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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
杠桿（CA1340自動(dòng)車(chē)床）零件
及夾具說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)者：李幸福
學(xué)院：機(jī)械學(xué)院
班級(jí)：機(jī)自0606班
學(xué)號(hào)：0401060625
完成時(shí)間：2009年6月
目 錄
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）制定工藝路線(xiàn) ………………………………………… 4
（三） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ……… 4
（四）確定主要切削用量及基本工時(shí) ………………………… 6
三、夾具設(shè)計(jì) ………………………………………………………… 15
（一）問(wèn)題的提出 ……………………………………………… 15
（二）夾具設(shè)計(jì) ………………………………………………… 15
（三）夾具優(yōu)缺點(diǎn)分析 ………………………………………… 16
四、小結(jié) ……………………………………………………………… 17
五、參考文獻(xiàn) ………………………………………………………… 18
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(chē)床上的杠桿（見(jiàn)附圖），它位于自動(dòng)車(chē)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
杠桿共有四組加工表面，現(xiàn)分述如下：
1．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；尺寸為Φ35mm且與孔Φ20H7mm相垂直的兩個(gè)平面，粗糙度為Ra3.2；R2*1.5mm深，55mm長(zhǎng)的油槽；Φ3沉孔60°深3mm的孔。
2．以Φ10mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：一個(gè)Φ10mm的孔及M10深18的螺紋；Φ20且與Φ10mm孔相垂直的凸臺(tái)面，粗糙度為RaΦ4mm6.3。
3．以Φ8H7mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：一個(gè)Φ8H7mm的孔，Ra1.6；一個(gè)Ra6.3的槽和一個(gè)M4mm的螺紋孔，二者皆與Φ8H7mm孔垂直。
4．以Φ8H8mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：一個(gè)Φ8H8mm，深18mm的孔；與之垂直的一個(gè)M5的螺紋孔和Φ20的平面，粗糙度Ra6.3。
由以上分析可知，對(duì)于這四組加工表面而言，可以先加工一面一孔，以它們?yōu)榫珳?zhǔn)加工其它表面。另外，該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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QT50-1.5?？紤]到零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，在工作過(guò)程中受力不大及沒(méi)有經(jīng)常承受交變載荷，因此，應(yīng)該選用鑄件。由于零件應(yīng)該達(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）制定工藝路線(xiàn)
制定工藝路線(xiàn)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(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工作集中來(lái)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。
工藝路線(xiàn)方案：
工序1 去應(yīng)力退火。
工序2 粗銑，半精銑Φ35右端面。選用X52K立式銑床和專(zhuān)用夾具。
工序3 粗銑，半精銑Φ35左端面。選用X52K立式銑床和專(zhuān)用夾具。
工序4 粗銑，半精銑Φ20凸臺(tái)面。選用X52K立式銑床和專(zhuān)用夾具。
工序5 粗銑，半精銑杠桿尾部槽。選用X52K立式銑床和專(zhuān)用夾具。
工序6 擴(kuò)，粗鉸，精鉸Φ20孔。選用Z550立式鉆床和專(zhuān)用夾具。
工序7 锪Φ20孔倒角。選用Z550立式鉆床和專(zhuān)用夾具。
工序8 銑R5圓角。選用X52K立式銑床和專(zhuān)用夾具。
工序9 銑R2油槽。選用X52K立式銑床和專(zhuān)用夾具。
工序10 鉆，粗鉸，精鉸Φ8孔。選用Z550立式鉆床和專(zhuān)用夾具。
工序11 鉆Φ20，Φ10，Φ5，Φ4，Φ3孔。選用Z550立式鉆床和專(zhuān)用夾具。
工序12 M10，M5，M4孔攻絲。選用Z550立式鉆床和專(zhuān)用夾具。
工序13 去毛刺。在鉗工臺(tái)完成。
工序14 終檢。
(三)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(chē)床杠桿”零件材料為QT50-1.5,生產(chǎn)類(lèi)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(zhǎng)度為66)
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66)
粗銑二端面
半精銑兩端面
加工前尺寸
最大
70
68
最小
68
66
加工后尺寸
最大
70
68
66
最小
68
66
66
加工余量（單邊）
2
最大
1
0.5
最小
1
0.5
(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=2mm,鑄件尺寸精度等級(jí)為5，固偏差為±1。
(2)半精銑余量:單邊為Z=0.5mm，（見(jiàn)《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1-22），加工精度等級(jí)為IT11。
(3)粗銑加工余量：分兩次走刀，單邊加工余量為Z=1.5mm, （《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1-22），加工精度等級(jí)為IT12。
2. M10螺紋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=2mm,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=0.5mm見(jiàn)《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1-22），加工精度等級(jí)為IT11。
(3) 粗銑加工余量： 單邊為 =2-0.5=1.5mm,分兩次走刀，固每次加工量為Z= /2=0.75mm,加工精度等級(jí)為IT12。
加工余量計(jì)算表（零件尺寸28）
工序 加工余量（單邊） 工序尺寸
半精銑 0.5mm 28mm
粗銑（兩次） 1.5mm 30mm
毛坯 2.0mm 32mm
3. 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
4. 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
5. 槽R2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 1mm
半精銑 2mm Z=0.5mm
6. φ8孔的加工余量，孔的精度要求為IT8，《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 φ8.2mm
7. 尾部槽的加工余量，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 4mm
半精銑 6mm Z=15mm
(四)確定主要切削用量及基本工時(shí)
工序2，3 粗銑，半精銑Φ35兩端面。選用機(jī)床：X52K立式銑床。
1．粗銑Φ35孔的右端面
零件材料為球墨鑄鐵QT50-1.5，故可用高速鋼直齒三面刃圓盤(pán)銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)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2mm，小于5mm，故銑削寬度=2mm。
查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱(chēng)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(shuō)明書(shū)，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(shuō)明書(shū)，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(zhǎng)度L1=1.7mm,超出長(zhǎng)度L2=3 mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（35＋1.7＋3）/205=0.19(min)
2．半精銑φ35孔兩端面
選用高速鋼直齒三面刃圓盤(pán)銑刀，細(xì)齒，d=125mm,z=20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=0.5mm
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(shuō)明書(shū),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=0.08×20×125=200(mm/min)
查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū),取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=205 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為
= /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L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
= （L0＋L1＋L2）/=（35+1.7+3）/205=0.19(min)
工序4 粗銑，半精銑Φ20凸臺(tái)面。選用機(jī)床：X52K立式銑床。
1．粗銑Φ20凸臺(tái)面
零件材料為球墨鑄鐵QT50-1.5，故可用高速鋼直齒三面刃圓盤(pán)銑刀。查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)明手冊(cè)）表11-21和表12-22，取銑刀直徑d=120mm，粗齒，z=20齒。
由于粗銑加工單邊余量為1.5mm，小于5mm，故銑削寬度=1.5mm。
查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱(chēng)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=100（r/min）
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，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=37.68（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(shuō)明書(shū)，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(zhǎng)度L1=1.5mm,超出長(zhǎng)度L2=2 mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（20＋1.5＋2）/205=0.12(min)
2．半精銑φ20凸臺(tái)面
選用高速鋼直齒三面刃圓盤(pán)銑刀，細(xì)齒，d=120mm,z=20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=0.5mm。
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=119.4(r/min)
根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū),查表3.29,取主軸轉(zhuǎn)速=125r/min,則實(shí)際切削速度
Uc=πd/1000=47.1(m/min)
當(dāng)=125r/min時(shí),工作合每分鐘進(jìn)給量為
=fz=0.08×20×125=200(mm/min)
查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū),取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=205 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為
= /z=205/(20×120)=0.085(mm/z)
切削工時(shí):由粗銑加工可知,刀具行程為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)
= （L0＋L1＋L2）/=（20＋1.5＋2）/205=0.12(min)
工序5 粗銑，半精銑杠桿尾部槽。選用機(jī)床：X52K立式銑床。
1．粗銑杠桿尾部槽
零件材料為球墨鑄鐵QT50-1.5，選用高速鋼直齒三面刃銑刀，直徑d=100mm，寬度為8mm，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(shuō)明書(shū)，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(shuō)明書(shū)，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(zhǎng)度L1=1.5mm,超出長(zhǎng)度L2=3.0mm。于是行程長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
Tm= （L0＋L1＋L2）/=（26＋1.5＋3.0）/205=0.15(min)
2． 半精銑杠桿尾部槽
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。
半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(shuō)明書(shū),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(shuō)明書(shū),取刀具實(shí)際進(jìn)給速度為=166 mm/min,則實(shí)際進(jìn)給量為
= /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L(zhǎng)0＋L1＋L2，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
= L0＋L1＋L2/=（26＋1.5＋3.0）/205=0.15(min)
工序6 擴(kuò)，粗鉸，精鉸Φ20孔。選用機(jī)床：Z550立式鉆床。
1. 擴(kuò)Φ20孔
選用高速鋼擴(kuò)鉆,d=20mm.，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(jiǎn)明手冊(cè)》
U鉆=0.35m/s=21m/min 《簡(jiǎn)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×20)=133.76(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取n=140r/min,所以實(shí)際切削速度為
U=πd n/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Φ20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Φ19.94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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)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Φ19.94孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T=(L+L1+L2)/f n=(66+1.10+22)/(1×680)=0.139(min)
3. 精鉸Φ20H7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(shuō)明書(shū)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(shuō)明書(shū)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=(66+1.05+22)/(1.0×960)=0.093(min)
工序7 锪Φ20孔倒角。選用機(jī)床：Z550立式鉆床。
1. 锪Φ20H7mm孔兩端倒角1×45°
選用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(shuō)明書(shū)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9 銑R2油槽。選用機(jī)床：X52K立式銑床。
1. 銑R2油槽
選用圓頭銑刀，d=4mm。切削深度a=d/2=4/2=2mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表11-10，f=0.08∽0.13mm/r,按機(jī)床試用說(shuō)明書(shū)取f=0.13mm/r。
查《簡(jiǎn)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(shuō)明書(shū)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,則銑R2槽的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T=(L+L1+L2)/f n=(55+2+1.0)/(0.13×960)=0.46(min)
工序10 鉆，粗鉸，精鉸Φ8H7孔。選用機(jī)床：Z550立式鉆床。
1. 鉆Φ7.8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11-10，f=0.22∽0.26mm/r,按機(jī)床試用說(shuō)明書(shū)取f=0.22mm/r。
查《簡(jiǎn)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(shuō)明書(shū)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Φ7.8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)
2. 粗鉸Φ7.96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)床試用說(shuō)明書(shū)取f=0.81mm/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/(π×7.96)=527.85(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)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Φ8H7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Φ8H7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(jiǎn)明手冊(cè)》，按機(jī)床試用說(shuō)明書(shū)取f=0.81mm/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/(π×8)=663.68(r/min)
按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)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×(30+1.02+11)/(0.81×680)=0.153(min)
工序11 鉆Φ20，Φ10，Φ5，Φ4，Φ3孔。選用機(jī)床：Z550立式鉆床。
以M4螺紋底孔Φ3為例
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(jiǎn)明手冊(cè)》表11-10，f=0.08∽0.13mm/r,按機(jī)床試用說(shuō)明書(shū)取f=0.1mm/r。
查《簡(jiǎn)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(shuō)明書(shū)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Φ3孔的機(jī)動(dòng)工時(shí)為
T=(L+L1+L2)/f n=(8+2+1.0)/(0.1×960)=0.115(min)
工序12 M10，M5，M4孔攻絲。選用機(jī)床：Z550立式鉆床。
以攻M4mm的螺紋底孔為例
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(shuō)明書(shū)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=(8+2+1.4)/(0.7×490)=0.033(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(zhuān)用夾具。
經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)教師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)鉆Φ3孔專(zhuān)用夾具。本夾具將用于Z550立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。
(一) 問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)鉆孔，該工序要保證Φ3孔中心線(xiàn)與Φ20孔中心線(xiàn)之間的夾角為45°，因此夾具設(shè)計(jì)要能保證角度要求，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Φ3孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是Ф20孔的中心線(xiàn)，且此工序之前Ф20孔已加工好，所以可用長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)小端面定位，以孔的設(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
刀具為高速鋼麻花鉆，d=3mm。
F=9.81BZ
=52 B=6 D=3 =0.08 t=1.5 =
F=9.81×52××××6×20×1.996=16910.4N
切削力產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩M=F×L=16910.4×0.06=1014.62N.m
由摩擦力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩=f(R+r)
所以需要夾緊力為
=1014.62/[0.25×(0.016+0.010)]=15048.3N
由《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-24查的M20螺栓的夾緊力為19070N，大于所需夾緊力15048.3N故此夾具可安全工作。
3．夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)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(jiǎn)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(guò)于復(fù)雜,制造成本較高,所以本道工序采用手動(dòng)夾緊。
(三) 夾具優(yōu)缺點(diǎn)分析
優(yōu)點(diǎn)：在結(jié)構(gòu)方面：該夾具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主體部分采用三角形設(shè)計(jì)，既滿(mǎn)足加工孔所需的角度要求，又能實(shí)現(xiàn)良好的穩(wěn)定性與剛度。
在定位方面：該零件需完全定位，該夾具采用長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)小端面和菱形削邊銷(xiāo)定位，前者限制5個(gè)自由度，后者限制1個(gè)自由度，共限制6個(gè)自由度，無(wú)過(guò)定位與欠定位，良好地滿(mǎn)足了定位要求。
在工藝性方面：該夾具上裝有對(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)。
缺點(diǎn)：首先：在鉆模套支架部分我認(rèn)為剛度不夠，但是考慮到夾具體重量體積，暫時(shí)我還沒(méi)想到改進(jìn)的辦法。
另外：該夾具還可以改進(jìn)，觀察整個(gè)零件,僅有這一個(gè)孔是非水平非豎直方向的，而僅為這一個(gè)孔設(shè)計(jì)夾具，考慮到國(guó)產(chǎn)車(chē)床的價(jià)格，在經(jīng)濟(jì)性方面顯然比較差強(qiáng)人意，而在設(shè)計(jì)過(guò)程中我的設(shè)想是三角形結(jié)構(gòu)都是活動(dòng)的，由鉸鏈連接，在不需要加工此孔時(shí)可以在豎直方向或水平方向上裝夾，這樣就可以一個(gè)夾具當(dāng)做幾個(gè)夾具用，在經(jīng)濟(jì)性和方便快捷性上就有所提高。當(dāng)然這只是我不成熟的設(shè)想，在實(shí)用性方面還欠缺很多經(jīng)驗(yàn)。
零件圖
部分工序卡
均見(jiàn)附圖
夾具體零件圖
夾具與零件裝配圖
四、小結(jié)
本次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)任務(wù)是：設(shè)計(jì)杠桿（CA1340自動(dòng)車(chē)床）的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備。
本次的設(shè)計(jì)比以前的設(shè)計(jì)更接近現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的零件是現(xiàn)實(shí)中存在并且已經(jīng)在使用的，這對(duì)我的各方面的知識(shí)的掌握和融匯都有了更高的要求。做設(shè)計(jì)的這幾天是考試之后，放暑假之前，天氣最熱的時(shí)候，每天辛苦的設(shè)計(jì)，讓我體會(huì)到了做一名機(jī)械工藝設(shè)計(jì)師的辛苦。開(kāi)始幾天每天做的最多的事就是對(duì)著零件圖想工藝流程和夾具結(jié)構(gòu)，后來(lái)進(jìn)入設(shè)計(jì)階段每天做的最多的事就是查各種資料表格，計(jì)算各個(gè)數(shù)值。本設(shè)計(jì)幾乎囊括了所有我上大學(xué)以來(lái)學(xué)到的機(jī)械方面的知識(shí)，并且注重知識(shí)的融會(huì)貫通和靈活運(yùn)用，最終目的是培養(yǎng)能力。
通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我感覺(jué)我查閱資料的能力增長(zhǎng)了，因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)計(jì)就是一個(gè)查表的過(guò)程，無(wú)查表不設(shè)計(jì)，在我經(jīng)驗(yàn)還沒(méi)到那種程度時(shí)，查表都是我主要要做的事，這為我以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至進(jìn)入工作崗位打下基礎(chǔ)。另外，與人溝通合作的能力也有所增長(zhǎng)，當(dāng)個(gè)人的能力無(wú)法解決時(shí)，團(tuán)隊(duì)的力量便體現(xiàn)了出來(lái)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到難題都會(huì)跟其他同學(xué)探討交流，大家共同進(jìn)步，這在今后的工作乃至人生中都是需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)的東西。最后，本次設(shè)計(jì)也培養(yǎng)了我的吃苦耐勞精神，同樣為以后的學(xué)習(xí)工作生活打下基礎(chǔ)。
總之，這次設(shè)計(jì)使我受益匪淺。
同時(shí)，我也認(rèn)識(shí)到了在某些知識(shí)上的漏洞和不足，這將鞭策我今后更加努力地投入到學(xué)習(xí)中，學(xué)海無(wú)涯，不管今后是讀研還是走上工作崗位，都要繼續(xù)學(xué)習(xí)知識(shí)，不斷充實(shí)自己。
由于所學(xué)知識(shí)和能力有限，設(shè)計(jì)還有很多稚嫩和不足之處，請(qǐng)各位老師多多提點(diǎn)指正。
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