固定套筒零件機械加工工藝規(guī)程與鉆φ17孔夾具設計,固定,套筒,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,17,夾具,設計 畢業(yè)設計（工藝規(guī)程） 固定套筒零件機械加工工藝規(guī)程與機床夾具設計 院 系 航空機械自造工程學院 專 業(yè) 航空機械自造與自動化 班 級 機制 學 號 姓 名 指導老師 二Ο一五年 三月 九日 產品名稱 固定套筒 零件圖號 機械加工 工藝過程卡 毛坯種類 鑄造 共1 頁 每臺數量 1 零件名稱 固定套筒 材料牌號 20CRMNTI 第1 頁 工序號 工序 名稱 工序內容 設備 工藝裝備 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內應力） 30 粗車 粗車φ35、φ27.6外圓以及右端面，留加工余量 CA6140車床 三爪卡盤，量具，車刀 40 精車 精車φ35、φ27.6外圓. CA6140車床 三爪卡盤，量具，車刀 50 車 掉頭，車φ35左端面 CA6140車床 三爪卡盤，量具，車刀 60 鉆孔 鉆φ17中心孔 Z525鉆床 鉆夾具，鉆頭 70 粗車 粗車M20X2螺紋底孔 CA6140車床 三爪卡盤，量具，切槽車刀 80 粗車 粗車φ20.6退刀槽 CA6140車床 三爪卡盤，量具，車刀 90 車螺紋 粗車M20X2螺紋 CA6140車床 三爪卡盤，量具，車刀 100 銑 銑寬度為6的腰形孔 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 110 銑 銑六邊形輪廓 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 120 銑 銑寬度為6的槽 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗 編制 日期 審核 日期 更改 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 30、40 工序名稱 車 共9頁 零件 圖號 第 1 頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 CA6140車床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 粗車φ35、φ27.6外圓以及右端面，留加工余量 車刀 三爪卡盤 1 1.2 3 0.8 500 1.27 15 20 精車φ35、φ27.6外圓. 車刀 三爪卡盤 1 1.0 2 0.5 800 1.10 18 30 40 50 60 ... 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 50 工序名稱 車 共9頁 零件 圖號 第 2 頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 CA6140車床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 掉頭，車φ35左端面 車刀 三爪卡盤 1 1.2 3 0.8 500 1.27 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 60 工序名稱 鉆 共9頁 零件 圖號 第 3頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 CA6140車床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 鉆φ17中心孔 麻花鉆 游標卡尺 1 0.5 2 0.2 1200 1.8 18 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 70 工序名稱 粗車 共9頁 零件 圖號 第4 頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 CA6140車床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 粗車M20X2螺紋底孔 切槽車刀 三爪卡盤 1 1.2 3 0.8 500 1.27 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 80 工序名稱 車 共9頁 零件 圖號 第5頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 CA6140車床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 粗車φ20.6退刀槽 車刀 三爪卡盤 1 1.2 3 0.8 500 1.27 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 90 工序名稱 車螺紋 共9頁 零件 圖號 第 6 頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 CA6140車床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 粗車M20X2螺紋 車刀 三爪卡盤 1 1.2 3 0.8 500 1.27 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 100 工序名稱 銑 共9頁 零件 圖號 第 7 頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 X52K銑床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 銑寬度為6的腰形孔 銑刀 卡尺 1 0.8 1 0.5 800 1.9 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 110 工序名稱 銑 共9頁 零件 圖號 第 8 頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 X52K銑床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 銑六邊形輪廓 銑刀 卡尺 1 0.8 1 0.5 800 1.9 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 固定套筒 機械加工工序卡 工序號 120 工序名稱 銑 共9頁 零件 圖號 第 9 頁 材料 牌號 20CRMNTI 毛坯狀態(tài) 鑄造 機床設備 X52K銑床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 銑寬度為6的槽 銑刀 卡尺 1 0.8 1 0.5 800 1.9 15 20 30 40 50 60 ... 長沙航空職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 設 計（論 文） 論文題目：固定套筒零件機械加工工藝規(guī)程與機床夾具設計 所屬系部： 指導老師： 職 稱： 學生姓名： 班級、學號: 專 業(yè)： 年 月 日 【摘要】 固定套筒零件加工工藝及鉆床夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以 及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再 設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設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 進行專用夾具的設計，選擇設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生的定位誤差， 分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 [Abstract] Set of parts machining technology and the design of drilling jig design, including design process is machining 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 machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts of 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 the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error generated when calculate fixture positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, process, cutting parameters, clamping 目 錄 1 序 言 .................................................................................................................................................................4 2 零件的分析 ...........................................................................................................................................................4 2.1 零件的形狀 ....................................................................................................................................................4 2.2 零件的工藝分析 ............................................................................................................................................5 3 工藝規(guī)程設計 .......................................................................................................................................................6 3.1 確定毛坯的制造形式 ...................................................................................................................................6 3.2 基面的選擇 ...................................................................................................................................................6 3.3 制定工藝路線 ...............................................................................................................................................6 3.3.1 工藝路線方案一 ..................................................................................................................................7 3.3.2 工藝路線方案二 ..................................................................................................................................7 3.3.3 工藝方案的比較與分析 ......................................................................................................................8 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 ...........................................................................................................................8 3.4.1 機床選用 ..............................................................................................................................................8 3.4.2 選擇刀具 ..............................................................................................................................................9 3.4.3 選擇量具 ..............................................................................................................................................9 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ...........................................................................................9 3.6 確定切削用量及基本工時 ..........................................................................................................................10 4 鉆孔夾具設計 .....................................................................................................................................................19 4.1 研究原始質料 .............................................................................................................................................19 4.2 定位、夾緊方案的選擇 .............................................................................................................................20 4.3 切削力及夾緊力的計算 .............................................................................................................................20 4.4 誤差分析與計算 .........................................................................................................................................23 4.5 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 .............................................................................................................24 4.6 確定夾具體結構和總體結構 .....................................................................................................................25 4.7 夾具設計及操作的簡要說明 ......................................................................................................................26 結 束 語 .............................................................................................................................................................28 致 謝 ...................................................................................................................................................................29 參 考 文 獻 ........................................................................................................................................................30 1 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械 裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提 供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)， 因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支 柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學 技術水平的重要指標。 固定套筒零件加工工藝及鉆床夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、 機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件 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，并設計出專用夾具， 保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設 計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論， 又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次 設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 2 零件的分析 2.1 零件的形狀 題目給的零件是固定套筒零件，主要作用是起連接作用。 零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡 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 20CRMNTI，該材料為球墨鍛鐵，具有較高強度，耐磨性， 耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 固定套筒零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度 值為 3.2 。2.aRm? 車外圓及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.車裝配孔，表面粗糙度 值 3.2 。4.aRm? 半精車側面，及表面粗糙度 值 3.2 。5.側面粗糙度 a 值 6.3 、12.5 ，法 蘭面粗糙度 值 6.3 。aR? 固定套筒共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F分述如下： (1)．左端的加工表面： 這一組加工表面包括：左端面，φ35、φ27.6 外圓，Φ17 內孔，倒角鉆孔并攻絲。 這一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求， 。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精 度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔 等工序。 (2).右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面；Φ27.6 的外圓，粗糙度為 1.6；并帶有倒角； 鉆中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。 3 工藝規(guī)程設計 本固定套筒，假設年產量為 10 萬臺，每臺需要該零件 1 個，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 20CRMNTI，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛鐵鍛 造。依據設計要求 Q=100000 件/年，n=1 件/臺；結合生產實際，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綱領 N=2XQn(1+α)（1+β)=236095 件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 20CRMNTI，鍛造的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適 用于不同重量、不同壁厚的鍛造，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的 鍛造。考慮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 用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生產水 平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鍛造，這從提高生產效率，保證加工精度， 減少生產成本上考慮，也是應該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工 質量得到保證，生產效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有 甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 粗基準的選擇，對像固定套筒這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零 件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形不對稱， 按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準， 若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工 表面做為粗基準)。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時， 應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 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要 求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能 性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟 效果，以便使生產成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內應力） 30 粗車 粗車 φ35、φ27.6 外圓以及右端面，留加工余量 40 精車 精車 φ35、φ27.6 外圓. 50 車 掉頭，車 φ35 左端面 60 鉆孔 鉆 φ17 中心孔 70 粗車 粗車 M20X2 螺紋底孔 80 粗車 粗車 φ20.6 退刀槽 90 車螺紋 粗車 M20X2 螺紋 100 銑 銑寬度為 6 的腰形孔 110 銑 銑六邊形輪廓 120 銑 銑寬度為 6 的槽 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗 3.3.2 工藝路線方案二 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內應力） 30 粗車 粗車 φ35、φ27.6 外圓以及右端面，留加工余量 40 精車 精車 φ35、φ27.6 外圓. 50 車 掉頭，車 φ35 左端面 60 鉆孔 鉆 φ17 中心孔 70 粗車 粗車 φ20.6 退刀槽 80 粗車 粗車 M20X2 螺紋底孔 90 車螺紋 粗車 M20X2 螺紋 100 銑 銑寬度為 6 的腰形孔 110 銑 銑六邊形輪廓 120 銑 銑寬度為 6 的槽 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案二的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設 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。方案一減少了裝夾次 數，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要 換上相應的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設計專用夾具。因此綜合兩個工藝 方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內應力） 30 粗車 粗車 φ35、φ27.6 外圓以及右端面，留加工余量 40 精車 精車 φ35、φ27.6 外圓. 50 車 掉頭，車 φ35 左端面 60 鉆孔 鉆 φ17 中心孔 70 粗車 粗車 M20X2 螺紋底孔 80 粗車 粗車 φ20.6 退刀槽 90 車螺紋 粗車 M20X2 螺紋 100 銑 銑寬度為 6 的腰形孔 110 銑 銑六邊形輪廓 120 銑 銑寬度為 6 的槽 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數不多，成批量生產，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《機械制造設計工工藝簡明手冊》表 4.2-7。 ②.工序Ⅸ是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質 合金車刀，它的主要應用范圍為普通鍛鐵、冷硬鍛鐵、高溫合金的精加工和半精加工。 為提高生產率及經濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-60,GB5343.2-60)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》 （主編 孟少農） ，第二卷 表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計 量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方 法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “固定套筒” 零件材料為 20CRMNTI，查《機械加工工藝手冊》 （以后簡稱《工藝 手冊》 ） ，表 2.2-17 各種鍛鐵的性能比較，球墨鍛鐵的硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 球墨鍛鐵的物理性能，20CRMNTI 密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計算零件毛坯的重量約3cmg 為 2 。kg 表 3-1 機械加工車間的生產性質 同類零件的年產量 [件] 生產類別 重型（零件重> 2000kg） 中型 （零件重 100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產 5~100 10~200 100~500 中批生產 100~300 200~500 500~5000 大批生產 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據所發(fā)的任務書上的數據，該零件的月工序數不低于 30～50，毛坯重量 2 120~250 6.04.0 頂、側面底 面 鍛孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 根據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。 3.6 確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深 度、進給量，再確定切削速度?，F根據《切削用量簡明手冊》 （第三版，艾興、肖詩綱 編，1993 年機械工業(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，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 3.6.1 工序Ⅳ 粗車 φ35、φ27.6 外圓以及右端面，留加工余量 3.6.1.1 確定粗車右端面的切削用量 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于 CA6140 機床的中心高為 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 ，可在一次走刀內完成，故m5 = = （3-p269.7?m5.3 1） ②.確定進給量 f 根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10 進給量 =0.5～1.0fr 按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1— 30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN 根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK 時，徑向進給力： =950 。045RFN 切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際f rofKsFf?krFfK 進給力為： =950 =1111.5 （3-f17.?N 2） 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1 壽命 = 。Tmin60 ④.確定切削速度 0V 切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～2196YG 的鍛造， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3 切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （3-'0?0.184.920.1? 3） min48? = = =120 （3-nDVc?'1012748?minr 4） 根據 CA6140 車床說明書選擇 =1250nir 這時實際切削速度 為：cV = = （3-1cD?01257?min? 5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f ，切削速度 時，rm75.0min50V? =CPKW7.1 切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0 =1.7 =1.2 （3-3.? 6） 根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP 選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0 ⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 srn28.3? 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-nflt 7） 式中 = + + ， = m127Lly?l 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則?m1 = + =1278 = = （ 3-8）mt7.01258?in46 3.6.2 工序Ⅴ 精車 φ35、φ27.6 外圓. 本工序仍為粗車。已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序Ⅳ相同的可轉 位車刀。 采用工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下： a =2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T =56pmrmsrminis 3.6.3 工序Ⅵ 掉頭，車 φ35 左端面 3.6.3.1 確定半精車左端面的切削用量 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于 C602—1 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516 片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'vK01s?0sr8. ①.確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成，故.2 = = p5.m21 ②.確定進給量 f 根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pa4?10 進給量 =0.5～1.0frm 按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1— 30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN 根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK 時，徑向進給力： =950 。045RFN 切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際f rofKsFf?krFfK 進給力為： =950 =1111.5 由f17.?N 于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀m5.1 壽命 = 。Tmin60 ④.確定切削速度 0V 切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～21915YT 的鍛造， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63 切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （3-'0?0.184.920.1? 12） min48? = = =120 （3-nDc?'127?ir 13） 根據 CA6140 車床說明書選擇 =1250nmir 這時實際切削速度 為：cV = = （3-1cD?01257?min? 14） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f ，切削速度 時，rm75.0min50V? =CPkw7.1 切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0 =1.7 =1.2 3.?k 根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所ni125EPkw9.5C?EP 選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0 ⑥.計算基本工時 （3-flt? 15） 式中 = + + ， = m127Lly?l 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則?m1 =126+ =128 = =mt.05?in41 3.6.3.2 確定半精車內孔的切削用量 所選用的刀具為 YG6X 硬質合金圓形鏜刀，主偏角為 K =45 ，直徑為 16mm 的圓形V0 鏜刀，其耐用度為 。60?Tin ①.確定切削深度 a p25. ②.根據表 1.5 ，當半精鏜鍛料，鏜刀直徑為 ，a ≤ ，鏜刀伸出長度* m16p2 時，進給量為： 。m80rmf1.0 ③ .確定切削速度 按表 1.27 的計算公式確定* V = （3- 16） 式中 C =189.8 m = 0.2 X =0.15 Y =0.20 v vvmin60?T V=124.6 in 選擇 CA6140 機床轉速：n= n =1200 =20minrsr 實際切削速度為： v = 2.08 s 3.6.5 工序Ⅸ 鉆 φ17 中心孔 本工序采用計算法。 表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-60 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆模 或不用鉆模鉆孔 GB1437-60 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆模 vyxpKfaTCMi13045.6210r??? 或不用鉆模鉆孔 GB1438-60 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆模 或不用鉆模鉆孔 GB1439-60 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆模 或不用鉆模鉆孔 選用 X30100 25 搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，查《機》表? 2.4-37 鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標準高速鋼麻花鉆 的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =1025??0?0f ,橫刃斜角 =50 ，L=197mm,l =116mm。0?01 表 3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 GB6137-60） mm 直柄麻花鉆直徑范圍 l l1 >11.100～13.20 151 101 表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數的推存值（根據 GB6137-60） （o） d (mm) β 2ф α f ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表 3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （ 1）后刀面最大磨損限度 mm 鉆頭 直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料 ≤20 高速鋼 鍛鐵 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 孔） 鍛鐵、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 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量 為 f=0.25～0.65 ,根據表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60 。zm* rm ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在球墨鍛鐵 （190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機械加工in 工藝手冊》 孟少農 主編，表 10.4-10 鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數 K =1.0，R =0.60。mvtv V=12 =10.32 （3-85.0?min 17） 則 = =131 （3-nir 18） 查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* minr 則實際切削速度 = = =11.8v實 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表 10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算 公式： T = （3-ifn llw1? 19） 其中 l = l =5 l =2～3f2mdRKcot?wm1m 則： t= =9.13 s 3.6.5.2 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-60 直柄短麻花鉆， 《機械加工工 藝手冊》第 2 卷。 根據《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進給m 量為 0.20～0.35 。rm 則取 rf30.? 確定切削速度，根據《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9 切削速度計算公式為 （3- minkfaTdcvvyxpmzv 20） 查得參數為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8???zcvvvv min 則 = =1.65.0125.0 2.337?in 23.1?0dn?054.3?6.0573? 所以 = =72n714.360?minr 選取 i2? 所以實際切削速度為 =2.6410 .vin 確定切削時間（一個孔） =t s203.8??? 工序：銑寬度為 5 的槽 機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX52 刀具：錯齒三面刃銑刀 ⑴ 粗銑寬度為 5 的槽 切削深度 ：pa6m? 根據參考文獻[3]表 查得：進給量 ,根據參考文獻[1]表2.47?0.6/famz? 查得切削速度 。302?/inV 機床主軸轉速 ：n ， 10246.1/mi3.5nrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 75/inr? 實際切削速度 ：v 3.20./06dnms???? 進給量 ：fV.1875/.3ffaZ 工作臺每分進給量 ： m.81/infVs? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 20l 刀具切入長度 ：1 10.5(~2)lD?? =63mm 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數為 1 機動時間 ： 1jt 120631.05min8jmlf??? ⑵ 精銑寬度為 5 的槽 切削深度 ：pa6.0m? 根據參考文獻[3]表 查得：進給量 ,根據參考文獻[1]表247?0.8/famz? 查得切削速度 ，302?3/inV 機床主軸轉速 ：n ， 10245.8/i3.16nrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 。7.5/minnr? 實際切削速度 ：v 3.1604.0/0ds???? 進給量 ：fV.827.5/.39ffaZn 工作臺每分進給量 ： m186/infVms? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 0l 刀具切入長度 ：1 10.5(~2)lD?? =81mm 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數為 1 機動時間 ： 2jt 12081.23min.6jmlf??? 本工序機動時間： 125.ijjtt?? 4 鉆孔夾具設計 4.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來加工直徑 17 的孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿 足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮 如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 一、機床夾具定位元件 工件定位方式不同，夾具定位元件的結構形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本 定位元件。實際生產中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1．支承釘 常用支承釘的結構形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖 a）用于支承精基準面；球頭 支承釘（圖 b）用于支承粗基準面；網紋頂面支承釘（圖 c）能產生較大的摩擦力，但 網槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產生較大摩擦力的側面定位 場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在一個平面內，兩個支承釘 限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度。 圖6-1 常用支承釘的結構形式 2．支承板 常用的支承板結構形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖 a）結構簡單，但沉頭螺釘 處清理切屑比較困難，適于作側面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖 b） ，在帶有螺釘 孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面較大時，常用幾塊 支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度；兩個（或 多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個自由度。 圖6-2 常用支承板的結構形式 3．可調支承 常用可調支承結構形式如圖6-3所示。可調支承多用于支承工件的粗基準面，支承高 度可以根據需要進行調整，調整到位后用螺母鎖緊。一個可調支承限制一個自由度。 圖6-3 常用可調支承的結構形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件 1．定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結構形式。當工件的孔徑尺寸較小時，可選用圖 a 所示的結構；當孔徑尺寸較大時，選用圖 b 所示的結構；當工件同時以圓孔和端面組 合定位時，則應選用圖 c 所示的帶有支承端面的結構。用定位銷定位時，短圓柱銷限 制二個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度；短圓錐銷（圖 d）限制三個自由度。 圖6-6 固定式定位銷的結構形式 4.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對加工前，平面進行了粗、精銑加工，底面進行了鉆、擴加工。 因此，定位、夾緊方案有： 選一面定位方式，一方面用固定 V 型塊，另外用活動 V 型塊定位，夾緊方式用操 作簡單，通用性較強的鉸鏈移動壓板來夾緊。 4.3 切削力及夾緊力的計算 刀具：鉆頭。 則軸向力：見《工藝師手冊》表 28.4 F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FF k =(F 07.1)92()103.?nHB F=420 .0.86357N?? 轉矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT T=0.206 )(34.170.35..18.02 MN???? 功率 P =mKWdV26.90 在計算切削力時,必須考慮安全系數,安全系數 K=K K K K1234 式中 K —基本安全系數，1.5; K —加工性質系數，1.1;2 K —刀具鈍化系數 , 1.1;3 K —斷續(xù)切削系數, 1.14 則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N?? 鉆削時 T=17.34 N M? 切向方向所受力: F =1L T2670534.??? 取 .f F =4416f )(.41N F > Ff1 所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。 根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬 間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數 作為實際所需夾緊力的數值。即： FKW?? 安全系數 K 可按下式計算有：： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]表 可得： 6~ 12?.01..310.56C???? 25223PK ....f 所以有： 19308()KCWFN?? 76.P 5()Kf? 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力 F 夾與切削力Ｆ之間 的關系 F 夾＝KF 軸向力：F 夾＝KF （N） 扭距： Nm93.103.24.05.14.3108.90 ????? ??MYFXKfdC 在計算切削力時必須把安全系數考慮在內，安全系數 2K 由資料《機床夾具設計手冊》查表 可得：7 切削力公式： 式（2.17）PffDF75.02.14? 式中 5mr/3. 查表 得： 821?95.0)1(6.HBKp 即： 69.0NFf? 實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 得：12? WfK? 安全系數 K 可按下式計算，由式（2.5）有：： 6543210? 式中： 為各種因素的安全系數，見參考文獻[16]《機床夾具設計手0~ 冊》表 可得： ? 25.01.32.1.21????K 所以 )(4656980NFWf? 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定 選用螺旋夾緊機構。 4.4 誤差分析與計算 該夾具以一固定 V 型塊和一個活動 V 型塊定位，為了滿足工序的加工要求，必須 使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj???? 與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：j? MjjWDAZWj ???? ?? 由參考文獻[5]可得： ⑴銷的定位誤差 ： 11minDWd?????? 1 21min2min.DdDdJarctgL????? 其中： ，10.52D??20D?? ，dm.3d ， in?in4m 0.63DW?? .2J? ⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj?? 其中接觸變形位移值： 1 ()(9.62nHBZyRaZkNcl??? 查[5]表 1～2 ～15 有 。 104,0.6,.42,0.7RazHBKCn???cos.8jym?? ⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??m5. ⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw??? 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.5 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所 示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖 6.1 可換鉆套 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差 F7 基本 極限 偏差 D6 ＞0～1 3 +0.010 +0.004 6 ＞1～1.8 4 7 ＞1.8～2.6 5 8 6 9 -- ＞2.6～3 +0.016 +0.006 ＞3～3.3 6 +0.016 +0.008 9 ＞3.3～4 7 10 ＞4～5 8 11 8 12 16 ＞5～6 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 13 ＞6～8 12 15 10 16 20 ＞8～10 +0.028 +0.013 15 18 ＞10～12 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 ＞12～15 22 26 0.008 ＞15～18 +0.034 +0.016 26 30 16 28 36 ＞18～22 30 +0.028 +0.015 34 ＞22～26 35 39 20 36 HT 200 ＞26～30 +0.041 +0.020 42 +0.033 +0.017 46 25 HT20 0 56 0.012 ＞30～35 48 52 ＞35～42 55 59 ＞42～48 62 66 ＞48～50 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 鉆模板選用鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 4.6 確定夾具體結構和總體結構 對夾具體的設計的基本要求 （1）應該保持精度和穩(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，夾具體應該采用鍛造，時效處理，退火等處 理方式。 （2）應具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有 足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3