機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)撥動(dòng)頂尖座裝夾多工位的鉆削工具

1、 序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)了大學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)課和大專部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次 適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)做出一些貢獻(xiàn)。由于能力有限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。第一章 零件的分析（一） 零件的作用撥動(dòng)頂尖座是用于裝夾多工位的鉆削工具（二） 零件的工藝分析從零件圖上可以看出，標(biāo)有表面粗糙度符號(hào)的表面有平面、退刀槽、內(nèi)孔等，其中表面粗糙

2、度要求最高的是18h7對(duì)62h6同軸度公差0.005，表面粗糙度為0.81、18mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：孔18h7及其倒角，外圓62h671外圓及其倒角，槽6052、25mm外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括：外圓25h85, 6h8及其倒角，632的槽3、71mm外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括：孔612h7，螺紋6m54、62mm外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括：鍵槽205h9第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式零件材料為碳素工具鋼。選用鍛件 零件為小批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，故可采用自由鍛造成型，這對(duì)于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。（二

3、）基面選擇定位基準(zhǔn)就是工件上直接與機(jī)床或夾具的定位元件相接觸的點(diǎn)線面?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一?；孢x擇的正確，合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會(huì)使加工工藝路線問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，試生產(chǎn)無法進(jìn)行。1粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)完全合理。2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。（三） 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工藝路線方案工序1：

4、光端面工序2：車外圓62mm，71mm。工序3：切槽605工序4：倒角c1工序5:控制總長(zhǎng)50mm工序6:車外圓25mm65mm工序7:切槽65mmx2工序:8鉆孔18mm(不到尺寸)工序9粗鉸孔18mm工序10: 鉸孔18mm工序11:鉆孔12mm(不到尺寸)工序12:粗鉸孔12mm工序13:鉸孔12mm工序14：鉆4.2 mm (不到尺寸)工序15：攻螺紋m5工序16：粗銑鍵槽工序17：精銑鍵槽工序18:終檢（四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“撥動(dòng)頂尖座”零件材料為碳素工具鋼毛坯重量為7kg，生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，可采用鍛造中的自由鍛造。1外圓表面（65，71，62，25）毛坯

5、加工表面長(zhǎng)度為50mm，直接取其毛坯外圓表面直徑為75mm，71,25表面粗糙度值為3.2。65, 62表面粗糙度值為0.8，粗車余量為1.6mm，差工藝手冊(cè)表2.3-2，精車余量為0.2mm，差工藝手冊(cè)表2.3-3.2.內(nèi)孔18和12的表面粗糙都值為0.8um，查工藝手冊(cè)表2.3-8表2.3-12鉆孔：11mm 擴(kuò)孔：11.9mm 2z=0.75 mm 鉸孔：12mm 2z=0.1mm鉆孔：17mm擴(kuò)孔：17.75mm 2z=0.75mm鉸孔：18 2z=0.1mm3.螺紋m5工藝手冊(cè)表2.320鉆孔：4.2mm攻絲m5 p=0.84.鍵槽工藝手冊(cè)表2.322長(zhǎng)為20：粗銑后半精銑余量為1.

6、5mm寬為5：粗銑偏差為0.2mm0.18mm深為3.2：半精銑偏差為0.075mm撥動(dòng)頂尖座毛坯圖(五)確定切削用量及基本工時(shí)工序1：車削端面，外圓1. 加工條件加工材料：碳素工具鋼，=736mpa加工要求：粗精車62mm端面及62mm、71mm外圓，表面粗糙度值為3.2。粗精車25mm端面及25mm。65mm外圓，表面粗糙度值為3.2機(jī)床：ca6140臥式車床刀具：刀片材料為yt15，刀桿尺寸為16mm25mm，=90、。=15、。=8、=0.5mm。2、計(jì)算切削用量粗車62mm端面（1）確定端面最大加工余量：余量為2mm。（2）進(jìn)給量f：根據(jù)切削手冊(cè)表1.4，當(dāng)?shù)稐U長(zhǎng)度為1625，以及工

7、件直徑為75時(shí)。按ca6140機(jī)床說明書?。?）計(jì)算切削速度：按切削手冊(cè)表1.27切削速度的計(jì)算公式為v =所以：v = 0.870.81.180.890.97=47.4 m/min（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速按機(jī)床說明書與201相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為200及250，現(xiàn)取250，實(shí)際切削速度為=60.45 m/min（5）計(jì)算切削工時(shí)：按工藝手冊(cè)表6.2-1取l=+=+2+3+5=47.5=0.38min半精車62端面（1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=0.5（2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.6選用f=0.75（3） 計(jì)算切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.81.180.890.97=113.9

8、4m/min4）確定主軸轉(zhuǎn)速：=584.03按機(jī)床選取n=710，所以實(shí)際切削速度為=167.29 m/min（5）計(jì)算切削工時(shí)：按工藝手冊(cè)表6.2-1取l=+=+2+3+5=44.5=0.25min粗車25端面（1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=0.95（2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.6選用f=0.5（3） 計(jì)算切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.81.180.890.97=82.93m/min4）確定主軸轉(zhuǎn)速：=351.995按機(jī)床選取n=400，所以實(shí)際切削速度為=94.2m/min（5）計(jì)算切削工時(shí)：按工藝手冊(cè)表6.2-1取l=+=+2+0+5=44.5=0.22min半精

9、車25端面（1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=0.05（2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.6選用f=0.25（3） 計(jì)算切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.81.180.890.97=163.4m/min4）確定主軸轉(zhuǎn)速：=693.5按機(jī)床選取n=710，所以實(shí)際切削速度為=167.2m/min（5）計(jì)算切削工時(shí)：按工藝手冊(cè)表6.2-1取l=+=+2+0+5=44.5=0.25min2、粗車外圓62（1）背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=2.04（2）進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.4，選用f=0.4.（3）計(jì)算切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表1.27vc =v = 0.870.80.890.97=79.46

10、m/min（4）確定主軸轉(zhuǎn)速：=600按機(jī)床選取n=710，所以實(shí)際切削速度為=167.29 m/min（5）檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力按切削手冊(cè)表1.29所示式中，=2795、=1.0、=0.75、=0.15=1.01，=0.89所以=27952.041.010.89=1414.6n切削消耗功率為=kw=3.94kw由ca6140機(jī)床說明書可知，ca6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.8kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為710時(shí)，主軸傳遞的最大功率為3.94kw，所以機(jī)床功率足夠，可以加工。（6）校驗(yàn)進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削率=1414.6n，徑向切削力按切削手冊(cè)表1.29所示公式計(jì)算：式中=940 、=0.9、=0.6

11、、=0.3=1.8, =0.5所以=9401.80.5n=220.88n而軸向切式中=2880 、=1.0、=0.5、=0.4=1.132, =1.17所以=28802.041.1321.17n=1106n取機(jī)床導(dǎo)軌與床之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為f=1106n+0.1(1414.6+220.88)=1269.488n而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530n,(表切削手冊(cè)1.30)故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作切削工時(shí)式中l(wèi)=30、=2、=0所以=0.246min半精車外圓62（4） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=0.55（5） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.6選

12、用f=0.25（6） 計(jì)算切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.80.890.97=117.48 m/min（4）確定主軸轉(zhuǎn)速：=592.9按機(jī)床選取n=710，所以實(shí)際切削速度為=140.675m/min（5）切削工時(shí)式中l(wèi)=30、=2、=0所以=0.18min精車外圓62（1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=0.05（2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.6選用f=0.18（3） 計(jì)算切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.80.890.97=188.8 m/min（4）確定主軸轉(zhuǎn)速：=968.2按機(jī)床選取n=1120，所以實(shí)際切削速度為=218.39m/min（5）切削工時(shí)式

13、中l(wèi)=30、=2、=0所以=0.15min粗車外圓71（1）背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=1.45（2）進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.4.選用f=0.5.(3)計(jì)算切削速度：見切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.80.890.97=66.1 m/min（4）確定主軸轉(zhuǎn)速：=280.6按機(jī)床選取n=320，所以實(shí)際切削速度為=75.3m/min（5）切削工時(shí)式中l(wèi)=7、=2、=0所以=0.06min半精車外圓71(1)背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=0.05(2)進(jìn)給量：見切削手冊(cè)表1.6，選用f=0.15(3)計(jì)算切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.80.890.97=165.2 m/min（4）

14、 確定主軸轉(zhuǎn)速：=739.5按機(jī)床選取n=900，所以實(shí)際切削速度為;=212.1m/min(5)切削工時(shí)：式中l(wèi)=7、=2、=0所以=0.02min粗車外圓25（1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=24.45，可11次切除（2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.4選用f=0.5（3） 計(jì)算切削速度：切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.80.890.97=50.54 m/min（4） 確定主軸轉(zhuǎn)速=214.5按機(jī)床選取n=250所以實(shí)際切削速度為=58.9m/min（5） 切削工時(shí)式中l(wèi)=8、=2、=0所以=0.08min半精車外圓25（1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=0.55（2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1

15、.6，選用f=0.25（3） 計(jì)算切削速度：切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.80.890.97=113.9 m/min（4） 確定主軸轉(zhuǎn)速=1389按機(jī)床選取n=1400,所以實(shí)際切削速度為=114.8m/min（5） 切削工時(shí)：式中l(wèi)=8、=2、=0所以=0.028min粗車外圓65(1)背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=1.9，(2)進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.4選用f=0.5 (3)計(jì)算切削速度：切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.80.890.97=74.6 m/min (4)確定主軸轉(zhuǎn)速=299.6 按機(jī)床選取n=320所以實(shí)際切削速度為=75.4m/min(5)切削工時(shí)式中l(wèi)=8、=2、

16、=0所以=0.0625min半精車外圓65（1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縵=0.55（2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表1.6，選用f=0.15（3） 計(jì)算切削速度：切削手冊(cè)表1.27v = 0.870.80.890.97=136.4 m/min（4） 確定主軸轉(zhuǎn)速=656.72按機(jī)床選取n=710,所以實(shí)際切削速度為=147.4m/min（5） 切削工時(shí)：式中l(wèi)=30、=2、=0所以=0.3min鉆孔18莫氏圓錐2號(hào)，d=17,l=223，根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-6=30，2=118，=40，=12，當(dāng)20，鉆頭后刀面磨損極限值為0.8，耐用度t=60min查切削手冊(cè)。表2.12（1） 背吃刀量：鉆孔時(shí)

17、=8.5（2） 進(jìn)給量： f=（0.350.43）0.75=（0.260.32），f=0.3查切削手冊(cè)表2.7（3） 計(jì)算切削速度：v =式中=4.4,=0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查切削手冊(cè)表2.31所以=10.881.110.870.85=0.72v = 0.72=10.15 m/min=190根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=200，實(shí)際轉(zhuǎn)速為=10.68m/min（4） 校驗(yàn)機(jī)床，查工藝手冊(cè)轉(zhuǎn)距t和切削功率，計(jì)算公式如下：=（kw）式中=0.117,=2.2,=0.8,= ,=1.11, =1.0, =0.87

18、因此，總修正系數(shù)為=1.110.871.0=0.97所以鉆孔時(shí)轉(zhuǎn)矩為t=0.1170.97nm=22 nm切削功率為=0.46kwz3025機(jī)床主軸的最大轉(zhuǎn)矩=196.2 nm,主電動(dòng)機(jī)率=2.2kw由于t,故選擇的切削刀量可用。最后所確定的切削量為=8，f=0.3，vc=10.68 m/min（n=200）基本時(shí)間=式中已知=50，=17.45，=3，f=0.3，n=200，所以孔的基本時(shí)間：=1.17min擴(kuò)18孔錐柄擴(kuò)孔鉆，莫氏錐度2號(hào)d=17.75，l=228查工藝手冊(cè)表3.1-8，t=30min查切削手冊(cè)。表2.12（1） 背吃刀量=0.375（2） 進(jìn)給量：f=0.60.7，按機(jī)床

19、選取f=0.63（3） 計(jì)算切削速度v =式中=11.1,=0.4,=0.2,=0.5，m=0.2，=1.0， =0.88， =1.0， =1.0所以=0.88v = 0.88=24.2 m/min=434根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=500，實(shí)際轉(zhuǎn)速為 =27.88m/min基本時(shí)間=式中已知=50，=2.6，=4，f=0.63，n=200，所以孔的基本時(shí)間：=0.18min鉸孔18直柄機(jī)用鉸刀，l=182mm，d=18mm，查工藝手冊(cè)表3.1-16，t=40min查切削手冊(cè)。表2.12（1）背吃刀量=0.125（2）進(jìn)給量：f=0.651.4，按機(jī)床選取f=1.0（3）計(jì)算切削速度v

20、 =式中=12.1,=0.3,=0.2,=0.65，m=0.4，=1.0， =0.66，=1.0，查切削手冊(cè)表2.31所以=0.66v = 0.88=6.4m/min=113.3根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=500，實(shí)際轉(zhuǎn)速為=11.3m/min基本時(shí)間=式中已知=50，=2.2，=18，f=0.63，n=200，所以孔的基本時(shí)間：=0.35min鉆12孔莫式圓錐2號(hào),d=11,l=175，根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-10=30,2=118，=40，當(dāng)20，鉆頭后刀面磨損極限值為0.8，耐用度t=60min。查切削手冊(cè)。表2.12（1）背吃刀量：鉆孔時(shí)=5.5（2）進(jìn)給量： f=（0.250.

21、31）0.75=0.180.23，f=0.2查切削手冊(cè)表2.7（3）計(jì)算切削速度：v =式中=4.4,=0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查切削手冊(cè)表2.31所以=10.881.110.870.85=0.72v = 0.72=11.24 m/min=325根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=315，實(shí)際轉(zhuǎn)速為=10.89m/min基本時(shí)間=式中已知=42，=12.13，=3，f=0.2，n=315，所以孔的基本時(shí)間：=0.9min擴(kuò)孔12錐柄擴(kuò)孔鉆，莫氏錐度2號(hào)，d=11.75，l=228查工藝手冊(cè)表3.1-8，t=30min

22、查切削手冊(cè)。表2.12（1）背吃刀量=0.375（2）進(jìn)給量：f=0.50.6，按機(jī)床選取f=0.5（3）計(jì)算切削速度v =式中=11.1,=0.4,=0.2,=0.5，m=0.2，=1.0， =0.88， =1.0， =1.0，=1.0查切削手冊(cè)表2.31所以=0.88v = 0.88=17.01 m/min=460.98根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=500，實(shí)際轉(zhuǎn)速為=18.46m/min基本時(shí)間=式中已知=42，=2.6，=4，f=0。5，n=200，所以孔的基本時(shí)間：=0.193min鉸孔12直柄機(jī)用鉸刀，l=151mm，d=12mm，查工藝手冊(cè)表3.1-16，t=40min查切

23、削手冊(cè)。表2.12（1）背吃刀量=0.125（2）進(jìn)給量：f=0.651.4，按機(jī)床選取f=1.0（3）計(jì)算切削速度v =式中=12.1,=0.3,=0.2,=0.65，m=0.4，=1.0， =0.66，=1.0，查切削手冊(cè)表2.31 所以=0.66v = 0.66=5.78m/min=153.3根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=200，實(shí)際轉(zhuǎn)速為=7.54m/min基本時(shí)間 =式中已知=42，=2.6，=18，f=0.63，n=200，所以孔的基本時(shí)間：=0.313min鉆孔4.8m5螺紋莫氏圓錐2號(hào), d=4.8,l=133，根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-10=28，2=118，=40，當(dāng)20

24、，鉆頭后刀面磨損極限值為0.8，耐用度t=20min。查切削手冊(cè)。表2.12（1）背吃刀量：鉆孔時(shí)=2.25（2）進(jìn)給量： f=（0.140.18）0.50=0.070.09，f=0.08查切削手冊(cè)表2.7（3）計(jì)算切削速度：v =式中=4.4,=0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查切削手冊(cè)表2.31所以=10.881.110.870.85=0.72v = 0.72=3.78m/min=250.8根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=250，實(shí)際轉(zhuǎn)速為=3.77m/min基本時(shí)間=式中已知=12，=7，=0，f=0.2，n=315，所以孔的基本時(shí)間：=0.95min攻m螺紋5絲錐d=5，螺距p=0.8，刀頭長(zhǎng)l=16，刀具長(zhǎng)l=58，a=3.15查工藝手冊(cè)3.1-48，表刀具耐用度t=90min（1）背吃刀量：鉆孔時(shí)=0.5（2）進(jìn)給量： f等于工件螺紋的螺距，即f=0.8（3）計(jì)算切削速度：v =式中=64.8,=1.2,=0.5, m=0.9，=1.0， =1.0，=1.0，絲錐芯部直徑=（0.40.5）d，其d為絲錐大徑，取=