目錄 第 1 章 緒 論.1 1.1 車床尾座套筒加工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向.1 1.2 本課題研究的目的、意義.2 1.3 課題的主要內(nèi)容.3 第 2 章 車床尾座套筒的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì).5 2.1 車床尾座套筒的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定.5 2.1.1 車床尾座套筒概述.5 2.1.2 車床尾座套筒零件的技術(shù)要求.5 2.1.3 確定車床尾座套筒的生產(chǎn)類型和工藝特征分析.6 2.2 車床尾座套筒的材料和毛坯確定.7 2.2.1 車床尾座套筒毛坯材料、加工方法及技術(shù)要求.7 2.2.2 車床尾座套筒毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量.8 2.2.3 繪制車床尾座套筒毛坯簡圖.9 2.3 擬定車床尾座套筒工藝路線.9 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇.9 2.3.2 表面加工方法的確定.9 2.3.3 加工階段的劃分.10 2.3.4 加工工藝路線方案確定.10 2.4 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用.11 2.4.1 機(jī)床設(shè)備的選用.11 2.4.2 工藝裝備的選用.12 2.5 加工余量、工序尺寸及其公差的確定.13 2.6 確定切削用量及時(shí)間定額.14 2.6.1 切削用量的計(jì)算.14 2.6.2 時(shí)間定額的確定.16 2.7 填寫工藝文件.17 2.8 工藝分析.19 第 3 章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì).21 3.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述.21 3.1.1 夾具的主要工作原理.21 3.1.2 夾具的作用.21 3.1.3 機(jī)床夾具的分類.21 3.1.4 專用機(jī)床夾具的組成.22 3.2 車床夾具設(shè)計(jì).22 3.2.1 問題的提出.22 3.2.2 定位方案及定位元件選擇和設(shè)計(jì).22 3.2.3 確定夾緊方式、設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu).24 3.2.4 設(shè)計(jì)對(duì)刀元件、連接元件及夾具體.24 3.2.5 繪制夾具總圖及零件圖.25 3.2.6 夾具的使用說明及注意點(diǎn).25 3.2.7 夾具的其他設(shè)計(jì)方案.25 3.3 磨床夾具設(shè)計(jì).26 3.3.1 問題的提出.26 3.3.2 定位方案及定位元件選擇和設(shè)計(jì).26 3.3.3 連接元件及夾具體.27 3.3.4 繪制夾具總圖及零件圖.28 3.3.5 夾具的使用說明及注意點(diǎn).28 3.4 快速可調(diào)銑床夾具設(shè)計(jì).29 3.4.1 問題的提出.29 3.4.2 定位方案及定位元件選擇和設(shè)計(jì).29 3.4.3 確定夾緊方式、設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu).30 3.4.4 設(shè)計(jì)對(duì)刀元件、連接元件及夾具體.30 3.4.5 繪制夾具總圖及零件圖.31 3.4.6 夾具的使用說明及注意點(diǎn).31 3.5 鉆床夾具設(shè)計(jì).29 第 4 章 結(jié) 論.32 致 謝.33 參 考 文 獻(xiàn)34 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 I 摘摘要要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)針對(duì)車床尾座套筒工藝規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，涉及套筒的選材、確定毛 坯和機(jī)械加工余量及工序尺寸與公差、擬定工藝路線、選擇工藝設(shè)備；并進(jìn)行切削 用量和時(shí)間定額的計(jì)算，填寫機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡片。為了保證 加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。本文對(duì)夾具的工作原理、作 用、分類和組成做了簡單概述；著重分析了工序特點(diǎn)和要求，根據(jù)結(jié)果確定定位方 案，設(shè)計(jì)定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、對(duì)刀元件和夾具體。因此，保證了加工精度和設(shè)計(jì) 質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：車床尾座套筒；工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；夾具設(shè)計(jì)；生產(chǎn)規(guī)劃；計(jì)算 1 第第 1 1 章章緒緒論論 1.11.1 車床尾座套筒加工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向車床尾座套筒加工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1.1.11.1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀 車床尾座套筒現(xiàn)在已經(jīng)有很多可以供參考的工藝規(guī)程，但大多工藝規(guī)程過于籠 統(tǒng)，要找到較為詳細(xì)的加工工藝規(guī)程和加工過程中所用的夾具很困難。很多廠家在 新編寫加工工藝規(guī)程的過程中，雖然他們有大量的可以提供的參考加工工藝規(guī)程， 但還是要由技術(shù)人員添加很多詳細(xì)的加工過程、進(jìn)行大量的計(jì)算和分析、新設(shè)計(jì)加 工過程中所用的的夾具。同時(shí)由于我國的制造業(yè)落后，尤其在 CAD/CAM 方面落后 與發(fā)達(dá)國家好幾十年，所以以上過程大多是技術(shù)人員手工完成的。這樣不僅浪費(fèi)了 大量的人力和物力，而且生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)成本高，使的技術(shù)人員的大量時(shí)間和 精力都用在了重復(fù)繁重的體力勞動(dòng)上，從而限制了他們創(chuàng)造思維的發(fā)展。 國內(nèi)有很多大的老牌機(jī)床廠雖然他們有比較成熟的加工工藝規(guī)程，而且生產(chǎn)效 率相對(duì)其它小的廠家較高。根據(jù)我的總結(jié)這些大型國企還是有缺陷：一、為了減少 競爭壓力，他們的工藝規(guī)程大多是保密的不外瀉的。這樣雖然在一段時(shí)間內(nèi)可以暫 時(shí)保住他們的龍頭地位，但從長遠(yuǎn)看它卻是阻礙我國制造也發(fā)展的，尤其在這個(gè)各 種先進(jìn)制造系統(tǒng)正在不斷孕育而生的時(shí)代。二、他們現(xiàn)在所用的工藝規(guī)程和夾具大 多數(shù)是十幾年前甚至幾十年前的老工藝。這樣就使得新進(jìn)的技術(shù)人員得不到鍛煉的 機(jī)會(huì)，新進(jìn)的設(shè)備得不到最好的使用，造成了人力物力的大量浪費(fèi)。同時(shí)競爭力逐 漸衰退，經(jīng)不起外界競爭的沖擊。 車床尾座套筒作為輔助支撐工件之用，存在著生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大的 缺陷，尤其是大批量生產(chǎn)，此問題更為突出。 國內(nèi)車床現(xiàn)在大多采用頂尖式心軸夾緊如圖 1。所以在制定車床尾座加工工藝 過程中可以在夾具上有所創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)更高的定心精度。 2 圖 1 頂尖式心軸 1心軸 2固定頂尖套 3工件 4活動(dòng)頂尖套 5快換墊圈 6螺母 1.1.21.1.2 國外研究狀況國外研究狀況 發(fā)達(dá)國家制造業(yè)比我國先進(jìn)，CAD/CAM 技術(shù)發(fā)展相對(duì)較成熟。而且車床尾座 套筒屬于典型零件的范疇，他們現(xiàn)在做機(jī)床尾座套筒加工工藝規(guī)程主要用 CAPP,、CAFD 完成，然后用人工做一些簡單的修改就可以完成了?，F(xiàn)在常用的變 異型 CAPP 系統(tǒng)主要是基于成組技術(shù)（GT）的。所謂成組技術(shù)（GT）是一門生產(chǎn) 技術(shù)科學(xué)，即利用事物相似性，把相似問題歸類成組，尋求解決這一類問題相對(duì)統(tǒng) 一的最優(yōu)方案，從而節(jié)約時(shí)間和精力以取得所期望的經(jīng)濟(jì)效益。成組技術(shù)的核心問 題是充分利用零件上的幾何形狀及加工工藝相似性組織生產(chǎn)，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效 益。利用這樣的技術(shù)大大提高了生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和縮短了產(chǎn)品研 發(fā)周期，也可以把技術(shù)人員從繁瑣重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來，能夠充分發(fā)揮他們的創(chuàng) 造性。但這門技術(shù)也有缺點(diǎn)：對(duì)一些非典型零件無法完成工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)庫容 量過大；計(jì)算機(jī)所生成的加工工藝規(guī)程和夾具并不一定是最優(yōu)的方案。 同時(shí)，國外在創(chuàng)成試 CAPP 系統(tǒng)方面也有一定發(fā)展，這種系統(tǒng)可以定義為一個(gè) 能綜合加工信息，自動(dòng)為新的零件制定出工藝規(guī)程的系統(tǒng)，即根據(jù)零件信息，系統(tǒng) 能夠自動(dòng)提取制造知識(shí)，產(chǎn)生零件所需要的各個(gè)工序和工步的加工內(nèi)容；自動(dòng)完成 機(jī)床、工具的選擇和加工過程的最優(yōu)化；通過應(yīng)用決策邏輯，可以模擬工藝設(shè)計(jì)人 員的決策過程。 由于一個(gè)真正的創(chuàng)成型 CAPP 系統(tǒng)是要求很高的，現(xiàn)在的技術(shù)很難達(dá)到完全創(chuàng) 成，尤其對(duì)于一些較為復(fù)雜的零件，所以完全創(chuàng)成的 CAPP 系統(tǒng)應(yīng)用范圍很小，只 適用一些簡單的零件。現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的是半創(chuàng)成型 CAPP 系統(tǒng)，是將以上兩種 CAPP 系統(tǒng)相結(jié)合，即采用變異型 CAPP 系統(tǒng)與自動(dòng)決策相結(jié)合的方式。 CA6140 尾座箱的組成圖如圖 2。 3 （3）發(fā)展方向 在新世紀(jì)里，隨著電子信息等高科技技術(shù)的發(fā)展以及市場(chǎng)需求的個(gè)性話與多樣 化，先進(jìn)制造技術(shù)正在向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、清潔化、集 成化、全球化方向發(fā)展。車床尾座套筒的生產(chǎn)效率也會(huì)隨著 CAD/CAM 技術(shù)和機(jī)床 技術(shù)的發(fā)展不斷得到提高，隨著計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）和并行工程（CE） 的迅速崛起，它的生產(chǎn)成本也會(huì)不斷降低。 1.21.2 本課題研究的目的、意義本課題研究的目的、意義 車床尾座套筒加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)屬于一種典型零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在編 寫它的加工工藝規(guī)程的過程中涉及到熱處理、各類機(jī)床的選用、夾具設(shè)計(jì)等很多方 面的知識(shí)，它綜合了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 、 材料成型 、 工程材料 、 夾具設(shè)計(jì) 、 機(jī)床概論等多門機(jī)械制造專業(yè)的主干專業(yè)課，因此在這個(gè)過程中不但可以使我 加深以前所學(xué)的專業(yè)課的理解，也可以讓我把以前所學(xué)的一些專業(yè)課程融會(huì)貫通， 起到溫故而知新的作用，為以后的繼續(xù)學(xué)習(xí)和深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 車床尾座套筒屬于一類典型的零件，掌握了它的加工工藝規(guī)程就等于掌握了這 一類零件的加工工藝規(guī)程。研究車床尾座套筒加工工藝規(guī)程就等于在研究一類零件 的加工工藝規(guī)程，因此制定出一套經(jīng)濟(jì)的加工工藝規(guī)程意義深遠(yuǎn)。這不緊影響到這 一類零件的加工成本，還可以為將來 CAPP 系統(tǒng)的發(fā)展準(zhǔn)備出一套最優(yōu)的檢索資料。 車床尾座套筒同時(shí)又屬于一種精度要求比較高的難加工零件，它包括高精度外 圓表面加工、內(nèi)圓表面加工、內(nèi)錐面加工、鍵槽加工等，加工方法包括車削、鉆削、 銑削、磨削等幾種應(yīng)用最廣泛的加工方法，所以研究它的工藝規(guī)程有利于我們對(duì)幾 種常用的加工方法有一個(gè)更深層次的了解。 基于以上的加工原因，本課題研究的目的在于設(shè)計(jì)比較經(jīng)濟(jì)的工藝規(guī)程和設(shè)計(jì) 一套專用的夾具，使得作為車床重要附件的尾座套筒能夠更好的便于機(jī)械加工為將 4 來實(shí)現(xiàn)集成化生產(chǎn)創(chuàng)造條件。 1.31.3 課題的主要內(nèi)容課題的主要內(nèi)容 分析對(duì)比綜合現(xiàn)有車床尾座套筒加工工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出高效的加工工藝規(guī) 程和夾具設(shè)計(jì)方案，達(dá)到降低成本，提高生產(chǎn)效率的目的。 車床尾座套筒需求量大，所編寫的工藝規(guī)程主要適用于大量生產(chǎn)的情況使用。 在加工過程中主要有一下問題：(1)車床尾座套筒屬于回轉(zhuǎn)件在以內(nèi)圓為基準(zhǔn)加工半 精加工和精加工外圓面時(shí)裝夾固定必須使用夾具實(shí)現(xiàn)定心，因此在進(jìn)行半精加工和 精加工前必須分別設(shè)計(jì)一套夾具；(2)由于套筒是回轉(zhuǎn)件，在銑床上銑鍵槽時(shí)沒有夾 具無法實(shí)現(xiàn)定心和夾緊，所以在銑鍵槽前也要設(shè)計(jì)一套夾具；（3）國內(nèi)車床尾座套 筒生產(chǎn)工藝基本成型，要在前人基礎(chǔ)上提出一套更加優(yōu)化的方案也是一個(gè)很大的挑 戰(zhàn)。 如圖 3 所示是車床尾座套筒零件圖 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 1) 車床尾座套筒零件圖和各部分所起的作用進(jìn)行分析； 2) 各類機(jī)床加工工藝研究； 3) 重點(diǎn)對(duì)車床加工工藝進(jìn)行研究； 4) 車床尾座套筒加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)； 5) 車床尾座套筒半精加工、精加工、銑鍵槽過程中所用到的定心夾具的設(shè)計(jì)； 6) 加工結(jié)束后檢驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)； 編寫加工工藝規(guī)程卡片、夾具總圖設(shè)計(jì)、論文撰寫。 5 圖 3 車床尾座套筒 第 2 章車床尾座套筒的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.12.1 車床尾座套筒的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定車床尾座套筒的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1.12.1.1 車床尾座套筒概述車床尾座套筒概述 車床尾座套筒是車床尾座箱的重要零件。它的作用是:一、用來安裝尾座套筒頂 尖，利用尾座套筒頂尖來頂緊工件，并和主軸卡盤一起起支撐作用，做為工件車削 時(shí)的定位基準(zhǔn)；二、莫氏四號(hào)錐孔可以安裝鉆頭、鉸刀、鏜刀，用來在工件上加工 孔。 車床尾座套筒在工作時(shí)承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，而 且它的精度直接影響工件的定位精度，因此要求車床尾座套筒具有強(qiáng)度高、剛度大、 耐磨性好，莫氏四號(hào)錐孔表面加工尺寸精確，并且潤滑可靠。 2.1.22.1.2 車床尾座套筒零件的技術(shù)要求車床尾座套筒零件的技術(shù)要求 圖 2.1 是車床尾座套筒的簡圖，圖 2.2 是它的三維圖樣。它是常用的一種車床尾 座套筒類型，有一個(gè)莫氏四號(hào)錐面，錐面可以用來插入后頂尖和其他加工刀具；平 鍵槽是用來安裝平鍵的，起導(dǎo)向作用，所以尾座套筒只能軸向移動(dòng)，不能夠轉(zhuǎn)動(dòng)； 的小孔是排氣孔，主要用來排氣的；與平鍵相對(duì)的半圓鍵主要也是用來導(dǎo)向的。 6 6 車床尾座套筒的結(jié)構(gòu)簡單，加工尺寸精確、形位精度和表面質(zhì)量要求較高；剛 性差，定位和夾緊都比較困難，屬易變形的套筒類零件。 車床尾座套筒的主要加工表面有：莫氏四號(hào)錐面、外圓表面、內(nèi)圓表面和鍵 槽面等。其機(jī)械加工的主要技術(shù)要求已標(biāo)注在零件圖上，但還應(yīng)滿足下列加工要求： 1)mm 外圓的圓柱度公差為 0.005mm； 0 013 . 0 55 2)莫氏 4 號(hào)錐孔軸心線與mm 外圓軸心線的同軸度公差為 0.01mm； 0 013 . 0 55 3)莫氏 4 號(hào)錐孔軸心線對(duì)mm 外圓軸心線的徑向跳動(dòng)公差為 0.01mm； 0 013 . 0 55 4)鍵槽mm 對(duì)mm 外圓軸心的平行度公差為 0.025mm，對(duì)稱度公 085 . 0 035 . 0 8 0 013 . 0 55 差為 0.1mm； 5)錐孔涂色檢查其接觸面積應(yīng)大于 75； 6)調(diào)質(zhì)處理 2832HRC； 7)局部外圓及錐孔淬火 4550HRC。 圖 2.1車床尾座套筒零件簡圖 7 圖 2.2車床尾座套筒三維圖樣 2.1.32.1.3 確定車床尾座套筒的生產(chǎn)類型和工藝特征分析確定車床尾座套筒的生產(chǎn)類型和工藝特征分析 零件的生產(chǎn)類型對(duì)工藝規(guī)程的制訂，具有決定性的影響。生產(chǎn)類型就是對(duì)企業(yè) （或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成 批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特征。零件 的生產(chǎn)類型是按零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn) 的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃3。零件在計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng) N 可按下式計(jì)算： （件/年） %1%1baQnN (2.1) 式中，Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年） ；n每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)） ； a%備品的百分率，取 2%4%；b%廢品的百分率，取 0.3%0.7%。 本次設(shè)計(jì)的 CA6140 車床上的尾座套筒，產(chǎn)品類型輕型機(jī)械，年產(chǎn)量為 5000 臺(tái) /年，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況分兩批投產(chǎn)，備品率取 3%，而廢品率取 0.5%。依設(shè)計(jì)課題 知：Q=5000，n=1，a%=3%，b%=0.5%；代入式(2.1)有： =5175.75(件/年) %1%1baQnN %5 . 01%3115000 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第 292 頁，表 7-33可確定該套筒零 件屬于輕型零件，其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。由于零件機(jī)械加工工藝過程與其所采 用的生產(chǎn)組織類型密切相關(guān)，所以在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)首先確定零 件機(jī)械加工的生產(chǎn)組織類型。而生產(chǎn)組織類型又主要是與零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)有關(guān)。 現(xiàn)在所制定的車床尾座套筒生產(chǎn)類型主要針對(duì)大批量生產(chǎn)的情況下制定的。因此車 床尾座套筒的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特征如表 2-1。 表 2-1 車床尾座套筒生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特征 生產(chǎn)類 型 大量生產(chǎn) 毛坯特點(diǎn)廣泛采用模鍛，機(jī)械造型等高效方法，毛坯精度高、余量小 機(jī)床設(shè)備及組織形 式 廣泛采用自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床，采用自動(dòng)線或?qū)Ｓ脵C(jī)床流水線 排列 夾具及尺寸保證高效專用夾具，采用定程及在線自動(dòng)測(cè)量來控制尺寸 工 藝 特 征 刀具、量具專用刀具、量具，自動(dòng)測(cè)量儀 8 零件的互換性全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨 工藝文件的要求編制詳細(xì)的工藝規(guī)程、工序卡片、檢驗(yàn)卡片和調(diào)整卡片 生產(chǎn)率高 成本低 發(fā)展趨勢(shì) 用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)、車間或無人工廠，實(shí)現(xiàn)自適 應(yīng)控制 2.22.2 車床尾座套筒的材料和毛坯確定車床尾座套筒的材料和毛坯確定 2.2.1 車床尾座套筒毛坯材料、加工方法及技術(shù)要求 選擇毛坯應(yīng)綜合考慮一下幾方面的因素： 零件材料及對(duì)零件力學(xué)性能的要求。圖紙上明確要求零件材料是 45 號(hào)鋼料，且 零件力學(xué)性能要求較高，所以不管形狀簡單與復(fù)雜，套筒毛坯都應(yīng)該選擇鍛件。如 果零件材料是鑄鐵或青銅，毛坯就只能夠采用鑄造，而不是鍛造。 零件結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸。套筒外圓表面直徑均勻，所以可以選擇棒料。屬于 小型零件，可以選用模鍛。 生產(chǎn)類型。車床尾座套筒生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率都較高 的先進(jìn)毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸精良接近零件的形狀、尺寸，以節(jié)約材 料減少機(jī)械加工工作量，因此所節(jié)約的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出毛坯制造所增加的費(fèi)用，獲得 好的經(jīng)濟(jì)效益。 生產(chǎn)條件。選擇套筒毛坯時(shí)應(yīng)盡可能考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有的毛坯制造 水平和設(shè)備情況、外協(xié)的可能性等。 充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料。 本次設(shè)計(jì)套筒采用的是 45 號(hào)鋼。由于該套筒在工作過程中要承受沖擊載荷和摩 擦，為增強(qiáng)套筒的耐摩強(qiáng)度和抗沖擊韌度，獲得更好的纖維組織，毛坯選用鍛件。 又因?yàn)樵撎淄矊儆谳p型零件，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率和鍛件精度， 現(xiàn)采用模鍛5方法制造毛坯。其鍛造工藝過程為：將棒料165坯料加熱 80 至 11801240，經(jīng)模鍛尺寸為165；在壓床上切邊；再在模鍛錘上進(jìn) 60 行熱校正；最后經(jīng)熱處理消除內(nèi)應(yīng)力，調(diào)整其硬度值到 2832HRC。套筒毛坯主要 9 技術(shù)要求有： 1)熱處理：正火 2832HRC。正火：指將鋼材或鋼件加熱到 或 （鋼的上臨界 點(diǎn)溫度）以上，3050保持適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝。 正火的目的：主要是提高材料的力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織 缺陷，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等。 2)棒料端面對(duì)主軸中心線的垂直度不大于 1mm； 3)棒料彎曲不大于 1mm。 2.2.2 車床尾座套筒毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 1.公差等級(jí) 由套筒零件的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。 2.用鍛造的毛坯尺寸確定 鍛造后的毛坯尺寸應(yīng)該為 60285mm，選擇標(biāo)準(zhǔn)熱軋圓鋼(GB/T 702-1986)， d=80mm，根據(jù)體積相等的原則，所選坯料尺寸為 80165mm,則滿足 1.25DH2.5D 要求。 3.鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對(duì)套筒零件圖進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度， 按照?qǐng)A形鍛件進(jìn)行處理；鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)是鍛件重量與相應(yīng)的鍛件外廓包容 f m 體重量之比，即： N m (2.2) N f m m S 則此套筒零件的 1 N f m m S 根據(jù) S 值的大小，鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)分為 4 級(jí)： S1 級(jí)(簡單)： 0.63S1；S2 級(jí)(一般)：0.32S0.63； S3 級(jí)(較復(fù)雜)：0.16S0.32； S4 級(jí)(復(fù)雜)：0S0.16； 故該套筒的形狀復(fù)雜系數(shù)屬于級(jí)，簡單。 1 S 4.鍛件材質(zhì)系數(shù) M 由于該套筒選用的材料為 45 鋼，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)4小于 0.65%，故該鍛件的 材質(zhì)系數(shù)屬 M1 級(jí)。 5.零件表面粗糙度 由零件圖可知，該套筒待加工表面中，粗糙度值既有大于等于 1.6m 的，也有 小于 1.6m 的。 根據(jù)上述因素，查金屬切削手冊(cè)6表 1-8 有該鍛件的錯(cuò)差公差為 1.8mm,殘 留飛邊公差為 2.0mm,最大尺寸方向上的公差值為 8.0mm。其機(jī)械加工余量為主軸頸 和連桿軸頸的余量取 7mm，法蘭盤外圓余量取 6mm,內(nèi)孔直徑的加工余量取 2.0mm，水平方向單面余量為 3.04.5mm,徑向余量為 3.04.0mm。 2.2.3 繪制車床尾座套筒毛坯簡圖 10 結(jié)合加工的實(shí)際情況，綜合上面的數(shù)據(jù)，繪制毛坯簡圖如圖 2.3 所示。 圖 2.3套筒毛坯簡圖 2.32.3 擬定車床尾座套筒工藝路線擬定車床尾座套筒工藝路線 2.3.12.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)7。 1)精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從整個(gè)工藝過程來考慮，如何保證工件 尺寸精度和位置精度，并使工件裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)該遵 循以下原則：（1） “基準(zhǔn)重合”原則；（2） “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則；（3） “互為基準(zhǔn)” 原則；（4） “自為基準(zhǔn)”原則。加工外圓表面時(shí)候應(yīng)該遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，采 用內(nèi)孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)加工各外圓表面，這樣可以保證個(gè)外圓表面之間較高的同軸度要 求，并簡化夾具的設(shè)計(jì)和制造工作。 2)粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從零件加工的全過程來考慮。一是要考 慮如何合理分配各加工表面的余量，二是要考慮怎樣保證不加工表面與加工表面間 的尺寸及相互位置關(guān)系。夾一端粗車外圓至尺寸 58mm，長 200mm，車端面、鉆 孔、擴(kuò)孔。倒頭，夾 58mm 外圓，車另外一端外圓、車端面、鉆孔。 2.3.22.3.2 表面加工方法的確定表面加工方法的確定 套筒的主要加工表面有：外圓表面、內(nèi)圓表面及鍵槽8等。根據(jù)曲軸零件圖上 各加工表面的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度，選定加工件各表面的加工方法如 表 2.1 所示。 表 2.1曲軸零件主要表面加工方案 加工表面經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度 Ra/m加工方案 套筒外圓面IT60.4粗車粗磨精磨拋光 莫氏 4 號(hào)錐面IT60.4粗車粗磨精磨拋光 套筒內(nèi)孔右表面IT71.6鉆擴(kuò)粗鉸精鉸 套筒內(nèi)孔中表面IT1212.5鉆擴(kuò) 平鍵槽IT70.8粗銑半精銑精銑 半圓鍵槽IT83.2粗銑半精銑精銑 11 2.3.32.3.3 加工階段的劃分加工階段的劃分 在選定了車床尾座套筒主要表面的加工方法以后，還需要進(jìn)一步確定這些加工 方法在工藝路線中的安排順序，這就涉及到加工階段的劃分。對(duì)于精度要求較高的 表面，總是先粗加工后精加工，但工藝過程劃分成幾個(gè)階段是對(duì)整個(gè)加工過程而言 的，不能拘泥于某一表面的加工?？紤]到車床尾座套筒零件的技術(shù)要求，可以將加 工階段劃分成粗加工、半精加工、精加工和光整加工幾個(gè)階段9。 分析車床尾座套筒零件，其工藝工程大致包括以下幾個(gè)階段：定位基準(zhǔn)的加工； 粗車外圓表面、端面和鉆孔；調(diào)質(zhì) 2832HRC；擴(kuò)孔、半精車外圓和倒角；精車孔、 槽和莫氏 4 號(hào)錐孔；劃線；銑平鍵和半圓鍵；鉆孔；修毛刺；左端莫氏 4 號(hào)錐孔及 160mm 長的外圓部分，高頻感應(yīng)加熱淬火 4550HRC；研磨兩端 60內(nèi)錐面；粗 磨、精磨外圓和莫氏 4 號(hào)錐面。 2.3.42.3.4 加工工藝路線方案確定加工工藝路線方案確定 工藝路線方案工藝路線方案 工序 1棒料 80mm165mm 工序 2鍛造尺寸 600mm285mm 工序 3正火 工序 4夾一端粗車外圓尺寸 58mm，長 200mm，車端面見平即可。鉆孔 20mm，深 188mm，擴(kuò)孔 26mm 深 188mm 工序 5倒頭，夾 58mm 外圓并找正，車另外一端面外圓至 58mm，與上 工序光滑接刀，車端面保證總長 280mm。鉆孔 23.5mm 鉆通 工序 6調(diào)質(zhì) 2832HRC 工序 7夾左端外圓，中心架托右端外圓，車右端面保證總長 278mm，擴(kuò) 26mm 孔至 28mm，深 186mm，車右端頭 32mm60內(nèi)錐面 工序 8采用兩頂尖裝夾工件，上卡箍，車外圓至0.05mm 倒頭，車另 55 外一端外圓，光滑接刀。右端倒角 245，左端 R3 圓角，保持總長 276mm 工序 9夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，車mm 孔至 025 . 0 0 30 mm，深 44.5mm，車 34mm1.7mm 槽，保證 3.5mm 和 1.7mm 05 . 0 0 5 . 29 工序 10倒頭，夾右端外圓中心架左端外圓，找正外圓，車莫氏 4 號(hào)內(nèi)錐孔， 至大端尺寸為mm，車左端頭 36mm60 05 . 0 0 5 . 30 工序 11劃 R2160mm 槽線， mm200mm 鍵槽線，6mm 孔線 085 . 0 035 . 0 8 工序 12 以0.05mm 外圓定位裝夾銑鍵槽 mm200mm，并保證 55 085 . 0 035 . 0 8 mm（注意外圓加工余量）保證鍵槽與 mm 外圓軸心線的平行度和 0 2 . 0 5 . 50 0 013 . 0 55 對(duì)稱度 12 工序 13 以0.05mm 外圓定位裝夾銑 R2 深 2mm，長 160mm 圓弧槽 55 工序 14 鉆 6mm 孔，其中心距右端面為 25mm 工序 15 修毛刺 工序 16 左端莫氏 4 號(hào)錐孔及 160mm 長的外圓部分，高頻感應(yīng)加熱淬火 4550HRC 工序 17 研磨 60內(nèi)錐面 工序 18 夾右端外圓，中心架左托外圓，找正外圓，粗磨莫氏 4 號(hào)錐孔， 留磨余量 0.2mm 工序 19 采用兩頂尖定位裝夾工件，粗磨 mm 外圓，留磨余量 0 013 . 0 55 0.2mm 工序 20 夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，精磨莫氏 4 號(hào)錐孔 圖樣尺寸，大端為 0.05mm，涂色檢查，接觸面積應(yīng)大于 75%。修研 60 269.31 錐面 工序 21 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精車內(nèi)孔 mm 至圖樣尺寸，深 450.05mm，修研 60錐面 035 . 0 0 30 工序 22 采用兩頂尖定位裝夾工件，精磨外圓至尺寸 mm 0 015 . 0 55 工序 23 按照?qǐng)D樣檢查各部分尺寸精度 工序 24 涂油入庫 2.42.4 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 工藝裝備包括加工過程中所需要的夾具、量具、檢具、量儀、刀具、工具及 輔助等，選擇機(jī)床及工藝裝備是制訂工藝規(guī)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。機(jī)床和工藝裝備都 是零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要保證條件。同時(shí)，機(jī)床及工藝裝備的選擇，對(duì)零件 加工的經(jīng)濟(jì)性也有較大的影響。為了合理地選擇機(jī)床及工藝裝備，必須對(duì)各種機(jī)床、 工藝裝備的規(guī)格、性能等有較詳細(xì)的了解。 2.4.12.4.1 機(jī)床設(shè)備的選用機(jī)床設(shè)備的選用 選擇機(jī)床等加工設(shè)備時(shí)，應(yīng)做到以下四個(gè)適應(yīng)： 1）所選機(jī)床的尺寸規(guī)格應(yīng)與被加工零件的尺寸相適應(yīng)。 2）所選擇機(jī)床的精度應(yīng)該與被加工零件的工序加工要求相適應(yīng)。 3）所選擇機(jī)床的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)與工序加工所需切削功率相適應(yīng)。 4）所選機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 2.4.22.4.2 工藝裝備的選用工藝裝備的選用 13 工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡中應(yīng)簡要寫出它們的名稱。本 次設(shè)計(jì)車床尾座套筒的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所選用的夾具多為專用夾具。 1）機(jī)床夾具的選擇主要考慮生產(chǎn)類型。單件小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選用通用夾具和 機(jī)床自帶的卡盤和鉗臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)等；大批大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高生產(chǎn)效率的專用機(jī)床 夾具，如氣、液傳動(dòng)的專用夾具。在推行計(jì)算機(jī)輔助制造、成組技術(shù)等新工藝或?yàn)?提高生產(chǎn)效率時(shí)，應(yīng)采用成組夾具、組合夾具。夾具的制造精度應(yīng)該與零件的制造 精度相適應(yīng)。 2）金屬切削刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸大 小、工件材料、要求的加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等。在選擇時(shí)應(yīng)盡 可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。在組合機(jī)床上加工時(shí)，由于機(jī)床按照工序集中原則組織生產(chǎn)， 考慮到加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求，可采用專用復(fù)合刀具，如復(fù)合擴(kuò)孔鉆等，這不僅 可以提高加工精度和生產(chǎn)率，其經(jīng)濟(jì)效果也十分明顯。自動(dòng)線和數(shù)控機(jī)床所使用的 刀具應(yīng)著重考慮其壽命期內(nèi)的可靠性，加工中心機(jī)床所使用的刀具還要注意選擇與 其相適應(yīng)的刀夾、刀套結(jié)構(gòu)。 3）量具、檢具和量儀的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類型和要求的檢驗(yàn)精度進(jìn)行。對(duì)于尺 寸誤差在單件小批量生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具（游表卡尺、千分尺等） ；成批生產(chǎn) 多采用極限量規(guī)，大量生產(chǎn)多采用自動(dòng)化程度高的量儀，如電動(dòng)或氣動(dòng)量儀等，對(duì) 于形位誤差，在單件小批量生產(chǎn)中，一般采用通用量具（百分表，千分表等） ，也有 采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的；在成批大量生產(chǎn)中多采用專用檢具。 根據(jù)一般工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)的需要，同時(shí)保證被加工零件合 乎要求，現(xiàn)選用各工序所采用的設(shè)備如表 2.2 所示。 表 2.2機(jī)床設(shè)備及工藝裝備 工序號(hào)工序名加工設(shè)備刀具量輔具 1下料鋸床鋸條游標(biāo)卡尺 2鍛造液壓機(jī)游標(biāo)卡尺 3熱處理特種淬火機(jī) 4粗車CA6140組刀游標(biāo)卡尺 5粗車CA6140組刀游標(biāo)卡尺 6熱處理特種淬火機(jī) 7車CA6140、中心架游標(biāo)卡尺 8半精車CA6140立銑刀游標(biāo)卡尺 9精車CA6140、專用夾具組刀游標(biāo)卡尺 10精車CA6140、專用夾具組刀游標(biāo)卡尺 11劃線游標(biāo)卡尺 12銑X62W、組合夾具專用銑刀游標(biāo)卡尺 13銑X62W、組合夾具、專用檢具專用銑刀千分尺 14鉆氣孔Z512 組合夾具深孔鉆槍游標(biāo)卡尺 15鉗工人 工序號(hào)工序名加工設(shè)備刀具量輔具 16熱處理特種淬火機(jī) 17研磨研磨機(jī) 60砂輪 塞規(guī) 18粗磨M2110A 中心架莫氏四號(hào)砂輪游標(biāo)卡尺、塞規(guī) 19粗磨M1432 磨床、專用夾具外圓砂輪千分尺 20精磨M2110A 莫氏四號(hào)錐度塞規(guī)莫氏四號(hào)砂輪塞規(guī) 14 21精車CA6140 中心夾高速鋼車刀游標(biāo)卡尺、塞規(guī) 22精磨M1432外圓砂輪千分尺 23檢驗(yàn)千分尺、塞規(guī) 24入庫涂油 2.52.5 加工余量、工序尺寸及其公差的確定加工余量、工序尺寸及其公差的確定 1.尾座套筒車內(nèi)孔（工序 4、9 和 21）的加工余量、工序尺寸及其公差的確定30 按照鉆擴(kuò)半精車精車加工方案，查閱加工余量手冊(cè) ，有精車余量 Zjc=0.5mm；半精車余量 Zbjc=3.5mm；擴(kuò)孔余量 Zk=6mm；鉆孔余量 Zz=20mm。查 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表 1-20 確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為， 精車：IT8；半精車：IT10；擴(kuò)孔：IT12；鉆孔：IT13。根據(jù)上訴結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公 差數(shù)值表可確定各公步的公差值分別為，精車：0.025mm；半精車：0.05mm；擴(kuò)孔： 0.18mm；鉆孔：0.27mm。 綜上所述，該工序加工該定位孔各工步的工序尺寸及公差分別為，精車： mm；半精車：mm；擴(kuò)孔：；鉆孔：mm；它們 025 . 0 0 30 05 . 0 0 5 . 29 18 . 0 0 26 27. 0 0 20 的相互關(guān)系如表 2.3 所示。為驗(yàn)證確定的尺寸及公差是否合理，進(jìn)行精加工余量校 核：Zmax=30+0.025-29.5=0.525mm；Zmin=29.5+0.05-30=-0.45mm；余量校核的結(jié)果 表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。 表 2.3工序尺寸及公差計(jì)算 （單位：mm） 工序名稱工序基本余 量 工序精度 IT 標(biāo) 冷公差值 T 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 +0.025精車0.5IT8 Tjc=0.02530.0030.0 0 +0.050半精車3.5IT10 Tbjc=0.050 30-0.5=29.5 29.5 0 +0.180擴(kuò)孔6IT12 Tk=0.180 29.5-3.5=26 26.0 0 +0.270鉆孔20IT13 Tz=0.270 26-6=20 20.0 0 毛坯30 20-20=0 2.套筒外圓表面（工序 4、5、8、19 和 22）的加工余量、工序尺寸及公差的確定 按照粗車半精車粗磨精磨的加工方案，查閱機(jī)械加工余量手冊(cè) ，有工 序間的余量：精磨余量 Zj=0. 2mm；粗磨余量 Zcm=0.5mm；半精車余量 Zbjc=2.5mm；粗車余量 Zcc=2mm。查表選定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精磨： IT6；粗磨：IT8；半精車：IT9；粗車：IT12。根據(jù)上述查詢到的結(jié)果，再查對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 公差數(shù)值表可以確定各工步的公差值分別為，精磨：0.013mm；粗磨：0.05mm；半 精車：0.1mm；粗車：0.28mm。 綜上所述，各工序的工序尺寸及公差分別為，精磨：mm；粗磨： 0 013 . 0 55 mm；半精車：mm；粗車：mm。它們的相互關(guān)系如表 2.4 0 05 . 0 2 . 55 0 10 . 0 5 . 55 0 28 . 0 58 15 所示。 為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，現(xiàn)對(duì)加工余量進(jìn)行校核。 Z4max=55.2550.013=0.213mm；Z4min=55.20.0555=0.15mm； Z3max=55.555.20.05=0.4mm； Z3min=55.50.1055.2=0.2mm； Z2max=5855.50.10=2.4mm；Z2min=580.2855.5=2.22mm； 余量校核的結(jié)果表明，所確定的工序尺寸及公差是合理的。 表 2.4工序尺寸及公差計(jì)算 （單位：mm） 工序名稱工序基本余 量 工序精度 IT 標(biāo) 冷公差值 T 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 0精車0.2IT6 Tjc=0.01355.0030.0 -0.013 0半精車0.3IT8 Tbjc=0.050 55+0.20=55.20 29.5 -0.050 +0.050擴(kuò)孔2.5IT9 Tk=0.100 55.20+0.3=55.50 26.0 -0.050 0鉆孔2IT12 Tz=0.28055.50+2.5=58.0020.0 -0.280 毛坯5IT14 Tmp=0.58058+2=60.00 600.290 3.莫氏四號(hào)錐孔（工序 5、10、16、18 和 20）的加工余量、工序尺寸及公差 按照鉆孔精車熱處理粗磨精磨的加工方案，查閱機(jī)械加工余量手冊(cè) ， 有工序間的余量：精磨余量 Zj=0. 2mm；粗磨余量 Zcm=0.5mm；精車余量 Zbjc=7mm；鉆孔余量 Zcc=23.5mm。查表選定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精磨： IT7；粗磨：IT8；精車：IT9；鉆孔：IT11。根據(jù)上述查詢到的結(jié)果，再查對(duì)標(biāo)準(zhǔn)公 差數(shù)值表可以確定各工步的公差值分別為，精磨：0.020mm；粗磨：0.05mm；精車： 0.1mm；鉆孔：0.20mm。 熱處理用高頻感應(yīng)淬火，淬火方法是將工件加熱到臨界溫度 Ac3（亞共析鋼） 或 Ac1（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，然 后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到 Ms 以下（或 Ms 附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝 氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變， 得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高莫氏四號(hào)錐面 的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種套筒的使用要求。 對(duì)其他工序尺寸進(jìn)行類似的計(jì)算，對(duì)于加工要求較高的工序尺寸及公差進(jìn)行校 核，所得結(jié)果參見北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝卡片上的工序圖。 2.62.6 確定切削用量及時(shí)間定額確定切削用量及時(shí)間定額 2.6.12.6.1 切削用量的計(jì)算切削用量的計(jì)算 1.工序 4 和 5粗車外圓 (1)工步 1粗車外圓 1)背吃刀量的確定 取套筒外圓面的 ap1=2mm。 2)進(jìn)給量的確定 參照切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)10的表 8-50，刀具材料為硬 16 質(zhì)合金 YT5，車刀刀桿尺寸 BH 取 2525mm 的，工件直徑按照 60mm,參照機(jī)械 制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5-57 選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 f=0.8mm/r。 3)切削速度的計(jì)算 根據(jù)表 5-60 選取切削速度 v=18m/min。 (2.3)1000/dnv 根據(jù)公式(2.3)可求主軸轉(zhuǎn)速為，參照實(shí)min/ 5 . 9560min/181000rmmmn 用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10-7 所列 CA6140 車床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 。則可求得該工步的實(shí)際切削速度min/100rn min/84.181000/60min/1001000/mmmrdnv (2)工步 2鉆孔和擴(kuò)孔 1）鉆孔 參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5-21 選取 20 的錐柄麻花鉆； 進(jìn)給量參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5-64 選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.4mm/r；參 照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5-66 切削速度 v=18m/min。 2)切削速度的計(jì)算 根據(jù)公式(2.3)得min/62.28620min/181000mmmn 參照實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10-7 所列 CA6140 車床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 。則可求得該工步的實(shí)際切削速度min/250rn min/ 7 . 151000/20min/2501000/mmmrdnv 2.工序 7車套筒右端面，擴(kuò)孔，車右端 60內(nèi)錐面 (1)工步 1車套筒右端面 1)背吃刀量的確定 背吃刀量直接取為加工余量，故有背吃刀量 ap1=3mm； 2)進(jìn)給量的確定 參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5-32，按被加工端面 直徑為 60mm 的條件選取，工步 1 的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 取為 0.10mm/r； 3)切削速度的計(jì)算 參照該書表 5-32，切削速度 v 可取為 10m/min。切削速度 (2.3)1000/dnv 可求主軸轉(zhuǎn)速為，參照實(shí)用機(jī)械制造工min/ 9 . 5458min/101000rmmmn 藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10-7 所列 CA6140 車床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速。則可求min/63rn 得該工步的實(shí)際切削速度 。min/47.111000/58min/631000/mmmrdnv (2)工步 2擴(kuò)孔 1)背吃刀量的確定 而工步 2 按照表 521 選擇 28 錐柄麻花鉆確定，取背吃 刀量 ap2=d2 -d1/2=28-26/2=1mm。 2)進(jìn)給量的確定 由該書表 5-22，可選取工步 2 的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.25mm/r。 3)切削速度的計(jì)算 由表 5-22，根據(jù)工件材料為 45 鋼的條件選取，切削速度 v 可取為 22m/min。由式(2.3)可求得該工步鉆頭轉(zhuǎn)速 n=330.32r/min，參照表 4-9 所列 CA6140 車床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=320r/min。則可求得該工步的實(shí)際鉆削速度 min/13.281000/28min/3201000/mmmrdnv 3.工序 19粗磨外圓 (1)背吃刀量的確定 依據(jù)工序尺寸及工序余量，取軸徑方向 ap1=0.3mm；縱向 的背吃刀量 ap2=0.1mm。 (2)進(jìn)給量的確定 參照使用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-58，工件磨削表面 直徑按 55mm 選取，工件回轉(zhuǎn)的圓周速度取為 18m/min，則取工件每轉(zhuǎn)的縱進(jìn)給量 f=0.5mm/r；采用切入的磨削方法。 (3)磨削速度的計(jì)算 參照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)13的表 10-213，取切 削速度 v 為 25m/min。由式(2.3)可以求得轉(zhuǎn)速為 17 ，查找機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)書中圖 2-min/76.14455min/251000rmmmn 6（機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖） ，取轉(zhuǎn)速 n=150r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面的公式，可 以反求得該工序的實(shí)際磨削速度為 。min/91.251000min/150551000/mrmmdnv 對(duì)其他切削用量進(jìn)行類似的計(jì)算，對(duì)于加工要求較高的工序尺寸及公差進(jìn)行校 核，所得結(jié)果參見北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝卡片上的工序圖。 2.6.2 時(shí)間定額的確定 時(shí)間定額式在一定生產(chǎn)條件下規(guī)定完成一道工序所需要的時(shí)間消耗量。它是安 排生產(chǎn)計(jì)劃，計(jì)算零件成本和企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)之一。合理確定時(shí)間定 額能促進(jìn)工人生產(chǎn)技能的提高和推動(dòng)生產(chǎn)發(fā)展，因此，確定時(shí)間定額藥防止過緊和 過松兩種傾向，應(yīng)該按平均先進(jìn)水平來確定，并隨著生產(chǎn)水平發(fā)展不斷改善。 1.時(shí)間定額的組成 1）基本時(shí)間 j t 直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、性能和相對(duì)位置關(guān)系所消耗的時(shí)間稱為基本 時(shí)間。對(duì)切削加工、磨削加工而言，基本時(shí)間就是去除加工余量所花費(fèi)的時(shí)間，可 按下式計(jì)算 (2.4)i nf lll tj 21 求得。 公式中， 為螺紋有效長度； 1=(13)P，2=(23)P，P 為工件螺紋螺距； 為工件llln 或絲錐的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)； 為使用絲錐的數(shù)量； 0為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。 in 2.輔助時(shí)間 tf的計(jì)算 為實(shí)現(xiàn)基本工藝工作所作各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，稱為輔助時(shí)間；例如， 裝卸工件、開停機(jī)床、改變切削用量、測(cè)量加工尺寸、引進(jìn)或退回刀具等動(dòng)作所花 費(fèi)的時(shí)間。 確定輔助時(shí)間的方法與零件生產(chǎn)類型有關(guān)。在大批大量生產(chǎn)中，為使輔助時(shí)間 規(guī)定得合理，須將輔助動(dòng)作進(jìn)行分解，然后通過實(shí)測(cè)或者查表求得各分解動(dòng)作時(shí)間， 再累計(jì)相加；在中小批生產(chǎn)中，一般用基本時(shí)間的百分比進(jìn)行估算。 基本時(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間。 3.其他時(shí)間的計(jì)算 除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包 括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于本次設(shè)計(jì)為套 筒的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不 計(jì)；布置工作地時(shí)間 tb是作業(yè)時(shí)間的 2%7%，休息與生理需要時(shí)間 tx是作業(yè)時(shí) 間的 2%4%，本設(shè)計(jì)均取為 3%。 4.單件時(shí)間的計(jì)算 本工序的單件時(shí)間為上訴各項(xiàng)之和， Tdj=tj+tf +tb+tx 18 2.72.7 填寫工藝文件填寫工藝文件 將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工藝卡片中，卡片分 為機(jī)械加工工藝過程卡（表 2-5）和機(jī)械加工工序卡（見附件）前后兩部分。 表 2-5 車床尾座套筒機(jī)械加工工藝過程卡片 工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備 1下料棒料 80mm165mm鋸床 2鍛造鍛造尺寸 600mm285mm 3熱處理正火 4粗車夾一端粗車外圓尺寸 58mm，長 200mm， 車端面見平即可。鉆孔 20mm，深 188mm，擴(kuò) 孔 26mm 深 188mm CA6140 5粗車倒頭，夾 58mm 外圓并找正，車另外一端 面外圓至 58mm，與上工序光滑接刀，車端面 保證總長 280mm。鉆孔 23.5mm 鉆通 CA6140 6熱處理調(diào)質(zhì) 2832HRC 7車夾左端外圓，中心架托右端外圓，車右端面 保證總長 278mm，擴(kuò) 26mm 孔至 28mm，深 186mm，車右端頭 32mm60內(nèi)錐面 CA6140、中心架 8半精車采用兩頂尖裝夾工件，上卡箍，車外圓至 0.05mm。右端倒角 245，左端 R3 圓55 角，保持總長 276mm CA6140、心軸（a） 或者心軸（b） 9精車夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓， 車mm 孔至mm，深 025 . 0 0 30 05. 0 0 5 . 29 44.5mm，車 34mm1.7mm 槽，保證 3.5mm 和 1.7mm CA6140、中心架 10精車倒頭，夾右端外圓中心架左端外圓，找正外 圓，車莫氏 4 號(hào)內(nèi)錐孔，至大端尺寸為 mm，車左端頭 36mm60 05 . 0 0 5 . 30 CA6140、中心架 11劃線 劃 R2160mm 槽線， mm200mm 鍵 085 . 0 035 . 0 8 槽線，6mm 孔線 12銑 以0.05mm 外圓定位裝夾銑鍵槽55 mm200mm，并保證 mm（注意 085 . 0 035 . 0 8 0 2 . 0 5 . 50 外圓加工余量）保證鍵槽與 mm 外圓 0 013 . 0 55 X62W、專用銑床夾具 (如圖 2.5) 19 軸心線的平行度和對(duì)稱度 13銑 以0.05mm 外圓和 mm200mm55 085 . 0 035 . 0 8 鍵槽定位裝夾銑 R2 深 2mm，長 160mm 圓弧槽 X62W、專用銑床夾具 （如圖 2.5） 14鉆鉆 6mm 孔，其中心距右端面為 25mmZ512 組合夾具 15鉗修毛刺 16熱處理左端莫氏 4 號(hào)錐孔及 160mm 長的外圓部分， 高頻感應(yīng)加熱淬火 4550HRC 17研磨研磨 60內(nèi)錐面 18粗磨夾右端外圓，中心架左托外圓，找正外圓， 粗磨莫氏 4 號(hào)錐孔，留磨余量 0.2mm M2110A、中心架 19粗磨采用兩頂尖定位裝夾工件，粗磨 mm 外圓，留磨余量 0.2mm 0 013 . 0 55 M1432A 20精磨夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓， 精磨莫氏 4 號(hào)錐孔圖樣尺寸，大端為 0.05mm，涂色檢查，接觸面積應(yīng)大269.31 于 75%。修研 60錐面 M2110A、莫氏 4 號(hào)錐 度塞 21精車夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓， 精車內(nèi)孔 mm 至圖樣尺寸，深 035 . 0 0 30 450.05mm，修研 60錐面 CA6140、中心架 22精磨采用兩頂尖和心軸 C 定位精磨外圓至尺寸 mm 0 015 . 0 55 M1432、心軸（c） 23按照?qǐng)D樣檢查各部分尺寸精度 24涂油入庫 1-工件；2-鋼球；3-傾斜槽；4-頂尖；5-心軸；6-軸套；7-彈性支撐；8-墊圈；9-螺栓 圖（a） 20 1-工件；2-定位套；4-心軸；6-墊圈；7-彈性支撐 （b） 1-擰緊螺母；2-30錐塊；3，6-平鍵；4，8-有縫夾筒；5-工件；7-彈簧；9-心軸 （c） 圖 2.4 心軸 2.82.8 工藝分析工藝分析 1）在安排加工工序時(shí)，應(yīng)將粗，精加工分開，以減少切削應(yīng)力對(duì)加工精度的影 響。并在調(diào)質(zhì)處理前進(jìn)行粗加工，調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行半精加工和精加工。 2）車床尾座套筒左端莫氏 4 號(hào)錐孔與右端 28mm、30mm 孔，應(yīng)在進(jìn)行調(diào) 質(zhì)處理前鉆通，這樣有利于加熱和內(nèi)部組織的轉(zhuǎn)變，使工件內(nèi)孔得到較號(hào)的處理。 3）工序 8 粗車外圓時(shí)，可以采用專用心軸(a)或者 (b)。如圖 2.4(a) ，2.4(b)。 4）精磨 mm 外圓時(shí)，采用專用心軸(c)定位裝夾工件。如圖 2.4(c)。 0 013 . 0 55 5）工序 18 以后，再采用中心架托夾工件外圓時(shí)，由于鍵槽mm 的影響， 085 . 0 035 . 0 8 這時(shí)應(yīng)配做一套筒配合中心架的裝夾，以保證工件旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不發(fā)生震動(dòng)。 6）mm 外圓軸心線是工件的測(cè)量基準(zhǔn)，所以磨削莫氏 4 號(hào)錐孔時(shí)，定 0 013 . 0 55 位基準(zhǔn)必須采用 mm 外圓。加工時(shí)還應(yīng)找正其上母線與側(cè)母線之后進(jìn)行。 0 013 . 0 55 7）加工mm 鍵槽時(shí)，應(yīng)在夾具上設(shè)置對(duì)稱度測(cè)量基準(zhǔn)，在加工對(duì)刀時(shí)， 085 . 0 035 . 0 8 可邊對(duì)刀邊測(cè)量，以保證鍵槽mm 對(duì) mm 外圓軸心線的對(duì)稱度。 085 . 0 035 . 0 8 0 013 . 0 55 8）為了保證 R2 半圓槽和mm 鍵槽的對(duì)稱度。如圖 2.5，在夾具定位塊 4 085 . 0 035 . 0 8 上開一個(gè) 8 的孔，將工件 1 夾在 V 形塊 2 內(nèi)，在 8 的孔中插入滑配銷子 5，將工 21 件銑好的鍵槽mm 卡在銷子 5 上在夾緊，再銑 R2 半圓槽。 085 . 0 035 . 0 8 圖 2.5 銑鍵槽夾具 9）mm 外圓的圓柱度檢驗(yàn)，可將工件外圓放置在標(biāo)準(zhǔn) V 形塊上（V 形 0 013 . 0 55 塊放在標(biāo)準(zhǔn)平板上） ，用百分表測(cè)量出外圓點(diǎn)的圓柱度值，然后再算出圓柱度值（圖 2.6） 。也可以采用偏擺儀方法，先測(cè)出工件的圓柱度值，然后計(jì)算出圓柱度值。 圖 2.6 在 V 形塊上檢測(cè)工件的圓度值 10）mm 鍵槽對(duì)稱度的檢驗(yàn)，采用鍵槽對(duì)稱度量規(guī)進(jìn)行檢查（圖 2.7） 。 085 . 0 035 . 0 8 a) b) 圖 2.7 鍵槽對(duì)稱度量規(guī) a)內(nèi)孔鍵槽量規(guī) b)外圓鍵槽量規(guī) 11）用標(biāo)準(zhǔn)莫氏 4 號(hào)錐塞規(guī)涂色檢查工件的錐孔，其接觸面積應(yīng)大于 75%。 22 第 3 章機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 3.13.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述 機(jī)械制造業(yè)中廣泛采用能迅速把工件固定在準(zhǔn)確位置或同時(shí)能確定加工工具位 置的一種輔助裝置，這種裝置統(tǒng)稱為夾具14。在金屬切削機(jī)床上采用的夾具稱為 機(jī)床夾具。夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人 勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。因此夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備和施工中的一項(xiàng) 重要工作。 3.1.13.1.1 夾具的主要工作原理夾具的主要工作原理 (1)使工件在夾具中占有準(zhǔn)確的加工位置