1課程設(shè)計(jì)配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊加工工藝及鏜 25 孔夾具設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指 導(dǎo) 老 師年 月 日II摘 要配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊是某企業(yè)產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件之一，本課題要求根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專用夾具，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。本機(jī)床所用夾具的通用性強(qiáng)，工件采用定位夾緊，快速方便。夾緊采用手動加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。由于配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊的生產(chǎn)量比較大，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對其加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在關(guān)鍵工序使用組合機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床進(jìn)行加工。通過設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了大學(xué)期間的多數(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識，加深所學(xué)知識體系，掌握了運(yùn)用各項(xiàng)繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法和技巧,熟悉了工程應(yīng)用設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞 配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊 零件分析 工藝路線 夾具設(shè)計(jì) 組合機(jī)床1AbstractThe axile bush is one of the key parts of an enterprise products, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod and modular machine tool of the axile bush.The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform,so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .As the output of the axile bush is very large ,it is need to make optimal design for the machining technology and use modular machine tool for pivotal machining process ,to ensure product quality and to improve the processing efficiency.Through this design,the knowledge of more basic and specialty was synthetically applited.The system of knowledge we learned was intensified.Controlled to make use of various method and techniques that the painting software carry on a design,the design of engineering application was known well.Keywords Axile Bush Precision Processing Technology Design of Clamping Device Modular Machine Tool2目 錄摘 要 IIAbstract.11 引言 32 零件工藝性分析 42.1 零件的作用 42.2 零件的工藝分析 53 毛坯的選擇 54 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 64.1 工藝規(guī)程的作用 64.2 定位基準(zhǔn)的選擇 74.3 制定工藝路線 74.4 毛坯尺寸的確定與機(jī)械加工余量 114.5 確定切削用量及基本工時(shí).11第 5 章 鏜 25 孔工序的夾具設(shè)計(jì).235.1 設(shè)計(jì)要求 235.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .235.3 定位元件的設(shè)計(jì) 245.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 245.5 加緊元件的設(shè)計(jì) .255.6 緊固元件的選擇 .255.7 零件的車床夾具的加工誤差分析 .255.8 夾具操作說明 26結(jié)束語.27參 考 文 獻(xiàn).293致 謝.3041 引言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(dá)到了一個(gè)新的階段?！肮び破涫拢叵壤淦?。 ”工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。52 零件工藝性分析2.1 零件的作用配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊是配氣機(jī)構(gòu)一個(gè)主要零件。通過配氣機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)氣體的內(nèi)外交換，該零件的加工好壞，將影響到整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)的工作性能。2.2 零件的工藝分析由附圖 1 得知，其材料為 HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為左、右端面，φ20mm 以及加工。由參考文獻(xiàn)[1]中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟(jì)精度機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。⑴ 以外圓為主有：① 零件外圓粗、精車磨削加工，其粗糙度要求是 ；0.8Ra?② 配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。23⑵ 孔系加工有： ①Φ20、Φ25 鉆擴(kuò)鉸加工，其表面粗糙度為 ；1.6②小孔 2-Φ6 鉆加工 6.3Ra?63 毛坯的選擇零件材料是 HT200。零件年產(chǎn)量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機(jī)器造型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。74 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1 工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù)文件，也是工廠和車間進(jìn)行設(shè)計(jì)或技術(shù)改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序和格式進(jìn)行，并隨技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。(1)根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備（包括技術(shù)準(zhǔn)備） 。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備工作，例如，關(guān)鍵技術(shù)的分析與研究；刀、夾、量具的設(shè)計(jì)、制造或采購；設(shè)備改裝與新設(shè)備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程來展開。(2)機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。(3)新建或擴(kuò)建車間( 或工段),起原始依據(jù)也是機(jī)械加工工藝規(guī)程，根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程確定機(jī)床的種類和數(shù)量，確定機(jī)床的布置和動力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻精基準(zhǔn)的選擇：主要考慮基準(zhǔn)重合問題，配氣機(jī)構(gòu)導(dǎo)塊的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則。?20 孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。84.3 制定工藝路線制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本 [9]。4.5.1 工藝路線方案一10 采用鑄造的方法獲得毛坯20 退火熱處理30 劃線打點(diǎn)40 粗車Φ60外圓及端面50 半精車Φ60外圓及端面60 掉頭，車左端面70 車 R1 槽80 半精車Φ59.5外圓及端面90 精車Φ60外圓100 鉆 Φ17 孔110 擴(kuò) Φ19.7 孔120 鉸 Φ 20H8 孔130 車 Φ50 內(nèi)孔140 鉆擴(kuò)鉸 Φ25H7150 銑削寬度為 46 的兩側(cè)面（銑扁）160 粗銑 30H11 槽170 精銑 30H11 槽9180 磨 Φ60 外圓190 終檢200 清洗入庫4.5.2 工藝路線方案二10 采用鑄造的方法獲得毛坯20 退火熱處理30 劃線打點(diǎn)40 粗車Φ60外圓及端面50 半精車Φ60外圓及端面60 掉頭，車左端面70 車 R1 槽80 半精車Φ59.5外圓及端面90 精車Φ60外圓100 車 Φ50 內(nèi)孔110 鉆 Φ17 孔120 擴(kuò) Φ19.7 孔130 鉸 Φ 20H8 孔140 鉆擴(kuò)鉸 Φ25H7150 銑削寬度為 46 的兩側(cè)面（銑扁）160 粗銑 30H11 槽170 精銑 30H11 槽180 磨 Φ60 外圓10190 終檢200 清洗入庫4.5.3 工藝方案的比較與分析因左右兩端面均對 φ20mm 孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上 φ20mm 孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故改動銑削加工。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表１和附表 2，機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。10 采用鑄造的方法獲得毛坯20 退火熱處理30 劃線打點(diǎn)40 粗車Φ60外圓及端面 , 以左端外圓為基準(zhǔn)50 半精車Φ60 外圓及端面 , 以左端外圓為基準(zhǔn)60 掉頭，車左端面,以右端外圓為基準(zhǔn)70 車 R1 槽, 以左端外圓為基準(zhǔn)80 半精車Φ59.5外圓及端面, 以右端外圓為基準(zhǔn)90 精車 Φ60外圓，以Φ59.5 外圓及端面為基準(zhǔn)11100 鉆 Φ 17 孔，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)110 擴(kuò) Φ 19.7 孔，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)120 鉸 Φ20H8 孔，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)130 車 Φ50 內(nèi)孔，以 Φ59.5 外圓及端面為基準(zhǔn)140 鉆 Φ 22 孔，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)150 擴(kuò) Φ 24.7 孔，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)160 鏜 Φ25H7，以外圓及端面為基準(zhǔn)170 鉆 2-Φ6 孔，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)180 鉆 2-Φ3 孔，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)190銑削寬度為 46 的兩側(cè)面（銑扁） ，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)200 粗銑 30H11 槽，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)210 精銑 30H11 槽，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)220 磨 Φ60 外圓，以 Φ59.5 外圓及端面為基準(zhǔn)230 終檢240 清洗入庫4.4 毛坯尺寸的確定與機(jī)械加工余量⑴ 30H11 槽的偏差及加工余量計(jì)算30H11 槽計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查[3]可知其粗銑時(shí)精度等級為 IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取 0.21m?精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。.參照參考文獻(xiàn)[3]表 3～2，3～25,2.3～13 和參考文獻(xiàn)[15]表 1～8，可以查得：鉆孔 Φ25鉆孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1?IT12.5Rau?m2.012擴(kuò)孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。10?IT3.2Raum?m084.鉸孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8163鉆孔 Φ20參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.3～47，表 2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為：加工該孔的工藝是：鉆——擴(kuò)——鉸由以上資料得出毛坯尺寸圖。4.5 確定切削用量及基本工時(shí)在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量 asp(即切削深度 ap、進(jìn)給量 f 及切削速度 Vc 。(2)確定方法是：確定切削深度— —確定進(jìn)給量——確定切削速度．(3)具體要求是：①由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除在中等功率機(jī)床上一次走刀 ap 可達(dá) 8mm～10mm。②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。③可用查表法或計(jì)算法得出切削速度 Vc 查，用公式 換算出查或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc 查，根據(jù) Vc 查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速 n 機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度 Vc 機(jī)填入工藝文件中。對粗加工，選取實(shí)際切削速度 Vc 機(jī)實(shí)際進(jìn)給量 f 機(jī)和背吃刀量 asp 之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。工序 30：粗車 Φ60 外圓及端面機(jī)床：車床 CA6140所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于 CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片厚度為 。選擇車刀幾mHB?m2516m5.4何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 = ，主偏角 = ，副偏角 = ，0V20?vK09'v01刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。s?0srm8.13①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成m5②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， = 時(shí)，徑向進(jìn)HBSpam4?f75.0rK045給力： =950 。R切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際進(jìn)給力為：f roFfKsFf?krFfK=950 =1111.5 （3-2）f17.?N由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。fr7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《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 ，車刀壽命 =m5.1T。min60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～219 的鑄件，6YGHBS， ，切削速度 = 。pa4?frm75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表 1.28） ，故：tvKvsvKTvKv= tVv=63 （3-3）'0?0.184.920.1?in4?= = =120 （3-4）nDc?'17mr根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250inr這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV14= = （3-5）cV10cDn?01257?min?⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ， ，切削HBS160245pam3?fr75.0速度 時(shí)，min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-6）3.?根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所選切削用ni125EPKW9.5C?EP量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=5.75 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0⑥.倒角 s8.3?換車刀手動進(jìn)給。⑦. 計(jì)算基本工時(shí)（3-7）nflt?= = （3-8）mt7.01258?in46工序 40：半精車 Φ60 外圓及端面已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車刀。采用工序 30 確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下：a =2.5 f=0.65 n=5.8 v=50.4 T =56pmrsminis工序 50：半精車 Φ60 外圓及端面所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于 C602—1 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片厚度為 。選擇車刀HB?2516m5.4幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 = ，主偏角 = ，副偏角0V20?vK09= ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。'vK01s?0srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m5.215= = pa25.m1②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pa4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0frm按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， = 時(shí)，徑向進(jìn)HBSpam4?f75.0rK045給力： =950 。R切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際進(jìn)給力為：f roFfKsFf?krFfK=950 =1111.5 由于切削時(shí)進(jìn)給f17.?N力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。f.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《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 ，車刀壽命 =m5.1T。min60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～219 的鑄件，15YTHBS， ，切削速度 = 。pa4?frm75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表 1.28） ，故：tvKvsvKTvKv= tVv=63 （3-12）'0?0.184.920.1?in?= = =120 （3-13）nDc?'174mr根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250inr這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-14）c1Dn?1257?mi0?16⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ， ，切削HBS160245pam3?fr75.0速度 時(shí)，min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所選切削用量ni125EPkw9.5C?EP可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0工序 60：鉆擴(kuò)鉸 Φ20H8。機(jī)床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。⑴ 鉆孔進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～38，取 。f rmf/3.0?切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～41，取 。V48Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，100.486539./in317vrd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 5.1～31，取 0?所以實(shí)際切削速度 ：v.176.5/dnms???切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m?刀具切入長度 ：117(~)105.962rDlctgkctgm??????刀具切出長度 ： 取2l4?l32走刀次數(shù)為 1機(jī)動時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn???⑵ 擴(kuò)孔刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～31 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。17片型號：E403切削深度 ：pa1.35m?進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～52，取 。f 0.6/fmr?切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～53，取 。V4Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vrD????按照參考文獻(xiàn)[3]表 5.1～31，取 5n?所以實(shí)際切削速度 ：v0.52/06dms?切削工時(shí)被切削層長度 ：l42m?刀具切入長度 有：11 19.7(~)20.8632rDdlctgkctgm???????刀具切出長度 ： ，取lm42?l32走刀次數(shù)為 1機(jī)動時(shí)間 ：2jt30.16in.5jLfn???⑶ 鉸孔 Φ20刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。切削深度 ： ，且 。pa0.15m?20D?進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～58， 取 。f rmf/0.2~1rf/0.2?切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～60，取 。V sV3?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.3265.7/in14rD????按照參考文獻(xiàn)[3]表 5.1～31 取 1n?實(shí)際切削速度 ：v.0.63/0ms?切削工時(shí)被切削層長度 ：l42m?刀具切入長度 ，11801 2019.7(~)20.92rDdlctgkctgm????????刀具切出長度 ： 取lm41l32走刀次數(shù)為 1機(jī)動時(shí)間 ：3jt2.09.7in35jLnf????該工序的加工機(jī)動時(shí)間的總和是 ：jt.2016.70.48minj???工序 70：車 Φ50 內(nèi)孔所選用的刀具為 YG6X 硬質(zhì)合金圓形鏜刀，主偏角為 K =45 ，直徑為 16mm 的圓形鏜刀，其耐用V0度為 。60?Tmin①.確定切削深度 a pm25.0?②.根據(jù)表 1.5 ，當(dāng)半精鏜鑄料，鏜刀直徑為 ，a ≤ ，鏜刀伸出長度 時(shí)，進(jìn)* 16pm2m80給量為： 。rf1.0③ .確定切削速度 按表 1.27 的計(jì)算公式確定*V = （3-16）式中 C =189.8 m = 0.2 X =0.15 Y =0.20 v vvin60?TV=124.6 in選擇 CA6140 機(jī)床轉(zhuǎn)速：n=n =1200 =20minrsr實(shí)際切削速度為： v = 2.08 ④.確定基本時(shí)間確定的基本時(shí)間 50s工序 80：鉆 2-φ6 孔yxpKfaTCMin13045.6210???19機(jī)床：鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭切削深度 ：pam3?根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 查得：進(jìn)給量 ,切削速度 。4.2?0.2/fmr?smV/36.0?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，in/1476.3010dV???按照參考文獻(xiàn)[3]表 5.1～31，取 。nr?實(shí)際切削速度 ：v.40.5/10Dms?切削工時(shí)被切削層長度 ：l3m刀具切入長度 ：1 6(1~2)0242rctgkctg??????刀具切出長度 ： 取 。2l4ml3加工基本時(shí)間 ： jt124.1in0.6jLlfn??工序 180 鉆 2-Φ3 孔，以 Φ60 外圓及端面為基準(zhǔn)1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=3mm鉆頭幾何形狀為(表 2.1 及表 2.2)雙錐修磨橫刃 β=30°2φ=118° be=3.5mm α0=12° ψ=55°2.選擇切削用量1按加工要求決定進(jìn)給量根據(jù)表 2.7 當(dāng)加工要求為 H12~HB 精度鑄鐵硬度 HBS200d0=3mm 時(shí) f=0.36~0.44 mm/r由于 L/d=32/7.8=4 所以應(yīng)乘以修正孔系數(shù) kcf=0.95 則f =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～ 0.42 mm/r 由鉆床 Z3025手冊取 f=0.4mm/r2決定鉆頭磨純標(biāo)準(zhǔn)及壽命由表 2.12 ,當(dāng) d0=3時(shí) ,鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.6mm 壽命 T=35min3決定切削速度由表 2.15 硬度 HBS200～219 f=0.9mm/r d020mm Vc=22 m/minn =1000V/πd0=1000×22/(3.14×3)=350 r/min由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min3.計(jì)算工時(shí)tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/400×0.4=0.26min工序 90：鉆、擴(kuò)?25H7 孔工件材料為 HT200，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?25mm，公差為 H7，表面粗糙度20。加工機(jī)床為 Z525 立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔1.6aRm?——Φ22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ24.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鏜孔 Φ25mm 鏜刀。選擇各工序切削用量。（1 ）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) [7]表 28-10 可查出 ，由于f 0.47~.5/fmr?表孔深度比 ， ，故 。查0/3/21.6ld?0.9lfk?(.47~.5)921f?表Z525 立式鉆床說明書，取 。43/mr根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允'1./fr?許的軸向力 （由機(jī)床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給量max59FN?！?.8/fr?由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。f'f“f2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插入法v mP得：，17/in?表 4732FN?表，5.69NM?表 1.5mkW表由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。由參考文獻(xiàn)[7]表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk'17/in80.7.2(/in)???表 ''01/i16n rdm?表查 Z525 機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為：195/ir0295/in4/i10rv???由表 28-5， ，故.6MFTk473.6()FN5.954.8m???3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P'/)Mnk?表（1.2(261.0kWW?機(jī)床有效功率 ' 4.5.835E mPkP???故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02dm?0.3/fr19/inr?14/inv?相應(yīng)地， ，516FN54.8T?.05mPkW21（2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-31，f。根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，取 =0.57mm/r。f??::表 （ 0.78） m/r0.7=49.56m/r f2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-33，取 。修正系數(shù)：vn 25/minv?表，.8vk?4.71.02(1.09)ppRavak?根 據(jù)故 '25/in0.12./inv??表' '1)nd?表 （./mi(4.7)86/ir查機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為275/inr?301vdn????34./i102/mi??160.26in.75jLltfn?????工序 90：鏜 Φ25H7 孔（1）選擇刀具1） 選擇鏜刀2）依據(jù) ，根據(jù)表 1.1，車床 CA6140 的中心高度 ，所以選擇的《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 20hm?刀桿尺寸 BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為 4.5mm。3）依據(jù) ，根據(jù)表 1.2，可以選擇 YT15 硬質(zhì)合金刀具鏜刀?！?切 削 用 量 簡 明 手 冊 》（2）選擇切削用量1） 、確定切削深度 ap ap=12.5mm2） 、進(jìn)給量 f依據(jù) ，根據(jù)表 1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于 40mm 時(shí)，0.4~5/fmr?依據(jù) ，根據(jù) CA6140 車床的使用說明書選擇《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》.8/fr22確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)依據(jù) ，根據(jù) CA6140 車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》。max350FN?依據(jù) ，根據(jù)表 1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度 =570~670MPa， ，《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 b?3.4apm?， ， (預(yù)計(jì)) 時(shí)，進(jìn)給力為 N。./fr?045k?6/mincv 107fF?依據(jù) ，根據(jù)表 1.29-2，切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0，《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 f voFfksFf?=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為krFfN107.1.07f???由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 的進(jìn)給量可用0.48/fmr?3） 、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 T依據(jù) ，根據(jù)表 1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為 1.0mm（1.0~1.4） ，車刀《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》的壽命 T=60min。4） 、確定切削速度 cv依據(jù) ，根據(jù)表 1.28，切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =0.8，《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 tvkkrvsv=1.0， =1.0， 故Tvkkv1.8Mv?=0.94tkrsTkv依據(jù) ，根據(jù)表 1.27，切削速度的計(jì)算《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》vcmxyCkTapf?故 =110m/min0.2.150.35494698cv??r/min/in1nrD???依據(jù) ，根據(jù) CA6140 車床的使用說明書，選擇《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》120/crm這時(shí)實(shí)際切削速度 為cv23=120m/min3210/min10ccDnv???最后決定的車削用量為。2.5,.48/,/i,120/minp camfrrv??1（ ） 計(jì) 算 基 本 公 時(shí)mcLtv?式中 ，l=75mm, 根據(jù) ，根據(jù)表 1.26，車削時(shí)的入切量以及超ly??《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》切量 ,則 L=80mm,故5?min80.13812.4mt??工序 100：銑削寬度為 46 的兩側(cè)面機(jī)床：立式銑床 KX52刀具：錯齒三面刃銑刀銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw0?6?Z銑削深度 ：pa3每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4.77，取f Zmaf/2.0?銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4.88，取V sV3機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/126504.310rdV???? in/15r實(shí)際銑削速度 ：? smn/39.10進(jìn)給量 ：fVZaff /60/52.???工作臺每分進(jìn)給量 ：m in83sVf走刀次數(shù)為 1機(jī)動時(shí)間 ： （其中 ）2jt mi46.0182.0???mjfD?mD260?因?yàn)椋?12jjt?24本工序機(jī)動時(shí)間 ：?jtmin46.02?jjt工序 110：粗銑 30H11 槽。機(jī)床：立式銑床 KX5刀具：錯齒三面刃銑刀切削深度 ：pa9.m?根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表2476?0.6/famz?查得切削速度 。302?/inV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，102.1/in3.45rd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 5.1～74，取 7?實(shí)際切削速度 ：v.0.5/106nms?進(jìn)給量 ：fV.87/1.3/ffaZ?工作臺每分進(jìn)給量 ： m.58infVs?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 20lm刀具切入長度 ：10.5(~)lD??=63mm刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機(jī)動時(shí)間 ： jt120631.05min8jmlf????工序 120：精銑 30H11 槽。切削深度 ：pa.0根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表2476?0.8/faz?查得切削速度 ，302?3/inV?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，1045./min.160rd???按照參考文獻(xiàn)[3]表 5.1～74，取 。7?實(shí)際切削速度 ：v304/ns??25進(jìn)給量 ：fV0.8247.5/601.39/ffaZnms???工作臺每分進(jìn)給量 ： m8infV被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， ll刀具切入長度 ：10.5(~2)lD??=81mm刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機(jī)動時(shí)間 ： 2jt12081.23min.6jmlf????本工序機(jī)動時(shí)間： 125.ijjtt?工 序 180: 磨 Φ60 外圓1） 確 定 磨 削 深 度 =0.4mm2） 確 定 進(jìn) 給 量 ,取 f= 0.05mm/r3） 根 據(jù) 機(jī) 床 選 n=2667r/min， 計(jì) 算 出 = =2095.6m/mincV14.3267?4） 基 本 時(shí) 間 = ， 故 = =0.195minjTfl??1jT05.??5) 計(jì) 算 ,查 表 得 輔 助 時(shí) 間 =0.2min,布 置 工 作 地 時(shí) 間xfwfj?總 fT=0.3min,休 息 與 生 理 需 要 時(shí) 間 =0.1min fwTx則 =0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min xfwfjT??總6）小結(jié)綜上所述，機(jī)床為磨床床 M114W，主軸轉(zhuǎn)速為 2667r/min，切削速度 2095.6m/min，進(jìn)給量f=0.05mm/r，切削深度 0.4mm，機(jī)動時(shí)間 0.195min, 輔助時(shí)間 0.2min。26第 5 章 鏜 25 孔工序的夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。下面即為鏜 25 孔工序?qū)Ｓ脢A具，本夾具將用于 CA6140 車床。5.1 設(shè)計(jì)要求本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。5.2 定位基準(zhǔn)的選擇據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。方案一1 面也就是整個(gè)工件的截面定位限制兩個(gè)自由度。2 面是工件的地面定位限制三個(gè)自由度3 面是側(cè)面定位限制一個(gè)自由度。方案二1 面是工件的底面限制三個(gè)自由度。2 面是側(cè)面限制一個(gè)自由度。3 面是外端面定位限制兩個(gè)自由度。方案比較：方案一：是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一及基準(zhǔn)重合原則確定的，有利于夾具的設(shè)計(jì)制造，加緊力方向指向定位元件剛性較大的方向，定位相對簡單。方案二：是是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設(shè)計(jì)制造，但不容易保證空的軸線與外圓對稱面的重合，鉆頭進(jìn)給的的軸向力完全由定位元件承受，很容易引起變形。本工序車￠25 孔，加工的切削力主要是刀頭進(jìn)給時(shí)的軸向力，樣工件軸向幾乎沒有切削力，所需要的加緊力不是很大。綜合考慮兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，及加工的具體情況，采用方案二。5.3 定位元件的設(shè)計(jì)通過方案二來選擇設(shè)計(jì)定位元件5.4 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：27① 粗車切削力：查《現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 P104 表，得車削切削力計(jì)算公式： 圓周分力 Fc = 902 Kp??????0.75徑向分力 Fp = 2383 Kp??0.9????0.6?????0.3軸向分力 Ff =3326Kp其中 ——背吃刀量 2.3mm????f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.16mmVc—切削速度 m/min 60Kp—修正系數(shù) 1.08 所以切削時(shí)的各切削力Fc1= 566.8NFp2=801.5NFf3= 416.4N精車切削力： ——背吃刀量 0.5mm????f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.13mmVc—切削速度 m/min 38Kp—修正系數(shù) 1.08所以切削時(shí)的各切削力Fc1= 105.45NFp2= 57.23NFf3= 97.96N② 車削夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》P70 表 3-6，查得工件以 V 形塊和定位塊定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：Wk = ????sin??22??2式中 Wk——實(shí)際所需夾緊力K—安全系數(shù)α——彈簧夾頭的半錐角u2——工件與夾具支承面的摩擦系數(shù)則所需夾緊力 28Wk=399（N）根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。3、定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為 V 形塊與定位塊，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△B=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差?！鱕=0.5δd =0.5×0.12mm=0.06mm5.5 加緊元件的設(shè)計(jì)加緊元件由一個(gè) V 型塊給工件頂端一個(gè)向下的力來使工件加緊，而后的螺桿是為了在裝卸工件方便所做的設(shè)計(jì)5.6 緊固元件的選擇由于夾具零件都是固定在夾具體上面的，所以應(yīng)該選擇螺釘，由于夾具的設(shè)計(jì)尺寸面的寬度多為15 或者 20cm，尺寸較小，為了滿足強(qiáng)度要求以及在這么小的空間裝配拆裝，故選擇內(nèi)六角圓柱頭螺釘。5.7 零件的車床夾具的加工誤差分析工件在車床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 、夾具誤差 、夾具D?J在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響。A?G?如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：（1）定位誤差 D由于￠25 孔的端面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差 為零。工件在夾具上定位B?時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差 為零。因此，尺寸的定位誤差 等于零。Y?D（2）夾具誤差 J?夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面 C 的平行度誤差是 0.01.（3）安裝誤差 A因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。（4）加工方法誤差 G?如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因