KST1015叉桿的加工工藝及鉆Ф30孔夾具設計

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1、 KST1015叉桿的加工工藝及鉆Ф30孔夾具設計 摘要 現(xiàn)代機械加工行業(yè)發(fā)生著深刻的結構性變化，工藝工裝的設計與改良已成為相關企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件。夾具行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進的發(fā)展。在新經濟時代，這一行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢。 本次設計對KST1015叉桿的加工工藝及鉆削Ф30圓柱孔進行研究。、首先對零件進行分析，然后選擇毛坯制造形式，制訂工藝路線，確定機械加工余量、切削用量等。對于專用夾具的設計，首要的任務是想好設計方案，根據(jù)所設計的方案確定定位面，限制每個定位元件的自由度，使其達到設計要求。為保證工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外

2、，夾具要做的盡可能敞開，因為夾緊機構元件和加工面之間應保持一定的安全距離，以防止夾具與鉆套、刃具在加工過程中發(fā)生干涉。 通過本次設計提升了我獨立分析與解決機械制造的實際課題的能力，并且在計算機CAD、三維制圖、資料檢索等方面也得到了鍛煉與提高。 關鍵詞：夾具、KST1015、叉桿、鉆削、Ф30 Abstract The modern machining industry has undergone profound structural changes, and the design and improvement of process tooling has become a

3、necessary condition for the survival and development of related enterprises. As a traditional and vigorous industry, fixture industry has made rapid progress in recent decades. In the new economic era, this industry presents a new development trend. This design studies the processing technology of

4、KST1015 fork rod and drilling 30 cylindrical holes. Firstly, the parts are analyzed, then the blank manufacturing form is selected, the technological route is worked out, and the machining allowance and cutting parameters are determined. For the design of special fixture, the first task is to design

5、 a good design scheme, according to the design scheme to determine the positioning surface, limiting the freedom of each positioning element, so that it can meet the design requirements. In order to ensure that the workpiece needs to be fully exposed in this process, the fixture should be as open as

6、 possible, because the clamping mechanism elements and the machining surface should be kept a certain distance between the safety, to prevent the clamp and drill sleeve, cutting tools in the process of interference. Through this design, I have improved my ability to analyze and solve the practical

7、problems of mechanical manufacturing independently, and have also been trained and improved in computer CAD, three-dimensional mapping, information retrieval and other aspects. Key words: jig, KST1015, fork rod, drilling, 30 I 目 錄 摘要 I Abstract II 1 零件的工藝性分析 1 1.1 零件的組成表面、技術要求及形位公差分析 1 1.

8、1.1零件的組成表面分析 1 1.1.2零件的技術要求分析 1 1.1.3零件的形位公差分析 1 1.2 零件的作用 1 1.3 零件的工藝性審查 2 1.4 確定零件的生產類型 3 2 擬定零件工藝路線及確定毛坯 4 2.1 選擇定位基準 4 2.1.1粗基準的選擇 4 2.1.2精基準的選擇 4 2.2 工序順序的安排原則 4 2.3 制定工藝路線 5 2.3.1工藝路線方案1 5 2.3.2工藝路線方案2 5 2.3.3工藝路線的分析、確定 6 2.4 零件毛坯的確定 6 2.5 機床、夾具、刀具及量具的確定 7 2.6 零件加工余量

9、的確定 8 2.7 切削用量及時間定額的計算 9 3 鉆削Ф30圓柱孔專用夾具設計 24 3.1 機床夾具的介紹 24 3.2 問題的提出 24 3.3 選擇定位方案和定位元件 24 3.4 選擇夾緊方案和夾緊元件 26 3.5 夾具體的設計 26 3.6 導向裝置選擇 27 3.7 切削力計算 27 3.8 夾緊力計算 27 3.9 定位誤差分析 28 結論 29 致謝 30 參考文獻 31 II 1 零件的工藝性分析 1.1 零件的組成表面、技術要求及形位公差分析 1.1.1零件的組成表面分析 1、40方向M12螺紋孔所在

10、螺紋面； 2、Φ15圓柱孔及Φ30X4臺階孔所在表面及端面； 3、R45、R55、R52.5、R35所在圓弧表面及端面； 4、尺寸60所在前后兩端面及表面； 5、Φ30圓柱孔所在圓柱表面； 6、尺寸18所在前后端面及表面，尺寸13連接板所在前后端面及表面； 7、寬度為7，高度為39.3加強筋所在表面及端面； 8、圓角R18、鑄造斜度2—3，鑄造圓角R3—R5所在表面及端面； 9、角度為130兩斜面所在表面及端面。 1.1.2零件的技術要求分析 1、Φ5圓柱孔及Φ30X4臺階孔所在表面及端面，其表面粗糙度公差為12.5um； 2、130對稱兩斜面所在端面，其表面粗糙度公差為

11、6.3um； 3、R35圓弧所在端面，其表面粗糙度公差為3.2um； 4、尺寸60所在前后兩端面，其表面粗糙度公差為12.5um； 5、尺寸18所在前后兩端面，其表面粗糙度公差為3.2um； 6、Φ30圓柱孔所在表面，其表面粗糙度公差為3.2um； 7、其余未注表面粗糙度公差的表面，均采用不去除材料的方法獲得。 1.1.3零件的形位公差分析 1、Φ15圓柱孔所在軸線相對于“Φ30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.1； 2、尺寸60所在前端面相對于“Φ30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.05； 3、尺寸18所在前后兩端面相對于“Φ30圓柱孔所在軸線”的垂直度公差為0.15。

12、 1.2 零件的作用 題目所給的零件是叉桿，它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。另外，本次設計的叉桿其零件材料為QT450-10，對其材料進行如下介紹： 1、材料簡介 球墨鑄鐵是碳以球形石墨的形態(tài)存在，其機械性能遠勝于灰口鐵而接近于鋼，它具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能，有一定的彈性，廣泛用于制造曲軸、齒輪、活塞等高級鑄件以及多種機械零件。 2、適用范圍 為鐵素體型球墨鑄鐵，韌性和塑性較高。低溫時，韌性向脆性轉變，但低溫沖擊值較高，且有一定的抗溫度急性變和耐蝕性。用途較廣，在農機中用于鏵犁、犁柱、差速器殼等；通用機械中

13、用作閥體、高低壓氣缸等；還用于輸電線路的鋼帽等。 3、力學性能 抗拉強度σb(MPa)：≥450 條件屈服強度σ0.2(MPa)：≥310 伸長率δ(%)：≥10 硬度：160～210HB 1.3 零件的工藝性審查 審查叉桿的工藝性分析零件圖（見下圖1-1為零件三維實體圖及CAD零件圖）可知，該叉桿形狀、結構比較簡單，通過鑄造毛坯可以得到基本形狀，減少了加工工序，又節(jié)約了材料。除了孔及相應端面以外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床等機床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產條件下，采用經濟的方法保質保量的加工出

14、來。由此可以見，該零件的工藝性較好。 圖1-1 零件三維實體圖及CAD零件圖 1.4 確定零件的生產類型 零件的生產類型是企生產專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。生產類型一般可分為大量生產、成批生產和單件生產三種類型，不同的生產類型有著完全不同的工藝特征。零件生產類型是按零件的年生產綱領和產品特征來確定的。生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。 已知此叉桿零件的生產綱領為5000件/年，叉桿屬于輕型零件，查《機械制造技術基礎課程設計指導書》，可確定該零件生產類型為大批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以

15、通用設備為主，大量采用專用工裝。 32 2 擬定零件工藝路線及確定毛坯 2.1 選擇定位基準 2.1.1粗基準的選擇 對于同時具有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工面與加工表面之間的位置要求，則應以不加工表面作為定位基準。若工件上有多個不加工表面，應選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準。如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時，應選擇該表面的毛坯面作為粗基準。為保證工件某重要表面的余量均勻，應選重要表面為粗基準。應盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。粗基準一般只在頭道工序中使用一次，應該盡量避免重復使

16、用。 因此，選擇Φ54外圓柱面作為粗基準。 2.1.2精基準的選擇 精基準的選擇原則有： 1、基準重合原則 應該盡可能選用零件的設計基準作為定位基準，以免產生基準不重合誤差。 2、基準統(tǒng)一原則 應該盡可能選用統(tǒng)一的精基準定位加工各個表面，以保證各個表面之間的相互位置精度。 3、自為基準原則 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而且均勻，應該選擇加工表面本身作為精基準。 4、互為基準原則 有些相互位置精度要求較高的表面，可采用互為基準反復加工的方法保證。 綜上所述，所選的精基準應能保證定位準確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。本零件選Ф30內孔作為精基準。 2.2

17、 工序順序的安排原則 1、遵循“先基準后其他”原則。 2、遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。 3、遵循“先主后次”原則，先加工主要表面。 4、遵循“先面后孔”原則。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配

18、以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。查《機械制造技術基礎課程設計指導書》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 2.3.1工藝路線方案1 工序1：銑削60前端面； 工序2：銑削60后端面； 工序3：鉆削Φ30圓柱孔； 工序4：銑削18前端面； 工序5：銑削18后端面； 工序6：銑削R35圓弧端面； 工序7：銑削130上斜面； 工序8：銑削130下斜面； 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 工序10：鉆削M12螺紋孔； 工序11：倒角。 2.3.2工藝路線方案2 工序1：銑削60前端面； 工序2：

19、銑削60后端面； 工序3：銑削18前端面； 工序4：銑削18后端面； 工序5：銑削R35圓弧端面； 工序6：銑削130上斜面； 工序7：銑削130下斜面； 工序8：鉆削Φ30圓柱孔； 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 工序10：鉆削M12螺紋孔； 工序11：倒角。 2.3.3工藝路線的分析、確定 工藝方案1：采用先加工大的平面，而后對Φ30圓柱孔進行加工，并且以加工后Φ30圓柱孔為主要定位基準，加工后面的平面、圓柱孔、沉頭孔以及螺紋孔，這樣設計的工藝路線滿足加工工序集中和分散的原則，符合大批量生產的要求，尺寸公差，定位精度都能夠滿足要求。 工藝方案2：采用先銑削

20、后鉆削的方法進行加工，滿足工序集中的原則。但通過對零件圖的分析，能夠知道以Φ30圓柱孔作為定位基準的形位公差要求較多，這樣加工出來的零件其尺寸精度和形位公差要求不能夠得到相應的保證。 通過上面對2種工藝方案的分析，決定采用方案1作為本次加工零件的工藝方案。 2.4 零件毛坯的確定 機械加工中毛坯的種類很多，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等，同一種毛坯又有可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是鑄件和鍛件。 選擇零件材料為QT450-10（上面已對其進行詳細概述）?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為大批生產，故選擇砂型鑄件毛坯。選用鑄件尺寸

21、公差等級為CT-10。具體結構見圖2-1毛坯圖： 圖2-1 叉桿毛坯圖 2.5 機床、夾具、刀具及量具的確定 工序1：銑削60前端面； 將選用X52K立式銑床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標卡尺。 工序2：銑削60后端面； 將選用X52K立式銑床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標卡尺。 工序3：鉆削Φ30圓柱孔； 選用Z3040搖臂鉆床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、擴孔鉆、鉸孔鉆，測量的工具為游標卡尺。 工序4：銑削18前端面； 將選用X52K立式銑床進行加工，

22、待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標卡尺。 工序5：銑削18后端面； 將選用X52K立式銑床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標卡尺。將選用X52K立式銑床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標卡尺。 工序6：銑削R35圓弧端面； 將選用X52K立式銑床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標卡尺。 工序7：銑削130上斜面； 將選用X52K立式銑床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標卡尺。 工序8：銑削13

23、0下斜面； 將選用X52K立式銑床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為端面銑刀，測量的工具為游標卡尺。 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 選用Z3040搖臂鉆床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、擴孔鉆、鉸孔鉆、沉頭鉆，測量的工具為游標卡尺。 工序10：鉆削M12螺紋孔； 選用Z3040搖臂鉆床進行加工，待加工件裝夾在專用夾具上，加工的刀具為麻花鉆、絲錐鉆，測量的工具為游標卡尺和螺紋量規(guī)。 工序11：倒角。 2.6 零件加工余量的確定 工序1：銑削60前端面； 依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序2：銑削60后端面；

24、依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為1mm。 工序3：鉆削Φ30圓柱孔； 依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序4：銑削18前端面； 依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序5：銑削18后端面； 依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序6：銑削R35圓弧端面； 依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序7：銑削130上斜面； 依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序8：銑削130下斜面； 依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為3mm。 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 依據(jù)零件的毛坯圖，能夠看出Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔采用

25、實心鑄造的方式獲得，因此其加工余量為7.5mm。 工序10：鉆削M12螺紋孔； 依據(jù)零件的毛坯圖，能夠看出Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔采用實心鑄造的方式獲得，因此其加工余量為6mm。 工序11：倒角。 2.7 切削用量及時間定額的計算 工序1：銑削60前端面； （1）切削深度3mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=54，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助

26、時間為： 式中：，則 工序2：銑削60后端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=54，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序3：鉆削Φ30圓柱孔； 工步1：鉆削Φ30圓柱孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的

27、確定 取。 主軸的轉動速度，查主軸轉速表，取； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=59，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：擴削Φ30圓柱孔； （1）采用的擴孔鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉動速度，查主軸轉速表，?。? 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=59，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：鉸削Φ30圓柱孔； （1）采用的鉸

28、孔鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉動速度，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=59，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序4：銑削18前端面； 工步1：粗銑18前端面； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間

29、 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑18前端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑18前端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查詢相關手

30、冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=100m/min。 算一下主軸轉動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序5：銑削18后端面； 工步1：粗銑18后端面； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）

31、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑18后端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑18后端面； （1）切削深度0.5mm； （2）通過查

32、詢相關手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=100m/min。 算一下主軸轉動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=94，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序6：銑削R35圓弧端面； 工步1：粗銑R35圓弧端面； （1）切削深度1.5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min，

33、 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑R35圓弧端面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：精銑R35圓弧端面； （1）切削深度0.

34、5mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.3mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=100m/min。 算一下主軸轉動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序7：銑削130上斜面； 工步1：粗銑130上斜面； （1）切削深度2mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=3

35、00r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑130上斜面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序8：銑削130下斜面； 工步1

36、：粗銑130下斜面； （1）切削深度2mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.2mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=80m/min。 主軸轉速，查詢資料知n=300r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：半精銑130下斜面； （1）切削深度1mm； （2）通過查詢相關手冊，取f=0.25mm/r。 （3）明確切削的速度 工件材料為QT450-10，查詢手冊，取=90m/min。 算一下主軸轉動速度，查詢資

37、料知n=375r/min， 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=18，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序9：鉆削Φ15圓柱孔及Φ30臺階孔； 工步1：鉆削Φ15圓柱孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉動速度，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=54，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：擴削Φ15圓

38、柱孔； （1）采用的擴孔鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉動速度，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=54，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步3：鉸削Φ15圓柱孔； 加工方法和計算步驟，與工步1基本一樣在此不再累贅。 工步4：鉆削Φ30臺階孔； 加工方法和計算步驟，與工步1基本一樣在此不再累贅。 工序10：鉆削M12螺紋孔； 工步1：鉆削M12螺紋孔底孔； （1）采用的麻花鉆的材質是硬質

39、合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉動速度，查主軸轉速表，??； 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工步2：鉆削M12螺紋孔； （1）采用的絲錐鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關設計資料和設計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉動速度，查主軸轉速表，?。? 得 （4）基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=12，則 （5）輔助時間

40、 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序11：倒角。 3 鉆削Ф30圓柱孔專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計鉆Ф30圓柱孔夾具。本夾具將用于Z3040搖臂鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。 3.1 機床夾具的介紹 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全

41、。夾具的定位、夾緊、導向元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。 現(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最

42、近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。 3.2 問題的提出 本夾具主要用來鉆Φ30圓柱孔，在加工時應保證孔的尺寸要求。此外，在本工序加工時還應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 3.3 選擇定位方案和定位元件 本次定位其主要定位面采用尺寸60前端面和Ф54外圓柱面。采用60前端面和夾具體上端面凸臺接觸，這樣能夠限制3個方向自由度。利用Ф54外圓柱面和V型定位塊進行定位，限制2個方向的自由度。最后利用加強筋端面和工件插銷進行定位，限制1個方向的自由度。 本次定位中采

43、用的定位元件有：夾具體、V型定位塊、工件插銷。圖3-1為夾具三維及裝配圖。 圖3-1 夾具三維及裝配圖 3.4 選擇夾緊方案和夾緊元件 利用內六角螺栓、夾緊套、過渡板、六角螺母、方頭螺栓、上下夾緊盤，完成上下方向的夾緊。利用左右夾緊塊、方頭螺栓、夾緊座完成左右方向輔助夾緊。 本次夾緊方案中采用的夾緊元件有：內六角螺栓1個、夾緊套1個、過渡板1個、六角螺母1個、方頭螺栓2個、上下夾緊盤1個、左右夾緊塊1個、夾緊座1個。 3.5 夾具體的設計 夾具體的設計應通盤考慮，使上述各部分通過夾具體能夠有機的聯(lián)系起來，形成一個整體。夾具體上表面與零件Ф54外圓接觸的部位做成等高的凸臺

44、以減少加工面積，夾具體底部設計成周邊接觸的形式以改善接觸狀況，提高安裝的穩(wěn)定性。夾具體的三維和零件圖見下面的圖3-2。 圖3-2 夾具體三維和零件圖 3.6 導向裝置選擇 本工序Ф30圓柱孔加工的精度要求較高，采用一次裝夾完成鉆，擴，鉸，3個工步的加工，故此夾具采用與孔尺寸相對應的快換鉆套做導向元件。 3.7 切削力計算 鉆削Φ30圓柱孔 加工機床：Z3040立式鉆床； 鉆削力計算公式： 其中P—鉆削力；T—鉆削的深度,26mm；S—進給量, 0.1mm；D─鉆頭直徑, Φ30mm；HB─布氏硬度，取210HBS。 3.8 夾緊力計算 。 其中：為基本安

45、全系數(shù)，取1.5；為加工性質系數(shù)，取1.1； 為刀具鈍化系數(shù)，取1.1；為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； 為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3；為手動夾緊手柄位置系數(shù)，取1.0。 所以=2.6 實際夾緊力應為：。 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，， 所以 取螺栓預緊力。 選M10方頭螺栓，材料為45#鋼。 則，小于45#鋼的許用拉應力，故可用M10方頭螺栓夾緊工件。 3.9 定位誤差分析 1、定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V型定位塊，在加工時要保證夾具定位塊的位置要求。 2、計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差。 3、鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為： 4、

46、襯套外徑與鉆模座孔的最大間隙為： 則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為：0.5mm。 結論 通過本次設計還使我更深切地感受到了團隊的力量，在與同學們的討論中發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題，這些使我們相互之間的溝通協(xié)調能力得到了提高，團隊合作精神也得到了增強。課程設計體現(xiàn)了之前所學的大部分知識，也檢驗了我的綜合素質和實際能力。同時也跨出了我的工程師之路的第一步。 在設計中我遇到不少難以解決的問題，比如：夾具的設計問題、CAD的繪圖問題以及說明書的編寫問題。通過對這些問題的認識，我知道自己的一些薄弱環(huán)節(jié)；也通過解決這些問題，我更進一步的對所學專業(yè)知識的鞏固加深。所謂“溫故而知新”，在這

47、些知識的基礎上還明白了許多課本所未涉及的知識，令人振奮！ 這次設計使我能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并能結合生產實習中學到的實踐經驗知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設計零件的工藝規(guī)程的能力和學到了夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力，進一步培養(yǎng)了我的識圖、制圖、圖表和編寫技術文件等基本技能，為未來從事的工作打下良好的基礎。 致謝 通過老師的耐心指導和我的不懈努力我終于完成了課程設計。在這次課程設計中，我將在課堂上所學到的相關的科學知識都運用到設計里面，又一次的鞏固了所學內容，

48、甚感欣慰。在完成這一設計的過程中，我遇到了許多困難。面對它們，我并沒有心灰意冷，而是查資料、尋找別人的幫助。在老師的指導和同學的幫助下，我一個個的解決了它們，獲得了最后勝利。 在這里，對幫助我完成這次課程設計的指導老師和同學表示真誠的謝意。在此特別感謝指導老師：這幾周來他們不斷的引導我、教導我，讓我在這次課程設計中學到了很多知識！對于我不懂的問題，只要我提出他們就毫不吝嗇的、不厭其煩地幫我解決，老師這幾周來付出了辛勤汗水，換來了我在這次設計中所學到知識！我會謹記老師的教誨?？傊?，沒有你們的幫助，我很難完成這次設計，再一次表示我對你們最真誠的謝意。 參考文獻 1 王先逵主編.機械

49、制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 2 崇凱主編. 機械制造技術基礎課程設計指南[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006 3 鄒青主編.機械制造技術基礎課程設計指導教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 4 孫麗媛主編.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007 5 郭克希主編.機械制圖. [M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 6 徐學林主編.互換性與測量技術基礎[M].長沙：湖南大學出版社，2007 7 吳宗澤、羅圣國主編.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社，2006 8 余光國、馬俊主編.機床夾具設計[M].重慶：重慶大學出版社，1995 9 程緒琦主編.AutoCAD2008中文標準教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.4 10 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.8 11 鄧文英主編.金屬工藝學 上冊[M].北京：高等教育出版社，2001 12 鄧文英主編.金屬工藝學 下冊[M].北京：高等教育出版社，2001 13 李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.7