指導老師課程設計題目課程設計內容課程設計內容設計要求圖一所示是輸出軸簡圖。毛坯材料為鑄鋼。中批量生產(chǎn)，采用通用機床 進行加工。試完成該零件的機械加工工藝設計及加工6C 12孔鉆床夾具設計。二、設計要求：1、 設計者必須發(fā)揮獨立思考能力，禁止抄襲他人成果，不允許雷同，凡 找他人代做，一經(jīng)核實，取消答辯資格。積極主動與指導教師交流，每一進展 階段至少與指導教師交流一次。2、設計成果：(1) 、設計說明書一份；(2) 、機械加工工藝卡片一套；(3) 、夾具裝配圖一張(A1或A2圖紙，用CAD畫)及必要的零件圖若干 張。設計說明書應包括下列內容：封面，目錄、設計任務書、正文、注釋、參考文獻等。設計說明書的題目及各級標題為四號以上楷體并加黑，正文采用小4號楷體，注釋采用尾注形式。3、設計說明書的正文部分內容參考機械制造工藝學課程設計指導書4、設計完成后，將課程設計說明書、機械加工工藝卡片、夾具裝配圖 打印并裝訂好一并交給指導教師，并準備答辯，設計 進 度一）、設計準備工作（2012年11月24日25日）1、熟悉任務書，明確設計的內容和要求；2、準備參考資料和手冊。二）、機械加工工藝規(guī)程制定（2012年11月2612月2日）1、零件的分析；2、毛坯的確定；3、定位基準的選擇；4、加工方法的選擇；5、工藝路線的制定；6、確定加工余量及毛坯尺寸；7、工序設計；8確定切削用量和基本時間。三）、填寫機械加工工藝卡片（2012年12月312月4日）四）、夾具的設計（12月5日20日）1、確疋疋位方案、選擇疋位兀件；2、確定夾緊方案、設計夾緊機構；3、確定分度方案、設計分度裝置；4、確定導向、對刀方案，設計導向、對刀裝置；5、設計其他裝置；6、設計夾具體；7、夾具精度分析；8繪制夾具裝配圖及必要的零件圖。四）、撰寫計算說明書（12月21日12月28日）五）、準備答辯（12月29日2013年1月4日）27 / 25目錄前言 51. 第一部分工藝規(guī)程設計一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 51. 技術要求分析 52. 零件的工藝分析 5二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 . 61. 選擇毛坯 62. 毛坯尺寸的確定 6三、選擇加工方法，制定加工藝路線 61. 定位基準的選擇 72. 加工方法的選擇 73. 制定藝路線 8四、工序設計 91. 選擇加工設備與工藝裝備 92. 選擇機床 根據(jù)工序選擇機床 93. 選用夾具 94. 選用刀具 95. 選擇量具 96. 確定工序尺寸 10五、確定切削用量及基本工時 111.切削用量 。 112. 基本時間 18第二部分夾具設計六、夾具設計 181 定定位方式，選擇定位元件 192 確定導向裝置 193 切削力和夾緊力的計.算 194確定工件夾緊方案，設計夾緊.機.構 195 確定夾具總體結構和尺.寸 216夾具使用說.明 22七、結論 22參考文獻 22輸出軸加工工藝及鉆床夾具設計摘 要 ：機械制造業(yè)的發(fā)展對世界經(jīng)濟起著非常重要的作用，而機械加工工藝的編制是機械制造技術的重要組成部分和關鍵工作。 本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設計， 著重于幾個重 要表面的加工，具有一定的尺寸、形狀、位置要求，還有一些強度、表面粗糙度要求等，然而這些 都會在文中得以體現(xiàn)。關鍵詞 ： 制造；輸出軸；加工工藝；夾具；.、八、一前言機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大 部分專業(yè)之后進行的。這是我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性 的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重 要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行 一次適應性訓練，從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化 建設打下一個良好的基礎。我也相信通過課程設計能將零碎的知識點都聯(lián)系起來，系 統(tǒng)而全面的做好設計。本次課程設計是機械制造工藝學這門課程的一個階段總結，是對課堂中學習的基 本理論和在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識的一個實際應用過程。由于知識和經(jīng)驗所限， 設計會有許多不足之處，所以懇請老師給予指導。一 . 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1. 技術要求分析題目所給定的零件車床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉矩，使車床主軸獲得旋 轉的動力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷； 三是支撐傳動零部件。 零件的材料為 45 鋼， 是最常用中碳調質鋼，綜合力學性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。綜合技術要 求等文件，選用鑄件。2. 零件的工藝分析從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單，其主要加工的面有© 55、© 60、© 65、© 75、© 176的外圓柱面，© 50、© 80、© 104的內圓柱表面，10個© 20 的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是 IT6 級；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側面、 © 80內圓柱表面為 Ra3.2um,大端端面為 Ra3.2um,其余為Ra12.5um 要求不高；位置 要求較嚴格，表現(xiàn)在 © 55 的左端面、 © 80內孔圓柱面對 © 75、© 60外圓軸線的跳動 量為0.04mm, © 20孔的軸線對© 80內孔軸線的位置度為 © 0.05mm鍵槽對© 55外圓 軸線的對稱度為.0.08mm；熱處理方面需要調質處理，到 2OOHB0保持均勻。 通過分 析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面 清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。二.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖1. 選擇毛坯毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其 他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒 料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鍛 件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。 本零件生產(chǎn)批量為中批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。2. 毛坯尺寸的確定毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設計的，經(jīng)查機械加工工藝手冊金屬機械加工工藝人員手冊知精車-半精車-粗車各余量，從而可得毛坯余量 或查表得到 。鑄 件的外圓角半徑按表5-12確定，內圓角半徑按5-13確定。結果為：外圓角半徑：r = 2 ； 內圓角半徑：R=3。按表5-11，外模鍛斜度:=5，內模鍛斜度:=7。下圖為本零 件的毛坯圖三. 選擇加工方法，制定加工藝路線1. 定位基準的選擇本零件為帶孔的軸類零件，孔是其設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選回轉軸線為定位基準，即遵守“基準重合”的原 則。具體而言，即選 48孔及一端面作為精基準。由于本零件全部表面都需要加工， 而孔作為精基準，應先進行加工，因此應選外圓及一端面為粗基準。2. 加工方法的選擇1. 回轉體表面面的加工：面的加工方法有很多，本零件主要是加工外圓面和端面© 55、© 60外圓面的加工精度采用7級精度可以滿足要求，故可采取粗車-半精車-精 車的加工方式。© 65、© 75外圓面的加工精度要采用6級精度才能達到要求，故采用 粗車-半精車-粗磨-精磨的加工方式。2. 孔的加工：孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于內孔采取在車床上鏜孔的方式。原因是結構緊湊，重量不大，適用于車削加工通孔10X© 20采用在車床上鏜孔的方式 斜孔2X © 8在鉆床床鉆孔。圖1毛坯圖迪iWI、最建繭角町2-裁簾抖度丁 人正典處理TXT?3. 鍵槽的加工：零件上的鍵槽在銑床上銑。其公差等級為IT7,兩側的粗糙度為Ra3.2卩m槽底面的粗糙度為Ra6.3卩m。可采用粗銑-精銑的加工方式。4. 兩端面的加工：端面的加工在銑床上進行，其公差等級為 IT7，粗糙度的要求分別為Ra25卩m, Ra,12.5卩m。3. 制定藝路線制定工藝路線是制定工藝規(guī)程最重要的工作，也體現(xiàn)了工藝師工藝水平的重要方 面。其原則是，在保證零件的幾何形狀、尺寸精度、表面質量的前提下，盡可能提高 生產(chǎn)率，降低成本，取得好的經(jīng)濟效益。工藝路線的確定：基準先行原則該零件加工時應該先© 55端面為粗基準加工© 176外圓面及其端面，再以© 176為基準加工© 55端面及其外圓面先粗后精原則 先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工將在較短時間 內將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的 余量均勻性要求，若粗加工后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半 精加工。先面后孔原則 對該零件應該先加工圓柱表面，后加工孔，這樣安排加工順序， 一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔， 比較容易，并能提高孔的加工精度。先主后次原則 先加工主要表面，后加工次要表面。這里的主要表面是指基準 面，主要工作面。次要表面是指鍵槽、內孔等其他表面。次要表面和主要表面之間往 往有相互位置要求。因此，在主要表面達到一定的精度之后，再以主要表面定位加工 次要表面工藝路線安排如下：工序 1 備料、模鍛 。工序 2工序 3用三爪卡盤定位©55回轉體表面，粗車©176外圓和粗銑©176端面用三爪卡盤定位 ©176 回轉體表面,粗銑©55端面和粗車©55、©60、©65、©75 的回轉體表面。工序 4 用三爪卡盤定位 ©55回轉體表面，半精車 ©55、©60、©65、©75、©176 的外圓工序5 用三爪卡盤定位 ©55回轉體表面，粗磨 ©65、©75的外圓表面 工序 6 用三爪卡盤定位 ©55 回轉體表面，粗車、半精車過度錐面 工序 7 以軸的回轉軸線為基準，粗鏜內孔 ©50、©80、©104工序 8 以軸的回轉軸線為基準，半精鏜內孔 ©50、©80、©104工序9 以©80孔的中心線為基準，鉆、擴、鉸孔 10 X©20工序10鉆斜孔2 X©8工序 11 以軸的回轉軸線為基準，粗銑鍵槽工序 12 熱處理：調質處理硬度為 200-230HBW工序13 精車©65、©75的外圓及錐面工序 14 用三爪卡盤定位 ©55回轉體表面，精磨 ©65、 ©75的外圓表面工序15以軸的回轉軸線為基準，精銑鍵槽，用三爪卡盤定位©55回轉體表面, 精銑©176端面；用三爪卡盤定位©176回轉體表面,精銑©55端面工序 16 去毛刺、清洗、檢驗四. 工序設計1. 選擇加工設備與工藝裝備選擇機床 根據(jù)工序選擇機床 選擇加工設備及選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇了加 工方式，機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，取決于現(xiàn)場的設備情況。最終選 擇的機床，其經(jīng)濟精度應與零件表面的設計要求相適應，初步選定的機床如下：工序 1 0、 1 5、60、80中進行的操作分別是粗銑 © 176端面、銑© 55端面、粗銑鍵 槽、精銑鍵槽，精銑© 176端面，精銑© 55端面，用的設備是X53T立式銑床。工序50中鉆、擴、鉸孔10X © 20,工序55中鉆斜孔2X © 8,選用Z3025搖臂鉆 床。其余工序如加工端面和外圓，都可以在 CA6140臥式車床進行。2. 選用夾具本零件除銑銷，鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。3. 選用刀具 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質量， 刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個重要部分，刀具 應具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟 性，抗粘接性，化學穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為 45 鋼，推薦用硬質合金中的 YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重，切削溫度高，而YT類硬質合金具有較高的 硬度和耐磨性 , 尤其具有高的耐熱性 , 在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長 , 所以加工 45 鋼這種材料時采用硬質合金的刀具。粗車外圓柱面：90°半精車，精車外圓柱面：前角為 90°的車刀。鉆頭：高速鋼刀具，直徑為 © 30；直徑為 © 18；擴孔鉆：直徑為 © 19.8 ;鉸刀：直徑為 © 20。鏜刀，刀桿長度為200.B X H= 16X 25。4. 選擇量具本零件屬大批大量生產(chǎn)，一般配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，參考參考文獻4相關資料，選擇如下：讀數(shù)值0.02、測量 范圍0150游標卡尺，讀數(shù)值0.01、測量范圍0150游標卡尺。讀數(shù)值0.01、測量 范圍50125的內徑千分尺，讀數(shù)值0.01、測量范圍50125的外徑千分尺，讀數(shù)值0.01、測量范圍50125的內徑百分表（表 5-108）。5. 確定工序尺寸確定圓柱面的工序尺寸圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應將毛坯余量分為各工序加工余量，然后 由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。本零件各 圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表：表3外圓柱面$ 176軸段加工余量計算Tab3工序名稱工序間余量/mm工經(jīng)濟精度/mm序表面粗糙度R/卩m工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm精車2IT106.3176176“-0.14粗車3IT1212.5179179亠毛坯± 218118仁2表4外圓柱面$ 55軸段加工余量計算Tab4工序名稱工序間余量/mm工經(jīng)濟精度/mm序表面粗糙度R卩m工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm精車1.0IT61.65555 -0.019半精車1.5IT103.25656-0.120粗車2.5IT126.357.557.5 工.3毛坯± 260$60±2表5 $ 60軸段加工余量計算Tab5工序名稱工序間工序工序基本標注工序余量 /mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度R/卩m尺寸/mm尺寸公差/mm精車1.0IT61.660-6OO0.019半精車1.5IT103.26161_0.120粗車2.5IT126.362.5'62.50.30毛坯± 265帕5±2表5 $ 65軸段加工余量計算Tab5工序名稱工序間余量 /mm工經(jīng)濟精度/mm序表面粗糙度R/m工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm精車1.0IT61.66565_0.019半精車1.5IT103.26666_0.120粗車2.5IT126.367.567.500.30毛坯± 270$70±2表5 $ 75軸段加工余量計算Tab5工序名稱工序間余量 /mm工經(jīng)濟精度/mm序表面粗糙度Ra/ 1m工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm精車1.0IT61.675沖75。7 5_0.019半精車1.5IT103.2767600.120粗車2.5IT126.377.5©77 500.30毛坯± 280©80 ±2表5$ 104內孔加工余量計算Tab5工序名稱工序間余量 /mm工經(jīng)濟精度/mm序表面粗糙度R/1m工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm精鏜1.8IT73.210410400.035粗鏜3.2IT106.3103.2103.200.140毛坯± 299©99 ±2表5 $ 80內孔加工余量計算Tab5工序名稱工序間余量/mm工經(jīng)濟精度/mm序表面粗糙度R/卩m工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm精鏜1.5IT73.280800°.°3°粗鏜2.5IT106.378.578.500.12毛坯± 276忖6±2表5 $ 50內孔加工余量計算Tab5工序名稱工序間余量/mm工經(jīng)濟精度/mm序表面粗糙度叭m工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm精鏜1.5IT73.2505000025粗鏜2.5IT106.348.548.5。0.1毛坯± 246帖6±2五. 確定切削用量及基本工時切削用量包括背吃刀量ap、進給量f和切削速度v。確定順序是確定ap、f，再 確定v。本說明書選取工序1粗車外圓55mm為例確定其切削用量及基本時間。1.切削用量本工序為粗車。已知加工材料為 45鋼，鍛件，有外皮；機床為 CA6140型臥式車 床，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。確定55mm外圓的切削用量。所選刀具為YT15硬質合金可轉位車刀，根據(jù)表5-112，由于CA6140機床的中心高 為200mm故選用刀桿尺寸 BX H=16mm25mm刀片厚度為 4.5mm 根據(jù)表5-133，選 擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角0=12，后角0=6、主偏角g = 90、， 副偏角g-10、刃傾角二丸、刀尖圓弧半徑 -0.8mm。(1) 確定背吃刀量ap由于粗車雙邊余量為2.5mm則ap = 2.25mm(2) 確定進給量 f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼件、刀桿尺寸為 16mm 25mm、 ap乞3mm、工件直徑為60 100mm時，f = 0.5 0.9mm/r。按CA6140機床的進給量 選擇f = 0.65mm/r。確定的進給量尚需滿足機床進給強度的要求，故需進行校驗。根據(jù)表5-55，CA6140機床進給機構允許的進給力F ma 3530N。根據(jù)表 5-123 ,當鋼材二b = 570 670MPa、aP 込 2.0mm、f 込 0.75mm/r , ' r 込 45 , v= 65m/min （預計）時，進給力 F f = 760N。Ff的修正系數(shù)為心皈=1.0 , k麗= 1.0 , kk.；Ff = 1.17 ,故實際進給力為 Ff =760 1.17N =889.2N，由于 Ff 乞 Fmax，所選的 f = 0.65mm/r 可用。（3） 選擇車刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)表5-119，車刀后刀面最大磨損量取為1mm 可轉位車刀耐用度T =60min。（4）確定切削速度 v 根據(jù)表5-120，當用YT15硬質合金車刀加工鋼材時， aP 込2.0mm， f < 0.75mm/ r 時，切削速度 v = 97m/ min。切削速度的修正系數(shù)為. sv 二 0.8tv 二 0.65，-Tv 二 0.81，Tv = 1.0 , Mv h%v = 1.0 表2-9。則有：v = 97 0.8 0.65 0.81m/min = 40.9m/min切削用量包含切削速度、進給量及背吃刀量三項，確定方法是先確定背吃刀量、進給量，最后確定切削速度。不同的加工性質，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側重點也不同。粗加工時，一般優(yōu)先選用盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進給量，最后根據(jù)刀具的耐用度情況選擇合適的切削速度。精加工時，一般選擇小得背吃刀量和進給量，從而盡可能的提高切削速度。（1）粗車© 55 + 0.028 0.003外圓的切削用量本工序為粗車外圓©55，機床采用最常用的CA6140臥式車床。已知：加工材料：4 5鋼，二b =600MPa，鍛件，有外皮；工件尺寸：坯件 D=60 mm，車削后D=57.5 mm，加工長度| = 80伽；加工要求：車削后表面粗糙度 Ra 6.3卩m。根據(jù)機械加工工藝手冊表7-4選用的刀具為YT5牌號硬質合金車刀，選擇的參數(shù)為：主偏角r =60，副偏角'r10，后角：o =6，前角o =12，刃傾角0，刀尖圓弧半徑r =1.0mm。選擇切削用量:確定背吃刀量ap由于粗加工的余量為2.5mm,可以再一次走刀內完成，故 ap=2.5/2=1.25mm。確定進給量f由于零件本次加工的加工余量小，根據(jù)機械加工工藝手冊表1.1-47及機械制造工藝學課程設計指導書表5-42，取f=0.51mm/r。選擇車刀磨鈍標準和耐用度根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書表5-40，后刀面最大磨損限度取1.1mm, 刀具的耐用度為T=60 Min。確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Vf本零件的材料為45鋼，二b =600MPa，ap=1.25mm ，f=0.51mm/r ，根據(jù)機械制造 工藝學課程設計指導書表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具的耐用度 T=60min, 得修正系數(shù)Ktv=1.0 ;根據(jù)工件材料的強度，得修正系數(shù) Kmv=1.0 ;根據(jù)毛坯狀態(tài)得 修正系數(shù)Ksv=0.8 ;刀具的材料為YT5,得修正系數(shù)為：Ktv=0.65;此處為車削，得修 正系數(shù)Kkv =1.0 ;得修正系數(shù)為主偏角為60。得修正系數(shù)為Kkv=092。所以，Ktv=1.0 ， Kmv =1.0 ， Ksv =0.8 ， Ktv =0.65 ， Kkv =1.0 ， KkfV =0.92 切削速度的公式為V=G/( Tmx apXv x fyv)根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書表5-43，取數(shù)值：G=291 ，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。V=G/( T x apXv x fyv) x Ktv x Kmv x Ksv x Ktv x Kkv x Kkv所以帶入數(shù)據(jù)后可算得 V=67.92 m/min轉速 n=1000V / n d=1000 x 67.92 / nx 60=360.32 r/min根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表5-44,取CA1640機床的主軸轉速選擇320r/min ，則實際切削速度為V= n dn/1000= nX 60X 320/1000=60.32 m/min檢驗機床功率根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表 5-45, 查得切削力 Fz 和切削功率 Pm 的計算公式如下：xFznFz=CFzX ap X fyFzX V FzX KFz(N)Pm= Fz V/60 X1000 (KW)式中，CFz=2650, Xfz=1.0, y fz=0.75 , nfz,=-0.15 , Kfz = Ktfz x Kmfz x Kkfz x K.fz , 根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表 5-32 得：與刀具耐用度有關的修正系數(shù) KTFz= 1 .0 ；與工件材料有關的系數(shù) KMFz =1.0；與主偏角有關的修正系數(shù) KKrFz =0.94； 與前角有關的修正系數(shù) Kr.Fz = 1 . 1 0 。因此總的修正系數(shù)為KFz = KTFzxKMFzxKKrFzxKr.Fz =1.034所以,切削力為1.00.75-0.15Fz =2650x1.251.0x0.510.75x60.32-0.15x1.034=1118.5 N切削功率為Pm =1118.5 x60.32/60 x1000KW =1.124 KW根據(jù)機械加工工藝手冊，查得CA1640臥式車床主動機功率Pe =7.5 KW，因為Pm v Pe,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為：a p=1.25mm；f=0.51mm/rV=60.32 m/min(n=320 r/min )(2)半精車© 55+ 0.028 0.003外圓的切削用量本工序為半精車外圓©55，原來的直徑為57.5伽，車削后D=56伽機床采用最 常用的CA6140臥式車床。根據(jù)機械加工工藝手冊表7-4選用的刀具為YT15牌號硬質合金車刀，選擇的參數(shù)為：主偏角Kr=45。,副偏角K, r =10。,前角丫。=10 0，刃傾角）s=-5 0，后角a。=6。, 車刀刀尖圓弧半徑r £=0.6mm。選擇切削用量：確定背吃刀量ap由于粗加工的余量為1.5mm,可以再一次走刀內完成，故 ap=1.5/2=0.75mm。確定進給量f由于零件本次加工的加工余量小，根據(jù)機械加工工藝手冊表1.1-47及機 械制造工藝學課程設計指導書 表5-42，取f=0.30mm/r。選擇車刀磨鈍標準和耐用度根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書表5-40，后刀面最大磨損限度取0.8mm,刀具的耐用度為T=60 Min。確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Vf本零件的材料為45鋼，二b =600MPa，ap=0.75mm ，f=0.30mm/r ，根據(jù)機械制造 工藝學課程設計指導書表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具的耐用度 T=60min, 得修正系數(shù)Ktv=1.0 ;根據(jù)工件材料的強度，得修正系數(shù) Kmv=1.0 ;根據(jù)毛坯狀態(tài)得 修正系數(shù)Ksv=1.0 ；刀具的材料為YT15得修正系數(shù)為：Ktv=1.0;此處為車削，得修 正系數(shù)Kkv =1.0 ;得修正系數(shù)為主偏角為45o得修正系數(shù)為KKrV=1.0。所以，Ktv=1.0，Kmv=1.0，Ksv=1.0 ，Ktv=1.0，Kkv =1.0，Kkv=1.0m切削速度的公式為V=G/( T x apXv x fyv)根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表 5-43 ，取數(shù)值：Cv = 291 ，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2 。V=Cv/( TmxapXvxfyv)xKTvx KMv x KsvxKtvxKKvxKKrV所以帶入數(shù)據(jù)后可算得 V=170.43 m/min轉速 n=1000V / n d=1000 x 170.43 / nX 57.5=943.47 r/min根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表 5-44, 取 CA1640 機床的主軸轉速選擇710r/min ，則實際切削速度為V= n dn /1000= nX 57.5 X 710/1000=128.26 m/min檢驗機床功率根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表 5-45, 查得切削力 Fz 和切削功率 Pm 的計算公式如下：Fz=CFzx apxFzx fyFzx VnFzx KFz(N)Pm= Fz V/60 x1000 (KW)式中，CFz=2650, Xfz=1.0, y fz=0.75 , nfz,=-0.15 , Kfz = Kfz X Kmfz X Kkfz X Kr.pz ,根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表 5-32 得：與刀具耐用度有關的修正系數(shù)KTFz= 1 .0 ；與工件材料有關的系數(shù) KMFz =1.0；與主偏角有關的修正系數(shù) KKrFz =1.0；與前角有關的修正系數(shù) Kr.Fz =1.04 。因此總的修正系數(shù)為KFz = KTFzX KMFz X KKrFz X Kr.Fz =1.04所以,切削力為1.00.75-0.15Fz =2650 X 0.751.0X 0.300.75X 1 28 . 26 -0.15 X 1.04=291.88 N切削功率為Pm =291.88 X 128.26/60 X 1000 KW =0.624 KW根據(jù)機械加工工藝手冊,查得CA1640臥式車床主動機功率Pe =7.5 KW，因為Pm v Pe,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為：ap=0.75mm；f=0.30mm/rV=128.26 m/min(n=710 r/min )(3精車© 55+ 0.028 0.003外圓的切削用量本工序為半精車外圓©55，原來的直徑為56伽，車削后D=55伽，機床采用最常用的CA6140臥式車床。根據(jù)機械加工工藝手冊 表 7-4選用的刀具為YT30牌號硬質合金車刀，選擇的參數(shù)為：主偏角Kr =30 o,副偏角K, r =5o,前角丫。=10 o，刃傾角As=0 o，后角a。=6。，車刀刀尖圓弧半徑r y0.4mm。選擇切削用量：確定背吃刀量 ap由于粗加工的余量為 1.0mm, 故 ap=1.0/2=0.5mm。確定進給量 f由于零件本次加工的加工余量小，根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 1.1-47 及機械制造工藝學課程設計指導書 表 5-42 ，取 f=0.08 mm/r 。選擇車刀磨鈍標準和耐用度根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表 5-40 ，后刀面最大磨損限度取0.5mm, 刀具的耐用度為 T=60 Min 。確定切削速度 v 和工作臺每分鐘進給量 Vf本零件的材料為45鋼，匚b =600MPa , ap=0.50mm , f=0.08mm/r ，根據(jù)機械制造 工藝學課程設計指導書表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具的耐用度 T=60min, 得修正系數(shù)Ktv=1.0 ;根據(jù)工件材料的強度，得修正系數(shù) Kmv=1.0 ;根據(jù)毛坯狀態(tài)得 修正系數(shù)Ksv=1.0 ;刀具的材料為YT3Q得修正系數(shù)為：KW=1.4;此處為車削，得修 正系數(shù)Kkv =1.0 ;得修正系數(shù)為主偏角為30。得修正系數(shù)為Kkv=1.13。所以，Ktv=1.0，Kmv=1.0，Ksv=1.0 ，Kw=1.4，Kkv =1.0，Kkv=1.13m7切削速度的公式為V=O/( T x apXv x fyv)根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書表5-43，取數(shù)值：G=291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。V=G/( T X apXv X fyv ) X KTv X Kmv x Ksv x Kt v x Kkv x K KrV所以帶入數(shù)據(jù)后可算得V=560.66 m/mi n轉速 n=1000V / n d=1000 x 560.66 / nx 56=3186.85 r/min根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書 表5-44,取CA1640機床的主軸轉速選擇1400 r/min，則實際切削速度為V= n dn /1000= nx 56 x 1400/1000=246.3 m/min檢驗機床功率根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的計算公式如下：Fz=C Fz x apxFz xfyFz x VnFz x KFz(N)Pm= Fz V/60 x 1000(KW)式中，CFz=2650, XFz=1.0, yFz=0.75，nFz,=-0.15 ， Kfz = KtFz x KmFz x KKrFz x Kr.Fz，根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書表5-32得：與刀具耐用度有關的修正系數(shù)Ktfz= 1.0 ；與工件材料有關的系數(shù)KmFz =1.0 ；與主偏角有關的修正系數(shù) KKrFz =1.13 ；與前角有關的修正系數(shù)Kr.Fz =1.08。因此總的修正系數(shù)為2z = Ktfz X Kmfz X KkFz X Kr.Fz =匸22。4所以，切削力為Fz =2650 X 0.51.0 X 0.080.75 X 246.3-0.15 X 1.2204 =106.2 N切削功率為Pm = 106.2 X 246.3/60 X 1000 KW =0.0.436 KW根據(jù)機械加工工藝手冊，查得CA1640臥式車床主動機功率Pe =7.5 KW，因為Pm v Pe,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為：ap=0.5mmf=0.08mm/rV=246.3 m/min(n=1400 r/min )粗車© 60+0.065 -0.045 外圓的切削用量按 CA6140機床的轉速選擇n =185r/min =3.08r/s ,則實際切削速度v = 37.2m/ m i n最后確定切削用量為：ap = 1.25mm, f = 0.65mm/ r , n =185r/min , v = 37.2m/min。2. 基本時間確定粗車外圓55的基本時間t根據(jù)機械制造工藝學公式 4-23車外圓基本時間為：根據(jù)機械制造工藝學公式 4-23車外圓基本時間為：L . I |112.iifn fn式中：ap門l =83.4mm , h -+ (2 3) - 2mm,丨2 - 0 , f - 0.65mm/ r , n - 3.08r /min ,tan 瓷 yi =183 4 + 2則 Tj = 83.4 2 s = 43s0.65 匯 3.08其余工步切削用量及基本工時計算從略六. 夾具設計本夾具是第11道工序鉆2 一 8通孔的專用夾具。刀具為直柄麻花鉆8-L GB/T 6135.3 - 1996。在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要 求較低。因此，本設計的重點應在卡緊的方便性與快速性以及實現(xiàn)鉆孔的分度上。下 面是夾具設計過程：1. 確定定位方式，選擇定位元件工件以大端面和2個© 18孔定位基準，如圖3.1，屬一面兩孔定位。采用平面與兩定位銷組合定位方案，其中平面限制 3個自由度，定位銷一個為圓柱銷，限制 2個自由度，一個為菱形銷，限制1個自由度，共限制6個自由度屬完全定位。 兩定位銷設計：(1)取兩銷中心距為140mm;取圓柱銷直徑為=*18g618 ：； mm按機械制造工藝學表6-1選取菱形銷寬度：b=4mm;(4)按h6菱形銷確定菱形銷的直徑公差，最后得到d2 =©18；.011 mm其結構圖如圖3.1所示:2. 確定導向裝置本工序為在斜面上鉆孔，采用特殊鉆套，如圖3.2。因生產(chǎn)批量較大，鉆套結構宜設計成可換的。排屑間隙 h=0.7 x d= 0.7 x 8= 5.6mm,取d=6mm鉆套導引高度 H=1.25x (h+L)=1.5 x (6+24)=45mm圖3.23. 切削力和夾緊力的計算本工序加工是鉆削可估算其夾緊力，其為螺旋夾緊機構。實際效果可以保證 根據(jù)公式：Mq二 WK r tan 1rZ tan（：務）4. 確定工件夾緊方案，設計夾緊機構在機械加工過程中，工件會受到切削力、摩擦力等外力的作用，為了保證在這些 外力的作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動, 一般在夾具結構中都必須設置一定的夾緊裝置，把工件壓緊夾牢在定位元件上。本設圖3.3夾緊力計算：FxL螺旋夾緊力的計算，根據(jù)：機械制造工藝學2的公式:F j = _dtan a + 電）+ Y'tan 電 2式中，F(xiàn)x 作用在扳手上的力（N）;L作用力的力臂（mr）d0螺紋中徑（mr）a螺紋升角（°）；1螺紋副的當量摩擦角（°）；2螺桿（或螺母）端部與工件（或壓板）之間的當量摩擦角（°）；r' 螺桿（或螺母）端部與工件（或壓板）之間的當量摩擦半徑（mr）根據(jù)機床夾具設計手冊12表1-2-8，表1-2-9，表1-2-10查得,=9°50'，=2°29'，'=12.24mm，又 d°=14.701mm，2 =5.75°，取 Fx = 40N , L =140mm。FxL40140牛 tan I) 'tan 2 - 14 .701= 2185 .93 N0 ' 0 ' 0tan( 2 299 50 )12 .24 tan 5.75知M12螺栓的許用夾緊力為 10300N，2576.5N由機床夾具設計手冊12表1-2-12 小于該值，夾緊力滿足要求。5. 確定夾具總體結構和尺寸根據(jù)上述分析繪出夾具總圖：1.夾具體2.鉸鏈軸3.支撐板4.襯套5.雙頭螺柱6.鉆套7.螺釘8.螺釘圖3.12 - 8夾具裝配圖6. 夾具使用說明安裝工件時，抬起鉆模板，松開加緊機構上的螺母35,旋轉轉動壓板30,把工件裝在定位板上，再旋轉兩塊壓板，擰緊螺母，通過兩塊壓板將零件加緊，放下鉆模板， 首次裝夾時要調節(jié)支撐釘8或12,使鉆套中心線垂直夾具體底面，再轉動菱形螺母11將鉆模板固定。當一個孔加工加工完畢時，松開螺母35,拉出手柄1使定位銷與襯套13分開，轉 動定位板180度，放開手柄，擰緊螺母35夾緊。七. 結論此次課程設計確定了填料箱蓋從鑄件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時的工藝過程， 同時也設計了其中一道鉆孔工序的夾具。作為本學期的第一次課程設計，需要我們綜合前階段所學習的機械制圖、金屬工 藝學、金屬材料、機械設計基礎、互換性與測量技術、機械制造工藝學等多門課程的 知識，同時還要運用數(shù)學、力學等基礎學科知識以及設計手冊上的標準。所以此次課程設計是我們本科階段學習的知識的鞏固，也是一個總結。參考文獻1 陳宏鈞 . 機械加工工藝手冊 M. 機械工業(yè)出版社， 20032 王先逵 . 機械制造工藝學 M. 機械工業(yè)出版社， 20063 徐學林 . 互換性與測量技術基礎 M. 湖南大學出版社， 2005200720004 崇凱. 機械制造技術基礎課程設計指南 M. 化學工業(yè)出版社，5 胡農(nóng). 車工技師手冊 M. 機械工業(yè)出版社， 20046 王光斗 . 機床夾具設計手冊 M. 上?？茖W技術出版社， 20007 曾慶福 . 機械制造工藝學 M. 清華大學出版社， 19898 趙如福 . 金屬機械加工工藝人員手冊 M. 上?？茖W技術出版社，9 王啟平 . 機床夾具設計 M. 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1996 10 陳宏鈞 . 車工實用技術 M. 機械工業(yè)出版社， 200411 艾興 . 切削用量簡明手冊 M. 機械工業(yè)出版社， 2004。