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寧XX大學(xué)
課程設(shè)計(jì)(論文)
手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄) 工藝及鉆φ16孔夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
摘 要
本文是對(duì)手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫(xiě)。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程。此外還對(duì)手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專(zhuān)用夾具.
機(jī)床夾具的種類(lèi)很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專(zhuān)業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專(zhuān)為某工件加工工序服務(wù)的專(zhuān)用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)鉆床夾具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
27
Abstract
This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design.
Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 II
Abstract 1
目 錄 2
第1章 序 言 4
第2章手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
2.1零件的分析 5
2.1.1零件的作用 5
2.1.2零件的工藝分析 5
2.2確定生產(chǎn)類(lèi)型 6
2.3確定毛坯 7
2.3.1確定毛坯種類(lèi) 7
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 7
2.3.3繪制鑄造零件圖 8
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 8
2.4.2 零件表面加工方法的選擇 8
2.4.3制定工藝路線 9
2.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 11
2.4.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 11
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 12
2.6本章小結(jié) 18
第3章 鉆φ16孔夾具設(shè)計(jì) 20
3.1 夾具的設(shè)計(jì) 20
3.1.1 定位分析 20
3.1.2 定位原理 20
3.1.3 定位元件的分析 21
3.1.4 夾緊元件的選擇 21
3.1.5定位誤差的分析 22
3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算 23
3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 24
結(jié) 論 26
參 考 文 獻(xiàn) 27
致謝 28
第1章 序 言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
機(jī)殼零件加工工藝及夾具設(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)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)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(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，保證尺寸證零件的加工質(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(shí)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)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第2章手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)。,手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)的概念就是集合體,以便于應(yīng)用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀,多種多樣,可以安裝在其中.
2.1.2零件的工藝分析
圖1.1 手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)零件圖
零件的材料為HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
經(jīng)分析，原圖樣的視圖正確、完整、尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。Φ16的孔精度要求較高，公差等級(jí)為IT7， 并且和總長(zhǎng)和中間手柄都有位置要求，其軸向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是Φ16孔的下表面。M16螺紋孔要求和中間手柄在同軸上，所以加工時(shí)應(yīng)利用Φ16孔制作專(zhuān)用夾具，保證其加工面在同軸向上。其余小孔尺寸容易保證，加工方便?？傮w來(lái)看，這個(gè)零件的工藝性良好。
2.2確定生產(chǎn)類(lèi)型
已知此手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)零件的生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專(zhuān)用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類(lèi)
零件材料為HT200。考慮零件零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，根據(jù)任務(wù)書(shū)，故選擇鑄造毛坯。毛坯類(lèi)型：鑄件，由于零件生產(chǎn)類(lèi)型為成批生產(chǎn)，零件較為復(fù)雜，而鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單，故選擇毛坯類(lèi)型為鑄件。鑄造類(lèi)型：砂型手工造型
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀
查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》172頁(yè)表1-4-7
《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》P242，表5.2.2，砂型手工造型加工余量等級(jí)：IT11-IT13，選擇加工余量等級(jí)IT12；加工余量等級(jí)：H ；表5.2.1，孔和端面尺寸均小于100mm，加工余量數(shù)值為：3.0-4.0mm；長(zhǎng)度為167mm的加工余量為3.5-4.5mm；
M16螺孔取螺距P為2則大徑為16mm，小徑為14mm。
表2-1 /mm
零件尺寸
單面加工余量
毛坯尺寸
根據(jù)
φ16H7
3及3
φ10
參考文獻(xiàn) [1] ：表5.2.1
M16（14mm）
3及3
φ8
24
3及3
30
167
3
170
25
3及3
31
確定毛坯尺寸公差
表2-2 /mm
毛坯尺寸
公差
偏差
φ10
4.4
±2.2
φ8
4.4
±2.2
30
5.0
±2.5
170
8
±4
31
5.0
±2.5
2.3.3繪制鑄造零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
a.粗基準(zhǔn)：以φ32外圓作為粗基準(zhǔn)，加工φ16H7孔，可保證壁厚均勻，減小偏心。同時(shí)銑φ16H7的兩端面，保證端面對(duì)φ16H7孔中心線的垂直度。
b.精基準(zhǔn)：主要考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題。選擇φ16H7孔的軸心線作為精基準(zhǔn)，加工右端面(M16端面)。
2.4.2 零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有內(nèi)孔，端面，小孔，螺紋孔等，材料為HT200。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。
a. φ16H7孔 公差為IT7，表面粗糙度為Ra 3.2μm，需進(jìn)行鉆、半精鏜、精鏜。
b. 尺寸24mm的兩端面，為未注公差尺寸，表面粗糙度為Ra 3.2μm，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級(jí)選IT7，需進(jìn)行粗銑、半粗銑、精銑。
c. 螺紋孔M16的端面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級(jí)選IT7，表面粗糙度為Ra 3.2μm，需進(jìn)行粗銑、半粗銑、精銑。
d. M16螺紋孔，為未注公差尺寸，根據(jù)GB197-1981規(guī)定其頂徑公差等級(jí)選IT7，基本偏差為G(+0.038、0)，底孔需進(jìn)行鉆、半精鏜、精鏜，最后在螺孔加工機(jī)床加工螺紋。
e. 工藝螺孔φ5，在螺孔加工機(jī)床上完成
f. 錐銷(xiāo)孔φ4配作，先鉆底孔，然后用錐鉸刀鉸成與錐銷(xiāo)尺寸相同的錐孔。
g. 中間手柄的加工表面，上下端面和側(cè)表面，粗糙度為Ra 3.2μm，需進(jìn)行粗車(chē)和半精車(chē)。
h. 半徑為R20的面，表面粗糙度Ra6.3μm用銼刀挫光。
2.4.3制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
表2工序Ⅰ：以φ32孔外圓和下端面定位，在鏜床粗鏜φ16H7孔；
工序Ⅱ：以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床粗銑24mm上端面；粗銑167的右端面；粗銑25mm上端面、側(cè)面；
工序Ⅲ：以φ32孔外圓和下端面定位，在鏜床半精鏜φ16H7孔；
工序Ⅳ：以φ16H7孔和上端面定位，在銑床粗銑、半精銑25mm下端面；半精銑167的右端面；粗銑、半精銑24mm下端面；
工序Ⅴ：以中間手柄和167的右端面定位，在鏜床精鏜φ16H7孔；
工序Ⅵ：以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm上端面；半精銑25mm上端面、側(cè)面；
工序Ⅶ：以φ32孔外圓和上端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm下端面；精銑M16處的端面；倒圓角R2；
工序Ⅷ：以φ32孔外圓和下端面定位，在臥式鉆床鉆M16底孔；鉆M5底孔
工序Ⅸ：以φ32孔外圓和下端面定位，在臥式鏜床粗鏜、半精鏜、精鏜M16孔
工序Ⅹ：絲錐加工M16螺紋，絲錐加工M5螺紋
工序Ⅺ：采用專(zhuān)用的分度夾具在立式鉆床加工30°角度的錐銷(xiāo)孔φ4；
工序Ⅻ：R20圓弧用銼刀銼光，表面粗糙度Ra6.3μm
工序ⅩⅢ：終檢
表2.2工藝路線方案二
工序Ⅰ：以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床粗銑24mm上端面；粗銑167的右端面；粗銑25mm上端面、側(cè)面；
工序Ⅱ：以φ16H7孔和上端面定位，在銑床粗銑、半精銑25mm下端面；半精銑167的右端面；粗銑、半精銑24mm下端面；
工序Ⅲ：以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm上端面；半精銑25mm上端面、側(cè)面；
工序Ⅳ：以φ32孔外圓和上端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm下端面；精銑M16處的端面；倒圓角R2；
工序Ⅴ：以φ32孔外圓和下端面定位，在鉆床鉆鉸φ16H7孔；
工序Ⅵ：以φ32孔外圓和下端面定位，在臥式鉆床鉆M16底孔；鉆M5底孔
工序Ⅶ：以φ32孔外圓和下端面定位，在臥式鏜床粗鏜、半精鏜、精鏜M16孔
工序Ⅷ：絲錐加工M16螺紋，絲錐加工M5螺紋
工序Ⅹ：采用專(zhuān)用的分度夾具在立式鉆床加工30°角度的錐銷(xiāo)孔φ4；
工序Ⅺ：R20圓弧用銼刀銼光，表面粗糙度Ra6.3μm
工序Ⅻ：終檢
工藝方案的比較與分析：
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對(duì)大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來(lái)的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。
工序Ⅰ：以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床粗銑24mm上端面；粗銑167的右端面；粗銑25mm上端面、側(cè)面；
工序Ⅱ：以φ16H7孔和上端面定位，在銑床粗銑、半精銑25mm下端面；半精銑167的右端面；粗銑、半精銑24mm下端面；
工序Ⅲ：以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm上端面；半精銑25mm上端面、側(cè)面；
工序Ⅳ：以φ32孔外圓和上端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm下端面；精銑M16處的端面；倒圓角R2；
工序Ⅴ：以φ32孔外圓和下端面定位，在鉆床鉆鉸φ16H7孔；
工序Ⅵ：以φ32孔外圓和下端面定位，在臥式鉆床鉆M16底孔；鉆M5底孔
工序Ⅶ：以φ32孔外圓和下端面定位，在臥式鏜床粗鏜、半精鏜、精鏜M16孔
工序Ⅷ：絲錐加工M16螺紋，絲錐加工M5螺紋
工序Ⅹ：采用專(zhuān)用的分度夾具在立式鉆床加工30°角度的錐銷(xiāo)孔φ4；
工序Ⅺ：R20圓弧用銼刀銼光，表面粗糙度Ra6.3μm
工序Ⅻ：終檢
2.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機(jī)床的選擇
工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K銑床
工序5、6、7、11采用Z525鉆床
②選擇夾具
該手柄(C1318自動(dòng)車(chē)床手柄)的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專(zhuān)用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專(zhuān)用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度
工序號(hào)
工序內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟(jì)精度
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
粗銑Φ32H8的兩側(cè)面
3
IT11
6.3
-0.1
0.1
2
粗銑上端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)
3
IT11
6.3
-0.1
0.1
3
粗鏜Φ32H8通孔
IT11
6.3
-1
1
4
精鏜Φ32H8通孔
2.0
IT11
3.2
-0.05
0.05
5
粗銑Φ32H8的兩側(cè)面
粗銑左面
3
IT11
6.3
-0.1
0.1
粗銑右面
6
鉆Φ8的孔
IT13
6.3
-1
1
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床粗銑24mm上端面；粗銑167的右端面；粗銑25mm上端面、側(cè)面；
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
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)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.2以φ16H7孔和上端面定位，在銑床粗銑、半精銑25mm下端面；半精銑167的右端面；粗銑、半精銑24mm下端面；
機(jī)床：X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》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：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min
2.5.3以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm上端面；半精銑25mm上端面、側(cè)面；
機(jī)床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取
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)[3]表2.4-81,
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min
2.5.6以φ32孔外圓和下端面定位，在鉆床鉆鉸φ16H7孔；
機(jī)床：Z525鉆床
刀具：φ16H7直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z525鉆床說(shuō)明書(shū)，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故
查Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故
校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min
2.5.7 以φ32孔外圓和下端面定位，鉆M16底孔，絲錐加工M5螺紋底孔
鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9
切削速度計(jì)算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實(shí)際切削速度為=2.64
確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =
2.5.8 鉆孔攻絲M16，絲錐加工M5螺紋采用專(zhuān)用的分度夾具在立式鉆床加工30°角度的錐銷(xiāo)孔φ4；
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
攻絲M16
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
由工序2可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序Ⅺ：R20圓弧用銼刀銼光，表面粗糙度Ra6.3μm
手工加工沒(méi)有切削計(jì)算。
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來(lái)。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。
第3章 鉆φ16孔夾具設(shè)計(jì)
3.1 夾具的設(shè)計(jì)
在本次夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆φ16孔孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。這類(lèi)夾具的特點(diǎn)是：針對(duì)性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。
3.1.1 定位分析
在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。
根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計(jì)中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準(zhǔn)。
3.1.2 定位原理
在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具處于正確的相對(duì)位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時(shí)，是通過(guò)夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)這些要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有一個(gè)正確的加工位置，必須做到以下三點(diǎn)：
（1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；
（2） 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置；
（3） 使刀具相對(duì)于夾具占有正確的位置。
工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過(guò)設(shè)置定位支承點(diǎn)，限制工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。工件在沒(méi)有采取定位措施之前，可視為一個(gè)處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運(yùn)動(dòng)原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸軸向移動(dòng)的自由度，分別用、、來(lái)表示；繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，分別用、、來(lái)表示。由此看來(lái)，未限制六個(gè)自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無(wú)法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對(duì)影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。
工件的六個(gè)自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說(shuō)。工件最多只有六個(gè)自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來(lái)。工件在夾具中定位，意味著通過(guò)定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。
3.1.3 定位元件的分析
在加工過(guò)程中，因?yàn)樵摿慵^為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)定位板一塊來(lái)限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計(jì)一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個(gè)自由度，達(dá)到不完全定位狀態(tài)。
不完全定位可分為下列兩種情況：
①. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無(wú)法也沒(méi)有必要限制某些方面的自由度；
②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時(shí)允許某些方面的自由度不被限制。
3.1.4 夾緊元件的選擇
工件在夾緊過(guò)程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點(diǎn)接觸。因?yàn)樵邳c(diǎn)接觸的過(guò)程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過(guò)程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺(tái)的相對(duì)位置安裝誤差，必須進(jìn)行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計(jì)中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。
①.選擇鉆套
鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來(lái)加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。
可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。
快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時(shí)，只要將鉆套朝逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使螺釘頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。
在這次設(shè)計(jì)中我選擇可換鉆套，因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長(zhǎng)來(lái)保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示：
圖4-1 快換鉆套
②.夾具底座與工作臺(tái)的連接
由于加工過(guò)程中選用的機(jī)床為Z525搖臂鉆床，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)上面T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)側(cè)面槽數(shù)為3個(gè)，，，，，，，，，，，，，。
3.1.5定位誤差的分析
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。
在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來(lái)。而對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且?jiàn)A具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。
該夾具以2個(gè)平面和和1個(gè)活動(dòng)V型塊定位，螺旋機(jī)構(gòu)， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得：
1 定位誤差：
當(dāng)以任意邊接觸時(shí)
當(dāng)以固定邊接觸時(shí)
式中為彼此最小間隙
通過(guò)分析可得：
因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí)
2 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算
該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取，，
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：：
式中參數(shù)由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得：
其中：
由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：原動(dòng)力計(jì)算公式：
由上述計(jì)算易得：
因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、心軸為定位基準(zhǔn)，在V型塊板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用螺旋夾緊壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。
結(jié) 論
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(guò)了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。
在本次設(shè)計(jì)中已無(wú)大的問(wèn)題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒(méi)有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車(chē)廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。
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[15] 樂(lè)兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17
致謝
致謝
在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，課程設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。X老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢(xún)問(wèn)我課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了XX學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！