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0 摘要 調整臂外殼的加工工藝及專用夾具設計，考慮到零件在機床運行過程中所受沖 擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄造。調整臂外殼的主要加工面是調整臂的幾 個端面、方槽和孔，由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保證。因此，采用先面 后孔的原則，以保證加工精度。該設計中，應先以大端外圓加工出兩端面，再以該基 準面加工小段端面和相應的孔。在其余工序中，均以此孔與端面為定位基準，加工調 整臂的孔、槽和一些端面，在整個加工過程中，用到了車床、銑床和鉆床。為了加工 精確快速，特別設計了銑側面、鏜孔和銑槽的專用夾具，并對它們的定位都采用了一 面兩銷定位。由于該零件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。因此，夾緊方式都采用手 動夾緊，它的夾緊方式簡單，機構的設計更為方便，滿足夾緊要求。 關鍵詞： 調整臂外殼零件，毛坯，加工工序，切削用量，專用夾具，裝夾 1 目錄 摘要 .......................................................................................................................1 目錄 .......................................................................................................................2 第一章 緒論 .......................................................................................................1 第二章 概述 .......................................................................................................1 2.1 夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求 ...............................................................................2 2.2 機床夾具功用 ...................................................................................................................2 2.3 機床夾具在機械加工中的作用 .......................................................................................3 2.4 機床夾具組成 ...................................................................................................................3 2.5 機床夾具的分類 ...............................................................................................................4 2.6 機床夾具的設計要求 .......................................................................................................6 2.7 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展發(fā)向 ...............................................................................................6 第三章 零件的分析 ...........................................................................................7 3.1 零件的作用 .......................................................................................................................7 3.2 零件的工藝分析 ...............................................................................................................8 第四章 工藝規(guī)程設計 .........................................................................................8 4.1 確定毛坯的制造形式 .......................................................................................................9 4.2 基準的選擇 .......................................................................................................................9 4.3 制定工藝路線 ...................................................................................................................9 4.4 機械加工余量及毛坯尺寸的確定 .................................................................................11 4.5 確立切削用量及基本工時 .............................................................................................14 第五章 夾具設計 ...............................................................................................32 5.1 研究原始質料 .................................................................................................................32 5.2 定位基準的選擇 .............................................................................................................32 5.3 切削力及夾緊分析計算 ................................................................................................32 5.4 誤差分析與計算 ............................................................................................................34 5.5 夾具設計及操作的簡要說明 ........................................................................................35 參考文獻 .............................................................................................................36 2 致謝 .....................................................................................................................37 0 第一章 緒論 隨著科學技術的進步和生產力的發(fā)展，要求機械工業(yè)不斷提供先進的技術設備， 加之市場需求的變化多端，產品更新?lián)Q代的周期越來越短，多品種、小批量生產的比 例在提高。這樣，傳統(tǒng)的生產技術準備工作，很不適應新的生產特點。為了適應機械 工業(yè)又好又快發(fā)展的需要，機床夾具的設計與制造技術也必須與時俱進，要求企業(yè)的 高級技能人才能不斷設計出構思合理、結構準確、工藝精良的夾具。所以，在大學畢 業(yè)之前，選擇簡單的夾具設計，希望通過此次設計，在過程中希望得到以下訓練： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識， 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， 保證零件的加工質量。 （2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求， 設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處， 能夠做到熟練的運用。 （4）熟悉零件的工藝制定，和有關計算。 畢業(yè)設計是在學完大學的全部課程之后進行的，畢業(yè)設計對所學各課程的深入綜 合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，畢業(yè)設計是大學至關重要的一 環(huán)。本設計就 CA10B 解放牌汽車的前調整臂的外殼的工藝規(guī)程及其加工過程中的專用 夾具進行設計，由于作者的能力有限，設計難免存在不足和錯誤，懇請各位老師給予 指教，在此致謝！ 1 第二章 概述 在機床制造企業(yè)生產中，機械加工、檢驗、焊接、熱處理和裝配等冷熱加工工藝， 都使用著大量的夾具，用以安裝對象，使之占有正確的加工位置。夾具在保證加工質 量，改善勞動條件，提高勞動生產率和降低成本等方面有著極其明顯的經濟效益。因 此，夾具是企業(yè)生產中的一種重要的工藝裝備。 2.1 夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求 為了確保工件的加工質量和提高生產率，對夾緊裝置提出“正、牢、簡、快”的 基本要求，如下 1） “正”就是在夾緊過程中應保持工件原有的正確定位。 2） “牢”就是夾緊力要可靠、適當，既要把工件壓緊夾牢，保證工件不位移、不 抖動；又不因為夾緊力過大而使工件表面損傷或變形。 3） “簡”就是結構簡單、工藝性能好、容易制造。只有在生產批量較大的時候， 才考慮相應增加夾具夾緊機構的復雜程度和自動化程度。 4） “快”就是夾緊機構的操作應安全、迅速、方便、省力。 設計夾緊裝置時，首先要合理選擇夾緊力的方向，再確定其著力點和大小，并確 定夾緊力的傳遞方式和相應的機構，最后選用或設計夾緊裝置的具體結構，來保證實 現(xiàn)上述基本要求。 對于夾具體的基本要求，如下： 1）應有足夠的強度和剛度 2）力求結構簡單，裝卸工件方便 3）要有良好的結構工藝性和實用性 4）結構尺寸大小適當且穩(wěn)定 5）排除切削問題要解決 6）夾具在機床上安裝要穩(wěn)定、安全 2.2 機床夾具功用 機床夾具的主要功能如下： 2 1）保證加工質量 使用機床夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與 定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。 2）提高生產率，降低生產成本 使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時間，且容易實現(xiàn)多件、多工位加工。 3）擴大機床工藝范圍 在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床的工藝范圍。 4）減輕工人的勞動強度，保證生產安全 采用專用夾具裝卸工件顯然比不用夾具方便、省力、安全、迅速。 2.3 機床夾具在機械加工中的作用 在機床上應用夾具裝夾工件時，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夾工件，使工件裝夾中的定位和夾緊。 1） 、定位 確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準而與夾具定 位元件的定位面接觸成配合實現(xiàn)的，正定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。 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其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提 高了安全和可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀與導向。 1）.對刀 調整刀具切削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 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削， 3 導向元件制成模板形成故鉆床夾具常稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向的功 能的。 2.4 機床夾具組成 一、機床夾具的基本組成部分 雖然各類機床夾具的結構有所不同但按主要功能加以分析。機床夾具的基本組成 部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內容。 1.定位元件 定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當工件定位基準面的形狀確定后， 定位元件的結構也就確定了。 2.夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。 3.夾具體 通常夾具作為鑄件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種 定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。 二、夾具的其他組成部分 為滿足夾具的其他功能要求，各種夾具好要設計其他的元件的裝置。 1.連接元件 根據(jù)機床的工作特點，夾具在機床上的安裝。 連接常有的兩種方式：一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上， 連接元件用于確定夾具本身在機床上的位置。 2.對刀與導向裝置 對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊 調銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃 和對刀塊工作表面。 導向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引 導刀具進行切削。 3.其他元件和裝置 根據(jù)加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，例如靠模裝置上下料加工工藝機 器人等。 4 2.5 機床夾具的分類 1.按夾具的通用特性分類 這是一種基本的分類方法，主要反應夾具在不同生產類型中的通用特性，故也是 選擇夾具主要依據(jù)。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產夾具 等五大類。 1）.通用夾具 通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤、 四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使用 性強，不需調整或稍加調整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，這類夾 具以商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可減少生產周期，減少夾具品種從而 降低生產成本，其缺點是夾具的精度不高，生產效率也較低，且較難裝夾形狀復雜 的工件，故使用與單件小批量生產中。 2）.專用夾具 專用夾具是針對一個工序的要求而專門設計和制造夾具，其特點是針對性極強， 沒有通用性，在產品相對穩(wěn)定批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較長， 隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經濟性等方面已多生許多問題。 3）.可調夾具 可調夾具是針對通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的異類新型夾具對不同類型 和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它 一般又稱為通用可調夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則 是一種可調夾具，它按成組原理設計并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批 生產中上午有較好的經濟效應。 4）.組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，標準的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝 成各種夾具，夾具用完后元件既可拆除，又可留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具 可縮短生產準備周期，元件能重復多次使用，并且有可減少專用夾具數(shù)量的優(yōu)點，因 此、組合夾具在單件中小批多品種生產和數(shù)控加工中，是一種較經濟的夾具，組合夾 具也已商品化。 5）.自動化生產專用夾具 5 自動化生產專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有 兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數(shù)控機床夾具還包括加工中心夾具和 柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機床的夾具比例正在增加， 得以滿足數(shù)控機床的加工要求，數(shù)控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的 模塊組裝的夾具。 2.按夾具使用的機床分類 這是專用夾具設計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾 具。設計專用夾具時機床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點是機床 切削成型運動不同、故夾具與機床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。 2.6 機床夾具的設計要求 設計夾具時必須使工件的加工質量、生產效率、勞動條件和經濟效益等四方面達 到辯證的統(tǒng)一。其中能穩(wěn)定地保證加工質量是最基本的要求。為了提高生產率，夾具 采用先進的結構和機械傳動裝置以及快速高效的夾緊裝置，以縮短輔助時間，這往往 會增加夾具的制造成本，但當工件的批量增加到一定規(guī)模時，因為單件的工時下降所 獲得的經濟效益將得到補償，從而降低工件的制造成本。因此所設計的夾具其復雜程 度和工作效率必須與生產規(guī)模相適應，才能獲得良好的經濟效果。 但是，任何技術措施都會遇到某些特殊情況，故對以上四方面有時候也很側重。 例如對于位置精度要求很高的工件加工，往往著眼于滿足加工精度要求；對于精度要 求不高的而生產批量較大的工件，則需要著重考慮提高夾具的工效。 總之，設計夾具時應該滿足以下幾個基本要求： 1）.保證工件的加工精度 即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三個 要求：工件在夾具中的定位，夾具在機床上的位置，刀具的正確位置。 2）.保證工人的造作安全； 3）.達到加工的造作生產率要求 4）.滿足夾具一定的使用壽命和經濟效應 2.7 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展發(fā)向 由于市場需求的變化多端以及機電產品的競爭日益激烈，產品更新?lián)Q代的周期短， 6 多品種、中小批量生產的比例在提高。為了適應現(xiàn)代化機械工業(yè)向高、精、尖方向發(fā) 展的需要，現(xiàn)代機床夾具也必須與時俱進，傳統(tǒng)的生產技術準備工作和傳統(tǒng)的夾具結 構已經不適應新的生產特點，其發(fā)展方向主要表現(xiàn)為“四化” 。 （1）標準化 夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上， 首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近 的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、 元件、毛坯和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造 了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準以及通用夾具標準，組合 夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢， ，有利于 夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 （2）可調化、組合化 夾具的可調化、組合化即夾具的柔性化，它與機床的柔性化相似，它是通過調 組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產 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 用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向 將是夾具發(fā)展的主要方向。 （3）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結 構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負 0.1，用于精密車削的高 精度三爪卡盤，其定心精度為 5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的 圓度可達 0.5um。 （4）高效自動化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率， 減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力 模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了 5 倍左 右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速 9000r/min 的條件下能正常夾緊工件，使切削速 度大幅度提高。 7 第三章 零件的分析 3.1 零件的作用 CA10B 解放牌汽車前剎車調整臂外殼，主要是對前剎車調整臂進行支撐保護。 3.2 零件的工藝分析 零件加工過程中，要保證側孔 φ13.8，φ13，φ16 在同一個中心線上，中心軸線 距定位基準 φ60 孔為 39.5±0.2 的位置精度要求；另外，上端 R11 孔對右側凸臺端面 有 70±0.25 的位置精度要求；零件大端兩側端面相對中心線有 的尺寸要求等。 主要工序加工面如下示例： 8 第四章 工藝規(guī)程設計 4.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為 KT350,零件承受的沖擊載荷不是很大，且零件的輪廓尺寸較大，結 構較為復雜，又為大批量生產，而且表面粗糙度質量要求也不是很高，故可采用鑄件， 以提高生產效率和效益。 4.2 基準的選擇 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，對零件的生產是非常重要。 1） 粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則，應選取盡量不加工的表面為粗基準，故選用 R41 外圓面 及大端端面為粗基準。以 V 型塊定位并進行壓緊。 2） 精基準的選擇 粗加工進行后，以一端端面為精基準，加工另一側端面。仍然以外圓用 V 型塊定 位，加工一側端面和內孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重 合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 4.3 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的技術 要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，可以考慮采用萬 能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外還應當考慮經濟效 果，以便生產成本盡量降低。 1）工藝路線方案一 工序 1 粗,精車 φ60 孔, φ60 孔前后兩端面； 9 工序 2 粗、精車 φ60 孔左右兩端面； 工序 3 鉆、擴、鉸 φ12 孔,鉆、鉸 5×φ4.3 孔； 工序 4 粗、精車 φ12 孔前后兩端面； 工序 5 粗、精車 φ60 孔上方槽內表面,鉆、鉸 M10X25 螺孔；. 工序 6 擴、鉸 φ13.8 孔、鉆、擴、鉸 φ16 孔,φ13 孔； 工序 7 鉆鉸 Rc1/8 錐孔； 工序 8 去毛刺，檢查。 按此工藝加工不太合理，我們知道對于一般零件采用基準先行原則應該先加工面 后加工孔，才可滿足零件的加工要求，因此換方案如下： 2）工藝路線方案二 工序 1 粗車大端前后兩端面； 工序 2 精車 φ12 孔前后端面； 工序 3 粗車大端左右兩端面； 工序 4 鉆、擴、鉸 φ12 孔； 工序 5 鉆、擴、鉸 5×φ4.3 孔； 工序 6 鉆、擴、鉸 φ60 孔； 工序 7 粗車、精車槽端面； 工序 8 車螺紋孔頂面，鉆攻 M10 螺紋； 工序 9 鉆、擴、鉸 φ13、φ13.8、φ16 孔； 工序 10 攻 Rc 1/8 錐孔； 工序 11 去毛刺，檢驗。 此方案較上述方案更加合理了，但是仍有些不足，例如前幾個工序裝夾反復次數(shù) 較多，生產 效率較低，影響經濟效益，不適合大批量生產；工序 6 中的 φ60 孔，由于鑄件孔 徑已經達到 φ50，直徑較大，而精度要求不高，用車削即可。特此修改如下： 10 3）工藝路線方案三 工序 1 銑大端兩端面； 車 φ60 孔，采用 C620-1 車床，使用專用夾具； 工序 2 銑小端兩端面； 工序 3 鉆、擴 φ12 孔； 工序 4 一面兩銷，銑方槽； 工序 5 以 φ60 孔，φ12 孔與端面一面兩銷，銑三個凸臺； 工序 6 一面兩銷，鉆、擴、鉸 φ13、φ13.8、φ16 的孔； 工序 7 鉆、攻 M10 螺紋； 工序 8 一面兩銷，鉆、擴、鉸 5×φ4.3； 工序 9 攻 Rc 1/8 錐孔； 工序 10 去毛刺； 工序 11 檢驗。 此工藝路線裝夾重復次數(shù)少，加工工序能夠滿足零件的生產要求，生產效率較高， 適合大批量生產，就此采用。 4.4 機械加工余量及毛坯尺寸的確定 CA10B 解放牌汽車前剎車調整臂外殼的材料為 KT350，σ b =350MPa，毛坯重量 2.5kg，生產類型為中批量，鑄造毛坯。 試確定各加工表面的機械加工余量及毛坯尺寸如下： 1） 非加工表面 考慮其零件非加工表面，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造可成。 11 2） 大端端面及小端端面沿軸線方向的加工余量 查《機械制造技術基礎課程設計指南》 （以 下稱《設計指南》 ）表 5-4，取鑄件的機械加工 余量等級為 F 時的機械加工余量 RAM 均為 1.5mm；查表 5-1 取公差等級為 CT11，再查表 5-3 得出尺寸公差 CT 為 3.6mm。 由《設計指南》表達式 5-1,5-2,5-3；則毛 坯鑄造時，工件兩側總共需要的留出的金屬余 量(雙側加工 ) ΔR=2RAM+CT/2= 2 1.5+3.6/2=4.8mm，以單? 側為 2.4mm 余量加工，單側工序余量如下： 粗車 2mm； 半精車 0.4mm； 3） 內孔 φ60（已鑄 φ50 孔） ，φ12（已鑄 φ6 孔） 仿照 2） ，查《設計指南》 ，得鑄件留出的金屬余量(雙側加工) φ60 是 10mm，φ12 是 6mm；現(xiàn)制定單側工序余量如下： ① φ60 粗車 3.5mm； 半精車 1.5mm； ② φ12 鉆 2.5mm； 擴 0.5mm； 鉸 0 mm； 12 4） 方槽 同上，取方槽端面鑄造余量為 2.5mm，工序余量 如下： 粗銑 2 mm； 半精銑 0.5 mm； 5） 三個凸臺 同上，取凸臺的鑄造加工余量均為 2mm， 則工序余量如下： 粗銑 1.5 mm； 半精銑 0.5 mm； 6）其他尺寸直接鑄造得到 由于零件的粗糙度要求不是很高，且為中批量生產，應該采用調整加工。因此在計 算最大、最小加工余量時都應按調整法加工方式予以確認。 13 4.5 確立切削用量及基本工時 工序一 以 R41 外圓為粗基準，銑大端端面以及車 φ60 孔 (1) 加工條件 工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造。 加工要求：粗銑大端端面，表面粗糙度 Ra=12.5um，半精銑大端端面，表面粗糙度 Ra=6.3um；粗車 φ60 孔，表面粗糙度 Ra=12.5um，半精車 φ60 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um； 機 床：C620-1 型臥式車床。 刀 具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》第二卷（以下簡稱《工藝手冊》 ）加工鑄鐵選 擇高速鋼端面車刀。根據(jù)車床中心高選擇刀桿尺寸 16mm 25mm；選刀具前角 ＝15°,后?0? 角 ＝8°，副后角 ’=10°,主刃 =60°,副刃 ’=15°0?0?r?r? (2) 切削用量 1）銑大端端面 1. 確定進給量 根據(jù)《設計指南》表 5-114，當車刀刀桿尺寸為 16mm 25mm，αp≤3mm 時，工件? 的直徑為 60mm-100mm 時，f=0.4-0.5mm/r。根據(jù)《設計指南》表 5-57，取 f=0.5mm/r。 2. 計算切削速度 查《工藝手冊》表 1.1-55，車削速度的計算公式 （m/min） vyxpmckfaTvv? 上式中 ， ， mm， ， ， ， ；8.4Cv125.0?pa0?vx5.vy.0?f1vk 計算得，車削速度 m/min。3c 3. 確定主軸轉速 由公式 min/7.1625.10rdvnws ???? 14 按《設計指南》表 5-56，與 162.7r/min 相近的車床轉速為 150r/min 和 185r/min, 現(xiàn)取 185r/min，如果選 150r/min，則速度損失很大，所以實際的切削速度為 =37.76m/min。v 4. 校驗機床功率 由《工藝手冊》表 1.1-57，切削需要的功率 上式中 ， ， ， ， ， ，980?ZFC2pa5.0?f0.1FzX75.?FzY0Fzn 代入計算得 kw；51.P 由《設計指南》表 5-55，查 C620-1 車床的主電動機的功率為 7kw，當主軸轉速為 185r/min 時，主軸傳遞的最大功率為=5.9kw，所以機床的功率足夠，可以正常加工。 故所選 背吃刀量 mm，進給量 。2?parmf/5.0? （3) 基本工時 因為工件面積很小，表面粗糙度要求很低，且若換刀或者變換切削速度所節(jié)約的 時間很少，故只改變切削深度。半精銑時再以 0.4mm 為切削深度，其余變量不變，走 刀一次，故銑大端端面所需時間 t=28.5s 4=114s。? 2） 車 φ60 孔 (1) 切削用量 1. 確定進給量 根據(jù)《設計指南》表 5-114，當?shù)稐U尺寸 16mm 25mm， 時，工件?map53?? 直徑為 60mm 時，f=0.5-0.8mm/r，根據(jù)《設計指南》表 5-57，取 f=0.71mm/r。 2. 計算切削速度 查《工藝手冊》表 1.1-55，車削速度的計算公式 416??VcPZFfFZnYXk?sfnt wm5.28.0154???? 15 （m/min） vyxpmckfaTvv? 上式中 ， ， mm， ， ， ， ；8.4Cv125.0?pa2.0?vx5.vy.0?f1vk 計算得，車削速度 m/min。6c 3. 確定主軸轉速 由公式 min/69.145.210rdvnws ???? 按《設計指南》表 5-56，與 162.7r/min 相近的車床轉速為 150r/min 和 185r/min, 選 150r/min，所以實際的切削速度為 =25.91m/min。v 4. 校驗機床功率 由《工 藝手冊》表 1.1-57，切削需要的功率 上式中 ， ， ， ， ， ，980?ZFC2pa71.0?f0.FzX75.?FzY0Fzn 代入計算得 kw；6.1P 由《設計指南》表 5-55，查 C620-1 車床的主電動機的功率為 7kw，當主軸轉速為 185r/min 時，主軸傳遞的最大功率為=5.9kw，所以機床的功率足夠，可以正常加工。 故所選 背吃刀量 mm，進給量 。2?parmf/71.0? (2) 基本工時 因為工件面積很小，若換刀或者變換切削速度所節(jié)約的時間可以忽略，再快速走 刀兩次即可達到表面粗糙度要求。 工序二 以 φ60 孔和大端端面為精基準，銑小端端面 (1) 加工條件 4106???VFcPZFfFZnYXk?sfnt wm6.95018..???? 16 工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造； 加工要求：銑小端端面，表面粗糙度 Ra=6.3um； 機 床： X5012 型立式銑床 刀 具：根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-40 選擇高速鋼銑刀。根據(jù)表 2.1-20，選擇刀 桿直徑 d=40mm，長度 L=63mm，齒數(shù) z=8；選刀具前角 ＝15°,后角 ＝12°，已知銑0?0? 削寬度 40mm，銑削深度 αp=2mm，銑雙面。 (2) 切削用量 1. 確定每齒進給量 根據(jù)《設計指南》表 5-65，X5012 型銑刀功率為 1.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等，根 據(jù)《工藝手冊》表 2.1-71，查得進給量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。 2. 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。 查《工藝手冊》表 2.1-75，銑刀最大的磨損量為 0.5mm，耐用度 90min。 3. 確定切削速度和工作臺每分鐘的進給量 其中 ， ， ， ， ， ，mae40?ap27?vC45.0qv1.?xv4.0yv ， ， ， ， ，8..1???kSvMv 3.uv1.0v3min9T ，d=40 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：zmfz/5.0Zin/21.78.0415.02971.3.0..3.0vc ???? 確定機床主軸轉速： 。mi/.rdvnwcs?? 根據(jù)《設計指南》表 5-72 選擇 n=130r/min，則實際的切削速度為 v=16.2m/min， 所以工作臺每分鐘的進給量 fmz in/156 根據(jù)《設計指南》表 5-73，X5012 立式銑床的工作臺進給量選擇 fmz=100mm/min, 則實際每齒的進給量 fz=0.2mm/z。 4.校驗機床功率。 根據(jù)《工藝手冊》2.1-78 計算銑削功率的公式為 vpzpTqvckfdvUYXm 17 式中 ， ， ， ， ，294?ZFCpa71.0?f0.FzX72.?FzY ， ， ， ， mm/z，0zn86.uFw2pazf 860q 代入計算得 =930.14N, kw；c5.P 因為 X5012 型銑床的主電動機的功率為 1.5kw，故所選的切削用量可用。 (2) 基本工時 根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-99，一次進給銑削一端開口槽的基本時間是 由于表面的粗糙度值為 6.3，一次銑削基本就可以達到精度要求，為保證精度要求 合格，可再快速進給一次，機動時間約為 8s。 工序三 以 φ60 孔和大端端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸 φ12 孔 (1) 加工條件 工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造； 加工要求：鉆擴 φ12 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um； 機 床： Z535 鉆床 刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=11mm，d=12mm (2) 切削用量 1） 鉆孔 φ11 1. 確定進給量 由《設計指南》表 5-127 可查，當鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=11 時，則每轉進給量 f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。 310???VFcPfcwqueYXpkndzfcff FFZ ?svT flw6.240??? 18 2. 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T 3. 確定切削速度 根據(jù)《設計指南》表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以鉆床的轉速 根據(jù)《設計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，則實 際的切削速度 v=33.16m/min。 （3) 基本工時 2） 擴孔至 φ12。 (1) 切削用量 1. 確定進給量 查《設計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設計指南》rmf/6.0~5? 表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.0 2. 確定切削速度 根據(jù) = ，則主軸的轉速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/15~.2 in/4.651~3.r 《設計指南》表 5-65 取 n=530r/min，則實際切削速度為 v=19.97m/min (2) 基本工時 3） 鉸孔 ：選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=2mm/min d=11.94mm min/8.1302450rns???syLt 68.4032.7516032.75???????? syLt 5.460.531260.5???????? sLt 6.30216021????? 19 vpezpTqvckafdvUYXm? 工序四 以 φ60 孔，φ12 孔和大端端面為精基準，一面兩銷銑方槽 (1) 加工條件 工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造； 加工要求：銑方槽，表面粗糙度 Ra=6.3um； 機 床： X5012 型立式銑床 刀 具：根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-40 選擇高速鋼銑刀。根據(jù)表 2.1-20，選擇圓 柱形銑刀直徑 d=3.5mm，長度 L=63mm，齒數(shù) z=3； (2) 切削用量 1. 確定每齒進給量 根據(jù)《設計指南》表 5-65，X5012 型銑刀功率為 1.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等，根 據(jù)《工藝手冊》表 2.1-71，查得進給量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。 2. 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。 查《工藝手冊》表 2.1-75，銑刀最大的磨損量為 0.5mm，耐用度 90min。 3. 確定切削速度和工作臺每分鐘的進給量 其中 ， ， ， ， ， ，86m2?7vC45.0?qv1.xv4.0?yv ， ， ， ， ，.0.1??kSvMv 3.uv1.0pv3min9T ，d=3.5mm， ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：zfz/5.0?Z 確定機床主軸轉速： 。min/51.4910rdvnwcs?? 根據(jù)《設計指南》表 5-72 選擇 n=355r/min，則實際的切削速度為 v=3.9m/min， 所以工作臺每分鐘的進給量 fmz i/7. 根據(jù)《設計指南》表 5-73，X5012 立式銑床的工作臺進給量選擇 fmz=165mm/min, 則實際每齒的進給量 fz=0.155mm/z。 4.校驗機床功率。 in/05.8.3865.2937.0.4.1.03. 0vc ??? 20 根據(jù)《工藝手冊》2.1-78 計算銑削功率的公式為 式中 ， ， ， ， ，294?ZFCpazmf/15.0?0.1?FzX72.FzY ， ，z=3， ， ， mm/z，0zn86.uFw86ea2zf 860?q 代入計算得 =3875.9N, kw；c2.P 因為 X5012 型銑床的主電動機的功率為 1.5kw，故所選的切削用量可用。 (2) 基本工時 根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-99，一次進給銑削兩端開口槽的基本時間是 由于表面的粗糙度值為 6.3，一次銑削基本就可以達到精度要求，為保證精度要求 合格，可再快速進給一次，機動時間約為 10s。 工序五 以 φ60 孔，φ12 孔和大端端面為精基準，銑三個凸臺、 由工件的結構尺寸和表面精度要求可知道，三個凸臺面積與小端尺寸相近，且粗糙 度要求相同，故可以使用一套銑削參數(shù)就可以達到加工工藝設計要求，所以計算參數(shù)選 定相同。 (1) 加工條件 工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造； 加工要求：銑凸臺，表面粗糙度 Ra=6.3um； 機 床： X5012 型立式銑床 刀 具：根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-40 選擇高速鋼銑刀。根據(jù)表 2.1-20，選擇刀 桿直徑 d=40mm，長度 L=63mm，齒數(shù) z=8；選刀具前角 ＝15°,后角 ＝12°，已知銑0?0? 削寬度 40mm，銑削深度 αp=2mm。 310???VFcPfcwqueYXpkndzfcff FFZ ?svT fllw73.2602???? 21 (2) 切削用量 1. 確定每齒進給量 根據(jù)《設計指南》表 5-65，X5012 型銑刀功率為 1.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等，根 據(jù)《工藝手冊》表 2.1-71，查得進給量 f=0.12-0.2mm/z，取 f=0.15mm/z。 2. 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。 查《工藝手冊》表 2.1-75，銑刀最大的磨損量為 0.5mm，耐用度 90min。 3. 確定切削速度和工作臺每分鐘的進給量 其中 ， ， ， ，mae30?ap27?vC45.0qv ， ， ， ， ， ，1.0?xv4.yv 8..1??kSvMv 3.0uv1.pv3m ， ，d=40， ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：min9Tzfz/150Zin/7.18.083.2471..0.1.03.vc ???? 確定機床主軸轉速： 。mi/4.9rdvnwcs?? 根據(jù)《設計指南》表 5-72 選擇 n=130r/min，則實際的切削速度為 v=16.2m/min， 所以工作臺每分鐘的進給量 fmz in/156 根據(jù)《設計指南》表 5-73，X5012 立式銑床的工作臺進給量選擇 fmz=100mm/min, 則實際每齒的進給量 fz=0.2mm/z。 4.校驗機床功率。 根據(jù)《工藝手冊》2.1-78 計算銑削功率的公式為 式中 ， ， ， ， ， ，294?ZFCpa71.0?f0.FzX72.?FzYmae30 ， ， ， ， mm/z，0zn86.uFw2pazf 86q310???VFcPfcwqueYXpkndzfcff FFZ ? vpezpTqvckfadvUYXm 22 代入計算得 =617.78N, kw；Fc19.0?P 因為 X5012 型銑床的主電動機的功率為 1.5kw，故所選的切削用量可用。 (2) 基本工時 根據(jù)《工藝手冊》表 2.1-99，一次進給銑削一端開口槽的基本時間是 由于表面的粗糙度值為 6.3，一次銑削基本就可以達到精度要求，為保證精度要求 合格，可再快速進給一次，機動時間約為 8s。 工序六 專用夾具鉆、擴 、鉸 φ13.8 孔，φ13 孔和 φ16 孔 1> 鉆、擴 φ13.8 孔 (1) 加工條件 工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造； 加工要求：鉆擴 φ13.8 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um； 機 床： Z535 鉆床 刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=13mm，d=13.8mm (2) 切削用量 1） 鉆孔 φ13 1. 確定進給量 由《設計指南》表 5-127 可查，當鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=13 時，則每轉進給量 f=0.31-0.39mm/r。現(xiàn)根據(jù)《設計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。 2. 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T 3. 確定切削速度 根據(jù)《設計指南》表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以鉆床的轉速 根據(jù)《設計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，則實 svTflw 4.20610436????? min/8.1302450rns??? 23 際的切削速度 v=33.16m/min。 （3) 基本工時 2） 擴孔至 φ13.8。 (1) 切削用量 1. 確定進給量 查《設計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設計指南》rmf/6.0~5? 表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.0 2. 確定切削速度 根據(jù) = ，則主軸的轉速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/15~.2 in/4.651~3.r 《設計指南》表 5-65 取 n=530r/min，則實際切削速度為 v=19.97m/min。 (2) 基本工時 3) 鉸孔 ：選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=2mm/min d=13.6mm 2> 鉆、擴 φ13 孔 (1) 加工條件 工件材料：KT350,σ b =350MPa ,鑄造； 加工要求：鉆擴 φ13 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um； 機 床： Z535 鉆床 刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=12mm，d=13mm syLt 75.6032.7546032.75???????? syLt 01.7632.054632.05???????? sLt 2.760124601????? 24 (2) 切削用量 1） 鉆孔 φ12 1. 確定進給量 由《設計指南》表 5-127 可查，當鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=12 時，則每轉進給量 f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。 2. 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T 3. 確定切削速度 根據(jù)《設計指南》表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以鉆床的轉速 根據(jù)《設計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，則實 際的切削速度 v=33.16m/min。 (3) 基本工時 2） 擴孔至 φ13。 (1) 切削用量 1. 確定進給量 查《設計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設計指南》rmf/6.0~5? 表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.0 2. 確定切削速度 根據(jù) = ，則主軸的轉速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/15~.2 in/4.651~3.r 《設計指南》表 5-65 取 n=530r/min，則實際切削速度為 v=19.97m/min。 (2) 基本工時 min/8.1302450rns???syLt 25.1063.0754632.075???????? syLt 28.9603.546032.5???????? 25 3) 鉸孔 ：選高速鋼鉸刀 n=100r/min f=2mm/min d=12.94mm 3> 鉆、擴 φ16 孔 (1) 加工條件 加工要求：鉆擴 φ16 孔，表面粗糙度 Ra=6.3um； 機 床： Z535 鉆床 刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=15mm，d=16mm； (2) 切削用量 1） 鉆孔 φ15 1. 確定進給量 由《設計指南》表 5-127 可查，當鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=15 時，則每轉進給量 f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。 2. 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T 3. 確定切削速度 根據(jù)《設計指南》表 5-134，取切削速度 v=45m/min，所以鉆床的轉速 根據(jù)《設計指南》表 5-65 可選 Z535 的轉速接近 1302.8r/min 的是 750r/min，則實 際的切削速度 v=33.16m/min。 (3) 基本工時 2） 擴孔至 φ16。 min/8.1302450rns???syLt 75.16032.756032.75???????? sLt 2.10610346210????? 26 (1) 切削用量 1. 確定進給量 查《設計指南》表 5-129，擴孔進給量為： ，并由《設計指南》rmf/6.0~5? 表 5-133，最終選定機床進給量為： 。rf/.0 2. 確定切削速度 根據(jù) = ，則主軸的轉速為 ，按鉆擴 vv3.05??min/15~.2 in/4.651~3.r 《設計指南》表 5-65 取 n=530r/min，則實際切削速度為 v=19.97m/min。 (2) 基本工時 工序七 鉆、攻 M10 螺紋 (1) 加工條件 加工要求：鉆、攻 M10 螺紋； 機 床： Z535 鉆床 刀 具：根據(jù)《工藝手冊》選擇麻花鉆 d=9.2mm； (2) 切削用量 1） 鉆孔 φ9.2 1. 確定進給量 由《設計指南》表 5-127 可查，當鑄鐵的 σb>200Pb，選 d=15 時，則每轉進給量 f=0.31-0.39mm/r?，F(xiàn)根據(jù)《設計指南》表 5-66，選擇 Z535 鉆床的進給量為 0.32mm/r。 2. 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》 ）為 0.6mm，壽命 。min45?T