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1、武漢大學(xué)畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 水泵渦殼加工工藝夾具設(shè)計(jì) 摘要 本課題來(lái)源于東風(fēng)汽車(chē)泵業(yè)有限公司實(shí)際生產(chǎn)需求，主要論述了水泵渦殼的加工工藝及基準(zhǔn)B面的加工夾具設(shè)計(jì)。水泵渦殼的尺寸精度、形狀精度及位置精度的要求都比較高。而由于材料的選擇,其剛性較差，容易產(chǎn)生形變。因此安排工藝過(guò)程時(shí)，就要把各主要面的粗精加工工序分開(kāi)。逐步減少加工余量，以減少切削力、內(nèi)應(yīng)力的作用，提高加工精度，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的需要。 關(guān)鍵字：水泵渦殼加工工藝夾具設(shè)計(jì)

2、 II Abstract The subject comes from the actual production needs of Dongfeng Automobile Pump Co,mainly discusses the pump volute process and basis B surface machining fixture design.The requirements of dimensional accuracy,shape accuracy and positional accuracy for the pump volute is high.Du

3、e to the choice of material,less rigid,easily deformed.It is imperative to separate rough and finish surface when design process.Gradually reduce the allowance to reduce the role of the cutting force,internal stress,improve processing accuracy,shorten the production cycle to meet the needs of mass p

4、roduction. Key word:pump volute processing fixture design 目錄 一、緒論..................................................................1 1.1課題來(lái)源、目的、意義...................................................1 1.1.1課題的來(lái)源............................

5、...............................1 1.1.2本課題研究目的.......................................................1 1.1.3本課題研究的意義.....................................................1 1.2國(guó)內(nèi)外概況、預(yù)測(cè)和文獻(xiàn)綜述............................................ 1.2.1課題的國(guó)內(nèi)外研究概況.................................................2

6、 1.2.2課題的研究趨勢(shì)預(yù)測(cè)...................................................3 二、水泵渦殼的工藝性分析..................................................5 2.1水泵渦殼的材料選擇....................................................5 2.1.1穩(wěn)定的顯微組織.......................................................5 2.1.2良好的工藝性能................

7、.......................................5 2.2毛坯及制造方法........................................................5 2.3確定毛坯尺寸和公差....................................................6 2.4零件的工藝設(shè)計(jì)........................................................6 2.4.1基準(zhǔn)的選擇...........................................

8、................6 2.4.2零件加工方法的選擇...................................................6 2.5確定生產(chǎn)類(lèi)型和節(jié)拍....................................................7 2.6工藝路線的擬定........................................................7 2.7可行性分析............................................................8 2.8工序間

9、加工余量........................................................9 2.9選擇加工設(shè)備和工藝裝備...............................................10 2.9.1選擇機(jī)床............................................................11 2.9.2選擇夾具............................................................11 2.10切削用量及工時(shí)定額.............

10、.....................................11 2.10.1切削用量的一般性選擇原則...........................................11 2.10.2粗加工時(shí)切削用量的選擇原則.........................................11 2.10.3精加工時(shí)切削用量的選擇原則.........................................13 2.10.4確定每步工序的切削用量和工時(shí)定額...................................13 三、銑削B

11、基準(zhǔn)面的夾具設(shè)計(jì)................................................27 3.1 問(wèn)題的指出..........................................................27 3.2六點(diǎn)定位原理.........................................................27 3.3工件的不完全定位.....................................................28 3.4 夾具設(shè)計(jì).....................

12、.....................................28 3.4.1定位基準(zhǔn)的選擇......................................................29 3.4.2夾緊方案............................................................29 3.4.3切削力及夾緊力的計(jì)算................................................29 3.5定位誤差的分析.......................................

13、................30 3.6 結(jié)束語(yǔ).............................................................30 致謝....................................................................32 參考文獻(xiàn)................................................................33 V 一、緒論 1.1課題來(lái)源、目的、意義 1.1.1課題的來(lái)源 水泵是發(fā)動(dòng)

14、機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要部件,它的作用是泵送冷卻液,使冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水道內(nèi)快速流動(dòng),以帶走發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量,保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度。水泵的泵水量很大，例如一臺(tái)V8發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵，怠速時(shí)的泵水量大約是750L/h。 本課題來(lái)源于東風(fēng)汽車(chē)泵業(yè)有限公司實(shí)際生產(chǎn)需求。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床不能完成此次零件的加工需求，普通的加工中心也較難保證零件的精度和質(zhì)量。高性能加工中心是數(shù)控技術(shù)集成的表現(xiàn)，會(huì)成為現(xiàn)在及未來(lái)數(shù)控市場(chǎng)的主流，它的發(fā)展水平代表了一個(gè)國(guó)家設(shè)計(jì)制造水平，因此受到國(guó)內(nèi)外企業(yè)界的高度重視。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，加工中心的性能也在不斷的得到完善，在高速化、高精度、高可靠性、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與

15、高可靠性等方面也得到了提高。高性能加工中心就是隨之應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，相比之下我國(guó)與國(guó)外的差距明顯，因此我們應(yīng)認(rèn)真研究國(guó)外高性能加工中心的發(fā)展趨勢(shì)，提高自主開(kāi)發(fā)能力，積極培育新產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的高性能數(shù)控系統(tǒng)，提高國(guó)產(chǎn)高性能加工中心的競(jìng)爭(zhēng)力。此次我們采用德國(guó)德國(guó)德馬吉公司的車(chē)削和銑削中心完成零件的主要加工。 1.1.2本課題研究目的 A：結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，針對(duì)新型汽車(chē)水泵渦殼的零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)及窗口面（基準(zhǔn)B面的）鉆孔加工的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。采用現(xiàn)場(chǎng)已有的3臺(tái)立式加工中心和一臺(tái)車(chē)削中心等進(jìn)行設(shè)計(jì)編制，要求保證所有的幾何尺寸、形位公差，且工藝設(shè)計(jì)要符合水泵渦殼的生產(chǎn)節(jié)拍（當(dāng)前需求量

16、每月3300只），同時(shí)要求工藝過(guò)程安排合理，夾具結(jié)構(gòu)合理，定位準(zhǔn)確，裝夾方便，可靠和穩(wěn)定地保證加工精度，并且滿(mǎn)足多刀加工的不干涉性等。 B：保證車(chē)削中心加工時(shí)刀具與機(jī)床聯(lián)動(dòng)的配合，特別是幾個(gè)端面之間的精度聯(lián)系。 1.1.3本課題研究的意義 東風(fēng)汽車(chē)泵業(yè)有限公司所要加工的這批零件是新型產(chǎn)品，沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)的加工中心和夾具。通過(guò)對(duì)零件的加工需求及現(xiàn)有的加工條件分析，采用德瑪吉車(chē)削中心（CTX310eco）進(jìn)行加工，因而零件在加工過(guò)程中不是處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且零件本身不是規(guī)則的形狀，這個(gè)加工帶來(lái)很大的麻煩。 基于上述原因，對(duì)車(chē)削中心加工汽車(chē)水泵渦殼的夾具設(shè)計(jì)研究已勢(shì)在必行。通過(guò)對(duì)該課題的

17、研究，不但能夠縮短生產(chǎn)周期，降低制造成本，提高加工精度，延長(zhǎng)刀具壽命，而且依據(jù)該研究結(jié)果，可以建立一套更加完善的生產(chǎn)流程，從而更大程度上提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平，獲取更大的經(jīng)濟(jì)利益。 1.2國(guó)內(nèi)外概況、預(yù)測(cè)和文獻(xiàn)綜述 1.2.1課題的國(guó)內(nèi)外研究概況 1.2.1.1汽車(chē)水泵產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)狀 汽車(chē)水泵是汽車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)強(qiáng)制循環(huán)的主要部件，是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)的動(dòng)力源，流量一般在每小時(shí)5-25m3，壓力在100-200kPa，通常直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上。它輸送的液體一般是添加了防銹劑的清水，冬天時(shí)可能還會(huì)在水中添加防凍劑，現(xiàn)在也有使用專(zhuān)門(mén)的防凍防銹液的。溫度最低約-40℃，最高約120℃，工作

18、時(shí)溫度變化也比較大，其保修里程一般和發(fā)動(dòng)機(jī)的保修里程一致，因此目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)水泵設(shè)計(jì)對(duì)效率不太關(guān)注，比較關(guān)注的是壽命和可靠性。由于汽車(chē)系統(tǒng)智能、可控的需要，目前汽車(chē)水泵從結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，在向電控方向發(fā)展?？烧{(diào)轉(zhuǎn)速電動(dòng)水泵可以實(shí)現(xiàn)水泵和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的分離，便于水泵的安裝。水泵的流量通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU來(lái)進(jìn)行調(diào)整和控制，可以實(shí)現(xiàn)水泵的轉(zhuǎn)速隨水溫的變化而變化，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻性能。如新款寶馬車(chē)采用可控式電動(dòng)水泵，將冷卻系統(tǒng)的溫度設(shè)定點(diǎn)從90℃提高到110℃，節(jié)省了2%-5%的燃油，而排放的二氧化碳減少了20%、碳?xì)浠衔餃p少了10%. 1.2.1.2在制造技術(shù)方面 各汽車(chē)水泵企業(yè)采用數(shù)

19、控機(jī)床和加工中心日益普及，柔性加工線和在線監(jiān)測(cè)開(kāi)始得到應(yīng)用，使汽車(chē)水泵的過(guò)程穩(wěn)定性和制造質(zhì)量明顯提高。發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理是發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)作為熱管理的一個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)可控式發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)技術(shù)的研究越來(lái)越多?？煽厥桨l(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)通常包括電控模塊、傳感器和執(zhí)行器，它可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需要來(lái)調(diào)整冷卻量，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損耗?？煽厥嚼鋮s系統(tǒng)中的執(zhí)行器為節(jié)溫器和冷卻水泵，一般由液流控制閥和電動(dòng)水泵組成。為了適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻預(yù)測(cè)泵的性能。它能降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)成本、縮短研發(fā)周期。泵的性能預(yù)測(cè)一直都是非常重要的一個(gè)研究課題，許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究工作。泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)是在泵的性能預(yù)

20、測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)多方案的比較，從中選擇一個(gè)相對(duì)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。近年來(lái)，基于流場(chǎng)分析進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究逐漸增多，但還未形成實(shí)質(zhì)性的重大進(jìn)展。我國(guó)汽車(chē)水泵計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究工作起步較晚,經(jīng)過(guò)眾多學(xué)者和工程技術(shù)人員30余年的不斷努力,目前在采用一元設(shè)計(jì)理論進(jìn)行二維水力設(shè)計(jì)和繪型方面已經(jīng)比較成熟。從20世紀(jì)70年代末到90年代中期,主要研究離心泵CAD。從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始,泵CAD的研究工作向廣度和深度方向發(fā)展，開(kāi)始了三維造型的研究。目前商用的三維造型軟件如Pro-e，Catia，SolidWorks,UG等在汽車(chē)水泵企業(yè)的應(yīng)用已逐漸普及。21世紀(jì)以來(lái)，汽車(chē)水泵企業(yè)開(kāi)始研究用CAE進(jìn)行強(qiáng)度和

21、剛度的校核，其應(yīng)用精度和指導(dǎo)性逐步提升，特別是應(yīng)用CAE進(jìn)行靜態(tài)強(qiáng)度和剛度校核在汽車(chē)水泵設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已比較成熟。在水力設(shè)計(jì)方法上，國(guó)內(nèi)汽車(chē)水泵的設(shè)計(jì)主要還是基于Euler理論和一元理論以及流動(dòng)相似理論基礎(chǔ)上的相似設(shè)計(jì)法和速度系數(shù)設(shè)計(jì)法，產(chǎn)品只要通過(guò)試驗(yàn)滿(mǎn)足了給定的性能指標(biāo)就可定型，泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬及測(cè)試、性能預(yù)測(cè)與優(yōu)化設(shè)計(jì)幾乎沒(méi)有開(kāi)展。 總體上說(shuō)，國(guó)內(nèi)以及國(guó)際上的汽車(chē)水泵設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法都還處于理論和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合使用的階段，無(wú)論是國(guó)外開(kāi)始使用的流場(chǎng)分析法，還是傳統(tǒng)的速度系數(shù)法，都需要設(shè)計(jì)者通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析和判斷。這主要有兩個(gè)原因：一是因?yàn)槠?chē)水泵內(nèi)部的流動(dòng)非常復(fù)雜，實(shí)際上是三維粘性非

22、定常的流動(dòng)方式；二是對(duì)泵內(nèi)流動(dòng)機(jī)理的研究不夠，目前仍無(wú)法用完整的數(shù)學(xué)解析式來(lái)描述泵內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)情況，泵內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)還沒(méi)有被人們?nèi)嬲J(rèn)識(shí)和掌握，沒(méi)有形成完整準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)理論供設(shè)計(jì)人員去使用。雖然泵內(nèi)流動(dòng)CFD分析和測(cè)試還存在著很大的局限性，但在對(duì)水泵內(nèi)部流場(chǎng)的了解上為設(shè)計(jì)人員提供了參考，對(duì)汽車(chē)水泵性能預(yù)測(cè)和優(yōu)化指出了方向。 1.2.2課題的研究趨勢(shì)預(yù)測(cè) 近些年來(lái)，隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工的指導(dǎo)方法發(fā)生了重大變革，夾具的功能已經(jīng)從過(guò)去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的廣大化。給今后夾具

23、的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 1.2.2.1高精 隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以?xún)?nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)5

24、μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2~5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 1.2.2.2高效 為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用1~2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1

25、分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。 1.2.2.3模塊、組合 夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶(hù)使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶(hù)三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的

26、切削過(guò)程，既能為用戶(hù)提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢(xún)與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。 1.2.2.4通用、經(jīng)濟(jì) 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的

27、配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。 專(zhuān)家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 2、 水泵渦殼的工藝性分析 圖2.1 2.1水泵渦殼的材料選擇 2.1.1穩(wěn)定的顯微組織 在室溫到工作溫度范圍內(nèi)，材料盡可能不發(fā)生相變或盡量減少相變。因?yàn)橄嘧儠?huì)造成

28、產(chǎn)品體積的變化，使之產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或變形，影響產(chǎn)品的使用性能和壽命。因此基體材料最好是穩(wěn)定的鐵素體或奧氏體組織。 2.1.2良好的工藝性能 由于水泵渦殼復(fù)雜的形狀、極高的尺寸精度和表面質(zhì)量要求，用于制造增壓器殼體的材料必須具有良好的工藝性。鑄鐵具有良好的鑄造工藝性能，絕大部分渦殼，包括空壓機(jī)、水泵等采用鑄鐵材料制造。灰鑄鐵具有極好的鑄造成型性能，但灰鑄鐵的力學(xué)性能較低，加人Cr、Ni、Si等合金元素，可以提高灰鑄鐵的力學(xué)性能和抗氧化性能，因此，Cr、Ni、Si等合金鑄鐵曾用于較低負(fù)荷的增壓器殼體。該零件采用HT250，可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和加工的需要。 2.2毛坯及制造方法

29、 水泵渦殼的材料為HT250，零件形狀較為復(fù)雜，生產(chǎn)要求每月3300只，為大批量生產(chǎn)。對(duì)于該零件可采用砂型鑄造或殼型鑄造，由于精度等級(jí)的要求，采用殼型鑄造。 2.3確定毛坯尺寸和公差 根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-6，確定毛坯鑄件的機(jī)械加工余量等級(jí)為E-G級(jí)，這里取F級(jí)；查表3-4確定毛坯鑄件的公差等級(jí)8-12級(jí)，取8級(jí)精度。 （1） 出水孔端面到該面大螺栓孔的背面的距離140mm，留有3mmm鑄造加工余量，尺寸公差0.9，可以確定毛坯尺寸1430.9。 （2） 進(jìn)水孔端面距出水孔端面的距離143，留有3mm的鑄造余量，尺寸公差0.9，可以確定毛坯尺寸14

30、60.9。 （3） 星形面距R21的圓柱面的最右端120mm，留有1.5mm的鑄造加工余量，尺寸公差0.9，可以確定毛坯尺寸121.50.9。 （4） A基準(zhǔn)面孔124，留有3mm的鑄造加工余量，尺寸公差為0.9，可以確定毛坯尺寸1210.9。 （5） 錐面尺寸33.60.1+1.50.9=36，機(jī)械加工余量0.5，尺寸公差0.625，可以確定毛坯尺寸36.5。 2.4零件的工藝設(shè)計(jì) 2.4.1基準(zhǔn)的選擇 零件圖中要求大圓柱面的直徑為124，定為A基準(zhǔn)面，要保證星形面與該孔斷面的垂直度為0.1，該面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。出水孔端面距大螺栓孔背面的距離為140，出水孔端面的平面度為

31、0.1，該面定為B基準(zhǔn)面，為定位基準(zhǔn)。剖面D-D、G-G圖中，直徑14的孔分別為C、D基準(zhǔn)面，也是定位基準(zhǔn)。 2.4.2零件加工方法的選擇 零件材料為HT250，有較好的塑性和工藝性，材料硬度為187-255HB。零件的主要加工部位有：出水孔端面、環(huán)形槽、4個(gè)10.7的孔以及2個(gè)14的孔；進(jìn)水孔端面以及該面的4個(gè)螺紋孔；和進(jìn)水孔的同側(cè)的兩個(gè)大螺栓孔的端面；直徑124的孔和錐面孔；星形面以及上的五個(gè)螺紋孔。 （1）銑出水孔端面，進(jìn)水孔端面以及兩個(gè)大螺栓孔的背面。進(jìn)水孔端面和出水孔端面的除草度要求都是Ra3.2，經(jīng)過(guò)粗銑和精銑兩步完成。大螺栓孔的背面的粗糙蘇要求為Ra6.3，

32、經(jīng)過(guò)粗銑即可達(dá)到。 （2）鉆鉸C、D基準(zhǔn)面。這兩個(gè)基準(zhǔn)面的要求較高，經(jīng)過(guò)鉆孔滿(mǎn)足不了那么高的加工精度，還需配合鉸孔完成。 （3）鉆4個(gè)10.7的孔并作倒角。 （4）鉆進(jìn)水孔端面的四個(gè)螺栓孔。 （5）車(chē)孔A、車(chē)錐面孔?？譇的粗糙度Ra3.2，采用車(chē)削可以滿(mǎn)足要求，該孔的孔徑也較大，可以采用粗車(chē)和精車(chē)兩次完成。錐面孔經(jīng)粗車(chē)和精車(chē)，即可達(dá)到加工要求。 （6）銑星形面，鉆孔并攻絲。星形面的粗糙度Ra3.2，經(jīng)粗銑和精銑可以達(dá)到工藝要求。 2.5確定生產(chǎn)類(lèi)型和節(jié)拍 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為39600件/年，該零件屬于輕型零件，由生產(chǎn)類(lèi)型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系可以確定該

33、零件為大批量生產(chǎn)。 生產(chǎn)節(jié)拍==8.4min/件 2.6工藝路線的擬定： 表2.1 方案一 方案二 1.銑出水孔端面（B基準(zhǔn)面） 1.車(chē)孔A及錐面孔 2.銑出水孔端面（B基準(zhǔn)面） 2.銑環(huán)形槽 3.鉆鉸C、D基準(zhǔn)面 3.銑環(huán)形槽 4.鉆4個(gè)10.7的孔并作倒角 4.鉆鉸C、D基準(zhǔn)面 5.鉆4個(gè)10.7的孔并作倒角 5.銑進(jìn)水孔端面

34、 6.銑進(jìn)水孔端面 6.銑出水孔背面的兩個(gè)大螺栓孔的端面 續(xù)表2.1 7.銑出水孔背面的兩個(gè)大螺栓孔的端面 7.鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔并攻絲 8.鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔并攻絲 8.車(chē)孔A及錐面孔 9.銑星形面，鉆孔并攻絲 9.銑星形面，鉆孔并攻絲 2.7可行性分析 軸蓋加工工藝設(shè)計(jì)方案一可行性分析：基準(zhǔn)先行，先粗后精，先主后次，先面后孔 （1）銑出水孔端面及環(huán)形槽：出水孔端面需要分兩次加工完成，即粗銑和精銑，保證尺寸144.50.05，平面度0.1。環(huán)形槽的表面粗糙度為Ra3.2，也要分粗銑精銑兩次完成，保

35、證槽寬40.07，槽深2.650.07。 （2）鉆鉸C、D基準(zhǔn)面：C、D基準(zhǔn)面和B基準(zhǔn)面作為精基準(zhǔn)，精度要求比較高，表面粗糙度Ra1.6，通過(guò)鉆孔和鉸孔可以達(dá)到加工要求。保證孔的直徑14，孔深5。 （3）鉆4個(gè)Φ10.7的孔：孔的加工精度未給出，按IT12級(jí)精度，經(jīng)過(guò)鉆削即可完成。孔的位置度要求很高，和B、C、D基準(zhǔn)面都有關(guān)，位置度要求0.35。 （4）銑進(jìn)水孔端面和兩個(gè)10.7的孔的端面：進(jìn)水孔端面粗糙度要求為Ra3.2，需要分精銑和粗銑兩次完成。進(jìn)水孔端面保證尺寸1430.05，平面度0.08。10.7孔的端面粗糙度要求Ra6.3，也分兩次銑削完成，保證尺寸1400.05。 （5）

36、鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔并攻絲：保證螺紋孔的位置度0.35。 （6）車(chē)錐面孔及車(chē)Φ124的孔： 錐面孔要經(jīng)過(guò)粗車(chē)和精車(chē)兩次完成，保證尺寸33.60.031。Φ124孔公差等級(jí)要求較高，為IT6級(jí)，滿(mǎn)足工藝要求的方法是車(chē)削，經(jīng)過(guò)粗車(chē)和精車(chē)兩次完成，保證尺寸124。 （7）銑星型面，鉆孔并攻絲：星形面經(jīng)過(guò)粗銑和精銑兩次完成，粗糙度要求Ra3.2，保證尺寸1200.05，并且要保證該面與A基準(zhǔn)面的垂直度為0.1。螺紋孔要保證與A基準(zhǔn)面的位置度公差0.35。 此方案采用零件圖中124的孔作為粗基準(zhǔn)面，然后銑削B面，之后以B面作為精基準(zhǔn)面來(lái)定位加工零件的其他部位。這樣我們可以用兩次裝夾實(shí)現(xiàn)零件

37、的全部加工，同時(shí)也滿(mǎn)足基準(zhǔn)的選用原則。加工順序的安排也滿(mǎn)足：先粗后精；先主后次；先基面后其他。方案二的選擇雖然也能實(shí)現(xiàn)加工要求，基準(zhǔn)的選用不符合要求。綜合對(duì)比，選用第一種方案為加工方案。 2.8工序間加工余量 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6、1.4-7可以確定加工的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度。 表2.2工序間尺寸，公差，表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱(chēng) 工步 工序間余量/mm 工序間 工序間尺寸 /mm 工序間 經(jīng)濟(jì)精度 /mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸，公差 /mm 銑出水孔端面 精銑 0.5 IT9 3.2 144

38、.5 144.50.05 粗銑 1 IT12 6.3 145 1450.2 毛坯 146 1460.9 銑環(huán)形槽 精銑 0.65 IT8 3.2 141.85 141.850.063 粗銑 2 IT12 6.3 142.5 142.50.2 毛坯 144.5 144.50.05 鉆、鉸Φ14C、D基準(zhǔn)面孔 鉸孔 Φ14 IT9 1.6 Φ14 Φ14 鉆孔 Φ13.8 IT12 12.5 Φ13.8 Φ13.8 鉆4個(gè) Φ10.7

39、的孔 鉆孔 Φ10.7 IT12 12.5 Φ10.7 10.7 銑進(jìn)水孔端面和兩個(gè)Φ10.7孔的端面 粗銑Φ10.7孔的端面 1.5 IT12 6.3 140 1400.2 毛坯 141.5 精銑進(jìn)水孔端面 0.5 IT9 3.2 143 1430.05 粗銑進(jìn)水孔端面 1 IT12 6.3 143.5 143.50.2 續(xù)表2.2 毛坯 144.5 144.50.05 鉆進(jìn)水孔端面

40、的4個(gè)孔，攻絲并作倒角 攻絲 Φ8 IT12 12.5 Φ8 Φ8 鉆孔 Φ6.6 IT12 12.5 Φ6.6 Φ6.6 車(chē)錐面孔及 Φ124 孔 精車(chē)Φ124 1 IT6 3.2 Φ124 Φ124 粗車(chē)Φ124的孔 2 IT12 6.3 Φ123 Φ1230.2 毛坯 Φ121 Φ1210.9 精車(chē)錐面孔 0.2 IT9 3.2 33.6 33.60.031 粗車(chē)錐面孔 0.3 IT12 6

41、.3 33.8 33.80.125 毛胚 34.1 34.10.625 銑星型面，鉆孔并攻絲 攻絲 Φ10 IT12 12.5 Φ10 Φ10 鉆孔 Φ8.6 IT12 12.5 Φ8.6 Φ8.6 精銑星形面 0.5 IT9 3.2 120 1200.05 粗銑星形面 1 IT12 6.3 120.5 120.50.2 毛坯 121.5 121.50.9 去毛刺 終檢

42、 2.9選擇加工設(shè)備和工藝裝備 2.9.1選擇機(jī)床 按任務(wù)書(shū)的要求機(jī)床采用德馬吉CTX510eco車(chē)銑復(fù)合加工中心，該機(jī)床有一個(gè)帶有12個(gè)刀位的刀塔，其中刀塔含有6個(gè)動(dòng)力刀位。主軸可以與動(dòng)力刀具配合。機(jī)床的各個(gè)軸都配備數(shù)字電視，主軸電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)最高5000rpm的無(wú)極調(diào)速功能。機(jī)床最大功率為33kw，可以滿(mǎn)足最大零件直徑不超過(guò)465mm的零件加工。 2.9.2選擇夾具 為盡可能減少流程、均衡節(jié)拍，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，夾具基本是采用液壓夾緊，夾具為專(zhuān)用夾具。 2.10切削用量及工時(shí)定額 2.10.1切削用量的一般性選擇

43、原則 在已經(jīng)選擇了刀具的材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，用查表法按如下步驟合理選擇切削用量。首先由工序余量確定背吃刀量，全部余量盡可能在一次進(jìn)給中去除，也可以多次進(jìn)給完成。而后，在切削力允許的條件下，選擇大的進(jìn)給量f（粗加工），或按本工序的加工表面粗糙度確定進(jìn)給量（精加工），在機(jī)床功率允許的條件下，選擇大的切削速度v（粗加工），或按刀具使用壽命確定切削速度（精加工），選擇機(jī)床所具有的主軸轉(zhuǎn)速中最接近的速度，最后驗(yàn)算機(jī)床的功率是否足夠。常用刀具合理使用壽命參考《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-2。 2.10.2粗加工時(shí)切削用量的選擇原則 粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較

44、大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。 金屬切除率可以用下式計(jì)算： Zw≈V.f.ap.1000 式中：Zw單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm3/s） V——切削速度（m/s） f——進(jìn)給量（mm/r） ap——切削深度（mm） 提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個(gè)因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的吃刀深度ap,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度f(wàn)，最后確定一個(gè)合適的

45、切削速度V. 選用較大的ap和f以后，刀具耐用度t顯然也會(huì)下降，但要比V對(duì)t的影響小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，能使V、f、ap的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大ap可使走刀次數(shù)減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。 2.10.2.1切削深度的選擇： 粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量太大，一次切不完時(shí)，才考慮分幾

46、次走刀。 2.10.2.2進(jìn)給量的選擇： 粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來(lái)確定。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長(zhǎng)度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。 2.10.2.3切削速度的選擇： 粗加工時(shí)，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。 2.10.3精加工時(shí)切削用量的選擇原

47、則 精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。 2.10.3.1切削深度的選擇： 精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時(shí)，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。 2.10.3.2進(jìn)給量的選擇： 精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。 2.10.3.3切削速度的選擇： 切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會(huì)

48、產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開(kāi)積屑瘤產(chǎn)生的范圍。 由此可見(jiàn)，精加工時(shí)選用較小的吃刀深度ap和進(jìn)給量f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度v，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿(mǎn)足生產(chǎn)率的要求。 2.10.4確定每步工序的切削用量和工時(shí)定額 2.10.4.1粗精銑出水孔端面（B基準(zhǔn)面） （1）工件材料：HT250 HB=187-255HB殼型鑄造。 （2）工件尺寸：最大寬度=33mm =41+(92+51.5)2=328mm。 （3）加工

49、需求：粗精銑B基準(zhǔn)面，粗銑加工余量1mm，精銑加工余0.5mm。 （4）刀具：硬質(zhì)合金刀 銑削寬度=33mm 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1確定銑刀直徑=50mm齒數(shù)z=4。 銑刀幾何形狀根據(jù)表3.2確定：主刃偏角=60過(guò)渡刃偏角=30副刃偏角＇=5后角a0=10λs=-10前角=5 (5)確定切削深度 因?yàn)榇帚姾途娪嗔啃。蚀帚?1mm，精銑=0.5mm，一次走刀即可完成。 （6）確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)床功率為33kw，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-73得到=0.0.18-0.28mm/z，粗銑取=0.2mm/z。精

50、銑時(shí)粗糙度要求為Ra3.2,故每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5-1.0mm/z，取f=0.5mm/r。 （7）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7可知銑刀后刀面面粗銑最大磨損量1.0-1.5mm，精銑最大磨損量0.3-0.5；取粗銑1.5mm，精銑0.5mm。 銑刀直徑50mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8可得刀具使用壽命T=120min (8)計(jì)算切削速度和每分鐘進(jìn)給量 已知：=50mm，z=4，粗銑=1.0mm，=0.2mm/z，精銑=0.5mm，f=0.15mm/z 根據(jù)公式 V=

51、 (2.1) 查表可計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇及進(jìn)給速度＇ 粗銑=100m/min，精銑=150m/min ＇==r/min=637r/min ＇==r/min=956r/min 從而可算出銑削進(jìn)給量：粗銑=zn=0.2x4x637=509.6mm/min 精銑：=fn=0.5x956=478mm/min 最終確定：＇=637r/min，＇=956r/min； 粗銑=100m/min，=0.2mm/z；精銑=150m/min，f=0.5mm/r。 （9）校驗(yàn)機(jī)床功率

52、 = (2.2) 圓周銑削力： = (2.3) 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-78可算出=695N，所以===1.29kw機(jī)床主軸許用功率為：=10x0.75=33kw＞1.29kw因此所選切削用量可行。 最終確定粗銑的銑削用量＇=637r/min，=1mm，=100m/min，=0.2mm/z，=509.6mm/min。 精銑的銑削用量：＇=956r/min，=0.5mm，=150m/min，=0.12

53、5mm/z，=478mm/min （10）計(jì)算基本工時(shí)： = (2.4) L=l+y+Δ，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25，可知y+Δ=5mm,其中l(wèi)=328mm。 所以粗銑時(shí)的基本工時(shí)==0.64min；所以精銑時(shí)的基本工時(shí)==0.69min。 2.10.4.2銑環(huán)形槽 （1）工件材料：HT250 HB=187-255HB殼型鑄造。 （2）工件尺寸：最大寬度=4mm=201.12mm。 （3）加工需求：粗精銑環(huán)形槽，粗銑加工余量2mm，精銑

54、加工余0.65mm。 （4）刀具：高速鋼刀具銑削寬度=4mm根據(jù) 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1確定銑刀直徑=4mm齒數(shù)z=4 銑刀幾何形狀根據(jù)表3.2確定：主刃偏角=90過(guò)渡刃偏角=30副刃偏角＇=5后角a0=25λs=-10前角=5螺旋角β=30 （5）確定切削深度 因?yàn)榇帚姾途娪嗔啃?，故粗?2mm，精銑=0.65mm，一次走刀即可完成。 （6）確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)床功率為33kw，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-7得到=0.0.18-0.28mm/z，粗銑取=0.2mm/z；精銑時(shí)粗糙度要求為Ra3.2,故每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5-1.0mm

55、/z，取f=0.5mm/r。 （7）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7可知銑刀后刀面面粗銑最大磨損量1.0-1.5mm，精銑最大磨損量0.3-0.5；取粗銑1.5mm，精銑0.5mm。 銑刀直徑4mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8可得刀具使用壽命T=60min （8）計(jì)算切削速度和每分鐘進(jìn)給量 已知：=4mm，z=4，粗銑=2.0mm，=0.2mm/z，精銑=0.5mm，f=0.5mm/r。 根據(jù)公式v=，查表可計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇及進(jìn)給速度＇ 粗銑=30m/min，精銑=50m/min，＇==r/min=2389r/min ＇==r/min=3979r/

56、min，從而可算出銑削進(jìn)給量：粗銑=zn=0.2x4x2389=1911mm/min，精銑：=fn=0.5x3979=1989mm/min。最終確定：＇=2389r/min，＇=3979r/min；粗銑=30m/min，=0.2mm/z；精銑=50m/min，f=0.5mm/r。 （9）校驗(yàn)機(jī)床功率 =圓周銑削力：=,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-78可算出=2115N,所以===1.95kw機(jī)床主軸許用功率為：=33kw＞1.95kw因此所選切削用量可行。最終確定粗銑的銑削用量＇=2389r/min，=2mm，=30m/min，=0.2mm/z，=1911mm/min；精銑的銑削用量

57、：＇=3979r/min，=0.65mm，=50m/min，=0.125mm/z，=1989mm/min。 （10）計(jì)算基本工時(shí)： =，L=l+y+Δ，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25，可知y+Δ=3mm,其中l(wèi)=201.12mm 所以粗銑時(shí)的基本工時(shí)==0.1min，所以精銑時(shí)的基本工時(shí)==0.1min。 2.10.4.3鉆、鉸Φ14C、D基準(zhǔn)面孔 （1）工件材料：HT250 HB=187-255HB殼型鑄造。 （2）工件尺寸：最大深度=5mm （3）加工需求：鉆、鉸Φ14C、D基準(zhǔn)面孔，先要鉆出直徑為φ13.8mm的孔，再行鉸孔。 （4）刀具：直徑φ13.8m

58、m的鉆頭，直徑φ14的鉸刀。 （5）確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f 高速鋼鉆頭永續(xù)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.61-0.75mm/r，鉸刀的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為1.0-2.0mm/r。取鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.7mm/r,鉸刀的進(jìn)給量為1.5mm/r。 （6）確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)所選的刀具和工件材料，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-7可知后刀面最大磨損限度：0.4-0.8mm，單刀加工刀具壽命：60min。所以取后刀面磨損量為0.6mm，刀具使用壽命T=60min。 （7）計(jì)算切削速度﹑軸向力F﹑轉(zhuǎn)矩T以及切削功率 v=根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-8，可算出鉆φ13.8mm孔時(shí)

59、v=60m/min，鉸孔時(shí)v=5m/min。根據(jù)高速鋼鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.61-0.75mm/r，所以鉆φ13.8mm孔時(shí)取v=60m/min，f=0.7mm/r。鉸孔時(shí)取v=5m/min，f=1.5mm/r. n==r/min=1385r/min，可算出鉆φ13.8mm孔時(shí)的軸向力F=6886N，轉(zhuǎn)矩M=48nm，功率=7.61kw。算出鉸孔時(shí)轉(zhuǎn)速n=114r/min,F=11909N,M=83nm （8）校驗(yàn)機(jī)床功率 已知切削功率=7.61kw而機(jī)床有效功率＇=33 由于＇＞，故選擇的切削用量可用，即鉆φ13.8mm孔時(shí)鉆=13.8mm，f=0.7mm/r，v=60m/min，n=

60、1350r/min。鉆φ14.26mm孔時(shí)鉆=14.22mm，f=0.25mm/r，v=60.3m/min，n=1385r/min。 （9）計(jì)算基本工時(shí)： ，f=0.7mm/r，=1385r/min，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-32 可取=2，所以鉆孔==0.01min ；鉸孔=0.03min。 2.10.4.4鉆4個(gè)Φ10.7的孔 （1）工件材料：HT250 HB=187-255HB殼型鑄造。 （2）工件尺寸：一孔最大深度=135mm，一孔=140mm，一孔=17mm,一孔深=12mm。 （3）加工需求：直接鉆直徑10.7的孔。 （4）刀具：直徑φ10.7m

61、m的鉆頭。 （5）確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f： 高速鋼鉆頭永續(xù)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.61-0.75mm/r，取鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.7mm/r。 （6）確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命： 根據(jù)所選的刀具和工件材料，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-7可知后刀面最大磨損限度：0.4-0.8mm，單刀加工刀具壽命：60min。所以取后刀面磨損量為0.6mm，刀具使用壽命T=60min。 （7）計(jì)算切削速度﹑軸向力F﹑轉(zhuǎn)矩T以及切削功率 v=根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-8，可算出鉆φ13.8mm孔時(shí)v=55m/min，根據(jù)高速鋼鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.61-0.75mm/r，所以鉆φ10.

62、7mm孔時(shí)取v=55m/min，f=0.7mm/r?？伤愠鲢@φ10.7mm孔時(shí)的軸向力F=5339N，轉(zhuǎn)矩M=29nm，功率=5.41kw。 （8）校驗(yàn)機(jī)床功率 已知切削功率=5.41kw,而機(jī)床有效功率＇=33kw, 由于＇＞，故選擇的切削用量可用，即鉆φ13.8mm孔時(shí)鉆=10.7mm，f=0.7mm/r，v=55m/min，n=1636r/min。 （9）計(jì)算基本工時(shí) ，f=0.7mm/r，=1385r/min，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-32 可取=2，所以鉆135孔==0.12min；鉆135mm孔=0.12min； 鉆140mm孔=0.12min；鉆12mm

63、孔=0.01min；鉆17mm孔=0.01min。所以，鉆所有孔的總時(shí)間=0.12+0.12+0.01+0.01=0.26min。 2.10.4.5銑進(jìn)水孔端面和兩個(gè)Φ10.7孔的端面 (1） 工件材料：HT250 HB=187-255HB殼型鑄造。 (2） 工件尺寸：最大寬度=59.5+18=77.5mm=79+18=97mm； 最大寬度=24mm=48mm （3）加工需求：粗精銑進(jìn)水孔端面，粗銑加工余量1mm，精銑加工余0.5mm； 粗銑兩個(gè)Φ10.7孔的端面，銑削加工余量1.5mm。 （4）刀具：硬質(zhì)合金刀銑削寬度=77.5mm根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1確定銑

64、刀直徑=120mm齒數(shù)z=8 銑刀幾何形狀根據(jù)表3.2確定：主刃偏角=45過(guò)渡刃偏角=30副刃偏角＇= 5后角a0=10λs=-10前角=5。銑削Φ10.7孔的端面的寬度為24mm，刀具直徑選24mm。 （5）確定切削深度 因?yàn)榇帚姾途娪嗔啃?，故粗?1mm，精銑=0.5mm，一次走刀即可完成；銑削Φ10.7孔的端面時(shí)要求精度較低，一次銑削即可完成，銑削深度=1.5 （6）確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)床功率為33kw，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73得到=0.0.18-0.28mm/z，粗銑取=0.2mm/z；精銑時(shí)粗糙度要求為Ra3.2,故

65、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5-1.0mm/r，取f=0.5mm/r。 （7）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7可知銑刀后刀面面粗銑最大磨損量1.0-1.5mm，精銑最大磨損量0.3-0.5；取粗銑1.5mm，精銑0.5mm。銑刀直徑120mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8可得刀具使用壽命T=180min。 （8）計(jì)算切削速度和每分鐘進(jìn)給量 已知：=120mm，z=8，粗銑=1.0mm，=0.2mm/z，精銑=0.5mm，f=0.5mm/r 根據(jù)公式v=，查表可計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇及進(jìn)給速度＇。粗銑=100m/min，精銑=150m/min，＇==r/min=26

66、5r/min，＇==r/min=398r/min；銑削Φ10.7孔的端面時(shí)，n===1326r/min； 從而可算出銑削進(jìn)給量：粗銑=zn=0.2x8x265=424mm/min；精銑=fn=0.5x398=199mm/min；銑削Φ10.7孔的端面時(shí)=0.281326=2122mm/min。最終確定：＇=265r/min，＇=398r/min；粗銑=100m/min，=0.2mm/z；精銑=150m/min，f=0.5mm/r。 （9）校驗(yàn)機(jī)床功率 =，圓周銑削力：=，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-78可算出=1305N；所以===2.52kw機(jī)床主軸許用功率為：=33kw＞2.52kw。因此所選切削用量可行，最終確定粗銑的銑削用量＇=265r/min，=1mm，==100m/min，=0.2mm/z，=424mm/min；粗銑的銑削用量：＇=398r/min，=0.5mm，==150m/min，f=0.5mm/r，=199m