空氣壓縮機(jī)曲軸的加工工藝裝備及車Φ25.4外圓夾具設(shè)計(jì)含非標(biāo)7張CAD圖
空氣壓縮機(jī)曲軸的加工工藝裝備及車Φ25.4外圓夾具設(shè)計(jì)含非標(biāo)7張CAD圖,空氣壓縮機(jī),曲軸,加工,工藝,裝備,設(shè)備,夾具,設(shè)計(jì),非標(biāo),cad
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
空氣壓縮機(jī)曲軸的工藝設(shè)計(jì)和車外圓的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：切削用量 夾緊 定位 誤差。
。
Abstract
This design involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement of various aspects of knowledge.
The process design of crankshaft of air compressor and the fixture design of outer circle of vehicle are composed of three parts: the process design of parts processing, the process design and the design of special fixture. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, then design the process route of the parts; then calculate the size of the parts in each step, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each step; and then design the special fixture, select and design the fixture. Each component, such as positioning element, clamping element, guiding element, fixture body and machine tool connecting parts and other components, calculates the positioning error of fixture positioning, analyses the rationality and shortcomings of fixture structure, and pays attention to improvement in future design.
Keywords: cutting amount clamping positioning error.
目 錄
摘 要 I
第1章 緒論 1
1.1課題背景 1
1.2目的 1
1.3夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn) 1
1.4夾具設(shè)計(jì)需保證的條件 1
1.5夾具的發(fā)展趨勢(shì) 2
第2章 零件的分析 3
2.1零件的作用 3
2.2零件的工藝分析 3
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
3.1確定毛坯的制造形式 4
3.2基面的選擇 4
3.3制訂工藝路線 5
3.4機(jī)械加工余量的確定 7
3.6 確定切削用量及基本工時(shí) 8
第4章 夾具設(shè)計(jì) 30
4.1 問題的提出 30
4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 30
4.3定位元件的設(shè)計(jì) 30
4.4定位誤差分析 31
4.5 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 33
4.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 34
謝 辭 35
參 考 文 獻(xiàn) 36
III
第1章 緒論
1.1課題背景
制定空氣壓縮機(jī)曲軸的加工工藝，設(shè)計(jì)車外圓的夾具設(shè)計(jì)，運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。
1.2目的
夾具設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設(shè)計(jì)之后，我得到一次綜合性訓(xùn)練，我在想我能在多個(gè)方面得到鍛煉。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設(shè)打一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于個(gè)人能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！
1.3夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)
1.夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。
2.專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對(duì)性。
3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的夾具可以減少廢品率。
1.4夾具設(shè)計(jì)需保證的條件
1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。
2.保證工件的精度。
3.保證使用方便與安全。
4.正確處理作用力的平衡問題。
5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。
1.5夾具的發(fā)展趨勢(shì)
1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
2.發(fā)展調(diào)整式夾具。
3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。
4.加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。
5.大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具。
6.采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計(jì)和制造夾具。
第2章 零件的分析
2.1零件的作用
題目所給的零件是空氣壓縮機(jī)曲軸，它位于空氣壓縮機(jī)連桿處，曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)，它在工作過程中將承受周期性的復(fù)雜的交變載荷。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，是連桿獲得所需的動(dòng)力。
2.2零件的工藝分析
空氣壓縮機(jī)曲軸共有二組加工表面，其相互有一定關(guān)聯(lián)要求，具體分析如下：
1、 以Φ16.2外圓為中心的一組加工表面
這一組加工表面有：右端面，左端面，右Φ25.4端面、右Φ22.6端面、右Φ22.6外圓、Φ16.2外圓，左Φ25.4端面、左Φ22.6端面、左Φ22.6外圓、Φ14.3外圓，Φ16槽、Φ15.9槽，Φ13.4槽，Φ25.4外圓等。
2、 以尺寸174.36為中心的一組加工表面
這一組加工表面包括：Φ5孔、Φ8.3孔，2-Φ2.5孔，Φ4.2孔，寬2槽等
這兩組加工表面有一定的關(guān)聯(lián)要求、即第二組尺寸和第一組尺寸相關(guān)聯(lián)要求。
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工第一組面，再以第一組加工表面和端面為基準(zhǔn)加工另外一組加工面。
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第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼，特性為中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,考慮到中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 的抗缺口敏感性，減震性和耐優(yōu)良等特點(diǎn),因此應(yīng)該選用鍛件,以便使開合螺母在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠.由于零件年產(chǎn)量為3000件,已達(dá)到成批生產(chǎn)的水平，而且模鍛，免除了砂模和制模的設(shè)備，以及減少了鍛工車間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低，這樣得來的鍛件具有緊密與微細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機(jī)械性能。因此采用模鍛,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度來考慮也是應(yīng)該的。??
3.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。?
一：粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）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(gè)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(duì)稱、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(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(shí)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。
（3） 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。
（4） 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)，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(shí)需經(jīng)初加工。
（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。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。
二：精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：
（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。
（3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。
主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
3.3制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。再生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。擬訂兩個(gè)方案進(jìn)行選擇，選出一個(gè)在保證質(zhì)量的情況下，效率比較高的方案：
工藝路線方案一：
工序01：備料
工序02：調(diào)質(zhì)處理
工序03：車右端面
工序04：車左端面
工序05：鉆Φ5孔、擴(kuò)Φ5孔至Φ8.3
工序06：粗車右Φ25.4端面、右Φ22.6端面、右Φ22.6外圓、Φ16.2外圓
工序07：粗車左Φ25.4端面、左Φ22.6端面、左Φ22.6外圓、Φ14.3外圓
工序08：半精車右Φ25.4端面、右Φ22.6外圓、Φ16.2外圓
工序09：半精車左Φ25.4端面、左Φ22.6外圓、Φ14.3外圓
工序10：精車Φ16.2外圓；車Φ16槽、Φ15.9槽
工序11：精車Φ14.3外圓；車Φ13.4槽
工序12：鉆2-Φ2.5孔
工序13：鉆、鉸Φ4.2孔
工序14：粗車、半精車、精車Φ25.4外圓
工序15：磨Φ16.2外圓；倒31.5o角
工序16：磨Φ14.3外圓；倒角C1
工序17：磨Φ25.4外圓；倒角C0.3
工序18：銑寬2槽
工序19：鉗工去毛刺
工序20：檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫
工藝路線方案二：
工序01：備料
工序02：調(diào)質(zhì)處理
工序03：車右端面
工序04：車左端面
工序05：鉆Φ5孔、擴(kuò)Φ5孔至Φ8.3
工序06：車右Φ22.6端面；粗車、半精車右Φ25.4端面、右Φ22.6外圓、Φ16.2外圓；粗車、半精車、精車Φ16.2外圓；車Φ16槽、Φ15.9槽
工序07：車左Φ22.6端面；粗車、半精車左Φ25.4端面、左Φ22.6外圓；粗車、半精車、精車Φ14.3外圓；車Φ13.4槽
工序12：鉆2-Φ2.5孔
工序13：鉆、鉸Φ4.2孔
工序14：粗車、半精車、精車Φ25.4外圓
工序15：磨Φ16.2外圓；倒31.5o角
工序16：磨Φ14.3外圓；倒角C1
工序17：磨Φ25.4外圓；倒角C0.3
工序18：銑寬2槽
工序19：鉗工去毛刺
工序20：檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫
確定工藝路線以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，由于生產(chǎn)類型為大批理生產(chǎn)，所以決定選擇方案一。
3.4機(jī)械加工余量的確定
工序間加工余量的選用原則及應(yīng)考慮的因素
一：選用原則
1） 為縮短加工時(shí)間，降低制造成本，應(yīng)采用最小的加工余量；
2） 加工余量應(yīng)能保證獲得圖樣所規(guī)定的加工精度和表面粗糙度；
3） 工序公差不應(yīng)超出經(jīng)濟(jì)加工精度的范圍；
4） 本工序余量應(yīng)大于上工序留下的表面缺陷層厚度；
5） 本工序的余量必須大于上工序的尺寸公差和幾何形狀公差。
二；考慮因素
1） 上工序加工后各表面相互之間位置的空間偏差（如表面間的方向和位置誤差等）；
2） 本工序的裝夾誤差，包括定位找正誤差和夾緊誤差；
3） 本工序的設(shè)備精度和加工過程中可能產(chǎn)生的變形；
4） 零件熱處理時(shí)的變形；
5） 工件的大小，工件越大，加工余量越大；
6） 加工方法所產(chǎn)生的誤差。
因軸的長度為174.36，最大直徑為Φ25.4，查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》中的（表5-13-表5-24）可知，軸的加工余量 （單邊余量）為2.5mm，
3.6 確定切削用量及基本工時(shí)
工序01：備料
工序02：調(diào)質(zhì)處理
工序03：車右端面
1、切削用量
機(jī)床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金端面車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為2.5mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.4，在車右端面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時(shí)，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進(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，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=350m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實(shí)際進(jìn)給力為
=760×1.17N=889.2N
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=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4）確定切削速度
切削速度可根據(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)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=60m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=600.80.650.811.15m/min≈29.1m/min
≈437r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
則實(shí)際切削速度=29.1m/min
5）校驗(yàn)機(jī)床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時(shí)，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實(shí)際切削時(shí)的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當(dāng)=460r/min時(shí)，機(jī)床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機(jī)床上進(jìn)行。
最后決定的切削用量為=2.5mm，=0.26mm/r，=460r/min，=29.1m/min
2、確定車右端面的基本時(shí)間
，
式中 =21.2mm，=0mm，=2.5mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工序04：車左端面
1、 =2.5mm
2、 =0.26mm/r
3、=600.80.650.811.15m/min≈29.1m/min
≈481r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =19.3mm，=0mm，=2.5mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1
則
工序05：鉆Φ5孔、擴(kuò)Φ5孔至Φ8.3
工步一：鉆Φ5孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：擴(kuò)Φ5孔至Φ8.3
利用擴(kuò)孔鉆將Φ5孔至Φ8.3，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序06：粗車右Φ25.4端面、右Φ22.6端面、右Φ22.6外圓、Φ16.2外圓
工步一：粗車右Φ25.4端面
1、 =2.0mm
2、 =0.26mm/r
3、=1200.80.650.811.15m/min≈58.2m/min
≈473r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =39.2mm，=27.6mm，=2.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1
則
工步二：粗車右Φ22.6端面
1、 =2.5mm
2、 =0.26mm/r
3、=800.80.650.811.15m/min≈38.8m/min
≈448r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =27.6mm，=21.2mm，=2.5mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：粗車右Φ27.6外圓至右Φ23.6外圓
1、 =2.0mm
2、 =0.26mm/r
3、=700.80.650.811.15m/min≈34m/min
≈459r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =3mm，=2.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工步四：粗車Φ21.2外圓至Φ17.2外圓
1、 =2.0mm
2、 =0.26mm/r
3、=500.80.650.811.15m/min≈24.2m/min
≈438r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =118.34mm，=2.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工序07：粗車左Φ25.4端面、左Φ22.6端面、左Φ22.6外圓、Φ14.3外圓
工步一：粗車左Φ25.4端面
1、 =2.0mm
2、 =0.26mm/r
3、=1200.80.650.811.15m/min≈58.2m/min
≈473r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =39.2mm，=27.6mm，=2.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1
則
工步二：粗車左Φ22.6端面
1、 =2.5mm
2、 =0.26mm/r
3、=800.80.650.811.15m/min≈38.8m/min
≈448r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =27.6mm，=19.3mm，=2.5mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：粗車左Φ27.6外圓至左Φ23.6外圓
1、 =2.0mm
2、 =0.26mm/r
3、=700.80.650.811.15m/min≈34m/min
≈459r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =3mm，=2.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工步四：粗車Φ19.3外圓至Φ15.3外圓
1、 =2.0mm
2、 =0.26mm/r
3、=500.80.650.811.15m/min≈24.2m/min
≈504r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =30.72mm，=2.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1
則
工序08：半精車右Φ25.4端面、右Φ22.6外圓、Φ16.2外圓
工步一：半精車右Φ25.4端面
1、 =0.5mm
2、 =0.22mm/r
3、=1500.80.650.811.15m/min≈72.7m/min
≈591r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=600r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =39.2mm，=23.6mm，=0.5mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=600r/min,=1
則
工步二：半精車右Φ23.6外圓至右Φ22.6外圓
1、 =0.5mm
2、 =0.22mm/r
3、=900.80.650.811.15m/min≈43.6m/min
≈614r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=610r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =3.5mm，=0.5mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=610r/min,=1
則
工步三：半精車Φ17.2外圓至Φ16.6外圓
1、 =0.3mm
2、 =0.22mm/r
3、=700.80.650.811.15m/min≈34m/min
≈652r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=610r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =118.34mm，=0.3mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=610r/min,=1
則
工序09：半精車左Φ25.4端面、左Φ22.6外圓、Φ14.3外圓
工步一：半精車左Φ25.4端面
1、 =0.5mm
2、 =0.22mm/r
3、=1500.80.650.811.15m/min≈72.7m/min
≈591r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=600r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =39.2mm，=23.6mm，=0.5mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=600r/min,=1
則
工步二：半精車左Φ23.6外圓至右Φ22.6外圓
1、 =0.5mm
2、 =0.22mm/r
3、=900.80.650.811.15m/min≈43.6m/min
≈614r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=610r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =3.5mm，=0.5mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=610r/min,=1
則
工步三：半精車Φ15.3外圓至Φ14.7外圓
1、 =0.3mm
2、 =0.22mm/r
3、=600.80.650.811.15m/min≈29.1m/min
≈630r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=610r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =30.72mm，=0.3mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=610r/min,=1
則
工序10：精車Φ16.2外圓；車Φ16槽、Φ15.9槽
工步一：精車Φ16.6外圓至Φ16.4外圓
1、 =0.1mm
2、 =0.2mm/r
3、=800.80.650.811.15m/min≈38.8m/min
≈753r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=760r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =118.34mm，=0.1mm，=0mm，=0mm，=0.2mm/r，=760r/min,=1
則
工步二：車Φ16槽
1、 =0.2mm
2、 =0.26mm/r
3、=500.80.650.811.15m/min≈24.2m/min
≈482r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =10.3mm，=0.2mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1
則
工步三：車Φ15.9槽
1、 =0.25mm
2、 =0.26mm/r
3、=500.80.650.811.15m/min≈24.2m/min
≈485r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =4.4mm，=0.25mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,=1
則
工序11：精車Φ14.3外圓；車Φ13.4槽
工步一：精車Φ14.7外圓至Φ14.5外圓
1、 =0.1mm
2、 =0.2mm/r
3、=700.80.650.811.15m/min≈34m/min
≈747r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=760r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =30.72mm，=0.1mm，=0mm，=0mm，=0.2mm/r，=760r/min,=1
則
工步二：車Φ13.4槽
1、 =0.55mm
2、 =0.26mm/r
3、=400.80.650.811.15m/min≈19.4m/min
≈461r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =2.92mm，=0.55mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工序12：鉆2-Φ2.5孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=2
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序13：鉆、鉸Φ4.2孔
工步一：鉆Φ4孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：鉸Φ4孔至Φ4.2
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序14：粗車、半精車、精車Φ25.4外圓
工步一：粗車Φ30.4外圓至Φ26.4外圓
1、 =2.0mm
2、 =0.26mm/r
3、=800.80.650.811.15m/min≈38.8m/min
≈468r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=460r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =18.3mm，=2.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r/min,=1
則
工步二：半精車Φ26.4外圓至Φ25.8外圓
1、 =0.3mm
2、 =0.22mm/r
3、=1000.80.650.811.15m/min≈48.5m/min
≈597r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=600r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =18.3mm，=0.3mm，=0mm，=0mm，=0.22mm/r，=600r/min,=1
則
工步三：精車Φ25.8外圓至Φ25.6外圓
1、 =0.1mm
2、 =0.2mm/r
3、=1200.80.650.811.15m/min≈58.2m/min
≈724r/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=760r/min
4、確定基本工時(shí)
，
式中 =18.3mm，=0.1mm，=0mm，=0mm，=0.2mm/r，=760r/min,=1
則
工序15：磨Φ16.2外圓；倒31.5o角
工步一：磨Φ16.2外圓
機(jī)床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，砂輪尺寸為60063305
2) 切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ?。?110r/min
工作臺(tái)移動(dòng)速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.1mm
進(jìn)給量 =0.01mm/r
3)切削工時(shí)
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時(shí)的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進(jìn)行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進(jìn)給量（mm/r）
--切入法磨削深度進(jìn)給量（mm/r）
工步二：倒31.5o角
工序16：磨Φ14.3外圓；倒角C1
工步一：磨Φ14.3外圓
機(jī)床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，砂輪尺寸為60063305
2）切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ?。?110r/min
工作臺(tái)移動(dòng)速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.1mm
進(jìn)給量 =0.01mm/r
3)切削工時(shí)
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時(shí)的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進(jìn)行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進(jìn)給量（mm/r）
--切入法磨削深度進(jìn)給量（mm/r）
工步二：倒角C1
工序17：磨Φ25.4外圓；倒角C0.3
工步一：磨Φ25.4外圓
機(jī)床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，砂輪尺寸為60063305
2）切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ?。?110r/min
工作臺(tái)移動(dòng)速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.1mm
進(jìn)給量 =0.01mm/r
3)切削工時(shí)
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時(shí)的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進(jìn)行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進(jìn)給量（mm/r）
--切入法磨削深度進(jìn)給量（mm/r）
工步二：倒角C0.3
工序18：銑寬2槽
1、選擇刀具
刀具選取硬質(zhì)合金鋸片銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅冶砻娲植赗a6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X62型臥式銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序19：鉗工去毛刺
工序20：檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫
第4章 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)粗車、半精車、精車Φ25.4外圓的車床夾具。
4.1 問題的提出
本夾具主要用于車外圓，表面粗糙度Ra0.8，精度要求較高，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)即考慮如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，也要考慮生產(chǎn)質(zhì)量。
4.2 定位基準(zhǔn)的選擇
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)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒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。由零件圖和工藝過程得，選Φ16.2外圓和右端面及Φ4.2孔作為定位基準(zhǔn)。
4.3定位元件的設(shè)計(jì)
選擇已加工好的Φ16.2外圓和右端面及Φ4.2孔來定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是V形塊及支承釘和對(duì)定銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是V形塊及支承釘和對(duì)定銷。
1、 Φ16.2外圓與V形塊相配合，限制四個(gè)自由度，即Y軸移動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸移動(dòng)。
2、 右端面與支承釘相配合，限制一個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)。
3、 Φ4.2孔與對(duì)定銷相配合，限制一個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
工件限制六個(gè)自由度，屬于完全定位，故設(shè)計(jì)合理。
4.4定位誤差分析
定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。
當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對(duì)于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示
圖1用V型塊定位加工時(shí)的定位誤差
當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動(dòng)量。
定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。
圖2 定位誤差
計(jì)算定位誤差時(shí)，可以分別求出基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差，再求出它們?cè)诩庸こ叽绶较蛏系氖噶亢?；也可以按最不利情況，確定工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置，根據(jù)幾何關(guān)系求出這兩個(gè)位置的距離，將其投影到加工方向上，求出定位誤差。
如零件圖所示以Φ16.2外圓定位，車工件上的Φ25.4孔， 由零件圖可知，
工序基準(zhǔn)是右端面，定位基準(zhǔn)是Φ16.2外圓，故基準(zhǔn)不重合。
按式表（2-3）得
設(shè)計(jì)誤差分析時(shí)
因此
=0.004
=0.008mm
4.5 切削力的計(jì)算與夾緊力分析
本夾具是粗車、半精車、精車Φ25.4，粗車時(shí)切削力是最大的，故按粗車時(shí)計(jì)算切削力。
計(jì)算切削力如下：
查《簡(jiǎn)明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-3得切削力計(jì)算公式：
由粗車Φ26.4孔的工時(shí)計(jì)算知，，=0.26mm，
由《簡(jiǎn)明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-3知
即
所需夾緊力，查表5得，所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K=2.246，當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí)，取K=2.5
孔軸部分由M6螺母鎖緊，查表得夾緊力為2903N
4.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明
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)檐嚧矈A具選擇用高支腳、低支腳、螺桿、鉸鏈壓板、螺母、圓墊圈和帶肩螺母等組成的夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊工件。本工序?yàn)檐囅饔嗔啃?，車削力小，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
謝 辭
這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
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