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摘 要
機(jī)械制造技術(shù)是以切削理論為基礎(chǔ)、制造工藝為主線、兼顧工藝裝備知識(shí)的機(jī)械制造技術(shù)基本能力的培養(yǎng)；是綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的一個(gè)重要環(huán)節(jié)；是對(duì)學(xué)生運(yùn)用所掌握的“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”知識(shí)及相關(guān)知識(shí)的一次全面訓(xùn)練。
機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程是指從原材料開(kāi)始到成品出廠的全部勞動(dòng)過(guò)程，它既包括毛坯的制造，零件的機(jī)械加工和熱處理，機(jī)器的裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試和涂裝等主要?jiǎng)趧?dòng)過(guò)程，還包括專用工具、夾具、量具和輔具的制造、機(jī)器的包裝、工件和成品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸、加工設(shè)備的維修，以及動(dòng)力供應(yīng)等輔助勞動(dòng)過(guò)程。
機(jī)械加工工藝過(guò)程是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的一部分，是直接生產(chǎn)過(guò)程，其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來(lái)加工工件，使之達(dá)到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能，成為合格零件的生產(chǎn)過(guò)程。
本文以解放牌汽車中間軸軸承支架零件為對(duì)象，編制其機(jī)械加工工藝規(guī)程，并對(duì)其中兩道工序進(jìn)行機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：機(jī)械制造技術(shù)；機(jī)械加工；機(jī)械加工工藝過(guò)程；專用夾具設(shè)計(jì)；
Abstract
Technology is a cutting machine based on the theory, manufacturing process as the main line, taking into account the knowledge of mechanical process equipment, manufacturing of basic skills; is the comprehensive application of basic knowledge of mechanical manufacturing technology, basic theory and basic skills, analyze and solve practical engineering problems an important part; is used by students to master the "mechanical manufacturing base of" knowledge and knowledge of a comprehensive training.
Machinery production process is started from raw material to finished product all the labor process, including both blank manufacturing, parts machining and heat treatment, machine assembly, inspection, testing and painting and other major labor process, including special tools , fixtures, gages and aids in the manufacturing, packaging machinery, parts and finished goods storage and transportation, processing equipment, maintenance, and auxiliary power supply of the labor process.
Mechanical process is part of the production process of mechanical products is the direct production process, its intent is the use of metal cutting tools or abrasive to processing the workpiece, so that the required shape, size, surface roughness and mechanical physical properties, parts of the production process to become qualified.
In this paper, the liberation of the intermediate shaft bearing support brand car parts for the objects, the preparation of the machining process planning, and procedures for the machine in which two special fixture design.
Key words: Manufacturing Technology; mechanical processing; mechanical process; Special fixture design;
目錄
摘 要 I
ABSTRACT II
目錄 III
第一章 緒論 1
第二章 概述 2
2.1夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求 2
2.2機(jī)床夾具功用 3
2.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 3
2.4機(jī)床夾具組成 4
2.5機(jī)床夾具的分類 5
2.6機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求 6
2.7現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 7
第三章 零件的分析 9
3.1零件的作用 9
3.2零件的工藝分析 10
第四章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 11
4.1確定毛坯的制造形式 11
4.2基準(zhǔn)的選擇 12
4.3制定工藝路線 13
4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 15
4.5確定切削用量及基本工時(shí) 17
4.6編制工藝文件 32
第五章 夾具設(shè)計(jì) 33
5.1車床夾具設(shè)計(jì) 33
5.2銑床夾具設(shè)計(jì) 35
5.3繪制夾具裝配圖及夾具體零件圖 37
結(jié)論 40
參考文獻(xiàn) 41
致謝 42
附件1 43
附件2 64
77
第一章 緒論
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，要求機(jī)械工業(yè)不斷提供先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，加之市場(chǎng)需求的變化多端，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短，多品種、小批量生產(chǎn)的比例在提高。這樣，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，很不適應(yīng)新的生產(chǎn)特點(diǎn)。為了適應(yīng)機(jī)械工業(yè)又好又快發(fā)展的需要，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)也必須與時(shí)俱進(jìn)，要求企業(yè)的高級(jí)技能人才能不斷設(shè)計(jì)出構(gòu)思合理、結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確、工藝精良的夾具。所以，在大學(xué)畢業(yè)之前，選擇簡(jiǎn)單的夾具設(shè)計(jì)，希望通過(guò)此次設(shè)計(jì)，在過(guò)程中希望得到以下訓(xùn)練：
（1）運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，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(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。
（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
（3）學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。
（4）熟悉零件的工藝制定，和有關(guān)計(jì)算。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完大學(xué)的全部課程之后進(jìn)行的，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)各課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)至關(guān)重要的一環(huán)。本設(shè)計(jì)就CA10B解放牌汽車的前調(diào)整臂的外殼的工藝規(guī)程及其加工過(guò)程中的專用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于作者的能力有限，設(shè)計(jì)難免存在不足和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師給予指教，在此致謝！
第二章 概述
在機(jī)床制造企業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械加工、檢驗(yàn)、焊接、熱處理和裝配等冷熱加工工藝，都使用著大量的夾具，用以安裝對(duì)象，使之占有正確的加工位置。夾具在保證加工質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本等方面有著極其明顯的經(jīng)濟(jì)效益。因此，夾具是企業(yè)生產(chǎn)中的一種重要的工藝裝備。
2.1夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求
為了確保工件的加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，對(duì)夾緊裝置提出“正、牢、簡(jiǎn)、快”的基本要求，如下
1）“正”就是在夾緊過(guò)程中應(yīng)保持工件原有的正確定位。
2）“牢”就是夾緊力要可靠、適當(dāng)，既要把工件壓緊夾牢，保證工件不產(chǎn)生位移、不抖動(dòng)；且不因?yàn)閵A緊力過(guò)大而使工件表面損傷或變形。
3）“簡(jiǎn)”就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性能好、容易制造。只有在生產(chǎn)批量較大的時(shí)候，才考慮相應(yīng)增加夾具夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度。
4）“快”就是夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、迅速、方便、省力。
設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，首先要合理選擇夾緊力的方向，再確定其著力點(diǎn)和大小，并確定夾緊力的傳遞方式和相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，最后選用或設(shè)計(jì)夾緊裝置的具體結(jié)構(gòu)，來(lái)保證實(shí)現(xiàn)上述基本要求。
對(duì)于夾具體的基本要求，如下：
1）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
2）力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸工件方便
3）要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和實(shí)用性
4）結(jié)構(gòu)尺寸大小適當(dāng)且穩(wěn)定
5）排除切削問(wèn)題要解決
6）夾具在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定、安全
2.2機(jī)床夾具功用
機(jī)床夾具的主要功能如下：
1）保證加工質(zhì)量
使用機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。
2）提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本
使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且容易實(shí)現(xiàn)多件、多工位加工。
3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍
在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。
4）減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全
采用專用夾具裝卸工件顯然比不用夾具方便、省力、安全、迅速。
2.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
在機(jī)床上采用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。
一、機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝夾工件，即工件裝夾中的定位和夾緊。
1）.定位
確定工件在夾具中占有正確的位置的過(guò)程，定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件的定位面接觸成配合實(shí)現(xiàn)的，正定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。
2）.夾緊
工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。
二、機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀與導(dǎo)向。
1）.對(duì)刀
調(diào)整刀具切削相對(duì)工件或夾具的正確位置如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。
2）.導(dǎo)向
如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削，導(dǎo)向元件制成模板形成，故鉆床夾具常稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導(dǎo)向的功能的。
2.4機(jī)床夾具組成
一、機(jī)床夾具的基本組成部分
雖然各類機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)有所不同但按主要功能加以分析。機(jī)床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個(gè)部分，這也好似夾具體的主要內(nèi)容。
1.定位元件
定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就確定了。
2.夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。
3.夾具體
通常夾具作為鑄件的結(jié)構(gòu)、鍛件結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體的不同位置上。
二、夾具的其他組成部分
為滿足夾具的其他功能要求，各種夾具好要設(shè)計(jì)其他的元件個(gè)裝置。
1.連接元件
根據(jù)機(jī)床的工作特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝。
連接常有的兩種方式：一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機(jī)床上的位置。
2.對(duì)刀與導(dǎo)向裝置
對(duì)刀裝置常見(jiàn)在銑床夾具中，用以對(duì)刀塊
調(diào)銑刀對(duì)刀前的位置，對(duì)刀時(shí)，銑刀不能與對(duì)刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀塊工作表面。
導(dǎo)向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行切削。
3.其他元件和裝置
根據(jù)加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，例如靠模裝置上下料加工工藝機(jī)器人等。
2.5機(jī)床夾具的分類
一、按夾具的通用特性分類
這是一種基本的分類方法，主要反應(yīng)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據(jù)。目前，我國(guó)常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動(dòng)化生產(chǎn)夾具等五大類。
1）.通用夾具
通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤(pán)等。其特點(diǎn)是使用性強(qiáng)，不需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件，這類夾具以商品化，且成為機(jī)床附件，采用這種夾具可減少生產(chǎn)周期，減少夾具品種從而降低生產(chǎn)成本，其缺點(diǎn)是夾具的精度不高，生產(chǎn)效率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故使用與單件小批量生產(chǎn)中。
2）.專用夾具
專用夾具是針對(duì)一個(gè)工序的要求而專門設(shè)計(jì)和制造夾具，其特點(diǎn)是針對(duì)性極強(qiáng)，沒(méi)有通用性，在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定批量較大的生產(chǎn)中，常用各種專用夾具，可獲得較長(zhǎng)，隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經(jīng)濟(jì)性等方面已多生許多問(wèn)題。
3）.可調(diào)夾具
可調(diào)夾具是針對(duì)通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來(lái)的異類新型夾具對(duì)不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調(diào)夾具，它按成組原理設(shè)計(jì)并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產(chǎn)中上午有較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
4）.組合夾具
組合夾具是一種模塊化的夾具，標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具，夾具用完后，元件可以拆除留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并且有可減少專用夾具數(shù)量的優(yōu)點(diǎn)，因此、組合夾具在單件中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具，組合夾具也已商品化。
5）.自動(dòng)化生產(chǎn)專用夾具
自動(dòng)化生產(chǎn)專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機(jī)床專用夾具兩大類，自動(dòng)線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數(shù)控機(jī)床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機(jī)床的夾具比例正在增加，得以滿足數(shù)控機(jī)床的加工要求，數(shù)控幾傳呼的典型結(jié)構(gòu)是平裝夾具，它是利用標(biāo)準(zhǔn)的模塊組裝的夾具。
二、按夾具使用的機(jī)床分類
這是專用夾具設(shè)計(jì)使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具。設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)機(jī)床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點(diǎn)是機(jī)床切削成型運(yùn)動(dòng)不同、故夾具與機(jī)床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。
2.6機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須使工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)條件和經(jīng)濟(jì)效益等四方面達(dá)到辯證的統(tǒng)一。其中能穩(wěn)定地保證加工質(zhì)量是最基本的要求。為了提高生產(chǎn)率，夾具采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)裝置以及快速高效的夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，這往往會(huì)增加夾具的制造成本，但當(dāng)工件的批量增加到一定規(guī)模時(shí)，因?yàn)閱渭墓r(shí)下降所獲得的經(jīng)濟(jì)效益將得到補(bǔ)償，從而降低工件的制造成本。因此所設(shè)計(jì)的夾具其復(fù)雜程度和工作效率必須與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，才能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。
但是，任何技術(shù)措施都會(huì)遇到某些特殊情況，故對(duì)以上四方面有時(shí)候也很側(cè)重。例如對(duì)于位置精度要求很高的工件加工，往往著眼于滿足加工精度要求；對(duì)于精度要求不高的而生產(chǎn)批量較大的工件，則需要著重考慮提高夾具的工效。
總之，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)該滿足以下幾個(gè)基本要求：
1）.保證工件的加工精度 即在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，夾具應(yīng)滿足以下三個(gè)要求：工件在夾具中的定位，夾具在機(jī)床上的位置，刀具的正確位置。
2）.保證工人的造作安全；
3）.達(dá)到加工的造作生產(chǎn)率要求
4）.滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)
2.7現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
由于市場(chǎng)需求的變化多端以及機(jī)電產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期短，多品種、中小批量生產(chǎn)的比例在提高。為了適應(yīng)現(xiàn)代化機(jī)械工業(yè)向高、精、尖方向發(fā)展的需要，現(xiàn)代機(jī)床夾具也必須與時(shí)俱進(jìn)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作和傳統(tǒng)的夾具結(jié)構(gòu)已經(jīng)不適應(yīng)新的生產(chǎn)特點(diǎn)，其發(fā)展方向主要表現(xiàn)為“四化”。
（1）標(biāo)準(zhǔn)化
夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見(jiàn)的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
（2）可調(diào)化、組合化
夾具的可調(diào)化、組合化即夾具的柔性化，它與機(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)調(diào)
組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。
（3）精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度可達(dá)0.5um。
（4）高效自動(dòng)化
高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤(pán)則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。
第三章 零件的分析
3.1零件的作用
CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架（見(jiàn)圖3.1）的主要作用是：
（1）起到穩(wěn)固滾子的作用。
（2）在安裝時(shí)起到固定滾珠的作用，即利于安裝。
要求零件的配合符合要求。
圖 3.1 CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架零件
3.2零件的工藝分析
零件的加工過(guò)程中，要保證零件上部的折彎部分在豎直方向與?140的內(nèi)孔端面成5.5°的夾角，同時(shí)要保證支架兩側(cè)板的平面與水平面成30°的夾角，兩側(cè)面孔中心到頂小孔所在平面的距離為72mm，且每孔中心線與豎直方向零件的夾角成30°夾角。要保證以上尺寸要求，最好先將?12小孔，?1400+0.26的內(nèi)孔和端面加工完成，再以內(nèi)孔和端面為定位基準(zhǔn)對(duì)上凸臺(tái)表面進(jìn)行加工，最后?1400+0.26內(nèi)孔，端面，和上?12的小孔為定位基準(zhǔn)，加工支架兩側(cè)板，其中主要加工面粗糙度為6.3μm，其余表面粗糙度為50μm.
第四章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
4.1確定毛坯的制造形式
一、 毛坯的生產(chǎn)類型
零件材料為HT200，采用鑄造毛坯；根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)（第二版）》（機(jī)械工業(yè)出版社，王先逵主編）（以下簡(jiǎn)稱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》）表3.1-17～3.1-20，零件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，形狀比較簡(jiǎn)單，最大輪廓尺寸為250-400mm，而且表面粗糙度質(zhì)量要求也不是很高，故可采用砂型機(jī)器造型（濕型鑄造）鑄件毛坯。
二、 毛坯尺寸公差與機(jī)械加工余量的確定
1. 求最大輪廓尺寸 零件最大輪廓尺寸屬于區(qū)間250-400mm。
2. 選取公差等級(jí)CT 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-24，鑄造方法按照砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，鑄件尺寸公差等級(jí)8-12級(jí)（GB/T6414-1999），選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-10。
3. 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件尺寸公差等級(jí)CT，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-21選取鑄件各加工面尺寸公差，公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。
4. 求機(jī)械加工余量等級(jí) 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-26，鑄造方法按照砂型鑄造，鑄件材料為灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為E～G級(jí)（GB/T6414-1999），選用F級(jí)。
5. 求RMA（要求的機(jī)械加工余量） 對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-27查鑄件最大輪廓尺寸為250-400mm、機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，得機(jī)械加工余量RMA=2.5mm。
6. 最小鑄出孔 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》大量生產(chǎn)中最小鑄出孔直徑為12-15mm，故該零件中的小孔不鑄出。
7. 求毛坯基本尺寸R
內(nèi)孔?1400+0.26通過(guò)鏜削得到，屬于內(nèi)腔加工，根據(jù)公式R=F-2RMA-CT2得，R=140-2X2.5-3.6/2=133.2mm；T1面、T2面為單側(cè)加工，根據(jù)公式R=F+RMA+CT2得，R=12+2.5+2.2/2=15.6mm；T3面、T4面屬于雙側(cè)加工，根據(jù)公式R=F+2RMA+CT2得，R=50+2X2.5+2.8/2=56.4mm。
鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：
表4.1 鑄件加工余量 單位：mm
簡(jiǎn) 圖
加工面代號(hào)
基本尺寸F
CT10
加工余量
等級(jí)
加工
余量
RMA
毛坯
尺寸
說(shuō)
明
D1
140
3.6
F
2.52
?131-1.4+2.2
孔雙側(cè)加工
T1
12
2.2
F
2.5
16-1.5+0.7
單側(cè)加工
T2
12
2.2
F
2.5
16-1.5+0.7
單側(cè)加工
T3
50
2.8
F
2.5
58-1.6+1.2
單側(cè)加工
T4
50
2.8
F
2.5
58-1.6+1.2
單側(cè)加工
三、 繪制鑄件毛坯圖
按表4.1所得毛坯尺寸繪制鑄件毛坯圖。
4.2基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。
1、粗基準(zhǔn)的選擇
先選取?155外圓為定位基準(zhǔn)，利用三爪卡盤(pán)為定位元件，銑?155兩端面，再以?155外圓為定位基準(zhǔn)，利用三爪卡盤(pán)為定位元件，鏜?1400+0.26內(nèi)孔。
2、精基準(zhǔn)的選擇
以?1400+0.26內(nèi)孔，?155端面，?12孔（兩面一銷）為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
4.3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的技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。
1).工藝路線方案一
工序1 粗鏜孔、車端面 以?155外圓為定位基準(zhǔn)，粗鏜?1400+0.26內(nèi)孔，車?155一端面，粗糙度為50μm。
工序2 車端面精鏜孔 掉轉(zhuǎn)，以?155外圓為定位基準(zhǔn)，車?155另一端面，粗糙度為50μm，半精鏜?1400+0.26內(nèi)孔。
工序3 銑凸平面 以?1400+0.26內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，銑頂小凸臺(tái)面，粗糙度為50μm。
工序4 鉆孔 以?1400+0.26內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，鉆中間?12的孔，粗糙度為50μm。
工序5 銑側(cè)支架 以?1400+0.26內(nèi)孔，中間?12孔，?155端面為定位基準(zhǔn)，銑支架兩側(cè)臺(tái)平面，粗糙度為50μm。
工序6 鉆孔 以?1400+0.26內(nèi)孔，中間?12小孔，?155端面為定位基準(zhǔn)，鉆支架兩側(cè)臺(tái)平面的?12孔，粗糙度為50μm。
工序7 鉆孔 以?155外圓為定位基準(zhǔn)，鉆圓柱面上2×?7.20+0.2小孔，保證兩孔間距離為32±0.1mm。
工序8 去毛刺。
工序9 檢查。
2). 工藝路線方案二
工序1 車端面 以?155外圓和一端面為基準(zhǔn)，車一端面，粗糙度為50μm，翻轉(zhuǎn)車另一端面，粗糙度為50μm。
工序2 鏜孔及倒角 以?155外圓和一端面為基準(zhǔn)，粗鏜?1400+0.26內(nèi)孔，半精鏜?1400+0.26內(nèi)孔，粗糙度為6.3μm，倒2×45°倒角，粗糙度為50μm。
工序3 銑凸平面 以?1400+0.26內(nèi)孔和一端面為基準(zhǔn)，銑上中間凸平面，使其厚度為12mm，表面粗糙度為50μm。
工序4 鉆孔 以?1400+0.26內(nèi)孔和一端面為基準(zhǔn)，鉆中間?12的孔，粗糙度為50μm。
工序5 銑側(cè)支架 銑支架兩側(cè)平面.表面粗糙度為50μm。
工序6 鉆孔 以?1400+0.26內(nèi)孔， ?155端面以及中間?12的小孔為定位基準(zhǔn)(一面兩銷)，鉆支架兩側(cè)平面?12的孔，表面粗糙度為50μm。
工序7 鉆孔 ?1400+0.26和 ?155一端面為基準(zhǔn)，鉆圓柱面上2×?7.20+0.2小孔，保證兩孔間距離為32±0.1mm。
工序8 去毛刺。
工序9 檢查。
比較以上兩種方案，兩種方案的定位基準(zhǔn)基本一樣，加工工序的步驟也差不多，方案一中車完一端面后直接鏜孔，需要替換鏜刀，速度慢，增加了加工時(shí)間，且其工件裝夾的次數(shù)要比第二種方案多，故影響加工效率。從加工效率與裝夾方便性考慮，第二種方案更為經(jīng)濟(jì)合理，確定最終加工工藝方案為：
工序1 粗車?155外圓兩端面，以?155及另一端面為粗基準(zhǔn)。
工序2 粗鏜、半精鏜?1400+0.26內(nèi)孔，孔兩端面倒2×45°倒角。
工序3 銑上中間凸平面。
工序4 鉆中間?12孔。
工序5 銑支架兩側(cè)平面。
工序6 鉆支架兩側(cè)平面?12孔。
工序7 鉆圓柱面上2×?7.20+0.2小孔。
工序8 去毛刺。
工序9 檢查。
4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
1、內(nèi)孔表面
前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定格表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
表4.2 內(nèi)孔表面各工序加工余量 單位：mm
加工表面
加工內(nèi)容
加工
余量
精度等級(jí)
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
?140內(nèi)孔
鑄造
2.5
CT10
?135±2.2
粗鏜孔
2
IT12
?139 0+0.4
20
1.8
6.6
半精鏜孔
0.5
IT11-12
?140 0+0.26
6.3
0.6
0.74
中間平面?12孔
鉆孔
IT12
?12
50
兩側(cè)面?12孔
鉆孔
IT12
?12
50
?7.2小孔
鉆孔
IT12-13
?7.2 0+0.2
20
2、平面
表4.3 平面各工序加工余量 單位：mm
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟(jì)精度
工序
尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
粗車?155兩端面
鑄造
2.5X2
CT10
55±2.2
車上端面
2.5
IT12
52.5-0.3 0
50
0.3
5
車下端面
2.5
IT12
50
50
2.2
2.5
倒角
IT12
50
粗銑中間凸平面
鑄造
2.5
CT10
14.5±2.2
粗銑
2.5
IT12
12
50
2.3
4.7
銑支架兩側(cè)面
鑄造
2.5
CT10
14.5±2.2
粗銑
2.5
IT12
12
50
2.3
4.7
4.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序1 粗車?155外圓兩端面，以?155及另一端面為粗基準(zhǔn)；保證尺寸50mm單邊余量2.5mm。
圖4.1 工序1加工簡(jiǎn)圖
1. 加工條件
工件材料：HT200，硬度160~210HBW，σb =170~240MPa，鑄造。
加工要求：粗車?155上下兩端面，加工余量2.5mm;
機(jī)床：C630A臥式車床，轉(zhuǎn)速范圍14~750r/min，電機(jī)功率11kW；
刀具：硬質(zhì)合金車刀，刀桿尺寸為16mm×12mm，刀桿長(zhǎng)度110mm, 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第1-35頁(yè) 表1.1-20~23，選擇刀具前角γ0＝12°，后角α0＝8°，主偏角Kr=45°，副偏角Kr’=10°，刃傾角λs=-10°，rε=0.4mm。
2. 車削用量
（1）背吃刀量ap ：因?yàn)榧庸び嗔枯^小，故可在一次走刀內(nèi)完成，取ap=2.5mm。
（2）確定每齒進(jìn)給量 f ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第1-36頁(yè)表1.1.24，粗車時(shí)進(jìn)給量f=0.25~0.35mm/r，取f=0.3mm/r，車刀壽命T=180min。
（3）計(jì)算切削速度v
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第1-49頁(yè)，車削速度計(jì)算公式為：
由表1.1-55查得cv=189.8， xv=0.15, yv=0.2, m=0.2；將數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算車削速度：
（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社（以下簡(jiǎn)稱《指南》） 第144頁(yè) 表5-56，C630A臥式車床選擇主軸轉(zhuǎn)速nR=188r/min,因此
實(shí)際車削速度： vR=πd0n1000=3.14×155×1881000=92m/min
（5）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ nf，L=l+ l1+l2，l=155mm.
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-124頁(yè) 表2.1-100，切入和切出行程為：
l1+l2=26mm，則：
tm＝L/ nf=(155+26)/188×0.3=3.2min, 2tm=2×3.2=6.4min
工序2 粗鏜、半精鏜?1400+0.26內(nèi)孔，孔兩端面倒2×45°倒角。
圖4.2 工序2加工簡(jiǎn)圖
1. 加工條件
工件材料：HT200，硬度160~210HBW，σb =170~240MPa，鑄造。
加工要求：粗鏜、半精鏜?1400+0.26內(nèi)孔，表面粗糙度為6.3um；孔兩端面倒2×45°倒角，表面粗糙度為50um；
機(jī)床：T611A臥式鏜床，主軸轉(zhuǎn)速10~950r/min,電機(jī)功率11KW。
刀具：硬質(zhì)合金刀片單刃鏜刀
（1） 粗鏜至?139，單邊余量Z=2，一次鏜去全部余量ap=2mm，進(jìn)給量f=2mm/r,取v=60m/min,則由機(jī)床取n=150r/min，
實(shí)際切削速度： vR=πd0n1000=3.14×139×1501000=65.47m/min
基本工時(shí)計(jì)算：L=5+50+5=60mm
（2） 半粗鏜至?1400+0.26，單邊余量Z=0.5，一次鏜去全部余量ap=0.5mm，進(jìn)給量f=0.5mm/r,取v=80m/min,則由機(jī)床取n=200r/min，
實(shí)際切削速度：vR=πd0n1000=3.14×140×2001000=87.92m/min
基本工時(shí)計(jì)算：L=5+50+5=60mm
（3） 倒角，單刃鏜刀，進(jìn)給量f=1mm/r,取
n=200r/min, vR=πd0n1000=3.14×140×2001000=87.92m/min，
基本工時(shí)計(jì)算：L=2+6=8mm
兩面倒角
工序3 銑上中間凸平面。
圖4.3 工序3加工簡(jiǎn)圖
1. 加工條件
工件材料：HT200，硬度160~210HBW，σb =170~240MPa，鑄造。
加工要求：粗銑上中間凸平面，加工余量2.5mm;
機(jī)床：X5030A立式升降臺(tái)銑床，轉(zhuǎn)速范圍40~1500r/min，電機(jī)功率4kW，機(jī)床效率0.75；
刀具：W18Cr4V(普通高速鋼) 鑲齒套式面銑刀，銑削寬度aw=50,由刀具直徑d0=（1.4~1.6）aw ，故根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-51頁(yè) 表2.1-30及高速鋼面銑刀標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7954-1999，選擇銑刀直徑d0=80mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-60頁(yè) 表2.1-40，選擇刀具前角γ0＝10°后角α0＝12°，副后角α0’=8°，主偏角Kr=60°,過(guò)渡刃偏角Krε=30°,副偏角Kr’=2°，過(guò)渡刃寬度bε=1mm，螺旋角β=10°。
2. 銑削用量
（1）背吃刀量ap ：因?yàn)榧庸び嗔枯^小，故可在一次走刀內(nèi)完成，取ap=2.5mm。
（2）確定每齒進(jìn)給量 af ：由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮。工藝系統(tǒng)剛度中等，工件材料為鑄鐵，使用普通高速鋼鑲齒套式面銑刀加工，機(jī)床功率為4kw，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-82頁(yè) 表2.1-71，粗銑時(shí)每齒進(jìn)給量af=0.15~0.30mm/齒，取af=0.20mm/齒
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=af?z=0.20×10=2mm/r 。
（3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-85頁(yè) 表2.1-75得高速鋼面銑刀粗銑鑄鐵后刀面最大磨損限度為1.5~2.0mm；銑刀直徑d0=80mm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-86頁(yè) 表2.1-75，高速鋼面銑刀壽命T=180min。
（4）計(jì)算切削速度v和每分鐘進(jìn)給量vf
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-86頁(yè)銑削速度計(jì)算公式為：
其中d0=80mm，aw=50，z=10；由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-86頁(yè) 表2.1-77查得cv=23，,qv=0.2，xv=0.1, yv=0.4, uv=0.1, pv=0.1,m=0.15；不加切削液的工作條件下用面銑刀加工灰鑄鐵，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-89頁(yè) 表2.1-79，查得修正系數(shù)：耐用度指數(shù)0.15；kTv=kMv=kMPm=kKv=1.0; 將數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算銑削速度：
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
vf=afzn=0.2×10×96=0.18m/min
根據(jù)《指南》第151頁(yè) 表5-72，X50立式升降臺(tái)銑床選擇主軸轉(zhuǎn)速nR=100r/min,工作臺(tái)橫向進(jìn)給量vfR=190mm/min,因此
實(shí)際銑削速度： vR=πd0n1000=3.14×80×1001000=25.12m/min
實(shí)際每齒進(jìn)給量： afR=vfRnRz=190100×10 =0.19mm/齒 即1.9mm/r
實(shí)際進(jìn)給速度： vf=afRzn=0.19×10×100=0.19m/min
（5）校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)工件材料硬度及實(shí)際銑削寬度的具體條件，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》2-102頁(yè)表2.1-85銑削功率近似為Pm=1.10kw,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，主軸允許功率Pcm=4×0.75kw=3kw>Pm。故校驗(yàn)合格。最終確定:ap=2.5mm，nc=96r/min，Vf=0.19m/min，Vc=25.12m/min，fz=0.19mm/z。
（6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf，L=l+ l1+l2，l=48mm.
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》2-124頁(yè)表2.1-100，切入和切出行程為：l1+l2=18mm，則：
tm＝L/ Vf=(48+18)/190=0.35min。
工序4 鉆中間?12孔。
圖4.4 工序4加工簡(jiǎn)圖
1. 加工條件
工件材料：HT200，硬度160~210HBW，σb =170~240MPa，鑄造。
加工要求：鉆中間?12孔，表面粗糙度值為50um。
機(jī)床： Z5125A立式鉆床，轉(zhuǎn)速范圍50~2000r/min，主軸最大進(jìn)給抗力9000N，主軸最大轉(zhuǎn)矩160N·m,電機(jī)功率2.2kW，機(jī)床效率0.85；
刀具：高速鋼直柄小麻花鉆鉆頭，d=12mm。
2. 選擇切削用量
（1）確定進(jìn)給量
按加工要求確定進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第3-133頁(yè) 表3.4-1，進(jìn)給量，，修正系數(shù)為1.0,取；
根據(jù)表3.4-3鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量；機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力Fmax=9000N,根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量；由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命T
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》后刀面最大磨損限度為0.5~0.8mm，壽命T=60min;
（3）切削速度
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第3-151頁(yè) 表3.4-15查得v=12m/min , F=3905N T=17.36 N·m Pm=0.56kW ； 由3-138頁(yè)表3.4-8，切削速度計(jì)算公式為： （m/min）
其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：， ，故
切削速度：
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
根據(jù)《指南》第148頁(yè) 表5-65選機(jī)床轉(zhuǎn)速為392r/min，則實(shí)際鉆削速度為： vR=πd0n1000=3.14×12×3921000=14.8m/min
（4）檢驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率Pm為Pm=Pm×VRVCKmm=0.56kW×14.8÷12×1=0.69kW
機(jī)床有效功率為PE'=PE×η=2.2kW×0.85=1.87kW 由于PE'>Pm故選擇的鉆削用量可用，即：，，
3、計(jì)算工時(shí)
工序5 銑支架兩側(cè)平面。
圖4.5 工序5加工簡(jiǎn)圖
1. 加工條件
工件材料：HT200，硬度160~210HBW，σb =170~240MPa，鑄造。
加工要求：粗銑上中間凸平面，加工余量2.5mm;
機(jī)床：X5030A立式升降臺(tái)銑床，轉(zhuǎn)速范圍40~1500r/min，電機(jī)功率4kW，機(jī)床效率0.75；
刀具：W18Cr4V(普通高速鋼) 鑲齒套式面銑刀，銑削寬度aw=50,由刀具直徑
d0=（1.4~1.6）aw ，故根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-51頁(yè) 表2.1-30及高速鋼面銑刀標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7954-1999，選擇銑刀直徑d0=80mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-60頁(yè) 表2.1-40，選擇刀具前角γ0＝10°后角α0＝12°，副后角α0’=8°，主偏角Kr=60°,過(guò)渡刃偏角Krε=30°,副偏角Kr’=2°，過(guò)渡刃寬度bε=1mm，螺旋角β=10°。
2. 銑削用量
（1）背吃刀量ap ：因?yàn)榧庸び嗔枯^小，故可在一次走刀內(nèi)完成，取ap=2.5mm。
（2）確定每齒進(jìn)給量 af ：由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮。工藝系統(tǒng)剛度中等，工件材料為鑄鐵，使用普通高速鋼鑲齒套式面銑刀加工，機(jī)床功率為4kw，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-82頁(yè) 表2.1-71，粗銑時(shí)每齒進(jìn)給量af=0.15~0.30mm/齒，取af=0.20mm/齒
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=af?z=0.20×10=2mm/r 。
（3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-85頁(yè) 表2.1-75得高速鋼面銑刀粗銑鑄鐵后刀面最大磨損限度為1.5~2.0mm；銑刀直徑d0=80mm，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-86頁(yè) 表2.1-75，高速鋼面銑刀壽命T=180min。
（4）計(jì)算切削速度v和每分鐘進(jìn)給量vf
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-86頁(yè)銑削速度計(jì)算公式為：
其中d0=80mm，aw=50，z=10；由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-86頁(yè) 表2.1-77查得cv=23，,qv=0.2，xv=0.1, yv=0.4, uv=0.1, pv=0.1,m=0.15；不加切削液的工作條件下用面銑刀加工灰鑄鐵，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-89頁(yè) 表2.1-79，查得修正系數(shù)：耐用度指數(shù)0.15；kTv=kMv=kMPm=kKv=1.0; 將數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算銑削速度：
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
vf=afzn=0.2×10×96=0.18m/min
根據(jù)《指南》第151頁(yè) 表5-72，X50立式升降臺(tái)銑床選擇主軸轉(zhuǎn)速
nR=100r/min,工作臺(tái)橫向進(jìn)給量vfR=190mm/min,因此
實(shí)際銑削速度： vR=πd0n1000=3.14×80×1001000=25.12m/min
實(shí)際每齒進(jìn)給量： afR=vfRnRz=190100×10 =0.19mm/齒 即1.9mm/r
實(shí)際進(jìn)給速度： vf=afRzn=0.19×10×100=0.19m/min
（5）校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)工件材料硬度及實(shí)際銑削寬度的具體條件，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》2-102頁(yè)表2.1-85銑削功率近似為Pm=1.10kw,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，主軸允許功率Pcm=4×0.75kw=3kw>Pm。故校驗(yàn)合格。最終確定:ap=2.5mm，nc=96r/min，Vf=0.19m/min，Vc=25.12m/min，fz=0.19mm/z。
（6）計(jì)算基本工時(shí)：
tm＝L/ vf，L=2(l+ l1+l2)，l=44mm.
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2-124頁(yè) 表2.1-100，切入和切出行程為：l1+l2=18mm，則：
tm＝L/ Vf=2×(44+18)/190=0.65min。2tm=2×0.65=1.3min
工序6 鉆支架兩側(cè)平面?12孔。
圖4.6 工序6加工簡(jiǎn)圖
1. 加工條件
工件材料：HT200，硬度160~210HBW，σb =170~240MPa，鑄造。
加工要求：鉆支架兩側(cè)平面?12孔，表面粗糙度值為50um。
機(jī)床： X61臥式銑床，轉(zhuǎn)速范圍65~1800r/min，主軸最大進(jìn)給抗力15000N，主電機(jī)功率4KW，機(jī)床效率0.75；
刀具：高速鋼直柄小麻花鉆鉆頭，d=12mm。
2.選擇切削用量
（1）確定進(jìn)給量
按加工要求確定進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第3-133頁(yè) 表3.4-1，進(jìn)給量，，修正系數(shù)為1.0,取；
根據(jù)表3.4-3鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量；機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力Fmax=15000N,根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量；由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命T
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》后刀面最大磨損限度為0.5~0.8mm，壽命T=60min;
（3）切削速度
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第3-151頁(yè) 表3.4-15查得v=12m/min , F=3905N T=17.36 N·m Pm=0.56kW ； 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第3-138頁(yè) 表3.4-8，切削速度計(jì)算公式為： （m/min）
其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：， ，故
切削速度：
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
根據(jù)《指南》第153頁(yè) 表5-75選機(jī)床轉(zhuǎn)速為380r/min，則實(shí)際鉆削速度為： vR=πd0n1000=3.14×12×3801000=14.32m/min
（4）檢驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率Pm為Pm=Pm×VRVCKmm=0.56kW×14.32÷12×1=0.67kW
機(jī)床有效功率為PE'=PE×η=4kW×0.85=3.4kW 由于PE'>Pm故選擇的鉆削用量可用，即：，，
（5）計(jì)算工時(shí)
工序7 鉆圓柱面上2×?7.2 0+0.2小孔。
圖4.7 工序7加工簡(jiǎn)圖
1.加工條件
工件材料：HT200，硬度160~210HBW，σb =170~240MPa，鑄造。
加工要求：鉆圓柱面上2×?7.20+0.2小孔，位置滿足32±0.1；
機(jī)床： X61臥式銑床，轉(zhuǎn)速范圍65~1800r/min，主軸最大進(jìn)給抗力15000N，主電機(jī)功率4KW，機(jī)床效率0.75；
刀具：高速鋼直柄小麻花鉆鉆頭，d=7.2mm。
2.選擇切削用量
（1）確定進(jìn)給量
按加工要求確定進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第3-133頁(yè) 表3.4-1，進(jìn)給量，，修正系數(shù)為1.0,取；
根據(jù)表3.4-3鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量；機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力Fmax=15000N,根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量；由于所選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》后刀面最大磨損限度為0.5~0.8mm，壽命T=35min;
（3）切削速度
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第3-151頁(yè) 表3.4-15查得v=12m/min , F=2180N T=6.45 N·m Pm=0.33kW ； 由3-138頁(yè)表3.4-8，切削速度計(jì)算公式為：
（m/min）
其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：， ，故
切削速度：
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
根據(jù)《指南》第153頁(yè) 表5-75選機(jī)床轉(zhuǎn)速為590r/min，則實(shí)際鉆削速度為： vR=πd0n1000=3.14×12×5901000=22.23m/min
（4）檢驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率Pm為Pm=Pm×VRVCKmm=0.33kW×22.23÷12×1=0.61kW
機(jī)床有效功率為PE'=PE×η=4kW×0.75=3kW 由于PE'>Pm故選擇的鉆削用量可用，即：，，
（5）計(jì)算工時(shí)
4.6編制工藝文件
將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片中。
第五章 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，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。經(jīng)過(guò)與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第1道工序（車端面的車床夾具）與第5道工序（銑側(cè)支架的銑床夾具）。
5.1車床夾具設(shè)計(jì)
<一> 設(shè)計(jì)主旨
本夾具主要用來(lái)粗車?155的兩個(gè)端面，這兩個(gè)端面先加工出來(lái)作為后續(xù)加工的定位基準(zhǔn)，故其加工精度要求較高，在本道工序加工時(shí)，還要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度等問(wèn)題。
<二> 夾具設(shè)計(jì)
1. 定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知,兩端面對(duì)水平中心線有一定的角度要求，兩個(gè)平面互為基準(zhǔn)，平面中心對(duì)上中間凸平面有距離要求。?155的外圓表面是鑄造表面，與水平面滿足5.5°的角度要求，為了使定位誤差為零，故選用?155外圓表面定位的自動(dòng)定心夾具，工件以?155端面以及外圓和支架叉?zhèn)葹槎ㄎ换鶞?zhǔn)，采用夾爪和擋銷實(shí)現(xiàn)完全定位。
使用普通硬質(zhì)合金車刀進(jìn)行加工，由固定式氣缸通過(guò)杠桿帶動(dòng)特殊夾爪夾緊工件。
2. 切削力及夾緊力計(jì)算
切削刀具：硬質(zhì)合金車刀
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第2卷》第1-58頁(yè) 表1.6-4查得車削切削力公式
主切削力：Fc=CFcapxFcfyFcvnFcKFc
背向力：Fp=CFpapxFpfyFpvnFpKFp
進(jìn)給力：Ff=CFfapxFffyFfvnFfKFf
查表得CFc=900 , xFc=1.0 , yFc= 0.75 , nFc=0 ；
CFp=530 , xFp=0.9 ， yFp=0.75 , nFp= 0 ；
CFf=450, xFf=1.0，yFf=0.4, nFf=0 ,
其中ap=2.5mm ,f=0.3mm/r,v=92m/min,代入式中得
Fc=900×2.51.0×0.30.75=912N
FP=530×2.50.9×0.30.75=490N