萬向節(jié)滑動叉的加工工藝規(guī)程及車削Ф62右端面夾具設(shè)計(jì)

萬向節(jié)滑動叉的加工工藝規(guī)程及車削Ф62右端面夾具設(shè)計(jì),萬向節(jié),滑動,加工,工藝,規(guī)程,車削,62,端面,夾具,設(shè)計(jì) 萬向節(jié)滑動叉的加工工藝規(guī)程及車削Ф62右端面夾具設(shè)計(jì) 摘要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。 滑動叉加工工藝規(guī)程及其車削Ф62右端面的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件等。通過繪圖軟件完成夾具裝配圖及夾具體零件圖的繪制。 關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì)、滑動叉、加工工藝、車削、Ф62右端面  Abstract This design involves mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance fit and measurement and other aspects of knowledge. The machining procedure of sliding fork and the fixture design for turning the right end face of 62 are composed of three parts: the process design, the process design and the special fixture design. In the process design, we must first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, then design the process route of the parts. The special fixture is designed, and each component of the fixture is selected, such as positioning element, clamping element and guiding element. Complete the fixture assembly drawing and the drawing of specific parts drawing by drawing software. Key words: fixture design, sliding fork, machining process, turning, 62 right end face I 目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 本課題研究的背景 1 1.2 夾具的發(fā)展史 1 第二章 滑動叉零件的分析 3 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的分析 3 2.2.1零件的工藝分析 3 2.2.2零件結(jié)構(gòu)分析 4 2.2.3零件的技術(shù)要求分析 4 2.2.4零件的組成表面 4 2.2.5零件的技術(shù)要求 5 2.2.6零件的形位公差 5 第三章 滑動叉工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 6 3.1 零件生產(chǎn)類型的確定 6 3.2 確定零件的材料及制造方式 6 3.3 選擇加工的定位基準(zhǔn) 7 3.4 加工工藝路線的選擇、比較與確定 7 3.4.1加工工藝路線方案一 8 3.4.2加工工藝路線方案二 8 3.4.3加工工藝路線的比較與確定 8 3.5 加工設(shè)備、加工刀具及量具的選用 9 3.6 各工序工步加工余量的計(jì)算 10 3.7 確定切削用量及基本工時 11 第四章 專用夾具設(shè)計(jì) 22 4.1 專用夾具的組成 22 4.2 專用夾具設(shè)計(jì)的目的 22 4.3 定位方案及定位零件的選擇 23 4.4 夾緊方案和夾緊零件的確定 24 4.5 夾具體的確定 24 4.6 切削力的計(jì)算 25 4.7 夾緊力的計(jì)算 25 4.8 定位誤差的分析 26 結(jié)論 27 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 II 第一章 緒論 1.1 本課題研究的背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(dá)到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 滑動叉的加工工藝規(guī)程及車削Ф62右端面的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。 本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 1.2 夾具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性。可以預(yù)見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。 29 第二章 滑動叉零件的分析 2.1 零件的作用 滑動叉位于傳動軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個Φ39的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件Φ65mm外圓內(nèi)為花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖2-1所示： 圖2-1 滑動叉零件圖 2.2 零件的分析 2.2.1零件的工藝分析 在制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程時，首先要對照產(chǎn)品裝配圖分析零件圖，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確零件在產(chǎn)品中的位置、作用及相關(guān)零件的位置關(guān)系；了解并研究各項(xiàng)技術(shù)條件制定的依據(jù)，找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。然后著重對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和技術(shù)要求的分析。 2.2.2零件結(jié)構(gòu)分析 零件的結(jié)構(gòu)分析主要包括以下三方面： 1、零件表面的組成和基本類型 盡管組成零件的結(jié)構(gòu)多種多樣，但從形體上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面組成的。在零件結(jié)構(gòu)分析時，根據(jù)機(jī)械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，就可選擇與其相適應(yīng)的加工方法和加工路線，例如外圓表面通常由車削或磨削加工；內(nèi)孔表面則通過鉆、擴(kuò)、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。 2、主要表面與次要表面區(qū)分 根據(jù)零件各加工表面要求的不同，可以將零件的加工表面劃分為主要加工表面和次要加工表面；這樣，就能在工藝路線擬定時，做到主次分開以保證主要表面的加工精度。 3、零件的結(jié)構(gòu)工藝性 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件在滿足使用要求的前提下，制造該零件的可行性和經(jīng)濟(jì)性。功能相同的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性可以有很大差異。所謂結(jié)構(gòu)工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下，既能方便制造又有較低的制造成本。 2.2.3零件的技術(shù)要求分析 零件圖樣上的技術(shù)要求，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要便于加工，而且齊全和合理。其技術(shù)要求包括下列幾個方面： 1、加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量； 2、各加工表面之間的相互位置精度； 3、工件的熱處理和其它要求，如動平衡、鍍鉻處理、去磁等。 2.2.4零件的組成表面 1、尺寸118所在上下兩端面；尺寸82所在上下兩端面； 2、R30、R9組成的表面，尺寸45所在右端面； 3、Ф65、Ф62外圓所在圓柱表面及端面； 4、漸開線花鍵槽所在表面及端面； 5、4-M8-6H、M8-6H螺紋孔所在表面； 6、Ф39圓柱孔所在表面及端面； 7、尺寸角度為7°的斜面。 2.2.5零件的技術(shù)要求 1、尺寸118所在上下兩端面，其表面粗糙度公差為3.2um； 2、Ф39圓柱孔所在表面，其表面粗糙度公差為3.2um； 3、尺寸45所在右端面，其表面粗糙度公差為50um； 4、Ф62外圓所在圓柱表面，其表面粗糙度公差為0.8um； 5、Ф62外圓所在右端面，其表面粗糙度公差為0.8um； 6、漸開線花鍵槽齒面，其表面粗糙度公差為1.6um； 2.2.6零件的形位公差 1、Ф39圓柱孔所在軸線相對于“Ф62外圓所在軸線”的位置度公差為Ф0.2；相對于“Ф39圓柱孔所在軸線”的同軸度公差為Ф0.01； 2、4-M8-6H螺紋孔所在軸線，相對于“Ф39圓柱孔所在軸線” 位置度公差為Ф0.3； 3、尺寸118所在下端面相對于“Ф62外圓所在軸線”的對稱度公差為0.15，相對于“Ф39圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.1。 第三章 滑動叉工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3.1 零件生產(chǎn)類型的確定 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算： 通過上面的分析，結(jié)合任務(wù)書、確定零件滑動叉的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)（年生產(chǎn)量為50000件）。要求產(chǎn)品合格率達(dá)到96%或以上。 3.2 確定零件的材料及制造方式 滑動叉的材料選用45鋼，屬于優(yōu)等碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后有良好的綜合機(jī)械性能和加工工藝性能，零件材料的選擇主要是考慮到滿足使用要求，同時兼顧材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，45鋼滿足以上要求，所以選用45鋼。具體的毛坯圖詳見下圖3-1： 圖3-1 滑動叉毛坯圖 3.3 選擇加工的定位基準(zhǔn) 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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 1、粗基準(zhǔn)的選擇原則 為保證工件某重要表面余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡量選光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。 2、精基準(zhǔn)的選擇原則 “基準(zhǔn)重合”原則 盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起定位誤差。 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計(jì)與制造。 “自為基準(zhǔn)“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 “互為基準(zhǔn)“原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則，分析本零件，根據(jù)零件圖，本零件是一個形狀不復(fù)雜的零件。 粗基準(zhǔn)的選擇：本零件將選擇Ф65右端面作為粗基準(zhǔn)； 精基準(zhǔn)的選擇：本零件將選擇零件的Ф62外圓作為精基準(zhǔn)。 3.4 加工工藝路線的選擇、比較與確定 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用工夾具，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。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方案： 3.4.1加工工藝路線方案一 工序1：車削Φ62外圓及右端面； 工序2：銑削45右端面； 工序3：銑削118上下兩端面； 工序4：鉆削Φ39圓柱孔； 工序5：鉆削4-M8-6H螺紋孔； 工序6：鉆削M8-6H螺紋孔； 工序7：拉削漸開線花鍵槽； 工序8：磨削Φ62外圓； 工序9：倒角。 3.4.2加工工藝路線方案二 工序1：銑削45右端面； 工序2：銑削118上下兩端面； 工序3：鉆削Φ39圓柱孔； 工序4：鉆削4-M8-6H螺紋孔； 工序5：鉆削M8-6H螺紋孔； 工序6：車削Φ62外圓及右端面； 工序7：拉削漸開線花鍵槽； 工序8：磨削Φ62外圓； 工序9：倒角。 3.4.3加工工藝路線的比較與確定 方案一其加工順序是車削、銑削、鉆削、拉削、磨削。這樣做的好處是：在進(jìn)行鉆削之前現(xiàn)對Φ62外圓及其右端面進(jìn)行了加工，確保孔的位置度、同軸度以及垂直度公差，適合大批量生產(chǎn)。 方案二其加工順序是銑削、鉆削、車削、拉削、磨削。這樣做的好處是：在進(jìn)行后續(xù)、車削、拉削、磨削之前，現(xiàn)對端面和孔進(jìn)行了加工，為后面夾具的定位提供了很高的精度，但孔的位置度、同軸度以及垂直度公差卻不能夠得到很好的保證。 通過上面對2種加工方案的分析和比較，權(quán)衡利弊，決定選擇方案一作為本次加工滑動叉的工藝路線。 3.5 加工設(shè)備、加工刀具及量具的選用 滑動叉是設(shè)計(jì)專用夾具的主要的零件，它的零件的材料是45鋼。需要完成車削、銑削、鉆削、拉削和磨削加工。下面對其加工設(shè)備、加工刀具及量具進(jìn)行選擇，具體如下： 工序1：車削Φ62外圓及右端面； 選用的是CA6140臥式車床，零件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為合金車刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序2：銑削45右端面； 選用的是XK6132臥式銑床，零件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序3：銑削118上下兩端面； 選用的是XK6132臥式銑床，零件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序4：鉆削Φ39圓柱孔； 選用的是Z3040搖臂鉆床，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸孔鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺。 工序5：鉆削4-M8-6H螺紋孔； 選用的是Z3040搖臂鉆床，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、絲錐鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺，螺紋量規(guī)。 工序6：鉆削M8-6H螺紋孔； 選用的是Z3040搖臂鉆床，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、絲錐鉆，測量的工具為游標(biāo)卡尺，螺紋量規(guī)。 工序7：拉削漸開線花鍵槽； 選用的是L6110臥式拉床，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為拉刀，測量的工具為棒料。 工序8：磨削Φ62外圓； 選用的是M1420外圓磨床，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為砂輪，測量的工具為千分尺。 工序9：倒角。 3.6 各工序工步加工余量的計(jì)算 工序1：車削Φ62外圓及右端面； 工步1：粗車Φ62外圓及右端面； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為1.5mm。 工步2：半精車Φ62外圓及右端面； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為1mm。 工步3：精車Φ62外圓及右端面； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為0.5mm。 工序2：銑削45右端面； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為3mm。 工序3：銑削118上下兩端面； 工步1：粗銑118上下兩端面； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為1.5mm。 工步2：半精銑118上下兩端面； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為1mm。 工步3：精銑118上下兩端面； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為0.5mm。 工序4：鉆削Φ39圓柱孔； 工步1：鉆削Φ39圓柱孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為2.5mm。 工步2：擴(kuò)削Φ39圓柱孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為0.4mm。 工步3：鉸削Φ39圓柱孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為0.1mm。 工序5：鉆削4-M8-6H螺紋孔； 工步1：鉆削4-M8-6H螺紋孔底孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為2.5mm。 工步2：攻4-M8-6H螺紋孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為1.5mm。 工序6：鉆削M8-6H螺紋孔； 工步1：鉆削M8-6H螺紋孔底孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為2.5mm。 工步2：攻M8-6H螺紋孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為1.5mm。 工序7：拉削漸開線花鍵槽； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為1mm。 工序8：磨削Φ62外圓； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其余量為0.01mm。 工序9：倒角。 3.7 確定切削用量及基本工時 工序1：車削Φ62外圓及右端面； 工步1：粗車Φ62外圓及右端面； （1）背吃刀量的確定，決定取1.5mm。 （2）進(jìn)給量f的確定，取0.2mm/r。 （3）切削速度V的確定，取25m/min； 取n=150，實(shí)際切削速度29.2m/min. （4）基本時間 式中：l=90，f=0.2，n=150 則 （5）輔助時間 式中：=6，f=0.2，n=150 則 工步2：半精車Φ62外圓及右端面； （1）背吃刀量的確定，決定取1mm。 （2）進(jìn)給量f的確定，取0.25mm/r。 （3）切削速度V的確定，取35m/min； 取n=180，實(shí)際切削速度35m/min. （4）基本時間 式中：l=90，f=0.25，n=180 則 （5）輔助時間 式中：=6，f=0.2，n=150 則 工步3：精車Φ62外圓及右端面； （1）背吃刀量的確定，決定取0.5mm。 （2）進(jìn)給量f的確定，取0.35mm/r。 （3）切削速度V的確定，取45m/min； 取n=280，實(shí)際切削速度54.5m/min. （4）基本時間 式中：l=90，f=0.35，n=180 則 （5）輔助時間 式中：=6，f=0.2，n=150 則 工序2：銑削45右端面； （1）切削深度3mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為45鋼，查詢手冊，取=80m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=60，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序3：銑削118上下兩端面； 工步1：粗銑118上下兩端面； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為45鋼，查詢手冊，取=80m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=68，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑118上下兩端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為45鋼，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=68，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑118上下兩端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為45鋼，查詢手冊，取=100m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=68，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序4：鉆削Φ39圓柱孔； 工步1：鉆削Φ39圓柱孔； （1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=118，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：擴(kuò)削Φ39圓柱孔； （1）采用的擴(kuò)孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，?。? 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=118，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：鉸削Φ39圓柱孔； （1）采用的鉸孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=118，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序5：鉆削4-M8-6H螺紋孔； 工步1：鉆削4-M8-6H螺紋孔； （1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：攻4-M8-6H螺紋孔； （1）采用的絲錐鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=15，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序6：鉆削M8-6H螺紋孔； 工步1：鉆削M8-6H螺紋孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=11，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：攻M8-6H螺紋孔； （1）采用的絲錐鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，?。? 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=11，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序7：拉削漸開線花鍵槽； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關(guān)手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為45鋼，查詢手冊，取=100m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=600r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=140，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序8：磨削Φ62外圓； （1）加工機(jī)床的選擇 選擇磨床的型號為M1420外圓磨床。 （2）加工零件磨具的確定 采用砂輪，其型號為平型砂輪。 （3）磨削深度的確定 磨削的深度將其定位0.01mm； （4）切削速度的確定 通過一般資料的查看，在這里確定砂輪的切削速度為=27.5m/min 按照的計(jì)算可知，主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取，計(jì)算實(shí)際切削速度，。 5、進(jìn)給量的確定 通過相關(guān)資料的查閱，本工序的進(jìn)給量將其確定為0.1mm/r。 6、基本時間的確定 機(jī)加工時間計(jì)算公式： 主軸轉(zhuǎn)速n=950r/min；進(jìn)給量；磨削長度L=90mm 。 7、輔助時間的確定 輔助時間計(jì)算公式： 主軸轉(zhuǎn)速n=950r/min；進(jìn)給量；=7mm 。 工序9：倒角。 第四章 專用夾具設(shè)計(jì) 4.1 專用夾具的組成 1、定位裝置 這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時相對于刀具及切削成形運(yùn)動處于正確的位置，如支撐釘、支撐板、V形塊、定位銷等。 2、夾緊裝置 它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時防止或減小振動。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件，增力及傳動裝置以及動力裝置等。 3、對刀—引導(dǎo)裝置 它的作用是確定夾具相對于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對刀塊、鉆套、鏜套等。 4、其他元件及裝置 如定向件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。 5、夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，并與機(jī)床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對于機(jī)床的位置。 4.2 專用夾具設(shè)計(jì)的目的 在機(jī)械制造的機(jī)械加工、檢驗(yàn)、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過程中，使用著大量的夾具。所謂夾具就是一切用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或者檢測的裝置。在機(jī)械制造中采用大量的夾具，機(jī)床夾具就是夾具中的一種。它裝在機(jī)床上，使工件相對刀具與機(jī)床保持正確的相對位置，并能承受切削力的作用。機(jī)床夾具的作用主要有以下幾個方面：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度，因?yàn)橛脢A具裝夾工件時，工件相對機(jī)床（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度；提高勞動生產(chǎn)率，因?yàn)椴捎脢A具后，工件不需要劃線找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率；擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，因?yàn)槭褂脤Ｓ脢A具可以改變機(jī)床的用途、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，例如，在在車床或搖臂轉(zhuǎn)床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全，因?yàn)槭褂脤Ｓ脵C(jī)床夾具可以減輕工人的勞動強(qiáng)度、改善勞動條件，降低對工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全。 4.3 定位方案及定位零件的選擇 在夾具設(shè)計(jì)中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問題。 根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機(jī)床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。 設(shè)計(jì)夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。 本次夾具設(shè)計(jì)主要加工Ф62端面，利用V型定位塊和Ф65外圓進(jìn)行定位，這樣能夠限制零件4個方向自由度；考慮到零件可能在定位過程中產(chǎn)生位移，在118下端面處利用2個六角螺母和雙頭螺栓對工件進(jìn)行輔助支承。利用Ф33內(nèi)孔（Ф39內(nèi)孔的毛坯尺寸）進(jìn)行定位。內(nèi)孔內(nèi)插入圓柱銷，限制2個方向自由度。 本次定位方案采用的零件有夾具體、V型定位塊和圓柱銷。見下圖4.1夾具裝配圖。 圖4.1 夾具裝配圖 4.4 夾緊方案和夾緊零件的確定 在V型定位塊的上方利用方頭螺栓，V型夾緊塊對工件進(jìn)行夾緊，在夾具的左端利用方頭螺栓、夾緊盤對工件進(jìn)行輔助夾緊。夾具上V型定位塊的定位方案是對角線方向上2個內(nèi)六角螺栓對其進(jìn)行夾緊?；瑒硬鎶A緊零件有V型夾緊塊、方頭螺栓、夾緊盤。V型定位塊的夾緊零件是2個內(nèi)六角螺栓。 4.5 夾具體的確定 本次設(shè)計(jì)的夾具體要和車床相連，因此，其外部形狀應(yīng)該設(shè)計(jì)成圓形，其制造形式采用鑄造，材料采用HT200。見下圖4.2夾具體零件圖： 圖4.2 夾具體零件圖 4.6 切削力的計(jì)算 刀具：45°端面車刀 由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知，車削時的主要切削力為車刀的切削方向，即垂直于工作臺，查《切削手冊》，切削力計(jì)算公式為： 其中：，，，，，，與加工材料有關(guān)，取0.94；與刀具刃形狀有關(guān)，取1.33；與刀具鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，取1.0，則： 4.7 夾緊力的計(jì)算 。 其中：為基本安全系數(shù)，取1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1； 為刀具鈍化系數(shù)，取1.1； 為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； 為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3； 為手動夾緊手柄位置系數(shù)，取1.0。 所以=2.6 實(shí)際夾緊力應(yīng)為：。 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，，（見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》） 所以 取螺栓預(yù)緊力。 選M16粗牙螺紋方頭螺栓，材料為45#鋼。 則，小于45#鋼的許用拉應(yīng)力，故可M16粗牙螺紋方頭螺栓。 4.8 定位誤差的分析 本夾具的主要誤差是來源于裝夾過程中的同軸度誤差和定位產(chǎn)生的誤差。夾具體的右端采用Ф80軸和機(jī)床三爪卡盤相連，并且該軸的加工精度要求較高。因此，其同軸度誤差能夠得到保證。定位誤差主要有圓柱銷和V型塊產(chǎn)生。 1、圓柱銷產(chǎn)生的誤差 式中：查手冊取0.009mm；-采用基孔制其偏差為0；-查手冊取0.008mm； == 2、V型塊產(chǎn)生的誤差 本工序采用固定V型塊進(jìn)行定位，工件始終靠合V型塊的兩斜面，并且2斜面的對稱度、尺寸公差要求較高。故能滿足定位要求。 結(jié)論 這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。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(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)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設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了很多機(jī)械加工工序。完成了零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖、夾具體圖的繪制。對加工工藝路線完成了從選擇、分析到確定，完成了在每道工序切削用量和工時的計(jì)算。在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。 致謝 在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師。他為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。在閑聊中他總是能像知心朋友一樣鼓勵我，在說明書的寫作和措辭等方面他也總會以“專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求我，從選題、定題開始，一直到最后說明書的反復(fù)修改、潤色，指導(dǎo)老師老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵。正是指導(dǎo)老師的無私幫助與熱忱鼓勵，我的課程設(shè)計(jì)說明書才能夠得以順利完成，謝謝。 在此祝愿全天下所有老師身體健康，全家幸福！ 參考文獻(xiàn) [1] 候洪生主編，董國耀主審.機(jī)械工程圖學(xué).北京：科學(xué)出版社，2001 [2] 肖繼德，陳寧平主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 [3] 孫已德主編.機(jī)床夾具圖冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983 [4] 李名望主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.8 [5] 李家寶主編.夾具設(shè)計(jì).北京：中國工業(yè)出版社，1961.5 [6] 傅成昌，傅曉燕主編.公差與配合問答.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1 [7] 虞自奮主編.AutoCAD2008高級案例解析.北京：中國電力出版社，2008.5 [8] 毛昕、張秀麗、黃英、肖平陽主編.畫法幾何及機(jī)械制圖（第三版）.高等教育出版社，2004.7 [9] 曹巖主編.機(jī)床夾具手冊與三維圖庫.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.3 [10] 東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院、長春汽車廠工人大學(xué)編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979.7 [11] 胡鳳蘭主編.互換性與技術(shù)測量.高等教育出版社，2005.2 [12] 周開勤主編.機(jī)械零件手冊（第五版）.高等教育出版社，2001 [13] 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