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編 號 無錫太湖學院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 題目： 葉輪座零件加工工藝與 專用夾具設計 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學 號： 0923818 學生姓名： 馬 磊 指導教師： 薛慶紅（職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 葉輪座零件 工藝設計及專用夾具設計 是本人在導師的指導下獨立進行研 究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以 標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任 何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 97 學 號： 0923818 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無 錫 太 湖 學 院 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設 計 論 文 任 務 書 一、題目及專題： 、題目 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 、專題 二、課題來源及選題依據 葉輪座零件加工涉及車、銑、鉆、磨等多種加工方法，設計內 容包含工藝文件制訂、刀具選擇、切削用量計算等，以及夾具設計。 是對機械專業(yè)學生所學專業(yè)知識的綜合應用。該課題難度適中，設 計量合適，能提升學生對知識的應用能力。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 1. 根據零件使用要求，分析零件的機械加工的工藝性，編制零件 機械加工工藝規(guī)程，并形成全套工藝文件，即工藝過程卡、機加工 工藝卡、工序卡； 2. 分析計算該零件機械加工工藝參數，選用加工設備和工藝裝備； 3. 設計葉輪座零件加工的專用夾具，繪制夾具裝配圖及全套非標 零件圖，分析夾具的定位精度等。 II 4.編寫設計說明書（大于 30 頁） ； 5.專業(yè)外語翻譯（大于 800010000 字符，約合漢字 5000 字符） ； 四、接受任務學生： 機械 97 班 姓名 馬 磊 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學科組組長研究所所 長簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 本論文主要研究葉輪座的加工工藝與其專用夾具的設計。根據零件使用要求，分析 零件的機械加工工藝性，編制零件機械加工工藝規(guī)程，形成全套工藝文件，即工藝過程 卡、機加工工藝卡、工序卡；繪制零件圖；在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工 位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切 削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工序的基 本時間，輔助時間和工作地服務時間。設計葉輪座零件加工的專用夾具，繪制夾具裝配 圖及全套非標零件圖，分析夾具的定位精度，切削力、夾緊力。 關鍵詞：加工工藝；專用夾具；全套工藝文件；定位精度 IV Abstract This thesis mainly studies the impeller machining process and its special fixture design. According to parts use requirement, manufacturability analysis of machining parts, prepare the parts machining process planning, formed a full range of technology document, namely the process sheet, machining process CARDS, process CARDS; Draw the part drawing; In the process of making process, to determine the installation location of each process step and the work of the process need, locomotives and machine tools in processing the process feed, cutting depth, spindle speed and cutting speed, the process of fixture, cutting tools and measuring tool, and feeding frequency and feeding length, finally calculated the process of basic time, auxiliary time and service time is carried out. Special fixture design of impeller parts processing, fixture assembly drawings and a full range of non-standard parts charting, analysis of fixture locating precision, cutting force, clamping force. Key words: process; Special fixture; Full set of process documents; Positioning accuracy V 目 錄 摘 要 .III ABSTRACT .IV 目 錄 .V 1 緒論 .1 1.1 本課題的研究內容和意義 .1 1.2 國內外的發(fā)展概況 .1 1.3 本課題應達到的要求 .1 2 零件分析 .2 2.1 零件作用與分析 .2 2.2 零件的生產綱領與生產類型 .2 2.3 零件的工藝分析 .2 2.3.1 主要加工面： .3 2.3.2 主要基準面 .3 3 葉輪座加工的主要問題和工藝過程設計所采取的相應措施 .4 3.1 確定毛坯的制造形式 .4 3.2 基面的選擇 .4 3.2.1 粗基準的選擇 .4 3.2.2 精基準的選擇 .4 3.3 確定加工工藝路線 .4 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .6 3.5 確定切削用量 .9 4 專用夾具設計 .25 4.1 零件的加工工藝分析 .25 4.2 定位基準的選擇 .25 4.3 定位夾緊方案的確定 .25 4.4 切削力的計算 .26 4.5 定位元件的設計 .27 4.6 定位誤差計算 .27 4.6.1 工件孔與定位心軸的定位誤差分析 .27 4.6.2 一面兩銷定位誤差分析 .28 4.7 夾緊元件的設計 .30 4.7.1 夾緊力的計算 .30 4.7.2 自鎖條件 .30 4.7.3 斜楔增力特性與升角關系 .31 4.7.4 斜楔夾緊機構的類型與計算 .31 5 結論與展望 .33 5.1 結論 .33 VI 5.2 不足之處與未來展望 .33 致 謝 .34 參考文獻 .35 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 1 1 緒論 1.1 本課題的研究內容和意義 本論文研究的是葉輪座零件加工工藝及專用夾具設計。根據零件使用要求，分析零 件的機械加工工藝性，編制零件機械加工工藝規(guī)程，形成全套工藝文件，即工藝過程卡、 機加工工藝卡、工序卡；繪制零件圖；在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和 該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速 度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工序的基本時 間，輔助時間和工作地服務時間。設計葉輪座零件加工的專用夾具，繪制夾具裝配圖及 全套非標零件圖，分析夾具的定位精度，切削力、夾緊力。 葉輪座是泵體的主要零部件之一，其加工精度，不但影響到泵的性能，而且影響到 整機運行的平穩(wěn)性。在普通臥式鏜床的工作臺上，安裝一通用的分度盤，通過中間的通 孔定位，用螺栓、壓板和螺栓螺母將工件壓緊，雖然這種加工方法可以滿足設計要求， 但由于鏜床的對刀不方便，精度不易控制，因此加工效率低，加工成本高。而且利用鏜 床加工這樣小的零件，機床的功能得不到充分發(fā)揮，不夠經濟。所以我們設計了專用工 裝，便能輕易地在普通車床上完成葉輪座上的孔加工。 1.2 國內外的發(fā)展概況 葉輪座是安裝在軸流泵當中的主要零部件。軸流泵在國民經濟一些部門得到了廣泛 的應用。我國軸流泵的發(fā)展也是走了一條由仿制到自主開發(fā)的道路。60 年代初期以前生 產的大型軸流泵，主要參照前蘇聯的水力模型。70 年代末、80 年代初，我國水泵行業(yè)科 技人員研制了一批優(yōu)秀軸流泵模型，性能已與先進國家軸流泵模型不相上下。 在國外，荷蘭和日本等國大型軸流泵有很大發(fā)展。荷蘭大型軸流泵葉輪直徑 3.6m， 設計揚程 H=1.2m，配套功率 925kW，齒輪變速傳動。日本開發(fā)的最大口徑軸流泵，電業(yè) 社研制歷史可調葉片軸流泵。原蘇聯開發(fā)的葉片不可調和葉片可調式型立式軸流泵。美 國 GOOULDS 公司生產的 AF 型臥室軸流污水泵。 1.3 本課題應達到的要求 （1）根據零件使用要求，分析零件的機械加工的工藝性，編制零件機械加工工藝規(guī) 程，并形成全套工藝文件，即工藝過程卡、機加工工藝卡、工序卡； （2）分析計算該零件機械加工工藝參數，選用加工設備和工藝裝備； （3） 設計葉輪座零件加工的專用夾具，繪制夾具裝配圖及全套非標零件圖，分析 夾具的定位精度等。 無錫太湖學院學士學位論文 2 2 零件分析 2.1 零件作用與分析 本畢業(yè)設計題目所給的零件是葉輪座（如圖 2.1 所示） ，它以鍵槽轂、孔等相組成。 葉輪座四端各有 與 的孔，這 2 個孔是用來組裝葉輪的。葉輪座中有一長m4210 118mm，寬 18mm 的鍵槽轂，它是用來與軸上的鍵配合，帶動葉輪座旋轉，達到工作要 求的。 圖 2.1 葉輪座的建模圖片 2.2 零件的生產綱領與生產類型 生產綱領是企業(yè)在計劃期內應當生產的產量。按生產綱領與生產類型的關系確定， 該零件的生產類型屬于大批生產。 零件的生產綱領為： （2.1） )1(banQN 其中，產品的年產量 臺/年，每臺產品中該零件的數量 件/ 臺，零件倍10 1n 率 ，零件廢品率 。%4a%b 件/ 年05%)4(0)(anQN 2.3 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高， 為此以下是葉輪座需要加工表面以及加工表面的位置要求，如圖 2.2 所示。 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 3 圖 2.2 葉輪座零件圖 2.3.1 主要加工面： 現分析如下：加工部位分為 3 個部分，即左端面、右端面與四端。 (1)車葉輪座左側端面； (2)鏜左側 孔；m172 (3)鏜右側 孔；90 (4)鏜 孔；68 (5)拉寬 18mm 的槽； (6)鏜四端 與 的孔；142 2.3.2 主要基準面 (1）右側 的孔為基準：m90 以 的孔為基準，定位夾緊之后能夠加工葉輪座左側粗糙度為 3.2 的端面和粗 糙度為 3.2 的 圓孔。172 (2）左側 圓孔為基準： 以 的圓孔為基準時，定位夾緊之后能夠加工葉輪座右側粗糙度為 3.2 的 圓孔和 圓孔，最后拉出一條寬為 18mm 的鍵槽。m9068 (3）以葉輪座四端 的孔為基準：m10 以 的孔為基準，定位夾緊之后能夠加工葉輪座四端粗糙度為 3.2 的1 圓孔與 的圓孔。42 無錫太湖學院學士學位論文 4 3 葉輪座加工的主要問題和工藝過程設計所采取的相應措施 3.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為 HT200。由于年產量為 10500 件，達到了大批生產的水平，而且零件 的尺寸有點大，鑄造表面質量的要求高，故可采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金 屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產率。 3.2 基面的選擇 3.2.1 粗基準的選擇 如果要首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應以不加工表面 作為粗基準。在這個葉輪座中，應當以葉輪座右端不加工外表面做為粗基準。 3.2.2 精基準的選擇 選擇精基準時一般遵循以下幾項原則：1.基準重合原則；2.基準統一原則；3.互為基 準原則；4.自為基準原則。 根據這幾個原則，可以確定葉輪座以左端 的孔為精基準。m172 3.3 確定加工工藝路線 方案一工藝路線： 工序 10：鑄造； 工序 20：粗車左側端面； 工序 30：粗鏜 孔；m172 工序 40：粗拉寬 18mm 的槽； 工序 50：粗鏜右側 和 孔；6890 工序 60：粗鏜四端 和 的孔；42 工序 70：精車左側端面； 工序 80：半精鏜 孔；m172 工序 90：精拉寬 18mm 的槽； 工序 100：半精鏜 和 孔；9068 工序 110：半精鏜 和 的孔；4 工序 120：精鏜 孔；172 工序 130：精鏜 孔；m90 工序 140：鉸 孔；68 工序 150：精鏜 的孔；1 工序 160：鉸 的孔；42 工序 170：去毛刺； 工序 180：檢查； 工序 190：入庫。 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 5 方案二工藝路線： 工序 10：鑄造； 工序 20：粗車左側端面； 工序 30：粗鏜 孔；m172 工序 40：粗鏜右側 和 孔；6890 工序 50：粗拉寬 18mm 的槽； 工序 60：粗鏜四端 和 的孔；42 工序 70：精車左側端面； 工序 80：半精鏜 孔；m172 工序 90：半精鏜 和 孔；9068 工序 100：精拉寬 18mm 的槽； 工序 110：半精鏜 和 的孔；4 工序 120：精鏜 孔；172 工序 130：精鏜 與 的孔；m9068 工序 140：精鏜 的孔； 工序 150：鉸 的孔；42 工序 160：去毛刺； 工序 170：檢查； 工序 180：入庫。 經過比較，我們發(fā)現這兩種工藝路線在兩個地方出現了區(qū)別，方案一的工藝路線采 用了先拉削鍵槽，然后鏜右側 和 孔的工藝路線，而方案二的工藝路線采用m6890 了先加工右側 和 孔，然后拉削鍵槽的工藝路線。第二個不同的地方是工序6890 140 加工 的孔，方案一的工藝路線采用了鉸的加工方式，而方案二的工藝路線采m 用了精鏜。 經過分析：(1)方案一的工藝路線先拉削后鏜削會對加工出來的鍵槽產生較大的誤差， 也不符合加工工藝路線，方案一的工藝路線沒有方案二的工藝路線合理； (2) 的孔比較大，雖然也在鉸削的加工范圍之內，不過如果加工 的使68 m68 用鉸刀來加工，這個鉸刀會比較的大，如此大尺寸的鉸刀成本較大，且刀具安裝過程中 會給操作工人帶來不便，給機床調整的時間增加，降低了生產效率。加工 的孔前 一個工序是鏜削加工 ， 的孔也使用鏜削，便不必更換機床與刀具，同一臺m9068 機床加工提高了加工的質量，提高了生產效率，省去了多余的裝夾調整時間，節(jié)約了時 間與成本。 綜合考慮后，我們覺得方案二的工藝路線更加的適合，所以我們采用方案二的加工 路線。 無錫太湖學院學士學位論文 6 方案二工藝路線： 工序 10：鑄造； 工序 20：粗車左側端面； 工序 30：粗鏜 孔；m172 工序 40：粗鏜右側 和 孔；6890 工序 50：粗拉寬 18mm 的槽； 工序 60：粗鏜四端 和 的孔；42 工序 70：精車左側端面； 工序 80：半精鏜 孔；m172 工序 90：半精鏜 和 孔；9068 工序 100：精拉寬 18mm 的槽； 工序 110：半精鏜 和 的孔；4 工序 120：精鏜 孔；172 工序 130：精鏜 與 的孔；m9068 工序 140：精鏜 的孔； 工序 150：鉸 的孔；42 工序 160：去毛刺； 工序 170：檢查； 工序 180：入庫。 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 葉輪座的材料是 HT200，生產類型為大批量生產。由于毛坯采用金屬模鑄造，毛坯 尺寸的確定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實 是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設計規(guī)定零件為大批量生產，應該采用調整法加工，因此計算最大與最小余 量是應該調整法加工方式予以確定。 (1)加工葉輪座左端平面，因為葉輪座為回轉體工件，故采用車端面的方法加工端面。 先粗車，再精車，便可達到粗糙度為 3.2，數據如表 3-1 所示。 表 3-1 工序余量表 工序間 工序間 工序名稱 工序間余 量/mm 經濟精度 /m 表面粗糙 度/m 工序間尺 寸 /mm 尺寸公差/mm 表面粗糙度 /m 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 7 精車 0.5 H9 Ra3.2 307 0.137Ra3.2 粗車 1 H10 Ra6.3 307.5 .25Ra6.3 粗車 2.5 H11 Ra12.5 308.5 0.38Ra12.5 粗車 2.5 H12 Ra12.5 311 52.1Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 313.5 8.0Ra25 (2)加工 的孔，因為孔的直徑很大，故采用鏜的方法來加工孔，然后半精鏜、m172 精鏜。 余量皆為單邊余量?？椎挠嗔靠刹榻饘偌庸すに嚰肮ぱb設計 1P87。數據如表 3-2 所示。 表 3-2 工序余量表 工序間 工序間 工序名稱 工序間余 量 /mm 經濟精度 /m 表面粗糙 度/m 工序間尺 寸 /mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度/m 精鏜 0.5 H9 Ra3.2 1720.1Ra3.2 半精鏜 1.5 H10 Ra3.2 .6Ra3.2 粗鏜 3 H11 Ra6.3 680.25Ra6.3 毛坯 H12 Ra12.5 12.4Ra12.5 (3)加工 的孔，采用鏜、半精鏜、精鏜來加工孔，數據如表 3-3 所示。m90 表 3-3 工序余量表 工序間 工序間 工序名稱 工序間余 量 /mm 經濟精度 /m 表面粗糙 度/m 工序間尺 寸 /mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度/m 精鏜 0.5 H9 Ra3.2 900.87Ra3.2 半精鏜 1.5 H10 Ra3.2 8.149Ra3.2 粗鏜 2 H11 Ra6.3 60.2Ra6.3 毛坯 H12 Ra12.5 2.35Ra12.5 (4)加工 的孔，采用鏜、半精鏜、鉸來加工孔，數據如表 3-4 所示。m68 無錫太湖學院學士學位論文 8 表 3-4 工序余量表 工序間 工序間 工序名稱 工序間余 量 /mm 經濟精度 /m 表面粗糙 度/m 工序間尺 寸 /mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度/m 鉸 0.5 H9 Ra3.2 680.74Ra3.2 半精鏜 1.5 H10 Ra3.2 7.12Ra3.2 續(xù)表 3-4 粗鏜 2 H11 Ra6.3 640.19Ra6.3 毛坯 H12 Ra12.5 0m3.Ra12.5 (5)加工長 118mm，寬 18，深 5mm 的鍵槽，由于此鍵槽在 的孔上，結合各種68 因素，故采用拉床拉出這個鍵槽，數據如表 3-5 所示。 表 3-5 工序余量表 工序間 工序間 工序名稱 工序間余 量 /mm 經濟精度 /m 表面粗糙 度/m 工序間尺 寸 /mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度/m 精拉 1 H9 Ra3.2 5 0.1267Ra3.2 粗拉 4 H10 Ra6.3 4 .9Ra6.3 毛坯 H11 Ra12.5 0 3.0Ra12.5 (6)加工葉輪座四端的 的四個孔，由于直徑過大，故采用鏜、半精鏜、精鏜10 的加工方法加工，數據如表 3-6 所示。 表 3-6 工序余量表 工序間 工序間 工序名稱 工序間余 量 /mm 經濟精度 /m 表面粗糙 度/m 工序間尺 寸 /mm 尺寸公差 /mm 表面粗糙 度/m 精鏜 0.5 H9 Ra3.2 100.871Ra3.2 半精鏜 1.5 H10 Ra3.2 9.4Ra3.2 粗鏜 2 H11 Ra6.3 60.2Ra6.3 毛坯 H12 Ra12.5 10235.Ra12.5 (7)加工葉輪座四端的 的四個孔，由于直徑過大，故采用鏜、半精鏜、鉸的加4m 工方法來加工孔，數據如表 3-7 所示。 表 3-7 工序余量表 工序間 工序間工序名稱 工序間余 量 /mm 經濟精度 表面粗糙 工序間尺寸 /mm 尺寸公差 表面粗糙 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 9 /m 度/m /mm 度/m 鉸 0.2 H9 Ra3.2 420.62Ra3.2 半精鏜 1.5 H10 Ra3.2 1.6.1Ra3.2 粗鏜 2 H11 Ra6.3 380.6Ra6.3 毛坯 H12 Ra12.5 4.25.Ra12.5 3.5 確定切削用量 工序 20 加工葉輪座左側端面 （1）粗車葉輪座左側端面 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：YG8 硬質合金車刀，刀桿尺寸 1625 機床：CA6140 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計 1表 4-25（P86） 軸的車削加pa 工余量，可查出背吃刀量 。m5.2 進給量 ：繼續(xù)查 金屬加工工藝及工裝設計表 4-53（P95）硬質合金及高速鋼車f 刀粗車外圓和端面的進給量，根據工件材料、刀桿尺寸、工件直徑及背吃刀量可查出 ，根據機床說明書提供選擇的進給量金屬加工工藝及工裝設計表rmf/0.17 4-43 臥式車床的主要技術參數，取 。rf/71.0 切削速度 ：切削速度可以由機械制造技術基礎表 7-13 中的公式cv （3.1）vyxpmvcKfaTC 來計算，也可查表 7-15 車削加工的切削速度參考數值，得到 ，這min/906vc 里取 ，由公式min/90vc （3.2）10dnvc 求出機床主軸轉速為 min/7.132i/264.3910rrdnc 按機床說明書選取實際機床轉速為 125r/min，故實際切削速度為 i/8.410.510vc 機動工時為： （3.3）snwflt 150min.27.561 無錫太湖學院學士學位論文 10 輔助時間為： （3.4）sttm5.210.5.0 其他時間計算： （3.5）tzb 3.).(%6 則工序 30 的總時間為： （3.6）stttzbm 85.12.0521總 工序 30 粗鏜 的孔172 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=10172=1720mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 粗鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m3ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/8.05 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/74.0 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得 ，這cv in635vc 里取 ，根據公式min/60c （3.2）10dnvc 求出鏜床主軸轉速 min/1.in/724.3610rrdnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 0i/541.01vc 機動工時為： （3.3） s28min47.0153f nwlt 輔助時間為： （3.4）ttm.0 其他時間計算： （3.5）stzb 2).48(%6 則工序 30 的總時間為： 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 11 （3.6）stttzbm2.34.28總 工序 40：粗加工 和 的孔9068 （1）粗鏜葉輪座右端 的孔 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=1090=900mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 粗鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m2ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/8.05 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/74.0 切削速度 ：切削速度根據表 4-72-臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，min/603/0.16svc min/60vc 根據公式 （3.2）1dc 求出鏜床主軸轉速 in/3.21in/904.3610rrdvnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 mi/5.1.210vc 機動工時為： （3.3）s23in7.04.25f nwl t1 輔助時間為： （3.4）ttm5.0 其他時間計算： （3.5）stzb 6.1)32(%6 則工序 40 的總時間為： （3.6）tttzbm.28.5總 （2）粗鏜葉輪座右端 的孔68 無錫太湖學院學士學位論文 12 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=1068=680mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 粗鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m2ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/8.05 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/74.0 切削速度 ：切削速度根據表 4-72-臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，min/603/0.16sc min/60vc 根據公式 （3.2）1dvc 求出鏜床主軸轉速 in/281in/64.300rrdnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 m5i/3.10.2510vc 機動工時為： （3.3）snwflt 42in69.74.2581 輔助時間為： （3.4）ttm3.1.0. 其他時間計算： （3.5）stzb 9.2)64(% 則工序 40 的總時間為： （3.6）tttzbm.51.3總 工序 50 加工在 孔上，寬 18mm 的鍵槽68 機床：臥式拉床 L6120。 刀具：查復雜刀具設計手冊第 4 章內容，選擇拉刀類型為鍵槽拉刀，該刀具特 點：拉削長度大于 30mm，同時加工齒數不小于 5。材料：W18Cr4V 做拉刀材料，柄部采 用 40Cr 材料（具體刀具設計見拉刀設計） 。 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 13 查出背吃刀量 m4ap 拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設計，拉削 的進給量即為單面的齒升量。 根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-104（拉削的進給量）查出鍵與槽拉刀的進給 量為 15.0.f 查機械加工工藝手冊 6表 2.4-118 和 2.4-119，確定拉削速度 v=0.1160.08mm/s， 取 v=0.10mm/s； 拉削工件長度 L：L=118mm ； 拉刀長度 ： 1 mLfZq 1842967401 （3.7） 拉刀切出長度 ，取 。m052 12 走刀次數一次。 根據以上數據代入公式（計算公式由機械加工工藝手冊 6表 2.5-20 獲得） ，得機 動時間 jt （3.8）SVLtj 46.12.018102 工序 60 粗加工葉輪座四端 和 的孔m4 （1）粗加工 的孔10 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=10110=1100mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 粗鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m2ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/8.05 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/74.0 切削速度 ：切削速度根據表 4-72-臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，min/603/0.16sc min/60vc 根據公式 （3.2）1dvc 求出鏜床主軸轉速 in/7.3in/104.3610rrdvnc 無錫太湖學院學士學位論文 14 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 min/160rn2.54.3160dnvc 機動工時為： （3.3）snwflt 6.7in.74.0165 輔助時間為： （3.4）ttm1. 其他時間計算： （3.5）stzb 53.0)4.67(% 則工序 60 的總時間為： （3.6）tttzbm 27.9.1.總 （2）粗加工 的孔42 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=1042=420mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 粗鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m2ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/8.05 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/74.0 切削速度 ：切削速度根據表 4-72-臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，min/603/0.16sc min/60vc 根據公式 （3.2）1dvc 求出鏜床主軸轉速 in/45in/24.3600rrdnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 mi/7.10.510vc 機動工時為： 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 15 （3.3）snwflt 6min1.074.5231 輔助時間為： （3.4）ttm9.0 其他時間計算： （3.5）stzb 41.0)6(% 則工序 60 的總時間為： （3.6）tttzbm.7.9總 工序 70 精車葉輪座左側端面 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：YG8 硬質合金車刀，刀桿尺寸 1625 機床：CA6140 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-25（P86） 軸的車削加工pa 余量，可查出背吃刀量 。m5.0 進給量 ：繼續(xù)查 金屬加工工藝及工裝設計表 4-54（P96）硬質合金及高速鋼車f 刀精車外圓和端面的進給量，根據工件材料、表面粗糙度、刀尖半徑可查出 ，根據機床說明書提供選擇的進給量金屬加工工藝及工裝設計表rf/4.025. 4-43 臥式車床的主要技術參數，取 rf/4.0 切削速度 ：切削速度可以由機械制造技術基礎表 7-13 中的公式cv （3.1）vyxpmvcKfaTC 來計算，也可查表 7-15 車削加工的切削速度參考數值，得到 ，這里min/13584vc 取 ，min/135vc 由公式 10dnvc （3.2） 求出機床主軸轉速為 min/19in/2614.350rrdvnc 按機床說明書選取實際機床轉速為 160r/min，故實際切削速度為mi/.810264.3610dnvc 無錫太湖學院學士學位論文 16 機動工時為： （3.3）snwflt 207min45.30162 輔助時間為： （3.4）ttm1.5. 其他時間計算： （3.5）stzb 3.4)207(%6 則工序 70 的總時間為： （3.6）tttzbm .25.1總 工序 80 半精鏜 的孔172 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=10172=1720mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.1ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/6.02 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/52.0 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得 ，這cv in8vc 里取 ，min/80c 根據公式 （3.2）10dnvc 求出鏜床主軸轉速 min/13.48i/724.3810rrdnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 0ni/51.01vc 機動工時為： （3.3）snwflt 4.0min67.52.031 輔助時間為： 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 17 （3.4）sttm64.015.0 其他時間計算： （3.5）tzb 8.2).(%6 則工序 80 的總時間為： （3.6）stttzbm.49.6.40總 工序 90 半精加工加工 和 的孔9068 （1）半精鏜 的孔 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=1090=900mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.1ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/6.02 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/52.0 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得 ，這cv in8vc 里取 ，根據公式min/80c （3.2）10dnvc 求出鏜床主軸轉速 min/283in/94.3810rrdnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 50i/6.71.2510vc 機動工時為： （3.3）snwflt 2min4.052.1 輔助時間為： （3.4）ttm6.0 其他時間計算： （3.5）stzb 8.1)42(% 則工序 90 的總時間為： 無錫太湖學院學士學位論文 18 （3.6）stttzbm8.31.426總 （2）半精鏜 的孔68 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=1068=680mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.1ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/6.02 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/52.0 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得 ，這cv in8vc 里取 ，根據公式min/80c （3.2）10dnvc 求出鏜床主軸轉速 min/67.34i/684.310rrdnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 15ni/2.0.150vc 機動工時為： （3.3）snwflt 47min8.5.31821 輔助時間為： sttm7415.0. （3.4） 其他時間計算： （3.5）stzb 3.)74(%6 則工序 90 的總時間為： （3.6）tttzbm.5.總 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 19 工序 100 精拉寬 18mm 的鍵槽 機床：臥式拉床 L6120。 刀具：查復雜刀具設計手冊第 4 章內容，選擇拉刀類型為鍵槽拉刀，該刀具特 點：拉削長度大于 30mm，同時加工齒數不小于 5。材料：W18Cr4V 做拉刀材料，柄部采 用 40Cr 材料（具體刀具設計見拉刀設計） 。 查出背吃刀量 m1ap 拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設計，拉削 的進給量即為單面的齒升量。 根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-104（拉削的進給量）查出鍵與槽拉刀的進給 量為 15.0.f 查機械加工工藝手冊表 2.4-118 和 2.4-119，確定拉削速度 ，smv/16.08. 取 ； sv/6. 工序 110 半精加工葉輪座四端 和 的孔m1042 (1)半精鏜 的孔m10 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=10110=1100mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.1ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/6.02 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/52.0 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得 ，這cv in8vc 里取 ，根據公式min/80c （3.2）10dnvc 求出鏜床主軸轉速 min/6.231i/4.3810rrdnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 0ni/8.91.201vc 機動工時為： snwflt 7.8min4.52.01 （3.3） 無錫太湖學院學士學位論文 20 輔助時間為： （3.4）sttm3.1785.01. 其他時間計算： （3.5）tzb 6.).(%6 則工序 110 的總時間為： （3.6）stttzbm.103.78總 （2）半精鏜 的孔42 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金鏜刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=1042=420mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.1ap 進給量 ：查表 4-71，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/6.02 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/52.0 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得 ，這cv in8vc 里取 ，根據公式min/80c （3.2）10dnvc 求出鏜床主軸轉速 min/6.0i/42.3810rrdnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 5ni/94.10.510vc 機動工時為： （3.3）snwflt 6.7min2.5.231 輔助時間為： （3.4）ttm14.0. 其他時間計算： 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 21 （3.5）stzb 53.0)14.67(% 則工序 110 的總時間為： （3.6）tttzbm .9.總 工序 120 精鏜 的孔172 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金精鉸刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=10172=1720mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.0ap 進給量 ：查表 4-72，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/.52 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 ，rmf/5.4 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，根據公式min/4830/8.50svc min/48vc （3.2）10dc 求出鏜床主軸轉速 in/8.in/724.38rrdvnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 m0i/1.431.01vc 機動工時為： （3.3）snwflt 6in.548031 輔助時間為： （3.4）ttm9.0. 其他時間計算： （3.5）stzb 41.)6(% 則工序 120 的總時間為： （3.6）tttzbm3.709.總 工序 130 精鏜 的孔90 無錫太湖學院學士學位論文 22 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金精鉸刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=1090=900mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.0ap 進給量 ：查表 4-72，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/.52 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/5.4 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，根據公式min/4830/8.50svc min/48vc （3.2）10d 求出鏜床主軸轉速 in/85.69in/94.3810rrdvnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 m10i/2.4.601vc 機動工時為： （3.3）snwflt 6.in7.54601 輔助時間為： （3.4）ttm.0. 其他時間計算： （3.5）stzb 3.)76.4(% 則工序 130 的總時間為： （3.6）tttzbm6.50.總 工序 140 鉸 的孔68 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金精鉸刀， 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 23 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.0ap 進給量 ：查表 4-70，根據機床類型、加工材料、鉸刀直徑、背吃刀量，選擇出了f 進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，進給量取rm/0.562 較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/5.4 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，根據公式in/4830/8.50svc in/48vc （3.2）10d 求出鏜床主軸轉速 min/80.24in/684.310rrdvnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 5i/3.10.2510vc 機動工時為： （3.3）snwflt 8.6min.54281 輔助時間為： （3.4）ttm1.0. 其他時間計算： （3.5）stzb 5.)8.6(% 則工序 140 的總時間為： （3.6）tttzbm3.801.總 工序 150 精鏜 的孔10 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金精鉸刀，刀桿尺寸 L=（1020 ）d=10110=1100mm 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m5.0ap 進給量 ：查表 4-72，根據機床類型、加工材料、孔徑、鏜桿長度 L、背吃刀量，f 選擇出了進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，r/.52 無錫太湖學院學士學位論文 24 進給量取較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/5.4 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，根據公式min/4830/8.50sc in/48mvc （3.2）10dc 求出鏜床主軸轉速 in/97.138in/4.3810rrdvnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 m25i/.410.2510vc 機動工時為： （3.3）snwflt 6.1in3.5421 輔助時間為： （3.4）ttm24.0.0 其他時間計算： （3.5）stzb 1.).61(% 則工序 150 的總時間為： （3.6）tttzbm94.02.總 工序 160 鉸 的孔42 加工條件： 工件材料：HT200，鑄造 刀具：硬質合金精鉸刀， 機床：T68，根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-45 臥式銑鏜床主要技術參數可查 得，鏜床選用 T68 較為合適 確定背吃刀量 ：根據金屬加工工藝及工裝設計表 4-71 硬質合金及高速鋼鏜刀pa 精鏜孔的進給量，可查出背吃刀量 ，m2.0ap 進給量 ：查表 4-70，根據機床類型、加工材料、鉸刀直徑、背吃刀量，選擇出了f 進給量 ，根據注 1：背吃刀量較小，加工材料強度較低時，進給量取rm/2.41 較大值，根據表 4-45 鏜床 T68 的進給量可以選擇出進給量 rmf/5.4 切削速度 ：切削速度根據臥式鏜床的鏜削用量參考表查得cv ，這里取 ，根據公式in/4830/8.50sc in/8vc （3.2）10dvc 葉輪座零件加工工藝與專用夾具設計 25 求出鏜床主軸轉速 min/97.36in/421.380rrdvnc 查表 4-45 T68 鏜床的主軸轉速表可知實際轉速 15i/4.0.50vc 機動工時為： （3.3）snwflt .1min2.54312 輔助時間為： （3.4）ttm.0.0 其他時間計算： （3.5）stzb 1.)24.1(%6 則工序 160 的總時間為： （3.6）tttzbm7.0.總 4 專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工葉輪座零件時，需要 設計專用夾具。 根據任務要求中的設計內容，需要設計加工葉輪座左側 孔的夾具，葉輪座右m172 端加工 孔與 孔的夾具，加工在 的孔上的鍵槽的夾具與加工葉輪座m906868 四端 孔與 孔的夾具。142 附圖所示為葉輪座的零件圖，生產規(guī)模為大批量生產。零件葉輪座的左側端面與 的孔已經在前工序按圖紙要求加工完畢。本道工序要求在 CA6140 臥式車床上加72 工葉輪座右端加工 孔與 的孔。90m68 4.1 零件的加工工藝分析 零件圖對 孔與 孔的加工精度要求如下。 孔至 孔的距離為 。m906850 孔的距離為 。1 無錫太湖學