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0 課程設計 課 題： 解放汽車第四速及第五速變速叉的加工工藝 規(guī)程及夾具設計 專 題： 專 業(yè)： 機 械 制 造 及 自 動 化 學 生 姓 名： 班 級： 學 號： 指 導 教 師： 完 成 時 間： 摘 要 本設計是基于解放汽車第四速及第五速變速叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設 計。解放汽車第四速及第五速變速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的 加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加 工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位 加工出端面平面，再以端面平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用 端面平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。大孔系的加工采用的是坐標法鏜孔。整個加工過程 均選用通用。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖，因 此生產效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設計要求。 關鍵詞：解放汽車第四速及第五速變速叉零件；工藝；夾具； 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................1 第 1 章 機械加工工藝規(guī)程設計 .......................................................................................- 1 - 1.1 零件的分析 ..................................................................................................................- 1 - 1.1.1 零件的作用 ............................................................................................................- 1 - 1.1.2 零件的工藝分析 ....................................................................................................- 2 - 1.2 解放汽車第四速及第五速變速叉加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應 措施 .....................................................................................................................................- 2 - 1.2.1 孔和平面的加工順序 ............................................................................................- 2 - 1.2.2 孔系加工方案選擇 ................................................................................................- 3 - 1.3 解放汽車第四速及第五速變速叉加工定位基準的選擇 ..........................................- 4 - 1.3.1 粗基準的選擇 ........................................................................................................- 4 - 1.3.2 精基準的選擇 ........................................................................................................- 4 - 1.4 解放汽車第四速及第五速變速叉加工主要工序安排 ..............................................- 5 - 1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........................................................- 9 - 1.6 毛坯種類的選擇 ........................................................................................................- 10 - 1.7 選擇加工設備和工藝裝備 ........................................................................................- 11 - 1.7.1 機床選用 ..............................................................................................................- 11 - 1.7.2 選擇刀具 ..............................................................................................................- 11 - 1.7.3 選擇量具 ..............................................................................................................- 12 - 1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ........................................................- 12 - 1.9 確定切削用量及基本工時（機動時間） .................................................................- 13 - 第 2 章 鉆 M10 螺紋孔夾具設計 ...................................................................................- 19 - 2.1 設計思想 .....................................................................................................................- 19 - 2.2 定位基準的選擇 .........................................................................................................- 19 - 2.3 切削力及夾緊力的計算 .............................................................................................- 19 - 2.4 誤差分析與計算 .........................................................................................................- 21 - 2.5 導向方案及導向元件的選擇和設計 .........................................................................- 21 - 2.6 夾具操作說明 .............................................................................................................- 22 - 參文考獻 ...........................................................................................................................- 24 - 致謝 ...................................................................................................................................- 25 - - 1 - 第 1 章 機械加工工藝規(guī)程設計 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是解放汽車第四速及第五速變速叉。解放汽車第四速及第五速變速叉的 主要作用是保證各安裝孔之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此解放汽車第四 速及第五速變速叉零件的加工質量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工 作精度、使用性能和壽命。 圖 1.1 零件圖 - 2 - 1.1.2 零件的工藝分析 由解放汽車第四速及第五速變速叉零件圖可知。解放汽車第四速及第五速變速叉零件， 它的外表面上有平面需要進行加工。82.2 mm 系在前后端面上。此外各表面上還需加工10 一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： 1.以 19 mm 孔為中心的加工表面.045. 這組加工表面包括:19 mm 孔及其倒角,孔上端尺寸為045. 16 mm 的槽 ,槽的外側厚度為 10.8mm 的兩個側面, 19 mm 孔的24.0 045. 上端距其中心 12mm 的兩個端面,還有孔下端 M10 的螺紋孔. 2.以 82.2 mm 孔為中心的加工表面.10 這組加工表面包括: 82.2 mm 的孔及其倒角, 82.2 mm 的孔10 10 的側面,距 M10 螺紋孔中心線 63.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置 要求,主要是:82.2 mm 孔與其外端面垂直度公差為 0.1mm.10 1.2 解放汽車第四速及第五速變速叉加工的主要問題和工藝過程設計 所應采取的相應措施 由以上分析可知。該解放汽車第四速及第五速變速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。 一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于解放汽車第四速 及第五速變速叉來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和 平面之間的相互關系。 由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 1.2.1 孔和平面的加工順序 解放汽車第四速及第五速變速叉類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工解放汽 車第四速及第五速變速叉上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。 解放汽車第四速及第五速變速叉的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平 - 3 - 面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先 切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護 刀具。 解放汽車第四速及第五速變速叉零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平 面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 1.2.2 孔系加工方案選擇 解放汽車第四速及第五速變速叉孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加 工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿 足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。 根據(jù)解放汽車第四速及第五速變速叉零件圖所示的解放汽車第四速及第五速變速叉的精 度要求和生產率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用鏜模法鏜孔 在大批量生產中，解放汽車第四速及第五速變速叉孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜 模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導 進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所 以生產效率很高。但鏜模結構復雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、 鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度 也受到一定限制。 （2）用坐標法鏜孔 在現(xiàn)代生產中，不僅要求產品的生產率高，而且要求能夠實現(xiàn)大批量、多品種以及產品 更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產成本高，生產周期長，不大能適應這 種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需 要采用坐標法鏜孔。 用坐標法鏜孔，需要將解放汽車第四速及第五速變速叉孔系尺寸及公差換算成直角坐標 - 4 - 系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。 1.3 解放汽車第四速及第五速變速叉加工定位基準的選擇 1.3.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入解放汽車第四速及第五速變速叉的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以解放汽車第四速及第五速 變速叉的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距端面平面最近的孔作 為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于 是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余 量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就 間接保證了孔與箱壁的相對位置。 現(xiàn)選取 19 mm 孔的外輪廓不加工面作為粗基準,利用一組共045. 兩個 V 形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度. 1.3.2 精基準的選擇 從保證解放汽車第四速及第五速變速叉孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。 精基準的選擇應能保證解放汽車第四速及第五速變速叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一 的基準定位。從解放汽車第四速及第五速變速叉零件圖分析可知，它的端面平面與各主要支 承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三 個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng) 一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是解放汽車第四速及第五速變速叉的裝配基準， 但因為它與解放汽車第四速及第五速變速叉的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔 系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題,當設計基準與工序基準不 重合時,應該進行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不再重復. - 5 - 1.4 解放汽車第四速及第五速變速叉加工主要工序安排 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。解放汽車第四速及第五速變 速叉加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工端面平面。 第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于端面平面加工完成后一直到解放汽車第四速及 第五速變速叉加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，端面面上的螺孔 也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺 紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于解放汽車第 四速及第五速變速叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再 加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝 方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖 紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加 工階段中分散進行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及 0.25%c908 0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、 砂粒等的殘留量不大于 。mg20 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將解放汽車第四速及第五速變速叉加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 工藝路線 工序 粗銑 16 mm 槽,以 19 mm 孔定位.24.0045. 工序 粗銑 16 mm 槽的兩側面,以 19 mm 孔定位..0 045. 工序 粗銑距 19 mm 中心 12mm 的兩個端面,以 19 mm 孔45. 045. 及 16 mm 槽底為基準 .24.0 - 6 - 工序 16 mm 槽兩端 1.5*450倒角.24.0 工序 鉆鉸 19 mm 孔并倒角.045. 工序 鉆距槽(16 mm)12mm 底面 M10 螺紋孔并倒角.2.0 工序 攻螺紋 M10. 工序 粗銑 82.2 mm 孔的兩端面.10 工序 粗鏜 81.7 mm 孔. 工序 精鏜 82.2 mm 孔.10 工序 82.2 mm 孔 1*450倒角 工序 精銑 82.2 mm 孔的兩端面.10 工序 終檢. 工藝路線二： 工序 粗銑 16 mm 槽,以 19 mm 孔的外輪廓為粗基準定位,24.0045. 選用 XA6132 型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序 粗銑 16 mm 槽的兩側面,以 19 mm 孔的外輪廓以及距24.0 045. 槽底 32mm 的面為基準,選用 XA6132 型萬能升降臺銑床及專 用夾具. 工序 粗銑 19 mm 孔上端兩端面,以 19 mm 孔定位,選用045. 045. XA6132 型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序 16 mm 槽 1.5*450倒角,選用 C620-1 車床及專用夾具.24.0 工序 鉆鉸 19 mm 孔并倒角.以 19 mm 孔及端面定位,選5.0 045. 用 Z5119 立式鉆床及專用夾具. - 7 - 工序 鉆距槽(16 mm)12mm 底面 M10 螺紋孔并倒角.以24.0 19 mm 孔及 16 mm 槽底定位,選用 Z5119 立式鉆床及045..0 專用夾具. 工序 攻螺紋 M10. 工序 粗銑 82.2 mm 孔的兩端面.以 19 mm 孔定位,選用10 045. XA6132 型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序 粗鏜 81.7 mm 孔.以 19 mm 孔及距中心線 63.7mm 的10045. 面為基準,選用 T740 雙面臥式金剛鏜床及專用夾具. 工序 精鏜 82.2 mm 孔. .以 19 mm 孔及距中心線 63.7mm10045. 的面為基準,選用 T740 雙面臥式金剛鏜床及專用夾具. 工序 82.2 mm 孔 1*450倒角.選用 C620-1 型車床及專用夾10 具. 工序 精銑 82.2 mm 孔的兩端面. 以 19 mm 孔定位,選用10 045. XA6132 型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序 終檢. 上述方案主要是以 19 mm 孔位基準,來加工 16 mm 槽,M10045. 24.0 螺紋,槽的兩側面,這樣可以修正由于基準不重合造成的加工誤差,同時 也照顧了加工路線方便的特點. 綜合選擇方案： 工 序 工序 工 序 內 容 - 8 - 號 名稱 00 毛坯 采用鍛造的方式獲得毛坯 10 時 時效處理 20 銑 粗銑 19 mm 孔兩端面045. 30 鉆 1、 鉆孔 18.5 mm（19 mm 孔底孔） ；045.045. 2、 鉸孔 19 mm；.0 3、 對 19 mm 孔倒角 1*45045. 40 鏜 粗鏜、精鏜 82.2 mm 孔；進行 1X45010 倒角 50 銑 粗銑、精銑 82.2 mm 孔端面10 60 銑 粗銑 16 mm 槽；粗銑 16 mm 槽的24.024.0 兩側面；1.5*45 0倒角 70 鉆攻 M10 鉆 M10 螺紋孔并倒角 1200；攻螺紋 M10； 80 鉗工 去毛刺 90 檢驗 檢驗入庫 1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “解放汽車第四速及第五速變速叉”零件材料為 20 鋼，生產類型為大批量生產，采用 鍛造毛坯。 “變速叉”零件材料為 20 鋼,毛坯重量約 1.5Kg,生產類型為大批 - 9 - 量生產,采用鍛錘上合模鍛毛坯. 根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機加工余量,工 序尺寸及毛坯尺寸如下: 1. 16 mm 槽24.0 參照<表 3.1-56,因為其公差等級太低,可直 接銑. 2. 槽的側面 參照<表 3.1-56,其加工余量 Z=2mm. 3. 19 mm 孔的兩個上端面045. 參照<表 3.1-56, 其加工余量 Z=2mm. 4. 82.2 mm 孔的兩側面,銑削公差-0.22mm. 10 參照<表 3.1-56, 其加工余量 Z=2mm.精銑余 量:單邊 0.7mm(見<表 8-31),銑削余量:Z=2.0- 0.7=1.3mm,鍛件偏差 mm。3.150 由于設計規(guī)定的零件為大批量生產,應該采用調整法加工.因此在 計算最大,最小加工余量時,應按調整法加工方式予以確定. 5. 19 mm 孔045. 參照<, 其加工余量 2Z=2mm.鉆孔 18.5 mm,鉸孔 19 mm.045.045. 6. 82.2 mm 孔10 參照<, 其加工余量 2Z=2.5mm.粗鏜 81.7 mm,精鏜 82.2 mm.1010 - 10 - 厚度為 8mm 的兩端面尺寸加工余量和工序間余量. 毛坯名義尺寸: 8+2*2=12mm 毛坯最大尺寸: 12+1.3*2=14.6mm 毛坯最小尺寸: 12-0.5*2=11mm 粗銑后最大尺寸: 8+0.7*2=9.4mm 粗銑后最小尺寸: 9.4-2*0.22=8.96mm 精銑尺寸與零件尺寸相符,即 8 mm.2.03 1.6 毛坯種類的選擇 零件材料為 20 鋼，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載 荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生 產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鍛造，這從提高生產效率，保證加工精度， 減少生產成本上考慮，也是應該的。 零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關，因此， 正確選擇毛坯具有重要的技術和經濟意義。根據(jù)該零件的材料為 ZG35、生產類型為批量生產、 結構形狀不是很復雜、尺寸大小中等大小、技術要求不高等因素，在此毛坯選擇鍛造成型。 工件右端面機加工余量 3mm； 工件左端面機加工余量 3mm； 繪制毛坯圖 詳見附圖：毛坯圖 - 11 - 1.7 選擇加工設備和工藝裝備 1.7.1 機床選用 .工序端面加工是銑加工。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產，故選用銑床就能滿足 要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 X52K 型銑床。參考根 據(jù)機械制造設計工工藝簡明手冊表.-。 .工序鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。 1.7.2 選擇刀具 .在銑床上加工的工序,一般選用硬質合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質合金 銑刀 .鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考機械加工工藝手冊 （主編 孟少農） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。 1.7.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器 具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連接座” 零件材料為 20 鋼，查機械加工工藝手冊 （以后簡稱工藝手冊 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度 HB 為 143269，表 2.2-23 灰鑄鐵的物理性能， 20 鋼密度 =7.27.3（ ） ，計算零件毛坯的重量約為 2 。3cmgkg - 12 - 表 1-1 機械加工車間的生產性質 同類零件的年產量件 生產類別 重型 （零件重 2000kg） 中型 （零件重 1002000kg） 輕型 （零件重 <100kg） 單件生產 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產 5100 10200 100500 中批生產 100300 200500 5005000 大批生產 3001000 5005000 500050000 大量生產 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于 3050，毛坯重量 2 190250 6.0 4.0 端面、側面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于端面面的機械加工余量選擇。 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械加工余量、工序尺寸及毛坯 尺寸。 1.9 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 20 粗銑 19 mm 孔兩端面045. 機床：銑床 X6132 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT80Dm5Z 此為粗齒銑刀。 齒0.12/zfm 切削速度：參考有關手冊，確定 V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀， ，Z=10。80wdm100*271/in3.4swvnrd908/imzf 12ll - 14 - 120.1min8mlltf 工序 30 鉆鉸 19 mm 孔,并倒角 1*45 兩端. 045. 1.鉆孔 18.5 mm 045. 機床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 0.35.40.35/zf mr ,V=17m/min.18wd 采用高速鋼鉆頭, 00*17285/in163.4.svnr 12 llm 40.41in85*.3mwmtnf 2.鉸孔 19 mm. 045. .7/zfr 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 100*14.726/min93.9svnr 1250.8i*.7mwmlltf 3. 19 mm 孔倒角 1*45 兩端. 045. 采用 900 锪鉆,為縮短輔助時間,取倒角時的主軸轉速與鉸孔相同. 26/insnr 工序 40 粗鏜、精鏜 82.2 mm 孔；進行 1X450倒角10 - 15 - 機床：鏜床 T68 刀具：高速鋼刀具 VCWr418 （1） 粗鏜 81.7 mm 孔0 ./zfmr 采用雙刃鏜刀,V=40m/min. 100*4156/min8.73svnrd .96inmt (2) 精鏜 82.2 mm 孔. 10 /zfr V=35m/min 100*3516/min82.4svnrd .64minmt (3) 82.2 mm 孔 1*45 度倒角. 10 .8/zfr V=16m/min 100*162/min82.34svnrd 5.in0.*6mt 工序 50 粗銑、精銑 82.2 mm 孔端面10 (1) 粗銑 82.2 mm 孔端面. 10 機床：XA6132 型萬能升降臺銑床 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT0Dm5Z 此為粗齒銑刀。 - 16 - 0.2/zfmr 采用高速鋼圓柱銑刀, ,Z=10,V=20m/min10wdm 10*263.7/in.4svn r 60.5i.2*51mzwtfd (2) 精銑 82.2 mm 孔的兩端面 10 機床：XA6132 型萬能升降臺銑床 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT0Dm5Z 此為粗齒銑刀。 齒0.6/zfm 采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min. 10wd10z *398/min.4svnr 601min58.mt 工序 60 粗銑 16 mm 槽；粗銑 16 mm 槽的兩側面；1.5*45 0倒角24024.0 （1） 粗銑 16 mm 槽,保證尺寸 16 mm. . . fz=0.06mm/齒 切削速度:參考有關手冊,V=22.8m/min. 采用 W18Cr4V 立銑刀,dw=16mm,Z=3,則: ns= = =454r/mindw v1016*4.38.2 fm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min12llm0.29in756mtf - 17 - （2） 粗銑 16 mm 槽兩側面。 24.0 齒.1/zfm 切削速度：參考有關手冊，V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀， ，Z=10。80wdm10*2710.5/in3.48swvnrd98/imzf1260llm0.56in18mtf 工序 70 鉆 M10 螺紋孔并倒角 1200；攻螺紋 M10； (1)鉆 M10 螺紋孔并倒角 1200 機床：鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.39，選硬質合金錐柄麻花鉆頭0.1/zfmr 采用麻花鉆,V=20m/min. 01*20637/min.4svnrd 125.i*0.1mwmlltf （2） 攻螺紋 M10. 機床：鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.39，選硬質合金絲錐 V=6m/min 100*238/min.14svnrd 126.i95*mwmlltf - 18 - 第 2 章 鉆 M10 螺紋孔夾具設計 2.1 設計思想 利用本夾具主要用來鉆攻 M10 x1 螺紋孔，加工時要滿足粗糙度要求。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。 2.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：在對 M10 x1 螺紋孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工， 孔 進行了鉆、擴、鉸加工， 進行了粗、精鏜加工。因此，定位、夾緊方192.8 案有： 方案：選底平面、 工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，19 夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工件 上的小孔。 方案：選一孔兩面定位方式， 工藝孔用圓柱銷，端面和凸側面為定位19 基準，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓塊來夾緊。 分析比較上面二種方案：方案中的心軸夾緊、定位是不正確的， 孔端19 是不加工的，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。心軸上的開孔也不利于 排銷。 通過比較分析只有方案滿足要求， ，而保證其尺寸公差要求。 圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇端平面和凸側面和一孔 為定位基準來設計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用兩面和一孔定位限 制 5 個自由度。 2.3 切削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：立式鉆床 Z5125，刀具用高速鋼刀具。 - 19 - 由參考文獻14查表 可得：721 切削力公式： .06f PFDfK 式中 m10.2/r 查表 得： 820.75()36bpK 其中： .b.48p 即： 95.08()fFN 實際所需夾緊力：由參考文獻14表 得：1212KFW 有： 120.7,.16 安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻14表 可得： 60 12...10.56K 所以 95849()fWFN 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， 決定選用圓偏心夾緊機構。 取 ， ，1.56K10.72.16 查參考文獻141226 可知夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算： )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻14可查得： 6.2.76zr910529 - 20 - 其中： 3()Lm)(80NQ 螺旋夾緊力： 047.2W 由上述計算易得： K 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 2.4 誤差分析與計算 該夾具以兩面一孔為定位基準，要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該孔次 性加工即可滿足要求。 由參考文獻14可得： 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 由參考文獻14表 1215 有 。10.4,0,.42,0.7azKCncos0.8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mjm05. 夾具相對刀具位置誤差： 取AD1. 2.5 導向方案及導向元件的選擇和設計 導向方案的選擇 由于零件的生產類型為大批生產，考慮鉆套磨損后可以更 換，選擇標準結構的可換鉆套。根據(jù)參考文獻14，鉆套至工件表面的距離按 （11.5）d = 57.5 mm 選取，考慮本工序加工時鉆頭較細，防止切削把鉆頭 憋斷，應有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取 6mm。 - 21 - 導向元件的設計 根據(jù)參考文獻14，襯套與鉆模板的配合可以選 H7/n6， 鉆套與襯套的配合可以選 F7/m6。根據(jù)參考文獻14，確定可換鉆套。 根據(jù)參考文獻14，確定襯套。 定位誤差的 計算根據(jù)參考文獻14，導向誤差為： 1/)(.2/)(2/)( 113 bhdpdKdT 式中:d可換鉆套內孔最大直徑； m0.5 d1鉆頭最小直徑，根據(jù) GB3136-85 ； d2可換鉆套外徑最小直徑 d3固定襯套內孔最大直徑 e可換鉆套內外徑軸線的偏心量 l 可換鉆套導向長度 h鉆套至工件之間的距離； b鉆孔深度 K配合間隙的概率系數(shù) m可換鉆套安裝偏心的概率系數(shù)； p鉆頭偏斜的概率系數(shù) 將以上各個參數(shù)代人上式得：T = 0.035mm<1/3 X 0.2mm,可以保證位置度 要求。 偏心輪兼有定心和夾緊的作用，能保證槽面與偏心輪接觸良好，定位誤差小， 而且結構簡單，操作方便。 2.6 夾具操作說明 本夾具用于在鉆床上加工 M10 x1 螺紋孔。工件以端平面、凸側面一孔為定位 基準，在帶臺肩心軸和支撐板上實現(xiàn)完全定位。采用圓偏心機構推動壓塊夾緊工 件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。 - 22 - 結論 課程設計就是我和老師合作的過程,使我們的設計成果短短的時間就漸漸呈現(xiàn) 在我們的眼前。看著眼前的手工圖紙、CAXA 圖和設計計算的手稿，設計過程一幕 幕浮現(xiàn)在眼前。 課程設計讓我學到了很多東西。這次設計可以說是四年的課程學習所掌握的 所有機械工程學科的基礎知識的融會貫通，因為我們以前曾經學得不是很好，雖 然都是理論的東西，學習了馬克思主義哲學之后，終于知道理論聯(lián)系實際才使我 們有了更進一步的體會。 通過這次課程設計，使我對零件制造過程、加工工藝和夾具設計都有了更進 一步的認識，也加深了對大學四年中所學基礎知識的學習和理解。課程設計是理 論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在 理論上正確無誤的設計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設計時就必須考 慮所設計的機構是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的 可行性，課程設計使我學會了從實際出發(fā)加工零件和設計夾具。 在本次設計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、 部件都是操作簡單，通用性較強的標準件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加 工。 在本次設計中，我學會的如何設計、如何計算，更重要的是我學會了合作， 我懂得了有問題就問的重要性。同時，得到了我的指導老師李寶玉老師的大 力支持。此外還有同學們的大力幫助，在此表示感謝！由于我們水平所限，設計 中難免有錯誤和不妥之處在此還誠，請指導老師批評指正。 無論怎樣，這次的課程設計使我獲益良多，是我在學校的最后一次答卷，也 是我成功邁向社會的第一步。 - 23 - 參文考獻 1 傅水根。機械制造工藝基礎M .第二版 北京:清華大學出版社，2004. 2 王貴成.機械制造學M。北京：機械工業(yè)出版社，2001. 3 鄧文英。金屬工藝學M。第四版。北京：高等教育出版社，2000。 4 袁國定，朱洪海。機械制造技術基礎M。南京：東南大學出版社，2000. 5 許曉靜，王宏宇。機械制造基礎M.北京：化學工業(yè)出版社，2004。 6 羅陽，劉勝青。現(xiàn)代制造系統(tǒng)概論M。北京：北京郵電大學出版社，2004。 7 周宏甫。機械制造技術基礎M.北京：高等教育出版社，2004。 8 盧秉恒。機械制造技術基礎M.北京：機械工業(yè)出版社，1999。 9 魏康民。機械制造技術基礎M.重慶：重慶大學出版社，2004。 10 宋續(xù)丁。機械制造設計基礎M.西安：西北工業(yè)大學出版社，2000。 11 李凱嶺，宋強。機械制造設計基礎M.濟南：山東科學技術出版社，2005。 12 王先逵。機械制造工藝學M.北京：清華大學出版社，2000。 13 張福潤。機械制造技術基礎M.武漢：華中科技大學出版社，2000。 14 任家隆。機械制造技術M.北京：機械工業(yè)出版社，2000。 15 袁哲俊。精密和超精密加工技術M.北京：機械工業(yè)出版社，1999. 16（德）Bruno lotter。西德工業(yè)產品裝配技術。付參力，劉增譯。沈陽：沈陽冶金機械 專科學校，1990. 17（美）Paul Kenneth Wrigh 著。21 世紀制造。馮常學譯。北京：清華大學出版社，2004 - 24 - 致謝 四年的大學生活就這樣結束了，在這四年中我要感謝我的老師和我的同學們， 謝謝老師們和同學們在大學中給予我的關懷和支持，在我需要關心和幫助的時候 你們都伸出了友誼的手，謝謝老師們傳授給我基礎知識讓我能用自己的方法去看 問題研究問題，謝謝老師們傳授給我專業(yè)知識讓我能對所學專業(yè)更深刻的了解。 師恩永不忘！我還要感謝我的父母，是他們在學習和生活上一直支持著我并且給 了我無限的幫助，也給了我很多的空間。還要感謝 06 設計 6 班的所有老師、同學 們，和你們在一起的四年的時間我永遠都不會忘記，和你們一起的日子我是最幸 福的！ 最后，很感謝閱讀這篇設計（論文）的老師們。感謝您們抽出寶貴的時間來 閱讀這篇課程設計（論文） 。