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机械毕业设计全套

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GY02-144@拨叉机械加工工艺规程及铣断专用夹具设计,机械毕业设计全套

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湖南科技大学 毕业设计（论文）任务书 系（教研室）主任 : 机电工程学院 院 机械工程 系（教研室） （签名） 年 月 日 学生姓名 ： 屈艳美 学号 ： 1061053407361 专业 ： 机械 设计制造 及其自动化 1 设计（论文）题目及专题 ： Z3050 摇臂钻床壳体的机械加工工艺及工艺装备 2 学生设计（论文）时间： 自 3 月 21 日开始至 5 月 31 日 止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： 机械制造工艺设计简明手册 ,哈尔滨工业大学出版社 ; 切削用量简明手册 , 机械工业出版社 ; 机械加工技术手册 ,机械工业出版社 ; 机械制造工艺学 , 哈尔滨工业大学出版社 ;机床夹具设计 , 国防工业出版社 ; 机床夹具设计手册 ,上海科技出版社 ; 金属切削机床夹具设计手册 , 机械工业出版社 . 4 设计（论文）完成的主要内容： 1、 分析摇臂钻床壳体的技术要求，选择毛坯。 2、 设计工艺过程：包括划分工艺过程的组成，选择定位基准，安排加工顺序等。 3、 工序设计：包括选择机床和 工期 艺装备，确定加工余量，计算工序尺寸和公差，确定切削用量和计算工时等 4、 完成第九道工序的夹具设计。 5 提交设计（论文）形式（设 计说明与 图纸或论文等）及要求 1、 根据壳体的外形尺寸，绘制壳体的零件图一张 2、 根据计算的毛坯尺寸，绘制零件 -毛坯合图一张 3、 根据夹具的设计及其计算的尺寸，绘制夹具装备总图一张 4、 根据夹具装备图的设计，绘制各夹具零件图二张 5、 编写设计说明书一套 6 发题时间： 2006 年 3 月 21 日 指导教师： （签名） 学 生： （签名） nts湖南科技大学 毕业设计（论文） 指导人评语 指导人： （签名） 年 月 日 nts湖南科技大学 毕业设计（论文） 评阅人评语 指导人： （签名） 年 月 日 nts湖南科技大学 毕业设计（论文） 答辩委员会记录 日期 ： 学生： 学号： 班级 ： 题目 : 提交毕业设计 （ 论文 ) 答辩委员会下列材料 : 1 设计 （ 论文 ) 说明书 共 页 2 设计 （ 论文 ） 图 纸 共 页 3 指导人、评阅人评语 共 页 毕业设计（论文）答辩委员 会评语： 毕业设计（论文）答辩委员会 主 任： （签名） 委员： （签名） （签名） （签名） （签名） 总评成绩 ： nts 前 言 本次设计是在我学完了大学的全部基础课和专业课之后进行的。这是我在大学期间最为深入的一次综合性检验，也是一次理论联系实际的训练。 就我个人而言，我希望能过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 为了提高 X5020B 立式升降台铣床变速箱的加工效率 ,适应箱体两面镗的要求 ,我们设计了这一套加工工艺路线 . 在指导老师范志明的带领和指导下 ,我们二位同学经过二个月的奋战 ,融合 自己所学的机制专业知识 ,参考各种参考文献 ,从而设计了这一套比较完整的工艺路线。本套设计适用于中批生产 ,因而设计中所使用的工具大部分是通用的 ,只有后面设计的夹具才是专用的 . 最后，限于我们的水平和时间，在设计过程中难免有缺点和错误，误漏之处，望广大同学和老师不吝批评指正。 编者 2006 年 5 月 nts 结 束 语 伴随这篇毕业论文的收笔，我的毕业设计也近尾声了。在 2006 年的 5 月份和 6 月份中，我一直为此而忙碌着，学习，生活基本都是以此为中心。收集材料、确定方案、设计、修改、综合等等，时间过得简单而紧凑。 经过两个多月的毕业设计，我的理论知识又一次得到了巩固，同时动手能力也有了很大的提高： 1.运用机械制造工艺及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题。具有设计一些中等复杂零件的能力。 2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，并学会拟定夹具的设计方案。 3.熟悉与机械有关手册和资源网站，能快速查询并得到所需的数据和信息。 4.大大提高了自己的识图制图能力。 通过设计，培养了我综合运用理论知识和专业知识的技能，让我熟悉了一般机械零件的加工工艺过程，具备了设计夹具的能力。对于本课题而言，我认为自己已经基本达到了设计目的，但是也存在着缺陷与不足。但即使如此，在我的毕业设计的整个过程中，以上的结果已经令我受益匪浅了。 在这二个月里，我经历了很多，得到了很多，但也失去了很多。在其中 我走过很多的弯路，尝到很多的失败，也经历过设计成功的喜悦。我想我得到的并不仅仅是书本上的知识，更是一个人工作研究的心境，态度和经验。我明白了一个大学本科毕业生对待自己的专业，对待自己的工作应该抱着一种什么态度；一个人对待专业知识上的困难，应该如何解决；一个人应该如何面对成功和失败；一个人应该如何与周围的人进行交流等等。对于我来说，这些都是无价的。我想在这二个月中我努力着，只是为了将自己的想法一点点地在现实世界中实现，虽然我回避了一些困难，虽然有些问题直到现在都还未得到很好的解决，虽然我二个月的成就在行家眼里 看来是如此的幼稚，但是我觉得自己值得这样做，这一切已经足够的令我感到欣慰了。 毕业设计的完成，毕业论文的写作对于我来说都是第一次，我从其中学到了很多，这个过程就是一个学习的过程。再过一些时间，我就要踏上工作岗位了，那也是一个长期的学习过程。我将鼓足勇气，在自己的专业这条道路上走得更远。 nts致谢辞 本设计及学位论文是在我的导师范志明教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，范老师都始终给予我细心 的指导和不懈的支持，在此谨向郑老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 此外，我还要感谢在一起愉快地度过大学生活的电培二栋 309 各位室友，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意 !最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们 ! nts 39 参考 文献 1 .机床夹具设计 第 2 版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社 2 .机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛主编 冶金工业出版社 3 .机械制造工艺学 周昌治、杨忠鉴等 重庆大学出版社 4 . 机械制造工艺设计简明手册 李益民 主编 机械工业出版社 5 . 工艺师手册 杨叔子主编 机械工业出版社 6 . 机车夹具设计手册 王光斗、王春福主编 上海科技出版社 7 . 机 车专用夹具设计图册 南京市机械研究所 主编 机械工业出版社 8 . 机械原理课程设计手册 邹慧君主编 机械工业出版社 9 .金属切削手册 第三版 上海市金属切削技术协会 上海科学技术出版社 10 .几何量公差与检测 第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社 nts学生实习报告 院（系）： 机械系 专业： 机械设计制造及其自动化 班级 03 级机本三班 姓名： 林娟 一、 实习的主要内容： 2007 年初我参加了在深圳长盈精密技术有限公司的实习活动，由于工作需要我分配在模具车间，我们实习的主要内容是： 1、参加由公司组织的理论知识的学习，由有经验的领导、工程师授课，学习公司的文化、以及公司的发展前景、主要产品的生产流程和必要的技术要求以及一些改进方向、公司必须保留和更新发展的技术核心等等。 2、 在有经验的师傅的指导下，亲自动手拆装模具、维修模具以及学习模具的结构组成以及工艺技 术要求、模具的装拆的方法和技巧、同时也要求设计一些简单实用的模具，为以后设计或改进大型模具做准备。 3、参加由公司有经验的技术员指导的模具设计，学习如何根据模具的用途设计一些实用的模具，以及设计制造模具时应该注意的主要问题和细节。 二、实习取得的经验及收获： 通过一段时间在 深圳长盈精密技术 有限公司的实习，虽然辛苦但取得的经验和收获还是很多的： 1、首先让自己对社会有了一定的了解，对公司的文化、产品有了一定的认识，为自己在以后的人生路上做了一个很好的铺垫，逐步养成了吃苦耐劳的精神和团结一致的团队精神 。 2、通过学习我们掌握了模具的一些基本知识，如模具的组成结构、如何根据用户的需要去设计一些简单的模具、在模具设计时的工艺、公差、粗造度、等如何选择和应用有了初步的理解。 二、 存在的不足及建议 通过实习我本人感觉到还有很多不足的地方： 1、 在这四年里我们初步了解了机械专业的基础知识，但在实际生产中这些还是远远不够的，真是“书到用时方恨少”。 2、 初到公司缺乏工作经验，很多的工作感到无从下手，没有一个完整的头绪，很难nts单独去接受一个实际的课题。 通过实习我想对学校一点建议： 1、 学校是否考虑注重学生的实际动手能力，加 强学生的实践能力的培养，如增加学生的在校实习的机会和延长学生的实践活动的时间、更加注重在老师的指导下让学生真正的参与到实践中去。 2、 毕业设计期间学校是否能考虑组织学生到生产现场去参观实习，让学生接受最为直接的设计基本知识，比凭空去设想更有效果。 nts 拨叉的机械加工工艺规程的确定 1.1 零件分析 1.1.1 零件的作用 题所给的是 CA6140 车床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。零件上方的 20mm的孔与操作机构相连，下方的 50mm 的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，通过上方的力拨动下方的齿轮变速，两零件铸造为一体，加工时分开。 1.1.2 零件的工艺分析 CA6140 车床上的拨叉共有两处加工表面。其间有一定的位置要求，分 述如下： 一、 以 20mm 为中心 的加工表面 这一组加工表面包括： 20mm 的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的 8mm 的锥孔，一个 M6 的螺纹孔，和一个缺口。 二、 以 50 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 50mm 的孔，以及其上、下端面 ； 这两组表面有一定的位置要求； （ 1） 50mm 的孔的上、下表面与 20 的孔的垂直度误差为 0.07mm。 （ 2） 20mm 的孔的上、下表面与 20 的孔的垂直度误差为 0.05mm。 （ 3） 50mm、 20mm 的孔的上、下表面以及 50mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 3.2um。 （ 4） 20mm 的孔的内表面的粗糙度误差 为 1.6um，精度为 IT7。 1.2 工艺规程设计 1.2.1 零件毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 1.2.2 基面的选择 （ 1）粗基准的选择 对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准，根据这个基准原则，现取 20mm 的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共nts两个短 V 形块支承两个 20mm 孔的外轮廓作主要定位面，以消除 3 个自由度 ，再用一个支承板支撑在 72mm 的上表面，以消除 3 个自由度。 （ 2）精基准的选择 主要应考虑基准重合问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 1.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1、 工艺路线方案一： 工序一：退火 工序 二 ：粗、精铣 20 mm、 50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um 工序 三 ：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣 20 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为 3.2 um,其上、下表面尺寸为 30mm， 工序 四 ：以 20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰 20 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 um，垂直度误差不超过 0.05mm 工序 五 ：以 20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、 50 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 3.2 um 工序 六 ；以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣以 50 mm 的 上 表面，保证其与孔的垂直度误差不超过 0.07mm，其上、下表面尺寸为12mm 工序 七 ：铣断 工序 八 ：以 20 mm 的孔为精基准，钻 8 mm 的锥孔的一半 4 mm，装配时钻铰 工序 九 ：以 20 的孔为精基准，钻 4 的孔，攻 M6 的螺纹 工序 十 ：以 20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5um 工序十 一 ： 检查 上面的工序可以是中批生产，但是其效率不高，并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。 经综合考虑，采用下面的方案二。 2、 工艺路线方案 二： 工序一；退火 工序 二 ：粗、精铣 20 mm、 50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um nts工序 三 ：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣 20 mm、 50 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为 3.2 um， 20 mm 的上、下表面尺寸为30mm， 50 mm 的上、下表面尺寸为 12mm 工序 四 ：以 20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰 2 0 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 um，垂直度误差不超过 0.05 mm 工序 五 ：以 20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、 50 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 3.2 um 工序 六 ： 铣断 工序 七 ：以 20 mm 的孔为精基准，钻 8 mm 的锥孔的一半 4 mm，装配时钻铰 工序 八 ：以 20 mm 的孔为精基准，钻 4 mm 的孔，攻 M6 的螺纹 工序 九 ：以 20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5 um 工序 十 ：检查 1.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ CA6140 车床拨叉”零件的材料为 HT200 硬度为 190210HB，毛坯重量为 2.2Kg,生产类型为中批量，铸件毛坯。 又由 （以下称工艺手册 表 1.3-1查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，表 2.2-4查得加工余量等级为G级，选取尺寸公差等级为 CT10。 根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下： 1、 延轴线方向长度方向的加工余量及公差（ 20mm、 50mm 端面） 查 工艺手册 表 2.24 取 20mm、 50mm 端面长度余量为 2.5mm(均为双边加工 )。 铣削加工余量为： a)粗铣： 1.5mm b)精铣： 1mm 毛坯尺寸及公差为：（ 35 土 0.3） mm （ 17 土 0.25） mm 2、内孔（ 50mm 已铸成孔）查 工艺手册 表 2.22.5，取 50mm 已铸成长度余量为 3mm，即已铸成孔 44mm。 镗 削加工余量为： a)粗 镗 ： 2mm b)半 精 镗 ： 1mm 毛坯尺寸及公差为：（ 48 土 0.3） mm （ 0.500.2550） mm 3、 其他尺寸直接铸造得到 。 1.5 确定切削用量及基本工时 1.5.1 工序 二 ： 粗、精铣孔 20mm、 50mm 的下表面 （ 1） 加工条件 nts工件材料： HT200。 b=0.16GPa HBS=190210，铸件 机床 ： XA5032 立式铣床 刀具； W18Cr4V 硬质合金端铣刀 W18Cr4V 硬质合金端铣刀，牌号为 YG6，由 切削用量简明手册 后称 切削手册 表 3.1 查得铣削宽度 ae Pcc,故校验合格。 最终确定 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/z f)计算基本工时 m fLtV1.4 nts 公式中： L=l+y+ ；根据 切削 手 册 表 3.26 ， 可得 l+ =12mm, 所以L=l+y+ =32+12=44mm 故 mt=44/600=0.073min 2)粗铣 50mm 的下表面 a)铣削 50mm 的下表面与铣削 20mm 的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/z b)计算基本工时 m fLtV1.5 公式中： L=l+y+ ；根据 切削手册 表 3.26，可得 l+ =0所以 L=l+y+ =72mm 故 mt=72/600=0.12min 3)精铣孔 20mm 的下表面 a) 切削深度 因切削用量较小，故可以选择 ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齿进给量：由 切削手册 表 3.30 可知机床的功为 7.5KW，查 切削手册 表3.5 可得 f=0.50.7mm/r， 由于是对称铣，选较小量 f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨损及寿命 查 切削手册 表 3.7，后刀面最大磨损为（ 1.01.5） mm 查 切削手册 表 3.8, 寿命 T=180min d)计算切削速度 按 切削手册 表 3.27 中的公式 ： v o vcvm p rp v z v v ec d qvkT a x f y u a z1.6 也可以由表 3.16查得cv=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根据 XA5032铣床参数，选 n=475r/min vf =375mm/min , 则实际的切削速度为 1000occ dnv 1.7 所以cv= 3 .1 4 8 0 4 7 51000=119.3m/min,实际进给量 fczvcvfnz1.8 所以zvf= 375475 10=0.08mm/z ntse)校验机床功率 查 切削手册 表 3.24， Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率 Pcm 为1.7KW，所以 Pcm Pcc,故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/min f)计算基本工时 m fLtV1.9 公式中： L=l+y+ ；根据 切削手册 表 3.26 ，可得 l+ =80mm, 所以L=l+y+ =32+80=112mm 故 mt=112/375=0.3min 2)精铣 50mm 的下表面 a)铣削 50mm 的下表面与铣削 20mm 的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/m b)计算基本工时 m fLtV1.10 公式中： L=l+y+ ；根据 切削手册表 3.26 ，可得 l+ =80mm 所以L=l+y+ =72+80=152mm 故 m fLtV=152/375=0.405min 1.5.2 工序 三 ：粗、精铣孔 20mm、 50mm 的上表面 本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔 20mm、 50mm 的下表面相同。 1.5.3 工序 四 ：钻、扩、铰、精铰 20mm 的孔 （一） 钻 18mm 的孔 （ 1）加工条件 工艺要求：孔径 d=18mm, 孔深 l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却 机床 ： Z535 型立式钻床 刀具 ： 高速钢麻花钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径 do=18mm,钻头几何形 状为：由切削手册表 2.1 及表 2.2 选修磨横刃， =28o o=10o 2 =118o 2 1=70o b =3.5mm b=2mm l=4mm nts(2) 切削用量 1) 决定进给量 f a)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表 2.7，当铸铁的强度 b Mc 又根据切削 手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do Mc 又根据切削手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do Mc 又根据切削手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do3,故取修正系数 K=0.8 所以 f=(0.180.22)x0.8=(0.1440.176) mm/r b) 按钻头强度决定进给量 根据表 2.8，当 b=190MPa,do Mc 又根据切削手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do Mc nts 又根据切削手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=15.1m/min 时 Pc=1.0KW 根据 Z525 钻床说明书 , PcPE 所以有 Mc Mm PcPE 故选择的切削用量可用。 即 f=0.28mm/r n=nc=960r/min vc=13.6m/min (3)计算基本工时 mLtnf1.33 L=l+y+ 由 切削手册表 2.29 查得 y+ =2.5mm 故 6 2 .59 6 0 0 .2 8mt =0.03min （ 2）攻 M6的螺纹 由工艺设计手册表 6.2-14可知 1 2 1 2moL l l L l ltif n f n 1.34 其中： l1=(13)p l2=(23)p 公式中的 no为 丝锥或工件回程的每分钟 转数（ r/min） ; i为使用丝锥的数量； n 为 丝锥或工件每分钟转数（ r/min） ； d 为螺纹大径； f 为工件每转进给量 等于工件螺纹的螺距 p 由上述条件及相关资料有； f=p=1mm/r d=6mm n=680r/min no=680r/min i=1 所以 (1) 切削速度 1000odnv 1.35 所以 v = 3 .1 4 6 6 8 01000=10.7m/min (2) 基本工时 26 2 2 . 5 6 2 2 . 5 16 8 0 1 6 8 0 1mt =0.03min 1.5.8 工序九：铣缺口 （ 1） 加工条件 工件尺寸：长为 25mm, 宽为 10mm nts机床： XA5032 立式铣床 刀具； W18Cr4V 硬质合金端铣刀 W18Cr4V 硬质合金端铣刀，牌号为 YG6，由 切削用量简明手册 后称 切削手册表 3.1 查得铣削宽度 ae=90mm,深度 ap=6mm,齿数 Z=10 时，取刀具直径 do=100mm。又由 切削手册 表 3.2 选择刀具的前角 ro=+5o;后角 ao=8o;副后角 ao=8o,刀齿斜角 s=-10o,主刃 Kr=60o,过渡刃 Kr =30o,副刃 Kr =5o,过渡刃宽 b =1mm (2)切削用量 a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择 ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齿进给量：由 切削手册 表 3.30 可知机床的功为 7.5KW，查 切削手册 表3.5 可得 f=0.140.24mm/z,由于是对称铣，选较小量 f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨损及寿命 查 切削手册 表 3.7，后刀面最大磨损为（ 1.01.5） mm 查 切削手册 表 3.8, 寿命 T=180min d)计算切削速度 按 切削手册 表 3.27 中的公式 v o vcvm p rp v z v v ec d qvkT a x f y u a z1.36 也可以由表 3.16 查得cv=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系数为： Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min 又根据 XA5032 铣床参数，选 n=235r/min vf =375mm/s，则实际的切削速度为 ： 1000occ dnv 1.37 所以cv= 3 .1 4 1 0 0 2 3 51000=73.8m/min,实际进给量 为： fczvcvfnz1.38 所以zvf= 375235 10=0.16mm/z e)校验机床功率 查 切削手册 表 3.24， 当 b=(174207)MPa ae=70mm ntsap=6mm do=100mm Z=10 vfc=385mm/min 近似为 Pcc=4.6KW 根据 XA5032 型立铣说明书（切削手册表 3.30），机床主轴允许的功率为Pcm=7.5x0.75=5.63KW 故 PccPcm 因此选择的切削用量可以采用 即 ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/z f)计算基本工时 m fLtV1.39 公式中： L=l+y+ ；根据 切削手册 表 3.26，可得 l+ =0mm, 所以 L=l+y+ =25mm 故 m fLtV=25/375=0.07min nts 铣断双体的专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导老师的协商，决定设计第 道工序 铣断双体，本夹具将用于 XA6132卧式铣床，刀具为高速 钢细齿圆锯片铣刀，对工件进行加工。 2.1 问题的提出 本夹具主要用于铣开双体，并且铣开的表面与 20mm 的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序时， 20mm 的孔已经进行了加工，因此，在本道工序中主要考虑加工面与 20mm 孔之间的要求，其次是考虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。 2.2 夹具 体 设计 2.2.1 定位基准的选择 由零件图可知：被铣开的那 50mm 的中心线与 20mm 孔的中心线之间的公差等级要求较高，且铣开时的设计基准为 50mm 孔的中心线。为了尽量的减小定位误差，应选 20mm 孔为主要的定位基准，利用一个圆柱销和一个菱形销定位，消除三个自由度，再在底面 用夹具体 定位消除三给自由度。以便达到所需要求。 为了提高加工效率，现同时加工六个双体，同时，为了夹具简单，操作方便，利用 螺旋 机构夹紧。 2.2.2 切削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢细齿圆锯片铣刀 直径 160od mm齿数 Z=50 又由 切削手册表 3.28中的公式： F F FFx y uF p z enwoFC a f a ZFdq2.1 其中： 30FC 1.0Fx 0.65Fy 0.83Fu 0Fw 0.83Fq nts160od mm Z=50 4pa mm 12ea mm 0 .0 2 5 /zf m m z 所以 F=63.5N 水平分力： 1 . 1 6 3 . 5 1 . 1 6 9 . 9HF F N 垂直分力； 0 . 3 0 . 3 6 3 . 5 1 9 . 1F V F N 又在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数1 2 3 4K K K K K其中 K1为基本安全系数 1.5 K2为加工性质系数 1.2 K3刀具钝化系数 1.2 K4为切削特点系数（断续切削） 1.2 所以 F =KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 为了克服水平方向的力，实际的夹紧力为 N（ f1+f2） = KFH 其中 f1为螺母与螺杆间的摩擦系数 f2为工件与螺杆头（或压板）间的摩擦系数 又查得 f1 和 f2为 1.6 则 12HKFN ff 2.2 所以 1 8 1 . 2 5660 . 1 6 0 . 1 6NN又选择的螺旋夹紧机构的基本尺寸如下 （根据机床夹具设计 第三版表 1-2-20、1-2-21、 1-2-22、 1-2-23查得： r =0 12M mm 1p mm 5.675zr mm136a o 30 o 2 9 50 otg2 0.15 L=120mm Q=30N 则 可以提供的夹紧力为： 12()zQLw r tg r a 2.3 所以 w = 1 2 0 3 05 . 6 7 5 (1 3 6 9 5 0 )tg oo=3140N 又由机床夹具设计 第三版表 1-2-24查得 当螺纹的公称直径为 12mm 时 ，螺栓许用的夹紧力为 5690N 由以上的数据可知：所选的螺旋机构提供的夹紧力大于所需的，且满足螺栓的许用夹紧力，故本夹具可以安全工作。 2.2.3 定位误差分析 nts 1）定位元件尺寸及公差的确定 本夹具的定位元件为一 定 圆 柱销和一菱形销 ，其参数由（机床夹具设计手册图 5-3 及其表选 两定位销的尺寸及公差为：0 0.03320 mm （定位销的公差取 h8） 。 2）零件图样规定 20mm 的孔的中心线与 50mm 孔的中心线的长度误差为0.2mm， 20mm 孔中的定位销与夹具体的垂直度误差为 0.05mm ，此项技术要求应由定位销宽配合中的侧向间隙保证。已知 20mm 的宽为 0.021020 mm，定位销为0 0.03320 mm （定位销的公差取 h8） ，则 一个定位销与一个孔的定位误差 为： m a x 0 . 0 2 1 ( 0 . 0 3 3 ) / 2 0 . 0 2 7b m m 此处引起零件的 定位误差 为 0 . 0 2 7 2 0 . 0 5 4x m m 0.2mm 故最大侧向间隙能满足零件的精度要求。 （ 2） 计算 20mm 定位销的中心线与夹具体垂直度误差 定位销的宽度为 00.03320 mm夹具体表面的粗糙度 1.6aR um故 m a x 0 . 0 0 1 6 ( 0 . 0 3 3 ) 0 . 0 3 3 6 0 . 0 5 mm 所以最大垂直度误差能满足零件精度要求 2.2.4 夹具设计及操作的简要说明 如前所 述，在设计夹具时，首先要考虑到能保证零件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。为此 ，应先考虑所设计的夹具体 与零件在夹具上的定位，在本道工序 中，由于零件的底面的定位是用的夹具体，所以其表面粗糙度要求应比较高，视为关键面。又本道工序是铣断，其切削力不大，故在设计夹具时应考虑夹具的简单及利用常用的一些零件。为了提高生产率，可以考虑同时装夹几个零件 ，并且用了活动杠杆使操作更加节省时间 。 可以同时装夹四 个零件 ，提高了生产率。 夹具上装有对刀块，可以使夹具在一批零件加工之前很好的对刀；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。 铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示。 nts 湖南科技大学 2006 届毕业设计（论文） 材 料 院 (系 )、部： 机 械 系 学生姓名： 林 娟 指导教师： 邓 兴 贵 职称 教 授 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 03 级机本三班 学 号： 03 2007 年 5 月 nts 湖南科技大学 2006 届毕业设计说明书 拨叉机械加工工艺规程及铣断专用夹具设计 院 (系 )、部： 机 械 工 程 系 学生姓名： 林 娟 指导教师： 邓 兴 贵 职称 教 授 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 03 级机本三班 完成时间： 2007.5 指导教师： 邓 兴 贵 职称 教 授 nts 40 致 谢 经过对拨叉的工艺规程和夹具设计，使我收获很多，看着自己努力设计的作品，心中不禁涌出一种成就感和满足感，收获之一是使我对工艺规程和夹具设计有了更深的了解，对所学的知识得到进一步巩固，收获之二是增强了实践能力，使我对四年来所学的知识能够综合运用，通过利用资料做设计分析与运算以及绘图，增加了动手能力，懂得了平时所学知识的重要性，懂得了“学以自用”。收获之三，使我更清楚的认识到设计的重要性和必要性，设计不但要可行，还要经济合理，毕业设计能使我们充分发挥各自的潜力和主观能动性，初步掌握一定的工作实践能 力，为今后走向工作岗位解决实际问题打下了一定的基础。 工艺规程 ，对同学们来说是一个难题。因为 工艺规程 需要借助大量长期的生产实习经验和参考借鉴前人的成熟的设计理论。经过二个多星期的资料查阅，终于把 工艺规程和夹具 设计出来，这其中当然也有邓教授的一番心血。 设计过程遇到了一些难题。例如夹具方案的选择和工件的定位等。经过邓教授的指导及同学的帮助、自己的努力。终于把一个个难题解开。在此特别感谢邓教授 ,感谢他在百忙之中为我指点错误，谢谢他的帮助与支持。 尽管我付出了很多时间与精力。但是 我很兴慰。通过此次设计，使我的素质提高了很多。专业与电脑的结合。使我综合解题能力进一步提高。对知识的融合贯通。为我以后的工作奠定了坚实的基础。由于我水平有限，错误和缺点在所难免，敬请大家批评指正，以从使我知识得到不断的更新。 谢谢！ 学生： 林娟 2007 年 5 月 25 日 nts 金属热处理 一、退火 在前面描述冷拔加工材料的软化并重新获得塑性的热处理方法时，就已使用退火这个词，该词具有相似的意义。完全退火的目的是降低硬度、增加塑性，有时也提高高碳钢的切削性能，否则这种钢很难加工。这种热处理方法也用来减少应力，细化晶粒，提高整个材料的结构均匀性。 退火不总是能提高切削加工性，切削加工性一词用来描述几个相关因素，包括材料切削时获得好的光洁度（即较小的表面粗糙度 译者）的能力。当完全退火时，普通低碳钢硬度较低，强度较小，对切削的阻力较小，但通常由于塑性和韧性太大以至切屑离开工件表 面时会划伤表面，工件表面质量比较差，导致较差的切削加工性。对这类钢，退火可能不是最合适的处理方法。许多高碳钢和大多数合金钢的切削加工性通常可经退火大大改善，因为除在最软条件下，它们的硬度和强度太高而不宜加工。 亚共析刚的退火方法是将钢缓慢加热到 3Ac 线以上大约 C60 ，保温一段时间，使整个材料温度相同，形成均匀奥氏体，然后随炉或埋在石灰或其它绝缘材料中缓慢冷却。要析出粗大铁素体和珠光体，使钢处于最软、最韧和应变最小的状态，必须缓慢 冷却。 二、正火 正火的目的多少类似于退火，但钢不是最软状态且珠光体是细匀而不粗大。钢的正火能细化晶粒，释放内应力，改善结构均匀性同时恢复一些塑性，得到高的韧性。这种方法经常用来改进切削加工性，减少应力，减少因部分切削加工或时效产生的变形。 正火方法是将亚析钢或过共析钢分别缓慢加热到 Ac3 线或 Accm 线上约 C80 ，保温一段时间以便形成奥氏体，并在静止空气中缓冷。要注意，含碳量超过共析成分的钢要加热到 A