課程設(shè)計(jì)（說(shuō)明書）
題目 設(shè)計(jì)尾架軸套零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備
專 業(yè)：
學(xué) 生 姓 名：
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
指 導(dǎo) 教 師：
完 成 時(shí) 間：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（說(shuō)明書）
摘要
本文設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)尾架軸套零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備。本文共要設(shè)計(jì)三套夾具：1、鉆Ф5孔的鉆孔夾具；2、鉆攻M8螺紋孔的鉆孔夾具；因?yàn)榱慵侵信虼笈a(chǎn)，并且鉆在外圓弧面上，所以要設(shè)計(jì)特殊的鉆孔夾具，保證零件質(zhì)量。3、銑削10X160平鍵槽的銑床銑槽夾具。夾具設(shè)計(jì)要求為減少停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
專用夾具的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該是建立在對(duì)零件的工藝進(jìn)行分析、選擇粗精基準(zhǔn)、進(jìn)行必要計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。該夾具在設(shè)計(jì)之初就注重結(jié)構(gòu)工藝性，所以本次設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、緊湊，操作起來(lái)也比較方便靈活。更重要的是它在提高生產(chǎn)效率方面所起的作用尤為突出，體現(xiàn)了這次設(shè)計(jì)的主旨。
關(guān)鍵詞：尾架軸套、加工工藝、工藝裝備、鉆孔、銑槽
I
目 錄
摘要 I
第1章 緒論 4
1.1 機(jī)床夾具的概述 4
1.2 機(jī)床夾具的分類 4
1.3 機(jī)床夾具的發(fā)展方向 5
1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 5
1.5 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求 6
1.5.1 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 6
1.5.2 設(shè)計(jì)的基本要求 6
第2章 尾架軸套機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
2.1 零件的作用、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及技術(shù)要求 7
2.1.1 零件的作用 7
2.1.2 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 8
2.1.3 零件的技術(shù)要求 8
2.2 零件的形狀位置精度、表面粗糙度及主要加工表面尺寸 8
2.2.1 零件的形狀位置精度 8
2.2.2 零件的表面粗糙度 8
2.2.3 零件的主要加工表面尺寸 8
2.3 零件的機(jī)械加工工藝性、材質(zhì)及熱處理要求 8
2.3.1 零件的機(jī)械加工工藝性 8
2.3.2 零件的材質(zhì) 9
2.3.3 零件的熱處理要求 9
2.4 基準(zhǔn)的選擇及加工方案的選擇與確定 9
2.4.1 基準(zhǔn)的選擇 9
2.4.2 加工方案的選擇與確定 9
2.5 毛坯尺寸及工藝尺寸的確定 11
2.5.1 毛坯尺寸的確定 11
2.5.2 工藝尺寸的確定 12
2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 13
第3章 專用夾具的設(shè)計(jì) 25
3.1 問(wèn)題的提出 25
3.2 鉆M8-6H螺紋通孔夾具設(shè)計(jì) 26
3.2.1 確定定位方案，選擇定位元件 26
3.2.2 定位基準(zhǔn)選擇 27
3.2.3 切削力及夾緊力計(jì)算 27
3.2.4 確定夾緊機(jī)構(gòu) 28
第4章 結(jié)論 30
參考文獻(xiàn) 31
II
第1章 緒論
1.1 機(jī)床夾具的概述
機(jī)床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。主要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。面前國(guó)內(nèi)正處在專用夾具大量更新的階段，為減低制造成本，避免材料浪費(fèi)，使用數(shù)控機(jī)床柔性制造技術(shù)。近年來(lái)數(shù)控機(jī)床加工中心，成組技術(shù)，柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1、可快速，方便地裝夾新產(chǎn)品投入生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；
2、可夾持一組具有相似特征的零件；
3、可應(yīng)用于高精密夾具及固定裝置；
4、可應(yīng)用于現(xiàn)代夾具制造和新技術(shù)的各種裝置；
5、進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
6、提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.2 機(jī)床夾具的分類
1、專用夾具
專用夾具是針對(duì)某一種工件的一定工序而專門設(shè)計(jì)的。
2、可調(diào)式夾具
可調(diào)式夾具的特點(diǎn)是：加工完一種零件后，通過(guò)調(diào)整或更換夾具中的個(gè)別元件，即可加工形狀相似、尺寸和加工相近的多種零件。
3、專門化拼裝夾具
專門化拼裝夾具是針對(duì)其工件的特定工序加工要求，由實(shí)現(xiàn)制造好的通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)化元件和部件拼裝組成。
4、自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具
自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具駐澳是自動(dòng)線上所使用的夾具。
1.3 機(jī)床夾具的發(fā)展方向
1、夾具元件多功能模塊化
能單獨(dú)使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進(jìn)一步增加。如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調(diào)節(jié)的綜合功能，可一件單獨(dú)使用，也可以幾件組裝在一起使用，T 形基礎(chǔ)、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機(jī)床的高效性能。
2、高強(qiáng)度、高剛性、高精度
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短工件的加工工時(shí)，工件的加工已向著高速、大切削量方向發(fā)展，工序高度集中，工件定位夾緊后要依次完成銑、鉆、鏜等多工序的加工。切削力的大小、方向在不斷地變化，這就需要柔性?shī)A具本身要有較高的使用強(qiáng)度和剛度，才能滿足工件的加工精度。
3、專用夾具、組合夾具、成組夾具一體化
現(xiàn)代化加工設(shè)備的多功能化，使工藝過(guò)程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工，這就需要一種通用而又能重復(fù)使用的組合可調(diào)式的夾具系統(tǒng)，它是由一系列統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結(jié)構(gòu)、可重復(fù)使用的夾具，供單件或中小批量生產(chǎn)使用。這種夾具系統(tǒng)保留了組合夾具的各種優(yōu)點(diǎn)，組裝又像專用夾具那樣簡(jiǎn)單可靠，保留了成組夾具的優(yōu)點(diǎn)。為了便于夾具與機(jī)床定位連接，夾具基體有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的定位連接位置，使之專用、成組夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代化加工設(shè)備的需要。
4、工件夾緊快速化、自動(dòng)化
為縮短工件加工中的輔助時(shí)間，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，工件的裝夾、拆卸也需要機(jī)械化、自動(dòng)化。工件的夾緊由原來(lái)的單一功能的壓緊件、緊固件發(fā)展為可以調(diào)整的模塊，以便實(shí)現(xiàn)快速組裝和快速夾緊。對(duì)于批量大的一些零件的加工，液壓夾具、氣動(dòng)夾具可實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)化快速夾緊。
1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
1、保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量
2、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本
3、改善工人勞動(dòng)條件
4、在流水線生產(chǎn)中，以提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。
1.5 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求
1.5.1 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
1、針對(duì)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。
2、保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。
3、夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。
4、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來(lái)保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
5、設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度剛度計(jì)算。
1.5.2 設(shè)計(jì)的基本要求
1、夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。
2、保證工件精度。
3、保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測(cè)量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，保證安全第一。
4、注意結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問(wèn)題應(yīng)通盤考慮，以降低制造成本。
28
第2章 尾架軸套機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的作用、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及技術(shù)要求
2.1.1 零件的作用
此工件為普通車床尾座體中的套筒零件，它的作用是：
（1）、用來(lái)安裝尾座套筒頂尖，利用尾座套筒頂尖來(lái)頂緊工件，并和主軸卡盤一起起支撐作用，做為工件車削時(shí)的定位基準(zhǔn)。
（2）、錐孔可以安裝鉆頭、鉸刀、鏜刀用來(lái)在工件上加工孔。車床尾座套筒在工作時(shí)承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，而且它的精度直接影響工件的定位精度。因此要求車床尾座套筒具有強(qiáng)度高、剛度大、耐磨性好。錐孔表面加工尺寸精確，并且潤(rùn)滑可靠。
車床尾座套筒有一個(gè)錐面，可用來(lái)插入后頂尖和其他加工刀具；平鍵槽是用來(lái)安裝平鍵的，起導(dǎo)向作用，所以尾座套筒只能軸向移動(dòng)，不能夠轉(zhuǎn)動(dòng)；Φ8的小孔是排氣孔，主要用來(lái)排氣的。車床尾座套筒的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工尺寸精確、形位精度和表面質(zhì)量要求較高、剛性差、定位和夾緊都比較困難，屬易變形的套筒類零件。車床尾座套筒的主要加工表面有錐面、外圓表面、內(nèi)圓表面和鍵槽面等。各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。
圖2.1 零件圖
2.1.2 零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
通過(guò)資料的參看我們能夠知道，依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求，用以確定的一些點(diǎn)、線、面稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
依據(jù)對(duì)零件的分析，本次設(shè)計(jì)零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為Ф55mm的外圓柱面。
2.1.3 零件的技術(shù)要求
該零件主要由外圓、錐孔、后端軸承孔、臺(tái)階孔、鍵槽等組成，長(zhǎng)徑比為4.7，為典型的剛性套筒類零件。
Φ55mm外圓的圓度與圓柱度公差均為0.01mm，Φ36的內(nèi)孔相對(duì)于Φ55外圓軸心線直線度公差為0.02mm；調(diào)質(zhì)處理HRC22。
Φ55mm外圓的表面粗糙度公差為1.6um，Φ55mm零件的右端面的表面粗糙度公差為12.5um，其他未注表面的表面粗糙度公差為25um。
2.2 零件的形狀位置精度、表面粗糙度及主要加工表面尺寸
2.2.1 零件的形狀位置精度
Φ55mm外圓的圓度與圓柱度公差均為0.01mm，Φ36的內(nèi)孔相對(duì)于Φ55外圓軸心線直線度公差為0.02mm；
2.2.2 零件的表面粗糙度
Φ55mm外圓的表面粗糙度公差為1.6um，Φ55mm零件的右端面的表面粗糙度公差為12.5um，其他未注表面的表面粗糙度公差為25um。
2.2.3 零件的主要加工表面尺寸
本次設(shè)計(jì)我們主要設(shè)計(jì)2套夾具：
1、鉆攻M8螺紋孔的鉆孔夾具
在加工該螺紋孔時(shí)，主要的加工表面尺寸有：定形尺寸M8-6H；定位尺寸20。
2、銑削10X160平鍵槽
在加工該平鍵槽時(shí)，主要的加工表面尺寸有：、160mm、50.5mm。
2.3 零件的機(jī)械加工工藝性、材質(zhì)及熱處理要求
2.3.1 零件的機(jī)械加工工藝性
零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用性能的前提下，是否能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本方便地加工出來(lái)的特性。所設(shè)計(jì)的軸套零件有利于達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和有利于減少加工的勞動(dòng)量。
通過(guò)上面對(duì)零件的分析，我們能夠知道本次設(shè)計(jì)的零件是軸套類零件、長(zhǎng)度和直徑的比值是4.7，生產(chǎn)綱領(lǐng)是中批或者是大批生產(chǎn)。本次設(shè)計(jì)的零件主要加工的表面有外圓柱面、端面、圓錐面、圓錐孔、螺紋孔等等。這些都是能夠很容易滿足的。因此，該零件的機(jī)械加工工藝性較好。
2.3.2 零件的材質(zhì)
依據(jù)零件圖，本次設(shè)計(jì)零件的材質(zhì)是45鋼。最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，對(duì)套筒零件這類小型件宜采用調(diào)質(zhì)處理，其價(jià)格較便宜，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)或正火后可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可達(dá)45HRC-52HRC。
2.3.3 零件的熱處理要求
本次設(shè)計(jì)的零件需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理HRC22。
2.4 基準(zhǔn)的選擇及加工方案的選擇與確定
2.4.1 基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇：精磨φ55外圓時(shí)為保證基準(zhǔn)重合，采用套筒兩端45o錐面定位，加工莫氏4號(hào)錐孔時(shí)，應(yīng)采用“互為基準(zhǔn)”原則，使用套筒外圓定位磨削錐孔。
粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)榱慵鳛?5鋼的圓柱鍛件，粗基準(zhǔn)直接選用φ60毛坯外圓定位，先加工兩端面頂尖孔，而后以兩頂尖定位加工外圓。
2.4.2 加工方案的選擇與確定
加工方案一：
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鍛造
Φ60X270
2
熱處理
HRC22
3
車削
粗車零件的右端面
粗車Φ55的外圓柱面
半精車Φ55的外圓柱面
精車Φ55的外圓柱面，保證Ra1.6um
掉頭，粗車零件的左端面，保證尺寸260
4
鏜削
粗鏜Φ26的通孔
粗鏜Φ36X42的內(nèi)孔
粗鏜3X0.5的槽
粗鏜Φ31.629X102的圓錐孔
半精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
5
鉆削
鉆、擴(kuò)、鉸Φ8的通孔
鉆Φ5的孔
鉆Φ5的螺紋底孔
攻M8-6H的螺紋孔
6
銑削
粗銑10X160的平鍵槽
半精銑10X160的平鍵槽
粗銑4X2X54的油槽
半精銑4X2X54的油槽
7
倒角
8
清洗
9
終檢
10
入庫(kù)
加工方案二：
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
鍛造
棒料、鍛造尺寸φ60mm×270mm
2
熱處理
正火
3
車削
粗車外圓，車端面
4
鉆削
鉆、擴(kuò)孔
5
車削
調(diào)頭，車另一端圓（與上序光滑接刀），
6
車削、鉆削
車端面，鉆通孔
7
熱處理
熱處理，調(diào)質(zhì)處理HRC22
8
車削
車端面，擴(kuò)孔，車后端φ36孔，后端錐面
9
車削
兩頂尖安裝，半精車外圓，調(diào)頭車另一端外圓
10
車削
外圓與中心架安裝，切3×0.5槽，精車φ36孔
11
車削
精車莫氏4號(hào)錐孔，車錐面，安裝方式同上
12
銑削
銑10mm鍵槽，4X2油槽
13
鉆削
鉆φ5油孔，φ8孔
14
車削
車螺紋孔
15
鉗工
鉗工，修毛刺
16
磨削
研磨兩端45°內(nèi)錐面
17
磨削
粗磨莫氏4號(hào)錐孔
18
磨削
兩頂尖45°錐面定位，粗磨外圓
19
磨削
精磨莫氏4號(hào)錐孔至設(shè)計(jì)尺寸；修研45°錐面
20
車削
精車內(nèi)孔至設(shè)計(jì)尺寸，修研45°錐面
21
磨削
兩頂尖定位，精磨外圓至設(shè)計(jì)尺寸
22
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)，按圖樣檢查各部尺寸及精度
經(jīng)過(guò)上面2個(gè)工藝路線的編制，我們能夠看出：
方案一：在零件加工的過(guò)程中，比較的方便，思路也比較的清晰（鍛造—車削—鏜削—鉆削—銑削）。在滿足加工要求的前提下，盡量減少了加工的成本，滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。
方案二：加工的步驟更加的細(xì)致，加工的精度更加的容易得到，但加工的成本也相應(yīng)的增加，同時(shí)該方案相較方案一，其加工的思路比較的紊亂。工人師傅加工的時(shí)候比較的費(fèi)時(shí)費(fèi)事。
在權(quán)衡利弊的前提下，我們決定選擇方案一作為本次設(shè)計(jì)的加工工藝路線。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝卡片”。
2.5 毛坯尺寸及工藝尺寸的確定
2.5.1 毛坯尺寸的確定
1、選擇毛坯
該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大批生產(chǎn)，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，選擇外圓和內(nèi)孔尺寸比較接近的并能滿足使用要求的45鋼棒料。鍛造方法為自由鍛造。
表2.1 主要鍛造方法及工藝特點(diǎn)
2、確定毛坯尺寸及公差
查閱《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，選擇45鋼φ60×270mm的鍛件（外圓余量5mm、端面余量2×5mm）
表2.2 軸徑及長(zhǎng)度對(duì)照表
3、毛坯圖
圖2.2 毛坯圖
2.5.2 工藝尺寸的確定
根據(jù)上述加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸如下：
工序3：車削
（1）粗車零件的右端面
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=5mm，加工余量為：Z=5mm
（2）粗車Φ55的外圓柱面
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=1.5mm，加工余量為：Z=1.5mm
（3）半精車Φ55的外圓柱面
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=0.75mm，加工余量為：Z=0.75mm
（4）精車Φ55的外圓柱面，保證Ra1.6um
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=0.25mm，加工余量為：Z=0.25mm
（5）掉頭，粗車零件的左端面，保證尺寸260
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=5mm，加工余量為：Z=5mm
工序4：鏜削
（1）粗鏜Φ26的通孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=13mm，加工余量為：Z=13mm
（2）粗鏜Φ36X42的內(nèi)孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=5mm，加工余量為：Z=5mm
（3）粗鏜3X0.5的槽
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=0.5mm，加工余量為：Z=0.5mm
（4）粗鏜Φ31.629X102的圓錐孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=10mm，加工余量為：Z=10mm
（5）半精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=2mm，加工余量為：Z=2mm
（6）精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=1mm，加工余量為：Z=1mm
工序5：鉆削
（1）鉆、擴(kuò)、鉸Φ8的通孔
1）鉆Φ5的通孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=2.5mm，加工余量為：Z=2.5mm
2）擴(kuò)Φ7.8的通孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=1.4mm，加工余量為：Z=1.4mm
3）鉸Φ8的通孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=0.1mm，加工余量為：Z=0.1mm
（2）鉆Φ5的孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=2.5mm，加工余量為：Z=2.5mm
（3）鉆Φ5的螺紋底孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=2.5mm，加工余量為：Z=2.5mm
（4）攻M8-6H的螺紋孔
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=1.5mm，加工余量為：Z=1.5mm
工序6：銑削
（1）粗銑10X160的平鍵槽
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=4mm，加工余量為：Z=4mm
（2）半精銑10X160的平鍵槽
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=0.5mm，加工余量為：Z=0.5mm
（3）粗銑4X2X54的油槽
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=1.5mm，加工余量為：Z=1.5mm
（4）半精銑4X2X54的油槽
參照《工藝手冊(cè)》，確定工藝尺寸為 Z=0.5mm，加工余量為：Z=0.5mm
2.6 確定切削用量及基本工時(shí)
工序3：車削
（1）粗車零件的右端面
本工序?yàn)榇周嚩嗣?。已知加工材料?5，鑄件，有外皮；機(jī)床為CA6140型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取ap=5mm。
2、確定進(jìn)給量f
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取f=0.5mm/r。
3、確定切削速度v
當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時(shí)，查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得：f=0.5mm/r、Vc=20m/min。n=1000Vc/πd=106r/min。
CA6140說(shuō)明書取n=112r/min 故實(shí)際切削速度Vc=nπd/1000=21.1m/min。
4、基本時(shí)間
根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》車端面機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
式中：，，
則
（2）粗車Φ55的外圓柱面
本工序?yàn)榇周囃鈭A柱面。已知加工材料為45，鑄件，有外皮；機(jī)床為CA6140型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取ap=1.5mm。
2、確定進(jìn)給量f
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取f=0.5mm/r。
3、確定切削速度v
當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時(shí)，查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得：f=0.5mm/r、Vc=40m/min。n=1000Vc/πd=212r/min。
CA6140說(shuō)明書取n=280r/min 故實(shí)際切削速度Vc=nπd/1000=52.8m/min。
4、基本時(shí)間
根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》車端面機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
式中：，，
則
（3）半精車Φ55的外圓柱面
本工序?yàn)榘刖囃鈭A柱面。已知加工材料為45，鑄件；機(jī)床為CA6140型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取ap=0.75mm。
2、確定進(jìn)給量f
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取f=0.8mm/r。
3、確定切削速度v
當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時(shí)，查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得：f=0.8mm/r、Vc=45m/min。n=1000Vc/πd=251r/min。
CA6140說(shuō)明書取n=280r/min 故實(shí)際切削速度Vc=nπd/1000=50.1m/min。
4、基本時(shí)間
根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》車端面機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
式中：，，
則
（4）精車Φ55的外圓柱面，保證Ra1.6um
本工序?yàn)榫囃鈭A柱面。已知加工材料為45，鑄件；機(jī)床為CA6140型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取ap=0.25mm。
2、確定進(jìn)給量f
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取f=1mm/r。
3、確定切削速度v
當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時(shí)，查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得：f=1mm/r、Vc=50m/min。n=1000Vc/πd=284r/min。
CA6140說(shuō)明書取n=280r/min 故實(shí)際切削速度Vc=nπd/1000=48.8m/min。
4、基本時(shí)間
根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》車端面機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
式中：，，
則
（5）掉頭，粗車零件的左端面，保證尺寸260
本工序?yàn)榇周嚩嗣妗Ｒ阎庸げ牧蠟?5，鑄件，有外皮；機(jī)床為CA6140型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤中。
1、確定背吃刀量
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取ap=5mm。
2、確定進(jìn)給量f
查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》取f=0.5mm/r。
3、確定切削速度v
當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時(shí)，查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得：f=0.5mm/r、Vc=20m/min。n=1000Vc/πd=106r/min。
CA6140說(shuō)明書取n=112r/min 故實(shí)際切削速度Vc=nπd/1000=21.1m/min。
4、基本時(shí)間
根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》車端面機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
式中：，，
則
工序4：鏜削
（1）粗鏜Φ26的通孔
1、選用機(jī)床：查文獻(xiàn)選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
（1）、決定背吃刀量 由切削余量可知道 （單邊）
（2）、決定切削進(jìn)給量 查文獻(xiàn)工件是鑄鐵，刀頭切削進(jìn)給量為
（3）、決定切削速度 查文獻(xiàn)工件是45鋼，刀頭切削速度為
3、計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床說(shuō)明書可知道機(jī)床分18級(jí)8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為，所以實(shí)際速度為：
4、計(jì)算加工工時(shí)
=
（2）粗鏜Φ36X42的內(nèi)孔
1、選用機(jī)床：查文獻(xiàn)選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
（1）、決定背吃刀量 由切削余量可知道 （單邊）
（2）、決定切削進(jìn)給量 查文獻(xiàn)工件是鑄鐵，刀頭切削進(jìn)給量為
（3）、決定切削速度 查文獻(xiàn)工件是45鋼，刀頭切削速度為
3、計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床說(shuō)明書可知道機(jī)床分18級(jí)8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為，所以實(shí)際速度為：
4、計(jì)算加工工時(shí)
=
（3）粗鏜3X0.5的槽
1、選用機(jī)床：查文獻(xiàn)選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
（1）、決定背吃刀量 由切削余量可知道 （單邊）
（2）、決定切削進(jìn)給量 查文獻(xiàn)工件是鑄鐵，刀頭切削進(jìn)給量為
（3）、決定切削速度 查文獻(xiàn)工件是45鋼，刀頭切削速度為
3、計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床說(shuō)明書可知道機(jī)床分18級(jí)8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為，所以實(shí)際速度為：
4、計(jì)算加工工時(shí)
=
（4）粗鏜Φ31.629X102的圓錐孔
1、選用機(jī)床：查文獻(xiàn)選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
（1）、決定背吃刀量 由切削余量可知道 （單邊）
（2）、決定切削進(jìn)給量 查文獻(xiàn)工件是鑄鐵，刀頭切削進(jìn)給量為
（3）、決定切削速度 查文獻(xiàn)工件是45鋼，刀頭切削速度為
3、計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床說(shuō)明書可知道機(jī)床分18級(jí)8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為，所以實(shí)際速度為：
4、計(jì)算加工工時(shí)
=
（5）半精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
1、選用機(jī)床：查文獻(xiàn)選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
（1）、決定背吃刀量 由切削余量可知道 （單邊）
（2）、決定切削進(jìn)給量 查文獻(xiàn)工件是鑄鐵，刀頭切削進(jìn)給量為
（3）、決定切削速度 查文獻(xiàn)工件是45鋼，刀頭切削速度為
3、計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床說(shuō)明書可知道機(jī)床分18級(jí)8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為，所以實(shí)際速度為：
4、計(jì)算加工工時(shí)
=
（6）精鏜Φ31.629X102的圓錐孔
1、選用機(jī)床：查文獻(xiàn)選用T618臥式鏜床
2、選擇切削用量
（1）、決定背吃刀量 由切削余量可知道 （單邊）
（2）、決定切削進(jìn)給量 查文獻(xiàn)工件是鑄鐵，刀頭切削進(jìn)給量為
（3）、決定切削速度 查文獻(xiàn)工件是45鋼，刀頭切削速度為
3、計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床說(shuō)明書可知道機(jī)床分18級(jí)8~1000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為，所以實(shí)際速度為：
4、計(jì)算加工工時(shí)
=
工序5：鉆削
（1）鉆、擴(kuò)、鉸Φ8的通孔
1）鉆Φ5的通孔
1、確定鉆床：本次鉆削加工時(shí)，我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，do=5mm
3、確定進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊(cè)》取=0.22mm/r。
4、切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度，
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=735r/min，
故實(shí)際切削速度
6、切削工時(shí)
2）擴(kuò)Φ7.8的通孔
1、確定鉆床：本次鉆削加工時(shí)，我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭：選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆頭，do=7.8mm
3、確定進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊(cè)》取=0.2mm/r。
4、切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度，
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=577r/min，
故實(shí)際切削速度
6、切削工時(shí)
3）鉸Φ8的通孔
1、確定鉆床：本次鉆削加工時(shí)，我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭：選擇高速鋼鉸孔鉸刀，do=8mm
3、確定進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊(cè)》取=0.22mm/r。
4、切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度，
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=735r/min，
故實(shí)際切削速度
6、切削工時(shí)
（2）鉆Φ5的孔
1、確定鉆床：本次鉆削加工時(shí)，我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，do=5mm
3、確定進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊(cè)》取=0.22mm/r。
4、切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度，
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=735r/min，
故實(shí)際切削速度
6、切削工時(shí)
（3）鉆Φ5的螺紋底孔
1、確定鉆床：本次鉆削加工時(shí)，我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，do=5mm
3、確定進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊(cè)》取=0.22mm/r。
4、切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度，
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=735r/min，
故實(shí)際切削速度
6、切削工時(shí)
（4）攻M8-6H的螺紋孔
1、確定鉆床：本次鉆削加工時(shí)，我們將采用Z3040搖臂鉆床。
2、確定鉆頭：選擇高速鋼鉸孔鉸刀，do=8mm
3、確定進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊(cè)》取=0.22mm/r。
4、切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，查得切削速度，
5、主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取n=735r/min，
故實(shí)際切削速度
6、切削工時(shí)
工序6：銑削
（1）粗銑10X160的平鍵槽
根據(jù)《切削手冊(cè)》，mm/z
切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，取
刀具選用指狀銑刀，mm，
現(xiàn)采用X5032立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=600r/min。
故實(shí)際切削速度：
當(dāng)n=600r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書，取
切削工時(shí)
（2）半精銑10X160的平鍵槽
根據(jù)《切削手冊(cè)》，mm/z
切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，取
刀具選用指狀銑刀，mm，
現(xiàn)采用X5032立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=600r/min。
故實(shí)際切削速度：
當(dāng)n=600r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書，取
切削工時(shí)
（3）粗銑4X2X54的油槽
根據(jù)《切削手冊(cè)》，mm/z
切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，取
刀具選用指狀銑刀，mm，
現(xiàn)采用X5032立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=750r/min。
故實(shí)際切削速度：
當(dāng)n=750r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書，取
切削工時(shí)
（4）半精銑4X2X54的油槽
根據(jù)《切削手冊(cè)》，mm/z
切削速度：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，取
刀具選用指狀銑刀，mm，
現(xiàn)采用X5032立式銑床，根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取n=750r/min。
故實(shí)際切削速度：
當(dāng)n=750r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書，取
切削工時(shí)
第3章 專用夾具的設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、加工質(zhì)量及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)專用夾具。與導(dǎo)師協(xié)商后，決定設(shè)計(jì)鉆Ф5油孔的鉆床夾具、鉆M8-6H螺紋通孔的鉆床夾具及銑10X160平鍵槽的銑床夾具。
3.1 問(wèn)題的提出
加工Ф5油孔及M8-6H螺紋通孔是在Z3040搖臂鉆床上利用夾具加工。加工10X160平鍵槽在X5032立式銑床上利用夾具加工。本工序前外圓柱面、相應(yīng)端面、孔已加工過(guò)。在工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其尺寸公差也有一定的要求，故精度也是主要考慮的問(wèn)題之一。
3.2 鉆M8-6H螺紋通孔夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 確定定位方案，選擇定位元件
鉆M8-6H螺紋通孔和上面加工Ф5油孔的方法相似。工件以下面的V型塊，限制四個(gè)自由度（也采用2個(gè)短V型塊）；以左定位座與工件的右端面接觸，限制一個(gè)自由度；最后用Ф8的圓柱銷插入到零件Ф8的通孔，完成完全定位。
另外，所有的夾具上涉及到的所有的零件，均采用“一面兩銷”對(duì)其進(jìn)行定位。具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)下圖3.3二維裝配圖和3.4三維實(shí)體圖：
圖3.3 二維裝配圖
圖3.4 三維實(shí)體圖
3.2.2 定位基準(zhǔn)選擇
為了提高加工效率，現(xiàn)采用手動(dòng)夾緊工件快換裝置。
3.2.3 切削力及夾緊力計(jì)算
刀具：硬質(zhì)合金鉆頭
由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知，鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向，即垂直于工作臺(tái)，查《切削手冊(cè)》，切削力計(jì)算公式為：
其中：，，，，，，與加工材料有關(guān)，取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān)，取1.33；與鉆頭標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，取1.0，則：
3.2.4 確定夾緊機(jī)構(gòu)
本夾具在2個(gè)定位V型塊的上面，采用2個(gè)夾緊V型塊、六角螺栓及左右?jiàn)A緊座，對(duì)加工實(shí)現(xiàn)夾緊。另外，所有的夾具上涉及到的零件，均采用2個(gè)六角螺栓對(duì)其進(jìn)行夾緊。工件的定位精度，通過(guò)鉆套進(jìn)行保證。
第4章 結(jié)論
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的設(shè)計(jì)，我基本掌握了零件的加工過(guò)程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，學(xué)會(huì)了查找相關(guān)手冊(cè)、說(shuō)明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。
總之，這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于個(gè)人能力有限，所學(xué)知識(shí)還不能完全掌握，設(shè)計(jì)中還有許多不足，請(qǐng)各位老師和同學(xué)們多多斧正。
參考文獻(xiàn)
[1] 薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社2000
[2] 楊黎明.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996
[3] 東北重型機(jī)械學(xué)院.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海：上海科技出版社，1988
[4] 胡家秀主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999
[5] 李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995
[6] 孟憲椅等主編.機(jī)床夾具圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991
[7] 謝家瀛主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999
[8] 楊培元等主編.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995
[9] 李云.機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996
[10] 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社1993
[11] 周開(kāi)勤.機(jī)械零件手冊(cè).第五版.北京：高等教育出版社，2002
[12] 姚永明.非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì).上海：上海交通大學(xué)出版社，1999
[13] 張樹(shù)有.圖學(xué)基礎(chǔ)教程.北京：高等教育出版社，1999
[14] 陳秀寧.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).浙江：浙江大學(xué)出版社，2002