CA6140车床手柄轴课程设计

机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 说 明 书设计题目“手柄轴”零件的机械加工工艺规程及夹具设计 班 级 078105404 设 计 者 蔡巍 指导教师 王琦 南昌航空大学科技学院航空工程系南昌航空大学科技学院目 录前言1. 零件工艺性分析（包括零件作用、结构特点、结构工艺性、关键表面的技术要求分析等）2. 工艺设计与计算.2.1 毛坯选择与毛坯图说明2.2 工艺路线的确定2.3 加工余量、切削用量的确定2.4 工序尺寸与公差的确定3. 夹具设计.3.1 设计思想与不同方案对比3.2 定位分析与定位误差计算3.3 对刀与导引装置设计3.4 夹紧机构设计与夹紧力计算3.5 夹具操作动作说明4. 设计总结或心得体会.参考文献机械制造技术课程设计任务书题 目：“手柄轴”零件的机械加工工艺规程及夹具设计（小批量或大批量） 内 容：1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程卡 1张 4.机械加工工序卡片 1套 5.夹具装配图 1 张 6.课程设计说明书 1份班 级 078105404 设 计 者 蔡巍 指导教师 王琦 日 期 2010 年 11月 引 言 毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通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。 本毕业设计的内容是制订操纵手柄加工工艺规程及夹具设计。详细讨论操纵手柄从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结操纵手柄的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对操纵手柄零件的主要技术要求，设计钻孔用的钻床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次毕业设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。1. 零件工艺性分析 1.1 零件的生产纲领及生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中，操纵手柄的生产纲领为5000件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。操纵手柄轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于大批生产。1.2 零件的作用毕业设计题目给定的零件是车床操纵手柄，属于板块类零件，是机床操纵杆上的一个零件，该零件的功用是传递扭矩。工人操纵手柄即可使操纵杆获得不同的转动位置，从而使机床主轴正转、反转或停止转动。1.3 零件的加工工艺分析该零件主要有平面、孔和键槽，是一个形状比较简单的零件。 以工件的上下表面为中心加工孔和槽。钻10H7的孔，钻12H7的孔，铣16mm8mm的槽。 以10 mm的孔为中心加工表面和孔。钻9H7，钻16H7的孔。有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。2. 工艺设计与计算 2.1 毛坯选择与毛坯图说明1. 选择毛坯该材料为45钢。该零件在工作过程中则经常承受交变载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。零件属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用摸锻成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。2确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差钢质摸锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。（1） 锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。（2） 锻件质量Mf 根据零件0.445kg,估算为mf=1.0kg.（3） 锻件形状复杂系数S S=Mf/Mn 该锻件为圆形，假设其最大直径为46mm,长126mm Mn = 1.6kg S = 1/1.6 = 0.62故该零件的形状复杂系数S属S2级。（4） 锻件材质系数M 由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。（5） 零件表面粗糙度 由零件图可知，除17.2mm, 15.7mm 粗糙度Ra = 1.6,圆锥面处Ra=0.8，其余均为6.3。 3. 确定机械加工余量 根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表5-9，由此得单边余量在厚度方向为1.7-2.2mm，水平方向亦为1.7-2.2mm，即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm，各轴向尺寸的单面余量为1.7-2.2mm。 4 确定毛坯尺寸上面查的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra大于等于1.6m。Ra小于1.6m的表面，余量要适当加大。分析本零件，除17.2mm, 15.7mm 粗糙度Ra = 1.6, 其余均为6.3，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。综上所述，确定毛坯尺寸见下表手柄轴毛坯（锻件）尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸17.2221.2224大端40圆锥面2445. 确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量，材质系数，形状复杂系数从表5-6，表5-7中查的。本零件毛坯尺寸允许偏差见下表 手柄轴毛坯（锻件）尺寸允许偏差锻件尺寸偏差根据21.2 表5-6244422表5-7102126 6 设计毛坯图（1） 确定圆角半径 锻件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按表5-13确定。分析本锻件可确定外圆角R2, R3内圆角R3(2) 确定模锻斜度 按表5-11，外模锻斜度= 3（3）确定分模位置由于毛坯为轴类锻件，应采取轴向分模。为了便于起模及便于发现上，下模在模锻过程中的错移，选择最大直径即圆锥面处的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。（4）确定毛坯的热处理方式钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化，均匀的组织，从而改善加工性。 2.2 工艺路线的确定1.定位基准的选择以44的外圆和端面为粗基准，以17.2的外圆和端面为精基准。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆，端面，键槽，倒角，倒圆，沟槽，锥面，孔，螺纹。（1）17.2的外圆面，未标注公差尺寸，表面粗糙度Ra 1.6，需要粗车，半精车，精车（2）20的外圆，公差等级IT6，需要粗车，半精车，精车。（3）圆锥面，为保证镀铬均匀，在镀铬之前圆锥面需要粗车，半精车，精车，保证Ra = 1.6 然后抛光。（4）槽3x2.15 表面粗糙度为Ra3.2,需要粗车，半精车 槽1.5x1 表面粗糙度为Ra6.3,粗车即可。 槽3x0.5 表面粗糙度为Ra6.3,粗车即可(5) 两孔的表面粗糙度Ra6.3 需钻，扩（6）键槽5314 粗糙度Ra6.3 需要粗铣，半精铣。（7）端面 本零件为回转体端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗车即可满足要求，但是小端面作为精基准应该粗车，半精车3制定工艺路线方案一工序1 正火工序2 以20mm处的外圆及端面定位，车大端面，粗车41的外圆工序3 以粗车后的40mm处外圆面及端面定位，粗车另一端面，粗车17.2mm的外圆，粗车20mm的外圆，车1.5mm1mm沟槽，粗车3mm0.5mm沟槽，粗车3mm2.15mm沟槽工序4 以粗车的20mm的外圆及端面定位 ，半精车，精车40mm的外圆。工序5 以精车后的40mm的外圆及端面定位，半精车，17.2mm的外圆，半精车20mm的外圆，半精车3mm2.15mm的沟槽工序6 精车17.2mm的外圆，精车20mm的外圆，车倒角。工序7 以20mm的外圆定位，粗车，半精车，精车圆锥面。工序8 粗铣，半精铣键槽工序9 抛光工序10 镀铬工序11 钻，扩14mm孔及 8.5mm的螺纹孔工序12 攻螺纹工序13 去毛刺工序14 终检 方案 二工序1 正火工序2 粗车小端面，粗车17.2mm的外圆，粗车20mm的外圆粗车，车1.5mmx1mm沟槽，粗车3mmx0.5mm沟槽，粗车3mm2.15mm沟槽工序3 粗车大端面及41mm的外圆工序4 半精车小端面，半精车，17.2mm的外圆，半精车20mm的外圆，半精车3mm2.15mm的沟槽，车倒角工序5 精车17.2mm的外圆，精车20mm的外圆工序6 以加工过的20mm外圆及端面定位，粗车圆锥面工序7 半精车圆锥面工序8 精车圆锥面工序9 抛光工序10 镀铬工序11 钻14mm的孔和8.5mm的螺纹孔工序12 扩14mm的孔和8.5mm的螺纹孔工序13 攻M10的螺纹工序14 以20mm圆柱面及端面定位铣键槽5mm3mm14mm工序15 去毛刺工序16 终检方案比较：方案二比方案一更容易保证尺寸精度，方案二以车过的41mm的外圆定位保证了定位精度，方案一的小端面知粗车一次可能不能保证要求的表面粗糙度，方案一的粗加工，精加工拍的比较混乱，不符合加工要求。 综上所述，工艺路线应选择方案二。2.3 加工余量、切削用量的确定工序30车24mm外圆，车18mm，倒角3*45，4*45。1. 车24mm外圆： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，由车削宽度=045mm，选择高速钢车刀，根据切削用量简明手册表1.2，选择YT5硬质合金刀片，齿数z = 6，机床选择C1640车床。 选择切削用量 切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 3.5mm。每齿进给量采用不对称端车以提高进给量，查切削用量简明手册，当使用高速钢圆柱车刀及查阅机械制造工艺设计简明手册，故取= 0.15mm/z。确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查切削用量简明手册表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.16，当=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z时，各修正系数： 故 (m/min) (r/min)按机床选取：= 100r/min，则实际切削速度和进给量为：实际切削速度：工作台每分钟进给量：车床工作台进给量：检验机床功率根据切削用量简明手册，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时2. 车18mm外圆： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，由车削宽度=045mm，选择高速钢圆柱车刀，根据切削用量简明手册表1.2，选择YT5硬质合金刀片，齿数z = 6，机床选择C1640车床。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 1mm。每齿进给量采用不对称端车以提高进给量，查切削用量简明手册，当使用高速钢圆柱车刀及查阅机械制造工艺设计简明手册，故取= 0.15mm/z。确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查切削用量简明手册表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.16，当=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z时，各修正系数： 故 (m/min) (r/min) 按机床选取：= 100r/min，则进给量为：工作台每分钟进给量：检验机床功率根据切削用量简明手册，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时3.倒角倒角3*45，4*45车削完成后，接着倒角即可。工序40 铣D端面至尺寸18 mm、铣左端面至尺寸8 mm。 1. 铣D端面至尺寸18 mm 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择=80mm的高速钢镶齿圆柱铣刀，根据切削用量简明手册表1.2，选择YT5硬质合金刀片，齿数z = 6，机床选择X51立式铣床。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 3.5mm。 每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册，当使用高速钢镶齿圆柱铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册，故取= 0.15mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径=80mm，查切削用量简明手册表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.16，当=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z时，各修正系数： 故 (m/min) (r/min) 按机床选取：= 100r/min，则实际切削速度和进给量为：实际切削速度：工作台每分钟进给量：检验机床功率根据切削用量简明手册，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时 2. 铣左端面至尺寸8 mm 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择=80mm的高速钢镶齿圆柱铣刀，根据切削用量简明手册表1.2，选择YT5硬质合金刀片，齿数z = 6，机床选择X51立式铣床。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 3.5mm。 每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册，当使用高速钢镶齿圆柱铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册，故取= 0.15mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径=80mm，查切削用量简明手册表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.16，当=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z时，各修正系数： 故 (m/min) (r/min) 按机床选取：= 100r/min，则实际切削速度和进给量为：实际切削速度：工作台每分钟进给量：检验机床功率根据切削用量简明手册，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时 工序50 铣键槽至尺寸。1. 铣14mm槽 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选用高速钢圆柱形铣刀，根据切削用量简明手册表1.2，选择YT5硬质合金刀片，齿数z = 6，机床选择X63卧式铣床。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 40mm。每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册，当使用高速钢圆柱形铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册，故取= 0.25mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径=mm，查切削用量简明手册表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.16，当=mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z时，各修正系数： 故 (m/min) (r/min) 按机床选取：= 375r/min，则进给量为：工作台每分钟进给量：检验机床功率根据切削用量简明手册，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时2. 铣16mm槽：择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选用高速钢圆柱形铣刀，根据切削用量简明手册表1.2，选择YT5硬质合金刀片，齿数z = 6，机床选择X63卧式铣床。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 =3mm。每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册，当使用高速钢圆柱形铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册，故取= 0.25mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径=80mm，查切削用量简明手册表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每分钟进给量根据切削用量简明手册表3.16，当=80mm，z = 6，7.5mm，0.24mm/z时，各修正系数： 故 (m/min) (r/min) 按机床选取：= 375r/min，则进给量为：工作台每分钟进给量：检验机床功率根据切削用量简明手册，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时工序60钻扩铰12H8mm通孔。1. 钻孔10mm： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择10mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表3.16），机床选择Z535立式钻床。 选择切削用量进给量f根据切削用量简明手册表2.7，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查阅机械制造工艺设计简明手册表4.2-16，故取f = 0.43mm/r。根据切削用量简明手册表2.19，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.51mm/r，25mm时，轴向力= 4270N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 4270N。根据立式钻床Z535说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N，由于，故 f = 0.43mm/r可用。切削速度根据切削用量简明手册表2.15，根据f = 0.43mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)根据立式钻床Z535说明书，可以考虑选择选取：，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以，确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 23mm时，钻头后刀面最大磨损量为1.2mm，故刀具磨钝寿命T =75min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即：f = 0.43mm/r，=195r/min，= 14.08m/min。计算基本工时2. 扩孔11.8mm： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择11.8mm高速钢锥柄扩孔钻（工艺表3.18），机床选择Z535立式钻床。 选择切削用量进给量f由切削表2.10得扩孔11.8mm孔时的进给量，并由工艺表4.216取，根据切削用量简明手册表2.19，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.80mm/r，25mm时，轴向力=6080N。轴向力的修正系数均为1.0，故=6080N。根据Z535立式钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N，由于， 故 f = 0.72mm/r可用。切削速度根据切削用量简明手册表2.15，根据f = 0.72mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，扩孔钻扩孔时的切削速度，由切削表2.15得故：。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故=(m/min)根据Z535立式钻床说明书，可以考虑选择选取：，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以，确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 24.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为1.4mm，故刀具磨钝寿命T =75min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即：f =.072mm/r，=8960r/min，= 5.29m/min。计算基本工时3. 铰孔12： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择12高速钢锥柄机用铰刀（工艺表3.117），机床选择Z535立式钻床。 选择切削用量进给量f查阅切削用量简明手册表2.11及表2.24，并根据机床说明书取。由工艺表4.216得。切削速度根据切削用量简明手册表2.24，取。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故：=6 (m/min)根据Z535立式钻床说明书选取：，所以，确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 25mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.9mm，故刀具磨钝寿命T =75min。因此，所选择的切削用量： f =1.22mm/r，= r/min，= 5.34m/min。计算基本工时工序70 钻孔10mm： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择10mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表3.16），机床选择Z535立式钻床。 选择切削用量进给量f根据切削用量简明手册表2.7，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查阅机械制造工艺设计简明手册表4.2-16，故取f = 0.43mm/r。根据切削用量简明手册表2.19，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.51mm/r，25mm时，轴向力= 4270N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 4270N。根据立式钻床Z535说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N，由于，故 f = 0.43mm/r可用。切削速度根据切削用量简明手册表2.15，根据f = 0.43mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)根据立式钻床Z535说明书，可以考虑选择选取：，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以，确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 23mm时，钻头后刀面最大磨损量为1.2mm，故刀具磨钝寿命T =75min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即：f = 0.43mm/r，=195r/min，= 14.08m/min。计算基本工时工序80 钻孔8 mm，扩孔至9 mm，扩孔至16 mm。1. 钻8孔： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择8mm高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16），机床选择Z525立式钻床。 选择切削用量进给量f由切削表2.7和工艺表4.216查得。根据切削用量简明手册表2.19 ，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.28mm/r，12mm时，轴向力= 1230N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 1230N。根据Z525立式钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N， 由于，故f =0.28mm/r可用。切削速度根据切削用量简明手册表2-15，根据f = 0.28mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取=16m/min。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)根据Z525立式钻床说明书，可以考虑选择选取：，所以， 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 9.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，故刀具磨钝寿命T = 35min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表2.21，2.23，P= 1.0kw， 根据立式钻床Z525说明书，所选择的切削用量是可以采用的，即f = 0.28mm/r，= 519.95r/min，= 16.77m/min。计算基本工时2. 扩孔9mm： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择9mm的高速钢铰刀（工艺表2.11），机床选择Z525立式钻床。 选择切削用量进给量f由切削表2.24和工艺表4.215查得。切削速度根据切削用量简明手册表2.24，取。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)根据Z525立式钻床说明书选取：n=195r/min，所以，(m/min)。确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 9.96mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.6mm，故刀具磨钝寿命T = 35min。因此，所选择的切削用量： f =0.81mm/r，= 191.85r/min，= 6.1m/min。计算基本工时3. 精铰16mm孔： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择=16mm高速钢锥柄机用铰刀，机床选择Z525立式钻床。 选择切削用量进给量f查阅切削用量简明手册表2.11及表2.24，并根据机床说明书取。切削速度根据切削用量简明手册表2.24，取 。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min)根据Z525立式钻床说明书选取：，所以， 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当=10mm时，铰刀后刀面最大磨损量为06mm，故刀具磨钝寿命T = 35min。因此，所选择的切削用量：f = 0.8mm/r，= 191.1r/min，= 6.123m/min。计算基本工时工序90 倒角0.5*45 钳工倒角0.5*45 2.4 工序尺寸与公差的确定根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下：1. 12 mm的孔：毛坯为实心，而12 mm的孔的精度为H8（参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9），确定工序尺寸及余量：钻孔：10 mm；扩孔：11.8 mm， 2Z=1.8mm；铰孔：12H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体工序尺寸见表1。表1 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H8Ra3.212Ra3.2扩孔1.8H10Ra6.311.8Ra6.3钻孔23H12Ra12.51010Ra12.52. 10的孔毛坯为实心，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量：钻孔： 9.8mm；粗铰孔：9.96mm，2Z = 0.16mm；精铰孔：10H7mm，2Z = 0.04mm。 具体工序尺寸见表2。表2 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铰孔0.04H7Ra3.210Ra3.2粗铰孔0.16H9Ra6.39.96Ra6.3钻孔9.8H11Ra12.59.8Ra12.53. 9 mm的孔毛坯为实心，而9 mm的孔的精度为H8（参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9），确定工序尺寸及余量：钻孔：7 mm；扩孔：8.8 mm， 2Z=1.8mm；铰孔：9H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体工序尺寸见表3。表3 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H8Ra3.29Ra3.2扩孔1.8H10Ra6.38.8Ra6.3钻孔23H12Ra12.577Ra12.54. 16mm的孔毛坯为9 mm孔，而16 mm的孔的精度为H8（参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9），确定工序尺寸及余量：扩孔：14 mm；扩孔：15.8 mm， 2Z=1.8mm；铰孔：16H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体工序尺寸见表4。表4 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H8Ra3.216Ra3.2扩孔1.8H10Ra6.315.8Ra6.3钻孔23H12Ra12.51414Ra12.55. 车外圆端面根据端面的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量：车： Z = 3.5mm； 具体工序尺寸见表5。表5 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m车3.5H11Ra12.5175175Ra12.5毛坯H13Ra25178.5178.5Ra256. 车24外圆端面根据端面的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量：车： Z = 3.5mm； 具体工序尺寸见表6。表6 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m车3.5H11Ra12.52424Ra12.5毛坯H13Ra2527.527.5Ra257. 车18外圆端面根据端面的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量：车： Z = 3.5mm； 具体工序尺寸见表7。表7 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m车3.5H11Ra12.51818Ra12.5毛坯H13Ra2521.521.5Ra258. 铣16*8mm槽根据槽的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量：铣12mm槽；铣16mm槽。具体工序尺寸见表8。表8 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铣槽2H8Ra12.51616Ra12.5铣槽12H10Ra251414Ra253. 夹具设计 3.1 设计思想与不同方案对比本夹具是工序11用麻花钻钻14，8.5孔的专用夹具，所设计的夹具装配图，供需简图及夹具体零件图如图所示。 3.2 定位分析与定位误差计算 定位基准的选择有零件图可知，根据10mm孔的位置尺寸，其设计基准是以12 H8的中心线。为了减少精度误差，选用了孔键定位的自动定心夹具。且以键槽为其纵向定位的主要定位基准面。 确定定位方案，设计定位元件该孔为通孔，沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制，但是为增强加工时零件的刚性，必定限制孔轴线方向的不定度，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。所使用的定位元件：夹具体上的凸台、定位短销、挡销；夹具体上的凸台可以限制3个自由度，定位短销可以限制2个自由度，挡销可以限制1个自由度，从而达到完全定位（3）工件采用V 形块定位，V 形块的定位误差= = 0.002692 因为斜面角度为15度，所以工件的水平方向的定位误差为y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,满足定位要求。3.3 对刀与导引装置设计为方便快捷的钻14 8.5两个孔，本夹具采用快换钻套，刀具在钻套的引导下准确的钻孔。3.4 夹紧机构设计与夹紧力计算(1)确定夹紧方式和设计夹紧机构12mm孔中的圆柱销承受钻孔时的切削扭矩。在钻10mm孔时，由于孔径较小，切削扭矩和轴向力较小，并且轴向力可以使工件夹紧，因此，在确定夹紧方式时就可以不考虑轴向切削力的影响，即可以不施加夹紧力来克服轴向切削力。但由于切削扭矩会使工件产生旋转，因此需要对工件施加向下压的夹紧力来克服切削扭矩。为便于操作和提高机构效率，采用压板夹紧机构，其力的作用点落在靠近加工孔的12mm孔所在的面上。 (2) 夹紧力分析 计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在钻削加工过程中的切削力可以分解为切削扭矩和轴向切削力，因轴向切削力的作用方向与夹具的夹紧方向相同，有助于工件的夹紧，因此，在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力。而为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即：其中，查机床夹具设计手册表1-2-1得：、1.15、，所以，= 2.691。查机床夹具设计手册表1-2-7得查机床夹具设计手册表1-2-8得：由于钻头的直径为d = 9.8mm，所以，(N mm)。因此，实际所需要的夹紧力为：(N mm)。夹紧机构采用螺旋机构，机构的传动效率为，螺母产生的夹紧力为：。查机床夹具设计手册表1-2-20，得： = 6.22mm，查表1-2-21，得：= 3.675mm，查表1-2-22，得，。= 2810(N)则作用在转动压板上的夹紧力为：由公式得：在工件上的夹紧力作用点到钻头在工件上加工时作用点的距离为55.4mm。因此，夹紧力产生的扭矩为： (N mm)。图5.1 工件受力示意图因，故该机构能满足钻孔加工要求。 3.5 夹具操作动作说明如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了快换垫圈的方式。由于本夹具是对工件进行钻孔，因此在铅直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。因此，应设法解决上述问题。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择精度的心轴，使其定位精确，并使心轴连在夹具体内，这样可以减少纵向倾斜的偏差；三是：加大螺母和开口垫圈的加紧力。使工作进行时，工作紧凑和保证加工要求。夹具体上装有快钻套，同时在夹具体上装有一块可翻动的盖模板，这样有利于工件的拆装。4. 设计总结或心得体会经过两个星期的艰苦努力，终于比较圆满地完成了课程设计的各项任务。在本次设计中我深深地体会到以下几点： 作为一名科技工作者和工程技术人员，首先必须培养求真务实和严谨的科学态度，培养理论联系实际、钻研创新与实事求是相结合的工作作风。 必须重视基础理论知识，只有在牢固掌握专业知识的基础上，才能有创新和发展。 经过这次毕业设计，我学会了收集、查阅和综合分析各种资料，正确应用各种标准手册和工具书籍，进一步提高了自己分析、计算等基本技能，特别是在应用办公软件和绘图软件上，我的收获很大，掌握了很多的常用技巧。 掌握了常用机械结构设计的一般方法和步骤，熟悉了设计计算说明书、论文摘要、文献综述等格式和写作方法，为将来的实际工作打下了坚实的基础。参考文献1机械制造工艺学机械工业出版社，主编：王先逵2机械制造技术机械工业出版社，主编：吉卫喜，2001.53机械制造技术基础机械工业出版社，主编：卢秉恒,1999.104金属切削原理与刀具机械工业出版社，主编：陆剑中5金属切削原理（第2版）机械工业出版社，主编：陈日曜，19936机床夹具设计西安交通大学出版社，主编：龚定安19927金属切削机床概论机械工业出版社，主编：贾亚洲，19948机械工程及自动化简明手册（上）机械工业出版社（主编：叶伟昌）9机械制造工艺学课程设计简明手册华中工学院10金属机械加工工艺人员手册上海科学技术出版社