工藝夾具-267輸出軸（6140）

工藝夾具-267輸出軸（6140）,工藝,夾具,輸出 目 錄 前言................................................................2 1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定....................................2 1.1技術(shù)要求分析.................................................2 1.2零件的工藝分析...............................................2 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖................................3 2.1選擇毛坯.....................................................3 2.2毛坯尺寸的確定...............................................3 3.選擇加工方法，制定加工工藝路線....................................4 3.1定位基準(zhǔn)的選擇...............................................4 3.2零件表面加工方法的選擇.......................................4 3.3制定藝路線...................................................5 4.工序設(shè)計(jì)..........................................................6 4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備.......................................6 4.2選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床....................................6 4.3選用夾具.....................................................7 4.4選用刀具.....................................................7 4.5選擇量具.....................................................7 4.6確定工序尺寸.................................................8 5.確定切削用量及基本工時(shí)...........................................10 5.1切削用量 ...................................................10 5.2基本時(shí)間....................................................15 6.夾具設(shè)計(jì).........................................................16 6.1定位方案....................................................16 6.2分度設(shè)計(jì)....................................................17 6.3切削力和夾緊力的計(jì)算........................................17 7. 結(jié)論............................................................17 參考文獻(xiàn)...........................................................18 輸出軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 　　摘　要：機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展對(duì)世界經(jīng)濟(jì)起著非常重要的作用，而機(jī)械加工工藝的編制是機(jī)械制造技術(shù)的重要組成部分和關(guān)鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，著重于幾個(gè)重要表面的加工，具有一定的尺寸、形狀、位置要求，還有一些強(qiáng)度、表面粗糙度要求等，然而這些都會(huì)在文中得以體現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：制造,輸出軸,加工工藝,夾具 前 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)之后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。我也相信通過課程設(shè)計(jì)能將零碎的知識(shí)點(diǎn)都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計(jì)。 本次課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝學(xué)這門課程的一個(gè)階段總結(jié)，是對(duì)課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用過程。由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)所限，設(shè)計(jì)會(huì)有許多不足之處，所以懇請(qǐng)老師給予指導(dǎo)。 1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1技術(shù)要求分析 題目所給定的零件車床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使車床主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動(dòng)零部件。零件的材料為45鋼，是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，淬透性低，水淬時(shí)易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件，選用鑄件。 1.2零件的工藝分析 從材料上分析，零件的材料為45鋼，是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，淬透性低，水淬時(shí)易生裂紋。小型件宜采用調(diào)質(zhì)處理，大型件宜采用正火處理。其價(jià)格較便宜，經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火后可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可達(dá)52HRC-45HRC. 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面，φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面，10個(gè)φ20的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級(jí)；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、φ80內(nèi)圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um，要求不高；位置要求較嚴(yán)格，表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內(nèi)孔圓柱面對(duì)φ75、φ60外圓軸線的跳動(dòng)量為0.04mm, φ20孔的軸線對(duì)φ80內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對(duì)φ55外圓軸線的對(duì)稱度為.0.08mm；熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到200HBW，保持均勻。 通過分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個(gè)圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求。 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 2.1選擇毛坯 毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強(qiáng)度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產(chǎn)批量為中批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。 2.2毛坯尺寸的確定 毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的，經(jīng)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知精車-半精車-粗車各余量,從而可得毛坯余量<或查表得到>,見表１。鑄件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按5-13確定。結(jié)果為：外圓角半徑：；內(nèi)圓角半徑：。按表5-11，外模鍛斜度，內(nèi)模鍛斜度。下圖為本零件的毛坯圖。 圖1毛坯圖 3.選擇加工方法，制定加工藝路線 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 本零件為帶孔的管狀零件，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí)，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這個(gè)是粗基準(zhǔn)，該零件選用φ55外圓柱面作為粗基準(zhǔn)來加工φ176外圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，φ176的外圓柱面和右端面作為定位基準(zhǔn)，這個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡(jiǎn)單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 3.2零件表面加工方法的選擇 ㈠.加工階段的劃分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段。 ①粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。 ②半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，如φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱面，φ80、φ20孔等。 ③精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。 I.基面先行原則 該零件進(jìn)行加工時(shí)，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準(zhǔn)來加工，因?yàn)樽蠖嗣婧挺?5外圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。 II.先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時(shí)間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí)，則要安排半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。 III.先面后孔 對(duì)該零件應(yīng)該先加工圓柱表面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對(duì)于輸出軸來講先加工φ75外圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來加工其余各孔。 IV工序劃分的確定 工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時(shí)間減少，減少夾具數(shù)目，并且利于采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時(shí)每道工序只包括一簡(jiǎn)單工步，工序分散可使每個(gè)工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整工作簡(jiǎn)化，對(duì)操作工人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序分散 輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗(yàn)等。 V.熱處理工序的安排 ? ?熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在840℃溫度中保持30分鐘釋放應(yīng)力。 3.3制定工藝路線 按照先加工基準(zhǔn)面，先粗后精，基準(zhǔn)統(tǒng)一等原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行 工序1???粗車圓柱面φ176及端面。 工序2? ?粗車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺(tái)階面。 工序3? ?精車φ176外圓柱面及倒角。 工序4 半精車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺(tái)階面。 工序5? 精車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺(tái)階面。 工序6? 倒角。 工序7?　粗鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。 工序8?? 精鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。 工序9?? 鉆孔10×φ20。 工序10? 擴(kuò)孔10×φ20。 工序11? 鉸孔10×φ20。 工序12??銑鍵槽16×10。 工序13??鉆斜孔2×φ8。 工序15??去毛刺。 工序15??終檢。 4.工序設(shè)計(jì) 4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備 4.2選擇機(jī)床 ,根據(jù)工序選擇機(jī)床 （1）工序1、2、3、4和5是粗車和精車。各工序的工步數(shù)不多，大批大量生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，選用最常用的CA6140型臥式車床，型號(hào)TYPE CA6140，中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回轉(zhuǎn)直徑￠400 mm，馬鞍內(nèi)最大工作回轉(zhuǎn)路徑￠550 mm，橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑￠214mm，主軸孔徑￠52 mm，主軸內(nèi)錐孔MT6#，主軸速度級(jí)數(shù)16級(jí)，主軸速度范圍20-1800r.p.m，公制螺紋（30種）0.45-20 mm（30種），英制螺紋（30種）40-0.875t.p.i（30種），模數(shù)螺紋0.125-5mm，徑節(jié)螺紋160-4D.P，橫拖板行程239mm小刀架行程150mm，尾坐套孔錐度MT5#，套筒行程120mm，主電機(jī)功率4/5.5KW，外形尺寸2350×1020×1250mm 。 （2）工序7、8為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車床上鏜孔，選用C616A型臥式車床。 （3）工序12銑削。工序工步簡(jiǎn)單，外廓尺寸不大，考慮本零件屬成批大量生產(chǎn)，所選機(jī)床使用范圍較廣泛為宜，故可選常用用的X61W型銑床能滿足加工要求。 （4）工序9、10和11是擴(kuò)、鉆、鉸孔。可采用專用的分度夾具在立式鉆床上加工，故選用Z525。 4.3選用夾具 本零件除銑銷，鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。 4.4選用刀具 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個(gè)重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具，因?yàn)榧庸ぴ擃惲慵r(shí)摩擦嚴(yán)重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時(shí)刀具磨損小壽命長(zhǎng),所以加工45鋼這種材料時(shí)采用硬質(zhì)合金的刀具。 ①．粗車外圓柱面：刀具號(hào)為T0101，90°可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號(hào)為VCUM160408R-A4，刀具型號(hào)為PVJCR2525-16Q ②.半精車，精車外圓柱面：刀具號(hào)為T0202，75°可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號(hào)為WNUM080304EL-A2，刀具型號(hào)為PCRC2020-16Q ③. 鉆頭：高速鋼刀具 刀具號(hào)為T0303，直徑為φ30;刀具號(hào)T0404，直徑為φ18 ? ?擴(kuò)孔鉆：刀具號(hào)為T0505，直徑為φ19.8;鉸刀：刀具號(hào)為T0606，直徑為φ20 ④.內(nèi)孔車刀：刀具號(hào)為T0707，93°內(nèi)孔車刀，圓弧半徑為1，刀片型號(hào)為TBUM080404R-04，? 刀具型號(hào)為PSUBR3215-16Q? ?? ??? ⑤.鏜刀??刀具號(hào)為T0808，刀桿長(zhǎng)度為200.B×H＝16×25 ⑥.粗銑鍵槽??刀具號(hào)為T0909，精銑鍵槽??刀具號(hào)為T1010 綜上可做一刀具表如下： 加工表面? ? ? 刀具號(hào)? ? ? 刀具名稱? ? ? ?刀具參數(shù)? ? ? 刀片型號(hào)? ? ? ? 刀具型號(hào) 粗車外圓柱面? T0101? 可轉(zhuǎn)位車90° r=1? VCUM160408R-A4? PVJCR2525-16Q 半精，精車外圓柱面? T0202 可轉(zhuǎn)位車刀75° r=1? WNUM080304EL-A2? ?PCRC2020-16Q 鉆Φ30的孔? ? T0303? ? ? 鉆頭? ? ? ? Φ30? ? ? ? 鉆φ18? ? ? ? T0404? ? ? ?鉆頭? ? ? ? φ18? ? ? ? 擴(kuò)φ19.8? ? ? T0505? ? ? ?擴(kuò)孔鉆? ? ? φ19.8? ? ? ? 鉸φ20? ? ? ? T0606? ? ? ? 鉸刀? ? ? ? φ20? ? ? ? 車內(nèi)孔? ? ? ? T0707? ? ?內(nèi)孔車刀?93° r=1? BUM080404R-04? PSUBR3215-16Q 鏜Φ50的盲孔? T0808? ? ? ? 鏜刀? ? ? ? 200.B×H＝16×25? ? ? ? 粗銑鍵槽? ? ? T0909? ? ? 銑刀? ? ? ? Φ15.4? ? ? ? 精銑鍵槽? ? ? T1010? ? ? 銑刀? ? ? ? Φ16? 4.5選擇量具 本零件屬大批大量生產(chǎn)，一般配情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)，參考參考文獻(xiàn)[4]》相關(guān)資料，選擇如下：讀數(shù)值0.02、測(cè)量范圍0～150游標(biāo)卡尺，讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍0～150游標(biāo)卡尺。讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍50～125的內(nèi)徑千分尺，讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍50～125的外徑千分尺，讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍50～125的內(nèi)徑百分表（表5-108）。 4.6確定工序尺寸 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表： 表3外圓柱面φ176　軸段加工余量計(jì)算 Tab3 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 2 IT10 6.3 176 粗車 3 IT12 12.5 179 毛坯 ±2 181 表4外圓柱面φ55軸段加工余量計(jì)算 Tab4 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 　精車 1.0? IT6 1.6 55 半精車? 1.5 IT10? 3.2 56 粗車 2.5 IT12 6.3 57.5 毛坯 ±2 60 表5-1 φ60軸段加工余量計(jì)算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車? 1.0? IT6 1.6 60 半精車? 1.5 IT10 3.2 61 粗車 2.5 IT12 6.3 62.5 毛坯 ±2 65 表5-2 φ65軸段加工余量計(jì)算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車? 1.0? IT6 1.6 65 半精車? 1.5 IT10 3.2 66 粗車 2.5 IT12 6.3 67.5 毛坯 ±2 70 表5-3 φ75軸段加工余量計(jì)算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車? 1.0? IT6 1.6 75 半精車? 1.5 IT10 3.2 76 粗車 2.5 IT12 6.3 77.5 毛坯 ±2 80 表5-4 φ104內(nèi)孔加工余量計(jì)算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜? 1.8 IT7 3.2 104 粗鏜? 3.2 IT10 6.3 103.2 毛坯 ±2 99 表5-5 φ80內(nèi)孔加工余量計(jì)算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 1.5? IT7 3.2 80 粗鏜? 2.5 IT10 6.3 78.5 毛坯 ±2 76 表5-6 φ50內(nèi)孔加工余量計(jì)算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜? 1.5 IT7 3.2 50 粗鏜? 2.5 IT10 6.3 48.5 毛坯 ±2 46 表6 加工鍵槽 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 IT9 Φ16 1.6 粗銑 IT12 Φ12 3.2 5.確定切削用量及基本工時(shí) 切削用量包括背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。確定順序是確定、，再確定。本說明書選取工序1粗車外圓為例確定其切削用量及基本時(shí)間。 5.1切削用量 功率Pc×η＞Pm，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=110.5m/min，n=200r/min，f=0.66mm/r. 確定切削用量及功率的校核 ? ?Ⅰ.加工外圓柱面φ176　　　 ? 粗車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知：f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/r??ap=2.5mm?? 查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=80 m/min 則n=1000Vc/ d =195.85r/min由CA6140說明書取n=125r/min 故實(shí)際切削速度： ? ? Vc=n d/1000=200×3.14×187/1000=73.4m/min 校核功率：Pc=Kc×ap×Vcf/60000=2305×2.5×0.81×73.4/60000=5.4Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r ? ? Ⅱ.加工外圓柱面φ55 粗車：??確定進(jìn)給量f：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編??上?？茖W(xué)出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 結(jié)合CA6140說明書取f=0.71 mm/r ap=2.5mm??查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min由CA6140說明書取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min??功率Pc=Kc×ap×Vc×0.71/60000=2305×2.5×70.34×0.66/60×1000=4.4Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知： f=0.25～0.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取Vc=120m/min 故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圓整得n=660 r/min? ? 功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.3×120/60000=1.24Kw 由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精車：查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》表2-20知： Vc=150～160 m/min取Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.55mm 則 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圓整得n=910 r/min??功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×160/60000=0.6Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r Ⅲ.加工外圓柱面φ60 粗車：d=70 確定進(jìn)給量f：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編??上?？茖W(xué)出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 取f=0.71 查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm?. ? 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8 Kw 由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r??取f=0.45 ap=0.9mm??再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=546.8r/min 圓整得n=550 r/min??則Vc=n d/1000=510×3.14×62.9/1000 =100.7 m/min??功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×0.45×100.7/60000=1.57Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r 精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min圓整得n=630 r/min 取ap=0.55mm??故實(shí)際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min??校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅳ.加工外圓柱面65 粗車：??確定進(jìn)給量f：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編??上?？茖W(xué)出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm? ?功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=70.34m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r ?再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=506.55r/min 圓整得n=510 r/min??取ap=0.9mm? ?Vc=n d/1000=510×3.14×67.9/1000=108.7m/min?功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×108.7×0.45/60000=1.7Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=108.7m/min，n=510r/min f=0.45mm/r。 精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.18mm/r??再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d=578.2 r/min?圓整得n=580 r/min故實(shí)際切削速Vc=n d/1000=580×3.14×66.1/1000=120.38m/min ap=0.55mm。 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×120.38/60000×1000=0.46Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r Ⅴ.加工外圓柱面φ75 粗車： 確定進(jìn)給量f：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編??上?？茖W(xué)出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r。 查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=80.384m/min??取ap=2.5mm?? 校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 80.384m/min，n=320r/min，f=0.71mm/r。 半精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r?再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s?則n=1000Vc/ d=1000×108/3.14×77.9=441.5r/min 圓整得n=450 r/min取ap=0.9mm? ?Vc=n d/1000=450×3.14×77.9/1000=110m/min。? ? 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×110×0.45/60000=1.7Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 110m/min，n=450r/min f=0.45mm/r。 精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.15mm/r??再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d =1000×120/76.1×3.14=502.2 r/min圓整得n=500 r/min故實(shí)際切削速度： Vc=n d/1000=500×3.14×76.1/1000=119.48m/min ap=0.55mm校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×119.48×0.15/60000=0.39 Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r Ⅵ.加工內(nèi)圓柱面φ80 鉆孔：查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》P294知：ap=d/2=15mm取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圓整得n=210r/min故實(shí)際切削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min。?? 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 車孔：查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》P297知 f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833 ～1.666m/s取f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min由CA6140說明書取n=200r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min??取ap=3mm?。? 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw??根據(jù)機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r 鉸孔：f=0.3mm/r?ap=1.5mm??n=549r/min??Vc=n d/1000=×3.14×80/1000=138m/min。?? 功率Pc=Kc×ap×Vc×0.001/60=2305×1.5×138/60×1000=7.9Kw??根據(jù)機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 138m/min，n=560r/min f=0.3mm/r 鏜孔：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編表10-13??ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r取 S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s則n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min由CA6140說明書取n=160/min 故實(shí)際切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根據(jù)機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8。 功率Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r Ⅶ.加工通孔φ20 鉆孔：鉆φ19.8的底孔： 查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》P296 得：f=0.33～0.38mm/r，??取f=0.36 mm/r； Vc=0.96 ～1.13m/s， 取Vc =1m/s故n=1000Vc/ d=1000×60/3.14×19.8=965.1r/min根據(jù)X51機(jī)床說明書得：n=945r/min故實(shí)際切削速度??Vc=n d/1000=945×3.14×19.8/1000=58.75m/min ，又取ap=6 mm 。 校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×6×60.3×0.36/60000=5.0Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r 鉸孔：??查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》表11-20知：f=0.3～0.65mm/r，取f=0.3 mm/r ；Vc=0.833 ～0.383m/s ，取Vc =0.60 m/s ；故n=1000Vc/ d=1000×0.6×60/3.14×20=573.25 r/min圓整得：n=580 r/min故實(shí)際切削速度??Vc=n d/1000=580×3.14×20/1000=36.4 m/min?，ap=0.1mm?。 ?? 校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.1×36.4×0.3/60000=0.04Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r Ⅷ.加工端面 ??粗車：查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得： f=0.66mm/r，Vc=108m/min?， n=1000Vc/πd=190r/min 由CA6140說明書取n=200r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min??取ap=2mm。?? 校核功率：?Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.66×110.5/60000=5.6Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為η=0.8。 機(jī)床功率?Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×0.5×0.41×120/60000=0.94Kw，由于機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為η=0.8，機(jī)床功率Pc×η＞Pm，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=120 m/min，n=217.1r/min，f=0.41mm/r. Ⅸ.銑鍵槽 粗銑：fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/πd=955.4r/min??Vf=n×fz=114.6mm/r。 功率Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×5×0.12×90/60000=2.07Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=4.5 Kw，效率為η=0.8。機(jī)床功率Pc×η＞Pm，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc= 89m/min，n=945r/min，縱向Vf=105mm/r,橫向Vf=100 mm/r 精銑： fz=0.10mm/r??ap=2mm??Vc=150m/min??n=1000Vc/πd=1194.2r/min Vf=n×fz=119.4mm/r。 功率Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.10×150/60000=1.15Kw??由于機(jī)床說明書查得Pc=4.5 Kw，效率為η=0.8，機(jī)床功率Pc×η＞Pm，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=153.8m/min，n=1225r/min 縱向Vf=125mm/r,橫向Vf=130mm/r. 5.2基本時(shí)間 確定粗車外圓的基本時(shí)間t 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時(shí)間為： 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時(shí)間為： 式中：，，，，， 則 其余工步切削用量及基本工時(shí)計(jì)算從略 6.夾具設(shè)計(jì) 　　本夾具是第11道工序鉆通孔的專用夾具。刀具為直柄麻花鉆8-L GB/T 6135.3－1996。 　　在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便性與快速性以及實(shí)現(xiàn)鉆孔的分度上。下面是夾具設(shè)計(jì)過程： 6.1定位方案 夾具特點(diǎn)，工件以另一端面和鍵槽定位，通過軸心，用螺栓夾緊。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易。分度副間有污物時(shí)，不直接影響分度副的接觸。缺點(diǎn)是無法補(bǔ)償分度度間的配合間隙對(duì)分度精度的影響。分度板孔中一般壓入耐磨襯套，與圓柱定位銷采用H7/g6配合。其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示： 圖2 夾具裝配圖 6.2分度設(shè)計(jì) 通過分度盤來實(shí)現(xiàn)。擰緊螺母，并通過開口墊圈將工件夾緊。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可將分度盤松開。此時(shí)用捏手將定位銷從定位套中拔出，使分度盤連同工件一起回轉(zhuǎn)180°，將定位銷重新插入定位套中，即實(shí)現(xiàn)了分度。再將手柄轉(zhuǎn)回，銷緊分度盤，即可進(jìn)行加工。 6.3切削力和夾緊力的計(jì)算 本工序加工是鉆削可估算其夾緊力，其為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 根據(jù)公式： ——原動(dòng)力（N·mm） ——實(shí)際所需夾緊力 ——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm） ——螺紋中徑之半(mm) ——螺紋升角（°） ——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦角（°） ——螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°）， ——除螺旋機(jī)構(gòu)以外的效率，其值為0.85~0.958。 參數(shù):Wk = 100 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 7.結(jié)論 此次課程設(shè)計(jì)確定了填料箱蓋從鑄件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時(shí)的工藝過程，同時(shí)也設(shè)計(jì)了其中一道鉆孔工序的夾具。 作為本學(xué)期的最后一次課程設(shè)計(jì)，需要我們綜合前階段所學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖、金屬工藝學(xué)、金屬材料、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)等多門課程的知識(shí)，同時(shí)還要運(yùn)用數(shù)學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)以及設(shè)計(jì)手冊(cè)上的標(biāo)準(zhǔn)。所以此次課程設(shè)計(jì)是我們本科階段學(xué)習(xí)的知識(shí)的鞏固，也是一個(gè)總結(jié)。 參考文獻(xiàn) [1] 陳宏鈞.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [2] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [3] 徐學(xué)林.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].湖南大學(xué)出版社，2005 [4] 崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2007 [5] 胡農(nóng).車工技師手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [6] 王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000 [7] 曾慶福.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].清華大學(xué)出版社，1989 [8] 趙如福.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000 [9] 王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì) [M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996 17