CA6140車床831005撥叉加工工藝裝備規(guī)程和銑18槽夾具設(shè)計【夾具三維】
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摘要
隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求相應(yīng)提高。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需要和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性，采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)使用才有推廣的價值。
本設(shè)計是結(jié)合目前實際生產(chǎn)中，通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，而專門設(shè)計的一種鉆床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計及加工精度等方面的分析。
該夾具具有良好的加工精度，針對性強(qiáng)，主要用于撥叉鉆、擴(kuò)22花鍵底孔零件工序的加工。本夾具具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，有效地減輕了工人的勞動強(qiáng)度。
關(guān)鍵詞 ：撥叉；機(jī)床夾具；定位；工序；夾緊力
Abstract
With the improvement of machining accuracy of machine tools, in order to reduce the positioning error and improve the machining accuracy, the manufacturing accuracy of fixture is required to be improved accordingly. In order to meet the needs and economy of different industries, clamps have different models and different grades of accuracy standards for selection. The generality of fixture directly affects its economy. Only the modular and combined fixture system has strong function of reconfigurability, reconfigurability and expansibility, wide application range, good generality, high utilization rate of fixture and strong function of components, which makes the fixture have good generality, few and precise components, low cost of supporting, and economic use has the value of promotion.
This design is based on the actual production at present, the general fixture can not meet the production requirements, but a specially designed drilling machine fixture, mainly including fixture positioning scheme, clamping scheme, clamp specific and positioning key design and processing accuracy analysis.
The fixture has good machining accuracy and strong pertinence, and is mainly used for the machining of shifting fork drill and expanding 22 spline bottom hole parts. The fixture has a clamping force device, which has the characteristics of high efficiency and precision required by modern machine tool fixture. It can effectively reduce the basic time and auxiliary time of workpiece processing, greatly improve the labor productivity and effectively reduce the labor intensity of workers.
Key words: shift fork; machine tool fixture; positioning; process; clamping force
目 錄
摘要 1
ABSTRACT 2
第1章 緒論 1
第2章 零件的分析 2
2.1零件的分析 2
2.1.1零件的作用 2
2.1.2零件的工藝分析 2
2.2工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.3 制定工藝路線。 3
2.4 機(jī)械加工余量。 4
2.5確定切削用量及基本工時。 5
第3章 鉆Φ22㎜花鍵底孔夾具設(shè)計 13
3.1 任務(wù)的提出 13
3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計計算 13
3.2.1定位方案的確定 13
3.2.2定位元件及裝置設(shè)計 13
3.2.3定位誤差的分析計算 13
3.3 引導(dǎo)元件設(shè)計 13
3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計計算 13
3.4.1夾緊方案的確定 13
3.4.2夾緊力大小的分析計算 14
3.4.3夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計 14
3.5夾具體設(shè)計 14
3.6 夾具操作及維護(hù)簡要說明 15
總 結(jié) 16
致 謝 17
參 考 文 獻(xiàn) 19
18
第1章 緒論
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
第2章 零件的分析
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于銑床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺
寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑
移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙
很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精
度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑
移齒輪的配合精度要求很高。
2.1.2零件的工藝分析
CA6140撥叉共有兩組加工表面。
1. 以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面
這一組面包括?25+0.230mm的六齒方花鍵孔、?22+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為27mm的平面。
2. 以工件右端面為基準(zhǔn)的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽
經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。
2.2工藝規(guī)程設(shè)計
(一) 確定毛坯的制造形成
零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。毛坯零件圖如下圖：
（二）基準(zhǔn)的選擇。
1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準(zhǔn)。
2. 精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的A面為精基準(zhǔn)。
2.3 制定工藝路線。
方案一
工序：
1. 粗、精銑端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。
2. 粗、精銑削B面。
3. 銑削8+0.030mm的槽。
4. 銑削18+0.0120mm的槽。
5. 拉花鍵。
方案二
工序：
1. 粗、精銑端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。
2. 以Ф40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。
3. 拉花鍵。以A面為基準(zhǔn)，
4. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具
5. 銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
6. 銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
方案分析：
上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進(jìn)行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為3.4.5道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，
最終擬定的方案如下：
工序號
工序名 稱
工序內(nèi)容
車
間
工
段
設(shè)備
10
鑄造
鑄造毛坯 ，時效處理
20
銑
銑左端面
機(jī)
二
銑床X52K
30
銑
銑右端面
機(jī)
二
銑床X52K
40
鉆
鉆花鍵底孔
機(jī)
二
鉆床Z525
50
鉆
擴(kuò)花鍵底孔
機(jī)
二
鉆床Z525
60
倒角
倒角2x15°
機(jī)
二
鉆床Z525
70
拉
拉六齒方型花鍵
機(jī)
二
拉床
80
銑
粗銑B面
機(jī)
二
銑床X62W
90
銑
精銑B面
機(jī)
二
銑床X62W
100
銑
銑800。03mm的槽
機(jī)
二
銑床X62W
110
銑
銑1800。12mm
機(jī)
二
銑床X62W
120
磨
磨寬為1800。12mm的槽
機(jī)
二
磨床M114W
130
鉗
去毛刺
140
檢
檢驗入庫
2.4 機(jī)械加工余量。
CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgσb =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。
根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：
1. A面的加工余量
A面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除
2. 矩形花鍵底孔。
要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為Φ22 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 表3-59確定孔加工余量的分配。
鉆孔Φ20mm
擴(kuò)孔Φ21mm
拉花鍵
花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm
3. B面的加工余量。
此工序分2個工步1、粗銑B面 2、精銑B面。
精加工余量為0.2mm
粗銑加工余量為2.8mm
2.5確定切削用量及基本工時。
工序20 ：銑左端面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，?。焊鶕?jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81,取
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
機(jī)動時間：
所以該工序總機(jī)動時間
工序50：粗、精銑右端面。
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～73，取：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～81，取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
機(jī)動時間：
所以該工序總機(jī)動時間
3、鉆孔、擴(kuò)孔、倒角。
（1）、鉆孔
鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表2.2
鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：
ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2-9確定f=0.48
ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。
按C3163-1 銑床說明書 取 f=0.62mm/n.
ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21，當(dāng)do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.
ｃ、切削速度 由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 Ｖ=21m/min
n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min
ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm
所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
（2）、擴(kuò)孔
刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。
由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停銑和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32
倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進(jìn)給。
（3）、倒角
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。
檢驗機(jī)床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按C３１６３－１ 銑床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21
當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ?。妫?.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
《切削用量簡明手冊》表由表2.32 得功率公式
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１ 銑床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要
工序Ⅱ 拉花鍵孔
單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒
為0.06mm,
拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
L 拉削表面長度，80mm；
η 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.2；
k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 ；
v 拉削速度（m/min）；
fz 拉刀單面齒升；
Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)
工序Ⅲ 粗銑，精銑B面。
加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2ｕｍ。
用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm
機(jī)床 ：Ｘ62W
加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm
1. 粗銑
1) 選擇刀具
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時。直徑為do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀
銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16°
2) 切削用量
留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～１mm/r就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r
3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）
4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z
Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min
選Vf=80mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 當(dāng) Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系數(shù)：
故Pct＜0.8,
根據(jù)X62W型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z
6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm
2. 精銑
1）選擇刀具
刀具與上道工步是同一把刀。
2）切削用量
精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度
ae＝0.2mm，ｆ＝0.6
3）決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm
工序Ⅳ 銑削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm
加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻
機(jī)床：X62W
1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8
銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
2) 選擇切削量
由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z
3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4) 決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min
n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min
實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min
選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/min
fzc=110/375×16=0.018mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28 公式
圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94
由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28
Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N
M=FCdo/2×103=15.9N?M
Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。
6) 基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm
工序Ⅴ銑寬為180+0.12mm槽
加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm
由于此工步的設(shè)計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，
1) 選擇刀具
銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2) 選擇銑削用量
由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min
n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min
實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min
選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)
工序Ⅵ 磨18mm槽，
保證尺寸18mm
1) 選擇砂輪。
見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為
GZ46KV6P350×40×127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16×6×40（D×d×H）。
2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見機(jī)床說明書)，
v砂=2.5m/s
進(jìn)給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm
3) 切削工時。當(dāng)加工1個表面時
Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min
最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機(jī)械加工工藝卡片中，見附后表。
第3章 鉆Φ22㎜花鍵底孔夾具設(shè)計
3.1 任務(wù)的提出
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計鉆、擴(kuò)花鍵底孔的立式鉆床夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為高速鋼麻花鉆頭，來對工件進(jìn)行加工。
本夾具主要用來鉆擴(kuò)Φ22+0.28㎜，由于采用高速鋼麻花鉆頭，一次切削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度．
3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計計算
3.2.1定位方案的確定
根據(jù)加工工序及零件圖可知，要加工Φ22+0.28㎜，要確保所加工的孔和毛坯圓柱的同軸度問題，即定心。
在垂直于加工方向上，不能產(chǎn)生移動和轉(zhuǎn)動。沿加工方向上，由于Φ40外圓有一部分與肋板相交，不為規(guī)則外圓柱面，形狀特殊，所以也得限制其沿加工方向的移動和轉(zhuǎn)動。最終采取的定位方位為工件以Φ40外圓柱面和端面A定位基準(zhǔn)，在V形塊和支撐板上實現(xiàn)五點定位。用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)推動V形塊壓頭夾緊工件。滿足六點定位原理，限制了工件6個自由度，屬于完全定位。
3.2.2定位元件及裝置設(shè)計
定位元件的選擇，包括其結(jié)構(gòu)尺寸形狀及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況。
根據(jù)加工工序和零件圖可知，以外圓柱面定位采用固定V形塊，其對中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，并且安裝方便。選用活動V形塊，可用于夾緊機(jī)構(gòu)中，起到取消一個自由度的作用。用支承板對端面A底面定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上。但考慮到加工工序，采用兩塊扇形支承板同心相對固定。裝配后，應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性。
3.2.3定位誤差的分析計算
使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。由于工件定位所造成的加工表面相對其工序基準(zhǔn)的位置誤差成為定位誤差。在加工時，夾具相對刀具及切削成形運(yùn)動的位置，經(jīng)調(diào)定后不再變動，因此可以認(rèn)為加工表面的位置是固定的。在這種情況下，加工表面對其工序基準(zhǔn)的位置誤差，必然是工序基準(zhǔn)的位置變動所起的。所以，定位誤差也就是工件定位時工序基準(zhǔn)（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動量，即工序基準(zhǔn)位置的最大變動量在加工尺寸方向上的投影。
根據(jù)《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表3-1,“V形塊的尺寸及定位誤差的計算”可知，常用的V形塊工作角度為90°。
由定位誤差公式
（其中D—定位圓直徑的中間尺寸，d—定位圓直徑的最小值）
得㎜
3.3 引導(dǎo)元件設(shè)計
引導(dǎo)裝置是在鉆、鏜類機(jī)床上加工孔和孔系時做刀具導(dǎo)向用。借助于引導(dǎo)元件可提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。應(yīng)此選擇可換鉆套，其便于磨損后快速更換。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》圖2-1-46可知可換鉆套具體參數(shù)。
3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計計算
3.4.1夾緊方案的確定
為了保證在切削力、離心力、慣性力等外力的作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。通過活動V形塊連接到快速螺旋夾具機(jī)構(gòu)上，可是工件保持既定位置，即在切削力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承。
3.4.2夾緊力大小的分析計算
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-7可知，用高速鋼刀具鉆削材料為灰鑄鐵（190HBS）直徑為Φ22+0.28㎜的孔的切削力計算公式為
切削扭矩計算公式為
—鉆頭直徑，22㎜
—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,0.81㎜/r
—修正系數(shù)，0.9
計算出，
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-11可知，工件以外圓定位中，V形塊定位V形塊夾緊的實際所需夾緊力計算公式為
防止工件轉(zhuǎn)動：
防止工件移動：
—安全系數(shù)，（,,其余為1.0）
—工件與V形塊間的圓周方向摩擦系數(shù)，查表1-2-12取0.2
—工件與V形塊間的軸向摩擦系數(shù), 查表1-2-12取0.2
°，
經(jīng)過計算可知，
防止工件轉(zhuǎn)動：
防止工件移動：
3.4.3夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計
由于需選用結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，通用性大的夾緊機(jī)構(gòu)，初選快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。其可以克服螺旋夾緊機(jī)構(gòu)動作慢、效率低的缺點。快速夾緊機(jī)構(gòu)中，螺桿上開有直槽，轉(zhuǎn)動手柄松開工作將直槽轉(zhuǎn)至螺釘處，即可迅速拉出螺桿，以便裝卸工件。螺桿一頭與活動V形塊連接，另一頭與手柄相聯(lián)。
3.5夾具體設(shè)計
由于可以鑄造出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，抗壓強(qiáng)度大，抗振性好，因此夾具體毛坯結(jié)構(gòu)選用鑄造，其適用于切削負(fù)荷大、振動大的場合以及批量生產(chǎn)。為了便于排除切屑，不使其聚集在定位元件工作表面而影響工件正確定位，一般在設(shè)計夾具體時，要增加容納切屑的空間，如容屑溝等。
3.6 夾具操作及維護(hù)簡要說明
在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有正確的安裝位置,以利于鉆孔加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。
夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于鉆孔加工。
總 結(jié)
課程設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機(jī)會，它將是我們課程設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次課程設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計。
課程設(shè)計是將大學(xué)所學(xué)的知識融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識，是課本知識在實際中的應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計，使我的專業(yè)知識在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過程中，尹長城老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計思路，增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起討論問題，使我對分析有了更清晰明確的認(rèn)識，使我受益非淺。
課程設(shè)計是我們的專長，這是我們走向社會化，專業(yè)化的工作中必不可少的過程中前實際訓(xùn)練綜合應(yīng)用。 “千里之行始于足下”，通過課程設(shè)計，讓我深深體會到永恒的那句詞的真正含義。我認(rèn)真地把今天的課程設(shè)計，學(xué)習(xí)踏踏實實地采取這一步驟是在社會穩(wěn)定的未來潮流的運(yùn)行打下了堅實的基礎(chǔ)。
說實話，課程設(shè)計是真的累了。但一開始清理自己的設(shè)計成果，仔細(xì)琢磨課程設(shè)計的思路，成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學(xué)會了如何完成，我的生活的小勝利，但它讓我感覺更成熟了。
通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有時應(yīng)為不小心計算出錯，只能毫不留情地重做。但一想起老師平時多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。
經(jīng)歷了課程設(shè)計，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正的貧乏，自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的能力是如此的不足，幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。想到這里，我真的有點心急了。
由于畢業(yè)時間的倉促，很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時間去細(xì)細(xì)追究來源，比如網(wǎng)格劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個大體上的方向，離實際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的，因為方向確定了，就會用最少的精力做好事情，這對于我以后的工作至關(guān)重要。因為在實際生產(chǎn)生活中，要從事的工種是千差萬別的，只有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的崗位，個人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出一些貢獻(xiàn)。
這次課程設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
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