輸出軸的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計.doc

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機 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計 設(shè)計題目： 輸出軸 機械加工工藝規(guī)程制定及 鉆孔 專用夾具設(shè)計 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 教 研 室 主 任 起 止 日 期 《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計》 設(shè)計計算說明書 設(shè)計題目： 輸出軸 機械加工工藝規(guī)程制定及 鉆孔 專用夾具設(shè)計 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 教 研 室 主 任 起 止 日 期 新余學(xué)院課程設(shè)計（論文）任務(wù)書 二級學(xué)院： 機械工程學(xué)院 學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)（班級） 化 設(shè)計 題目 輸出軸機械加工工藝規(guī)程制定及鉆孔專用夾具設(shè)計 設(shè) 計 技 術(shù) 參 數(shù) 如圖所示是輸出軸簡圖。毛坯材料為45鋼中批量生產(chǎn)，采用通用 機床進行加工。熱處理方式為調(diào)質(zhì)，處理后硬度要求為200-230HBW。試 完成該零件的機械加工工藝設(shè)計及加工10—20孔鉆床夾具設(shè)計。 設(shè) 計 要 求 一、 設(shè)計者必須發(fā)揮獨立思考能力，禁止抄襲他人成果,不允許雷同。積 極主動與指導(dǎo)教師流，每一進展階段至少與指導(dǎo)教師交流二次。 二、設(shè)計成果： 1、夾具裝配圖一張， A1; 2、設(shè)計說明書一份; 3、工藝規(guī)程卡一套，工序卡3-5張。 設(shè)計說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容： （1） 封面 （2） 目錄 （3） 摘要和關(guān)鍵詞、 （4） 設(shè)計任務(wù)書 （5） 機械加工工藝規(guī)程制定的詳細過程 主要包括： １） 零件的結(jié)構(gòu)分析 ２） 生產(chǎn)類型的確定 ３） 毛坯的選擇與毛坯簡圖的繪制 ４） 工藝路線的擬定 ５） 各工序的加工余量及工序尺寸的確定。 ６） 切削用量的計算和確定 ７） 時間定額的計算和確定 （6）專用夾具設(shè)計的詳細過程 1）明確夾具的功用，選擇夾具的類型 2）定位方案的選擇、分析、比較和確定 3）夾緊方案的選擇、分析、比較和確定 4）對定方案的選擇、分析、比較和確定 5）夾具各部分元件的選擇 6）夾具的精度分析 7）夾具的特點 （7）參考文獻（要包含資料的編號、作者名、書名、出版地、出版者、出版 年月）。 三、定稿完成后，按照學(xué)校要求打印、裝訂，裝袋，并和電子稿一起交給老師，并準備答辯。 工 作 量 1、夾具裝配圖一張， A1; 2、設(shè)計說明書一份; 3、工藝規(guī)程卡一套，工序卡3-5張。 工 作 計 劃 序號 環(huán)節(jié) 時間分配 備注 1 設(shè)計準備工作 0.5 2 機械加工工藝規(guī)程制定 1.0 3 填寫機械加工工藝卡片 0.5 4 專用夾具設(shè)計 2 5 撰寫設(shè)計說明書 0.5 6 答辯 0.5 小 計 5天 參 考 資 料 1、《金屬切削加工手冊》； 2、《機床夾具設(shè)計手冊》； 3、《機械制造工藝學(xué)》； 4、《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》。 指導(dǎo)教師簽字 李玉平 教研室主任簽字 說明：此表一式叁份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、二級學(xué)院各一份。 年 月 日 目目 錄 前 言 1 一.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.技術(shù)要求分析 1 2.零件的工藝分析 1 二.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 2 1.選擇毛坯 2 2.毛坯尺寸的確定 2 三.選擇加工方法，制定加工藝路線 3 1.定位基準的選擇 3 2.加工方法的選擇 3 四.工序設(shè)計 5 1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備 5 2.選用夾具 5 3.選用刀具 5 4.選擇量具 5 5.確定工序尺寸 6 五.確定切削用量及基本工時 8 1.切削用量 8 2.基本時間 15 六.夾具設(shè)計 15 1.確定定位方式，選擇定位元件 15 2.確定導(dǎo)向裝置 16 3.切削力和夾緊力的計算 16 4.確定工件夾緊方案，設(shè)計夾緊機構(gòu) 16 5.確定夾具總體結(jié)構(gòu)和尺寸 17 6.夾具使用說明 17 七.結(jié)論 18 八.參考文獻 18 輸出軸加工工藝及鉆床夾具設(shè)計 摘　要：機械制造業(yè)的發(fā)展對世界經(jīng)濟起著非常重要的作用，而機械加工工藝的編制是機械制造技術(shù)的重要組成部分和關(guān)鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設(shè)計，著重于幾個重要表面的加工，具有一定的尺寸、形狀、位置要求，還有一些強度、表面粗糙度要求等，然而這些都會在文中得以體現(xiàn)。 前 言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)之后進行的。這是我們進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。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行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。我也相信通過課程設(shè)計能將零碎的知識點都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計。 本次課程設(shè)計是機械制造工藝學(xué)這門課程的一個階段總結(jié)，是對課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識的一個實際應(yīng)用過程。由于知識和經(jīng)驗所限，設(shè)計會有許多不足之處，所以懇請老師給予指導(dǎo)。 一.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.技術(shù)要求分析 題目所給定的零件車床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使車床主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動零部件。零件的材料為45鋼，是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件，選用鑄件。 2.零件的工藝分析 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面，φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面，10個φ20的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、φ80內(nèi)圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um，要求不高；位置要求較嚴格，表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內(nèi)孔圓柱面對φ75、φ60外圓軸線的跳動量為0.04mm, φ20孔的軸線對φ80內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對φ55外圓軸線的對稱度為.0.08mm；熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到200HBW，保持均勻。 通過分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。 二.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 1.選擇毛坯 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產(chǎn)批量為中批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。 2.毛坯尺寸的確定 毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計的，經(jīng)查《機械加工工藝手冊》《金屬機械加工工藝人員手冊》知精車-半精車-粗車各余量,從而可得毛坯余量<或查表得到>。鑄件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按5-13確定。結(jié)果為：外圓角半徑：；內(nèi)圓角半徑：。按表5-11，外模鍛斜度，內(nèi)模鍛斜度。下圖為本零件的毛坯圖 毛坯圖 三.選擇加工方法，制定加工藝路線 1.定位基準的選擇 本零件為帶孔的軸類零件，孔是其設(shè)計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選回轉(zhuǎn)軸線為定位基準，即遵守“基準重合”的原則。具體而言，即選孔及一端面作為精基準。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作為精基準，應(yīng)先進行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準。 2.加工方法的選擇 ⑴回轉(zhuǎn)體表面面的加工：面的加工方法有很多，本零件主要是加工外圓面和端面。φ55、φ60外圓面的加工精度采用7級精度可以滿足要求，故可采取粗車-半精車-精車的加工方式。φ65、φ75外圓面的加工精度要采用6級精度才能達到要求，故采用粗車-半精車-粗磨-精磨的加工方式。 ⑵孔的加工：孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于內(nèi)孔采取在車床上鏜孔的方式。原因是結(jié)構(gòu)緊湊，重量不大，適用于車削加工。 通孔10φ20采用在車床上鏜孔的方式，斜孔2φ8在鉆床床鉆孔。 ⑶鍵槽的加工：零件上的鍵槽在銑床上銑。其公差等級為IT7，兩側(cè)的粗糙度為Ra3.2μm，槽底面的粗糙度為Ra6.3μm?？刹捎么帚?精銑的加工方式。 ⑷兩端面的加工：端面的加工在銑床上進行，其公差等級為IT7，粗糙度的 要求分別為Ra25μm，Ra,12.5μm。 3.制定工藝路線 制定工藝路線是制定工藝規(guī)程最重要的工作，也體現(xiàn)了工藝師工藝水平的重要方面。其原則是，在保證零件的幾何形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)率，降低成本，取得好的經(jīng)濟效益。 工藝路線的確定： ⑴基準先行原則 該零件加工時應(yīng)該先φ55端面為粗基準加工φ176外圓面及其端面，再以φ176為基準加工φ55端面及其外圓面。 ⑵先粗后精原則 先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工將在較短時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗加工后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精加工。 ⑶先面后孔原則 對該零件應(yīng)該先加工圓柱表面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度。 ⑷先主后次原則 先加工主要表面，后加工次要表面。這里的主要表面是指基準面，主要工作面。次要表面是指鍵槽、內(nèi)孔等其他表面。次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求。因此，在主要表面達到一定的精度之后，再以主要表面定位加工次要表面。 工藝路線安排如下： ⒈工序05 備料、模鍛。 ⒉工序10 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面，粗車φ176外圓和粗銑φ176端面。 ⒊工序15 用三爪卡盤定位φ176回轉(zhuǎn)體表面,并且粗銑φ55端面和粗車φ55、φ60、φ65、φ75的回轉(zhuǎn)體表面。 ⒋工序20 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面，半精車φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓。 ⒌工序25 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面，粗磨φ65、φ75的外圓表面。 ⒍工序30 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面，粗車、半精車過度錐面。 ⒎工序35 以軸的回轉(zhuǎn)軸線為基準，粗鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。 ⒏工序40 以軸的回轉(zhuǎn)軸線為基準，半精鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。 ⒐工序45 以φ80孔的中心線為基準，鉆、擴、鉸孔10φ20。 ⒑工序50 鉆斜孔2φ8。 ⒒工序55 以軸的回轉(zhuǎn)軸線為基準，粗銑鍵槽。 ⒓工序60 熱處理：調(diào)質(zhì)處理硬度為200-230HBW。 ⒔工序65 精車φ65、φ75的外圓及錐面。 ⒕工序70 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面，精磨φ65、φ75的外圓表面。 ⒖工序75 以軸的回轉(zhuǎn)軸線為基準，精銑鍵槽，用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面，精銑φ176端面；用三爪卡盤定位φ176回轉(zhuǎn)體表面, 精銑φ55端面。 ⒗工序80 去毛刺、清洗、檢驗。 四.工序設(shè)計 1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備 選擇機床 根據(jù)工序選擇機床 選擇加工設(shè)備及選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇了加工方式，機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，取決于現(xiàn)場的設(shè)備情況。最終選擇的機床，其經(jīng)濟精度應(yīng)與零件表面的設(shè)計要求相適應(yīng)，初步選定的機床如下： 工序10、15、60、80中進行的操作分別是粗銑φ176端面、銑φ55端面、粗銑鍵槽、精銑鍵槽，精銑φ176端面，精銑φ55端面，用的設(shè)備是X53T立式銑床。 工序50中鉆、擴、鉸孔10φ20，工序55中鉆斜孔2φ8，選用Z3025搖臂鉆床。 其余工序如加工端面和外圓，都可以在CA6140臥式車床進行。 2.選用夾具 本零件除銑銷，鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。 3.選用刀具 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。粗車外圓柱面： 90半精車，精車外圓柱面：前角為90的車刀。鉆頭：高速鋼刀具，直徑為φ30；直徑為φ18；擴孔鉆：直徑為φ19.8；鉸刀：直徑為φ20。鏜刀，刀桿長度為200.BH＝1625。 4.選擇量具 本零件屬大批大量生產(chǎn)，一般配情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考參考文獻[4]》相關(guān)資料，選擇如下：讀數(shù)值0.02、測量范圍0～150游標卡尺，讀數(shù)值0.01、測量范圍0～150游標卡尺。讀數(shù)值0.01、測量范圍50～125的內(nèi)徑千分尺，讀數(shù)值0.01、測量范圍50～125的外徑千分尺，讀數(shù)值0.01、測量范圍50～125的內(nèi)徑百分表。 5.確定工序尺寸 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表： ⑴外圓柱面φ176　軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 2 IT10 6.3 176 粗車 3 IT12 12.5 179 毛坯 2 181 ⑵外圓柱面φ55軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1.0 IT6 1.6 55 半精車 1.5 IT10 3.2 56 粗車 2.5 IT12 6.3 57.5 毛坯 2 60 ⑶φ60軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1.0 IT6 1.6 60 半精車 1.5 IT10 3.2 61 粗 車 2.5 IT12 6.3 62.5 毛 坯 2 65 ⑷φ65軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1.0 IT6 1.6 65 半精車 1.5 IT10 3.2 66 粗車 2.5 IT12 6.3 67.5 毛坯 2 70 ⑸φ75軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1.0 IT6 1.6 75 半精車 1.5 IT10 3.2 76 粗車 2.5 IT12 6.3 77.5 毛坯 2 80 ⑹φ104內(nèi)孔加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 1.8 IT7 3.2 104 粗鏜 3.2 IT10 6.3 103.2 毛坯 2 99 ⑺φ80內(nèi)孔加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 1.5 IT7 3.2 80 粗鏜 2.5 IT10 6.3 78.5 毛坯 2 76 ⑻φ50內(nèi)孔加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 1.5 IT7 3.2 50 粗鏜 2.5 IT10 6.3 48.5 毛坯 2 46 五.確定切削用量及基本工時 切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是確定、，再確定。本說明書選取工序1粗車外圓為例確定其切削用量及基本時間。 1.切削用量 本工序為粗車。已知加工材料為45鋼，鍛件，有外皮；機床為CA6140型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 確定外圓的切削用量。 所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)表5-112，由于CA6140機床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-133，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角，后角、主偏角、,副偏角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。 ⑴確定背吃刀量 由于粗車雙邊余量為2.5mm，則＝2.25mm。 ⑵確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼件、刀桿尺寸為、、工件直徑為時，。按CA6140機床的進給量選擇。確定的進給量尚需滿足機床進給強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)表5-55，CA6140機床進給機構(gòu)允許的進給力。 根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼材、、，， (預(yù)計)時，進給力。 Ff的修正系數(shù)為，，,故實際進給力為，由于，所選的可用。 ⑶選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度。 ⑷確定切削速度v 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時，，時，切削速度。 切削速度的修正系數(shù)為，，，，表2-9。則有： 切削用量包含切削速度、進給量及背吃刀量三項，確定方法是先確定背吃刀量、進給量，最后確定切削速度。不同的加工性質(zhì)，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側(cè)重點也不同。 粗加工時，一般優(yōu)先選用盡可能大的背吃刀量，其次選擇較大的進給量，最后根據(jù)刀具的耐用度情況選擇合適的切削速度。 精加工時，一般選擇小得背吃刀量和進給量，從而盡可能的提高切削速度。 ⑴粗車φ55＋0.028－0.003外圓的切削用量 本工序為粗車外圓φ55，機床采用最常用的CA6140臥式車床。 已知：加工材料：4５鋼，，鍛件，有外皮； 　　工件尺寸：坯件D=60㎜，車削后D=57.5㎜，加工長度㎜； 　　加工要求：車削后表面粗糙度6.3μm。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 7-4 選用的刀具為YT5牌號硬質(zhì)合金車刀，選擇的參數(shù)為： 主偏角，副偏角，后角，前角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。 選擇切削用量： 確定背吃刀量ap 由于粗加工的余量為2.5mm,可以再一次走刀內(nèi)完成，故ap=2.5/2=1.25mm。 確定進給量f 由于零件本次加工的加工余量小，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表1.1-47及《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-42，取f=0.51mm/r。 選擇車刀磨鈍標準和耐用度 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-40，后刀面最大磨損限度取1.1mm,刀具的耐用度為T=60 Min。 確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Vf 本零件的材料為45鋼，，ap=1.25mm，f=0.51mm/r，根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具的耐用度T=60min,得修正系數(shù)KTv=1.0；根據(jù)工件材料的強度，得修正系數(shù)KMv=1.0；根據(jù)毛坯狀態(tài)得修正系數(shù)Ksv=0.8；刀具的材料為YT5，得修正系數(shù)為：Ktv=0.65;此處為車削，得修正系數(shù)KKv =1.0；得修正系數(shù)為主偏角為60o得修正系數(shù)為KKrV=0.92。 所以，KTv=1.0，KMv=1.0，Ksv=0.8 ，Ktv=0.65，KKv =1.0，KKrV=0.92 切削速度的公式為V=Cv/(TmapXvfyv) 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-43，取數(shù)值： Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。 V=Cv/(TmapXvfyv)KTvKMvKsvKtvKKvKKrV 所以帶入數(shù)據(jù)后可算得V=67.92 m/min 轉(zhuǎn)速n=1000V/πd=100067.92/π60=360.32 r/min 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-44,取CA1640機床的主軸轉(zhuǎn)速選擇320 r/min，則實際切削速度為 V=πdn/1000=π60320/1000=60.32 m/min 檢驗機床功率 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的計算公式如下： Fz=CFzapxFzfyFzVnFzKFz(N) Pm= FzV/601000 （KW） 式中，CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75，nFz,=-0.15，KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz， 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)KTFz= 1.0；與工件材料有關(guān)的系數(shù)KMFz =1.0；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)KKrFz =0.94； 與前角有關(guān)的修正系數(shù)Kr.Fz =1.10。因此總的修正系數(shù)為 KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz =1.034 所以,切削力為 Fz =26501.251.00.510.7560.32-0.151.034=1118.5 N 切削功率為 Pm =1118.560.32/601000KW =1.124 KW 根據(jù)《機械加工工藝手冊》，查得CA1640臥式車床主動機功率PE =7.5 KW ，因為 Pm＜PE,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為： ap=1.25mm； f=0.51mm/r V=60.32 m/min （n=320 r/min） ⑵半精車φ55＋0.028－0.003外圓的切削用量 本工序為半精車外圓φ55，原來的直徑為57.5㎜，車削后D=56㎜機床采用最常用的CA6140臥式車床。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 7-4 選用的刀具為YT15牌號硬質(zhì)合金車刀，選擇的參數(shù)為： 主偏角Kr=45o,副偏角K, r=10o,前角γ。=10o，刃傾角λs=-5o，后角α。=6o，車刀刀尖圓弧半徑rε=0.6mm。 選擇切削用量： 確定背吃刀量ap 由于粗加工的余量為1.5mm,可以再一次走刀內(nèi)完成，故ap=1.5/2=0.75mm。 確定進給量f 由于零件本次加工的加工余量小，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表1.1-47及《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-42，取f=0.30mm/r。 選擇車刀磨鈍標準和耐用度 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-40，后刀面最大磨損限度取0.8mm,刀具的耐用度為T=60 Min。 確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Vf 本零件的材料為45鋼，，ap=0.75mm，f=0.30mm/r，根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具的耐用度T=60min,得修正系數(shù)KTv=1.0；根據(jù)工件材料的強度，得修正系數(shù)KMv=1.0；根據(jù)毛坯狀態(tài)得修正系數(shù)Ksv=1.0；刀具的材料為YT15，得修正系數(shù)為：Ktv=1.0;此處為車削，得修正系數(shù)KKv =1.0；得修正系數(shù)為主偏角為45o得修正系數(shù)為KKrV=1.0。 所以，KTv=1.0，KMv=1.0，Ksv=1.0 ，Ktv=1.0，KKv =1.0，KKrV=1.0 切削速度的公式為V=Cv/(TmapXvfyv) 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-43，取數(shù)值： Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。 V=Cv/(TmapXvfyv)KTvKMvKsvKtvKKvKKrV 所以帶入數(shù)據(jù)后可算得V=170.43 m/min 轉(zhuǎn)速n=1000V/πd=1000170.43/π57.5=943.47 r/min 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-44,取CA1640機床的主軸轉(zhuǎn)速選擇710r/min，則實際切削速度為 V=πdn/1000=π57.5710/1000=128.26 m/min 檢驗機床功率 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的計算公式如下： Fz=CFzapxFzfyFzVnFzKFz(N) Pm= FzV/601000 （KW） 式中，CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75，nFz,=-0.15，KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz， 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)KTFz= 1.0；與工件材料有關(guān)的系數(shù)KMFz =1.0；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)KKrFz =1.0； 與前角有關(guān)的修正系數(shù)Kr.Fz =1.04。因此總的修正系數(shù)為 KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz =1.04 所以,切削力為 Fz =26500.751.00.300.75128.26-0.151.04=291.88 N 切削功率為 Pm =291.88128.26/601000 KW =0.624 KW 根據(jù)《機械加工工藝手冊》，查得CA1640臥式車床主動機功率PE =7.5 KW ，因為 Pm＜PE,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為： ap=0.75mm； f=0.30mm/r V=128.26 m/min （n=710 r/min） ⑶精車φ55＋0.028－0.003外圓的切削用量 本工序為半精車外圓φ55，原來的直徑為56㎜，車削后D=55㎜，機床采用最常用的CA6140臥式車床。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 7-4 選用的刀具為YT30牌號硬質(zhì)合金車刀，選擇的參數(shù)為： 主偏角Kr=30o,副偏角K, r=5o,前角γ。=10o，刃傾角λs=0o，后角α。=6o，車刀刀尖圓弧半徑rε=0.4mm。 選擇切削用量： 確定背吃刀量ap 由于粗加工的余量為1.0mm,故ap=1.0/2=0.5mm。 確定進給量f 由于零件本次加工的加工余量小，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表1.1-47及《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-42，取f=0.08 mm/r。 選擇車刀磨鈍標準和耐用度 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-40，后刀面最大磨損限度取0.5mm,刀具的耐用度為T=60 Min。 確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量Vf 本零件的材料為45鋼，，ap=0.50mm，f=0.08mm/r，根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具的耐用度T=60min,得修正系數(shù)KTv=1.0；根據(jù)工件材料的強度，得修正系數(shù)KMv=1.0；根據(jù)毛坯狀態(tài)得修正系數(shù)Ksv=1.0；刀具的材料為YT30，得修正系數(shù)為：Ktv=1.4;此處為車削，得修正系數(shù)KKv =1.0；得修正系數(shù)為主偏角為30o得修正系數(shù)為KKrV=1.13。 所以，KTv=1.0，KMv=1.0，Ksv=1.0 ，Ktv=1.4，KKv =1.0，KKrV=1.13 切削速度的公式為V=Cv/(TmapXvfyv) 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-43，取數(shù)值： Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。 V=Cv/(TmapXvfyv)KTvKMvKsvKtvKKvKKrV 所以帶入數(shù)據(jù)后可算得V=560.66 m/min 轉(zhuǎn)速n=1000V/πd=1000560.66/π56=3186.85 r/min 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-44,取CA1640機床的主軸轉(zhuǎn)速選擇1400 r/min，則實際切削速度為 V=πdn/1000=π561400/1000=246.3 m/min 檢驗機床功率 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的計算公式如下： Fz=CFzapxFzfyFzVnFzKFz(N) Pm= FzV/601000 （KW） 式中，CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75，nFz,=-0.15，KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz， 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)KTFz= 1.0；與工件材料有關(guān)的系數(shù)KMFz =1.0；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)KKrFz =1.13； 與前角有關(guān)的修正系數(shù)Kr.Fz =1.08。因此總的修正系數(shù)為 KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz =1.2204 所以,切削力為 Fz =26500.51.00.080.75246.3-0.151.2204=106.2 N 切削功率為 Pm =106.2246.3/601000 KW =0.0.436 KW 根據(jù)《機械加工工藝手冊》，查得CA1640臥式車床主動機功率PE =7.5 KW ，因為 Pm＜PE,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為： ap=0.5mm； f=0.08mm/r V=246.3 m/min （n=1400 r/min） ⑷粗車φ60+0.065 -0.045外圓的切削用量 按CA6140機床的轉(zhuǎn)速選擇,則實際切削速度。 最后確定切削用量為： ，，，。 2.基本時間 確定粗車外圓的基本時間t 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時間為： 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時間為： 式中：，，，，， 則 其余工步切削用量及基本工時計算從略 六.夾具設(shè)計 　　本夾具是第11道工序鉆通孔的專用夾具。刀具為直柄麻花鉆8-L GB/T 6135.3－1996。 在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本設(shè)計的重點應(yīng)在卡緊的方便性與快速性以及實現(xiàn)鉆孔的分度上。下面是夾具設(shè)計過程： 1.確定定位方式，選擇定位元件 工件以大端面和2個φ18孔定位基準，如圖3.1，屬一面兩孔定位。采用平面與兩定位銷組合定位方案，其中平面限制3個自由度，定位銷一個為圓柱銷，限制2個自由度，一個為菱形銷，限制1個自由度，共限制6個自由度屬完全定位。 兩定位銷設(shè)計： (1)取兩銷中心距為140mm; (2)取圓柱銷直徑為； (3)按《機械制造工藝學(xué)》[1]表6-1選取菱形銷寬度：b=4mm; (4)按h6菱形銷確定菱形銷的直徑公差，最后得到。 2.確定導(dǎo)向裝置 本工序為在斜面上鉆孔，采用特殊鉆套，如下圖。因生產(chǎn)批量較大，鉆套結(jié)構(gòu)宜設(shè)計成可換的。排屑間隙 h=0.7d= 0.78= 5.6mm,取 d=6mm。 鉆套導(dǎo)引高度H=1.25(h+L)=1.5(6+24)=45mm。 3.切削力和夾緊力的計算 本工序加工是鉆削可估算其夾緊力，其為螺旋夾緊機構(gòu)。實際效果可以保證 根據(jù)公式： 4.確定工件夾緊方案，設(shè)計夾緊機構(gòu) 在機械加工過程中，工件會受到切削力、摩擦力等外力的作用，為了保證在這些外力的作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，把工件壓緊夾牢在定位元件上。本設(shè)計采用螺栓將零件固定在夾具體的卡槽來壓緊。 夾緊力計算：螺旋夾緊力的計算，根據(jù)：《機械制造工藝學(xué)》[2] 的公式： 式中， ——作用在扳手上的力（N）； L——作用力的力臂（mm）； ——螺紋中徑（mm）； α ——螺紋升角（）； ——螺紋副的當(dāng)量摩擦角（）； ——螺桿（或螺母）端部與工件（或壓板）之間的當(dāng)量摩擦角（ ）； r′——螺桿（或螺母）端部與工件（或壓板）之間的當(dāng)量摩擦半徑（mm）。 根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》[12] 表 1-2-8，表 1-2-9，表 1-2-10 查得=， ，，又，，取,。 由《機床夾具設(shè)計手冊》[12]表 1-2-12 知 M12 螺栓的許用夾緊力為 10300N，2576.5N小于該值，夾緊力滿足要求。 5.確定夾具總體結(jié)構(gòu)和尺寸 ⒈夾具體 2.鉸鏈軸 3.支撐板 4.襯套 5.雙頭螺柱 6.鉆套 7.螺釘8. 螺釘 9.定位銷 10.螺旋加緊組件 6.夾具使用說明 安裝工件時，抬起鉆模板，松開加緊機構(gòu)上的螺母35，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動壓板30，把工件裝在定位板上，再旋轉(zhuǎn)兩塊壓板，擰緊螺母，通過兩塊壓板將零件加緊，放下鉆模板，首次裝夾時要調(diào)節(jié)支撐釘8或12，使鉆套中心線垂直夾具體底面，再轉(zhuǎn)動菱形螺母11將鉆模板固定。 當(dāng)一個孔加工加工完畢時，松開螺母35，拉出手柄1使定位銷與襯套13分開，轉(zhuǎn)動定位板180度，放開手柄，擰緊螺母35夾緊。 七.結(jié)論 此次課程設(shè)計確定了填料箱蓋從鑄件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時的工藝過程，同時也設(shè)計了其中一道鉆孔工序的夾具。 作為本學(xué)期的第一次課程設(shè)計，需要我們綜合前階段所學(xué)習(xí)的機械制圖、金屬工藝學(xué)、金屬材料、機械設(shè)計基礎(chǔ)、互換性與測量技術(shù)、機械制造工藝學(xué)等多門課程的知識，同時還要運用數(shù)學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識以及設(shè)計手冊上的標準。所以此次課程設(shè)計是我們本科階段學(xué)習(xí)的知識的鞏固，也是一個總結(jié)。 八.參考文獻 [1] 陳宏鈞.機械加工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社，2003 [2] 王先逵.機械制造工藝學(xué)[M].機械工業(yè)出版社，2006 [3] 徐學(xué)林.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].湖南大學(xué)出版社，2005 [4] 崇凱.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2007 [5] 胡農(nóng).車工技師手冊[M].機械工業(yè)出版社，2004 [6] 王光斗.機床夾具設(shè)計手冊[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000 [7] 曾慶福.機械制造工藝學(xué)[M].清華大學(xué)出版社，1989 [8] 趙如福.金屬機械加工工藝人員手冊[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000 [9] 王啟平.機床夾具設(shè)計 [M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996 [10] 陳宏鈞.車工實用技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2004 [11] 艾興.切削用量簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社，2004