手冊》（GB/T 6414-1999），取=0.8mm。 (4)工序尺寸偏差的標注（按入體原則） 精銑：mm 半精銑：mm 粗銑：mm 毛坯： mm 為了清楚起見，把上述計算結(jié)果匯于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的計算 mm 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 工序尺寸及公差 精銑 0.5 IT8 半精銑 1.5 IT11 粗銑 2 IT12 毛坯 - mm 5.4.3一對工藝孔的工序尺寸及公差計算 工藝孔經(jīng)過了鉆孔、擴孔、鉸孔三道工步 （1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下 由于鑄造時無法鑄出毛坯孔，故毛坯總余量=10.5mm 鉸孔加工余量=0.1mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-39) 擴孔加工余量=0.6mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-39) 鉆孔加工余量=9.8mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-37) （2）計算各工序尺寸的基本尺寸。 因為是為了做精基準而加工出的工藝孔，故其精度要求為Φ10.5H7 其他各工序基本尺寸依次為擴孔D=（10.5-0.1）mm=10.4mm 鉆孔D=（10.4-0.6）mm=9.8mm 毛坯為凸臺面D=0mm （3）確定各工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，查閱相關“機械制造技術基礎”教材中各種加工方法的經(jīng)濟加工精度表或參閱機械制造技術基礎課程設計圖2-10進行選擇。 鉸孔前擴孔為IT10級，查表得T=0.07mm（機械制造技術基礎課程設計表3-4） 鉆孔取IT12，查表得T=0.18mm（機械制造技術基礎課程設計表3-4） 毛坯因為是平面，無公差要求。 (4)工序尺寸偏差的標注（按入體原則） 鉸孔：Φ10.5H7mm 擴孔：Φmm 鉆孔：Φmm 為了清楚起見，把上述計算結(jié)果匯于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的計算 mm 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 工序尺寸及公差 鉸孔 0.1 IT7 Φ10.5H7 擴孔 0.6 IT10 Φ 鉆孔 9.8 IT12 Φ 5.4.4其他加工面的加工余量的確定 具體可以根據(jù)相應的表查出結(jié)果如下 粗銑底面工藝孔凸臺平面（3.5mm）及螺紋上表面（3.5mm）。 粗銑支承孔的兩個端面及底面右端面（3mm） 5.5 確定切削用量、時間定額 5.5.1選擇機床及對應夾具、量具、刃具。 5.5.1.1選擇機床 （1）工序30、60、70、110、120、130、140是銑削加工，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，根據(jù)工件尺寸選用X5020A立式銑床。（機械制造技術基礎課程設計表5-5） （2）工序80、150是鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋。根據(jù)工件尺寸可以選用Z5125A型立式鉆床。（機械制造技術基礎課程設計表5-6） （3）工序40、50、90、100、160、170是粗鏜、半精鏜、精鏜支承孔，根據(jù)工件尺寸可以選用T618型臥式鏜床。（機械制造技術基礎課程設計表5-9） 5.5.1.2選擇夾具 由于生產(chǎn)綱領為10萬/年，為大批大量生產(chǎn)，故均采用專用夾具； 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、尺寸和形狀特點，參考本書有關資料，選擇如下。 （1）選擇加工孔用量具。50H7mm孔經(jīng)粗鏜、半精鏜、精鏜三次加工。粗鏜至mm，半精鏜mm。 ① 粗鏜孔mm，公差等級為ITl2，選擇測量范圍0mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。 ② 半精鏜孔mm，公差等級為IT10，選擇測量范圍0mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。 ③ 精鏜孔mm，由于精度要求高，加工時每個工件都需進行測量，故宜選用極限量規(guī)。根據(jù)孔徑可選三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)（GB/T 6322-1986)。 （2）選擇加工工藝孔量具。Φ10.5H7工藝孔經(jīng)鉆孔、擴孔、鉸孔三次加工鉆孔至Φmm，擴孔至Φmm。選擇測量范圍0mm-20mm的內(nèi)徑千分尺即可。 （3）選擇測量底面至支承孔軸線距離的量具。由于是測量底面至支承孔軸線距離，故需要與支承孔相匹配的標準芯棒，其尺寸為Φ50h7，然后測量軸線中心至底面距離選擇測量范圍0mm-100mm的游標卡尺即可。當然由于加工時每個工件都需進行測量，也可以設計一個專用量具（通規(guī)止規(guī)）來測量，這樣可以大大減少勞動時間。 5.5.1.3選擇刃具 （1）銑削底面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=Φ60mm （2）銑削底凸臺面和螺紋孔面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=Φ40mm （3）銑削端面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=Φ100mm （4）鏜孔時選用機夾單刃高速鋼鏜刀直徑D=Φ40mm （5）鉆孔mm時，選用直柄麻花鉆，直徑mm。 （6）鉆孔mm時，選用直柄麻花鉆，直徑mm。 （7）攻螺紋時用M6的螺紋刀。 （8）擴孔mm時，用直徑是mm的高速鋼錐柄擴孔鉆。 （9）擴孔mm時，用直徑是mm的高速鋼錐柄擴孔鉆。 （10）鉸孔H7mm時，選擇mm，精度等級為H7級的直柄機用鉸刀。 5.5.2確定切削用量、時間定額 工序30 粗銑底面A （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑底面A的加工余量為2mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額（2個工位） 一個工位基本時間0.614min=37s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 7.633mm 其中d=60mm；； =3~5，取=4mm =220.8mm/min 工序60 半精銑底面A （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 半精銑時，背吃刀量一般為0.5―2mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.5mm。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.2mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度。 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，取磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n： （B）確定時間定額（2次走刀） 一次走刀基本時間1.55min=93s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 7.633mm 其中d=60mm；； =3~5，取=4mm =84.88mm/min 工序130 精銑底面A （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 精銑時，精銑時一般為0.1~1mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.12mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度。 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，取磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n 。 （B）確定時間定額（2次走刀） 一次走刀基本時間1.05min=63s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 7.633mm 其中d=60mm；； =3~5，取=4mm =124.8mm/min 工序40、50 粗鏜左、右支承孔 （A）確定切削用量 a． 確定背吃用量 粗鏜時，為提高效率，一般選擇鏜削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程鏜完，所以粗鏜大孔時加工余量為3mm，選擇背吃刀量 b． 確定進給量和切削速度 （1）根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-69，選擇進給量為f=0.5mm/r 切削速度為0.5m/s. （2）確定鏜刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7取粗鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。 （3）確認機床主軸轉(zhuǎn)速 （B）確定時間定額 基本時間0.39min=23.3s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。。 4.29mm 其中1.5mm； =3~5，取=4mm 工序90 、100半精鏜左、右支承孔 （A）確定切削用量 a 確定背吃用量 半精鏜時，半精鏜時一般為0.5~1.5mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。 b確定進給量和切削速度 c根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-69，選擇進給量為0.4mm/r 切削速度為0.6m/s. （2）確定鏜刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7取半精鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。 （3）確認機床主軸轉(zhuǎn)速 （B）確定時間定額 基本時間0.39min=23.5s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。 2.917mm 其中0.2mm； =3~5，取=4mm 工序160、170 精鏜左、右支承孔 （A）確定切削用量 a 確定背吃用量 取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.3mm。 b確定進給量和切削速度 c根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-69，選擇進給量為0.3mm/r 切削速度為0.4m/s. （2）確定鏜刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7取半精鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。 （3）確認機床主軸轉(zhuǎn)速 （B）確定時間定額 基本時間0.727min=43.6s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。 2.68mm 其中0.15mm； =3~5，取=4mm 工序70、140 粗銑底面臺階孔平面及上面的螺紋孔面 （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑底面臺階孔平面及上面的螺紋孔面的加工余量為3.5mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，取粗銑高速鋼鑲齒圓柱銑刀磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額 1、底面凸臺面：（2個工位） 一個工位基本時間0.328min=20s 其中=100mm為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 4.68mm 其中d=40mm；； =3~5，取=4mm =331.2mm/min 2、螺紋孔面（1個工位） 一次走刀基本時間0.398min=24s 其中=125mm為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 2.915mm 其中d=40mm；； =3~5，取=4mm =331.2mm/min 工序110 粗銑左端面B （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑左端面的加工余量為3mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額 基本時間0.68min=41s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 16.29mm 其中d=100mm；； =3~5，取=4mm =132.48mm/min 工序120 粗銑右端面C （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑右端面的加工余量為3mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額（2次走刀） 一次走刀基本時間1.08min=65s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 18.93mm 其中d=100mm；； =3~5，取=4mm =132.48mm/min 工序80鉆、擴、鉸孔 工步1：鉆Φ9.8底面凸臺孔； （A） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為9.8mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=9.8mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-64，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為0.45mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s （2）確定麻花鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=100min。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額（6個工位鉆6個孔） 一個工位基本時間0.1min=6s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。 =20mm 其中D=9.8mm； =1~4，取=3mm 工步2：擴4個Φ10.5底面凸臺孔； a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為0.7mm。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量a=0.7mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-64，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=0.18m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額（4個工位擴4個孔） 一個工位基本時間0.089min=5.5s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。 =3.3mm 其中D=10.5mm；； =2~4，取=3mm 工步3：擴一對Φ10.4底面工藝孔； a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為0.6mm。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量a=0.6mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-64，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=0.18m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額（2個工位擴2個孔） 一個工位基本時間0.084min=5s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。 =2.2mm 其中D=10.4mm；； =2~4，取=3mm 工步4：鉸一對Φ10.5H7底面工藝孔； a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為0.1mm。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量a=0.1mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-68，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為1.5mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=10m/min （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額（2次走刀鉸2個孔） 一次走刀基本時間0.071min=4s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。 =2.2mm 其中D=10.5mm；； =13mm 工序150：鉆、攻螺紋孔 工步1：鉆Φ5螺紋孔； （A） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為5mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=5mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-64，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為0.3mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s （2）確定麻花鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=100min。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額（2個工位鉆2個孔） 基本時間0.05min=3s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。 =9.33mm 其中D=5mm； =1~4，取=3mm 工步2：攻M6內(nèi)螺紋（P=0.75mm）； （A） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為1mm。一次工作行程攻完，所以選擇背吃刀量a=1mm。 b. 確定進給量 進給量應為螺距P，故f=0.75mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-83,選擇切削速度Vc=8.9m/min （2）確定麻花鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取絲錐的耐用度T=100min。 （3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n （B）確定時間定額（2次走刀攻2個內(nèi)螺紋） 一次走刀基本時間+=0.1min=6s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進給量。 =2.25mm；=2.25；n=472.4r/min 第3章 銑左右端面夾具的銑床夾具 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工銑左右端面夾具.采用銑床X5020A進行加工。需要設計銑床專用夾具。 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計銑左右端面夾具銑床夾具。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 一、機床夾具定位元件 工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1．支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖a）用于支承精基準面；球頭支承釘（圖b）用于支承粗基準面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖c）能產(chǎn)生較大的摩擦力，但網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在一個平面內(nèi)，兩個支承釘限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度。 圖6-1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 2．支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖a）結(jié)構(gòu)簡單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側(cè)面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖b），在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面較大時，常用幾塊支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度；兩個（或多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個自由度。 圖6-2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式 3．可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6-3所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準面，支承高度可以根據(jù)需要進行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個可調(diào)支承限制一個自由度。 3.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對加工前，平面進行了粗、精銑加工，底面進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有： 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷再加上2個浮動調(diào)節(jié)支撐的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。 3.3 切削力及夾緊力的計算 刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金） 機床X5020A 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 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夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 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夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF軸向力：F夾＝KF （N） 3.4 誤差分析與計算 該夾具以采用一面一銷再加上一擋銷的定位方式，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。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴銷的定位誤差 ： 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 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 3. 5 定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表5.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設計的基本要求 （1）應該保持精度和穩(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，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。 （4）應便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。 （5）安裝應牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，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。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，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度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。 3.7夾具設計及操作的簡要說明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 六、 結(jié) 論 通過這次課程設計，使我對零件制造過程、加工工藝和夾具設計都有了更進一步的認識，也加深了對大學四年中所學基礎知識的學習和理解。課程設計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設計時就必須考慮所設計的機構(gòu)是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，課程設計使我學會了從實際出發(fā)加工零件和設計夾具。 在本次設計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標準件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加工。但也有不足之處：特別是對于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時，有可能會劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺可升可降，這樣，在刀具退出時，使定位立臺連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用夾具還有待改進。無論怎樣，這次的課程設計使我獲益良多，是我在學校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會的第一步。 七、 參考文獻 [1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2004。 [2] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上海科學技術出版社，2004。 [3] 李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2000。 [6] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [7] 吳宗澤，機械設計實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2000。 [8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [9] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1984。 [10] 周永強，高等學校課程設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 [11] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2004。 [12] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [13] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上海科學技術出版社，1980。 [14] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [15] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2000：9～19。 [16] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2005：4～17。 [17] 王先逵，機械機械制造工藝學，機械工業(yè)出版社，2006。 [18] Machine Tools N.chernor 1984. [19] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973. [20] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 . 八、 致 謝 首先，我要感謝指導課程設計的老師。在課程設計中，他給予了很多指導性的意見，我萬分的感謝他給我的寶貴的意見和鼓勵。 在他們的課堂上使我受益匪淺，得到了不少對我論文有幫助的知識和想法。 我也非常感謝我的父母。在學習和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學習中。 最后，很感謝閱讀這篇課程設計（論文）的人們。感謝您們抽出寶貴的時間來閱讀這篇課程設計（論文）。