加工中心機械手驅(qū)動齒條的銑離中心線18截面長430專用夾具設(shè)計及加工工藝含NX三維及非標(biāo)7張CAD圖
加工中心機械手驅(qū)動齒條的銑離中心線18截面長430專用夾具設(shè)計及加工工藝含NX三維及非標(biāo)7張CAD圖,加工,中心,機械手,驅(qū)動,齒條,中心線,18,截面,430,專用,夾具,設(shè)計,工藝,NX,三維,非標(biāo),CAD
摘要
夾具是零件加工的夾緊裝置，是加工零件的一種必不可少的裝置。夾具利用率高，經(jīng)濟性好，對功能組件的使用和數(shù)量少。隨著零件的尺寸變化，越來越多的夾具被淘汰了，因此，設(shè)計一套專用夾具是十分有必要的。在設(shè)計專用夾具時要考慮工件的定位方案，工件的夾緊方案和設(shè)計夾緊機構(gòu)，夾具的其他組成部分，夾具的結(jié)構(gòu)形式等。
本次設(shè)計的題目是加工中心機械手驅(qū)動機構(gòu)齒條零件圖的加工工藝及銑離中心線18截面長430的夾具設(shè)計專用夾具設(shè)計，根據(jù)老師給的圖紙要求進(jìn)行工藝設(shè)計和夾具設(shè)計，針對設(shè)計給定的題目，經(jīng)過對零件的工藝進(jìn)行分析，設(shè)計里面主要對機床夾具進(jìn)行設(shè)計。本夾具體是以保證加工精度，生產(chǎn)效率和便于工人操作為宗旨展開的設(shè)計。
設(shè)計之初我查閱相關(guān)數(shù)據(jù)及國內(nèi)外關(guān)于機床夾具的文獻(xiàn)，在看懂零件圖的同時對零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行分析，明確粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇，確定零件的加工余量與毛坯的尺寸、從而確定零件的加工工藝過程、計算各工序的切削用量及工時。最終完成了本次設(shè)計所需的夾具。
關(guān)鍵詞：專用夾具；夾緊；加工中心機械手驅(qū)動機構(gòu)齒條；加工工藝； 夾具設(shè)計；切削用量
Abstract
Fixture is the clamping device of parts processing, which is an essential device of parts processing. The utility rate of fixture is high, the economy is good, and the use and quantity of functional components are small. With the size change of parts, more and more jigs are eliminated, so it is necessary to design a set of special jigs. In the design of special fixture, the positioning scheme of workpiece, the clamping scheme of workpiece and the design of clamping mechanism, other parts of the fixture, the structural form of the fixture, etc. should be considered.
The subject of this design is the processing technology of the rack part drawing of the manipulator driving mechanism of the machining center and the design of the special fixture for milling the 18 section 430 of the center line. According to the drawing requirements given by the teacher, the process design and fixture design are carried out. According to the given subject of the design, after analyzing the process of the part, the design mainly designs the fixture of the machine tool. The clamp is designed to ensure the processing accuracy, production efficiency and convenient operation of workers.
At the beginning of the design, I consulted the relevant data and the domestic and foreign documents about the machine tool fixture, analyzed the structure and process of the part while understanding the part drawing, made clear the selection of the coarse and fine benchmarks, determined the machining allowance of the part and the size of the blank, thus determined the machining process of the part, calculated the cutting amount and working hours of each process. Finally, the fixture for this design is completed.
Key words: special fixture; clamping; rack of manipulator driving mechanism of machining center; processing technology; fixture design; cutting parameters
目錄
摘要 I
Abstract II
序 言 1
第1章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)效率分析 2
2.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 2
2.2 生產(chǎn)效率分析 2
第2章 零件的分析 3
2.1 零件的分析 3
2.2 零件的作用 3
2.3 零件的工藝分析 3
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 5
3.1 確定毛坯的制造形式 5
3.2 基面的選擇 5
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 5
3.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 5
3.3 制訂工藝路線 6
3.4 基本工時的確立 7
第4章 銑床夾具設(shè)計 23
4.1 專用夾具的提出 23
4.2 定位裝置設(shè)計 23
4.3 定位分析 23
4.4 切削力和夾緊力的計算 23
4.5 定位誤差分析 24
4.6 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 25
4.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明 27
總 結(jié) 28
參考文獻(xiàn) 29
III
序 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
齒條的加工工藝規(guī)程和銑離中心線18截面長430的夾具設(shè)計，包括工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本設(shè)計選用齒條來進(jìn)行工藝編制與夾具設(shè)計，以說明書、繪圖為主，設(shè)計手冊與國家標(biāo)準(zhǔn)為附來進(jìn)行詳細(xì)說明。
第1章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)效率分析
2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)
生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計算。
N=Qn(1+a+)
式中： N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）
Q——機器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）
n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）
a——備品百分率
——廢品百分率
2.2 生產(chǎn)效率分析
操作者按規(guī)定的作業(yè)方法工作時，他的能力或努力程度叫效率。主要用來考核純生產(chǎn)能力，不包括由技術(shù)、材料等其它問題所引起的能力損耗。
1）標(biāo)準(zhǔn)工時：標(biāo)準(zhǔn)工時=標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間+輔助時間?
指在正常情況下，從零件到成品直接影響成品完成的有效動作時間，其包含直接工
時與間接工時。即加工每件（套）產(chǎn)品的所有工位有效作業(yè)時間的總和。?
a\標(biāo)準(zhǔn)工時：標(biāo)準(zhǔn)工時=生產(chǎn)一個良品的作業(yè)時間。
b\標(biāo)準(zhǔn)工時=正常工時+寬放時間=正常工時×（1+寬放率）
c\工廠使用的寬放率一般在10%～20%，對一些特殊的工種，如體力消耗較大的工種，寬放率可適當(dāng)放寬一些
d\正常工時是人工操作單元工時+機器自動作業(yè)工時的總和。
2）制定方法：對現(xiàn)有各個工位（熟練工人）所有的有效工作時間進(jìn)行測定，把所有組成產(chǎn)品的加工工位的工時，考慮車間生產(chǎn)的均衡程度、環(huán)境對工人的影響、以及工人的疲勞生產(chǎn)信息等因素后，計算得到標(biāo)準(zhǔn)工時。
生產(chǎn)率＝（產(chǎn)出數(shù)量×標(biāo)準(zhǔn)工時）÷（日工作小時×直接人工數(shù)）×100%?
′
第2章 零件的分析
2.1 零件的分析
齒條材料為45號鋼，又叫油鋼，常用中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調(diào)質(zhì)時要稍好，具有較高的強度和較好的切削加工性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性，材料來源方便。適合于氫焊和氬弧焊，不太適合于氣焊。焊前需預(yù)熱，焊后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。
2.2 零件的作用
圖2-1 齒條
齒條是與齒輪相配的一種條形零件。它等于直徑無限大的一個齒輪周緣的一段。一邊均勻分布著許多齒，與齒輪相嚙合，將轉(zhuǎn)動變?yōu)橐苿?，或?qū)⒁苿幼優(yōu)檗D(zhuǎn)動。
2.3 零件的工藝分析
齒條加工表面如下所述：
1.齒條Ф40外圓，粗糙度Ra6.3
2.齒條Ф38外圓，粗糙度Ra6.3
3.齒條M302螺紋
4.齒條22退刀槽
5.齒條離中心線18截面長430
6.齒條寬8槽
7.齒條的齒
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 確定毛坯的制造形式
鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓（鍛造與沖壓）的兩大組成部分之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。
3.2 基面的選擇
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、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則
1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2.如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3.如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5.粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
由粗基準(zhǔn)選擇原則及齒條零件圖知，選用工件外圓作為定位粗基準(zhǔn)。
3.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則
1.用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2.當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
3.當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4.為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
5.有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
由精基準(zhǔn)選擇原則及兩中心孔作為定位精基準(zhǔn)。
3.3 制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)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工具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。此外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
方案一：
工序01：下料Ф451130
工序02：調(diào)質(zhì)處理HB217～255
工序03：粗車工件右端面；鉆中心孔
工序04：掉頭粗車工件左端面；鉆中心孔
工序05： 粗車Ф45外圓至Ф40；粗車左端Ф40外圓至Ф38長337；粗車右端Ф40外圓至Ф38長132；粗車左端Ф38外圓至Ф30長85；粗車右端Ф38外圓至Ф30長85；粗車22退刀槽；粗車左端M302螺紋；粗車右端M302螺紋
工序06：銑離中心線18截面長430
工序07：銑寬8槽
工序08：銑齒
工序09：齒面淬火HRC45～55
工序10：精銑齒
工序11：去毛刺
工序12：檢驗至圖紙要求并入庫
方案二：
工序01：下料Ф451130
工序02：調(diào)質(zhì)處理HB217～255
工序03：粗車工件右端面；鉆中心孔
工序04：掉頭粗車工件左端面；鉆中心孔
工序05：粗車Ф45外圓至Ф40
工序06：粗車左端Ф40外圓至Ф38長337；粗車右端Ф40外圓至Ф38長132
工序07：粗車左端Ф38外圓至Ф30長85；粗車右端Ф38外圓至Ф30長85
工序08：粗車22退刀槽
工序09：粗車左端M302螺紋；粗車右端M302螺紋
工序10：銑離中心線18截面長430
工序11：銑寬8槽
工序12：銑齒
工序13：齒面淬火HRC45～55
工序14：精銑齒
工序15：去毛刺
工序16：檢驗至圖紙要求并入庫
方案比較，方案一以兩中心孔作為定位基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，所選用的設(shè)備也比較少，適用于中大批量生產(chǎn)；方案二則是工序比較分散，也不需要多次對刀，用于流水線一體化加工，生產(chǎn)批量為大量生產(chǎn)。齒條生產(chǎn)批量為中批量，故采用方案一。
3.4 基本工時的確立
工序03：粗車工件右端面；鉆中心孔
工步一：粗車工件右端面
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
①確定切削深度
由于單邊余量為4.0mm，可在2次走刀內(nèi)切完。
②確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.4，在粗車工件右端面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預(yù)計)時，進(jìn)給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進(jìn)給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=0.26mm/r可用。
③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
④確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=150m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈73m/min
≈517r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
⑤校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當(dāng)=480r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進(jìn)行。
2.確定粗車工件右端面的基本時間
，
，為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-2知，
式中 =45mm，=0mm，=4.5mm，=4mm，，=0.26mm/r，=480r/min，=73m/min，走刀次數(shù)=2
則
工步二：鉆中心孔
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為中心孔鉆A2.0。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
①確定切削深度
由于單邊余量為1.0mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
②確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.4，在中心孔鉆A2.0、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預(yù)計)時，進(jìn)給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進(jìn)給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=0.26mm/r可用。
③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
④確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=10m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=100.80.650.811.15m/min≈5m/min
≈796r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=760r/min
⑤校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當(dāng)=760r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進(jìn)行。
2.中心孔鉆A2.0工時計算
則機動工時為
工序04：掉頭粗車工件左端面；鉆中心孔
工步一：粗車工件左端面
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
①確定切削深度
由于單邊余量為4.0mm，可在2次走刀內(nèi)切完。
②確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.4，在粗車工件右端面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預(yù)計)時，進(jìn)給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進(jìn)給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=0.26mm/r可用。
③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
④確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=150m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈73m/min
≈517r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
⑤校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當(dāng)=480r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進(jìn)行。
2.確定粗車工件左端面的基本時間
，
，為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-2知，
式中 =45mm，=0mm，=4.5mm，=4mm，，=0.26mm/r，=480r/min，=73m/min，走刀次數(shù)=2
則
工步二：鉆中心孔
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為中心孔鉆A2.0。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
①確定切削深度
由于單邊余量為1.0mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
②確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.4，在中心孔鉆A2.0、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預(yù)計)時，進(jìn)給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進(jìn)給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=0.26mm/r可用。
③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
④確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=10m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=100.80.650.811.15m/min≈5m/min
≈796r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=760r/min
⑤校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當(dāng)=760r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進(jìn)行。
2.中心孔鉆A2.0工時計算
則機動工時為
工序05： 粗車Ф45外圓至Ф40；粗車左端Ф40外圓至Ф38長337；粗車右端Ф40外圓至Ф38長132；粗車左端Ф38外圓至Ф30長85；粗車右端Ф38外圓至Ф30長85；粗車22退刀槽；粗車左端M302螺紋；粗車右端M302螺紋
工步一：粗車Ф45外圓至Ф40
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
①確定切削深度
由于單邊余量為2.5mm，可在1次走刀內(nèi)切完，故。
②確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.4，在粗車Ф45外圓至Ф40、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預(yù)計)時，進(jìn)給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進(jìn)給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=0.26mm/r可用。
③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
④確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=150m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈73m/min
≈517r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
⑤校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當(dāng)=480r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進(jìn)行。
2.確定粗車Ф45外圓至Ф40的基本時間
，
，為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-2知，
式中 =1121.35mm，=4.5mm，=4mm，，=0.26mm/r，=480r/min，=73m/min，走刀次數(shù)=1
則
工步二：粗車左端Ф40外圓至Ф38長337
，
，為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-2知，
式中 =337mm，=3.5mm，=4mm，，=0.26mm/r，=480r/min，=73m/min，走刀次數(shù)=1
則
工步三：粗車右端Ф40外圓至Ф38長132
，
，為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-2知，
式中 =132mm，=3.5mm，=4mm，，=0.26mm/r，=480r/min，=73m/min，走刀次數(shù)=1
則
工步四：粗車Ф38外圓至Ф30長85
，
，為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-2知，
式中 =85mm，=4.5mm，=4mm，，=0.26mm/r，=480r/min，=73m/min，走刀次數(shù)=22
則
工步五：粗車22退刀槽
切槽時
式中 =2mm，=4.5mm，=0mm，，=0.26mm/r，=480r/min，=73m/min，走刀次數(shù)=2
則
工步六：粗車M302螺紋
，
通切螺紋=（2～3）P=（2～3）×2mm =（4～6）mm
=（2～5）mm
——使用板牙的次數(shù)
q——螺紋線數(shù)
則
工序06：銑離中心線18截面長430
1.選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,
，，
2. 決定銑削用量
①決定銑削深度
此工序毛坯余量Z=2.0，一次加工完成，故
②決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X53K型立式銑床說明書，其功率為為10kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-37，立式銑床X53K標(biāo)準(zhǔn)選取
3.計算工時
切削工時： ，，，走刀次數(shù)
則機動工時為
工序07：銑寬8槽
1.切削用量
①本工序為粗銑寬8槽，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。銑刀直徑d=125mm，寬度L=28mm，齒數(shù)Z=20。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第三部分表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鋼料的大于等于785MPa，故選前角=15°，后角=12°（周齒），=6°（端齒）。
已知銑削寬度=8mm，銑削深度=5mm。機床選用X63型臥式銑床。
②確定每齒進(jìn)給
根據(jù)表3.3，X63型臥式銑床的功率為10KW（表4.2-35），工藝系統(tǒng)剛性為中等，高速鋼三面刃銑刀加工鋼料，查得每齒進(jìn)給量=0.06～0.1mm/z，現(xiàn)取=0.07mm/z。
③選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表3.7，用高速鋼端面銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=125mm，耐用度T=120min(表3.8）。
④確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)表3.27中公式計算：
式中 =48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min,=2.5mm,=0.07mm/z,=28mm,Z=20,d=125,=1.0。
m/min≈27.86m/min
≈71r/min
根據(jù)X63型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表4.2-39），選擇
實際切削速度
工作臺每分鐘進(jìn)給理為
根據(jù)X63型銑床工作臺進(jìn)給量表（表4.2-40），選擇
則實際每齒進(jìn)給量為
2.校驗機床功率
根據(jù)表3.28的計算公式，銑削時的功率（單位KW）為
式中 =650，=1.0，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=4.0，=0.079mm/min，=4mm，Z=20，d=125mm，n=475r/min,=0.63mm
=2076.8N
X63銑床主動電機的功率為10KW，故所選切削用量可以采用。
所確定的切削用量為=0.063mm/min，，，
3.基本工時
三面刃銑刀銑槽的基本時間為：
式中
寬8槽最長為888.35mm，故=888.35mm
=（25.5～27.5）mm
取，
=
工序08：銑齒
1.選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金齒銑刀，刀片采用YG8,
，，
2. 決定銑削用量
①決定銑削深度
此工序毛坯余量8.6，一次加工完成，故
②決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X63型立式銑床說明書，其功率為為10kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝190
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-40，臥式銑床X63標(biāo)準(zhǔn)選取
3.計算工時
切削工時： ，，，走刀次數(shù)
則機動工時為
工序09：齒面淬火HRC45～55
工序10：精銑齒
1.選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金齒銑刀，刀片采用YG8,
，，
2. 決定銑削用量
①決定銑削深度
此工序毛坯余量0.1，一次加工完成，故
②決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X63型立式銑床說明書，其功率為為10kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝300
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-40，臥式銑床X63標(biāo)準(zhǔn)選取
3.計算工時
切削工時： ，，，走刀次數(shù)
則機動工時為
第4章 銑床夾具設(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。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計工序06：銑離中心線18截面長430的專用夾具。
4.1 專用夾具的提出
本夾具主要用于銑齒條銑離中心線18截面長430，粗糙度為Ra6.3，精度要求不高，故設(shè)計夾具時主要考慮生產(chǎn)效率。
4.2 定位裝置設(shè)計
銑齒條銑離中心線18截面長430，選擇工件Φ38外圓和工件左端面定位，對應(yīng)的定位元件為固定V型塊和A型支承釘。
4.3 定位分析
1. 兩固定V型塊與齒條Φ38外圓配合定位，限制四個自由度，即Y軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動、Z軸移動和Z軸轉(zhuǎn)動。
2. A型支承釘與齒條左端面配合定位，限制一個自由度，即X軸移動，此時齒條為回轉(zhuǎn)類零件，工件關(guān)于軸轉(zhuǎn)中心對稱，故繞X軸轉(zhuǎn)動的自由度沒限制也是合理的。
4.4 切削力和夾緊力的計算
查表4得切削力計算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當(dāng)計算K<2.5時，取K=2.5
孔軸部分由M10螺母鎖緊，查表得夾緊力為3550N
==8875N
由上計算得》，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。
4.5 定位誤差分析
定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。
當(dāng)采用夾具加工工件時，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示
圖4-1用V型塊定位加工時的定位誤差
當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動量。
定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。
根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差
圖4-2 定位誤差
=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2
=Td1/(2sina/2)+Td2/2
=0.043/2sin45+0.03/2
0.392
4.6 定向鍵與對刀裝置設(shè)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(yuǎn)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(jìn)方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 4-3 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表 4.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
d1
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
-0.027
25
12
5
12
6.6
18
+0.055
6
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。
對刀塊選用直角對刀塊，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖4-4 直角對刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖 4-5 平塞尺圖
塞尺尺寸為：
表 4.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
2
-0.014
0.25
4.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇由螺母、圓墊圈、螺柱、活動螺栓、鉸鏈壓板和六角法蘭面螺母等組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
總 結(jié)
本次設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實際相結(jié)合的一次考驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進(jìn)一步加深了對課本知識的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計過程。收獲頗豐。
首先，我要感謝老師對設(shè)計的指導(dǎo)。本次設(shè)計是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，我的機械工藝知識有限，在設(shè)計中常常碰到問題，是老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點撥迷津，提供相關(guān)資料，才使設(shè)計順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風(fēng)，不僅如此，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我，在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同班同學(xué)的支持和幫助，使我更好的完成了畢業(yè)設(shè)計。
我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中，在此，我想對我的父母說：你們辛苦了，我會盡最大的努力來讓你們過上最幸福的日子，請相信我。
最后，很感謝閱讀這篇課程設(shè)計的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這篇課程設(shè)計。
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