閥體的加工工藝及鉆攻M6孔夾具設計

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湖南農業(yè)大學工學院（東方科技學院）課程設計說明書課程名稱： 閥體的工藝分析及鉆攻 M6 的夾具設計 題目名稱：The process analysis and drill M6 fixture design班 級：20 級 專業(yè) 班姓 名： 學 號： 指導教師： 評定成績：教師評語：指導老師簽名： 20 年 月 日摘 要本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。閥體的加工工藝規(guī)程及其鉆、攻 4-M6 的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。其中專用夾具設計尤其重要，本套設計采用經(jīng)典的“一面兩銷”定位，采用鉸鏈壓板夾緊工件，導向側是由蓋板式是鉆模板與快換鉆套相配合來完成的。關鍵詞：工序、定位、夾緊。全套圖紙加 153893706Take toThe design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.Valve processing procedure and drilling, tapping the 4-M6 fixture design is to include parts machining process design, process design and fixture design in three parts. The special fixture design is particularly important, the design of the classic “ side of the two pin“ positioning, clamping the workpiece using the hinge plate, guide side by cover plate is a drilling template and quick change drill sleeve matched completed.Key words: process, positioning, clamping.目 錄1 零件的分析 ………………………………………………………………52 工藝設計……………………………………………………………………62.1 毛坯的制造形式…………………………………………………………62.2 基準面的選擇……………………………………………………………62.2.1 粗基準的選擇…………………………………………………………62.2.2 精基準的選擇…………………………………………………………62.3 制訂工藝路線……………………………………………………………62.3.1 工藝線路方案一………………………………………………………62.3.2 工藝路線方案二………………………………………………………62.3.3 工藝方案的比較與分析………………………………………………62.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………………72.5 確定切削用量……………………………………………………………83 專用夾具設計………………………………………………………………173.1 問題的指出………………………………………………………………173.2 夾具設計…………………………………………………………………173.2.1 定位基準的選擇………………………………………………………173.2.2 切削力及夾緊力的計算………………………………………………173.3 定位誤差的分析………………………………………………………183.4 夾具設計及操作的簡要說明……………………………………………19總 結 …………………………………………………………………………20致 謝 …………………………………………………………………………21參考資料………………………………………………………………………22第 0 頁 共 22第 1 頁 共 221 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是閥體（附圖 1） ，作用待查。1.2 零件的工藝分析閥體的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求： （查表 1.4-28《機械制造工藝設計簡明手冊》 ）1、57X57 端面，表面粗糙度為 6.32、精車 ?56、?102 的端面，表面粗糙度為 6.33、M29 的端面，表面粗糙度為 6.34、工件上的所有孔，粗糙度最高為 6.3，精度要求都不太高，所以采用實心鑄造。第 2 頁 共 222 工藝設計2.1 毛坯的制造形式零件材料為 HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用砂型鑄造。由于年產(chǎn)量為 1000 件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型。2.2 基準面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。也是保證加工精度的關鍵。2.2.1 粗基準的選擇粗基準的選擇：對于零件的加工而言，粗基準的選擇對后面的精加工至關重要。從零件圖上可以看出，閥體零件形狀不規(guī)則，對于這種零件，我們選取ф102的外圓面作為粗基準。2.2.2 精基準的選擇按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(tǒng)一原則；可靠方便原則） ，由零件知，以 Ф56 外圓的端面作為精基準。2.3 制訂工藝路線2.3.1 工藝線路方案一工序 1 鑄造工序 2 時效處理工序 3 銑（1、粗銑 57X57 端面；2、精銑 57X57 端面，粗糙度為 6.3）工序 4 車（1.粗車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 12.5；2.精車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 6.3；3 倒角 C1，C3）工序 5 鏜（1、鏜孔至 ?18；2、擴 ?18 孔至 ?20，粗糙度為 6.3；3、擴 ?20 至?50，粗糙度為 6.3；4、精鏜 ?50 孔至 ?51，孔粗糙度為 3.2，端面粗糙度為 12.5）工序 6 鏜（1、鏜 ?34 孔，表面粗糙度為 6.3；2、鏜 ?44 孔，表面粗糙度為6.3；3、鏜 ?48 孔，表面粗糙度為 6.3）工序 7 鉆（1、鉆孔至 ?10；2、擴 ?10 至 ?12）工序 8 銑（1、粗銑 M29 的端面。粗糙度為 12.5；2、精銑 M29 的端面，粗糙度為 6.3；3、銑 M29X2 的螺紋）工序 9 鉆（1、鉆 ?20 孔；2、擴 ?20 孔至 ?22；3、鉸 ?22 孔至 ?23，粗糙度為3.2）工序 10 鉆（1、鉆 4-M6 的螺紋底孔 ?5.1； 2、攻絲 M6）工序 11 鉗工去毛刺（1、去毛刺——標示部位；2、清洗）工序 12 檢驗（按零件圖）2.3.2 工藝路線方案二工序 1 鑄造工序 2 時效處理工序 3 銑（1、粗銑 57X57 端面；2、精銑 57X57 端面，粗糙度為 6.3）工序 4 車（1.粗車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 12.5；2.精車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 6.3；3 倒角 C1，C3）工序 5 銑（1、粗銑 M29 的端面。粗糙度為 12.5；2、精銑 M29 的端面，粗糙度為 6.3；3、銑 M29X2 的螺紋）工序 6 鏜（1、鏜孔至 ?18；2、擴 ?18 孔至 ?20，粗糙度為 6.3；3、擴 ?20 至第 3 頁 共 22?50，粗糙度為 6.3；4、精鏜 ?50 孔至 ?51，孔粗糙度為 3.2，端面粗糙度為 12.5）工序 7 鏜（1、鏜 ?34 孔，表面粗糙度為 6.3；2、鏜 ?44 孔，表面粗糙度為6.3；3、鏜 ?48 孔，表面粗糙度為 6.3）工序 8 鉆（1、鉆 ?20 孔；2、擴 ?20 孔至 ?22；3、鉸 ?22 孔至 ?23，粗糙度為3.2）工序 9 鉆（1、鉆 4-M6 的螺紋底孔 ?5.1； 2、攻絲 M6）工序 10 鉗工去毛刺（1、去毛刺——標示部位；2、清洗）工序 11 檢驗（按零件圖）2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一與方案二的區(qū)別在于方案二是先加工所有的面，然后加工孔，而方案一則是加工過上下表面之后，即加工孔，這樣安排，為后序加工提供了定位基準，簡化了夾具設計，提高了生產(chǎn)率，節(jié)約成本，綜合考慮，選擇方案一。最后的加工工藝路線確定如下：工序 1 鑄造工序 2 時效處理工序 3 銑（1、粗銑 57X57 端面；2、精銑 57X57 端面，粗糙度為 6.3）工序 4 車（1.粗車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 12.5；2.精車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 6.3；3 倒角 C1，C3）工序 5 鏜（1、鏜孔至 ?18；2、擴 ?18 孔至 ?20，粗糙度為 6.3；3、擴 ?20 至?50，粗糙度為 6.3；4、精鏜 ?50 孔至 ?51，孔粗糙度為 3.2，端面粗糙度為 12.5）工序 6 鏜（1、鏜 ?34 孔，表面粗糙度為 6.3；2、鏜 ?44 孔，表面粗糙度為6.3；3、鏜 ?48 孔，表面粗糙度為 6.3）工序 7 鉆（1、鉆孔至 ?10；2、擴 ?10 至 ?12）工序 8 銑（1、粗銑 M29 的端面。粗糙度為 12.5；2、精銑 M29 的端面，粗糙度為 6.3；3、銑 M29X2 的螺紋）工序 9 鉆（1、鉆 ?20 孔；2、擴 ?20 孔至 ?22；3、鉸 ?22 孔至 ?23，粗糙度為3.2）工序 10 鉆（1、鉆 4-M6 的螺紋底孔 ?5.1； 2、攻絲 M6）工序 11 鉗工去毛刺（1、去毛刺——標示部位；2、清洗）工序 12 檢驗（按零件圖）以上工藝過程詳見械加工工藝過程卡片2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“閥體零件材料為 HT200，毛坯質量約為 1.5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用砂造型鑄造毛坯。根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、57X57 端面，表面粗糙度為 6.3，分二步加工，粗銑 ——精銑查《機械設計工藝手冊》表 3-4 得：粗銑 單邊余量：Z=0.3精銑 單邊余量：Z=0.22、?56、?102 的端面，表面粗糙度為 6.3，分二步加工，粗車——精車查《機械設計工藝手冊》表 3-8 得：粗車 單邊余量：Z=0.3精車 單邊余量：Z=0.2第 4 頁 共 223、工件上所有孔，粗糙度最高為 3.2，孔最大為 ?51，采用實心鑄造。2.5 確定切削用量工序 1：鑄造工序 2：時效處理工序 3：銑（1、粗銑 57X57端面；2、精銑 57X57端面，粗糙度為 6.3）工步一：粗銑 57X57 端面1) 選擇刀具 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》銑削寬度 ae≤5mm 時。直徑為 do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標端銑刀銑刀幾何參數(shù) rn=10°ao=16° 2) 切削用量 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 30—13，銑床功率 5—10KW，工藝系統(tǒng)剛度為中等，端銑刀，加工材料為 HT200，可選擇粗銑時每齒進給量 af=0.2—0.3mm/z3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 0.6 端銑刀 do=50mm，刀具壽命 T=120min4) 確定切削速度VcZ=8, aP=40-70mm, ac=3±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.07501mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X51 型銑床說明書選?n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率： 當 Vc=71m/min ae=3mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)：故 Pct＜0.8,根據(jù) X51 型銑床說明書，機床主軸允許的功率為第 5 頁 共 22Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故 Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=3mm Vf=80m/min=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mm/z6）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表 3.5Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(67+20)X2/150=1.16（min） 工步二：精銑 57X57 端面1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 本道工步切削寬度 ae＝0.2m，由于加工表面精度要求 Ra=6.3 um.根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 30—13 得每轉進給量ｆ＝0.5～1.2mm/r 就能滿足要求，但考慮到 X51 功率為 7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和 X51W 銑床說明書 所以每轉進給量ｆ＝0.6mm/r3）決定切削速度 Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.9 確定ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/ d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根據(jù) X51W 型銑床說明書選?n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/ZTm=(L+L1+△)?i/Vf=(67+20)X2/150=1.16（min） 工序 4 車（1.粗車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 12.5；2.精車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 6.3；3 倒角 C1，C3）工步一：粗車 ?56、?102 的端面1） 車削深度，因為右端面精度要求不高，故可以選擇 ap=0.3mm2）機床功率為 7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。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》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊》表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按《切削手冊》 ，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據(jù) CA6140 臥式車床車床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。? ?第 6 頁 共 225)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw, 而機床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(12+10)/475=0.052min。工步二：精車 ?56、?102 的端面，粗糙度為 6.31） 車削深度，因為右端面精度要求不高，故可以選擇 ap=0.2m2）機床功率為 7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。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》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊》表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按《切削手冊》 ，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據(jù) CA6140 臥式車床車床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。? ?5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw, 而機床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(12+10)/475=0.063min。工步三：倒角 C1、C3工序 5 鏜（1、鏜孔至 ?18；2、擴 ?18孔至 ?20，粗糙度為 6.3；3、擴 ?20至 ?50，粗糙度為 6.3；4、精鏜 ?50孔至 ?51，孔粗糙度為 3.2，端面粗糙度為 12.5）工步一：鏜孔至 Ф181) 切削深度 單邊余量為 Z=9.0 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.35mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見《切削手冊》表 1.28,即vCvxvyv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskvkrvB第 7 頁 共 221.44 0.8 1.04 0.81 0.97=38m/minvcv35.015.02.64????4) 確定機床主軸轉速 ns= = 672.3Wπd1c??1830與 672.3r/min 相近的機床轉速為 650r/min。現(xiàn)選取 =650r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sn?mi/74.36508?切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l9l2in463.05.71????fntwm工步二：擴 ?18 孔至 ?20，粗糙度為 6.3利用擴刀將 孔擴大至 ，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可m8?2?根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ????rff/87.0~5. 75.06.112???鉆根據(jù)機床說明書，選取 mf5. in/4~6123312vv??????????????鉆則主軸轉速為 ，并按車床說明書取 ，實際切in/4~6.5rn? min/68rw?削速度為 mi/8.310dvw???切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l6l2in0578821???fntw工步三：擴 ?20至 ?50，粗糙度為 6.3利用擴刀將 孔擴大至 ，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可m20?m?根據(jù)鉆孔的切削用量選取第 8 頁 共 22????rmff/87.0~5. 75.06.1212???鉆根據(jù)機床說明書，選取 f5.min/4~6123312vv??????????????鉆則主軸轉速為 ，并按車床說明書取 ，實際切in/4~6.5rn? in/68rw?削速度為 i/68.1010dvw???切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l91ml32in60.5.81???fntwm工步四：精鏜 ?50 孔至 ?51，孔粗糙度為 3.2，端面粗糙度為 12.51) 切削深度 單邊余量為 Z=0.05mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.10mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskvkrvBv所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=98m/minvcv35.015.02.64????4) 確定機床主軸轉速 ns= = 612.0r/minWπdc?5198與 612.0r/min 相近的機床轉速為 575r/min?，F(xiàn)選取 =575r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?mi/1.9257π??切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l9l32第 9 頁 共 22min64.035.1982?????fnltwm工序 6 鏜（1、鏜 ?34 孔，表面粗糙度為 6.3；2、鏜 ?44 孔，表面粗糙度為6.3；3、鏜 ?48 孔，表面粗糙度為 6.3）工步一：鏜 ?34 孔，表面粗糙度為 6.31) 切削深度 單邊余量為 Z=7.0mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.35mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見《切削手冊》表 1.28,即vCvxvyv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskvkrvB1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=58m/minvcv35.015.02.64????4) 確定機床主軸轉速 ns= = 543.3r/minWπdc??345810與 543.3r/min 相近的機床轉速為 575r/min?，F(xiàn)選取 =575r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sn?mi/4.6157?切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l9l32in658.0.18???fntwm工步二：鏜 ?44 孔，表面粗糙度為 6.31) 切削深度 單邊余量為 Z=5.0mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.35mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見《切削手冊》表 1.28,即vCvxvyv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskvkrvB第 10 頁 共 221.44 0.8 1.04 0.81 0.97=58m/minvcv35.015.02.64????4) 確定機床主軸轉速 ns= = 419.8r/minWπdc??45810與 419.8r/min 相近的機床轉速為 375r/min?，F(xiàn)選取 =375r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sn?mi/8.5137?切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l9l2in346.05.18???fntwm工步三：鏜 ?48 孔，表面粗糙度為 6.31) 切削深度 單邊余量為 Z=2.0mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.35mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見《切削手冊》表 1.28,即vCvxvyv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskvkrvB1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=58m/minvcv35.015.02.64????4) 確定機床主軸轉速 ns= = 384.8r/minWπdc??48510與 384.8r/min 相近的機床轉速為 375r/min?，F(xiàn)選取 =375r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sn?mi/5.637?切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l9l2in58.0.1???fntwm第 11 頁 共 22工序 7 鉆（1、鉆孔至 ?10；2、擴 ?10 至 ?12）工步一：鉆孔至 ?101) 切削深度 單邊余量為 Z=9.0 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.35mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見《切削手冊》表 1.28,即vCvxvyv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskvkrvB1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=38m/minvcv35.015.02.64????4) 確定機床主軸轉速 ns= = 694.3Wπd1c??12380與 672.3r/min 相近的機床轉速為 650r/min。現(xiàn)選取 =650r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sn?mi/74.36502?切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l9l2in47.05.731????fntw工步二：擴 ?10 至 ?12利用擴刀將 孔擴大至 ，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可m?m12?根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ????rff/87.0~5. 75.06.21???鉆根據(jù)機床說明書，選取 mf5. in/4~6123312vv??????????????鉆則主軸轉速為 ，并按車床說明書取 ，實際切in/4~6.5rn? min/68rw?削速度為第 12 頁 共 22min/63.1082ndvw????切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32l61l2in642.57.08???fntw工序 8 銑（1、粗銑 M29 的端面。粗糙度為 12.5；2、精銑 M29 的端面，粗糙度為6.3；3、銑 M29X2 的螺紋）工步一：粗銑 M29 的端面。粗糙度為 12.51）刀具 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》銑削寬度 ae≤5mm 時。直徑為 do=40mm 故齒數(shù)Ｚ＝4，由于采用標端銑刀銑刀幾何參數(shù) rn=10°ao=16° 2）削用量 本道工步切削寬度 ac＝0.3ｍｍ，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 30—13，銑床功率 5—10KW，工藝系統(tǒng)剛度為 中，端銑刀，加工材料為 45，可選擇粗銑時每齒進給量 af=0.2—0.3mm/z3）選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 0.6 端銑刀 do=450mm，刀具壽命 T=120min4）確定切削速度VcZ=8, aP=40-70mm, ac=3±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.07501mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62 型銑床說明書選?n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率： 當 Vc=71m/min ae=3mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)：第 13 頁 共 22故 Pct＜0.8,根據(jù) X62 型銑床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故 Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=0.3mm Vf=80m/min=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mm/zTm=(L+L1+△)?i/Vf=(67+20)X2/150=1.67（min） 工步二：精銑 M29 的端面，粗糙度為 6.31）刀具 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》銑削寬度 ae≤5mm 時。直徑為 do=40mm 故齒數(shù)Ｚ＝4，由于采用標端銑刀銑刀幾何參數(shù) rn=10°ao=16° 2）削用量 本道工步切削寬度 ac＝0.2ｍｍ，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 30—13，銑床功率 5—10KW，工藝系統(tǒng)剛度為 中，端銑刀，加工材料為 45，可選擇粗銑時每齒進給量 af=0.2—0.3mm/z3）選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 0.6 端銑刀 do=450mm，刀具壽命 T=120min4）確定切削速度VcZ=8, aP=40-70mm, ac=3±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.07501mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù) X62 型銑床說明書選?n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選 Vf=80mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率： 當 Vc=71m/min ae=3mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)：故 Pct＜0.8,根據(jù) X62 型銑床說明書，機床主軸允許的功率為第 14 頁 共 22Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故 Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=0.2mm Vf=80m/min=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mm/zTm=(L+L1+△)?i/Vf=(67+20)X2/150=0.891（min） 工步三：銑 M29X2 的螺紋1） 車削深度，因為精度要求相對較高，選擇 ap=2.0mm2）機床功率為 7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。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》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊》表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按《切削手冊》 ，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據(jù) CA6140 臥式車床車床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw, 而機床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=2.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(67+20)X2/150=0.834（min） 工序 9 鉆（1、鉆 ?20 孔；2、擴 ?20 孔至 ?22；3、鉸 ?22 孔至 ?23，粗糙度為 3.2）工步一：鉆 ?20 孔確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當鋼的 ， 時，f MPab80??md20??。由于本零件在加工 Φ20 孔時屬于低剛度零件，故進給量應rmf/47.0~39.?乘以系數(shù) 0.75，則 ??rmf /35.0~29.75.04.39.??根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 rf/.切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v?以min/6.280110rdvnws ????第 15 頁 共 22根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為min/275rnw?in/3.101dv??切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l9l2min4693.5.071????fntw工步二：擴 ?20 孔至 ?22利用鉆頭將 孔擴大至 ，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可2?2?根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ????rmff/87.0~5. 75.06.11???鉆根據(jù)機床說明書，選取 f5.min/4~6123312vv??????????????鉆則主軸轉速為 ，并按車床說明書取 ，實際切in/4~6.5rn? in/68rw?削速度為 i/7.1082dvw???切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32?l61ml32in0578.1.86???fntw工步三：鉸 ?22 孔至 ?23，粗糙度為 3.2根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-25， ， ，得rmf/4.0~2?min/12~8v?in/65.4~8.19rns?查參考文獻Ⅴ表 4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取 ，rf/35.0，實際切削速度 。mi/98rw i/3.9v?切削工時： ， ， ，則機動工時為l32?ml1l2第 16 頁 共 22min60.35.19821?????fnltwm工序 10 鉆（1、鉆 4-M6 的螺紋底孔 ?5.1； 2、攻絲 M6）工步一：鉆 4-M6 的螺紋底孔 Ф5.1選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）.5?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機（《切削》表 2.15）16/mincV?查= 999.1r/minrDvn/1.560??按機床選取 n=975r/min min/6.15in/097.1dvw??切削工時： ， ， ，則機動工時為ml32l1l32in567.0.791???fntw工步二：攻螺紋 M6mm選擇 M6mm 高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.25/fmr?7.5/mincV?機=398r/minrDvn/65.710??按機床選取 n=375r/min基本工時： 1203.5(min)7.ltnf?????機工序 11 鉗工去毛刺（1、去毛刺——標示部位；2、清洗）工序 12 檢驗（按零件圖）第 17 頁 共 223專用夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第工序 9——鉆（1、鉆 4-M6 的螺紋底孔 ?5.1；2、攻絲 M6）孔的夾具設計3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆（1、鉆 4-M6 的螺紋底孔 ?5.1；2、攻絲 M6）孔，由零件圖知，這四個螺紋與其他的面沒任何要求，所以我們只考慮生產(chǎn)效率，以 Ф56 的端面與兩個Ф12 的孔配合來實現(xiàn)工件的完全定位，也就是經(jīng)典的“一面兩銷” 。3.2 夾具設計3.2.1 定位基準的選擇由零件圖可知，這四個螺紋與其他的面沒任何要求，所以我們只考慮生產(chǎn)效率，以Ф56 的端面與兩個 Ф12 的孔配合來實現(xiàn)工件的完全定位，也就是經(jīng)典的“一面兩銷” ，為了提高加工效率、方便加工，決定鉆材料使用高速鋼，用于對鉆、攻 M6 螺紋孔。同時，為了縮短輔助時間，準備采用手動夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼鉆頭，尺寸為 5.1?則軸向力：見《工藝師手冊》表 28.4F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(F07.1)92()103.?FnHBF=420 )(2.538.0N??轉矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 )(34.17.3518.02 MN????第 18 頁 共 22功率 P =mKWdTV726.0395.14.70???在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K1234式中 K —基本安全系數(shù)，1.5;K —加工性質系數(shù)，1.1;2K —刀具鈍化系數(shù), 1.1;3K —斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N??鉆削時 T=17.34 N M?切向方向所受力: F =1LT2670534.???取 1.0?fF =4416f )(6.41.0N?F Ff所以,鉆工件不會轉動,故本夾具可安全工作。3.3 定位誤差的分析(1)移動時基準位移誤差 yj??（式 5-5）j? min11XDd??式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差1d?———— 圓柱銷孔的最小偏差D————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙1min代入（式 5-5）得： =yj? min11Xd???0.9.16?= .25(2) 轉角誤差第 19 頁 共 22（式 5-6）LXDdXDdtg2min2min11 ??????式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差———— 圓柱銷孔的最小偏差1———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙min———— 削邊銷孔的最大偏差2d?———— 削邊銷孔的最小偏差D———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙2minX其中： )2(min1i XLgx????則代入（式 5-6）得：0.9.60.9.04.6235tg?????則： .21??3.4 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，本工件采用“一面兩銷心”定位，通過鉸鏈壓板夾緊工件，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合中批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求夾具體零件圖如下：第 20 頁 共 22總 結設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。第 21 頁 共 22致 謝這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。第 22 頁 共 22參考資料1.《機床夾具設計》 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社2.《機械制造工藝及專用夾具設計指導》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.《機械制造工藝學》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社4. 《機械制造工藝設計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社社6. 《機床夾具設計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?. 《機床專用夾具設計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社8. 《機械原理課程設計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術協(xié)會 上?？茖W技術出版社10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W技術出版社11． 《機械制造工藝水學》 、 《機床夾具設計》 （教材）12． 《機械零件設計手冊》13． 《機械制造工藝學課程設計指導書》 ， 機械工業(yè)出版社14． 《機床夾具設計》 王啟平主編 哈工大出版社