KCSJ-02套筒座零件的加工工藝及Φ50孔車床夾具設計參考素材

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課程設計任務書 課程名稱： 機械制造技術基礎 題 目：批生產(chǎn)“套筒座”零件機加工工藝規(guī)程及其夾具設計 學 院： 學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 學 號： 學生姓名： 起訖日期： 指導教師： 職稱： 教授 審核日期： 34 34 一、課程設計內(nèi)容 設計課題： 批生產(chǎn)“套筒座”零件機加工工藝規(guī)程及其夾具設計 設計零件： 套筒座 ；生產(chǎn)綱領：年產(chǎn) 10 萬件成批生產(chǎn)，擬定大批大量生產(chǎn)； 設計的內(nèi)容包括如下幾個部分： 二、課程設計要求 繪制零件毛坯圖一張 編制工藝過程卡片一份 編制一道工序工序卡片 設計規(guī)定工序的夾具，繪制總裝圖 編寫設計說明書 1、總體要求 了解工藝規(guī)程設計的方法和步驟 了解夾具設計的方法和步驟 了解設計說明書編寫的內(nèi)容和結構 貫徹機械制圖標準 掌握毛坯的確定方法和毛坯圖的繪制及余量的確定 掌握工序余量及工序尺寸的計算方法 掌握切削用量及工時定額的計算方法 掌握工藝卡片的填寫方法 掌握夾具總裝圖的設計和繪制方法 2、零件圖和毛坯圖要求 1）在分析產(chǎn)品零件圖紙的基礎上，完成毛坯圖的繪制。注意審查圖紙上結構和技術要求。 2）根據(jù)產(chǎn)品零件圖和給定的材料，設計產(chǎn)品毛坯制造結構及尺寸。 3、工藝規(guī)程設計 1）確定所有加工表面的加工方法（鏈）。根據(jù)表面加工要求、零件結構，參照教材和工藝設計手冊，形成合理的工藝路線。注意生產(chǎn)綱領影響加工節(jié)拍、設備、加工工藝等諸方面的先進性。工藝方案必須與指導教師審查，接收審查的方案中應該用工序簡圖表示加工方案。 2）完成給定格式的“機械加工工藝過程綜合卡片”的填寫。 4、專用機床夾具設計 1）在審定工藝方案后經(jīng)指導教師同意并指定某一工序的專用機床夾具（或裝備）的設計。 2）夾具方案的設計。夾具方案包括原理方案和結構方案。夾具原理方案指根據(jù)六點多為原理審定工藝規(guī)程中確定的定位方案，并確定相應的定位元件，對于精加工工序要求計算定位誤差判斷方案的合理性；夾具結構方案根據(jù)加工要求參照相關的夾具圖冊（圖例）設計。夾具草圖（非精確圖）要求與指導教師討論并作方案審定。 3）夾具總裝圖繪制。按照總裝圖繪制要求完成。 目錄 一 零件的分析 5 １.1 分析零件的作用及技術要求 5 １.2 零件的工藝分析 5 １.3分析零件的材質(zhì)、熱處理及機械加工工藝性 5 二 選擇毛坯的制造方式、初步確定毛坯形狀 6 三 機械加工工藝規(guī)程設計 7 3.1選擇定位基準 7 3.2工件表面加工方法的選擇 7 3.3制定加工工藝路線 8 3.4必要工序尺寸，加工余量及公差的計算 9 3.4.1支承孔的工序尺寸及公差計算 9 3.4.2底面A的工序尺寸及公差計算 10 3.4.3一對工藝孔的工序尺寸及公差計算 11 3.4.4其他加工面的加工余量的確定 12 3.5 確定切削用量、時間定額 12 四 ￠50孔車床夾具設計 27 4.1 車床夾具設計要求說明 27 4.2車床夾具的設計要點 27 4.3 定位機構 28 4.4夾緊機構 29 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 29 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 30 4.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明 30 總 結 32 致 謝 33 參 考 文 獻 34 一 零件的分析 １.1 分析零件的作用及技術要求 套筒座顧名思義就是支承套筒的作用，起定位、夾緊套筒的作用。技術要求有套筒座的圓角為R3-R5，倒角1.5，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基準，所以底面的粗糙度也有很高的要求。底面的6個螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，還有套筒支承孔自身有個圓柱度要求。具體的要求是：套筒支承孔對底面的平行度為0.01；套筒支承孔的圓柱度是0.01；支承孔中心到底面尺寸為80±0.02，支承孔尺寸要求為Φ50H7套筒支承孔內(nèi)表面粗糙度R值為1.6；底面的表面粗糙度要求是R值為1.6；底面6個螺栓孔上表面粗糙度要求是R值為12.5；還有套筒支承孔兩斷面表面粗糙度是R值為6.3；頂面螺紋孔上表面粗糙度要求是R值為12.5。 １.2 零件的工藝分析 套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面、支承孔兩端面。因為這是與其他零件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的影響。套筒支承孔的內(nèi)表面必須要有足夠的粗糙度才能保證零件的加工要求同時必須相對于底面又要有很高的平行度，因為支承孔的軸線與底面的定位有很大的關系。同時底面要有足夠的粗糙度才能保證與支承孔軸線的平行度。支承孔兩端面的表面粗糙度沒有前面的要求高，能達到6.3就可以了。 １.3分析零件的材質(zhì)、熱處理及機械加工工藝性 本零件的主要作用是支承作用，根據(jù)零件的復雜程度，我們選擇鑄造制作毛坯。選擇HT250，其強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)。需要進行人工時效處理，即將鑄件重新加熱到530-620C°，經(jīng)長時間保溫（2-6h），利用塑性變形降低應力，然后在爐內(nèi)緩慢冷卻至200C°以下出爐空冷。經(jīng)時效退火后可消除90%以上的內(nèi)應力。該零件的機械加工工藝性我覺得很好，因為其結構工藝性良好，需要精加工的內(nèi)孔相對于不加工的內(nèi)孔有臺階，便于退刀。另外還有2個加強筋。重要加工面都有技術要求，符合使用性能。 零件圖如圖所示： 二 選擇毛坯的制造方式、初步確定毛坯形狀 根據(jù)生產(chǎn)綱領的要求， 設計要求Q=30000件/年，n=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=2XQn(1+α)（1+β)=167016.5件/年 本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的復雜程度及加工表面與非加工表面的技術要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。鍛造難達到這樣的形狀要求，生產(chǎn)成本也較高。鑄造可以大批量生產(chǎn)，成本較低，能夠造出這樣零件形狀復雜的鑄件。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學李益民主編） 零件材料為HT250鋼，采用金屬型鑄造，精度可達到3.2—10，因此毛坯的加工余量比較小。 毛坯圖如圖所示： 三 機械加工工藝規(guī)程設計 3.1選擇定位基準 該零件的重要加工表面是支承孔Φ50H7，其與底面A有平行度關系，所以底面自然就成了精基準面，粗基準的選擇應是未經(jīng)加工的面，第一步工序是粗銑底面A，根據(jù)以重要加工表面為粗基準的選用原則我們選擇毛坯支承孔和底面臺階孔平面作為粗基準，考慮到第二基準面選擇的方便性，同時底面的一對螺栓孔成為工藝孔，并將其精度由原來的Φ10.5提高到Φ10.5H7，該定位基準組合在后續(xù)底面臺階孔及支承孔上徑向孔的加工中都將作為精基準面，自然應該在工藝開始階段安排加工將來作為精基準的底面和底面工藝孔。支承孔為重要加工表面，精度要求高，故采用左右支承孔互為基準，反復加工，可以保證零件圖技術要求所以粗基準就是毛坯支承孔和底面臺階孔平面，精基準就是底面A和底面上的一對工藝孔以及支承孔本身（互為基準）。 3.2工件表面加工方法的選擇 加工表面 粗糙面度 尺寸精度 尺寸公差 形位公差 加工方法 支承孔 Ra1.6 IT7 平行度0.01 圓柱度0.01 車 底面A Ra 1.6 IT7 無 銑 支承孔左右端面 Ra 6.3 無 35 無 銑 底面兩工藝孔 Ra 1.6 IT7 無 鉆、擴、鉸 4個底座孔 無 無 無 鉆、擴 底面臺階面 Ra 12.5 無 15 無 銑 螺紋孔平面 Ra12.5 無 3 無 銑 螺紋 無 無 M6 無 攻絲 3.3制定加工工藝路線 方案： 工序10： 鑄造毛坯； 工序20： 對要加工的6個底面孔及2個螺紋孔進行劃線； 工序30： 以毛坯支承孔和底面臺階孔平面定位，粗銑底面A； 工序40： 以左支承孔D及底面A定位，粗車右支承孔Emm； 工序50： 以右支承孔E及底面A定位，粗車左支承孔Dmm； 工序60： 以粗車支承孔和底面臺階孔平面定位，半精銑底面A； 工序70： 以半精銑后的底面A定位，粗銑底面臺階孔平面； 工序80： 以半精銑后的底面A定位，鉆底面孔Φ9.8，擴其中四個底面孔至尺寸Φ10.5，擴一對對角底面工藝孔至Φ10.4，鉸一對工藝孔至尺寸Φ10.5H7； 工序90： 以左支承孔D及底面定位，半精車右支承孔Emm； 工序100： 以右支承孔E及底面定位，半精車左支承孔Dmm； 工序110： 以右端面C和底面A定位，粗銑左端面B至尺寸； 工序120： 以左端面B和底面A定位，粗銑右端面C至尺寸； 工序130： 以支承孔和底面臺階孔平面定位，精銑底面A至尺寸mm； 工序140： 以精銑后的底面A及一對工藝孔定位，粗銑螺紋孔面； 工序150： 以精銑的底面A和一對工藝孔定位，鉆兩螺紋孔至尺寸Φ5mm，攻螺紋至尺寸M6； 工序160： 以左支承孔D及底面定位，精車右支承孔Emm并倒角； 工序170： 以右支承孔D及底面定位，精車左支承孔Emm并倒角； 工序180: 檢驗入庫； 3.4必要工序尺寸，加工余量及公差的計算 套筒座的支承孔和底面A是重要的表面下面我們進行工序尺寸的計算。 3.4.1支承孔的工序尺寸及公差計算 支承孔孔徑Φ50H7，表面粗糙度為1.6，加工方案為粗車、半精車、磨削，下面求解各道工序尺寸及公差。 （1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下（見機械制造技術基礎課程設計表5-37——5-48） 毛坯總余量=4mm 精車加工余量=0.3mm 半精車加工余量=0.7mm 粗車加工余量=3mm （2）計算各工序尺寸的基本尺寸 精車后孔徑應達到圖樣規(guī)定尺寸，因此精車工序尺寸即圖樣上的尺寸=mm（設計尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次為 半精車=（50-0.3）mm=49.7mm 粗車=(49.7-0.7)mm=49mm 毛坯=（49-3）mm=46mm （3）確定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，查閱相關“機械制造技術基礎”教材中各種加工方法的經(jīng)濟加工精度表或參閱機械制造技術基礎課程設計圖2-9進行選擇。 精車前半精車取IT10級，查表得=0.10mm(機械制造技術基礎課程設計表3-4) 粗車取IT12級，查表得=0.25mm(機械制造技術基礎課程設計表3-4) 毛坯公差取自毛坯圖，這里查閱《機械零件工藝性手冊》（GB/T 6414-1999），取=0.7mm。 （4）工序尺寸偏差按“入體原則”標注 精車：mm 半精車：mm 粗車：mm 毛坯孔：mm 為了清楚起見，把上述計算結果匯于表5-1中。 表5-1 孔的工序尺寸及公差的計算 mm 工序名稱 工序間雙邊余量 工序達到的公差 工序尺寸及公差 精車 0.3 IT7 （H7） 半精車 0.7 IT10 粗車 3 IT12 毛坯孔 - mm 3.4.2底面A的工序尺寸及公差計算 底面A經(jīng)過了粗銑、半精銑和精銑。 （1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下 毛坯總余量=4mm 精銑加工余量=0.5mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-52) 半精銑加工余量=1.5mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-51) 粗銑加工余量=2mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-49) （2）計算各工序尺寸的基本尺寸。 精銑平面后應該達到規(guī)定的尺寸，因此精銑工序尺寸即是圖樣上的尺寸，表面粗糙度1.6，精銑能達到的等級取H=mm。其他各工序基本尺寸依次為 半精銑H=（80+0.5）mm=80.5mm 粗銑H=（80.5+1.5）mm=82mm 毛坯H=（82+2）mm=84mm （3）確定各工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，查閱相關“機械制造技術基礎”教材中各種加工方法的經(jīng)濟加工精度表或參閱機械制造技術基礎課程設計圖2-10進行選擇。 精銑前半精銑去IT11級，查表得T=0.22mm（機械制造技術基礎課程設計表3-4） 粗銑取IT12，查表得T=0.35mm（機械制造技術基礎課程設計表3-4） 毛坯公差取自毛坯圖，這里查閱《機械零件工藝性手冊》（GB/T 6414-1999），取=0.8mm。 (4)工序尺寸偏差的標注（按入體原則） 精銑：mm 半精銑：mm 粗銑：mm 毛坯： mm 為了清楚起見，把上述計算結果匯于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的計算 mm 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 工序尺寸及公差 精銑 0.5 IT8 半精銑 1.5 IT11 粗銑 2 IT12 毛坯 - mm 3.4.3一對工藝孔的工序尺寸及公差計算 工藝孔經(jīng)過了鉆孔、擴孔、鉸孔三道工步 （1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下 由于鑄造時無法鑄出毛坯孔，故毛坯總余量=10.5mm 鉸孔加工余量=0.1mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-39) 擴孔加工余量=0.6mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-39) 鉆孔加工余量=9.8mm(見機械制造技術基礎課程設計表5-37) （2）計算各工序尺寸的基本尺寸。 因為是為了做精基準而加工出的工藝孔，故其精度要求為Φ10.5H7 其他各工序基本尺寸依次為擴孔D=（10.5-0.1）mm=10.4mm 鉆孔D=（10.4-0.6）mm=9.8mm 毛坯為凸臺面D=0mm （3）確定各工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，查閱相關“機械制造技術基礎”教材中各種加工方法的經(jīng)濟加工精度表或參閱機械制造技術基礎課程設計圖2-10進行選擇。 鉸孔前擴孔為IT10級，查表得T=0.07mm（機械制造技術基礎課程設計表3-4） 鉆孔取IT12，查表得T=0.18mm（機械制造技術基礎課程設計表3-4） 毛坯因為是平面，無公差要求。 (4)工序尺寸偏差的標注（按入體原則） 鉸孔：Φ10.5H7mm 擴孔：Φmm 鉆孔：Φmm 為了清楚起見，把上述計算結果匯于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的計算 mm 工序名稱 工序間余量 工序達到的公差 工序尺寸及公差 鉸孔 0.1 IT7 Φ10.5H7 擴孔 0.6 IT10 Φ 鉆孔 9.8 IT12 Φ 3.4.4其他加工面的加工余量的確定 具體可以根據(jù)相應的表查出結果如下 粗銑底面工藝孔凸臺平面（3.5mm）及螺紋上表面（3.5mm）。 粗銑支承孔的兩個端面及底面右端面（3mm） 3.5 確定切削用量、時間定額 3.5.1選擇機床及對應夾具、量具、刃具 選擇機床 （1）工序30、60、70、110、120、130、140是銑削加工，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，根據(jù)工件尺寸選用X5020A立式銑床。（機械制造技術基礎課程設計表5-5） （2）工序80、150是鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋。根據(jù)工件尺寸可以選用Z5125A型立式鉆床。（機械制造技術基礎課程設計表5-6） （3）工序40、50、90、100、160、170是粗車、半精車、精車支承孔，根據(jù)工件尺寸可以選用CA6140臥式車床。（機械制造技術基礎課程設計表5-9） 選擇夾具 由于生產(chǎn)綱領為10萬/年，為大批大量生產(chǎn)，故均采用專用夾具； 選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般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，參考本書有關資料，選擇如下。 （1）選擇加工孔用量具。50H7mm孔經(jīng)粗車、半精車、精車三次加工。粗車至mm，半精車mm。 ① 粗車孔mm，公差等級為ITl2，選擇測量范圍0mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。 ② 半精車孔mm，公差等級為IT10，選擇測量范圍0mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。 ③ 精車孔mm，由于精度要求高，加工時每個工件都需進行測量，故宜選用極限量規(guī)。根據(jù)孔徑可選三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)（GB/T 6322-1986)。 （2）選擇加工工藝孔量具。Φ10.5H7工藝孔經(jīng)鉆孔、擴孔、鉸孔三次加工鉆孔至Φmm，擴孔至Φmm。選擇測量范圍0mm-20mm的內(nèi)徑千分尺即可。 （3）選擇測量底面至支承孔軸線距離的量具。由于是測量底面至支承孔軸線距離，故需要與支承孔相匹配的標準芯棒，其尺寸為Φ50h7，然后測量軸線中心至底面距離選擇測量范圍0mm-100mm的游標卡尺即可。當然由于加工時每個工件都需進行測量，也可以設計一個專用量具（通規(guī)止規(guī)）來測量，這樣可以大大減少勞動時間。 選擇刃具 （1）銑削底面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=Φ60mm （2）銑削底凸臺面和螺紋孔面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=Φ40mm （3）銑削端面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=Φ100mm （4）車孔時選用機夾單刃高速鋼車刀直徑D=Φ40mm （5）鉆孔mm時，選用直柄麻花鉆，直徑mm。 （6）鉆孔mm時，選用直柄麻花鉆，直徑mm。 （7）攻螺紋時用M6的螺紋刀。 （8）擴孔mm時，用直徑是mm的高速鋼錐柄擴孔鉆。 （9）擴孔mm時，用直徑是mm的高速鋼錐柄擴孔鉆。 （10）鉸孔H7mm時，選擇mm，精度等級為H7級的直柄機用鉸刀。 確定切削用量、時間定額 工序30 粗銑底面A （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑底面A的加工余量為2mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（2個工位） 一個工位基本時間0.614min=37s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 7.633mm 其中d=60mm；； =3~5，取=4mm =220.8mm/min 工序60 半精銑底面A （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 半精銑時，背吃刀量一般為0.5―2mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.5mm。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.2mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度。 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，取磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉速n： （B）確定時間定額（2次走刀） 一次走刀基本時間1.55min=93s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 7.633mm 其中d=60mm；； =3~5，取=4mm =84.88mm/min 工序130 精銑底面A （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 精銑時，精銑時一般為0.1~1mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.12mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度。 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，取磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉速n 。 （B）確定時間定額（2次走刀） 一次走刀基本時間1.05min=63s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 7.633mm 其中d=60mm；； =3~5，取=4mm =124.8mm/min 工序40、50 粗車左、右支承孔 （A）確定切削用量 a． 確定背吃用量 粗車時，為提高效率，一般選擇車削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程車完，所以粗車大孔時加工余量為3mm，選擇背吃刀量 b． 確定進給量和切削速度 （1）根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-69，選擇進給量為f=0.5mm/r 切削速度為0.5m/s. （2）確定車刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7取粗車時單刃車刀刀具的耐用度T=50min。 （3）確認機床主軸轉速 （B）確定時間定額 基本時間0.39min=23.3s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。。 4.29mm 其中1.5mm； =3~5，取=4mm 工序90 、100半精車左、右支承孔 （A）確定切削用量 a 確定背吃用量 半精車時，半精車時一般為0.5~1.5mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。 b確定進給量和切削速度 c根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-69，選擇進給量為0.4mm/r 切削速度為0.6m/s. （2）確定車刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7取半精車時單刃車刀刀具的耐用度T=50min。 （3）確認機床主軸轉速 （B）確定時間定額 基本時間0.39min=23.5s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 2.917mm 其中0.2mm； =3~5，取=4mm 工序160、170 精車左、右支承孔 （A）確定切削用量 a 確定背吃用量 取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.3mm。 b確定進給量和切削速度 c根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-69，選擇進給量為0.3mm/r 切削速度為0.4m/s. （2）確定車刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7取半精車時單刃車刀刀具的耐用度T=50min。 （3）確認機床主軸轉速 （B）確定時間定額 基本時間0.727min=43.6s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 2.68mm 其中0.15mm； =3~5，取=4mm 工序70、140 粗銑底面臺階孔平面及上面的螺紋孔面 （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑底面臺階孔平面及上面的螺紋孔面的加工余量為3.5mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，取粗銑高速鋼鑲齒圓柱銑刀磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額 1、底面凸臺面：（2個工位） 一個工位基本時間0.328min=20s 其中=100mm為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 4.68mm 其中d=40mm；； =3~5，取=4mm =331.2mm/min 2、螺紋孔面（1個工位） 一次走刀基本時間0.398min=24s 其中=125mm為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 2.915mm 其中d=40mm；； =3~5，取=4mm =331.2mm/min 工序110 粗銑左端面B （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑左端面的加工余量為3mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額 基本時間0.68min=41s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 16.29mm 其中d=100mm；； =3~5，取=4mm =132.48mm/min 工序120 粗銑右端面C （A）確定切削用量 a．確定背吃刀量 粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑右端面的加工余量為3mm，選擇背吃刀量。 b．確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c．選取切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-72，選擇切削速度 （2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4-6，磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（2次走刀） 一次走刀基本時間1.08min=65s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。 18.93mm 其中d=100mm；； =3~5，取=4mm =132.48mm/min 工序80鉆、擴、鉸孔 工步1：鉆Φ9.8底面凸臺孔； （A） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為9.8mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=9.8mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-64，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為0.45mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s （2）確定麻花鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=100min。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（6個工位鉆6個孔） 一個工位基本時間0.1min=6s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 =20mm 其中D=9.8mm； =1~4，取=3mm 工步2：擴4個Φ10.5底面凸臺孔； a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為0.7mm。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量a=0.7mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-64，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=0.18m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（4個工位擴4個孔） 一個工位基本時間0.089min=5.5s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 =3.3mm 其中D=10.5mm；； =2~4，取=3mm 工步3：擴一對Φ10.4底面工藝孔； a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為0.6mm。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量a=0.6mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-64，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為0.8mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=0.18m/s （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（2個工位擴2個孔） 一個工位基本時間0.084min=5s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 =2.2mm 其中D=10.4mm；； =2~4，取=3mm 工步4：鉸一對Φ10.5H7底面工藝孔； a. 確定背吃刀量 因為擴孔的加工余量為0.1mm。一次工作行程擴完，所以選擇背吃刀量a=0.1mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-68，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為1.5mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=10m/min （2）確定擴孔鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=150min。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（2次走刀鉸2個孔） 一次走刀基本時間0.071min=4s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 =2.2mm 其中D=10.5mm；； =13mm 工序150：鉆、攻螺紋孔 工步1：鉆Φ5螺紋孔； （A） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為5mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量a=5mm。 b. 確定進給量 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-64，（HT250硬度為180HBS）選擇進給量f為0.3mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s （2）確定麻花鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取鉆削時麻花鉆刀具的耐用度T=100min。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（2個工位鉆2個孔） 基本時間0.05min=3s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 =9.33mm 其中D=5mm； =1~4，取=3mm 工步2：攻M6內(nèi)螺紋（P=0.75mm）； （A） 確定切削用量 a. 確定背吃刀量 因為第一次鉆孔的加工余量為1mm。一次工作行程攻完，所以選擇背吃刀量a=1mm。 b. 確定進給量 進給量應為螺距P，故f=0.75mm/r c. 確定切削速度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表5-83,選擇切削速度Vc=8.9m/min （2）確定麻花鉆的磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計》表3-7,取絲錐的耐用度T=100min。 （3）確定機床主軸轉速n （B）確定時間定額（2次走刀攻2個內(nèi)螺紋） 一次走刀基本時間+=0.1min=6s 其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。 =2.25mm；=2.25；n=472.4r/min 四 ￠50孔車床夾具設計 4.1 車床夾具設計要求說明 車床夾具主要用于加工中心孔夾具。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通常可分為心軸式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉運動，夾具做進給運動。 由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2車床夾具的設計要點 （1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求 當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。 當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機床主軸的連接 車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。 圖1 車床夾具與機床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊 4.3 定位機構 本工件在加工孔時采用一面兩孔作為定位基準，易于做到工藝過程中的基準統(tǒng)一，保證工件的相對位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點； 本工件采用底面和一對對角工藝孔作為定位基準，工件底面為第一定位基準，限制了x、y方向轉動，z方向移動三個自由度；圓柱銷為第二定位基準限制了x、y方向移動兩個自由度；菱形銷為第三定位基準，它和圓柱銷聯(lián)合限制了z方向轉動自由度，所以此定位方案符合六點定位原理，采用對稱壓板將工件壓緊。 4.4夾緊機構 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下： 1、 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2、 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。 3、 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。 4、 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 工件夾緊方式的確定 從夾緊動力源選擇：手動夾緊 確定主夾緊機構： 螺栓壓板 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： 1. 確定兩銷中心距及尺寸公差（中心距公差需采用對稱公差的標注形式） 兩銷中心距基本尺寸Ld＝兩孔中心距基本尺寸==134.4mm，公差按劃線等級取0.4mm 兩銷中心距的尺寸公差TLd＝（1/3～1/5）TLD =1/40.4=0.10mm 兩銷中心距尺寸及公差的標注：Ld±δLd/2=134.4±0.05mm 2. 確定圓柱銷的尺寸及公差 圓柱銷直徑的基本尺寸d1＝工件孔1的最小極限尺寸=10.5mm 圓柱銷按g6制造（T=0.011mm） 即=Φmm 3. 查表確定削邊銷尺寸b及B b=4mm B=10.5-2=8.5mm 4. 確定削邊銷的直徑尺寸及公差 δ===0.188mm 按h6級確定公差：=Φ 5. 計算定位誤差——目的是分析定位方案的可行性 因為定位方向與加工尺寸方向垂直，且被加工表面無尺寸公差要求，為次要加工表面，只要保證粗糙度為Ra12.5，故只需進行轉角誤差計算即可。 = 轉角誤差很小，符合定位要求，可以使用。 定位方案設計如圖所示： 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當?shù)木群统叽绶€(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?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取? 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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，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。 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。 4.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明 （1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。 本夾具按底面一面兩孔定位，可以限制6個自由度，屬于完全定位方式。工件加工出了2個工藝孔，分別以圓柱銷和菱形銷定位，工件靠壓板用螺栓和螺母壓緊 總 結 課程設計即將結束了，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，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程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。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，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課程設計。 這次課程設計成績的取得，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，她嚴肅的科學態(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。從題目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。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；瘜W工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [8] [周永強，高等學校課程設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。 [9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2542。 [11] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊［Ｍ］.上?？茖W技術出版社，1984。 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