- I -摘 要本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。總泵缸體工藝規(guī)程及其鉆、攻 M22 1.5-5H 螺紋的工裝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。- II -AbstractThis design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.Master cylinder process and attack M22 1.5-5H thread; in the fixture design process design, including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in laterKeywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error.- 1 -目 錄摘 要 .IAbstract II目 錄 .11．1 引言 21．2 機械加工工藝規(guī)程的作用 21．3 研究方法及技術路線 31．4 課題背景及發(fā)展趨勢 4第 2 章 工藝規(guī)程設計 .52．1 毛坯的制造形式 52. 2 零件分析 52．3 基面的選擇 .62.3.1 粗基準的選擇原則 .62．3．2 精基準選擇的原則 62．4 制定工藝路線 72.5 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 72．6 確定切削用量及基本工時 9第 3 章 車 Φ32 端面、鉆、攻 M22 1.5-5H 螺紋的夾具設計 22?3.1：問題的提出 223.2：定位基準的選擇 223.3 切削力及夾緊力計算 223.4 定位誤差分析 .233.5 平衡塊的計算 .243.6 夾具截圖 .25總 結 .27致 謝 .28參 考 文 獻 .29- 2 -第一章 緒論1．1 引言制造技術的重要性是不言而喻的，它與當今的社會發(fā)展密切相關?，F代制造技術是當前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經濟的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術的范圍，規(guī)模的不斷擴大，技術水平的不斷提高，向文化，藝術，工業(yè)發(fā)展，出現了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術。到了資本主義和社會主義社會，出現了大工業(yè)生產，使得人類的物質生活和文明有了很大的提高，對精神和物質有了更高的要求，科學技術有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關系更為密切。蒸汽機的制造技術的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產，內燃機制造技術的出現和發(fā)展形成了現代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機制造技術促進了現代噴氣客機和超音速飛機的發(fā)展，集成電路制造技術的進步左右了現代計算機的水平，納米技術的出現開創(chuàng)了微創(chuàng)機械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機，人造飛機，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術的出現，使人類活動走出了地球，走向太空 。1．2 機械加工工藝規(guī)程的作用機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產效率，技術先進，經濟效益高，勞動條件良好。制訂工藝規(guī)程的程序：1、 計算生產綱領，確定生產類型- 3 -2、 分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度4、 制訂工藝路線5、 進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。 ）1．3 研究方法及技術路線1. 深入生產實踐調查研究在深入生產實踐調查研究中，應當掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產綱領，制造與使用夾具情況等。2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序計算生產綱領，確定生產類型，分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設備等） ，進行工序設計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等） ，確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。3. 確定工件的夾緊方式和設計夾緊機構夾緊力的作用點和方向應符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。4. 確定夾具其他部分的結構形式如分度裝置，對刀元件和夾具體等5. 繪制夾具總裝配圖在繪制總裝配圖時，盡量采用 1：1 比例，主視圖應選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導向元件，夾緊機構，傳動裝置等順序， 畫出具體結構。6. 標注各部分主要尺寸，公差配合，和技術要求7. 標注零件編號及編制零件明細表在標注零件編號時。標準件可直接標出國家標準代號。明細表要注明夾具名稱，- 4 -編號，序號，零件名稱及材料，數量等。8. 繪制家具零件圖拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。1．4 課題背景及發(fā)展趨勢機床夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，沖鋒發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此夾具在機械制造中占有重要的地位。機床夾具的設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項技術措施。我們在設計中也應該注意一些重要方法，我們必須深入生產實踐調查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術要求，該件在機械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。 （2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準面的選擇狀況，可用的機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。 （3）生產綱領——夾具的結構形式應與工件批量大小相適應，做到經濟合理。 （4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設計，我也要了解并注意設計夾具出現的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準是否與工序基準重合，定位基準的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關。這些因素所造成的誤差，可以通過數學計算求得。在采取提高定位精度的措施時，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機床上的定位精度，和刀具在夾具上的導向精度也不應忽視。夾具在機床上的定位精度，主要與定位元件表面與機床配合處的位置精度。夾具與機床連接處的配合間隙等因素有關。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應采用調整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導向精度通常利用- 5 -導向元件或對刀元件來保證。因此影響刀具在夾具上的導向精度的因素有：導套中心到定位元件產生變形等。夾具中出現過定位時，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。第 2 章 工藝規(guī)程設計2．1 毛坯的制造形式零件材料為 HT200，由于零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鑄造成型，鑄造精度 10 級，加工余量等級 MA-F，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。2. 2 零件分析要對該零件的平面、孔、和螺紋進行加工。具體加工要求如下：右端階梯面 粗糙度 12.5aRΦ20 端面 粗糙度 12.5Φ18 孔 粗糙度 25aΦ21 孔 粗糙度 0.8R2-Φ10.5 孔 粗糙度 25aM12 1.25-5H 螺紋 精度等級 5?Φ12.5 沉孔 粗糙度 3.2、Ra25aRΦ32 端面 粗糙度 6.3M22 1.5-5H 螺紋 精度等級 5?透孔 Φ0.7 粗糙度 12.5aR沉孔 Φ3.5 粗糙度 12.5通孔 Φ3.5 粗糙度 12.5a- 6 -2．3 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。2.3.1 粗基準的選擇原則1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。由以上及零件知，選用左端 Φ32 外圓面作為定位粗基準。2．3．2 精基準選擇的原則選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。精基準選擇應當滿足以下要求：1）用設計基準作為定位基準，實現“基準重合” ，以免產生基準不重合誤差。2）當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現“基準統(tǒng)一” ，以免生產基準轉換誤差。3）當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。4）為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準” 、反復加工的原則。5）有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。由上及零件圖知，選用 Φ20.96 孔（即 Φ21 精加工之后的孔，后面還有一道磨削） 、- 7 -Φ10.5 及一端面作為定位精基準。2．4 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。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。工序 01：鑄造工序 02：時效處理工序 03：車右端階梯面；車倒角 C1工序 04：車 Φ20 端面工序 05：劃各孔的中心線工序 06：鉆 Φ18 孔；擴 Φ18 孔至 Φ20.8；鉸 Φ20.8 孔至 Φ20.96；鉆 2-Φ10.5 孔；锪倒角 1 90°?工序 07：鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 Φ10.75；攻 M12 1.25-5H 螺紋；锪沉孔?Φ12.5 深 3工序 08：車 Φ32 端面；鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 Φ20.5；攻 M22 1.5-5H 螺紋；?倒角 C1工序 09：鉆透孔 Φ0.7；锪沉孔 Φ3.5 深 3；鉆 Φ3.5 通孔工序 10：磨 Φ20.96 孔至 Φ21（0~0.023） ；倒角 C1工序 11：去毛刺工序 12：檢驗至圖紙要求工序 13：入庫2.5 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 1. 右端階梯面的加工余量尺寸公差為 CT10 級，加工余量等級 MA-F,查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4 得，鑄件的單邊加工余量 Z=3.0mm, 粗糙度 12.5，查《機械制造工藝設計簡aR明手冊》表 1.4-6 和表 1.4-8 知，一步車削即可滿足其精度要求。2. Φ20 端面的加工余量- 8 -尺寸公差為 CT10 級，加工余量等級 MA-F,查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4 得，鑄件的單邊加工余量 Z=3.0mm, 粗糙度 12.5，查《機械制造工藝設計簡aR明手冊》表 1.4-8 知，一步車削即可滿足其精度要求。3. Φ18 孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-7 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。4. Φ21 孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra0.8，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-7 知，需經過鉆——擴——鉸——磨削方可滿足其精度要求，再由表 2.3-8 得，首先鉆孔至 Φ18、接著再擴 Φ18 孔至 Φ20.8、然后鉸 Φ20.8 孔至Φ20.96，最后磨 Φ20.96 孔至 Φ21。 5. 2-Φ10.5 孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-7 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 6. M12 1.25-5H 螺紋的加工余量?因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，螺紋的精度等級 5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3-20 知，首先鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 Φ10.75，再攻 M12 1.25-??5H 螺紋7. Φ12.5 沉孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra3.2、Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-7 知，擴 Φ10.75 孔至 Φ12.5 深 3 即可滿足要求。8、Φ32 端面的加工余量尺寸公差為 CT10 級，加工余量等級 MA-F,查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4 得，鑄件的單邊加工余量 Z=3.0mm, 粗糙度 12.5，查《機械制造工藝設計簡aR明手冊》表 1.4-8 知，一步車削即可滿足其精度要求。9、M22 1.5-5H 螺紋的加工余量?因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，螺紋的精度等級 5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3-20 知，首先鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 Φ20.5，再攻 M22 1.5-5H??螺紋- 9 -10、透孔 Φ0.7、沉孔 Φ3.5、通孔 Φ3.5 的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 1.4-7 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。11. 其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。2．6 確定切削用量及基本工時工序 01：鑄造工序 02：時效處理工序 03：車右端階梯面；車倒角 C1工步一：車右端階梯面選擇外圓車刀1） 車削深度， ap=2.0mm。2）機床功率為 7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊》表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按《切削手冊》 ，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據 CA6140 臥式車床車床參數，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。? ?5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=2.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(12+9+2.0)/（475 0.16）min 0.303min。??工步二：車倒角 C1刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 可以查出 當 σ ｂ ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw- 10 -按 CA6140 車床說明書 主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求車削功率檢驗按有關手冊當 C=1 ｆ＝0.64 ｍｍ查得轉矩Ｍ＝61.8 N.M功率公式:ＰC＝McVc/30C=61.8 17/30 1=35.0W=0.035KW?按 CA6140 車床 主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要工序 04：車 Φ20 端面選擇端面車刀1） 車削深度，因為右端面精度要求不高，故可以選擇 ap=3.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2）機床功率為 7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊》表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按《切削手冊》 ，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據 CA6140 臥式車床車床參數，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s則實際切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc=V ?fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。?5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=3.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(10+3.0)/（475 0.16）=0.171min 。?工序 05：劃各孔的中心線工序 06：鉆 Φ18 孔；擴 Φ18 孔至 Φ20.8；鉸 Φ20.8 孔至 Φ20.96；鉆 2-- 11 -Φ10.5 孔；锪倒角 1 90°?工步一：鉆 Φ18 孔1、加工條件加工材料: HT200，硬度 HBW170～241，鑄件。工藝要求：孔徑 d=18mm。精度 H12~H13,用乳化液冷卻。機床：選用 CA6140 車床和三瓜卡盤。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖 3 所示） ，其直徑 d=18mm 鉆頭幾何形狀為（根據《切削用量手冊》表 2.1 及表 2.2）：標準鉆頭， ，25???，后角 ， ，橫刃長度 ，弧面長度 。210,Kr??01???50??2.5bm?lm3．選擇切削用量（1）選擇進給量 f按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表 2.7，當鑄鐵硬度200H有 。rmf/30.~5.?（2）計算切削速度根據《切削用量手冊》表 2.15，當鑄鐵硬度 =200～220HBS 時， =0.25, b?f時， =30mm/min。0d?cv切削速度的修正系數為： ， ， ， ，0.1?TvK.8Mv0.75SvK?0.1tv故 =30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min 22.5m/minvck?????= r/mm 398r/mm01dn?185.2?根據 CA6140 車床技術資料（見《簡明手冊》表 4.2-12）可選擇n=400r/mm， =20mm/min。cv4．計算基本工時根據公式 nfLtm?式中， ，l=118mm ，入切量及超切量由《切削用量手冊》表 2.29 查出??yl=12mm，計算得，??y- 12 -L=（118+12）mm=130mm 故有： t= =1.3minmin25.0413?工步二：擴 Φ18 孔至 Φ20.8利用鉆頭將 孔擴大至 ，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用18?m8.20?量可根據鉆孔的切削用量選取 ????rff/7.~5.075.06.12???鉆根據機床說明書，選取 f5.0min/4~6123312vv??????????????鉆則主軸轉速為 ，并按車床說明書取 ，實際in/4~6.rn? in/68rw?切削速度為 i/.108.2dvw???切削工時： ， ， ，則機動工時為ml5.?l4?ml02in93.57.6821???fntwm工步三：鉸 Φ20.8 孔至 Φ20.96根據參考文獻Ⅳ表 2-25， ， ，得rf/4.0~?in/12~8v?min/65.24~8.19rns?查參考文獻Ⅴ表 4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取 ，rmf/35.0，實際切削速度 。mi/98rw i/3.9v切削工時： ， ， ，則機動工時為l5.12l081?l02?in65?????fntw工步四：鉆 2-Φ10.5 孔1、加工條件加工材料: HT200，硬度 HBW170～241，鑄件。工藝要求：孔徑 d=10.5mm。精度 H12~H13,用乳化液冷卻。機床：選用 CA6140 車床和三瓜卡盤。2、選擇鉆頭- 13 -選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖 3 所示） ，其直徑 d=10.5mm 鉆頭幾何形狀為（根據《切削用量手冊》表 2.1 及表 2.2）：標準鉆頭， ，25???，后角 ， ，橫刃長度 ，弧面長度 。210,Kr??01???50??2.5bm?lm3．選擇切削用量（1）選擇進給量 f按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表 2.7，當鑄鐵硬度200H有 。rmf/30.~5.?（2）計算切削速度根據《切削用量手冊》表 2.15，當鑄鐵硬度 =200～220HBS 時， =0.25, b?f時， =30mm/min。0d?cv切削速度的修正系數為： ， ， ， ，0.1?TvK.8Mv0.75SvK?0.1tv故 =30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min 22.5m/minvck?????= r/mm 682r/mm01dn?5.12?根據 CA6140 車床技術資料（見《簡明手冊》表 4.2-12）可選擇n=700r/mm， =25mm/min。cv4．計算基本工時根據公式 nfLtm?式中， ，l=8.5mm ，入切量及超切量由《切削用量手冊》表 2.29 查出??yl=7.25mm，計算得，??yL=（8.5+7.25）mm=15.75mm 故有： t= =0.18minmin25.071?工步五：锪倒角 1 90°刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 可以查出 當 σ ｂ ＝160～245HBS- 14 -ａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按 CA6140 車床說明書 主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求車削功率檢驗按有關手冊當 C=1 ｆ＝0.64 ｍｍ查得轉矩Ｍ＝61.8 N.M功率公式:ＰC＝McVc/30C=61.8 17/30 1=35.0W=0.035KW?按 CA6140 車床 主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要求工序 07：鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 Φ10.75；攻 M12 1.25-5H 螺紋；锪沉孔?Φ12.5 深 3工步一：鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 Φ10.75?選用 高速鋼錐柄麻花鉆（ 《工藝》表 3.1－6）m75.10?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機（《切削》表 2.15）in/2v?593r/minin/75.102rD???按機床選取 n=600r/minmi/3.26.dnvw?切削工時： ， ， 則機動工時為l13l75.?l23?in1.0i28.6021 ????fnltwm工步二：攻 M12 1.25-5H 螺紋選擇 M12 1.25-5H 高速鋼機用絲錐?等于工件螺紋的螺距 ，即 f=1.25mm/rf pv=20m/min- 15 -531r/minmin/12010rDvn????按機床選取 n=500r/min切削工時： ， ， 則機動工時為l31l625.0?ml23?in.i.52????fnltwm工步三：锪沉孔 Φ12.5 深 31、加工條件加工材料: HT200，硬度 170~241HBW，鑄件。工藝要求：孔徑 d=12.5mm，精度 H12~H13,用乳化液冷卻。機床：選用 Z525 立式鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼锪刀（如圖 3 所示） ，其直徑 d=12.5mm 3．選擇切削用量（1）選擇進給量 f按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表 2.7，有 。rmf/39.0~1.?（2）計算切削速度根據《切削用量手冊》表 2.15，當鑄鐵硬度 =200～220HBS 時， , b?.4/fr時， =30mm/min。0dm?cv切削速度的修正系數為： ， ， ， ，0.1?TvK.8Mv0.75SvK?0.1tv故 =30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min 22.5m/minvck?????= r/mm 573r/mm01dn?5.12?根據 Z525 型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表 4.2-12）可選擇n=600r/mm， ， =25mm/mincv4．計算基本工時根據公式 nfLtm?- 16 -式中， ，l=6.25mm ，入切量及超切量由《切削用量手冊》表 2.29 查出???ylL=3，計算得，??yL=（6.25+3）mm=9.25mm 故有： t= 0.062minmin25.069??工序 08：車 Φ32 端面；鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 Φ20.5；攻 M22 1.5-5H 螺紋；??倒角 C1工步一：車 Φ32 端面選擇端面車刀1） 車削深度，因為右端面精度要求不高，故可以選擇 ap=3.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2）機床功率為 7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表 3.7，后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊》表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按《切削手冊》 ，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據 CA6140 臥式車床車床參數，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s則實際切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc=V ?fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。?5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=3.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(16+3.0)/（475 0.16）=0.25min 。?工步二：鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 Φ20.5選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）5.20?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機- 17 -（《切削》表 2.15）min/35v?544r/minin/5.20310rD???按機床選取 n=500r/minmi/2.31.0dnvw?切削工時： ， ， 則機動工時為l4l5.10?l03?in7.i28.5321 ????fnltwm工步三：攻 M22 1.5-5H 螺紋選擇 M22 1.5-5H 高速鋼機用絲錐?等于工件螺紋的螺距 ，即 f=0.75mm/rf pv=35m/min507r/minmin/23510rDvn????按機床選取 n=500r/min切削工時： ， ， 則機動工時為l1l75.02?ml03?in4.i.5321????fnltwm工步四：倒角 C1刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 可以查出 當 σ ｂ ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按 CA6140 車床說明書 主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求車削功率檢驗按有關手冊當 C=1 ｆ＝0.64 ｍｍ查得轉矩Ｍ＝61.8 N.M- 18 -功率公式:ＰC＝McVc/30C=61.8 17/30 1=35.0W=0.035KW?按 CA6140 車床 主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要求工序 09：鉆透孔 Φ0.7；锪沉孔 Φ3.5 深 3；鉆 Φ3.5 通孔工步一：鉆透孔 Φ0.7確定進給量 ：根據參考文獻 Ⅳ表 2-7，當鑄鐵的 ，f MPab80??時， 。由于本零件在加工 Φ0.7 孔時屬于低剛md7.0??rm/47.0~39.?度零件，故進給量應乘以系數 0.45，則??rf /23.01.5.2.?根據 Z525 機床說明書，現取 f/切削速度：根據參考文獻Ⅳ表 2-13 及表 2-14，查得切削速度所以min/0.2v?min/9107.210rdvws ????根據機床說明書，取 ，故實際切削速度為i/i/2.10.nv切削工時： ， ， ，則機動工時為ml5?l35.l3?in6.1021?????fnltwm工步二：锪沉孔 Φ3.5 深 31、加工條件加工材料: HT200，硬度 170~241HBW，鑄件。工藝要求：孔徑 d=3.5mm，精度 H12~H13,用乳化液冷卻。機床：選用 Z525 立式鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆，其直徑 d=3.5mm 3．選擇切削用量（1）選擇進給量 f按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表 2.7，有 。rmf/30.~1.?- 19 -（2）計算切削速度根據《切削用量手冊》表 2.15，當鑄鐵硬度 =170~241HBW，d10mm 時，f=0.15,b?=10mm/min。cv切削速度的修正系數為： ， ， ， ，0.1?TvK.8Mv0.75SvK?0.1tv故 =10 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=7.5m/minvck????= r/mm 682r/mm01dn?5.37?根據 Z525 型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表 4.2-12）可選擇n=700r/mm， ， =7.5mm/mincv4．計算基本工時根據公式 nfLtm?式中， ，l=3mm ，入切量及超切量由《切削用量手冊》表 2.29 查出??yl=3.4，計算得，??yL=（3+3.4）mm=6.4mm 故有： t= 0.061minmin15.0746??工步三：鉆 Φ3.5 通孔1、加工條件加工材料: HT200，硬度 170~241HBW，鑄件。工藝要求：孔徑 d=3.5mm，精度 H12~H13,用乳化液冷卻。機床：選用 Z525 立式鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼锪刀，其直徑 d=3.5mm 3．選擇切削用量（1）選擇進給量 f按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表 2.7，有 。rmf/30.~1.?（2）計算切削速度- 20 -根據《切削用量手冊》表 2.15，當鑄鐵硬度 =170~241HBW，d10mm 時，f=0.15,b?=10mm/min。cv切削速度的修正系數為： ， ， ， ，0.1?TvK.8Mv0.75SvK?0.1tv故 =10 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=7.5m/minvck????= r/mm 682r/mm01dn?5.37?根據 Z525 型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表 4.2-12）可選擇n=700r/mm， ， =7.5mm/mincv4．計算基本工時根據公式 nfLtm?式中， ，l=5mm ，入切量及超切量由《切削用量手冊》表 2.29 查出??yl=3.75，計算得，??yL=（5+3.75）mm=8.75mm 故有： t= 0.083minmin15.078??工序 10：磨 Φ20.94 孔至 Φ21（0~0.023） ；倒角 C1工步一：磨 Φ20.94 孔至 Φ21（0~0.023）1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P 350 40 127?其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為 46#,硬度為中輪 1 級，陶瓷結合劑，6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 350x40x1272)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表 33-42 有工件速度 ＝18m/minwv縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)af切削深度 ＝0.0157mm/str3)切削工時 rabfvkDZt102??- 21 -式中 D---被加工直徑 b----加工長度Z --單邊加工余量bK---系數V---工作臺移動速度--工作臺往返一次砂輪軸向進給量af--工作臺往返一次砂輪徑向進給量 0.029(min)0157.2180.2???t ?工步二：倒角 C1刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 可以查出 當 σ ｂ ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按 M215A 內圓磨床說明書 主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求車削功率檢驗按有關手冊當 C=1 ｆ＝0.64 ｍｍ查得轉矩Ｍ＝61.8 N.M功率公式:ＰC＝McVc/30C=61.8 17/30 1=35.0W=0.035KW?按 M215A 內圓磨床床 主電機功率Ｐ＝1.1ｋｗ可見ＰC 比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要求工序 11：去毛刺工序 12：檢驗至圖紙要求工序 13：入庫- 22 -第 3 章 車 Φ32 端面、鉆、攻 M22 1.5-5H 螺紋的夾具設計?3.1：問題的提出本夾具主要用于車 Φ32 端面；鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 Φ20.5；攻 M22 1.5-5H?螺紋；倒角 C1；，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。3.2：定位基準的選擇1.夾具體的凸臺面與工件端面配合限制三個自由度。2.固定式定位銷與工件 Φ20.96 孔配合限制兩個自由度。3.削邊銷與工件 Φ10.5 孔配合限制一個自由度。4.工件的夾緊則由兩個鉤形壓板來實現。3.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用端面車刀 機床： CA6140 臥式車床由[3] 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0?查表 9.4—8 得其中： 修正系數 0.1?vk3F83.FFXz=24 65.0?yuPa?Fw代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。安全系數 K= 4321K其中： 為基本安全系數 1.5為加工性質系數 1.12為刀具鈍化系數 1.13為斷續(xù)切削系數 1.14K所以 NF7.15??- 23 -（2）夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機 由 ??FKfN???21其中 f 為夾緊面上的摩擦系數，取 25.01?fF= +G G 為工件自重zPfF4.35121????夾緊螺釘： 公稱直徑 d=8mm，材料 45 鋼 性能級數為 6.8 級MPaB06???MPaBs4801??螺釘疲勞極限： B9263.2.1 ??極限應力幅： akma7.51li????許用應力幅： ??MPSa3.li?螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 ??s???[s]=3.5~4 取[s]=4得 ??Pa120??滿足要求???8.24cHdF???MaNc153.經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，3.4 定位誤差分析(1)移動時基準位移誤差 yj??（式 5-5）? min11XDd??式中： ———— 固定銷孔的最大偏差1d?————固定銷孔的最小偏差D————固定銷定位孔與固定銷最小配合間隙1min代入（式 5-5）得： =0.021+0+0.02=0.031yj? min11d???- 24 -(2) 轉角誤差（式 5-6）LXDdXDdtg2min2min11 ??????式中： ————固定銷孔的最大偏差1————固定銷銷孔的最小偏差————固定銷定位孔與定位銷最小配合間隙1min?————固定銷孔的最大偏差2d————削邊銷孔的最小偏差D————削邊銷定位孔與固定銷銷最小配合間隙2minX其中： )2(min1i XLgx????則代入（式 5-6）得：0.0010473106.8.0.2.tg?????則： 0.06°?3.5 平衡塊的計算對移動式結構不對稱的車床夾具，設計時應采取平衡措施，以減少由離心力產生的振動和主軸軸承的磨損。離心力 Fj 的計算公式為Fj=0.01mjR(n×n)式中 mj-----工件和夾具不平衡部分的合成質量（kg） ；R-----工件和夾具不平衡部分的合成質量中心至回轉中心的距離（m） ；n----主軸轉速（r/min） 。由離心力引起的力矩 Mj 為Mj=FjL平衡塊引起的離心力 Fp(N)為Fp=0.01mpr(n×n)式中 mp-----平衡塊的質量r------平衡塊中心至回轉中心的距離（m）由 Fp 引起的力矩 Mp 為Mp= Fpl在綜合考慮徑向位置和軸向位置平衡的情況下，滿足平衡關系式Mp=Mj即 0.01mjR(n×n)L=0.01mpr(n×n)l- 25 -化簡后得 Mp=mjRL/rl為了彌補估算法的誤差，平衡塊上應開有環(huán)形槽或徑向槽，以便夾具裝配時調整其位置。長×寬×高=體積體積×密度=質量Mj=(0.23×0.11×0.1)×7×1000+(0.068×0.098×0.106×7×1000)=17.71+4.944688=22.6kgmp=mjRL/rl=22.6×72×55/102×12.5=70.36kg3.6 夾具截圖圖 3.6-1- 26 -圖 3.6-2 夾具體（即角鐵）- 27 -總 結這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設計。這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。- 28 -致 謝這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。