輪對前蓋機械加工藝及鉆3-φ25.5孔夾具設(shè)計,輪對,機械,工藝,夾具,設(shè)計 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 輪對前蓋加工工藝的設(shè)計及夾具設(shè)計 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 2015年 6 月 2 日 29 摘 要 輪對前蓋的加工工藝及夾具的設(shè)計，包括零件加工的工藝設(shè)計、工藝設(shè)計和專用夾具的設(shè)計三個部分。大家都知道，我們必須在設(shè)計過程中，首先對零件的分析，了解設(shè)計過程的一部分，然后在好結(jié)構(gòu)，在選擇加工基準與零件設(shè)計過程的一部分，之后，將每一步的工藝尺寸的計算，在每個階段的生產(chǎn)工藝主要由過程和減少設(shè)備的數(shù)量和隨后的設(shè)計，各種零件的專用夾具設(shè)備的設(shè)計，如定位元件、夾緊元件、驅(qū)動元件、機床夾具，連接元件和其他元件，同時，我們計算設(shè)備產(chǎn)品。誤差分析的植物結(jié)構(gòu)好，好的和壞的，在未來的設(shè)計必須改進。 關(guān)鍵詞：切削用量，誤差，工藝，夾緊，工序，定位 Abstract Shell parts processing technology and design of drilling jig design process design, including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first carries on the analysis to the components and parts of the process to understand the design of blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each step of process dimension calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure; design then the special jig, fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, guide device, clamp and the machine tool and other components; the positioning error calculate fixture positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay close attention to the improvement and design in later. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning error 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 緒 論 1 1.1 輪對前蓋的加工工藝簡述： 1 1.2輪對前蓋的加工工藝的流程： 1 1.3輪對前蓋夾具簡述 2 1.4機床夾具的功能 2 1.5機械工藝夾具的發(fā)展趨勢 2 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 2 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 2 第2章 零件的分析 4 2.1零件的形狀 4 2.2零件的工藝分析 5 第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計 6 3.1 確定毛坯的制造形式 6 3.2 基面的選擇 6 3.3 制定工藝路線 7 3.3.1 工藝路線方案一 7 3.3.2 工藝路線方案二 7 3.3.3 工藝方案的比較與分析 8 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 8 3.4.1 機床選用 8 3.4.2 選擇刀具 8 3.4.3 選擇量具 9 3.5 加工之中工序尺寸，加工余量以及毛坯尺寸的選定 9 3.6確定切削用量及基本工時 10 第4章 鉆3-Φ25.5孔夾具設(shè)計 21 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 21 4.2 對夾具的導(dǎo)向： 22 4.3 切削力及夾緊力的計算 22 4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 24 4.5 鉆模板 25 4.6定位誤差的分析 26 4.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 27 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 28 4.9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 29 結(jié) 論 30 參考文獻 31 致 謝 33 第1章 緒 論 1.1 輪對前蓋的加工工藝簡述： 輪對前蓋加工處理是指改變形狀，尺寸，相對位置等全過程的性質(zhì)的加工坯料的方法，該方法是基于所述工作者的處理。舉個例子：一個處理流程的粗加工 - 精加工 - 裝配 - 檢驗 - 包裝的這個具體流程，是屬于一般加工方法的過程，但個別的話是不一樣的，比如原油處理，它可以包括空白的制造，研磨，也可被分成精加工，然后鉗工，以及銑床等，必要的對每個步驟進行詳細的數(shù)據(jù)分析，比如粗糙度之類的。 但是，這其中的差別是要看產(chǎn)品和技術(shù)人員，設(shè)備條件和工人的質(zhì)量等等的數(shù)量再確定的，來確定在所使用的過程中，以及寫在過程的文件中，這是所講述處理的規(guī)劃的內(nèi)容。相對來說是比較有針對性的，所以每個工廠很大可能是不一樣的，因為實際的情況很大可能也是很不同的。 總的來說，這一個過程就是一個程序，這個過程是對每一個步驟的詳細參數(shù)進行表示，而它的工藝規(guī)劃則是基于一個特定工廠編寫過程的實際情況來決定的。 1.2輪對前蓋的加工工藝的流程： 輪對前蓋的加工工藝規(guī)劃是可以提供零件的加工過程和工藝文件操作方法的依據(jù)之一，因為它是在具體的生產(chǎn)條件下，以實際為依據(jù)，確定好合理的工藝與操作方法，按照該書面形式處理的規(guī)定文件，經(jīng)批準后，用來指導(dǎo)生產(chǎn)。 步驟開發(fā)的流程與規(guī)范： 1）首先要通過具體的計算來做出生產(chǎn)規(guī)劃，然后才能確定生產(chǎn)的類型。 2）接著要去分析零件圖與產(chǎn)品的裝配圖，進行零件的加工分析。 3）選擇了基準面。 4）制定工藝的路線。 5）確定每一道工序中，需要計算合處理的尺寸與公差。 6）才可以確定所使用的每一個過程的設(shè)備和工具，夾具，量具 7）確定所需要的切削的量和固定的工作小時，確定工作效率。 8）確定主要工序的技術(shù)要求以及試驗方法與注意的要點。 9）填寫流程文件。 在配制的順序處理的過程中，往往在右邊的內(nèi)容已被預(yù)先確定前進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。而在實際加工的執(zhí)行過程之中，極有可能出現(xiàn)沒有之前的物質(zhì)條件的狀況，例如引進改良的生產(chǎn)條件，新的技術(shù)，新的材料，新的工藝，先進的設(shè)備，和需要及時修改及完善的工藝規(guī)程。 1.3輪對前蓋夾具簡述 輪對前蓋的夾具工件的裝夾技術(shù)和設(shè)備，他們被廣泛的應(yīng)用于機械加工之類的制造工藝之中。 然而在現(xiàn)代化的生產(chǎn)之中，工裝夾具是一定不能缺少的技術(shù)與設(shè)備，因為這直接影響到精密加工和提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)好的產(chǎn)品，所以說，夾具設(shè)計是一個重要的技術(shù)工作，直接影響到生產(chǎn)的質(zhì)量。 機械工具是人類文明進步的顯著的標志。尤其是工具（包括夾具，刀具，量具等）在其功能上面的不斷創(chuàng)新仍然是非常顯著有效果的。 1.4機床夾具的功能 1.機床夾具的主要功能是： （1）確定工件在定位以及夾緊過程中必須要有正確的位置，這樣的話就可以保證工件位置的正確的以及滿足位置的定位精度的要求。 （2）要選擇能固定工件的固定定位，用來保持加工過程中的定位操作能夠在相同的位置。這是因為在加工過程中，工件會處于各種力的作用之下，但如果工件不是固定的話，工件會產(chǎn)生松動，這樣的話，就必須夾緊工件，來提供安全并且可靠的加工條件。 2.機床夾具的特殊功能： 工裝夾具之中主要是對刀和引導(dǎo)這兩個特殊功能。 （1）調(diào)節(jié)所用刀的切割邊緣相對于工件或夾具的正確位置。銑削夾具邊緣塊，其可以快速確定相對于所述切割器夾具的正確位置。 （2）引導(dǎo)鉆夾具鉆模板可以快速確定鉆頭的位置和鉆控制鉆頭的使用。 1.5機械工藝夾具的發(fā)展趨勢 伴隨著社會科學(xué)技術(shù)的進步以及社會生產(chǎn)力水平的迅速提高，夾具也從補充工藝夾具發(fā)展成為齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 1）讓新產(chǎn)品可以快速，方便地裝備起來并且投入生產(chǎn)之中。 2）一組能夠夾緊工件的夾具都有類似特征的。 3）能用于高精密機床的精密加工。 4）能用于所有現(xiàn)代化機械的制造技術(shù)。 5）能夠高效率地利用液壓或者氣動夾緊裝置來夾住，進一步地提高勞動的生產(chǎn)率。 6）能夠顯著提高機床夾具的標準化的程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 夾具的方向1：精確 隨著越來越精密機械產(chǎn)品，必將在精密夾具相應(yīng)增加。 夾具的方向2：效率 高效率的夾具，常見的有：高速與動力夾緊裝置以及自動化裝置的燈具。 夾具的方向3：靈活性 其中的柔性和撓性機器夾具之類。變量是：所述步驟的特征，產(chǎn)量以及所述工件的形狀和大小。擁有柔性夾具的新品種特點的夾具是：通用可調(diào)夾具，組合夾具，夾具組，數(shù)控機床夾具和裝配夾具，。預(yù)計在很長的一段時間內(nèi)，靈活的夾具將成為夾具的主要的發(fā)展的方向。 夾具的方向4：標準化 我們在配制比較典型的夾具結(jié)構(gòu)的時候，首先要固定部件和零件，這是是常見的，然后再建立這種類型的大小串聯(lián)或者變體，來減少我們使用相似的功能元件和夾具的類型部件。常用的方法有：夾具，零部件，元器件以及一些萬能材料。而在標準化階段我們使用的夾具則是比較普遍的。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 一．技術(shù)要求： 1.鍛件內(nèi)表面噴砂處理 2非加工表面涂黑漆 3.鍛件不允許有砂眼，縮松等缺陷 4.未經(jīng)鑄造圓角為R2-R3 5.鍛件起模斜度2度。 2． 輪對前蓋的工藝結(jié)構(gòu)的分析 由零件圖可知，零件的材料為35，硬度160-210HB.該材料有著強度高，容易成形，并且切削性能好、價格也比較低廉，一般來說，毛坯種類的確定是很重要的，它零件的結(jié)構(gòu)形狀。 比如造采用機器造型，可以使毛坯的形狀基本接近于零件的形狀，因此可以大大減小切削加工量，從而提高材料的利用率，減少了浪費降低成本。 我這次做的工藝和夾具是以輪對前蓋零件為對象進行的，輪對前蓋的主要的作用就是固定轉(zhuǎn)向器各個零部件的。 這個零件的實際的形狀如下所示，從下圖上來看，這個零件是比較典型的零件，與其他的零件比起來結(jié)構(gòu)算是中，具體尺寸，公差如下圖所示。 圖2-1 輪對前蓋零件圖 2.2零件的工藝分析 由上面的零件圖可以知道，他的材料是35，這種材料具有比較高的強度，高的減振性，高的耐熱性及高的耐磨性，比較合適用于承受比較大的應(yīng)力和高要求的耐磨零件。 輪對前蓋零件的主要加工表面如下：一.左與右端面，他們的表面粗糙度值都是一樣的，為3.2。二.前端面，前端面的表面粗糙度為3.2。三.用車床車直徑為Φ36的內(nèi)孔，它的表面粗糙度也為3.2。 輪對前蓋零件一共有兩組加工表面，如圖可知它們之間是有一定的位置要求的。如下分述： 一．左端的加工表面： 這一組加工表面包括有：左端面，它的內(nèi)孔直徑為Φ150.2孔。使用先粗車然后再半精車的方法就可以達到設(shè)計圖的精度要求。但是由于鉆工是沒有精度的要求的，所以可以把他們歸為一道工序，這樣子就可以達到要求了，也就不需要擴孔、鉸孔等工序了。 (2).右端面的加工表面： 這一組加工表面包括有：右端面；圓柱筒直徑為Φ225、Φ175的端面外圓，由于圓柱筒的加工要求也不高，采用先粗車然后精車的方法就可以達到所需的精度要求了。 第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計 考慮到零件工藝規(guī)程設(shè)定的問題，假設(shè)本輪對前蓋零件的年產(chǎn)量為100000臺，每臺機器1個零件，其中備次為19%，廢品率為百分之0.25，每一天安排兩班的工作班次。 因為這個零件材料為35 ，我考慮到零件在工作的時候必須要有比較高的耐磨性，所以，我選擇鑄鋁的鍛件來鑄造，根據(jù)設(shè)計要求：Q=10萬件/年，那么n=1件/臺；再結(jié)合生產(chǎn)的實際情況，那么備品率α和 廢品率β則可以分別取百分之19和百分之0.25代入公式，可得到這個工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為： N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 已知輪對前蓋零件的材料為35 ，該鍛件有一個明顯的特點，那就是液態(tài)成形，液態(tài)成型的主要優(yōu)點表現(xiàn)在：適應(yīng)性很強，亦即適用于各種不同重量，不同壁厚的鍛件，同時也適用于不同種類的金屬，并且還特別適用于制造形狀復(fù)雜的鍛件，從減少生產(chǎn)成本的情況上來考慮，這是必須的。 3.2 基面的選擇 在工藝工序的設(shè)計之中，基面的選擇是否正確與合理是非常之重要的，因為做好這一步的話可以讓零件加工出來的質(zhì)量更好地得到保證，使效率得以明顯改進，相反，會造成大批零件的報廢，從而使生產(chǎn)無法繼續(xù)正常進行。 對于粗基準的選擇，以輪對前蓋零件為對象的這樣的零件來說，我們必須選好他的粗基準，因為對于這個零件來說，假設(shè)以外圓的端面來做基準的話，會極有可能造成這一組內(nèi)與外圓的面加工出來與零件的設(shè)計要求不符合，根據(jù)粗基準的選擇原則：若一個零件有不加工的表面的時候。 3.3 制定工藝路線 接下來就是工藝之中最重要的工作了，就是制定工藝路線，我們需考慮的是使得零件的幾何形狀，尺寸精度以及位置精度得到合理并且保證可行，還需要考慮生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟效益，從而達到使生產(chǎn)成本下降的效果。 3.3.1 工藝路線方案一 10 鍛造 鍛造出毛坯 20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理 30 粗車 粗車右端面，粗車外圓Φ225，粗車外圓Φ175，以及15度角和R5，R10圓弧角，注意各外圓留1mm的精車余量 40 粗車 掉頭，粗車左端面，粗車外圓Φ185，粗車各外圓臺階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的精車余量 50 精車 精車右端面，精車外圓Φ225，精車外圓Φ175，以及15度角和R5，R10圓弧角，達到圖紙尺寸公差要求 60 精車 精車左端面，精車外圓Φ185，精車各外圓臺階及圓弧圓，達到圖紙尺寸公差要求 70 車 車內(nèi)孔Φ150.2孔 80 鉆擴鉸孔 鉆鉆擴鉸圓周3-Φ25.5孔 90 鉗 去毛刺，清洗 100 終檢 終檢入庫 3.3.2 工藝路線方案二 10 鍛造 鍛造出毛坯 20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理 30 車 車內(nèi)孔Φ150.2孔 40 粗車 粗車右端面，粗車外圓Φ225，粗車外圓Φ175，以及15度角和R5，R10圓弧角，注意各外圓留1mm的精車余量 50 粗車 掉頭，粗車左端面，粗車外圓Φ185，粗車各外圓臺階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的精車余量 60 精車 精車右端面，精車外圓Φ225，精車外圓Φ175，以及15度角和R5，R10圓弧角，達到圖紙尺寸公差要求 70 精車 精車左端面，精車外圓Φ185，精車各外圓臺階及圓弧圓，達到圖紙尺寸公差要求 80 鉆擴鉸孔 鉆鉆擴鉸圓周3-Φ25.5孔 90 鉗 去毛刺，清洗 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上面兩個方案的特點比較在于：方案一的定位和裝夾相比起來是比較方便的，并且在加工的過程中位置的精度也不容易得到保證。方案二雖然減少了裝夾的次數(shù)，不足的地方在于需要及時更換刀具，刀具的更換比較繁瑣，畢竟有些工序在車床上也可以加工就像鏜、鉆孔之類的。所以綜合地比較兩個工藝方案，揚長避短，最后得出具體工藝過程如下： 10 鍛造 鍛造出毛坯 20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理 30 粗車 粗車右端面，粗車外圓Φ225，粗車外圓Φ175，以及15度角和R5，R10圓弧角，注意各外圓留1mm的精車余量 40 粗車 掉頭，粗車左端面，粗車外圓Φ185，粗車各外圓臺階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的精車余量 50 精車 精車右端面，精車外圓Φ225，精車外圓Φ175，以及15度角和R5，R10圓弧角，達到圖紙尺寸公差要求 60 精車 精車左端面，精車外圓Φ185，精車各外圓臺階及圓弧圓，達到圖紙尺寸公差要求 70 車 車內(nèi)孔Φ150.2孔 80 鉆擴鉸孔 鉆鉆擴鉸圓周3-Φ25.5孔 90 鉗 去毛刺，清洗 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 大家都知道工序的組成主要就是粗車、粗鏜和精車、精鏜之類的工步，選用車床就能容易地滿足要求我們的。輪對前蓋的零件外輪廓尺寸不大同時精度要求也屬于中等的要求，所以選用比較常用的CA6140車床就可以滿足要求了，根據(jù)《機械制造設(shè)計工藝簡明手冊》表4.2-7進行參，而鉆孔的話就可以選用Z525搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 按我選擇的工藝路線,我決定選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，而加工刀具則選用YG6之類的硬質(zhì)合金車刀。原因是它的主要應(yīng)用范圍為冷硬鑄鐵、普通的鑄鐵、高溫合金的半精加工和精加工，為了提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益我們可以選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。至于鉆孔，我們可以選用高速鋼麻花鉆，對照相關(guān)機械書本第二卷表10.21-47及表10.2-53進行參考，就可以知道所有的參數(shù)。 3.4.3 選擇量具 輪對前蓋零件的生產(chǎn)屬于成批量的生產(chǎn)所以一般來講均采用通常的量具，而選擇量具的方法分有兩種：一種是按照計量器具的不確定度來選擇，二就是按照計量器的測量方法去進行極限的誤差選擇，一般來說用其中的任何一種方法都是可以的。 3.5 加工之中工序尺寸，加工余量以及毛坯尺寸的選定 輪對前蓋的零件材料確定為35 ，對照相關(guān)機械工藝書本上的表格2.2-17可查到各種鑄鐵的性能之間的比較。35的硬度HB為143～269，表2.2-23 35的物理性能，35 密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)產(chǎn)量 生產(chǎn)類型 同一類零件的年產(chǎn)量[單位：件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)數(shù)據(jù)可查這個零件的月工序數(shù)應(yīng)該要不低于30～50之間，毛坯重量的話為2<100所以確定為輕型進而就可以確定為大批量的生產(chǎn)了。 以生產(chǎn)綱領(lǐng)為依據(jù)的話，我們選擇鑄造類型的時候的主要目的就是要高的生產(chǎn)率并且必須要適用于大批量的生產(chǎn)。從我們對照相關(guān)機械工藝書本里面的表3.1-19 可以知道特種鑄造的特點、類別以及它的應(yīng)用范圍。最后，從表格3.1-20 中的各種鑄造方法來看，從經(jīng)濟效益合理性來考慮，決定采用機器鑄造型鍛件。 表3-2 大量與成批生產(chǎn)鍛件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 35 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低鑄造 7~9 熔模 5~7 根據(jù)表3-2可以選擇公差等級為7級的金屬型。 3-3 鍛件尺寸公差數(shù)值 鍛件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上面表格可查得鍛件的基本尺寸為100至160，公差等級為8級，他的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件的加工余量如下表所示 鍛件的基本尺寸 加工余量的等級 澆注時的位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側(cè)面 底 面 在對鑄孔進行機械加工的時候，其余量一般按照澆注時的處于頂面的位置來進行加工余量的選擇。 根據(jù)以上表格資料和加工工藝我們分別可以確定各個加工表面的加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸。 3.6確定切削用量及基本工時 我們熟知的是，切削用量一包括進給量，切削深度及切削速度三，在加工的過程中確定的方法是：1.先確定切削深度 2確定進給量 3再確定切削速度。對照相關(guān)書本，然后確定這個輪對前蓋零件的各工序的切削用量以及所選用的表格，在其前面都加以*號，為了與《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》的表經(jīng)行區(qū)別。 工序30粗車右端面，粗車外圓Φ225，粗車外圓Φ175，以及15度角和R5，R10圓弧角，注意各外圓留1mm的精車余量 我選刀具YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，對照相關(guān)切削用量的書本里面的表格1.1，刀桿尺寸為：=，刀片厚度為。車刀的幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面且前角=，后角=，主偏角=，刃傾角=，副偏角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 已知單邊余量為所以可在一次走刀內(nèi)完成，故 =5 （3-1） ②.確定進給量 由《切削加工簡明實用手冊》里面表1.4 可知：刀桿尺寸：，，并且工件直徑在～400之間的時候， 進給量=0.5～1.0 按照CA6140機床進給量（表4.2—9）在對照相關(guān)工藝的書本查表可得： 選用=0.7 由于我們確定的進給量必須滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，不然在實際應(yīng)用中就會出現(xiàn)很多問題，所以需要進行校驗。根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力最大為=3530。 由表格1.21可知，當(dāng)強度處于174～207的區(qū)間的的時候，同時，，=的時候，可求得徑向進給力：=950。 在我們切削的時候，可知的修正系數(shù)為：=1.0，=1.17，=1.0，（表格1.29—2所示），所以實際的進給力為： =950=1111.5 （3-2） 因切削時進給力小于機床允許的進給力，由此我選=。 ③.刀具磨鈍的標準及耐用度： 對照相關(guān)切削用量書本表格1.9可知道車刀后刀面的最大磨損量我取為，可以得出車刀壽命=。 ④.切削速度的確定： 切削速度的確定可以根據(jù)公式計算出來，也可以直接由表中查出。 所以對照相關(guān)切削用量書本表格1.11可以知道，在用硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219之間的鍛件的時候，，，那么切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 可由表格查出切削時的功率，也可以按公式進行計算出切削時的功率。 所以對照相關(guān)切削用量書本表格1.25可知，當(dāng)=～的區(qū)間的時候，，同時切削速度的時候， 可求得= 已知切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9所以實際切削時的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表格1.30可以知道當(dāng)=的時候機床主軸的允許的功率為=，由于，所以所選擇的切削用量可以在CA6140機床上進行運作，由此我得出最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= 工序40 掉頭，粗車左端面，粗車外圓Φ185，粗車各外圓臺階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的精車余量 ①.確定切削深度： 已知單邊余量為故可在一次走刀內(nèi)完成，所以： =2.5 ②.確定進給量 由《切削加工簡明實用手冊》表格1.4 可知：當(dāng)?shù)稐U尺寸為，，工件直徑在～400之間的時候， 進給量=0.5～1.0 依照CA6140機床進給量在對照相關(guān)工藝的書本里面的（表格4.2—9）可知： =0.7 根據(jù)表格1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許的進給力最大為：=3530。 依據(jù)表格1.21，當(dāng)工件強度在174～207之間的時候，，，=時，可求得徑向進給力：=950。 切削加工的時候的修正系數(shù)為：=1.0，=1.0，=1.17（由表格1.29—2可知）求得實際進給力為： =950=1111.5 選擇=是符合要求可用的。 ③.刀具磨鈍標準及耐用度： 對照相關(guān)切削用量書本里的表格1.9可知，車刀后刀面最大磨損量取的時候，車刀壽命=。 ④.切削速度的確定： 切削速度可根據(jù)公式計算出來，也可直接由表中查出來： 對照相關(guān)切削用量書本里面的表格1.11可知，使用硬質(zhì)合金刀加工硬度為200～219的鍛件的時候，，，切削速度為：=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削加工的時候的功率可由表格查出同時也可以按公式計算出來： 對照相關(guān)切削用量書本表格1.25可知：當(dāng)=～，，，切削速度的時候： = 切削功率的修正系數(shù)為：=0.73，=0.9，所以實際切削時的功率為： =1.7=1.2 依據(jù)表格1.30可知：當(dāng)=的時候機床主軸所允許功率為=，因為，所以選擇的切削用量符合條件要求可以在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= 工序50 精車右端面，精車外圓Φ225，精車外圓Φ175，以及15度角和R5，R10圓弧角，達到圖紙尺寸公差要求 我選YG6硬質(zhì)合金的可轉(zhuǎn)位車刀，對照相關(guān)切削用量的書本表格1.1所示，由于CA6140機床的中心高為200（表格1.30可知）所以選用刀桿尺寸=，刀片厚度為，接著選擇車刀的幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，選擇前角=，主偏角=，，副偏角=，刃傾角=，后角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度： 已知單邊余量為故可在一次走刀內(nèi)完成，所以： =2.5 ②.確定進給量 由《切削加工簡明實用手冊》表格1.4 可知：當(dāng)?shù)稐U尺寸為，，工件直徑在～400之間的時候， 進給量=0.5～1.0 依照CA6140機床進給量在對照相關(guān)工藝的書本里面的（表格4.2—9）可知： =0.7 進給量的確定必需要滿足機床進給機構(gòu)強度的要求所以需要進行校驗。根據(jù)表格1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許的進給力最大為：=3530。 依據(jù)表格1.21，當(dāng)工件強度在174～207之間的時候，，，=時，可求得徑向進給力：=950。 切削加工的時候的修正系數(shù)為：=1.0，=1.0，=1.17（由表格1.29—2可知）求得實際進給力為： =950=1111.5 因為切削時進給力小于機床的進給機構(gòu)所允許的進給力，所以選擇=是符合要求可用的。 ③.刀具磨鈍標準及耐用度： 對照相關(guān)切削用量書本里的表格1.9可知，車刀后刀面最大磨損量取的時候，車刀壽命=。 ④.切削速度的確定： 對照相關(guān)切削用量書本里面的表格1.11可知，使用硬質(zhì)合金刀加工硬度為200～219的鍛件的時候，，，切削速度為：=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削加工的時候的功率可由表格查出同時也可以按公式計算出來： 對照相關(guān)切削用量書本表格1.25可知：當(dāng)=～，，，切削速度的時候： = 切削功率的修正系數(shù)為：=0.73，=0.9，所以實際切削時的功率為： =1.7=1.2 依據(jù)表格1.30可知：當(dāng)=的時候機床主軸所允許功率為=，因為，所以選擇的切削用量符合條件要求可以在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= 工序60 精車左端面，精車外圓Φ185，精車各外圓臺階及圓弧圓，達到圖紙尺寸公差要求 選用刀具為：YG6硬質(zhì)合金的可轉(zhuǎn)位車刀，對照相關(guān)切削用量書本表格1.1所示，由于CA6140機床的中心高度為200（表格1.30），為了滿足機床高度，所以選取刀桿尺寸=，其刀片厚度為，選擇車刀形狀為卷屑槽帶倒棱型的前刀面，其前角后角=，=，主偏角=，刀尖圓弧半徑=，副偏角=，刃傾角=。 ①.切削深度的確定： 因為單邊余量為算比較小的可以在一次走刀只內(nèi)完成，所以： =2.5 ②.確定進給量： 對照相關(guān)切削用量書本表格1.4可以知道： 刀桿尺寸是，，工件直徑屬于～400的區(qū)間之間，在這個時候，進給量為： =0.5～1.0 根據(jù)在對照相關(guān)工藝的書本里面的CA6140機床進給量表格（表4.2—9）可以知道： =0.7 選取的進給量必需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，所以需要進行檢驗，依據(jù)表1—3可以知道CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力最大為： =3530。 依據(jù)表格1.21可知當(dāng)強度在174～207的區(qū)間的時候，，，=時，可求得徑向進給力： =950。 在我們進行切削的時候，修正系數(shù)算得： =1.0，=1.0，=1.17（表格1.29—2）可得進給力為： =950=1111.5 求得切削時的進給力確實小于機床進給機構(gòu)所允許的進給力符合條件，所以選用的=是可以的。 ③.刀具磨鈍標準及其耐用度： 對照相關(guān)切削用量書本表格1.9可知當(dāng)車刀后刀面最大磨損量選取為的時候可以求得車刀壽命為： =。 ④.切削速度的確定： 可根據(jù)公式切削速度計算，表中查出。也可直接有 對照相關(guān)切削用量書本表格1.11可知當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度處于200～219之間的鍛件的時候，切削速度=，，，。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 可由表查出切削時的功率，也可進行計算按公式。 對照相關(guān)切削用量書本表格1.25可知：當(dāng)=～，切削速度，，時， = 切削功率的修正系數(shù)為=0.9，=0.73的時候故實際切削時的功率為： =1.7=1.2 由表格1.30可知道當(dāng)=的時候機床主軸允許功率為=。由于所以所選的切削用量是可以在CA6140機床上運行的。最后求得的切削用量為： =，=1.25，=， ==， 工序70 車內(nèi)孔Φ150.2孔 我選 YG6硬質(zhì)合金的可轉(zhuǎn)位鏜刀，對照相關(guān)切削用量的書本表格1.1所示，由于CA6140機床的中心高為200（表格1.30可知）所以選用刀桿尺寸=，刀片厚度為，接著選擇車刀的幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，選擇前角=，主偏角=，，副偏角=，刃傾角=，后角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度： 已知單邊余量為故可在一次走刀內(nèi)完成，所以： =2.5 ②.確定進給量 由《切削加工簡明實用手冊》表格1.4 可知：當(dāng)?shù)稐U尺寸為，，工件直徑在～400之間的時候， 進給量=0.5～1.0 依照CA6140機床進給量在對照相關(guān)工藝的書本里面的（表格4.2—9）可知： =0.7 進給量的確定必需要滿足機床進給機構(gòu)強度的要求所以需要進行校驗。根據(jù)表格1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許的進給力最大為：=3530。 依據(jù)表格1.21，當(dāng)工件強度在174～207之間的時候，，，=時，可求得徑向進給力：=950。 切削加工的時候的修正系數(shù)為：=1.0，=1.0，=1.17（由表格1.29—2可知）求得實際進給力為： =950=1111.5 選擇=是符合要求可用的。 ③.刀具磨鈍標準及耐用度： 對照相關(guān)切削用量書本里的表格1.9可知，車刀后刀面最大磨損量取的時候，車刀壽命=。 ④.切削速度的確定： 切削速度可根據(jù)公式計算出來，也可直接由表中查出來： 對照相關(guān)切削用量書本里面的表格1.11可知，使用硬質(zhì)合金刀加工硬度為200～219的鍛件的時候，，，切削速度為：=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削加工的時候的功率可由表格查出同時也可以按公式計算出來： 對照相關(guān)切削用量書本表格1.25可知：當(dāng)=～，，，切削速度的時候： = 切削功率的修正系數(shù)為：=0.73，=0.9，所以實際切削時的功率為： =1.7=1.2 依據(jù)表格1.30可知：當(dāng)=的時候機床主軸所允許功率為=，因為，所以選擇的切削用量符合條件要求可以在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= 工序80 ：鉆鉆擴鉸圓周3-Φ25.5孔 本工序采用計算法。 我選取Z525搖臂鉆床我們對照相關(guān)機械工藝書本中的表格2.4-37可知鉆頭的磨鈍標準及耐用度：耐用度為4500，而在表格10.2-5里面的標準高速鋼麻花鉆的直徑系列我選擇錐柄長直徑為的麻花鉆它的鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，螺旋角=30，l=116mm，L=197mm,。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度 單位：mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù) d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 擴孔鉆、鉸刀和鉆頭的磨鈍標準及其耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具分類 所用加工材料 刀具的構(gòu)造材料 刀具直徑d（mm） 11～20 鉆頭（擴孔和鉆孔） 銅合金、鑄鐵以及合金 高速鋼 60 鉆頭的后刀面所允許得最大磨損度為0.5～0.8mm，其刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 對我們對照相關(guān)機械工藝書本 第二卷表格10.4進行查找可知：高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為： f=0.25～0.65,由表4.13中可查得： 進給量取f=0.60。 ②切削速度的確定： 對我們對照相關(guān)機械工藝書本表格10.4-17經(jīng)行查詢可知： 在35（硬度190HBS）上鉆孔的時候，由高速鋼鉆頭的扭矩，切削速度軸向力， 及功率得： V=12，查詢我們對照相關(guān)機械工藝書本 表格10.4-10可知： 當(dāng)鉆擴鉸孔條件改變的時候切削速度修正系數(shù)為： K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 第4章 鉆3-Φ25.5孔夾具設(shè)計 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 一般來說，裝夾是包括了裝與夾，是由定位和夾緊兩個過程聯(lián)系在一起構(gòu)成的。在前面已經(jīng)提及過定位問題，在此重申：定位的目的是為了解決工件的定位要使用什么方法以及為了保證必要的定位精度要使用何種方法。 定位只是個開始，在大多數(shù)情況下，做好定位還無法開始進行加工，還需要在夾具上設(shè)置好合適的夾緊裝置對工件進行夾緊之后，才能開始加工。 工件的定位在某些情況下是有可能在夾緊的過程中實現(xiàn)的，因為正確的夾緊能糾正工件的不正確定位，做到先夾緊后定位。 根據(jù)通俗的說法，夾緊裝置由動力源也就是產(chǎn)生作用力的那部分開始，夾緊機構(gòu)扮演一個承接的角色去接受和傳遞這一部分原始作用力，使之轉(zhuǎn)化為夾緊力，并且起到夾緊的作用。 在這里我有必要對我所選用的夾緊機構(gòu)做一下說明，我所選用的螺旋夾緊機構(gòu)螺旋夾緊機構(gòu)利用螺旋桿對元件直接進行夾緊屬于應(yīng)用比較廣泛的一種夾緊機構(gòu)。 典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點： （1）結(jié)構(gòu)簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置時由幾個部分組成的，可以分為①動力力源裝置②中間傳動裝置③夾緊裝置工三部分。在我設(shè)計的此套專用夾具中，我的設(shè)計師這樣的：中間的傳動裝置與夾緊元件是一起的，可以看做是合在一起，而上部則通過螺栓去夾緊移動壓板使得裝置達到夾緊與定心的雙作用作用。 工件通過貫穿其中的長圓柱銷的定位起到限制繞Z軸旋轉(zhuǎn)的自由度的作用，通過螺栓把移動壓板緊定在支撐板上夾緊移動壓板來間接實現(xiàn)對工件的夾緊。并且為了配合度可以更高，我把移動壓板的定心裝置設(shè)置為與工件外圓弧面相吻合的移動壓板形狀，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心和更好的精度要求。這一套移動壓板的結(jié)構(gòu)比較簡單方便我們進行手動調(diào)整。操作方法是： 我們可以通過擰松或擰緊螺栓來實現(xiàn)鉆模板壓板的轉(zhuǎn)動來達到壓緊的目的，并且在壓緊的同時也能實現(xiàn)工件的定心，讓它的定位基準的對稱中心準確的在規(guī)定的位置上。 對于這套專用夾具的設(shè)計，我設(shè)計的定位是使用一根心軸與一個大平面來定位它的水平方向的，夾緊采用螺旋壓板機構(gòu)夾緊。 4.2 對夾具的導(dǎo)向： 關(guān)于打孔這一部分，在鉆床上對工件加工孔的時候我們一般都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，它的作用是用來引導(dǎo)刀具進入正確的加工位置，讓工件在加工過程中防止或減少因為切削力等因素引起的偏移和精度不準，從而提高刀具的剛性，并保證零件上孔的精度符合要求。在鉆床上加工工件的時候，使用導(dǎo)向裝置可以保證同軸各孔的同軸度和各孔的孔距精度，以及各軸線之間的平行度等。所以導(dǎo)向裝置的作用是很大的，就像定位元件一樣，我們必須使用它來保證工件的加工精度。 導(dǎo)向元件包括兩部分： 刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。 自然而然，由于我們使用的是鉆床，所以我們要用的導(dǎo)向套是鉆套。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為： 可換鉆套，固定鉆套，特殊鉆套及快換鉆套這四類。 這套鉆夾具的加工量不大所以磨損會較小。但同時孔距離精度要求又較高，鑒于此，我決定選用固定鉆套。如下圖所示：把鉆套直接壓入夾具體或鉆模板的孔之中。 圖4.2 鉆套 在互換性這門課的內(nèi)容上來說，一般情況下鉆模板與固定鉆套的外圓都是采用H7/h6的配合的，同時又必須具備有比較高的耐磨性，材料的話選擇20Mn2。淬火HRC110。同樣，為了預(yù)防定位銷與模板之間的磨損所以我們在模板定位孔之間一般也要套上兩個固定的襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-19134。材料仍選取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。 4.3 切削力及夾緊力的計算 刀具：鉆頭φ25.5。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 我們算切削力的時候要同時考慮安全系數(shù)與安全系數(shù)這兩種系數(shù)。 K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時 T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 由上計算過程可知加工時工件不會轉(zhuǎn)動可以夾得穩(wěn),所以得出這個夾具可以安全工作的結(jié)論。 在夾緊的過程中，我們可以根據(jù)工件受夾緊力、切削力等等作用力的綜合的作用情況去找出在加工過程中最不利與夾緊的瞬間狀態(tài)，然后按照按靜力平衡原理區(qū)計算出理論上的夾緊力，為了保證夾緊能夠可進行靠，所以需要再乘多一個系數(shù)，才能得出實際所需夾緊力的數(shù)值，如下： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：分別是各種因素的安全系數(shù)，由參考文獻[5]中的表格可知道： 所以有： 為了實現(xiàn)“基準重合”原則，由于這個孔的設(shè)計基準是它的中心軸，所以我以回轉(zhuǎn)面來做定位基。根據(jù)家具的受力情況，夾具的夾緊力與切削力的方向是相反的，所以真正的夾緊力F夾和切削力Ｆ之間的關(guān)系為：F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 對零件的切削力進行計算時要把安全系數(shù)也考慮在內(nèi)，已經(jīng)知道安全系數(shù)，那么， 根據(jù)資料《機床夾具設(shè)計手冊》中的表格可知道： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實際所需夾緊力：根據(jù)]《機床夾具設(shè)計手冊》中的表格可知： 所以其安全系數(shù)K可如下計算，根據(jù)式（2.5）得： 式中：分別是各種因素的安全系數(shù)，由《機床夾具設(shè)計手冊》中的表格 可以知道： 所以 根據(jù)計算的結(jié)果，我們可以知道實際上需要的夾緊力不算很大所以為了讓它的夾具結(jié)構(gòu)更簡單和操作方便，最后確定要用螺旋夾緊機構(gòu)。 4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 各種鉆套的類型和特點: 1、固定鉆套：在鉆模板或夾具體的孔中可以被直接壓入的鉆套一般都是固定鉆套。鉆模板或夾具體的孔與鉆套的外圓一般都采用H7/n6的配合的原因主要是由于加工時候的加工量不大且磨損也小的中小批生產(chǎn)，或者是加工孔徑很小，孔距離精度要求比較高的小孔，在這種情況下一般都采用固定鉆套。 2、可換鉆套：一般用在大批量生產(chǎn)中的鉆套都是可換鉆套，原因是：鉆套磨損比較大在可換鉆套和鉆模板之間額外加多一個襯套，讓襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，而鉆套則以F7/k6F或7/m6的配合裝入襯套中。 3、快換鉆套：在以下這些情況下一般都使用快換鉆套：在進行鉆鉸孔等加工的時候隨著刀徑的不斷增大，所以我們需要用不同的導(dǎo)套來引導(dǎo)刀具。這是為了方便我們快速地更換鉆套，所以要采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：這種鉆套比較特別，因為它的尺寸或形狀都與一般的標準鉆套有極大的不同，而這些不同的鉆套則統(tǒng)稱特殊鉆套。 如下圖：鉆套下端面和工件表面還有一段距離，這是因為他們之間必須留一定的空隙，以便我們在開始鉆孔的時候不讓鉆頭切屑刃位于鉆套的孔中，從而避免刮傷鉆套內(nèi)孔。 圖4.3 切屑間隙一般?。?C=(0.3～1.2)d。 綜合考慮各方面的因素并且確定設(shè)計方案后，我選擇C=8的熟知，之所以C可以取較小的值是因為此鉆的材料是鍛件，。 4.5 鉆模板 在鉆模板的設(shè)計之中，第一個要說的就是導(dǎo)套，因為在導(dǎo)向裝置中導(dǎo)套一般是安裝在鉆模板上的所以鉆模板必須要有足夠的強度和剛度，來防止因為鉆模板變形而影響了鉆孔的精度。按照鉆模板和夾具體之間連接的方式我們可以把它可分為這幾種類型的鉆模板，如下： 鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、固定式鉆模、板滑柱式鉆模板和活動鉆模板等等。由以上的夾具裝配圖截圖可以知道，在此套鉆模夾具中我選用的是可卸式的鉆模板，支撐板可以打入螺釘來固定鉆模板，而在裝卸