課程設(shè)計(jì)----設(shè)計(jì)撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

1、<p><b>　　撥叉的工藝制造</b></p><p><b>　　及夾具的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)人 </p><p>　　班級 工業(yè)工程 </p><p>　　學(xué)號 <

2、/p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　時間： 年 月 日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　Ⅰ 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容 ┅┅┅┅┅┅ 3</p><p>　?、?設(shè)計(jì)說明┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅

3、┅┅ 3</p><p>　　Ⅲ 零件工藝分析┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 4</p><p>　?、?確定工藝路線┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 7</p><p>　?、?加工余量和毛坯尺寸┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 8</p><p>　?、?加工工時計(jì)算┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 8</p><p>

4、;　?、?專用夾具設(shè)計(jì)┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 18</p><p>　?、?小結(jié)┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 23</p><p>　?、?參考書目┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 24</p><p>　?、?機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容</p><p>　　題目：設(shè)計(jì)撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批

5、量生產(chǎn)）</p><p>　?、?設(shè)計(jì)說明 </p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決工藝問題。初步具備了設(shè)計(jì)一個中等復(fù)雜程度零件（撥叉）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具

6、設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次實(shí)踐機(jī)會，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導(dǎo)。</p><p><b>　?、?零件工藝分析</b></p><p>

7、;　　（一）、零件的作用：</p><p>　　題目給定的零件是CA6140撥叉,它位于車床變速機(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35mm的面寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿邮够讫X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35mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。</p><p>　?。ǘ?、零件的工藝分析：</

8、p><p>　　CA6140撥叉共有兩組加工表面。</p><p>　　以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面</p><p>　　這一組面包括Ø25H7mm的六齒方</p><p>　　花鍵孔、Ø22花鍵底孔兩端的</p><p>　　2×150到角和距中心線為15mm的平面。</p>

9、<p>　　以及上表面和溝槽。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。</p><p>　　由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、內(nèi)花鍵和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證內(nèi)花鍵的加工精度容易。因此，對于撥叉831003來說，加工過程中的主要問題是保證內(nèi)花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內(nèi)花鍵和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。</p>

10、<p>　　由上工藝分析知，上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差，所以，保證內(nèi)花鍵高精度是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。</p><p>　　(三) 確定定位基準(zhǔn)</p><p><b>　　1 、粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙

11、要求。</p><p>　　粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：</p><p>　?。?） 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。</p><p>　?。?） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作

12、為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。</p><p>　?。?） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。</p><p>　?。?） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，

13、以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。</p><p>　　（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。</p><p>　　要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉C在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉C零件圖分析可知，選擇作為撥叉C加工粗基準(zhǔn)。&l

14、t;/p><p>　　2 精基準(zhǔn)選擇的原則</p><p>　?。?） 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。</p><p>　?。?） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制

15、造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。</p><p>　?。?） 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。</p><p>　　自為基準(zhǔn)原則。有

16、些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。</p><p>　　此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡單等。</p><p>　　要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉C在整個

17、加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉C零件圖分析可知，它的內(nèi)花鍵槽，適于作精基準(zhǔn)使用。</p><p>　　選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。</p><p><b>　?、?確定工藝路線</b></p><p>　　因Φ25mm花鍵軸孔對是零件整體位置基準(zhǔn)的一個確定，故它們的加工采用工序集中原則，較少

18、裝夾次數(shù)，以提高加工精度。</p><p>　　由于該零件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以應(yīng)盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。</p><p><b>　　工藝路線1：</b></p><p><b>　　工藝路線2：</b></p><p><b>　　方案比較：<

19、/b></p><p>　　不難看出，方案1開始以主后面為基準(zhǔn)，后以中軸線為基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不斷變化，加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差另外上表面要滿足對中軸線平行度要求，先加工上表面，容易造成誤差。</p><p>　　方案2先加工中軸線，以中軸線為基準(zhǔn)，符合圖紙上的平行度垂直度，使得設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)相同，節(jié)省了加工時間，又減少了誤差。</p><p&g

20、t;　　所以經(jīng)過討論協(xié)商，最終確定方案2。</p><p>　?、?加工余量和毛坯尺寸</p><p>　　“撥叉”零件材料為HT200，硬度為190HBS，大于中批生產(chǎn)，采用鑄造的方法制造毛坯，考慮到經(jīng)濟(jì)成本，由《機(jī)械制造工藝簡明手冊》表2.2-5選砂型機(jī)器造型及殼型鑄造，由表2.2-5確定加工余量等級為G,精度等級為8級精度，考慮到基本尺寸，由表2.2-4確定毛坯余量：ap=3.0mm

21、</p><p><b>　?、?加工工時計(jì)算</b></p><p>　　工序1：銑削75×40的端面。</p><p><b>　　工步1：粗銑端面</b></p><p>　　背吃刀量為=3.0-1.0=2.0mm。</p><p>　　進(jìn)給量的確定：按《切削

22、用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為 =0.2mm/z。</p><p>　　銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》得，選用高速鋼鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=r/min</p><p>　　由于手冊中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n

23、=160r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為：V=nπd/1000=×3.14×80/1000=39.98m/min</p><p>　　基本時間t: 根據(jù)面銑刀平面（對稱銑削、主偏角=90°）的基本時間計(jì)算公式:t=()/。其中，=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm。則有： </p><p>　　=0.5（d- ）+(1~ 3)=0.5(80-)+

24、2=7.36mm。</p><p>　　=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min</p><p>　　t=()/=(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s</p><p><b>　　工步2：精銑端面</b></p><p>　　背

25、吃刀量的確定：=1mm .</p><p>　　進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表3.3，按表面粗糙度為=3.2μm的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r。</p><p>　　銑削速度的計(jì)算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按高速鋼鑲齒銑刀，d/z=80/10，=0.08mm/z 的條件選取，銑削速度v為： v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/πd可以求得銑

26、刀轉(zhuǎn)速n=229.3r/min 。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中4-15的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式，可以求得：</p><p>　　v= nπd/1000=52.78mm/min。</p><p>　　基本時間的確定：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對稱銑削、主偏角=90°）

27、的基本時間公式t=()/，可以求得該工序的基本時間。</p><p>　　=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得</p><p>　　=×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/min</p><p>　　t=()/=(75+2+7.36)/168=0.502min≈30.13s</p>&l

28、t;p>　　工序2：鉆φ20mm的孔，擴(kuò)孔至φ22mm。</p><p>　　工步1：鉆φ20mm的孔。</p><p>　　使用高速鋼椎柄麻花鉆，背吃刀量=20mm</p><p>　　進(jìn)給量的確定：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》選取該工步的每齒進(jìn)給量f=0.5mm/r。</p><p>　　切削速度的計(jì)算：參照《機(jī)械制造技

29、術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-22可知因?yàn)樵摴ぜ牟牧蠟镠T200，所以選取切削速度v=20m/min。由式n=1000v/πd可以求得：</p><p>　　n=1000×20/(π×20)=318.47r/min</p><p>　　參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表4-9所列的Z550 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，選取n=351r/min，再將n代入n=100

30、0v/πd中，得到：v=351×π×20/1000=22.04m/min</p><p>　　基本時間t的計(jì)算:參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表6.2-5，其中=80mm，</p><p>　　==10×1.66+1=12.66mm，=1~4mm,取=2mm。所以基本時間t為：</p><p>　　T=(l1+l2+l3)/f*n=(

31、80+12.66+1)/(351*0.5)=0.534min=32.02s</p><p>　　工步2：擴(kuò)φ20mm的孔至φ22mm。</p><p>　　背吃刀量的確定：取=1mm。</p><p>　　進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表2.10的資料，選取該工件的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量f=1.1mm/r 。</p><p>　　切削速度的確定

32、：根據(jù)相關(guān)資料，確定: vc=Cvdnzv/Tmapxvfyv 由《切削用量簡明手冊》中表2-30得：Cv=18.8、zv=0.2 xv=0.1 yv=0.4 m=0.125</p><p>　　解得vc=8.8m/min</p><p>　　由公式n=1000v/πd?？梢缘玫剑簄=1000×8.8/22π=127.4r/min</p><p>　

33、　按機(jī)床立式鉆床Z525選取n=140r/min，得切削速度v= =9.67mm/min</p><p><b>　　基本時間t: </b></p><p>　　其中=80mm, ==1×1.66+1=3.66mm/min, </p><p>　　=1~4mm, 取=2mm。所以基本時間t為：</p><p>

34、<b>　　工序3：拉花鍵</b></p><p>　　使用矩形齒花鍵拉刀，立式內(nèi)拉床L5120，背吃刀量ap=3mm</p><p>　　由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-33得</p><p>　　進(jìn)給量f=0.1mm/z, 切削速度v=5mm/min</p><p>　　z=6 zb=3mm l=80

35、mm η=1</p><p>　　查得《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.8可得</p><p>　　= =0.096min≈5.76s</p><p><b>　　工序4：倒角45°</b></p><p>　　機(jī)床:CA6140車床 </p><p>　　刀具材料：專用刀具。<

36、/p><p>　　此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。</p><p>　　檢驗(yàn)機(jī)床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.24</p><p>　　可以查出　當(dāng)σｂ＝160～241HBS</p><p>　　按　車床說明書　主電機(jī)功率P=7.5Kw </p><p>　　可見比P小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求<

37、;/p><p>　　取f=0.3mm/r v=30m/s</p><p>　　=1000×30/3.14×25=382.17r/min, </p><p>　　L=l2=l3=l=0，l1=(1/tan75°)+3=3.26 f=0.3mm,n選擇車床400r/min </p><p><b>　　=0

38、.027min</b></p><p><b>　　工序5：鉆Φ5錐孔</b></p><p>　　采用刀具為高速鋼1:50錐度銷子鉸刀</p><p>　　由《切削用量簡明手冊》表2-10可得f=0.7~0.9，取f=0.8</p><p>　　由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-27得切削速度v=

39、14.9m/min=0.25m/s</p><p>　　n==1000×14.9/3.14×5=949.04r/min</p><p>　　查得《機(jī)械制造工藝簡明手冊》，選立式鉆床z525，n=960r/min</p><p>　　Lp=(D-d)\(2tanKr)=0.26 lz=1-2，取1</p><p>　　=

40、2×1.026/0.8×960=0.16min</p><p>　　工序6：鉆螺紋孔M8</p><p><b>　　工步1：鉆螺紋孔</b></p><p><b>　　機(jī)床選用：搖臂鉆床</b></p><p>　　刀具選用:高速鋼直柄麻花鉆 ，</p><

41、;p>　　查得《切削用量簡明手冊》得到加工余量6.7mm，</p><p>　　由《切削用量簡明手冊》表2-15可知</p><p>　　進(jìn)給量： =0.16m∕r</p><p>　　切削速度：v =20m∕min= 0.33m/s</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速：n== =950.66r∕min</p><p

42、>　　根據(jù)《機(jī)械制造工藝簡明手冊》表4.2-13選擇（Z32k）鉆床</p><p>　　選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為：=980r/min，</p><p>　　實(shí)際切削速度：== =20.62m/min</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械制造工藝簡明手冊》表6-25可得</p><p>　　l1= =2.36mm</p><p&g

43、t;　　=1~4mm，取=2mm，=9mm</p><p>　　切削工時：t= =0.085min=5.11s </p><p>　　則兩個總時間為10.22s</p><p>　　工步2: 攻螺紋M8</p><p>　　進(jìn)給量：查《機(jī)械加工設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表3-55得所加工螺紋孔螺距,因此進(jìn)給量</p><p>

44、　　切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-105，取</p><p><b>　　機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取</b></p><p><b>　　絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取</b></p><p><b>　　實(shí)際切削速度： </b></p><p><b>　　被切削層長度：

45、 </b></p><p><b>　　刀具切入長度： </b></p><p><b>　　刀具切出長度： </b></p><p><b>　　加工數(shù)為2</b></p><p><b>　　機(jī)動時間： </b></p>

46、<p>　　=0.2min=12s</p><p><b>　　工序7：銑削溝槽</b></p><p><b>　　工步1：粗銑16槽</b></p><p>　　刀具：根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1-39，選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d=100mm,，齒數(shù)為20齒。</p><

47、p>　　銑削深度ae=33mm </p><p>　　銑削寬度ap=16mm</p><p>　　每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1-89，取。</p><p>　　銑削速度：查《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1-89，得v=16mm/min</p><p><b>　　機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：</b></p&g

48、t;<p>　　= =50.96r/min</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-36,確定機(jī)床為立式機(jī)床x51，取n=65r/min</p><p>　　實(shí)際切削速度= = =20.41m/min</p><p>　　進(jìn)給量 =65×0.2×20=260mm/min </p><p>

49、;　　被切削層長度：由毛坯尺寸可知 </p><p>　　刀具切入長度： =48.02mm</p><p>　　= =0.47min≈27.97s </p><p><b>　　工步2：精銑18槽</b></p><p><b>　　切削深度：</b></

50、p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1-89查得：進(jìn)給量,切削速度v=24m/s</p><p><b>　　機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　= =76.4r/min</p><p>　　選擇機(jī)床X51，取n=80r/min</p><p>　　實(shí)際切削速度= =25.12m/

51、s</p><p>　　工作臺進(jìn)給量fm：= =80mm/min</p><p>　　被切削層長度：由毛坯尺寸可知， </p><p>　　刀具切入長度= =48.99mm</p><p><b>　　刀具切出長度：取</b></p><p><b>　　走刀次數(shù)為1</b>

52、</p><p>　　機(jī)動時間= = =1.12min=67.49s </p><p><b>　　工序8：銑削上平面</b></p><p>　　工步1: 粗銑上平面</p><p>　　由工序1可知，精加工余量為1mm,背吃刀量為3-2=1mm</p><p>　　進(jìn)給量

53、的確定：機(jī)床的功率按5~10Kw，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。</p><p>　　銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到: n=1000×40/π×80=159.15r/min</p><p>

54、;　　由于手冊中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為：</p><p>　　V=nπd/1000=160×3.14× 80/1000=40.19m/min</p><p>　　mz=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min</p><p>　

55、　按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-45切入和切出行程長度l1+l2=29mm，所以代入數(shù)據(jù)解得</p><p>　　=(80+29)/320=0.34min20.7s。 </p><p><b>　　工步2：精銑上平面</b></p><p>　　背吃刀量的確定：=1mm .</p><p>　　進(jìn)給量的確定

56、：由《切削用量簡明手冊》中表3.3，按表面粗糙度為=3.2μm的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r。</p><p>　　銑削速度的計(jì)算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀，d/z=80/10，=0.08mm/z 的條件選取，銑削速度v為： v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/πd可以求得銑刀轉(zhuǎn)速n=229.3r/min 。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中4-15的X5

57、1型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式，可以求得：</p><p>　　v= nπd/1000=52.78mm/min。</p><p>　　時間計(jì)算：l1=4.9 l2=2 l=80 =168mm/min</p><p>　　t=()/=0.52min≈30.71s</p><p><

58、b>　?、?專用夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。</p><p>　　經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序7——精銑18H11mm底槽的銑床夾具。本夾具將用于X51立式升降臺銑床。刀具為高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對工件兩側(cè)面同時進(jìn)行加工。</p><p><b>　　（一）、問

59、題的提出</b></p><p>　　本夾具主要用來精銑18H11mm底槽，該底槽側(cè)面對花鍵孔的中心線要滿足尺寸要求以及垂直度要求。在精銑此底槽時，其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。</p><p><b>　　(二)、夾具設(shè)計(jì)</b></p><p><

60、b>　　1、定位基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　由零件圖可知：粗銑平面對花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選用特制心軸找中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。</p><p>　　采用心軸定心平面定位的方式，保證底槽加工的技術(shù)要求。同時，應(yīng)加一圓柱銷固定好心軸，防止心軸帶動工件在X方向上的旋轉(zhuǎn)自由

61、度。</p><p>　　其中花鍵軸限制五個自由度，包括3個轉(zhuǎn)動自由度和兩個移動自由度;平面限制軸向方向的移動自由度。</p><p><b>　　2、定位誤差分析</b></p><p>　　由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位

62、誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。</p><p>　　3、夾具設(shè)計(jì)方案確定</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書要求，銑槽時要保證槽寬18H11，槽兩側(cè)面粗糙度3.2，底面粗糙度6.3，且要保證底面與花鍵中心尺寸15mm，以及槽兩側(cè)面與花鍵孔中心的垂直度誤差不大于0.08mm，現(xiàn)設(shè)計(jì)夾具方案有：</p><p>　　方案一：采用壓板用螺栓聯(lián)接，利用汽缸夾

63、緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時間短，工人勞動強(qiáng)度小，但是成本高。</p><p>　　方案二：采用壓板，用螺栓、螺母聯(lián)接，利用手動夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)零件為大批量生產(chǎn)，要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案二，利用螺栓、螺母手動夾緊。</p><p>　　如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時,應(yīng)該注意

64、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,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。</p><p>　　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)床工作臺上有一個正確的安裝位置，以便有利于銑削加工。</p><p>　

65、　安裝工件時，先將工件花鍵孔裝入定位心軸，安裝開口墊圈，用夾緊螺母擰緊，夾緊工件。</p><p>　　(三)、 切削力及夾緊分析計(jì)算</p><p>　　刀具材料：（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） </p><p>　　刀具有關(guān)幾何參數(shù)： , , </p><p>　　由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-9 可得銑削切削力

66、的計(jì)算公式：</p><p><b>　　式（2.1）</b></p><p>　　查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表得：</p><p>　　對于灰鑄鐵： 式（2.2）</p><p><b>　　取 ， 即</b></p>

67、<p><b>　　所以 =222N</b></p><p>　　由《金屬切削刀具》表1-2可得：</p><p>　　垂直切削力 ： =199.8N （對稱銑削） 式（2.3）</p><p>　　背向力： =122.1N</p><p>　　根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出

68、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(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：</p><p><b>　　式（2.4） </b></p><p>　　安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　式（2.5）</b></p><p>　

69、　式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表可得： </p><p>　　所以 =493.95N 式（2.6）</p><p>　　=449.55M 式（2.7）N</p><p>　　= 274.725N 式（2.8）</p><p>　　由計(jì)算可

70、知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：</p><p>　　N 式（2.9）</p><p>　　式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可查得：</p><p><b>　　其中： </b><

71、;/p><p><b>　　螺旋夾緊力：</b></p><p><b>　　易得：</b></p><p>　　經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。</p><p><b>　　3、定位誤差分析</b></p><p>

72、　　該夾具以平面定位心軸定心，心軸定心元件中心線與底槽側(cè)面規(guī)定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差為mm。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)定的工序公差。</p><p>　　與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：</p><p><b>　　式（2.10）</b></p><p>　　由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可

73、得：</p><p>　?、拧⑵矫娑ㄎ恍妮S定心的定位誤差 ：</p><p>　?、啤A緊誤差 ： 式（2.11）</p><p>　　其中接觸變形位移值：</p><p><b>　　式（2.12）</b></p><p>　?、恰⒛p造成的加工誤差：通常

74、不超過</p><p>　　⑷、夾具相對刀具位置誤差：取</p><p><b>　　誤差總和：</b></p><p>　　從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。</p><p>　　4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采

75、用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費(fèi)時費(fèi)力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點(diǎn)。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　此外，當(dāng)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，心軸采用可換的。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。</p>

76、<p>　　夾具上裝有對刀塊，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，以利于銑削加工。</p><p><b>　?、?小結(jié) </b></p><p>　　在經(jīng)過三周的設(shè)計(jì)之后，使我們了解到了有關(guān)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的一些知識，切身地體會到了從毛坯到成品的一個工

77、藝設(shè)計(jì)過程，從而對于本課程有一個較為清晰的輪廓印象。由于我們在這次的課程設(shè)計(jì)過程中所學(xué)有限，對這門課程只是有了一個初步的認(rèn)識，所以請老師多多指正與批評。如果要想更好地掌握好這門技術(shù)，還需要我們進(jìn)一步的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，在實(shí)際工作中不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，這樣我們才能更好的學(xué)好這門技術(shù)，更好地了解機(jī)械制造基礎(chǔ)工業(yè)，從而為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　?、?參考書目</b></p

78、><p>　　機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 鄒青 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊 李益民 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊 張耀宸 航空工業(yè)出版社</p><p>　　機(jī)械加工工藝手冊 王先

79、逵 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊 陳宏均 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　機(jī)械加工工藝師手冊 楊叔子 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p><b>　　機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊</b></p><p><b>　　切削用量