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序 言 機械制造工藝學(xué)設(shè)計是我們學(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)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的位置。 就我自己而言，我想通過本次的課程設(shè)計能使我的專業(yè)知識有進一步的提升。通過本次課程設(shè)計： 1、通過課程設(shè)計，使我加深對所學(xué)理論的理解。 2、培養(yǎng)從事實際工作的方法和步驟(如優(yōu)選設(shè)計方案、編制設(shè)計說明書、列出計算過程和結(jié)果，并進行討論和分析等)。 3、進一步提高利用技術(shù)資料、運算和繪圖的能力;增強學(xué)生運用計算機的能力及外語的能力。 4、培養(yǎng)實事求是、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和刻苦鉆研不斷創(chuàng)新的精神。 5、鞏固所學(xué)到的理論知識，提高解決工程實際問題的能力。 對于我們即將畢業(yè)的工科學(xué)生來說，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為振興我國的機械行業(yè)，為了中華民族的偉大復(fù)興打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，在設(shè)計中尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 - 2 - 一、零 件 的 分 析 （一）零件的作用 題目所給定的零件是拖拉機變速箱中的倒檔撥叉，它位于倒檔撥叉桿上，主要作用一是通過倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動倒檔同步器，改變齒輪的嚙合方向，實現(xiàn)拖拉機的倒行；二是在倒檔撥叉上有一個配合槽，與其他零件配合裝配，在撥叉轉(zhuǎn)動時帶動其運動。零件上?19.1mm的孔，裝配在倒檔撥叉桿上，用螺釘固定保證撥叉和撥叉桿的相對位置。寬19.3mm深17mm的槽與其他零件相配合，半圓形叉口撥動同步器。 （二）零件的工藝分析 從倒檔撥叉的零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下： 1. 以?19.1mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個的?19.1mm孔以及對其倒角，寬19.3mm深 17mm的槽口，在?19.1mm孔所在的輪轂上鉆兩個孔并攻絲，規(guī)格為M12，用來做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用。 2. 叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的側(cè)面，銑叉口內(nèi)圓面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為R48mm。 這兩組加工面之間有一定的位置要求： （1）R48mm叉口對?19.1mm孔的軸心線及19.3mm槽口中心線位置公差?0.5mm。 （2）叉口側(cè)面和螺紋孔中心線的位置要求是46.4±0.25。 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具進行另一組表面的加工，并保證他們之間的位置精度要求。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 46.4±0.2549.5锪孔?13.5×902-M12×1R48±0.188.9133.8YX203719.3JS11?19.1JS11 圖.1 “拖拉機倒擋撥叉”零件工藝分析示意圖 二、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為QT500-5，考慮到拖拉機運行時經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件年產(chǎn)量為4000件，已達到成批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 - 3 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 - 4 - （二）毛坯設(shè)計 拖拉機的倒檔撥叉零件材料為 QT500-5，硬度選用260HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機械翻砂造型，2級精度組。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設(shè)計如下： 1. ?19.1mm的孔 為了便于加工，在毛坯的設(shè)計時，可以設(shè)計底孔。根據(jù)常用刀具的規(guī)格和合理的切削用量，可以鑄出?10mm的底孔。這樣加工這個孔到規(guī)定的尺寸，可以分為以下步驟： 2. 叉口側(cè)面 該兩側(cè)面分別進行一次粗、精銑。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知，毛坯的叉口厚度定為10mm，符合要求。 3. 叉口內(nèi)圓面 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為R48mm，叉口精度要求不是很高，可以進行一 次精加工。所以其加工余量不宜取得過大，但為了能保證其加工精度，而進行一次精銑，所以在毛坯鑄造時給出2mm的加工余量。 4. 銑槽 槽寬為19.3mm,深為17mm,查資料知，砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公 差等級為8~10級，加工余量等級為G。取尺寸公差等級為9級，在鑄造時留出2mm的加工余量，均滿足加工要求。 5. 鉆孔、攻絲 在?19.1mm的孔處鉆孔，攻絲，锪孔。 在此處，因為加工的螺紋孔不是很大，所以可以不必留鑄造底孔。 因其它表面均為不加工表面，而且砂型機器造型鑄造鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖.2 “拖拉機倒擋撥叉”零件毛坯簡圖。哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 。15.32.525821.2255450.725AAR44±0.1R50.5R5716R99415525560?10133.821R258555.57193.830R8?3448R344830?50372288.92210±0.2 圖.2 “拖拉機倒擋撥叉”零件毛坯簡圖 （三）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，拖拉機倒檔撥叉較不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證?19.1mm孔的位置精度的要求，選擇叉口內(nèi)圓面和叉口側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及?19.1mm孔軸心線的垂直度，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不 - 5 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 - 6 - 加工表面時，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來選取。 工件被放在兩個支承釘和支撐板上，限制三個自由度；工件的大叉口內(nèi)表面緊靠在兩個支承釘?shù)耐鈭A柱面上，限制兩個自由度；小頭?19.1mm 孔的端面緊靠在支承釘上，限制一個自由度，實現(xiàn)完全定位。 對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 （四）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 1. 工藝路線方案一 工序Ⅰ 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 工序Ⅱ 立式鉆床上擴、鉸孔?19.1mm并倒角。 工序Ⅲ 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序Ⅳ 臥式銑床上銑叉口。 工序Ⅴ 手工去銳邊。 工序Ⅵ 臥式銑床上銑槽。 工序Ⅶ 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 工序Ⅷ 去毛刺。 工序Ⅸ 清洗。 工序Ⅹ 終檢。 2. 工藝路線方案二 工序Ⅰ 立式鉆床上擴、鉸孔?19.1mm并倒角。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 - 7 - 工序Ⅱ 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序Ⅲ 臥式銑床上銑叉口。 工序Ⅳ 手工去銳邊。 工序Ⅴ 臥式銑床上銑槽。 工序Ⅵ 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 工序Ⅶ 手工去毛刺。 工序Ⅷ 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 工序Ⅸ 去毛刺。 工序Ⅹ 清洗。 工序Ⅺ 終檢。 3. 工藝方案的比較與分析 上述兩種方案看起來大體合理，不過仔細(xì)一看都有不足之處。第1個 方案先是“搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。”，先把這一步工序放在前面是想，后面還有“鉆?19.1mm孔”這一步工序，如果先鉆孔攻絲那么就可以省略一步“手工去毛刺”的工序。能這樣想，出發(fā)點是好的，考慮到可以減少一步工序，似乎能減少勞動工時，提高生產(chǎn)率，可是沒有考慮到，把這一步工序放前，定位比較難，不易保證必要的位置精度，夾具設(shè)計困難，實際可行性比較低。再看第2個方案，第2個方案把“鉆?19.1mm孔”這一步工序放在了前面，這樣為以后的各個工序提供了加工基準(zhǔn)，工序安排比較科學(xué)合理。不過它和第1個方案一樣，都把“擴、鉸孔?19.1mm”和“倒角”放在了一步工序中。在這一步中通過換鉆套可以倒一邊的角，不過要倒另一邊的角，就要把工件卸下翻面倒角，這樣增加了夾具的設(shè)計難度。不過主要的是立式鉆床體積比較大，操作起來不方便，并且倒角也沒有高的精度要求，從經(jīng)濟效益上來考慮是不合算的。通過分析后，把這一步工序一分為二，把“倒角”獨立出來，單獨作為一步工序，因為倒角的精度要求不高，我們可以把這一步工序放在臺鉆上來完成。臺鉆體積比較小，操作簡單，夾具結(jié)構(gòu)也簡單，這樣零件的加工工時降下來了，生產(chǎn)效率上來了，降低了零件的成本。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 - 8 - 估算每一步工序所用夾具的大體尺寸，根據(jù)《金屬切削機床夾具設(shè)計 手冊》（第二版）上給出的各種切削機床的規(guī)格尺寸，選擇每一道工序所用的合適的機床。 因此，最后的加工路線確定如下： 工序Ⅰ 立式鉆床上擴、鉸孔?19.1mm。 以撥叉叉口內(nèi)圓非加工面、槽口和?19.1mm孔的端面為粗基準(zhǔn)定位。 選用Z535立式鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅱ 臺鉆上對?19.1mm倒角。 以?19.1mm和端面為基準(zhǔn)定位。 選用ZQ4015臺式鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅲ 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 以?19.1mm和端面為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅳ 臥式銑床上銑叉口。 以?19.1mm和毛坯上的槽口為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅴ 手工去銳邊。 用扁平挫刀手工去銳邊，可設(shè)計簡易的支承臺。 工序Ⅵ 臥式銑床上銑槽。 以?19.1mm孔、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅶ 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 以?19.1mm孔及其端面、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用Z3025搖臂鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅷ 手工去毛刺。 用圓形小挫刀手工去毛刺，可以設(shè)計簡易的支承臺，注意不 不要劃傷內(nèi)圓面。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 - 9 - 工序Ⅸ 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 以?19.1mm孔和螺釘對準(zhǔn)長銷上的槽為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅹ 去毛刺。 用扁平挫刀手工去毛刺，可設(shè)計簡易的支承臺。 工序Ⅺ 清洗。 用專用清洗機清洗。 工序Ⅻ 終檢。 以上工藝過程相見“拖拉機倒檔撥叉機械加工工序卡片”。 （五）機械加工余量及工步的初步確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. ?19.1mm的孔 擴孔： ?16mm 2Z=6mm 二次擴孔： ?18.9mm 2Z=2.9mm 粗鉸： ?19.04mm 2Z=0.14mm 精鉸： ?19.1mm 2Z=0.06mm 2. 叉口側(cè)面 粗銑： 2Z=2.05mm 精銑： 2Z=0.4mm 3．叉口內(nèi)圓面 一次精銑： Z=2mm 4. 銑槽 一次精銑： Z=2mm 5. 鉆孔、攻絲 在?19.1mm的孔處鉆孔，攻絲，锪孔。 先在加工面上鉆出?4mm小孔，再擴孔至?10.4mm，這是攻絲前的 底孔，然后用M12的機用絲錐攻絲，最后锪孔?13.5mm。 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 （六）確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ 鉆孔?16mm、擴孔?18.9mm、鉸孔?19.1mm 1. 鉆孔?16mm 根據(jù)文獻[4]表2.18可知 f=0.1rmm v=50minm min23.9951614.35010001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)資料1.表4.2-15 按照機床型號選取1100=nwminr 所以，該鉆床的實際切削速度為 26.55100011001614.31000=××=?=wwndvπminm 切削工時：min44.01.011004103421=×++=++=fnllltw 其中：切入深度 mml101=，切出深度mml42= 2. 擴孔?18.9mm 根據(jù)文獻[3]表4.2-16，查得擴孔鉆擴?18.9mm孔時的進給量，并根據(jù)機床的型號規(guī)格選取 f=0.72rmm 擴孔鉆擴孔時的切削速度，根據(jù)其它有關(guān)資料確定為鉆vv?=4.0 其中，為用鉆頭鉆同樣材料、同樣尺寸實心孔時的切削速度。故： 鉆v20504.0=×=vminm 3379.1814.32010001000=××=??=dvnsπminr - 10 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 根據(jù)文獻[3].表4.2-15 并由機床型號選取 400=wnminr 所以，該床的實際切削速度為 74.2310004009.1814.31000=××=?=wwndvπminm 切削工時：min13.072.04005.133421=×++=++=fnllltw 其中：切入時間 mml31=，切出時間mml5.12= 3. 粗鉸?19.04mm 根據(jù)文獻[4]表2.25規(guī)定查得鉸?19.04mm孔時的進給量，并由機床及零件材料的硬度可以選取 0.48=frmm 12=vminm min7.20004.1914.31210001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)文獻[3]表4.2-15 按照機床型號選取275=nwminr 所以，該鉆床的實際切削速度為 43.16100027504.1914.31000=××=?=wwndvπminm 切削工時：min29.048.02755.133421=×++=++=fnllltw 其中：切入深度 mml31=，切出mml5.12= 4. 精鉸?19.1mm 根據(jù)文獻[4]表2.25規(guī)定查得鉸?19.1mm孔時的進給量，并由機床及 - 11 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 零件材料的硬度可以選取 0.48=frmm 12=vminm min1.2001.1914.31210001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)文獻[3]表4.2-15 按照機床型號選取275=nwminr 所以，該鉆床的實際切削速度為 48.1610002751.1914.31000=××=?=wwndvπminm 切削工時：min29.048.02755.133421=×++=++=fnllltw 其中：切入深度 mml31=，切出mml5.12= 工序Ⅱ ?19.1mm孔倒角 為縮短輔助工作時間，提高工作效率，取倒角主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時轉(zhuǎn)速相同。 460=n minr 采用手動進給。 工序Ⅲ 粗銑叉口側(cè)面 叉口兩側(cè)面在鑄造毛坯時兩個面的加工余量是相同的，故可以算一個面就行?，F(xiàn)在以其中一面為粗基準(zhǔn)，對另一面進行粗加工，切削用量和切削工時如下： 根據(jù)文獻[3]表4.2-38，可得知X62臥式銑床的電動機功率為7.5kw。因此，再根據(jù)資料文獻[4]表3.5可查得 20.0=zfzmm - 12 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 （采用不對稱端銑，以提高進給量） 切削速度：參照有關(guān)手冊資料，確定 min2745.0msmv即= 選用YG8硬質(zhì)合金刀片直徑mmdw125= 齒數(shù)為 12=z 則： min4.6812514.32710001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)文獻[3]表4.2-39 按照機床型號選取75=wnminr 故實際切削速度為： 44.2910007512514.31000=××=?=wwndvπminm 當(dāng)75=wnminr時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為： mf 180751220.0=××=??=wzmnzffminmm 根據(jù)文獻[3]表4.2-40 按照機床型號選取=190mfminmm 銑削加工時間： 由于是粗銑，故整個刀盤不必過整個工件，利用作圖法，可知總行程為21lll++=160mm 則： min84.019016021==++=mflllt 工序Ⅳ 精銑叉口R48±0.5mm 根據(jù)文獻[3]表4.2-38可得知X62臥式銑床的電動機功率為7.5kw。因此，再根據(jù)文獻[4]表3.5可查得 09.0=zfzmm （采用對稱銑削，以提高進給量） - 13 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 切削速度：參照有關(guān)手冊資料，確定 min2745.0msmv即= 根據(jù)資料1.表3.1-39 選取硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀直徑 齒數(shù)為 齒寬 mmdw50=12=zmml8= 則： min1725014.32710001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)文獻[3]表4.2-39 按照機床型號選取190=wnminr 故實際切削速度為： 83.2910001905014.31000=××=?=wwndvπminm 當(dāng)190=wnminr時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為： mf 2.2051901209.0=××=??=wzmnzffminmm 根據(jù)文獻[3]表4.2-40 按照機床型號選取=235mfminmm 銑削加工時間： 由于是精銑，故整個刀盤應(yīng)該過整個工件，利用作圖法，可知總行程為21lll++=154.9+21=175.9mm 其中：根據(jù)文獻[4]表3.25 可得知入切量+超切量為21mm 則： min75.02359.17521==++=mflllt 工序Ⅵ 銑槽 根據(jù)文獻[3]表4.2-38可得知X62臥式銑床的電動機功率為7.5kw。因此，再根據(jù)資料2.表3.5可查得 09.0=zfzmm 切削速度：參照有關(guān)手冊資料，確定 min2745.0msmv即= - 14 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 根據(jù)文獻[3]表3.1-39 選取硬質(zhì)合金立銑刀直徑 齒數(shù)為mmdw3.19=8=z 則： min5.4453.1914.32710001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)文獻[3]表4.2-39 按照機床型號選取475=wnminr 故實際切削速度為： 78.2810004753.1914.31000=××=?=wwndvπminm 當(dāng)475=wnminr時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為： mf 342475809.0=××=??=wzmnzffminmm 根據(jù)文獻[3]表4.2-40 按照機床型號選取=375mfminmm 銑削加工時間： min071.037517101=+=+=mfllt 工序Ⅶ 鉆孔、锪孔?13.5mm、攻絲2-M12×1.75 1. 鉆孔?10.4mm 根據(jù)文獻[4]表2.18可知 f=0.08rmm v=48minm min87.14691214.34810001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)文獻[3]表4.2-12 按照機床型號選取1600=snminr - 15 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 所以，該鉆床的實際切削速度為 15.52100016001214.31000=××=?=wwndvπminm 切削工時：min2.008.0160026=×=t 2. 锪孔?13.5mm 根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3 根據(jù)文獻[4]表2.18可得 rmmff04.0~027.0)31~21(==鉆 根據(jù)文獻[3]表4.2-13 取 rmmf05.0= min24~18)31~21(mvv==鉆 取 min18mv= min96.4895.131214.31810001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)資料1.表4.2-12 按照機床型號選取 500=nwminr 所以，實際切削速度為 2.2110005005.1314.31000=××=?=wwndvπminm 切削工時：min03.050015==t 3. 攻絲2-M12×1.75 攻絲M12×1.75時，min61.0msmv== 所以， - 16 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 min24.1591214.3610001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)文獻[3]表4.2-12 按照機床型號選取 125=nwminr 所以，實際切削速度為 71.410001251214.31000=××=?=wwndvπminm 切削工時：min24.0125152=×=t 工序Ⅸ 精銑叉口側(cè)面 在工序Ⅲ粗銑叉口側(cè)面時兩個面剩余的加工余量是相同的，所以計算一個面即可?，F(xiàn)在以其中一個面為精基準(zhǔn)，對另一個面進行精加工，切削用量和切削工時如下： 根據(jù)文獻[3]表4.2-38，可得知X62臥式銑床的電動機功率為7.5kw。因此，再根據(jù)資料文獻[4]表3.5可查得 18.0=zfzmm （采用不對稱端銑，以提高進給量） 切削速度：參照有關(guān)手冊資料，確定 min2745.0msmv即= 選用YG8硬質(zhì)合金刀片直徑mmdw125= 齒數(shù)為 12=z 則： min4.6812514.32710001000rdvwsn=××=?=π 根據(jù)文獻[3]表4.2-39 按照機床型號選取 75=wnminr 故實際切削速度為： 44.2910007512514.31000=××=?=wwndvπminm - 17 - 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 當(dāng)75=wnminr時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為： mf 162751218.0=××=??=wzmnzffminmm 根據(jù)文獻[3]表4.2-40 按照機床型號選取 mf=190minmm 銑削加工時間： 由于是精銑，故整個刀盤必須過整個工件，利用作圖法，可知總行程為21lll++=165mm 其中：入切量為10mm 超切量為5mm 則： min87.019016521==++=mflllt 三、夾 具 設(shè) 計 3.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來精銑槽，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此槽時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對面進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔進行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有： 僅通過該方案滿足要求的比較分析，軸孔加工的尺寸公差的孔，選擇小的孔和定位大頭孔，以保證尺寸公差。 3.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：面銑刀 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1. 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 3.4 誤差分析與計算 該夾具以一面一圓柱銷可調(diào)節(jié)壓板定位，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。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的設(shè)計與選用 3.5.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷來定位，其參數(shù)如下表： 表5.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 12～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 3.5.2 定向鍵裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷，加強加工夾具牢固。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表2.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 當(dāng)夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。 參考文獻 1. 蔡在檀編著. 金屬切削原理.上海：同濟大學(xué)出版社.1994 2. 任嘉卉主編. 公差與配合手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1990 3. 李益民主編. 機械制造工藝設(shè)備簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1994 4. 艾興等主編. 切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社.2002 5. 《金屬加工工藝人員手冊》修訂組. 金屬機械加工工藝人員手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1983 6. 浦林祥主編. 金屬切削機床夾具設(shè)計手冊，2版.北京：機械工業(yè)出版社.1995 7. 東北重型機械學(xué)院等編. 機床夾具設(shè)計手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1980 8. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 趙家齊編. 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：機械工業(yè)出版社.1987