從動半聯(lián)軸器零件的機械加工工藝規(guī)程及φ23孔的夾具設(shè)計

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遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　30 遼寧工程技術(shù)大學 機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 題 目：從動半聯(lián)軸器的工藝規(guī)程及Φ23孔的夾具設(shè)計 班　　級：　機械10-03班 姓　　名：　 指導教師：　 完成日期：　2013.6.30 一、設(shè)計題目　　 從動半聯(lián)軸器 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 1．繪制零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機械加工工藝過程綜合卡片 1套 4．編制機械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工藝卡片） 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．編寫課程設(shè)計說明書（約5000-8000字）。 1份 四、進度安排 本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。 1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的機械加工工藝卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設(shè)計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 這次課程設(shè)計設(shè)計的是從動半聯(lián)軸器的夾具設(shè)計，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖、夾具體零件圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定從動半聯(lián)軸器的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。 此次課程設(shè)計我了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學習打好基礎(chǔ)。對我們動手動腦的能力有了提高。 Abstract What this design is the Driven half-coupling, include spare parts diagram, semi-finished product diagram and assemble diagram one for each, the machine processes craft process card with and work preface the card be an one for each.We want to acquaint with spare parts and understand its function first.Then, process amount of remaining according to size and Xie which makes sure semi-finished product of each rough degree which carry noodles of property and the top of the spare parts diagram of spare parts. Finally proposed driven half-coupling technology roadmap, formulate the workpiece clamping scheme, draw the fixture assembly drawing. This time course design I understand and know general machine parts of production craft process, make stronger and deepen have already learned of the knowledge of the lesson and professional lesson of the technique foundation, theories contact actual, toughen from it oneself analysis problem, problem-solving ability, lay the next and good foundation for aftertime's work, and for follow-up course of the study lay good foundation.Began ability of move the brain to have an exaltation to us. 目錄 1機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 6 1.1零件的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 7 1.1.1從動半聯(lián)軸器的用途 7 1.1.2從動半聯(lián)軸器的技術(shù)要求 7 1.2確定毛坯、繪制毛坯簡圖 8 1.2.1選擇毛坯 8 1.2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 8 1.2.3繪制從動半聯(lián)軸器毛坯簡圖 9 1.3擬定從動半聯(lián)軸器工藝路線 10 1.3.1定位基準的選擇 10 1.3.2表面加工方法的確定 10 1.3.3加工階段的劃分 11 1.3.4工序的集中與分散 11 1.3.5工序順序的安排 11 1.3.6確定工藝路線 12 1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 13 1.5切削用量、時間定額的計算 15 1.5.1切削用量的計算 15 1.5.2時間定額的計算 21 2夾具設(shè)計 25 2.1設(shè)計思想 25 2.2夾具設(shè)計 25 2.2.1定位分析 25 2.2.2切削力與夾緊力的計算 26 2.3夾具操作說明 27 2.4確定導向裝置 27 方案綜合評價與結(jié)論 28 體會與展望 29 1機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 引言 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。?? 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計，了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學習打好基礎(chǔ)。?? 鑒于個人能力限制，此設(shè)計有很多不足之處，望師長給予指導建議。 圖為從動半聯(lián)軸器的零件圖。 1.1零件的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1.1從動半聯(lián)軸器的用途 從動半聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)接。 1.1.2從動半聯(lián)軸器的技術(shù)要求 按表1-1的形式將從動半聯(lián)軸器的技術(shù)要求列于下表中。 表1-1 從動半聯(lián)軸器的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差（mm） 孔倒角 公差及精度等級 表面粗糙度Ra（μm） 形位公差（mm） 柱銷孔 8-Φ23+00.021 8-2×45° IT7 3.2 螺紋孔 8-M8 主軸孔 Φ28+00.021 1×45° IT7 3.2 鍵槽 8±0.018 IT9 3.2 0.01 A 外圓表面直徑 Φ28+00.021 IT7 半聯(lián)軸器底面 Φ194 2×45° 6.3 0.03 A 半聯(lián)軸器頂面 Φ76 2×45° 6.3 0.03 A 1.1.3審查從動半聯(lián)軸器的工藝性 由從動半聯(lián)軸器的技術(shù)要求分析可知，應(yīng)粗加工聯(lián)軸器下端面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此聯(lián)軸器零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 1.1.4確定從動半聯(lián)軸器的生產(chǎn)類型 已知此聯(lián)軸器零件的生產(chǎn)為中批量生產(chǎn)，零件的質(zhì)量是7.76Kg/個，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1-3、1-4，可確定該從動聯(lián)軸器生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 1.2確定毛坯、繪制毛坯簡圖 1.2.1選擇毛坯 零件材料為45鋼，考慮零件在運行過程中所受沖擊不大，故選用鍛件毛坯，由于零件輪廓尺寸較小，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故毛坯可采用模鍛成型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近。即外形做成臺階形，內(nèi)部孔鍛出。毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。 1.2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 1. 公差等級 由從動半聯(lián)軸器的功能和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2. 鍛件重量 已知零件成品的重量為7.76kg，所以可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為9.2kg。 3. 鍛件形狀復雜系數(shù) 對從動半聯(lián)軸器的零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的尺寸，即鍛件最大直徑為Φ200mm，長60mm，所以外廓包容體的重量為mN=π×（200／2）2×60×7.85=14.797kg，所以鍛件復雜系數(shù)S=mt／mN=9.2／14.977=0.622 查表，可估算形狀復雜系數(shù)為S2級別,即一般級別。 4. 鍛件材料系數(shù) 由于該從動聯(lián)軸器的材料為45號鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于M1級。 5. 鍛件分模線形狀 根據(jù)該從動聯(lián)軸器的形位特點，該從動聯(lián)軸器的分模線屬于平直分模線。 6. 零件表面粗糙度 根據(jù)該從動聯(lián)軸器的零件圖可知，粗糙度Ra的值均大于1.6μm。根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列于表2-1中。 表2-1 從動聯(lián)軸器的毛坯尺寸公差及機械加工余量 鍛件重量／Kg 包容體質(zhì)量／Kg 形狀復雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 9.2 14.797 S2 M1 普通級 項目／mm 機械加工余量／mm 尺寸公差／mm 備注 寬度R97 2.8+-10.9.9 表2-10 2.0-2.5（取2.0） 表2-13 高度56 2.5+-10..78 表2-10 2.0-2.5（取2.0） 表2-13 孔徑Φ28 2.5+-11..50 表2-10 2.0 表2-14 周圍孔徑Φ23 2.5+-11..50 表2-10 2.0 表2-14 1.2.3繪制從動半聯(lián)軸器毛坯簡圖 由表2-1所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖如圖2-2所示。 圖2-1 毛坯圖 1.3擬定從動半聯(lián)軸器工藝路線 1.3.1定位基準的選擇 定位基準有粗精準和精基準之分，通常先選定精基準，然后再確定粗基準。 1. 精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以從動半聯(lián)軸器的底面為主要的定位精基準，以Φ28孔表面為輔助的定位精基準。 2.?粗基準的選擇： 以零件Φ194外圓為主要的定位粗基準，以Φ76外圓表面為輔助粗基準。? 1.3.2表面加工方法的確定 根據(jù)從動半聯(lián)軸器零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表3-1； 表3-1 從動半聯(lián)軸器各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra／μm 加工方案 備注 下端面 IT11 6.3 粗車 表1-6 上端面 IT11 6.3 粗車 表1-6 Φ76外圓表面 IT13 12.5 粗車 表1-6 Φ23孔上端面 IT7 12.5 粗車 表1-6 Φ110外圓表面 IT9 3.2 粗車-半精車 表1-6 Φ194外圓表面 IT13 12.5 粗車 表1-6 Φ28孔 IT7 3.2 鉆-擴-鉸 表1-7 Φ23孔 IT7 3.2 鉆-擴-鉸 表1-7 8-M8螺紋底孔 IT 鉆底孔-攻螺紋 鍵槽 IT9 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 1.3.3加工階段的劃分 根據(jù)從動半聯(lián)軸器的質(zhì)量要求，可將加工階段劃分成粗加工、精加工兩個階段。 在粗加工階段，首先將精基準（底面和Φ28孔表面）準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗車下端面、上端面、Φ76外圓表面、Φ23孔上端面、Φ110外圓表面、Φ194外圓表面，粗銑鍵槽內(nèi)側(cè)面和底面。在半精加工階段，完成Φ110外圓表面的半精車和Φ28孔、Φ23孔的鉆、擴、鉸加工。 1.3.4工序的集中與分散 選用工序集中原則安排從動半聯(lián)軸器的的加工工序。該從動半聯(lián)軸器的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可采用萬能機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)效率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于一次裝夾中加工了許多表面有利于保證各加工表面之間的相對精度要求。 1.3.5工序順序的安排 1. 機械加工工序 （1） 遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準—下端面和Φ28孔表面。 （2） 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3） 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面—上下端面、Φ76外圓表面、Φ23孔上端面、Φ110外圓表面、Φ194外圓表面，后加工次要表面，鍵槽內(nèi)側(cè)面和底面。 （4） 遵循“先面后孔”原則，先加工端面，再加工孔。 2. 熱處理工序 模鍛成型后切邊，進行調(diào)制，調(diào)制硬度為241-285HBS，并進行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對機械加工帶來的不利影響。 3. 輔助工序 粗加工端面和處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和終檢工序。 1.3.6確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表3-2列出了從動半聯(lián)軸器的工藝路線。 圖3-2 工藝路線 工序號 工序名稱 機床設(shè)備 刀具 量具 1 粗車Φ194圓下端面 C620-1臥式車床 端面車刀 游標卡尺 2 粗車Φ76圓上端面 C620-1臥式車床 端面車刀 游標卡尺 3 粗車Φ76外圓表面 C620-1臥式車床 外圓車刀 游標卡尺 4 粗車Φ23孔上端面 C620-1臥式車床 外圓車刀 游標卡尺 5 粗車Φ110外圓表面 C620-1臥式車床 外圓車刀 游標卡尺 6 半精車Φ110外圓表面 C620-1臥式車床 外圓車刀 游標卡尺 7 粗車Φ194外圓表面 C620-1臥式車床 外圓車刀 游標卡尺 8 半精車Φ76圓上端面 C620-1臥式車床 端面車刀 游標卡尺 9 車Φ76和Φ194外圓表面2×45°倒角 C620-1臥式車床 外圓車刀 游標卡尺 10 半精車Φ194下端面 C620-1臥式車床 端面車刀 游標卡尺 11 鉆、擴、鉸Φ28孔，1×45°倒角 Z525立式鉆床 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 12 鉆、擴、鉸8—Φ23孔，8—2×45°倒角 Z525立式鉆床 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 13 鉆8—M8底孔，攻螺紋 Z525立式鉆床 麻花鉆、擴孔鉆、絲錐 卡規(guī)深度游標卡尺 14 粗銑鍵槽 X51立式銑床 鍵槽銑刀 卡規(guī)深度游標卡尺 15 去毛刺 鉗工臺 平銼 16 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下： 1. 圓柱表面工序尺寸 圓柱表面工序尺寸如下表4-1所示： 表4-1：圓柱表面工序尺寸 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 Φ28IT8 鍛件 4.0 Φ24+-10..46 擴 1.8 IT10 Φ25.8+00.084 6.3 1.120 2.400 鉸 2.2 IT8 Φ28+00.021 3.2 2.183 2.264 Φ23IT8 鍛件 1.0 Φ19+-10..46 擴 2.8 IT10 Φ21.8+00.084 6.3 2.136 4.20 鉸 1.2 IT8 Φ23+00.021 3.2 0.980 1.287 Φ76IT11 粗車 4.0 IT10 Φ76—00..002814 12.5 4.001 4.094 Φ110IT8 鍛件 4.0 Φ114+-10..78 粗車 2.9 IT10 Φ111.1--00..002814 6.3 2.123 4.684 半精車 1.1 IT8 Φ110--00..128607 3.2 1.186 1.456 Φ194IT11 粗車 4.0 IT10 Φ194--00..002814 12.5 4.324 4.124 2. 平面工序尺寸 平面工序尺寸如下表4-2所示： 表4-2：平面工序尺寸 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 基本尺寸 精度等級 工序尺寸偏差 工序余量 最小 最大 鍛件 2.5 F1 +-10..55 粗車φ194圓下端面 1.5 59.5 12 0-0.25 1.0 3.35 粗車φ76圓上端面 1.7 57.8 12 0-0.25 1.2 3.45 粗車φ23孔上端面 1.5 37.0 11 0-0.25 1.0 3.25 半精車φ76圓上端面 0.8 57.5 8 0-0.180 0.55 0.980 半精車 φ194圓下端面 1.0 56.0 8 0-0.033 0.75 1.045 3. 確定圓角半徑 本鍛件的H／B小于2，故可用下式計算：外圓角半徑0.050.50.0560.50.8rHmm，?R圓整為1mm。? 以上所取得圓角半徑的數(shù)值能保證各表面的加工余量。 1.5切削用量、時間定額的計算 1.5.1切削用量的計算 工序01?? 粗車Φ194圓下端面，以T2，Φ194外圓為粗基準。加工條件如下?： 工件材料：45鋼,σb?=170-240MPa，鑄造; 工件尺寸：amax=72mm，l=176mm;? 加工要求：粗銑Φ194圓下端面，加工余量0.8mm;? 機床：機床為C620—1型臥式車床；? 夾具：三爪自定心通用夾具；? 刀具：?確定粗車Φ194圓下端面的切削用量??所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620—1機床的中心高位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γ0＝12°，后角α0＝6°，主偏角Kr=90°副偏角Kr’=10°，刀傾角λs=0°，刀尖圓弧半徑rr=0.8mm。? （1）?確定背吃刀量ap??由于余量僅為1.5mm，若考慮模鍛斜度及公差，其最大余量為3.25mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故ap=1.5mm。? （2）?確定進給量f??根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm×25mm、3pamm、工件直徑為100~400mm時，f=?0.6-1.2mm／r? 按C620—1機床的進給量（表4.2—9），選擇?f=0.65 mm／r?確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù)表1.30，C620—1機床進給機構(gòu)允許的進給力Fmax=3530N。? 根據(jù)表1.21，當鋼的σb=570~670?MPa，ap≦2mm，f≦0.75 mm／r，Kr=45。，V=65m／min,（預計）時，進給力Ff=760N。Ff的修正系數(shù)為Kr0Ff=1.0，KλsFf=1.0,KμrFf=1.17故實際進給力為?Ff=760×1.17N=889.2N。由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的f=0.65 mm／r可用。 （3）?選擇車刀磨鈍標準及耐用度??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v??切削速度v可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。? 根據(jù)表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工σb=600-670?MPa鋼材，ap≦3mm，f≦0.75 mm／r，切削速度V=109mm／min。? 切削速度修正系數(shù)Kav=0.8,Ktv=0.65，KMrp=0.81,Krv=1.15,KMc=Kkv=1.0，故?V=109×0.8×0.65×0.81×1.15m／min=52.8 m／min，n=1000V／πd=1000×52.8／(π×194)=86.6r／min，按C620—1機床，選擇n=96 r／min =1.6 r／s ， 則實際切削速度V=58.5 m／min。? 工序02?? 粗車Φ76圓上端面，以T1，Φ194外圓為粗基準,?切削用量及其計算過程同工序01。 工序03 粗車Φ23孔上端面，以T1，Φ194外圓為粗基準,切削用量及其計算過程同工序01。 工序04 粗車Φ76外圓表面，以T1，Φ194外圓為粗基準切削用量為?ap =2.0mm，f=0.65 mm／r，n=?1.6 r／s?=?96 r／min，?V=58.5 m／min，??計算過程同工序01。 工序05 粗車Φ110外圓表面，以T1，Φ194外圓為粗基準?切削用量為?ap =1.45mm，f=0.65 mm，n=?1.6 r／s?=?96 r／min，?V=58.5 m／min。計算過程同工序01。 工序06 半精車Φ110外圓表面，以T1，Φ194外圓為粗基準?本工序為半精車，已知條件與粗加工工序相同。?確定半精車Φ110外圓的切削用量??所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀，刀桿尺寸及刀片厚度與粗車相同。根據(jù)表得，車刀幾何形狀為前角γ0＝12°，后角α0＝8°，主偏角Kr=90°副偏角Kr’=5°，刀傾角λs=0°，刀尖圓弧半徑rγ=0.5mm。? （1）確定切削深度ap=（111.1-110）／2=0.55mm （2）確定進給量f? 根據(jù)表1.6及C620—1機床進給量，選擇f=0.3 mm／r。?由于是半精加工，切削力較小，故不需校核機床進給機構(gòu)強度。 ?(3)??選擇車刀磨鈍標準及耐用度? 根據(jù)表1.9，選擇車刀后角面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=30min。 （4）確定切削速度v? 根據(jù)表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金刀加工σB=630-700MPa鋼材，ap≦1.4mm，f≦0.38 mm／r，切削速度V=156 m／min。? 切削速度的修正系數(shù)為KKγv=0.81，KTv=1.15，其余的修正系數(shù)均為1（表1.28），故?V=156×0.81×1.15m／min=145.3 m／min n=1000×145.3／(π×11.1)=417 r／min 按C620—1機床的轉(zhuǎn)速（表4.2—8），選擇n=400 r／min?則實際切削速度V=2.32?m／s。 最后決定的切削用量為ap=0.55mm，f=0.3 mm／r，n=400 r／min，V=2.32?m／s 工序07 粗車Φ194外圓表面，以T1，Φ76外圓為定位基準切削用量為ap=2.0mm，f=0.65mm／r，n=?1.6 r／s?=?96 r／min，V=52.8 m／min。計算過程同工序01? 工序08 半精車Φ76圓上端面，以T1，Φ194外圓為定位基準切削用量為ap=0.8mm，f=0.3 mm／r，n=400 r／min，V=2.32?m／s =139.2 m／min。計算過程同工序06? 工序09 半精車Φ194下端面，以T2，Φ194外圓為定位基準切削用量為ap=1.0mm，f=0.3 mm／r，n=400 r／min，V=2.32?m／s =139.2 m／min，計算過程同工序06。 工序10 擴，鉸Φ28孔，1×45°倒角，以Φ194外圓為基準，查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量為：f=0.7-0.8mm/r，并由機床使用說明書最終選定進給量為：f=0.81mm/r。? 根據(jù)資料，切削速度?V=0.4V鉆，其中V鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：V=0.4×9.5=3.8 m／min，ns=1000×3.8／(19.8×π)=61.1 r／min,根據(jù)機床使用說明書選取：nω=97?r／min。 刀具：dω=28mm? 機床：Z525立式鉆床? 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為fz=0.8～1.2mm/z,進給量取fz=0.81mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為nω=140r/min，則其切削速度為：V=nπd=12.3 m／min。 工序11 擴，鉸8—Φ23孔，8—2×45°倒角，以Φ194外圓，Φ28孔為定位基準?查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量為：f=0.7~0.8mm/r，并由機床使用說明書最終選定進給量為：f=0.81mm/r。根據(jù)資料，切削速度V=0.4V鉆，其中V鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：V=0.4×9.5=3.8 m／min，ns=1000×3.8／(19.8×π)=61.1 r／min,根據(jù)機床使用說明書選?。? nω=97?r／min。 刀具：dω=23mm 機床：Z525立式鉆床? 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為=fz=0.8～1.2mm/z,進給量取fz=0.81mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為nω=140r/min，則其切削速度為：V=nπd=10.11 m／min?? 工序12 鉆8—M8底孔，攻螺紋，以T1，Φ28孔為基準? （1）鉆螺紋底孔Φ6.8mm? 機床：Z525立式鉆床? 刀具：高速鋼麻花鉆? 根據(jù)《切削手冊》查得，進給量為f=0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：?ns=1000V／(π×dω)=1000×17／(6.8×π)=796 r／min，查《簡明手冊》表4.2-15，取nω=960r/min。所以實際切削速度為：V=πdωnω／1000=?π×6.8×960／1000=20.49m／min （2）攻螺紋M6? 機床：Z525立式鉆床? 刀具：絲錐M8，P=1mm? 切削用量選為：，機床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機床使用說明書選?。?，則nω=272 r／min, ； 工序13 粗銑鍵槽，以Φ194外圓和零件中線為基準 切削用量：所選刀具為高速鋼齒三面刃銑刀。銑刀直徑，寬度,齒數(shù)。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第三部分表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鋼材的σB在600~800MPa范圍內(nèi)，故選前角γ0=15o，后角α0=12o（周齒），α0=6o（端齒）。已知銑削寬度，at=6mm,銑削深度ap=2.3mm。機床先用X62型臥式銑床。 確定每齒進給量fz: 根據(jù)表3.3，X62型臥式銑床的功率為7.5kW，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得進給量fz=0.06-0.1mm/z?，F(xiàn)取fz=0.07mm/z。 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表3.7，用高速鋼盤銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=25mm，耐用度100min。 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量，根據(jù)表3,。27中公式計算：v=cvd0qvkv/(Tmapxvfzyzatuvzpv)式中cv=48，qv=0.25，xv=0.1，yv=0.2，uv=0.3，pv=0.3，m=0.2，T=100min，ap=2.3mm，fz=0.07mm/z，at=6mm，z=20，d=25mm，kv=1.0。 V=48×250.25/(1000.02×2.30.1×0.070.2×60.5×200.1) =20.25 m/min N=1000×20.25/(π×25)r/min=257.9r/min 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速（表4.2—39），選擇 實際切削速度v=0.33m/s。 工作臺每分鐘進給量為 根據(jù)X62型銑床工作臺進給量（表4.2—40），選擇 則實際的每齒進給量為fz=75/(20×60)mm/z=0.063mm/z 校驗機床功率 根據(jù)表3.28的計算公式，銑削時的功率（單位kW）為 P0=FCv/1000, Fc=cFapxffzyfatyfzkFcN/(d0qfnωf)式中 cp=650，xF=1.0，yF=0.72，uF=0.86，ωF=0，qF=0.86，ap=2.3mm，fz=0.63mm/z，at=6mm，z=20，d=25mm，n=255r/min，kFc=0.63 ，F(xiàn)C=754.3N. V=0.33m/s， pc=754.3×0.33/1000kw=0.25kw。 X62銑床的主動電機的功率為7.5Kw,故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為 Fz=0.063m/z，fMz=75mm/min，, 工序14 精銑鍵槽，以Φ194外圓和零件中線為基準 切削用量 所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。，，。機床亦選用X62臥式銑床。確定每齒進給量fz，本工序要求保證的表面粗糙度為Ra=0.2μm（槽側(cè)面），根據(jù)表3,。3，每轉(zhuǎn)進給fr=0.5-1.2mm/r，現(xiàn)取fr=0.6mm/r，則fr=0.6/20mm/z=0.03m/z。 確定銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm，耐用度（表3.8）.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量，按表3.27中公式計算，得 ， 根據(jù)X62銑床主軸轉(zhuǎn)速（表4.2—39），選擇 實際切削速度為。 工作臺每分鐘進給量（表4.2—40），選擇fMz=95mm/min，則實際的每齒進給量為fz=0.032mm/z。 1.5.2時間定額的計算 1. 基本時間tm的計算 工序01 粗車Φ194圓下端面 確定粗車端面的基本時間Tj=Li/fn，L=(d-d1)/2+l1+l2+l3式中：d =194mm, d1=0，l1 =1.5mm, l2=4mm，l3 =0，f=0.65mm/r，n=1.6r/s，i =1 則該工序的基本時間為 Tj=(98+1.5+4)/(0.65×1.6)s=100s。 工序02 粗車Φ76圓上端面Tj=Li/fn，L=(d-d1)/2+l1+l2+l3式中：d =76mm, d1=0，l1 =1.7mm, l2=4mm，l3 =0，f=0.65mm/r，n=1.6r/s，i =1則該工序的基本時間為 Tj=(38+1.7+4)/(0.65×1.6)s=42s。 工序03 粗車Φ23孔上端面Tj=Li/fn，L=(d-d1)/2+l1+l2+l3式中：d =194mm, d1=110mm，l1 =1.5mm, l2=4mm，l3 =0，f=0.65mm/r，n=1.6r/s，i =1，則該工序的基本時間為Tj=(42+1.5+4)/(0.65×1.6)s=46s 。 工序04 粗車Φ76外圓表面Tj=(l+l1+l2+l3)i/(fn)式中：l=16mm,l1 =0，l2 =4mm，l3 =0，f=0.65mm/r，n=1.6r/s，i =1 則該工序的基本時間為Tj=(16+4)/(0.65×1.6)s=9s 。 工序05 粗車Φ110外圓表面Tj=(l+l1+l2+l3)i/(fn)式中：l =5mm,l1 =0，l2 =4mm，l3 =0，f=0.65mm/r，n=1.6r/s，i =1，則該工序的基本時間為 Tj=(5+4)/(0.65×1.6)s=9s。 工序06 半精車Φ110外圓表面Tj=(5+4)/(0.3×6.66)s=5s。 工序07 粗車Φ194外圓表面Tj=(l+l1+l2+l3)i/(fn)式中：l =35mm,l1 =0，l2 =4mm，l3 =0，f=0.65mm/r，n=1.6r/s，i =1，則該工序的基本時間為 Tj=(35+4)/(0.65×1.6)=38s。 工序08 半精車Φ76圓上端面 Tj=(38+0.8+4)/(0.3×6.66)s=22s。 工序09 半精車Φ194下端面Tj=(98+1.0+4)/(0.3×6.66)s=102s。 工序10 擴，鉸Φ28孔，1×45°倒角，基本工時t=(L+y+△)/(97×0.81)=56/(97×0.81)=0.71min=43s。 工序11 擴，鉸8—Φ23孔，8—2×45°倒角。基本工時：t=(L+y+△)/(97×0.81)=35/(97×0.81)=0.45min=27s。 工序12 鉆8—M8底孔，攻螺紋 （1）鉆螺紋底孔Φ6.8mm 計算切削基本工時：tm=(l+y+△)= 35/(960×0.22)=0.17min=10s （2）攻螺紋M6 基本工時：tm=l/(fn)=35/(1×272)=0.13min=8s。 工序13 粗銑鍵槽 根據(jù)表6.2—7，三面刃銑刀銑槽的基本時間為 Ti=(l+l1+l2)/fMz式中：l=7.5mm，，at=6mm，d=25mm，l1=56mm，l2=4mm，fMz=75mm/min，i=1,tj=(7.5+56+4) /75min=0.9min=54s。 工序14 精銑鍵槽 Tj=(7.5+56+4)/95min=0.7min=43s。 2. 輔助時間ta的計算 輔助時間tj與基本時間tf之間的關(guān)系為tf=（0.15~0.2）tj，在此取tf=0.15tj，則各工序的輔助時間分別為： 工序01的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×100=15s; 工序02的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×42=6.3s; 工序03的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×46=6.9s; 工序04的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×9=1.35s; 工序05的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×9=1.35s; 工序06的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×5=0.75s; 工序07的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×38=5.7s; 工序08的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×22=3.3s; 工序09的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×102=15.3s; 工序10的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×43=6.45s; 工序11的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×27=4.05s; 工序12的鉆孔輔助時間：tf=0.15tj=0.15×10=1.5s; 工序12的攻螺紋輔助時間：tf=0.15tj=0.15×8=1.2s; 工序13的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×54=8.1s; 工序14的輔助時間：tf=0.15tj=0.15×43=6.45s; 3. 其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間，休息與生理需要時間和準備與終結(jié)時間。由于該生產(chǎn)為中批量生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，故可忽略不計；布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%~7%，休息與生理需要時間tx為作業(yè)時間的2%~4%，在此取3%，則各工序其他時間（tb+tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tb+tx）計算，它們分別為： 工序01的其他時間：tb+tx=6%×（100+15）=6.9s； 工序02的其他時間：tb+tx=6%×（42+6.3）=2.898s； 工序03的其他時間：tb+tx=6%×（46+6.9）=3.174s； 工序04的其他時間：tb+tx=6%×（9+1.35）=0.621s； 工序05的其他時間：tb+tx=6%×（9+1.35）=0.621s； 工序06的其他時間：tb+tx=6%×（5+0.75）=0.345s； 工序07的其他時間：tb+tx=6%×（38+5.7）=2.562s； 工序08的其他時間：tb+tx=6%×（22+3.3）=1.518s； 工序09的其他時間：tb+tx=6%×（102+15.3）=7.038s； 工序10的其他時間：tb+tx=6%×（43+6.45）=2.967s； 工序11的其他時間：tb+tx=6%×（27+4.05）=1.863s； 工序12的鉆孔其他時間：tb+tx=6%×（10+1.5）=0.69s； 工序12的攻螺紋其他時間：tb+tx=6%×（8+1.2）=0.552s； 工序13的其他時間：tb+tx=6%×（54+8.1）=3.726s； 工序14的其他時間：tb+tx=6%×（43+6.45）=2.967s； 4. 單件時間tdj的計算 工序01的單件時間：tdj=100+15+6.9=121.9s; 工序02的單件時間：tdj=42+6.3+2.898=51.198s; 工序03的單件時間：tdj=46+6.9+3.174=56.074s; 工序04的單件時間：tdj=9+1.35+0.621=10.971s; 工序05的單件時間：tdj=9+1.35+0.621=10.971s; 工序06的單件時間：tdj=5+0.75+0.345=6.095s; 工序07的單件時間：tdj=38+5.7+2.562=46.262s; 工序08的單件時間：tdj=22+3.3+1.518=26.818s; 工序09的單件時間：tdj=102+15.3+7.038=124.338s; 工序10的單件時間：tdj=43+6.45+2.967=52.417s; 工序11的單件時間：tdj=27+4.05+1.863=32.913s; 工序12的鉆孔單件時間：tdj鉆孔=10+1.5+0.69=12.19s; 工序12的攻螺紋單件時間：tdj攻螺紋=8+1.2+0.552=9.752s; 則工序12的單件時間：tdj=12.19+9.752=11.942s; 工序13的單件時間：tdj=54+8.1+3.726=65.826s; 工序14的單件時間：tdj=43+6.45+2.967=52.417s; 將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果，填入工藝文件。表5-1列出了從動半聯(lián)軸器零件的機械加工工藝過程； 2夾具設(shè)計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 2.1設(shè)計思想 設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ23孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT8，可以采用鉆、擴、鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 2.2夾具設(shè)計 2.2.1定位分析 1.定位基準的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工。故加工φ23孔時，采用以Φ194外圓，Φ28孔為定位基準。 2. 定位誤差的分析計算 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個孔定位，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △j=（TD+T d+△S）/2 TD =0.021mm T d =0.011mm △S=0.010mm △j=0.021mm 2.2.2切削力與夾緊力的計算 刀具：Φ22.8的麻花鉆，Φ23鉸刀。 ①鉆孔切削力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式：p=70.6×D0.9×s×HB0.6 式中 P───鉆削力 t───鉆削深度,35mm S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.81mm D───麻花鉆直徑, 22.8mm HB───布氏硬度，140HBS 所以p=70.6×D0.9×s×HB0.6=18497（N） 鉆孔的扭矩：M=0.014×D2×S0.94×HB0.6式中 S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.81mm D───麻花鉆直徑, Φ22.8mm HB───布氏硬度，140HBS M=0.014×D2×S0.94×HB0.6=114.44(N·M) ②鉸孔時的切削力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： P=9.1×T1.2×S0.4×HB0.6式中 P───切削力 t───鉆削深度, 35mm S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.81mm D───鉸孔鉆直徑, Φ23mm HB───布氏硬度，140HBS 所以P=9.1×T1.2×S0.4×HB0.6= 73（N） 鉸孔的扭矩：P=0.031×t0.75×s0.6×HB0.4×D式中 t───鉆削深度, 35mm S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.81mm D───鉸刀直徑, Φ23mm HB───布氏硬度，140HBS P=0.031×t0.75×s0.6×HB0.4×D=600（N·M） ③鉆孔夾緊力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，查得工件所需夾緊力計算公式：w=(2Q×L)/(dz×tg×(α+Φ)+2/3×f×d)式中 φ───螺紋摩擦角 d1───平頭螺桿端的直徑 f───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16 dz───螺桿直徑 α───螺紋升角 Q ───手柄作用力 L ───手柄長度 則所需夾緊力w=(2Q×L)/(dz×tg×(α+Φ)+2/3×f×d) =766（N） 根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 2.3夾具操作說明 此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過盤套中心線作為定位基準，在定位套定位下實現(xiàn)完全定位，以快換鉆套引導刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構(gòu)夾緊工件。 2.4確定導向裝置 本工序要求對被加工的孔依次進行鉆、鉸的加工，最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導向元件，查表9-13，確定鉆套高度H=32mm，排泄空間h=0.5d=5.5mm。 方案綜合評價與結(jié)論 該夾具設(shè)計適用于Z525立式鉆床，利用圓柱面和孔中心線進行定位，定位可靠，實現(xiàn)了從動半聯(lián)軸器的孔加工，并能滿足加工精度要求，但由于能力有限，仍然有許多不足之處，希望老師能提出寶貴的意見與建議。 體會與展望 通過這三個星期的學習，我在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機械制造基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。 本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 經(jīng)過這三個星期的設(shè)計，我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟，學會了查找相關(guān)手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設(shè)計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于個人能力有限，所學知識還不能完全掌握，設(shè)計中還有許多錯誤和不足，請各位老師和同學們多多斧正。 通過這三個星期的學習，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。 參考文獻 [1] 蘇翼林.材料力學[M].北京:人民教育出版社,1979 [2] 趙 俊,楮乃雄.AG材料床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J],1996,26(03):27-29 [3] 王光斗.王春富.機床夾具設(shè)計手冊.上?？茖W技術(shù)出版社 [4] 黃健求.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).機械工業(yè)出版社 [5] 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 機械工業(yè)出版社 [6] 李鳳平.張士慶.蘇猛.屈振生.機械圖形學.東北大學出版社 [7] 孟少農(nóng).機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [8] 崇 凱.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學工業(yè)出版社，1993 [9]李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [10]王紹俊.機械制造工藝設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [11]黃如林.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004 [12]薛源順.機床夾具設(shè)計.機械工業(yè)出版社，1995