車床法蘭盤機械加工工藝與夾具設(shè)計

車床法蘭盤機械加工工藝與夾具設(shè)計車床法蘭盤機械加工工藝與夾具設(shè)計/車床法蘭盤機械加工工藝與夾具設(shè)計摘要《機械制造工藝學(xué)》是機械專業(yè)的一門主要專業(yè)課,是以研究機械加工工藝技術(shù)和夾具設(shè)計為主技術(shù)學(xué)科，具有很強的實踐性,要求學(xué)習(xí)過程中應(yīng)緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐，同時它又具有很強的綜合性。本次畢業(yè)設(shè)計的課題是6140車床法蘭盤加工工藝規(guī)程及某一工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計，主要內(nèi)容如下:首先，對零件進行分析,主要是零件作用的分析和工藝分析,通過零件分析可以了解零件的基本情況,而工藝分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根據(jù)零件圖提出的加工要求,確定毛坯的制造形式和尺寸的確定。第二步，進行基面的選擇,確定加工過程中的粗基準和精基準。根據(jù)選好的基準,制訂工藝路線,通常制訂兩種以上的工藝路線，通過工藝方案的比較及分析，再選擇可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證的一種工序。第三步,根據(jù)已經(jīng)選定的工序路線,確定每一步的切削用量及基本工時,并選擇合適的機床和刀具。對于粗加工，還要校核機床功率。最后，設(shè)計第三道工序—鉆法蘭盤孔的夾具。先提出設(shè)計問題,再選擇定位基準,然后開始切削力、夾緊力的計算和定位誤差的分析。然后把設(shè)計的過程整理為圖紙。通過以上的概述，整個設(shè)計基本完成。關(guān)鍵詞：法蘭盤;加工工藝;夾具設(shè)計""a，,a，,ａ．６１40a,：,,，,.,.,,.,,，,,.aｓ．,,,.,.，-．，,,.．,.：;;目錄\ｏ"１-３"\h\ｚ\ｕ摘要?422900627＼ｈI\l"4２2900６2８" 4２2900628\h第1章引言 ４229０0629\h1＼l"４22９006３０"１.1概述 42２9０0６3０\h1＼ｌ"4229０0631"1.2課題的發(fā)展趨勢?4229006３1＼ｈ11.3.1課題研究的內(nèi)容?42290０63３＼h21．3．2課題的意義?42290０634\ｈ2\l＂４2290063５＂第２章零件的分析 42２900６35＼ｈ4\l"4229006３６＂2.1零件的工藝分析?422９００６36\h42.2確定毛坯的制造形式?4２29006３７\h5\l＂42２９00６３8＂2.3基面的選擇?422900638\h５２．4制定工藝路線 ４２２9０0639\h5\l"422900640＂２．5機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ４２２90０640\h82．6確定切削用量及基本工時?422９006４１\h12\l＂42２９00642＂2．6.１工序Ⅰ 4２２900６42\h１2\ｌ"422900643"2．６.2工序Ⅱ 42２900６４3\h１９\l"422900644"２.6.3工序Ⅲ?42２９006４4\h31＼l"４22900645"2．6.4工序Ⅳ?4２290０645\h36\ｌ＂422900646＂2．6.５工序Ⅴ 42２9006４6\h40＼ｌ"422900647＂2.6.6工序Ⅵ 422９006４7\h422.6.8工序Ⅷ 42２9006４9\ｈ４４＼ｌ"４22９00６５0"第3章夾具設(shè)計?422９00650\h46＼l"4２２900651"3.1問題的提出?42290０651\h4６3.2夾具設(shè)計?42２9０0652\h４６\l＂42２９０065３"3.2.1定位基準的選擇 4２2900653\h46\l＂4229006５4"３.2.2切削力及夾緊力計算?42290065４\h47\l"422900655"3.2.3定位誤差分析?４229００655\ｈ５03.２.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明?42290065６\h５０參考文獻?42２900658\h52致謝 ４２290０6５９＼ｈ５3第1章引言１．1概述機械制造工藝是各種機械的制造方法和過程的總稱，機械制造過程主要是機械制造工藝的實施過程。而機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。它的原則是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,爭取最好的經(jīng)濟效益。為了制定的工藝規(guī)程切實可行，一定要了解和熟悉所加工的零件的材料和結(jié)構(gòu)，并注意采用機械化和自動化措施，以節(jié)省勞動力。[１］機床夾具是機械制造中一項極其重要的工藝裝備。工件在機床上加工時，為了保證工件的加工精度以及提高其生產(chǎn)效率，必須使工件在機床上相對于刀具占有正確的位置,這個過程稱之為定位。在切削過程中為了克服工件受到外力(切削力，慣性力，重力等)的作用而破壞定位，還必須對工件實施加緊力,這個過程稱之為夾緊。[2]提高工件的加工精度，提高生產(chǎn)率,同時可以降低勞動強度，改善工人的勞動條件，而且,夾具對保證產(chǎn)品質(zhì)量,縮短產(chǎn)品試制周期等都具有重要意義。[3］1．２課題的發(fā)展趨勢法蘭盤由英國傳入我國，法蘭盤在我國的制造業(yè)、建筑業(yè)以及其它行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。上世紀9０年代初，日本打開了我國的法蘭市場，緊接著歐美等其它國也陸擁而至，這使得我國的法蘭市場開始迅速壯大。[4］最近幾年,我國在法蘭的制造方法和使用方法方面獲得了一些重大突破,受到整個制造產(chǎn)業(yè)鏈和市場需求量大的重大影響影響，加上政府政策的支持，大量的工廠和個人加工作坊逐漸開始大批量制造法蘭成品。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近幾年全球在法蘭方面的市場容量特別大，產(chǎn)量規(guī)模急劇增加,價格也十分昂貴，這也導(dǎo)致了我國加快我研發(fā)法蘭新產(chǎn)品的腳步,這才有了近幾年各種新類型、新功能的法蘭大量浮出水面的壯觀。[5]現(xiàn)代先進的工業(yè)科技是機械制造業(yè)最堅實的后盾,為其提供了先進的技術(shù)指導(dǎo)。因此，在現(xiàn)代化條件下，機械制造業(yè)正朝著減少原料消耗、提高生產(chǎn)效率、加強穩(wěn)定性和可靠性、提高加工精度的新技術(shù)方向發(fā)展。其主要表現(xiàn)為:(1)不斷優(yōu)化的常規(guī)工藝（2）不斷發(fā)展的新興加工方法(3)加工工藝及自動化等高新技術(shù)的結(jié)合[6]由于現(xiàn)代加工設(shè)備的大量應(yīng)用，使得傳統(tǒng)機械加工的指導(dǎo)方法發(fā)生了重大改變,夾具的功能已經(jīng)從過去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。6由于夾具是機械加工不可缺少的部件,而機械加工正朝著著高效率、高精度方向發(fā)展,所以夾具技術(shù)也需沿著高精度、高效率、通用性好、經(jīng)濟適用程度高的方向發(fā)展。[7］1.3課題研究的內(nèi)容及意義１．3.1課題研究的內(nèi)容(1）繪制法蘭盤零件圖,進行工藝分析。(２）制定工藝路線，確定加工工藝規(guī)程。（3）設(shè)計工藝過程中的夾具（4)繪制毛坯圖、夾具圖。1.３.2課題的意義此次畢業(yè)設(shè)計的意義是提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，并能綜合運用所學(xué)的機械加工工藝及夾具設(shè)計的知識,完成一次零件的加工,提高學(xué)生的分析和解決實際工程問題的能力。通過此次畢業(yè)設(shè)計,可以達到如下目的:(1）培養(yǎng)學(xué)生正確安排工藝規(guī)程。運用機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計的基本理論,并理論聯(lián)系實際,能夠正確安排零件在機械加工中的定位、夾緊以及工藝路線。(2）提高學(xué)生的機械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過此次設(shè)計車床法蘭盤的訓(xùn)練,能夠根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、經(jīng)濟且合理而又能保證加工質(zhì)量的夾具。（3)提高學(xué)生使用參考書以及資料的能力。通過已給定的需要設(shè)計的零件，能夠找到可以參考的書籍，利用已經(jīng)驗證的理論、公式設(shè)計出合理的零件。（4）提高學(xué)生計算機繪圖能力。根據(jù)已知的數(shù)據(jù)和所設(shè)計的零件的結(jié)構(gòu),繪制出正確的零件圖，裝配圖。總之,希望通過這次設(shè)計可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,為將來所從事的機械行業(yè)打下一定的基礎(chǔ)。

第2章零件的分析此次題目所給的零件是6１40車床上的法蘭盤（見圖2-1)，法蘭盤是車床上起聯(lián)接作用的重要零件。圖2-1零件圖２．1零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Φ20為中心，包括:兩個Φ的端面,尺寸為Φ的圓柱面,兩個Φ90的端面及上面的4個Φ9的透孔.Φ的外圓柱面及上面的Φ6的銷孔，Φ90端面上距離中心線分別為３４和24的兩個平面。這組加工表面是以Φ２0為中心,其余加工面都及它有位置關(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。2．2確定毛坯的制造形式零件的材料為２00，年產(chǎn)量大約為1000件,屬于中批生產(chǎn)類型，而且零件的輪廓尺寸不大，所以采用金屬模鑄造,同時，由于法蘭盤毛坯比較簡單，為了提高生產(chǎn)率和保證加工精度，在鑄造毛坯時采用成隊鑄造,然后再進行機械加工。2.3基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要過程之一。基面選擇得正確及合理，不僅可以保證加工質(zhì)量，還可以提高生產(chǎn)率。否則，在加工工藝過程中就會出現(xiàn)錯誤,甚至還會造成零件大批報廢，造成生產(chǎn)無法正常進行。[８](1）粗基準的選擇選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準,以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是:一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面及加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常是不能兼顧的,但對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準是完全合理的。９對本零件而言，由于每個表面都要求加工,為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取Φ45外圓柱面和端面作為粗基準。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件,消除工件的六個自由度，達到完全定位。（2)精基準的選擇選擇精基準時主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準及工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算,此處不在重復(fù)。2.4制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)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。[9]除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。制定工藝方案如下:工藝方案一:工序Ⅰ粗精銑Φ20ｍm工序Ⅱ鉆鉸孔Φ20并倒角工序Ⅲ粗車Φ100,Φ45,Φ９0的外圓,粗車B面及Φ90的端面工序Ⅳ精車Φ100,Φ４5,Φ90，的外圓,精車B面及Φ９0的端面,倒角,切越程槽工序Ⅴ粗精銑Φ９0外圓柱面上平行于軸線的兩個平面工序Ⅵ鉆4×Φ9透孔，鉆Φ4孔,鉆鉸Φ６的銷孔工序Ⅶ磨Φ4５，Φ100的外圓,磨Φ90上銑銷掉的一平面工序Ⅷ拋光B面工序Ⅸ刻字劃線工序ⅩΦ100外圓無光鍍鉻工序Ⅺ檢查工藝方案二：工序Ⅰ車Φ１00mm端面，車Φ100mm外圓柱面工序Ⅱ車Φ端面及外圓柱面工序Ⅲ鉆孔Φ19.5,絞孔至Φ2０工序Ⅳ鉆4×Φ９透孔工序Ⅴ鉆Φ4孔，再鉆Φ6孔工序Ⅵ銑Φ９０圓柱面上的兩個平面工序Ⅶ磨B面及Φ９0外圓柱面工序Ⅷ磨Φ90外圓柱面上距離軸線24的平面工序Ⅸ拋光B面工序Ⅹ劃線刻字工序ⅪΦ100外圓無光鍍鉻工序Ⅻ檢查工藝方案的比較及分析：上述兩個方案的特點在于:方案一采用同時銑削加工兩個端面，可以提高效率,而方案二采用車削端面,可以保證精度，方案一的生產(chǎn)率雖高但精度不能保證,應(yīng)把保證精度放在首位,故選用方案二車削兩端面。兩個方案在加工深孔Φ2０時都采用了先鉆再鉸的方案。但由于此孔長度為91屬于深孔，且要求粗糙度為１.6,精度要求較高,采用鉸的話不僅效率低而且不能達到精度。所以在鉆孔完畢后再到拉床上進行拉削加工。由于各端面及外圓柱面都及Φ20軸線有公差保證,所以加工各端面及外圓柱面時應(yīng)盡量選用Φ２0孔為定位基準。經(jīng)過比較修改后的具體工藝過程如下：工序Ⅰ車Φ１０0mm端面,車Φ100mm外圓柱面，倒角及粗車。工序Ⅱ車Φ端面及外圓柱面,倒角。工序Ⅲ鉆、擴、鉸孔Φ20，鉆4—Φ9透孔工序Ⅳ鉆Φ4孔，再鉆Φ６ｍm工序Ⅴ鉆4—Φ9透孔工序Ⅵ銑Φ90圓柱面上的兩個平面工序Ⅶ磨B面及Φ90外圓柱面工序Ⅷ磨Φ90外圓柱面上距離軸線24的平面工序Ⅸ拋光B面工序Ⅹ劃線刻字工序ⅪΦ1０0外圓無光鍍鉻工序Ⅻ檢查上述加工方案看起來是合理的.但如果仔細考慮零件的技術(shù)要求和可能采取的加工手段之后,就會發(fā)現(xiàn)仍有問題,主要表現(xiàn)在工序Ⅳ鉆Φ4孔,再鉆Φ６孔由于在設(shè)計夾用夾具時要以Φ９0圓柱面上的一個平面來定位,所以應(yīng)把銑Φ90圓柱面上的兩個平面這一道工序放在鉆Φ４孔，再鉆Φ６孔工序前.并且工序Ⅲ及工序Ⅴ序可并為一個工序,否則就有點繁瑣。因此最后確定的加工工藝路線如下:工序Ⅰ車Φ1０0端面，車Φ1０0的外圓柱面，倒角,粗車Ｂ面。以Φ的端面及外圓柱面定位。選用６１4０臥式車床。工序Ⅱ車Φ端面及外圓柱面。倒角，車退刀槽，車Φ90端面，以Φ100端面及外圓柱面定位。選用6１４0臥式車床并加專用夾具。工序Ⅲ鉆孔，擴孔Φ1９．8mm再鉸至Φ２0及鉆、擴4-Φ9透孔。以100外圓柱面及端面定位，選用Z５25立式鉆床并加以專用夾具。工序Ⅳ銑Φ90圓柱面上的兩個平面，以Φ100端面及Φ19.８mm孔定位，選用Ｘ5２K立式銑床及專用夾具。工序Ⅴ鉆Φ4孔，再鉆Φ6mm孔,以Φ４5端面及Φ20mm內(nèi)圓柱面及Φ9０圓柱面上距離軸線34工序Ⅵ磨B面及Φ90外圓柱面，以Φ20mm孔及Φ１０0mm端面，Φ端面定位。選用Ｍ142０A工序Ⅶ磨Φ90外圓柱面上距離軸線２4的平面。以Φ100端面,Φ端面及Φ２0ｍｍ孔定位。選用７1２5高精度臥軸矩臺平面磨床及專用夾具。工序Ⅷ拋光B面工序Ⅸ劃線刻字工序ⅩΦ10０外圓無光鍍鉻工序Ⅺ檢查以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。2.5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200，硬度200，毛坯重量約為2.8，生產(chǎn)類型為中批生產(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外圓表面此外圓表面為６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,見表３-１。[1０]表3－１加工余量表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0.６450.017Φ半精車外圓1.4４5．60．1Φ（續(xù)表)粗車外圓347＋0．3Φ毛坯5５0０.5Φ(2）Φ外圓表面參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量,見表3-2。表3-2加工余量表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0.６100-０。46Φ半精車外圓1．41０0．６粗車外圓４10２毛坯6106０.8Φ(3)B面中外圓柱面參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量,見表3-３。表3-3加工余量表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磨外圓0．２45-0.6Φ粗磨外圓0.84５.２半精車外圓1４6粗車２47毛坯601061Φ1（4)Φ2０的孔參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量,見表３－4。表3-4加工余量表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拉孔0．22０＋0.04５Φ２0擴孔0.919.8+0.1Φ19．８鉆孔918+0.6Φ１8毛坯１0(5)Φ的端面1）按照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6-2８,鑄件重量為2.8，Φ端面的單邊加工余量為2．0～3．0,取2.0，鑄件的公差按照表６-28,材質(zhì)系數(shù)取，復(fù)雜系數(shù)取,則鑄件的偏差為；[１1]２)精車余量:單邊為0.2(見《實用機械加工工藝手冊》中表３.2-2)，精車公差既為零件公差-0.０8；3)半精車余量:單邊為０.6(見《實用機械加工工藝手冊》中表11－27），半精車公差的加工精度為9,因此可以知道本工序的加工公差為-0.12；4)粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為２.0-０．2-0.6=１.2;粗車公差：現(xiàn)在規(guī)定本工步(粗車)的加工精度為1１級,因此,可以知道本工序的加工公差為-0.３２,由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差,因此所規(guī)定的加工余量其實就是含義上的加工余量,實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分。Φ端面的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖,如圖3-2所示。圖3－2加工余量圖由圖3-1可知：毛坯名義尺寸為：９4+２=9６（）毛坯的最大尺寸:９6＋0.7=96.7(）毛坯的最小尺寸:96-0.8=９5.２(）粗車后最大尺寸：94+1.2=９5.2()粗車后最小尺寸:9５.2-0.3２=94.8８（）半精車后最大尺寸:94+0.6=94．６(）半精車后最小尺寸:９4.6-0.1２=94.４8()精車后尺寸為9４最終確定的加工余量,見表3-5。表3-5加工余量表工序加工尺寸及公差鑄造毛坯粗車半精車精車加工前尺寸最大96．７95.29４.6最小95.2９4.8８94.48加工后尺寸最大９6.７9５．2９4.６９4.04最小９5.２94.８894.48９3.9６(續(xù)表）加工余量21．2０.60.2加工公差1.50．320.120.08法蘭盤的鑄件毛坯圖見毛坯圖。2.6確定切削用量及基本工時2.6．1工序Ⅰ工序Ⅰ：車削Φ100端面及外圓柱面,倒角，粗車B面。加工條件：工件材料:２0０δ2２0模鑄加工要求：車削Φ100端面及外圓柱面，粗車Ｂ面機床:61４0臥式車床刀具:采用刀片的材料為１5,刀桿尺寸1６2５9０1５,=120.5計算切削用量:（１）粗車Φ１00端面 １)已知毛坯長度方向的加工余量為3+０．8-0．7，考慮的模鑄拔模斜度，=4２）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>３~5,以及工件直徑為10０時，ｆ=０.71.０。按６140車床說明書（見切削手冊)取f0.93)計算切削速度，按式2-1計算（壽命6０)：（)(2-１)式中：=３42,=０.1５,=0．３5,0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表１.2８，[1２]＝1.44，=0．8，=1.04,＝0.81,=０.97。所以x1.44x0.8ｘ1．０4x0．81x0.9７=158．6（）4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速,按式２-2計算：（２-2)所以5０４按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-8),及５０４相近的機床轉(zhuǎn)速為４8０及６０0?，F(xiàn)選取=4８0。所以實際切削速度１1０。5)切削工時，按式2-3計算：(2-３)40,=2,=０,=０所以0．098（)(２)精車Φ100端面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。進給量f根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.４－２．取f=0.２機床主軸轉(zhuǎn)速＝480所以切削工時：＝０.４４（)(3)粗車Φ１00外圓柱面，同時檢驗機床功率和進給機構(gòu)強度１）切削深度單邊余量2,分二次切除。2)進給量根據(jù)《機械加工工藝手冊》取0．9。３)計算切削速度,按式2－１計算:=１32m4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速４２0按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表４.２-８)及４２0相近的機床轉(zhuǎn)速為４80，現(xiàn)選取480。所以實際切削速度；５)檢驗機床功率主切削力按式2-4計算:＝(2-4)式中=2９８5，=1.０，=0.65,＝-0．１5,0.63＝0．61所以=298５1．00.515００.６３0.89=1１22.4(N）切削時消耗功率,按式2－5計算：=（２-5）由此，得＝＝=２.81()由《實用機械加工工藝手冊》表7-4中61４0機床說明書可知，6１40主電機功率為7．5.轉(zhuǎn)速為４8０時主軸傳遞的最大功率為4.5.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．徑向切削力按式2-６計算:=(２-６）式中＝1９40,=0.9,=０.6,=-0.30.59=0.5所以=1９401.50.515０0．59０.5=203（N)軸向切削力按式２-7計算：＝(2-7)式中＝２880,＝1.0,＝0．５,=－０.４，0.３4=1.17軸向切削力=28８0１.50．５15００.341.17=442（N）取機床導(dǎo)軌及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μ（+)=４42+0．1(１１22.4+203）=442+1３２.5=574.5N而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為3530Ｎ(見《切削用量手冊》表１.30)故機床進給系統(tǒng)可正常工作。[１3]7）切削工時,按式２-3計算：式中１0=４＝2所以=0.１(4）半精車Φ１00外圓柱面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)《實用機械加工工藝手冊》表２.4-２取0.2主軸轉(zhuǎn)速４80所以切削工時0.17(5)精車Φ１00外圓柱面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)《實用機械加工工藝手冊》表２.4-2取0.２主軸轉(zhuǎn)速４80所以切削工時0．33(6)粗車Ｂ面1）切削深度單邊余量3０,分15次切除2)進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》取0．93）計算切削速度,按式2-1計算:式中:=３４2,=0．15,=0.35,0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即＝1.44，＝0.８，=１.０4,=0.81,=0.97帶入式2-1中,得１.440.8１．0４0．８10.97１2６m4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速3７8按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4．2-8),及37８相近的機床轉(zhuǎn)速為4０0。現(xiàn)選取=4００。所以實際切削速度５)切削工時，按式2-8計算：(２-8）式中3０;＝0;=0所以１5=１.２5（)２.6．2工序Ⅱ工序Ⅱ:車Φ端面及外圓柱面有，車Φ90端面機床：6140臥式車床刀具：采用刀片的材料為１5,刀桿尺寸16259015,=120.5(１)粗車Φ端面1）切削深度。單邊余量1.22)計算切削速度，按式2－１計算:式中：＝342，＝0．15,=０.35,0.２。修正系數(shù)見《切削手冊》表1．28,即=1.４4,＝0.8,=1．04,=０.８１，=0．97。所以,帶入式２-１，得1.４40.81.０４0.810．97187m３)確定機床主軸轉(zhuǎn)速5５３按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表４.2－８),及553相近的機床轉(zhuǎn)速為６00。現(xiàn)選?。?０0。所以實際切削速度５)切削工時，按式２－8計算：式中25;=４;＝２;所以1=0.0６(）(2)半精車Φ端面1）切削深度單邊余量1.２2)進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》取０.23)計算切削速度,按式2－1計算:式中：＝3４２,＝0．１5,=0．35，0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表１.28,即=1.44,=0．8,＝1．04,=０．81，＝0.97所以1.44０.81.0４0．８10.９71８７m４）確定機床主軸轉(zhuǎn)速553按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－8),及553相近的機床轉(zhuǎn)速為600。現(xiàn)選取=60０。所以實際切削速度5)切削工時，按式２-8計算：式中2５;＝４;＝2所以1=0.26（)(3)精車Φ端面１)切削深度單邊余量１.22)進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》?。?13)計算切削速度,按式2-1計算:式中：=３42,＝0．１5,=０．３５，０.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即=1.４4，=0.8,=1．０4,＝0.81,=0.9７。所以１．440.８1.040.8１0.９7１8７m４)確定機床主軸轉(zhuǎn)速5５３按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-8），及553相近的機床轉(zhuǎn)速為600?，F(xiàn)選取=600。所以實際切削速度５）切削工時，按式２-8計算：式中25;=4;＝2;1=0．26()(４)粗車Φ外圓柱面1)切削深度單邊余量為2．2分兩次切除。2)進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》取0.83)計算切削速度,按式2-1計算:式中：=342,=０.15，＝0.35,0．2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.2８,即＝1.44,=０．8，=1．０4,=0．81,=０.97。所以1.440.８1.040.8１0.978９m4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速75３按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表４．2-8)，及７５3相近的機床轉(zhuǎn)速為75０。現(xiàn)選取=750。所以實際切削速度5)切削工時，按式2-8計算：式中41;＝4;＝０所以2=0.０9()(５)半精車Φ外圓柱面1)切削深度單邊余量為0.7２)進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》取0．23)計算切削速度,按式2-1計算:式中：＝３４2,＝０.1５，=0.3５,０．2。修正系數(shù)見《切削手冊》表１.２8,即=1．44,=0.8，=1.0４,=0．8１,＝0.9７。所以１.440.８1．0４0.８10.9796m4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速578按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4．2－8),及５7８相近的機床轉(zhuǎn)速為60０?，F(xiàn)選取=６00。所以實際切削速度5)切削工時,按式2-8計算:式中４1;=4；=0所以０.37()(６）精車Φ外圓柱面1）切削深度單邊余量為0．3分兩次切除。2)進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》取0．23)計算切削速度,按式2-１計算:式中:=342,=0.15，=0．３5,0.２。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即＝1．44,=０.8,=１．0４,=０.8１，＝０.9７。所以１.4４0.８1.040.810.9７９6m4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速５85按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4．2－８),及5８5相近的機床轉(zhuǎn)速為６00?，F(xiàn)選取=60０。所以實際切削速度5)切削工時,按式2－8計算：式中４1;=4;=00.7５(）(7)粗車Φ９０端面1)切削深度單邊余量為1．2一次切除。２)進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》取０．８3)計算切削速度，按公式2－1計算:式中：=342,=０.１５,=０.35，0.２。修正系數(shù)見《切削手冊》表1．2８,即＝１．44，=0.8,=1.０4,=0.81,＝0．9７。所以１.44０.８1.040.８1０.971２2m4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速431按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-8),及431相近的機床轉(zhuǎn)速為480?，F(xiàn)選取=480。所以實際切削速度5)切削工時,按式２-８計算式中2２.5；=4;=00．0７()(8)半精車Φ９0端面1)切削深度單邊余量為0.７一次切除。２）進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》取0．２3）計算切削速度,按式2-1計算式中:=３42,＝0.1５,=0．35,０.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.2８,即=1.４４,=0.8,=1.０4,=0．８1,＝0.97。由此，得1.４４0.81.04０.810.97１３4m4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速4５8按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2－8，及４58相近的機床轉(zhuǎn)速為480。現(xiàn)選取=480。所以實際切削速度5）切削工時,按式2-8計算：式中２2.5;＝4;=0所以0．28(）(9）精車Φ9０端面1）切削深度單邊余量為0．3一次切除。２）進給量根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》取0.23)計算切削速度,按式2－１所示計算式中:=34２,＝０.15,=０.３5,0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表１.28,即=１.4４,=0.8,=1.04,=０.８１,=０.97。所以1.４40.８1.0４0.8１0.９71３4ｍ４)確定機床主軸轉(zhuǎn)速458按機床說明書（見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-8,及458相近的機床轉(zhuǎn)速為480?，F(xiàn)選取=4８0。所以實際切削速度５)切削工時，按式2-8計算:其中２2.５;=4;＝0所以0.31()2.６.３工序Ⅲ工序Ⅲ：鉆、擴、鉸Φ20ｍｍ孔,鉆4×Φ（１）鉆Φ18孔機床：Ｚ525立式鉆床刀具:根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼鉆頭W１８4V.1)進給量根據(jù)《切削用量手冊》表1０－6６,當鑄鐵≤20０時,Φ１8時，取0.3。２)切削速度:據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10－70，及1０-66，查得3５m.3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速6１９.２按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4．2-２）,及619.2相近的機床轉(zhuǎn)速為５55。現(xiàn)選?。?５５。所以實際切削速度4)切削工時,按公式2-8計算:式中９1;＝1０;=4;所以0.63()（2)擴Φ19.8孔查相關(guān)資料知:在用鉆頭進行擴鉆時，其切削速度及進給量和鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度及進給量之關(guān)系為:式中的、——加工實心孔進的切削用量.現(xiàn)已知0.３６（《切削用量手冊》表2．7)42．25m(《切削用量手冊》表2.1３)1)進給量取１.5×0．3６0．51按機床選取0．5２)切削速度0.4×42．２51６.9ｍ3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速2７1．8按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4．２-２),及２７1.８相近的機床轉(zhuǎn)速為275?，F(xiàn)選取=27５。所以實際切削速度5）切削工時，按式2-8計算：式中91;104ｍ所以0.78(）(3)絞孔至Φ2０１)進給量取1．５×0．360．5１按機床選取０.５2)切削速度按切削手冊選取0．4×48.2519.３m.３)確定機床主軸轉(zhuǎn)速2９8.３按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表４．2-2),及29８.3相近的機床轉(zhuǎn)速為275?，F(xiàn)選取=275。所以實際切削速度4)切削工時,按公=式２-８計算:式中91;＝７;=3所以0.73()(４)鉆4×Φ9孔機床:Ｚ525立式鉆床刀具：根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-６1選取高速鋼麻花鉆Φ９.1)給量查《切削用量手冊》表２8-13，取0．1３2)切削速度根據(jù)《切削用量手冊》表10－70,及10-66,查得３0ｍ．3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速，按式2－1計算：１0６1按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-5),及1０61相近的機床轉(zhuǎn)速為101２?，F(xiàn)選取=１0１2。所以實際切削速度５)切削工時，按式2-８計算:式中8;=4;=3；所以0.11()由于有四個孔所以切削工時為４０.4４2.6.4工序Ⅳ工序Ⅳ：銑Φ90圓柱面上的兩個平面(１）銑距中心線34的平面。機床:Ｘ63T臥式銑床刀具：根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表１0-６4選用硬質(zhì)合金圓柱銑刀15。銑刀壽命１８0１00/104０1)切削深度2=10所以有=5２)進給量查《機械加工工藝師手冊》表10-118及表10-119得，進給量0.20.35齒按機床行選取0．3齒。[14]３)切削速度根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-70,及1０-６6,查得1１5．即6.9m4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速，按式2－1計算:2１.97按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6-39),及21.97相近的機床轉(zhuǎn)速為22.５。現(xiàn)選?。?２．5。所以實際切削速度當=２2.5時,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為０.310２2.5＝67.5（)查機床說明書有=6０()。5)切削工時,按式2-9計算;所以1.５()０．75()銑兩次的總時間為1.5+0.75＝２.２5(２)粗銑距中心線２4的平面。機床：X63T臥式銑床刀具:根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-6４選用硬質(zhì)合金圓柱銑刀1５．銑刀壽命1８0100／1０４0／1)切削深度4＝20所以有=52)進給量查《機械加工工藝師手冊》表10-１18及表１0-11９得,進給量0.２0.３5齒按機床行選?。埃?齒3)切削速度根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-７０,及10-６6,查得115．即6.9m4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速，按式２－1計算:21.9７按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6-3９)，及2１．９７相近的機床轉(zhuǎn)速為２２.5?，F(xiàn)選取=22.５。所以實際切削速度當＝２2.5時,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為0.３１0２2.5=６7.5（)查機床說明書有=6０()5)切削工時,按式2－９計算:所以1.5(）銑４次的總時間為44×１.５=6(3)精銑上兩平面１)切削深度查《機械加工工藝師手冊》表1０-1１9,?。剑?）進給量查《機械加工工藝師手冊》表10-118及表10－１１9按機床選取0．2齒3)切削速度根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-7０，及10-66，查得19０.即11.４m4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速，按式2-1計算:3６.3按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表6-39),及36．3相近的機床轉(zhuǎn)速為37.５。現(xiàn)選?。?7.5。所以實際切削速度當＝３7.5時，工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為0．２１037.5＝75()查機床說明書有＝８0（）5）切削工時,按式2-9計算：所以1.125()銑2次的總時間為２2１.125＝2.252.6.5工序Ⅴ工序Ⅴ：鉆Φ4孔,再鉆Φ6mm鉆Φ4孔機床：Z５２5立式鉆床刀具:根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表1０－6１選取高速鋼麻花鉆Φ４.1)進給量查《機械加工工藝師手冊》表28-13，?。?132)切削速度根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-70，及10-６６,查得2434m.取30m3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速,按式2-1計算：２388按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4．２-５),及2388相近的機床轉(zhuǎn)速為2012?，F(xiàn)選取=2０１2。所以實際切削速度５）切削工時,按式２-8計算:式中１3；=4;＝3所以0.08()(2）擴Φ６孔刀具:根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表１0-６1選取高速鋼麻花鉆Φ６．１）進給量查《機械加工工藝師手冊》表2８-１３,取0.132)切削速度根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表1０-70,及10－6６,查得２４３4m.取3０m3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速15９２按機床說明書(見《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表４.2-5),及１5９2相近的機床轉(zhuǎn)速為159２。現(xiàn)選?。剑?２６。所以實際切削速度5)切削工時,按式2－８計算：式中7;＝4；=3所以０.0７()2.6.6工序Ⅵ工序Ⅵ：磨B面及Φ90外圓柱面(1）粗磨B面機床1３５0A輕型外圓磨床1)選擇砂輪。見《實用機械加工工藝手冊》第三章中磨料Ａ46６P３5０×4０×12７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(jié)合劑，６號組織，平型砂輪,其尺寸為350×４0×1272)切削用量的選擇。查《實用機械加工工藝手冊》表33-42有工件速度＝18ｍ縱向進給量＝0.5B=２0(雙行程)切削深度＝0．01５73）切削工時,按公式2-1０計算：(2-10）式中被加工直徑加工寬度單邊加工余量系數(shù)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代入式２-10中,得＝2.５()(2)精磨B面切削用時，按式3－1０計算:=2.8（)(3)磨Φ90外圓柱面機床1350A輕型外圓磨床選擇砂輪。見《實用機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46６P3504０１27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(jié)合劑,6號組織,平型砂輪,其尺寸為350ｘ４0x127切削用量的選擇。查《實用機械加工工藝手冊》表33－42有工件速度=１8m縱向進給量＝0．5Ｂ=２0(雙行程）切削深度＝0．0157切削工時，按公式2-10計算代入式2-１0中，得=0.55()２.6．7工序Ⅶ工序Ⅶ：磨Φ9０外圓柱面上距離軸線24的平面機床1350A輕型外圓磨床1)選擇砂輪。見《實用機械加工工藝手冊》第三章中磨料A４66P3504０12７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(jié)合劑,6號組織,平型砂輪，其尺寸為35０x4０x12７２）切削用量的選擇。查《實用機械加工工藝手冊》表3３-42有砂輪輪速15００(見機床說明書)27．5m工件速度=10m軸向進給量＝0.5B＝20(雙行程)切削深度=0.０153)切削用時，用公式3－10計算代入式２-10,得＝0.53()2.6.8工序Ⅷ工序Ⅷ：拋光B面查《實用機械加工工藝手冊》表10－253選取拋光磨料為碳化硅.由《實用機械加工工藝手冊》表10-254選取磨料精度為46＃由《實用機械加工工藝手冊》表10-25５選取拋光輪速度3０3５ｍ最后，將上述工序的工時定額和切削用量的計算結(jié)果,以及其它加工數(shù)據(jù),填入機械加工工藝卡片。?第３章夾具設(shè)計為了保證加工精度，提高生產(chǎn)率和降低勞動強度,有些工藝過程需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過及指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計鉆Φ4孔,再擴Φ6深為7孔的鉆床專用夾具,以及鉆4×Φ9的鉆床專用夾具。第兩套夾具都可以用Z５２5立式鉆床,刀具為Φ４、Φ６和Φ9高速鋼直柄麻花鉆。3.1問題的提出第一套夾具主要用來鉆Φ４孔和擴Φ6的孔,此孔的表面技術(shù)要求和形位公差均不高,無特殊要求,且加工此孔時Φ孔的外端面及Φ20孔的內(nèi)表面和Φ90圓柱面上的兩平行平面都已加工出來，可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序，在保證精度和提高生產(chǎn)率的同時可以設(shè)計較之簡單的夾具。第二套夾具主要用來鉆4×Φ９的孔，此孔的表面技術(shù)要求和形位公差均不高,無特殊要求,且加工此孔時Φ孔的端面及Φ孔的外圓面都已加工出來,可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序,在保證精度和提高生產(chǎn)率的同時可以設(shè)計較之簡單的夾具。3.2夾具設(shè)計３.2.1定位基準的選擇對于第一套夾具,由零件圖可知,Φ４及Φ6的孔的軸線對Φ2０的軸線有對稱度要求,對Φ9０的兩平行面有垂直度要求，其設(shè)計基準為Φ20孔的中心線。為了使定位誤差為0,應(yīng)選擇以Φ20的孔定位的自動定心夾具，但這種定心夾具在結(jié)構(gòu)上過于復(fù)雜，不得降低生產(chǎn)成本。因此,本設(shè)計只選用以Φ20孔的內(nèi)表面為主要定位基面，另選用Φ4５的端面和Φ90圓柱面上距離軸線34平面作為輔助定位基準。為了降低生產(chǎn)成本，本設(shè)計選擇采用螺旋夾緊的方式。對于第二套夾具,由零件圖可知，Φ9的孔的軸線對Φ20的軸線有平行度要求,其設(shè)計基準為Φ20孔的中心線。所以,本設(shè)計選用以Φ孔的端面為主要定位基面，選用以Φ孔的外圓面為輔助定位基面。為了降低生產(chǎn)成本，本設(shè)計選擇采用螺旋夾緊的方式。3.2．2切削力及夾緊力計算鉆φ4孔擴φ６孔:刀具:高速鋼鉆頭Φ4由《機械制造工藝設(shè)計手冊》P可查得切削扭矩(３－１)軸向力(3－2)切削功率２πM·ｎ·10()(３-3）式中:2２5.６３1.90．8５58.61０．８4或６0.８70．９０．13２０12或142６所以當鉆Φ4孔時有225.6３x４x1.9x0.１３x0．87x10=0.29１(Ｎ·m）558．60x4ｘ1ｘ0.13x0.9=3９３.15(N)2πx0.2９1x２01２x１０=３.６76（)同理擴Φ６孔時有２25.63x6ｘ1.9x0.13x0.87x10=0.４39(Ｎ·ｍ)5５8.6０x6x1x0．１3x0.９=５89．73(N)2πx0.439x1426x1０=３．9３1（)鉆4×φ9孔:刀具：高速鋼鉆頭Φ9225.６3ｘ9x1.9x0.１3x0．8７x10=０.6５6(N·m）558.60x9x１x0.1３ｘ０.9=884.59(N)2πM·n·10()＝2πx0.６56ｘ1０12x1０=4.169()如上所述，本設(shè)計采用螺旋夾緊機構(gòu),即由螺釘、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡單、容易制造,而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長升角又小，所以螺旋夾緊機構(gòu)的自鎖性能好,夾緊力和夾緊行程都很大，是手動夾緊中用得最多的一種夾緊機構(gòu)。[１５]根據(jù)夾緊狀態(tài)下螺桿的受力情況和力矩平衡條件，可得夾緊計算公式4-１（3-４）式中F——夾緊力(N)F——作用力（Ｎ）