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摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 總泵缸體工藝規(guī)程及其車Φ20端面；鉆、攻M121.25-5H螺紋；鉆、攻M221.5-5H螺紋；鉆透孔Φ0.7、沉孔Φ3.5和Φ3.5通孔的工裝夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 - 3 - Abstract This design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge. Master cylinder process and car of Φ 20 end; drilling, tapping screw drill, M12 1.25-5H; attack M22 1.5-5H thread; drill hole 0.7, hole Phi 3.5 and phi 3.5 through holes in the fixture design process design, including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later Keywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error. 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 1 第1章 緒論 3 1.1 引言 3 1.2 機械加工工藝規(guī)程的作用 3 1.3 研究方法及技術路線 4 1.4 課題背景及發(fā)展趨勢 5 第2章 工藝規(guī)程設計 6 2.1毛坯的制造形式 6 2.2零件分析 6 2.3 基面選擇 5 2.3.1 粗基準的選擇 5 2.3.2精基準的選擇 6 2.4制定工藝路線 7 2.5確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 8 2.6確定切削用量及基本工時 9 第3章 車Φ20端面的夾具設計 23 3.1問題的提出 23 3.2定位基準的選擇 23 3.3切削力和夾緊力的計算 23 3.4定位誤差分析 24 3.5平衡塊的計算 25 3.6夾具截圖 26 第4章 鉆、攻M121.25-5H螺紋的夾具設計 27 3.1問題的提出 27 3.2定位基準的選擇 27 3.3切削力和夾緊力的計算 27 3.4定位誤差分析 27 3.5鉆套的設計 28 3.6夾具截圖 30 第5章 車Φ32端面、鉆、攻M221.5-5H螺紋的夾具設計 32 3.1問題的提出 32 3.2定位基準的選擇 32 3.3切削力和夾緊力的計算 32 3.4定位誤差分析 33 3.5平衡塊的計算 34 3.6夾具截圖 35 第6章 鉆透孔Φ0.7、锪沉孔Φ3.5、鉆Φ3.5通孔的夾具設計 37 3.1問題的提出 37 3.2定位基準的選擇 37 3.3切削力和夾緊力的計算 37 3.4定位誤差分析 37 3.5鉆套的設計 38 3.6夾具截圖 38 結論 40 參考文獻 41 致 謝 42 第一章 緒論 1．1引言 制造技術的重要性是不言而喻的，它與當今的社會發(fā)展密切相關?，F(xiàn)代制造技術是當前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經(jīng)濟的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術的范圍，規(guī)模的不斷擴大，技術水平的不斷提高，向文化，藝術，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術。到了資本主義和社會主義社會，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質生活和文明有了很大的提高，對精神和物質有了更高的要求，科學技術有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關系更為密切。蒸汽機的制造技術的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)，內燃機制造技術的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機制造技術促進了現(xiàn)代噴氣客機和超音速飛機的發(fā)展，集成電路制造技術的進步左右了現(xiàn)代計算機的水平，納米技術的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機，人造飛機，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術的出現(xiàn)，使人類活動走出了地球，走向太空 。 1．2機械加工工藝規(guī)程的作用 機械加工工藝規(guī)程是指規(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。 制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術先進，經(jīng)濟效益高，勞動條件良好。 制訂工藝規(guī)程的程序： 1、 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型 2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查 3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度 4、 制訂工藝路線 5、 進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。） 1．3研究方法及技術路線 1. 深入生產(chǎn)實踐調查研究 在深入生產(chǎn)實踐調查研究中，應當掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領，制造與使用夾具情況等。 2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設備等），進行工序設計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等），確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。 3. 確定工件的夾緊方式和設計夾緊機構 夾緊力的作用點和方向應符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。 4. 確定夾具其他部分的結構形式 如分度裝置，對刀元件和夾具體等 5. 繪制夾具總裝配圖 在繪制總裝配圖時，盡量采用1：1比例，主視圖應選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導向元件，夾緊機構，傳動裝置等順序， 畫出具體結構。 6. 標注各部分主要尺寸，公差配合，和技術要求 7. 標注零件編號及編制零件明細表 在標注零件編號時。標準件可直接標出國家標準代號。明細表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。 8. 繪制家具零件圖 拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。 1．4課題背景及發(fā)展趨勢 機床夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，沖鋒發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此夾具在機械制造中占有重要的地位。機床夾具的設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質量和提高勞動生產(chǎn)率的一項技術措施。我們在設計中也應該注意一些重要方法，我們必須深入生產(chǎn)實踐調查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術要求，該件在機械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準面的選擇狀況，可用的機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產(chǎn)綱領——夾具的結構形式應與工件批量大小相適應，做到經(jīng)濟合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設計，我也要了解并注意設計夾具出現(xiàn)的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準是否與工序基準重合，定位基準的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關。這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學計算求得。在采取提高定位精度的措施時，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機床上的定位精度，和刀具在夾具上的導向精度也不應忽視。夾具在機床上的定位精度，主要與定位元件表面與機床配合處的位置精度。夾具與機床連接處的配合間隙等因素有關。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應采用調整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導向精度通常利用導向元件或對刀元件來保證。因此影響刀具在夾具上的導向精度的因素有：導套中心到定位元件產(chǎn)生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。 第2章 工藝規(guī)程設計 2．1毛坯的制造形式 零件材料為HT200，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鑄造成型，鑄造精度10級，加工余量等級MA-F，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2. 2零件分析 要對該零件的平面、孔、和螺紋進行加工。具體加工要求如下： 右端階梯面 粗糙度12.5 Φ20端面 粗糙度12.5 Φ18孔 粗糙度25 Φ21孔 粗糙度0.8 2-Φ10.5孔 粗糙度25 M121.25-5H螺紋 精度等級5 Φ12.5沉孔 粗糙度3.2、Ra25 Φ32端面 粗糙度6.3 M221.5-5H螺紋 精度等級5 透孔Φ0.7 粗糙度12.5 沉孔Φ3.5 粗糙度12.5 通孔Φ3.5 粗糙度12.5 2．3 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 2.3.1 粗基準的選擇原則 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。 4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用左端Φ32外圓面作為定位粗基準。 2．3．2精基準選擇的原則 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。 精基準選擇應當滿足以下要求： 1） 用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。 2） 當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉換誤差。 3） 當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。 5） 有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。 由上及零件圖知，選用Φ20.96孔（即Φ21精加工之后的孔，后面還有一道磨削）、Φ10.5及一端面作為定位精基準。 2．4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技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。 工序01：鑄造 工序02：時效處理 工序03：車右端階梯面；車倒角C1 工序04：車Φ20端面 工序05：劃各孔的中心線 工序06：鉆Φ18孔；擴Φ18孔至Φ20.8；鉸Φ20.8孔至Φ20.96；鉆2-Φ10.5孔；锪倒角190° 工序07：鉆M121.25-5H螺紋底孔Φ10.75；攻M121.25-5H螺紋；锪沉孔Φ12.5深3 工序08：車Φ32端面；鉆M221.5-5H螺紋底孔Φ20.5；攻M221.5-5H螺紋；倒角C1 工序09：鉆透孔Φ0.7；锪沉孔Φ3.5深3；鉆Φ3.5通孔 工序10：磨Φ20.96孔至Φ21（0~0.023）；倒角C1 工序11：去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求 工序13：入庫 2.5確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 1. 右端階梯面的加工余量 尺寸公差為CT10級，加工余量等級MA-F,查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm, 粗糙度12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-6和表1.4-8知，一步車削即可滿足其精度要求。 2. Φ20端面的加工余量 尺寸公差為CT10級，加工余量等級MA-F,查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm, 粗糙度12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步車削即可滿足其精度要求。 3. Φ18孔的加工余量 因孔的尺寸小于30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 4. Φ21孔的加工余量 因孔的尺寸小于30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度Ra0.8，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，需經(jīng)過鉆——擴——鉸——磨削方可滿足其精度要求，再由表2.3-8得，首先鉆孔至Φ18、接著再擴Φ18孔至Φ20.8、然后鉸Φ20.8孔至Φ20.96，最后磨Φ20.96孔至Φ21。 5. 2-Φ10.5孔的加工余量 因孔的尺寸小于30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 6. M121.25-5H螺紋的加工余量 因孔的尺寸小于30，故采用實心鑄造，螺紋的精度等級5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-20知，首先鉆M121.25-5H螺紋底孔Φ10.75，再攻M121.25-5H螺紋 7. Φ12.5沉孔的加工余量 因孔的尺寸小于30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度Ra3.2、Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，擴Φ10.75孔至Φ12.5深3即可滿足要求。 8、Φ32端面的加工余量 尺寸公差為CT10級，加工余量等級MA-F,查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm, 粗糙度12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步車削即可滿足其精度要求。 9、M221.5-5H螺紋的加工余量 因孔的尺寸小于30，故采用實心鑄造，螺紋的精度等級5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-20知，首先鉆M221.5-5H螺紋底孔Φ20.5，再攻M221.5-5H螺紋 10、透孔Φ0.7、沉孔Φ3.5、通孔Φ3.5的加工余量 因孔的尺寸小于30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 11. 其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。 2．6確定切削用量及基本工時 工序01：鑄造 工序02：時效處理 工序03：車右端階梯面；車倒角C1 工步一：車右端階梯面 選擇外圓車刀 1） 車削深度， ap=2.0mm。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=2.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+9+2.0)/（4750.16）min0.303min。 工步二：車倒角C1 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 可以查出　當σｂ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ　 Ｖｃ≤41ｍ／min　?。校悖?.4kw 按CA6140車床說明書　主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 車削功率檢驗按有關手冊 當C=1?。妫?.64 ｍｍ 查得轉矩Ｍ＝61.8　N.M 功率公式: ＰC＝McVc/30C=61.817/301=35.0W=0.035KW 按CA6140車床　主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ 可見ＰC比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要 工序04：車Φ20端面 選擇端面車刀 1） 車削深度，因為右端面精度要求不高，故可以選擇ap=3.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s 則實際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=3.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(10+3.0)/（4750.16）=0.171min。 工序05：劃各孔的中心線 工序06：鉆Φ18孔；擴Φ18孔至Φ20.8；鉸Φ20.8孔至Φ20.96；鉆2-Φ10.5孔；锪倒角190° 工步一：鉆Φ18孔 1、加工條件 加工材料: HT200，硬度HBW170～241，鑄件。 工藝要求：孔徑d=18mm。精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用CA6140車床和三瓜卡盤。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=18mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時，=0.25, 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm398r/mm 根據(jù)CA6140車床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=400r/mm，=20mm/min。 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=118mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出=12mm，計算得， L=（118+12）mm=130mm 故有： t==1.3min 工步二：擴Φ18孔至Φ20.8 利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步三：鉸Φ20.8孔至Φ20.96 根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，，則機動工時為 工步四：鉆2-Φ10.5孔 1、加工條件 加工材料: HT200，硬度HBW170～241，鑄件。 工藝要求：孔徑d=10.5mm。精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用CA6140車床和三瓜卡盤。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=10.5mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時，=0.25, 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm682r/mm 根據(jù)CA6140車床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=700r/mm，=25mm/min。 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=8.5mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出=7.25mm，計算得， L=（8.5+7.25）mm=15.75mm 故有： t==0.18min 工步五：锪倒角190° 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 可以查出　當σｂ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ　 Ｖｃ≤41ｍ／min　?。校悖?.4kw 按CA6140車床說明書　主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 車削功率檢驗按有關手冊 當C=1?。妫?.64 ｍｍ 查得轉矩Ｍ＝61.8　N.M 功率公式: ＰC＝McVc/30C=61.817/301=35.0W=0.035KW 按CA6140車床　主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ 可見ＰC比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要求 工序07：鉆M121.25-5H螺紋底孔Φ10.75；攻M121.25-5H螺紋；锪沉孔Φ12.5深3 工步一：鉆M121.25-5H螺紋底孔Φ10.75 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 593r/min 按機床選取n=600r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工步二：攻M121.25-5H螺紋 選擇M121.25-5H高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=1.25mm/r v=20m/min 531r/min 按機床選取n=500r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工步三：锪沉孔Φ12.5深3 1、加工條件 加工材料: HT200，硬度170~241HBW，鑄件。 工藝要求：孔徑d=12.5mm，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z525立式鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀（如圖3所示），其直徑d=12.5mm 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm573r/mm 根據(jù)Z525型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=600r/mm，，=25mm/min 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=6.25mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出=3，計算得， L=（6.25+3）mm=9.25mm 故有： t=0.062min 工序08：車Φ32端面；鉆M221.5-5H螺紋底孔Φ20.5；攻M221.5-5H螺紋；倒角C1 工步一：車Φ32端面 選擇端面車刀 1） 車削深度，因為右端面精度要求不高，故可以選擇ap=3.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s 則實際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=3.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(16+3.0)/（4750.16）=0.25min。 工步二：鉆M221.5-5H螺紋底孔Φ20.5 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 544r/min 按機床選取n=500r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工步三：攻M221.5-5H螺紋 選擇M221.5-5H高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.75mm/r v=35m/min 507r/min 按機床選取n=500r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工步四：倒角C1 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 可以查出　當σｂ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ　 Ｖｃ≤41ｍ／min　?。校悖?.4kw 按CA6140車床說明書　主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 車削功率檢驗按有關手冊 當C=1?。妫?.64 ｍｍ 查得轉矩Ｍ＝61.8　N.M 功率公式: ＰC＝McVc/30C=61.817/301=35.0W=0.035KW 按CA6140車床　主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ 可見ＰC比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要求 工序09：鉆透孔Φ0.7；锪沉孔Φ3.5深3；鉆Φ3.5通孔 工步一：鉆透孔Φ0.7 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鑄鐵的，時，。由于本零件在加工Φ0.7孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.45，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：锪沉孔Φ3.5深3 1、加工條件 加工材料: HT200，硬度170~241HBW，鑄件。 工藝要求：孔徑d=3.5mm，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z525立式鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆，其直徑d=3.5mm 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=170~241HBW，d<10mm時，f=0.15,=10mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=101.01.00.751.0m/min=7.5m/min =r/mm682r/mm 根據(jù)Z525型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=700r/mm，，=7.5mm/min 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=3mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出=3.4，計算得， L=（3+3.4）mm=6.4mm 故有： t=0.061min 工步三：鉆Φ3.5通孔 1、加工條件 加工材料: HT200，硬度170~241HBW，鑄件。 工藝要求：孔徑d=3.5mm，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z525立式鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀，其直徑d=3.5mm 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=170~241HBW，d<10mm時，f=0.15,=10mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=101.01.00.751.0m/min=7.5m/min =r/mm682r/mm 根據(jù)Z525型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=700r/mm，，=7.5mm/min 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=5mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出=3.75，計算得， L=（5+3.75）mm=8.75mm 故有： t=0.083min 工序10：磨Φ20.94孔至Φ21（0~0.023）；倒角C1 工步一：磨Φ20.94孔至Φ21（0~0.023） 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　　　　＝18m/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----加工長度 　　　　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　 　　　　0.029(min) 工步二：倒角C1 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 可以查出　當σｂ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ　 Ｖｃ≤41ｍ／min　　Ｐｃ＝3.4kw 按M215A內圓磨床說明書　主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 車削功率檢驗按有關手冊 當C=1?。妫?.64 ｍｍ 查得轉矩Ｍ＝61.8　N.M 功率公式: ＰC＝McVc/30C=61.817/301=35.0W=0.035KW 按M215A內圓磨床床　主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ 可見ＰC比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要求 工序11：去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求 工序13：入庫 第3章 車Φ20端面的夾具設計 3.1：問題的提出 本夾具主要用于車Φ20端面，表面粗糙度Ra12.5，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 3.2：定位基準的選擇 1.夾具體的凸臺面與工件端面配合限制三個自由度。 2.夾具體的Φ32孔與工件Φ32外圓面配合限制兩個自由度，屬于不完全定位，因是車端面，所以在此是允許的。 3.工件的夾緊則由兩個移動壓板來實現(xiàn)。 3.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用端面車刀 機床： CA6140臥式車床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=10mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 3.4定位誤差分析 一面一固定銷定位誤差 移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 固定銷孔的最大偏差 ————固定銷孔的最小偏差 ————固定銷定位孔與外圓面最小配合間隙 代入（式5-5）得： =0.025+0+0=0.025（mm） 3.5平衡塊的計算 對移動式結構不對稱的車床夾具，設計時應采取平衡措施，以減少由離心力產(chǎn)生的振動和主軸軸承的磨損。 離心力Fj的計算公式為 Fj=0.01mjR(n×n) 式中 mj-----工件和夾具不平衡部分的合成質量（kg）； R-----工件和夾具不平衡部分的合成質量中心至回轉中心的距離（m）； n----主軸轉速（r/min）。 由離心力引起的力矩Mj為 Mj=FjL 平衡塊引起的離心力Fp(N)為 Fp=0.01mpr(n×n) 式中 mp-----平衡塊的質量 r------平衡塊中心至回轉中心的距離（m） 由Fp引起的力矩Mp為 Mp= Fpl 在綜合考慮徑向位置和軸向位置平衡的情況下，滿足平衡關系式 Mp=Mj 即 0.01mjR(n×n)L=0.01mpr(n×n)l 化簡后得 Mp=mjRL/rl 為了彌補估算法的誤差，平衡塊上應開有環(huán)形槽或徑向槽，以便夾具裝配時調整其位置。 長×寬×高=體積 體積×密度=質量 Mj=(0.23×0.11×0.1)×7×1000+(0.068×0.098×0.106×7×1000) =17.71+4.944688 =22.6kg mp=mjRL/rl=22.6×72×55/102×12.5=70.36kg 3.6夾具截圖 圖3.6-1 圖3.6-2 夾具體 第4章 鉆、攻M121.25-5H螺紋的夾具設計 4.1：問題的提出 本夾具主要用于鉆M121.25-5H螺紋底孔Φ10.75；攻M121.25-5H螺紋；锪沉孔Φ12.5深3，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 4.2：定位基準的選擇 1.夾具體Φ90凸臺面與工件端面配合限制三個自由度。 2.固定式定位銷與工件Φ20.96孔配合限制兩個自由度。 3.削邊銷與工件Φ10.5孔配合限制一個自由度。 4.工件的夾緊則由鉸鏈壓板來完成。 5.導向由鉆模（即鉆模板、快換鉆套、鉆套螺釘、襯套等組成）來控制。 4.3 切削力及夾緊力計算 查表4得切削力計算公式： 式中，f=1mm/r,查表得 =736MPa, 即==1547N 所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K= 式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得： K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5 孔軸部分由M8螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N ==30900N 由上計算得》，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 4.4定位誤差分析 (1)移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 固定銷孔的最大偏差 ————固定銷孔的最小偏差 ————固定銷定位孔與固定銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： =0.021+0+0.02=0.031 (2) 轉角誤差 （式5-6） 式中： ————固定銷孔的最大偏差 ————固定銷銷孔的最小偏差 ————固定銷定位孔與定位銷最小配合間隙 ————固定銷孔的最大偏差 ————削邊銷孔的最小偏差 ————削邊銷定位孔與固定銷銷最小配合間隙 其中： 則代入（式5-6）得： 0.001047 則： 0.06° 4.5鉆套的設計 鉆M121.25-5H螺紋底孔Φ10.75；攻M121.25-5H螺紋；锪沉孔Φ12.5深3加工需鉆、攻絲、锪沉孔，因為鉆后還要攻絲、锪沉孔，為了我們鉆后能及時的進行下面的工步。故選用快換鉆套（其結構如下圖4.5-1所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：即先用Φ10.75的麻花鉆鉆孔。查機床夾具標準件可知Φ10.75相配的快換鉆套的具體結構如下 圖4.5-1 快換鉆套 具體的尺寸如下圖4.5-2所示 圖4.5-2 快換鉆套尺寸 因為快換鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間快換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉，有上圖可知和Φ10.75快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸5，查機床夾具標準件可知，M5快換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結構如下圖4.5-3所示。 圖4.5-3 鉆套螺釘 具體的尺寸如下圖4.5-4所示 圖4.5-4 鉆套螺釘尺寸 4.6夾具截圖 圖4.6-1 裝配圖 圖4.6-2 夾具體 第5章 車Φ32端面、鉆、攻M221.5-5H螺紋的夾具設計 5.1：問題的提出 本夾具主要用于車Φ32端面；鉆M221.5-5H螺紋底孔Φ20.5；攻M221.5-5H螺紋；倒角C1；，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 5.2：定位基準的選擇 1.夾具體的凸臺面與工件端面配合限制三個自由度。 2.固定式定位銷與工件Φ20.96孔配合限制兩個自由度。 3.削邊銷與工件Φ10.5孔配合限制一個自由度。 4.工件的夾緊則由兩個鉤形壓板來實現(xiàn)。 5.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用端面車刀 機床： CA6140臥式車床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 5.4定位誤差分析 (1)移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 固定銷孔的最大偏差 ————固定銷孔的最小偏差 ————固定銷定位孔與固定銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： =0.021+0+0.02=0.031 (2) 轉角誤差 （式5-6） 式中： ————固定銷孔的最大偏差 ————固定銷銷孔的最小偏差 —