I學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文水泵葉輪加工工藝及銑十字槽夾具設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日II摘 要水泵葉輪加工工藝及銑十字槽夾具設(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(duì)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(duì)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)IIAbstractThe fixture design of a certain type of motor armature bracket parts processing and drilling machine is design process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning,IV目 錄摘 要 IIAbstract.III目 錄 IV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).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 43.3.1 工藝路線方案一 .53.3.2 工藝路線方案二 .53.3.3 工藝方案的比較與分析 .53.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 63.4.1 機(jī)床選用 .63.4.2 選擇刀具 .63.4.3 選擇量具 .63.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 73.6 確定切削用量及基本工時(shí) .8第 4 章 銑十字槽設(shè)計(jì).204.1 設(shè)計(jì)要求 .204.2 夾具設(shè)計(jì) .204.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .204.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 .204.3 夾具的夾緊裝置和定位裝置 204.4 定位誤差的分析 .22V4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 224.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 24總 結(jié).25致 謝.26參考文獻(xiàn).271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)。水泵葉輪加工工藝及銑十字槽夾具設(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(qǐng)老師們批評(píng)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水泵葉輪零件，主要作用是起分流作用。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(jiǎn)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 HT200 ，該材料為 HT200，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。水泵葉輪零件主要加工表面為：1.銑端面，表面粗糙度 值為 3.2 。2.車內(nèi)aRm?孔，表面粗糙度 值 3.2 。3.鉆中心孔，表面粗糙度 值 3.2 。aRm?水泵葉輪共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)．Φ80 底部端面的加工表面：這一組加工表面包括：Φ80 底部端面。(2).上端面的加工表面：3這一組加工表面包括： 上端面。其要求也不高，粗車后精車就可以達(dá)到精度要求。(3).鉆 Φ12 孔(4).銑十字槽4第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本水泵葉輪假設(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 HT200 ，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鋁鑄造。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 HT200 ，鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件?？紤]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，最后選用鑄件，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，可以采用砂型鑄造，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 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像水泵葉輪這樣的零件來說，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來說，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。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5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。3.3.1 工藝路線方案一10 鑄造 鑄造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時(shí)效處理30 銑 粗銑、精銑 Φ80 底部端面40 銑 粗銑、精銑上端面50 粗車 粗車內(nèi)孔，粗車各臺(tái)階及圓弧圓角，注意各留 1mm 的精車余量60 精車 精車內(nèi)孔，達(dá)到圖紙尺寸公差要求70 粗車 車孔口槽80 鉆孔 鉆鉸 Φ12 孔70 銑槽 銑十字槽 80 鉗 去毛刺，清洗90 終檢 終檢入庫3.3.2 工藝路線方案二10 鑄造 鑄造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時(shí)效處理30 銑 粗銑、精銑 Φ80 底部端面40 銑 粗銑、精銑上端面50 粗車 粗車內(nèi)孔，粗車各臺(tái)階及圓弧圓角，注意各留 1mm 的精車余量60 精車 精車內(nèi)孔，達(dá)到圖紙尺寸公差要求70 粗車 車孔口槽80 銑槽 銑十字槽 90 鉆孔 鉆鉸 Φ12 孔80 鉗 去毛刺，清洗90 終檢 終檢入庫3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸ぃM、鉆孔等等，需要6換上相應(yīng)的刀具。要設(shè)計(jì)專用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：10 鑄造 鑄造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時(shí)效處理30 銑 粗銑、精銑 Φ80 底部端面40 銑 粗銑、精銑上端面50 粗車 粗車內(nèi)孔，粗車各臺(tái)階及圓弧圓角，注意各留 1mm 的精車余量60 精車 精車內(nèi)孔，達(dá)到圖紙尺寸公差要求70 粗車 車孔口槽80 鉆孔 鉆鉸 Φ12 孔70 銑槽 銑十字槽 80 鉗 去毛刺，清洗90 終檢 終檢入庫3.4 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、粗鏜和精車、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(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-7。②.工序鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。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(cè)》 （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(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。73.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“水泵葉輪” 零件材料為 HT200 ，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，HT200 的硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 HT200 的物理性能，HT200 密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計(jì)算零件毛坯的重量約為 23cmg。kg表 3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)同類零件的年產(chǎn)量 [件]生產(chǎn)類別重型（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。3.6 確定切削用量及基本工時(shí)切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （第三版，艾興、肖詩綱編，1993 年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別。工序 30 粗銑、精銑 Φ80 底部端面加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床：X52K 立式銑床。查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 30-34 選擇工藝裝備及確定切削用量。刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)15YTmD0?，此為粗齒銑刀。8?Z因其單邊余量：Z=2mm。所以銑削深度 ： 。pam2?9每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4-75，取 。fa Zmaf/10.?取銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 30-34，取 。V sv2.由式 3-1 得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n21014.3610???dV?按照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 3.1-74 可以查得機(jī)床與之接近的轉(zhuǎn)速為。30/minr?實(shí)際銑削速度 ：v smdn/73.16014.30????進(jìn)給量 ： 。 fZaff /./8.工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： 。 m in/28/.4svf ??銑削寬度 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4-81，取 。?a ma60??刀具切出長(zhǎng)度 ：取 。2l?走刀次數(shù)為 1根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》： =249/(37.5×3)=2.21min。1t根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.5-45 可查得銑削的輔助時(shí)間 。41.0?ft根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》切削工時(shí)： =249/(37.5×3)=2.21min。2t工序 40粗銑、精銑上端面已知加工材料為 HT200 鑄鐵，機(jī)床為床 X52K 銑床，工件裝在專用夾具中。刀具：YG8 硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》第 2 版，表 3.4-63，可選銑刀直徑 =220mm,齒數(shù) Z=6。wd1）確定背吃刀量 ap：10map5.?2）確定進(jìn)給量 f：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》第 2 版，表 3.4-15，可查得 =0.20~0.29mm/z。選zf擇 =0.20mm/z，故 zfrmZfz /.160.???3）確定切削速度 v：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》第 2 版，表 3.4-25，可選擇 =50m/min。cvmin/41.850910rdvnwcs ????按 X52k 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：in/rin/08.69102vw??工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為：min/2062.Mznfw?按 X52k 機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給量表，選擇 =130mm/min。Mzf則實(shí)際每齒進(jìn)給量為：zmznfwM/2.0163???工額定時(shí)的計(jì)算 ：jTin85.2130486521 ?????iflMzj工序 50 粗車內(nèi)孔，粗車各臺(tái)階及圓弧圓角，注意各留 1mm 的精車余量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m251611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 =m5.4 0V120?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故= = （3-p2695.7?m.31）②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》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(cè)》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)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN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 rofKsFf?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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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 0V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(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?123）min48?= = =120 （3-nDVc?'10127?ir4）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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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.Vmin0工序 60 精車內(nèi)孔，達(dá)到圖紙尺寸公差要求所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?2516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 =m5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故5.2= = p.m251②.確定進(jìn)給量 f13根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》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(cè)》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)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN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 rofKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 由f17.?N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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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 0V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(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）min48?= = =120 （3-nDc?'127?ir13）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?1414）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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所ni125EPkw9.5C?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：=1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0⑥.計(jì)算基本工時(shí)（3-flt?15）工序 70 車孔口槽所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516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 =m5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成5.2②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》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(cè)》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)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN15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fFroFfKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 由f17.?N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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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 0V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(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）min48?= = =120 （3-nDc?'127?ir13）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?14）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(jiǎn)明使用手冊(cè)》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：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k16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：=1.25 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0工序 80 鉆鉸 Φ12 孔本工序采用計(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?；虿挥勉@模鉆孔GB1437-85 直柄長(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)》 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(zhǎng)，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫25??0?0f0刃斜角 =50 ，L=197mm,l =116mm。?01表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)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（ 1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭刀具材料 加工材料直徑 d0（mm）17≤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(cè)》 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(cè)》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在HT200（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機(jī)in械加工工藝手冊(cè)》 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* minr則實(shí)際切削速度 = = =11.8v實(shí)3.6.5.2 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(cè)》第 2 卷。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》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 rf30.?23.1?10d?0514.3?18確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-9切削速度計(jì)算公式為 （3-min0kfaTdcvvyxpmzv?20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,,25.,1.8?zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6mir選取 i120?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??工工序 100 銑十字槽機(jī)床的選擇：X52K 型銑床（1）選擇刀具：查 ，根據(jù)表 2.1-72，因?yàn)殂娤鲗挾取?機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》 1wam?2）查 ，根據(jù)表 2.1-20，選擇 7:24 錐柄立銑刀 ，標(biāo)準(zhǔn)《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》 4od系列 L=198mm，標(biāo)準(zhǔn)系列 l=63mm，粗齒數(shù)為 4。（2）選擇切削用量1）決定銑削深度銑削深度由工序決定，因?yàn)槊看蔚你娤魃疃炔淮?，故均可以一次性走完，則粗銑削時(shí) 為 3.4mm。pa2）決定每齒進(jìn)給量 zf查 ，根據(jù)表 2.1-72，當(dāng)銑削寬度 =12mm 時(shí)，銑刀的每齒進(jìn)《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》 ea給量 ，取 ，所以 。fa0.5~.8/m?齒 fa0.5/?齒 0.54.2/zf mr???3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命19查 ，根據(jù)表 2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀， ，粗銑，《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》 15odm?后刀面的最大磨損限度為 0.3～0.5mm，查 ，根據(jù)表 2.1-76，可選《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》用 的高速鋼立銑刀，其耐用度 T=90min。04dm?4）決定切削速度查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得： =1.18， =1.0， =0.9，《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》 MvKTvvKs=1.2， =1.0， =1.25（銑削余量較小時(shí)， ）tvKBvkrvK03~4rk?1.8X0.912.51.93vvMTStBkrv??銑削速度計(jì)算公式：vvzqoxypumpeCdVaf查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得：《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》290.45.10.5.0.1m.3vvvvvvqup????， ， ， ， ， ， ，所以 m/min.40.30.15012993.8V??r/min7nD???查 ，根據(jù)表 3.30，X52K 萬能銑床的使用說明書，選擇：《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》20r/mi680/incfv，這時(shí)實(shí)際切削速度 為cVm/min2415100cDn????工序 110 插齒加工查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得： =1.18， =1.0， =0.9，《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》 MvKTvvKs=1.2， =1.0， =1.25（銑削余量較小時(shí)， ）tvKBvkrvK03~4rk?1.8X0.912.51.93vvMTStBkrv??銑削速度計(jì)算公式：vvzqoxypumpeCdVaf查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得：《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》290.45.10.5.0.1m.3vvvvvvqup????， ， ， ， ， ， ，20所以 m/min0.450.3.1.0.129593.8V????r/min7nD??查 ，根據(jù)表 3.30，X52K 萬能銑床的使用說明書，選擇：《 機(jī) 械 加 工 工 藝 手 冊(cè) 》20r/mi680/incfv??，這時(shí)實(shí)際切削速度 為cVm/min2415100cDn???第 4 章 銑十字槽設(shè)計(jì)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。下面即為銑床夾具十字槽的專用夾具，本夾具將用于 X52K 立式銑床。4.1 設(shè)計(jì)要求本夾具無嚴(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。4.2 夾具設(shè)計(jì)4.2.1 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(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。214.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算4.3 夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（2）擴(kuò)力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動(dòng)作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。在這次夾具設(shè)計(jì)中，定位是采用一根心軸和一個(gè)定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個(gè)同心半圓環(huán)來定位。當(dāng)被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定22位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進(jìn)行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。刀具：銑刀。刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015??001??頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5??''30rK?40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2由參考文獻(xiàn)[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：0.8.10.35pzFafBzn??有： .9.8.1.10.1254836.2()N??????根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算：6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn) [5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~123456.,.0,1.,3KK??由此可得： 0.31.056???所以 8415()KWFN?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(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26 可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：6.2??.76zr?901052???'29?螺旋夾緊力： 048()N?該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如 2.1.23由表 得：原動(dòng)力計(jì)算公式 261?001KLWl???即： 0478.23.932.75()KWLNl?? ???由上述計(jì)算易得： K??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(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。4.4 定位誤差的分析制造誤差 ZZ?（1）中心線對(duì)定位件中心線位置精度. 取 .m05.~3.2?m04.2??（2）同軸度誤差（查表 P297）故，8.3? mDW 142.06.05.8.04.125. 222225422 ??????則 .014.0???知此方案可行。4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對(duì)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。24（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(jiǎn)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(duì)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。4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)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。