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哈爾濱理工大學(xué) 機械制造課程設(shè)計說明書 題 目 設(shè)計“CA6140法蘭盤”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量4000件） 院(系)、部： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 班 級： 完成時間： 哈濱理工大學(xué) 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 題目：設(shè)計“CA6140法蘭盤”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量為4000件） 內(nèi)容：1、 零件圖 1張 2、 毛坯圖 1張 3、 機械加工工藝規(guī)程 1套 4、 結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張 5、 結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1張 6、 課程設(shè)計說明書 1份 班 級 學(xué) 生 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 緒 論 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 機械制造技術(shù)是一門非常重要的技術(shù)，人類的發(fā)展過程就是一個不斷的制造過程。因此，制造技術(shù)的重要性是不言而喻的，它有以下四個方面的意義。 1． 社會發(fā)展與制造技術(shù)密切相關(guān) 2． 制造技術(shù)是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ) 3． 制造技術(shù)是所有工業(yè)的支柱 4． 制造技術(shù)國力和國防的后盾 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械設(shè)計制造工藝學(xué)、進行了生產(chǎn)實習(xí)之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，另外，也為以后作好畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生通過機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計，應(yīng)在下述各方面得到鍛煉： （1）能熟練運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的時間知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 （2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。學(xué)生通過設(shè)計借據(jù)（或量具）的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而能保證加工的夾具的能力。 （3）學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導(dǎo) 哈爾濱理工大學(xué) 目 錄 序 言 1 1 零 件 的 分 析 2 1.1零件的作用 2 1.2 零件的工藝分析 2 2 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 3 2.1確定毛坯的制造形式 3 2.2基面的選擇 3 2.3制定工藝路線 3 2.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.5確定切削用量及基本工時 8 3 夾具設(shè)計 30 3.1問題的提出 30 3.2夾具設(shè)計 30 參考文獻 34 致 謝 35 序 言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們在學(xué)完大學(xué)的全部課程后進行的，是我們對大學(xué)三年的學(xué)習(xí)的一次深入的綜合性的總考核，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（CA6140車床法蘭盤）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會。 因此，它在我們大學(xué)生活中占有重要地位。就我個人而言，我也希望通過這次設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性心理，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，對未來的工作發(fā)展打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 一、 零 件 的 分 析 （一）零件的作用 題目所給定的零件是CA6140車床上的法蘭盤（見附圖1）， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。零件上精度要求較高的兩個平面用以裝配。 （二）零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以Φ20為中心 ,包括:兩個Φmm的端面, 尺寸為Φmm的圓柱面,兩個Φ90mm的端面及上面的4個Φ9mm的透孔. Φmm的外圓柱面及上面的Φ6mm的銷孔, Φ90mm端面上距離中心線分別為34mm和24mm的兩個平面. 這組加工表面是以Φ20mm為中心,其余加工面都與它有位置關(guān)系,可以先加工它的一個端面,再借助專用夾具以這個端面為定位基準(zhǔn)加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 二、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為HT15-33，由于零件年產(chǎn)量為4000件，已達到中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 (二)基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 1） 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)的工序提供精基準(zhǔn)。對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)（這就是粗基準(zhǔn)選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取Φ45外圓柱面和端面作為粗基準(zhǔn)。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個自由度，達到完全定位。 2）精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復(fù)。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1、.工藝路線方案一： 工序 1 粗銑Φ20孔兩端面 工序 2 鉆、粗鉸孔Φ20 工序 3 粗銑Φ90外圓柱面上平行于軸線的兩個平面 工序 4 精銑Φ20孔兩端的端面 工序 5 精絞Φ20的孔 工序 6 粗車Φ45、Φ90、Φ100的外圓，粗車B面與Φ90的右端面 工序 7 半精車Φ45、Φ90、 Φ100的外圓，半精車B面與Φ90的端面，對Φ100、Φ90、Φ45的圓柱面倒角，倒Φ45兩端的過度圓弧，車退刀槽，車Φ20內(nèi)孔兩端的倒角 工序 8 精車Φ100外圓面，精車B面，精車Φ90的右端面，精車Φ45的圓 柱面 工序 9 精銑Φ90外圓柱面上平行于軸線的兩個平面 工序 10 鉆4-Φ9透孔 工序 11 鉆Φ4孔，鉆鉸Φ6的銷孔 工序 12 磨Φ45、Φ100的外圓 工序 13 磨Φ90外圓柱面上距離軸線34mm的平面 工序 14 磨B面 工序 15 刻字劃線 工序 16 檢查入庫 2 、工藝方案二： 工序 1 粗車Φ100mm端面，粗車Φ100mm外圓柱面，粗車B面，粗車Φ90的外圓柱面 工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面 工序 3 鉆粗絞Φ20的內(nèi)孔 工序 4 半精車Φ100的端面及外圓面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，對Φ100、Φ90的外圓柱面進行倒角，車Φ45兩端的過渡圓弧，車Φ20 孔的左端倒角 工序 5 半精車Φ45的端面及外圓柱面，車Φ20孔的右端倒角，車Φ45的倒角，車3*2的退刀槽 工序 6 精車Φ100的端面及外圓面，精車B面 工序 7 精車Φ45端面及外圓柱面 工序 8 精絞Φ20的孔 工序 9 鉆4—Φ9透孔 工序 10 鉆Φ4孔，鉆絞Φ6孔 工序 11 銑Φ90圓柱面上的兩個平面 工序 12 磨B面 工序 13 磨Φ90外圓柱面上距離軸線34mm的平面 工序 14 劃線刻字 工序 15 檢查 3、工藝方案的比較與分析： 上述兩個方案的特點在于：方案一 采用同時銑削加工兩個端面，可以提高效率，而方案二采用車削端面，可以保證精度，方案一的效率雖高但精度不能保證，應(yīng)把保證精度放在首位，故選用方案二車削兩端面。由于各端面及外圓柱面都與Φ20軸線有公差保證，所以加工各端面及外圓柱面時應(yīng)盡量選用Φ20孔為定位基準(zhǔn)。工序4鉆Φ4mm孔，再鉆Φ6mm孔由于在設(shè)計夾用夾具時要以Φ90mm圓柱面上的一個平面來定位,所以應(yīng)把銑Φ90mm圓柱面上的兩個平面這一道工序放在鉆Φ4孔，再鉆Φ6mm孔 因此最后確定的加工工藝路線如下： 工序 1 粗車Φ100端面及外圓柱面，粗車B面，粗車Φ90的外圓柱面 工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90的端面 工序 3 鉆、擴、粗絞Φ20的孔 工序 4 粗銑Φ90圓柱面上的兩個平面 工序 5 半精車Φ100的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，車Φ100、Φ90外圓柱面上的倒角，車Φ45兩端過渡圓弧，車Φ20孔的左端倒角 工序 6 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3*2退刀槽，車Φ45圓柱面兩端的倒角，車Φ20 內(nèi)孔的右端倒角 工序 7 精車Φ100的端面及外圓，精車B面 工序 8 精車Φ45的外圓，精車Φ90的端面 工序 9 精絞Φ20的孔 工序 10 精銑Φ90圓柱面上的兩個平面 工序 11 鉆、絞 4-Φ9的孔 工序 12 鉆Φ4孔，鉆、絞Φ6孔 工序 13 磨Φ100、Φ45的外圓柱面 工序 14 磨B面 工序 15 磨Φ90外圓柱面上距離軸線34mm的平面 工序 16 刻線刻字 工序 17 檢測入庫 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。 （四）機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤”零件材料為HT15-33，硬度200HBS，毛坯重量約為1.4KG，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下： 1.Φmm外圓表面 外圓表面為IT6級，參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車外圓 0.6 45 0.017 Φ 半精車外圓 1.4 45.6 0.1 Φ 粗車外圓 3 47 +0.3 Φ 毛坯 5 50 0.5 Φ 2.外圓表面Φmm 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車外圓 0.6 100 -0。46 Φ 半精車外圓 1.4 100．6 粗車外圓 4 102 毛坯 6 106 0.8 Φ 3．B面中外圓柱面 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精磨外圓 0.2 45 -0.6 Φ 粗磨外圓 0.8 45.2 半精車外圓 1 46 粗車 2 47 毛坯 60 106 1 Φ1 4．孔Φ20mm 參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 鉸孔 0.2 20 +0.045 Φ20 擴孔 0.9 19.8 +0.1 Φ19.8 鉆孔 9 18 +0.6 Φ18 毛坯 10 5. Φmm的端面 1）按照《工藝手冊》，鑄件重量為1.4kg，Φmm端面的單邊加工余量為2.0～3.0，取Z=2.0mm，鑄件的公差按照表6-28，材質(zhì)系數(shù)取，復(fù)雜系數(shù)取，則鑄件的偏差為； 2）精車余量：單邊為0.2mm（見《實用機械加工工藝手冊》中表3.2-2），精車公差既為零件公差-0.08； 3）半精車余量：單邊為0.6mm（見《實用機械加工工藝手冊》中表11-27），半精車公差的加工精度為IT9，因此可以知道本工序的加工公差為-0.12mm； 4）粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗車公差：現(xiàn)在規(guī)定本工步（粗車）的加工精度為IT11級，因此，可以知道本工序的加工公差為-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實就是含義上的加工余量，實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分； 可以知道： 毛坯名義尺寸為：94+2=96（mm） 毛坯的最大尺寸：96+0.7=96.7（mm） 毛坯的最小尺寸：96-0.8=95.2（mm） 粗車后最大尺寸：94+1.2=95.2（mm） 粗車后最小尺寸：95.2-0.32=94.88（mm） 半精車后最大尺寸：94+0.6=94.6（mm） 半精車后最小尺寸：94.6-0.12=94.48（mm） 精車后尺寸為94mm 加工余量計算表 工序 加工尺寸 及公差 鑄造毛坯 粗車 半精車 精車 加工前尺寸 最大 96.7 95.2 94.6 最小 95.2 94.88 94.48 加工后尺寸 最大 96.7 95.2 94.6 94.04 最小 95.2 94.88 94.48 93.96 加工余量 2 1.2 0.6 0.2 加工公差 -0.32 -0.12 -0.08 法蘭盤的鑄件毛坯圖見附圖 （五）確定切削用量及基本工時 工序 1 粗車Φ100端面及外圓柱面，粗車B面，粗車Φ90的外圓柱面 1.加工條件 工件材料：HT15-33 δb=220MPa 模鑄 加工要求：車削Φ100mm端面及外圓柱面，粗車B面 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15, =12,=0.5mm 2．計算切削用量 (1) 粗車Φ100mm端面 1) 已知毛坯長度方向的加工余量為3+0..8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm 2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為100時，f =0.7~1.0mm/r 按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r 3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 504r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 所以實際切削速度v=110r/min/。 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 　　　　　　　　　L==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(min) (2) 粗車Φ100mm外圓柱面，同時應(yīng)檢驗機床功率及進給機構(gòu)強度 1) 切削深度，單邊余量Z=2mm,分二次切除。 2) 進給量，　根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r 3)計算切削速度　?。?32m/min 4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 420r/min 與420r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min現(xiàn)選取480r/min 所以實際切削速度　　== 5) 檢驗機床功率　 　　　　　　　　?。? 　　　　　其中　＝2985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15， ===0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削時消耗功率＝＝＝2.81(KW) CA6140主電機功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機床功率足夠，可以正常加工。 　　6) 校驗機床進給系統(tǒng)強度　已知主切削力＝1122.4N.徑向切削力 ＝ 其中?。?940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3， ===0.59 =0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而軸向切削力 ＝ 其中　＝2880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4， ===0.34 =1.17 軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為3530N(見《切削手冊》表1.30)故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 　　7)切削工時　　　t=　 　　其中l(wèi)=10mm 　 =4mm =2mm 所以　　　　t=＝0.1min (3)粗車B面 1) 切削深度。單邊余量Z==30mm.分15次切除 2) 進給量　根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r 3) 計算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=126m/min 4) 確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 378r/min 與378r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為400r/min?，F(xiàn)選取=400r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=30mm t=i=15=1.25(min) 工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90的端面 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15, =12,=0.5mm (1) 粗車Φmm端面 1) 切削深度。單邊余量Z=1.2mm 2) 計算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=187m/min 3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 553r/min 與553r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min) (2) 粗車Φmm外圓柱面 1) 切削深度 單邊余量為Z=2.2mm 分兩次切除。 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 753r/min 與753r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.09(min) (3) 粗車Φ90mm端面 1) 切削深度 單邊余量為Z=1.2mm 一次切除。 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=122m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 431r/min 與431r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時 　　　　　 　t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.07(min) 工序 3 鉆、擴Φ20的孔 (1) 鉆Φ18mm孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼鉆頭W18Cr4V. 1)進給量 根據(jù)《切削手冊》表10-66,當(dāng)鑄鐵≤HB200時，D=Φ18時，取f=0.3mm/r 2)切削速度　　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=35m/min. 3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 619.2r/min ,與619.2r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為555r/min。現(xiàn)選取=555r/min。 所以實際切削速度 == 4)削工時。 　 t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm; =4mm; t= ==0.63(min) (2) Φ19.8mm孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關(guān)系為 　　　 式中的、——加工實心孔進的切削用量. 現(xiàn)已知 =0.36mm/r (《切削手冊》)表2.7 =42.25m/min (《切削手冊》)表2.13 　　　　　　　　 1) 給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r 2) 削速度　　v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 271.8r/min 與271.8r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為275r/min?，F(xiàn)選取=275r/min。 所以實際切削速度 == 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm; =4mm; t= ==0.78(min) 工序 4 粗銑Φ90圓柱面上的兩個平面 (1) 銑距中心線34mm的平面。 機床：銑機床 　刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金三面刃銑刀YT15. 銑刀壽命T=180min,D/Z=100/10,B=40 1) 削深度 2=10mm 所以有=5mm 2) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119得,進給量f=0.2~0.35mm/齒　　按機床行選取f=0.3mm/齒 3) 切削速度　　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=115min/s. 即V=6.9m/min 4) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 21.97r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與21.97r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為22.5r/min?，F(xiàn)選取=22.5r/min。 所以實際切削速度 == 當(dāng)=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為 =fZ=0.31022.5=67.5(mm/min) 查機床說明書有=60(mm/min) 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t===1.5(min) t==0.75(min) 銑兩次的總時間為t=1.5+0.75=2.25min (2) 粗銑距中心線24mm的平面。 機床：銑機床 　刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金三面刃銑刀YT15. 銑刀壽命T=180min,D/Z=100/10,B=40/ 1) 切削深度 4=20mm 所以有=5mm 2) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119得,進給量f=0.2~0.35mm/齒　　按機床行選取f=0.3mm/齒 3) 切削速度　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=115min/s. 即V=6.9m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 21.97r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與21.97r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為22.5r/min?，F(xiàn)選取=22.5r/min。 所以實際切削速度 == 當(dāng)=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為 =fZ=0.31022.5=67.5(mm/min) 查機床說明書有=60(mm/min) 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 t===1.5(min) 銑4次的總時間為4t=4x1.5 =6min 工序 5 半精車Φ100的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，車Φ100、Φ90外圓柱面上的倒角，車Φ45兩端過渡圓弧，車Φ20孔的左端倒角 (1) 半精車Φ100mm端面 粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 .取f＝0.5mm/r 機床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min 所以切削工時　tm==＝0.44（min） (2) 半精車Φ100mm外圓柱面 　　粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略 　　進給量f 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min 所以切削工時　　t==0.17min (3) 半精車B面 粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.5mm/r 機床主軸轉(zhuǎn)速＝400r/min 　 t=i ;其中l(wèi)=30mm t=i=15=2.25(min) 工序 6 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3*2退刀槽，車Φ45圓柱面兩端的倒角，車Φ20 內(nèi)孔的右端倒角 (1) 半精車Φmm端面 1) 切削深度 單邊余量Z=1.2mm 2) 進給量　根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=187m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 553r/min 與553r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm; t=i=1=0.26(min) (2) 半精車Φmm外圓柱面 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 578r/min 與578r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm; t=i==0.37(min) (3) 半精車Φ90mm端面 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm 一次切除。 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=134m/min 4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 458r/min 與458r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.28(min) 工序 7 精車Φ100的端面及外圓，精車B面 (1) 精車Φ100mm端面 粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.2mm/r 機床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min 所以切削工時　tm==＝0.44（min） (2)精車Φ100mm外圓柱面 　　粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略 進給量f 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min 所以切削工時　　t==0.33 min (3) 精車B面 粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.2mm/r 機床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min 　 t=i ;其中l(wèi)=30mm t=i=15=4.7min 工序 8 精車Φ45的外圓，精車Φ90的端面 (1) 精車Φmm外圓柱面 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm 分兩次切除。 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 585r/min 與585r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實際切削速度 == 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm; t=i==0.75(min) (2) 精車Φ90mm端面 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm 一次切除。 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=134m/min 4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 458r/min 與458r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min。現(xiàn)選取=480r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.31(min) 工序 9 精絞Φ20的孔 (1) 絞孔至ΦΦ20mm 1) 進給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r 2) 削速度　　按切削手冊選取v=0.4×48.25=19.3m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 298.3r/min 與298.3r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為275r/min。現(xiàn)選取=275r/min。 所以實際切削速度 == 4) 工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=91mm; =7mm; =3mm; t= ==0.73(min) 工序 10 精銑Φ90圓柱面上的兩個平面 (1) 精銑上兩平面 1) 切削深度 查《機械加工工藝師手冊》表10-119,取=1mm 2) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119　按機床行選取f=0.2mm/齒 3) 切削速度　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=190min/s. 即V=11.4m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 36.3r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與36.3r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為37.5r/min?，F(xiàn)選取=37.5r/min。 所以實際切削速度 == 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為 =fZ=0.21037.5=75(mm/min) 查機床說明書有=80(mm/min) 5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t===1.125(min) 銑2次的總時間為2t=21.125=2.25min 工序 11 鉆、絞 4-Φ9的孔 (1) 4-Φ9mm孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ9. 1) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度　　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=30m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1061r/min ,與1061r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1012r/min?，F(xiàn)選取=1012r/min。 所以實際切削速度 == 5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=8mm; =4mm; =3mm; t= ==0.11(min) 由于有四個孔所以切削工時為4 t=0.44min 工序 12 鉆Φ4孔，擴Φ6孔 (1)鉆Φ4mm孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ4. 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 2388r/min 與2388r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為2012r/min?，F(xiàn)選取=2012r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=13mm; =4mm; =3mm; t= ==0.08(min) (2) 擴Φ6mm孔 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6. 1) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 切削速度　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 1592r/min 與1592r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1592r/min?，F(xiàn)選取=1426r/min。 所以實際切削速度 == 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 　 t=i ;其中l(wèi)=7mm; =4mm; =3mm; t= ==0.07(min) 工序 13 磨Φ100、Φ45的外圓柱面 (1) 磨Φ100mm外圓柱面 機床　MQ1350A輕型外圓磨床 1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料 　　　　　　A46KV6P 35040127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127 2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度　　　?。?8m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度　　　　?。?.0157mm/st 　 3)切削工時　　 　式中　D---被加工直徑　 b----加工寬度 　　　　Z--單邊加工余量 　　　　K---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進給量 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進給量　 　　　?。?.55(min) (2) 磨Φ45mm外圓柱面 機床　MQ1350A輕型外圓磨床 1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料 　　　　　　A46KV6P 35040127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127 2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度　　　　＝18m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度　　　　?。?.0157mm/st 　 3)切削工時　　 　式中　D---被加工直徑　 b----加工寬度 　　　　Z--單邊加工余量 　　　　K---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進給量 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進給量　 　　　?。?.3(min) 工序 14 磨B面 (1) 磨B面 機床　MQ1350A輕型外圓磨床 1) 選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料 　　　　　A46KV6P 350×40×127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127 2) 切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度　　　?。?8m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度　　　　?。?.0157mm/st 3) 切削工時　　 式中　 D---被加工直徑　 b----加工寬度 　　　　Z--單邊加工余量 　　　　K---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進給量 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進給量　 　　　　＝2.5(min) 工序 15 磨Φ90外圓柱面上距離軸線24mm的平面 機床　MQ1350A輕型外圓磨床 1)選擇砂輪。 A46KV6P 35040127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127 2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 砂輪輪速n=1500r/min (見機床說明書)　 v=27.5m/s 工件速度　　　　＝10m/min 軸向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度　　　　?。?.015mm/st 3)切削工時　　 式中　D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量 K---系數(shù) V---工作臺移動速度 --工作臺往返一次砂輪軸向進給量 --工作臺往返一次砂輪徑向進給量 　　　　＝0.53(min) 最后，將以上各工序切削用量，工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝綜合卡片，見所附卡片。 三、夾具設(shè)計 （一）問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。 本次設(shè)計加工φ6H9mm孔的鉆床夾具，本夾具將用于Z3025B型搖臂鉆床，刀具材料為高速鋼，在法蘭盤的φ45外圓表面上加工孔。 利用本夾具主要用來加工φ6H9mm，這個孔內(nèi)表面的粗糙度要求為，在加工前先加工φ4mm孔，且法蘭盤的φ45h6mm外圓表面和φ90mm段兩側(cè)平面均已經(jīng)過半精加工。加工φ6H9mm孔的整個過程包括鉆、擴、鉸三步，因此本工序的加工精度容易保證，主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時間提高生產(chǎn)率。 （二）、夾具設(shè)計 ⒈定位基準(zhǔn)的選擇 　　由零件圖知，φ6H9mm孔對φ90mm段右側(cè)端面有一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以φ90mm段右側(cè)端面為主要定位基準(zhǔn)面，以φ45h6mm外圓表面和φ90mm段一側(cè)小平面為輔助定位面，共限制７個自由度，其中與φ6H9mm孔軸線同方向的自由度被重復(fù)限制，但起到增強定位穩(wěn)定性的作用，因此這一定位方案可行。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，將鉆套設(shè)計成快換鉆套。 ⒉切削力及夾緊力計算 鉆φ４mm孔時切削量最大，切削力和加緊力也最大，這里只考慮鉆φ４mm孔時的切削力和加緊力。 刀具：高速鋼麻花鉆，φ４mm。 鉆孔時的軸向力 查表1-2-7文獻[1]， 由于工件所受加緊力與切削力方向相互垂直，為防止工件在切削力作用下沿φ90mm段較小平面?zhèn)冗厓A斜，使工件離開基面所需的夾緊力為： ， 摩擦系數(shù)查[4]表3-19，=0.25。 安全系數(shù) ， 式中 K————基本安全系數(shù)1.5； K————加工狀態(tài)系數(shù)1.2； K————刀具鈍化系數(shù)1.5，由文獻[4]表3-20查得； K————切削特點系數(shù)1.0； K————考慮加緊動力穩(wěn)定性系數(shù)1.3。 L=20mm, H=42mm, l=34mm 查表3-26文獻[4]，知d=10mm的螺栓許用加緊力，因 φ10mm鉤型螺栓長度小于所需夾緊長度，為方便加緊，選用φ16mm的鉤型夾緊螺栓夾緊，夾緊螺母上鉆一φ16mm斜孔使之成為可快速拆裝的螺母 且定位套在φ45h6mm外圓段的定位套對工件有輔助支撐作用，使支撐更加穩(wěn)定，因此選用該螺栓加緊足以滿足加緊要求。 ⒊定位誤差分析 夾具的主要定位元件為定位套，該定位套是根據(jù)零件定位方案設(shè)計的專用件，各定位面加工后對φ6H9mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計。鉆孔位置主要由鉆套鉆模板引導(dǎo)，因此孔的位置加工偏差主要由鉆套中心位置尺寸偏差決定。查文獻[4]表3-17，普通精度的鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保證。 ⒋夾具設(shè)計及操作的簡要說明