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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題目：連桿螺釘工藝及其夾具設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械制造與設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī)制 班
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)老師：
目 錄
一.零件的分析
1.零件的作用…………………………………………………1
2.零件的工藝分析……………………………………………1
二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)………………………………………………1
1.確定毛坯的制造形式………………………………………1
2.基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………1
3.工藝路線的制定……………………………………………2
4.機(jī)械加工余量的確定………………………………………3
5.加工余量的確定……………………………………………4
6.確定切削用量及基本工時(shí) ………………………………20
三.夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………21
四.設(shè)計(jì)體會(huì)……………………………………………………23
五.參考資料……………………………………………………24
六.致謝…………………………………………………………24
一 零件的分析
零件的工藝分析:
連接螺釘共有3組加工表面，它們之間有一定的位置要求，具體分述如下：
1.以Φ45和Φ34為中心的加工表面。這一組加工表面包括：
所有外圓及倒角、退刀槽、兩端面。
2.以Φ45為中心的加工表面。主要包括：Φ45上的削邊。
3. M30×2-6g加工表面。主要包括： 2-Φ6孔。
這3組加工表面之間有著一定的位置要求，具體如下：
Φ45外圓側(cè)面與Φ34有垂直度要求跳動(dòng)0.015mm，M30×2-6g螺紋與Φ34跳動(dòng)公差為0.04mm；
Φ34圓度與圓柱度公差為008mm
由以上分析可知，對(duì)于這3組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后再加工其他兩組表面，并保證它們之間的位置精度要求。
二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一).確定毛坯的制造形式
根據(jù)零件的工作情況，零件的材料為40Cr， 要承受較大的循環(huán)載荷、沖擊載荷等，所以毛坯形式采用鍛件，其晶粒細(xì)小，較均勻、致密，可以保證零件的工作可靠，由于零件為中批生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，故采用模鍛成型。
(二).基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇。由于該零件為普通的軸類(lèi)零件，故選外圓為粗基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇，選軸前端的圓錐孔和后端孔倒角作為精基準(zhǔn)。
(三).工藝路線的制訂
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)使零件的幾何形狀精度、 尺寸精度、位置精度等技術(shù)要求得到保證。 在生產(chǎn)綱領(lǐng)成批生產(chǎn)的條件下， 可以考慮采用通用機(jī)床和專(zhuān)用夾具盡量使工序集中而提高生產(chǎn)率，除此還應(yīng)考慮，經(jīng)濟(jì)效果使成本最低。
1. 工藝路線方案一：
工序一： 下料
工序二： 鍛造
工序三： 熱處理 （正火）
工序四： 車(chē)端面，鉆中心孔
工序五： 半精車(chē)Φ45、Φ30、Φ34外圓及其倒角
工序六： 銑前端42的平臺(tái)達(dá)到圖紙要求
工序七： 鉆2-Φ6孔
工序八： 精車(chē)Φ34外圓
工序九： 粗磨外圓Φ34
工序十： 車(chē)螺紋M30
工序十一： 精磨外圓Φ34至圖紙要求
工序十二： 鉗工
工序十三：檢驗(yàn)
2. 工藝方案路線二
工序一： 下料
工序二： 鍛造
工序三：熱處理 （正火）
工序四：車(chē)平面，車(chē)兩端中心孔
工序五：粗車(chē)兩端外圓
工序六：熱處理（調(diào)質(zhì)）
工序七：車(chē)兩端工藝凸臺(tái)及半其外圓
工序八：半精車(chē)各外圓
工序九：車(chē)螺紋M30
工序十：精磨φ34外圓
工序十一：銑Φ45端尺寸42的平臺(tái)達(dá)到圖紙要求
工序十二：鉆2-Φ6孔
工序十三：銑去兩端工藝凸臺(tái)
工序十四：鉗工，去除銳邊毛剌
工序十五：檢驗(yàn)
經(jīng)分析比較，方案一比方案二多增加了一道工序熱處理，并且增加了工藝零件兩端的凸臺(tái)，方案二更容易保證零件圖的尺寸要求，故采用方案二。
(四).機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
該零件的材料為40Cr，硬度為HB220--250， 生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，
采用在鍛錘上合模模鍛生成毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，用查表法分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
為簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形，取直徑為Φ30的各段的毛坯尺寸與Φ34相同。
1.毛坯直徑的確定，查《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》表1-27
名義直徑（mm） 表面加工方法 直徑余量（mm）
Φ45
粗車(chē) 2.6
半精車(chē) 0.5
精車(chē) 0.3
Φ34
粗車(chē) 2.2
半精車(chē) 0.45
精車(chē) 0.3
粗磨 0.1
精磨 0.06
毛坯直徑的確定：
工件直徑Φ45，公差為0.015，機(jī)械加工總余量為：
2×(2.6+0.5+0.3) ＝2×3.4
∴毛坯尺寸為Φ51.8mm。
工件直徑Φ34，公差0.013，機(jī)械加工總余量：
2×(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06) ＝2×3.11
∴毛坯尺寸為Φ40.22mm
∴取毛坯直徑為Φ52mm，Φ41mm。
2.毛坯長(zhǎng)度L的確定：查《工藝手冊(cè)》表(1-52)可知
Φ45的長(zhǎng)度方向的加工余量為2.0mm
∴L1=17mm
Φ34及以后的外圓長(zhǎng)度方向的加工余量為3.25mm
∴L2＝178.25
∴總長(zhǎng)L＝17+178.25=195.25mm，根據(jù)工藝需要兩端增加7mm的加工藝凸臺(tái)，因此毛坯總長(zhǎng)度為210m
模鍛斜度為7°。查（《工藝手冊(cè)》表1-51）
3.毛坯過(guò)渡圓角的確定查（《工藝手冊(cè)》表1-51）
取L1段過(guò)渡到L2段的毛坯圓角半徑R＝5mm
∴毛坯的內(nèi)圓角半徑取R＝5mm，外圓角半徑取2mm。
（五）.確定切削用量及基本工時(shí)
車(chē)端面，鉆中心孔，粗車(chē)各外圓工序（如未特別注明，本工序相關(guān)數(shù)據(jù)的出示《切削用量手冊(cè)》的車(chē)削用量選擇）
1. 車(chē)端面
（1）.加工條件
工作材料：40Cr鋼正火，σb＝0.735GPa，模鍛。
加工要求：車(chē)兩端面，打中心孔，粗車(chē)各外圓表面
機(jī)床：C620-1臥式車(chē)床
刀具：刀片材料YT15 ， 刀桿尺寸16×25mm Kr＝90°, r0＝10°,
α。＝12°, λs＝0°,rε＝1.0mm.
（2）.計(jì)算切削用量
a.粗車(chē)Φ45端面，用計(jì)算法
切削深度：加工總余量＝2.0mm，留余量0.5mm，單邊余量0.75mm，一次走刀，ap＝0.75mm
進(jìn)給量：根據(jù)表4選f＝0.6-0.9mm/r。
按C620-1機(jī)床說(shuō)明書(shū)選f=0.52mm/r表26
計(jì)算切削速度：見(jiàn)表21
根據(jù)表10，車(chē)刀耐用度t＝60min
V＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv
式中Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20
Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv
其中Ktv＝1.0（表21-6），Kkrv＝0.81（表21-7），KSV＝0.8（表21-5），
KTv＝1.0（表11），KKv＝1.24（表21-9），KMv＝0.637/σb
＝0.637/0.735＝0.87（表21-1）
∴v=（242/601-0.2×36000.2×0.750.15×0.520.35）×0.87×1.0×0.81
×0.8×1.0×1.24＝1.623m/s
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
ns＝1000v/πdw ＝1000×1.623/(3.14×45)＝5.38r/s（323r/min）
按C620-1機(jī)床說(shuō)明書(shū)（表26），與323r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為305r/min
及370r/min，現(xiàn)選nw＝370r/min，所以實(shí)際切削速度
V＝nW×dw×π/1000 ＝370×96×3.14/1000＝111.53r/min（1.86r/s）
切削工時(shí)《工藝手冊(cè)》表7-1：
T左＝L＋l1＋l2/n×f 式中L＝96/2＝48，l1＝4，l2＝0
∴T左＝48+4+0/0.52×370＝0.27min（16.2s）
T右＝L＋l1＋l2/n×f， 式中L＝96-72/2＝12，l1＝4，l2＝0
∴T右＝12+4+0/0.52×370＝0.083min（5s）
b.車(chē)Φ30端面：
切削深度： 加工總余量＝3.25mm，留余量0.5mm，單邊余量2.75mm，一次走刀，ap＝2.75mm
主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量：
為了提高生產(chǎn)率，在不影響加工質(zhì)量的情況下，取與車(chē)Φ45端面時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。即n＝370r/min，f＝0.52mm/r。所以實(shí)際切削速度:
V＝πdwns/1000＝3.14×72×370/1000＝83.65m/min（1.394m/s）
切削工時(shí)《工藝手冊(cè)》表7-1：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝72/2＝36，l1＝4，l2＝0
T＝36＋4＋0/0.52×370＝0.21min（12.6s）
2.車(chē)外圓
粗車(chē)Φ45外圓。要求校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給強(qiáng)度
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縕＝2.76mm，一次走刀。ap＝2.76mm，
進(jìn)給量：查表4，f＝0.6-0.9mm/r。按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取f=0.6mm/r。
計(jì)算切削速度：按表21
V＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv，式中Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20，Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv
其中Ktv＝1.0（表21-6），Kkrv＝0.81（表21-7），KSV＝0.8（表21-5），
KTv＝1.0（表11），KKv＝1.0（表21-9），KMv＝0.637/σb
＝0.637/0.735＝0.87（表21-1）
V＝（242/601-0.2×36000.2×2.760.15×0.60.35）×0.87×1.0×0.81
×0.8×1.0×1.0＝1.03m/s（61.8m/min）
確定主軸轉(zhuǎn)速：
ns＝1000v/πdw ＝1000×61.8/3.14×30＝205.02r/min
按機(jī)床選取n＝230r/min，所以實(shí)際切削速度
V＝nW×dw×π/1000 ＝3.14×45×230/1000＝32.5m/min （1.94m/s）
校驗(yàn)機(jī)床功率：
由表22中查得：Pm＝FzV×10-3KW,式中Fz可由表13查出，當(dāng)
σb＝0.569-0.951GPa，ap＜2.0mm，f≤0.6mm/r，
V＜1.66m/s時(shí)，F(xiàn)z＝2350N，切削力Fz的修正系數(shù)為KKrFz＝0.89，
Kr0Fz＝1.0（表22-3）
故Fzc＝2350×0.89=2091.5N
∴Pmc＝ FzV×10-3＝2091.5×1.16×10-3＝2.43kw,按機(jī)床說(shuō)明書(shū)，當(dāng)n＝230r/min時(shí)，機(jī)床主軸允許功率PE＝5.9kw，因Pmc＜PE
故所選切削用量可在C620-1車(chē)床上進(jìn)行。
校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：根據(jù)C620-1機(jī)床說(shuō)明書(shū)，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許走刀力Fmax3530N,由表16，當(dāng)σb＝0.669-0.794GPa，ap＜2.8mm，
f＜0.75mm/r，V＜1.66m/s，Kr＝90°時(shí)，走刀力Fxc＝760N。
切削時(shí)Fx的修正系數(shù)為Kr0Fx＝1.0，KλsFx＝1.0，KKrFx＝1.17（表22-3）
故實(shí)際走刀力為Fxc＝760×1.0×1.0×1.17＝889.2N，則所選
f＝0.6mm/r的進(jìn)給量可用。
切削工時(shí)《工藝手冊(cè)》表7-1：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝35.5，l1＝4，l2＝3
∴T＝35.5+4+3/230×0.6＝0.31min（18.6s）
考慮到該零件臺(tái)階面較多，如若各臺(tái)階面都采用不同的轉(zhuǎn)速和不同的進(jìn)給量，則效率不高，故在不影響加工質(zhì)量的情況下， 粗車(chē)該軸時(shí)，采用主軸轉(zhuǎn)速230r/min，粗車(chē)進(jìn)給量f＝0.6mm/r。
粗車(chē)Φ34外圓
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?.59mm，一次走刀，ap＝2.59mm
進(jìn)給量f=0.6mm/r
主軸轉(zhuǎn)速n=230r/min，所以實(shí)際切削速度
V＝nW×dw×π/1000=3.14×72×230/1000=52m/min（0.87m/s）
切削工時(shí)：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝400.5，l1＝4，l2＝0
∴T＝400.5+4/230×0.6=2.93min
粗車(chē)Φ30外圓
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?mm，一次走刀，ap＝2mm
進(jìn)給量f=0.6mm/r
主軸轉(zhuǎn)速n=230r/min，所以實(shí)際切削速度
V＝nW×dw×π/1000=3.14×66.82×230/1000
=48.26m/min（0.804m/s）
切削工時(shí)：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝45，l1＝4，l2＝0
∴T＝45+4/230×0.6=0.36min
半精車(chē)Φ34外圓
切削深度ap＝0.45mm
進(jìn)給量：因表面粗糙度Ra=0.8，rε=1.0mm。為了保證質(zhì)量，查表6，f=0.2～0.3mm，按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取f=0.25mm/r。
計(jì)算切削速度：根據(jù)表21
Vc=（Cv/601-mTmapXvfyv）×Kv， 式中Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2，m=0.2。
Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv 。其中KMv=0.637/0.735=0.87，
Ktv=1.0，Kkrv=1.0，Ksv=0.8，KTv=1.0，KKv=1.0
∴Vc=（291/601-0.2×36000.2×0.450.15×0.250.35）×0.87×1.0
×1.0×0.8×1.0×1.0＝2.21m/s（132.6m/min）
確定主軸轉(zhuǎn)速：
ns＝1000v/πdw ＝1000×132.6/3.14×66.82＝632r/min
按機(jī)床選取n＝610r/min，所以實(shí)際切削速度
V＝nW×dw×π/1000
＝3.14×66.82×610/1000
＝127.99m/min （2.13m/s）
切削工時(shí)：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝60，l1＝4，l2＝0
∴T＝64+4+0/610×0.25＝0.446min（26.76s）
半精車(chē)Φ45
切削深度ap＝0.45mm
進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速：與Φ88.88相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min
所以實(shí)際切削速度
V＝nW×dw×π/1000
＝3.14×46.5×370/1000
＝54m/min （0.9m/s）
切削工時(shí)：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝35，l1＝4，l2＝0
∴T＝35+4+0/370×0.55＝0.192min（11.5s）
半精車(chē)Φ30
切削深度ap＝0.45mm
進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速：與Φ45相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min,
所以實(shí)際切削速度:
V＝nW×dw×π/1000
＝3.14×43.5×370/1000
＝50.54m/min （0.84m/s）
切削工時(shí)：
T＝L＋l1＋l2/n×f，式中L＝45，l1＝4，l2＝0
∴T＝100+4+0/370×0.55＝0.51min（30.6s）
鉆Φ6（如未特別注明，本工序相關(guān)數(shù)據(jù)的出示《切削手冊(cè)》的孔加工削用量選擇）
鉆孔Φ6mm。要求校驗(yàn)機(jī)床的功率和扭矩。
選擇鉆頭：選莫氏錐柄麻花鉆，其直徑d0=20mm，鉆頭幾何形狀（表1及表2）：雙錐修磨橫刃、棱帶，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，α0=10°，ψ=50°。
切削用量：
進(jìn)給量：根據(jù)表5，當(dāng)鋼的σb＜0.784GPa，d=20m 時(shí)，
f=0.35～0.43mm/r，按機(jī)床取f=0.43mm/r.
切削速度：根據(jù)表11，σb=0.735GPa的40Cr鋼加工性屬7類(lèi)。由表10，當(dāng)加工性為第7類(lèi)，f≤0.49mm/r，雙橫刃磨的鉆頭，d0=20mm時(shí)，Vt=0.30m/s（18m/min），切削速度的修正系數(shù)：KTV=1.0（表10），
KCV=1.0（表23），Klv=1.0（表23），Ktv=1.0（表21-6）。故V=0.30
主軸轉(zhuǎn)速：n=1000V/πdw ＝1000×18/3.14×20＝286.6r/min
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)去取nW=400r/min，所以實(shí)際切削速度為：
V＝nW×dw×π/1000
＝3.14×6×400/1000
＝7.536m/min （0.45m/s）
校驗(yàn)機(jī)床功率及扭矩：
根據(jù)表17，當(dāng)f＜0.51mm/r，d0＜21mm時(shí)，Mt=76.81N·m。扭矩的修正系數(shù)KMM=1.11，KWM=1.0，故Mc=76.81×1.1=85.26N·m。根據(jù)鉆床說(shuō)明書(shū)，當(dāng)n=400r/min時(shí)，Mm=115.8N·m。據(jù)表19，當(dāng)
σb=0.667～0.804GPa，d0=20mm，f＜0.38mm/r，V＜0.29m/s時(shí)，Pm=1.7Kw。根據(jù)鉆床說(shuō)明書(shū)，PE=4.5×0.81=3.645Kw。由于Mc＜Mm，Pm＜PE，故選擇的切削用量可用。
粗精銑Φ45mm端削邊（如未特別注明，本工序相關(guān)數(shù)據(jù)的出示《切削手冊(cè)》的銑削用量選擇）
1.粗銑：
選擇銑刀：采用錯(cuò)齒三面刃盤(pán)銑刀，齒數(shù)為18。耐用度T=7200s（表8）
機(jī)床：X62W銑床
切削用量：
進(jìn)給量af：根據(jù)X62W銑床說(shuō)明書(shū)（表24），其功率為7Kw。屬中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表3，af=0.08～0.15mm/z，現(xiàn)取af=0.15mm/z。
切削速度和每秒進(jìn)給量vf：根據(jù)表9，當(dāng)d=100mm，z=18，ap=12～40mm，ae1=4mm，
af＜0.18mm/z時(shí)，vt=0.35m/s，nt=1.13r/s，vft=1.40mm/r
各修正系數(shù)為KMv=KMn=KMvf=0.69，KSv=KSn=KSvf=0.8，KZv=KZn=0.9，KZvf=2.7
所以v=vt·Kv=0.35×0.69×0.8×0.9=0.17m/s
n=nt·Kn=1.13×0.69×0.8×0.9=0.56r/s
vf=vft·Kvf=1.40×0.69×0.8×2.7=2.087mm/r
根據(jù)機(jī)床取nc=0.625r/s，vfc=2.5mm/s，因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為：
vc=πdnc=/1000=3.14×100×0.625/1000=0.196m/s
vfc=vfc/ncz=2.5/0.625×18=0.22mm/z
切削工時(shí)：
T＝L/vf，式中L＝l+y+Δ，l＝45，根據(jù)表19，y+Δ=23mm
∴T＝45+23/0.5＝0.746min（91s）
切槽3×2
1.選用刀具：W18Cr4V，幾何形狀：h1=20，h=25，H1=18，B=3r0=7°，α0=5°。車(chē)刀耐用度T=3600s（表10）
2.切削用量：
切削深度：ap=1.5mm
進(jìn)給量：查《工藝手冊(cè)》表3-16，f=0.1～0.14mm/r
主軸轉(zhuǎn)速：為了縮短輔助時(shí)間，取主軸轉(zhuǎn)速n=460r/min，所以實(shí)際切削速度
v=ndπ/1000 ＝3.14×45×460/1000＝65m/min （1.1m/s）
切削工時(shí)：《工藝手冊(cè)》表7-1
T＝L/n×f，式中L＝d-d1/2+l1，l1＝4，L=45-42/2+4=5.5
∴T＝5.5/460×0.12＝0.10min（6s）
倒角：采用45°車(chē)刀，為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n=460r/min，手動(dòng)進(jìn)給。
車(chē)螺紋:
切削速度：當(dāng)公稱(chēng)直徑D=30mm，螺距P=2，查《工藝手冊(cè)》表3-57及《切削手冊(cè)》表21，粗車(chē)螺紋的速度v=0.6m/s，并規(guī)定粗車(chē)螺紋時(shí)ap＝0.17，走刀次數(shù)i=4；精車(chē)螺紋的速度v=1.066m/s，精車(chē)時(shí)ap＝0.08，走刀次數(shù)i=2。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
粗車(chē)螺紋時(shí)：
n1=1000v/πd=1000×0.6/3.14×30=4.25r/s（255r/min）
按機(jī)床取n=230r/min，實(shí)際切削速度：
v=πd·n/1000=3.14×30×230/1000=32.50m/min
精車(chē)螺紋時(shí)：
n2=1000v/πd=1000×1.066/3.14×30=7.54r/s（452.4r/min）
按機(jī)床取n=460r/min，實(shí)際切削速度：
v=πd·n/1000=3.14×30×460/1000=65m/min（1.08m/s）
切削工時(shí)：取切入長(zhǎng)度l1=3mm，
粗車(chē)螺紋的工時(shí)：
t1=（l+l1/n·f）·i=（40+3/230×1.5）×4=0.41min（24.6s）
精車(chē)螺紋的工時(shí)：
t2=（l+l1/n·f）·i=（32+3/450×1.5）×2=0.10min（6s）
粗精磨外圓Φ34（本工序未特別注明，數(shù)據(jù)均出自《工藝手冊(cè)》）:
1.粗磨外圓Φ34：
選擇砂輪：見(jiàn)表3-91～97，表4-10，其結(jié)果為GB50ZR1A6P600×63×305。
切削用量：表4-11
n砂=1110r/min，v砂=3.14×600×1110/1000=2091.24m/min（34.854m/s）
軸向進(jìn)給量fa=0.7B=0.7×63=44.1mm（雙行程）（P175）
工件速度vw=0.45m/s（表3-101）
徑向進(jìn)給量fr=0.025mm/雙行程
切削工時(shí)：
t=2l·Zb·k/n·fB·f雙 ， 式中l(wèi)=64，Zb=0.1，k=1.1
∴t=2×64×0.1×1.1/1110×44.1×0.025=0.012min（0.72s）
精磨Φ34:
選擇砂輪：參照有關(guān)資料及《工藝手冊(cè)》表3-91～97。其結(jié)果為GB70R2A3P20×32×6
切削用量：
n砂=11000r/min，v砂=3.14×20×11000/1000=690.8m/min（11.5m/s）
軸向進(jìn)給量fa=（0.25～0.7）B=（0.25～0.7）×32=8～22.4mm，取fa=20mm
工件速度vw=50m/min（表3-107）
徑向進(jìn)給量fr=0.006mm/雙行程
切削工時(shí)：
t=2l·Zb·k/n·fB·f雙 ， 式中l(wèi)=20，Zb=0.06，k=1.1
∴t=2×20×0.06×1.1/11000×20×0.006=0.002min（0.12s）
銑直徑45mm端尺寸為42mm的平面：
加工條件：
工件材料： HT200，鑄造。
機(jī)床：X62w銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
由式2.1得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
式（2.2）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]切削工時(shí)：=249/(37.5×3)=2.21min
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
銑平臺(tái)的總工時(shí)： t=2.62min
銑φ45外圓削邊的夾具
（一） 問(wèn)題的提出
本夾具要用于銑槽φ45外圓削邊，精度等級(jí)為IT12級(jí)，面粗糙度為6.3。本道工序只銑一次即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證平面的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
（二） 夾具設(shè)計(jì)
對(duì)夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)：
盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專(zhuān)用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。
1 在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專(zhuān)用夾具，最好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、制造容易。
2 裝卸零件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。
3 夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。
根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則,我采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)來(lái)作為我們的定位基準(zhǔn),即采零件的φ34外圓作為定位基準(zhǔn)．夾緊方式的確定,我考慮了各種各樣的方案,都覺(jué)得不理想.最后我選用了在V形塊與壓板的螺旋夾緊方法。.
定位基準(zhǔn)的選擇:擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。Φ34的外圓和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ34外圓和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具.
1． 切削力和夾緊力計(jì)算
（1）刀具： 高速鋼銑刀 φ160mm z=24
機(jī)床： x61W型萬(wàn)能銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（2）夾緊力的計(jì)算
選用夾緊螺栓夾緊機(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
夾緊螺栓： 公稱(chēng)直徑d=20mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺栓疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺栓的強(qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿(mǎn)足要求
經(jīng)校核： 滿(mǎn)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
夾具使用說(shuō)明:
先用螺母上旋，把壓板移開(kāi)，然后放上零件，再固定把零件靠在一端的擋板側(cè)面，最后把活動(dòng)螺母旋進(jìn)去通過(guò)壓板把零件壓在V形塊上面，把整個(gè)夾具放到機(jī)床工作臺(tái)上,用夾具體上的U形槽對(duì)準(zhǔn)機(jī)床的T形槽.用螺栓和壓板把夾具體固定在機(jī)床上. 當(dāng)加工零件時(shí),把零件放到夾具體上,把零件固定在夾具上,.再通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺母。夾緊零件.夾緊力的大小通過(guò)手工來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)零件在機(jī)床上加工完成后,再通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺母使其與V形塊分開(kāi),再用手去輕輕移動(dòng)壓板,使零件能從夾具體上拿下來(lái),在用同樣的方法加工下一個(gè)零件.
銑工藝凸臺(tái)夾具:
工件的裝夾指的是工件的定位和夾緊。
工件的夾具中定位的任務(wù)是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置。
工件位置的正確與否，用加工要求衡量。能滿(mǎn)足加工要求的為正確，不能滿(mǎn)足加工要求的為不正確。
一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，也不必要求它們完全一致，但各個(gè)工件的位置變動(dòng)時(shí)必須控制在加工要求所允許的范圍之內(nèi)。
將工件定位后的位置固定下來(lái)，稱(chēng)為夾緊。工件夾緊的任務(wù)是：使工件在切削力、離心力、慣性力和重力的作用下不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確位置，以保證機(jī)械加工的正常進(jìn)行。
夾緊機(jī)構(gòu):
根據(jù)該產(chǎn)品是批量生產(chǎn)，因此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不用太過(guò)復(fù)雜，自動(dòng)化程度也不能太高，采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，采用M10螺栓作為夾具夾緊手柄。
夾緊力的計(jì)算:
根據(jù)理論力學(xué)的力平衡理論，夾緊摩擦力矩應(yīng)與銑削力矩平衡，即M摩=M切。銑削力矩M切的計(jì)算和夾緊力的計(jì)算 (1)切削力的計(jì)算(C a吃刀量 f進(jìn)給量 v切削速度 k修正系數(shù))
Fz=9.81Cafvk=9.81×180×0.2×4 ×10 ×（300/190）×0.55×1.8=1561.18N
Fy=9.81Cafvk=9.81×94×0.2 ×4 ×10 ×（300/190）×1.3×1.63=1795.36N
Fx=9.81Cafvk=9.81×54×0.2 ×4 ×10 ×（300/190）×1.1×0.7=1092.82N
故總的切削力F=【〔Fz_+ Fy + Fx 〕】開(kāi)平方根=2618.27N
(2)夾緊力的計(jì)算
Fwk=KM/LF（Fwk實(shí)際夾緊力,M切削力矩,L壓板長(zhǎng)度,F進(jìn)給量）
=0.1 × 2618.27×20 /50×0.2=523.65N
在確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力。夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮重力，慣性力等）的作用情況，找出加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)。此夾具圖形如附圖．
操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為降低成本，可選用手動(dòng)螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動(dòng)螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢(shì)必要求工人在夾緊工件時(shí)更加吃力，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。
夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀（與塞尺配合使用）
結(jié)構(gòu)分析
按設(shè)計(jì)步驟，先在各視圖部位用雙點(diǎn)劃線畫(huà)出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導(dǎo)向元件再進(jìn)一步考慮零件的裝卸，各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分，加工時(shí)操作的方便和結(jié)構(gòu)工藝性的問(wèn)題使整個(gè)夾具設(shè)計(jì)形成一個(gè)整體。
1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結(jié)構(gòu)。鑄造簡(jiǎn)單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺(tái)。
2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側(cè)面并通過(guò)夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底面與夾具底面的平行度。
小結(jié):
本次設(shè)計(jì)總體來(lái)說(shuō)較為成功。在分析目前機(jī)械產(chǎn)品加工的特點(diǎn)、技術(shù)特點(diǎn)以及使用情況后，我們確定了設(shè)計(jì)這個(gè)課題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們特別注意吸收各種新的技術(shù)，新的設(shè)計(jì)方法，并將之盡量融入到我們的設(shè)計(jì)中，使機(jī)加工能夠達(dá)到一個(gè)較高的水平。同時(shí)我們自始至終貫徹使我的設(shè)計(jì)具有實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性的要求，總體方案的設(shè)計(jì)及部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均以降低成本為目的，盡量采用新工藝、新技術(shù)，并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，具有一定的可行性；機(jī)械設(shè)計(jì)保證了其功能良好、使用可靠、維護(hù)方便；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇合理的毛坯型式和材料，保證具有良好的加工工藝性；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。
在設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多很多，從開(kāi)始的無(wú)從下手到后來(lái)的掌握，我明白了一個(gè)道理：做任何事情都不要畏懼，要敢于面對(duì)任何挑戰(zhàn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我將四年中學(xué)到的知識(shí)得到了一次綜合應(yīng)用，使學(xué)到的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到科學(xué)組合，同時(shí)也從理論到實(shí)踐之間得到一次質(zhì)的飛躍。只有這樣不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，我才能夠不斷的提高自己的專(zhuān)業(yè)水平，使得自己在平時(shí)的工作中能夠得心應(yīng)手的解決所遇到的問(wèn)題，即使偶爾遇到一些以前沒(méi)接觸出甚至根本就沒(méi)想到過(guò)的問(wèn)題，我想只要我能夠一直堅(jiān)持學(xué)下去，也會(huì)通過(guò)自己已有的工作經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)在摸索中解決它的。
參 考 資 料
1.《機(jī)械制圖》 教材
2.《機(jī)械設(shè)計(jì)》 教材
3.《金屬切削原理》 教材
4.<<機(jī)械工程材料>> 教材
5.<<金屬工藝學(xué)>> 教材
6.<<機(jī)械制造工藝學(xué)>> 教材
7.<<機(jī)床夾具設(shè)計(jì)>> 教材
8.<<機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)>> 機(jī)械工業(yè)出版社
9.<<機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)>> 哈工大出版社
10.<<切削用量手冊(cè) >> 機(jī)械工業(yè)出版社
11.<<機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)>> 冶金工業(yè)出版社
12.<<典型零件機(jī)械加工工藝>> 機(jī)械工業(yè)出版社
致 謝
一個(gè)學(xué)期的課程設(shè)計(jì)業(yè)課程已經(jīng)結(jié)束。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然充滿(mǎn)了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本設(shè)計(jì)是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的一次大檢驗(yàn)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我熟悉了解了機(jī)械產(chǎn)品加工的設(shè)計(jì)制造和應(yīng)用，掌握了一些生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)、選型和計(jì)算。從收集資料到分析解決問(wèn)題，提出觀點(diǎn)，每一步都認(rèn)真對(duì)待同時(shí)使我能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我基本上掌握了了解了零件的生產(chǎn)流程，對(duì)機(jī)加工的工作原理以及其工作特性有和全面了解，使我們知道怎樣將生產(chǎn)的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行解決，以及讓我了解到在設(shè)計(jì)時(shí)要注意許多問(wèn)題等，另外還更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè)，選擇使用工藝裝備等。
回顧整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面實(shí)現(xiàn)了一次質(zhì)的飛躍，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，劉平成老師對(duì)我進(jìn)行了認(rèn)真的指導(dǎo)。劉平成老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問(wèn)題，以及指導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直熱心的輔導(dǎo)。還有其他老師在我們課程設(shè)計(jì)期間也很關(guān)心我們，感謝多位老師的熱情關(guān)心，也感謝我的同學(xué)在我困難的時(shí)候幫助我，使我順利完成了設(shè)計(jì)。
當(dāng)然由于個(gè)人能力有限，在設(shè)計(jì)中難免有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。
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