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機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計(jì)
題目：設(shè)計(jì)“ 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(jì)題目：設(shè)計(jì)“ 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(jì)夾具對(duì)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(gè)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(jì)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(jì)全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份
四、進(jìn)度安排
本課程設(shè)計(jì)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(jì)（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(jì)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(jì)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(píng)語
該生設(shè)計(jì)的過程中表現(xiàn) ，設(shè)計(jì)內(nèi)容反映的基本概念及計(jì)算 ，設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)，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(jì)說明書。
設(shè)計(jì)目的：通過該課程設(shè)計(jì)，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(gè)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(jì)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(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及對(duì)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(jì)中還有許多不足之處，還請(qǐng)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(jì) 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(shí) 6
三、夾具設(shè)計(jì) 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(jì)算 18
3.5零部件的設(shè)計(jì)選用 19
3.6夾具的設(shè)計(jì)與操作的簡要說明 20
四、設(shè)計(jì)總結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 22
杠桿二課程設(shè)計(jì)
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)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(duì)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(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)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(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)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(dòng)件和從動(dòng)件上，主要是支撐與傳動(dòng)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(jí)
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(dòng)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(shí)有準(zhǔn)確的位置，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9三個(gè)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(xiàng)技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件在傳遞驅(qū)動(dòng)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(duì)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(jì)
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(jì)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(duì)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(jì)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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)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(shí)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(duì)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(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時(shí)，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(gè)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(shí)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(shí)對(duì)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(duì)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(jí)
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(duì)于上述工序安排的兩個(gè)方案進(jìn)行比較：
方案一工序相對(duì)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(duì)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(dòng)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(hào)
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(jì)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(jí)?？刹椤稒C(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)
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(shí)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．
（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。
3.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)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(hào)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(cè)》（后簡稱《切削手冊(cè)》）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(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)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(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，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(cè)》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(jì)算基本工時(shí)
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(shí)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(jì)算工時(shí)
所有工步工時(shí)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(shí)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(jì)算工時(shí)
所有工步工時(shí)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(hào)YG6。銑削寬度ae=10,深度ap=42.5,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊(cè)》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(cè)》選f=0.5 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，將f降一級(jí)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(cè)》,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(hào)YG6。銑削寬度ae=10,深度ap=12,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊(cè)》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(cè)》選f=0.5 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，將f降一級(jí)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(cè)》,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(jì)算基本工時(shí)
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(hào)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(cè)》（后簡稱《切削手冊(cè)》）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(shí)
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(hào)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(cè)》（后簡稱《切削手冊(cè)》）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(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)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(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，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(cè)》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(jì)算基本工時(shí)
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(shí)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(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
工序十 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)φ3孔，攻M4螺紋。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)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．
?。?）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(jì)算工時(shí)
螺紋鉆削由于沒有手冊(cè)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(jì)
經(jīng)過與組員的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)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(duì)稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2定位基準(zhǔn)的選擇
首先必須明確其加工時(shí)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(dòng)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(gè)，限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部6個(gè)自由度，屬于完全定位。
在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了z軸的移動(dòng)，z軸的旋轉(zhuǎn)，y軸的旋轉(zhuǎn)三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定V型塊限制了y軸的移動(dòng)，x軸的移動(dòng)，一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn)，這樣6個(gè)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(jì)算
刀具：錯(cuò)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(jì)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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(jì)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(jì)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(dòng)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(jí)數(shù)為6.8級(jí)
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(jì)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(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.4 誤差分析與計(jì)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(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個(gè)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(tái)的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺(tái)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(shí)，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(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)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(jì)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(shí)，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(shí)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(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)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(dòng)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(shí)，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(jì)總結(jié)
四周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，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(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解。
通過這次夾具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設(shè)計(jì)，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(shí)進(jìn)行一次鉆孔夾具設(shè)計(jì)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(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握鉆孔夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握鉆孔夾具設(shè)計(jì)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(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)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(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)夾具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)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(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)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(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬分感謝。
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