傳動軸突緣叉加工工藝及鉆4-M8孔夾具設計【版本2】【含三維CATIA】

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機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 傳動軸突緣叉 零件名稱 傳動軸突緣叉 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 鉆孔 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床 Z4120 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 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 安裝 2 鉆4-M8螺紋孔 專用夾具、麻花鉆頭、游標卡尺 681.4 15 0.27 21 1 0.4 1.34 3 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 0 大學 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 傳動軸突緣叉 零件名稱 傳動軸突緣叉 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄鐵 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 每 臺 件 數 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 備注 1 鑄造 鑄造，清理 2 熱處理 時效 3 銑 粗,精銑底平面 X62W 游標卡尺、硬質合金銑刀 4 銑 粗,精銑φ95端上頂面 X62W 游標卡尺、硬質合金銑刀 5 銑 粗,精銑φ39孔端兩平面 X62W 游標卡尺、硬質合金銑刀 6 銑 銑三角槽 X62W 游標卡尺、硬質合金銑刀 7 鉆 鉆孔,攻絲4×M８按裝孔 Z4012 專用夾具、φ7鉆頭、M8絲攻 8 鉆 鉆4×φ16孔 Z4012 專用夾具、φ16鉆頭 9 鏜 粗鏜、精鏜側面φ39內孔 T618 游標卡尺、開式自鎖夾緊鏜刀 10 去毛刺 去各部分銳邊毛刺 鉗工臺 平板銼 11 終檢 終檢 檢驗臺上 12 13 14 15 16 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 1 機械制造技術課程設計說明書 設計題目： 傳動軸突緣叉（CA10B 解放牌汽車） 零件的 機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 0 目 錄 1. 緒論 ...........................................................................................................................2 2、零件的分析 ..............................................................................................................2 2.1 零件的作用 ..........................................................................................................2 2.2 零件的工藝分析 ..................................................................................................2 3、工藝規(guī)程設計 ..........................................................................................................3 3.1 確定毛坯的制造形式 ...........................................................................................3 3.2 基面的選擇 ...........................................................................................................3 3.3 制定工藝路線 .......................................................................................................3 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ...................................................5 3.5 確定切削用量及基本工時 ...................................................................................7 4、專用夾具設計 ........................................................................................................17 4.1 問題的指出 .........................................................................................................17 4.2 定位基準的選擇 .................................................................................................18 4.3 夾具方案的設計 .................................................................................................18 4.4.切削力和夾緊力計算 .........................................................................................19 4.5 夾緊力的計算 .....................................................................................................19 4.6 定位誤差分析 ....................................................................................................20 4.7 零、部件的設計與選用 ....................................................................................21 4.7.1 定位銷選用 ......................................................................................................21 4.7.2 鉆套、襯套設計與選用 .................................................................................21 4.8 確定夾具體結構尺寸和總體結構 ....................................................................22 總結 ..............................................................................................................................25 參考文獻 ......................................................................................................................26 1 0 1. 緒論 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和 性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法， 直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工 工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包 裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位 置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比 如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗 工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數據了，比如粗糙度要達到多少，公 差要達到多少。 技術人員根據產品數量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過 程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對 性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數，工藝規(guī)程 是某個廠根據實際情況編寫的特定的加工工藝。 0 2、零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的突緣叉，它位于傳動軸的端 部。主要作用是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力。零件的兩個叉頭部位上有 兩個 39 的孔，用以與軸與十字軸相連，起聯軸節(jié)的作用。 027.1 2.2 零件的工藝分析 CA10B 傳動軸上的突緣叉共有兩處加工表面，其間有一定位置要求，分述 如下： 1. 以 39 為中心的加工表面 027.1 這一組加工表面包括：39 的孔及其倒角，尺寸為 118 的與兩個孔 027.1 39 相垂直的平面，還有在平面上的兩個 M8 螺孔。其中，主要加中表面為 027.1 39 的兩個孔。 .0 2. 以 95 為中心的止口表面 這一組加工表面包括：95 止口外圓環(huán)表面，及其上下兩個端面。 017. 這兩組表面有一定的位置度要求： 39 兩孔的同圓度公差為 0.01； 027.1 39 兩孔端面與 39 兩孔中心聯線的垂直度公差為 0.1； .0027.1 39 兩孔中心聯線與 95 止口端面的平行度公差為 0.2； 27.1 07. 39 兩孔端面與 95 止口端面基準中心的對稱度為 0.15. 0. 1. 由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準 加工另外一組。 1 3、工藝規(guī)程設計 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 45 鋼?？紤]到汽車在運行中要經常加速及正、反行駛，零件在 汽車行駛過程中經常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應該選用鍛件，以使金 屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產量為 5000 件，已達大 批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這有利提高生 產率、保證加工精度。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以 使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出， 更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。 321 粗基準的選擇。根據保證加工表面加工余量合理分配的原則，如 果要求保證工作某重要表面加工余量均勻時，應選擇該表面的毛坯面作為粗基 準，現選取叉口作為粗基準，利用一圓環(huán)支承這兩個叉耳作主要定位面，限制 5 個自由度，再以一定位銷限制剩下的 1 個自由度，達到完全定位,然后進行銑 削。 322 精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序 基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(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,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性 機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮 經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 工序一 粗銑 39mm 兩耳孔外端面 工序二 粗車 95 止口三個面及其倒角 工序三 鉆四個孔 12 及其倒角 工序四 鉆 39mm 兩耳孔 工序五 擴 39mm 兩耳孔及倒角 工序六 精車 95 止口三個面及其倒角 工序七 精、細鏜孔 39 及其倒角 工序八 磨 39 孔上兩端面 工序九 鉆螺紋底孔 4-M8mm 2 工序十 攻螺紋 4-M8 工序十一 去毛刺 工序十二 清洗 工序十三 終檢 3.3.2 工藝路線方案二 工序一 粗、精車 95 止口三個面及其倒角 工序二 粗銑 39mm 兩耳孔外端面 工序三 鉆四個孔 12 及其倒角 工序四 鉆 4 個 M8 的螺紋孔 工序五 攻螺紋 4-M8 工序六 鉆 39mm 兩耳孔 工序七 擴 39mm 兩耳孔及倒角 工序八 精、細鏜孔 39 及其倒角 工序九 磨 39 耳孔上兩端面 工序十 去毛刺 工序十一 清洗 工序十二 終檢 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加 39 孔上兩端面；而方案二 則是先加工 95 止口三個面及其倒角。兩比較可以看出，先加工 39 孔上兩 端面，是以止口平面的內孔及平面為定位的，能夠保證工作某重要表面加工余 量均勻，保證對稱度、平行度要求，且定位及裝夾都比較方便。再之，方案二 鉆螺紋孔在鉆 39 孔之前，很容易受到鉆大孔時的作用力而變形。綜合考慮以 上步驟，最后的加工路線確定如下: 工序一 粗銑 39 兩孔上兩端面,以止口平面和 39 兩孔外表面定位, 選用 X63 臥式銑床加工。 工序二 粗車 95 止口三個面及其倒角, 以 39 兩孔上兩端面及其 V 型表面和止口面定位,選用 C620-1 加工。 工序三 鉆法蘭盤四個孔 12， 選用 Z535 立式鉆床及專用夾具加工， 以止口定位。 工序四 鉆孔 39，以止口定位，選用選用 Z535 立式鉆床及專用夾 具加工。 工序五 擴孔 39 及其倒角，以止口定位，選用選用 Z535 立式鉆床 及專用夾具加工。 工序六 精車 95 止口三個面，以 39 兩孔及其外端面定位,選用 C620-1 加工。 3 工序七 精、細鏜孔 39 及其倒角，以止口定位，選用 T716A 型臥式 金剛鏜床及專用夾具加工。 工序八 磨 39mm 兩耳孔外端面。 工序九 鉆叉部 4 個 M8 的螺紋底孔并倒角，選用 Z535 立式鉆床及專 用夾具加工，以止口定位。 工序十 攻螺紋 4-M8。 工序十一 去毛刺。 工序十二 清洗。 工序十三 終檢。 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA10B 解放牌汽車傳動軸突緣叉” ，零件材料為 45 鋼，硬度 163196HB，毛坯重量約為 2.5kg,生產類型大批量，模鍛毛坯。 據以上原始數據及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： 1.95mm 止口平面的加工余量及公差 (1) 查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-10 中公式知,估算得鍛件復 雜系數 S2,且零件表面粗糙度 Ra 為 6.3,查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-25，可得止口的加工余量為 1.72.2,現取 Z=2mm。則得 95 端面的加工 余量為 Z1=2+（33-31.5）=3.5mm，95 止口臺肩的加工余量為 Z2=2+（105-95） /2=7mm，105 端面的加工余量為 Z3=2+（33-29）=5mm，查機械制造工藝設 計簡明手冊表 2.2-14 得其極限偏差為 mm.2.160 (2) 查機械加工余量手冊表 5-25，可得端面精加工余量為 1.6mm (3) 95 止口臺肩粗車加工余量為 7-1.6=5.4mm，95 端面粗車加工余量 為 3.5mm，105 端面粗車加工余量為 5-1.6=3.4mm。 加工表面 加工 內容 加工 余量 精度 等級 工序尺 寸 表面粗糙度 ()Ram 工序公差 95 端面 粗車 3.5 IT11 31.5 50 0.22 粗車 5.4 IT11 96.6 50 0.2295 止口臺 肩 精車 1.6 IT8 95 6.3 0.054 4 粗車 3.4 IT11 30.6 50 0.22105 端面 精車 1.6 IT7 29 6.3 0.054 2. 兩內孔 39 mm (耳孔) 027.1 毛坯為實心，不沖出孔，孔公差為 0.027-（-0.010）=0.037mm，IT=8，兩 內孔精度要求界于查機械加工余量手冊表 5-17，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：37mm 2Z=12mm 擴孔：38.7mm 2Z=1.7mm 精鏜：38.9mm 2Z=0.2mm 細鏜：39 mm 2Z=0.1mm 027.1 加工表面 加工 內容 加工 余量 精度 等級 工序尺 寸 表面粗糙度 ()Ram 工序公差 鉆孔 25 IT11 25 0.16 鉆孔 12 IT11 37 50 0.16 擴孔 1.7 IT10 38.7 6.3 0.10 精鏜 0.2 IT8 38.9 6.3 0.062 39 027.1 細鏜 0.1 IT7 39 6.3 0.039 3.39 二孔外端面加工余量及公差（20， 50 端面） 。 027.1 (1)查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-10 中公式知,估算得鍛件復雜 系數 S2，材質系數取 M1, 按機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-25,則二孔 外端面的單邊加工余量為 1.7-2.2,現取 Z=2mm.鍛件的公差,按機械制造工藝 設計簡明手冊表 2.2-14,鍛件偏差為 mm.4.160 (2)查機械加工余量手冊表 5-27，可得磨削余量:單邊 Z=0.2,磨削公差 0.039mm. (3)銑削余量:銑削的公稱余量(單邊)為: Z=2.0-0.2=1.8mm 銑削公差：現規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為 IT11 級，因此可知本工序 的加工公差為 0.22mm。 5 所以 39 二孔外端面加工余量及公差如下： 027.1 加工表面 加工 內容 加工 余量 精度 等級 工序尺 寸 表面粗糙度 ()Ram 工序公差 毛坯 2 122 2.0 粗銑 1.8 IT11 118.4 6.3 0.22118mm 磨削 0.2 IT8 118 6.3 0.039 3.5 確定切削用量及基本工時 工序一：粗銑 39mm 兩端面 1.加工條件 工件材料：45 鋼 加工要求：粗銑 39mm 兩端面，粗糙度為 Ra6.3 機床：X62 臥式銑床（查機械制造工藝設計簡明手冊表 4.28） 。 刀具：鑲齒套式銑刀，D=80mm, d=27,L=36mm,齒數為 10（查機械制造工 藝設計簡明手冊表 3.137） 2.計算切削用量 粗銑 39mm 的端面，最大的加工余量為 2mm, 1）進給量：據金屬切削速查速算手冊表 57， 0.08mm/z0.15mm/z f 現取 0.12mm/z 2）切削速度：確定 39.2m/min.(指導教材表 59)v 采用高速鋼鑲齒銑刀， 80mm，齒數為 10。則wd 1000 / =159（r/min）snv 現采用 X62 臥式銑床，根據機床使用說明書（機械制造工藝設計簡明手 冊表 4.239） ，取 150r/min,故實際切削速度為w = =37.68(m/min)v10 ndw0158 當 150r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 應為wn mf 6 = 0.1210150180（mm/min）mfwzn 查（機械制造工藝設計簡明手冊表 440） ，取 =190mm/min,mf 3.切削工時： 查機械制造工藝設計簡明手冊表 6.2-7 知： 由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，可得出銑刀的行程 mm,則機動工時為120l t = =120/190*=0.63minmfl21 工序二：粗車 95 止口三個面及其倒角 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：粗車 95 止口三個面及其倒角 機床：C620-1 臥式車床（查機械制造工藝設計簡明手冊表 4.27） 刀具：成形車刀（查機械制造工藝設計簡明手冊表 3.11） 刀片材料：W18Cr4V 2.計算切削用量 1）背吃刀量: 由前面已知毛坯的加工余量為 7 mm，所以最大加余量為 8.2mm,粗加工余2.160 量為 5.4mm,據指導教程表 5-2,當材料為碳鋼時粗車 .取map105.6 ,一次加工。map9.5 2）進給量：據金屬切削速查速算手冊表 5-29,當材料為碳鋼時粗車 =0.5-0.7mm/r.取 =0.7mm/rff 3）切削速度：按金屬切削速查速算手冊表 5-37,當材料為碳鋼時粗 車的速度為 60-75m/min,取 v=72m/min. 3.確定機床主軸轉速： min)/(218054.371.0rdvnwcs 4.切削工時：按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.21 知: mm ,02ml1lLl53 7 min08.1978.054231 fnllLtj 5.粗車止口的倒角 由于對倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀 工序三：鉆法蘭盤四個孔 12mm 由于對內孔的表面的精度要求很低，并且根據經濟精度要求，所以可采用 一次鉆孔。 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：鉆孔 12，粗糙度為 Ra=50. 機床：Z535 機床（查機械制造工藝設計簡明手冊表 4.214） 。 刀具：高速鋼麻花鉆刀具（查機械制造工藝設計簡明手冊表 3.15） 。 2.計算切削用量 1）進給量： 根據金屬切削速查速算手冊表 5-56，當碳鋼的強度為 為 0.52-b 0.70Gpa, 12mm 時， 0.120.20mm/r。由于本零件在加工 12mm 孔0df 時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數 0.75，則 (0.120.20)0.75=0.090.15mm/rf 根據 Z535 機床說明書（機械制造工藝設計簡明手冊表 4.216） ，現 取 0.11mm/rf 2）切削速度： 根據指導教程表 522，查得切削速度 20mm/min。所以v = =530r/minsnwd v10120 根據機床說明書（機械制造工藝設計簡明手冊表 4.215） ，取 530r/min,故實際切削速度為wn =20mm/minv 8 3）計算工時： 按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.25 知: 12mm 9mm 3mml1l2l = =0.41minmtfnw 2.0539 所以加工 4 個法蘭盤孔時間為： T=0.41*4=1.64min 工序四：鉆 39mm 二耳孔。 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：鉆孔 12. 機床：Z535 機床（查機械制造工藝設計簡明手冊表 4.214） 。 刀具：莫氏柄麻花鉆鉆頭（查機械制造工藝設計簡明手冊表 3.16） 。 2.確定進給量 ：f 根據金屬切削速查速算手冊表 5-31,當鋼的硬度 <800Mpa, b0d =25mm 時 =0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的時屬于低剛度零件 ,故進給f 量應乘以系數 0.75,則 =(0.4-0.6)0.75=0.3-0.45(mm/r)f 根據機床說明書（機械制造工藝設計簡明手冊表 4.216,現取 =0.28mm/r.f 3.切削速度： 根據指導教程表 5-22，切削速度為：18-25m/min,取 v=20m/min.所以 min/25410rdvns 根據機床說明書（機械制造工藝設計簡明手冊表 4.215）,取 =250r/min,故實際切削速度為:wn =19.6r/min10 nwdv 9 4.切削工時： 按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.25 知: l=27mm =17mm =3mm1l2l Tm1= =0.56minfn lw21 以上為鉆一個孔時的機動時間.故本工序的機動時間為 Tm=2Tm1=2*0.6=1.2min 工序五：擴 39mm 二耳孔及倒角。 一. 擴 39mm 二耳孔 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：擴孔 12. 機床：Z535 機床（查機械制造工藝設計簡明手冊表 4.214） 。 刀具：套式擴孔鉆（查機械制造工藝設計簡明手冊表 3.110） 。 2 .確定進給量 f： 根據金屬切削速查速算手冊表 5-31,當材料為碳鋼 =37mm 時可得0d =0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的時屬于低剛度零件 ,故進給量應乘以系f 數 0.75,則 =(0.9-1.2)0.75=0.675-0.9(mm/r)f 根據機床說明書機械制造工藝設計簡明手冊表 4.216,現取 =0.9mm/r.f 3 .切削速度： 根據指導教程表 5-24，切削速度為：v=56m/min.所以 min/482371.560rdvns 根據機床說明書機械制造工藝設計簡明手冊表 4.215,取 =500r/min,故實際切削速度為:wn =58.09r/min10 5374.0wndv 10 4.切削工時： 按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.25 知: =19mm =9mm =3mm l1l2l = =0.07min1mt 9.0532fnlw 以上為鉆一個孔時的機動時間.故本工序的機動時間為 Tm=2Tm1=2*0.07=0.14min 二.倒角 2 雙面045 采用 锪鉆。9 為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與擴孔時相同： n=482r/min 工序六 :精車 95 止口三個面 1.加工條件 加工要求：精車 95 止口三個面 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 機床：C620-1 臥式車床（查機械制造工藝設計簡明手冊表 4.214） 刀具：硬質合金車刀（查機械制造工藝設計簡明手冊表 3.11） 刀片材料：W18Cr4V 2.計算切削用量 1）背吃刀量:由前面 已知：精加工余量為 1.6mm,據指導map23.0 教程表 5-2,當材料為碳鋼時精車.取 ,ap4.0 2）進給量：據指導教程表 5-2,當材料為碳鋼時粗車 =0.1-0.3mm/r.f 取 =0.2mm/rf 3）切削速度：按指導教程表 5-2,當材料為碳鋼時粗車的速度為 60- 75m/min,取 v=120 m/min 3.確定機床主軸轉速 min)/(364105.214.30rdvnwcs 4.切削工時，按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.21 知: 11 mm ,102ml41lmL24l53in08.368.02fnLtj 工序七：精、細鏜 39mm 二孔及其倒角 一.精鏜 39mm 二孔及其倒角 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：精鏜 39mm 二孔. 機床：T716A 鏜床（查 機械制造工藝設計簡明手冊 表 4.225） 。 刀具：YT30 鏜刀（查機械制造工藝設計簡明手冊表 3.120） 。 2.背吃刀量：精鏜孔至 38.9mm,單邊余量 Z=0.1mm,一次鏜去全部余量, .10map 3.進給量: 由 機械制造工藝設計簡明手冊表 4.45 查知： 取 =0.1mm/rf 4.切削速度：根據機械制造工藝設計簡明手冊表 4.46,確定金剛鏜 床的切削速度為 v=100m/min,則 min)/(8169.4301rnw 由于 T716A 金剛鏜床主軸轉速為無級調速 ,故以上轉速可以作為加工時使 用的轉速. 5.切削工時: 按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.21 知: 加個一個孔時 l=19mm =3mm =5mm =3mm2l3l1l = =0.37(min)1mt .0865193fnlw 所以加工兩個孔時的機動時間為 =0.37*2=0.74(min)1mt 6.輔助時間 tf 的計算 輔助時間 tf與基本時間 之間的關系 tf=（0.15 0.2） ，取1mt 1mt 12 tf=0.17 j，則該工序的輔助時間分別為：1mt tf=20.740.2min=0.256min 所以總時間為：t= + tf=0.74+0.256min=1.536min1mt 二.細鏜 39mm 二孔及其倒角 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：細鏜 39mm 二孔及其倒角. 機床：T716A 鏜床。 刀具：YT30 鏜刀。 2.細鏜孔至 39 mm.由于細鏜與精鏜孔共享一個鏜桿 ,利用金剛鏜床同 027.1 時對工件精、細鏜孔，故切削用量及加工時均與精鏜相同 map5. rf/10 nw86 v=100m/min t=0.74min 工序八：磨 39mm 二孔端面，保證尺寸 118mm 1.選擇砂輪：見機械制造工藝設計簡明手冊表 3.21 到表 3.211 選擇各表，結果為 WA46KV6P350 40 127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 ，硬度為中軟 1 級，陶瓷結合#46 劑，6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 350 40 127 (D B d)。 2.切削用量的選擇： 見機械制造工藝設計簡明手冊表 4.232 知： 選擇磨床為 M7130 型 號。 砂輪轉速 r/min(見機床說明書)， m/s。150n沙 27.5v砂 軸向進給量 mm（雙行程）.2afB 工件速度 m/minwv 13 徑向進給量 mm/雙行程0.15rf 3.切削工時： 按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.28 知: 當加工 1 個表面時 120barLZKtvf 式中 加工長度 73mm； 加工寬度，68mm； 單面加工余量，0.2mm；bZ 系數，1.10；K 工作臺移動速度（m/min） ；v 工作臺往返一次砂輪軸向進給時（mm） ；af 工作臺往返一次砂輪徑向進給量（mm）r 1 273681.0923.64(min)05t 當加工兩端面時 .4.(min)mt 工序九：鉆螺紋底孔 4-8mm. 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：鉆螺紋底孔 4-8mm. 機床：Z535 機床（查機械制造工藝設計簡明手冊表 4.214） 。 刀具：直柄麻花鉆（查機械制造工藝設計簡明手冊表 3.15） 。 2.計算切削用量： 1）進給量 ：f 根據指導教程表 522，當碳鋼的強度為 為 0.52-b 0.70Gpa, 6.7mm 時， 0.100.20mm/r。由于本零件在加工 6.7mm0df 孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數 0.75，則 (0.100.20)0.75=0.090.15mm/rf 14 根據 Z535 機床說明書（機械制造工藝設計簡明手冊表 4.216） ，現 取 0.11mm/rf 2）切削速度 ：v 根據指導教程表 522，查得切削速度 =12m/min。所以v = =570r/minsnwd 107.612 根據機床說明書（機械制造工藝設計簡明手冊表 4.215） ，取 530r/min,故實際切削速度為wn = =13.3m/minv10 wnd0538 3.計算工時： 按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.25 知: 24mm 9mm 3mml1l2l = =0.6minmtfnw 2.05394 所以加工 2 個螺紋孔時間為： T=0.6*2=1.2min 工 序十:攻 M8 螺紋孔（取螺距為 1mm） 1.加工條件： 工件材料：45 鋼，碳鋼的強度為 163196HBS、模鍛。 加工要求：攻螺紋底孔 4-8mm. 機床：Z535 機床（查機械制造工藝設計簡明手冊表 4.214） 。 刀具：絲錐。 2.切削用量： 1）進給量 ：f 因為螺距為 1mm，所以 1mm/r.f 2）切削速度 ：v 根據指導教程表 538 查得： 9.0m/min.v 主軸轉速： 1000= 1000=287r/minsnd10 .9 15 按機械制造工藝設計簡明手冊表 4.215 選取機床 Z535 轉速為 275r/min,則 8.6m/min。v 3.機動工時： 按機械制造工藝設計簡明手冊表 6.214 知: 10mm 9mm 0mml1l2l = =0.15minmtfnw )(22175)09( 所以加工 2 個螺紋孔時間為： T=0.15*2=0.3min 4、專用夾具設計 4.1 問題的指出 由于生產類型為成批，大批生產，要考慮生產效率，降低勞動強度，保證加工質量， 故需設計專用夾具。 16 由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產 成本和降低勞動強度。 本次設計選擇設計是針對工序鉆 4-M8 螺紋底孔，它將用于 Z4120 鉆床。 4.2 定位基準的選擇 該工序要求中心線與端面（有位置要求，因此可以得出該孔在兩個側面的正中心上， 并且還要求其孔為通孔，由于端面經過精銑，精度比較高，因而工序基準為端面 A，為了 便于加工，選取適當的定位基準，保證其加工要求。夾具設計應首先滿足這些要求，在保 證較高的生產效率的前提下，還應考慮夾具體制造工藝性和生產經濟性。加工過程中夾具 的操作應方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，并且夾具體應具有較好的剛性。 據夾具手冊知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應 盡量采用同一定位基準進行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選 擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量。基準 選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件 的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件 的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的 平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。 圓臺外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基 準，來設計本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。 4.3 夾具方案的設計 如圖所示，為了加工通孔，必須使其完全定位。因此初步的設計方案如下, 首先必須明確其加工時應水平放置，便于鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用: 一面兩銷的定位，這樣既簡單又方便。根據參考文獻可知，一底面限制的自由度有 3 個， 一個固定定位銷限制兩個自由度，一個菱形銷限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定， 我所設計的定位方案，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，y 軸的旋轉三個 移動自由度。一個固定定位銷限制了 y 軸的移動，x 軸的移動，一個菱形銷限制了 z 軸的 旋轉，這樣 6 個自由度全部被限制 根據上面敘述選擇該方案可行。 4.4.切削力和夾緊力計算 17 （1）刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭 機床： Z4120 機床 切削力公式： 1.2076f PFDfK 式中 0./fmr 查表 得： 8210.75()36bp 其中： .b.48K 即： 950()fFN 實際所需夾緊力：由參考文獻5表 得：12 12KW 有： 120.7,.6 安全系數 K 可按下式計算有： 6543210K 式中： 為各種因素的安全系數，見參考文獻5 表 可得： 60 12 ...10.56 所以 950816492()KfWFN 4.5 夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 FKfN21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數，取 5.0 F= +G G 為工件自重zP Nf4.3121 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級數為 6.8 級 MPaB06MPaBs4801 螺釘疲勞極限： B9263.2.1 18 極限應力幅： MPakma76.51li 許用應力幅： Sa3.li 螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 s s=2.54 取s=4 得 MPa120 滿足要求8.42cHdF PaNc153.2 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 4.6 定位誤差分析 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。 gwj 與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻5可得： 兩定位銷的定位誤差 ： 11minDWd 1 21min2i.DdJWarctgL 其中： ，10.52D20D ，d.3d 19 ， 1min02min0.34 且：L=215mm ，得： .6DW .032Jm 夾緊誤差 ： cos)(inmaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj5. 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jwm 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。 4.7 零、部件的設計與選用 4.7.1 定位銷選用 本夾具選用一定位銷來定位，其參數如下表： 表 2.2 擋銷銷 d d H 公稱尺寸 允差 Lh1b1C1 16 20 10 +0.034 0.02 3 65 5 3 8 1 6 1.5 4.7.2 鉆套、襯套設計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示） 以減少更換鉆套的輔助時間。 20 .尺寸表 d D D1 H t 基本 尺寸 極限 偏差 F7 基 本尺寸 極限 偏差 D6 01 3 +0.010 +0.004 6 11.8 4 7 1.82. 6 5 8 6 9 -- 2.63 +0.016 +0.006 33.3 6 +0.016 +0.008 9 3.34 7 10 45 8 11 8 12 16 56 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 13 68 12 15 10 16 20 810 +0.028 +0.013 15 18 1012 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 1215 22 26 0.008 1518 +0.034 +0.016 26 30 16 28 36 1822 30 +0.028 +0.015 34 2226 35 39 20 36 45 2630 +0.041 +0.020 42 46 3035 48 +0.033 +0.017 52 25 45 56 3542 55 59 4248 62 66 0.012 4850 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 4.8 確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體：夾具的定位、引導、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并 能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體 21 的最大最復雜的基礎件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以 及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削 力以及由此產生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削 加工過程中產生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件 的可靠的定位和夾緊，因此設計夾具體時，必須考慮結構應便于排屑。此外， 夾具體結構的工藝性、經濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設計時也應加以 考慮。 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表 面以及夾具體的安裝基面，應有適當的尺寸精度和形狀精度，它們之間應有適 當的位置精度。 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具 體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產生不允許的變 形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度 要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。 在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切 削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破 壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產生不多的情況， 可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工 過程中切削產生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的 接觸或配合實現的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支 22 承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底 部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 工件裝夾方案確定以后，根據定位元件及夾緊機構所需要的空間范圍及機 床工作臺的尺寸，確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾 具裝配圖。 23 總結 本次課程設計是在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性復習，是一次 對我們所學的專業(yè)基礎知識的掌握情況的重要考察和檢驗，更是培養(yǎng)我們理論聯系實際， 分析并解決問題能力的重要內容和階段。使我更好的掌握了 CAD 和 PROE 制圖軟件。 這次課程設計，其設計圖主要用 CAD 制圖軟件完成。自我感覺尚有很多不足和錯誤， 首先，在設計夾具裝配件時過于匆忙，裝配手柄時放在了左手邊，不符合工人正常勞作習 慣；其次是課程設計前準備工作沒做好，在圖書館很多資料和文獻都沒能借到（早已借空 了） ，在借閱同學的相關資料時沒有時間認真琢磨和分析相關信息和數據；最后就是課程設 計說明書的編寫過于匆忙，時間很緊，很多文字和標準，公式，數據，計算上的錯誤沒有 時間一一改正（確實，在打這篇文稿，發(fā)現了很多錯誤和缺憾） 。 課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結 合，使自己把學過的知識聯系起來，運用到各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊及 各種參考資料，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；整個零件的加 工過程是和其他同學分工完成的，集中體現了團隊精神，合作分工能很好的提高辦事效率！ 在這次設計中培養(yǎng)了我獨立分工合作的能力！為以后出身社會的工作打下基礎！ 參考文獻 1 徐洪本 機床夾具設計手冊遼寧科技大學出版社2004.3 2 鄧文英等金屬工藝學高等教育出版社2008.4 24 3 付風嵐等公差與檢測技術科學出版社2006.9 4 王先逵等機械加工工藝手冊機械工業(yè)出版社2007.9 5 陳宏鈞金屬切削速算手冊機械工業(yè)出版社2007.9