泵體的設計及專用夾具的設計,設計,專用,夾具 目 錄 摘 要 II Abstract III 第1章 緒論 1 1.1機床夾具概述 1 1.1.1機床夾具 1 1.1.2機床夾具的功能 1 1.1.3機床夾具在機械加工中的作用 1 1.2機床夾具的發(fā)展趨勢 2 1.2.1機床夾具的現狀 2 1.2.2現代機床夾具的發(fā)展方向 3 第2章 工藝規(guī)程設計 4 2.1 零件的分析 4 2.1.1零件的作用 4 2.1.2零件的工藝分析 4 2.2毛壞的選擇 4 2.3工藝路線的擬定 4 2.3.1定位基準的選擇 4 2.3.2擬定工藝路線 5 2.4加工余量的確定及工序尺寸的計算 6 2.4.1毛壞余量 6 2.4.2泵體各平面加工工序余量 7 2.4.3內孔φ50H7加工工序余量 8 2.4.4內孔φ42H7加工工序余量 8 第3章 切削用量及工時的確定 11 3.1切削用量及機械加工時間的計算 11 3.2輔助時間的確定 23 第4章 車φ30H7孔的夾具設計 26 4.1 定位基準的選擇 26 4.2 定位誤差分析與計算 26 4.2.1影響加工精度的因素 26 4.2.2 保證加工精度的條件 27 第5章 鉆3×M6孔的夾具設計 28 5.1 定位基準的選擇 28 5.2 定位誤差分析與計算 28 5.2.1影響加工精度的因素 28 5.2.2 保證加工精度的條件 29 第6章 結論 30 參考文獻 31 英文翻譯 32 摘 要 在機械制造的機械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷熱工藝過程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和產品的質量，并提高生產效率。 在機床上加工工件時，為了保證加工精度，必須正確安裝工件，使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。定位和夾緊的全過程稱為“安裝”。在機床上用來完成工件安裝任務的重要工藝裝備，就是各類夾具中應用最為廣泛的“機床夾具”。 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。因此，專用夾具的設計是一項重要生產準備工作，每一個從事加工工藝的工裝設計人員，都應該掌握有關夾具設計的基礎知識。 本設計的主要內容是設計鉆床夾具，需要對泵體上Φ30的孔進行車削加工及3-M6-7H的螺紋孔進行鉆削加工。 機械零件上往往都有各種不同用途和不同精度的孔需要加工。在機械加工中，孔的加工量所占比例較大，其中鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等定尺寸刀具加工占相當多數。這時，除了要保證孔的尺寸精度外，還要達到孔的位置精度要求。在單件小批量生產中，用劃線后找正孔軸線位置方法加工，更因鉆頭剛性差、易變形，因此生產效率低且精度差。在批量生產中一般都采用鉆床夾具，鉆床夾具又稱鉆模，通過鉆套引導刀具進行加工可準確地確定刀具與工件之間的相對位置，是鉆模的主要特點。 關鍵詞：機械制造，通用夾具，專用夾具，鉆床夾具，車床夾具，泵體。  Abstract At machine manufacture's machine-finishing, the examination, the assembly, the welding and the heat treatment and so on the cold hot technological process, are using the massive jigs, with installs the processing object, enables it to hold the correct position, guaranteed that the components and the product quality, and raises the production efficiency. Processes the work piece when the engine bed, to guarantee the working accuracy, must install the work piece correctly, causes its relative engine bed cutting builder motion and the cutting tool holds the correct position, this process is called “the localization”. For because of exogenic processes and so on cutting force, force of inertia, gravity is not destroyed the work piece already the correct position which decides, but must exert certain clamping force to it, this process is called “the clamp”. The localization and the clamp entire process is called “the installment”. Uses for on the engine bed to complete the work piece to install the duty the important craft equipment, is in each kind of jig widely applies “the engine bed jig”. The engine bed jig's type are many, the use scope broadest universal jig, the specification size many have standardized, and has the specialty factory to carry on the production. But widely uses in the volume production, specially unit clamp which serves for some work piece working process, then needs various factories independently to design the manufacture according to the work piece processing craft. Therefore, unit clamp's design is an important production preparatory work, each is engaged in the processing craft the work clothes designers, should grasp the related jig design the elementary knowledge. The this design's primary coverage designs the drill jig, needs to the pump body on φ30 the hole carries on the lathe work and the 3-M6-7H threaded hole carries on drills truncates the processing. On the machine parts often has each different use and the different precision hole needs to process. In the machine-finishing, the hole process load accounts for the proportion to be big, the drill bit, the reamer, the reamer and so on decide the size cutting tool processing to occupy quite most. By now, besides must guarantee the hole the size precision, but must achieve the hole the position accuracy requirement. In single unit small batch production, after lineation adjusts the hole spool thread position method processing, because the drill bit rigidity bad, easy to distort, therefore the production efficiency is low, and the precision is bad. Uses the drill jig generally in the volume production, the drill jig calls the jig, through drills the set of guidance cutting tool to carry on the processing to be possible to determine accurately between the cutting tool and the work piece relative position, is the jig main feature. Key word: Machine manufacture, universal jig, unit clamp, drill jig, lathe fixture, pump body. 第1章 緒論 1.1機床夾具概述 1.1.1機床夾具 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。 1.1.2機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 1.1.3機床夾具在機械加工中的作用 在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有以下六個方面。然而，在不同的生產條件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應該綜合考慮加工的技術要求、生產成本和工人操作方面的要求，以達到預期的效果。 1．保證精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對其它生產條件的依賴性，故在精密加工中廣泛地使用夾具，并且它還是全面質量管理的一個環(huán)節(jié)。 夾具能保證加工精度的原因是由于工件在夾具中的位置和夾具對刀具、機床的切削成形運動的位置被確定，所以工件在加工中的正確位置得到保證，從而夾具能滿足工件的加工精度要求。 2．提高勞動生產率 使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯著地縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產率。 3．改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便餐、省力、安全。當采用氣壓、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度，保證安全生產。 4．降低生產成本 在批量生產中使用夾具時，由于勞動生產率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯地降低生產成本。 5．保證工藝紀律 在生產過程中使用夾具，可確保生產周期、生產調度等工藝秩序。例如，夾具設計往往也是工程技術人員解決高難度零件加工的主要工藝手段之一。 6．擴大機床工藝范圍 這是在生產條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施。如在車床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復雜的成形面。 1.2機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.2.1機床夾具的現狀 國際生產研究協會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工件種類總數的85%左右?，F代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.2.2現代機床夾具的發(fā)展方向 現代機床夾具的發(fā)展方向主要表現為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2~0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數控機床夾具等。在較長時間內，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 第2章 工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是泵體零件，泵體是機器的基礎零件，其作用是將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關零件聯成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼此協調工作，以傳遞動力、改變速度、完成機器或部件的預定功能。要求箱體零件要有足夠的剛度和強度，良好的密封性和散熱性。因此，箱體零的加工質量直接影響機器的性能、精度和壽命。 2.1.2零件的工藝分析 1、零件形狀： 此泵體的外形較簡單，有許多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是軸孔，軸孔之間有相當高的位置和形狀的要求 。現分析結構特點如下： （1）外形基本上是多個圓柱面組成的封閉式多面體； （2）結構形狀比較簡單，內部為空腔形； （3）泵體的加工面，僅為頂面、底面及左側面，此外還有精度要求較高的配作孔。 2、技術要求如下： （1）尺寸精度 內孔的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度要求。 （2）位置精度 包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的同軸度，以及孔端面對孔軸線的垂直度等。 （3）此外，為滿足泵體加工中的定位需要及箱體與機器總裝要求，箱體的裝配基準面與加工中的定位基準面應有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準面之間應有一定距離尺寸精度的要求。 2.2毛壞的選擇 根據零件圖可知，零件材料為灰口鑄鐵，零件形狀為非圓柱體，且屬于大批生產，因此選用鑄造毛坯，這樣，毛坯形狀與成品相似，加工方便，省工省料。 2.3工藝路線的擬定 2.3.1定位基準的選擇 精基準的選擇：泵體上的Φ42+00.025mm孔既是裝配基準,又是設計基準,用他們作為精基準,能使加工遵循“基準重合”的原則,實現箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工也可以用他來定位,這樣的工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外底面面積較大，定位比較簡單、可靠及操作方便。 粗基準的選擇：采用泵體上底面做粗基準，考慮到此面表面較為平整，配合內孔面定位方式簡單操作方便，符合粗基準的選擇條件。 2.3.2擬定工藝路線 初步擬定的工藝路線： 工序1　　鑄造毛坯 工序2 人工時效溫度（500°～550°）消除應力 工序3 非加工表面噴漆 工序4 劃粗加工線 工序5 粗銑底面 工序6 粗銑頂面 工序7 精銑底面 工序8 精銑頂面 工序9 鉆-擴4-Φ9孔及锪孔至4-Φ14 工序10 鏜Φ50H7的孔并孔口倒角 工序11 車Φ42H7的孔并孔口倒角 工序12 車左端面及Φ30H7的孔 工序13 鉆2-M14螺紋孔并锪孔至2-Φ22，攻螺紋 工序14 鉆M10×1螺紋孔并攻螺紋，锪孔至Φ15 工序15 鉆4-M6螺紋孔并攻螺紋 工序16 鉆3-M6螺紋孔并攻螺紋 工序17 檢驗 工序18 入庫 上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則但某些工序有些問題還值得進一步討論。如車Φ50H7孔時可與車Φ42H7孔在同一車床上加工，在同一次裝夾下完成，這樣節(jié)省了一套夾具和節(jié)約裝夾時間并且保證同軸度。對于工序5至工序8來說，為了達到平行度的要求，最好在一次性裝夾下完成粗精加工。 修改后的工藝路線： 工序1　　鑄造毛坯 工序2 人工時效溫度（500°～550°）消除應力 工序3 非加工表面噴漆 工序4 劃粗加工線 工序5 粗、精銑底面 工序6 粗、精銑頂面 工序7 鉆-擴4-Φ9孔及锪孔至4-Φ14 工序8 鏜Φ50H7及Φ42H7的孔并孔口倒角 工序9 車左端面及Φ30H7的孔 工序10 鉆2-M14螺紋孔并锪孔至2-Φ22，攻螺紋 工序11 鉆M10×1螺紋孔并攻螺紋，锪孔至Φ15 工序12 鉆4-M6螺紋孔并攻螺紋 工序13 鉆3-M6螺紋孔并攻螺紋 工序14 檢驗 工序15 入庫 2.4加工余量的確定及工序尺寸的計算 根據各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 2.4.1毛壞余量 “泵體”零件材料為HT200，查《機械加工工藝人員手冊》 各種鑄鐵的性能比較，得灰鑄鐵的硬度HB為143～269， 灰鑄鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（g / cm3），計算零件毛坯的重量約為2 kg。 根據原始資料，該零件為10000件/年的年產量，毛坯重量估算為2kg<100kg查《金屬機械加工工藝人員手冊》工藝表17-5 機械加工車間的生產性質為輕型，確定為大批生產。 根據生產綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《機械加工工藝人員手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據表3.1-20 各種鑄造方法的經濟合理性，確定為金屬型鑄造。 查《簡明手冊》表2.2-5 成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級。 查表2.2-1 鑄件尺寸公差數值 根據上表查得鑄件基本尺寸大于100mm至160mm，公差等級為8級的公差數值為1.8mm。 查表2.2-5 鑄鐵件機械加工余量等級選擇（JB2854-80） 按表選擇機械造型金屬模，加工余量等級為F級。 毛坯基本尺寸: 4-Φ9、2-M14、M10、4-M6及3-M6孔較小鑄成實心。 左端面為單側加工面，毛坯基本尺寸: R=F+RMA+CT/2=161+1.8+3.6/2=165.6ｍｍ 取166mm 頂面和底面為雙側加工面，毛坯基本尺寸 : R=F+頂面余量+底面余量=62+3+2.5=67.5mm 取68mm Φ50H7的內孔屬內腔加工，毛坯基本尺寸: R= F-2RMA=50-2×2.5=45mm 取44mm Φ42H7屬內腔加工，毛坯基本尺寸: R= F-2RMA=42-2×2.5=37mm 取37mm Φ30H7屬內腔深度加工，毛坯基本尺寸: R= F-2RMA=30-2×2.5=35mm 取35mm 內端面單側加工，毛坯基本尺寸: R=F+RAM=14+3.5=17.5mm 取17.5mm 則鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下： 左端面：5.0mm；頂面：3.0mm；底面：2.5 mm；Φ50內孔：6.0mm；Φ42內孔：5.0mm；Φ30內孔：5.0mm；內端面：3.5mm。 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 2.4.2泵體各平面加工工序余量 根據已設定的工藝規(guī)程，為保證圖紙上表面粗糙度要求，各個平面都需要進行粗銑——精銑。 查表2.3-21 銑平面加工余量 根據零件圖紙，加工長度≤300mm,加工寬度≤100mm,則精銑工序余量為1.0mm。 查《金屬機械加工工藝人員手冊》表2-5 標準公差值 按上表，零件厚度>18～30mm，粗銑（IT13）厚度公差-0.33mm,精銑（IT10）厚度公差-0.084。 零件平面最大尺寸>120～260，毛坯為灰鑄鐵，精加工余量為1mm，由于零件毛坯是用鑄造而成的，綜合考慮鑄造加工余量和粗加工余量，最終確定零件的粗銑工序單邊余量為3mm。 2.4.3內孔φ50H7加工工序余量 查《工藝手冊》，表11.4-2 鏜床的加工精度 按表11.4-2，要達到φ50H7所需精度及表面粗糙度要求，需進行粗鏜——半精鏜——精鏜，對應加工精度為： 粗鏜：孔徑公差H13，孔距公差±1.0；表面粗糙度Ra 6.3～12.5 半精鏜：孔徑公差H9，孔距公差±0.1；表面粗糙度Ra 1.6～3.2 精細鏜：孔徑公差H7，孔距公差±0.02；表面粗糙度Ra 0.8～1.6 查表3.2-10 基孔制7級精度（H7）孔的加工，確定φ50H7的粗鏜加工直徑余量為6mm，半精鏜工序加工直徑余量為1.8mm，精鏜工序加工直徑余量為0.2mm。粗鏜工序加工直徑余量為4mm。 2.4.4內孔φ42H7加工工序余量 查《工藝手冊》，表11.4-2 鏜床的加工精度 按表11.4-2，要達到φ42H7所需精度及表面粗糙度要求，需進行粗鏜——半精鏜——精鏜，對應加工精度為： 粗鏜：孔徑公差H13，孔距公差±1.0；表面粗糙度Ra 6.3～12.5 半精鏜：孔徑公差H9，孔距公差±0.1；表面粗糙度Ra 1.6～3.2 精細鏜：孔徑公差H7，孔距公差±0.02；表面粗糙度Ra 0.8～1.6 查表3.2-10 基孔制7級精度（H7）孔的加工，確定φ42H7的粗鏜加工直徑余量為5mm，半精鏜工序加工直徑余量為1.8mm，精鏜工序加工直徑余量為0.2mm。粗鏜工序加工直徑余量為3mm。 2.4.5內孔φ30H7加工工序余量 查《工藝手冊》，表11.4-2 臥式車床的加工精度 按表11.4-2，要達到φ30H7所需精度及表面粗糙度要求，需進行粗車——半精車——精車，對應加工精度為： 粗車：孔徑公差H13，孔距公差±1.0；表面粗糙度Ra 6.3～12.5 半精車：孔徑公差H9，孔距公差±0.1；表面粗糙度Ra 1.6～3.2 精細車：孔徑公差H7，孔距公差±0.02；表面粗糙度Ra 0.8～1.6 查表3.2-10 基孔制7級精度（H7）孔的加工，確定φ30H7的粗車加工直徑余量為5mm，半精車工序加工直徑余量為1.8mm，精車工序加工直徑余量為0.2mm。粗車工序加工直徑余量為3mm。 2.4.6最終毛坯工序加工余量及公差 各平面工序加工余量及公差： 表3-1 底面加工余量及公差 工序名稱 工序單邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精銑 1 IT10(0-0.084) 65 65(0-0.13) 粗銑 2 IT13( 0-0.33) 66 66( 0-0.33) 毛坯 3 ±1.8 68 68±1.8 表3-2 頂面加工余量及公差 工序名稱 工序單邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精銑 1 IT10(0-0.084) 62 62(0-0.13) 粗銑 2 IT13( 0-0.33) 63 63( 0-0.33) 毛坯 3 ±1.8 65 65±1.8 表3-3 左端面加工余量及公差 工序名稱 工序單邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精車 1 IT10(0-0.084) 161 161(0-0.13) 粗車 4 IT13( 0-0.33) 162 162( 0-0.33) 毛坯 5 ±1.8 166 166±1.8 表3-4 φ50H7孔的工序余量及公差表 工序名稱 工序直徑余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精細鏜 0.2 IT7(+0.0250) φ50 φ50 (+0.0250) 半精鏜 1.8 IT9( +0.0620) φ49.8 φ49.8（+0.0620） 粗鏜 4 IT13（+0.390） φ48 φ48（+0.390） 毛坯 6 ±1.8 φ44 φ44±1.8 表3-4 φ42H7孔的工序余量及公差表 工序名稱 工序直徑余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精細鏜 0.2 IT7(+0.0250) φ42 φ42 (+0.0250) 半精鏜 1.8 IT9( +0.0620) φ41.8 φ41.8（+0.0620） 粗鏜 3 IT13（+0.390） φ40 φ40（+0.390） 毛坯 5 ±1.8 φ37 φ37±1.8 表3-4 φ30H7孔的工序余量及公差表 工序名稱 工序直徑余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精細車 0.2 IT7(+0.0250) φ30 φ30 (+0.0250) 半精車 1.8 IT9( +0.0620) φ29.8 φ29.8（+0.0620） 粗車 3 IT13（+0.390） φ28 φ28（+0.390） 毛坯 5 ±1.8 φ25 φ25±1.8 第3章 切削用量及工時的確定 3.1切削用量及機械加工時間的計算 一、工序5 粗、精銑底面 1 機床的選擇 考慮到工件的定位加緊方案及夾具設計等問題，查《金屬機械加工工藝人員手冊》采用立銑，選用升降臺銑床X53K。 2 刀具的選擇 查表10-37 各種類型的銑刀的應用范圍 選擇硬質合金鋼套式面銑刀（粗齒） 查表10-38 銑刀直徑選擇 本道工序，銑削深度為ａp =3mm，銑削寬度為a e =94mm，按上表選取銑刀的直徑d 0=110mm。 3 銑削速度的確定 查表14-69銑削進給量 每齒進給量fz =0.20 mm/z， 查表14-67銑用量計算公式 選擇硬質合金鋼牌號YG8 切削速度v 396d0.2 v= ───────── t0.32ap 0.15 fz 0.35 ae 0.2 粗銑工序單邊余量ａp = 3 mm， 查《工藝手冊》表9.4-7 銑刀耐用度T 按上表查得硬質合金端銑刀耐用度T=180 min； 396×110 0.2 v＇= ───────────────── =119.17 m/min 1800.32 ×3 0.15 ×0.20 0.35×94 0.2 v＇ 119.17 n＇= ──×1000 = ────×1000 ≈345 r/min πd 0 π×110 查4.2-36立式銑床轉速?。? n=375r/min 則v＇= 375×110×3.14/1000=130 m/min 4 銑削功率p=2.66×10-5ap0.92fz 0.74 ae zn =2.66×10-5×30.92 ×0.2 0.74 ×94 ×8×375 =4.48KW 校驗機床功率 由于機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 10.0×0.75 = 7.5 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 5 工時的確定 銑削切削時間的計算： 查《簡明手冊》，表6.2-7銑削機動間的計算公式 切削時間計算公式： l + l1 + l2 tj = ───── fmz 式中l(wèi)=161mm l1=0.5(d-)+(1～3) =0.5×(110-)+(1～3) =21mm l2=1～3 161+21+3 tj = ──── =2.47min 75 二、工序6 粗、精銑頂面 1 機床的選擇 考慮到工件的定位加緊方案及夾具設計等問題，查《金屬機械加工工藝人員手冊》采用立銑，選用升降臺銑床X53K。 2 刀具的選擇 查表10-37 各種類型的銑刀的應用范圍 選擇硬質合金鋼套式面銑刀（粗齒） 查表10-38 銑刀直徑選擇 本道工序，銑削深度為ａp =3mm，銑削寬度為ae =74mm，按上表選取銑刀的直徑d0=110mm。 3 銑削速度的確定 查表14-69銑削進給量 每齒進給量fz =0.20 mm/z， 查表14-67銑用量計算公式 選擇硬質合金鋼牌號YG8 切削速度v 396d0.2 v= ───────── t0.32ap 0.15 fz 0.35 ae 0.2 粗銑工序單邊余量ａp = 3 mm， 查《工藝手冊》表9.4-7 銑刀耐用度T 按上表查得硬質合金端銑刀耐用度T=180 min； 396×110 0.2 v＇= ───────────────── =120m/min 1800.32 ×3 0.15 ×0.20 0.35×74 0.2 v＇ 120 n＇= ──×1000 = ────×1000 ≈350 r/min πd 0 π×110 查4.2-36立式銑床轉速?。? n=375r/min 則v＇= 375×110×3.14/1000=130 m/min 4 銑削功率p=2.66×10-5ap0.92fz 0.74 ae zn =2.66×10-5×30.92 ×0.2 0.74 ×74 ×8×375 =4KW 校驗機床功率 由于機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 10.0×0.75 = 7.5 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 5 工時的確定 銑削切削時間的計算： 查《簡明手冊》，表6.2-7銑削機動間的計算公式 切削時間計算公式： l + l1 + l2 tj = ───── fmz 式中l(wèi)=74mm l1=0.5(d-)+(1～3) =0.5×(110-)+(1～3) =21mm l2=1～3 74+21+3 tj = ────=1.3min 75 三、工序7 鉆-擴4-Φ9孔及锪孔至4-Φ14 1 機床的選擇 考慮到工件的定位加緊方案及夾具設計等問題，查《金屬機械加工工藝人員手冊》采用立鉆，選用搖臂鉆床Z3025。 2刀具的選擇 查《金屬機械加工工藝人員手冊》，表10 -22麻花鉆 一般鉆頭直徑≤20mm?采用工具鋼直柄麻花鉆 3鉆削用量 查《金屬機械加工工藝人員手冊》，表14-29 鉆削速度的計算公式 再結合表14-33，進給量f 表取0.2 mm/r 查《實用機械加工工藝手冊》表 11-265鉆頭的耐用度 取刀具壽命t=60min 根據計算公式 16.5d 0.25 16.5×15.7 0.25 V表= ───── = ───────── ≈ 28.23 m/min t0.125 f 0.4 600.125×0.20.4 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×28.23 n＇= ─── = ────── ≈ 624 r/min πd 0 π×14 查鉆床主軸轉速 取n＇=500 r/min 則vf =500×3.14×14/1000 =24.18mm/min 功率計算： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-30 軸向力N、扭距M及功率P的計算公式 軸向力N： N=425 f 0.8=425×0.4 0.8=204.19N 扭距M: M=210 d2f 0.8 =210×15.72×0.4 0.8=32737.7N.mm 功率： M?n 204.19×32737.7 Pm = ───────── = ───────── ≈0.7 KW 7018760×1.36 7018760×1.36 查《機械加工工藝人員手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 4×0.75 = 3 KW 其值大于鉆削功率Pm ，故可在該機床上使用。 鉆削加工機動時間： 查表10.4-43，鉆孔加工機動時間計算公式： l + l1 +l2 T0 = ───── f?n l1 =0 l + l1 + l2 73+4 t m = ───── = ──── ≈0.4 min f?n 0.4×400 四、工序8 鏜Φ50H7及Φ42H7的孔并孔口倒角 1）.粗鏜 1．切削用量 確定鏜削深度ap ： 由于直徑上加工余量為5mm，故可在一次走刀內切完，故ap =5mm。 查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量 由于是粗加工帶外皮的鑄鐵件，選擇硬質合金刀片牌號YG8， v表取40 m/min，f表取1.0mm/r。 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×40 n＇= ─── = ────── ≈ 303 r/min πd 0 π×42 vf＇=f?n=1.0×283=283mm/min 根據立式銑床主軸轉速?。? n=245r/min 則v ≈32.3m/min 2．鏜削力、鏜削功率計算： CF ap xF af yF aw uF z Fz = ───────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 569×30 1.0 ×1.00.8 ×6 0.9 ×1 Fz = ─────────────── ≈ 2785 N 45 0.9 ×2450 Fz d 0 2785×45 M = ─── = ───── ≈ 62.67 N?m 2×103 2×103 Fz v 2785×42.42 Pm = ─── = ────── =1.97KW 6×104 6×104 3．校驗機床功率： 查《工藝手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 4.0×0.75 = 3 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用 4．切削時間的確定： l1 =5 mm， l w =38 mm， 根據切削時間計算公式： l w + l1 35+5 t m = ──── i= ────×2 = 0.47 min vf 300 2）. 精鏜 1.確定鏜削寬度aw ： 由于直徑上加工余量為1.8mm，故可在一次走刀內切完，故aw=0.9mm。 查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量 ，選擇硬質合金刀片牌號YG8，v表取60 m/min，f表取0.2mm/r。 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×60 n＇= ─── = ────── ≈ 400 r/min πd 0 π×47.8 vf＇=f?n=0.2×400=80 mm/min 根據立式銑床說明書?。? n=375r/min，vf =75mm/min 這時v ≈56.32m/min，f =0.2mm/z 2.鏜削力、鏜削功率計算： CF ap xF af yF aw uF z Fz = ───────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 569×311.0 ×0.20.8 ×1.40.9 ×1 Fz = ────────────── ≈ 203N 47.80.9 ×3750 Fz d 0 203×47.8 M = ─── = ───── = 4.86 N?m 2×103 2×103 Fz v 203×56.32 Pm = ─── = ───── =0.29KW 6×104 6×104 校驗機床功率： 查《簡明手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 3.切削時間的確定： l1 =5 mm， l w =31 mm， 根據切削時間計算公式： l w + l1 31+5 t m= ─── = ─── = 0.48min vf 75 3）. 精鏜 1.確定鏜削寬度aw ： 由于直徑上加工余量為0.2mm，故可在一次走刀內切完，故aw=0.1mm。 查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量 由于是半精加工帶外皮的鑄鐵件，選擇硬質合金刀片牌號YG8，v表取30 m/min，f表取1.0mm/r。 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×30 n＇= ─── = ────── ≈ 199r/min πd 0 π×48 vf＇=f?n=1.0×199 = 199mm/min 根據立式銑床說明書?。? n=190r/min，vf =190mm/min 這時v ≈28.66m/min，f =1.0mm/z 2.鏜削力、鏜削功率計算： CF ap xF af yF aw uF z Fz = ───────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 569×321.0 ×1.00.8 ×0.10.9 ×1 Fz = ────────────── ≈ 71N 480.9 ×1900 Fz d 0 71×48 M = ─── = ──── = 1.71 N?m 2×103 2×103 Fz v 71×28.66 Pm = ─── = ───── =0.04KW 6×104 6×104 校驗機床功率： 查《工藝手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 3.切削時間的確定： l1 =5 mm， l w =32 mm， 根據切削時間計算公式： l w + l1 32+5 t m= ─── = ─── = 0.20min vf 190 五、工序9 車左端面及Φ30H7的孔 1 機床的選擇,查《簡明手冊》,表4.2-7 臥式車床的主要技術參數, 選擇相應加工機床為:臥式車床C620-1 主軸轉速范圍（r/min）：12～1200 主電動機功率（KW）：7 2　刀具的選擇 查《簡明手冊》，表3.1 -2可轉位車刀型號表示規(guī)則 選擇YG8、可轉位車刀 刀桿直徑位16×25 3車削用量 查《金屬機械加工工藝人員手冊》，表14-1 切削速度的計算公式 由主偏角查得CV =212 m/min 再結合表14-6，進給量f 表取0.8 mm/r 取刀具壽命t=60min 根據計算公式 CV 212 V表= ───────── = ───────── ≈ 90.40 m/min t0.2 ap 0.15 f0.45 600.2×3 0.150.80.45 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×90.40 n＇= ─── = ────── ≈ 959.66 r/min πd 0 π×30 查《簡明手冊》4.2-8臥式車床主軸轉速 取n＇=955 r/min 則vf =955×3.14×30/1000 =89.96mm/min 車削加工機動時間： 查《簡明手冊》表6.2-1，車削和鏜削機動時間計算公式： l + l1 +l2+l3 Tj = ───── f?n l2 =0 l1 =3～5 查《簡明手冊》表6.2-2試切附加長度l3 l1=5 l + l1 + l2 106+5+3 t m = ───── = ──── ≈1.25 min f?n 0.1×955 六、工序10 鉆2-M14螺紋孔并锪孔至2-Φ22，攻螺紋 1）.鉆孔 1刀具的選擇 查《金屬機械加工工藝人員手冊》，表10 -22麻花鉆 一般鉆頭直徑≤20mm?采用工具鋼直柄麻花鉆 2鉆削用量 查《金屬機械加工工藝人員手冊》，表14-29 鉆削速度的計算公式 再結合表14-33，進給量f 表取0.2 mm/r 查《實用機械加工工藝手冊》表 11-265鉆頭的耐