C6132車床II軸法蘭盤（一）94007的鉆7-φ9 孔的鉆床夾具設(shè)計及加工工藝規(guī)程裝備【含非標4張CAD圖帶工序、加工過程卡】
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充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙制定法蘭盤加工工藝，設(shè)計鉆 7-φ9 孔的鉆床夾具摘 要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。法蘭盤的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)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(guān)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(shè)計，選擇設(shè)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(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙目 錄第 1章 序 言 ..........................................11.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求 ................11.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 ..............................2第 2章 零 件 的 分 析 ..................................32.1零件的作用 ......................................32.2零件的工藝分析 ..................................3第 3章 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 ...............................43.1確定毛坯的制造形式 ..............................43.2基面的選擇 ......................................43.3制定工藝路線 ....................................53.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........73.5確定切削用量及基本工時 ..........................9第 4章夾具設(shè)計 ........................................214.1 問題的提出 ....................................214.2 定位基準的選擇 ................................214.3切削力和夾緊力的計算 ...........................214.4定位誤差分析 ...................................224.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明 .......................23總 結(jié) ..............................................25致 謝 ...............................................26參 考 文 獻 ...........................................27 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙1第 1 章 序 言夾具最早出現(xiàn)在 1787年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術(shù)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合。1.1 夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，企業(yè)中多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的 85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有 13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔 4年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有 15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求：1. 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準備周期2. 能裝夾一組相似性特征的工件3. 適用于精密加工的高精度的機床4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)5. 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙21.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面：1. 精密化隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負 0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達 0.2~0.5um。2. 高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了 5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速 9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。3. 柔性化夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)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(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。4. 標準化夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80 以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙3第 2 章 零 件 的 分 析2.1 零件的作用題目所給定的零件是法蘭盤， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。零件上精度要求較高的兩個平面用以裝配。2.2 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 Φ38，Φ50，Φ62 為中心 ,包括:兩個左右端面,端面上面的 7-Φ9 和 7-Φ15 的階梯孔. 和 M12孔和斜孔 Φ6 孔, 以及退刀槽。這組加工表面是以右端面為中心,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加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙4第 3 章 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT150，由于零件年產(chǎn)量為 20000 件，已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應該的。3.2 基面的選擇3.2.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。3.2.2 精基準的選擇 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙5精基準的選擇應滿足以下原則：（1） “基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2） “基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3） “自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4） “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。主要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。3.3 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(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，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1、.工藝路線方案一：1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 車 粗車左端面和外圓4 車 粗車右端面和外圓5 車 粗車中心各孔6 車 車 3x1的退刀槽7 車 精車各外圓和端面 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙68 車 車內(nèi)孔退刀槽 3x29 車 精車內(nèi)孔10 鉆 鉆 7-Ф9 階梯孔11 鉆 鉆 M12螺紋孔12 鉆 鉆斜孔 Ф613 檢驗 檢驗14 入庫 入庫2 、工藝方案二：1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 車 車左端面和外圓4 車 車右端面和外圓5 車 粗車中心各孔6 車 車 3x1的退刀槽7 車 車內(nèi)孔退刀槽 3x28 車 精車內(nèi)孔9 鉆 鉆 7-Ф9 階梯孔10 鉆 鉆 M12螺紋孔11 鉆 鉆斜孔 Ф612 檢驗 檢驗13 入庫 入庫3、工藝方案的比較與分析：上述兩個方案的特點在于：方案一采用粗精加工端面和外圓可以提高加工精度，而方案二直接車端面和外圓，效率雖高但精度不能保證，應把保證精度放在首位，故選用方案一。因此最后確定的加工工藝路線如下： 1 鑄造 鑄造 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙72 時效處理 時效處理3 車 粗車左端面和外圓4 車 粗車右端面和外圓5 車 粗車中心各孔6 車 車 3x1的退刀槽7 車 精車各外圓和端面8 車 車內(nèi)孔退刀槽 3x29 車 精車內(nèi)孔10 鉆 鉆 7-Ф9 階梯孔11 鉆 鉆 M12螺紋孔12 鉆 鉆斜孔 Ф613 檢驗 檢驗14 入庫 入庫3.4 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 HT150，硬度 200HBS，毛坯重量約為1.4KG，生產(chǎn)類型為大批生產(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.Φ mm外圓表面650h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 1 50 h6 Φ 650h粗車外圓 3 51 Φ 1 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙8毛坯 4 54 Φ 542.外圓表面 Φ mm85參照《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 工序尺寸及公差精車外圓 1 85 Φ 85粗車外圓 3 86 Φ 6毛坯 4 89 Φ 93．中心孔 Φ38，Φ50，Φ62參照《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 工序尺寸及公差精車孔 1 38 Φ38粗車孔 3 39 Φ39毛坯 4 42 Φ40工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及公差精車孔 1 50 Φ50粗車孔 3 51 Φ51毛坯 4 54 Φ54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孔 1 62 K7 Φ62 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙9粗車孔 3 63 Φ63毛坯 4 66 Φ663.5 確定切削用量及基本工時工序 3： 粗車左端面和外圓工件材料：HT15-33 δb=220MPa 模鑄加工要求：車左端面和外圓機床：CA6140 臥式車床 刀具：采用刀片的材料為 YT15，刀桿尺寸16x25mm , =90 , =15 , =12 , =0.5mm2?K?0?0????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， =4mmpa2) 進給量 f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊 》中表 2.4-3,當?shù)稐U尺寸為 16×25 mm2>3~5mm,以及工件直徑為 100 時，f =0.7~1.0mm/rpa按 CA6140 車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r3) 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)vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見vCvv vk《切削手冊》表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkvkrvBv所以 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙10x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxvc35.015.02.46?4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速ns= = 1010r/minWπdc??x06.18按機床說明書(見《工藝手冊》表 4.2-8),與 1010r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 1050r/min及 1200r/min?，F(xiàn)選取=1050r/min。wn所以實際切削速度 v=170r/min。5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1L= =40mm , =2mm, =0, =0201?1l2l3tm= = =0.098(min)fnlw31l?0.948?工序 4：粗車右端面和外圓機床：CA6140 臥式車床 刀具：采用刀片的材料為 YT15，刀桿尺寸 16 25mm , =90 , =15 ,?2?K?0?=12 , =0.5mm0????1) 切削深度。單邊余量 Z=2mm2) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。 vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskkrBv所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=187m/mivcv35.015.02. 964???? 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙11n3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 700r/minWπd10cv??5817與 700r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/20758π??4) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =2mm;mfnlw21?1l2lt = i= x1=0.06(min)fl2160x.93工序 7：精車各外圓和端面精車左端外圓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/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。即vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskkrvBv所以 1.44 0.8 1.04vcv35.015.02. 264???0.81 0.97=96m/min?4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙12ns= = 578r/minWπd10cv??5096與 578r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 600r/min。現(xiàn)選取=600r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?min/94605π??5)切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=41mm; =4mm; =0mm;mfnlw21?1l2lt = i= =0.37(min)fl210.645?精車左端面1) 切削深度 單邊余量為 Z=0.5mm 一次切除。2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.2mm/r3) 計算切削速度： vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。 vCvv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvkskvkrB所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=134vc 35.015.02. 264????m/min4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 458r/minWπd10cv??90134 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙13與 458r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/1354809π??5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1t = i ;其中 l= =22.5mm; =4mm; =0mm;mfnlw21?2459?1l2lt = i= =0.28(min)fl210.8??精車右端面：1) 切削深度，單邊余量為 Z=0.5mm 一次切除。2) 進給量， 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.9mm/r3)計算切削速度 ＝132m/minvyxpmckfaTCvv?4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 420r/minWπd10c??x1032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 = =cvsn?min/15048?5) 檢驗機床功率?。絚FcFcFcnyxpkfaC其中 ＝2985 ， ＝1.0， ＝0.65， ＝-ccccFn0.15，= = =0.63MpkFnb)650(?65.0)( 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙14=0.61kr=2985 1.0 0.5 150 0.63 0.89=1122.4(N)cF?65.015.0??切削時消耗功率 ＝ ＝ ＝2.81(KW)cP4xvFc40615.2xCA6140 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cF向切削力 pF＝ppFpFpncyxkvfaC其中 ＝ 1940， ＝0.9， ＝0.6， ＝-0.3，pFpppF= = =0.59MpkFnb)650(?85.0)2(=0.5kr所以 =1940 1.5 0.5 150 0.59 0.5=203(N)cF?9.06.?3.0??而軸向切削力 ＝f ffFffFf ncyxpkvaC其中 ＝2880， ＝1.0， ＝0.5， ＝-0.4，fFf f fF= = =0.34 =1.17MkFnb)650(?0.1)2(k軸向切削力 =2880 1.5 0.5 150 0.34 1.17=442(N)fF?5.4.0??取機床導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 fF 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙15( + )=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5NcFp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。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/minwn所以切削工時 tm= = ＝0.44（min）fl321l?0.248?精車右端外圓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/minw所以切削工時 t = =0.33 minmflw21?工序 9：精車各內(nèi)孔1) 切削深度 單邊余量為 Z=0.5mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.2mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。即vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskkrvBv所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=187m/mivcv35.015.02. 264????n4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙16ns= = 553r/minWπd10cv??x50187與 553r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 600r/min。現(xiàn)選取=600r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/18605π??(1)精車 Φ38 內(nèi)孔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。.取 f＝ 0.5mm/r機床主軸轉(zhuǎn)速 ＝480r/minwn所以切削工時 tm= = ＝0.44（min）fl321l?0.5482?(2)精車 Φ50 內(nèi)孔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/minw所以切削工時 t = =0.17minmfnlw21?(3)精車 Φ62 內(nèi)孔5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =2mm;mfnlw21?1l2l 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙17t = i= 1=0.26(min)mfnlw21?0.631?工序 10 鉆 7-Ф9 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/r2) 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/minWπd10cv??930,與 1061r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 1020r/min?，F(xiàn)選取=1020r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?min/8.2109π??5) 削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=8mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.11(min)fl210.35?工序 11：锪孔 7-Ф15 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)系為鉆ff)8.1~2(? 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙18鉆v)31~2(?式中的 、 ——加工實心孔進的切削用量.鉆f鉆v現(xiàn)已知=0.36mm/r (《切削手冊》)表 2.7鉆f=42.25m/min (《切削手冊》)表 2.13鉆v1) 給量 取 f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r2) 削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 358.5r/minWπd10cv??159.6與 358.5r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 375r/min?，F(xiàn)選取=375r/min。wn4) 所以實際切削速度= =cv10sdn?min/62.537π??5) 削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=91mm; =10mm; =4mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.78(min)fl210.57?工序 12：鉆 底孔，攻螺紋 M12mm8.9?（1）鉆 底孔m 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙19選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）m10?由《切削》表 2.7和《工藝》表 4.2－16 查得/r28.f?機（《切削》表 2.15）inVcmin/r5091x6Dv10c??ππ 機機按機床選取 i/r機nin/84.1061??ππ 機機cV基本工時： min15.02.3f21??xnlt機機（2）攻螺紋 M12mm：選擇 M12mm高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.5/fmr?7.5/mincV?機 in/r192x.570Dv1c?ππ 機機n按機床選取 i/r機6.8/mincV?機基本工時： 25.03.21f1???xlt機機工序 13： 鉆斜孔 Φ6 的孔刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 Φ6. 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙201) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表 28-13，取f=0.13mm/r2) 切削速度 V=24~34m/min. 取 V=30m/min3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 1592r/minWπd10cv??630與 1592r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為 1592r/min。現(xiàn)選取=1426r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?min/8.2614π??5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1t = i ;其中 l=7mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.07(min)fl210.346? 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙21第 4 章夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導老師的分配，決定設(shè)計第 10 道工序鉆 7-Φ9 孔。4.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆 7-Φ9 孔，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。因為 M12 螺紋孔和Φ62K7 中心孔有垂直度要求，因此我們要以已加工的 Φ62K7孔為定位基準。采用蓋板式鉆模板加工，用固定套定位，另外用一擋銷，即可實現(xiàn)完全定位。4.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。Φ62的孔已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的 Φ62 孔和其端面作為定位基準，來設(shè)計本道工序的夾具，以兩銷和已加工好的 Φ62 孔及其端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構(gòu)。4.3 切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙22鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF?鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T式中： 9Dm????axaxmin187149733HB?????代入公式（5-2）和（5-3）得10.2fr??0.8.6F694N1.0.Tx712.??本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。4.4 定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在 Z軸方向，且向下，見下圖。 0.14.20.34.72DYzTd??????式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm） ；——工件圓孔直徑公差（mm） ； D——定位銷外圓直徑公差（mm） 。Td 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙23定位銷水平放置時定位分析圖4.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了螺母夾緊方式。我們采用蓋板式鉆模板，本工序為鉆切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙24裝配圖：夾具體： 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙25總 結(jié)這次設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙26益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和 AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。這次設(shè)計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙27意見，在我遇到難題時給我指明了方向。參 考 文 獻1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，2014年2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，2011 年3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術(shù)出版社出版，2009 年4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，2013 年 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙285.金屬機械加工工藝人員手冊，上海科學技術(shù)出版社，2011 年10月6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，2010 年制定法蘭盤加工工藝，設(shè)計鉆 7-φ9 孔的鉆床夾具摘 要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。法蘭盤的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)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(guān)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(shè)計，選擇設(shè)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(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。目 錄第 1 章 序 言 ..........................................11.1 夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求 ................11.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 ..............................2第 2 章 零 件 的 分 析 ..................................32.1 零件的作用 ......................................32.2 零件的工藝分析 ..................................3第 3 章 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 ...............................43.1 確定毛坯的制造形式 ..............................43.2 基面的選擇 ......................................43.3 制定工藝路線 ....................................53.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........73.5 確定切削用量及基本工時 ..........................9第 4 章夾具設(shè)計 ........................................214.1 問題的提出 ....................................214.2 定位基準的選擇 ................................214.3 切削力和夾緊力的計算 ...........................214.4 定位誤差分析 ...................................224.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明 .......................23總 結(jié) ..............................................25致 謝 ...............................................26參 考 文 獻 ...........................................271第 1 章 序 言夾具最早出現(xiàn)在 1787 年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術(shù)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合。1.1 夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對其提出新的要求現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，企業(yè)中多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的 85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有 13000~15000 套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有 15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求：1. 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準備周期2. 能裝夾一組相似性特征的工件3. 適用于精密加工的高精度的機床4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)5. 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率21.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面：1. 精密化隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負 0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達 0.2~0.5um。2. 高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了 5 倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速 9000r/min 的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。3. 柔性化夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)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(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。4. 標準化夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80 以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。3第 2 章 零 件 的 分 析2.1 零件的作用題目所給定的零件是法蘭盤， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。零件上精度要求較高的兩個平面用以裝配。2.2 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 Φ38，Φ50，Φ62 為中心 ,包括:兩個左右端面,端面上面的 7-Φ9 和 7-Φ15 的階梯孔. 和 M12 孔和斜孔 Φ6 孔, 以及退刀槽。這組加工表面是以右端面為中心,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加工另一端面,然后再加工其它加工表面.4第 3 章 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT150，由于零件年產(chǎn)量為 20000 件，已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應該的。3.2 基面的選擇3.2.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。3.2.2 精基準的選擇5精基準的選擇應滿足以下原則：（1） “基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2） “基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3） “自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4） “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。主要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。3.3 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(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，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1、.工藝路線方案一：1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 車 粗車左端面和外圓4 車 粗車右端面和外圓5 車 粗車中心各孔6 車 車 3x1 的退刀槽7 車 精車各外圓和端面68 車 車內(nèi)孔退刀槽 3x29 車 精車內(nèi)孔10 鉆 鉆 7-Ф9 階梯孔11 鉆 鉆 M12 螺紋孔12 鉆 鉆斜孔 Ф613 檢驗 檢驗14 入庫 入庫2 、工藝方案二：1 鑄造 鑄造2 時效處理 時效處理3 車 車左端面和外圓4 車 車右端面和外圓5 車 粗車中心各孔6 車 車 3x1 的退刀槽7 車 車內(nèi)孔退刀槽 3x28 車 精車內(nèi)孔9 鉆 鉆 7-Ф9 階梯孔10 鉆 鉆 M12 螺紋孔11 鉆 鉆斜孔 Ф612 檢驗 檢驗13 入庫 入庫3、工藝方案的比較與分析：上述兩個方案的特點在于：方案一采用粗精加工端面和外圓可以提高加工精度，而方案二直接車端面和外圓，效率雖高但精度不能保證，應把保證精度放在首位，故選用方案一。因此最后確定的加工工藝路線如下： 1 鑄造 鑄造72 時效處理 時效處理3 車 粗車左端面和外圓4 車 粗車右端面和外圓5 車 粗車中心各孔6 車 車 3x1 的退刀槽7 車 精車各外圓和端面8 車 車內(nèi)孔退刀槽 3x29 車 精車內(nèi)孔10 鉆 鉆 7-Ф9 階梯孔11 鉆 鉆 M12 螺紋孔12 鉆 鉆斜孔 Ф613 檢驗 檢驗14 入庫 入庫3.4 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 HT150，硬度 200HBS，毛坯重量約為1.4KG，生產(chǎn)類型為大批生產(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.Φ mm 外圓表面650h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 1 50 h6 Φ 650h粗車外圓 3 51 Φ 18毛坯 4 54 Φ 542.外圓表面 Φ mm85參照《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 工序尺寸及公差精車外圓 1 85 Φ 85粗車外圓 3 86 Φ 6毛坯 4 89 Φ 93．中心孔 Φ38，Φ50，Φ62參照《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 工序尺寸及公差精車孔 1 38 Φ38粗車孔 3 39 Φ39毛坯 4 42 Φ40工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸及公差精車孔 1 50 Φ50粗車孔 3 51 Φ51毛坯 4 54 Φ54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孔 1 62 K7 Φ629粗車孔 3 63 Φ63毛坯 4 66 Φ663.5 確定切削用量及基本工時工序 3： 粗車左端面和外圓工件材料：HT15-33 δb=220MPa 模鑄加工要求：車左端面和外圓機床：CA6140 臥式車床 刀具：采用刀片的材料為 YT15，刀桿尺寸16x25mm , =90 , =15 , =12 , =0.5mm2?K?0?0????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， =4mmpa2) 進給量 f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊 》中表 2.4-3,當?shù)稐U尺寸為 16×25 mm2>3~5mm,以及工件直徑為 100 時，f =0.7~1.0mm/rpa按 CA6140 車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r3) 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)vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見vCvv vk《切削手冊》表 1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkvkrvBv所以 10x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxvc35.015.02.46?4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速ns= = 1010r/minWπdc??x06.18按機床說明書(見《工藝手冊》表 4.2-8),與 1010r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 1050r/min 及 1200r/min?，F(xiàn)選取=1050r/min。wn所以實際切削速度 v=170r/min。5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1L= =40mm , =2mm, =0, =0201?1l2l3tm= = =0.098(min)fnlw31l?0.948?工序 4：粗車右端面和外圓機床：CA6140 臥式車床 刀具：采用刀片的材料為 YT15，刀桿尺寸 16 25mm , =90 , =15 ,?2?K?0?=12 , =0.5mm0????1) 切削深度。單邊余量 Z=2mm2) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。 vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskkrBv所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=187m/mivcv35.015.02. 964????11n3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 700r/minWπd10cv??5817與 700r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/20758π??4) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =2mm;mfnlw21?1l2lt = i= x1=0.06(min)fl2160x.93工序 7：精車各外圓和端面精車左端外圓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/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。即vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskkrvBv所以 1.44 0.8 1.04vcv35.015.02. 264???0.81 0.97=96m/min?4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 12ns= = 578r/minWπd10cv??5096與 578r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 600r/min。現(xiàn)選取=600r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?min/94605π??5)切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=41mm; =4mm; =0mm;mfnlw21?1l2lt = i= =0.37(min)fl210.645?精車左端面1) 切削深度 單邊余量為 Z=0.5mm 一次切除。2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.2mm/r3) 計算切削速度： vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。 vCvv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvkskvkrB所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=134vc 35.015.02. 264????m/min4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 458r/minWπd10cv??9013413與 458r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/1354809π??5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1t = i ;其中 l= =22.5mm; =4mm; =0mm;mfnlw21?2459?1l2lt = i= =0.28(min)fl210.8??精車右端面：1) 切削深度，單邊余量為 Z=0.5mm 一次切除。2) 進給量， 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.9mm/r3)計算切削速度 ＝132m/minvyxpmckfaTCvv?4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 420r/minWπd10c??x1032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 = =cvsn?min/15048?5) 檢驗機床功率?。絚FcFcFcnyxpkfaC其中 ＝2985 ， ＝1.0， ＝0.65， ＝-ccccFn0.15，= = =0.63MpkFnb)650(?65.0)(14=0.61kr=2985 1.0 0.5 150 0.63 0.89=1122.4(N)cF?65.015.0??切削時消耗功率 ＝ ＝ ＝2.81(KW)cP4xvFc40615.2xCA6140 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cF向切削力 pF＝ppFpFpncyxkvfaC其中 ＝ 1940， ＝0.9， ＝0.6， ＝-0.3，pFpppF= = =0.59MpkFnb)650(?85.0)2(=0.5kr所以 =1940 1.5 0.5 150 0.59 0.5=203(N)cF?9.06.?3.0??而軸向切削力 ＝f ffFffFf ncyxpkvaC其中 ＝2880， ＝1.0， ＝0.5， ＝-0.4，fFf f fF= = =0.34 =1.17MkFnb)650(?0.1)2(k軸向切削力 =2880 1.5 0.5 150 0.34 1.17=442(N)fF?5.4.0??取機床導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 fF15( + )=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5NcFp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。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/minwn所以切削工時 tm= = ＝0.44（min）fl321l?0.248?精車右端外圓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/minw所以切削工時 t = =0.33 minmflw21?工序 9：精車各內(nèi)孔1) 切削深度 單邊余量為 Z=0.5mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取 f=0.2mm/r3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv?其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。即vCvxv=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskkrvBv所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=187m/mivcv35.015.02. 264????n4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速16ns= = 553r/minWπd10cv??x50187與 553r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sdn?min/18605π??(1)精車 Φ38 內(nèi)孔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。.取 f＝ 0.5mm/r機床主軸轉(zhuǎn)速 ＝480r/minwn所以切削工時 tm= = ＝0.44（min）fl321l?0.5482?(2)精車 Φ50 內(nèi)孔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/minw所以切削工時 t = =0.17minmfnlw21?(3)精車 Φ62 內(nèi)孔5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1t = i ;其中 l=25mm; =4mm; =2mm;mfnlw21?1l2l17t = i= 1=0.26(min)mfnlw21?0.631?工序 10 鉆 7-Ф9 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/r2) 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/minWπd10cv??930,與 1061r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 1020r/min?，F(xiàn)選取=1020r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?min/8.2109π??5) 削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=8mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.11(min)fl210.35?工序 11：锪孔 7-Ф15 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)系為鉆ff)8.1~2(?18鉆v)31~2(?式中的 、 ——加工實心孔進的切削用量.鉆f鉆v現(xiàn)已知=0.36mm/r (《切削手冊》)表 2.7鉆f=42.25m/min (《切削手冊》)表 2.13鉆v1) 給量 取 f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r2) 削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 358.5r/minWπd10cv??159.6與 358.5r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 375r/min。現(xiàn)選取=375r/min。wn4) 所以實際切削速度= =cv10sdn?min/62.537π??5) 削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1。t = i ;其中 l=91mm; =10mm; =4mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.78(min)fl210.57?工序 12：鉆 底孔，攻螺紋 M12mm8.9?（1）鉆 底孔m19選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）m10?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得/r28.f?機（《切削》表 2.15）inVcmin/r5091x6Dv10c??ππ 機機按機床選取 i/r機nin/84.1061??ππ 機機cV基本工時： min15.02.3f21??xnlt機機（2）攻螺紋 M12mm：選擇 M12mm 高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.5/fmr?7.5/mincV?機 in/r192x.570Dv1c?ππ 機機n按機床選取 i/r機6.8/mincV?機基本工時： 25.03.21f1???xlt機機工序 13： 鉆斜孔 Φ6 的孔刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 Φ6.201) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表 28-13，取f=0.13mm/r2) 切削速度 V=24~34m/min. 取 V=30m/min3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 1592r/minWπd10cv??630與 1592r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 1592r/min?，F(xiàn)選取=1426r/min。wn所以實際切削速度= =cv10sdn?min/8.2614π??5) 切削工時，按《工藝手冊》表 6.2-1t = i ;其中 l=7mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.07(min)fl210.346?21第 4 章夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導老師的分配，決定設(shè)計第 10 道工序鉆 7-Φ9 孔。4.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆 7-Φ9 孔，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。因為 M12 螺紋孔和Φ62K7 中心孔有垂直度要求，因此我們要以已加工的 Φ62K7孔為定位基準。采用蓋板式鉆模板加工，用固定套定位，另外用一擋銷，即可實現(xiàn)完全定位。4.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。Φ62的孔已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的 Φ62 孔和其端面作為定位基準，來設(shè)計本道工序的夾具，以兩銷和已加工好的 Φ62 孔及其端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構(gòu)。4.3 切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：22鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF?鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T式中： 9Dm????axaxmin187149733HB?????代入公式（5-2）和（5-3）得10.2fr??0.8.6F694N1.0.Tx712.??本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。4.4 定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在 Z 軸方向，且向下，見下圖。 0.14.20.34.72DYzTd??????式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm） ；——工件圓孔直徑公差（mm） ； D——定位銷外圓直徑公差（mm） 。Td23定位銷水平放置時定位分析圖4.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了螺母夾緊方式。我們采用蓋板式鉆模板，本工序為鉆切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。24裝配圖：夾具體：25總 結(jié)這次設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受26益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。這次設(shè)計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的27意見，在我遇到難題時給我指明了方向。參 考 文 獻1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，2014 年2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，2011 年3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術(shù)出版社出版，2009 年4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，2013 年285.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，2011 年10 月6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，2010 年