機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計.doc

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1、 機 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計 設(shè)計題目： 撥叉 機械加工工藝規(guī)程制定及 孔直徑42MM 專用夾具設(shè)計 學(xué) 生 姓 名 劉艷娜 班 級 2014秋 學(xué) 號 1451001255806 指 導(dǎo) 教 師 孫偉 學(xué) 號 1451001255806 學(xué)生姓名 劉艷娜 專業(yè)（班級） 設(shè)計 題目 拔叉

2、工藝規(guī)程編制及孔直徑42MM夾具設(shè)計 設(shè) 計 技 術(shù) 參 數(shù) 圖一所示是CA6140車床撥叉型號831002的簡圖。毛坯材料為鑄鋼。中批量生產(chǎn)，采用通用機床進(jìn)行加工。試完成該零件的機械加工工藝設(shè)計及加工φ25H7孔鉆床夾具設(shè)計。 設(shè) 計 要 求 一、 設(shè)計者必須發(fā)揮獨立思考能力，禁止抄襲他人成果,不允許雷同。積 極主動與指導(dǎo)教師流，每一進(jìn)展階段至少與指導(dǎo)教師交流二次。 二、設(shè)計成果： 1、夾具裝配圖一張， A1; 2、設(shè)計說明書一份; 3、工藝規(guī)程卡一套，工序卡若干張。 設(shè)計說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容： （1） 封面 （2） 目錄

3、 （3） 摘要和關(guān)鍵詞、 （4） 設(shè)計任務(wù)書 （5） 機械加工工藝規(guī)程制定的詳細(xì)過程 主要包括： １） 零件的結(jié)構(gòu)分析 ２） 生產(chǎn)類型的確定 ３） 毛坯的選擇與毛坯簡圖的繪制 ４） 工藝路線的擬定 ５） 各工序的加工余量及工序尺寸的確定。 ６） 切削用量的計算和確定 ７） 時間定額的計算和確定 （6）專用夾具設(shè)計的詳細(xì)過程 1）明確夾具的功用，選擇夾具的類型 2）定位方案的選擇、分析、比較和確定 3）夾緊方案的選擇、分析、比較和確定 4）對定方案的選擇、分析、比較和確定 5）夾具各部分元件的選擇 6）夾具的精度分析 7）夾具的特點 （7）參考文獻(xiàn)（要包含資

4、料的編號、作者名、書名、出版地、出版者、出版 年月）。 三、定稿完成后，按照學(xué)校要求打印、裝訂，裝袋，并和電子稿一起交給老師，并準(zhǔn)備答辯。 工 作 量 1、夾具裝配圖一張， A1; 2、設(shè)計說明書一份; 3、工藝規(guī)程卡一套，工序卡若干張。 工 作 計 劃 序號 環(huán)節(jié) 時間分配 備注 1 設(shè)計準(zhǔn)備工作 0.5 2 機械加工工藝規(guī)程制定 1.0 3 填寫機械加工工藝卡片 0.5 4 專用夾具設(shè)計 2 5 撰寫設(shè)計說明書 0.5 6 答辯 0.5 小 計 5天 參 考 資 料

5、 1、《金屬切削加工手冊》； 2、《機床夾具設(shè)計手冊》； 3、《機械制造工藝學(xué)》； 4、《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》。 指導(dǎo)教師簽字 孫偉 教研室主任簽字 說明：此表一式叁份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、二級學(xué)院各一份。 年 月 日 機械制造工藝學(xué)課程 設(shè)計計算說明書 設(shè)計題目 拔叉工藝規(guī)程編制及孔直徑42MM夾具設(shè)計 學(xué)院（系）： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 2014秋 姓 名： 劉艷娜 學(xué) 號： 1451001255806 指導(dǎo)老師： 孫偉 完成日期： 2016、0

6、8、10 目錄 第一部分 序言 ……………………………………………………………………7 第二部分 零件的分析 ……………………………………………………………9 2.1.撥叉的功用分析 ……………………………………………………………9 2.2.撥叉的工藝分析 ……………………………………………………………9 第三部分 機械加工工藝規(guī)程制訂……………………………………………… 11 3.1生產(chǎn)類型 …………

7、………………………………………………………11 3.2毛坯選擇 …………………………………………………………………11 3.3選擇定位基準(zhǔn)………………………………………………………………11 3.4 選擇加工方法 ………………………………………………………… 12 3.5制訂工藝路線 ……………………………………………………………13 3.6確定加工余量及毛坯尺寸…………………………………………………13 3.7工序設(shè)計……………………………………………………………………15 3.8確定切削用量和基本時間………………………………………………

8、…17 第四部分 夾具的設(shè)計……………………………………………………………26 4.1接受設(shè)計任務(wù)、明確加工要求……………………………………………26 4.2確定定位方案，選擇定位元件……………………………………………26 4.3確定夾緊方案、設(shè)計夾具機構(gòu)……………………………………………27 4.4確定導(dǎo)向方案、選擇導(dǎo)向元件……………………………………………27 4.5鉆模板結(jié)構(gòu)類型的確定……………………………………………………28 4.6夾具體的設(shè)計………………………………………………………………28 4.7夾具精度分析…………………………

9、……………………………………28 4.8繪制夾具裝配圖及必要的夾具體圖………………………………………29 第五部分 總結(jié)、致謝及參考文獻(xiàn)…………………………………………………31 5.1.總結(jié) ………………………………………………………………………31 5.2.致謝 ………………………………………………………………………32 5.3.參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………33 一.序言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們對《機械制造基礎(chǔ)》和《機械制造工藝學(xué)等》進(jìn)行學(xué)習(xí)以后進(jìn)行的。這是對我們所學(xué)各課程的一次深入的綜合

10、性的總復(fù)習(xí)，也是我們在走進(jìn)社會崗位前的一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)課程學(xué)習(xí)中占有重要的地位。 此次課程設(shè)計需要我們熟練掌握基礎(chǔ)課程知識以及充分了解專業(yè)學(xué)科知識，如應(yīng)用軟件繪制零件圖、毛坯圖零件加工工藝路線的定制等。同時通過設(shè)計讓我們學(xué)會查詢各種專業(yè)相關(guān)資料，有助于擴展我們的知識面?？偟膩碚f，就是要讓所學(xué)理論知識在實際設(shè)計過程中得到充分地利用，并不斷提高自己解決問題的能力。 本次課程設(shè)計的任務(wù)之一是制訂撥叉機械加工工藝規(guī)程。通過分析撥叉從毛坯到成品的機械加工工藝過程，總結(jié)其結(jié)構(gòu)特點、主要加工表面，并制定相應(yīng)的機械加工工藝規(guī)程。針對撥叉零件的主要技術(shù)要求選擇適當(dāng)?shù)膴A具進(jìn)行裝夾以

11、及設(shè)計鉆孔用的鉆床夾具。 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 撥叉工藝規(guī)程及其鉆孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個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，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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

12、設(shè)計中注意改進(jìn)。 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計，了解并認(rèn)識一般機器零件的生產(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，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，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良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給

13、予指導(dǎo)。 二．零件的分析 2.1．撥叉的功用分析 題目所給零件是車床主軸箱內(nèi)摩擦離合器操縱機構(gòu)的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔與操縱機構(gòu)相連，側(cè)邊的φ60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力波動側(cè)邊的齒輪變速。兩零件鑄為一體，加工時分開。 2.2.撥叉的工藝分析 撥叉零件圖 1. 從零件圖上可以看出，零件為HT200鑄鋼件。從

14、結(jié)構(gòu)上看，左部呈圓筒狀，右部為厚12d11的半圓叉爪，兩半部分上下都不在同一平面上，工件安裝有一定困難。 零件的主要加工表面和主要的技術(shù)要求也分兩部分： 一個是以φ25H7孔為中心的加工表面，這一組加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為φ25H7mm通孔。 一個是以半圓叉爪為中心的加工表面，即以φ69mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的兩端面，主要是φ60H12的孔。 銑16的槽加工表面包括：此槽的端面，16mm的槽的底面 和槽兩側(cè)面。以M221.5螺紋孔為中心的加工表面包括：M221.5的螺

15、紋孔，長32的端面。這兩個加工表面之間有一定的位置要求，主要是：φ60的孔端面與φ25H7孔垂直度公差為0.1mm。16mm的槽與φ25H7的孔垂直度公差為0.08mm。 2.撥叉的技術(shù)要求 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度Ra（um） 形位公差(mm) 長槽側(cè)面 16 3.2 ⊥ 0.08 A 長槽底面 8 IT12 6.3 撥叉腳兩端 12 IT11 3.2 ⊥ 0.1 A 撥叉腳內(nèi)表面 Φ60 +00.25 IT12 3.2 M221.5mm螺紋孔到大槽外側(cè) 44 0-0.3 6

16、.3 Φ25mm孔 Φ25 0+0.02 IT7 1.6 圓筒端面 Φ42 6.3 三．機械加工工藝規(guī)程制訂 3.1.確定生產(chǎn)類型 按設(shè)計任務(wù)書，撥叉年產(chǎn)量為4000臺/年，機械加工其中廢品率為1%，備品率為6%，則該零件的年產(chǎn)量綱領(lǐng)為 N=Qn(1+α%+β%)=40001(1+6%+1%)件/年=4280件/年 可見，撥叉的年產(chǎn)量為4280件，撥叉可以看成獨立的一部分，屬于輕型機械。由生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系可確定該零件為中批生產(chǎn)，其毛坯制造、加工設(shè)備及工藝裝備的選擇應(yīng)呈現(xiàn)出中批

17、生產(chǎn)的工藝特點，如多采用通用設(shè)備配以專用的工藝裝備等。 3.2.確定毛坯制造形式 圖紙規(guī)定零件材料是HT200，顯然毛坯只能是鑄鋼件。本零件形狀不復(fù)雜，可成批生產(chǎn)。若選砂型手工造型，生產(chǎn)效率低、鑄件質(zhì)量差。也不宜采用費用高、生產(chǎn)周期長的鑄造復(fù)雜形狀毛坯的熔模鑄造。最后確定采用砂型機器造型，它有較高的生產(chǎn)效率，也能滿足毛坯質(zhì)量要求。 該零件的形狀不是十分復(fù)雜，因此毛坯的形狀與零件的形狀應(yīng)盡量接近。由于有一個圓筒，為減少加工余量可在鑄造時鑄出毛坯孔。 3.3.選擇定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)的選擇使工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理地選擇定位基準(zhǔn)，可以確保

18、加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類，提高生產(chǎn)率。 精基準(zhǔn)的選擇 ：按照一般規(guī)則，定位精基準(zhǔn)應(yīng)是精度較高、粗糙度較小的表面。即應(yīng)選擇Φ25H7孔及其一端面為基準(zhǔn)。但用Φ25H7孔作精基準(zhǔn)，兩零件分切開后可能不對稱，而且2—Φ25H7孔的端面橫向尺寸小，定位穩(wěn)定性也差。若選叉爪的及其一端面為精基準(zhǔn)，又因Φ60H12孔精度太低，用一般圓柱心軸作定位元件，定位誤差太大。最后考慮仍選Φ60H12孔為縱向定位基準(zhǔn)，目的是希望工件分切開后左右兩件較為對稱。但所設(shè)計的夾具，必須采用彈簧心軸或軸向可移式錐心軸作定位元件，以消除精基準(zhǔn)尺寸公差大造成的定位誤差。垂直方向則選叉爪上端面為精基準(zhǔn)，從尺寸關(guān)

19、系看，以它作定位精基準(zhǔn)便于加工其余各平面。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取Φ25H7孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個Φ42作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。既能加工出已選各精基準(zhǔn)面，又能保證加工面對不加工毛面的位置和尺寸。 3.4.選擇加工方法 表面加工方法 加工表面 尺寸精度等級 粗糙度表面Ra/mm 加工方案 撥叉角內(nèi)表面 IT

20、12 3.2 粗鏜-半精鏜 撥叉腳底面 IT12 6.3 粗銑 Φ60孔兩端面 IT11 3.2 粗銑-半精銑-精銑 Φ25孔 IT7 1.6 鉆-擴-粗鉸-精鉸 螺紋孔頂面 IT12 6.3 粗銑 銑槽端面 IT12 6.3 粗銑 16H槽底面 IT11 6.3 粗銑-精銑 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則，首先加工精基準(zhǔn)——撥叉頭Φ25的左端面和軸孔Φ25孔。 （2）遵循“先粗后

21、精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——撥叉頭Φ25左端面和軸孔Φ25孔和撥叉Φ60孔左右端面，后加工次要表面——操縱槽內(nèi)側(cè)面和底面。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉頭Φ25孔左端面，撥叉Φ60孔左右端面，粗鏜Φ60孔，粗銑槽外端面，粗細(xì)槽內(nèi)側(cè)和底面，完成Φ25孔的鉆、擴和粗鉸，鉆Φ20.5孔，用絲錐攻M22*1.5螺紋。在半精加工階段，完成進(jìn)Φ60孔的半精鏜，槽內(nèi)側(cè)和底面的半精銑，Φ60孔左右端面的半精銑；在精加工階段，進(jìn)行撥叉Φ60孔左右端面的精銑

22、，槽內(nèi)側(cè)和底面的精銑和Φ25孔的精鉸 3.5.制訂工藝路線 制定藝路線的出發(fā)點,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,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線安排如下： 鑄造（砂型機器造型）、清砂、退火 銑φ25孔左端面粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔 銑φ60孔上、下端面鉆、鏜、鉸φ60孔 銑螺紋孔端面鉆φ22孔 攻M221.5螺紋粗銑半精銑精銑槽所在的端面粗銑半精銑精銑16的槽切斷 、檢查 上面安排可使加工效率

23、大大提高，多次加工φ25、φ60孔，更能保證孔的加工精度。 3.6.確定加工余量及毛坯尺寸 “CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛坯重量 1.45kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。鑄造鋼采用砂型機器制造時，鑄件尺寸公差為CT8～CT12級此處選用CT10級。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、及毛坯尺寸如下： 1. 外圓表面（φ42）考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。 2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）。φ25左端面的加工余量為

24、3mm，毛坯尺寸83mm，CT10=3.2mm。φ60孔的左右端面毛坯尺寸為16mm，CT10=2.2。 3. 內(nèi)孔 查《工藝手冊》表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取φ60孔已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔直徑為54mm，CT10=2.8mm。 同上，零件φ25的孔也已鑄出φ20的孔，CT10=2.4mm。 4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm，CT10=2.8mm。16槽端面毛坯尺寸為18，加工余量為3mm，CT10=2.2mm。 5. 螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至φ25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4mm。

25、 6. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 7.毛坯簡圖 3.7.工序設(shè)計 （1）、選擇加工設(shè)備與工藝裝備 工序號 工序名稱 機床設(shè)備 刀具 量具 01 基以φ42外圓為粗準(zhǔn)，粗銑φ25孔左端面 立式銑床X53K W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼銑刀 游標(biāo)卡尺 02 以φ25孔上端面為精基準(zhǔn)，粗鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔 立式鉆床 Z535 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 03 以φ25孔為精基準(zhǔn)，粗銑φ60孔上、下端面 立式銑床

26、 X53K 高速套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 04 以φ25孔為精基準(zhǔn)，半精銑，精銑φ60孔上、下端面 臥式銑床 X63 W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀 游標(biāo)卡尺 05 以φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆、鏜、鉸φ60孔 臥式鏜床 T68 高速精鋼鏜刀 卡尺、塞規(guī) 06 以φ25孔為精基準(zhǔn)，銑螺紋孔端面 立式銑床 X53K 高速套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 07 以φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆φ20孔 立式鉆床 Z535 麻花鉆 內(nèi)徑千分尺 08 以φ25孔為精基準(zhǔn)，攻M221.5螺紋 立式鉆床 Z535 高速鋼螺紋車刀 游標(biāo)卡尺 09

27、 以φ25孔為精基準(zhǔn)，粗銑、半精銑、精銑槽所在的端面 立式銑床 X53K W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀 游標(biāo)卡尺 10 以φ25孔為精基，精銑16的槽 萬能銑床X61W 錯齒三面刃銑刀銑槽 卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺 (2)確定工序尺寸 查《機械加工余量手冊》得 內(nèi)孔φ25孔 工步 加工余量 工序尺寸 公差 鉆孔 1.5mm 24.8-0.9*2=23mm IT12,0.21mm 擴孔 0.9mm 24.94-0.07*2=24.8mm IT12,0.13mm 粗鉸 0.07mm 25-0.03*2=24.94m

28、m IT9,0.052mm 精鉸 0.03mm 25mm IT7,0.021mm φ60孔的左右端面 工步 加工余量 工序尺寸 公差 粗銑 2mm 16-2=14mm IT13,0.27mm 半精銑 1.4mm 14-1.4=12.6mm IT11,0.11mm 精銑 0.6mm 12.6-0.6=12mm IT8,0.027mm 內(nèi)孔φ60孔 工步 加工余量 工序尺寸 公差 鉆孔 2mm 59.6-0.8*2=58mm IT12,0.39mm 鏜孔

29、0.8mm 60-0.2*2=59.6mm IT9,0.074mm 鉸孔 0.2mm 60mm 銑螺紋孔頂面 工步 加工余量 工序尺寸 公差 粗銑 3.1mm 40-3.1=36.9mm IT13,0.39mm 半精銑 0.7mm 36.9-0.7=36.2mm IT8,0.039mm 精銑 0.2 36.2-0.2=36mm 16槽端面 工步 加工余量 工序尺寸 公差 粗銑 2.1mm

30、 18-2.1=15.9mm IT13,0.027mm 半精銑 0.7mm 15.9-0.7=15.2mm 精銑 0.2mm 15.2-0.2=15mm 3.8.確定切削用量和基本時間 1. 工序01 粗銑φ25孔左端面 工件材料：HT200,σb=0.16GPa HB=200~241,鑄造。 刀具為W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù) z=10,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑dw=80mm。選擇刀具前角γ0＝0后角α0＝15， 副后角α

31、0=10，刀齒斜角λs=－15,主刃Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1.5mm。 銑削背吃刀量取ap=3mm，由于機床功率為10kw，進(jìn)給量查《指導(dǎo)教程》表5-27得af=0.20~0.35mm/z ，取f=0.3mm/z。計算切削速度根據(jù)d/z=80/10的條件查表選取 V=40m/min，所以，取n=150（r/min）， 所以實際的切削速度 工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)該為：fm=fzn=0.3*10*150=450m/min 基本時間ｔm 根據(jù)表中面銑刀銑平面（不對稱銑削）的基本時間公式,L=25mm, L1=3~5,取L2=4mm,C0=(0

32、.03-0.05)d=2.4~4,取C0=3mm，則L1=26.80mm，f*n=450mm/min, 所以ｔm=7.44s 2.工序02 粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔 （1）選擇z535型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時鉆頭直徑d=23mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。 決定進(jìn)給量f 根據(jù)指導(dǎo)書表5-50可以查出f=0.47~0.57mm/r由于孔深和孔徑之比n=80/23=3.48,所以klf=0.95故f=(0.47~0.57)*0.95=0.44~0.54mm/r 查z535型立式鉆床說明書，取f=0.5mm/r 背吃刀量取ap=1.

33、5mm,刀具耐用度T=60min 切削速度查指導(dǎo)書表5-52可知Cv=6.1,Zv=0.4,Xv=0,Yv=0.5,m=0.2 則 基本時間tm 基本時間公式,L=80mm, L2=0mm, L1=（D－ｄ１）/2 cotKr + (1~2)，Kr=30，則L1=41.84mm，f*n=165mm/min,所以ｔm=44.34s （2） 選用24.8mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆 根據(jù)表，取f=（0.7~0.8）*0.7mm/r=0.49~0.56mm/r。根據(jù)z535型機床說明書，取f=0.57mm/r。 切削速度查指導(dǎo)書表5-52可知Cv

34、=10.2,Zv=0.4,Xv=0.2,Yv=0.5,m=0.2。已知ap=0.9，耐用度T=60min。 基本時間ｔm 基本時間公式,L=80mm, L2=3mm, L1=（D－ｄ１）/2 cotKr + (1~2)，Kr=30，則L1=3.56mm，f*n=1100mm/min,所以ｔm=4.72s （3） 選用25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀。 確定進(jìn)給量f，根據(jù)表查出，f=1.3~2.6mm，按z535型機床說明書取f=1.6mm/r。切削速度查指導(dǎo)書表5-52可知Cv=12.1,Zv=0.3,Xv=0.2,Yv=0.65,m=0.4。已知粗鉸ap=0.07，精鉸a

35、p=0.03，耐用度T=60min。 則 粗鉸 精鉸 粗鉸φ25孔 基本時間ｔm 基本時間公式,查表，取L=80mm, L2=22mm, L1=0.15mm， f*n=61.2mm/min, 所以ｔm=10.15s 。 精鉸φ25孔 基本時間ｔm 基本時間公式,查表，取L=80mm, L2=13mm, L1=0.05mm，f*n=54.4mm/min, 所以ｔm=10.63s 3. 工序03 粗銑φ60孔上、下端面 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,鑄造。

36、 高速鋼鑲齒三面刃銑刀,銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=20,故據(jù) 《切削用量簡明手 冊》取dw=225mm。 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s，即27m/min。 背吃刀量的確定，取ap=2mm。 取f=0.08mm/z （參考《切削手冊》）表。 則：根據(jù)（《工藝手冊》表）取n=37.5（r/min） 所以，實際切削速度為： 所以，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)該為： 基本時間ｔm 根據(jù)表中面銑刀銑平面（對稱銑削）的基本時間公式, L2=1~3,取L2=2mm, Kr=90，ae=11mm，L1=2.38，L=1

37、11.53mm，f*n=450mm/min,所以tm=15.45s 4. 工序04 半精銑，精銑φ60孔上、下端齒數(shù)Z=20，d=225mm 采用X63臥式銑床及采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀， 半精銑背吃刀量的確定，取ap=1.4mm。進(jìn)給量的確定，查《指導(dǎo)教程》表得f=0.2mm/r 。 切削速度的計算，由表，取V=41m/min，,參照表取n=65r/min,實際銑削速度。 基本時間ｔm 根據(jù)表中面銑刀銑平面（對稱銑削）的基本時間公式, L2=1~3,取L2=2mm, Kr=90，ae=11mm，L1=2.38，L=111.53mm，f*n=266mm

38、/min,所以ｔm=26.11s。 精銑背吃刀量的確定，取ap=0.6mm 。進(jìn)給量的確定，查《指導(dǎo)教程》表得f=0.9mm/r。 切削速度的計算，由表，取V=57.6m/min，,參照表，取n=95r/min,實際銑削速度 基本時間ｔm 根據(jù)表中面銑刀銑平面（對稱銑削）的基本時間公式, L2=1~3,取L2=2mm, Kr=90，ae=11mm，L1=2.38，L=111.53mm，f*n=211.5mm/min,所以ｔm=32.88s 。 5.工序05 鉆、鏜、鉸φ60孔 毛坯d=54，鉆φ60孔，背吃刀量取ap=2mm，得到d=58。 決定

39、進(jìn)給量f 根據(jù)指導(dǎo)書表5-50可以查出f=0.7~0.8mm/r由于孔深和孔徑之比n=12/60=0.2,所以klf=1.0故f=(0.7~0.8)*1.0=0.7~0.8mm/r 查z535型立式鉆床說明書，取f=0.7mm/r 刀具耐用度T=60min 切削速度查指導(dǎo)書表5-52可知Cv=6.1,Zv=0.4,Xv=0,Yv=0.5,m=0.2 基本時間tm 基本時間公式,L=12mm, L2=（3~5）mm, L1=ap *cotKr + (1~2)，Kr=30，則L1=88mm，f*n=0.7*105.9=74.2mm/

40、min,所以ｔm=68.34s。 鏜φ60孔，背吃刀量取ap=0.8mm，得到d=59.6mm。背吃刀量查《指導(dǎo)教程》表得f=0.4mm/r。 速度由表，取V=30m/min，d=60，,參照表《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表，取n=160r/min,實際鏜孔速度 基本時間tm 基本時間公式,L=12mm, L2=（3~5）mm, L1=ap *cotKr + (1~2)，Kr=30，則L1=4.4mm，f*n=0.4*160=64mm/min,所以ｔm=22s。 鉸φ60孔，背吃刀量取ap=0.2mm，得到d=60mm。

41、 確定進(jìn)給量f，根據(jù)表查出，f=1.3~2.6mm，按z535型機床說明書取f=1.6mm/r。切削速度查指導(dǎo)書表5-52可知Cv=12.1,Zv=0.3,Xv=0.2,Yv=0.65,m=0.4。已知粗鉸ap=0.07，精鉸ap=0.03，耐用度T=60min。 則 基本時間tm 基本時間公式,L=12mm, L2=（3~5）mm, L1=ap *cotKr + (1~2)，Kr=30，則L1=2mm，f*n=1.6*43.5=69.6mm/min,所以ｔm=13s 6. 工序06 銑螺紋孔端面 加工條件：工件材料；

42、HT200，鑄造。機床：X52K。 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：YT15，D=100mm，齒數(shù)Z=8，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm ，所以銑削深度ap=2mm。 每齒進(jìn)給量af根據(jù)參考文獻(xiàn)取af=0.2mm/z，銑削速度取v=1.33m/s，機床主軸速度： 按參考取n=300r/min 實際銑削速度： 進(jìn)給量vf=afZn=0.12*8*300/60=4.8mm/s=288mm/min 根據(jù)表取 被切削層長度刀具切入長度 刀具切出長度。走刀次數(shù)為1 基本時間 7.工序07 鉆φ20孔 選擇z535型立式鉆

43、床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨。 進(jìn)給量查表得f=0.43~0.53mm/r，由于孔徑與孔深之比n=36/20=1.8，所以klf=1.0， 故取f=0.43 切削速度查指導(dǎo)書表5-52可知Cv=6.,Zv=0.4,Xv=0,Yv=0.5,m=0.2。已知ap=5，耐用度T=60min。 則 基本時間tm 基本時間公式,L=36mm, L2=（3~5）mm, L1=ap *cotKr + (1~2)，Kr=30，則L1=19mm，f*n=0.43*206=88.58mm/min,所以ｔm=40s 8.工序08

44、 攻M221.5螺紋 刀具壽命T=250min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時ap=1.05，走到次數(shù)i=3， f=1,查指導(dǎo)書表5-61得m=0.33，cv=140，xv=0.4，yv=0.3。 粗車 半精車螺紋時ap=0.2走刀次數(shù)i=3 。 精車螺紋時ap=0.1走刀次i=2 。 主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋時 半精車螺紋時 精車螺紋時 切削工時 取切入長度為 粗車螺紋時 半精車螺紋時 精車螺紋時 所以車螺紋的總工時為 9. 工序09 粗銑、半精銑、精銑槽所在的端面 粗銑時背吃刀量，半精銑時背吃刀量，精銑。 刀具為W1

45、8Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù) z=10,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑dw=80mm。選擇刀具前角γ0＝0后角α0＝15， 副后角α0=10，刀齒斜角λs=－15,主刃Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5過渡刃寬bε=1.5mm。 銑削背吃刀量取ap=3mm，由于機床功率為10kw，進(jìn)給量查《指導(dǎo)教程》表5-27得 af=0.20~0.35mm/z ，取f=0.3mm/z=3mm/r。計算切削速度根據(jù)d/z=80/10的條件查表選取V=40m/min，所以，取n=150（r/min）， 所以實際的切削速度

46、 工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)該為：fm=fzn=0.3*10*150=450m/min 基礎(chǔ)時間 粗銑時切削加工長度，刀具切入長度，刀具切出長度 半精銑時切削加工長度，刀具切入長度，刀具切出長度 精銑時切削加工長度，刀具切入長度，刀具切出長度 所以總工時為 10. 工序10 精銑16的槽 本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各術(shù)要求。選擇x61W型萬能銑床及錯齒三面刃銑刀銑槽，國家標(biāo)準(zhǔn)：D=160mm，d=40mm，L=16mm，齒數(shù)Z=24。查得走刀量及耐用度。 切削速度其中： 代入公式得 機床主軸速度 按機

47、床選取主軸轉(zhuǎn)速為6.33r/s，所以實際切削速度為 基本時間tm 基本時間公式,L=90mm, L2=（3~5）mm, L1=ap *cotKr + (1~2)，Kr=30，則L1=5mm，f*n=0.67*390.5=261.6mm/min,所以ｔm=22.7s 四．專用機床夾具設(shè)計 4.1.接受設(shè)計任務(wù)、明確加工要求 本次專用機床夾具設(shè)計任務(wù)是設(shè)計用來夾42mm的孔，用于加工Φ25孔的鉆模，即專用的鉆床夾具。具體設(shè)計內(nèi)容和要求應(yīng)以機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書和撥叉機械加工工藝規(guī)程為依據(jù)。有關(guān)零件功

48、用、工作條件方面的內(nèi)容可參照零件圖樣和機械工藝規(guī)程制訂部分。有零件圖樣和課程設(shè)計任務(wù)書中能得到的本工序加工要求如下： 1) .尺寸公差等級要求為級。 2) .孔表面粗糙度要求為。 3) 孔深為。 4) 零件毛皮材料為。 5) 產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)：件/年。 加工孔在整個機械加工工藝規(guī)程中為第五道工序。本零件毛坯為砂型機器制造 ，加工前退火處理，被加工孔處單邊加工余量為。 了解上述信息之后，針對設(shè)計任務(wù)，可同時搜集另外一些設(shè)計資料，如相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)以及有關(guān)計算公式、同類產(chǎn)品或近似產(chǎn)品的夾具圖樣，有關(guān)機床設(shè)備的相關(guān)尺寸，實際現(xiàn)場中機床設(shè)備的位置、空間尺寸等。 4.2.確定定位方案、選擇定位元件

49、 在鉆模的設(shè)計中，工件的定位方案與定位基準(zhǔn)的選擇一般應(yīng)與該零件的加工工藝規(guī)程一致。若工藝規(guī)程中的定位方案與定位基準(zhǔn)面的選擇有問題時，可重新進(jìn)行考慮與確定。 由零件圖可知：對孔沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的的平行度和對稱度要求。所以可以用的圓弧一端面定位并用壓板壓緊，再用兩可調(diào)螺釘組成的V形塊上定位限制個自由度。 4.3.確定夾緊方案、設(shè)計夾緊機構(gòu) 當(dāng)工件的定位方案確定后，還需進(jìn)行夾緊方案和夾緊機構(gòu)的設(shè)計，以保證在鉆孔加工過程中工件的正確位置不在外力的作用下發(fā)生變化。根據(jù)零件的形狀特點和定位方案可以采用以下方案： 方案一：采用壓板，用螺栓聯(lián)接，利用汽缸夾緊，這種夾緊方

50、式夾緊力可靠，輔助時間短，工人勞動強度小，但是成本高。 方案二：采用壓板，用螺栓、螺母聯(lián)接，利用手動夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。 本次設(shè)計零件為中批量生產(chǎn)，要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案二，利用螺栓、螺母手動夾緊。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的鉤型壓板作為夾緊機構(gòu)。 確定切削力及夾緊力 切削用具選用高速鋼麻花鉆頭，則 式中： 代入式中得， 選用壓板壓緊，實際夾緊力應(yīng)為： 式中，是夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，。 壓板用螺母擰緊，由《機床夾具設(shè)計手冊》中表得螺母擰緊力N擰=4200N。 根

51、據(jù)杠桿原理壓板實際加緊力為： 壓。 此時壓已大于所需的的夾緊力，故本夾具可安全工作。 4.4.確定導(dǎo)向方案和選擇導(dǎo)向元件 在鉆模中，鉆套作為刀具導(dǎo)向元件，主要用于保證被加工孔的位置精度，同時可以起到減少加工過程中的震動的作用。由于可換鉆套磨損后，可以順序更換，適用于成批生產(chǎn)，故本夾具選用可換鉆套。 可換鉆套的具體結(jié)構(gòu)和規(guī)格尺寸按照指導(dǎo)書表5-66選取。鉆套中導(dǎo)向孔的孔徑及其偏差應(yīng)跟據(jù)所選取的刀具尺寸來確定。通常取刀具的最大極限尺寸為引導(dǎo)孔的基本尺寸。由前面可知本道工序選用的的是d=23mm的高速鋼麻花鉆。 鉆套與工件之間應(yīng)留有排排屑間隙，若間隙過大，將影響導(dǎo)向作用；若間隙過小，切屑不

52、能及時排出。由指導(dǎo)書表5-68知，鉆套與工件之間的距離應(yīng)為： ，式中為刀具的直徑。 在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率。為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置。 4.5鉆模版結(jié)構(gòu)類型的確定 針對本工序中 孔的結(jié)構(gòu)形狀特點，鉆模版可選擇鉆模版安裝在夾具體上，這時只需一個鉆模板和一個鉆套。 在安裝鉆模板時，注意應(yīng)在找正鉆套位置。 4.6夾具體的設(shè)計 由于鑄造夾具體工藝性能好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，且具有較好的抗壓強度、剛度和抗震性在生產(chǎn)過程中應(yīng)用廣泛，故選用鑄造夾具體，材料選用HT250.為使夾具體尺寸穩(wěn)定，需要進(jìn)行

53、時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。為便于夾具體的制造、裝配和檢驗，鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺，以減少加工面積，如夾具體底板上的耳座鑄出凸臺。 夾具體設(shè)計一般不做復(fù)雜的計算，通常都是參照類似的家具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗類比法確定。夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)可參照指導(dǎo)書表5-71，由該表可知夾具體壁厚應(yīng)取8~25mm。 夾具體上的耳座間距應(yīng)是機床工作臺上的T形槽相鄰槽尺寸的整數(shù)倍。 4.7.夾具精度分析 由加工誤差不等式知，使用夾具加工工件時，加工誤差的來源有工件的安裝誤差、夾具的對定誤差和在加工過程中各種因素造成的誤差。為了達(dá)到加工要求，必須使上述三個加工誤差之和小于或等于工件相應(yīng)尺寸的公差。在安

54、裝過程中，包括定位誤差和加緊誤差。一般的夾具設(shè)計中，工件和夾具定位元件均可視為剛體，剛度較大，由此帶來的夾緊誤差可以忽略不計。因此，下面就根據(jù)要求，對本工序的定位誤差、導(dǎo)向誤差。 1) 孔徑尺寸精度，本工序的尺寸精度由加工孔時采用的鉆頭外徑來保證，屬于定尺寸刀具保證法，因此不存在定位誤差。 2) 孔深尺寸精度，孔深的尺寸為80mm，屬于未注公差尺寸，尺寸精度較低，因此不必進(jìn)行定位誤差的計算。 4.8 繪制夾具裝配圖及必要的夾具體圖 夾具裝配圖： 夾具體圖： 36 五．總結(jié)、致謝及參考文獻(xiàn) 5.1.總結(jié) 機械設(shè)

55、計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強的技術(shù)課程，它融《機械制造工藝學(xué)》、《機械原理》、《機械設(shè)計》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《AUTO CAD》、《機械工程材料》、《機械設(shè)計手冊》等于一體。 在這次設(shè)計過程中，由于對零件加工所用到的設(shè)備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實際的生產(chǎn)經(jīng)驗，導(dǎo)致在設(shè)計中碰到了許多的問題。但在我和我的另外兩位組員的共同努力下，我們通過請教老師和咨詢同學(xué)，翻閱資料、查工具書，解決設(shè)計過程中遇到的一連串的問題。 在做課程設(shè)計的這段時間，每天都忙到深夜，尤其是進(jìn)入到設(shè)計的第二階段，每天面對電腦時間達(dá)十多個小時，每晚睡覺都在思考著下一步該如何進(jìn)行

56、，很累但是卻很難入睡。計算、設(shè)計、畫圖，這不是一件簡單的事，他需要充分的設(shè)計、機械、加工工藝以及各種機械類知識。在這次設(shè)計中，我翻遍了大一以來的所學(xué)的各種機械類書籍，通過這次設(shè)計讓我對以前學(xué)的知識掌握的更牢固。當(dāng)自己的設(shè)計得到了老師的認(rèn)可時，我覺得這幾個星期來的熬夜、長時間面對電腦導(dǎo)致的眼痛、頭暈都值了。現(xiàn)在回憶起來那不在是累，那是一種在快樂的享受中知識運用。 通過這次設(shè)計，我對零件機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計，機床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計更加了解，但我覺得也還只是皮毛吧，這是一門很深厚的的學(xué)科，靠這幾個星期也只能學(xué)會基礎(chǔ)的；對所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的了解，也了解了一些設(shè)計工具書的用途，同時

57、，也鍛煉了同學(xué)相互之間的協(xié)同工作能力；學(xué)會了使用和查閱各種設(shè)計資料、手冊、和國家標(biāo)準(zhǔn)等。綜合運用所學(xué)理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝設(shè)計問題，鞏固和加深了所學(xué)到的東西。 5.2.致謝 這次設(shè)計我的任務(wù)是繪制CAD圖包括零件圖，毛坯圖，夾具圖，這使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。雖然，還有很多地方設(shè)計的不夠到位，很多的地方都是一知半解，但是，孫偉老師每次都很有耐心地指導(dǎo)我，為我排憂解難，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。 這次設(shè)計成績的取得，與孫偉老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝孫偉老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐

58、心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。好幾個日日夜夜，她都在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩孫偉老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向?qū)O偉老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 感謝我的隊友們，我們一起經(jīng)歷過的聚散喜悲，一起走過的每一段路，我一生都不會忘記。友情的無私為我們的大學(xué)時光重重地寫下了無悔 5

59、.3.參考文獻(xiàn): 【1】馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． 【2】王光斗．機床夾具設(shè)計手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002.8． 【3】 上海市第一機電工業(yè)局科技情報研究所.機床夾具實力分析.1985.5 【4】 肖繼德.機床夾具設(shè)計. 機械工業(yè)出版社.1993.4 【5】 甘永立.幾何量公差與檢測.上海科學(xué)技術(shù)出版社.2005.7 【6】 戴曙.金屬切削機床.大連理工大學(xué)出版社.1999.5 【7】王熾鴻.計算機輔助設(shè)計.上海交通大學(xué)出版社.2004.12 【8】樂兌謙.金屬切削

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