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目 錄
一．序言 3
二．零件的分析 3
（一）零件的作用 3
（二）零件的工藝分析 4
三．機(jī)械加工工藝規(guī)程制定 5
（一）確定毛坯的制造形式 5
選擇定位基準(zhǔn) 5
（三）選擇加工方法 5
（四）制定工藝路線 6
（五）確定加工余量及毛坯尺寸 6
（六）工序設(shè)計(jì) 7
（七）確定加工用量及基本時(shí)間 10
四．專用夾具設(shè)計(jì) 19
五．課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 23
參 考 文 獻(xiàn) 24
致謝 25
一．序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)了大學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)課和大專部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。
我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次 適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)的能力，為
今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)做出一些貢獻(xiàn)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。
二．零件的分析
（一）零件的作用
題目所給的零件是定位銷，定位銷的主要作用是用來(lái)固定零件之間的相對(duì)位置，起定位作用，也可以用于軸與轂的連接，定位銷傳遞的載荷不大，還可以為安全裝置中的過(guò)載尖端元件。
（二）零件的工藝分析
定位銷的加工要求表面光滑些好，硬度不用太高的，空的精度要求高一些，從5-5零件圖上可以看出：該零件表面粗糙度要求較高，表面粗糙度最高的是Φ16g6的圓柱表面，達(dá)到0.8Ra 。從圖中的行為標(biāo)注可以看出定位銷的底部錐度允許圓跳動(dòng)范圍為0.02，A基準(zhǔn)。
三．機(jī)械加工工藝規(guī)程制定
（一）確定毛坯的制造形式
由零件的工作狀況及功能可知，銷所起固定的作用，所以要求銷有較高的的強(qiáng)度和（二）抗沖擊能力。該零件所選的材料為45號(hào)鋼，模鍛
選擇定位基準(zhǔn)
定位基準(zhǔn)就是工件上直接與機(jī)床或夾具的定位元件相接觸的點(diǎn)線面?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一?；孢x擇的正確，合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會(huì)使加工工藝路線問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，試生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
1粗基準(zhǔn)的選擇
由5-5零件圖可知，該定位銷的定位基準(zhǔn)為不規(guī)則的上表面，以上面凸臺(tái)為粗加工基準(zhǔn)，加工16g6的圓柱表面和圓柱下端角度10° 的錐度，以及3×0.5的外溝槽。
2精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，對(duì)于定位銷而言可根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，采用“兩面一孔”的方法加工。所以該零件的精加工基準(zhǔn)為上表面與底面，即用兩頂尖加工。
（三）選擇加工方法
平面的加工方法有很多種，如：車、刨、銑、磨、拉等φ16g6
圓柱面的表面粗糙度達(dá)到 Ra0.8μm ，經(jīng)查表得經(jīng)濟(jì)精度IT6—IT9，尺寸精度為16所以必須選擇車床進(jìn)行，先由車床進(jìn)行粗車——半精車+——精車，再選擇磨床，進(jìn)行精磨，表1.4-6《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 對(duì)于表面粗糙度為Ra3.2μm的底面， 加工方法應(yīng)在車床上進(jìn)行粗車—半精車—精車。φ16圓柱下的角度為10的圓錐，圓跳動(dòng)應(yīng)選擇精加工，精車—磨。
內(nèi)孔的加工方法有鉆、擴(kuò)、鏜等，該零件圖中的φ10H11內(nèi)孔的加工方法應(yīng)先鉆，由于要求大批量生產(chǎn)，所以應(yīng)選擇鉆—鉸，查表得該孔的經(jīng)濟(jì)精度為IT11~IT13，極限偏差為±0.2。
（四）制定工藝路線
工序1：夾住毛坯，伸出長(zhǎng)度大于等于55mm，光端面，打中心孔；
2.粗車長(zhǎng)度10mm的錐度，粗車φ16g6的外圓，粗車3×0.5外溝槽
3： 半精車底面，長(zhǎng)度10mm的錐度，半精車φ16g6的外圓，半精車精度1.6μm的溝槽面
4：精車底面及精度1.6μm的溝槽面
5 :上磨床，精磨長(zhǎng)度為10mm的錐度，磨φ16g6外圓
6：精銑角度為10的對(duì)稱斜面
7；光另一端端面，取總長(zhǎng)61mm
8：鉆孔
9：精鉸φ10H11內(nèi)孔
10： 粗銑距中心18mm的平面、25°斜面及R8.5的外圓面
11：半精銑25°的斜面
12：精銑25°的斜面
13：鉗工去毛刺
14：終檢
（五）確定加工余量及毛坯尺寸
5.1—確定機(jī)械加工余量
鋼質(zhì)模鍛件的機(jī)械加工余量按TB35—85確定，確定時(shí)根據(jù)鍛件質(zhì)量，加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，由表2.2—25《簡(jiǎn)明手冊(cè)》可查得除孔以外各內(nèi)外表面的加工余量，表中余量值為單面余量。
（1） 鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品重量0.09639㎏估算為0.15㎏
（2） 加工精度 零件除孔、槽以外的各表面為磨削加工精度F2
（3） 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S
m外廓包容體=12.2795㎝3×7.85g/㎝3=96.39g=0.09639㎏
m鍛體=0.15㎏
按表2.2—10，可定形狀復(fù)雜系數(shù)為S，屬簡(jiǎn)單級(jí)別
（4）機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件重量F2，S?查表2.2—25《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，得直徑方向?yàn)?.5—2mm，水平方向?yàn)?.0~1.5mm。即鍛件各外徑的單面余量為1.7~2.2，各軸向尺寸的單面余量為1.0~1.5mm
5.2—確定毛坯尺寸
上面所查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra≥1.6μm，Ra＜1.6μm的表面，余量要適當(dāng)增大
由零件圖可知，除φ16g6外圓，和10°的斜度以外，其余表面都Ra≥1.6μm，所以這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可（因?yàn)檫@些表面粗加工和半精加工，這時(shí)因去所查數(shù)據(jù)中的大值。當(dāng)表面只需粗加工，可取最小值）φ16g6的外圓和16°的斜度面，精度為0.8μm，故需增加磨削的加工余量。參考外圓磨削余量（表2.3—4）《簡(jiǎn)明手冊(cè)》確定磨削φ16g 6外圓及斜面的余量為0.2，則毛坯圖尺寸如表
5.3—設(shè)計(jì)毛坯圖
①確定毛坯尺寸公差
定位毛坯尺寸公差
定位銷毛坯（鍛件）尺寸
零件尺寸
單面加工余量
鍛件尺寸
φ16g 6
2
φ20
φ10
2
φ14
10
1.5
13
11
1.5
14
52±0.3
1.5
49
61
1.5
63
18
1.5
19.5
毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件體重量、形狀復(fù)雜系數(shù)、分模線形狀種類及鍛件精度等級(jí)從有關(guān)的表中查得。
本零件鍛件重量2.2kg，形狀復(fù)雜系數(shù)S?，45鋼含碳量為0.42%~0.50%,其最高含碳量為0.50%，按表2.2-11《簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知，鍛體材料系數(shù)為M?，采取平直分模線，鍛體為普通精度等級(jí)，則毛坯公差可從表2.2-13《簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得
（六）工序設(shè)計(jì)
一，選擇加工設(shè)備與工藝裝備
1. 選擇機(jī)床
由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀，精度特點(diǎn)，選擇了加工方法，因此機(jī)床的類型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào)，主要取決于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況，所選擇的機(jī)床，其經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)與零件表面的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)，初步選定各工序機(jī)床如下:
工序1、工序2、工序3為粗車、半精車，大批量生產(chǎn)要求很高的生產(chǎn)率，選擇CA6140臥式車床即可（表4.2—7）《簡(jiǎn)明手冊(cè)》
工序5為磨削加工，應(yīng)選擇M120磨床（表4.2—29）《簡(jiǎn)明手冊(cè)》
工序6鉆φ10H11的孔，可選擇專用的夾具在立式鉆床上加工，可選擇Z525型立式鉆床（表4.2—14）《簡(jiǎn)明手冊(cè)》
工序9，精鉸φ10H11的孔，可在立式鉆床Z525 上裝鉸刀（表4.2—7）《簡(jiǎn)明手冊(cè)》
工序10~工序12有粗銑，半精銑，精銑，應(yīng)選擇臥式銑床。本零件屬于成批大量生產(chǎn)，所選擇機(jī)床適用范圍較廣為宜，所以應(yīng)選擇常用的X62W型能滿足加工要求（表4.2—38）《簡(jiǎn)明手冊(cè)》
2．選擇夾具
對(duì)于成批生 高效的前提下，亦可采用普通夾具。本零件除銑 10°的對(duì)稱斜面需要專用夾具外，其他的各工序使用普通夾具即可。
3．選擇刀具
（1）在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30，為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性，可選用轉(zhuǎn)位車刀（GB5343-85，GB543-85）。切槽刀宜選用高速鋼。
（2）銑刀按表3.1-43選對(duì)稱角度銑刀（GB6128-85），零件要求加工25° 的斜面，所以應(yīng)選擇銑刀直徑d=63mm，寬L=7mm，孔徑D=22mm，銑深為11mm，10°的斜面，應(yīng)選擇高速鋼，立銑刀，零件要求銑切深度為11mm，按表3.1-28銑刀的直徑應(yīng)為90~110mm
（3）磨具 所加工的表面粗糙度為0.8μm ，根據(jù)3.2-3應(yīng)選擇粒度W14～W5的金剛石磨具。
(4)鉆 鉆φ10的孔，根據(jù)3.1-6直柄麻花鉆（GB1438-85）應(yīng)選擇d=6.8～7，l=150mm，l?=69mm的直柄麻花鉆，在定位銷的底面用中心鉆打中心孔
（4）鉸刀 φ10H11的孔，表面粗糙度為1.6μm，所以要進(jìn)行粗鉸及精鉸，根據(jù)表3.1—17，錐柄機(jī)用鉸刀（GB1133-84）選擇d=10㎜,L=168㎜,l=38㎜的錐柄機(jī)用鉸刀。
4.選擇量具
本零件屬于大量生產(chǎn)，一般采用通用量具。加工φ16外圓面可用分度值0.01mm的外徑千分尺，加工3×0.5外溝槽可用分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，加工φ10H11的孔可用分度值0.01mm的內(nèi)徑百分表
外圓加工所用量具
工序
加工面尺寸
尺寸公差（㎜）
量具
1~4
φ16
0.023
度值為0.01mm測(cè)量范圍，0~25的外徑千分尺
φ15
0.2
7~8
φ10
0.09
錐柄圓柱塞尺（GB6322-86）
9~11
25°斜面
角度尺 測(cè)量范圍0°～320°（GB6315-86）
12
R8.5外圓面
專用配合件
φ16g6尺寸公差為0.023，按表5.1-1（簡(jiǎn)明手冊(cè)）計(jì)量器具不確定度允許值U?=0.0018，根據(jù)5.1-2，分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度數(shù)值U=0.02mm，U＞U ?不能選用。必須U≤U ?，故應(yīng)選分度值0.01mm的外徑千分尺（U=0.004）測(cè)量范圍0~25（GB1216-85）即可滿足要求
① 半精鉸φ10的內(nèi)孔，可用游標(biāo)卡尺量，分度值為0.02，測(cè)量范圍0~150（GB1214-85）
② 精鉸φ10H11孔，由于精度要求高，加工時(shí)每個(gè)工件都需要測(cè)量，故選用極限量規(guī)，按表5.2-1，根據(jù)孔徑可選用直柄圓規(guī)塞規(guī)（GB6322-86）
③
軸向尺寸所選量具
工序
尺寸及偏差（㎜）
量具
1~3
0.3 52±0.3
分度值0.02mm，測(cè)量范圍0~150mm游標(biāo)卡尺（GB1214-85）
4
10
5
61
7~8
30
磨10°的斜面，精度較高可選用I型測(cè)量范圍0o～320o的萬(wàn)能角度尺(GB6315-86)
二、 確定工序尺寸
確定工序尺寸一般的方法，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序的加工余量有關(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。
圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面根據(jù)有關(guān)資料已查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將總加工余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。
本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及偏差、表面粗糙度如下表：
圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度
加工表面
工序雙邊余量（㎜）
工序尺寸及偏差(㎜)
表面粗糙度
粗車
半精車
精車
磨
粗車
半精車
精
車
磨
粗車
半精車
精
車
磨
φ16外圓
2 .6
0.9
0.3
0.2
φ17.4
φ16
φ16
φ16
Ra
6.3
Ra3.2
Ra1.6
Ra0.8
φ10內(nèi)孔
0.2
0.04
--
--
φ9.8
φ9.96
φ10
--
Ra6.3
Ra3.2
Ra1.6
---
距中心18㎜的表面
1.3
0.2
18.2
18
長(zhǎng)度方向的工序加工余量、工序尺寸
加工長(zhǎng)度
工序余量（㎜）
工序尺寸及偏差(㎜)
粗車
半精車
精車
粗車
半精車
精車
11
10.8
11
11
10.8
11
11
52
51.8
52
52
51.8
52
52
61
60.8
61
61
60.8
61
61
（七）確定加工用量及基本時(shí)間
工序2
本工序?yàn)榇周嚕ù周嚩嗣?、外圓及溝槽）。已知加工材料為45鋼，抗拉強(qiáng)度σ=670M Pa，模鍛件，有外皮，機(jī)床為CA6140臥式車床，
（一）確定粗車外圓φ17.4的切削用量，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》第一部分1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200㎜（表1.31），故刀桿尺寸B×H=16㎜×25㎜。
刀片厚度為4.5㎜，根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑，帶倒棱型前刀面，前角γ。=12o，后角α。=6o，主偏角κ=90o,副偏角κ=10o，刃傾角λ=0o，角尖圓弧半徑г=0.8㎜。
（二） （1）確定切削深度 由于單邊余量為1.3㎜，可在一次走刀內(nèi)完成
(2)確定進(jìn)給量f 根據(jù)表1.4*,在粗車鋼料,刀桿尺寸為16mm×25mm,,工件直徑為20~40mm時(shí)
按CA6140的機(jī)床的進(jìn)給量(表4.2-9),選擇
確定進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn).
根據(jù)表1.30*,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力(1)縱走刀3530N (2)橫走刀5100N
根據(jù)表1.21*，當(dāng)鋼=570~670Mpa
2mm,0.53,Kr=45,V=50m/min(預(yù)計(jì))進(jìn)給力F=630N
F的修正系數(shù)為KF=1.0,KF=1.0,KF=1.17(表1.29-2)
故實(shí)際進(jìn)給力為F=630×1.17N=737.1N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選的=0.4,可用
(3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)1.9*車刀后刀面最大磨損量取1mm,可轉(zhuǎn)位車刀的壽命一般為T=30min
(4)確定切削速度V 切削速度V可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接由表中查出,現(xiàn)采用查表法確定切削速度
根據(jù)表1.10*,當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工=630~700 Mpa鋼料, 2mm, 0.53mm/r,切削速度V=138m/min
切削速度的修正系數(shù)為K=1.0,K=0.81,K=0.8,k=0.65,k=1.0(見表1.28),故
V’c=Vtkv=138×0.81×0.8×0.65 m/min=58.1256
n===925
根據(jù)CA6140機(jī)床說(shuō)明書,選擇n=1120
這時(shí)實(shí)際切削速度Vc為
Vc== m/min=70 m/min
(5)校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表1.24查出,當(dāng)=580~970Mpa 2mm 0.47 Vc70 m/min時(shí), p=1.7kw
切削功率的修正系數(shù)KP= KF=0.89, KP= KF=1.0(表1.29-2)故實(shí)際切削功率時(shí)的功率為p=1.7×0.89kw=1.5kw,根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書,當(dāng)n=960r/min時(shí),車床主軸允許功率P=7.5kw,因p< P,故所選擇的切削用量可在CA6140車床上進(jìn)行.
最后決定的車削用量為=1.3mm, , n=1120, Vc=70m/min.
(三)計(jì)算基本時(shí)間
t=
式中L=,=52,根據(jù)表1.26車削時(shí)的入切量及超切量=3.5mm,
則L=52+3.5 mm=55.5 mm,故
t=min=0.124min
工序3，本工序?yàn)榘刖囃鈭A
（1） 選擇刀具
車刀形狀，刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號(hào)選為YT15，車刀幾何形狀為（表1.3）,K=45°k=5°
г=12°α=8°λ=3°γ=1.0mm γ=-10 b=0.3mm,卷屑槽尺寸為r=4mm，W=3.5mm，C=0.4mm
（2）切削用量
1）切削深度
==0.45mm
決定進(jìn)給量，半精加工進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度的限制，根據(jù)表1.6，當(dāng)表面粗糙度為Ra1.6μm, γ=1.0mm,v=50~100m/min(預(yù)計(jì)時(shí)) =0.16~0.25mm/r
根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書，選擇=0.22mm/r
(3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)1.9*車刀后刀面最大磨損量取0.4mm,可轉(zhuǎn)位車刀的壽命一般為T=60min
（4）決定切削速度Vc，根據(jù)表1.10當(dāng)=630~700 Mpa鋼料, 1.4mm, 0.25mm/r,切削速度V=176m/min
切削速度的修正系數(shù)為K=0.65,K=0.81,K=0.8,k=1.0,k=1.0故
V’c=Vtkv=176×0.81×0.8×0.65 m/min=74.1 m/min
n===1354
根據(jù)CA6140機(jī)床說(shuō)明書,選擇n=1400
這時(shí)實(shí)際切削速度Vc為
Vc== m/min=76.49 m/min
(5)校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表1.24查出,當(dāng)=580~970Mpa 2mm 0.25 Vc86 m/min時(shí), p=1.2kw
CA6140主電動(dòng)機(jī)功率P=7.3kw，,因p< P,故所選擇的切削用量可在CA6140車床上進(jìn)行.
最后決定的車削用量為=0.45mm, , n=1400, Vc=76m/min.
(三)計(jì)算基本時(shí)間
t=
式中L=,=52,根據(jù)表1.26車削時(shí)的入切量及超切量=3.5mm,
則L=52+3.5 mm=55.5 mm,故
t=min=0.18min
工序6 本工序?yàn)榫娊嵌葹?0的對(duì)稱斜面
1、選擇銑刀
1）根據(jù)表1.2選擇高速鋼立銑刀，根據(jù)表3.4，銑削寬度≤8時(shí)，銑刀直徑d=40mm
2、選擇切削用量
1）由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)切完，則=10mm
2）決定進(jìn)給量
根據(jù)表3.4，每齒進(jìn)給量=0.08~0.05mm/z，應(yīng)取0.05
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表3.7銑刀刀齒后面最大磨損量為0.5mm，由于d≤40mm，故刀具壽命T=90min（表3.8）
4）決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量
切削速度可根據(jù)表3.27中的公式計(jì)算
V===90m/min
n=r/min=788 r/min
根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（4.2-39）選擇n=750 r/min
根據(jù)X62W型機(jī)床說(shuō)明書選擇n=750r/min =600mm/min
==mm/z=0.033 mm/z
5）檢驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)表3.23，當(dāng)=560~1000M P ≤1.1 ≤15 =40mm，z=24 =600mm/min
=3.6kw
根據(jù)X62W型臥式銑床說(shuō)明書（表3.30）機(jī)床主軸允許的功率為=7.5×0.75kw=5.63kw，因?yàn)椋迹运x擇的切削用量可以采用，即
=10mm， ==600mm/min，n＝750 r/min，=99m/min,=0.033mm/z
3、計(jì)算基本時(shí)間
t=
L=,=10,根據(jù)表3.26,不對(duì)稱安裝銑刀，車削時(shí)的入切量及超切量=40mm,
則L=10+40mm=50 mm,故
t=min=0.083min
工序8、鉆孔
加工材料——45鋼，=670Mpa
加工要求——孔徑d=10mm，孔深=30mm，精度為IT11，用乳化液冷卻
機(jī)床 ——Z525型立式鉆床
1、選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d。=9.8mm
鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2），標(biāo)準(zhǔn)刃磨β=30°2φ=118°2φ?=70°α。=12°b=1mm =2mm
1、 選擇切削用量
（1） 決定進(jìn)給量
1） 按加工要求決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.7，當(dāng)加工要求為H11精度，鋼的強(qiáng)度＜800Mpa d。=9.8時(shí) =0.22~0.28mm/r
2） 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.8，當(dāng)＝670Mpa d。=9.8mm時(shí) 鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量 =0.65mm/r
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.9當(dāng)=840Mpa、
d。≤10.2mm機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8330N）見表2.35，進(jìn)給量為=0.75mm/r，根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書，選擇=0.28mm/r，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也可根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來(lái)校驗(yàn)，由表2.19可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)=0.28mm/r，d?！?0.2mm時(shí)，軸向力F=2520N，軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故F=2520N
根據(jù)Z5252鉆床說(shuō)明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大向力F=8830N，由于F＜F，故=0.28mm/r可用
（2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12 當(dāng)d。=9.8mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm，壽命T=25 min
（3）決定切削速度 根據(jù)表2.14 =670Mpa的45鋼加工性屬5類, 由表2.13，當(dāng)加工性為5類，＝0.28mm/r, 標(biāo)準(zhǔn)的鉆頭，d。=9.8mm時(shí)，Vt＝12 m/min
切削速度的修正系數(shù)為K=1.0,K=1.0,K=0.85,k=1.0,
V=Vtkv=12×1.0×1.0×0.85 m/min=14.4m/min
n===389.9
根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇n=392，但因所選擇轉(zhuǎn)速較高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取=0.22mm/r 也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)速n=272，仍用=0.28mm/r，比較這兩種選擇方案
1）第一方案，=0.28mm/r，n=392
n=0.28×392 mm／min=109.76 mm／min
第二方案，=0.22mm/r，n=272
n=0.22×272 mm／min＝59.84 mm／min
因?yàn)榈谝环桨竛的乘積較大，基本時(shí)間較少，故第一方案較好，這時(shí)V＝12 m/min =0.28mm/r
（4）校驗(yàn)機(jī)床的扭矩及功率
根據(jù)表2.20，當(dāng)≤0.26mm/r d。≤11.1mm時(shí)，M=13.24N. m，扭矩的修正系數(shù)均為1，故M=13.24 N. m，根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書，當(dāng)n=392，Mm=72.6 N. m。根據(jù)表2.22，當(dāng)＝570～680Mpa d。≤10mm ≤0.38mm/r V＝12 m/min P=1.1kw 根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書P=2.8×0.81=2.26kw,由于M＜M，P＜P,故選擇之切削用量可用，即
=0.28mm/r，n=392，V＝12 m/min，
3、計(jì)算基本時(shí)間
t=
L=,=30,根據(jù)表2.29車削時(shí)的入切量及超切量=5mm,
則L=30+5 mm=35 mm,故
t=min=0.319min
工序9 本工序?yàn)榫q孔
1、選擇鉸刀
選擇硬質(zhì)合金鉸刀，其直徑d=10mm，鉸刀幾何形狀為表2.6硬質(zhì)合金鉸刀
2、 選擇車削用量
（1）決定進(jìn)給量
1)按加工要求決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.11，當(dāng)鋼的強(qiáng)度≤900MP，鉸刀直徑＞5~10，進(jìn)給量為0.25~0.35且只用于加工通孔，加工盲孔時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)取為0.2~0.5 mm/r，根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書,選=0.28 mm/r
（2）決定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12當(dāng)鉸刀直徑d。≤20mm，鉸刀后刀面最大磨損限度為0.4~0.6mm，壽命T=20min
（3）決定切削速度 由表2.25當(dāng)鋼=670M P，鉸刀直徑為10mm，切削深度=0.05~0.12mm時(shí)，切削速度為8~12m/min
表2.30
V====26m/min
n==r/min=828 r/min
根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書，選擇n=960r/min
（4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
根據(jù)表2.20，當(dāng)≤0.33，d?！?.1，Mt=15.89Nm
扭矩的修正系數(shù)均為1，故M=15.9 Nm，根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書，當(dāng)n=960r/min,Mm=42.2 Nm，功率P==kw=1.38kw
根據(jù)表2.35，Z525的鉆床的功率P=2.8kw，由于M＜M，P＜P,故選擇之切削用量可用，即
=0.28mm/r，n=960，V＝26 m/min，
3、計(jì)算基本時(shí)間
t=
L=,=30,根據(jù)表2.29車削時(shí)的入切量及超切量=5mm,
則L=30+5 mm=35 mm,故
t=min=0.13min
t=
工序10 本工序?yàn)殂?5o槽
粗銑槽,所選刀具為高速鋼角度銑刀,銑刀直徑 d=40㎜,深度為10㎜,齒數(shù)Z=25,表3.2.由于加工鋼料的在600～1000Mpa范圍內(nèi),故選前刀γ=15°,后角α =25°(周齒), α =8°(端齒).
已知銑削寬度=6㎜,銑削深度=8㎜,機(jī)床選用X62W型臥式銑床,銑20°的槽.
1.確定每齒進(jìn)給量Fz
根據(jù)表3.3, X62W型臥式銑床的功率為7.5KW(表4.2-38)工藝系統(tǒng)剛性為中等,查得每齒進(jìn)給量Fz=0.06～0.03㎜∕z(表3.4)現(xiàn)取Fz=0.05㎜∕z
2.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表3.7,角銑刀后刀面最大磨損量為0.2㎜,銑刀直徑=40㎜,耐用度T=120㎜(表3.8)
3.確定切削速度U和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)表3.27(P107)中公式計(jì)算
V=
V==m/min=29 m/min
n=r/min=230.89 r/min
根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速(表4.2-39)選擇n=235 r/min
根據(jù)X62W型臥式銑床說(shuō)明書選擇n=235 r/min =190mm/min
因此實(shí)際每齒進(jìn)給量==mm/z=0.032 mm/z
4、檢驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)表3.23，當(dāng)=560~1000M P ≤38 ≤8.4 =190mm/min
近似值=3.8kw
根據(jù)X62W型臥式銑床說(shuō)明書（表4.2-39）機(jī)床主軸允許的功率為=7.5×0.75kw=5.63kw，因?yàn)椋?，所以所選擇的切削用量可以采用，即
=8mm， ==190mm/min，n＝235 r/min，=29m/min,=0.032mm/z
3、計(jì)算基本時(shí)間
t=
L=,=22,根據(jù)表3.26,不對(duì)稱安裝銑刀，車削時(shí)的入切量及超切量=40mm,
則L=22+40mm=62 mm,故
t=min=0.263min
四．專用夾具設(shè)計(jì)
4.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)加工銑8和10斜面的銑床夾具，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對(duì)孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗進(jìn)行了加工，側(cè)面等為粗定位基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)夾具，從而保證其尺寸公差要求。
據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。
因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。圓臺(tái)外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。
首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動(dòng)V型塊定位，這樣既簡(jiǎn)單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個(gè)，一個(gè)固定V型塊限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部6個(gè)自由度，屬于完全定位。
4.3切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 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45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。
4.4 誤差分析與計(jì)算
（1）定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。
（2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
1 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
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。
4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂@余量小，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)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(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
五．課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)
本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過(guò)了銑、車、鉆、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。
在本次設(shè)計(jì)中已無(wú)大的問(wèn)題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒(méi)有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1．
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致謝
在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，課程設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問(wèn)我課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！