資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 四 川 理 工 學 院 專 業(yè) 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 HL5型 共 1 頁 機械制造 產品名稱 零件名稱 彈性柱銷聯(lián)軸器 第 1 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 機 50/60 擴、鉆 45# 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 鉆夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 工藝設備 主軸轉速(r/min) 切削速度(m/min) 進給量（mm/r） 背吃刀量（mm） 進給次數 機動 輔助 1 鉆擴加工軸孔?60mm至?59mm 專用夾具，高速鋼刀具，游標卡尺 355 103.5 3.5 2 1 描 圖 2 鉸孔至?60mm 專用夾具，鉸刀，游標卡尺 319 98 3 1.5 1 描 校 底圖號 裝訂號 設計 日期 審核 日期 標準化日期 會簽 日期 課程設計論文 HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程 及加工軸孔氣動夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 29 摘 要 HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、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生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 序 言 1 第2章 零件的分析 2 2.1零件的形狀 2 2.2零件的工藝分析 3 第3章 工藝規(guī)程設計 3 3.1 確定毛坯的制造形式 3 3.2定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 4 3.3 制定工藝路線 4 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 5 3.4.1 機床選用 5 3.4.2 選擇刀具 5 3.4.3 選擇量具 5 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 第4章 確定切削用量及基本時間 8 4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時間的確定 8 4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時間的確定 10 4.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 10 4.5 工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定 12 4.6 工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定 15 第5章 加工軸孔￠60mm夾具設計 18 5.1 研究原始質料 18 5.2 定位、夾緊方案的選擇 18 5.3切削力及夾緊力的計算 18 5.4氣缸的選擇 19 5.5 誤差分析與計算 26 5.6 夾具設計及操作的簡要說明 26 總 結 28 致 謝 29 參 考 文 獻 30 第1章 序 言 HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。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，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 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品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(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濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動力和轉矩。由于彈性套易發(fā)生彈性變形及其外徑與圓柱孔為間隙配合，因而使聯(lián)軸器具有補償兩軸相對位移和減震緩沖的功能。且不用設置中榫機構，以免喪失補償相對位移的能力。 零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為45#，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側面粗糙度值6.3、12.5， HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)．左端的加工表面： 這一組加工表面包括：左端面，Φ110外圓，Φ60內圓，倒角。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。 (2).右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面；Φ220的外圓，粗糙度為1.6；倒角其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ60的孔或內圓直接在鉆床上鉆孔就行了。 第3章 工藝規(guī)程設計 本HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器假設年產量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。 該零件材料為60，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產綱領 N=2XQn(1+α)（1+β)=2385110件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為45#，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產效率，保證加工精度，減少生產成本上考慮，也是應該的。 3.2定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 待加工的兩零件是盤狀零件，孔是設計基準（也是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選?60mm的孔及其一端面作為精基準。 由于待加工的兩零件全部表面都需加工，而孔作為精基準應先進行加工，對主動端而言，應選面積較大的外圓及其端面為粗基準；對從動端而言，應選面積較大?220mm的外圓及其端面為粗基準。 待加工的兩零件的加工面有外圓、內孔、端面、鍵槽、錐孔，材料為60鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考相關資料，其加工方法選擇如下。 （1）?110mm的外圓面 為未注公差尺寸，根據GB 1800—79規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra25um，粗車即可（表5-14）。 （2）?220mm的外圓面 為未注公差尺寸，根據GB 1800—79規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra6.3um，需進行精車和半精車。 （3）柱銷孔 為未注尺寸公差，根據GB 1800—79規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra6.3um，需進行粗鏜（表5-15）。 （4）?60mm的內孔，公差等級為IT8,表面粗糙度為Ra1.6um，需進行擴→精鏜加工（表5-15）。 （5）鍵槽 槽寬和槽深的公差等級分別為IT13和IT14,表面糙粗度分別為Ra3.2um和Ra6.3um,需采用三面刃銑刀，粗銑→半精銑（表5-16）。 （6）端面 本零件的端面為回轉體端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度為Ra25um,粗車即可。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為成批生產的條件下，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率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案： 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.各工序的工步數不多，成批量生產，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 都為CA6140臥式車床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉體，故宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小，需選用較精密的機床才能滿足要求，因此選用CA6140臥式車床（表5-110）。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產率及經濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器” 零件材料為45#，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，硬度HB為143～269，密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產性質 生產類別 同類零件的年產量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產 5以下 10以下 100以下 小批生產 5~100 10~200 100~500 中批生產 100~300 200~500 500~5000 大批生產 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產 1000以上 5000以上 50000以上 根據所發(fā)的任務書上的數據，該零件的月工序數不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產。 根據生產綱領，選擇鍛造類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鍛造的類別、特點和應用范圍，再根據表3.1-20 各種鍛造方法的經濟合理性，采用模鍛。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 第4章 確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量a、進給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。 4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時間的確定 4.1.1 切削用量 粗車、半精車外圓?220mm及其端面 所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。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3mm，可在一次走刀內完成，故 ②.確定進給量 根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=6030。 根據表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=1100。 切削時的修正系數為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =1100=1111.5 （3-2） 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。 根據《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.60），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=+= == （3-8） 4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時間的確定 采用與工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： 本工序為粗車、半精車外圓?110mm，倒角及其端面，已知條件與工序Ⅰ相同。車端面、外圓可采用與工序Ⅰ相同的可轉位車刀。 見表5-1 表5-1 主動端工序Ⅱ的切削用量及基本時間 工步 /mm f/mm·r v/m·s n/r·s /s 粗車端面 2 0.52 0.38 1.5 113 粗車外圓?110mm 2.3 0.52 0.38 1.5 68 倒角 手動 0.38 1.5 4.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 4.3.1 切削用量 本工序為擴加工軸孔?60mm。已知條件與粗加工工序相同。 確定以半精車后的?220mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓?110mm，倒角。切削用量。所選刀具為YT15硬質合金可轉位車刀。車刀形狀所選刀具為YT15硬質合金可轉位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，查參考文獻[6]表1-3，車刀幾何形狀為，′= ⅰ. 確定背吃刀量 ==0.75mm ⅱ. 確定進給量 根據參考文獻[7]表1.6及參考文獻[2]表4.2-9中機床進給量，選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機床進給機構強度。 ⅲ. 選擇車刀磨鈍標準及耐用度 查參考文獻[7]表1.9，選擇車刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=30min。 查參考文獻[6]表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工σb>1000MPs的合金鋼，，，切削速度=97m/min。 切削速度的修正系數查參考文獻[7]表1.60得：，其余的修正系數均為1，故： V=97×0.81×1.15=90.4m/min =178r/min 查參考文獻[6]表4.2-8選擇C620-1機床的轉速為： n=185r/min=3.08r/s 則實際切削速度v=1.110m/s 半精加工，機床功率也可不校驗。 最后確定的切削用量為： =0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.110m/s=93.6m/min。 確定半精車主動端端面的切削用量。采用車外圓?160mm相同的刀具加工，切削用量為： ,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.110m/s=93.6m/min。 確定半精車從動端外圓?71mm的切削用量。采用車外圓?160mm相同的刀具加工，切削用量為： ，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.110m/s=93.6m/min。 確定半精車從動端端面的切削用量。采用車外圓?160mm相同的刀具加工，切削用量為： ，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.110m/s=93.6m/min。 確定半精鏜孔?60mm的切削用量。所選刀具為YT15硬質合金、主偏角°、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。 ⅰ.。 ⅱ.參考文獻[1]表5-139和表5-57，f=0.2mm/r。 ⅲ.參考文獻[1]表2-8的計算公式確定。 V= 式中，C=291，m=0.2,x=0.15,y=0.2,T=60min,k=0.9,則 V==150m/min =1209.4r/min 選擇CA6140車床的轉速n=1200r/min=20r/s。 4.4.1 切削用量 本工序為精鏜?60mm的孔。 確定精鏜?60mm孔的切削用量。選刀具為YT30硬質合金、主偏角°、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。 ==0.25mm f=0.15mm/r v=×1.4=230.77mm/min =1837.3r/min 參考文獻[1]表5-110，根據C6140車床的轉速表，選擇n=1400r/min=23.3r/s,則實際切削速度v=4.98m/s。 4.4.2 基本時間 5.4.2.1 確定精鏜主動端?60mm孔的基本時間： =16s 4.5 工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定 4.5.1 銑鍵槽 5.5.1.1 切削用量 粗銑以?60mm孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑d=80,寬度L=12mm,齒數z=10。參考文獻[1]表5-143選銑刀的基本形狀。由于加工材料的σ>1000MPs,故選前角=10°，后角=12°(周銑)，=6°（端銑）。已知銑削寬度=9mm,銑削深度=8mm。機床選用X62W型臥式銑床。 確定每齒進給量。參考文獻[1]表5-144，X62W臥式銑床的功率為7.5KW（表5-74），工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工鋼料，查得每齒進給量=0.6～1.0mm/z?，F(xiàn)取=0.07mm/z。 確定銑刀磨鈍標準及耐用度。參考文獻[1]表5-148，用高速鋼盤銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm，銑刀直徑d=80mm,耐用度T=120min（表5-149）。 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量。參考文獻[1]表2-17中公式計算： 式中，=48,=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min, =8, =0.07mm/z, =9mm, z=10,d=80mm,=1.0。 =2.62m/min n==10.4r/min 參考文獻[1]表5-75，根據X62W型臥式銑床主軸轉速表，選擇n=30r/min=0.5r/s,則實際切削速度v=0.13m/s,工作臺每分鐘進給量為 =0.07×10×30=60mm/min 參考文獻[1]表5-76, 根據X62W型臥式銑床工作臺進給量，選擇=23.5mm/min,則實際的每齒進給量為==0.078mm/z。 驗證機床效率。參考文獻[1]表2-18的計算公式，銑削時的功率（單位為KW）為 （N） 式中，=650,=1.0,=0.72,=0.86,=0,=0.86, =8, =0.078mm/z, =9mm, z=10,d=80mm, n=30r/min,=0.63。 =797.3 v=0.13m/s =0.10KW X62W銑床主電動機的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為 =0.078mm/z, =23.5mm/min, n=30r/min, v=0.13m/s 5.5.1.2 基本時間 參考文獻[1]表2-60，三面刃銑刀銑槽的基本時間為 a.主動端： 式中，=84mm,=+(1～3)，=9mm,d=80mm,=76mm,=4mm, =23.5mm/min,=4 =6.98min=419s b.從動端： =8.17min=490s 4.5.2 半精銑 5.5.2.1 切削用量 半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。d=80mm, L=12mm, z=10。機床亦選用X62W型臥式銑床。 確定每齒進給量。加工要求保證的表面粗糙度3.2μm, 參考文獻[1]表5-144,每轉進給量=0.5～1.2mm/r,現(xiàn)取=0.6mm/r，則 ==0.06mm/r 確定銑刀磨鈍標準及耐用度。參考文獻[1]表5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm；參考文獻[1]表5-149，耐用度T=120min。 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量。參考文獻[1]表2-17中公式計算，得 =17.79m/min=0.3m/s n=1.19r/s=71r/min 參考文獻[1]表5-75，根據X62W型臥式銑床主軸轉速表，選擇n=75r/min=1.25r/s, 則實際切削速度v=0.314m/s, 工作臺每分鐘進給量為=0.06×10×75=60mm/min 參考文獻[1]表5-76, 根據X62W型臥式銑床工作臺進給量，選擇=47.5mm/min,則實際的每齒進給量為==0.063mm/z。 5.5.2.2 基本時間 =×4=10s 4.6 工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定 （1）鉆孔 鉆加工8個柱銷孔 鉆孔，本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為6000，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數的推存值（根據GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.60。 則取 確定切削速度，根據《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數為，刀具耐用度T=60 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 第5章 加工軸孔￠60mm夾具設計 5.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來加工軸孔￠60mm孔，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率和降低勞動強度。 5.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，采用一個固定V型塊和一個活動V型塊定位夾緊。 5.3切削力及夾緊力的計算 鉸刀材料：（硬質合金刀） 刀具的幾何參數： 由參考文獻[5]查表可得： 圓周切削分力公式： 式中 查[5]表得： 查[5]表 取 由表可得參數： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數： 即： 軸向切削分力公式 ： 式中參數： 即： 根據工件受力切削力、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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： 安全系數K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 即： 由上述計算易得： 5.4氣缸的選擇 氣缸的選用要根據以下方面進行分析： 1、類型的選擇? ? 根據工作要求和條件，正確選擇氣缸的類型。要求氣缸到達行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應選擇緩沖氣缸；要求重量輕，應選輕型缸；要求安裝空間窄且行程短，可選薄型缸；有橫向負載，可選帶導桿氣缸；要求制動精度高，應選鎖緊氣缸；不允許活塞桿旋轉，可選具有桿不回轉功能氣缸；高溫環(huán)境下需選用耐熱缸；在有腐蝕環(huán)境下，需選用耐腐蝕氣缸。在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需要活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時需要選用無給油或無油潤滑氣缸等。 2、安裝形式? ? 根據安裝位置、使用目的等因素決定。在一般情況下，采用固定式氣缸。在需要隨工作機構連續(xù)回轉時（如車床、磨床等），應選用回轉氣缸。在要求活塞桿除直線運動外，還需作圓弧擺動時，則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時，應選擇相應的特殊氣缸。 3、作用力的大小 即缸徑的選擇。根據負載力的大小來確定氣缸輸出的推力和拉力。一般均按外載荷理論平衡條件所需氣缸作用力，根據不同速度選擇不同的負載率，使氣缸輸出力稍有余量。缸徑過小，輸出力不夠，但缸徑過大，使設備笨重，成本提高，又增加耗氣量，浪費能源。在夾具設計時，應盡量采用擴力機構，以減小氣缸的外形尺寸。 4、活塞行程 與使用的場合和機構的行程有關，但一般不選滿行程，防止活塞和缸蓋相碰。如用于夾緊機構等，應按計算所需的行程增加10～20㎜的余量。 5、活塞的運動速度 主要取決于氣缸輸入壓縮空氣流量、氣缸進排氣口大小及導管內徑的大小。要求高速運動應取大值。氣缸運動速度一般為50～800㎜/s。對高速運動氣缸，應選擇大內徑的進氣管道；對于負載有變化的情況，為了得到緩慢而平穩(wěn)的運動速度，可選用帶節(jié)流裝置或氣—液阻尼缸，則較易實現(xiàn)速度控制。選用節(jié)流閥控制氣缸速度需注意：水平安裝的氣缸推動負載時，推薦用排氣節(jié)流調速；垂直安裝的氣缸舉升負載時，推薦用進氣節(jié)流調速；要求行程末端運動平穩(wěn)避免沖擊時，應選用帶緩沖裝置的氣缸。 圖3.1 氣缸實物圖 6、氣缸的選型步驟及其類型介紹 程序1：根據操作形式選定氣缸類型： 氣缸操作方式有雙動，單動彈簧壓入及單動彈簧壓出等三種方式 程序2：選定其它參數： 1、選定氣缸缸徑大小? ?? ? 根據有關負載、使用空氣壓力及作用方向確定 2、選定氣缸行程? ?? ?? ??工件移動距離 3、選定氣缸系列 4、選定氣缸安裝型式? ?? ? 不同系列有不同安裝方式，主要有基本型、腳座型、法蘭型、U型鉤、軸耳型 5、選定緩沖器? ?? ?? ?? 無緩沖、橡膠緩沖、氣緩沖、油壓吸震器 6、選定磁感開關? ?? ?? ??主要是作位置檢測用，要求氣缸內置磁環(huán) 7、選定氣缸配件? ?? ?? ??包括相關接頭 （一）單作用氣缸 ? ? 單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮空氣，實現(xiàn)一個方向運動。其活塞桿只能借助外力將其推回；通常借助于彈簧力，膜片張力，重力等。其原理及結構見下圖： 圖3.2單作用氣缸 1） 缸體；2—活塞；3—彈簧；4—活塞桿； 單作用氣缸的特點是： ? ? 1）僅一端進（排）氣，結構簡單，耗氣量小。 ? ? 2）用彈簧力或膜片力等復位，壓縮空氣能量的一部分用于克服彈簧力或膜片張力，因而減小了活塞桿的輸出力。 ? ? 3）缸內安裝彈簧、膜片等，一般行程較短；與相同體積的雙作用氣缸相比，有效行程小一些。 ? ? 4）氣缸復位彈簧、膜片的張力均隨變形大小變化，因而活塞桿的輸出力在行進過程中是變化的。 ? ? 由于以上特點，單作用活塞氣缸多用于短行程。其推力及運動速度均要求不高場合，如氣吊、定位和夾緊等裝置上。單作用柱塞缸則不然，可用在長行程、高載荷的場合。 （二） 雙作用氣缸 ? ? 雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣，實現(xiàn)雙向運動的氣缸。其結構可分為雙活塞桿式、單活塞桿式、雙活塞式、緩沖式和非緩沖式等。此類氣缸使用最為廣泛。 1. 雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種。 2. 缸體固定時，其所帶載荷（如工作臺）與氣缸兩活塞桿連成一體，壓縮空氣依次進入氣缸兩腔（一腔進氣另一腔排氣），活塞桿帶動工作臺左右運動，工作臺運動范圍等于其有效行程s的3倍。安裝所占空間大，一般用于小型設備上。 活塞桿固定時，為管路連接方便，活塞桿制成空心，缸體與載荷（工作臺）連成一體，壓縮空氣從空心活塞桿的左端或右端進入氣缸兩腔，使缸體帶動工作臺向左或向左運動，工作臺的運動范圍為其有效行程s的2倍。適用于中、大型設備。 圖3.3雙活塞桿雙作用氣缸 a）缸體固定；b）活塞桿固定 1—缸體；2—工作臺；3—活塞；4—活塞桿；5—機架 雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等，故活塞兩側受力面積相等。當輸入壓力、流量相同時，其往返運動力及速度均相等。 (三)?緩沖氣缸 緩沖氣缸對于接近行程末端時速度較高的氣缸，不采取必要措施，活塞就會以很大的力（能量）撞擊端蓋，引起振動和損壞機件。為了使活塞在行程末端運動平穩(wěn)，不產生沖擊現(xiàn)象。在氣缸兩端加設緩沖裝置，一般稱為緩沖氣缸。緩沖氣缸見下圖，主要由活塞桿1、活塞2、緩沖柱塞3、單向閥5、節(jié)流閥6、端蓋7等組成。其工作原理是：當活塞在壓縮空氣推動下向右運動時，缸右腔的氣體經柱塞孔4及缸蓋上的氣孔8排出。在活塞運動接近行程末端時，活塞右側的緩沖柱塞3將柱塞孔4堵死、活塞繼續(xù)向右運動時，封在氣缸右腔內的剩余氣體被壓縮，緩慢地通過節(jié)流閥6及氣孔8排出，被壓縮的氣體所產生的壓力能如果與活塞運動所具有的全部能量相平衡，即會取得緩沖效果，使活塞在行程末端運動平穩(wěn)，不產生沖擊。調節(jié)節(jié)流閥6閥口開度的大小，即可控制排氣量的多少，從而決定了被壓縮容積（稱緩沖室）內壓力的大小，以調節(jié)緩沖效果。若令活塞反向運動時，從氣孔8輸入壓縮空氣，可直接頂開單向閥5，推動活塞向左運動。如節(jié)流閥6閥口開度固定，不可調節(jié)，即稱為不可調緩沖氣缸。 圖3.4緩沖氣缸 1—活塞桿；2—活塞；3—緩沖柱塞；4—柱塞孔；5—單向閥 6—節(jié)流閥；7—端蓋；8—氣孔 7、氣缸結構 　　氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成，其內部結構如圖所示： 　　 1）缸筒 　　缸筒的內徑大小代表了氣缸輸出力的大小。活塞要在缸筒內做平穩(wěn)的往復滑動，缸筒內表面的表面粗糙度應達到Ra0.8um。對鋼管缸筒，內表面還應鍍硬鉻，以減小摩擦阻力和磨損，并能防止銹蝕。缸筒材質除使用高碳鋼管外，還是用高強度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸，缸筒應使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質。 　　SMC CM2氣缸活塞上采用組合密封圈實現(xiàn)雙向密封，活塞與活塞桿用壓鉚鏈接，不用螺母。 　　2）端蓋 　　端蓋上設有進排氣通口，有的還在端蓋內設有緩沖機構。桿側端蓋上設有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內。桿側端蓋上設有導向套，以提高氣缸的導向精度，承受活塞桿上少量的橫向負載，減小活塞桿伸出時的下彎量，延長氣缸使用壽命。導向套通常使用燒結含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵，現(xiàn)在為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。 　　3）活塞 　　活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣，設有活塞密封圈?；钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導向性，減少活塞密封圈的磨耗，減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料。活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動部分長度來決定。滑動部分太短，易引起早期磨損和卡死。活塞的材質常用鋁合金和鑄鐵，小型缸的活塞有黃銅制成的。 　　 4）活塞桿 　　活塞桿是氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼，表面經鍍硬鉻處理，或使用不銹鋼，以防腐蝕，并提高密封圈的耐磨性。 　　5）密封圈 　　回轉或往復運動處的部件密封稱為動密封，靜止件部分的密封稱為靜密封。 　　缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種： 　　整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。 　　6）氣缸工作時要靠壓縮空氣中的油霧對活塞進行潤滑。也有小部分免潤滑氣缸。 8、工作原理 　　根據工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時應使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過大，不僅使設備笨重、成本高，同時耗氣量增大，造成能源浪費。在夾具設計時，應盡量采用增力機構，以減少氣缸的尺寸。 　　氣缸 　　下面是氣缸理論出力的計算公式： 　　F：氣缸理論輸出力(kgf) 　　F′：效率為85％時的輸出力(kgf)－－(F′＝F×85％） 　　D：氣缸缸徑(mm) 　　P：工作壓力(kgf／cm2) 　　例：直徑340mm的氣缸，工作壓力為3kgf／cm2時，其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少? 　　將P、D連接，找出F、F′上的點，得： 　　F＝2800kgf；F′＝2300kgf 　　在工程設計時選擇氣缸缸徑，可根據其使用壓力和理論推力或拉力的大小，從經驗表1－1中查出。 根據參數選擇氣缸 F-SC63CA 參考地址：http://wenku.baidu.com/link?url=suvNCH9ck4ru_xSGujDVvFFG5_FF5bI3MQEtU3EJQ-JLuPkp83XY6FNC-jkDidVLPGtvk_Jur9Jbl4U5unTN-Ya9233QOB0E50zbwhBJwJW 5.5 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和和2個V型塊定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。 由[5]和[6]可得： ⑴ 定位誤差： 當以任意邊接觸時 當短以固定邊接觸時 通過分析可得： 因此：當以任意邊接觸時 ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 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： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5.6 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，該工件不但可以采用V型塊夾緊經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式。這類夾緊機構結構簡單、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。以便隨時根據情況進行調整換取。 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農業(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?？茖W技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，19110。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，19110。 [5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2544。 [6] 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