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第 1 頁 共 21 頁 摘 要 本次設(shè)計(jì)的課題是 CA1340 自動(dòng)車床杠桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。本論文先按照加 工工藝及夾具設(shè)計(jì)的一般步驟，進(jìn)行了以下部分的設(shè)計(jì)： 通過對(duì)零件的分析，討論了零件的機(jī)械加工工藝過程、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和毛胚的種 類。通過零件的分析后制定零件機(jī)械加工工藝路線，說明表面加工方法的選擇、零件 加工工藝原則和工藝編制。確定夾具總體方案，包括加工的方法、定位方案和定位誤 差的分析、夾緊方案、切削夾緊力的計(jì)算。 制造業(yè)是國(guó)家發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)，而 工藝制造將是未來面對(duì)普通消費(fèi)者的主要的機(jī)械制造產(chǎn)品，而隨著國(guó)家的發(fā)展人民生 活水平的提高，人們對(duì)加工產(chǎn)品的需求和要求必定變的更多，所以我們有必要對(duì)加工 零件的設(shè)計(jì)與加工投入更多的精力。而我將在畢業(yè)后前往一家以機(jī)械生產(chǎn)為主的企業(yè) 工作，所以了解機(jī)械中零件的加工工藝特點(diǎn)及工藝工裝設(shè)計(jì)是非常必要的。通過本次 設(shè)計(jì)鞏固大學(xué)所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，并為以后走上工作崗位更好的工作打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)。 關(guān)鍵詞: CA1340;自動(dòng)車床杠桿;夾具設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 21 頁 Abstract The design of the subject is CA1340 automatic lathe lever processing technology and fixture design. In this paper, according to the processing technology and fixture design of the general steps, the following parts of the design: Through the analysis of the parts, the machining process, process design and the type of hair germ of the parts are discussed. After the analysis of the parts, the machining process of parts is formulated, and the selection of machining method, the principle and process of the parts are worked out. Determine the overall scheme of fixture, including the method of processing, positioning method and positioning error analysis, clamping scheme, cutting clamping force calculation. Manufacturing industry is the foundation of national development and social progress, and process manufacturing will be the main machinery manufacturing products in the future, and with the improvement of people's living standards, people's demand and demand for processed products will become more and more, so we need to put more effort into the design and processing of parts. And I will go to a mechanical manufacturing enterprises to work, so it is necessary to understand the machining process characteristics and process design of mechanical parts. Through the design of the university to consolidate the basic knowledge of the University, and to work for the future to better work to lay a solid technology. Key words: CA1340; automatic lathe lever; fixture design 第 3 頁 共 21 頁 目 錄 摘 要 .1 ABSTRACT2 目 錄 .3 第 1 章 零件分析及工藝 .4 1.1 零件的分析.4 1.1.1 零件的作用 .4 1.1.2 零件的工藝分析 .4 1.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).5 1.2.1 確定生產(chǎn)類型 .5 1.2.2 確定毛坯的制造形成 .5 1.2.3 確定鑄件加工余量及形狀 .5 1.2.4 基準(zhǔn)的選擇 .6 1.2.5 制定工藝路線 .6 1.2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 7 結(jié) 論 .19 參考文獻(xiàn) .20 致 謝 .21 第 4 頁 共 21 頁 第 1 章 零件分析及工藝 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給定的零件是 CA1340 自動(dòng)車床杠桿如圖 1-1，它位于自動(dòng)車床的自動(dòng)機(jī)構(gòu)中， 與靈活器配合使用，起制動(dòng)的作用。經(jīng)查資料得知，此零件用于機(jī)床當(dāng)中，并且還承 受著沖擊載荷，因此就要求該零件的材料具有足夠的剛度和強(qiáng)度同時(shí)還要有足夠的塑 性和韌性。 1.1.2 零件的工藝分析 圖 1—1 CA1340 自動(dòng)車床杠桿零件圖 第 5 頁 共 21 頁 分析零件圖可知，該杠桿的左，右端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度 在 Ra3.2 以上，故可用銑削加工。Φ20H7mm 的孔的粗糙度為 Ra1.6，所以采用鉆- 擴(kuò)- 粗鉸- 精鉸的工藝過程在鉆床上加工。由于端面為平面，可防止鉆頭鉆偏以保證加工精 度。該零件除了內(nèi)孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以車床和銑床的粗加 工就可達(dá)到要求。 1.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.2.1 確定生產(chǎn)類型 零件的材料 QT50-1.5。由于年產(chǎn)量為 10000 件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，所以該 零件為大批生產(chǎn)。 1.2.2 確定毛坯的制造形成 而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的， 適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 1.2.3 確定鑄件加工余量及形狀 在加工之前所有要求加工的表面加工余量為單邊 2mm，由于 Φ20 底面，Φ35 外面 兩端面，Φ20 凸臺(tái)的端面，鍵槽的兩側(cè)面和底面表面粗糙度為 Ra6.3um，在精加工之 前余量留 50mm。在精加工加工 Φ20H7 孔和 Φ8H7 孔之前，余量為 0.06mm，因?yàn)槭倾q 孔，所以需要的余量比較小。 第 6 頁 共 21 頁 1.2.4 基準(zhǔn)的選擇 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ： 按 有 關(guān) 基 準(zhǔn) 的 選 擇 原 則 ， 即 當(dāng) 零 件 有 不 加 工 表 面 時(shí) ， 應(yīng) 以 這 些 不 加 工 表 面 作 粗 基 準(zhǔn) ； 若 零 件 有 若 干 不 加 工 表 面 時(shí) ， 則 應(yīng) 以 與 加 工 表 面 要 求 相 對(duì) 位 置 精 度 高 的 不 加 工 表 面 作 粗 基 準(zhǔn) 。 現(xiàn) 以 零 件 的 側(cè) 面 為 主 要 的 定 位 粗 基 準(zhǔn) 。 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ： 精基準(zhǔn)選擇的原則有基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、互為基準(zhǔn)原 則和自為基準(zhǔn)原則。在選擇時(shí)，主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn) 不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 1.2.5 制定工藝路線 制 定 工 藝 路 線 的 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 。 1、 工 藝 路 線 方 案 工 序 1 粗銑 Φ20H7 外圓左端面和粗銑 Φ20mm 凸臺(tái)面。 工 序 2 粗銑 Φ20H7 外圓的右端面。 工 序 3 精銑 Φ20H7 外圓左端面。 工 序 4 精銑 Φ20H7 外圓右端面。 工 序 5 擴(kuò) Φ20H7 的孔和粗鉸 Φ20H7 的孔和精鉸 Φ20H7 的孔。 工 序 6 鉆 Φ8H7 孔。 工 序 7 粗鉸 Φ8H7mm 孔和精鉸 Φ8H7mm 孔。 工 序 8 粗 銑 8 鍵槽。20。? 工 序 9 粗銑 Φ20 的圓底面。 工 序 10 鉆 Φ8H8 孔和粗鉸 Φ8H8 孔和精鉸 Φ8H8 孔。 工 序 11 锪 Φ20H7 左邊孔倒角 1×45°。 工 序 12 锪 Φ20H7 右邊孔倒角 1×45°。 工 序 13 鉆 M5mm螺紋底孔。 工 序 14 鉆 M10的 螺 紋 孔 。 工 序 15 鉆 M4螺 紋 孔 。 第 7 頁 共 21 頁 工 序 16 攻 M5mm螺紋孔。 工 序 17 攻 M10mm螺紋孔。 工 序 18 攻 M4mm螺紋孔。 工 序 19 鉆 Φ3mm 的油孔。 工 序 20 去毛刺。 工 序 21 清 洗 。 工 序 22 終檢。 1.2.6 確定切削用量及基本工時(shí) (1)工 序 1 粗銑 Φ20H7 外圓左端面和粗銑 Φ20mm 凸臺(tái)面選用機(jī)床：X52K 立式銑床 1．粗銑 Φ20H7 孔的左端面 零件材料為球墨鑄鐵 QT50-1.5，故可用硬質(zhì)合金端盤銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工 藝手冊(cè)》 （簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表 11-21 和表 12-22，取銑刀直徑 d=80mm，粗齒，z=10 齒。 由于粗銑加工單邊余量為 1.5mm，小于 5mm，故銑削寬度 =1.5mm。ea 查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 （簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表 11-69 可知， zf =0.06~0.12mm/z, 取 =0.1 mm/齒。zf 查《工藝手冊(cè)》表 14-77,取 V=63m/min 則： =1000v/dπ=250.8（r/min）sn 根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表 3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 =235r/min,則實(shí)際切削速度wn =πd /1000=59.03（r/min）cuw 當(dāng) =235r/min 時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為wn mf = Z =0.1×10×235=235(mm/min)mfzw 查機(jī)床說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度 =235 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量mf = /Z =0.1(mm/Z)zfmwn 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表 15-14，切入長(zhǎng)度 L1=1.7mm,超出長(zhǎng)度 L2=3 mm。于 是行程長(zhǎng)度為 L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 第 8 頁 共 21 頁 Tm= （L0＋L1＋L2）/ =（35＋1.7＋3+80）/235=0.51(min)mf 2.粗銑 Φ20mm 凸臺(tái)面 零件材料為球墨鑄鐵 QT50-1.5，故可用硬質(zhì)合金端銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表 11-21 和表 12-22，取銑刀直徑 d=80mm，粗齒，z=10 齒。 由于粗銑加工單邊余量為 2mm，小于 5mm，故銑削寬度 =2mm。ea 查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 （簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表 11-69 可知， zf =0.06~0.12mm/z, 取 =0.1 mm/齒。zf 查《工藝手冊(cè)》表 14-77,取 V=63m/min =1000u/dπ=250.7（r/min）sn 根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表 3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 =235r/min,則實(shí)際切削速度wn =πd /1000=59.032（r/min）cuw 當(dāng) =235r/min 時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為wn mf = Z =0.1×10×235=235(mm/min)mfzwn 查機(jī)床說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度 =235mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量mf = /Z =0.1(mm/Z)zfmw 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表 15-14，切入長(zhǎng)度 L1=1.5mm,超出長(zhǎng)度 L2=2 mm。于 是行程長(zhǎng)度為 L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 Tm= （L0＋L1＋L2）/ =（20＋1.5＋2+80）/235=0.44（min)mf （2）工 序 2 粗銑 Φ20H7 外圓的右端面。選用 X52K 立式升降臺(tái)銑床 零件材料為球墨鑄鐵 QT50-1.5，故可用硬質(zhì)合金端盤銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手 冊(cè)》 （簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表 11-21 和表 12-22，取銑刀直徑 d=80mm，粗齒，z=10 齒。 由于粗銑加工單邊余量為 1.5mm，小于 5mm，故銑削寬度 =1.5mm。ea 查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 （簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表 11-69 可知， zf =0.06~0.12mm/z, 取 =0.1 mm/齒。zf 第 9 頁 共 21 頁 查《工藝手冊(cè)》表 14-77,取 V=63m/min 則： =1000v/dπ=250.8（r/min）sn 根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表 3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 =235r/min,則實(shí)際切削速度wn =πd /1000=59.03（r/min）cuw 當(dāng) =235r/min 時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為wn mf = Z =0.1×10×235=235(mm/min)mfzw 查機(jī)床說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度 =235 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量mf = /Z =0.1(mm/Z)zfmwn 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表 15-14，切入長(zhǎng)度 L1=1.7mm,超出長(zhǎng)度 L2=3 mm。于 是行程長(zhǎng)度為 L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 Tm= （L0＋L1＋L2）/ =（35＋1.7＋3+80）/235=0.51(min)mf （3） 工 序 3 精銑 Φ20H7 外圓左端面。 選用 X52K 立式升降臺(tái)銑床 選用硬質(zhì)合金端銑刀，細(xì)齒，d=80mm,z=10 齒。 由于加工余量 0.5mm，經(jīng)查手冊(cè)，只需一次半精銑，故銑削寬度 =0.5mmea 查《工藝手冊(cè)》表 14-69，f=0.06∽0.12mm/齒,取 f=0.08mm/z 查《工藝手冊(cè)》表 14-77，取 V=95m/min,則 =1000u/πd=378.2(r/min)sn 根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表 3.29,取主軸轉(zhuǎn)速 =375r/min,則實(shí)際切削速度wn Vc=πd /1000=94.2(m/min)w 當(dāng) =375r/min 時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量 為wn mf = f z=0.08×10×375=300(mm/min)mw 查機(jī)床使用說明書,取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為 =300mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為mf = /z =300/(10×375)=0.08(mm/z)fmwn 第 10 頁 共 21 頁 切削工時(shí):由粗銑加工可知,刀具行程為 L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 = （ L0＋L1＋L2）/ =（35+1.7+3+80） /300=0.4(min)mt mf （4）工 序 4 精銑 Φ20H7 外圓右端面。 選用 X52K 立式升降臺(tái)銑床 選用硬質(zhì)合金端銑刀，細(xì)齒，d=80mm,z=10 齒。 由于加工余量 0.5mm，經(jīng)查手冊(cè)，只需一次半精銑，故銑削寬度 =0.5mmea 查《工藝手冊(cè)》表 14-69，f=0.06∽0.12mm/齒,取 f=0.08mm/z 查《工藝手冊(cè)》表 14-77，取 V=95m/min,則 =1000u/πd=378.2(r/min)sn 根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表 3.29,取主軸轉(zhuǎn)速 =375r/min,則實(shí)際切削速度wn Vc=πd /1000=94.2(m/min)w 當(dāng) =375r/min 時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量 為wn mf = f z=0.08×10×375=300(mm/min)mw 查機(jī)床使用說明書,取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為 =300mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為mf = /z =300/(10×375)=0.08(mm/z)fmwn 切削工時(shí):由粗銑加工可知,刀具行程為 L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 = （ L0＋L1＋L2）/ =（35+1.7+3+80） /300=0.4(min)mt mf （5）工 序 5 擴(kuò) Φ20H7 的孔和粗鉸 Φ20H7 的孔精鉸 Φ20H7 的孔。選用 Z5125 立 式鉆床和選用 X52K 立式升降臺(tái)銑床 1.擴(kuò) Φ20H7 的孔 選用高速鋼擴(kuò)孔鉆，d=19mm，單邊切削深度 a=0. 9mm。 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用擴(kuò)鉆進(jìn)行擴(kuò)孔時(shí)，其進(jìn)給量和切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心 孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度之關(guān)系為 F=(1 2∽l. 8)f 鉆 U- (1/2∽1／3)U 鉆 第 11 頁 共 21 頁 式中，f 鉆、U 鉆一一加工實(shí)心孔的切削用量。 現(xiàn)已知： F 鉆=0. 5mm/r U 鉆=0.35m/s=2lm/min F=l. 5f 鉆=1.5×0.5=0.75 (mm/r) 《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 U=0.4U 鉆=0.4×21=8.4 (m/min) 《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 n=1000u/πd=1000×8.4/(19×π)=133.76 (r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=140r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×20×140/1000=8.79(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表 15-8 可得，L1=11. 5mm. L2=3mm，則擴(kuò)鉆 Φ 20 孔的機(jī) 動(dòng)工時(shí)為 T.= (L+L1+L2) /f n.=(66+11. 5+3)／(0. 75×140) =0. 77 (min) 2. 粗鉸 Φ20H7 的孔 單邊切削深度 a =Z/2=0.14/2=0.07mm。p 查《工藝手冊(cè)》表 14-60，f=1∽2mm/r，按機(jī)床使用說明書取 f=1mm/r.查《工藝手冊(cè)》 表 14-60，取 U=45m/min,則 n =1000u/πd=1000×45/(π×19.94)=718(r/min)s 按機(jī)床使用說明書取 n =680r/min,所以實(shí)際切削速度為：w U=πd n /1000=π×19.94×680/1000=42.60(m/min)w 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=1.10mm,L2=22mm,則粗鉸 Φ19.94mm 孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為： T =(L+L1+L2)/f n =(80+1.10+22)/(1×680)=0.152(min)mw 3.精鉸 Φ20H7 的孔 選用硬質(zhì)合金鉸刀，d=20H7rnm，單邊切削深度 a=z/2=0. 06/2=0. 03mm 查《工藝手冊(cè)》表 14-60 按機(jī)床使用說明書取 f=1mm/r 查《工藝手冊(cè)》表 14-60 取 U=60m/min，則 n=1000u/πd=1000×60/(20×π)=954.9(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=960r/min，所以實(shí)際切削速度為 第 12 頁 共 21 頁 n=1000u/πd=1000×60/(20×π)=954.9(r/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)得 L1=1. 05mm. L2=22mm，則精鉸 Φ 20H7mm 孔的機(jī)動(dòng)工時(shí) 為 T.= (L+L1+L2) /f n.=(664+1. 05+22)／(l. 0×960) =0. 093 (min) （6）工 序 6 鉆 Φ8H7 孔。 選 用 Z5125 立式鉆床 選用高速鋼麻花鉆，d=7. 8mm，單邊切削深度 a=d/2=7. 8/2=3. 9mm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ll-l0，f=0. 22∽0 26mm/r.按機(jī)床使用說明書取 f=0.22mm/r 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)表 11-12，取 v=0. 2m/s=12m/min，則 n=1000u/πd=1000×12/(7.8×π)=489.7(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=545r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×7.8×545/1000=13.36(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆 Φ 7 .8 孔的機(jī)動(dòng)工時(shí) 為： T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)／(0.22×545) =0. 57 (min) （7）工 序 7 粗鉸 Φ8H7mm 孔和精鉸 Φ8H7mm 孔。 選 用 Z5125 立式鉆床 1.粗鉸 Φ8H7mm 孔 選用高速鋼鉸刀，d=7. 96mm，單邊切削深度 a=z/2=0. 16/2=0. 08mm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 ，按機(jī)床使用說明書取 f=0. 8lmm/r。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-19，取 U=0. 22m/s=13. 2m/min，則 n=1000u/πd=1000×13.2/(7.96×π)=5247.85(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=545r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×7.96×545/1000=13.36(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=1. 08mm，L2=11mm，則粗鉸 Φ 8H7 孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為 T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+1.08+11)／(0.81×545) =0.191 (min) 2.精鉸 Φ8H7mm 孔 選用高速鋼鉸刀，d=8H7mm，單邊切削深度 a=z/2=0. 04/2=0. 02rnm。 第 13 頁 共 21 頁 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 ，按機(jī)床試用說明書取 f=0. 8lmm/r。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-19，取 U=0. 278m/s-16. 68m/min，則 n=1000u/πd=1000×16.68/(8×π)=663.68(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=680r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×8×680/1000=17.1(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=1. 02mm，L2=llmm，則精鉸中 Φ H7mm 兩孔的機(jī) 動(dòng)工時(shí)為 T=2 (L+Ll+L2)/f n=2×(30+1. 02+11)／(0. 81×680) =0. 153 (min) （8）工 序 8 粗 銑 8 鍵槽。 選 用 X61W 銑床20。? 零件材料為球墨鑄鐵 QT50-1.5，選用立銑刀，直徑 d=8mm，寬度為 8mm，Z=4，中 齒。 查《工藝手冊(cè)》表 11-69 可知， =0.06~0.12mm/z, 取 =0.01mm/齒。zf zf 查《工藝手冊(cè)》表 14-77,取 u=63m/min 則 =1000u/dπ=1000×63/（8×π）=151.3（r/min）sn 根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表 3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 =190r/min,則實(shí)際切削速度 wn =πd /1000=（π×8×190）/1000=47.72（r/min）cuw 當(dāng) =190r/min 時(shí)，每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為nmf = Z =0.1×4×190=76(mm/min)mfzwn 查機(jī)床說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度 =95mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量mf = /Z =95/(4×190）=0.125(mm/Z)zfmw 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表 15-14，切入長(zhǎng)度 L1=1.5mm,超出長(zhǎng)度 L2=3.0mm。于 是行程長(zhǎng)度為 L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 Tm= （L0＋L1＋L2）/ =（30＋1.5＋3.0+8）/95=0.45(min)mf （9）工 序 9 粗銑 Φ20 的圓底面。 選用 X52K 立式升降臺(tái)銑床 第 14 頁 共 21 頁 零件材料為球墨鑄鐵 QT50-1.5，故可用硬質(zhì)合金端銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表 11-21 和表 12-22，取銑刀直徑 d=80mm，粗齒，z=10 齒。 由于粗銑加工單邊余量為 2mm，小于 5mm，故銑削寬度 =2mm。ea 查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 （簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表 11-69 可知， zf =0.06~0.12mm/z, 取 =0.1 mm/齒。zf 查《工藝手冊(cè)》表 14-77,取 V=63m/min =1000u/dπ=250.7（r/min）sn 根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表 3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 =235r/min,則實(shí)際切削速度wn =πd /1000=59.032（r/min）cuw 當(dāng) =235r/min 時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為wn mf = Z =0.1×10×235=235(mm/min)mfzwn 查機(jī)床說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度 =235mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量mf = /Z =0.1(mm/Z)zfmw 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表 15-14，切入長(zhǎng)度 L1=1.5mm,超出長(zhǎng)度 L2=2 mm。于 是行程長(zhǎng)度為 L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 Tm= （L0＋L1＋L2）/ =（20＋1.5＋2+80）/235=0.44（min)mf （10）工 序 10 鉆 Φ8H8 孔和粗鉸 Φ8H8 孔精鉸 Φ8H8 孔。 選 用 Z5125 立式鉆床 1. 鉆 Φ8H8 孔 選用高速鋼麻花鉆，d=7. 8mm，單邊切削深度 a=d/2=7. 8/2=3. 9mm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ll-l0，f=0. 22∽0 26mm/r.按機(jī)床使用說明書取 f=0.22mm/r 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)表 11-12，取 v=0. 2m/s=12m/min，則 n=1000u/πd=1000×12/(7.8×π)=489.7(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=545r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×7.8×545/1000=13.36(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆 Φ 7 .8 孔的機(jī)動(dòng)工時(shí) 第 15 頁 共 21 頁 為： T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)／(0.22×545) =0. 57 (min) 2. 粗鉸 Φ8H8 孔 選用高速鋼鉸刀，d=7. 96mm，單邊切削深度 a=z/2=0. 16/2=0. 08mm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 ，按機(jī)床使用說明書取 f=0. 8lmm/r。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-19，取 U=0. 22m/s=13. 2m/min，則 n=1000u/πd=1000×13.2/(7.96×π)=5247.85(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=545r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×7.96×545/1000=13.36(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=1. 08mm，L2=11mm，則粗鉸 Φ 8H7 孔的機(jī)動(dòng) 工時(shí)為 T.=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+1.08+11)／(0.81×545) =0.191 (min) 3. 精鉸 Φ8H8 孔 選用高速鋼鉸刀，d=8H7mm，單邊切削深度 a=z/2=0. 04/2=0. 02rnm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 ，按機(jī)床試用說明書取 f=0. 8lmm/r。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-19，取 U=0. 278m/s-16. 68m/min，則 n=1000u/πd=1000×16.68/(8×π)=663.68(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=680r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×8×680/1000=17.1(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=1. 02mm，L2=llmm，則精鉸 Φ 8H8mm 兩孔的 機(jī)動(dòng)工時(shí)為 T=2 (L+Ll+L2)/f n=2×(30+1. 02+11)／(0. 81×680) =0. 153 (min) （11）工 序 11 锪 Φ20H7 左邊孔倒角 1×45°。 選 用 Z5125 立式鉆床 選用 90°錐面锪鉆，d=25mm。 查《工藝手冊(cè)》表 14-48，f=0. 10∽O l5mrn/r，按機(jī)床使用說明書取 f=0. 13mm/r。 為了縮短輔助時(shí)問，取锪沉頭孔的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同，即 n=960r/min。 第 16 頁 共 21 頁 （12）工 序 12 锪 Φ20H7 右邊孔倒角 1×45°。選 用 Z5125 立式鉆床 選用 90°錐面锪鉆，d=25mm。 查《工藝手冊(cè)》表 14-48，f=0. 10∽O l5mrn/r，按機(jī)床使用說明書取 f=0. 13mm/r。 為了縮短輔助時(shí)問，取锪沉頭孔的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同，即 n=960r/min。 （13）工 序 13 鉆 M5mm 螺紋底孔。選 用 Z5125 立式鉆床 選用高速鋼麻花鉆，d=4mm，單邊切削深度 a=d/2=4/2=2mm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ll-l0，f=0. 22∽0.26mm/r.按機(jī)床使用說明書取 f=0.22mm/r 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-12，取 v=0. 2m/s=12m/min，則 n=1000u/πd=1000×12/(4×π)=954(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=960r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×4×960/1000=6.03(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆 Φ 4 孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為： T=2 (L+L1+L2) /f n=2(6+3.4+1.0)／(0.22×960) = 0.10(min) （14）工 序 14 鉆 M10的 螺 紋 孔 。 選 用 Z5125 立式鉆床 選用高速鋼麻花鉆，d=9mm，單邊切削深度 a=d/2=9/2=4.5mm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ll-l0，f=0. 22∽0 26mm/r.按機(jī)床使用說明書取 f=0.22mm/r 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-12，取 v=0. 2m/s=12m/min，則 n=1000u/πd=1000×12/(9×π)=424(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=392r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×9×392/1000=11.07(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆 Φ 7 .8 孔的機(jī)動(dòng)工時(shí) 為： T=2 (L+L1+L2) /f n.=2(30+3.4+1.0)／(0.22×392) =0.4(min) （15）工 序 15 鉆 M4螺 紋 孔 。 選 用 Z5125 立式鉆床 選用高速鋼麻花鉆，d=3mm，單邊切削深度 a=d/2=3/2=1.5mm。 第 17 頁 共 21 頁 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ll-l0，f=0. 22∽0.26mm/r.按機(jī)床使用說明書取 f=0.22mm/r 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-12，取 v=0. 2m/s=12m/min，則 n=1000u/πd=1000×12/(3×π)=1273(r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=1400r/min，所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×7.8×1400/1000=34.3(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=3. 4mm，L2=1.0mm，則鉆 Φ 7 .8 孔的機(jī)動(dòng)工時(shí) 為： T=2 (L+L1+L2) /f n=2(30+3.4+1.0)／(0.22×1400) =0. 22(min) （16） 工 序 16 攻 M5mm 螺紋孔。選用絲錐 查《工藝手冊(cè)》表 11-49，選用 M5 絲錐，螺距 P=0.8mm，則進(jìn)給量 f=0.8mm／r 查《工藝手冊(cè)》表 11-94，取 v=6.88m/min，則 n =l000u/n d=1000×6.8/(π×5)=432 (r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=490r/min.所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×5×490/1000=7.7(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=2mm，L2=1.4mm，則攻 M5 螺紋孔的機(jī)動(dòng)加工 時(shí)間為： T=(L+Ll+L2)/f n=(6+2+1.4)／(0.8×490) =0.24 (min) （17） 工 序 17 攻 M10mm 螺紋孔 查《工藝手冊(cè)》表 11-49，選用 M10 絲錐，螺距 P=1.5mm，則進(jìn)給量 f=1.5mm／r 查《工藝手冊(cè)》表 11-94，取 v=6.88m/min，則 n =l000u/n d=1000×6.8/(π×10)=216 (r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=251/min.所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×10×251/1000=7.88(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=2mm，L2=1.4mm，則攻 M10 螺紋孔的機(jī)動(dòng)加工時(shí)間為： T=(L+Ll+L2)/f n=(8+2+1.4)／(1.5×251) =0.030 (min) （18） 工 序 18 攻 M4mm 螺紋孔 第 18 頁 共 21 頁 查《工藝手冊(cè)》表 11-49，選用 M4 絲錐，螺距 P=0.7nun，則進(jìn)給量 f=0.7mm／r 查《工藝手冊(cè)》表 11-94，取 v=6.88m/min，則 n =l000u/n d=1000×6.8/(π×4)=541 (r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=490r/min.所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×4×490/1000=6.16(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=2mm，L2=1.4mm，則攻 M4 螺紋孔的機(jī)動(dòng)加工 時(shí)間為： T=(L+Ll+L2)/f n=(8+2+1.4)／(0.7×490) =0.033 (min) （19） 工 序 19 鉆 Φ3mm 的油孔 選用高速鋼鉆、锪一體的組合鉆，d=3mm，锪鉆部分為 60°， 單邊切削深度 a=d/2=3/2=1. 5mm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-12，f=0. 08∽0 13mm/r，按機(jī)床使用說明書取 f=0.1mm/r. 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 11-12，取 V=0. 15m/s=9m/min，則 n =l000u/n d=1000×9/(π×3)=955 (r/min) 按機(jī)床使用說明書取 n=960rimin.所以實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π×3×960/1000=9.05(m/min) 切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得 L1=2mm. L2=10mm.則鉆 Φ 、 锪 的機(jī)加工時(shí)間為： T=(L+Ll+L2)/f n=(8+2+1.0)／(0.1×960) =0. 115 (min) 第 19 頁 共 21 頁 結(jié) 論 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)零件制造過程、加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都有 了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)大學(xué)中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。畢業(yè) 設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。在具體設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到方方 面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問題。這 樣，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常 工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加 工零件和設(shè)計(jì)夾具。 在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用 的零、部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí) 現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處：特別是對(duì)于鏜孔夾具，在刀具加工完 退出工件孔時(shí)，有可能會(huì)劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液 壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺(tái)可升可降，這樣，在刀具退出時(shí)，使定 位立臺(tái)連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問題，未采用 這種方法。為此，專用夾具還有待改進(jìn)。無論怎樣，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我 獲益良多，是我在學(xué)校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會(huì)的第一步。 第 20 頁 共 21 頁 參考文獻(xiàn) [1] 崇凱，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006。 [2] 孟少龍，機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 [3] 李洪，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [4] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981。 [5] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [6] 馬賢智，機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)[M]，北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994。 [7]董曉英，現(xiàn)代工程圖學(xué)，北京：清華大學(xué)出版社，2007。 [8] 薛源順,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(第二版) [M],機(jī)械工業(yè)出版社,2003.1。 第 21 頁 共 21 頁 致 謝 合上漫溢墨香的設(shè)計(jì)論文，已是夜涼如水，遙望夜空，星光燦爛。歷 時(shí)半載的畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫工作，終于告了一個(gè)段落，掩卷而思，心中卻惶恐 不安，唯恐這份代表我四年本科學(xué)習(xí)成果的畢業(yè)論文有負(fù)師長(zhǎng)與親友的厚 望。我深知前進(jìn)的每一步，都凝聚著眾多的關(guān)懷與愛護(hù)。在此，我只能借 本文一隅表達(dá)自己內(nèi)心的感激之情。 感謝我的導(dǎo)師，他將我收入門下，不棄粗礪，悉心教誨。從他那里我 不僅學(xué)到了許多知識(shí)，而且也被他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、廣博的學(xué)識(shí)、敏捷的 洞察力與謙和的人格魅力深深的感染。指導(dǎo)老師對(duì)我的論文傾注了大量的 心血，從選題、提綱的擬訂、初稿、修改稿直至最后定稿，每一個(gè)環(huán)節(jié)都 得到了他悉心指導(dǎo)和幫助。師恩似海，終生難忘! 感謝在我大學(xué)學(xué)習(xí)期間給予我?guī)椭完P(guān)愛的所有同學(xué)，特別是同寢的 同學(xué)為本文在撰寫過程中搜集各種資料，提出各種合理的意見和建議，特 別感謝他們！ 衷心感謝我的母親，在我的學(xué)習(xí)和生活中，她給了我無私的關(guān)懷和幫 助，面對(duì)她始終如一的理解、寬容和鼓勵(lì)，我的感激之情難以用言語表達(dá)， 但愿學(xué)有所成，能報(bào)于萬一。 最后，感謝百忙之中抽出時(shí)間評(píng)閱的老師和參加論文答辯的老師，并 向他們致以深深的謝意!