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畢業(yè)設計（論文）任務書 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 姓名 下發(fā)日期 題目 車床轉(zhuǎn)盤零件的機械加工工藝規(guī)程和專用夾具設計 專題 車床轉(zhuǎn)盤零件的機械加工工藝規(guī)程和專用夾具設計 主 要 內(nèi) 容 及 要 求 主要內(nèi)容： （1） 確定生產(chǎn)類型，對零件進行工藝分析。 （2） 選擇毛坯種類及制造方法，繪制零件——毛坯綜合圖。 （3） 擬訂零件的機械加工工藝過程，選擇各工序的加工設備和工藝裝備，確定 各工序切削用量和工序尺寸，計算某一代表工序的工時定額。 （4） 填寫工藝文件：工藝過程卡片（或工藝卡片）和工序卡片（可視工作量大 小只填部分主要工序的工序卡片） 。 （5） 設計指定工序的專用夾具，繪制夾具裝配總圖和主要零件圖。 （6） 撰寫畢業(yè)設計說明書。 要求：必須以負責的態(tài)度對待自己所做的技術決定、數(shù)據(jù)和計算結(jié)果。 在教師指導下，獨立完成設計任務，培養(yǎng)較強的創(chuàng)新意識和學習能力，獲得機械 工程師的基本訓練。使整個設計在技術上是先進的，在經(jīng)濟上是合理的，在生產(chǎn)上是 可行的。工藝規(guī)程設計應滿足加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟性要求，機床夾具設計方案應 合理，有一定的特色和見解。計算步驟清晰，計算結(jié)果正確；設計制圖符合國家標準； 使用計算機設計、計算和繪圖；設計說明書要求內(nèi)容完整、文字通順、語言簡練、圖 示清晰，重要計算公式和數(shù)據(jù)應注明出處。 設計說明書不少于 2 萬字，查閱文獻 15 篇以上，翻譯與課題有關的英文資料 2 篇， 譯文字數(shù)不少于 5 千漢字，繪制圖紙折合總量不少于 5 張 A1。 主要技 術參數(shù) 該零件圖樣一張，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，每日一班。 進 度 及 完 成 日 期 3 月 23 日 ~ 4 月 5 日（2 周）：課題調(diào)研，理解熟悉設計任務，借閱資料，翻譯英 文文獻，制訂設計計劃。 4 月 6 日 ~ 4 月 12 日（1 周）：分析、抄畫零件圖，繪制零件 ——毛坯綜合圖。 4 月 13 日 ~ 5 月 10 日（4 周）：選擇加工方案，確定工藝路線和工藝尺寸，編制 機械加工工藝規(guī)程。 5 月 11 日 ~ 5 月 31 日（3 周）：設計專用夾具，繪制夾具總裝圖及其主要零件圖。 6 月 1 日 ~ 6 月 14 日（2 周）：技術文件編制，編寫完成畢業(yè)設計說明書，打印圖 紙，上交說明書和圖紙。 6 月 15 日 ~ 6 月 21 日（1 周）：教師審閱畢業(yè)設計，學生準備答辯。 教學院長簽字 日 期 教研室主任簽字 日 期 指導教師簽字 日 期 指 導 教 師 評 語 指導教師: 年 月 日 指 定 論 文 評 閱 人 評 語 評閱人: 年 月 日 答 辯 委 員 會 評 語 指導教師給定 成績(30%) 評閱人給定 成績(30%) 答辯成績 （40%） 總 評 答辯委員會主席 簽字 評 定 成 績 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 I 摘要 用與車外圓、端面和鏜孔等加工的機床叫車床。車削很少在其他種類的機床上進 行，因為其他機床都不能像車床那樣方便地進行車削加工。由于車床除了用于車外圓 外還能用于鏜孔、車端面、鉆孔和鉸孔，車床的多功能性可以使工件在一次定位安裝 中完成多種加工。這就是在生產(chǎn)中普遍使用各種車床比其他種類的機床都要多的原因。 車床的主要部件：床身、主軸箱組件、尾架組件、拖板組件、變速齒輪箱、絲杠 和光杠 大多數(shù)車床的刀架安裝在復式刀座上，刀座上有底座，底座安裝在橫拖板上。可 繞垂直軸和上刀架轉(zhuǎn)動；上刀架安裝在底座上，可用手輪和刻度盤控制一個短絲杠使 其前后移動。 轉(zhuǎn)盤用螺栓與中滑板緊固在一起，松開螺母，可使其在水平面內(nèi)扳轉(zhuǎn)任意角度， 小滑板沿轉(zhuǎn)盤上的導軌可以做短距離的移動，當轉(zhuǎn)盤扳轉(zhuǎn)某一角度后，小滑板便可帶 動車刀做相應的斜向移動。普通車床的轉(zhuǎn)盤位于上刀架和下刀架之間，它是上刀架的 導向件，當需要用小刀架車錐面時，可通過賺盤相對于下刀架的轉(zhuǎn)動來調(diào)整錐角， 本說明書堆車床轉(zhuǎn)盤零件的作用，零件的工藝過程，夾具設計做了比較系統(tǒng)完整 的分析和論證。對工藝規(guī)程的設計做了詳細的說明，并制定了合理的加工工藝路線， 編制了一整套的機械加工工藝卡片。對關鍵工序的加工余量、工序尺寸、工序公差、 切削用量等進行了計算。對機械加工工藝過程中需要的夾具具進行了設計分析，保證 整個工藝過程的完整性。 關鍵詞：金屬切削；轉(zhuǎn)盤；精度；工藝規(guī)程；公差 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 II Abstract The basic machines that are designed primarily to do turning, facing and boring are called lathes. Very little turning is done on other types of machine tools, and none can do it with equal facility. Because lathe can do boring, facing, drilling, and reaming in addition to turning, their versatility permits several operations to be performed with a single setup of the workpiece. These accounts for the fact that lathes of various types are more widely used in manufacturing than any other machine tool. Lathe Construction: The essential components of a lathe are depicted in the block diagram. These are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, carriage assembly, quick-change gear box, and the lea Turntable; Precision; Technical schedule; Tolerance 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 III 目錄 摘要 .................................................................................................................I Abstract.......................................................................................................II 目錄 ..............................................................................................................III 第 1 章 緒論 ................................................................................................1 1.1 課題研究的意義及現(xiàn)狀 ..........................................................................................1 1.2 論文主要研究內(nèi)容 ..................................................................................................1 2.1 零件的作用 ..............................................................................................................2 2.2 零件的工藝分析 ......................................................................................................2 第 3 章 機械加工工藝規(guī)程的設計 ............................................................3 3.1 機械加工工藝規(guī)程的定義 ......................................................................................3 3.2 機械加工工藝過程的組成 ......................................................................................3 3.3 機械加工工藝規(guī)程的作用 ......................................................................................3 3.4 機械加工工藝規(guī)程的設計原則、步驟和內(nèi)容 ......................................................4 3.5 計算生產(chǎn)綱領確定生產(chǎn)類型 ..................................................................................4 3.6.確定毛坯的制造形式 .............................................................................................5 3.7.基準的選擇 .............................................................................................................5 3.8 制定工藝路線 ..........................................................................................................7 3.9 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ......................................................7 3.10 確定切削用量及基本時間 ..................................................................................11 第 4 章 機床夾具設計 ..............................................................................26 4.1 機床夾具介紹 ........................................................................................................26 4.2 夾具設計 ................................................................................................................32 結(jié)論 ..............................................................................................................35 參考文獻 ......................................................................................................36 致謝 ..............................................................................................................37 附件 1 ...........................................................................................................38 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 IV 附件 2 ...........................................................................................................49 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 1 第 1 章 緒論 1.1 課題研究的意義及現(xiàn)狀 當今社會，工業(yè)正在飛速發(fā)展，各種新型產(chǎn)品日新月異，機械已成為工業(yè)發(fā)展的 一支主導力量，機械加工水平的高低直接影響著工業(yè)前進的步伐，而在機械加工中車 工是機械加工中最常用的工種。在金屬車削機床中，車床約占總數(shù)的一半左右。無論 是成批大量生產(chǎn)還是單件小批量生產(chǎn)，以及在機械維護管理當面，車削加工都占有重 要的地位。而車床轉(zhuǎn)盤作為車床的一個重要部件，它的重要作用是不可忽視的。普通 車床的轉(zhuǎn)盤位于上刀架和下刀架直接按，它是上刀架的導向件，當需要用小刀架車錐 面時，可通過轉(zhuǎn)盤相對于下刀架的轉(zhuǎn)動來調(diào)整錐角，轉(zhuǎn)盤用螺栓與中滑板緊固在一起， 松開螺母可使其在水平面內(nèi)扳轉(zhuǎn)任意角度，小滑板沿轉(zhuǎn)盤上的導軌可做短距離的移動， 當轉(zhuǎn)盤扳轉(zhuǎn)一角度后，小滑板便可帶動車刀做相應的斜向移動。 1.2 論文主要研究內(nèi)容 車床轉(zhuǎn)盤零件的材料是 HT200。毛坯用鑄造的方法加工，因為是中批量生產(chǎn)，適 合用機械造型的方法鑄造。 本論文中對車床轉(zhuǎn)盤零件的鑄造方法及毛坯到零件的機械加工工藝過程和加工時 候的技術要求做了詳細的分析。并對某些中藥的工序刀具的車削速度和車削工時進行 了較為嚴密的計算。 為了保證加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，需要設計專用夾具，本文設計出某些重要 工序?qū)Ｓ脢A具的裝配圖和零件圖。 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 2 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給的是車床轉(zhuǎn)盤零件。普通車床的轉(zhuǎn)盤位于刀架部件的上刀架與下刀架之 間，它是上刀架的導向件，當需要用小刀架車錐面時，可通過轉(zhuǎn)盤相對于下刀架的轉(zhuǎn) 動來調(diào)整錐角。 2.2 零件的工藝分析 圖 2-1 車床轉(zhuǎn)盤零件零件圖 普通車床的轉(zhuǎn)盤零件，從零件圖可以看出，零件的主要加工面有：①底面 P 及 70h6 外圓面 N；②燕尾槽導軌面 M 及 H；③ 35H7 孔；④ 196mm 圓弧面和尺寸? ?? 132mm 兩側(cè)面 K 及其端面 Q 等。 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 3 第 3 章 機械加工工藝規(guī)程的設計 3.1 機械加工工藝規(guī)程的定義 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中規(guī) 定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。 它在具體的生產(chǎn)條件下，是最合理或較合理工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的書 寫形式寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。工藝規(guī)程中包括工序的排列順序，加 工尺寸、公差及技術要求、工藝設備及工藝措施、切削用量及工時定額等內(nèi)容。 3.2 機械加工工藝過程的組成 機械加工工藝過程由若干個按一定順序排列的工序組成。機械加工的每一個工序 又可依次細分為安裝、工位、工步和走刀。 ①工序----一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同時對幾個）工件連 續(xù)完成的那一部分工藝過程。 ②安裝----如果在一個工序中需要對工件進行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那 部分工序內(nèi)容稱為一個安裝。 ③工位----在工件的一次按裝中，通過分度（或移位）裝置，使工件相對于機床 床身變換加工位置，則把每一個加工位置上的安裝內(nèi)容稱為工位。 ④工步----加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的工 位內(nèi)容，稱為一個工步。 ⑤走刀----切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。 3.3 機械加工工藝規(guī)程的作用 ①根據(jù)機械加工工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準備（包括技術準備） 。 ②機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計劃、調(diào)度，工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。 ③新建或擴建車間（或工段） ，其原始依據(jù)也是機械加工工藝規(guī)程。 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 4 3.4 機械加工工藝規(guī)程的設計原則、步驟和內(nèi)容 3.4.1 機械加工工藝規(guī)程的設計原則 設計機械加工工藝規(guī)程應遵循如下原則: 1)可靠地保證零件圖樣上所有技術要求的實現(xiàn)。 2）必須能滿足生產(chǎn)綱領的要求。 3）在滿足技術要求和生產(chǎn)綱領要求的前提下，一般要求工藝成本最低。 4）盡量減輕工人 的勞動強度，保障生產(chǎn)安全。 3.4.2 機械加工工藝規(guī)程的設計步驟和內(nèi)容 1）閱讀裝配圖和零件圖 2）工藝審查 3）熟悉或確定毛坯 4)擬定機械加工工藝路線 5）確定滿足各工序要求的工藝裝備（包括機床、夾具、刀具和量具等） 6）確定各主要工序的技術要求和檢驗方法 7)確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差 8）確定切削用量 9）確定時間定額 10）填寫工藝文件 3.5 計算生產(chǎn)綱領確定生產(chǎn)類型 該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 3000 件/年，備品率為 10%，廢品率為 1% N=Qn（1+a%+b%）………………………………（3-1） =3000 1 (1+10%+1%)? =3300 件/年 生產(chǎn)類型不同，其生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織、車間的機床布置、毛坯的制造方法、采 用的工藝設備、加工方法和工人的熟練程度等都有不同要求。因此在制定工藝路線的 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 5 時候應該首先確定該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型，以便更好的組織生產(chǎn)。 表 3-1 各種生產(chǎn)類型的規(guī)范 零件的年生產(chǎn)綱領（件/年）生產(chǎn)類型 重型機械 中型機械 輕型機械 單件生產(chǎn) ≤5 ≤20 ≤100 小批生產(chǎn) >5-100 >20-200 >100-200 中批生產(chǎn) >100-300 >200-500 >500-5000 大批生產(chǎn) >300-1000 >500-5000 >5000-50000 大量生產(chǎn) >1000 >5000 >50000 車床轉(zhuǎn)盤零件為小型零件，根據(jù)生產(chǎn)綱領 3330 件/年，在表 3-1 中對應 500-5000 件/年，所以應確定該生產(chǎn)類型為中型生產(chǎn)。 3.6.確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇既影響到毛坯制造工藝又影響到機械加工工藝，要根據(jù)生產(chǎn)綱領、材 料的工藝特性及零件對材料性能的要求和零件的結(jié)構(gòu)等因素而定。 ①生產(chǎn)綱領的大小 ②零件材料以及零件對材料組織和性能的要求。例如：鑄鐵和青銅不能鍛造只能 用鑄件。 ③零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。 ④先有生產(chǎn)條件 選擇毛坯時，要考慮毛坯制造的實際水平、生產(chǎn)能力、設備情 況及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟性。 根據(jù)以上條件零件材料選擇為 HT200，毛坯采用鑄件。因為轉(zhuǎn)盤零件位于上刀架與 下刀架直接按，它是上刀架的導向件，零件工作時要求有一定的抗震性。零件為中批 量生產(chǎn)，對生產(chǎn)效率要求高，可采用機械砂型鑄造。 3.7.基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還 會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 6 （1）粗基準的選擇。 粗基準的選擇應以下面的幾點為原則：a 應選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準。 b 當必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應選不加工的表面作為粗基準。 c 要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應選擇該表面為定位粗基準。d 當全部表 面都需要加工時，應選余量最小的表面作為基準，以保證該表面有足夠的加工余量。 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工 件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。因本零件毛坯 是鑄造加工形成，鑄造精度處于中等水平，粗基準選底面 P 和兩側(cè)面 K 面，實現(xiàn)限制 六個自由度的完全定位。 （2）精基準的選擇。 選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、 可靠、方便。為此，一般遵循下列五條原則： ①基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準 與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 ②基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面 間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從 而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨 削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表 面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ③互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。 例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能 保證齒面余量均勻。 ④自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工 表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔 在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 ⑤便于裝夾原則。所選擇的精基準，應能保證定位準確、可靠，夾緊機構(gòu)簡單， 操作方便。這稱為便于裝夾原則。 此外，還應選擇工件上精度高、尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。 這里主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 7 尺寸換算，要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進而保證轉(zhuǎn)盤 零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。 3.8 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等級等 技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為中批生產(chǎn)的情況下，可以考慮采用 萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮 經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案： 工序Ⅰ：粗銑燕尾面 M、H 及空刀面和凹臺面，以底面 P 為主要定位基準，兩側(cè)面 K 為第二定位基準。 工序Ⅱ：粗銑+半精銑轉(zhuǎn)盤的兩個端面 Q 和 R，以 M、H 面以未加工面 N 為定位基準。 工序Ⅲ：粗車+半精車+精車加工轉(zhuǎn)盤底面 P、外圓面 N、端面 L 等以已加工面 M、H、Q 面定位，實現(xiàn)完全定位。 工序Ⅳ：粗銑+半精銑加工轉(zhuǎn)盤的 196mm 圓弧面和尺寸 132mm 的兩側(cè)面 K，以底? 面 P、外圓面 N、燕尾面 H 定位。 工序Ⅴ：精銑燕尾面 M、H 及空刀面和凹臺面，以已加工面底面 P 為主要定位基準， 以已加工兩側(cè)面 K 為第二定位基準。 工序Ⅵ：鉆、擴、鉸 孔。357? 工序Ⅶ：鉆 2 孔。?1 工序 VIII 倒角、去毛刺。 工序 IX：檢驗 以上工藝過程詳見附件三“機械加工工藝卡片” 。 3.9 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 進行機械加工余量的分析計算，是為了確定最有利的加工余量，以節(jié)省材料。利 用分析計算法，必須有可靠的數(shù)據(jù)，否則難以進行。 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 8 3.9.1 選擇毛坯 毛坯經(jīng)鑄造生產(chǎn)，已經(jīng)由零件圖給出。 3.9.2 影響加工余量的因素 1）被加工表面上道工序尺寸公差 a? 2）被加工表面上道工序表面粗糙度 和缺陷層yRaH 3）被加工表面上道工序的空間誤差 ae 4）本道工序裝夾誤差 b? 3.9.3 確定機械加工余量的方法 確定加工余量的方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗法。本零件加工余量的確定 采用查表修正法。 已知零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，毛坯的制造方法選用砂型機械造型，因為零件 的 35 孔需要鑄出，因此需要安放型芯。因此，為了消除殘余應力，鑄造后應安排人? 工時效。 （1）鑄造尺寸公差 鑄造尺寸公差有 16 級，由于是中批生產(chǎn)，毛坯的制造方法采用砂型機械制造的方 法。砂型鑄造機器造型時灰鑄鐵毛坯鑄件的公差等級為 8-10，選取該零件毛坯鑄件的 公差等級為 9 級，選錯箱值為 1.0。 （參數(shù)由《機械制造工藝設計簡明手冊》 李益民 哈爾濱工業(yè)大學 查取） （2）鑄件機械加工余量 對于中批生產(chǎn)的鑄件加工余量由《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2-5 查得， 表 3-2 各加工表面總余量 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 9 加工表面 基本尺寸 （mm） 加工余量等 級 加工余量數(shù) 值(mm) 說明 H 面 74 H 3.0 可歸為孔軸配合， 雙側(cè)加工 M 面 22 G 3.0 配合面，下箱鑄造， 單側(cè)加工 Q 面 234 G 4.0 自由公差，要求較 低，雙側(cè)加工 N 面 70 H 3.0 軸孔配合，降低一 級，雙側(cè)加工 K 面 196（1 32） G 4.0 沒有嚴格要求，雙 側(cè)加工 P 面 22 H 3.5 分型要求降低一級， 單側(cè)加工 G 面 44 G 3.0 下箱鑄造，有粗糙 度要求，單側(cè)加工 表 3-3 主要毛坯尺寸及公差 主要加工面 零件尺寸 （mm） 總加工余量 (mm) 毛坯尺寸(mm) 公差 CT(mm) H 面 74 6 80 1? M 面 22 3.5+3.0 28.5 1 Q 面 234 8 242 1 N 面 70 6 76 1? K 面 19（132） 8（6） 20（138） 1 P 面 22 3.0+3.5 28.5 1 G 面 44 2.5+3.5 49 1? 各面的具體代號見零件圖。 選取 MA 為 G 級，各表面的總余量見表 3-2。由《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.2-1 可查得鑄件的各主要尺寸公差。轉(zhuǎn)盤零件的毛坯鑄件選擇 P 面所在的平面為分型 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 10 面，冒口系統(tǒng)的類型采用頂注式澆注系統(tǒng)，原因是零件的高度不大且結(jié)構(gòu)簡單、中等 壁厚的板塊類零件。 3.9.4 毛坯零件綜合圖 零件-毛坯綜合圖一般包括以下內(nèi)容：鑄造毛坯形狀、尺寸及公差、加工余量與工 藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根的位置、工藝基準及其他有關技術要 求等。本次設計的零件澆冒口設計在零件 70 圓端面垂直方向上，具體采用的澆注方? 式為頂澆注的一般形式。分型面選在 P 面所在的平面上，這樣鑄造零件大部分在下箱， 容易鑄造和保證良好的質(zhì)量。因為砂型機器造型的鑄件，零件應設計拔模斜度，零件 的拔模斜度為 3°，鑄造圓角取 。52R? 零件-毛坯綜合圖的技術條件一般包括以下內(nèi)容：合金牌號、鑄造方法、鑄造的精 度等級、未注明的鑄造斜角及圓角半徑、鑄造的檢驗等級、鑄件綜合技術條件、鑄件 的交貨狀態(tài)、鑄件是否進行氣壓或液壓試驗、熱處理硬度等。具體的要求見零件-毛坯 圖。 圖 3-1 車床轉(zhuǎn)盤零件毛坯-零件圖 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 11 3.10 確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量 ，進給量 f 和切削速度 v。確定順序是先確定 ,f,再pa pa 確定 v。 （所用公式和參數(shù)均選自[1] 崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南[M].） （一）工序Ⅰ：粗銑燕尾面 M、H 及空刀面和凹臺面 1、加工條件：零件毛坯為 HT200 鑄件， =200Mb?aP 加工要求：銑削 M、H 面及凹臺面， =1.6aR 本工序可分為以下工步：①粗銑 M、H 面②銑空刀面③粗銑凸臺面④粗銑凹臺面。 2、切削用量： （1）工步①粗銑 M、H 面 銑刀選用單角銑刀，D=63mm,55°，L=16mm， =10°， =16°，周齒 16°，端0?0? 齒 8°，齒數(shù) Z=20，選用 X51 立式銑床。 1）確定每齒進給量 zf 根據(jù)表 5-145 查得，當 3mm 時， 0.06-0.1mm/z,故選取 =0.08 mm/z。pa?zf zf 2）選擇銑刀磨鈍標準和耐用度 根據(jù)表 5-148，用高速鋼單角銑刀粗加工鑄鐵件，銑刀刀齒后面最大磨損量為 1.2mm；銑刀直徑 d=63mm,耐用度 T=120min(表 5-149)。 3)確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 Mzf 根據(jù)表 2-17 中的公式計算： V= （3-2） vvvqVxyupmpzeCdkTaf 式中： =22.8， =0.45， =0.1， =0.2， =0.3，VCvqvxvyvu =0.1，m=0.33,T=120min. =16mm, =0.08mm/z， =1.8mm,z=20,d=63vp pazfea =23.64m/min1208.10.16203.32..3. 45???v 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 12 min/49.1634.210rdvnc???? 選用 X51 型立式銑床為 n=125r/min=2.083r/s,則實際切削速度 v=24.73m/min=0.41m/s,工作每分鐘的進給量為 ,選擇 =100mm/min,則實際的每齒進給量為min/96208.60zffzM???zMf 。zfzz /3.1 4)校驗機床功率。 根據(jù)表 2-18 的計算公式，銑削的功率為 （3-3）10?cFp? （3-4）cFwFq ueyzxc knafCdZ 式中： =30， =1.0， =0.65， =0.83，F(xiàn)CFxFyFu =0， =0.83， =0.083mm/z， =1.0FwFqzfFck 則 Nc 2.430.112563.80.803..1 ???? kw7.4.?cp X61 銑床的 主電動機的功率為 4kw,故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量 為 =0.08mm/z， =100mm/min，n=125r/min，v=0.41m/szfMzf 3、基本時間 根據(jù)表 2-25，角銑刀銑燕尾槽的基本時間為 （3-5）iflTzMj21?? 式中:l=227mm， , =2~5mm,madle 6.12)8.63(.)~((1 ?????? 2lsTj 94in1210.27?? 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 13 （2）工步④粗銑凹臺面 銑刀選用硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀，D=80mm,L=16mm，齒數(shù) Z=10，選用 X51 立式銑 床。 1）確定每齒進給量 zf 根據(jù)表 5-145 查得，當 3mm 時， 0.15-0.3mm/z,故選取 =0.2mm/z。pa?zf zf 2）選擇銑刀磨鈍標準和耐用度 根據(jù)表 5-148，用硬質(zhì)合金銑刀粗加工鑄鐵件，銑刀刀齒后面最大磨損量為 1.5mm；銑刀直徑 d=63mm,耐用度 T=180min(表 5-149)。 3)確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 Mzf 根據(jù)表 2-17 中的公式計算： V= （3-6） vvvqVxyupmpzeCdkTaf 式中： =18.9， =0.2， =0.1， =0.4， =0.1，?cvq??? =0.1，m=0.15,T=180min. =1.8, =0.08mm/zvppzf =32mm,z=10,d=22，ea =9.07m/min1032.08.109.1.5. . ???v min/.4.7rdvnc?? 選用 X51 型立式銑床為 n=125r/min=2.083r/s,則實際切削速度 v=8.635m/min=0.14m/s,工作每分鐘的進給量為 ,選min/120.60zffzM?? 擇 =125mm/min,則實際的每齒進給量為 。zMf zfzz /8.12560? 4)校驗機床功率。 根據(jù)表 2-18 的計算公式，銑削的功率為 （3-7）10?cFp? 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 14 （3-8）cFwFq ueyzxpc knafCd? 式中： =54.5， =0.9， =0.74， =1.0，F(xiàn)cFx =0， =1.0， =0.083mm/z， =1.0wqzfcFk 則 Nc 96.420.1125308..540.174.9 ???? kw5..6??cp X51 銑床的 主電動機的功率為 4kw,故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量 為 =0.208mm/z， =125mm/min，n=125r/min， v=0.14m/szfMzf 3、基本時間 根據(jù)表 2-25，端銑刀銑凹臺面的基本時間為： （3-9）iflTzMj21?? 式中:l=196mm， ， =2~5mm,madle 5.3)6(3)~((1 ?????? 2lsTj 918in5.21096? (二)工序 II 銑削轉(zhuǎn)盤的兩端面 Q 及 R 1.加工條件：HT200， ，鑄件abMp2?? 加工要求：銑削端面粗糙度為 3.2 2.切削用量：本工序是粗銑端面，銑刀選用高速鋼端面鑲齒三面刃銑刀， D=80，L=12， =8°， =15°， =10°，齒數(shù) Z=10。端面單邊加工余量 Z=3mm,高?0?0? 速鋼刀具銑削時，粗銑便能達到 3.2 的粗糙度。又查機械工藝手冊可知，當加工余量 小于 6mm 時，可一次性切除，所以銑削深度 =3mm，銑削寬度為 =22mm(Q 面)paea /37mm(R 面)，機床選用 X61 臥式銑床。 1）確定每齒的進給量 zf 根據(jù)表 5-144，X61 立式銑床的銑削功率為 4KW，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得每齒 進給量 =0.15-0.30，現(xiàn)取 =0.25mm/z。zf zf 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 15 2） 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。 根據(jù)表 5-148，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 1.5-2.0mm，銑刀直徑 D=80mm,耐 用度 T=180min。 3） 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 Mzf 根據(jù)表 2-17 中的公式計算： V= （3-10） vvvqVxyupmpzeCdkTaf 式中： =18.9， =0.20， =0.1， =0.4， =0.1，VC?q??? =0.1，m=0.15,T=180min. =1.8mm, =0.25mm/z， =22,z=10,d=80vppZfea =18.91m/min1025.031889.1.4.1.5.0 ???v min/5.8.rdvnc??? 根據(jù) X61 型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表選擇 n=80r/min=1.333r/s,則實際切削速度 v= =20.1m/min=0.335m/s,工作每分鐘的進給量為10dn? ,選擇 =150mm/min,則實際的每齒進給量為min/1502.06zffzM???zMfzfzz /.15 4）校驗機床功率 根據(jù)表 2-18 的計算公式銑削時的功率為 （3-11）10?cFp? （3-12）cFwFq ueyxpcknafCdZ 式中： =54.5， =0.9， =0.74， =1， =1.0， =0， =1.0FCFxFy cFk 代入計算得 =78.77N,c kwpc 0264.135.78??? 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 16 X61 銑床的電動機的功率為 4kw，故切削用量可以采用， smvrnmfzfzMz /35.0i,/8i,/150,/25.0 ??? （2）基本時間 由公式： （3-12）iflTzMj21? ①切削 Q 面時： 2?ea 式中 l=39mm, ，madl e 1.32)80(5.0)3~1()(5.0 221 ?????? 2?l ②切削 R 面時： 37?ea 式中 l=132mm, ，madl e 7.42)3780(5.0)3~1()(5.0 221 ??????2l? 故此工序銑刀總行程 =2 （39+3.1+2）+（132+4.7+2）=226.9mmzL? 切削基本時間: = =1.15min=69s. iflTzMj21??509.6 （三)工序 III 車削加工轉(zhuǎn)盤底面 P、外圓面 N、端面 L、空刀面和倒角 1. 加工條件：工件為 HT200 鑄件 加工要求：外圓面 N 粗糙度為 3.2，底面 P 粗糙度為 1.6，精度要求較高，須精加 工。 本工序可分為以下幾個工步：①粗車外圓面 N；②精車外圓面 N；③粗車空刀面； ④粗車底面 P；⑤半精車底面 P；⑥倒角。 2. 切削用量 (1)確定工步①：粗車外圓面 N 的切削用量。 機床選為 C620-1 臥式車床，刀具材料為硬質(zhì)合金 YG8 可轉(zhuǎn)位車刀，由于 C620-1 車床的中心高位 200mm,故選刀桿尺寸 B H 為 16mm 25mm，,刀片厚度為 5mm。根據(jù)表? 5-113 選擇車刀切削部分幾何形狀為平面帶到棱型，前角 =5°，后角 =6°，主偏0?0? 角 =90°，副偏角 =10°，刃傾角 =0°，刀尖圓弧半徑 =0.8mm。r?'r?s?? 1)確定背吃刀量 pa 由表 5-33 查得粗車外圓后精車外圓余量為 1mm。故粗車外圓面的背吃刀量應選擇 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 17 為 = =2.5mm。pa216? 2）確定進給量 f 根據(jù)表 5-114，在粗車鑄鐵、刀桿尺寸為 16mm 25mm、 3mm、工件直徑為?pa? 60～100 時，f=0.6～1.4mm/r，按 C620-1 車床的進給量（表 5-57）選擇 f=1.0mm/r。 確定的經(jīng)給量尚需滿足機床機構(gòu)強度的要求，故需進行檢驗。 根據(jù)表 5-55，C620-1 車床進給機構(gòu)允許的進給力 =3530N。maxF 根據(jù)表 5-124，當鑄鐵 =200 、 2.8mm、f 1.2mm、 =45°時，進給b?MPap?r? 力 =950N。fF 的修正系數(shù)為 =1.17， =1.2， =1.0， =1.0（表 2-12） ，故實際進f Fk??Fk0?Fs?Fk?? 給力為 =950 1.17 1.2 1.0 1.0=1333.8Nf?? ，所以進給量 f=1.0mm/r 可用。fF?max 3)確定車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表 5-119，車刀后刀面最大磨損量取為 0.8mm,可轉(zhuǎn)位車刀耐用度 T=30min。 4）確定切削速度 V 根據(jù)表 5-120，當用 YG8 硬質(zhì)合金車刀加工鑄鐵 =200 、 2.8mm、f 1.2mm/r 時，切削速度 V=60m/min。b?MPap? 切削速度的修正系數(shù)為 =1.15、 =0.9、 =0.8、 =0.83、 =1.0、 =0.89（表 2-9） ，故Tvkvsvktvvk?v?? =60 1.15 0.9 0.8 0.83 1.0 0.89=36.7m/min?? n= = =153.8r/mind?10764.3. 按 C620-1 車床的轉(zhuǎn)速（表 5-56） ，選擇 n=150r/min=2.5r/s，則實際切削速度 = = =35.7m/min。v10n015.? 5）校驗機床功率 由表 5-126，當硬質(zhì)合金刀具切削鑄鐵 HBS=160～245、 2.8mm、f 1.2mm/r、V=35.7m/min 時， =1.7kw。pa? cP 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 18 切削功率修正系數(shù)為 =1.0、 =1.15、 =1.0、 =0.8、 =0.83、cPk??cTPcMPkcsPctPk =1.0（表 2-9） ，故實際切削時的功率為cPk? =1.7 1.0 1.15 1.0 0.8 0.83 1.0=1.3kw。?? 根據(jù)表 5-59，當 n=150r/min，機床主軸允許功率 =5.9kw。 < ，故所選切削EcE 用量可在 C620-1 車床上進行。 最后確定的切削用量為 =2.5mm、f=1.0mm/r、n=150r/min、V=35.7m/minpa 6）確定粗車外圓面的基本時間 根據(jù)表 2-21，車外圓的基本時間為 （3-13）ifnllifLTj 3211?? 式中：l=7mm, =45°,r? =2.5+（2～3）=5mm, = =0,f=1.0mm/r，n=150r/min,i=1)~(tan1??rpl 2l3 則 = =0.08min=4.8s1jT0.57?? （四）工序 V：鉆、擴、鉸 35H7 孔? 一、鉆、擴、鉸 35H7 孔 1.鉆孔 （1）鉆頭 選用 25 的標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀。? （2）確定切削用量 1）確定進給量 ，根據(jù)表 5-127 可查出 =0.78—0.96mm/r,由于孔深和孔徑之比f f 不需要修正，所以選用 Z550 型立式鉆床，由表 5-66 選取進給量為35//0??dl =0.90mm/r.f 根據(jù)表 5-64，機床進給機構(gòu)允許的軸向力 =24525N，進給量為 0.12～2.64，maxF 由于所選擇的進給量 介于 0.12～2.64，故所選 可用。f f 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 19 1） 確定鉆頭的磨鈍標準和耐用度 由表 5-130 可查得鉆頭的后刀面最大磨損限度為 0.8～1.2，故選擇后刀面最大磨 損限度為 1.0，鉆頭的刀具壽命為 T=75min 2） 確定切削速度 v、進給力 、轉(zhuǎn)矩fFcM ①由表 2-13，鉆孔時的切削速度計算公式為 （3-14）vyxpm zvckfaTdC0? 式中： =11.1， =0.25， =1.0， =0.125， =0， =0.4vCvzvkvxvy 故 = =15.09m/minc 0.19.5127.4.0.0.?? n= = =192.25r/min0dv?.3 根據(jù)表 5-65 選擇 Z535 鉆床轉(zhuǎn)速為 195r/min 故實際切削速度為 V= 15.3m/min???109524.0n ②由表 2-15，鉆孔時軸向力計算公式為 （3-15）FyzFf kfdC0 式中： =420， =1.0， =0.8， =1.0FCFzyk 故 9651.2N????.190.2548..1f ③由表 2-15，鉆孔時轉(zhuǎn)矩計算公式為 （3-16）MyzckfdC0 式中: =0.206， =2.0， =0.8， =1.0MCzMyk 故 118.3N·m????.190.2506.8..c 3） 校驗機床功率 由表 2-15，切削功率 為cP = 2.41kw （3-17）03dvMcc???253.18 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 20 機床的有效功率為 =7.5 0.85=6.375kw?P? 由于 ，故所選的鉆削用量可用，即c?? min/3.15in,/19,/90.,250 vrmfd ?? 相應地： kwPNMFccf 4.2,3.8,.61? 5）鉆孔基本時間確定 （3-18）fnljLT21?? 式中:l=22mm, = 14.5, =2)2~1(cot21????Dl ??45cot2l 故 sTj 16.3min.09.0? 2.擴鉆孔 （1）選用 33 的標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀。? （2）確定切削用量 1）確定進給量 ，根據(jù)表 5-127 可查出 =1.0～1.2mm/r,再由表 5-66 選擇 Z535f f 鉆床的進給量為 =1.0mm/r. 根據(jù)表 5-64，機床進給機構(gòu)允許的軸向力 =15696N，進給量為 0.11～1.6，maxF 由于所選擇的進給量 介于 0.11～1.6，故所選 可用。f f 2）確定鉆頭的磨鈍標準和耐用度 由表 5-130 可查得鉆頭的后刀面最大磨損限度為 0.8～1.2，故選擇后刀面最大磨 損限度為 1.0，鉆頭的刀具壽命為 T=110min 3）確定切削速度 v、進給力 、轉(zhuǎn)矩fFcM ①由表 2-13，鉆孔時的切削速度計算公式為 （3-19）vyxpm zvckfaTdC0? 式中: =15.2， =0.25， =1.0， =0.125， =0， =0.4vCvzvkvvy 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 21 故 = =20.58m/mincv0.1.41032.5405.? 故 n= = =198.6r/min0d?.8 根據(jù)表 5-65 選擇 Z535 鉆床轉(zhuǎn)速為 195r/min 故實際切削速度為 V= 20.21m/min???109534.0nd? ②由表 2-15，鉆孔時軸向力計算公式為 （3-20）FyzFf kfdC0 式中: =420， =1.0， =0.8， =1.0FCFzyk 故 13860N???.10.3428.1f ③由表 2-15，鉆孔時轉(zhuǎn)矩計算公式為 （3-21）MyzckfdC0 式中: =0.206， =2.0， =0.8， =0.87MCzMy 故 173.7N·m????8.96.032.0..2c 4） 校驗機床功率 由表 2-15，切削功率 為cP = 3.55kw （3-22）03dvMcc???321.07 機床的有效功率為 =4.5 0.81=3.65kw? 由于 ，故所選的鉆削用量可用，即cP?? min/21.0in,/195,/96.0,30 vrmfd ?? 相應地： kwPNMFccf .3,7.3,18? (5)鉆孔基本時間的確定 （3-23）fnljLT21?? 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 22 式中:l=22mm, = 6, =2)2~1(cot211?????dDl ?????245cot3l 故 sTj 6.9min.0956.??? 3.擴孔 （1）擴孔鉆 選用 34.8mm 標準高速鋼擴孔鉆? （2）確定擴孔切削用量 1）確定進給量 f 根據(jù)表 5-128，擴孔時的進給量介于 1.2～1.5 之間，選擇進給量為 f=1.2mm 根據(jù)表 5-64，Z535 型立式鉆床進給機構(gòu)允許的軸向力 =15696N，進給量為maxF 0.11～1.6， 由于所選擇的進給量 介于 0.11～1.6，故所選 可用。f f 2）確定鉆頭的磨鈍標準和耐用度 由表 5-130 可查得鉆頭的后刀面最大磨損限度為 0.9～1.4，故選擇后刀面最大磨 損限度為 1.0，鉆頭的刀具壽命為 T=50min 3）確定切削速度 v、進給力 、轉(zhuǎn)矩fFcM ①由表 2-13，鉆孔時的切削速度計算公式為 （3-24）vyxpm zvckfaTdC0? 式中: =18.8， =0.2， =1.0， =0.125， =0， =0.4vCvzvkvxvy 故 = =25.37m/minc 0.18.512034.40.?? 故 n= = =244.8r/min0dv?..7 根據(jù)表 5-65 選擇 Z535 鉆床轉(zhuǎn)速為 275r/min 故實際切削速度為 V= 28.5m/min???102758.34.10