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機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 題目：設(shè)計“ 杠桿二”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑大斷面機(jī)床夾具  任務(wù)書 一、設(shè)計題目：設(shè)計“ 杠桿二”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑大斷面機(jī)床夾具 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 1．所加工的零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機(jī)械加工工藝過程卡片 1套 4．編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工序卡片 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．課程設(shè)計說明書，包括機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制和機(jī)床夾具設(shè)計全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份 四、進(jìn)度安排 本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。 1．第l～2天查資料，繪制零件圖。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機(jī)械加工工序卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導(dǎo)教師評語 該生設(shè)計的過程中表現(xiàn) ，設(shè)計內(nèi)容反映的基本概念及計算 ，設(shè)計方案 ，圖紙表達(dá) ，說明書撰寫 。 成 績： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 設(shè)計內(nèi)容：“杠桿（二）”機(jī)械加工工藝規(guī)程及大端面的夾具設(shè)計，并繪制出調(diào)速杠桿零件圖、毛坯圖、夾具零件圖和夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設(shè)計說明書。 設(shè)計目的：通過該課程設(shè)計，使我把自己所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐很好地相結(jié)合，?鍛煉了我分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨(dú)立分析和解決了零件機(jī)械制造的工藝問題，設(shè)計了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及對自己未來將從事的工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計中還有許多不足之處，還請各位老師多加指教。  Abstract Design?content:?"leverage?(2)"?the?machining?process?planning?andΦ20?holes?of?fixture?design,?and?draw?the?drawing,?casting?speed?control?lever?figure,?fixture?and?fixture?drawing?assembly?drawing,?fill?in?process?card,?of?course?the?design?specification? Designed?to:?the?adoption?of?the?curriculum?design,?I?have?learned?to?their?own?theory?and?practice?of?producing?a?good?combination,?the?exercise?of?my?analysis,?problem-solving?abilities,?in?the?process?I?am?an?independent?analysis?and?solution?of?the?manufacture?of?mechanical?parts?of?the?problem?,?A?machine?designed?for?this?fixture?typical?of?equipment,?improve?the?structure?design?capability?for?future?graduates?to?design?their?own?future?and?will?be?engaged?in?the?work?of?an?adaptation?training,?thus?laying?a?good?foundation.? ??As?capacity?constraints,?lack?of?experience,?the?design?of?many?deficiencies,?also?requested?the?teachers?more?ideas?on?how?to?improve. 目錄 序言 1 一、零件的分析 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的技術(shù)要求 1 1.3審查杠桿的工藝性 2 1.4確定杠桿的生產(chǎn)類型 2 二、工藝規(guī)程設(shè)計 2 2.1確定毛坯的制造形式 2 2.2基面的選擇 2 2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 2 2.2.2精基準(zhǔn)的選擇 2 2.3表面加工方法的確定 2 2.4制定工藝路線 4 2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5 2.6確定切削用量及基本工時 6 三、夾具設(shè)計 15 3.1研究原始材料 15 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 16 3.3切削力與夾緊力的分析 17 3.4誤差分析與計算 18 3.5零部件的設(shè)計選用 19 3.6夾具的設(shè)計與操作的簡要說明 20 四、設(shè)計總結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 22 杠桿二課程設(shè)計 序言 機(jī)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(shí)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，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 一、零件的分析 1.1、零件的作用 　　題目所給的零件是杠桿，φ20H7孔套在某固定軸上，φ8H7孔和φ8F9孔分別套在主動件和從動件上，主要是支撐與傳動作用。 1.2、零件的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差/mm及精度等級 表面粗糙度Ra 形位公差/mm Φ20孔外端面 15 0.2 3.2 Φ35孔外端面 15 0.2 3.2 Φ16孔外端面 6 0.05 3.2 Φ10孔上端面 48.5 12.5 插槽內(nèi)表面 5 0.05 3.2 Φ8H7孔加工 Φ8H7 1.6 // 0.1 Φ20H7孔加工 Φ20H7 1.6 Φ8F9孔加工 Φ8F9 1.6 // 0.1 Φ10孔加工 Φ10 12.5 M4螺孔加工 M4 左端缺口 8 12.5 該杠桿形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的杠桿類零件。為實(shí)現(xiàn)傳遞驅(qū)動力的功能，其杠桿各孔與機(jī)器有配合要求，因此加工精度要求較高。杠桿左端兩臂內(nèi)表面在工作中需承受較大的沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理；為保證裝配時有準(zhǔn)確的位置，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9三個端面孔有平行度要求，中間孔與兩端的孔的平行度為0.1mm。 綜上所述，該杠桿的各項技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件在傳遞驅(qū)動力中的功用。 1.3、審查杠桿的工藝性 分析零件圖可知，杠桿零件中的Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9孔的外端面均要求銑削加工,并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了其接觸剛度；φ8H7和φ20H7孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭偏離，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4、確定杠桿的生產(chǎn)類型 依題目可知，該杠桿生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 二、工藝規(guī)程設(shè)計 2.1、確定毛坯的制造形式 該零件的材料是QT45-5，球墨鑄鐵?？紤]到此設(shè)計零件的材料性質(zhì)能抗壓，不能抗扭和抗彎。還有毛坯的形狀為對稱形狀。由此改零件應(yīng)選擇鑄造。采用上下分型的鑄造方法。 2.2、基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.2.1、粗基準(zhǔn)的選擇。 重點(diǎn)考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選杠桿零件Φ20H7孔及Φ8H7孔外端面為粗基準(zhǔn)。 2.2.2、精基準(zhǔn)的選擇。 根據(jù)該杠桿零件的技術(shù)要求和裝配要求,對于精基準(zhǔn)而言，主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本題目以Φ20H7的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。 2.3、表面加工方法的確定 1、杠桿零件中零件Φ20H7、Φ8H7孔的外端面，它是毛坯鑄造出來之后第一個加工的端面，此面將作為粗基準(zhǔn)，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達(dá)到技術(shù)要求。 2、Φ10孔上端面，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式。 3、Φ8F9孔的外端面，表面粗糙度為3.2，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。 4、兩Φ8H7孔之間的表面，該表面需要檢查，要求檢查范圍與Φ8H7同心在Φ20內(nèi)，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。 5、Φ20H7孔加工，它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的加工，為達(dá)到題目要求我們采取粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸的工序過程，最終完成Φ20H7孔加工。 6、Φ8H7、Φ8F9孔加工，加工時對于Φ20H7孔有平行度要求，表面粗糙度為1.6，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆—精鉸的加工方式。 7、Φ10孔加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆孔就能達(dá)到要求。 8、缺口的加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗車就能達(dá)到要求。 9、M4螺孔加工，考慮到工藝要求，我們采取鉆、攻絲兩步工序。在加工的適當(dāng)工藝過程中我們對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。 各表面加工方案如下表 加工表面 尺寸精度等級 表面粗超度Ra/μm 加工方案 備注 Φ20H7、Φ8H7孔外端面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 Φ10孔上端面 IT10 12.5 粗銑 表1-8 Φ8F9孔的外端面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 兩Φ8H7孔之間的表面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 Φ20H7孔加工 IT7 1.6 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸 表1-7 Φ8H7孔加工 IT8 1.6 鉆—精鉸 表1-7 Φ8F9孔加工 IT7 1.6 鉆—精鉸 表1-7 Φ10孔加工 IT11 12.5 鉆 表1-7 缺口的加工 IT11 12.5 粗銑 表1-7 M4螺孔加工 3.2 鉆—攻 表1-10 2.4、制定工藝路線 制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,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)成本盡量下降。 方案一： 1、粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸Φ20H7孔 2、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面 3、鉆Φ8F9孔 4、鉆Φ8H7孔 5、銑兩Φ8H7孔之間的表面和R65內(nèi)圓弧面 6、銑缺口 7、銑Φ10孔上端面 8、鉆Φ10孔 9、鉆、攻M4螺孔 方案二： 1、粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸Φ20H7孔 2、鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔 3、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 4、粗銑兩Φ8H7孔之間的表面 5、鉆Φ10孔 6、粗銑Φ10孔上端面 7、粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面 8、粗銑缺口 9、鉆—攻M4螺孔 對于上述工序安排的兩個方案進(jìn)行比較： 　方案一工序相對集中，便于管理。方案二則采用工序分散原則，各工序工作相對獨(dú)立。考慮到該零件生產(chǎn)批量較大，工序集中可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案一較好。 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了杠桿的工藝路線。 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基面 設(shè)備 1 備料 2 鉆 粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸Φ20H7孔 Φ35和Φ20兩外端面 四面組合鉆床 3 銑 銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面 Φ20H7內(nèi)圓柱面 立式銑床X51 4 鉆 鉆Φ8F9孔 Φ20H7內(nèi)圓柱面 四面組合鉆床 5 鉆 鉆Φ8H7孔 Φ20H7內(nèi)圓柱面 四面組合鉆床 6 銑 銑兩Φ8H7孔之間的表面和R65內(nèi)圓弧面 Φ20H7和Φ8F7兩內(nèi)圓柱面 臥式銑床X62 7 銑 銑缺口 Φ20H7和Φ8F7兩內(nèi)圓柱面 立式銑床X51 8 銑 銑Φ10孔上端面 Φ20H7和Φ8F7兩內(nèi)圓柱面 立式銑床X51 9 鉆 鉆Φ10孔 Φ20H7和Φ8F7兩內(nèi)圓柱面 立式鉆床ZX525 10 鉆 鉆、攻M4螺孔 Φ20H7和Φ8H7兩內(nèi)圓柱面 四面組合鉆床 11 輔助 清洗 12 檢 終檢 2.5、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計指南》有： 要求的加工余量RMA和毛坯尺寸R的關(guān)系： 單邊外表面加工：R=F+RMA+CT/2 雙邊外表面加工：R=F+2*RMA+CT/2 雙邊內(nèi)表面加工：R=F-2*RMA-CT/2 注：CT為公差等級?？刹椤稒C(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計指南》得出。 在零件Φ20H7中，加工部分為雙邊，內(nèi)表面加工。查表得CT=2.4 RMA=1.5 由此： R=20-2x1.5-2.4/2=15.8 在零件離圓心48.5mm中，加工部分為單邊，外表面加工。查表得 CT=2.8 RMA=1.5 由此： R=48.5+1.5+2.8/2=51.3 在零件距基準(zhǔn)線8mm中，加工部分為單邊，外表面加工。 查表得CT=2 RMA=1.5 由此： R=8+1.5+2/2=10.5 在寬12mm尺寸處，加工部分為雙邊，外表面加工。 查表得CT=2.4 RMA=1.5 由此： R=12+2x1.5+2.4/2=16.2 在寬30mm尺寸處，加工部分為雙邊，外表面加工。 查表得CT= RMA=1.5 由此： R=30+2x1.5+2.6/2=34.3 由此可查表計算出下表的毛坯加工面的尺寸： 零件尺寸 單邊加工余量 鑄件尺寸 Φ20H7 2.1 15.8 離圓心48.5mm 2.8 51.3 距基準(zhǔn)線8mm 2.5 8.5 寬12尺寸 2.1 16.2 寬30尺寸 2.15 34.3 單位mm 按上面的尺寸和給定加工零件圖，繪制毛坯圖。 2.6確定切削用量及基本工時 工序一 備料 工序二 以φ35的外圓面為粗基準(zhǔn)，鉆、粗鉸、精鉸φ20孔,孔的精度達(dá)到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 所以， 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 3.計算工時 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： 工序三 以Φ20H7內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面，使Φ20H7、Φ8H7兩孔外端面尺寸至、使Φ8F9外端面尺寸至 1. 加工條件 工件材料：QT45-5,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗、精銑φ20、φ8h7、φ8F9孔的端面。 機(jī)床：X51立式銑床。 刀具：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)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2. 切削用量 1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3）查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4）計算切削速度 按《切削手冊》，V c= 算得 Vc＝96mm/s，n=431r/min,Vf=490mm/s 據(jù)X51銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序四 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ8孔，保證孔的精度達(dá)到IT9。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長度bε=7.5mm,橫刀長b=5mm, 棱帶長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z535機(jī)床已有的進(jìn)給量 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.8～1.2mm，壽命 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～1.4mm，壽命 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.6～0.9mm，壽命 （3）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： ３.計算工時 所有工步工時相同。 工序五 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ8孔，保證空的精度達(dá)到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長度bε=7.5mm,橫刀長b=5mm, 棱帶長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z535機(jī)床已有的進(jìn)給量 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.8～1.2mm，壽命 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～1.4mm，壽命 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.6～0.9mm，壽命 （3）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： ３.計算工時 所有工步工時相同。 工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn)，粗銑兩Φ8H7孔之間的表面和粗銑R65內(nèi)圓弧面 工件材料：QT45-5 鑄造。 機(jī)床：X62臥式銑床。 1、粗銑內(nèi)槽留余量1mm 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼直角三面刃銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=10,深度ap=42.5,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=130mm，刀寬9mm。 2 、切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^大，因?yàn)镽65內(nèi)圓弧面粗糙度大 故可以選擇ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s 據(jù)XA62臥式銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。 3、半精銑內(nèi)槽 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼直角三面韌銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=10,深度ap=12,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=130mm，刀寬10mm。 4 、切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^大，因?yàn)镽65內(nèi)圓弧面粗糙度大 故可以選擇ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s 據(jù)XA62臥式銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。 5、計算基本工時 tm＝L/ Vf=(42.5*4)/60=2.8min. 結(jié)果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600mm/s 工序七 粗銑缺口 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金三面銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=30mm,深度ap=2.5齒數(shù)z=3,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=24mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 α=0.25mm/Z ν=0.35m/s（21mm/min） ，d=175mm, n===0.637r/s (38.2r/min) 按機(jī)床選取n=31.5r/min=0.522r/s 故實(shí)際切削速度ν==0.29m/s 切削工時 l=75mm，l=175mm，l=3mm t== =121.2s=2.02min 工序八粗銑φ10孔上端面。 1. 加工條件 工件材料：QT45-5,σb =0.45GPa HB=160~210,鑄造。 加工要求：粗銑φ10上端面。 機(jī)床：X51立式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金套式面銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=16,深度ap=2.8,齒數(shù)z=3,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=24mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=2.8mm，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝36mm/s，n=480r/min,Vf=432mm/s 據(jù)X51銑床參數(shù)，選擇nc=490r/min,Vfc=441mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*24*441/1000=33.2m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=441/(300*3)=0.49mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=2.8mm，nc=490r/min,Vfc=441mm/s，V c=33.2m/min，f z=0.49mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(32+80)/432=0.25min。 工序九 以Φ20H7孔為精基準(zhǔn)，鉆φ10孔，深度20mm。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 所以， 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～０.８mm，壽命． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 ３.計算工時 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 工序十 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個φ3孔，攻M4螺紋。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=3mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命． 　（3）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 ３.計算工時 螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片 三、 夾具設(shè)計 經(jīng)過與組員的協(xié)商，決定設(shè)計銑Φ20孔的銑床專用夾具。本卡具將用立式銑床X6。 3.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑銑φ20孔端面，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 首先必須明確其加工時應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加支撐板和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個，限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉(zhuǎn)，y軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn)，這樣6個自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 3.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)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(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 3.4 誤差分析與計算 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。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 兩V型塊定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的設(shè)計與選用 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，兩個一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進(jìn)給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷，加強(qiáng)加工夾具牢固。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 14 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 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。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表2.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 當(dāng)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V型塊。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費(fèi)時費(fèi)力。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。 此外，當(dāng)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V型塊。 四、設(shè)計總結(jié) 四周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解。 通過這次夾具設(shè)計，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設(shè)計，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行一次鉆孔夾具設(shè)計工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我的獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了鉆孔夾具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握鉆孔夾具設(shè)計的方法和步驟，掌握鉆孔夾具設(shè)計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。 在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計夾具的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 在此感謝我們的老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣.這次模具設(shè)計的每個實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。同時感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。 參考文獻(xiàn) 1、王先逵? 主編，《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，華中科技大學(xué)出版社，2007。 2、陳家芳? 主編，《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊》第2版，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006。 3、孫麗媛? 主編，《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》，冶金工業(yè)出版社，2003。 4、李益民? 主編，《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社，1994。 5、《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982。 6、劉守勇? 主編，《機(jī)械制造與機(jī)床夾具》，機(jī)械工業(yè)出版社，1994。 7、楊興駿，莫雨松等編，《互換性與技術(shù)測量》第4版，中國計量出版社，2005。 8、周明，孫玉潔，韓榮第編著，《金屬切削原理與刀具》第2版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004。 9、南京市機(jī)械研究所主編,《金屬切削機(jī)床夾具圖冊》下冊(專用夾具),機(jī)械工藝出版社,1984。10、《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982。 22