課程設(shè)計(jì)（論文）資料 設(shè)計(jì)（論文）題目： 油閥座夾具設(shè)計(jì) 系部： 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 班 級：機(jī) 本 一 班指導(dǎo)教師姓名： 職稱 副教授 最終評定成績 六月制2 長沙學(xué)院課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì) 油閥座 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)要求：熟練使用計(jì)算機(jī)輔助(軟件自選)，獨(dú)立完成（1） 毛坯圖、零件毛坯合圖各一張(3或4號圖CAD出圖，手工圖為2號)2（2） 關(guān)鍵工序機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一張(4號圖，CAPP出圖)1（3） 指定工序夾具裝配圖一張(2或3號圖，CAD出圖可拼接)1（4） 夾具部分零件圖12張(圖幅自定)1（5） 設(shè)計(jì)說明書(一份，>10頁，正文小4號字，含插圖)（6） 夾具3D裝配效果圖一張(3或4號圖，可渲染)1以上均需輸出，以書面交設(shè)計(jì)資料，保留軟盤待查。原始資料：該零件圖樣一張；年產(chǎn)量為6000件。二、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)(一)設(shè)計(jì)的目的本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)其目的在于：(1) 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與技術(shù)測量等)的知識，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。(2) 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。(3) 培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用CAD、CAPP設(shè)計(jì)以及查詢手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。(4) 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。(二)設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容本次設(shè)計(jì)要求編制一個中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，按教師指定的任務(wù)設(shè)計(jì)其中一道工序的專用夾具，并撰寫設(shè)計(jì)說明書。學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下，按本指導(dǎo)書的規(guī)定，認(rèn)真地、有計(jì)劃地按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對待自己所作的技術(shù)決定，數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，以期使整個設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的。具體內(nèi)容如下：(1)確定生產(chǎn)類型(一般為中批或大批生產(chǎn))，對零件進(jìn)行工藝分析。(2)選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖(零件毛坯合圖)；(3)運(yùn)用CAPP軟件擬訂零件的機(jī)械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備(刀具，夾具，量具，輔具)，確定各工序切削用量及工序尺寸。(4)填寫指定工序的工序卡片，并設(shè)計(jì)該工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖12張(5)撰寫設(shè)計(jì)說明書。(6)運(yùn)用CAD軟件繪制專用夾具的3D裝配圖，并制夾具效果圖。目 錄課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1原始資料：該零件圖樣一張；年產(chǎn)量為6000件。1二、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)1(一)設(shè)計(jì)的目的1本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)其目的在于：1(二)設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容1目 錄3第1章、零件的分析51.1零件的作用51.2零件的工藝分析51.2.1以22為中心的加工表面51.2.2以16H10為中心的加工表面5第2章、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)72.1毛坯制造形式72.2基面的選擇。72.2.1粗基準(zhǔn)的選擇。72.2.2精基準(zhǔn)的選擇。72.3制定工藝路線82.3.1表面加工方法的確定82.3.2加工階段的劃分92.3.3工序的集中與分散92.3.4工序的順序安排92.3.5工藝路線方案一92.3.6工藝路線方案二102.3.7工藝路線的比較與分析102.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定112.4.1外圓表面（63）122.4.2外圓表面沿軸線長度方向的加工余量（63端面、32端面）122.4.3孔16122.4.4外圓端面（24）122.4.5銑缺口（16）122.5確定切削用量和基本工時(shí)12第3章、夾具設(shè)計(jì)233.4銑135度缺口夾具設(shè)計(jì)233.4.1 確定設(shè)計(jì)方案233.4.2 計(jì)算切削用量243.4.3 決定每齒進(jìn)給量Fz243.4.4 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度243.4.5決定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量Fmz243.4.6效驗(yàn)機(jī)床功率253.4.7 基本時(shí)間253.4.8 切削力及夾緊力計(jì)算263.4.9 定位誤差的計(jì)算273.4.10 操作說明273.4.11 夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析273.4.12設(shè)計(jì)心得體會28參考文獻(xiàn)29附錄30附錄1： 機(jī)械加工工藝過程工藝卡片30CA614031附錄2 夾具3D裝配效果圖39附錄3 油閥座毛坯圖39第1章、零件的分析1.1零件的作用目所給定的零件是鑿巖機(jī)注油器上的油閥座，左端通過Rc3/4與主機(jī)相連，一管套穿過油壺殼體與24.5孔焊接，高壓氣體從左端進(jìn)入閥座，在負(fù)壓作用下，油壺內(nèi)油從2孔流至22孔與高壓氣體混合后成霧狀從套管噴出。16H10孔裝入油量調(diào)節(jié)裝置，缺口標(biāo)志油量調(diào)節(jié)范圍。1.2零件的工藝分析油閥座共有兩組加工表面?，F(xiàn)分述如下：1.2.1以22為中心的加工表面這一組加工表面包括：63的外圓，24.5的內(nèi)孔，22的內(nèi)孔以及Rc3/4錐孔，60錐角，145倒角，2個2的通孔，5，3垂直于5，2的平面及左端垂直平面。圖1.1 以22為中心的加工表面1.2.2以16H10為中心的加工表面這一組加工表面包括：16H10的孔，10.5的孔以及135缺口，16.8內(nèi)槽以及45倒角。由以上分析可知，Rc3/4連接用63定位。24.5焊管套形位公差靠機(jī)床自身來保證，且粗精加工盡可能一次加工完成。圖1.2 以16H10為中心的加工表面第2章、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1毛坯制造形式零件材料為ZG45，采用砂型機(jī)器鑄造。從機(jī)械制造工藝手冊中可查出其公差等級為IT8IT10，尺寸公差1.63.2,加工余量45，毛坯為實(shí)心，以如圖的過水平中心線與24圓柱體相垂直的平面為分型面。加工前進(jìn)行退火處理。由于零件年產(chǎn)量為6000件，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用砂型機(jī)器鑄造。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 圖2.1 分型面2.2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。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇。作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其它表面欠缺。對一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的，本零件選用不加工表面32外圓柱面作為粗基準(zhǔn)。采用32外圓柱面作為粗基準(zhǔn)加工內(nèi)孔可以保證空的壁厚均勻，而且便于裝夾。2.2.2精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。閥座的右端面和24.5孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實(shí)現(xiàn)閥座零件“一面兩孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，B面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。加工10.5孔時(shí)，以右端端面及24.5內(nèi)孔為基準(zhǔn)。加工內(nèi)孔時(shí)應(yīng)以63端面為基準(zhǔn)。由于形位公差由機(jī)床自身來保證，粗精加工盡可能一次完成。2.3制定工藝路線制定工藝路線出發(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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。2.3.1表面加工方法的確定 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度。確定各表面的加工方法如下：表2.1 工藝分析表格加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/微米加工方案備注右端面IT1312.5車左端面IT1312.5車上端面凸臺IT1012.5銑22mm孔IT1312.5鉆24.5孔IT1112.5車Rc3/4錐螺紋孔IT1312.5車10.5mm孔IT1312.5鉆16mmH10孔IT103.2鉆-擴(kuò)3mm孔IT1125鉆5mm孔IT1312.5鉆2mm孔IT1125鉆2.5*2.5*4缺口IT1312.5銑135退刀槽12.5銑內(nèi)槽IT1212.5 鏜專用鏜刀2.3.2加工階段的劃分由于工件加工精度要求不高，所以可以不分加工階段，一個加工階段可以完成；且由于工件的精度要求不太高，所以可以把焊工藝放置到最后，影響不太大。2.3.3工序的集中與分散 本零件選用工序集中原則安排油閥座的加工工序，端面5、3的孔一次裝夾完成加工，63外圓、端面，22孔，24.5mm內(nèi)圓一次裝夾完成。該油閥座的生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)（6000件），為了提高生產(chǎn)效率；運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮減輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了多個表面，有利于保證各加工面之間的相對位置要求。2.3.4工序的順序安排根據(jù)先基準(zhǔn)后其它的原則，首先加工精基準(zhǔn)63mm圓柱面、右端面，24.5孔；根據(jù)先主后次的原則，先加工主要面右端面，22mm孔,后加工次要面10.5mm孔，16mmH10孔；根據(jù)先面后孔的原則，先加工右端面，后鉆軸向孔；先加工凸臺面，后鉆10.5孔。2.3.5工藝路線方案一工序1 車63外圓、端面工序2 鉆22孔工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序4 半精車24.5、精車24.5工序5 鉆10.5孔工序6 粗鏜16.8的孔工序7 車24端面、 車倒角工序8 鉆3孔、工序9 鉆5孔工序10 鉆圓周上2孔工序11 鉆端面上2孔工序12 精鏜16的孔、鏜內(nèi)槽16.8的孔工序13 銑缺口工序14 焊封、去毛刺2.3.6工藝路線方案二工序1 鑄造工序2 車63外圓、端面，鉆22孔，擴(kuò)24.5mm內(nèi)圓，粗鏜退刀槽；工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序4 銑24端面，保證至定位基準(zhǔn)長度為39.6mm工序5 鉆10.5孔，锪倒角；工序6 用專用鏜刀鏜內(nèi)槽，距24mm面2.5mm，寬度為1.1mm擴(kuò)孔16 H10mm，保證26.60.11mm； 工序7 銑16孔的下端面，半粗銑上端面平臺；工序8 鉆3孔，鉆5孔，保證深度6mm；工序9 鉆端面上2孔，保證長度14mm；工序10 鉆圓周上2孔；工序11 銑130度的缺口；工序12 焊封、去毛刺；工序13 終檢，按零件圖樣要求全面檢查；2.3.7工藝路線的比較與分析上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一工序4重復(fù)使用了初32的外圓，方案二把此工序放在了工序2中一次裝夾加工，且精度要求能夠保證；方案一中工序5鉆孔時(shí)沒有遵循先面后孔的原則，方案二保證了這一原則；16mm孔和16.8內(nèi)槽一次加工就能保證精度，所以無需像方案一中那樣分粗加工和精加工，且把鏜孔的工序先于擴(kuò)直徑為16的孔，減小了因鏜工藝造成工件變形的影響，加之對兩個直徑為2的油孔，先加工右端面的，而后加工圓周面上的孔，易于排屑和減小了加工的難度和增加刀具的使用壽命。綜上從優(yōu)考慮，選擇工藝路線為方案二工序1 鑄造工序2 車63外圓、端面，鉆22孔，擴(kuò)24.5mm內(nèi)圓，粗鏜退刀槽；工序3 車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角工序4 銑24端面，保證至定位基準(zhǔn)長度為39.6mm工序5 鉆10.5孔，锪倒角；工序6 用專用鏜刀鏜內(nèi)槽，距24mm面2.5mm，寬度為1.1mm擴(kuò)孔16 H10mm，保證26.60.11mm； 工序7 銑16孔的下端面，半粗銑上端面平臺；工序8 鉆3孔，鉆5孔，保證深度6mm；工序9 鉆端面上2孔，保證長度14mm；工序10 鉆圓周上2孔；工序11 銑130度的缺口；工序12 焊封、去毛刺；工序13 終檢，按零件圖樣要求全面檢查；首先以32外圓為粗基準(zhǔn)加工端面，63外圓，鉆22孔，車24.5mm內(nèi)圓，尺寸公差由機(jī)床保證。利用63外圓和24.5mm內(nèi)圓加工32端面、錐孔、倒角、車螺紋。利用63端面和24.5mm內(nèi)圓以及24mm外圓加工24mm端面。由于2孔和3孔不能在同一機(jī)床上完成，所以應(yīng)分成2道工序在2個不同的機(jī)床上加工。而兩個2孔相通，所以先鉆端面2孔，再鉆另一個2孔時(shí)應(yīng)以端面2mm為定位基準(zhǔn)。 圖2.2 主要加工尺寸2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定油閥座零件材料為ZG45，強(qiáng)度和切削性能良好，塑性、韌性較低。生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)器鑄造（壓實(shí)式或震壓式）。查機(jī)械加工工藝手冊及相關(guān)資料，長度方向上的余量為4。鑄造精度為IT9-IT11，尺寸公差為1.6-3.2mm.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如下：2.4.1外圓表面（63）考慮其加工長度為9，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為70，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為70。63表面為自由尺寸公差.2.4.2外圓表面沿軸線長度方向的加工余量（63端面、32端面）分2次加工。第1次加工3，余下的0.51次加工。2.4.3孔16由于孔的直徑都小于24毫米，故采用毛坯為實(shí)心，不沖出孔來。內(nèi)孔精度要求界于IT8IT10之間。參照機(jī)械加工工藝手冊確定工序尺寸及余量為 鉆孔10.5 粗鏜15.85 2Z=5.35 精鏜15.95 2Z=0.12.4.4外圓端面（24）查機(jī)械加工工藝手冊24端面的余量為4。分兩次加工，第一次加工3，第二次加工1。2.4.5銑缺口（16）由于題目中對16圓柱缺口的精度要求不高。故粗銑余量為4。經(jīng)過粗銑后即可達(dá)到題目的要求。2.5確定切削用量和基本工時(shí)工序2：車63外圓及端面，鉆22孔，車24.5mm內(nèi)圓，粗鏜退刀槽1、加工條件加工材料：ZG45，0.05Gp,鑄造加工要求：粗車63外圓及端面機(jī)床：CA6140車床刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸1625，=90，=15，=12，=0.5。2、計(jì)算切削用量（1）車63外圓端面1）已知毛坯長度方向的加工余量為，分2次加工，=3，長度加工公差按IT10級。2）進(jìn)給量f：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊P507表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為1625，3以及工件直徑為63時(shí)f=0.50.7/r按CA6140車床說明機(jī)械加工工藝手冊P871表3.1-19取f=0.51/r3）計(jì)算切削速度。 據(jù)切削用量簡明手冊P30，切削速度計(jì)算公式為（壽命選T=60min）=(m/min) （2.1）其中=242，=0.15,=0.35,=0.8將上述數(shù)據(jù)帶入公式中=0.8=91.5m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=399r/min按機(jī)床說明（見切削用量簡明手冊表1.13）與399 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/min以及400r/min，現(xiàn)取400r/min。若選320r/min，則速度損失太大。所以，實(shí)際切削速度：V=91.69m/min5)切削工時(shí)，據(jù)機(jī)械加工工藝手冊P694表2.5-3t= =0.245min6)效驗(yàn)機(jī)床功率主切削力按切削用量簡明手冊P37表1.29 所示公式計(jì)算= （2.2）其中 =2795，=1.0,=0.75,=-0.15=0.890.951.01.0=0.8455=27950.8455=2169.4N切削時(shí)消耗功率為=3.32Kw根據(jù)中CA6140機(jī)床說明可知，CA6140主電動機(jī)功率為7.5Kw，所以機(jī)床功率已足夠，可以正常加工。7）效驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)速度。已知主切削力=2169.4N，徑向切削力按切削用量簡明手冊表1.29公式計(jì)算= （2.3）其中=1940,=0.6,=0.6,=0.9=0.50.851.00.66=0.8455=19400.2468=224.4N而軸向切削力= （2.4）其中=2880,=0.5,=-0.4,=1.0=1.170.851.01.0=1.445=28801.445=1433.25N取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)為0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+u（+）=1433.25+0.1(2169.4+224.4)=1672.63N而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1672.63N。故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。|1|車63外圓切削深度: 單邊余量Z=4。分兩次切削，第一次切3。進(jìn)給量: 據(jù)切削用量簡明手冊表1.16，選用f=0.5/r計(jì)算切削速度：= （2.5）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=23.5r/min確定主軸轉(zhuǎn)速：=102.52r/min按機(jī)床選取n=100r/min所以實(shí)際切削速度：V=22.92m/min切削工時(shí)： 按機(jī)械加工工藝手冊P694表2.5-3t= =0.8min|2|鉆22孔 選用機(jī)床：Z550型立式鉆床 進(jìn)給量：f=0.41/r（切削用量簡明手冊表2.7）切屑速度：v=10.25m/min(切削用量簡明手冊表2.13及表2.14按5類加工性考慮)=148.38r/min按機(jī)床選取=125r/min(切削用量簡明手冊表2.36)所以實(shí)際切削速度V=8.635m/min切削工時(shí)：t=1.346min其中切入=10，切出=4，L=55| 3|半精車24.5、精車24.5沉孔，孔深為10（1）半精車24.5，半精車至24。單邊余量Z=1，一次車去全部余量，=1。查切削用量簡明手冊表1.6可知 f=0.51/r計(jì)算切削速度。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27，切削速度的計(jì)算公式為 =（m/min） （2.8）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=40.58r/min=527.49r/min按機(jī)床說明，取=560r/min實(shí)際切削速度：V=42.2m/min切削工時(shí)：t=0.507min精車至。單邊余量Z=0.25、f=0.25/r、=0.25計(jì)算切削速度。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27，切削速度的計(jì)算公式為 =（m/min） （2.9）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=40.58r/min=527.49r/min按機(jī)床說明，取=560r/min實(shí)際切削速度：V=42.2m/min切削工時(shí)：t= =0.507min工序3：車左端端面、車錐孔Rc3/4、車60內(nèi)倒角、車內(nèi)螺紋、車145倒角。（1）車左端端面確定進(jìn)給量。當(dāng)?shù)稐U尺寸為1625，3以及工件直徑為32時(shí)，f=0.51/r。查切削用量簡明手冊表1.10及機(jī)械加工工藝手冊P507表2.4-3計(jì)算切削速度 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27，切削速度的計(jì)算公式為 =（m/min） （2.6）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=289.7r/min按機(jī)床說明（見切削用量簡明手冊表1.31）與289.7 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/min以及250r/min，現(xiàn)取320r/min。若選250r/min，則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度V=32.15m/min切削工時(shí)：t=0.444min(2)車錐孔 確定進(jìn)給量。查機(jī)械加工工藝手冊P507表2.4-5，知f=0.37/r計(jì)算切削速度 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27，切削速度的計(jì)算公式為=（m/min） （2.7）其中=38，=0，=0.8,=0.8，m=0.2=29.76r/min=473.89r/min按機(jī)床說明，取=500r/min所以實(shí)際切削速度V=31.4m/min切削工時(shí)：t=0.19min工序4：銑24端面，保證至定位基準(zhǔn)長度為39.6mm銑24端時(shí)：=3，f=0.38mm/r（查機(jī)械加工工藝手冊P507）切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27，切削速度的計(jì)算公式為=（m/min） （2.10）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=386.28r/min按機(jī)床說明，取=400r/min實(shí)際切削速度V=30.144m/min切削工時(shí)：t=0.237min工序5:鉆10.5孔，锪倒角確定進(jìn)給量f:根據(jù)切削用量簡明手冊,當(dāng)鋼的=800Mp,d=10.5時(shí)，f=0.22mm/r0.28mm/r切削速度：據(jù)機(jī)床說明（切削用量簡明手冊P55表2.13及2.14按5類加工性考慮）查得切削速度V=12.7m/min所以=385.2r/min按機(jī)床說明，（切削用量簡明手冊P79表2.36）取=351r/min故實(shí)際切削速度：V=11.57m/min切削工時(shí)：按機(jī)械加工工藝手冊P696表2.5-7t=0.387min工序6：鏜內(nèi)槽16.8的孔，擴(kuò)16的孔、據(jù)有關(guān)手冊，確定鏜床的切削速度為30m/min。則=597.1r/min由于T68臥式鏜床說明中有=100r/min故實(shí)際切削速度V= =5.024m/min切削工時(shí)：t= =0.66min擴(kuò)孔至16。單邊余量Z=2.75。一次切除全部余量。=2.75，進(jìn)給量f=0.5mm/r工序7：銑16孔的下端面，半粗銑上端面平臺；銑16端時(shí)：=3，f=0.38mm/r（查機(jī)械加工工藝手冊P507）切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27，切削速度的計(jì)算公式為=（m/min） （2.10）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=386.28r/min按機(jī)床說明，取=400r/min實(shí)際切削速度V=30.144m/min切削工時(shí)：t=0.237min工序8：鉆3孔，鉆5孔，保證深度6mm；一，鉆3孔、選用鉆床為Z550f=0.02mm/r（查切削用量簡明手冊P59表2.18）V=25m/min（查切削用量簡明手冊P59表2.18）=2653.93r/min按機(jī)床說明，取=1500r/min故實(shí)際切削速度：V=14.13m/min切削工時(shí)：t=0.633min鉆孔時(shí)軸向力，扭矩，功率的計(jì)算公式查切削用量簡明手冊P77表2.32軸向力：= （2.11）其中=600，=1.0,=0.7,=0.95=6000.95=110.59N扭矩:= （2.12）=0.3050.95=0.114N*m功率:= （2.13）=0.018Kw二，鉆5孔鉆5孔時(shí)：f=0.015mm/r（查切削用量簡明手冊P59表2.18）V=28m/min（查切削用量簡明手冊P59表2.18）=1783.4r/min按機(jī)床說明，取=1500r/min故實(shí)際切削速度：V=23.55m/min切削工時(shí)：t= =0.533min鉆孔時(shí)軸向力，扭矩，功率的計(jì)算公式查切削用量簡明手冊P77表2.32軸向力：= （2.13）其中=600，=1.0,=0.7,=0.95=6000.95=150.69N扭矩:= （2.14）=0.3050.95=0.317N*m功率:= （2.15）=0.05Kw工序9：鉆端面上2孔選用鉆床：Z515f=0.05mm/r（查機(jī)械加工工藝手冊P545表2.4-38）V=0.75m/s（查機(jī)械加工工藝手冊P547表2.4-41）=7165.6r/min按機(jī)床說明，取=2900r/min故實(shí)際切削速度：V=18.212m/min切削工時(shí)： t=0.124min鉆孔時(shí)軸向力，扭矩，功率的計(jì)算公式查切削用量簡明手冊P77表2.32軸向力：= （2.15）其中=600，=1.0,=0.7,=0.95=6000.95=140.02N扭矩:= （2.16）=0.3050.95=0.1055N*m功率:= （2.17）=0.032Kw工序10:鉆圓周上2孔由于此道工序與上一道工序機(jī)床選擇相同。故切削用量和基本工時(shí)與上一步相同。f=0.05mm/r=2900r/min，V= 18.212m/mint=0.193min工序11：銑缺口 工件材料：ZG45 刀具：硬質(zhì)合金立銑刀。材料為YT15/Z=16/3 , f=0.03mm/zV=2.66m/s=159.6m/min=2117.8r/min按機(jī)床說明，取=1450r/min故實(shí)際切削速度：V=109.27m/min切削工時(shí)：t= =0.077min工序12：焊封、去毛刺第3章、夾具設(shè)計(jì)3.4銑135度缺口夾具設(shè)計(jì)這次設(shè)計(jì)的夾具為第11道工序在24面上粗銑135的缺口，其深度為4，粗銑缺口。3.4.1 確定設(shè)計(jì)方案這道工序所加工在圓柱24面上，按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前有22孔，孔16經(jīng)過加工，并以22孔和豎孔定位，因?yàn)?6孔在加工位置，在此定位比較適宜。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，需在工件中裝上鎖緊螺母，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實(shí)現(xiàn)，外圍須加上外框。在此框架上還須加上圓柱銷，用來定位豎孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用鎖緊螺母聯(lián)接。工件以外框側(cè)面和鎖緊螺母，定位銷定位，限制了6個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便，由于加工空間需要，在夾緊后，把定位銷撤除。由于缺口有角度要求，所以采用一類似分度裝置，并將直角對刀塊安裝在支架上，并由夾緊元件定位。本道工序的夾具為銑夾具故選手動夾緊，且夾具簡單，操作可靠。3.4.2 計(jì)算切削用量 所選用刀具為高速鋼直柄立銑刀。銑刀直徑d=5mm,寬度L=5mm,齒數(shù)z=33.4.3 決定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表3.3 X52型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等，粗辭銑刀加工鋼料，查得每齒進(jìn)給量Fz0.030.15mm/z?，F(xiàn)取Fz=0.1mm/z。3.4.4 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度 根據(jù)表3.7，直柄立銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm;刀直徑d=5mm,耐用度T=60min(表3.8)。3.4.5決定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量Fmz 根據(jù)表3.27公式計(jì)算： 式中：根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速，選擇 n=475r/min=7.9r/s實(shí)際切削速度 v=1.57m/s工作臺每分鐘進(jìn)給量為Fmz=0.1660mm/min=36mm/min根據(jù)X62型銑床工作臺進(jìn)給量，選擇Fmz=36mm/min則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為：Fz=0.2mm/z3.4.6效驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率（單位KW）為 ， ，=2.36KWX62銑床主電動機(jī)的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為3.4.7 基本時(shí)間根據(jù)公式 式中 =1.1min=66s3.4.8 切削力及夾緊力計(jì)算切削力計(jì)算： 刀具：高速剛直柄銑刀，5mm，z=3 F=. 其中： 所以 F= =1128.26(N) F=水平分力： 1241.086(N)垂直分力： 338.49 (N)旋轉(zhuǎn)力矩； T=在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K式中 K-基本安全系數(shù)1.5 K-加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K-刀具鈍化系數(shù)1.1 K-斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以F=KF=1.51.11.11.11241.086=2477.83（ N ）3.4.9 定位誤差的計(jì)算加工槽，用的是兩孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔和上豎孔，一平面即是零件的右端面，根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中的有關(guān)計(jì)算二、夾具定位精度的有關(guān)計(jì)算中的相關(guān)公式，得y=0 y=(0.13+0) =0.13 =0.065(mm)（注：通孔直徑：24.5，長圓柱銷的直徑：10.5，為小間隙配合。）而通孔與長圓柱銷的軸線垂直相交，所以說它的最大定位誤差為y=0 =0.0（mm）而y<<y故，符合定位精度要求。3.4.10 操作說明夾具使用在X52立式銑床上，加工油閥座圓柱24面上的缺口。工件以主軸和擋板，以及圓柱銷定位。可以一次完成所需要的工序。如上圖，首先將底座支架放好，然后將心軸與油閥座的通孔配合好，合上翻板。然后將定位壓塊旋至右端正確位置，有檔塊定位，再將長銷旋入定位壓位孔至同時(shí)配合好壓板和心軸，其夾緊采用的是通過旋轉(zhuǎn)壓緊螺釘夾緊，夾緊簡單。至此工件在夾具內(nèi)已完全定好位，最后用壓緊螺母和緊固件將工件和心軸，和夾具體夾緊，保持先前的位置不變，最后將長銷與壓板撤去。3.4.11 夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：可以正確確定適用對象種數(shù)。根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，對可調(diào)、可換元件和通用基體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從成本比例的角度進(jìn)行調(diào)整，從而使之滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到整體經(jīng)濟(jì)性的目的。從成組夾具適用對象種數(shù)所分?jǐn)偟膴A具成本看，可以認(rèn)為：適用對象在成組夾具滿負(fù)荷的范圍內(nèi)，對象種數(shù)愈多則夾具分?jǐn)偟竭m用對象種數(shù)上的單位成本就愈低。從夾具上的可調(diào)、可換元件看，隨著夾具適用對象種數(shù)的增加，則夾具上的可調(diào)、可換元件也隨著增加，這時(shí)，可調(diào)、可換元件的設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用以及夾具的調(diào)整次數(shù)和調(diào)整、保管費(fèi)用也隨之相應(yīng)增加。當(dāng)所設(shè)計(jì)的成組夾具，其適用對象零件種數(shù)等于或接近NK值時(shí)，可以認(rèn)為這套成組夾具符合經(jīng)濟(jì)性的原則；反之，從經(jīng)濟(jì)的角度可以認(rèn)為是不合理的。這時(shí)，應(yīng)該從各方面采取調(diào)整措施，如修改通用基體或可調(diào)、可換元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使之Ct值與P值的比例關(guān)系得到調(diào)整，最終符合經(jīng)濟(jì)性的原則。在成組夾具設(shè)計(jì)中，根據(jù)夾具的復(fù)雜程度，從已積累的統(tǒng)計(jì)資料中取得Ct值與P值的當(dāng)量值，以預(yù)定成組夾具適用對象零件種數(shù)，然后對實(shí)際的Ct值與P值進(jìn)行評價(jià)，這樣可以達(dá)到減少過程損失的目的。大幅度提高單機(jī)設(shè)備的通過能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)場同類設(shè)備由于工裝的差異影響了設(shè)備本身較寬的工藝通過能力，通用工裝使現(xiàn)場整體的設(shè)備通過能力得到提高，有利于均衡生產(chǎn)，提高了工藝質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。提高現(xiàn)場應(yīng)變能力和單一品種的加工能力，有利于物流順暢和均衡生產(chǎn)。3.4.12設(shè)計(jì)心得體會為期兩周（其實(shí)是三周）的夾具課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了。夾具課程設(shè)計(jì)，一方面是對單夾具知識的初淺驗(yàn)證，另一方面可以幫助我們理解鞏固所學(xué)知識，激發(fā)我們對機(jī)械制造技術(shù)課程的興趣，更鍛煉了我們獨(dú)立思考、開拓創(chuàng)新的能力。同時(shí)也培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神！在這次設(shè)計(jì)中，我們不僅在紙上進(jìn)行談兵，同時(shí)也慢慢加入了一些實(shí)用的元素，充分考慮實(shí)際。在整個夾具課程設(shè)計(jì)的過程中，我們遇到了很多的問題，才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)的不到位。也了解到書本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的，很多東西理論知識和實(shí)際情況是銜接不上的，在設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)！在開始設(shè)計(jì)之時(shí)，便是決定工藝工序，面對這個問題，我們小組基本是沒多大頭緒，只得參考以前的類似資料。在這個設(shè)計(jì)過程中，問題是一個又一個的涌現(xiàn)，首先是設(shè)計(jì)思維有時(shí)并不一定能同時(shí)與現(xiàn)實(shí)對接起來，只有經(jīng)過充分思考和討論。實(shí)在不行，就從老師那取經(jīng)。其次是畫圖軟件不會用，由于PROE以前沒有學(xué)過，所以只能從網(wǎng)上看視頻自學(xué)，有時(shí)請教會的人，當(dāng)然在使用過程中會存在一些無法處理的問題，有時(shí)一個小問題會耽擱我一大半天的時(shí)間，所以時(shí)間過得很快。這對于自己以后的學(xué)習(xí)和工作都會有很大的幫助。經(jīng)驗(yàn)要靠自己一點(diǎn)一滴地積累，問題要靠自己一點(diǎn)一滴地解決，在解決的過程當(dāng)中你就會不斷地提升自己的水平。對于夾具設(shè)計(jì)，其加工是比較簡單的，主要是解決零件定位中的問題，而零件定位是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個設(shè)計(jì)過程中大部分時(shí)間是用在零件定位上面的。雖然很多定位是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個定位才是關(guān)鍵的問題所在，用盡可能少的夾具加工盡可能多的位子。這需要對夾具的結(jié)構(gòu)和性能很熟悉。這次夾具的課程設(shè)計(jì)為我們提供了一個理論聯(lián)系實(shí)際的平臺。將培養(yǎng)我們在以后的夾具設(shè)計(jì)中能更加快速，更加完善地完成任務(wù)的能力；思考問題也會更加全面。這對一個設(shè)計(jì)人員來說，這是一個很重要的因素和能力。同時(shí)，經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我們也能更加清楚地知道自己哪些方面存在不足，以使自己在缺陷的地方多多努力，完善自我。對于這個課程設(shè)計(jì)自己有自己的想法，我希望自己能多用一些自己的元素，少借鑒于先人，不管我的結(jié)果是好與壞，只求我已做到了“我的最好”。 2010年6月16日星期三參考文獻(xiàn)1 李洪主編. 機(jī)械加工工藝手冊. 北京：北京出版社，19902 孟少農(nóng)主編. 機(jī)械加工工藝手冊. 第一卷. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19963 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽工學(xué)院,第一汽車制造廠職工大學(xué)編. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19904 鄭修本,馮冠大主編. 機(jī)械制造工藝學(xué). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19915 張耀宸編. 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊. 航空工業(yè)出版社，19936 艾興,肖詩綱編. 切削用量手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，19957 侯珍秀編. 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20038 張世昌,李旦,高航主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社，2001附錄附錄1： 機(jī)械加工工藝過程工藝卡片工序卡片工序二，記 粗和半精車機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共3頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號1粗車半精車ZG45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄鐵設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時(shí)加工件數(shù)CA6140工位器具編號工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)r/minm/minmm/rmm1粗車右端面CA614011045.60.651.512半精車右端面CA614011045.61.31.513粗車外圓63CA614011045.60.651.514 精車外圓63CA614011045.61.31.5 15 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）周 蓉鉆孔機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共10頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號30鉆ZG45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄鐵設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時(shí)加工件數(shù)CA6140工位器具編號工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1鉆22孔CA61401000.51.51 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）祁玉川 鏜孔機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共3頁第3頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號3鏜孔ZG45毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄鐵設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時(shí)加工件數(shù)X61L工位器具編號工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1擴(kuò)24.5孔CA6140110440.20.212粗鏜孔24.5（退刀槽）CA6140110440.20.2 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）周蓉工藝卡片-工序2由 周蓉執(zhí)筆工序3車左端端面、車內(nèi)倒角、車錐孔、車內(nèi)螺紋、車145倒角以63的外圓為基準(zhǔn)C6140工序4銑24端面以工序1加工表面和加工的內(nèi)孔以及24.5mm內(nèi)圓為基準(zhǔn)C6140 工藝卡片-工序34由 戴金鋼 執(zhí)筆鉆機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共頁第頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號5鉆ZG45毛 坯種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時(shí)加工件數(shù)Z5125夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1裝夾2鉆10.5Z51251000.51.51設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）葉青擴(kuò)，鏜機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油閥座零件名稱油閥座共頁第頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號6擴(kuò)，鏜ZG45毛 坯種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時(shí)加工件數(shù)Z5125夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1裝夾2擴(kuò)孔16Z51251000.51.513精鏜孔16.8C5116110440.20.214擴(kuò)孔16Z51251000.51.51設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）葉青銑機(jī)械加工工序卡片