CA6140車床手柄軸課程設(shè)計(jì)

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1、機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書設(shè)計(jì)題目“手柄軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 班 級 078105404 設(shè) 計(jì) 者 蔡巍 指導(dǎo)教師 王琦 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院航空工程系南昌航空大學(xué)科技學(xué)院目 錄前言1. 零件工藝性分析（包括零件作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)工藝性、關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析等）2. 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算.2.1 毛坯選擇與毛坯圖說明2.2 工藝路線的確定2.3 加工余量、切削用量的確定2.4 工序尺寸與公差的確定3. 夾具設(shè)計(jì).3.1 設(shè)計(jì)思想與不同方案對比3.2 定位分析與定位誤差計(jì)算3.3 對刀與導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì)3.4 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算3.5 夾具操作動作說明4

2、. 設(shè)計(jì)總結(jié)或心得體會.參考文獻(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目：“手柄軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)（小批量或大批量） 內(nèi) 容：1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機(jī)械加工工藝過程卡 1張 4.機(jī)械加工工序卡片 1套 5.夾具裝配圖 1 張 6.課程設(shè)計(jì)說明書 1份班 級 078105404 設(shè) 計(jì) 者 蔡巍 指導(dǎo)教師 王琦 日 期 2010 年 11月 引 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及全部專業(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)，也是我們在走進(jìn)社會工作崗位前的一次理論聯(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

3、。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)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。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是制訂操縱手柄加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)。詳細(xì)討論操縱手柄從毛坯到成品的機(jī)械加工工藝過程，分析總結(jié)操縱手柄的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要加工表面，并制定相應(yīng)的機(jī)械加工工藝規(guī)程；針對操縱手柄零件的主要技術(shù)要求，設(shè)計(jì)鉆孔用的鉆床夾具。本著力求與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的指導(dǎo)思想，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到了綜合運(yùn)用基本理論知識，解決實(shí)際生產(chǎn)問題的目的。由于個(gè)人能力所限、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少、資料缺乏，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。1. 零件工藝性分析 1.1 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)是企

4、業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)量。在畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中，操縱手柄的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年。生產(chǎn)類型是企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。操縱手柄輪廓尺寸小，屬于輕型零件。因此，按生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系確定，該零件的生產(chǎn)類型屬于大批生產(chǎn)。1.2 零件的作用畢業(yè)設(shè)計(jì)題目給定的零件是車床操縱手柄，屬于板塊類零件，是機(jī)床操縱桿上的一個(gè)零件，該零件的功用是傳遞扭矩。工人操縱手柄即可使操縱桿獲得不同的轉(zhuǎn)動位置，從而使機(jī)床主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動。1.3 零件的加工工藝分析該零件主要有平面、孔和鍵槽，是一個(gè)形狀比較簡單的零件。 以工件的上下表面為中心加工孔和槽。鉆10H7的孔，鉆12H7的孔，

5、銑16mm8mm的槽。 以10 mm的孔為中心加工表面和孔。鉆9H7，鉆16H7的孔。有以上的分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于主要能夠夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。2. 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.1 毛坯選擇與毛坯圖說明1. 選擇毛坯該材料為45鋼。該零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。零件屬批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用摸鍛成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差鋼質(zhì)摸鍛件的公差及機(jī)械加工余量按GB/T12362-2003確定。要確定毛坯

6、尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。（1） 鍛件公差等級 由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級為普通級。（2） 鍛件質(zhì)量Mf 根據(jù)零件0.445kg,估算為mf=1.0kg.（3） 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S S=Mf/Mn 該鍛件為圓形，假設(shè)其最大直徑為46mm,長126mm Mn = 1.6kg S = 1/1.6 = 0.62故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S屬S2級。（4） 鍛件材質(zhì)系數(shù)M 由于該零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級。（5） 零件表面粗糙度 由零件圖可知，除17.2mm, 15.7mm 粗糙度Ra = 1.6,圓錐面處Ra=

7、0.8，其余均為6.3。 3. 確定機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量，零件表面粗糙度，形狀復(fù)雜系數(shù)查表5-9，由此得單邊余量在厚度方向?yàn)?.7-2.2mm，水平方向亦為1.7-2.2mm，即鍛件各外徑的單面余量為1.7-2.2mm，各軸向尺寸的單面余量為1.7-2.2mm。 4 確定毛坯尺寸上面查的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra大于等于1.6m。Ra小于1.6m的表面，余量要適當(dāng)加大。分析本零件，除17.2mm, 15.7mm 粗糙度Ra = 1.6, 其余均為6.3，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可。綜上所述，確定毛坯尺寸見下表手柄軸毛坯（鍛件）尺寸零件尺寸單面加工余

8、量鍛件尺寸17.2221.2224大端40圓錐面2445. 確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量，材質(zhì)系數(shù)，形狀復(fù)雜系數(shù)從表5-6，表5-7中查的。本零件毛坯尺寸允許偏差見下表 手柄軸毛坯（鍛件）尺寸允許偏差鍛件尺寸偏差根據(jù)21.2 表5-6244422表5-7102126 6 設(shè)計(jì)毛坯圖（1） 確定圓角半徑 鍛件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按表5-13確定。分析本鍛件可確定外圓角R2, R3內(nèi)圓角R3(2) 確定模鍛斜度 按表5-11，外模鍛斜度= 3（3）確定分模位置由于毛坯為軸類鍛件，應(yīng)采取軸向分模。為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)上，下模在模鍛過程中的錯(cuò)移，選擇最大直徑即圓錐面處

9、的對稱平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。（4）確定毛坯的熱處理方式鋼質(zhì)毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細(xì)化，均勻的組織，從而改善加工性。 2.2 工藝路線的確定1.定位基準(zhǔn)的選擇以44的外圓和端面為粗基準(zhǔn)，以17.2的外圓和端面為精基準(zhǔn)。2.零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓，端面，鍵槽，倒角，倒圓，溝槽，錐面，孔，螺紋。（1）17.2的外圓面，未標(biāo)注公差尺寸，表面粗糙度Ra 1.6，需要粗車，半精車，精車（2）20的外圓，公差等級IT6，需要粗車，半精車，精車。（3）圓錐面，為保證鍍鉻均勻，在鍍鉻之前圓錐面需要粗車，半精車，

10、精車，保證Ra = 1.6 然后拋光。（4）槽3x2.15 表面粗糙度為Ra3.2,需要粗車，半精車 槽1.5x1 表面粗糙度為Ra6.3,粗車即可。 槽3x0.5 表面粗糙度為Ra6.3,粗車即可(5) 兩孔的表面粗糙度Ra6.3 需鉆，擴(kuò)（6）鍵槽5314 粗糙度Ra6.3 需要粗銑，半精銑。（7）端面 本零件為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗車即可滿足要求，但是小端面作為精基準(zhǔn)應(yīng)該粗車，半精車3制定工藝路線方案一工序1 正火工序2 以20mm處的外圓及端面定位，車大端面，粗車41的外圓工序3 以粗車后的40mm處外圓面及端面定位，粗車另一端面，粗車17.2mm的外圓，粗車20m

11、m的外圓，車1.5mm1mm溝槽，粗車3mm0.5mm溝槽，粗車3mm2.15mm溝槽工序4 以粗車的20mm的外圓及端面定位 ，半精車，精車40mm的外圓。工序5 以精車后的40mm的外圓及端面定位，半精車，17.2mm的外圓，半精車20mm的外圓，半精車3mm2.15mm的溝槽工序6 精車17.2mm的外圓，精車20mm的外圓，車倒角。工序7 以20mm的外圓定位，粗車，半精車，精車圓錐面。工序8 粗銑，半精銑鍵槽工序9 拋光工序10 鍍鉻工序11 鉆，擴(kuò)14mm孔及 8.5mm的螺紋孔工序12 攻螺紋工序13 去毛刺工序14 終檢 方案 二工序1 正火工序2 粗車小端面，粗車17.2mm

12、的外圓，粗車20mm的外圓粗車，車1.5mmx1mm溝槽，粗車3mmx0.5mm溝槽，粗車3mm2.15mm溝槽工序3 粗車大端面及41mm的外圓工序4 半精車小端面，半精車，17.2mm的外圓，半精車20mm的外圓，半精車3mm2.15mm的溝槽，車倒角工序5 精車17.2mm的外圓，精車20mm的外圓工序6 以加工過的20mm外圓及端面定位，粗車圓錐面工序7 半精車圓錐面工序8 精車圓錐面工序9 拋光工序10 鍍鉻工序11 鉆14mm的孔和8.5mm的螺紋孔工序12 擴(kuò)14mm的孔和8.5mm的螺紋孔工序13 攻M10的螺紋工序14 以20mm圓柱面及端面定位銑鍵槽5mm3mm14mm工序

13、15 去毛刺工序16 終檢方案比較：方案二比方案一更容易保證尺寸精度，方案二以車過的41mm的外圓定位保證了定位精度，方案一的小端面知粗車一次可能不能保證要求的表面粗糙度，方案一的粗加工，精加工拍的比較混亂，不符合加工要求。 綜上所述，工藝路線應(yīng)選擇方案二。2.3 加工余量、切削用量的確定工序30車24mm外圓，車18mm，倒角3*45，4*45。1. 車24mm外圓： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，由車削寬度=045mm，選擇高速鋼車刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YT5硬質(zhì)合金刀片，齒數(shù)z = 6，機(jī)床選擇C1640車床。 選擇切削用量 切削深度由于加工余量不大，可以在

14、一次走刀內(nèi)切完，故取 = 3.5mm。每齒進(jìn)給量采用不對稱端車以提高進(jìn)給量，查切削用量簡明手冊，當(dāng)使用高速鋼圓柱車刀及查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，故取= 0.15mm/z。確定車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，車刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。切削速度和每分鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.16，當(dāng)=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z時(shí)，各修正系數(shù)： 故 (m/min) (r/min)按機(jī)床選?。? 100r/min，則實(shí)際切削速度和進(jìn)給量為：實(shí)際切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)給量：車床工作臺

15、進(jìn)給量：檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)切削用量簡明手冊，當(dāng)工件的硬度在HBS =174207時(shí)，所選擇的切削用量是可以采用的。計(jì)算基本工時(shí)2. 車18mm外圓： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，由車削寬度=045mm，選擇高速鋼圓柱車刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YT5硬質(zhì)合金刀片，齒數(shù)z = 6，機(jī)床選擇C1640車床。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內(nèi)切完，故取 = 1mm。每齒進(jìn)給量采用不對稱端車以提高進(jìn)給量，查切削用量簡明手冊，當(dāng)使用高速鋼圓柱車刀及查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，故取= 0.15mm/z。確定車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3

16、.7，車刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。切削速度和每分鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.16，當(dāng)=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z時(shí)，各修正系數(shù)： 故 (m/min) (r/min) 按機(jī)床選?。? 100r/min，則進(jìn)給量為：工作臺每分鐘進(jìn)給量：檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)切削用量簡明手冊，當(dāng)工件的硬度在HBS =174207時(shí)，所選擇的切削用量是可以采用的。計(jì)算基本工時(shí)3.倒角倒角3*45，4*45車削完成后，接著倒角即可。工序40 銑D端面至尺寸18 mm、銑左端面至尺寸8 mm。 1. 銑D端面至尺寸18 mm

17、 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇=80mm的高速鋼鑲齒圓柱銑刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YT5硬質(zhì)合金刀片，齒數(shù)z = 6，機(jī)床選擇X51立式銑床。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內(nèi)切完，故取 = 3.5mm。 每齒進(jìn)給量采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量，查切削用量簡明手冊，當(dāng)使用高速鋼鑲齒圓柱銑刀及查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，故取= 0.15mm/z。確定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，由銑刀直徑=80mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。切削速度和每分

18、鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.16，當(dāng)=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z時(shí)，各修正系數(shù)： 故 (m/min) (r/min) 按機(jī)床選?。? 100r/min，則實(shí)際切削速度和進(jìn)給量為：實(shí)際切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)給量：檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)切削用量簡明手冊，當(dāng)工件的硬度在HBS =174207時(shí)，所選擇的切削用量是可以采用的。計(jì)算基本工時(shí) 2. 銑左端面至尺寸8 mm 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇=80mm的高速鋼鑲齒圓柱銑刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YT5硬質(zhì)合金刀片，齒數(shù)z = 6，機(jī)床選擇X51立式銑床。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不

19、大，可以在一次走刀內(nèi)切完，故取 = 3.5mm。 每齒進(jìn)給量采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量，查切削用量簡明手冊，當(dāng)使用高速鋼鑲齒圓柱銑刀及查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，故取= 0.15mm/z。確定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，由銑刀直徑=80mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。切削速度和每分鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.16，當(dāng)=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z時(shí)，各修正系數(shù)： 故 (m/min) (r/min) 按機(jī)床選?。? 100r/min，則實(shí)際切削速度和進(jìn)給量為：實(shí)際

20、切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)給量：檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)切削用量簡明手冊，當(dāng)工件的硬度在HBS =174207時(shí)，所選擇的切削用量是可以采用的。計(jì)算基本工時(shí) 工序50 銑鍵槽至尺寸。1. 銑14mm槽 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選用高速鋼圓柱形銑刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YT5硬質(zhì)合金刀片，齒數(shù)z = 6，機(jī)床選擇X63臥式銑床。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內(nèi)切完，故取 = 40mm。每齒進(jìn)給量采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量，查切削用量簡明手冊，當(dāng)使用高速鋼圓柱形銑刀及查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，故取= 0.25mm/z。確定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽

21、命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，由銑刀直徑=mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。切削速度和每分鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.16，當(dāng)=mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z時(shí)，各修正系數(shù)： 故 (m/min) (r/min) 按機(jī)床選取：= 375r/min，則進(jìn)給量為：工作臺每分鐘進(jìn)給量：檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)切削用量簡明手冊，當(dāng)工件的硬度在HBS =174207時(shí)，所選擇的切削用量是可以采用的。計(jì)算基本工時(shí)2. 銑16mm槽：擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選用高速鋼圓柱形銑刀，根據(jù)切削用量簡明手冊表1

22、.2，選擇YT5硬質(zhì)合金刀片，齒數(shù)z = 6，機(jī)床選擇X63臥式銑床。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內(nèi)切完，故取 =3mm。每齒進(jìn)給量采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量，查切削用量簡明手冊，當(dāng)使用高速鋼圓柱形銑刀及查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，故取= 0.25mm/z。確定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，由銑刀直徑=80mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。切削速度和每分鐘進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.16，當(dāng)=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z時(shí)，各修正系數(shù)： 故

23、(m/min) (r/min) 按機(jī)床選取：= 375r/min，則進(jìn)給量為：工作臺每分鐘進(jìn)給量：檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)切削用量簡明手冊，當(dāng)工件的硬度在HBS =174207時(shí)，所選擇的切削用量是可以采用的。計(jì)算基本工時(shí)工序60鉆擴(kuò)鉸12H8mm通孔。1. 鉆孔10mm： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇10mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊表3.16），機(jī)床選擇Z535立式鉆床。 選擇切削用量進(jìn)給量f根據(jù)切削用量簡明手冊表2.7，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表4.2-16，故取f = 0.43mm/r。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.19

24、，可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f 0.51mm/r，25mm時(shí)，軸向力= 4270N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故= 4270N。根據(jù)立式鉆床Z535說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力= 8829N，由于，故 f = 0.43mm/r可用。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.15，根據(jù)f = 0.43mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200217，取。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，故：=(m/min)根據(jù)立式鉆床Z535說明書，可以考慮選擇選取：，降低轉(zhuǎn)速，使刀具磨鈍壽命上升，所以，確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)= 23mm時(shí)，鉆頭

25、后刀面最大磨損量為1.2mm，故刀具磨鈍壽命T =75min。檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，2.23，所選擇的切削用量是可以采用的，即：f = 0.43mm/r，=195r/min，= 14.08m/min。計(jì)算基本工時(shí)2. 擴(kuò)孔11.8mm： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇11.8mm高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（工藝表3.18），機(jī)床選擇Z535立式鉆床。 選擇切削用量進(jìn)給量f由切削表2.10得擴(kuò)孔11.8mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并由工藝表4.216取，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.19，可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f 0.80mm/r，25mm時(shí)，軸向力=6080N。軸向力

26、的修正系數(shù)均為1.0，故=6080N。根據(jù)Z535立式鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力= 8829N，由于， 故 f = 0.72mm/r可用。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.15，根據(jù)f = 0.72mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200217，擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，由切削表2.15得故：。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，故=(m/min)根據(jù)Z535立式鉆床說明書，可以考慮選擇選?。?，降低轉(zhuǎn)速，使刀具磨鈍壽命上升，所以，確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)= 24.8mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為1.4mm，故刀具磨鈍壽命

27、T =75min。檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，2.23，所選擇的切削用量是可以采用的，即：f =.072mm/r，=8960r/min，= 5.29m/min。計(jì)算基本工時(shí)3. 鉸孔12： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇12高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（工藝表3.117），機(jī)床選擇Z535立式鉆床。 選擇切削用量進(jìn)給量f查閱切削用量簡明手冊表2.11及表2.24，并根據(jù)機(jī)床說明書取。由工藝表4.216得。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，故：=6 (m/min)根據(jù)Z535立式鉆床說明書選取：，所以

28、，確定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)= 25mm時(shí)，鉸刀后刀面最大磨損量為0.9mm，故刀具磨鈍壽命T =75min。因此，所選擇的切削用量： f =1.22mm/r，= r/min，= 5.34m/min。計(jì)算基本工時(shí)工序70 鉆孔10mm： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇10mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊表3.16），機(jī)床選擇Z535立式鉆床。 選擇切削用量進(jìn)給量f根據(jù)切削用量簡明手冊表2.7，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表4.2-16，故取f = 0.43mm/r。根據(jù)切削用量簡明手冊表

29、2.19，可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f 0.51mm/r，25mm時(shí)，軸向力= 4270N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故= 4270N。根據(jù)立式鉆床Z535說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力= 8829N，由于，故 f = 0.43mm/r可用。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.15，根據(jù)f = 0.43mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200217，取。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，故：=(m/min)根據(jù)立式鉆床Z535說明書，可以考慮選擇選?。海档娃D(zhuǎn)速，使刀具磨鈍壽命上升，所以，確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)= 23mm

30、時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為1.2mm，故刀具磨鈍壽命T =75min。檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，2.23，所選擇的切削用量是可以采用的，即：f = 0.43mm/r，=195r/min，= 14.08m/min。計(jì)算基本工時(shí)工序80 鉆孔8 mm，擴(kuò)孔至9 mm，擴(kuò)孔至16 mm。1. 鉆8孔： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇8mm高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16），機(jī)床選擇Z525立式鉆床。 選擇切削用量進(jìn)給量f由切削表2.7和工藝表4.216查得。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.19 ，可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f 0.28mm/r，12mm時(shí)，軸向力=

31、 1230N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故= 1230N。根據(jù)Z525立式鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力= 8829N， 由于，故f =0.28mm/r可用。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2-15，根據(jù)f = 0.28mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200217，取=16m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，故：=(m/min)根據(jù)Z525立式鉆床說明書，可以考慮選擇選取：，所以， 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)= 9.8mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，故刀具磨鈍壽命T = 35min。檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率

32、根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，2.23，P= 1.0kw， 根據(jù)立式鉆床Z525說明書，所選擇的切削用量是可以采用的，即f = 0.28mm/r，= 519.95r/min，= 16.77m/min。計(jì)算基本工時(shí)2. 擴(kuò)孔9mm： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇9mm的高速鋼鉸刀（工藝表2.11），機(jī)床選擇Z525立式鉆床。 選擇切削用量進(jìn)給量f由切削表2.24和工藝表4.215查得。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，故：=(m/min)根據(jù)Z525立式鉆床說明書選?。簄=195r/min，所以，(m/min

33、)。確定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)= 9.96mm時(shí)，鉸刀后刀面最大磨損量為0.6mm，故刀具磨鈍壽命T = 35min。因此，所選擇的切削用量： f =0.81mm/r，= 191.85r/min，= 6.1m/min。計(jì)算基本工時(shí)3. 精鉸16mm孔： 選擇刀具和機(jī)床查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，選擇=16mm高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，機(jī)床選擇Z525立式鉆床。 選擇切削用量進(jìn)給量f查閱切削用量簡明手冊表2.11及表2.24，并根據(jù)機(jī)床說明書取。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取 。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，故：=(m/mi

34、n)根據(jù)Z525立式鉆床說明書選?。海?， 確定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)=10mm時(shí)，鉸刀后刀面最大磨損量為06mm，故刀具磨鈍壽命T = 35min。因此，所選擇的切削用量：f = 0.8mm/r，= 191.1r/min，= 6.123m/min。計(jì)算基本工時(shí)工序90 倒角0.5*45 鉗工倒角0.5*45 2.4 工序尺寸與公差的確定根據(jù)以上原始資料及機(jī)械加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下：1. 12 mm的孔：毛坯為實(shí)心，而12 mm的孔的精度為H8（參考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.3-9），確定工序尺寸及余量：鉆

35、孔：10 mm；擴(kuò)孔：11.8 mm， 2Z=1.8mm；鉸孔：12H8 mm， 2Z=0.2mm。 具體工序尺寸見表1。表1 工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m鉸孔0.2H8Ra3.212Ra3.2擴(kuò)孔1.8H10Ra6.311.8Ra6.3鉆孔23H12Ra12.51010Ra12.52. 10的孔毛坯為實(shí)心，參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，確定工序尺寸及余量：鉆孔： 9.8mm；粗鉸孔：9.96mm，2Z = 0.16mm；精鉸孔：10H7mm，2Z = 0.04mm。 具體工序尺寸見表2。表2 工序尺寸表工

36、序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精鉸孔0.04H7Ra3.210Ra3.2粗鉸孔0.16H9Ra6.39.96Ra6.3鉆孔9.8H11Ra12.59.8Ra12.53. 9 mm的孔毛坯為實(shí)心，而9 mm的孔的精度為H8（參考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.3-9），確定工序尺寸及余量：鉆孔：7 mm；擴(kuò)孔：8.8 mm， 2Z=1.8mm；鉸孔：9H8 mm， 2Z=0.2mm。 具體工序尺寸見表3。表3 工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m

37、鉸孔0.2H8Ra3.29Ra3.2擴(kuò)孔1.8H10Ra6.38.8Ra6.3鉆孔23H12Ra12.577Ra12.54. 16mm的孔毛坯為9 mm孔，而16 mm的孔的精度為H8（參考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.3-9），確定工序尺寸及余量：擴(kuò)孔：14 mm；擴(kuò)孔：15.8 mm， 2Z=1.8mm；鉸孔：16H8 mm， 2Z=0.2mm。 具體工序尺寸見表4。表4 工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m鉸孔0.2H8Ra3.216Ra3.2擴(kuò)孔1.8H10Ra6.315.8Ra6.3鉆孔23H12Ra12

38、.51414Ra12.55. 車外圓端面根據(jù)端面的精度要求，參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，確定工序尺寸及余量：車： Z = 3.5mm； 具體工序尺寸見表5。表5 工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m車3.5H11Ra12.5175175Ra12.5毛坯H13Ra25178.5178.5Ra256. 車24外圓端面根據(jù)端面的精度要求，參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，確定工序尺寸及余量：車： Z = 3.5mm； 具體工序尺寸見表6。表6 工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗

39、糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m車3.5H11Ra12.52424Ra12.5毛坯H13Ra2527.527.5Ra257. 車18外圓端面根據(jù)端面的精度要求，參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，確定工序尺寸及余量：車： Z = 3.5mm； 具體工序尺寸見表7。表7 工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m車3.5H11Ra12.51818Ra12.5毛坯H13Ra2521.521.5Ra258. 銑16*8mm槽根據(jù)槽的精度要求，參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，確定工序尺寸及余量：銑12mm槽；銑16mm槽。具體工序尺

40、寸見表8。表8 工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m銑槽2H8Ra12.51616Ra12.5銑槽12H10Ra251414Ra253. 夾具設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)思想與不同方案對比本夾具是工序11用麻花鉆鉆14，8.5孔的專用夾具，所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖，供需簡圖及夾具體零件圖如圖所示。 3.2 定位分析與定位誤差計(jì)算 定位基準(zhǔn)的選擇有零件圖可知，根據(jù)10mm孔的位置尺寸，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以12 H8的中心線。為了減少精度誤差，選用了孔鍵定位的自動定心夾具。且以鍵槽為其縱向定位的主要定位基準(zhǔn)面。 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件該

41、孔為通孔，沿著孔軸線方向的不定度可不予以限制，但是為增強(qiáng)加工時(shí)零件的剛性，必定限制孔軸線方向的不定度，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。所使用的定位元件：夾具體上的凸臺、定位短銷、擋銷；夾具體上的凸臺可以限制3個(gè)自由度，定位短銷可以限制2個(gè)自由度，擋銷可以限制1個(gè)自由度，從而達(dá)到完全定位（3）工件采用V 形塊定位，V 形塊的定位誤差= = 0.002692 因?yàn)樾泵娼嵌葹?5度，所以工件的水平方向的定位誤差為y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,滿足定位要求。3.3 對刀與導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì)為方便快捷的鉆14 8.5兩個(gè)孔，本夾

42、具采用快換鉆套，刀具在鉆套的引導(dǎo)下準(zhǔn)確的鉆孔。3.4 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算(1)確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)12mm孔中的圓柱銷承受鉆孔時(shí)的切削扭矩。在鉆10mm孔時(shí)，由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工件夾緊，因此，在確定夾緊方式時(shí)就可以不考慮軸向切削力的影響，即可以不施加夾緊力來克服軸向切削力。但由于切削扭矩會使工件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，因此需要對工件施加向下壓的夾緊力來克服切削扭矩。為便于操作和提高機(jī)構(gòu)效率，采用壓板夾緊機(jī)構(gòu)，其力的作用點(diǎn)落在靠近加工孔的12mm孔所在的面上。 (2) 夾緊力分析 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過程中的切削力可以

43、分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算軸向切削力。而為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時(shí)所需要的夾緊力，即：其中，查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-1得：、1.15、，所以，= 2.691。查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-7得查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-8得：由于鉆頭的直徑為d = 9.8mm，所以，(N mm)。因此，實(shí)際所需要的夾緊力為：(N mm)。夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的傳動效率為，螺母產(chǎn)生的夾緊力為：。查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表1-2-20，得： = 6.22mm，查表1-2-21，得：= 3.

44、675mm，查表1-2-22，得，。= 2810(N)則作用在轉(zhuǎn)動壓板上的夾緊力為：由公式得：在工件上的夾緊力作用點(diǎn)到鉆頭在工件上加工時(shí)作用點(diǎn)的距離為55.4mm。因此，夾緊力產(chǎn)生的扭矩為： (N mm)。圖5.1 工件受力示意圖因，故該機(jī)構(gòu)能滿足鉆孔加工要求。 3.5 夾具操作動作說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了快換墊圈的方式。由于本夾具是對工件進(jìn)行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當(dāng)?shù)目紤]強(qiáng)度上的要求。并設(shè)法減少夾具的占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。因此，應(yīng)設(shè)法解決上述問題。目前采取的措施有

45、：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇精度的心軸，使其定位精確，并使心軸連在夾具體內(nèi)，這樣可以減少縱向傾斜的偏差；三是：加大螺母和開口墊圈的加緊力。使工作進(jìn)行時(shí)，工作緊湊和保證加工要求。夾具體上裝有快鉆套，同時(shí)在夾具體上裝有一塊可翻動的蓋模板，這樣有利于工件的拆裝。4. 設(shè)計(jì)總結(jié)或心得體會經(jīng)過兩個(gè)星期的艱苦努力，終于比較圓滿地完成了課程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)。在本次設(shè)計(jì)中我深深地體會到以下幾點(diǎn)： 作為一名科技工作者和工程技術(shù)人員，首先必須培養(yǎng)求真務(wù)實(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、鉆研創(chuàng)新與實(shí)事求是相結(jié)合的工作作風(fēng)。 必須重視基礎(chǔ)理論知識，只有在牢固掌握專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，

46、才能有創(chuàng)新和發(fā)展。 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會了收集、查閱和綜合分析各種資料，正確應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)手冊和工具書籍，進(jìn)一步提高了自己分析、計(jì)算等基本技能，特別是在應(yīng)用辦公軟件和繪圖軟件上，我的收獲很大，掌握了很多的常用技巧。 掌握了常用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，熟悉了設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、論文摘要、文獻(xiàn)綜述等格式和寫作方法，為將來的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社，主編：王先逵2機(jī)械制造技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社，主編：吉衛(wèi)喜，2001.53機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社，主編：盧秉恒,1999.104金屬切削原理與刀具機(jī)械工業(yè)出版社，主編：陸劍中5金屬切削原理（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社，主編：陳日曜，19936機(jī)床夾具設(shè)計(jì)西安交通大學(xué)出版社，主編：龔定安19927金屬切削機(jī)床概論機(jī)械工業(yè)出版社，主編：賈亞洲，19948機(jī)械工程及自動化簡明手冊（上）機(jī)械工業(yè)出版社（主編：葉偉昌）9機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)簡明手冊華中工學(xué)院10金屬機(jī)械加工工藝人員手冊上?？茖W(xué)技術(shù)出版社