法蘭盤加工工藝及夾具設(shè)計-加工φ4φ6H9mm孔的鉆床夾具設(shè)計【立式鉆床】
法蘭盤加工工藝及夾具設(shè)計-加工φ4φ6H9mm孔的鉆床夾具設(shè)計【立式鉆床】,立式鉆床,法蘭盤,加工,工藝,夾具,設(shè)計,h9mm,鉆床,立式
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目：法蘭盤零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
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指導(dǎo)教師：
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書
題目：法蘭盤零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
內(nèi)容：1、零件圖 1張
2、毛坯圖 1張
3、機械加工工序卡 13張
4、機械加工過程卡 1張
5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張
6、課程設(shè)計說明書 1份
目 錄
1 零 件 的 分 析 1
1.1零件的作用 1
1.2 零件的工藝分析 1
2 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 1
2.1確定毛坯的制造形式 1
2.2基面的選擇 1
2.3制定工藝路線 2
2.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3
2.5確定切削用量及基本工時 5
3 夾具設(shè)計 26
3.1問題的提出 26
3.2夾具設(shè)計 26
參考文獻 29
28
1 零 件 的 分 析
1.1零件的作用
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。
1.2 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.
2 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，由于零件年產(chǎn)量為1000件，已達(dá)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，法蘭盤因毛坯比較簡單，采用鑄造毛坯時一般是成隊鑄造，再進行機械加工。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2.2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。基面選擇得正確與合理，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)。選擇粗基準(zhǔn)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(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(dá)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)。
2.3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。
一.工藝路線方案一
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、粗鉸Φ20的孔
工序 4 鉆Φ4孔，再鉆Φ6孔
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 磨Φ100、Φ45的外圓柱面
工序 11 鉆4—Φ9透孔
工序 12 銑Φ90mm圓柱面上的兩個平面
工序 13 磨B面
工序 14 磨Φ90mm外圓柱面上距離軸線24mm的平面
工序 15 劃線刻字
工序 16 Φ100mm外圓無光鍍鉻
工序 17 檢查,，入庫
二 .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 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 6 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 7 精車Φ100的端面及外圓面，精車B面
工序 8 精車Φ45端面及外圓柱面
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4—Φ9透孔
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24mm的平面
工序 16 劃線刻字
工序 17 Φ100外圓無光鍍鉻
工序 18 檢查
三.工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：在工序Ⅳ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孔工序前. 并且工序 Ⅲ與工序 Ⅴ序可并為一個工序,否則就有點繁瑣。改后即得方案二，綜合起來比較合理。
2.4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HT200，硬度200HBS，毛坯重量約為2.8KG，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
此外圓表面為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
2.5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 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 ＝132m/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
現(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?。?985，＝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 ＝1940，＝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(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)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=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。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
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。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 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
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(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
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
==
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：組合機床
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：組合機床
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。
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 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。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?，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。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 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。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== 585r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),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。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==0.31(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
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。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
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 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 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。現(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 ＝0.0157mm/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 ?。?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
?。?.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
?。?.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。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
砂輪輪速n=1500r/min (見機床說明書) v=27.5m/s
工件速度 ?。?0m/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
?。?.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。
夾具設(shè)計：
設(shè)計加工φ4，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，在法蘭盤的外圓表面上加工孔。
（一）、設(shè)計時注意的問題
利用本夾具主要用來加工φ4，φ6H9mm，這個孔內(nèi)表面的粗糙度要求為
＝３．２，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，將鉆套設(shè)計成快換鉆套，鉆模板也設(shè)計成鉸鏈?zhǔn)?，可以翻轉(zhuǎn)以方便裝卸工件。
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
查文獻[２]表15-31，
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
，
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
查文獻[4]表3-26，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套引導(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)計及操作說明
夾具體上鉆模板采用的鉸鏈形式，鉆套采用快換形式均提高了加工生產(chǎn)效率。根據(jù)該法蘭盤結(jié)構(gòu)特點設(shè)計的定位套一次限制5個自由度，外加一定位支承板限制2個自由度，即滿足定位要求又能增加定位穩(wěn)定性。夾緊裝置使用鉤形夾緊螺栓，操作方便。夾具體也是由定位夾緊需要設(shè)計而成，工件的拆裝也比較方便，總體上這套夾具方案能夠滿足生產(chǎn)要求。
參考文獻
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10、孫麗媛主編，《機械制造工藝及用夾具設(shè)計指導(dǎo)》，冶金工業(yè)出版社2002
11、《機械加工工藝師手冊》
12、《機械零件設(shè)計手冊》
13、《機床夾具設(shè)計圖冊》
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