銑床等臂杠桿的銑Ф30凸臺上端面夾具設計及加工工藝裝備規(guī)程含SW三維及4張CAD圖-版本1

前言 機械工藝與夾具技術被引入工業(yè)領域已經有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展機制工藝與夾具技術更加日新月異。伴隨著數學、控制理論計算機、電子器件的發(fā)展，出現了機制工藝與夾具技術系統(tǒng)，并作為一門應用科學已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設計方法。 機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案。 通過這次課程設計與學習，使我能對制造活動有一個總體的、全貌的了解與把握，能掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機械加工的基本知識，能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數，具備制訂工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質量的基本理論和基本知識，初步具備分析解決現場工藝問題的能力。了解當今先進制造技術和先進制造模式的發(fā)展概況，初步具備對制造系統(tǒng)、制造模式選擇決策的能力。 機制工藝與夾具技術的應用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農業(yè)機械、汽車等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置等。應該提及的是，近年來，世界科學技術不斷迅速發(fā)展，各部門對機制工藝與夾具技術提出了更高的要求。同時，機制工藝與夾具技術與電子技術的配合，廣泛應用于智能機器人、海洋開發(fā)、高精度零件的制造與加工等，使機制工藝與夾具技術的應用提高到一個嶄新的高度。 通過設計實踐進一步樹立正確的設計思想。在整個設計過程中，堅持實踐是檢驗真理的唯一標準，堅持理論聯系實際，堅持與機械制造生產情況相符合，使設計盡可能做到技術先進、經濟合理、生產可行、操作方便、安全可靠。 由于時間和水平有限，本課程設計難免有不少缺點和錯誤，懇請老師批評指正。 目錄 前言 1 第1章 零件的分析 3 1.1零件的用途分析 3 1.2零件的技術要求 3 1.3零件的工藝分析 3 1.4確定零件的生產類型 4 第2章 工藝規(guī)程設計 5 2.1確定毛坯的制造形式 5 2.2確定毛坯的制造方法 5 2.3基面的選擇 5 2.3.1粗基準的選擇 5 2.3.2精基準的選擇 5 2.4工件表面加工方法的選擇 5 2.5選擇加工設備及刀、量、夾具 6 2.5確定工藝路線 7 2.5.1工藝路線方案一 7 2.5.2工藝路線方案二 8 2.5.3工藝方案的比較和分析 9 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 2.7確定切削用量與時間定額的計算 12 第3章 銑Ф30凸臺上端面夾具設計 27 3.1 夾具的設計 27 3.2 選擇定位元件 27 3.3 計算夾緊力 27 3.4 定位誤差計算 27 設計心得 29 參考文獻 30 第1章 零件的分析 1.1零件的用途分析 題目給出的零件是杠桿。它主要的作用是用來支承、固定的、傳遞力矩的。 1.2零件的技術要求 杠桿零件的Φ25、Φ10、Φ8四孔的軸線有平行度的要求。現分述如下表： 表1.1杠桿零件技術要求表 加工表面 尺寸及公差/mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra/μm 形位公差/mm Φ40大表面 IT12 6.3 Φ40小表面 IT12 3.2 左Φ30表面 ，15 IT12 6.3 右Φ30表面 15 IT12 6.3 Φ25孔 IT9 1.6 Φ10孔 IT7 3.2 ∥ 0.1 A 左Φ8孔 Ф， IT7 1.6 ∥ 0.15 A 右Φ8孔 Ф， IT7 1.6 ∥ 0.1 A 該杠桿的形狀特殊、結構簡單，是常見的杠桿零件。為實現起功能，對其的配合面要求較高，加工精度要求較高。因其在工作中的工作平穩(wěn)，故無須進行熱處理。 綜上所述，該杠桿的各項要求制定較合理，符合其功用。 1.3零件的工藝分析 分析零件圖可知，杠桿中間的兩平面和左右兩邊的端面要進行切削加工，Φ25、Φ10、Φ8孔的端面均為平面，這樣可以防止加工的過程中鉆頭鉆偏，可以保證加工的精度和配合的精度。另外，除了Φ10孔以外，對其余的三孔的孔內表面的要求較高。要采取必要的措施以保證其表面精度。但這些加工精度可以在正常的生產條件下采用經濟的方法保質保量地加工出來。端面和孔的加工可以同過通用銑床和鉆床保證其加工精度，而不需要使用高精度的機床，通過鉆削、銑削的加工就可以達到要求。 1.4確定零件的生產類型 依設計題目知：Q=5000件/年，結合生產實際，備用品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5% 。代入公式得 N=5000 X（1+3%）X（1+0.5）=5175.75件/年。 通過三維軟件PROE的實體估算，其重量為6千克，查參考文獻得，該杠桿屬中型零件；由參考文獻得，生產類型為大量生產。 第2章 工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式 杠桿零件的材料為灰鑄鐵HT200。考慮到杠桿零件在工作中的載荷平穩(wěn)并且處于潤滑狀態(tài)，因此應該采用潤滑效果較好的鑄鐵，以使金屬纖維盡量不被裁斷，保證零件工作可靠。 2.2確定毛坯的制造方法 由于年產量為5000件，達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金屬模鑄造。毛坯的拔模斜度為5°。又由于零件的對稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產率。 2.3基面的選擇 2.3.1粗基準的選擇 對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V形塊支承Φ40mm的外輪廓作主要定位，以消除、、、四個自由度。再以一面定位消除、兩個自由度，達到完全定位,就可加工Φ25（H7）的孔。 2.3.2精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準。 2.4工件表面加工方法的選擇 本零件的加工表面有：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф的小孔 、粗精銑Φ30凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下： 1、Φ40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。 2、Φ40mm圓柱的下平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。 3、Φ30mm的凸臺上下表面：公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。 4、鉆Φ10(H7)內孔：公差等級為IT7～IT8，表面粗糙度為Ra3.2，平行度為0.1μm（A），采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 5、鉆Φ25（H9）內孔：公差等級為IT6～IT8，表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→擴孔鉆鉆孔→→粗鉸→精鉸的加工方法，并倒1×45°內角。 6、鉆Φ8（H7）內孔：公差等級為IT6～IT8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 2.5選擇加工設備及刀、量、夾具 由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。 粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇XA6132萬能立式升降銑床（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=50mm的圓柱形銑刀（參考文獻：機械工藝設計手冊，主編：李益民，機械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標卡尺。 粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面。采用XA6132萬能立式升降銑床，刀具選D=50mm的圓柱形銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。 鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。采用Z550型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。 擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。 粗鉸孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.94mm。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=24.94mm的錐柄機用鉸刀，專用鉆夾具和專用檢具。 精鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。采用立式Z550型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。 鉆2×Ф8（H7）的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。 鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到Φ9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。 粗鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。 精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。 粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。 精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。 2.5確定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領（生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應選用的工藝方法和工藝裝備。）已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 2.5.1工藝路線方案一 鑄造 時效 涂底漆 工序一：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺 工序二：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面 工序三：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。 工序四：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。 工序五：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。 工序六：鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。 工序七：粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。 工序八：精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。 工序九：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到Φ8（H7）。 工序十：檢驗入庫。 2.5.2工藝路線方案二 鑄造 時效 涂底漆 工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。 工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面 工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф23mm。 工序Ⅳ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。 工序Ⅴ：擴孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達到Ф24.8mm。 工序Ⅵ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。 工序Ⅶ：鉆Φ10（H7）的內孔使尺寸達到9.8mm。 工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內孔使尺寸達到9.96mm。 工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內孔使尺寸達到Φ10（H7）mm。 工序Ⅹ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達到7.96mm。 工序Ⅺ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8（H7）。 工序Ⅻ：檢驗入庫。 2.5.3工藝方案的比較和分析 上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據寬度為40mm的上下肩面作為粗基準，Ф25（H7）孔作為精基準，所以就要加工Ф25孔時尺寸達到要求的尺寸，那樣就保證了2×Ф8小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則先粗加工孔Ф25，而不進一步加工就鉆Ф8（H7），那樣就很難保證2×Ф8的圓度跳動誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。結合方案一的工藝路線，根據工序集中的加工原則，最終制定下面方案路線： 工序一：毛坯準備 工步一：鑄造毛坯 工步二：表面時效熱處理 工步三：涂底漆 工序二：粗銑精銑φ40上下端面和寬度為30的平臺面 工步一：粗、精銑φ40上端面和寬度為30的平臺面 工步二：粗、精銑φ40下端面 工序三：粗精銑φ30凸臺面 工序四：鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25H9mm孔 工步一：鉆Φ25（H9）孔 工步二：擴鉆Φ25（H9）孔 工步三：粗鉸φ25（H9）孔 工步四：精鉸φ25（H9）孔 工序五：鉆、粗鉸、精鉸2×Φ8（H7）mm孔 工步一：鉆2×Φ8（H7）孔 工步二：粗鉸2×φ8（H7）孔 工步三：精鉸2×φ8（H7）孔 工序六：鉆、粗鉸、精鉸Φ10（H7）mm孔 工步一：鉆Φ10（H7）孔 工步二：粗鉸Φ10（H7）孔 工步三：精鉸Φ10（H7）孔 工序七：表面去毛刺 工序八：檢驗入庫 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的材料是HT200，毛坯的重量10kg，生產類型為大量生產。 由（參考文獻：機械加工余量手冊，孫本緒、熊萬武，北京：國防工業(yè)出版社）可知，要確定的毛坯機械加工余量和尺寸公差，先確定以下各項因素。 1、公差等級 由杠桿的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2、鑄件的重量 由PROE的實體估算杠桿零件的重量為6千克，由此再估算起毛坯的重量為8千克。 3、零件的分模面 根據該杠桿零件的形位特點，該零件的Φ25、Φ8軸線組成的平面為分模面，屬于直分模面。 4、零件的表面粗糙度 由零件圖可知，該杠桿的各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6μm。 根據上述諸因素，由于毛坯采用金屬模鑄造，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量以及各加工表面的工序尺寸，所得結果見下表。 主要毛坯尺寸及公差 主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 2×Φ8（H7）之間的中心距離 168 — 168 4 Φ10（H7）孔尺寸 10 2.0 10 3 Φ25（H9）孔尺寸 25 3.0 25 4 Φ8（H7）孔尺寸 8 2.0 8 3 各加工表面表面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數值(mm) 說明 Ф40mm的上下平臺 寬度30mm的平臺 40 30 G H 4 3 加工上下底面 加工上表面 ?30mm的凸臺上下面 30 H 3 凸臺上下面 Φ10(H7)孔 10 H 3 加工內孔 Φ8（H7）孔 8 H 3 加工內孔 Φ25（H9）孔 25 G 4 加工內孔 各加工表面的工序尺寸 Ф40mm的上、下平臺，寬度30mm的平臺 工藝路線 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 毛坯 62 1.8 621.8 粗銑 56 3（單邊） 0.4 精銑 54 1（單邊） 0.4 Φ30mm的左凸臺上下表面 工藝路線 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 毛坯 54 1.8 541.8 粗銑 57 3（單邊） 0.4 精銑 58 1（單邊） 0.4 Φ25（H9）孔 加工表面 加工方法 加工余量 公差等級 工序尺寸 Φ25(H9) 鉆孔 11.5（單側） — Φ23 Φ25(H9) 擴孔 0.9（單側） — Φ24.8 Φ25(H9) 粗鉸孔 0.07（單側） Φ24.94 Φ25(H9) 精鉸孔 0.03（單側） H9 Φ25(H9) Φ10(H7)孔 加工表面 加工方法 加工余量 公差等級 工序尺寸 Φ10(H7) 鉆孔 4.9（單側） — Φ9.8 Φ10(H7) 粗鉸孔 0.08（單側） — Φ9.96 Φ10(H7) 精鉸孔 0.02（單側） H7 Φ10(H7) 2×Φ8（H7）孔 加工表面 加工方法 加工余量 公差等級 工序尺寸 2×Φ8(H7) 鉆孔 4.9（單側） — Φ7.8 2×Φ8(H7) 粗鉸孔 0.08（單側） — Φ7.96 2×Φ8(H7) 精鉸孔 0.02（單側） H7 Φ8(H7) 2.7確定切削用量與時間定額的計算 工序一：毛坯準備（省略） 工步一：鑄造毛坯 工步二：表面時效熱處理 由于毛坯鑄造內應力較大。為了消除內應力，減少變形，保證精度的穩(wěn)定性，鑄造后要安排人工時效處理（加熱到500－550℃，加熱速度50－120℃/h，保溫4－6h，冷卻速度≤30℃/h，出爐溫度≤200℃）。 工步三：涂底漆 工序二：粗銑精銑φ40上下端面和寬度為30的平臺面 工步一：粗、精銑φ40上端面和寬度為30的平臺面 1、加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。 加工要求：粗、精銑φ40上端面和寬度為30的平臺面，使表面粗糙度達到Ra=3.2。 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《機械制造工藝手冊》表[4-16]） 刀具：根據機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀銑φ40上端面和寬度為30的平臺面，銑刀直徑可根據銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定： 端銑刀：=56－64mm 式中：為銑刀直徑，為銑削寬度 根據表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB1115－85），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；；粗銑用粗齒，齒數Z=6；精銑用細齒，齒數Z=8。 粗銑平面選用=3~8mm，精銑平面選用=0.1~1mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm~-4.5mm），查《金屬機械加工工藝人員手冊》（第三版）P1012表[12-2]選精度等級為14級。 （2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。 （3）進給量的選擇 查《金屬切削手冊》（上海科學出版社）表[6-12]取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.06mm/齒。 （4）切削速度 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-14] 由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應取較小值。V=15m/min。精銑26m/min。 （5）銑刀直徑和工作臺的進給量 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[10-38]和[10-39]得 D=50mm則 粗銑： =1000×15/3.14×50=95.54r/min 取=96r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =95r/min v=3.14×95×50/1000=14.92m/min 當時，工作臺的每分鐘的進給量， =0.25×6×95=142.5m/min 精銑： =1000×26/3.14×50=165.6r/min 取=166r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =150r/min v=3.14×50×150/1000=23.55m/min 當時，工作臺的每分鐘的進給量， =0.06×8×150=72m/min （6）切削工時 查《金屬切削手冊》（上海科學出版社）選 =83mm，=8.3mm, =3mm 粗銑： 94.3/142.5=0.66min 精銑： 94.3/72=1.31min 工步二：粗、精銑φ40下端面 1、加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。 加工要求：粗、精銑φ40下端面，使表面粗糙度達到Ra=3.2。 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《機械制造工藝手冊》表[4-16]） 刀具：根據機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀銑粗、精銑φ40下端面，銑刀直徑可根據銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定： 端銑刀：=56－64mm 式中：為銑刀直徑，為銑削寬度 根據表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB1115－85），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；；粗銑用粗齒，齒數Z=6；精銑用細齒，齒數Z=8。 粗銑平面選用=3~8mm，精銑平面選用=0.1~1mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm~-4.5mm），查《金屬機械加工工藝人員手冊》（第三版）P1012表[12-2]選精度等級為14級。 （2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。 （3）進給量的選擇 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-12]取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.03mm/齒。 （4）切削速度 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-14] 由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應取較小值。V=15m/min。精銑30m/min。 （5）銑刀直徑和工作臺的進給量 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[10-38]和[10-39]得 D=50mm則 粗銑： =1000×15/3.14×50=95.54r/min 取=96r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =95r/min v=3.14×95×50/1000=14.92m/min 當時，工作臺的每分鐘的進給量， =0.25×6×95=142.5m/min 精銑： =1000×30/3.14×50=165.6r/min 取=190r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =190r/min v=3.14×50×190/1000=29.83m/min 當時，工作臺的每分鐘的進給量， =0.03×8×190=45.6m/min （6）切削工時 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）選 =30mm，=8.3mm, =3mm 粗銑： 41.3/142.5=0.29min 精銑： 41.3/45.6=0.91min 工序三：粗精銑φ30凸臺面 1、加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。 加工要求：粗、精銑2—φ30凸臺面，使表面粗糙度達到Ra=6.3。 機床：XA6132萬能立式升降銑床（查《機械制造工藝手冊》表[4-16]） 刀具：根據機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版社），選擇高速鋼圓柱形銑刀粗、精銑2—φ30凸臺面，銑刀直徑可根據銑削深度，銑削寬度，按下式計算確定： 端銑刀：=42－48mm 式中：為銑刀直徑，為銑削寬度 根據表21.2，銑刀直徑選擇50mm，根據表21.4，圓柱形銑刀規(guī)格（GB1115－85），銑刀直徑D=50mm，極限偏差js16；L=80mm，極限偏差js16；d=22mm，極限偏差H7；；粗銑用粗齒，齒數Z=6；精銑用細齒，齒數Z=8。 粗銑平面選用=3~8mm，精銑平面選用=0.1~1mm。由于鑄造加工余量（+6.5mm~-4.5mm），查《金屬機械加工工藝人員手冊》（第三版）P1012表[12-2]選精度等級為14級。 （2）鑄造件在表面粗糙度許可的要求下，一般通過一次粗銑就能達到尺寸要求，但由于尺寸有余，故考慮一次進行銑削。此時，在確定好銑削量的同時，使刀尖避開工件表面的鑄硬度粗銑=3mm，精銑=1mm。 （3）進給量的選擇 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-12]取圓柱銑刀銑削鑄造件的進給量粗銑=0.25mm/齒，精銑=0.06mm/齒。 （4）切削速度 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[6-14] 由于粗銑鑄造件時，切削負載和載荷較大，故V應取較小值。V=15m/min。精銑26m/min。 （5）銑刀直徑和工作臺的進給量 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）表[10-38]和[10-39]得 D=50mm則 粗銑： =1000×15/3.14×50=95.54r/min 取=96r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =95r/min v=3.14×95×50/1000=14.92m/min 當時，工作臺的每分鐘的進給量， =0.25×6×95=142.5m/min 精銑： =1000×26/3.14×50=165.6r/min 取=166r/min 按機床（XA6132萬能立式升降銑床）選取 =150r/min v=3.14×50×150/1000=23.55m/min 當時，工作臺的每分鐘的進給量， =0.06×8×150=72m/min （6）切削工時 查《金屬切削手冊》（上?？茖W出版社）選 =30mm，=8.3mm, =3mm 粗銑： 41.3/142.5=0.33min 則粗銑2—φ30凸臺面：2=2×0.33=0.66min 精銑： 41.3/72=0.57min 則精銑2—φ30凸臺面：2=2×0.57=1.14min 工序四：鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25H9mm孔 1、加工余量的確定 查參考文獻得，鉆孔余量為23.0mm，擴孔的余量為1.8mm，粗鉸的余量為0.14mm，精鉸的余量為0.06mm. 2、切削用量的計算 （1）鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=23.0 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.4 mm/r。 3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為20 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉速n=276.93 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=250 r/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為： （2）擴孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=1.8 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=1.2mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為4 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉速n=51.36 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=47r/min，再將此轉速代入公式：n=1000V/∏d 便求得該工序的實際鉆削速度為： （3）粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.14 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=1.0mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為3m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=38.28 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=47r/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為： （4）精鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.06 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.8 mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為5 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=63.69 r/min，參照參考文獻所列Z550型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=63/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為： 3、 時間定額的計算 （1）基本時間tj的計算 1） 鉆孔工步 由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=1 mm， l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(23.0× cot56°)/2＋(1～2)=8.7mm；f=0.4 mm/r; n=250 r/min。將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min 2）擴孔工步 由參考文獻表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=3 mm， l1=(D-d1) ×cotkr/2＋(1～2)=(24.8-23.0)×cot60°/2＋(1～2)=2.525mm；f=1.2 mm/r；n=47r/min。將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋2.525mm＋3 mm）/（1.2 mm/r×47 r/min）=1.055min 3）粗鉸工步 由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(24.94-24.8)/2=0.07mm的條件查得 l1=0.37mm；l2=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋0.37mm＋15mm）/（1.0 mm/r×47 r/min）=1.48min 4）精鉸工步 由參考文獻表5-41鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(25.0-24.94)/2=0.03mm 的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=54mm；f=0.8 mm/r；n=63r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋0.19mm＋13mm）/（0.8 mm/r×63 r/min）=1.33min （2）輔助時間ta的計算 由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關系為ta=(0.15～0.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為： 工序4的鉆孔的輔助時間：ta=0.15×38.22s=5.73s 工序4的擴孔的輔助時間：ta=0.15×63.3s=9.5s 工序4的粗鉸的輔助時間：ta=0.15×88.8s=13.32s 工序4的精鉸的輔助時間：ta=0.15×79.8s=11.97s （3）其它時間tm的計算 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間tb、休息與生理需要時間tx和準備與終結時間。由本例桿杠的生產類型為大量生產，分攤到每個工件的準備與終結時間很少，可忽略不計；布置工作地時間和休息與生理需要時間與作業(yè)時間的關系為： tb＋tx=6%×（tj＋ta）；所以 工序4的鉆孔的其它時間：tb＋tx=6%×（38.22＋5.73）s=2.67s 工序4的擴孔的其它時間：tb＋tx=6%×（63.3＋9.5）s=4.37 工序4的粗鉸的其它時間：tb＋tx=6%×（88.8＋13.32）s=6.13s 工序4的精鉸的其它時間：tb＋tx=6%×（79.8＋11.92）s=5.51s （4）單件時間tdj的計算 本工序的單件時間為四個工步的時間總和：其中 鉆孔工步 tdj鉆=（2.64＋38.22＋5.73）s=46.6s 擴孔工步 tdj擴=(4.37＋63.3＋9.5)s=77.53s 粗鉸工步 tdj粗鉸=(6.13＋88.8＋13.32)s=108.25s 精鉸工步 tdj精鉸=(5.51＋79.8＋11.97)s=97.28s 所以工序4的單件時間為： tdj= tdj鉆+ tdj擴 tdj粗鉸+ tdj精鉸=(46.6+77.53+108.25+97.28)s=329.66s 工序五：鉆、粗鉸、精鉸2×φ8（H7）孔 1、加工余量的確定 查參考文獻得，鉆孔余量為7.8mm，粗鉸的余量為0.16mm，精鉸的余量為0.04mm. 2、切削用量的計算 （1）鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=7.8 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3mm/r。 3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為22 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉速n=1000 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=1000 r/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為： （2）粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.16 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為11m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=438 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=450r/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為： （3）精鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.04 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3 mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為18 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=717 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=720/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為： 3、時間定額的計算 （1）基本時間tj的計算 1） 鉆孔工步 由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=15 mm，l2=1 mm， l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(7.8×cot56°)/2＋(1～2)=8mm；f=0.3 mm/r; n=1000 r/min。將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（15 mm＋8mm＋1 mm）/（0.3 mm/r×1000 r/min）=0.076min 則2tj=0.152min 2）粗鉸工步 由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(7.96-7.8)/2=0.08mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；l=15mm；f=0.3 mm/r；n=450r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（15mm＋0.37mm＋15mm）/（0.3mm/r×450 r/min）=0.50min 則2tj=1min 3）精鉸工步 由參考文獻表鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(8-7.96)/2=0.04mm 的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=15mm；f=0.3 mm/r；n=720r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（15 mm＋0.19mm＋13mm）/（0.3mm/r×720 r/min）=0.14min 則2tj=0.28min （2）輔助時間ta的計算 由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關系為ta=(0.15～0.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為： 工序5的鉆孔的輔助時間：ta=0.15×0.152=0.02min 工序5的粗鉸的輔助時間：ta=0.15×1=0.15min 工序5的精鉸的輔助時間：ta=0.15×0.14=0.02min 工序六：鉆、粗鉸、精鉸φ10（H7）孔 1、加工余量的確定 查參考文獻得，鉆孔余量為9.8mm，粗鉸的余量為0.16mm，精鉸的余量為0.04mm. 2、切削用量的計算 （1）鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 ap=9.8 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3mm/r。 3）切削速度的計算 由于該材料為HT200，由參考文獻初選切削速度為V為22 m/min。由公式：可求得該工序的鉆頭轉速n=1000 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=1000 r/min，再將此轉速代入公式：便求得該工序的實際鉆削速度為： （2）粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.16 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為11m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=438 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=450r/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為： （3）精鉸工步 1）背吃刀量的確定 ap=0.04 mm。 2) 進給量的確定 由參考文獻選取該工步的每轉進給量為f=0.3 mm/r。 3）切削速度的計算 由參考文獻初選切削速度為V為18 m/min。由公式： 可求得該工序的鉸刀的轉速n=717 r/min，參照參考文獻所列Z518型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=720/min，再將此轉速代入公式： 便求得該工序的實際鉆削速度為： 4、 時間定額的計算 （1）基本時間tj的計算 1） 鉆孔工步 由參考文獻，鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/fn求得。其中1=54 mm，l2=1 mm， l1=(D×cotkr)/2＋(1～2)=(23.0× cot56°)/2＋(1～2)=8.7mm；f=0.4 mm/r; n=250 r/min。將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min 2）粗鉸工步 由參考文獻鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(9.96-9.8)/2=0.08mm的條件查得 l1=0.37mm；l2=15mm；l=54mm；f=1.0 mm/r；n=47r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋0.37mm＋15mm）/（1.0 mm/r×47 r/min）=1.48min 3）精鉸工步 由參考文獻表5-41鉆孔的基本時間可由公式tj= L/fn=(l＋l1＋l2)/f求得。式中l(wèi)1，l2 由參考文獻按kr=150、ap=(D-d)/2=(10.0-9.96)/2=0.02mm 的條件查得l1=0.19mm；l2=13mm；l=54mm；f=0.8 mm/r；n=63r/min；將上述結果代入公式，可得到該公序的基本時間： tj=（54 mm＋0.19mm＋13mm）/（0.8 mm/r×63 r/min）=1.33min （2）輔助時間ta的計算 由參考文獻可知，輔助時間ta與基本時間tj的關系為ta=(0.15～0.2)tj，在這里取ta=0.15tj，則各本工序的輔助時間為： 工序6的鉆孔的輔助時間：ta=0.15×38.22s=5.73s 工序6的粗鉸的輔助時間：ta=0.15×88.8s=13.32s 工序6的精鉸的輔助時間：ta=0.15×79.8s=11.97s 工序七：表面去毛刺（省略） 工序八：檢驗入庫（省略） 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其它加工數據，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。（閱機械加工工藝過程綜合卡片） 第3章 銑Ф30凸臺上端面夾具設計 3.1 夾具的設計 本次的夾具為—工序：粗精銑為Ф30mm的上平臺而設計的。 3.2 選擇定位元件 （1）選擇圓形臺階面，以φ 40下端面為定位基準。 （2）選擇固定V形塊，以φ30凸臺下方、φ40圓柱外緣毛坯面定位 , 轉動活動扳手通過活動V形塊對工件進行夾緊。 3.3 計算夾緊力 參考文獻（機械加工工藝手冊），因夾具的的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力與切削力F之間的關系為：=KF，式中的K為安全系數。由參考文獻得，當夾緊力與切削力方向相反時，取K=3。 由前面的計算可知F=1279N。所以，為防止工件在切削扭矩M（N mm）的作用下打滑而轉動所需的夾緊力=KF=1279×3N=3837N， 為防止工件在軸向力F的作用下打滑而軸向移動所需的夾緊力 =2174.3 N。 3.4 定位誤差計算 （1）加工φ40平臺尺寸的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。 而基準位移誤差為定位面 (φ40下端面)與固定V形塊的最大間隙，故：定位凸臺取直徑為φ40H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準也符合設計要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84± 0.2mm的定位要求。 （2）加工φ40面時軸線平行度 0.15mm 的定位誤差計算，由于基準重合，故 ：0.015+0.015=0.03mm 而基準位移誤差是定位面φ40下端面與定位面間的誤差。故 :0.052+0.052mm=0.104mm 所以有：0.03+0.104mm=0.134mm 此方案能滿足定位要求。 通過定位方案的確定，夾緊力與定位誤差的計算和選擇了可靠的定位元件以后，就設計出我們所需要的夾具。 設計心得 兩個星期的機械設計到今天已經劃上句號，經過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設計這個任務，而且從中一方面鞏固了之前的理論學習，另一方面也發(fā)現了自己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經過老師的指導，和自己的認真學習，自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設計過程中發(fā)現的問題，作為今后學習過程中努力的方向。課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結合，使自己把學過的知識聯系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設計過程中也想同學征求了意見，是設計更加符合實際要求。 剛開始接到該課題設計，并沒有很深的想法，按照任務書上所規(guī)定的大概地去查找了好些相關資料，認為也就如此。直到自己認真地去審視每一部分，才發(fā)現想要把各部分聯系起來作為一個總體，難度頓時提高了許多倍，才發(fā)現除了要有過硬的專業(yè)知識，應用與總體思維是多么重要。設計的過程伴隨思維與心情的反復變化,在客觀條件受限下,應該沉穩(wěn)對待,切忌浮躁,按照自己的時間制定計劃作好設計的每一步。從這次課程設計中,我學到了許多以前沒有學到的東西,充實了自己, 讓我對大學里學的關于制造類的課程有了個全面的融會貫通。本設計還讓我體會到了一種創(chuàng)新的重要性。 在這里,我首先要感謝的是我的指導老師,在我設計碰到難題的時候，每次他都認真的、耐心的指導我，細心的講解。使我把設計中碰到的都難題解決了。可以說沒有老師的細心指導，我的設計是搞不完的，特在這里表達我衷心的謝意。同時，在設計過程中，我的同學也給與了我許多的幫助，在這也謝謝大家！ 參考文獻 1 徐灝.機械設計手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2001，第二版 2 王光斗、王春福.機床夾具設計手冊［M］.上海：上海科學技術出版社，2000，第三版 3 孟少農.機械加工工藝手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1991，第1、2卷 4 徐圣群.簡時機械加工工藝手冊［M］.上海：上?？茖W技術出版社，1991 5 陸名彰.機械制造技術基礎［M］.湖南：湘潭工學院，2000 6 孫本緒、熊萬武.機械加工余量手冊［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1999 7 馮辛安.機械制造裝備設計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003 8 周鳳云.工程材料及應用［M］.湖北：華中科技大學出版社，2002，第二版 9 大連理工大學工程畫教組.機械制圖［M］.北京:高等教育出版社，2000，第四版 10 廖念釗、莫雨松.互換性與技術測量［M］.北京:中國計量出版社，2002 11 禹金云、吳曉.材料力學［M］.湖南:中南工業(yè)大學出版社，1998 12 邱宣懷.機械設計［M］.北京:高等教育出版社，2002 13 王紹俊.機械制造工藝設計手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社,1985 14 唐保寧,高學滿.機械設計與制造簡明手冊［M］.上海:同濟大學出版社,1993. 15 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