KS-連接座的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)

KS-連接座的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì),ks,連接,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,專用,夾具,設(shè)計(jì) 店長(zhǎng)鏈接：www.5201314cad.com 淘寶店鋪 5201314cad.taobao.com 摘要 本設(shè)計(jì)主要介紹了連接座的加工工藝規(guī)程及鉆小孔專用夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程。通過(guò)對(duì)零件的分析，確定要保證的加工尺寸及相互間的關(guān)系，然后定出毛坯形狀，并進(jìn)一步擬定加工工藝方案，最終確定專用夾具方案。 由于本連接座的加工尺寸要求不高且為柱體形狀，所以對(duì)砂型鑄造后的毛坯采用車削加工，能達(dá)到所要求的精度要求，在車床上加工時(shí)，可利用錐柄心軸為夾具車削外圓及端面（本設(shè)計(jì)不作詳細(xì)討論）。考慮到本零件的孔加工較多，為保證零件中各孔的相互位置關(guān)系和尺寸要求，提高生產(chǎn)率及減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在鉆孔時(shí)設(shè)計(jì)了專用夾具，確定定位方案，選擇定位基準(zhǔn)和定位元件，確定夾緊方式，并進(jìn)行定位誤差分析和夾緊力計(jì)算等以確保滿足加工要求。最后繪制出夾具裝配圖、夾具體零件圖。 本次設(shè)計(jì)不僅讓我熟悉了課本所學(xué)的知識(shí)，而且我做了把所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，更初步掌握了專用夾具的設(shè)計(jì)全過(guò)程和加工實(shí)踐的各種要點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：連接座；加工工藝方案；專用夾具 24 ABSTRACT This design is mainly introduced the connection of processing procedures and drill holes special jig design application process. Based on the analysis of the components, determine the dimensions and to ensure that the relationship between each other, then determine blank shape, and further processing plan worked, and eventually determine special jig scheme. Due to the size of the connection request is not tall and processing for cylinder shape, so after casting billet using the mold machining, can achieve the desired accuracy requirement, and lathe machining, in the heart can handle awl for turning round and face the fixture design not detailed (discussion). Considering the parts of the hole processing, to ensure parts more in each hole of mutual position and size requirement, improve productivity and reduce labor intensity, drilling, determine the special jig design scheme, choose the locating datum and positioning components, clamping, and positioning error analysis and calculation of clamping force to ensure that meet processing requirements. Finally, draw the specific parts of assembly fixtures. This design is not only let I am familiar with the textbook knowledge, and I made the knowledge to practical use, preliminary mastered more special fixture design, process and the processing practice of various points. Key words：Connected base, Processing technology, Special jig 目錄 一、設(shè)計(jì)任務(wù)及零件圖 6 （一）設(shè)計(jì)題目 6 （二）原始數(shù)據(jù) 6 （三）產(chǎn)品零件圖 6 二、零件的工藝分析 7 （一）零件的作用 7 （二）確定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 7 （三）零件的工藝分析 7 1、以Φ40mm內(nèi)圓為中心的右端面加工表面 7 2、以Φ100mm 內(nèi)圓為中心的加工表面 8 本章小結(jié) 8 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 （一）確定毛坯的制造形式 8 （二）基面的選擇 9 1、粗基準(zhǔn)的選擇 9 2、精基準(zhǔn)的選擇 9 （三）制定工藝路線 10 1、工藝路線方案一 10 2、工藝路線方案二 10 3、工藝方案的比較與分析 11 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12 1、機(jī)械加工余量 12 2、毛坯尺寸確定 13 3、毛坯確定 13 （五）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 14 （六） 切削用量及基本工時(shí) 14 1、粗車端面 14 2、粗車外圓 15 3、車Φ100mm內(nèi)孔與Φ40內(nèi)孔 16 4、擴(kuò)Φ17.5mm孔 16 5、鉆4×M5螺紋底孔，6×Φ7孔并倒角 17 6、攻螺紋4×M5 17 7、鉆3×Φ7孔并倒角 18 本章小結(jié) 18 四、專用夾具設(shè)計(jì) 19 （一）設(shè)計(jì)主旨 19 （二）夾具設(shè)計(jì) 20 1、定位方案的分析與定位基準(zhǔn)的選擇 20 2、定位誤差分析 20 3、切削力的計(jì)算與夾緊力分析 20 4、夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 22 五、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 23 致謝 24 參考文獻(xiàn) 25 一、設(shè)計(jì)任務(wù)及零件圖 （一）設(shè)計(jì)題目 連接座的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)。 （二）原始數(shù)據(jù) 零件名稱：連接座。 生產(chǎn)批量：中批量生產(chǎn) 毛坯材料：HT200。 （三）產(chǎn)品零件圖 如下圖1.1所示： 圖 1.1 連接座零件 二、零件的工藝分析 （一）零件的作用 題目所給的零件時(shí)連接座，主要起固定連接作用。通過(guò)查閱資料可知是離心式微電機(jī)水泵上的連接零件，主要是連接水泵與電動(dòng)機(jī)，并固定水泵葉輪。 （二）確定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 設(shè)計(jì)題目給定的零件是連接座，該零件年產(chǎn)量為Q=4000件/年，n=1件/臺(tái)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和 廢品率β分別取10%和1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為： N=Qn(1+α%+β% )=4000×1×(1+4%+1%)=4200 (件/年) 連接座的年產(chǎn)量為4200件，由《機(jī)械制造工藝學(xué)》中表1—5可查得該產(chǎn)品為中批量生產(chǎn)。 （三）零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為HT200，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下： 1、以Φ40mm內(nèi)圓為中心的右端面加工表面 這一組加工表面包括： 內(nèi)孔，外圓面，端面及倒角。Φ121h7()mm的外圓，粗糙度為外圓面Ra3.2、端面Ra6.3；外徑為Φ50、內(nèi)徑為Φ40H6()mm的小凸臺(tái)，粗糙度為Ra3.2，并帶有C1倒角；Φ32的小凹槽，粗糙度為Ra25；鉆Φ17.5mm的中心孔，粗糙度為Ra25；鉆3個(gè)Φ7mm通孔。其要求也不高，粗車后半精車、精車就可以達(dá)到精度要求。 2、以Φ100mm 內(nèi)圓為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 內(nèi)孔，外圓面，端面及倒角。Φ125h6()mm 的外圓，粗糙度為外圓面Ra3.2、端面Ra6.3；Φ100H7()mm的內(nèi)圓并帶有C1倒角；鉆6個(gè)通孔Φ7mm；鉆4個(gè)M5螺紋孔并攻絲。其要求并不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆孔沒(méi)有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。 除了各自的尺寸精度要求外，他們之間還有一定的位置要求： （1）左端面與 孔中心軸線的徑向圓跳動(dòng)度為0.05。 （2）右端面與 孔中心軸線的徑向圓跳動(dòng)度為0.05 。 （3）Φ100mm的內(nèi)圓與孔中心軸線的徑向圓跳動(dòng)公差為0.05 。 （4）Φ121mm外圓與孔中心軸線的徑向圓跳動(dòng)公差為0.05。 經(jīng)過(guò)對(duì)以上加工表面的分析可知，對(duì)于這兩組加工表面來(lái)說(shuō)，我們可先定粗基準(zhǔn)加工出精基準(zhǔn)所在的加工表面，然后以加工過(guò)的表面作為精基準(zhǔn)，對(duì)另一組待加工表面進(jìn)行加工，保證它們的相互位置精度。 本章小結(jié) 在本章中首先是要了解連接座的主要作用，在了解其作用之后，然后才能對(duì)它進(jìn)行下一步的研究。零件的工藝分析則是先從整體上去分析，在選擇加工表面時(shí)要知道怎么去選擇，了解怎么去確定主要加工表面。上述中已告訴了以Φ40mm孔和Φ100mm孔作為主要加工面。 這里的主要目的是來(lái)鍛煉自己怎么去分析一個(gè)零件的整體性，怎么去分析其中的主要部分和連接座共有兩組加工表面，怎樣去分析他們之間的位置要求。 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200型號(hào)材料，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，考慮它位于水泵泵殼內(nèi)，主要作用是固定水泵葉輪?？紤]到水泵在正常運(yùn)行中連接座零件會(huì)經(jīng)常承受較大的交變載荷和沖擊載荷，能承受載荷，保證零件工作可靠。該零件體積較小、形狀不是很復(fù)雜，表面粗糙度要求并不是很高，且為中批量生產(chǎn)，而砂型鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單。綜合各種因素故該連接座零件毛坯采用砂型鑄造，這有利于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量。 （二）基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 1、粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，一般應(yīng)該注意遵循以下原則：a.合理分配加工余量原則。若工件必須首先保證其某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)該選該表面為粗基準(zhǔn)。在沒(méi)有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)該以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。b.保證零件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度原則。c.便于裝夾原則。d.粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則。 綜上所述，因?yàn)檫B接座為軸類零件，按照保證不加工表面與加工表面相互精度原則的精基準(zhǔn)選擇原則即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，則以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則選與這些加工表面相對(duì)精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，所以對(duì)于本零件可以先以右端Φ110mm內(nèi)圓作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤(pán)夾緊，粗車左端Φ125mm外圓，然后以Φ125外圓面為精基準(zhǔn)車外圓Φ121mm及右臺(tái)階面和Φ40mm孔面。然后以Φ40mm孔為精基準(zhǔn)車左端各端面和內(nèi)、外圓面。 2、精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。本零件應(yīng)該采用已經(jīng)加工的Φ40mm孔為精基準(zhǔn)加工各面及各圓孔到規(guī)定的尺寸要求。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置要求等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 1、工藝路線方案一 工序1：砂型鑄造。 工序2：人工時(shí)效處理。 工序3：粗車右端面與小凸臺(tái)端面，粗車外圓Φ121mm，粗車Φ40mm內(nèi)孔，車Φ32mm內(nèi)孔。 工序4：粗車左端面，粗車Φ125mm外圓，粗車Φ100mm內(nèi)孔，車Φ17.5mm內(nèi)孔。 工序5：半精車右端面，半精車外圓Φ121mm。 工序6：半精車左端面，半精車Φ125mm外圓。 工序7：精車外圓Φ121mm與Φ125mm。 工序8：半精鏜Φ40mm內(nèi)孔、Φ100mm內(nèi)孔。 工序9：精鏜Φ40mm與Φ100內(nèi)孔。 工序10：鉆通孔6×Φ7mm，4×Φ4mm深12mm螺紋孔。 工序11：攻螺紋4×M5深10mm。 工序12：鉆通孔3×Φ7mm 2、工藝路線方案二 工序1：砂型鑄造。 工序2：人工時(shí)效處理。 工序3：涂底漆。 工序4：粗車右端面與小凸臺(tái)端面，粗車外圓Φ121mm，粗車Φ40mm內(nèi)孔，車Φ32mm內(nèi)孔。 工序5：粗車左端面，粗車Φ125mm外圓，粗車Φ100mm內(nèi)孔，車Φ17.5mm內(nèi)孔。 工序6：半精車右端面，半精車外圓Φ121mm，半精車Φ40mm內(nèi)孔。 工序7：半精車左端面，半精車Φ125mm外圓，半精車Φ100mm內(nèi)孔。 工序8：精車右端面，精車Φ121mm外圓，精車Φ40mm內(nèi)孔、C1倒角。 工序9：精車左端面，精車Φ125mm外圓，精車Φ100mm內(nèi)孔、C1倒角。 工序10；鉆通孔6×Φ7mm，4×Φ4mm深12mm螺紋孔。 工序11：攻螺紋4×M5深10mm。 工序12：鉆通孔3×Φ7mm。 3、工藝方案的比較與分析 上述兩條工藝路線，第一條工藝路線內(nèi)孔的加工做得較為精細(xì)，但同時(shí)相對(duì)本零件來(lái)說(shuō)（精度要求不是很高）也略顯復(fù)雜了；第二條工藝路線比較簡(jiǎn)潔明了，操作起來(lái)比較方便、合理，由于內(nèi)孔面的精度要求并不高，采用精車完全可以達(dá)到要求。 綜合分析：為了達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該連接座的加工分為兩個(gè)階段完成。為了達(dá)到零件更好的效果，該連接座應(yīng)安排時(shí)效，涂底漆的前期處理，及清洗，終檢，油封，入庫(kù)的后續(xù)工作。在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)要求，為了盡可能地減少工件的客觀存在裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位置精度，為此，需將上述第二條工藝路線略作修改，得最終工藝路線過(guò)程如下： 工序1：砂型鑄造。 工序2：人工時(shí)效處理。 工序3：涂底漆。 工序4：粗車右端面與小凸臺(tái)端面，粗車外圓Φ121mm，粗車Φ40mm內(nèi)孔，車Φ32mm內(nèi)孔。 工序5：粗車左端面，粗車Φ125mm外圓，粗車Φ100mm內(nèi)孔，車Φ17.5mm內(nèi)孔。 工序6：半精車右端面，半精車外圓Φ121mm，半精車Φ40mm內(nèi)孔。 工序7：半精車左端面，半精車Φ125mm外圓，半精車Φ100mm內(nèi)孔。 工序8：精車左端面，精車Φ125mm外圓，精車Φ100mm內(nèi)孔、C1倒角。 工序9：精車右端面，精車Φ121mm外圓，精車Φ40mm內(nèi)孔、C1倒角。 工序10；鉆通孔6×Φ7mm，4×Φ4mm深12mm螺紋孔。 工序11：攻螺紋4×M5深10mm。 工序12：鉆通孔3×Φ7mm。 工序13：鉗工去毛刺。 工序14：清理。 工序15：檢驗(yàn)，入庫(kù)。 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡與工序卡。 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 機(jī)械加工余量對(duì)工序過(guò)程有一定的影響，余量不足，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過(guò)大，不但增加機(jī)械加工勞動(dòng)量，從而增加了成本，所以必須合理地安排加工余量。連接座”零件材料為HT200號(hào)鋼，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，強(qiáng)度要求高形狀比較簡(jiǎn)單零件毛壞，因此采用在鑄錘上合模模鑄毛坯。根據(jù)上述原始材料及加工工藝，本設(shè)計(jì)采用查表修正法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法相結(jié)合確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。 1、機(jī)械加工余量 由《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》知道，鑄件機(jī)械加工余量（MA）分A到J 9個(gè)等級(jí)，查表2.2-4得：零件加工余量等級(jí)選擇G級(jí)；鑄件尺寸公差（CT）分16級(jí)，比一般尺寸公差降一級(jí)公差帶應(yīng)對(duì)稱于鑄件基本尺寸設(shè)置，查表2.2-1得：尺寸公差等級(jí)（CT）選擇9級(jí)，從而獲得切削加工余量及尺寸公差數(shù)量。 2、毛坯尺寸確定 根據(jù)公式：毛坯尺寸=基本尺寸+切削加工余量+尺寸公差數(shù)量/2尺寸公差數(shù)量/2，可求得零件毛坯尺寸如下： （1）零件毛坯總長(zhǎng)處70+6+1.11.1=77.11.1mm （2）左端外圓面=125+6+1.251.25=132.250.8mm （3）右端外圓面=121+6+1.251.25=128.251.25mm （4）設(shè)計(jì)尺寸為Φ40mm孔直徑=40-5-0.90.9=34.10.9mm （5）設(shè)計(jì)尺寸為Φ17.5mm孔直徑=17.5-5-0.850.85=11.650.85mm （6）左端寬：8+3+0.750.75=11.750.75mm （7）右端寬：6+3+0.750.75=9.750.75mm 由經(jīng)驗(yàn)可知：為方便鑄造，一些尺寸最好取整數(shù)；零件左右端面直接鑄造成平面，孔可直接車出。 3、毛坯確定 （1）確定拔模斜度：根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查出拔模斜度為5度。 （2）確定分型面：由于毛坯形狀前后對(duì)稱，且最大截面在中截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過(guò)程中的錯(cuò)移所以選前后對(duì)稱的中截面為分型面。 （3）毛坯的熱處理方式：為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時(shí)效處理。 綜合上述毛坯尺寸，得到零件的毛坯如下圖2.1所示： 圖2.1 零件毛坯圖 （五）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床和專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題，采用臥式車床，選擇C6132D臥式車床，選擇硬質(zhì)合金刀片A310，專用夾具和游標(biāo)卡尺。孔加工采用搖臂鉆床Z3050，專用夾具，錐柄麻花鉆、錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆、擴(kuò)時(shí)倒角采用專用夾具和內(nèi)徑千分尺。 （六） 切削用量及基本工時(shí) 1、粗車端面 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.2-2，精加工與半精加工余量為1mm，因該面總余量4mm，則粗加工3mm，可一次切除。背吃刀量ap=3mm。 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》：加工材料HT200、車刀刀桿尺寸為16mm 、工件直徑100mm、切削深度a =3mm進(jìn)給量為0.7~1.0。再根據(jù)車床及《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4－2－3查取橫向進(jìn)給量取f =0.8 mm/r。 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表8－56得V=1.7m/s，因此主軸轉(zhuǎn)速： n=1000V/πd=1000×1.7/3.14×129=4.2r/s 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=4r/s V=πdn10-3=1.62m/s 校核機(jī)床功率： F =9.81×60-0.15×270×3×0.60.75×1.62-0.15×0.92×0.95 =2371N 切削功率：P=FV10-3=2371×1.62×10-3=3.84Kw 由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得：機(jī)床電機(jī)功率Pe=5.5kw，取機(jī)床傳動(dòng)效率為η=0.8， P=3.84＜Peη=5.5×0.8=4.4kw 所以機(jī)床功率足夠。 2、粗車外圓 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.2-2，精加工與半精加工余量為1mm，因該面總余量4mm，則粗加工3mm，可一次切除。背吃刀量ap=3mm。 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》HT200，刀桿尺寸16 25，as 3,工件直徑為100mm，則f=0.8~1.2。再由《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2—3查取f =0.6mm/r。 參考文獻(xiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表8－56得V=1.5m/s，因此主軸轉(zhuǎn)速： n=1000V/πd=1000×1.5/3.14×133=3.59r/s 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=3.6r/s V=πdn10-3=1.503m/s 校核機(jī)床功率： F =9.81×60-0.15×270×3×0.60.75×1.55-0.15×0.92×0.95 =2397N 切削功率：P=FV10-3=2371×1.62×10-3=3.6Kw 由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得：機(jī)床電機(jī)功率Pe=5.5kw，取機(jī)床傳動(dòng)效率為η=0.8， P=3.6＜Peη=5.5×0.8=4.4kw 因此機(jī)床功率足夠。 3、車Φ100mm內(nèi)孔與Φ40內(nèi)孔 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表8.4－1，f=0.4mm/r ap=2mm 校核機(jī)床功率： 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表8－56得V=1.8m/s，主軸轉(zhuǎn)速： n=1000V/πd=1000×1.8/3.14×94=6.1r/s 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=6r/s V=πdn10-3=1.77m/s 校核機(jī)床功率： F=9.81×60-0.15×270×3×0.40.75×1.77-0.15×0.92×0.95 =9.81×0.54×270×3×0.5×0.92×0.92×0.95 =1725N 切削功率：P=FV10-3=1725×1.77×10-3=3.05Kw 由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得：機(jī)床電機(jī)功率Pe=5.5kw，取機(jī)床傳動(dòng)效率為η=0.8， P=3.05＜Peη=5.5×0.8=4.4kw 機(jī)床功率足夠。 4、擴(kuò)Φ17.5mm孔 選用d=Φ17.25mm的擴(kuò)孔鉆. 擴(kuò)鉆Φ17.25mm的孔.利用Φ17.25mm的鉆頭對(duì)Φ17.5mm的孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。根據(jù)《切削手冊(cè)》P53表2.10.擴(kuò)孔鉆直徑d在10～25mm之間。擴(kuò)孔的進(jìn)給量為f=0.9～1.2（mm/r）.進(jìn)給量應(yīng)該乘以系數(shù)0.75。則f=（0.9～1.2）×0.75=0.075～0.9（mm/r）.根據(jù)《工藝手冊(cè)》表4.2—16Z3050鉆床說(shuō)明，取f=0.72mm/r. 切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，查得切削速度v=12mm/min.所以： n===104r/min. 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2—15，取n=100r/min. 實(shí)際切削速度為： v===11.54m/min. 5、鉆4×M5螺紋底孔，6×Φ7孔并倒角 鉆孔：鉆4×M5螺紋底孔 選用d=4.5mm的麻花鉆。 鉆孔d=4.5mm。根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7.當(dāng)鋼的＜800MPa，d=4.5mm時(shí).f=0.60～0.70mm/r.本零件在加工M5螺紋底孔時(shí)屬于中低鋼度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75則： f=(0.60～0.70)×0.75=0.45～0.525mm/r. 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2—16Z3050搖臂鉆床說(shuō)明，取f=0.43mm/r. 切削速度根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及2.14查得切削速度v=17m/min.所以： n===154.7m/min. 根據(jù)《工藝手冊(cè)》表4.2—15，取n=334r/min. 故實(shí)際切削速度為： v===4.81m/min. 6×Φ7孔并倒角 采用60°锪鉆，為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同。n=100r/min.采用手動(dòng)進(jìn)給。 6、攻螺紋4×M5 根據(jù)《切削手冊(cè)》和《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》查表結(jié)果選用90度絲錐 V=1.25m/min. n=195r/min. V=4.9m/min。 7、鉆3×Φ7孔并倒角 （1） 選擇刀具 麻花鉆頭Φ7及90度角。 鉆孔d=7mm。根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7.當(dāng)鋼的＜800MPa，d=7mm時(shí).f=0.60～0.70mm/r.本零件在加工Φ7孔時(shí)屬于中低鋼度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75則： f=(0.60～0.70)×0.75=0.45～0.525mm/r. 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2—16Z3050鉆機(jī)床說(shuō)明，取f=0.36mm/r. 切削速度根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及2.14孔加工時(shí)鋼的加工性分類為4.查得切削速度v=12m/min.所以： n===363.73m/min. 根據(jù)《工藝手冊(cè)》表4.2—15，取n=340r/min. 故實(shí)際切削速度為： v===7.47m/min. 3×Φ7孔并倒角 采用60°锪鉆，為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同。n=100r/min.采用手動(dòng)進(jìn)給。 本章小結(jié) 這一章是在對(duì)整個(gè)零件有個(gè)整體分析之后對(duì)其進(jìn)行每個(gè)環(huán)節(jié)的逐步分析。這部分應(yīng)該是所有環(huán)節(jié)最為重要的作用，對(duì)后面的夾具設(shè)計(jì)有著一定的鋪墊作用。首先分析出所有的工序之后，就要對(duì)每道工序逐一的剖析，這里就需要很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)，每個(gè)字符表示什么都要弄的相當(dāng)?shù)那宄?，要不然在做這一步工作時(shí)是非常困難的，在其中還需要不斷的去翻閱有關(guān)相應(yīng)的書(shū)籍，借助書(shū)籍來(lái)查閱相關(guān)的資料，這又是對(duì)自己查閱資料的一次鍛煉，有了參考，自己要學(xué)會(huì)怎么去應(yīng)用，這樣才是把東西真正的學(xué)到了。 本章就是對(duì)每個(gè)步驟，每個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行逐一的解剖，不斷的分析，不斷的在分析中找到問(wèn)題以及去解決問(wèn)題。 四、專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常需要設(shè)計(jì)專用夾具。 本零件主要分為兩大加工部分，車削與鉆孔，需設(shè)計(jì)兩套夾具，一套用于車削的車床專用夾具，一套用于鉆孔的鉆床夾具。 本零件專用夾具主要用來(lái)車加工端面，臺(tái)階面及內(nèi)孔及鉆各孔。這三個(gè)工藝面均有尺寸精度要求，表面粗糙度要求，表面粗糙度，與端面垂直。并用于以后其它面在加工中的基準(zhǔn)定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。設(shè)計(jì)一個(gè)專用車夾具，車夾具與零件相配合，并固定零件于車床工作臺(tái)上。鉆孔工序尺寸精度與位置精度均要求不高，設(shè)計(jì)主要考慮降低勞動(dòng)強(qiáng)度與提高生產(chǎn)率。 經(jīng)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)鉆床專用夾具，且主要設(shè)計(jì)用于零件左端面的6×Φ7孔與4×M5螺紋孔。 （一）設(shè)計(jì)主旨 本夾具主要用來(lái)鉆兩組孔，由于要鉆的孔較多且尺寸精度與位置精度均要求不高，采用一般夾具能滿足精度要求。因此本道工序加工時(shí)，主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度則不是主要問(wèn)題。由于要加工的是兩組孔，且不在同一平面上，因此在選擇鉆床夾具時(shí)，回轉(zhuǎn)式鉆模夾具設(shè)計(jì)起來(lái)會(huì)比較麻煩，主要是因?yàn)閮山M孔的角度不成倍數(shù)關(guān)系，回轉(zhuǎn)起來(lái)很容易搞錯(cuò)，因此最終考慮采用固定式鉆模夾具。 （二）夾具設(shè)計(jì) 1、定位方案的分析與定位基準(zhǔn)的選擇 定位方案的確定是一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)計(jì)的成敗。因此，必須充分地進(jìn)行研究和討論，而不要急于繪圖、草率行事。最好制定兩種以上的結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行分析比較，確定一個(gè)最佳方案。在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：① 確保工件的加工質(zhì)量；② 工藝性好，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單；③ 使用性好，操作省力高效；④ 定位、夾緊快速、準(zhǔn)確，能提高生產(chǎn)率；⑤ 經(jīng)濟(jì)性好，制造成本低廉。設(shè)計(jì)者必須在設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，綜合上述原則，統(tǒng)籌考慮，亦即靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，注意研究互相制約的各種因素，確定最合理的設(shè)計(jì)方案。 車加工時(shí)，外圓與軸心線有單向圓跳動(dòng)0.05mm的位置精度要求，為保證加工質(zhì)量，工序基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相同。 鉆孔加工時(shí)，6×Φ7、4×M5各孔間的位置要求及與中心線的位置要求。采用一心軸與一平面作為定位元件。心軸限制X與Y方向上的移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)四個(gè)自由度，一底面限制了Z方向的移動(dòng)，心軸為主要定位基準(zhǔn)，底孔采用1:10錐度孔消除間隙，更有利于定心，而且結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，在底面省去了螺母擰緊機(jī)構(gòu)。上邊面采用螺母夾緊。 2、定位誤差分析 定位誤差是由基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差兩部分組成。 由于本夾具采用內(nèi)孔與心軸為定位基準(zhǔn)，因此基準(zhǔn)重合，δ=0。 基準(zhǔn)位置誤差δ=TD+Td+Δmin=0.016+0.005=0.021＜0.05mm 所以?shī)A具能滿足零件加工精度的要求。 3、切削力的計(jì)算與夾緊力分析 據(jù)零件的定位方案，加工方法，生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)擰緊夾緊螺母使工件夾緊，有效提高了工作效率。該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則。 鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-6，得鉆削力計(jì)算公式： P=70.6 ? t ?D ?S ?HB 式中，P——鉆削力 t——鉆削深度，8mm S——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，0.36mm D——麻花鉆直徑，Φ7mm HB——布氏硬度，200HBS 所以，P=80N。 鉆孔扭矩： M=0.014 ?D ?S ?HB 式中，S——每鉆進(jìn)給量，0.36mm D——麻花鉆直徑，Φ7mm HB——布氏硬度，200HBS 所以，M=560（N ?M） 鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-6，查得： W= 式中，Φ——螺紋摩擦角 d1——平頭螺桿端直徑 f——螺桿直徑 α——螺紋升角 Q——作用力 L——手柄長(zhǎng)度 則所需夾緊力：W=390N。 在此夾具中，只是為了防止工件在加工過(guò)程中的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，因此采用壓板壓緊工件即可。為降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，采用螺母夾緊機(jī)構(gòu)，手動(dòng)擰緊。 4、夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 具設(shè)計(jì)在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：① 確保工件的加工質(zhì)量；② 工藝性好，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單；③ 使用性好，操作省力高效；④ 定位、夾緊快速、準(zhǔn)確，能提高生產(chǎn)率；⑤ 經(jīng)濟(jì)性好，制造成本低廉。設(shè)計(jì)者必須在設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，綜合上述原則，統(tǒng)籌考慮，亦即靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，注意研究互相制約的各種因素，確定最合理的設(shè)計(jì)方案見(jiàn)總裝配圖。 由零件圖可知，該夾具使用采用螺母夾緊，使用時(shí)方便操作。當(dāng)螺母松開(kāi)，即可取出工件，當(dāng)螺母擰緊，夾緊工件即可加工。由于是使用同一夾具加工兩組孔，所以采用了固定式鉆模，避免因使用回轉(zhuǎn)式鉆模造成回轉(zhuǎn)混亂。采用搖臂鉆進(jìn)行各孔加工。 五、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 關(guān)于連接座的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)1個(gè)多星期的努力，已經(jīng)基本完成。說(shuō)實(shí)話，在這一周多時(shí)間里雖然比較累，但卻收獲較大。課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，是我們邁向社會(huì)、從事本職業(yè)工作前的一個(gè)必不可少的過(guò)程。 首先，在這次設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步鞏固和深化了基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也是對(duì)《機(jī)械制造工藝學(xué)》與《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》學(xué)習(xí)的一個(gè)升華過(guò)程。以前在學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到的很多問(wèn)題，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)逐漸的明白了，自我感覺(jué)，自學(xué)能力也得到了很大的提升，分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力也得到了一定的提高。 其次，掌握了一般的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，培養(yǎng)了正確的設(shè)計(jì)思路和分析解決問(wèn)題的能力，同時(shí)提升了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)用于實(shí)際的能力。進(jìn)一步規(guī)范了制圖要求，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱相關(guān)資料的本領(lǐng)。 最后，我覺(jué)得在設(shè)計(jì)中，良好的心態(tài)是必不可少的。在設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到很多問(wèn)題會(huì)很煩心，而且查那些標(biāo)準(zhǔn)也比較煩，所以要想做好并不容易，良好的心態(tài)和耐心謹(jǐn)慎的態(tài)度是非常重要的，我相信這也是我們以后走上工作崗位后要想取得好成績(jī)所必需的！ 通過(guò)這次的設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)到了自己還有很多知識(shí)點(diǎn)不懂，也意識(shí)到了自己與別人之間的差距，更一步激發(fā)了學(xué)習(xí)的動(dòng)力，明確了自己的目標(biāo)。我相信，通過(guò)不斷的努力以后會(huì)有更進(jìn)一步的提升的。 致謝 本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)教師黃春英老師的指導(dǎo)下完成的，在這里，我首先衷心感謝黃春英老師的悉心指導(dǎo)！通過(guò)黃春英老師的耐心講解使我認(rèn)識(shí)到并學(xué)習(xí)到了很多自己以前并不清楚的知識(shí)，她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)和科學(xué)的思維方式使我受益匪淺。其次，我要感謝我宿舍的同學(xué)，在我有疑問(wèn)時(shí)給予了我充分的幫助，而且在設(shè)計(jì)中難免會(huì)覺(jué)得煩心，通過(guò)和他們一起的嬉鬧，心境明朗了，能更專心的投入到緊張的設(shè)計(jì)當(dāng)中。 在課程設(shè)計(jì)期間我學(xué)到了許多寶貴的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，借此機(jī)會(huì)，謹(jǐn)讓我向所有曾經(jīng)給予我支持和幫助的老師、同學(xué)們還有我認(rèn)識(shí)的人表示最誠(chéng)摯的謝意！ 參考文獻(xiàn) 1 李洪主編，機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990 2 趙家齊主編，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2000 3 吳拓主編，機(jī)械制造工藝與機(jī)床家具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社 4 朱派龍主編，機(jī)械制造工藝裝備[M]，西安電子科技大學(xué)出版社，2006 5 王季琨、沈中偉、劉錫珍主編，機(jī)械制造工藝學(xué)[M]，天津大學(xué)出版社 6 莫雨松、李碩根等主編，互換性與技術(shù)測(cè)量[M]，中國(guó)計(jì)量出版社，1988 7 李益民主編 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M] 機(jī)械工業(yè)出版社 8 艾興，肖詩(shī)綱主編 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)(第3版) [M] 機(jī)械工業(yè)出版社