芯軸-心軸零件的的鉆5-M8底孔的鉆床夾具設(shè)計及加工工藝規(guī)程裝備【含非標(biāo)5張CAD圖帶過程、工序卡-獨家】
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產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 1 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 1車端面，打中心孔，車 77 外圓表面，倒角45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 車 Φ77 的端面并保證尺寸 CA6140，CZ01-1，VT15 外圓車刀，千分尺，游標(biāo)卡尺，VT15 的 45°外圓車刀 450 114.45 0.51 3 0.5562 打中心孔 4503 車 Φ77 的外圓并保證尺寸 450 114.5 0.5 2 0.205編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 徐夢迪產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 10 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 10 磨 Φ35+0.0160 的外圓表面 45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 磨 Φ35 +0.0160 的外圓表面 M7130 10000 1100 0.5 0.012 0.018編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件 號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 2 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 2調(diào)頭車另一端面，打中心孔，車 Φ35 和 Φ40 的外圓，倒角45毛坯種類 毛坯外形 尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 車 Φ35 0+0.016 的端面并保證尺寸 CA6140，CZ01-1，VT15 外圓車刀，千分尺，游標(biāo)卡尺，VT15 的 45°外圓車刀 450 55.1 0.51 3 0.1882 車 Φ40 的外圓并保證尺寸，打中心孔 450 114.45 0.5 2 0.1963 車 Φ35 0+0.016 到相應(yīng)的尺寸，倒角 450 55.1 0.5 1.8 0.396編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 3 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 3 修研兩端中心孔 45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 修研兩端中心孔編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 4 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 4 半精車 Φ35 0+0.016 并切槽 45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 半精車 Φ35 0+0.016 的外圓表面到所要求的尺寸 CA6140，CZ01-1，VT15 切槽刀，千分尺，游標(biāo)卡尺，VT15 的外圓車刀 450 50 0.5 0.19 0.3962 切槽并保證尺寸 450 49.48 0.5 1.01 0.054編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 11 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 6 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 5 銑 90 度的槽 45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液08-1 專用夾具工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 銑 90 度的槽 X63，XZ01-1，刀口角尺，游標(biāo)卡尺，盤銑 刀 37.5 26.5 60 1.5編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 6 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 6 鉆 M8 螺紋的底孔，倒角，攻 M8 的螺紋 45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)鉆模 08-2 1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 鉆 M8 的螺紋底孔保證尺寸，鉸孔，倒角 ∠0.5×45° Z535，ZZ01-1 ，Φ7 的鉆頭，M8 的絲錐，YT15 的 45°外圓車刀 136 10.68 0.41 0.492 攻 M8 的螺紋到所要求的尺寸編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 7 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 7 銑 Φ30 的凹槽 45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件 數(shù)1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 銑 Φ30 的凹槽 Z63，X01-2，Φ30 的鍵槽銑刀 37.5 26.5 60 0.5編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 8 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 8 車 Φ 530+0.074 的槽 45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 粗車 Φ53 0+0.074 的槽 CA6140，,CZ01-3 ，YT 內(nèi)孔車刀，游標(biāo)卡尺 450 49.48 0.5 3 0.534編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件 號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 10 頁哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機 械 加 工 工 序 卡產(chǎn)品名稱 芯軸 零（部）件名稱 心軸 第 9 頁車 間 工序號 工序名稱 材料牌號金工 9 鉆 Φ8 的凹坑 45毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 129×81×81 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)鉆模 08-2 1夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液工序工時準(zhǔn)終 單件時間定額序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)走刀次數(shù) 機動 輔助1 鉆∠90°的 Φ8 的凹坑 Z535，ZZ01-1，Φ8 的鉆頭， 136 10.68 0.41 0.492編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 第 1 頁機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片產(chǎn)品名稱 心軸 零（部）件名稱 心軸 共 1 頁材料牌號 45 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 129×81×81 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注工時工序號工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間工段 設(shè)備 工藝裝備 準(zhǔn)終 單件1 車 車端面，打中心孔，車 Φ77 的外圓表面，倒角。 金工 CA6140 CZ01-12 車 調(diào)頭車另一端面，打中心孔，車 Φ35 +0.0160 和 Φ40 的外圓，倒角。 金工 CA6140 CZ01-13 鉗 修研兩端中心孔 金工4 車 半精車 Φ35 0+0.016 的外圓表面并切槽 金工 CA6140 CZ01-25 銑 銑 90°的槽 金工 X63 XZ01-16 鉆 鉆 M8 螺紋的底孔，鉸孔，倒角，攻 M8 的螺紋。 金工 Z535 ZZ01-17 銑 銑 Φ30 的凹槽 金工 X63 XZ01-18 車 車 Φ53 0+0.074 的槽 金工 CA6140 CZ01-19 鉆 鉆 Φ8 的凹坑 金工 Z535 ZZ01-110 磨 磨 Φ35 0+0.016 的外圓表面 金工 M7130 MZ01-111 檢驗 終檢 質(zhì)檢室12 入庫 倉庫編制 （日期） 審核 （日期）會簽 （日期）、 處 數(shù) 更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字徐夢迪日期制定心軸零件(圖 5-1)的加工工藝，設(shè)計鉆 5-M8底孔的鉆床夾具目 錄序 言 ..........................................................1第 1章 零件的分析 .................................................21.1 零件的作用 ................................................11.2 零件的工藝分析 ............................................1第 2章 工藝規(guī)程設(shè)計 ...............................................32.1 確定毛坯的制造形式 ........................................32.1.1 選用材料 ............................................32.1.2 生產(chǎn)類型 ............................................32.2 基面的選擇 ................................................32.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ........................................32.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 ........................................32.3 工藝路線的制定 ............................................32.3.1 工藝路線方案(一): ...................................32.3.2 工藝路線方案(二)： ..................................42.3.3 工藝方案的比較與分析 ................................42.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ....................52.5 確定切削用量及基本工時 ....................................6第 3章 專用夾具設(shè)計 ..............................................133.1 問題的提出 ...............................................133.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ...........................................133.3 定位誤差分析 .............................................133.4 切削力的計算與夾緊力分析 .................................153.5夾具設(shè)計及操作簡要說明 ....................................15總結(jié) .............................................................16參考文獻 .........................................................171序 言機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計是機械制造工藝與機床夾具課程教學(xué)的一個不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它是在我們學(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，因此它是我們大學(xué)生全面綜合運用本課程及其有類選修課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一次重要實踐。該課程設(shè)計對于培養(yǎng)我們編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設(shè)計的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計和到工廠從事工藝與夾具設(shè)計具有十分重要的意義。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計，對自己未來從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練后，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力等，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，該課程設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。2第 1 章 零件的分析1.1 零件的作用題目所給的零件是芯軸。芯軸是回轉(zhuǎn)類零件，主要用于和別的零件進行裝配。所以芯軸要有一定的配合精度以及表面接觸強度，還有要有足夠的剛度和耐磨性，以滿足使用要求。1.2 零件的工藝分析 該零件是軸類零件，形狀不太復(fù)雜，尺寸精度要求比較高。零件的主要技術(shù)要求分析如下：(1)Φ35 的外圓和 Φ53 的凹槽,都有很高的尺寸精度要求，主要是為了和其裝配件很好的裝配。(2)在 Φ77 的外圓切了一個槽,槽的兩面和 Φ77 的端面有一定的角度要求。 (3)在 Φ77 的端面上打了 5 個 M8 的螺紋孔,要注意他們的相互位置。(4)在槽的一個面上鉆一個 Φ8 的凹坑，注意凹坑的位置。 3第 2 章 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式2.1.1 選用材料零件的材料為 45鋼.考慮到芯軸在工作過程中會受到一定的載荷,因此選擇鍛件,以使金屬纖維不被切斷,保證零件工作可靠。2.1.2 生產(chǎn)類型由于零件是中批生產(chǎn)的水平.而且零件的輪廓尺寸不大,故可采用模鍛成型,這對于提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量也是有利的。2.2 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件又不加工表面時，應(yīng)以這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)在應(yīng)為都要加工就要結(jié)合加工工藝來確定粗基準(zhǔn)，現(xiàn)取 Φ77 的外圓作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤裝夾。利用不完全定位來加工工件。2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(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。2.3 工藝路線的制定制定工藝路線的相互發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度要求等技術(shù)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,可以采用萬能機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率.而且還應(yīng)考慮經(jīng)濟效益,以便降低生產(chǎn)成本。2.3.1 工藝路線方案(一):工序 1: 車端面,打中心孔, 車 Φ77 的外圓表面，倒角。工序 2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔, 車 Φ35 +0.0160和 Φ40 的外圓，倒 4角。工序 3: 修研兩端中心孔。工序 4: 半精車 Φ35 +0.0160的外圓表面并切槽。工序 5: 銑 Φ53 +0.0740的凹槽。 工序 6：鉆 M8螺紋的底孔,倒角，攻螺紋工序 7: 銑 90度的槽。工序 8：鉆 Φ8 的 90°的凹坑。工序 9: 磨 35+0.0160的外圓表面。工序 10：終檢。工序 11：入庫。2.3.2 工藝路線方案(二)：工序 1：銑端面，打中心孔。工序 2：掉頭銑另一端面，打中心孔。工序 3：車 Φ35 +0.0160和 Φ40 的外圓，掉頭車 Φ77 的外圓。工序 4: 半精車 Φ35 +0.0160的外圓表面并切槽。工序 5：鉆 M8螺紋的底孔，倒角，攻絲。工序 6: 銑 Φ53 +0.0740的凹槽。工序 7：銑 90度的槽。工序 8：鉆 Φ8 的 90°的凹坑。工序 9: 磨 35+0.0160的外圓表面。工序 10：終檢。工序 11：入庫.2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是在車床上用三爪卡盤裝夾，車一端面在打中細(xì)孔，然后用頂尖頂住來車外圓再掉頭加工另一端，以此為基準(zhǔn)來完成后面的工序。方案二則與之不同，是先銑削好兩個端面，打中心孔，以此為基準(zhǔn)來加工余下的工序。經(jīng)比較可見，先加工好一端面和它所在端的外圓，以此為基準(zhǔn)來加工后面的工序，這時的位置和尺寸精度較易保證，并且定位也較方便。在加工螺紋和銑凹槽的時候，方案一中的工序 6、7、8，雖然只是在加工的先后順序不同，這樣的話可能會造成鉆孔時的讓刀。故決定將方案二中的工序 5、6、7 移入方案一。具體工藝過程如下：工序 1: 車端面,打中心孔,車 Φ77 的外圓表面，倒角。工序 2: 調(diào)頭車另一端面,打中心孔,車 Φ35 +0.0160和 Φ40 的外圓，倒角。 5工序 3: 修研兩端中心孔。工序 4: 半精車 Φ35 +0.0160的外圓表面并切槽。工序 5：鉆 M8螺紋的底孔，倒角，攻絲。工序 6：銑 Φ53 +0.0740的凹槽。工序 7：銑 90度的槽。工序 8：鉆 Φ8 的 90°的凹坑。工序 9: 磨 35+0.0160的外圓表面。工序 10：終檢。工序 11：入庫以上方案大致看來還是合理的。但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能的加工手段之后，發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在螺紋加工以后加工 90°的槽的時候零件定位困難，且夾具設(shè)計麻煩價格高。如果先加工 90°的槽的話不但夾具設(shè)計簡單而且加工成本較低。還有在銑 Φ53 的凹槽是銑刀直徑太大，買的話價格較高。故先銑一個較小的槽后在用車刀車到相應(yīng)的尺寸。因此，最后的加工路線確定如下：工序 1: 車端面, 打中心孔,車 Φ77 的外圓表面，倒角。工序 2: 調(diào)頭車另一端面, 打中心孔,車 Φ35 +0.0160和 Φ40 的外圓，倒角。工序 3: 修研兩端中心孔。工序 4: 半精車 Φ35 +0.0160的外圓表面并切槽。工序 5：銑 90度的槽。工序 6：鉆 M8螺紋的底孔，倒角，攻 M8的螺紋。工序 7：銑 Φ30 的槽。工序 8: 車 Φ53 +0.0740的凹槽。工序 9：鉆 Φ8 的 90°的凹坑。工序 10: 磨 Φ35 +0.0160的外圓表面。工序 11：終檢。工序 12：入庫。以上工藝過程詳見附表機械加工工藝過程卡片和附表機械加工工序卡片。2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“芯軸”零件材料為 45 鋼，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定個加工表面的機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓表面（Φ35、Φ40 和 Φ77） 6查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表 2.2-14，其中鍛件重量為 4kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為 S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)取 M1，鍛件輪廓尺寸（直徑方向）＞180～315mm，其余量值規(guī)定為1.7～2.2mm，現(xiàn)取 2.0mm。2.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差查《工藝手冊》表 2.2-25，其中鍛件重量為 4kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)取 M1，鍛件輪廓尺寸（直徑方向）＞120～180mm，故長度方向偏差為（+1.2； -0.6）mm.長度方向的余量查《工藝手冊》表 2.2-25，其余量值規(guī)定為1.7～2.2mm,現(xiàn)取 2.0mm。3.M8 螺紋孔參照《工藝手冊》表 2.3-20 確定 M8 螺紋的底孔直徑為 Φ7。2.5 確定切削用量及基本工時工序 1：車端面, 打中心孔,車 Φ77 的外圓表面，倒角。本工序采用計算法確定切削用量。1.加工條件工件材料：45 鋼，正火，模鍛。加工要求：粗車 Φ77 端面及 Φ77 的外圓，Φ77 的端面和外圓表面的粗糙度值為 R12.5。機床：CA6140 臥式車床。刀具：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mm×25mm,kr=90°,γo=15 °,αo=8 rε =0.5mm2.切削用量計算(1)車 Φ77 端面。1）確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為 2+1.2 考慮 7°的模鍛拔模斜度，則毛坯長度方向的最大加工余量 Zmax=7mm,故實際端面余量可按 Zmax=7mm 考慮，分三次加工，ap=3mm 計。2）確定進給量 f:根據(jù)《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo) 》表 2-19，當(dāng)?shù)稐U尺寸為 16mmX25mm,ap≦3mm，以及工件直徑為 Φ81mm 時F=0.5～0.7mm/r按 CA6140 車床說明書取 f=0.51mm/r（參見表 3-9）3)計算切削速度：按《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》）表 1.27，切削速度的計算公式為（壽命選 T=60min）。vc=(Cv×kv)/(Tm×apxv×fyv)式中，Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv 見《切削手冊 》表１.２８，即 7kMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97所以 vc=(242×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97)/(600.2×30.15×0.510.35)m/min =108.8m/min4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000vc/πdw=（1000×108.6）/（π×81）=427r/min按機床說明書，與 427r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 400r/min 及 450r/min?，F(xiàn)選取 450r/min。所以實際切削速度 v=114.45r/min。5）計算切削工時：按《工藝手冊》表 6.2-1，取l=40.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0tm=(l+l1+l2+l3)×i/n f=3×(40.5+2)/450×0.51=0.556min(2)車 Φ77 外圓，同時應(yīng)校驗機床功率及進給機構(gòu)強度。1）被吃刀量：單邊余量 Z=2mm，可一次切除。2）進給量：根據(jù)《切削手冊》表 1.4，選用 f=0.5mm/r。3）計算切削速度：見《切削手冊》表 1.27Vc =(Cv×kv)/(Tm×apxv×fyv)=(242×1.44×0.8×0.81×0.97)/(600.2×20.15×0.510.35)=110.17m/min4)確定主軸轉(zhuǎn)速：Ns =1000 vc/πdw=（ 1000×110.17）/（π×81）=433.16r/min按機床選取 n=450r/min。所以實際切削速度為V=πdn/1000=（π×81×450 ）/1000m/min=114.45m/min5)檢驗機床功率：主切削力 Fc 按《切削手冊》表 1.29 所示工時計算Fc=C ap f v k式中，C =2795，x =1.0, y =0.75, n=-0.15k =(σb/650) =(600/650)0.75=0.94, k =0.89所以 Fc=2795×2×0.50.75×114.45-0.15×0.94×0.89N= 1318.9N切削是消耗功率 Pc 為Pc= （Fc×vc）/（6×104）=（1318.9×114.45）/（6×104）kW=3.175kW由 CA6140 機床說明書可知，CA6140 主電動機功率為 7.8 kW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 450r/min 時，主軸傳遞的最大功率為 4.5kW，所以機床功率足夠，可以正常加工。6）校驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力 Fc=1318.9N，徑向切削力Fp 按《切削手冊 》表 1.29 所示公式計算 8Fp=C ap f v k式中，C =1940，x =0.9, y =0.6， n=-0.3k=(σb/650) =(600/650)1.35=0.897, k =0.5所以， Fp=1940×20.9×0.50.6×114.45-0.3×0.897×0.5N=258.4N而軸向切削力 Ff =C ap f v k式中，C =2880，x =1.0, y =0.5, n =-0.4k =(σb/650)= (600/650)1=0.923,k =1.17于是軸向切削力 Ff=2880×2×0.50.5×114.45-0.4×0.923×1.17N=601.7N取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) μ=0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為F= Ff+μ(Fc+ Fp)=601.7+0.1×(1318.9+258.4)N=759.43N而機床縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為 3530N（見《切削手冊》表 1.30），故機床進給系統(tǒng)可正常工作。7）切削工時：t =(l+l1+l2)/nf式中， l=42, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（42+4+0)/ （450×0.5）min=0.205min不難看出,以后在 CA6140 車床上加工此芯軸.只要在主軸轉(zhuǎn)速不變、進給量f≦0.5mm 和被吃刀量 ap≦ 3mm 的情況下,機床進給系統(tǒng)都可正常工作、電機功率都足夠.工序 2：車調(diào)頭車另一端面, 打中心孔,車 Φ35+0.0160 和 Φ40 的外圓，倒角。1.加工條件加工要求：粗車 Φ35+0.0160 及 Φ35+0.0160 和 Φ40 的外圓，Φ40 的外端面和外圓表面的粗糙度值為 R12.5 而 Φ35+0.0160 外圓面的粗糙度值為R3.2機床：CA6140 臥式車床。刀具：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mm×25mm,kr=90°,γo=15°,αo=8° ,rε=0.5mm2.切削用量計算(1)車 Φ35+0.0160 端面。1）確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為 2+1.2 考慮 7°的模鍛拔模斜度，則毛坯長度方向的最大加工余量 Zmax=5.9mm,故 9實際端面余量可按 Zmax=5.9mm 考慮，分三次加工，ap=3mm 計。2）確定進給量 f: 選用和工序 1 車端面相同的進給量即 f=0.51mm/r3) 計算切削速度: 選用和工序 1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即 n=450r/min,故實際速度為:V=πdn/1000=（π×39×450）/1000m/min=55.1m/min4）計算切削工時：按《工藝手冊》表 6.2-1，取l=19.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0Tm =(l+l1+l2+l3)×i/n f=2×(19.5+2)/（450×0.51）=0.188min(2)車 Φ40 外圓 .1) 確定加工余量:Δl=(81-40)/2=20.52）確定進給量 f: 選用和工序 1 車外圓相同的進給量即 f=0.5mm/r3) 計算切削速度: 選用和工序 1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即 n=450r/min,故實際速度為:V=πdn/1000=（π×81×450）/1000m/min=114.45m/min4) 計算切削工時：按《工藝手冊》表 6.2-1，取l=(81-40)/2=20.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0tm=(l+l1+l2+l3)×i/n f=2×(20.5+2)/（450×0.51）=0.196min(3) 車 Φ35+0.0160 的外圓面 ,同時應(yīng)校驗機床功率及進給機構(gòu)強度。1）被吃刀量：單邊余量 Z=1.8mm，可一次切除。2）進給量：選用和工序 1 車外圓相同的進給量即 f=0.5mm/r。3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序 1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即 n=450r/min4） 計算切削速度：V=πdn/1000=（π×39×450）/1000m/min=55.1m/min5）切削工時：t=(l+l1+l2)/nf式中， l=85, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（85+4+0)/（450×0.5）min=0.396min工序 3: 修研兩端中心孔。工序 4: 半精車 Φ35+0.0160 的外圓表面并切槽,同時應(yīng)校驗機床功率及進給機構(gòu)強度。（1）半精車 Φ35+0.0160 的外圓表面 101）被吃刀量：單邊余量 Z=0.19mm，可一次切除。2）進給量：選用和工序 1 車外圓相同的進給量即 f=0.5mm/r。3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序 1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即 n=450r/min4）計算切削速度：V=πdn/1000=（π×35.4×450）/1000m/min=50m/min5）切削工時：t =(l+l1+l2)/nf式中， l=85, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（ 85+4+0)/（450×0.5）min=0.396min2）切 1.7×Φ 33 的槽1）被吃刀量：單邊余量 Z=1.01mm，可一次切除。2）進給量：選用和工序 1 車外圓相同的進給量即 f=0.5mm/r。3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序 1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即 n=450r/min4）計算切削速度：V=πdn/1000=（π×35.02×450）/1000m/min=49.48m/min5）切削工時：t =(l+l1+l2)/nf式中， l=1, l1=11, l2=0,所以 t = (l+l1+l2)/nf=（1+11+0)/（450×0.5）min=0.054min工序 5: 銑 90 度的槽。f =0.08/齒( 參考《切削手冊》表 3-3)切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 V=0.45mm/s,即 27m/min.采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d =225mm,齒數(shù) z=20。則n = 1000v/πdw=（ 1000×27）/（π×225）=38r/min現(xiàn)選用 X63 臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取 n =37.5r/min,故實際切削速度為V =πd n /1000=（π×225×37.5）/1000m/min=26.5m/min當(dāng) n =37.5r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 f 應(yīng)為f =f zn =（0.08×20×37.5）mm/min=60mm/min查機床說明書，剛好有 f =60mm/min，故直接選用該值。 11切削工時：由于所銑的槽表面光潔度不高，粗糙度值為 R12.5，故只要粗銑就能達到要求。銑刀的行程為 l+l1+l2=90。因此，機動工時為tm=(l+l1+l2)/f =90/60min=1.5min工序 6：鉆 M8 螺紋的底孔,倒角，攻 M8 的螺紋。切削用量計算如下：（1）鉆孔 Φ7mm.f=0.41mm/r(見《切削手冊》表 4.2-2)V=12.25m/min(見《切削手冊 》表 2.13 及表 2.14，按 5 類加工性考慮)n =（1000×12.25）/πX25r/min=155r/min按機床選取 n =136r/min(按《切削手冊》表 4.2-2)所以實際切削速度： V=πd n /1000=（π×25×136）/1000m/min=10.68m/min切削工時 t =(l+l1+l2)/n f=(22+3)/（136×0.41 ）=0.449min （2）鉸孔（3）倒角∠0.5×45 °（4）攻 M8 的螺紋工序 7：銑 Φ30 的凹槽。f =0.08/齒( 參考《切削手冊》表 3-3)切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 V=0.45mm/s,即 27m/min.采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d =225mm,齒數(shù) z=20。則n =1000v/πdw=（1000×27）/（ π×225）=38r/min現(xiàn)選用 X63 臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取 n =37.5r/min,故實際切削速度為 V=πd n /1000=（π×225×37.5）/1000m/min=26.5m/min當(dāng) n =37.5r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 f 應(yīng)為f =f zn =（0.08×20×37.5）mm/min=60mm/min查機床說明書，剛好有 f =60mm/min，故直接選用該值。切削工時：由于所銑的 Φ30 的凹槽為初加工，后面還要進行車削加工故只要粗銑就行了。銑刀的行程為 l+l1+l2=30。因此，機動工時為tm =(l+l1+l2)/f =30/60min=0.5min工序 8：車 Φ53+0.0740 的槽1）被吃刀量：單邊余量 Z=11.5mm，可四次切除。2）進給量：選用和工序 1 車外圓相同的進給量即 f=0.5mm/r。3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用和工序 1 相同的主軸轉(zhuǎn)速即 n=450r/min4) 計算切削速度：V=πdn/1000=（π×30×450）/1000m/min=49.48m/min 125）切削工時：tm=(l+l1+l2)×i/nf式中， l=5, l1=25, l2=0,所以 tm=(l+l1+l2)×i/nf=4×(5+25)/（450×0.5）=0.534min工序 10：磨 Φ35+0.0160 的外圓表面1）被吃刀量：單邊余量 Z=0.012mm，可一次切除。2）進給量：選用和工序 1 車外圓相同的進給量即 f=0.5mm/r。3）確定主軸轉(zhuǎn)速：選用主軸轉(zhuǎn)速 n=10000r/min4) 計算切削速度：V=πdn/1000=（π×35.02×10000）/1000m/min=1100m/min5）切削工時：tm=(l+l1+l2)×i/nf式中， l=85, l1=5, l2=0,所以 tm=(l+l1+l2)/nf= (85+5)/（1000×0.5 ）=0.018min 13第 3 章 專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計鉆孔的夾具。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆 M8螺母孔，表面粗糙度 Ra12.5，精度要求不高，故設(shè)計夾具時主發(fā)考慮如何提高生產(chǎn)效率。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇選擇已加工好的 Φ35 端面和 Φ35 外圓及工作一側(cè)來定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是襯套和 V形塊及支承板。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對襯套和 V形塊及支承板，夾緊則是由推塊、導(dǎo)板、導(dǎo)板支座、滾花螺母、螺桿支座和螺桿等組成的夾緊機構(gòu)來完成。1、Φ35 端面與襯套相配合，限制三個自由度，即 X軸轉(zhuǎn)動、Y 軸轉(zhuǎn)動和 Z軸移動。2、Φ35 外圓與 V形塊相配合，限制兩個自由度，即 X軸移動和 Y軸移動。3、工作一側(cè)與支承板相配合，限制一個自由度，即 Z轉(zhuǎn)動。工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計合理。3.3 定位誤差分析定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當(dāng)采用夾具加工工件時，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖 141 所示圖 1 用 V 型塊定位加工時的定位誤差當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動量。定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。jbwd???根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動量。如圖 2，兩個極端情況：情況1：d1=d1 ,d2=d2 使工序基準(zhǔn)盡可能地" 高"得加工尺寸；情況 2：d1=d1maxin,d2=d2 使工序基準(zhǔn)盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差in12)(PHd?? 15圖 2 定位誤差 /)/21()minaxdOHdw????=O1O2+(d2-（ d2-Td2))/2=Td1/(2sina/2)+Td2/2=0.043/2sin45 +0.03/200.392?3.4 切削力的計算與夾緊力分析查表 4 得切削力計算公式： ppf Kfa7.031F?式中 ，f=1mm/r,查表得 75.0)36/(??p=736MPa, 即 = =1547N?p pf Kfa7.013F117.03.?所需夾緊力，查表 5得， ，安全系數(shù) K=Wk 65432K式中 為各種因素的安全系數(shù)，查表得：60~K= =1.872，當(dāng)計算 K<2.5時，取 K=2.50.1.12..1??孔軸部分由 M6螺母鎖緊，查表得夾緊力為 12360N= =30900NWK?k53由上計算得 》 ，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。kfF3.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇由推塊、導(dǎo)板、導(dǎo)板支座、滾花螺母、螺桿支座和螺桿組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 16總 結(jié)三周的課程設(shè)計，制定芯軸零件的加工工藝，設(shè)計鉆底孔的鉆床夾具順利完成，先是初步了解一下設(shè)計題目、設(shè)計任務(wù)等等，接著就是查閱各種參考手冊，接著就是繪圖。待畫完零件圖之后各種問題便一一出現(xiàn)，而時間的緊迫又不允許我們把太多的時間放在一個點上，為了保證在規(guī)定的時間完成老師布置的相應(yīng)的任務(wù)，我們決定放棄一些有歧義的問題，把一個大概的輪廓樣本給弄出來，之后的空余時間就用來解決那些沒有搞懂的問題上，例如，對毛坯某些尺寸的加工余量的不懂確定，而解決這些問題的行之有效的方法便是去找老師指導(dǎo)了。課程設(shè)計的前一周的主要任務(wù)是手繪零件、毛坯圖，填寫工藝、工序卡；后一周的任務(wù)是在機房完成對零件夾具的設(shè)計還有編寫設(shè)計說明書。不知不覺中，課程設(shè)計已漸步入尾聲，總而言之，這次課程設(shè)計讓我學(xué)到了許多知識，鍛煉了自己學(xué)以致用的能力。最后在此感謝我們的指導(dǎo)老師，沒有老師的細(xì)心指導(dǎo)，我根本完成不了任務(wù)更談不上學(xué)到了什么知識；還要感謝同學(xué)們的幫助與支持，讓我們在學(xué)習(xí)中增進了友誼！ 17參考文獻18[1] 濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計[M]. 第八版.北京：高等教育出版社.2006.5：186-204.[2] 徐灝.機械設(shè)計手冊［M］. 第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2001.[3] 廖念釗、莫雨松.互換性與技術(shù)測量［M］.北京:中國計量出版社，2002[4] 黃茂林.機械原理［M］.重慶大學(xué)出版社，2002.[5] 機械制造技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社，2001