CA6140車床輸出軸加工工藝及夾具設計【鉆10-20mm孔夾具】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 目 錄 前言................................................................2 1.零件的工藝分析及生產類型的確定....................................2 1.1技術要求分析.................................................2 1.2零件的工藝分析...............................................2 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖................................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.工序設計..........................................................6 4.1選擇加工設備與工藝裝備.......................................6 4.2選擇機床 根據工序選擇機床....................................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...........................................10 5.1切削用量 ...................................................10 5.2基本時間....................................................15 6.夾具設計.........................................................16 6.1定位方案....................................................16 6.2分度設計....................................................17 6.3切削力和夾緊力的計算........................................17 7. 結論............................................................17 參考文獻...........................................................21 輸出軸加工工藝及夾具設計 　　摘　要：機械制造業(yè)的發(fā)展對世界經濟起著非常重要的作用，而機械加工工藝的編制是機械制造技術的重要組成部分和關鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設計，著重于幾個重要表面的加工，具有一定的尺寸、形狀、位置要求，還有一些強度、表面粗糙度要求等，然而這些都會在文中得以體現。 關鍵詞：制造,輸出軸,加工工藝,夾具 目 錄 前言................................................................2 1.零件的工藝分析及生產類型的確定....................................2 1.1技術要求分析.................................................2 1.2零件的工藝分析...............................................2 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖................................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.工序設計..........................................................6 4.1選擇加工設備與工藝裝備.......................................6 4.2選擇機床 根據工序選擇機床....................................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...........................................10 5.1切削用量 ...................................................10 5.2基本時間....................................................15 6.夾具設計.........................................................16 6.1定位方案....................................................16 6.2分度設計....................................................17 6.3切削力和夾緊力的計算........................................17 7. 結論............................................................17 參考文獻...........................................................21 輸出軸加工工藝及夾具設計 　　摘　要：機械制造業(yè)的發(fā)展對世界經濟起著非常重要的作用，而機械加工工藝的編制是機械制造技術的重要組成部分和關鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設計，著重于幾個重要表面的加工，具有一定的尺寸、形狀、位置要求，還有一些強度、表面粗糙度要求等，然而這些都會在文中得以體現。 關鍵詞：制造,輸出軸,加工工藝,夾具 前 言 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)之后進行的。這是我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯系實際訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現代化建設打下一個良好的基礎。我也相信通過課程設計能將零碎的知識點都聯系起來，系統(tǒng)而全面的做好設計。 本次課程設計是機械制造工藝學這門課程的一個階段總結，是對課堂中學習的基本理論和在生產實習中學到的實踐知識的一個實際應用過程。由于知識和經驗所限，設計會有許多不足之處，所以懇請老師給予指導。 1.零件的工藝分析及生產類型的確定 1.1技術要求分析 題目所給定的零件車床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉矩，使車床主軸獲得旋轉的動力；二是工作過程中經常承受載荷；三是支撐傳動零部件。零件的材料為45鋼，是最常用中碳調質鋼，綜合力學性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。綜合技術要求等文件，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，是最常用中碳調質鋼，綜合力學性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。小型件宜采用調質處理，大型件宜采用正火處理。其價格較便宜，經過調質或正火后可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可達52HRC-45HRC. 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面，φ50、φ80、φ104的內圓柱表面，10個φ20的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方面表現在鍵槽兩側面、φ80內圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um，要求不高；位置要求較嚴格，表現在φ55的左端面、φ80內孔圓柱面對φ75、φ60外圓軸線的跳動量為0.04mm, φ20孔的軸線對φ80內孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對φ55外圓軸線的對稱度為.0.08mm；熱處理方面需要調質處理，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，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 2.1選擇毛坯 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產中獲得可能性，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。根據零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，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）圖是根據產品零件設計的，經查《機械加工工藝手冊》《金屬機械加工工藝人員手冊》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，內圓角半徑按5-13確定。結果為：外圓角半徑：；內圓角半徑：。按表5-11，外模鍛斜度，內模鍛斜度。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定位基準的選擇 本零件為帶孔的管狀零件，孔是其設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選孔為定位基準，即遵守“基準重合”的原則。工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準，這個是粗基準，該零件選用φ55外圓柱面作為粗基準來加工φ176外圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準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，則使用經過加工的表面作為定位基準，φ176的外圓柱面和右端面作為定位基準，這個基準就是精基準。在選精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。 3.2零件表面加工方法的選擇 ㈠.加工階段的劃分 當零件的加工質量要求較高時,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到所要求的加工質量和合理地使用設備、人力,零件的加工過程通常按工序性質不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 ①粗加工階段：其任務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，主要目標是提高生產率，去除內孔，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，如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。 ②半精加工階段：其任務是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，如φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱面，φ80、φ20孔等。 ③精加工階段：其任務就是保證各主要表面達到規(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，主要目標是全面保證加工質量。 I.基面先行原則 該零件進行加工時，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準來加工，因為左端面和φ55外圓柱面為后續(xù)精基準表面加工而設定的，才能使定位基準更準確，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，粗車將在較短時間內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，則要安排半精車，以此為精車做準備。 III.先面后孔 對該零件應該先加工圓柱表面，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，所以對于輸出軸來講先加工φ75外圓柱面，做為定位基準再來加工其余各孔。 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幾道工序內完成每道工序加工內容較多，工序集中使總工序數減少，這樣就減少了安裝次數，可以使裝夾時間減少，減少夾具數目，并且利于采用高生產率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設備，刀具等比較簡單，機床調整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產的情況，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，檢驗等。 V.熱處理工序的安排 ? ?熱處理的目的是提高材料力學性能，消除殘余應力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預備熱處理，最終熱處理和內應力處理等，本零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預備熱是消除零件的內應力，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分鐘釋放應力。 3.3制定工藝路線 按照先加工基準面，先粗后精，基準統(tǒng)一等原則，該零件加工可按下述工藝路線進行 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和及臺階面。 工序5? 精車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺階面。 工序6? 倒角。 工序7?　粗鏜內孔φ50、φ80、φ104。 工序8?? 精鏜內孔φ50、φ80、φ104。 工序9?? 鉆孔10×φ20。 工序10? 擴孔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.工序設計 4.1選擇加工設備與工藝裝備 4.2選擇機床 ,根據工序選擇機床 （1）工序1、2、3、4和5是粗車和精車。各工序的工步數不多，大批大量生產不要求很高的生產率，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TYPE CA6140，中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回轉直徑￠400 mm，馬鞍內最大工作回轉路徑￠550 mm，橫拖板上最大回轉直徑￠214mm，主軸孔徑￠52 mm，主軸內錐孔MT6#，主軸速度級數16級，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。工序工步簡單，外廓尺寸不大，考慮本零件屬成批大量生產，所選機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、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率，工件的加工精度，已加工表面質量，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重要部分，刀具應具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導熱性，良好的工藝性和經濟性，抗粘接性，化學穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質合金中的YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質合金的刀具。 ①．粗車外圓柱面：刀具號為T0101，90°可轉位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為VCUM160408R-A4，刀具型號為PVJCR2525-16Q ②.半精車，精車外圓柱面：刀具號為T0202，75°可轉位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為WNUM080304EL-A2，刀具型號為PCRC2020-16Q ③. 鉆頭：高速鋼刀具 刀具號為T0303，直徑為φ30;刀具號T0404，直徑為φ18 ? ?擴孔鉆：刀具號為T0505，直徑為φ19.8;鉸刀：刀具號為T0606，直徑為φ20 ④.內孔車刀：刀具號為T0707，93°內孔車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為TBUM080404R-04，? 刀具型號為PSUBR3215-16Q? ?? ??? ⑤.鏜刀??刀具號為T0808，刀桿長度為200.B×H＝16×25 ⑥.粗銑鍵槽??刀具號為T0909，精銑鍵槽??刀具號為T1010 綜上可做一刀具表如下： 加工表面? ? ? 刀具號? ? ? 刀具名稱? ? ? ?刀具參數? ? ? 刀片型號? ? ? ? 刀具型號 粗車外圓柱面? T0101? 可轉位車90° r=1? VCUM160408R-A4? PVJCR2525-16Q 半精，精車外圓柱面? T0202 可轉位車刀75° r=1? WNUM080304EL-A2? ?PCRC2020-16Q 鉆Φ30的孔? ? T0303? ? ? 鉆頭? ? ? ? Φ30? ? ? ? 鉆φ18? ? ? ? T0404? ? ? ?鉆頭? ? ? ? φ18? ? ? ? 擴φ19.8? ? ? T0505? ? ? ?擴孔鉆? ? ? φ19.8? ? ? ? 鉸φ20? ? ? ? T0606? ? ? ? 鉸刀? ? ? ? φ20? ? ? ? 車內孔? ? ? ? T0707? ? ?內孔車刀?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，一般配情況下盡量采用通用量具。根據零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考參考文獻[4]》相關資料，選擇如下：讀數值0.02、測量范圍0～150游標卡尺，讀數值0.01，測量范圍0～150游標卡尺。讀數值0.01，測量范圍50～125的內徑千分尺，讀數值0.01，測量范圍50～125的外徑千分尺，讀數值0.01，測量范圍50～125的內徑百分表（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。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟精度確定。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　軸段加工余量計算 Tab3 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/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軸段加工余量計算 Tab4 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/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軸段加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/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軸段加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/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軸段加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/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內孔加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/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內孔加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/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內孔加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/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 切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。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間。 5.1切削用量 功率Pc×η＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為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《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/r??ap=2.5mm?? 查《金屬切削手冊》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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r ? ? Ⅱ.加工外圓柱面φ55 粗車：??確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編??上海科學出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 結合CA6140說明書取f=0.71 mm/r ap=2.5mm??查《金屬切削手冊》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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》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 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精車：查《機械制造工藝與機床夾具課程設計》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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r Ⅲ.加工外圓柱面φ60 粗車：d=70 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編??上?？茖W出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 取f=0.71 查《金屬切削手冊》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 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r??取f=0.45 ap=0.9mm??再查外圓切削數據表知：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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r 精車：查《機械加工工藝設計手冊》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.15 mm/r 再查外圓切削數據表知：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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅳ.加工外圓柱面65 粗車：??確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編??上海科學出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊》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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=70.34m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r ?再查外圓切削數據表知：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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=108.7m/min，n=510r/min f=0.45mm/r。 精車：查《機械加工工藝設計手冊》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.18mm/r??再查外圓切削數據表知：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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r Ⅴ.加工外圓柱面φ75 粗車： 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編??上?？茖W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》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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 80.384m/min，n=320r/min，f=0.71mm/r。 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r?再查外圓切削數據表知：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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 110m/min，n=450r/min f=0.45mm/r。 精車：查《機械加工工藝設計手冊》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.15mm/r??再查外圓切削數據表知：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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r Ⅵ.加工內圓柱面φ80 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 車孔：查《簡明加工工藝手冊》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??根據機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為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??根據機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 138m/min，n=560r/min f=0.3mm/r 鏜孔：查《金屬機械加工工藝人員手冊》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 故實際切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根據機床說明書查得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 機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為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《簡明加工工藝手冊》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X51機床說明書得：n=945r/min故實際切削速度??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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r 鉸孔：??查《簡明加工工藝手冊》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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r Ⅷ.加工端面 ??粗車：查《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》得： f=0.66mm/r，Vc=108m/min?， n=1000Vc/πd=190r/min 由CA6140說明書取n=200r/min 故實際切削速度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??由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為η=0.8。 機床功率?Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×0.5×0.41×120/60000=0.94Kw，由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為η=0.8，機床功率Pc×η＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為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??由于機床說明書查得Pc=4.5 Kw，效率為η=0.8。機床功率Pc×η＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為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??由于機床說明書查得Pc=4.5 Kw，效率為η=0.8，機床功率Pc×η＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=153.8m/min，n=1225r/min 縱向Vf=125mm/r,橫向Vf=130mm/r. 5.2基本時間 確定粗車外圓的基本時間t 根據《機械制造工藝學》公式4-23車外圓基本時間為： 根據《機械制造工藝學》公式4-23車外圓基本時間為： 式中：，，，，， 則 其余工步切削用量及基本工時計算從略 6.夾具設計 　　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，本設計的重點應在卡緊的方便性與快速性以及實現鉆孔的分度上。下面是夾具設計過程： 6.1定位方案 夾具特點，工件以另一端面和鍵槽定位，通過軸心，用螺栓夾緊。結構簡單，制造容易。分度副間有污物時，不直接影響分度副的接觸。缺點是無法補償分度度間的配合間隙對分度精度的影響。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。其結構圖如圖3所示： 圖2 夾具裝配圖 6.2分度設計 通過分度盤來實現。擰緊螺母，并通過開口墊圈將工件夾緊。轉動手柄，可將分度盤松開。此時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180°，將定位銷重新插入定位套中，即實現了分度。再將手柄轉回，銷緊分度盤，即可進行加工。 6.3切削力和夾緊力的計算 本工序加工是鉆削可估算其夾緊力，其為螺旋夾緊機構。實際效果可以保證可靠的卡緊。 根據公式： ——原動力（N·mm） ——實際所需夾緊力 ——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm） ——螺紋中徑之半(mm) ——螺紋升角（°） ——螺桿端部與工件間的當量摩擦角（°） ——螺旋副的當量摩擦角（°）， ——除螺旋機構以外的效率，其值為0.85~0.958。 參數:Wk = 100 使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 7.結論 此次課程設計確定了填料箱蓋從鑄件毛坯到成品在大量成批生產時的工藝過程，同時也設計了其中一道鉆孔工序的夾具。 作為本學期的最后一次課程設計，需要我們綜合前階段所學習的機械制圖、金屬工藝學、金屬材料、機械設計基礎、互換性與測量技術、機械制造工藝學等多門課程的知識，同時還要運用數學、力學等基礎學科知識以及設計手冊上的標準。所以此次課程設計是我們本科階段學習的知識的鞏固，也是一個總結。 參考文獻 [1] 陳宏鈞.機械加工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社，2003 [2] 王先逵.機械制造工藝學[M].機械工業(yè)出版社，2006 [3] 徐學林.互換性與測量技術基礎[M].湖南大學出版社，2005 [4] 崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南[M].化學工業(yè)出版社，2007 [5] 胡農.車工技師手冊[M].機械工業(yè)出版社，2004 [6] 王光斗.機床夾具設計手冊[M].上?？茖W技術出版社，2000 [7] 曾慶福.機械制造工藝學[M].清華大學出版社，1989 [8] 趙如福.金屬機械加工工藝人員手冊[M].上海科學技術出版社，2000 [9] 王啟平.機床夾具設計 [M]. 哈爾濱工業(yè)大學出版社，1996 20