機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)
目 錄
序言 ……………………………………………………………… 2
一、零件的分析 ………………………………………………… 3
（一）零件的作用 …………………………………………… 3
（二）零件的分析 …………………………………………… 3
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ………………………………………………… 4
（一）確定毛坯的制造形式 …………………………………… 4
（二）基面的選擇 …………………………………………… 4
（三）制定工藝路線 ………………………………………… 5
（四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ……… 8
（五）確定切削用量及基本時(shí) ………………………………… 11
三、夾具設(shè)計(jì) …………………………………………………… 25
（一）問題的提出 …………………………………………… 25
（二）夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………… 25
四、參考文獻(xiàn) ……………………………………………………… 26
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。
一、零件的分析
（一）零件的作用
題目所給的零件是CA1340自動(dòng)車床上的杠桿（見附圖），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。
（二）零件的工藝分析
杠桿共有三組加工表面，它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：
1、以Φ6H7mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：兩個(gè)Φ6H7mm的孔，粗糙度為Ra1.6；尺寸為20mm且與兩個(gè)孔Φ6H7mm相垂直的四個(gè)平面，粗糙度為Ra6.3。其中，主要加工表面為兩個(gè)Φ6H7mm的孔。
2、以Φ20H7mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：一個(gè)Φ20H7mm的孔及其倒角，粗糙度為Ra1.6；兩個(gè)與Φ20H7mm孔垂直的平面，粗糙度為Ra3.2；一個(gè)中心軸線與Φ20H7mm孔中心軸線平行且相距8mm的圓弧油槽；還有一個(gè)與Φ20H7mm孔垂直的油孔Φ4mm，并锪沉頭孔。其中，Φ20H7mm孔及兩端面為主要加工面。
3、以Φ8H7mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：兩個(gè)Φ8H7mm的孔，Ra1.6；一個(gè)槽和一個(gè)M4mm的螺紋孔。其中，主要加工表面為Φ8H7mm孔。
這三組加工表面之間有一定的位置要求，主要是：
（1）Φ6H7mm孔與Φ20H7mm孔具有平行度，公差為0.06mm。
（2）Φ8H7mm孔與Φ6H7mm孔具有平行度，公差為0.08mm。
由以上分析可知，對(duì)于這三組加工表面而言，可以先加工一面一孔，以它們?yōu)榫珳?zhǔn)加工其它表面，并且可以保證加工面之間的位置精度要求。另外，該零件結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好。
二 、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一）確定毛坯的制造形式
零件的材料為球墨鑄鐵QT45-5。考慮到零件結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，在工作過程中受力不大及沒有經(jīng)常承受交變載荷，因此，應(yīng)該選用鑄件。由于零件年產(chǎn)量為4000件，以達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，重量在12kg以下，故可采用機(jī)械造型中的金屬模鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
（二）基面的選擇
基面的選擇是工藝規(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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)原則，應(yīng)以Φ32mm外圓柱面為粗基準(zhǔn)面（兩個(gè)短V形塊定位），限制4個(gè)自由度，用不加工面（擋銷定位，見夾具裝配圖）限制一個(gè)移動(dòng)的自由度，再用Φ8H7mm孔的外圓面（支撐釘定位）限定一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，達(dá)到完全定位。
（2）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)。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)該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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工作集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1、工藝路線方案一
工序1 粗銑、半精銑、精銑Φ20H7mm孔端面A。
工序2 粗銑、半精銑Φ6H7mm孔的四個(gè)端面及Φ20H7mm孔端面B，精銑端面B。
工序3 鉆Φ4油孔、锪Φ8mm沉頭孔。
工序4 同時(shí)鉆Φ6mm，Φ8mm孔和R3mm圓弧油槽。
工序5 粗鉸Φ6mm，Φ8mm，Φ20mm三孔。
工序6 锪Φ20H7mm孔兩端倒角。
工序7 粗銑、精銑槽。
工序8 鉆M4螺紋底孔。
工序9 攻M4螺紋孔。
工序10 精鉸Φ6H7mm，Φ8H7mm，Φ20H7mm三孔。
工序11 終檢。
2、工藝方案二
工序1 粗銑、半精銑、精銑Φ20H7mm孔端面A。
工序2 粗銑、半精銑、精銑Φ6H7mm孔的四個(gè)端面及Φ20H7mm孔的B端面。
工序3 鉆R3mm圓弧油槽。
工序4 同時(shí)鉆Φ6H7mm，Φ8H7mm兩孔和擴(kuò)Φ20H7mm孔。
工序5 粗鉸Φ6H7mm，Φ8H7mm，Φ20H7mm三孔。
工序6 精鉸Φ6H7mm，Φ8H7mm，Φ20H7mm三孔。
工序7 锪Φ20H7mm孔兩端倒角。
工序8 鉆Φ4mm油孔，锪Φ8mm沉頭孔。
工序9 鉆M4mm螺紋底孔。
工序10 攻M4mm螺紋孔。
工序11 粗銑、精銑槽。
工序12 終檢。
3、工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一與方案二在1~2兩道工序相同，只是方案一先加工油槽，然后用它可以限制一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。另外，精鉸孔置于最后加工。而方案二卻不同，精鉸孔置于粗鉸孔之后，可以用它作為精準(zhǔn)來加工其它表面，提高精度要求，但從兩方案比較可以看出，它們?cè)谖恢镁壬系囊笕圆灰妆ＷC，并且在一道工序中同時(shí)鉆幾個(gè)孔，只能選用專門設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（但在成批生產(chǎn)時(shí)，在能保證加工精度的情況下，應(yīng)盡量不選用專用組合機(jī)床）加工，這樣便增加了加工設(shè)備的要求，經(jīng)濟(jì)花費(fèi)會(huì)相應(yīng)提高，因此，綜合以上兩個(gè)方案及零件的技術(shù)要求，可以先加工Φ20H7mm孔的兩端面，以它為精基準(zhǔn)面，Φ32mm外圓面及R10mm圓弧面輔助定位來鉆R3mm的圓弧油槽（精度要求可以不考慮），擴(kuò)、鉸Φ20H7mm的孔，然后再以Φ20H7mm孔端面及其孔為精基準(zhǔn)面，R10mm圓弧面輔助定位來加工Φ6H7mm，Φ8H7mm孔及部分端面和槽，這樣基準(zhǔn)重合與統(tǒng)一，不僅可以保證尺寸精度，還可以保證位置精度。而油孔及螺紋孔，它們的精度要求不高，可以放于最后加工，仍以Φ20H7mm孔端面及其孔與Φ6H7(Φ8H7)mm孔定位。由于加工過程中夾緊也比較方便，于是，最后的加工路線確定如下：
工序1 粗銑、半精銑、精銑Φ20H7mm孔的兩端面。以Φ32mm外圓柱面和一個(gè)未加工面為粗基準(zhǔn)，選用X61W型萬能升降臺(tái)銑床并加專用夾具。
工序2 鉆R3mm圓弧油槽，擴(kuò)Φ20H7mm孔。以Φ20H7mm孔的一個(gè)端面和Φ32mm外圓柱面為基準(zhǔn),選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。
工序3 粗鉸、精鉸Φ20H7mm孔，锪Φ20H7mm孔倒角。以Φ20H7mm孔的一個(gè)端面和Φ32mm外圓柱面為基準(zhǔn),選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。
工序4 粗銑、半精銑Φ6H7mm孔的四個(gè)端面。以Φ20H7mm孔的一個(gè)端面和Φ20H7mm孔為基準(zhǔn),選用X61W型萬能升降臺(tái)銑床和專用夾具。
工序5 鉆、粗鉸、精鉸Φ6H7mm兩孔。以Φ20H7mm孔的一個(gè)端面和Φ20H7mm孔為基準(zhǔn),選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。
工序6 鉆、粗鉸、精鉸Φ8H7mm兩孔。以Φ20H7mm孔的一個(gè)端面和Φ20H7mm孔為基準(zhǔn),選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。
工序7 鉆Φ4油孔、锪Φ8圓錐沉頭孔。以Φ20H7mm孔的一個(gè)端面和Φ20H7mm孔為基準(zhǔn), Φ8H7mm孔輔助定位,選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。
工序8 鉆M4螺紋底孔、攻M4螺紋孔。以Φ20H7mm孔的一個(gè)端面和Φ20H7mm孔為基準(zhǔn), Φ6H7mm孔輔助定位,選用Z5125型立式鉆床和專用夾具。
工序9 粗銑、半精銑槽。以Φ20H7mm孔的一個(gè)端面和Φ20H7mm孔為基準(zhǔn), Φ6H7mm孔輔助定位,選用X61W型萬能升降臺(tái)銑床和專用夾具。
工序10 終檢。
(四) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“C1340半自動(dòng)車床杠桿”零件材料為QT45-5,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用機(jī)器造型,金屬模鑄造毛坯.
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,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如下:
1.φ20孔外端面的加工余量(加工余量的計(jì)算成本長度為)
加工余量計(jì)算表如下:
工序
加工尺寸及公差
鑄件毛坯
(φ20二端面尺寸)
粗銑二端面
半精銑床兩端面
精銑床兩端面
加工前尺寸
最大
91
83
81
最小
87
82.4
80.81
加工后尺寸
最大
91
83
81
80
最小
87
82.7
80.81
79.8
加工余量（單邊）
4.5
最大
4.15
1.09
0.6
最小
2
0.7
0.41
加工公差（單邊）
-0.312
-0.1912
-0.212
(1)按照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表12-2，取毛坯的單邊加工余量Z=4.5mm,鑄件尺寸精度等級(jí)為5，固偏差為±1。
（2）精銑余量：單邊為0.5,精銑偏差即零件偏差.
(3)半精銑余量:單邊為Z=1mm，（見《簡明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1-22），加工精度等級(jí)為IT11，所以本工序加工偏差為（入體方向）
（4）粗銑加工余量：分兩次走刀，單邊加工余量為Z=3mm, （《簡明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1-22），加工精度等級(jí)為IT12，所以加工偏差為（入體方向）
2.φ6二孔外端面的加工余量
(1) 按照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表12-2，取毛坯的單邊加工余量Z=3.5mm,鑄件尺寸精度等級(jí)為5，固偏差為±0.5。
(2)半精銑加工余量:單邊為Z=0.7mm見《簡明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1-22），加工精度等級(jí)為IT11，即本工序加工偏差為
（3）粗銑加工余量： 單邊為=3.5-0.7=2.8mm,分兩次走刀，固每次加工余量為Z=/2=1.4mm,加工精度等級(jí)為IT12，所以加工偏差為
加工余量計(jì)算表（零件尺寸）
工序 加工余量（單邊） 工序尺寸
半精銑 0.7mm mm
粗銑（兩次） 2.8mm mm
毛坯 3.5mm mm
3. φ6二孔加工余量，兩內(nèi)孔精度要求為IT7級(jí)，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表13-14，確定工序尺寸及余量為
鉆孔： φ5.8mm
粗鉸： φ5.95mm Z=0.15mm
精鉸： φmm Z=0.05mm
4. φ8孔的加工余量，孔的精度要求為IT7，《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表13-14，確定工序尺寸及余量為
鉆孔： φ7.8mm
粗鉸： φ7.96mm Z=0.16mm
精鉸： φmm Z=0.04mm
5. φ20孔的加工余量，孔的精度要求為IT7，《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表13-14，確定工序尺寸及余量為
毛坯孔： φ18mm
擴(kuò)孔： φ19.8mm Z=1.8mm
粗鉸： φ19.94mm Z=0.14mm
精鉸： φmm Z=0.05mm
6. 槽的加工余量，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表13-14，確定工序尺寸及余量為
粗銑 ： 6mm
半精銑 8mm Z=2mm
(五) 確定切削用量及基本時(shí)
工序1 粗銑，半精銑，精銑Φ20H7mm孔的兩端面。選用機(jī)床：Ｘ61W萬能升降臺(tái)銑床。
1．粗銑Φ20H7mm孔的兩端面
零件材料為球墨鑄鐵QT45-5，故可用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀。查《簡明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（簡稱簡明手冊(cè)）表11-21和表12-22，取銑刀直徑d=125mm，粗齒，z=20齒。
由于粗銑加工單邊余量為3mm，小于5mm，故銑削寬度=3mm。
查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（簡稱工藝手冊(cè)）表11-69可知， =0.06~0.12mm/z, 取=0.1 mm/齒。
查《工藝手冊(cè)》表14-77,取u=38m/min則：
=1000u/dπ=96（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=100r/min,則實(shí)際切削速度
=πd/1000=39.27（r/min）
當(dāng)=100r/min時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= Z=0.1×20×100=200(mm/min)
查機(jī)床說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度=205mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
= /Z=0.1025(mm/Z)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長度L1=1.7mm,超出長度L2=3 mm。于是行程長度為L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（32＋1.7＋3）/205=0.18(min)
2 半精銑φ20H7mm孔的端面
選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀，細(xì)齒，d=125mm,z=20齒。
由于加工余量1mm，經(jīng)查手冊(cè)，只需一次半精銑，故銑削寬度=1mm
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U=45m/min,則
=1000u/πd=114.6(r/min)
根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表3.29,取主軸轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度
Uc=πd/1000=49(m/min)
當(dāng)=125r/min時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量為
=fz=1=0.08×20×125=200(mm/min)
查機(jī)床使用說明書,取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=205 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為
f= /z=205/(20×125)=0.082(mm/z)
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)
= （L0＋L1＋L2）/=（32+1.7+3）/205=0.18(min)
3.精銑φ20H7mm孔的端面
選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀，細(xì)齒，d=125mm,z=20齒。
由于加工余量為0.5mm，只需一次精銑，故銑削寬度=0.5mm。
查《工藝手冊(cè)》表14-69，f=0.06∽0.12mm/齒,取f=0.06mm/齒。
查《工藝手冊(cè)》表14-77，取切削速度U=54m/min,則
=1000U/πd=137(r/min)
按機(jī)床使用說明書，取主軸轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度
Uc=πd/1000=49(m/min)
當(dāng)=125r/min時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量為
=fz=0.06×20×125=150(mm/min)
查機(jī)床說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度為=166 mm/min,則進(jìn)給量為
f= / z=166/(20×125)=0.066(mm/z)
切削工時(shí)：由工步1可知，刀具行程為L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)
= （L0＋L1＋L2）/=0.22(min)
工序2：鉆R3mm圓弧油槽，擴(kuò)φ20H7mm孔.選用Z5125立式鉆床。
1. 鉆R3mm圓弧油槽,選高速鋼長麻花鉆,d=6mm.
單邊切削深度a=d/2=6/2=3mm。
查《簡明手冊(cè)》表11-10，f=0.18∽0.22mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.22mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,則
n=1000u/πd=1000×12/(π×6)=636.61(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：
U=πd n/1000=π×6×680/1000=12.82(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=2.4mm,L2=1.0mm,則鉆R3mm圓弧油孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=(L+L1+L2)/f n=(80+2.4+1.0)/(0.22×680)=0.557(min)
2. 擴(kuò)Φ19.8mm孔,選用高速鋼擴(kuò)鉆,d=19.8mm.
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∽1.8)f鉆
U=(1/2 ∽1/3)U鉆
式中, f鉆、U鉆----加工實(shí)心孔的切削用量.
現(xiàn)已知
f鉆=0.5mm/r 《簡明手冊(cè)》
U鉆=0.35m/s=21m/min 《簡明手冊(cè)》
并令
f=1.5f鉆=1.5×0.5=0.75 (mm/r)
U=0.4U鉆=0.4×21=8.4 (mm/min)
n=1000u/πd=1000×8.4/(π×19.8)=135.04(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：
U=πd n/1000=π×19.8×140/1000=8.71(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Φ19.8mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=(L+L1+L2)/f n=(80+11.5+3)/(0.81×140)=0.83(min)
工序3: 粗鉸、 精鉸Φ20H7mm孔,锪Φ20H7mm孔兩端倒角1×45°。選用Z5125立式鉆床。
1.粗鉸Φ19.94mm兩孔，選用硬質(zhì)合金鉸刀,d=19.94mm。
單邊切削深度a=Z/2=0.14/2=0.07mm。
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)
按機(jī)床使用說明書取n=680r/min,所以實(shí)際切削速度為：
U=πd n/1000=π×19.94×680/1000=42.60(m/min)
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)
2.精鉸Φ20H7mm的孔，選用硬質(zhì)合金鉸刀,d=20H7mm。
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/(π×20)=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：
U=πd n/1000=π×20×960/1000=60.3(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1.05mm,L2=22mm,則精鉸Φ20H7mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=(L+L1+L2)/f n=(80+1.05+22)/(1.0×960)=0.107(min)
3.锪Φ20H7mm孔兩端倒角1×45°,選用Z5125立式鉆床，90°錐面锪鉆,d=25mm。
查《工藝手冊(cè)》表14-48，f=0.10∽0.15mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.13mm/r.
為了縮短輔助時(shí)間，取锪沉頭孔的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同，即n=960r/min。
工序4： 粗銑，半精銑，精銑Φ6H7mm孔的四個(gè)端面。選用機(jī)床：Ｘ61W萬能升降臺(tái)銑床。
1．粗銑Φ6H7mm孔的四個(gè)端面
查《簡明手冊(cè)》表11-21和表12-22，選用硬質(zhì)合金圓柱銑刀，取銑刀直徑d=40mm，Z=6，粗齒。
由于粗銑加工單邊余量為2.8mm，小于5mm，故銑削寬度=2.8mm
查《工藝手冊(cè)》表11-69可知， =0.08~0.12mm/z, 取=0.08 mm/齒。
查《簡明手冊(cè)》表11-28,U=0.75∽1.5m/s，取u=0.75m/s=45m/min,則
=1000u/dπ=1000×45/(40×π)=358.1（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=380r/min,則實(shí)際切削速度
=πd/1000=47.75（r/min）
當(dāng)=380 r/min時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= Z=0.08π6×380=182.4(mm/min)
查機(jī)床使用說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度=205mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
= /Z=205/（6×380）=0.09(mm/Z)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長度L1=10.5mm,超出長度L2=2mm。于是行程長度為L0＋L1＋L2，則粗銑四個(gè)端面的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= 4（L0＋L1＋L2）/= 4×（20＋10.5＋2）/205=0.64(min)
2．半精銑Φ6H7mm孔的四個(gè)端面
查《簡明手冊(cè)》表11-21和表12-22，選用硬質(zhì)合金圓柱銑刀，取銑刀直徑d=40mm，Z=8，細(xì)齒。
由于半精銑加工單邊余量為0.7mm，故銑削寬度=0.7mm
查《工藝手冊(cè)》表11-69可知，f =1.0~1.6mm/r, 取f=1.0mm/r。
查《簡明手冊(cè)》表11-28,U=0.75∽1.5m/s，取u=1m/s=60m/min,則
=1000u/dπ=1000×60/(40×π)=477.46（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=490r/min,則實(shí)際切削速度
=πd/1000=61.58（r/min）
當(dāng)=490r/min時(shí)，刀具每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= f=1.0×380=490(mm/min)
查機(jī)床使用說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度=510mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
f= /=510/490=1.04(mm/r)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長度L1=10.5mm,超出長度L2=2mm。于是行程長度為L0＋L1＋L2，則粗銑四個(gè)端面的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= 4（L0＋L1＋L2）/= 4×（20＋10.5＋2）/510=0.26(min)
工序5：鉆、粗鉸、精鉸Φ6H7mm兩孔。選用Z5125立式鉆床。
1.鉆d=Φ5.8mm兩孔，選用高速鋼麻花鉆,d=5.8mm。
單邊切削深度a=d/2=5.8/2=2.9mm。
查《簡明手冊(cè)》表11-10，f=0.18∽0.22mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.22mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,則
n=1000u/πd=1000×12/(π×5.8)=658.6(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：
U=πd n/1000=π×5.8×680/1000=12.39(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=2.4mm,L2=1.0mm,則鉆Φ5.8mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2×(L+L1+L2)/f n=2×(12+2.4+1.0)/(0.22×680)=0.21(min)
2.粗鉸Φ5.95mm的兩孔，選用高速鋼鉸刀,d=5.95mm。
單邊切削深度a=z/2=0.15/2=0.075mm。
查《簡明手冊(cè)》，按機(jī)床使用說明書取f=0.81mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-19，取U=0.173m/s=10.38m/min,則
n=1000u/πd=1000×10.38/(π×5.95)=555.3(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：
U=πd n/1000=π×5.95×545/1000=10.19(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1.075mm,L2=11mm,則粗鉸Φ6H7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2(L+L1+L2)/f n=2×(12+1.075+11)/(0.81×545)=0.11(min)
3.精鉸Φ6H7mm的兩孔，選用高速鋼鉸刀,d=6H7mm。
單邊切削深度a=z/2=0.05/2=0.025mm。
查《工藝手冊(cè)》，按機(jī)床使用說明書取f=0.81mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-19，取U=0.22m/s=13.2m/min,則
n=1000u/πd=1000×13.2/(π×6)=700(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：
U=πd n/1000=π×6×680/1000=12.8(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1.025mm,L2=11mm,則精鉸Φ6H7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2(L+L1+L2)/f n=2×(12+1.025+11)/(0.81×680)=0.087(min)
工序6: 鉆、粗鉸、精鉸Φ6H7mm及Φ8H7孔。選用Z5125立式鉆床。
1.鉆d=Φ7.8mm兩孔，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《簡明手冊(cè)》表11-10，f=0.22∽0.26mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.22mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,則
n=1000u/πd=1000×12/(π×7.8)=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：
U=πd n/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Φ7.8mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2×(L+L1+L2)/f n=2×(11+3.4+1.0)/(0.22×545)=0.27(min)
2.粗鉸Φ7.96mm的兩孔，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《簡明手冊(cè)》，按機(jī)床試用說明書取f=0.81mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-19，取U=0.22m/s=13.2m/min,則
n=1000u/πd=1000×13.2/(π×7.96)=527.85(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：
U=πd n/1000=π×7.96×545/1000=13.63(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=1.08mm,L2=11mm,則粗鉸Φ8H7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2(L+L1+L2)/f n=2×(11+1.08+11)/(0.81×545)=0.105(min)
3.精鉸Φ8H7mm的兩孔，選用高速鋼鉸刀,d=8H7mm。
單邊切削深度a=z/2=0.04/2=0.02mm。
查《簡明手冊(cè)》，按機(jī)床試用說明書取f=0.81mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-19，取U=0.278m/s=16.68m/min,則
n=1000u/πd=1000×16.68/(π×8)=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：
U=πd n/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=11mm,則精鉸Φ8H7mm兩孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=2(L+L1+L2)/f n=2×(11+1.02+11)/(0.81×680)=0.084(min)
工序7：鉆Φ4mm油孔，锪Φ8mm圓錐沉頭孔。選用Z5125立式鉆床與專用夾具。
1.鉆Φ4mm的油孔，選用高速鋼麻花鉆,d=4mm。
單邊切削深度a=d/2=4/2=2mm。
查《簡明手冊(cè)》表11-10，f=0.08∽0.13mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.13mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,則
n=1000u/πd=1000×12/(π×4)=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：
U=πd n/1000=π×4×960/1000=12.06(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=2mm,L2=1.0mm,則鉆Φ4mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=(L+L1+L2)/f n=(7+2+1.0)/(0.13×960)=0.08(min)
2.锪Φ8mm圓錐沉頭孔，選用錐面锪鉆,d=10mm。
查《工藝手冊(cè)》表14-48，f=0.10∽0.15mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.13mm/r.
為了縮短輔助時(shí)間，取锪沉頭孔的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同，即n=960r/min。
工序8：鉆M4mm螺紋底孔，攻M4mm螺紋孔。選用Z5125立式鉆床與專用夾具。
1.鉆M4mm的螺紋底孔Φ3mm，選用高速鋼麻花鉆,d=3mm。
單邊切削深度a=d/2=3/2=1.5mm。
查《簡明手冊(cè)》表11-10，f=0.08∽0.13mm/r,按機(jī)床試用說明書取f=0.1mm/r.
查《簡明手冊(cè)》表11-12，取U=0.15m/s=9m/min,則
n=1000u/πd=1000×9/(π×3)=955(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：
U=πd n/1000=π×3×960/1000=9.05(m/min)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》得L1=2mm,L2=1.0mm,則鉆Φ4mm孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=(L+L1+L2)/f n=(7+2+1.0)/(0.1×960)=0.09(min)
2.攻M4mm的螺紋底孔。
查《工藝手冊(cè)》表11-49，選用M4絲錐，螺距P=0.7mm，則進(jìn)給量f=0.7mm/r。
查《工藝手冊(cè)》表11-94，取U=6.8m/min,則
n=1000u/πd=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：
U=πd n/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M4mm螺紋孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
T=(L+L1+L2)/f n=(6+2+1.4)/(0.7×490)=0.055(min)
工序9： 粗銑，半精銑槽。選用機(jī)床：Ｘ61W萬能升降臺(tái)銑床。
1．粗銑槽，選用高速鋼直齒三面刃銑刀，直徑d=100mm，寬度為7mm，Z=20，粗齒。
查《工藝手冊(cè)》表11-69可知， =0.06~0.12mm/z, 取=0.08mm/齒。
查《工藝手冊(cè)》表14-77,取u=38m/min則：
=1000u/dπ=1000×38/（100×π）=120.9（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表3.29，取主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度
=πd/1000=（π×100×125）/1000=39.27（r/min）
當(dāng)=125r/min時(shí)，每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
= Z=0.08×20×125=200(mm/min)
查機(jī)床說明書，取實(shí)際進(jìn)給速度=205mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量
= /Z=205/（20×125）=0.082(mm/Z)
切削工時(shí)：查《工藝手冊(cè)》表15-14，切入長度L1=37.4mm,超出長度L2=3.0 mm。于是行程長度為L0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（22.88＋37.4＋3.0）/205=0.31(min)
2． 半精銑槽，選用高速鋼直齒三面刃銑刀，直徑d=100mm，寬度為8mm，Z=20，細(xì)齒。
精銑的單邊切削寬度a=0.5mm.
查《工藝手冊(cè)》表14-69，f=0.06∽0.12mm/齒,取f=0.06mm/z
查《工藝手冊(cè)》表14-77，取U=45m/min,則
=1000U/πd=1000×45/（π×100）=143(r/min)
根據(jù)機(jī)床使用說明書,查表3.29,取主軸轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度
Uc=πd/1000=39(m/min)
當(dāng)=125r/min時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量為
=fz=1=0.06×125×20=150(mm/min)
查機(jī)床使用說明書,取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=166 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為
f= /z=166/(20×125)=0.0664(mm/z)
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)
= L0＋L1＋L2/=（22.8+37.4+3.0）/166=0.39(min)
三、夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)教師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)銑槽專用夾具。本夾具將用于X61W萬能升降臺(tái)銑床，刀具為高速鋼三面刃銑刀。
(一) 問題的提出
本夾具主要用來銑槽，該工序要保證槽的兩側(cè)面關(guān)于中心線對(duì)稱度，因此夾具設(shè)計(jì)要能保證槽兩側(cè)面的對(duì)稱度要求，另外還需考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
(二) 夾具設(shè)計(jì)
1. 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是Ф20孔的一端面，且此工序之前Ф20孔和Ф8孔已加工好，所以可用典型的一面兩銷定位，以槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工藝基準(zhǔn)，做到了基準(zhǔn)統(tǒng)一。
2. 切削力及夾緊力計(jì)算
刀具：高速鋼三面刃銑刀，Ф100mm, Z=20
F=9.81BZ
=52 B=6 D=100 =0.08 t=1.5 =
F=9.81×52××××6×20×1.996=845.52N
銑削力產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩M=F×L=845.52×0.06=50.73N.m
由摩擦力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩=f(R+r)
所以需要夾緊力為：
=50.73/[0.25×(0.016+0.010)]=7804.62N
由《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-24查的M24螺栓的夾緊力為19070N，遠(yuǎn)大于所需夾緊力7804.62N故此夾具可安全工作。
3. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
在夾具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率.因此,一般情況下應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不用手動(dòng)夾緊,因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑.但在本工道工序中,采用手動(dòng)夾緊的夾具的設(shè)計(jì)比較簡單,制造成本也不高,而機(jī)動(dòng)夾緊雖然可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,但是夾具的設(shè)計(jì)相對(duì)過于復(fù)雜,制造成本較高,所以本道工序采用手動(dòng)夾緊。
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)，同時(shí)夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置,以利于銑削加工。
銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖1、2。
四、總結(jié)
本次課程設(shè)計(jì)使我感受到了要做一名優(yōu)秀的工藝設(shè)計(jì)師不是一件容易的事，這需要我們把學(xué)到的各門知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系起來。經(jīng)歷了此次課程設(shè)計(jì)，我明白了首先要從全局著手，否則會(huì)弄得顧此失彼，辛辛苦苦做得方案到最后一步時(shí)才發(fā)現(xiàn)不合理于是又得從頭開始。這次設(shè)計(jì)課也鍛煉了我的查表的能力，因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)計(jì)過程幾乎是一個(gè)查表的過程，總之不查表就無設(shè)計(jì)可言，因此每天就得翻閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè)，這為我將來的工作打下了基礎(chǔ)。天氣變得寒冷起來為了能趕的上進(jìn)度所以每天要堅(jiān)持工作，這在無形中鍛煉了我的吃苦精神?？傊@次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺。
五、參考文獻(xiàn)
1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，趙家齊編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10
2. 清華大學(xué)，王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué)第2版.機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
3. 蔡安江、張麗等主編.機(jī)械工程生產(chǎn)實(shí)習(xí).機(jī)械工業(yè)出版社，2005.3
4. 張偉萍主編.機(jī)械制造工藝與裝備第二版。中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007
5. 上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。機(jī)械工業(yè)出版社，1984.12
6. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編。機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994
7. 艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994
8. 廖念釗等編著.互換性與技術(shù)測量第五版.北京：中國計(jì)量出版社，2007.6
9. 趙如福主編.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第三版.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990.10
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