產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器 零件名稱 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器 共 1 頁 第 1 頁車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào)機(jī)加工 80 鉆 45毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)鍛造 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)鉆床 Z525 Z525 1夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液JIAJU002 專用夾具 乳化液工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱準(zhǔn)終 單件QIJU002 器具 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1 加工 6 個(gè) ?25mm 的柱銷孔 專用夾具，鉆頭，游標(biāo)卡尺 150 11.8 0.3 31 1設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器 零件名稱 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器 共 1 頁 第 1 頁材 料 牌 號(hào) 45 毛 坯 種 類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注工 時(shí)工序號(hào)工 名序 稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備 工 藝 裝 備準(zhǔn)終 單件10 鍛造 鍛造出毛坯20 熱處 理 毛坯熱處理，時(shí)效處理30 車 粗車、半精車外圓 ?62mm 及端面 機(jī) 二 臥式車床 專用夾具，高速鋼刀具，游標(biāo)卡40 車 粗車、半精車外圓 ?160mm 及端面倒角 機(jī) 二 臥式車床 專用夾具，高速鋼刀具，游標(biāo)卡尺50 車 粗車 ?30mm 孔 機(jī) 二 臥式車床 專用夾具，高速鋼刀具，游標(biāo)卡尺60 鏜 精鏜 ?30mm 孔 機(jī) 二 鏜床 專用夾具，鏜刀，游標(biāo)卡尺70 銑 粗銑、半精銑鍵槽 機(jī) 二 銑床 專用夾具，銑刀，游標(biāo)卡尺80 鉆 加工 6 個(gè) ?25mm 的柱銷孔 機(jī) 二 鉆床 專用夾具，鉆頭，游標(biāo)卡尺90 去毛刺 去毛刺100 終檢 終檢入庫設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期I課 程 設(shè) 計(jì) 論 文HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔液動(dòng)夾具設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日II摘 要HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差I(lǐng)II目 錄摘 要 II目 錄 .III第 1 章 序 言.1第 2 章 零件的分析.22.1 零件的形狀 .22.2 零件的工藝分析 .2第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).33.1 確定毛坯的制造形式 33.2 定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇 .33.3 制定工藝路線 43.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 53.4.1 機(jī)床選用 .53.4.2 選擇刀具 .53.4.3 選擇量具 .53.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5第 4 章 確定切削用量及基本時(shí)間.84.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時(shí)間的確定 84.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時(shí)間的確定 114.3 工序Ⅲ切削用量及基本時(shí)間的確定 114.4 工序Ⅳ切削用量及基本時(shí)間的確定 134.5 工序Ⅴ切削用量及基本時(shí)間的確定 144.6 工序Ⅵ切削用量及基本時(shí)間的確定 17第 5 章 加工柱銷孔液動(dòng)夾具設(shè)計(jì).205.1 設(shè)計(jì)要求 .205.2 夾具設(shè)計(jì) .205.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .20IV5.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 .205.3 定位誤差的分析 .245.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 245.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .255.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .26總 結(jié).27致 謝.27參 考 文 獻(xiàn).291第 1 章 序 言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)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，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請老師們批評指正。2第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。由于彈性套易發(fā)生彈性變形及其外徑與圓柱孔為間隙配合，因而使聯(lián)軸器具有補(bǔ)償兩軸相對位移和減震緩沖的功能。且不用設(shè)置中榫機(jī)構(gòu)，以免喪失補(bǔ)償相對位移的能力。零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 45， ，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度 值aR為 3.2 。2.車外圓及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.車裝配孔，表面粗糙度 值m?aRm?3.2 。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度 值 3.2 。5.兩側(cè)面粗糙度 a值 6.3 m?HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：3(1)．左端的加工表面：這一組加工表面包括：左端面，Φ62 外圓，Φ30 內(nèi)圓，倒角。這一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。(2).右端面的加工表面：這一組加工表面包括：右端面；Φ160 的外圓，粗糙度為 1.6。其中，Φ30 的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺(tái)，每臺(tái)車床需要該零件 1 個(gè)，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。該零件材料為 45，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求 Q=100000 件/年， n=1 件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=2XQn(1+α) （1+β)=238595 件/ 年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 45，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇待加工的兩零件是盤狀零件，孔是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（也是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)） ，為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選 ?30mm 的孔及其一端面作為精基準(zhǔn)。由于待加工的兩零件全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工，對主動(dòng)端而言，應(yīng)選面積較大的外圓及其端面為粗基準(zhǔn)；對從動(dòng)端而言，應(yīng)選面積較大?160mm 的外圓及其端面為粗基準(zhǔn)。待加工的兩零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、鍵槽、錐孔，材料為 45 鋼。以4公差等級和表面粗糙度要求，參考相關(guān)資料，其加工方法選擇如下。（1）?62mm 的外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù) GB 1800—79 規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為 Ra25um，粗車即可（表 5-14） 。（2）?160mm 的外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù) GB 1800—79 規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為 Ra6.3um，需進(jìn)行精車和半精車。（3）?25mm 的柱銷孔 為未注尺寸公差，根據(jù) GB 1800—79 規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為 Ra6.3um，需進(jìn)行粗鏜（表 5-15） 。（4）?30mm 的內(nèi)孔，公差等級為 IT8,表面粗糙度為 Ra1.6um，需進(jìn)行鉆→擴(kuò)加工（表 5-15） 。（5）鍵槽 槽寬和槽深的公差等級分別為 IT13 和 IT14,表面糙粗度分別為 Ra3.2um和 Ra6.3um,需采用三面刃銑刀，粗銑→半精銑（表 5-16） 。（6）端面 本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度為Ra25um,粗車即可。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案10 鍛造 鍛造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時(shí)效處理30 車 粗車、半精車外圓 ?62mm 及端面40 車 粗車、半精車外圓 ?160mm 及端面倒角50 車 粗車 ?30mm 孔60 鏜 精鏜 ?30mm 孔70 銑 粗銑、半精銑鍵槽80 鉆 加工 6 個(gè) ?25mm 的柱銷孔90 去毛刺 去毛刺100 終檢 終檢入庫53.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用①.工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140 臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊 》表 4.2-7。②.工序是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。工序都為 CA6140 臥式車床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故○ 2宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小，需選用較精密的機(jī)床才能滿足要求，因此選用 CA6140 臥式車床（表 5-55） 。3.4.2 選擇刀具①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器” 零件材料為 45，查《機(jī)械加工工藝手冊》 （以后簡稱《工藝手冊》 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，硬度 HB 為 143～269 計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 。kg表 3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量 [件]6重型（零件重2000kg）中型（零件重100~2000kg）輕型（零件重120~250 6.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。8第 4 章 確定切削用量及基本時(shí)間切削用量包括背吃刀量 a 、進(jìn)給量 f 和切削速度 v。確定順序是先確定 a 、f 、p p再確定 v。4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時(shí)間的確定4.1.1 切削用量 粗車、半精車外圓 ?62mm 及端面所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 3mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， = 時(shí)，HBSp4?f75.0rmrK045徑向進(jìn)給力： =950 。RFN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際f roFfKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V9切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?3）in48?= = =120 （3-nDc?'1127?mir4）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?5）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0⑥.倒角 為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?換車刀手動(dòng)進(jìn)給。10⑦. 計(jì)算基本工時(shí)（3-nflt?7）= = （3-8）mt7.01258?in464.1.2 基本時(shí)間5.1.2.1 主動(dòng)端確定粗車主動(dòng)端外圓 ?160 的基本時(shí)間。參考文獻(xiàn)[1] 表 2-24，車外圓基本○ 1 m時(shí)間為T ifnllifLj 3211??式中， =40mm, ～3), 90°， =2mm， =4mm, =0, l 2(tan1??rpkl rk?1l2l3lf=0.65mm/r,n=0.77r/s,is967.0541??jT確定粗車主動(dòng)端外圓 ?62 的基本時(shí)間：○ 2 mifnllj 3212?式中， =9mm, =2mm, =4mm, =0, f=0.55mm/r, n=0.77r/s, ，則l1ll3l 1?is57.0492??JT確定粗車主動(dòng)端端面的基本時(shí)間：○ 3，ifnLj?3 321lld?式中，d=164.8mm,d =0, =2mm, =4mm, =0, f=0.65mm/r, n=0.77r/s, ，則1l2l3 1?i=177s7.065483??JT確定粗車主動(dòng)端臺(tái)階面的基本時(shí)間：○ 4，ifnLj?4 321lld?式中，d=164.8mm, =94.6mm, =0mm, =4mm, =0, f=0.6mm/r, n=0.77r/s, 1d1l11，則1?i=85s7.0641354???jT確定粗鏜 ?30mm 孔的基本時(shí)間，選鏜刀的主偏角 45°。○ 5 rk?ifnllj 3215??式中， =84mm, =3.5mm, =4mm, =0，f=0.1mm/r，n=6.17r/s, ,則 l1l2l3l 1?i=148s7.61045385???jT確定工序的基本時(shí)間：○ 6=62+35+2+85+148=643s??51ijijT5.1.2.2 從動(dòng)端確定粗車從動(dòng)端臺(tái)階面的基本時(shí)間： =94s○ 3 ?3jT7.0649??確定粗鏜 ?30mm 孔的基本時(shí)間: =197s○ 4 1.54j確定工序的基本時(shí)間：○ 5=80+95+94+197=466s??41ijijT4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時(shí)間的確定采用與工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下：本工序?yàn)榇周嚒刖囃鈭A ?160mm 及端面倒角，已知條件與工序Ⅰ相同。車端面、外圓可采用與工序Ⅰ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。見表 5-1表 5-1 主動(dòng)端工序Ⅱ的切削用量及基本時(shí)間工步 /mmpaf/mm·r1? v/m·s 1?n/r·s 1?/siT粗車端面 2 0.52 0.38 1.5 113粗車外圓?62mm2.3 0.52 0.38 1.5 68倒角 手動(dòng) 0.38 1.54.3 工序Ⅲ切削用量及基本時(shí)間的確定124.3.1 切削用量本工序?yàn)榇周??30mm 孔。已知條件與粗加工工序相同。確定粗車 ?30mm 孔。切削用量。所選刀具為 YT15 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車○ 1刀形狀所選刀具為 YT15 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，查參考文獻(xiàn)[6] 表 1-3，車刀幾何形狀為 ， ′=00128,9rk???????， r5,0,.5serm????ⅰ. 確定背吃刀量= =0.75mmpa25.1ⅱ. 確定進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 1.6 及參考文獻(xiàn)[2] 表 4.2-9 中 C620-1 機(jī)床進(jìn)給量，選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。0.3/fmr?ⅲ. 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度查參考文獻(xiàn)[7]表 1.9，選擇車刀后刀面最大磨損量為 0.4mm，耐用度 T=30min。查參考文獻(xiàn)[6]表 1.10，當(dāng)用 YT15 硬質(zhì)合金車刀加工 σb1000MPs 的合金鋼，， ，切削速度 =97m/min。1.4pa?0.38/fr?切削速度的修正系數(shù)查參考文獻(xiàn)[7]表 1.28 得： ，其余的修正0.81,.5rKvTvk?系數(shù)均為 1，故：V=97×0.81×1.15=90.4m/min=178r/min5.164.390πd10??vn查參考文獻(xiàn)[6]表 4.2-8 選擇 C620-1 機(jī)床的轉(zhuǎn)速為：n=185r/min=3.08r/s則實(shí)際切削速度 v=1.56m/s半精加工，機(jī)床功率也可不校驗(yàn)。切削用量為：，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。map5.021?確定半精車從動(dòng)端端面的切削用量。采用車外圓 ?160mm 相同的刀具加工，切○ 4削用量為：，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。ap7.0?13確定半精鏜孔 ?30mm 的切削用量。所選刀具為 YT15 硬質(zhì)合金、主偏角○ 5°、直徑為 12mm 的圓形鏜刀。其耐用度 T=60min。4?rkⅰ. 。map75.021ⅱ.參考文獻(xiàn)[1]表 5-139 和表 5-57，f=0.2mm/r。ⅲ.參考文獻(xiàn)[1]表 2-8 的計(jì)算公式確定。V= vyxpmkfaTCv式中，C =291，m=0.2,x =0.15,y =0.2,T=60min,k =0.9,則vvvvV= =150m/min9.02.75.0691.2. ??=1209.4r/min3.π?n選擇 CA6140 車床的轉(zhuǎn)速 n=1200r/min=20r/s。4.3.2 切削用量確定半精車主動(dòng)端外圓 ?160mm 的基本時(shí)間： =52s○ 1 08.36241???jT確定半精車主動(dòng)端端面的基本時(shí)間： =94s○ 2 .752j確定半精車從動(dòng)端外圓 ?62mm 的基本時(shí)間： =45s○ 3 08.343???jT確定半精車從動(dòng)端端面的基本時(shí)間： =45s○ 4 .264j確定半精鏜主動(dòng)端孔 ?30mm 的基本時(shí)間： =14s○ 5 0.55???jT4.4 工序Ⅳ切削用量及基本時(shí)間的確定4.4.1 切削用量本工序?yàn)榫M ?30mm 的孔。確定精鏜 ?30mm 孔的切削用量。選刀具為 YT30 硬質(zhì)合金、主偏角 °、45?rT直徑為 12mm 的圓形鏜刀。其耐用度 T=60min。= =0.25mm○ 1 pa25.014f=0.15mm/r○ 2v= ×1.4=230.77mm/min○ 3 9.015.2.0692. ??=1837.3r/min4π7.3?n參考文獻(xiàn)[1]表 5-56，根據(jù) C6140 車床的轉(zhuǎn)速表，選擇 n=1400r/min=23.3r/s,則實(shí)際切削速度 v=4.98m/s。4.4.2 基本時(shí)間5.4.2.1 確定精鏜主動(dòng)端 ?30mm 孔的基本時(shí)間：=16s3.215.04???jT4.5 工序Ⅴ切削用量及基本時(shí)間的確定4.5.1 粗銑5.5.1.1 切削用量粗銑以 ?30mm 孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑 d=80,寬度 L=12mm,齒數(shù) z=10。參考文獻(xiàn) [1]表 5-143 選銑刀的基本形狀。由于加工材料的 σ 1000MPs,故選前角 =10°，后角 =12°(周銑)， =6°（端銑） 。b 0r0?0?已知銑削寬度 =9mm,銑削深度 =8mm。機(jī)床選用 X62W 型臥式銑床。eapa確定每齒進(jìn)給量 。參考文獻(xiàn)[1]表 5-144，X62W 臥式銑床的功率為○ 1 zf7.5KW（表 5-74） ，工藝系統(tǒng)剛性為中等，細(xì)齒盤銑刀加工鋼料，查得每齒進(jìn)給量=0.6～1.0mm/z ?，F(xiàn)取 =0.07mm/z。zf zf確定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。參考文獻(xiàn)[1]表 5-148，用高速鋼盤銑刀粗加工鋼○ 2料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.6mm，銑刀直徑 d=80mm,耐用度 T=120min（表 5-149） 。確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 。參考文獻(xiàn)[1]表 2-17 中公式計(jì)算：○ 3 MzfvpueyzxpmqvkafTdCv?式中， =48, =0.25， =0.1， =0.2， =0.3， =0.1，m=0.2,T=120min, VCvqvxvvv=8, =0.07mm/z, =9mm, z=10,d=80mm, =1.0。pazfeak15=2.62m/min1.03.02.1.02.59784???vn= =10.4r/minπ6參考文獻(xiàn)[1]表 5-75，根據(jù) X62W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=30r/min=0.5r/s,則實(shí)際切削速度 v=0.13m/s,工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為=0.07×10×30=28mm/minMzf參考文獻(xiàn)[1]表 5-76, 根據(jù) X62W 型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量，選擇 =23.5mm/min,Mzf則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 = =0.078mm/z。zf3015.2?驗(yàn)證機(jī)床效率。參考文獻(xiàn)[1]表 2-18 的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率（單位為○ 4KW）為 10vFPc?（N ）cFwqueyzxpckndafC式中， =650, =1.0, =0.72, =0.86, =0, =0.86, =8, =0.078mm/z, FCxFy pazf=9mm, z=10,d=80mm, n=30r/min, =0.63。eack=797.363.0308197.650686.21???cv=0.13m/s=0.10KW1.cPX62W 銑床主電動(dòng)機(jī)的功率為 7.5KW，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為=0.078mm/z, =23.5mm/min, n=30r/min, v=0.13m/szfMzf5.5.1.2 基本時(shí)間參考文獻(xiàn)[1]表 2-28，三面刃銑刀銑槽的基本時(shí)間為 iflTMzj21??a.主動(dòng)端：式中， =84mm, = +(1～3) ， =9mm,d=80mm, =76mm, =4mm, l1l)(eead?ea1l2l16=23.5mm/min, =4Mzfi=6.98min=419s45.237681???jTb.從動(dòng)端：=8.17min=490s45.23761???jT4.5.2 半精銑5.5.2.1 切削用量半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀。d=80mm, L=12mm, z=10。機(jī)床亦選用 X62W 型臥式銑床。確定每齒進(jìn)給量 。加工要求保證的表面粗糙度 3.2μm, 參考文獻(xiàn)[1] 表 5-○ 1 zf aR144,每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 =0.5～1.2mm/r,現(xiàn)取 =0.6mm/r，則rf rf= =0.06mm/rz106.確定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。參考文獻(xiàn)[1]表 5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損○ 2量為 0.25mm；參考文獻(xiàn)[1] 表 5-149，耐用度 T=120min。確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 。參考文獻(xiàn)[1]表 2-17 中公式計(jì)算，得○ 3 Mzf=17.79m/min=0.3m/s1.03.02.1.02.5784???vn=1.19r/s=71r/min參考文獻(xiàn)[1]表 5-75，根據(jù) X62W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=75r/min=1.25r/s, 則實(shí)際切削速度 v=0.314m/s, 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 =0.06×10×75=45mm/minMzf參考文獻(xiàn)[1]表 5-76, 根據(jù) X62W 型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量，選擇 =47.5mm/min,Mzf則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 = =0.063mm/z。zf7510.4?5.5.2.2 基本時(shí)間a.主動(dòng)端：= ×4=10s1jT5.47308?b.從動(dòng)端：17= ×4=12s2jT5.47301?4.6 工序Ⅵ切削用量及基本時(shí)間的確定4.6.1 主動(dòng)端（1）鉆孔3.6.5.1 確定以 ?30mm 孔、端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工 8 個(gè) ?25mm 的錐銷孔。鉆孔 Φ25，本工序采用計(jì)算法。表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 類型 直徑范圍（mm） 用途GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0在各種機(jī)床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5在各種機(jī)床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔選用 Z525 搖臂鉆床，查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機(jī)》表 2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫刃斜25??0?0f0角 =50 ，L=197mm,l =116mm。?01表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花鉆直徑范圍l l111.80～13.20 151 101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o）d (mm) β 2ф α f ψ8.6～18.00 30 118 12 40～60表 3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度18（ 1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料≤20高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度 T min刀具直徑d0（mm）刀具類型 加工材料 刀具材料11～20鉆頭（鉆孔及擴(kuò)孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼 60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min①.確定進(jìn)給量查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進(jìn)給量取 f=0.60 。zm* rm②.確定切削速度查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機(jī)械加in工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-10 鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K =1.0，R =0.85。mvtvV=12 =10.32 （3-85.0?min17）則 = =131 （3-nir18）查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* mir則實(shí)際切削速度 = = =11.8v實(shí) n③.確定切削時(shí)間查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式： T = （3-ifnllw1?23.1?0dn?0514.3?1919）其中 l = l =5 l =2～3f2mdRKcot?wm1m則： t= =9.13 s確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機(jī)械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進(jìn)給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rmf30.?確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計(jì)算公式為（3-20）in0kfaTdcvvyxpmzv?查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8??myxzvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6ir選取 mi120r?所以實(shí)際切削速度為 =2.647.3?vin確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =ts20.8??6.0573?20第 5 章 加工柱銷孔液動(dòng)夾具設(shè)計(jì)5.1 設(shè)計(jì)要求為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。上面即為加工柱銷孔的專用夾具，本夾具將用于 Z525 鉆床。本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。5.2 夾具設(shè)計(jì)5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。5.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：鉆頭。則軸向力：見《工藝師手冊》表 28.4F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(07.1)92()103.?nHBF=420 (237.35.0.18. N???轉(zhuǎn)矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 )(34.170.3518.02 MN????功率 P =mKWdV26.90在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K1234式中 K —基本安全系數(shù)，1.5;21K —加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2K —刀具鈍化系數(shù) , 1.1;3K —斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N??根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡原理來設(shè)計(jì)。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實(shí)際所需夾緊力。初步確定液壓缸參數(shù)表 5-1 按負(fù)載選擇工作壓力 [1]負(fù)載/ KN50工作壓力/MPa1.25 ，滿足最低速度的要求。12c22.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算：56mm （4-4）mF150.18374][d6??????式中 ————許用應(yīng)力； （Q235 鋼的抗拉強(qiáng)度為][ MPa84n][b?375-500MPa，取 400MPa，為位安全系數(shù)取 5，即活塞桿的強(qiáng)度適中）3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動(dòng)電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù)載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。4.活塞桿的密封與防塵活塞桿的密封形式有 Y 形密封圈、U 形夾織物密封圈、O 形密封圈、V 形密封圈等[6]。采用薄鋼片組合防塵圈時(shí)，防塵圈與活塞桿的配合可按 H9/f9 選取。薄鋼片厚度為0.5mm。為方便設(shè)計(jì)和維護(hù)，本方案選擇 O 型密封圈。由上述計(jì)算易得： KW??由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用液壓缸夾緊機(jī)構(gòu)。液壓缸型號(hào) Y-HG-80/56X20024參考：http://wenku.baidu.com/view/b89d4171f242336c1eb95eb2.html5.3 定位誤差的分析制造誤差 ZZ?（1）中心線對定位中心線位置精度. 取 .m05.~3.2?m04.2??（2）V 形塊同軸度誤差.故，8.3?.mDW 142.06.05.8.04.125. 222225422 ??????則 .0314.0???知此方案可行。5.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。表d D D1 H t基本 極限偏差 F7基本 極限偏差 D625＞0～1 3 +0.010+0.0046＞1～1.8 4 7＞1.8～2.6 5 86 9 --＞2.6～3+0.016+0.006＞3～3.36+0.016+0.008 9＞3.3～4 7 10＞4～5 8 118 12 16＞5～6+0.022+0.01010+0.019+0.01013＞6～8 12 15 10 16 20＞8～10+0.028+0.013 15 18＞10～12 18+0.023+0.0122212 20 25＞12～15 22 260.008＞15～18+0.034+0.01626 3016 28 36＞18～22 30+0.028+0.01534＞22～26 35 39 20 36HT200＞26～30+0.041+0.02042 46＞30～35 48+0.033+0.0175225HT20056＞35～42 55 59＞42～48 62 660.012＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用固定式鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。5.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。26（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。5.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用 V 形塊定位。 ，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。