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機 械 制 造 技 術 基 礎
課 程 設 計
題目：設計“ 杠桿二”零件的機械加工工藝規(guī)程及銑大斷面機床夾具
任務書
一、設計題目：設計“ 杠桿二”零件的機械加工工藝規(guī)程及銑大斷面機床夾具
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產類型:（中批或大批大量生產）
三、上交材料
1．所加工的零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機械加工工藝過程卡片 1套
4．編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內容。（約5000-8000字） 1份
四、進度安排
本課程設計要求在3周內完成。
1．第l～2天查資料，繪制零件圖。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導教師評語
該生設計的過程中表現(xiàn) ，設計內容反映的基本概念及計算 ，設計方案 ，圖紙表達 ，說明書撰寫 。
成 績：
指導教師
日 期
摘 要
設計內容：“杠桿（二）”機械加工工藝規(guī)程及大端面的夾具設計，并繪制出調速杠桿零件圖、毛坯圖、夾具零件圖和夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設計說明書。
設計目的：通過該課程設計，使我把自己所學理論與生產實踐很好地相結合，?鍛煉了我分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及對自己未來將從事的工作進行了一次適應性訓練，從而打下了良好的基礎。
由于能力所限，經驗不足，設計中還有許多不足之處，還請各位老師多加指教。
Abstract
Design?content:?"leverage?(2)"?the?machining?process?planning?andΦ20?holes?of?fixture?design,?and?draw?the?drawing,?casting?speed?control?lever?figure,?fixture?and?fixture?drawing?assembly?drawing,?fill?in?process?card,?of?course?the?design?specification?
Designed?to:?the?adoption?of?the?curriculum?design,?I?have?learned?to?their?own?theory?and?practice?of?producing?a?good?combination,?the?exercise?of?my?analysis,?problem-solving?abilities,?in?the?process?I?am?an?independent?analysis?and?solution?of?the?manufacture?of?mechanical?parts?of?the?problem?,?A?machine?designed?for?this?fixture?typical?of?equipment,?improve?the?structure?design?capability?for?future?graduates?to?design?their?own?future?and?will?be?engaged?in?the?work?of?an?adaptation?training,?thus?laying?a?good?foundation.?
??As?capacity?constraints,?lack?of?experience,?the?design?of?many?deficiencies,?also?requested?the?teachers?more?ideas?on?how?to?improve.
目錄
序言 1
一、零件的分析 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的技術要求 1
1.3審查杠桿的工藝性 2
1.4確定杠桿的生產類型 2
二、工藝規(guī)程設計 2
2.1確定毛坯的制造形式 2
2.2基面的選擇 2
2.2.1粗基準的選擇 2
2.2.2精基準的選擇 2
2.3表面加工方法的確定 2
2.4制定工藝路線 4
2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5
2.6確定切削用量及基本工時 6
三、夾具設計 15
3.1研究原始材料 15
3.2定位基準的選擇 16
3.3切削力與夾緊力的分析 17
3.4誤差分析與計算 18
3.5零部件的設計選用 19
3.6夾具的設計與操作的簡要說明 20
四、設計總結 21
參考文獻 22
杠桿二課程設計
序言
機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
一、零件的分析
1.1、零件的作用
題目所給的零件是杠桿，φ20H7孔套在某固定軸上，φ8H7孔和φ8F9孔分別套在主動件和從動件上，主要是支撐與傳動作用。
1.2、零件的技術要求
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等級
表面粗糙度Ra
形位公差/mm
Φ20孔外端面
15
0.2
3.2
Φ35孔外端面
15
0.2
3.2
Φ16孔外端面
6
0.05
3.2
Φ10孔上端面
48.5
12.5
插槽內表面
5
0.05
3.2
Φ8H7孔加工
Φ8H7
1.6
// 0.1
Φ20H7孔加工
Φ20H7
1.6
Φ8F9孔加工
Φ8F9
1.6
// 0.1
Φ10孔加工
Φ10
12.5
M4螺孔加工
M4
左端缺口
8
12.5
該杠桿形狀復雜、結構簡單，屬于典型的杠桿類零件。為實現(xiàn)傳遞驅動力的功能，其杠桿各孔與機器有配合要求，因此加工精度要求較高。杠桿左端兩臂內表面在工作中需承受較大的沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理；為保證裝配時有準確的位置，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9三個端面孔有平行度要求，中間孔與兩端的孔的平行度為0.1mm。
綜上所述，該杠桿的各項技術要求制定的較合理，符合該零件在傳遞驅動力中的功用。
1.3、審查杠桿的工藝性
分析零件圖可知，杠桿零件中的Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9孔的外端面均要求銑削加工,并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了其接觸剛度；φ8H7和φ20H7孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭偏離，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法保質保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。
1.4、確定杠桿的生產類型
依題目可知，該杠桿生產類型為中批量生產。
二、工藝規(guī)程設計
2.1、確定毛坯的制造形式
該零件的材料是QT45-5，球墨鑄鐵?？紤]到此設計零件的材料性質能抗壓，不能抗扭和抗彎。還有毛坯的形狀為對稱形狀。由此改零件應選擇鑄造。采用上下分型的鑄造方法。
2.2、基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設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量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。
2.2.1、粗基準的選擇。
重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選杠桿零件Φ20H7孔及Φ8H7孔外端面為粗基準。
2.2.2、精基準的選擇。
根據該杠桿零件的技術要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目以Φ20H7的孔為精基準，基本滿足要求。
2.3、表面加工方法的確定
1、杠桿零件中零件Φ20H7、Φ8H7孔的外端面，它是毛坯鑄造出來之后第一個加工的端面，此面將作為粗基準，表面粗糙度為3.2。根據表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術要求。
2、Φ10孔上端面，表面粗糙度為12.5，根據表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式。
3、Φ8F9孔的外端面，表面粗糙度為3.2，根據表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。
4、兩Φ8H7孔之間的表面，該表面需要檢查，要求檢查范圍與Φ8H7同心在Φ20內，根據表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。
5、Φ20H7孔加工，它將作為精基準以完成以后的加工，為達到題目要求我們采取粗擴—精擴—鉸的工序過程，最終完成Φ20H7孔加工。
6、Φ8H7、Φ8F9孔加工，加工時對于Φ20H7孔有平行度要求，表面粗糙度為1.6，根據表面粗糙度要求我們采取鉆—精鉸的加工方式。
7、Φ10孔加工，表面粗糙度為12.5，根據表面粗糙度要求我們采取鉆孔就能達到要求。
8、缺口的加工，表面粗糙度為12.5，根據表面粗糙度要求我們采取粗車就能達到要求。
9、M4螺孔加工，考慮到工藝要求，我們采取鉆、攻絲兩步工序。在加工的適當工藝過程中我們對產品進行質量檢查，以滿足工藝要求。
各表面加工方案如下表
加工表面
尺寸精度等級
表面粗超度Ra/μm
加工方案
備注
Φ20H7、Φ8H7孔外端面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表1-8
Φ10孔上端面
IT10
12.5
粗銑
表1-8
Φ8F9孔的外端面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表1-8
兩Φ8H7孔之間的表面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
表1-8
Φ20H7孔加工
IT7
1.6
粗擴—精擴—鉸
表1-7
Φ8H7孔加工
IT8
1.6
鉆—精鉸
表1-7
Φ8F9孔加工
IT7
1.6
鉆—精鉸
表1-7
Φ10孔加工
IT11
12.5
鉆
表1-7
缺口的加工
IT11
12.5
粗銑
表1-7
M4螺孔加工
3.2
鉆—攻
表1-10
2.4、制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。
方案一：
1、粗擴—精擴—鉸Φ20H7孔
2、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面
3、鉆Φ8F9孔
4、鉆Φ8H7孔
5、銑兩Φ8H7孔之間的表面和R65內圓弧面
6、銑缺口
7、銑Φ10孔上端面
8、鉆Φ10孔
9、鉆、攻M4螺孔
方案二：
1、粗擴—精擴—鉸Φ20H7孔
2、鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔
3、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面
4、粗銑兩Φ8H7孔之間的表面
5、鉆Φ10孔
6、粗銑Φ10孔上端面
7、粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面
8、粗銑缺口
9、鉆—攻M4螺孔
對于上述工序安排的兩個方案進行比較：
方案一工序相對集中，便于管理。方案二則采用工序分散原則，各工序工作相對獨立?？紤]到該零件生產批量較大，工序集中可簡化調整工作，易于保證加工質量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案一較好。
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了杠桿的工藝路線。
序號
工序名稱
工序內容
定位基面
設備
1
備料
2
鉆
粗擴、精擴、鉸Φ20H7孔
Φ35和Φ20兩外端面
四面組合鉆床
3
銑
銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面
Φ20H7內圓柱面
立式銑床X51
4
鉆
鉆Φ8F9孔
Φ20H7內圓柱面
四面組合鉆床
5
鉆
鉆Φ8H7孔
Φ20H7內圓柱面
四面組合鉆床
6
銑
銑兩Φ8H7孔之間的表面和R65內圓弧面
Φ20H7和Φ8F7兩內圓柱面
臥式銑床X62
7
銑
銑缺口
Φ20H7和Φ8F7兩內圓柱面
立式銑床X51
8
銑
銑Φ10孔上端面
Φ20H7和Φ8F7兩內圓柱面
立式銑床X51
9
鉆
鉆Φ10孔
Φ20H7和Φ8F7兩內圓柱面
立式鉆床ZX525
10
鉆
鉆、攻M4螺孔
Φ20H7和Φ8H7兩內圓柱面
四面組合鉆床
11
輔助
清洗
12
檢
終檢
2.5、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
查《機械制造技術基礎 課程設計指南》有：
要求的加工余量RMA和毛坯尺寸R的關系：
單邊外表面加工：R=F+RMA+CT/2
雙邊外表面加工：R=F+2*RMA+CT/2
雙邊內表面加工：R=F-2*RMA-CT/2
注：CT為公差等級?？刹椤稒C械制造技術基礎 課程設計指南》得出。
在零件Φ20H7中，加工部分為雙邊，內表面加工。查表得CT=2.4 RMA=1.5 由此：
R=20-2x1.5-2.4/2=15.8
在零件離圓心48.5mm中，加工部分為單邊，外表面加工。查表得 CT=2.8 RMA=1.5 由此：
R=48.5+1.5+2.8/2=51.3
在零件距基準線8mm中，加工部分為單邊，外表面加工。
查表得CT=2 RMA=1.5 由此：
R=8+1.5+2/2=10.5
在寬12mm尺寸處，加工部分為雙邊，外表面加工。
查表得CT=2.4 RMA=1.5 由此：
R=12+2x1.5+2.4/2=16.2
在寬30mm尺寸處，加工部分為雙邊，外表面加工。
查表得CT= RMA=1.5 由此：
R=30+2x1.5+2.6/2=34.3
由此可查表計算出下表的毛坯加工面的尺寸：
零件尺寸
單邊加工余量
鑄件尺寸
Φ20H7
2.1
15.8
離圓心48.5mm
2.8
51.3
距基準線8mm
2.5
8.5
寬12尺寸
2.1
16.2
寬30尺寸
2.15
34.3
單位mm
按上面的尺寸和給定加工零件圖，繪制毛坯圖。
2.6確定切削用量及基本工時
工序一 備料
工序二 以φ35的外圓面為粗基準，鉆、粗鉸、精鉸φ20孔,孔的精度達到IT7。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
所以，
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗 校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
3.計算工時
由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。
擴鉸和精鉸的切削用量如下：
擴鉆：
鉸孔：
精鉸：
工序三 以Φ20H7內孔為精基準，銑Φ20H7、Φ8H7、Φ8F9孔外端面，使Φ20H7、Φ8H7兩孔外端面尺寸至、使Φ8F9外端面尺寸至
1. 加工條件
工件材料：QT45-5,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：粗、精銑φ20、φ8h7、φ8F9孔的端面。
機床：X51立式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
3）查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4）計算切削速度 按《切削手冊》，V c=
算得 Vc＝96mm/s，n=431r/min,Vf=490mm/s
據X51銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序四 以φ20孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸φ8孔，保證孔的精度達到IT9。
1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長度bε=7.5mm,橫刀長b=5mm, 棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇Z535機床已有的進給量
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.8～1.2mm，壽命
擴孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～1.4mm，壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.6～0.9mm，壽命
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
擴鉸和精鉸的切削用量同理如下：
擴鉆：
鉸孔：
精鉸：
３.計算工時
所有工步工時相同。
工序五 以φ20孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸φ8孔，保證空的精度達到IT7。
1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長度bε=7.5mm,橫刀長b=5mm, 棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇Z535機床已有的進給量
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.8～1.2mm，壽命
擴孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～1.4mm，壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.6～0.9mm，壽命
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
擴鉸和精鉸的切削用量同理如下：
擴鉆：
鉸孔：
精鉸：
３.計算工時
所有工步工時相同。
工序六 以φ20孔為精基準，粗銑兩Φ8H7孔之間的表面和粗銑R65內圓弧面
工件材料：QT45-5 鑄造。
機床：X62臥式銑床。
1、粗銑內槽留余量1mm
刀具：W18Cr4V硬質合金鋼直角三面刃銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=10,深度ap=42.5,齒數(shù)z=1２,故據《切削手冊》取刀具直徑do=130mm，刀寬9mm。
2 、切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較大，因為R65內圓弧面粗糙度大 故可以選擇ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s
據XA62臥式銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實際切削速度V c=600.4,實際進給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》,而機床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗合格。
3、半精銑內槽
刀具：W18Cr4V硬質合金鋼直角三面韌銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=10,深度ap=12,齒數(shù)z=1２,故據《切削手冊》取刀具直徑do=130mm，刀寬10mm。
4 、切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較大，因為R65內圓弧面粗糙度大 故可以選擇ap=42.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s
據XA62臥式銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實際切削速度V c=600.4,實際進給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》,而機床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗合格。
5、計算基本工時
tm＝L/ Vf=(42.5*4)/60=2.8min.
結果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600mm/s
工序七 粗銑缺口
刀具：W18Cr4V硬質合金三面銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=30mm,深度ap=2.5齒數(shù)z=3,故據《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=24mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
α=0.25mm/Z
ν=0.35m/s（21mm/min）
，d=175mm,
n===0.637r/s (38.2r/min)
按機床選取n=31.5r/min=0.522r/s
故實際切削速度ν==0.29m/s
切削工時
l=75mm，l=175mm，l=3mm
t== =121.2s=2.02min
工序八粗銑φ10孔上端面。
1. 加工條件
工件材料：QT45-5,σb =0.45GPa HB=160~210,鑄造。
加工要求：粗銑φ10上端面。
機床：X51立式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質合金套式面銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=16,深度ap=2.8,齒數(shù)z=3,故據《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=24mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2.8mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝36mm/s，n=480r/min,Vf=432mm/s
據X51銑床參數(shù)，選擇nc=490r/min,Vfc=441mm/s,則實際切削速度V c=3.14*24*441/1000=33.2m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=441/(300*3)=0.49mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=2.8mm，nc=490r/min,Vfc=441mm/s，V c=33.2m/min，f z=0.49mm/z。
6）計算基本工時
tm＝L/ Vf=(32+80)/432=0.25min。
工序九 以Φ20H7孔為精基準，鉆φ10孔，深度20mm。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
所以，
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗 校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～０.８mm，壽命．
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗成立。
３.計算工時
由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。
工序十 以φ20孔為精基準，鉆一個φ3孔，攻M4螺紋。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=3mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進給量
查《切》
按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇
最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗校驗成功。
（2）鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機床實際轉速為
故實際的切削速度
（4）校驗扭矩功率
故滿足條件，校驗成立。
３.計算工時
螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片
三、 夾具設計
經過與組員的協(xié)商，決定設計銑Φ20孔的銑床專用夾具。本卡具將用立式銑床X6。
3.1研究原始質料
利用本夾具主要用來粗、精銑銑φ20孔端面，要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。
3.2定位基準的選擇
首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加支撐板和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個，限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。
在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉，y軸的旋轉三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制
根據上面敘述選擇方案。
3.3 切削力及夾緊分析計算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質合金）
刀具有關幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據工件受力切削力、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：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應力幅：
許用應力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
3.4 誤差分析與計算
為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴ 兩V型塊定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.5 零、部件的設計與選用
定向鍵與對刀裝置設計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。
根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示：
圖2.1 夾具體槽形與螺釘
根據T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
14
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示：
圖2.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表2.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.6 夾具設計及操作的簡要說明
當夾具有制造誤差、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V型塊。以便隨時根據情況進行調整換取。
應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。由于該工件體積小，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。
此外，當夾具有制造誤差，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V型塊。
四、設計總結
四周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了寬容，學會了理解。
通過這次夾具設計，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設計，綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產實際知識進行一次鉆孔夾具設計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高我的獨立工作能力，鞏固與擴充了鉆孔夾具設計等課程所學的內容，掌握鉆孔夾具設計的方法和步驟，掌握鉆孔夾具設計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。
在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計夾具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。
在此感謝我們的老師.，老師嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣.這次模具設計的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據，都離不開老師您的細心指導。同時感謝對我?guī)椭^的同學們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學的友誼。
由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。
參考文獻
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