傳動軸突緣叉加工工藝及夾具設(shè)計-銑兩端面[保證尺寸118mm]-凸緣叉[含CAD高清圖和說明書]
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`廣東海洋大學(xué)2005屆本科生課程設(shè)計
機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目： 傳動軸突緣叉（CA10B解放牌汽車） 零件的
機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
目 錄
1.設(shè)計任務(wù)書……………………………………………………………3
2.零件的分析……………………………………………………………4
2.1.零件的作用………………………………………………………4
2.2.零件的工藝分析…………………………………………………4
3.工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………………5
3.1 確定毛坯的制造形式……………………………………………5
3.2基面的選擇………………………………………………………5
3.3制定工藝路線……………………………………………………5
3.3.1工藝路線方案一………………………………………………5
3.3.2工藝路線方案二………………………………………………6
3.3.3工藝方案的比較與分析………………………………………6
3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………7
3.5確定切削用量及基本工時………………………………………9
4.夾具設(shè)計………………………………………………………………19
4.1問題的提出………………………………………………………19
4.2夾具設(shè)計…………………………………………………………19
4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………20
4.2.2切削力及夾緊力計算…………………………………………20
4.2.3定位誤差分析…………………………………………………21
4.2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明…………………………………21
5.參考文獻………………………………………………………………21
6.心得體會………………………………………………………………22
論 文（設(shè) 計）任 務(wù) 書
課程編號
J1410018
課程名稱
機械制造技術(shù)課程設(shè)計
周數(shù)
3
實施地點
班級
人數(shù)
32
起止時間
形式
√集中 □分散
指導(dǎo)教師
論文
（設(shè)計）
進度
安排
12.28
上午10點指導(dǎo)教師布置課程設(shè)計任務(wù)。明確設(shè)計任務(wù)， 閱讀設(shè)計任務(wù)書和指導(dǎo)書，收集、借閱有關(guān)資料、手冊。
具體設(shè)計方法、步驟見
《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》和教材《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》。
另外主要參考書目：
1．機床專用夾具圖冊
2．機械制造裝備設(shè)計
3．機械制造工藝設(shè)計簡明手冊
4．機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書
5．實用機械加工手冊
12.29～12.30
對零件進行工藝分析，畫出零件圖；確定毛坯的制造方式，繪制毛坯簡圖。
12.31～1.1
1.4
制定機械加工工藝路線，選擇定位基準(zhǔn)。
選擇機床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量。
1.5
畫出毛坯圖，填寫工藝過程卡，填寫工序卡。
1.6
確定夾具設(shè)計方案，選擇定位元件，計算所需夾緊力，選擇夾緊方案。
1.7～1.8
繪制夾具裝配圖。
1.11～1.12
繪制夾具零件圖。
1.13～1.15
整理設(shè)計說明書。
答辯、評定成績。
論文
（設(shè)計）
內(nèi)容
一、設(shè)計題目與要求
某個零件 零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計。年產(chǎn)量為5000件（大批生產(chǎn)），零件由指導(dǎo)教師指定。（零件參考圖附后）
二、設(shè)計內(nèi)容
1．對零件進行工藝分析，畫零件圖；
2．確定毛坯的制造方式，繪制毛坯簡圖；
3．制定零件的機械加工工藝路線，填寫機械加工工藝過程卡；
4．對指定工序，選擇機床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量，填寫工藝過程卡；
5．對指定工序進行機床夾具設(shè)計計算和機構(gòu)設(shè)計，畫夾具裝配圖；
6．對夾具的一個零件設(shè)計零件圖；
7．編寫設(shè)計計算說明書。
要求
(包括紀(jì)律要求和報告書要求)
設(shè)計工作要求提交：
1．零件圖 1張（A4～A3）
2．毛坯圖 1張（A4～A3）
3．機械加工工藝過程卡 1張
4．機械加工工序卡 1張
5．夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張（A1～A0）
6．夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 2張（A4～A1，夾具體+主要非標(biāo)零件）
7．課程設(shè)計說明書 1份，參考廣東大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書撰寫格式
2、零件的分析
2．1零件的作用
題目所給的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的突緣叉，它位于傳動軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力。零件的兩個叉頭部位上有兩個φ39的孔，用以與軸與十字軸相連，起聯(lián)軸節(jié)的作用。
2．2零件的工藝分析
CA10B傳動軸上的突緣叉共有兩處加工表面，其間有一定位置要求，分述如下：
1. 以φ39為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ39的孔及其倒角，尺寸為118的與兩個孔φ39相垂直的平面，還有在平面上的兩個M8螺孔。其中，主要加中表面為φ39的兩個孔。
2. 以φ95為中心的止口表面
這一組加工表面包括：φ95止口外圓環(huán)表面，及其上下兩個端面。
這兩組表面有一定的位置度要求：
φ39兩孔的同圓度公差為0.01；
φ39兩孔端面與φ39兩孔中心聯(lián)線的垂直度公差為0.1；
φ39兩孔中心聯(lián)線與φ95止口端面的平行度公差為0.2；
φ39兩孔端面與φ95止口端面基準(zhǔn)中心的對稱度為0.15.
由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
3、工藝規(guī)程設(shè)計
3．1確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼?？紤]到汽車在運行中要經(jīng)常加速及正、反行駛，零件在汽車行駛過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為5000件，已達大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這有利提高生產(chǎn)率、保證加工精度。
3．2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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。
3．2．1粗基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)保證加工表面加工余量合理分配的原則，如果要求保證工作某重要表面加工余量均勻時，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)，現(xiàn)選取叉口作為粗基準(zhǔn)，利用一圓環(huán)支承這兩個叉耳作主要定位面，限制5個自由度，再以一定位銷限制剩下的1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。
3．2．2精基準(zhǔn)的選擇。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)。
3．3制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1工藝路線方案一
工序一 粗銑Φ39mm兩耳孔外端面
工序二 粗車φ95止口三個面及其倒角
工序三 鉆四個孔φ12及其倒角
工序四 鉆?39mm兩耳孔
工序五 擴?39mm兩耳孔及倒角
工序六 精車φ95止口三個面及其倒角
工序七 精、細(xì)鏜孔φ39及其倒角
工序八 磨φ39孔上兩端面
工序九 鉆螺紋底孔4-M8mm
工序十 攻螺紋4-M8
工序十一 去毛刺
工序十二 清洗
工序十三 終檢
3.3.2工藝路線方案二
工序一 粗、精車φ95止口三個面及其倒角
工序二 粗銑Φ39mm兩耳孔外端面
工序三 鉆四個孔φ12及其倒角
工序四 鉆4個M8的螺紋孔
工序五 攻螺紋4-M8
工序六 鉆?39mm兩耳孔
工序七 擴?39mm兩耳孔及倒角
工序八 精、細(xì)鏜孔φ39及其倒角
工序九 磨φ39耳孔上兩端面
工序十 去毛刺
工序十一 清洗
工序十二 終檢
3.3.3工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加φ39孔上兩端面；而方案二則是先加工φ95止口三個面及其倒角。兩比較可以看出，先加工φ39孔上兩端面，是以止口平面的內(nèi)孔及平面為定位的，能夠保證工作某重要表面加工余量均勻，保證對稱度、平行度要求，且定位及裝夾都比較方便。再之，方案二鉆螺紋孔在鉆φ39孔之前，很容易受到鉆大孔時的作用力而變形。綜合考慮以上步驟，最后的加工路線確定如下:
工序一 粗銑φ39兩孔上兩端面,以止口平面和Φ39兩孔外表面定位,選用X63臥式銑床加工。
工序二 粗車φ95止口三個面及其倒角, 以Φ39兩孔上兩端面及其V型表面和止口面定位,選用C620-1加工。
工序三 鉆法蘭盤四個孔φ12， 選用Z535立式鉆床及專用夾具加工，以止口定位。
工序四 鉆孔φ39，以止口定位，選用選用Z535立式鉆床及專用夾具加工。
工序五 擴孔φ39及其倒角，以止口定位，選用選用Z535立式鉆床及專用夾具加工。
工序六 精車φ95止口三個面，以φ39兩孔及其外端面定位,選用C620-1加工。
工序七 精、細(xì)鏜孔φ39及其倒角，以止口定位，選用T716A型臥式金剛鏜床及專用夾具加工。
工序八 磨Φ39mm兩耳孔外端面。
工序九 鉆叉部4個M8的螺紋底孔并倒角，選用Z535立式鉆床及專用夾具加工，以止口定位。
工序十 攻螺紋4-M8。
工序十一 去毛刺。
工序十二 清洗。
工序十三 終檢。
3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“CA10B解放牌汽車傳動軸突緣叉”，零件材料為45鋼，硬度163～196HB，毛坯重量約為2.5kg,生產(chǎn)類型大批量，模鍛毛坯。
據(jù)以上原始數(shù)據(jù)及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.φ95mm止口平面的加工余量及公差
(1) 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-10中公式知,估算得鍛件復(fù)雜系數(shù)S2,且零件表面粗糙度Ra為6.3,查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25，可得止口的加工余量為1.7～2.2,現(xiàn)取Z=2mm。則得Φ95端面的加工余量為Z1=2+（33-31.5）=3.5mm，Φ95止口臺肩的加工余量為Z2=2+（105-95）/2=7mm，Φ105端面的加工余量為Z3=2+（33-29）=5mm，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-14得其極限偏差為mm.
(2) 查《機械加工余量手冊》表5-25，可得端面精加工余量為1.6mm
(3) Φ95止口臺肩粗車加工余量為7-1.6=5.4mm，Φ95端面粗車加工余量為3.5mm，Φ105端面粗車加工余量為5-1.6=3.4mm。
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級
工序尺寸
表面粗糙度
工序公差
Φ95端面
粗車
3.5
IT11
31.5
50
0.22
Φ95止口臺肩
粗車
5.4
IT11
Φ96.6
50
0.22
精車
1.6
IT8
Φ95
6.3
0.054
Φ105端面
粗車
3.4
IT11
30.6
50
0.22
精車
1.6
IT7
29
6.3
0.054
2. 兩內(nèi)孔φ39 mm (耳孔)
毛坯為實心，不沖出孔，孔公差為0.027-（-0.010）=0.037mm，IT=8，兩內(nèi)孔精度要求界于查《機械加工余量手冊》表5-17，確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：φ37mm 2Z=12mm
擴孔：φ38.7mm 2Z=1.7mm
精鏜：φ38.9mm 2Z=0.2mm
細(xì)鏜：φ39mm 2Z=0.1mm
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級
工序尺寸
表面粗糙度
工序公差
φ39
鉆孔
25
IT11
φ25
0.16
鉆孔
12
IT11
φ37
50
0.16
擴孔
1.7
IT10
φ38.7
6.3
0.10
精鏜
0.2
IT8
φ38.9
6.3
0.062
細(xì)鏜
0.1
IT7
φ39
6.3
0.039
3.φ39二孔外端面加工余量及公差（φ20，φ50端面）。
(1)查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-10中公式知,估算得鍛件復(fù)雜系數(shù)S2，材質(zhì)系數(shù)取M1, 按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-25,則二孔外端面的單邊加工余量為1.7-2.2,現(xiàn)取Z=2mm.鍛件的公差,按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-14,鍛件偏差為mm.
(2)查《機械加工余量手冊》表5-27，可得磨削余量:單邊Z=0.2,磨削公差0.039mm.
(3)銑削余量:銑削的公稱余量(單邊)為:
Z=2.0-0.2=1.8mm
銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級，因此可知本工序的加工公差為0.22mm。
所以φ39二孔外端面加工余量及公差如下：
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級
工序尺寸
表面粗糙度
工序公差
118mm
毛坯
2
122
2.0
粗銑
1.8
IT11
118.4
6.3
0.22
磨削
0.2
IT8
118
6.3
0.039
3.5確定切削用量及基本工時
工序一：粗銑Φ39mm兩端面
1.加工條件
工件材料：45鋼
加工要求：粗銑Φ39mm兩端面，粗糙度為Ra6.3
機床：X62臥式銑床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－8）。
刀具：鑲齒套式銑刀，D=80mm, d=27,L=36mm,齒數(shù)為10（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1－37）
2.計算切削用量
粗銑Φ39mm的端面，最大的加工余量為2mm,
1）進給量：據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5－7，0.08mm/z～0.15mm/z
現(xiàn)取0.12mm/z
2）切削速度：確定39.2m/min.(《指導(dǎo)教材》表5－9)
采用高速鋼鑲齒銑刀，80mm，齒數(shù)為10。則
1000/=159（r/min）
現(xiàn)采用X62臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－39），取 150r/min,故實際切削速度為
==37.68(m/min)
當(dāng)150r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為
=0.12×10×150＝180（mm/min）
查（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4－40），取=190mm/min,
3. 切削工時：
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2-7知：
由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，可得出銑刀的行程mm,則機動工時為
t==120/190*=0.63min
工序二：粗車φ95止口三個面及其倒角
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：粗車φ95止口三個面及其倒角
機床：C620-1臥式車床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－7）
刀具：成形車刀（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1－1）
刀片材料：W18Cr4V
2.計算切削用量
1）背吃刀量:
由前面已知毛坯的加工余量為7mm，所以最大加余量為8.2mm,粗加工余量為5.4mm,據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當(dāng)材料為碳鋼時粗車.取,一次加工。
2）進給量：據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-29,當(dāng)材料為碳鋼時粗車=0.5-0.7mm/r.取=0.7mm/r
3）切削速度：按《金屬切削速查速算手冊》表5-37,當(dāng)材料為碳鋼時粗車的速度為60-75m/min,取v=72m/min.
3.確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
4.切削工時：按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－1知:
mm
5.粗車止口的倒角
由于對倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀
工序三：鉆法蘭盤四個孔Φ12mm
由于對內(nèi)孔的表面的精度要求很低，并且根據(jù)經(jīng)濟精度要求，所以可采用一次鉆孔。
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：鉆孔Φ12，粗糙度為Ra=50.
機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－14）。
刀具：高速鋼麻花鉆刀具（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1－5）。
2.計算切削用量
1）進給量：
根據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-56，當(dāng)碳鋼的強度為為0.52-0.70Gpa,Φ12mm時，0.12～0.20mm/r。由于本零件在加工Φ12mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
(0.12～0.20)×0.75=0.09～0.15mm/r
根據(jù)Z535機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－16），現(xiàn)取0.11mm/r
2）切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5－22，查得切削速度20mm/min。所以
==530r/min
根據(jù)機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－15），取530r/min,故實際切削速度為
=20mm/min
3）計算工時：
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－5知:
12mm 9mm 3mm
==0.41min
所以加工4個法蘭盤孔時間為：
T=0.41*4=1.64min
工序四：鉆φ39mm二耳孔。
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：鉆孔Φ12.
機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－14）。
刀具：莫氏柄麻花鉆鉆頭（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1－6）。
2.確定進給量：
根據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-31,當(dāng)鋼的硬度<800Mpa, =φ25mm時=0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的時屬于低剛度零件,故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75,則=(0.4-0.6)×0.75=0.3-0.45(mm/r)
根據(jù)機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－16,現(xiàn)取=0.28mm/r.
3.切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-22，切削速度為：18-25m/min,取v=20m/min.所以
根據(jù)機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－15）,取=250r/min,故實際切削速度為:
=19.6r/min
4.切削工時：
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－5知:
l=27mm =17mm =3mm
Tm1==0.56min
以上為鉆一個孔時的機動時間.故本工序的機動時間為
Tm=2Tm1=2*0.6=1.2min
工序五：擴φ39mm二耳孔及倒角。
一. 擴φ39mm二耳孔
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：擴孔Φ12.
機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－14）。
刀具：套式擴孔鉆（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1－10）。
2 .確定進給量f：
根據(jù)《金屬切削速查速算手冊》表5-31,當(dāng)材料為碳鋼 =φ37mm時可得=0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的時屬于低剛度零件,故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75,則=(0.9-1.2)×0.75=0.675-0.9(mm/r)
根據(jù)機床說明書《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－16,現(xiàn)取=0.9mm/r.
3 .切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-24，切削速度為：v=56m/min.所以
根據(jù)機床說明書《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－15,取=500r/min,故實際切削速度為:
=58.09r/min
4.切削工時：
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－5知:
=19mm =9mm =3mm
==0.07min
以上為鉆一個孔時的機動時間.故本工序的機動時間為
Tm=2Tm1=2*0.07=0.14min
二.倒角2雙面
采用锪鉆。
為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同：
n=482r/min
工序六 :精車φ95止口三個面
1. 加工條件
加工要求：精車φ95止口三個面
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
機床：C620-1臥式車床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－14）
刀具：硬質(zhì)合金車刀（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1－1）
刀片材料：W18Cr4V
2.計算切削用量
1）背吃刀量:由前面已知：精加工余量為1.6mm,據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當(dāng)材料為碳鋼時精車.取,
2）進給量：據(jù)《指導(dǎo)教程》表5-2,當(dāng)材料為碳鋼時粗車=0.1-0.3mm/r.取=0.2mm/r
3）切削速度：按《指導(dǎo)教程》表5-2,當(dāng)材料為碳鋼時粗車的速度為60-75m/min,取v=120 m/min
3.確定機床主軸轉(zhuǎn)速
4.切削工時，按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－1知:
mm
工序七：精、細(xì)鏜φ39mm二孔及其倒角
一. 精鏜φ39mm二孔及其倒角
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：精鏜φ39mm二孔.
機床：T716A鏜床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－25）。
刀具：YT30鏜刀（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1－20）。
2.背吃刀量：精鏜孔至φ38.9mm,單邊余量Z=0.1mm,一次鏜去全部余量,
3.進給量: 由 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.4－5查知：
取=0.1mm/r
4.切削速度：根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.4－6,確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min,則
由于T716A金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速,故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)速.
5.切削工時:
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－1知:
加個一個孔時
l=19mm =3mm =5mm =3mm
==0.37(min)
所以加工兩個孔時的機動時間為
=0.37*2=0.74(min)
6.輔助時間tf的計算
輔助時間tf與基本時間之間的關(guān)系tf=（0.15～0.2），取tf=0.17j，則該工序的輔助時間分別為：
tf=2×0.74×0.2min=0.256min
所以總時間為：t=+ tf=0.74+0.256min=1.536min
二.細(xì)鏜φ39mm二孔及其倒角
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：細(xì)鏜φ39mm二孔及其倒角.
機床：T716A鏜床。
刀具：YT30鏜刀。
2.細(xì)鏜孔至φ39mm.由于細(xì)鏜與精鏜孔共享一個鏜桿,利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及加工時均與精鏜相同
v=100m/min
t=0.74min
工序八：磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸118mm
1.選擇砂輪：見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.2－1到表3.2－11選擇各表，結(jié)果為
WA46KV6P35040127
其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為35040127 (DBd)。
2.切削用量的選擇：
見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－32知： 選擇磨床為M7130型號。
砂輪轉(zhuǎn)速r/min(見機床說明書)，m/s。
軸向進給量mm（雙行程）
工件速度m/min
徑向進給量mm/雙行程
3.切削工時：
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－8知:
當(dāng)加工1個表面時
式中 加工長度73mm；
加工寬度，68mm；
單面加工余量，0.2mm；
系數(shù)，1.10；
工作臺移動速度（m/min）；
工作臺往返一次砂輪軸向進給時（mm）；
工作臺往返一次砂輪徑向進給量（mm）
當(dāng)加工兩端面時
工序九：鉆螺紋底孔4-Φ8mm.
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：鉆螺紋底孔4-Φ8mm.
機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－14）。
刀具：直柄麻花鉆（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1－5）。
2.計算切削用量：
1）進給量：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5－22，當(dāng)碳鋼的強度為為0.52-0.70Gpa,Φ6.7mm時，0.10～0.20mm/r。由于本零件在加工Φ6.7mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
(0.10～0.20)×0.75=0.09～0.15mm/r
根據(jù)Z535機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－16），現(xiàn)取0.11mm/r
2）切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5－22，查得切削速度=12m/min。所以
==570r/min
根據(jù)機床說明書（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－15），取530r/min,故實際切削速度為
==13.3m/min
3.計算工時：
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－5知:
24mm 9mm 3mm
==0.6min
所以加工2個螺紋孔時間為：
T=0.6*2=1.2min
工
序十:攻M8螺紋孔（取螺距為1mm）
1.加工條件：
工件材料：45鋼，碳鋼的強度為163～196HBS、模鍛。
加工要求：攻螺紋底孔4-Φ8mm.
機床：Z535機床（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－14）。
刀具：絲錐。
2.切削用量：
1）進給量：
因為螺距為1mm，所以1mm/r.
2）切削速度：
根據(jù)《指導(dǎo)教程》表5－38查得：9.0m/min.
主軸轉(zhuǎn)速：×1000=×1000=287r/min
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－15選取機床Z535轉(zhuǎn)速為275r/min,則8.6m/min。
3.機動工時：
按《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6.2－14知:
10mm 9mm 0mm
==0.15min
所以加工2個螺紋孔時間為：
T=0.15*2=0.3min
夾具設(shè)計
3 銑兩個端面
3.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工銑Φ39mm二孔的兩個端面，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。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、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對銑Φ39mm二孔的兩個端面加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：
選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
由零件圖可知，Φ39mm二孔端面應(yīng)對花鍵孔中心線有平行度及對稱度要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的自動定心夾具。但這種自動定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位基面。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個Φ39mm孔端面同時進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用手動夾緊。
3.3切削力及夾緊力的計算
刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，Φ225mm，z=20
F= CFFFFFZ/dρFF（見《切削手冊》表3.28）
其中：CF=650，ap =3.1mm，xF=1.0，fz=0.08mm，yF=0.72，
аe=40mm
（在加工面上測量的近似值）uF=0.86，d0=225mm，qF=0.86，wF=0，z=20
所以 F=650×3.1×0.080.72×400.86×20/2250.86
=1456（N）
當(dāng)用兩把刀銑削時，F(xiàn)實=2F=2912（N）
水平分力：FH=1.1F實=3203（N）
垂直分力：Fv=0.3F實=873（N）
在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K1K2K3K4。
其中：K1為基本安全系數(shù)1.5；
K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；
K3為刀具鈍化系數(shù)1.1；
K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。
所以 F′=KFH=1.5×1.1×1.1×1.1×3203=6395（N）
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可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力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
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表 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，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。
3.4 誤差分析與計算
（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一花鍵軸，
該定位花劍軸的尺寸與公差現(xiàn)歸定位與本零件在工作時與其相配花鍵軸的尺寸與公差相同，即16×43H11×50H8×5H10mm。
（2）零件圖樣規(guī)定Φmm花鍵孔鍵槽寬中心線與Φmm兩孔中心線轉(zhuǎn)角公差為2°。由于Φ39mm孔中心線應(yīng)與其外端面垂直，故要求Φ39mm二孔端面之垂線應(yīng)與Φ50mm花鍵孔鍵槽寬中心線轉(zhuǎn)角公差為2°。此項技術(shù)要求主要應(yīng)由花鍵槽寬配合中的側(cè)向間隙保證。
已知花鍵孔鍵槽寬為mm，夾具中定位花鍵軸鍵寬為mm，因此當(dāng)零件安裝在夾具中時，鍵槽處的最大側(cè)向間隙為
Δbmax=0.048-（-0.065）=0.113（mm）
由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角а為
tanа=Δbmax /R=0.113/25=0.00452
所以 а=0.258°
即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。
（3）計算Φ39mm二孔外端面銑加工后與花鍵孔中心線的最大平行度誤差。
零件花鍵孔與定位心軸外徑的最大間隙為：
Δmax=0.048-（-0.083）=0.131（mm）
當(dāng)定位花鍵軸的長度取100mm時，則由上述間隙引起的傾角為0.131/100。此即為由于定位問題而引起的Φ39mm孔端面對花鍵孔中心線的最大平行度誤差。由于Φ39mm孔外端面以后還要進行磨削加工，故上述平行度誤差值可以允許。
3.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構(gòu)）。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。
此外，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。
5、參考文獻
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3 (美)Hiram E.Grant.夾具—非標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置.北京:機械工業(yè)出版社,1985
4 馬賢智主編.實用機械加工手冊.沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2002
5 李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社,1994
6 孫本緒主編.機械加工余量手冊.國防工業(yè)出版社,1999
7 陳宏鈞主編.編金屬切削速查速算手冊. 機械工業(yè)出版社，2003
6、心得體會
機械設(shè)計課程設(shè)計是我們機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械設(shè)計訓(xùn)練，是機械設(shè)計和機械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實踐性環(huán)節(jié)。通過這次機械設(shè)計課程的設(shè)計，綜合運用了機械設(shè)計課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學(xué)知識得到進一步鞏固、深化和擴展。
在設(shè)計過程中我們發(fā)現(xiàn)了許多在學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識的不足之出，尤其鍛煉了我們結(jié)合實際綜合考慮問題的思路和解決問題的能力。我深刻體會到基礎(chǔ)知識必須要扎實才能有更好的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性的思維。
對我來說,收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問題的方法與能力.在整個過程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗,沒有感性的認(rèn)識,空有理論知識,有些東西很可能與實際脫節(jié).總體來說,我覺得做這種類型的作業(yè)對我們的幫助還是很大的,它需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進.有時候,一個人的力量是有限的,合眾人智慧,我相信我們的作品會更完美!。
最后，我們衷心的感謝老師的大力指導(dǎo)和幫助！還有在設(shè)計過程中支持和幫助過我的各位同學(xué)！
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