I學院畢 業(yè) 設 計 論 文水泵葉輪加工工藝及銑十字槽夾具設計所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導 老 師年 月 日II摘 要水泵葉輪加工工藝及銑十字槽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(chǎn)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IIIAbstractThe fixture design of a certain type of motor armature bracket parts processing and drilling machine is design process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning,IV目 錄摘 要 IIAbstract.III目 錄 IV第 1 章 序 言.1第 2 章 零件的分析.22.1 零件的形狀 22.2 零件的工藝分析 2第 3 章 工藝規(guī)程設計.43.1 確定毛坯的制造形式 43.2 基面的選擇 43.3 制定工藝路線 43.3.1 工藝路線方案一 .53.3.2 工藝路線方案二 .53.3.3 工藝方案的比較與分析 .53.4 選擇加工設備和工藝裝備 63.4.1 機床選用 .63.4.2 選擇刀具 .63.4.3 選擇量具 .63.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 73.6 確定切削用量及基本工時 .8第 4 章 銑十字槽設計.204.1 設計要求 .204.2 夾具設計 .204.2.1 定位基準的選擇 .204.2.2 切削力及夾緊力的計算 .204.3 夾具的夾緊裝置和定位裝置 204.4 定位誤差的分析 .22V4.5 確定夾具體結構和總體結構 224.6 夾具設計及操作的簡要說明 24總 結.25致 謝.26參考文獻.271第 1 章 序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。水泵葉輪加工工藝及銑十字槽夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。2第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是水泵葉輪零件，主要作用是起分流作用。零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 HT200 ，該材料為 HT200，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。水泵葉輪零件主要加工表面為：1.銑端面，表面粗糙度 值為 3.2 。2.車內aRm?孔，表面粗糙度 值 3.2 。3.鉆中心孔，表面粗糙度 值 3.2 。aRm?水泵葉輪共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)．Φ80 底部端面的加工表面：這一組加工表面包括：Φ80 底部端面。(2).上端面的加工表面：3這一組加工表面包括： 上端面。其要求也不高，粗車后精車就可以達到精度要求。(3).鉆 Φ12 孔(4).銑十字槽4第 3 章 工藝規(guī)程設計本水泵葉輪假設年產(chǎn)量為 10 萬臺，每臺車床需要該零件 1 個，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。該零件材料為 HT200 ，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鋁鑄造。依據(jù)設計要求 Q=100000 件/年，n=1 件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領N=2XQn(1+α)（1+β)=238595 件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200 ，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準的選擇，對像水泵葉輪這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。3.3 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(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能5性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一10 鑄造 鑄造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理30 銑 粗銑、精銑 Φ80 底部端面40 銑 粗銑、精銑上端面50 粗車 粗車內孔，粗車各臺階及圓弧圓角，注意各留 1mm 的精車余量60 精車 精車內孔，達到圖紙尺寸公差要求70 粗車 車孔口槽80 鉆孔 鉆鉸 Φ12 孔70 銑槽 銑十字槽 80 鉗 去毛刺，清洗90 終檢 終檢入庫3.3.2 工藝路線方案二10 鑄造 鑄造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理30 銑 粗銑、精銑 Φ80 底部端面40 銑 粗銑、精銑上端面50 粗車 粗車內孔，粗車各臺階及圓弧圓角，注意各留 1mm 的精車余量60 精車 精車內孔，達到圖紙尺寸公差要求70 粗車 車孔口槽80 銑槽 銑十字槽 90 鉆孔 鉆鉸 Φ12 孔80 鉗 去毛刺，清洗90 終檢 終檢入庫3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要6換上相應的刀具。要設計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：10 鑄造 鑄造出毛坯20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理30 銑 粗銑、精銑 Φ80 底部端面40 銑 粗銑、精銑上端面50 粗車 粗車內孔，粗車各臺階及圓弧圓角，注意各留 1mm 的精車余量60 精車 精車內孔，達到圖紙尺寸公差要求70 粗車 車孔口槽80 鉆孔 鉆鉸 Φ12 孔70 銑槽 銑十字槽 80 鉗 去毛刺，清洗90 終檢 終檢入庫3.4 選擇加工設備和工藝裝備3.4.1 機床選用①.工序是粗車、粗鏜和精車、精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140 臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表 4.2-7。②.工序鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。73.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“水泵葉輪” 零件材料為 HT200 ，查《機械加工工藝手冊》 （以后簡稱《工藝手冊》 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，HT200 的硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 HT200 的物理性能，HT200 密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計算零件毛坯的重量約為 23cmg。kg表 3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質同類零件的年產(chǎn)量 [件]生產(chǎn)類別重型（零件重2000kg）中型（零件重100~2000kg）輕型（零件重120~250 6.04.0頂、側面底 面鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6 確定切削用量及基本工時切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版，艾興、肖詩綱編，1993 年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。工序 30 粗銑、精銑 Φ80 底部端面加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機床：X52K 立式銑床。查《機械加工工藝師手冊》表 30-34 選擇工藝裝備及確定切削用量。刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)15YTmD0?，此為粗齒銑刀。8?Z因其單邊余量：Z=2mm。所以銑削深度 ： 。pam2?9每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 2.4-75，取 。fa Zmaf/10.?取銑削速度 ：參照《機械加工工藝師手冊》表 30-34，取 。V sv2.由式 3-1 得機床主軸轉速 ：n21014.3610???dV?按照《機械加工工藝師手冊》表 3.1-74 可以查得機床與之接近的轉速為。30/minr?實際銑削速度 ：v smdn/73.16014.30????進給量 ： 。 fZaff /./8.工作臺每分進給量 ： 。 m in/28/.4svf ??銑削寬度 ：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 2.4-81，取 。?a ma60??刀具切出長度 ：取 。2l?走刀次數(shù)為 1根據(jù)《機械加工工藝師手冊》： =249/(37.5×3)=2.21min。1t根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表 2.5-45 可查得銑削的輔助時間 。41.0?ft根據(jù)《機械加工工藝師手冊》切削工時： =249/(37.5×3)=2.21min。2t工序 40粗銑、精銑上端面已知加工材料為 HT200 鑄鐵，機床為床 X52K 銑床，工件裝在專用夾具中。刀具：YG8 硬質合金端銑刀。根據(jù)《機械加工工藝師手冊》第 2 版，表 3.4-63，可選銑刀直徑 =220mm,齒數(shù) Z=6。wd1）確定背吃刀量 ap：10map5.?2）確定進給量 f：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》第 2 版，表 3.4-15，可查得 =0.20~0.29mm/z。選zf擇 =0.20mm/z，故 zfrmZfz /.160.???3）確定切削速度 v：根據(jù)《機械加工工藝師手冊》第 2 版，表 3.4-25，可選擇 =50m/min。cvmin/41.850910rdvnwcs ????按 X52k 機床的轉速，選擇 ，所以實際切削速度 v：in/rin/08.69102vw??工作臺每分鐘進給量為：min/2062.Mznfw?按 X52k 機床工作臺進給量表，選擇 =130mm/min。Mzf則實際每齒進給量為：zmznfwM/2.0163???工額定時的計算 ：jTin85.2130486521 ?????iflMzj工序 50 粗車內孔，粗車各臺階及圓弧圓角，注意各留 1mm 的精車余量所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m251611厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V120?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成，故= = （3-p2695.7?m.31）②.確定進給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知：=0.7f確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際f rofKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(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5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，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 硬質合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?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tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?123）min48?= = =120 （3-nDVc?'10127?ir4）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?5）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-3.?6）根據(jù)表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0工序 60 精車內孔，達到圖紙尺寸公差要求所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成，故5.2= = p.m251②.確定進給量 f13根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知：=0.7f確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際f rofKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 由f17.?N于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(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5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，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 硬質合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?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tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）min48?= = =120 （3-nDc?'127?ir13）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?1414）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k根據(jù)表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所ni125EPkw9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0⑥.計算基本工時（3-flt?15）工序 70 車孔口槽所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成5.2②.確定進給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知：=0.7f確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RFN15切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際fFroFfKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 由f17.?N于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(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5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，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 硬質合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?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tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）min48?= = =120 （3-nDc?'127?ir13）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k16根據(jù)表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPkw9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0工序 80 鉆鉸 Φ12 孔本工序采用計算法。表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔選用 Z525 搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表 2.4-37 鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫25??0?0f0刃斜角 =50 ，L=197mm,l =116mm。?01表 3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花鉆直徑范圍l l111.80～13.20 151 101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o）d (mm) β 2ф α f ψ8.6～18.00 30 118 12 40～60表 3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度（ 1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭刀具材料 加工材料直徑 d0（mm）17≤20高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度 T min刀具直徑d0（mm）刀具類型 加工材料 刀具材料11～20鉆頭（鉆孔及擴孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼 60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min①.確定進給量查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60 。zm* rm②.確定切削速度查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在HT200（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考《機in械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-10 鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K =1.0，R =0.85。mvtvV=12 =10.32 （3-85.0?min17）則 = =131 （3-nir18）查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* minr則實際切削速度 = = =11.8v實3.6.5.2 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rf30.?23.1?10d?0514.3?18確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-min0kfaTdcvvyxpmzv?20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,,25.,1.8?zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6mir選取 i120?所以實際切削速度為 =2.647.3?vin確定切削時間（一個孔） =ts20.8??工工序 100 銑十字槽機床的選擇：X52K 型銑床（1）選擇刀具：查 ，根據(jù)表 2.1-72，因為銑削寬度《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 1wam?2）查 ，根據(jù)表 2.1-20，選擇 7:24 錐柄立銑刀 ，標準《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 4od系列 L=198mm，標準系列 l=63mm，粗齒數(shù)為 4。（2）選擇切削用量1）決定銑削深度銑削深度由工序決定，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時 為 3.4mm。pa2）決定每齒進給量 zf查 ，根據(jù)表 2.1-72，當銑削寬度 =12mm 時，銑刀的每齒進《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 ea給量 ，取 ，所以 。fa0.5~.8/m?齒 fa0.5/?齒 0.54.2/zf mr???3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命19查 ，根據(jù)表 2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀， ，粗銑，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 15odm?后刀面的最大磨損限度為 0.3～0.5mm，查 ，根據(jù)表 2.1-76，可選《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》用 的高速鋼立銑刀，其耐用度 T=90min。04dm?4）決定切削速度查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得： =1.18， =1.0， =0.9，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 MvKTvvKs=1.2， =1.0， =1.25（銑削余量較小時， ）tvKBvkrvK03~4rk?1.8X0.912.51.93vvMTStBkrv??銑削速度計算公式：vvzqoxypumpeCdVaf查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》290.45.10.5.0.1m.3vvvvvvqup????， ， ， ， ， ， ，所以 m/min.40.30.15012993.8V??r/min7nD???查 ，根據(jù)表 3.30，X52K 萬能銑床的使用說明書，選擇：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》20r/mi680/incfv，這時實際切削速度 為cVm/min2415100cDn????工序 110 插齒加工查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得： =1.18， =1.0， =0.9，《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》 MvKTvvKs=1.2， =1.0， =1.25（銑削余量較小時， ）tvKBvkrvK03~4rk?1.8X0.912.51.93vvMTStBkrv??銑削速度計算公式：vvzqoxypumpeCdVaf查 ，根據(jù)表 2.1-77 可查得：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》290.45.10.5.0.1m.3vvvvvvqup????， ， ， ， ， ， ，20所以 m/min0.450.3.1.0.129593.8V????r/min7nD??查 ，根據(jù)表 3.30，X52K 萬能銑床的使用說明書，選擇：《 機 械 加 工 工 藝 手 冊 》20r/mi680/incfv??，這時實際切削速度 為cVm/min2415100cDn???第 4 章 銑十字槽設計為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為銑床夾具十字槽的專用夾具，本夾具將用于 X52K 立式銑床。4.1 設計要求本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。4.2 夾具設計4.2.1 定位基準的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。214.2.2 切削力及夾緊力的計算4.3 夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。在這次夾具設計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定22位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。刀具：銑刀。刀具有關幾何參數(shù)： 015??001??頂 刃 0n??側 刃 601~5??''30rK?40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2由參考文獻[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：0.8.10.35pzFafBzn??有： .9.8.1.10.1254836.2()N??????根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計算：6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻 [5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~123456.,.0,1.,3KK??由此可得： 0.31.056???所以 8415()KWFN?由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。查參考文獻[5]1～2～26 可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2??.76zr?901052???'29?螺旋夾緊力： 048()N?該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如 2.1.23由表 得：原動力計算公式 261?001KLWl???即： 0478.23.932.75()KWLNl?? ???由上述計算易得： K??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。4.4 定位誤差的分析制造誤差 ZZ?（1）中心線對定位件中心線位置精度. 取 .m05.~3.2?m04.2??（2）同軸度誤差（查表 P297）故，8.3? mDW 142.06.05.8.04.125. 222225422 ??????則 .014.0???知此方案可行。4.5 確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。24（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。4.6 夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。