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机械毕业设计全套

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GY02-043@CA6140车床床身加工工艺及夹具设计,机械毕业设计全套

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四川理工学院毕业设计 1 前 言 CA6140 车床是普通精度级万能车床，它运用加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转表面，以及车削端面等，是应用最广泛的车床 。 CA6140 车床 床身是 机床的基础构件，机床的各个主要部件 和零件都装在床身或床身的导轨上作相对运动。在切削中，刀具与工件的相互作用力传递到床身上而使床身变形 床身的变形和 振动直影响到被加工零件的精度和表面粗糙度，因此，床身是车床上极为重要的一个部件。 而导轨，则是床身上极为重要的一个 部分 ，床身上共有四条导轨，其中，有 两 条导轨是 拖板 用的导轨， 另 外两条导轨为尾座导轨，其 作用为导向和承载，所以，以导轨要求有较高的的导向精度，结构简单，工艺好等特点。 本次的设计主要就是针对加工床身导轨而进行设计的，为了保证导轨的精度，降低工人的劳动强度 ，床身导轨的加工基准选用导轨本身 即“自为基准”原则。 本次设计的主要内容是设计一个调节装置，其作用就是 在加工床身时 对床身在 空间的各个 位置进行调节，限于目前的水平有限，希望 各 位老师给予指正。 nts第 2 章 工艺规程设计 2 nts四川理工学院毕业设计 1 第 1 章 零件的分析 1.1 零件的作用 题目 所 给的零件是 CA6140 机床床身，它是机床的基础构件。机床的各个主要部 件和零件都装在床身上或在床身导轨上作相对运动。 床身是机床的支承件，装左床腿和右床腿并支承在地基上。床身上安装着机床的各部件 ，并保证它们之间具有要求的相互准确位置。 在床身上安装有刀架、尾座、床头箱等零件。 在切削中，刀具与工件相互作用力传递到床身上而床身变形，床身的变形和振动直接影响到被加工零件的精度和表面粗糙度。因此，床身是机床上极为重要的构件。 1.2 零件的工艺分析 该零件 主要 有 四 组加工表面，该三组加工表面都要求有较小的表面粗糙度值。现述如下： 1.2.1 床鞍与床身的结合面。该平面是床鞍与床身 的结合面，负责纵向进给运动。所以，要求该平面的表面粗糙度值不得超过 1.6，以保证纵向进给的精度。 1.2.2 导轨面。床身上有四条导轨，其中有两条上安装 拖板 ，另两条安装尾架，导轨面是床身的的一个重要表面，刀架负责安装车刀，直接影响到工件的切削精度，尾 座 可以安装钻头进行钻削等工作， 因 此，要求导轨面 有 较小的表面粗糙度值和好的直线度，以保证零件的加工精度。 1.2.3 床头箱的安装定位面。该平面主要安装床头箱，所以，要求该平面要较小的表面粗糙度和好的平面度。 1.2.4 钻孔。该项加工主要包括钻 床身的安装孔、齿条安装孔、床头箱安装孔。要求加工这些孔的时候，保证良好的位置精度，以保证安装时的顺利。 nts第 2 章 工艺规程设计 2 第 2 章 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 正确的选择毛坯，具有重 大 的经济技术意义，毛坯的材料、制造方法和制造精度对工件的加工过程、加工劳动量、材料利用率和工件成本都有很大的影响。 由于床身的结构较复杂，生产量又为大批量的生产，所在毛坯应选用铸件，为了保证床身的铸造精度和提高其生产率，应选用精度和生产率都经较高的毛坯制造方法，所以，这里选用机器造型的砂型铸造， 一是为了提高生产率，二是为了降低工人的劳动强度 。 2.2 基准的选择 2.2.1 粗基准的选择 零件在加工时 ，考虑到粗基准的几个选择原则 ,以及更好的制订合理的加工工艺路线，这里，零件的粗基准按预先划好的加工线来找正，这样，更有利于保证准确的加工位置，对于划线的基准，由于床身上导轨面是一个重要面，所以这里先用导轨面作为基准。 2.2.2 精基准的选择 一般的零件在加工前，都应对基准进行的合理的选择，这样，才有利于保证零件加工时的精度。但是 对于床身来说， 这就不一样了， 因 为床身是属 于较大型的工件，同时又比较重，在加工过程在只要调节好了床身和 刀 具的相对位置，就相当于保证了床身 加工 时 的精度，因为床身较重，在加工过程中可以以自身 的重量 来 限制某些自由度。 2.3 制定工艺路线 由于生产类型为大批生产， 应 尽量使工序集中来提高生产率， 保证零件的各部份精度， 除此以外，还应降低生主成本。 工序 1：铸造毛坯 工序 2：清理、喷砂后上底漆 工序 3：划线， 划底面及导轨面 的刨加工线及校正线 工序 4：粗刨床身底面 按划线找正，以导轨面为安装基准 工序 5：粗铣各导轨面及结合面 按划线找正，以底面为安装基准 工序 6：人工时效处理 工序 7：半精 刨底面 nts四川理工学院毕业设计 3 以 导轨面为基准 工序 8：半精铣 导轨面、床身内侧面、结合面、外侧面 找正导轨侧面，以底面为安装基准 工序 9：热处理、导轨表面高频淬火 工序 10：精刨底面、压板面和齿条安装面 以导轨面为安装基准 工序 11：钻齿条安装孔、进给箱安装孔 及攻螺纹 以底面为基准 工序 12： 钻床身的安装孔 以底面为基准 工序 13：精磨 床头箱定位安装面及压板面 找正导轨面，以底面为安装基准 工序 14：粗 、精磨导轨面 找正导轨面，以底面为安装基准 工序 15：终检 2.4 机械加工余量及毛坯尺寸的确定 2.4.1 确定零件毛坯的尺寸公差等级 查机械制造工艺简明手册 表 2.2 3可知 铸件的尺寸公差为 8 10级 2.4.2 根据上 述原始资料及加工工艺， 分别 确 定 零件 各加工表面的机械加工余量、毛坯尺寸如下 ： 查机械制造工艺简 明手册 表 2.2 1和机械加工工艺实用手册表 6 84 可知 1、 高度方向尺寸： 毛坯的 底面 加工余量为 2.8、 顶面加工余量为 2.8，所以 该方向的毛坯尺寸为 428 2.6 2、 结合面尺寸： 压板面宽度尺寸：该方向的加工余量 为 4，所以，毛坯尺寸为 117 1.8 和119 1.8 床 头 箱面宽度尺寸：该方向的加工余量 为 4， 所以，毛坯尺寸为 283 2.2 和 54 1.4 nts第 2 章 工艺规程设计 4 压板面高度尺寸：该方向的加工余量为 2.6， 所以，毛坯尺寸为 28 1.3 床关箱面高度尺寸：该方向的加工余量为 2.6， 所以，毛坯尺寸为 37 1.3 3、 顶面槽尺寸：该方向的加工余量为 1.5，所以，其槽深方向尺寸为 1.5 4、 导轨的加工余量为 1.5 导轨尺寸为 13 1.1 45 1.4 5、 底面厚度尺寸： 53 1.4 6、 底面宽度尺寸： 该方向的加工余量是 4，所以，毛坯尺寸的 84 2.6 nts四川理工学院毕业设计 5 第 3章 确定切削用量及基本工时 3.1 工序 1、 粗刨床身底面 ： 工零件材料： HT150 铸件 机床选用：因床身是较大零件，故选用龙门刨床，型号为 B2010A 刀具 选用：选用 YG8刨刀， 刀杆尺寸 b h 为 20 30 3.1.1 切削用量的选择： 查机械制造工艺设计手册表 332 可知，取相应的切削用量如下： 切削深度pa1.5 mm 进给量 f=1.8 mm/r 切削速度 v=45 m/s 3.1.2 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切 削机床设计指导表 1.411 可知： .LT fn1 2 3L B l l l 10001 vn LK 双 纵121L 纵查表 1.4 10，取3 5l K=0.4-0.75 2 35l 所以 有 : L双纵 =692 n =140193 0 . 3 7 2 m i n. 2 5 2LT fn 2100 0 . 4 m i n. 2 5 0LT fn 刨削床身右底面切削时间 nts第 2 章 工艺规程设计 6 34100 0 . 6 5. 1 5 3100 0 . 6 5. 1 5 3LTfnLTfnnts第 3 章 确定切削用量及基本工时 6 所以，总切削时间1 2 3 4 0 . 3 7 2 0 . 4 0 . 6 5 0 . 6 5 2 . 0 7 2 m i nT T T T T 3.2 工序 2、 粗铣导轨面及结合面 工零件材料： HT150 铸件 机床的选 择：选择龙门铣床 X2010C P=13kw 刀具：选用高速钢圆柱铣刀 d=60 z=16 3.2.1 粗铣导轨面 ： 3.2.1.1、切削用量的确定： （ 1）、 铣 削 宽度 的选择 查机械制造工艺设计简明手册表 3.1 27可知： 粗铣：ea3 8 这里取 3 （ 2）、 铣 削 每齿进给量 的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知： fa0.1 0.3 这里取 0.2 pa1 （ 3）、 铣 削 速度 的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 30可知： V = 0.4 0.6 m/s 这时取 0.5m/s = 30m/min 1 0 0 0 1 0 0 0 3 0 1 5 9 / m i n3 . 1 4 6 0vnrd 查机械制造工艺设计 实用 手册表 11 51 取 1 6 0 / m innr 3.2.2、 计算切削时间 由于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件 查机械制造工艺、金属 切削机床设计指导表 1.415 可知： 1212. . 0 . 2 1 6 1 6 0 5 1 215951 3 1 3251580zzmmfppLTff a z nL l l ll a D alL nts四川理工学院毕业设计 7 所以，3 .1 m i nzmLTf由于床身上共有二 条导轨，所以，该项工序要加工 四 次，所以，总的切削时间 为 4 3 . 1 4 1 2 . 4 m i nT 3.2.3、计算铣削力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 25有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f pF C F a a d a z 式中： 03030.260zefCFaad16z 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f pF C F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 3 0 . 2 6 0 1 1 61 3 6 . 8 N 3.2.4、校核机床功率 查 切削用量简明手册表 3.28 有 . 1 3 6 . 8 3 0 4 . 0 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0FvP k w k w 所以，机床的功率足够 3.3 工序 3、 粗铣 结合 面 B 工件材料： HT150 铸件 机床的选择：选择龙门铣床 X2010C P=13kw 刀具：选用高速钢圆 镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 3.1 39，刀具 数据 如下： 50d 20z 225wd 3.3.1 切削用量的选择 3.3.1.1、 铣 削 宽度 的选择 查 机械制造工艺设计简明手册表 3.1 27可知 nts第 3 章 确定切削用量及基本工时 8 ea3 8 这里取 3 3.3.1.2、 铣 削 每齿进给量 的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 fa0.1 0.3 这里取 0.2 pa1.5 3.3.1.3、 铣 削 速度 的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 4 5 / 2 7 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 7 1 4 3 / m i n3 . 1 4 6 0vnrd 3.3.2、 计算切削时间 由于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知： 1212. . 0 . 3 2 0 1 4 3 8 6 015801 3 1 3251565zzmmfppLTff a z nL l l ll a D alL 所以， 1 . 8 4 m i nzmLTf3.3.3、计算铣削力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 25有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f pF C F a a d a z 式中： 03030.260zefCFaadnts四川理工学院毕业设计 9 201.5pza所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f pF C F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 3 0 . 2 6 0 1 . 5 2 0250 N 3.3.4、校核机床功率 查 切削用量简明手册表 3.28 有 . 2 5 0 3 0 6 . 7 1 31 0 0 0 1 0 0 0FvP k w k w 所以，机床的功率足够 3.4 工序 4、 半精刨底 面 工件材料： HT150 铸件 机床的选择：选择龙门 刨床 B2010A 刀具：选用 YG3宽刃刨刀， 刀杆尺寸 b h 为 20 30 3.4.1、 切削用量的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 33有 半精加工精度 6 .3 3 .2aaRR切削深度 2pa 切削速度 0.233v 0.3 /ms 12 18 /ms 这里取 18 /ms 进给量 10f 双3.4.1.1 切削 时间的计算 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.411 1.410可知： LTfn 双 双3 5l 式中： B 刨削宽度 1 2 3L B l l l nts第 3 章 确定切削用量及基本工时 10 1 0 0 0 1 0 0 0 1 8 1 7 . 31 6 9 2 1 0 . 5vn LK 双 纵121 6 6 0 3 2 6 9 2L 纵K 0.4 0.75 所以有 : L双纵 =692 n =17.3193 0 . 5 4 m i n. 1 7 3LT fn 2100 0 . 5 6 m i n. 1 7 3LT fn 刨削床身右底面切削时间 34100 0 . 2 7 m i n. 3 7 5100 0 . 2 7 m i n. 3 7 5LTfnLTfn 所以，总切削时间1 2 3 4 0 . 5 4 0 . 5 6 0 . 2 7 0 . 2 7 1 . 6 4 m i nT T T T T 3.5 工序 5、 半精铣床身导轨面、内外侧面及各结合面 3.5.1、 半精铣导轨面 工件材料： HT150 铸件 机床的选择：选择龙门铣床 X2010C 13P kw 刀具：选用高速钢圆柱铣刀， z=16 d=60 3.5.1.1、切削用量的选择 （ 1）、 铣 削 宽度 的选择 查 机械制造工艺设计简明手册 表 3.1 27有 半精铣 1ea 2 这里取 1.5ea （ 2）、 铣 削 每齿 给量的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 28有 0.3fa nts四川理工学院毕业设计 11 （ 3）、 铣 削 深度 的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 29有 0.5pa （ 4）、 铣 削 速度 的选择 查 机械制造工艺设计手册 表 3 30有 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 2 / m i n3 . 1 4 6 0vnrd 3.5.2、 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知 ： 1212. . 0 . 3 1 6 1 9 2 9 2 1 . 615951 3 1 2251580zzmmfppLTff a z nL l l ll a D alL 所以， 1595 1 . 7 3 m i n9 2 1 . 6zmLTf 3.5.3、计算铣削力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 25有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f pF C F a a d a z 式中： 0301.50.360zefCFaad160.5pza所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f pF C F a a d a znts第 3 章 确定切削用量及基本工时 12 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 3 6 0 0 . 5 1 652 N 3.5.4、校核机床功率 查 切削用量简明手册表 3.28 有 . 5 2 3 6 1 . 9 1 31 0 0 0 1 0 0 0FvP k w k w 所以，机床的功率足够 3.6、 半精铣 齿条安装 面 工件材料： HT150 铸件 机床的选择：选择龙门铣床 X2010C P=13kw 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 3.1 39，刀具数据如下： 60d 20z 225wd 3.6.1 切削用量的选择 3.6.1.1、 铣 削进 宽度 的选择 查 机械制造工艺设计简明手册表 3.1 27可知 ea1 2 这里取 1.5 3.6.1.2、 铣 削 每齿 进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 fa0.25 0.5pa 3.6.1.3、 铣 削 速度 的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i n3 . 1 4 6 0vnrd 3.6.2、 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知： nts四川理工学院毕业设计 13 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580zzmmfppLTff a z nL l l ll a D alL 所以， 15901 . 6 5 m i n960zmLTf 3.6.3、计算铣削力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 25有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f pF C F a a d a z 式中： 0301.50.2560zefCFaad200.5pza所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f pF C F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 3.6.4、校核机床功率 查 切削用量简 明手册表 3.28 有 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0FvP k w k w 所以，机床的功率足够 3.7 工序 6、 精刨床身底面 ,齿条安装面 工件 材料 HT150 铸件 机床的选用 : 选用龙门刨床 B2010A nts第 3 章 确定切削用量及基本工时 14 刀具的选择 : 选择 YG3宽刃刨刀 刀杆尺寸 b h=20 30 3.7.1、精刨床身底面 3.7.1.1、 切削用量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 33有 切削深度 0.3pa 进给量 10f 双切削速度 0 . 2 5 / 1 5 / m i nv m s m 3.7.1.2、 切削工时的计算 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.411 1.410可知： LTfn 双 双3 5l 式中： B 刨削宽度 1 2 3L B l l l 1 0 0 0 1 0 0 0 1 5 141 6 9 2 1 0 . 5vn LK 双 纵121 6 6 0 3 2 6 9 2L 纵K 0.4 0.75 所以有 : L双纵 =692 n =14193 0 . 6 7 m i n. 1 4 0LT fn 2100 0 . 7 2 m i n. 1 4 0LT fn 精刨床身右底面的切削时间 nts四川理工学院毕业设计 15 34100 0 . 3 6 m i n. 2 8 4100 0 . 3 6 m i n. 2 8 4LTfnLTfn 所以，总切削时间1 2 3 4 0 . 6 7 0 . 7 2 0 . 3 6 0 . 3 6 2 . 1 1 m i nT T T T T 3.7.2、 精刨齿条安装面 工件 材料 HT150 铸件 机床的选用 : 选用龙门刨床 B2010A 刀具的选择 : 选择 YG3宽刃刨刀 刀杆尺寸 b h=20 30 3.7.2.1、 切削用量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 33有 切削深度 0.3pa 进给量 10f 双切削速度 0 . 2 5 / 1 5 / m i nv m s m 3.7.2.2、 切削工时的计算 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.411 1.410可知： LTfn 双 双3 5l 式中： B 刨削宽度 1 2 3L B l l l 1 0 0 0 1 0 0 0 1 5 61 1 6 1 2 1 0 . 5vn LK 双 纵121 1 5 8 0 3 2 1 6 1 2L 纵K 0.4 0.75 所以有 : L双纵 =1612 n =6nts第 3 章 确定切削用量及基本工时 16 44 2 . 7 5 m i n. 1 6LT fn 3.8 工序 7、 钻齿条安装孔（ 6 10 锥孔） 工件 材料 HT150 铸件 机床的选用 : 选用摇臂钻床 Z32K P=1.5kw 钻头的选择 : 因一本次加的的是锥孔，所以要分为钻削和铰削两部分。 查钳式工艺与技能训练表 6 10 可知铰削的余量为 0.2 0.3，这里选用 0.2 所在，钻头直径 1 0 0 . 2 9 . 8D 钻3.8.1、切削用量的选择 （ 1）、钻削进给量的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 38 选取 0 . 4 7 / 2 8 / m i nf m m r m （ 2）、钻削 速度 的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 42 选取 0 . 3 5 / 2 1 / m i nv m s m 所以， 1 0 0 0 1 0 0 0 2 1 6 8 2 / m i n3 . 1 4 9 . 8vnrd 9 . 8 4 . 922p Da m m 钻3.8.2、计算切削扭矩 查 机械制造工艺设计手册表 3 36 有 切削扭矩 310mmyxmmM C d f k 式中： 225.631.90.8mmmCXy所以， 310mmyxmmM C d f k 1 . 9 0 . 8 32 2 5 . 6 3 9 . 8 0 . 4 7 1 09 . 5 .Nm 3.8.3、 计算轴向力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36有 nts四川理工学院毕业设计 17 轴向力 . . .fFXYFFF C d F K式中 588.610.8FFFCXY所以 0 . 85 8 8 . 6 9 . 8 0 . 4 7 3 1 5 3FN 因零件材料为 HB=150，查机械制造工艺设计手册表 3 36有 0 . 6 0 . 6150 0 . 9 41 9 0 1 9 0mFHBKK 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为： 9 . 5 0 . 9 4 8 . 9 4 .3 1 5 3 0 . 9 4 2 9 6 3 . 9M N mFN 3.8.4、 计算切削功率 因为 6 8 2 / m i n 1 1 . 3 7 /n r r s 查机械制造工艺设计手册表 3 36有 3 1 1 . 3 7 32 1 0 2 3 . 1 4 9 . 8 1 0nmPM 0 .7 1 1 .5kw kw 所以，机床功率足够 3.9 工序 8、 钻床身安装孔（ 8 22） 工件 材料 HT150 铸件 机床的选用 : 选用摇臂钻床 Z32K P=1.5kw 钻头的选择 : 选用 22麻花钻 材料为高速钢 22d 10 o 30 o 3.9.1、 钻削用量的选择 3.9.1.1、钻削进给量的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 42有 0 .9 /f mm r 3.9.1.2、钻削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 42有 0 . 3 5 / 2 1 / m i nv m s m nts第 3 章 确定切削用量及基本工时 18 所以 1 0 0 0 1 0 0 0 2 1 3 0 4 / m i n3 . 1 4 2 2vnrd 3.9.1.3、计算切削深度pa22 1122p da m m 3.9.1.4、钻削扭矩的计算 查机械制造工艺设计手册表 3 36有 0M C m d xm fym 310mmyxmmM C d f k 式中： 225.631.90.8mmmCXy所以， 1 0 3mmyxmmM C d f k 1 . 9 0 . 8 32 2 5 . 6 3 2 2 0 . 3 5 1 03 4 . 5 9 .Nm 3.9.2、 计算轴 向力 查 机械制造工艺设计手册 表 3 36有 轴向力 . . .fFXYFFF C d F K式中 588.610.8FFFCXY所以 0 . 85 8 8 . 6 2 2 0 . 3 5 5 5 9 1FN 因零件材料为 HB=150，查机械制造工艺设计手册表 3 36有 0 . 6 0 . 6150 0 . 9 41 9 0 1 9 0mFHBKK 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为： 3 4 . 5 9 0 . 9 4 3 2 . 5 2 .5 5 9 1 0 . 9 4 5 2 5 5 . 5M N mFN 3.9.3、 计算切削功率 因为 3 0 4 / m i n 5 . 1 /n r r s nts四川理工学院毕业设计 19 查机械制造工艺设计手册表 3 36有 3 5 . 1 32 1 0 2 3 . 1 4 3 5 . 6 5 1 0nmPM 1 .1 2 1 .5kw kw 所以，机床功率足够 3.10 工序 9、 精磨 床头箱定位安装面 工件材料 ： HT150 铸件 选择机床： 本次工序选用导轨磨床 MM52125A进行加工 3.10.1、砂轮的选择 查切削用量简明手册 第三章中磨料选择各表，结果为： 4 6 6 3 5 0 4 0 1 2 7AW K B P 其含义为： 砂轮磨料为白刚玉，粒度号为 46，硬度为中软 1 级，树脂结合剂， 6号组织，平型 砂 轮尺寸 3 5 0 4 0 1 2 7D B d 3.10.2、 切削用量的选择 （ 1） 、砂轮速度、砂轮转度的选择 查机械制造工艺手册表 3 110 20 /V m s砂1 5 0 0 / m innr砂（ 2） 、轴向进给量的计算 0 . 5 0 . 5 4 0 2 0af B m m （ 3）、工 件速度 1 0 / m inwvm（ 4）、径向进给量 查机械制造工艺设计手册 表 3 106 0.015rf 3.10.3、计算切削工时 查机械制造工艺设计简明手册表 6.2 8有 21000 barLbZ kt vf f式中： L 加工长度 690L mm b 加工宽度 343b nts第 3 章 确定切削用量及基本工时 20 bZ 单面加工余量 0.2bZ mmk 平面磨削系数 k =1.0 见机械制造工艺设计手册表 7 15 v 工作台移动速度 1 0 / m invm af 工作台往返一次砂轮的轴向进给量 20af mmrf 工作台往返一次砂轮的径向进给量 0.015rf 所以 21000 barLbZ kt vf f2 6 6 0 3 4 3 0 . 2 1 2 9 m i n1 0 0 0 1 0 2 0 0 . 0 1 5 3.11 工序 10、 粗、精磨导轨 工件材料 ： HT150 铸件 选择机床： 本 次工序选用导轨磨床进行加工 机床型号： MM52125A 磨削最大尺寸： 4000 1250 最大磨削高度： 1250 3.11.1、砂轮的选择 导轨加工为床身加工的一道最重要的工序，为了保证导轨的表面粗糙度，所以要对砂轮的材料和粒度进行选择 查机械加工工艺设计实用手册 表 3 91 选取材料为 GB 查机械加工工艺设计实用手册 表 3 93 选择粒度号 40 查机械加工工艺设计实用手册 选择砂轮： 4 0 6 3 5 0 4 0 1 2 7AW K B P 其含义为： 砂轮磨料为白刚玉，粒度号为 40，硬度为 中软 1 级，树脂结合剂， 6号组织，平型 砂轮尺寸 5 0 3 0 2 0D B d 3.11.2、 切削用量的选择 （ 1） 、砂轮速度、砂轮转度的选择 查机械制造工艺手册表 3 110 nts四川理工学院毕业设计 21 20 /V m s砂1 5 0 0 / m innr砂（ 2） 、轴向进给量的计算 0 . 5 0 . 5 3 0 1 5af B m m （ 3）、工件速度 1 0 / m inwvm（ 4）、径向进给量 查机械制造工艺设计手册 表 3 106 0.015rf 3.11.3、计算切削工时 查机械制造工艺设计简明手册表 6.2 8有 21000 barLbZ kt vf f式中： L 加工长度 1580L mm b 加工宽度 221 7 1 8 2 5b bZ 单面加工余量 0.2bZ mmk 平面磨削系数 k =1.0 见机械制造工艺设计手册表 7 15 v 工作台移动速度 1 0 / m invm af 工作台往返一次砂轮的轴向进给量 15af mmrf 工作台往返一次砂轮的径向进给量 0.015rf 所以 21000 barLbZ kt vf f2 1 5 8 0 2 5 0 . 2 1 7 . 0 2 m i n1 0 0 0 1 0 1 5 0 . 0 1 5 注：在磨削过程中，由于磨削的切削用量很小，且磨削面积也很小 ，所以，磨削力也很小，由于床身是重型工件，所以，在加工过程中，可以不考虑床身的定位问题，只要调整好床身和砂轮的相对位置关系，就可以保证加工的精度，仅靠床身的自身定位就可以满足加工要求，这就是“自为基准”。 nts第 3 章 确定切削用量及基本工时 22 nts第 4 章 夹具设计 22 第 4 章 夹具 设计 4.1 问题的提出 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低工人的劳动强度，需要设计一个专用的调节装置。 经指导教师安排，决定设计第十四道工序 磨削床身导轨的调节床身位置的一个调节装置，该装置主要 用于调节床身在水平面内的微量旋转和铅垂面的微量旋转。 4.2 调节原理 该装置用于导轨磨床上，安装在导轨磨床的工作台上。该装置由两部分 构成，其中左边部分用于调节床身铅垂面的旋转，右边部分用于调节 床 身在水平面内的旋转。床身在铅垂面内的调节，这里采用了一端固定，一端用楔块原理来实现，由于床身是属于较重的零件，所以，这里采用了两个支点调节，以减小受力，同时，为了减小楔块的斜面的摩擦力，这里采用的是滚动摩擦，以减小其摩擦力 。 床身在水平面的调节，这里采用了螺旋传动原理来实现，用螺杆带动一个面将工作带动，使其在水平面 内实现位移，滑动面的设计，这里采用了导轨，这样，可以大大的减小摩擦面，同时也大大的减小了摩擦力， 4.3 非标准件的设计 4.3.1 滚子心轴的设计 材料： 考虑到其受剪切，这里选用材料为 45钢。 床身重量： 1000kg=10KN 查材料力学可知： nts四川理工学院毕业设计 23 60aMP 100bs aMP 由材料力学式 3.15有 m a xm a xtTW 316t dW 所以： m a x 10 16760t T KNW 3 1 6 7 1 6d 9.47d 取 10d mm 4.3.2 支承轴的设计 材料： 考虑到其受剪切，这里选用材料为 45钢。 查材料力学有： bs bsFA 24dA 所以： 4 4 1 0 1 2 . 2 83 . 1 4 1 0 0bsF K Nd 因为其要与上述心轴配合，所以，这里选用取 18d 4.3.3 螺旋传动轴的设计及校核 AAnts第 4 章 夹具设计 24 4.3.3.1 零件结构 设计 零件图如上；该零件直径 16 和直径 38 与夹具体配合，以支承该零件，在直径30 台阶用于该零件的定位，该台阶将与一个挡板配合，以限制该轴的往右方运动，左边的 24台阶与夹具体配合，起到限制轴的左方运动，同时也便于装配。右边的方头是用于安装一个扳手等零件，以便于旋转时省力。 4.3.3.2 旋转力的确定 查机械原理图 4 2如上，这就是导轨与零件的运动原理，上此可知零件给下方施加的力就为： f 为摩擦系数， 查机械设计课程设计手册表 1 10可得： 铸铁的有润滑的滑动摩擦系数 0.15f 所以： . 0 . 1 5 1 0 1 . 5F f G k N k N 查机械设计式 6.1可知：min tT k Fd其中；tk为拧紧矩系数 0.2tk d 为螺杆直径 30d mm 所以，要使螺杆旋转，施加的最小力为： min tT k Fd30 . 2 1 . 5 3 0 1 09.kNNm 这里，设扳手力臂长为 200，有： min . 2dTF392 0 0 1 045FFN nts四川理工学院毕业设计 25 所以，要使杆动作，施加的最小力为 45N 4.3.3.3 螺纹强度的校核 查机械设计 式 6.4可知 校核式为： 24 1 .3cFd 查材料力学可知 100 aMp 所以，可以得出： 34 1 . 3 1 . 5 1 0 30 所以，该螺 纹 的强度足够 4.3.4 铅垂凋节力的计算 4.3.4.1 斜楔受力形式如下 其中，楔块的角度为 010 查机械原理 式 4 9 有 t a n a r c t a nF G f 其中 0.1f 见机械设计课程设计手册表 1 10 所以： t a n a r c t a nF G f 0031 0 . t a n 1 0 5 . 71 0 1 0 0 . 2 82 . 8kNkN 查机械设计式 6.1可知：min tT k Fd其中；tk为拧紧矩系数 0.2tk d 为螺杆直径 30d mm 所以，要使螺杆旋转，施加的最小力为： min tT k Fdnts第 4 章 夹具设计 26 30 . 2 2 . 8 3 0 1 01 6 . 8 .kNNm 这里，扳手力臂长为 140，有： min . 2dTF316.870 10240FFN 4.3.4.2 螺纹强度校核 查机械设计式 6.4可知 校核式为： 24 1 .3cFd 查材料力学可知 100 aMp 所以，可以得出： 34 1 . 3 2 . 8 1 0 30 所以，该螺纹的强度足够 4.3.5、导轨的设计： 该导轨的工作条件是在低速下工作，所以，选用凸形的导轨，该种导轨不易积存切屑等脏物，适用于低速运动中。在导轨工作中，导轨的受力是垂直向下的，由于床 身会引起导轨的磨损，所以，这里选用导轨的截面形状为三角形导轨，该导轨具有较高的导向精度，它的工作面为两侧面，故承载能力较大，两边的磨损量是一样的，磨损后能够起到自动补偿作用，所以，工作时导向精度也高。 而导轨材料则选用铸铁，铸铁具有较好的耐磨性和减振性、高的热稳定性、并且易于铸造和切削加工，成本也较低，因此在工业中用途较多。 对于导轨的刚度，由于三角导轨的工作面是两侧面，受力面共有四个面，工作过程中载荷也较平稳，无冲击现像等发生，且支承方式为两边同时支承，故导轨的刚度足够。 4.4 安装 、调试及维 护 4.4.1 安装 4.4.1.1 螺旋传动机构的安装 1、 将螺纹衬套装入面板下方的通孔中，并用螺钉固定 2、 将两个圆柱衬套分别装入支承座的孔中 nts四川理工学院毕业设计 27 3、 将面板装入支承座中的导轨上 4、 装入螺旋传动杆 5、 装入右端限位挡板，并用螺栓固定 6、 将导轨挡块装入面板上，并用螺钉固定 7、 将整体装在导轨磨床的工作台上， 8、 安装完成，调试使用 4.4.1.2 滚子斜楔机构的安装 1、将两个圆柱衬套、两个螺衬套纹装入支座上 2、将楔块和十字头压紧螺钉连成整体 3、将楔块和十字头压紧螺钉连成的这个整体装入支座内 4、将滚子和支承杆用销联接 5、将这个联接装入支承座 6、安装完成，调节使用 4.4.2、 调试 1、 装配完成后，在不安装工件的情况