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XX大學 畢 業(yè) 設 計 題 目 法蘭盤鉆模設計 所屬系部 所屬專業(yè) 所屬班級 學 號 學生姓名 指導教師 起訖日期 摘 要 法蘭盤是指在一個類似盤狀的金屬體的周邊開幾個固定用的孔用于連接其它東西的一種零件。主要用來使管子與管子相互連接，連接于管端。法蘭盤上有孔眼，可穿螺栓，使使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。它可由澆鑄而成，也可由螺紋連接或焊接構成。法蘭聯(lián)接由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成，墊片放在法蘭密封面之間，擰緊螺母后，墊片表面上的比壓達到一定數(shù)值后產(chǎn)生變形，并填滿密封面上的凹凸不平處，使聯(lián)接嚴密補漏。法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力，是管道施工的重要連接方式。 關鍵詞：法蘭盤，工藝設計，夾具設計 第 33 頁 共 33 頁 Abstract The flange is defined in a similar disc shaped metal body peripheral opening several fixing holes for connection to a part of something else. Mainly used to make the pipes are connected to each other, connected to the tube end. The flange plate with holes, can be worn bolt, make the two flange connect. The flange gasket seal. It can be formed by casting, also can be connected by threads or welding. Flange connected by a flange, a gasket and a nut composed of a number of bolts, the sealing surface of the flange gasket is placed in between, fastening nut, the gasket on the surface pressure reaches a certain value after the deformation, and filled with dense cover on the uneven, so closely linked traps. Flange connection is convenient to use, can withstand greater pressure, pipeline construction an important connection. Key Words: flange, process design, fixture design 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第1章 序言 5 1.1 機械加工工藝概述 5 1.2機械加工工藝流程 5 1.3夾具概述 6 1.4機床夾具的功能 6 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 7 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 7 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 8 第2章 零件的分析 9 2.1零件的作用 9 2.2零件的工藝分析 9 第3章 工藝規(guī)程設計 10 3.1確定毛坯制造方法，初步確定毛坯形狀 10 3.2基準的選擇 10 3.3制定工藝路線 10 3.3.1工藝路線方案一 11 3.3.2 工藝路線方案二 11 3.3.3 工藝方案的比較與分析 12 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12 3.5 確定切削用量及基本工時 14 第4章 鉆φ4mm孔的鉆床夾具設計 32 4.1 定位基準的選擇 32 4.2 切削力及夾緊力計算 32 4.3 定位誤差分析 33 4.4 夾具設計及操作說明 33 總 結 34 參 考 文 獻 35 致謝 36 第1章 序言 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。 隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 第2章 零件的分析 2.1零件的作用 題目所給定的零件是CA6140車床上的法蘭盤， 主要是用來安裝在機床上，起到導向的作用使機床實現(xiàn)進給運動，零件上精度要求較高的兩個平面用以裝配，4個孔是用于連接其他機構或零件的。它位于車床絲桿的末端，主要作用是標明刻度，實現(xiàn)縱向進給。零件的φ100mm外圓上標有刻度線，用來對齊調(diào)節(jié)刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調(diào)整的數(shù)值；外圓上鉆有底部為φ20 mm上部為φ20 mm 的定位孔，實現(xiàn)精確定位。法蘭盤中部的通孔則給傳遞力矩的標明通過，本身沒有受到多少力的作用。 該零件年產(chǎn)量為4000件，設其備品率α為4%，機械加工廢品率β為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領為：N=Qn(1+α+β)=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)，查表可知該產(chǎn)品為中批生產(chǎn)。 2.2零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,法蘭盤共有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： 1.以 Φmm外圓為中心的加工表面： 這一組加工表面包括：φ45mm 外圓、端面及倒角；φ100mm外圓，過度倒圓R5； Φ20內(nèi)孔及其左端倒角C1.5。 2.以Φ外圓為中心的加工表面： 這一組加工表面包括： 端面，Φ90mm外圓，端面，倒角C1.5；切槽3×2； 內(nèi)孔的右端倒角C1。 3. 以Φ20mm的孔為中心加工表面： 這一組加工表面包括： φ45mm外圓，端面； φ100mm外圓，端面，側面； φ90mm外圓； φ45mm外圓，過度圓角R5；4Xφ9mm孔和同軸的φ6mm孔。 它們之間有一定的位置要求，主要是： （一） 左端面與φ20mm孔中心軸的跳動度為0.03 ； （二） 右端面與φ20mm 孔中心軸線的跳動度為0.03 ； （三） φ45mm的外圓與φ20mm孔的圓跳動公差為0.03 。 經(jīng)過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。 第3章 工藝規(guī)程設計 3.1確定毛坯制造方法，初步確定毛坯形狀 零件材料為HT200，由于零件年產(chǎn)量為4200件，已達到中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。 3.2基準的選擇 基準選擇是工藝規(guī)程設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）粗基準的選擇 選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常是不能兼顧的，但對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準是完全合理的。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，應選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取外圓柱面和端面作為粗基準。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的5個自由度，達到完全定位。 2）精基準的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合與統(tǒng)一基準原則。以Φ20mm孔為精基準。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 3.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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(chǎn)綱領一確定為中批生產(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，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1工藝路線方案一 工序1： 粗車φ45mm柱體的右端面，粗車右端面，車槽3×2mm，粗車、 半精車外圓，車右端倒角。 工序2： 粗車φ100mm柱體左、右端面，粗車φ90mm柱體左端面，半精車 φ100mm左、右端面、φ90mm左端面，粗車外圓 φ45mm、φ100mm， 半精車外圓φ45mm、φ100mm、φ90mm，車φ100mm柱體的倒角， 半精車φ45mm柱體的過度倒圓。 工序3： 精車 φ100mm左端面， φ90mm右端面。 工序4： 鉆、擴、粗鉸、精鉸孔 φ20mm至圖樣尺寸并車孔左端的倒角 工序5： 粗銑、精銑 φ900mm柱體的兩側面。 工序6： 鉆φ4mm孔，擴、鉸φ6mm孔 工序7： 鉆 4Xφ9mm透孔。 工序8： 磨削外圓面φ100mm， φ90mm 。 工序9： 磨削B面，及φ45mm 外圓面、φ100mm右端面、φ90mm左端面。 工序10： B面拋光。 工序11： φ100mm外圓刻字刻線。 工序12： φ100mm外圓無光鍍鉻。 工序13： 檢測入庫。 3.3.2 工藝路線方案二 工序 1 粗車φ100mm柱體左端面、外圓，粗車B面 工序 2 鉆中心孔φ18mm，擴孔φ19.8mm，粗鉸φ19.94mm、精絞Φ20mm孔 工序 3 粗車右φ45mm柱體右端面、外圓，φ90mm外圓及右端面， 工序 4 半精車φ100mm左端面、外圓，半精車B面并倒角C1.5，半精車 φ90mm外圓，φ20左側倒角C1 工序 5 半精車右φ45mm外圓及右端面，倒角C7，半精車φ90mm右側面， 切槽3×2mm，車φ20mm孔右端倒角C1 工序 6 精車φ100mm柱體左端面、外圓，精車B面，車過渡圓角R5 工序 7 粗銑、精銑φ90mm柱體的兩側面 工序 8 鉆4XΦ9mm透孔 工序 9 鉆φ4mm孔，擴、鉸φ6mm孔 工序 10 磨削B面 工序 11 磨削外圓面φ100mm、φ90mm 工序 12 磨削φ90mm凸臺距離軸線24mm的側平面 工序 13 金剛石車Φ45mm外圓、φ90mm右側面 工序 14 B面拋光 工序 15 Φ100mm劃線刻字 工序 16 Φ100mm外圓無光鍍鉻 工序 17 檢測入庫。 3.3.3 工藝方案的比較與分析 Φ表面是多次加工的基準，方案一中在加工其外圓表面的同時進行了導角，工序較為集中，也方便裝夾，在一定程度上提高了生產(chǎn)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，應把保證精度放在首位，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盡量選用孔Φ20為定位基準，故選用方案二。 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，參照《實用機械加工工藝手冊》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如下：（單位mm） 加工表面 工序（或工步）名稱 工序（或工步）余量 工序（或工步）基本尺寸 工序（或工步） 經(jīng)濟精度 工序（或工步）尺寸及其偏差 表面粗糙度（Ra ） 公差等級 公差 右端面 粗車 3 ? ? ? ? 6.3 毛坯 3 ? ? ? ? ? Φ90突臺右端 精車 0.8 41 IT7 0.025 41 1.6 半精車 1.0 41.8 IT9 0.062 41.8 0.031 3.2 粗車 1.2 42.8 IT11 0.160 42.8 0.08 6.3 毛坯 3 44 —— 2.2 44 1.1 ? 槽3×2 粗車 2Z=9 41 IT13 0.39 41 6.3 毛坯 2Z=9 50 —— 2.0 50 1.0 ? Φ45 外圓 磨削 2Z=0.3 45 IT6 0.017 Φ45 0.8 半精車 2Z=1.0 45.3 IT9 0.062 Φ45.3 3.2 粗車 2Z=3.7 46.3 IT11 0.160 Φ46.3 6.3 毛坯 2Z=5 50 —— 2.0 Φ50 1.0 ? 內(nèi)孔Φ20 鉸 2Z=0.2 20 IT8 0.045 Φ20 1.6 擴 2Z=1.8 19.8 IT10 0.084 Φ19.8 6.3 鉆 2Z=18 18 IT12 0.18 Φ18 12.5 毛坯 實心 ? ? ? ? ? Φ100左端面 精車 Z=0.8 91 IT8 0.054 91 1.6 半精車 0.7 91.8 IT9 0.087 91.8 3.2 粗車 1.5 92.5 IT11 0.22 92.5 0.11 6.3 毛坯 3 94 —— 2.2 94 1.1 ? Φ100外圓 磨削 2Z=0.4 100 IT8 0.054 Φ100 0.8 半精車 2Z=1.1 100.4 IT11 0.22 Φ100.4 3.2 粗車 2Z=3.5 101.5 IT11 0.22 Φ101.5 6.3 毛坯 2Z=5 105 —— 2 Φ105 1.0 ? Φ100右端面 磨削 Z=0.4 41 IT7 0.017 41 0.4 半精車 Z=1.1 41.4 IT9 0.062 41.4 3.2 粗車 Z=4 42.5 IT11 0.16 42.5 6.3 毛坯 Z=3 44 ? 2.0 44 1.0 ? Φ45 外圓 磨削 2Z=0.3 45 IT7 0.017 Φ45 0.4 半精車 2Z=1.0 45.3 IT9 0.062 Φ45.3 3.2 粗車 2Z=3.7 46.3 IT11 0.160 Φ46.3 6.3 毛坯 2Z=5 50 ? 2.0 Φ50 1.0 ? Φ90突臺左端 磨削 Z=0.4 8 IT8 0.022 8 0.4 半精車 Z=1.1 8.4 IT9 0.036 8.4 3.2 粗車 Z=1.5 9.5 IT11 0.09 9.5 6.3 毛坯 Z=3 11 ? 0.2 ? ? Φ90外圓 磨削 2Z=0.4 90 IT8 0.054 Φ90 0.8 半精車 2Z=1.1 90.4 IT9 0.087 Φ90.4 3.2 粗車 2Z=3.5 91.5 IT11 0.22 Φ91.5 6.3 毛坯 2Z=5 95 ? 2.0 Φ95 1.0 ? Φ4孔 鉸 2Z=0.1 4 IT10 0.048 Φ4 6.3 鉆 2Z=3.9 3.9 IT11 0.075 Φ3.9 12.5 毛坯 實心 ? ? ? ? ? Φ6孔 鉸 2Z=0.2 6 IT10 0.048 Φ6 3.2 鉆 2Z=1.8 5.8 IT11 0.075 Φ5.8 12.5 毛坯 2Z=4 4 IT11 0.075 Φ4 12.5 Φ90（左）兩側面 精銑 1.0 58 IT9 0.074 58 3.2 粗銑 31.0 59 IT12 0.3 59 12.5 毛坯 32 90 IT13 0.54 90 ? Φ90右側面 磨削 0.4 24 IT8 0.33 24 0.4 毛坯 ? ? ? ? ? 6.3 4XΦ9孔 鉆 2Z=9 9 IT13 0.22 Φ9 12.5 毛坯 實心 ? ? ? ? ? 3.5 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：HT200 δb=220MPa 砂型鑄造 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片材料為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?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，同時應檢驗機床功率及進給機構強度 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 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8)與420r/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) 檢驗機床功率　主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算 　　　　　　　　?。? 　　　　　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) 由《實用機械加工工藝手冊》表7-4中CA6140機床說明書可知，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.徑向切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算＝ 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?。?880，＝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==2mm.分1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)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=126m/min 4) 確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 378r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),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=0.83(min) 工序 2 鉆、擴、鉸Φ20的中心孔 (1) 鉆Φ18mm孔 機床：Z525搖臂鉆床 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 據(jù)《切削手冊》表10-66,當鑄鐵≤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 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與619.2r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為555r/min?，F(xiàn)選取=555r/min。 所以實際切削速度 == 4) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1?！?t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm; =4mm; t= ==0.63(min) (2) Φ19.8mm孔 根據(jù)有關資料介紹，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) 進給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r 2) 切削速度　　v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 271.8r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),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 == 4) 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) (3) 粗絞孔至Φ19.94mm、精絞孔至Φ20mm 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 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與298.3r/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 == 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 3 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90右端面 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。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=187m/min 3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　ns== 553r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),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 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),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，按《工藝手冊》表6.2-1?！=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。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=122m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns== 431r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),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，按《工藝手冊》表6.2-1 　　t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.07(min) 工序 4 半精車Φ100端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90外圓柱 面，車Φ100、Φ90外圓柱面上的倒角C1.5，車Φ20孔左端倒角C1 (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。 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＝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 5 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3X2退刀槽， 車Φ45圓柱面右端的倒角C7，車Φ20 內(nèi)孔的右端倒角C1 (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。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=187m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns== 553r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與553r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min。現(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。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=96m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 578r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與578r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min。現(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。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=134m/min 4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　　ns== 458r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8,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==0.28(min) 工序 6 精車Φ100的端面及外圓，精車B面，車過渡圓角R5 (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 7 粗、精銑Φ90圓柱面上的兩個平面 (1) 粗銑距中心線34mm的平面。 機床：X63銑床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金鑲齒套面銑刀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。現(xiàn)選取=22.5r/min。 所以實際切削速度== 當=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為 =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：X63銑床 刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金鑲齒套面銑刀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=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為 =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 (3) 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。現(xiàn)選取=37.5r/min。 所以實際切削速度== 當=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為 =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 8 鉆、絞 4XΦ9mm透孔 (1) 4XΦ9mm孔 機床：Z525立式搖臂鉆床 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) 進給量 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 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),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 9 鉆Φ4孔，擴Φ6孔 (1)鉆Φ4mm孔 機床：Z525立式搖臂鉆床 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 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/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=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速　ns== 2388r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),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　根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 1592r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),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 10 磨削B面 (1) 磨B面 機床M114W萬能外圓磨床 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 切削深度　　＝0.0157mm/st 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 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　 　　　?。?.5(min) 工序 11 磨Φ100、Φ90的外圓柱面 (1) 磨Φ100mm外圓柱面 機床　M114W萬能外圓磨床 1)選擇砂輪。