星輪 加工工藝和-鉆3-φ4孔夾具設(shè)計【版本4】

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機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共5頁 產(chǎn)品名稱 支架 零（部）件名稱 支架 第 1 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 01 鉆削 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525型鉆床 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工序工時 準(zhǔn)終 單件 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(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機(jī)動 輔助 1 鉆孔?26mm 游標(biāo)卡尺 400 100.5 0.2 1.5 1 0.931 2 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 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共5 頁 產(chǎn)品名稱 支架 零（部）件名稱 支架 第 2 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 02 鏜 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鏜床 T740型鏜床 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工序工時 準(zhǔn)終 單件 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(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機(jī)動 輔助 1 精鏜孔至?27.9mm 游標(biāo)卡尺 500 157 0.2 1.5 1 1.215 2 細(xì)鏜孔至?28h7mm 游標(biāo)卡尺 500 157 0.2 0.5 1 1.205 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 日期 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共5頁 產(chǎn)品名稱 支架 零（部）件名稱 支架 第 3 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 03 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X51型銑床 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工序工時 準(zhǔn)終 單件 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(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機(jī)動 輔助 1 銑鍵槽16mmx8mm 端面銑刀，游標(biāo)卡尺 400 100.5 0.2 1.5 1 0.931 2 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 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共5 頁 產(chǎn)品名稱 支架 零（部）件名稱 支架 第 5 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 05 鉆 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525立式鉆床 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 專用夾具 工序工時 準(zhǔn)終 單件 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(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機(jī)動 輔助 1 鉆孔?2mm 游標(biāo)卡尺 500 157 0.2 1.5 1 1.065 2 鉆孔?4mm 游標(biāo)卡尺 500 157 0.2 1.5 1 1.065 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 哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū) 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 支架 零件名稱 支架 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 01 鑄造 鑄造 02 熱 時效處理 03 鉆削 鉆孔?28 Z525 專用夾具，游標(biāo)卡尺 04 鏜削 精、細(xì)鏜?28 T740 專用夾具，游標(biāo)卡尺 05 銑削 銑鍵槽8x16 XX51 專用夾具，游標(biāo)卡尺 06 切削 切槽3×0.5 CA6140 專用夾具，游標(biāo)卡尺 07 鉆削 鉆?2,?4孔 X51 專用夾具，游標(biāo)卡尺 08 檢驗 檢驗至圖紙要求 09 入庫 入庫 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 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 日 期 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：制定圖5-2星輪的加工工藝 設(shè)計鉆3-φ4孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級： 12-3 學(xué) 號： 1230120302 姓 名： 陳俊強(qiáng) 指導(dǎo)教師： 張中然 機(jī)械工程系 2015年10月26日 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 目錄 序言 1 一 零件的分析 3 （一） 零件的作用 3 （二） 零件的工藝分析 3 （三） 保證星輪表面間位置精度的方法 4 二 工藝方案的分析及確定 4 （一) 確定毛坯的制造形式 4 （二）基面的選擇的選擇 5 （三）制定工藝路線 6 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 確定 8 （五）確定切削用量及基本工時 10 三 夾具設(shè)計 13 （一) 設(shè)計主旨 13 （二）定位元件的選擇與設(shè)計 13 （三）星輪在夾具中的加緊 15 總結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 22 序言 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)。 支架的加工工藝規(guī)程及其車Φ60孔夾具設(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)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。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。 一、零件分析 （一）零件的作用 圖1 星輪 題目所給定的零件是汽車離合器上的星輪（見圖1），其作用是依靠太陽輪和行星架的正時轉(zhuǎn)動和逆時轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)方向的改變，按照類型又分為主動和被動行星輪，只要運(yùn)用在汽車變速箱（AT）傳動機(jī)構(gòu)上，實現(xiàn)動力傳遞，能增加和遞減傳遞的動力。 （二）零件的工藝性分析 星輪共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求。 現(xiàn)分析如下： ①星輪外圓Ф40K6,Ф45f7,其形狀公差均遵守包容要求,表面粗糙度均為Ra1.6μm ②星輪內(nèi)孔Ф28H7,其形狀公差遵守包容要求,表面粗糙度為Ra0.8μm,其外形尺寸14端面與孔Ф28軸心線垂直度誤差為0.025,其左端面對孔Ф28軸心線圓跳動誤差為0.025; ③外圓Ф45軸心線對外圓Φ40軸心線的同軸度誤差為0.06,外形尺寸61±0.15右端面對尺寸17的圓跳動誤差為0.02； ④鍵槽寬度為8H9,長度為16mm，軸槽深為40.5h11,表面粗糙度Ra5.2μm，在Φ64的外圓上離它的軸心線24.3的平面與孔Φ28H7軸心線的平行度誤差為0.012表面粗糙度為Ra0.8μm，3個Φ4H9孔相對于對稱分布三個。 （三）保證星輪表面間位置精度的方法 由星輪零件的技術(shù)要求知，星輪零件內(nèi)外表面間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度一般均有較高要求。為保證這些要求通?？刹捎孟铝蟹椒ǎ? 1.在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工。這種方法除了工件的安裝誤差，所以可獲得很高的相對位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對于尺寸較大（尤其是長徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸套的車削加工。 2.星輪主要表面加工分在幾次安裝中進(jìn)行，先加工外圓，然后以圓為精基準(zhǔn)最終加工內(nèi)孔。這種方法由于所用夾具機(jī)構(gòu)簡單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在星輪加工中一般多采用這種方法。 二、過程工藝分析 （一）確定毛坯的制造形式 星輪零件的毛坯選擇與材料、機(jī)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)還與它在工作中所處的工作環(huán)境有關(guān)?？讖捷^小的星輪一般選擇熱軋或冷拉棒料，也可采實心鑄件?？讖捷^大時，常采用無縫鋼管或帶孔的鑄件和鍛件。大量生產(chǎn)時可采用冷擠壓和粉末冶金等先進(jìn)的毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率又節(jié)約金屬材料。 本零件為鍛造件，材料為40Cr優(yōu)質(zhì)合金鋼，抗拉強(qiáng)度：；屈服強(qiáng)度：；硬度：HBS為197，最終成品調(diào)質(zhì)處理到硬度為22-27HRC （二）基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)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，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，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作粗基準(zhǔn)。對于較長的套筒零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來最終加工內(nèi)孔。 根據(jù)這個原則，本零件選取星輪外圓φ45為粗基準(zhǔn)。工件一端用三爪卡盤夾持一端，另一端則用大頭頂尖頂住另一端。采用這種方法時工件裝夾迅速可靠，但因一般卡盤安裝誤差較大，加工后工件的位置精度較低。為了獲得較小的同軸度，須采用定心精度高的夾具，如彈性膜片卡盤、液體塑料夾頭和經(jīng)過修磨的三爪卡盤等。 2. 精基準(zhǔn)的選擇 星輪主要應(yīng)用于超越離合器上面，其星輪的軸心線既是定位基準(zhǔn)也是設(shè)計基準(zhǔn)，在車削時選他作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合原則，實現(xiàn)外圓柱面的圓跳動和同軸度（采用專用夾具夾緊機(jī)構(gòu)），這使得工藝路線基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。毛坯外表面加工余量大，定位時可以車一頭換向車另一頭，最后，兩頂一夾。其定位方法比較精確，加緊也比較簡單快捷，使操作者方便省力。 （三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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)已確定的情況下，可以考慮采用萬能機(jī)床以及專用夾具，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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 (1)工藝路線方案一： 工序1.粗車端面，車內(nèi)孔φ27.7mm 、車外圓φ63.7mm、 φ39.7mm、φ44.7mm及倒45°倒角，選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。工序2.調(diào)頭車另一端面，車外圓φ44.7倒mm45°倒角 工序3.銑鍵槽。以內(nèi)孔為基準(zhǔn)， 工序4.以內(nèi)孔及兩端面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床專用夾具夾緊工件在Ф64mm階梯軸處且用專用105°銑刀垂 直銑24.3mm個深度到水平90°。 工序5.重復(fù)步驟4，轉(zhuǎn)動120°銑三個。 工序 6.熱處理：硬度234HBW。 工序7.精銑三平面、外圓柱面及鍵槽到規(guī)定尺寸 工序8. 按零件圖所示，參照《金屬機(jī)械加工工藝員手冊》表3-59確定孔加工余量的分配。在水平方向上距軸心線26.9mm出攻鉆孔Φ4mm，轉(zhuǎn)動萬能分度頭120°加工三次。工序9.檢驗 （2）工藝路線方案二： 工序1.粗車端面，車內(nèi)孔φ27.7 、車外圓φ63.7、φ39.7、φ44.7及倒45°倒角，選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。粗、精車B/C階梯軸外圓面 工序2.調(diào)頭車另一端面、外圓φ44.74mm、倒 45°倒角 工序3.以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，銑平面至24.6mm在轉(zhuǎn)動120，銑另兩個平面 工序4.熱處理：硬度234HBW。 工序5.以外圓為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔磨至Φ28mm 工序6.以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，磨外圓分別磨至Φ45mm、φ40mm、φ64mm、φ45mm 工序7.磨平面磨至與水平面成24.3mm在轉(zhuǎn)動120°磨另兩個平面 工序8.銑鍵槽 工序9.鉆孔Φ4mm、φ2mm 工序9J.檢驗 ( 3 )方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一在于直接用銑床銑出平面、外圓，且先把鍵槽銑出來在銑平面最后鉆孔：方案二則與其相反，鍵槽被放置平面后，且采用磨床使精度達(dá)到更高。綜合比較，方案二更好，所以最終選擇方案二。 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 銑削加工加工余量依據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊設(shè)計實用手冊》表8—31以及表15—50查得、公差依據(jù)《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表3—2查得表面粗糙度以及經(jīng)濟(jì)精度由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1—15查得。 鉆、擴(kuò)、鉸孔加工加工余量依據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊設(shè)計實用手冊》表8—18查得、公差依據(jù)《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表3—2查得表面粗糙度以及經(jīng)濟(jì)精度由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1—15查得。 星輪的材料為45鋼，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用型材。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1）以星輪外圓為基準(zhǔn)。據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表5-6，型材偏差±1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《實用金屬切削加工工藝手冊》（以下簡稱《切削手冊》）第586頁可知，加工余量為：粗車：Ф=2.5mm，精車：Ф =0.5mm。粗車削的加工精度IT11級，因此偏差±0.11。精車削偏差即為零件偏差。 （2） Ra=1.6μm的端面。要求粗加工和精加工。參照《工藝手冊》表5-72可知，加工余量為 2mm。 （3） 基準(zhǔn)面為左端面B。Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《工藝手冊》表5-72，粗車ap =3mm,精車ap=1mm。車削公差即為零件公差：0.02 mm。 （4）星輪右端面。Ra=3.2μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊》第586頁可知，粗車Ф=3mm，半精車Ф=0.5mm。 （5）星輪左端面。Ra=3.2μm。要求粗加工和半精加工。參照《切削手冊》第586頁可知，粗車Ф=3mm，半精車Ф=0.5mm。 （6） Φ28h7內(nèi)孔。粗磨和精磨。粗磨2Z=1.5mm，精磨2Z=0.5mm。公差+0.011mm（見《互換性與測量技術(shù)》表1-8）。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大和最小之分。 （五）確定切削用量及基本工時 1） 工序1：車削端面、外圓及內(nèi)孔。 加工要求：粗車車端面、車內(nèi)孔至φ27.7mm 分別車外圓到φ63.7mm、φ39.7mm、φ44.7mm，表面粗糙度值Rz為10-18 。 機(jī)床：CA6140臥式車床。 刀具：刀片材料為yt15，刀桿尺寸16mm*25mm，Kr=90°。 車削用量的選擇： （1）背吃刀量的選擇： 已知長度方向的尺寸為61±0.15mm 。根據(jù)毛坯尺寸Φ67mm.L=64mm，故分二次加工（粗車、半精車）。粗車時，選擇aｐ =1.5mm；半精加工時，選擇 aｐ =0.3mm；車削內(nèi)圓時，粗車精車被吃刀量分別為aｐ =0.8mm ，aｐ =0.3mm。 （1） 進(jìn)給量的選擇： 根據(jù)《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》（第2版）表2-19 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ae ≤３mm時，以及工件直徑為Φ67mm時. ?=0.6-0.9mm/ｒ.按C3163-1車床說明書　取?=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 所以：實際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ。 （3）計算切削速度 由機(jī)夾課程設(shè)計指導(dǎo)書知，對于高速鋼切削中碳鋼的平均切削速度為52m/min. （4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min），按C3163-1車床說明書　ｎ＝200 r／min。 （5）基本工時 t=L+L1+L2/nf式中L=28，L1=14，L2=0 所以 t=(L+L1+L2)/nf=(28+14+0)/80=0.525（min） 2） 工序2：工序2.調(diào)頭車另一端面、外圓φ44.74mm、倒45°倒角 3） 工序3：銑平面至24.6mm 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1 銑削寬度ae≤32mm時。由于采用面銑刀，所以選x51機(jī)床選用專用銑刀。 （1）銑削背吃刀量：根據(jù)平面的尺寸為 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=6.3 um，采用半精銑精銑，選擇背吃刀量為分別為1mm和0.3mm. （2）進(jìn)給量的選擇： 由單向轉(zhuǎn)動部分知，銑削深度為7.7mm寬度為14mm。經(jīng)《簡明機(jī)械加工工藝手冊》11—22查出進(jìn)給量為f=0.15mm。 （3）銑削速度：經(jīng)《機(jī)械制造工藝與夾具課程設(shè)計指導(dǎo)》表2-22查出削速度為22m/min. （4）基本工時：入切量及超切量由表2.29. 查出L + L1=10mm 所以 Tm=L+L1/nf =(80+10)/280x0.62 =0.32 (min) 4） 工序4：熱處理，調(diào)質(zhì)硬度234HBW 5） 工序5:磨至Φ28mm 選用機(jī)床：MS-600 萬能磨床 精磨至Φ28mm ，單邊Z=0.2mm,一次磨去全部余量，進(jìn)給量f=0.1mm/r 根據(jù)有關(guān)手冊，確定萬能磨床的nw=2600r/min 切削工時： L= 30mm L1=3mm 所以 T=L1+L2/nw*f=0.13min 6） 工序6：分別磨至Φ45mm、φ40mm、φ64mm、φ45mm。 7） 工序7：磨至與水平面成24.3mm同上工序5一樣。 8） 工序8：銑鍵槽，加工工件尺寸：8+0.170mm , 長度L=16mm （1）選擇銑削用量 由于槽的寬度為8mm, 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/s （2）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的公式由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 V=1000V/ D=334.4 Kv=Km*Ksv*KTv=1.12*0.8*0.82=0.79 （3）基本工時 基本工時根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5知 L1+△=20mm， i=2(走兩次) Tm=(L+L1+△)?i/Vf =(40+20)X2/150 =0.8（min） 9） 工序9：檢驗 三、專用夾具設(shè)計 （一）設(shè)計主旨 因采用立式鉆床，待加工孔處于水平位置。若設(shè)平行于待加工孔的面分別為頂面和底面，則使多孔那面為底面，即定位基準(zhǔn)面。以基準(zhǔn)面上的直徑為φ5的兩孔以及基準(zhǔn)面定位。 鉆模板應(yīng)垂直與定位基準(zhǔn)面，鉆套中心線與待加工孔中心線同軸。夾緊件由工件頂面向定位基準(zhǔn)面夾緊。采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 （二）定位元件的選擇與設(shè)計 1. 定位元件的選擇 工件在夾具中位置的確定，主要是通過各種類型的定位元件實現(xiàn)的。在機(jī)械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異，但從它們的基本結(jié)構(gòu)來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面及各種成形面所組成。工件在夾具中定位時，可根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點和工序加工精度要求，選擇其上的平面、圓柱面，圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準(zhǔn)。為此，在夾具設(shè)計中可根據(jù)需要選用各類型的定位元件。 2. 定位誤差的分析 夾具的作用首先是要保證工序加工精度，在設(shè)計夾具選擇和確定工件的定位方案時，根據(jù)工件定位原理選用相應(yīng)的定位元件外，還必須對選定的工件定位方案能否滿足工序加工精度要求作出判斷。為此，就需對可能產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行分析和計算。 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而造成某一工序在工序尺寸（通常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。對某一定位方案，經(jīng)分析計算其可能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的~，一般即認(rèn)為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。 3. 定位誤差的計算 在本次設(shè)計中采用一面兩孔組合定位。 采用工件上一面兩孔組合定位時，根據(jù)工序加工要求可能采用平面為第一定位基準(zhǔn)，也可能采用其中某一個內(nèi)孔為第一定位基準(zhǔn)。圖2所示為一長方體工件及其在一面兩銷上的定位情況，因系采用短定位銷，故工件底面1為第一定位基準(zhǔn)，工件上的內(nèi)孔及分別為第二和第三定位基準(zhǔn)。 圖2鉆模板 1) 兩定位銷中心距 ==14.5 式中 ——工件兩定位孔的中心距 2) 兩定位銷中心距的公差 式中 ——工件兩定位孔的中心距公差 中心距公差 則兩定位銷中心 3) 圓柱銷直徑的公稱值　=5 4) 菱形銷寬度及的推薦值查表知=2, =0.5 5) 補(bǔ)償距離　　 (mm) 圓柱銷的尺寸為，根據(jù)GB1801——79知該即尺寸為φ5-0.006 -0.0017。 由此可得 (mm) 則 (mm) 6) 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙　 (mm) 7) 兩定位銷所產(chǎn)生的最大角度定位誤差 （三）星輪在夾具中的夾緊 工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。僅僅定位好，在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件實行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。 1. 夾緊裝置的組成 一般夾緊裝置由下面兩個基本部分組成。 1) 動力源 即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對工件進(jìn)行夾緊，稱為手動夾緊；如果用氣動、液壓、氣液聯(lián)合、電動以及機(jī)床的運(yùn)動等動力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動夾緊。 2) 夾緊機(jī)構(gòu) 即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或動力裝置的力傳遞給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。 根據(jù)動力源的不同和工件夾緊的實際需要，一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過程中，可以起到以下作用： a 改變作用力的方向； b 改變作用力的大??； c 具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠，在手動夾緊時尤為重要。 本次設(shè)計采用手動夾緊方式。 2. 夾緊力的確定 1) 夾緊力的方向 夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面[11]。為使夾緊力有助于定位，則工件應(yīng)緊靠支撐點，并保證各個定位基準(zhǔn)與定位元件接觸可靠。一般地講，工件的主要定位基準(zhǔn)面其面積較大、精度較高，限制的不定度多，夾緊力垂直作用于此面上，有利于保證工件的加工質(zhì)量。 夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。圖4所示為工件安裝時的重力、切削力和夾緊力之間的相互關(guān)系。其中圖(a)最好，圖(d)最差。 圖3夾緊力與切削力、重力的關(guān)系 2) 夾緊力的作用點 夾緊力的作用點是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇作用點的問題是在夾緊力方向已定的情況下才提出來的。選擇夾緊力作用點位置和數(shù)目時，應(yīng)考慮工件定位可靠，防止夾緊變形，確保工序的加工精度。 a 夾緊力的作用點應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。 當(dāng)夾緊力雖然朝向主要定位基面，但作用點卻在支承范圍以外時，夾緊力與支反力構(gòu)成力矩，夾緊時工件將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使定位基面與支承元件脫離，以至破壞原有定位。應(yīng)使夾緊力作用在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。 b 夾緊力的作用點，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。 對于箱體、殼體、桿叉類工件，要特別注意選擇力的作用點問題。 在使用夾具時，為盡量減少工件的夾緊變形，可采用增大工件受力面積的措施。采用具有較大弧面的夾爪來防止薄壁套筒變形；可在壓板下增加墊圈，使夾緊力均勻地作用在薄壁 夾緊力的大小必須適當(dāng)。當(dāng)夾緊力過小，工件可能在加工過程中移動而破壞定位，不僅影響質(zhì)量，還能造成事故；夾緊力過大，不但會使工件和夾具產(chǎn)生變形，對加工質(zhì)量不利，而且造成人力、物力的浪費。 計算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)以簡化計算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，高速運(yùn)動的工件還應(yīng)考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實際所需的夾緊力，即 式中 ——實際所需要的夾緊力 (N)； ——按力平衡條件計算之夾緊力 (N)； ——安全系數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般?。?.5～3。 用于粗加工時，取＝2.5～3；用于精加工時，?。?.5～2。 夾緊工件所需夾緊力的大小，除與切削力的大小有關(guān)外，還與切削力對定位支撐的作用方向有關(guān)。 3. 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇 從前面提到的夾緊裝置組成中可以看出，不論采用何種力源（手動或機(jī)動）形式，一切外加的作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力均需通過夾緊機(jī)構(gòu)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個很重要的組成部分。 夾緊機(jī)構(gòu)可分為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、定心對中夾緊機(jī)構(gòu)等。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 、偏心夾緊機(jī)構(gòu)及定心對中夾緊機(jī)構(gòu)等都是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的變型。 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主要是利用其斜楔面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的，亦即一般所謂的楔緊作用。斜楔的斜度一般為1:10，其斜度的大小主要是根據(jù)滿足斜楔的自鎖條件來確定。 一般對夾具的夾緊機(jī)構(gòu)，都要求具有自鎖性能。所謂自鎖，也就是當(dāng)外加的作用力Q一旦消失或撤除后，夾緊機(jī)構(gòu)在純摩擦力的作用下，仍應(yīng)保持其處于夾緊狀態(tài)而不松開。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當(dāng)于把斜楔繞在圓柱體上因它的夾緊作用原理與斜楔時一樣的。不過這里是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來夾緊工件的。 4. 鉆φ4階梯斜孔工序刀具設(shè)計 1) 刀具類型確定 此道工序保證的尺寸精度要求較高φ4內(nèi)孔端面必須垂直，因此選直柄麻花鉆。 2) 刀具設(shè)計參數(shù)確定 序號 項目 數(shù)據(jù)來源或公式計算 采用值 1 刀具類型 表2-6、2-7 直柄麻花鉆 2 刀具材料 W18Cr4V 3 幾何角度 表2-7、2-8、2-9 Λs=-4度 γo=15度 αo=8度 αo’=6度κr=90度κr’=56度 γε=1mm 4 斷削參數(shù)前面型式 表2-11、2-12（f=1.3mm/r） 帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面 Ln=3.5mγo1=-5度 br1=0.045 qn=2 5 過渡刃 表2-13（ap=0.4mm） 過渡刃和修光刃 bε=0.12 7 外型結(jié)構(gòu)尺寸 表3-5（刀具設(shè)計手冊） 5. 量具設(shè)計 1) 量具類型確定 Ф4的量具查得用圓柱柄圓柱塞規(guī)。 2) 極限量具尺寸公差確定 （1）確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT7尺寸φ4的量規(guī)公差為T=0.0014mm,位置要素Z=0.0024mm.。 （2）計算工作量規(guī)的極限偏差： φ4孔用塞規(guī)： 通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2=（0+0.0034+0.0012）=+0.0046mm 下偏差=EI+Z-T/2=（0+0.0034-0.0012）=-0.0022mm 磨損極限= EI=0mm 止規(guī)：上偏差=ES=+0.013mm 下偏差=ES-T=（+0.013-0.0024）=+0.037mm 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，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(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。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(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。 參考文獻(xiàn) 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機(jī)床夾具設(shè)計手冊，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 - 22 -