填料箱蓋機(jī)械加工工藝過程卡及數(shù)控編程設(shè)計(jì)
填料箱蓋機(jī)械加工工藝過程卡及數(shù)控編程設(shè)計(jì),填料,機(jī)械,加工,工藝,過程,進(jìn)程,數(shù)控,編程,設(shè)計(jì)
目 錄
1.零件的分析 1
1.1、零件的作用 1
1.2、零件的工藝分析 1
2.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1、毛坯的制造形式 2
2.2、基準(zhǔn)面的選擇 2
2.3、制訂工藝路線 2
2.3.1、工藝路線方案一 2
2.3.2、工藝路線方案二 3
2.3.3、工藝方案的比較與分析 3
2.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4
3.選擇加工設(shè)備與工藝裝備（普通） 5
3.1、選擇機(jī)床 5
3.2、選擇夾具 5
3.3、選擇刀具 5
3.4、確定工序尺寸 5
3.5、確定切削用量及基本工時(shí) 6
工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角。 6
工序II：粗鏜孔φ37、φ47。 7
工序III-VI : 粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。 8
工序VII：鉆6-φ13.5小孔。 8
工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 9
工序IX：半精車φ65外圓及臺(tái)階面。 10
工序X：以φ65mm外圓定位，半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。 11
工序XI：以φ155mm外圓及端面定位，精車、精細(xì)車φ65mm外圓。 11
工序XII：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。 12
工序XIII：磨Φ60孔底面、倒角。 12
4.選擇加工設(shè)備與工藝裝備（數(shù)控） 13
4.1、選擇機(jī)床 13
4.2、選擇夾具 13
4.3、選擇刀具 13
4.4、確定工序尺寸 14
4.5、確定切削用量及基本工時(shí) 16
工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角；粗鏜孔φ37、φ47。 16
工序II：粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。 17
工序III：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。(與普通加工相同) 17
工序IV：半精車φ65外圓及臺(tái)階面。 19
工序V：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。 19
工序VI：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。(與普通加工相同) 19
5.數(shù)控程序編制—CA6140填料箱蓋的車削加工 20
6. 夾具設(shè)計(jì) 23
6.1、問題的指出 24
6.2、夾具設(shè)計(jì) 24
6.3、定位誤差的分析 24
6.4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 24
序 言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。
由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。
1.零件的分析
1.1、零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床填料箱蓋（見附圖1）主要作用是保證與填料箱體聯(lián)接后保證密封，對(duì)內(nèi)表面的加工精度要求比較高，對(duì)配合面的表面粗糙度要求也較高。
1.2、零件的工藝分析
套類零件的主要加工表面有孔、外圓、和端面。其中孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，加工精度和表面粗糙度要求較高，內(nèi)外圓之間的同軸度及端面與孔的垂直度也有一定的技術(shù)要求。分述如下：
1.2.1、以ф65H5（）軸為中心的加工表面。
包括：尺寸為ф65h5（）的軸，表面粗糙度為1.6，尺寸為ф80的與ф65h5（）相接的肩面, 尺寸為ф100f8()與ф65h5（）同軸度為0.025 的面，尺寸為ф60H8 ()與ф65h5（）同軸度為0.025的孔。
1.2.2、以ф60H8()孔為中心的加工表面。
尺寸為78與ф60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。
1.2.3、 以ф60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深
20孔深24及4-M10-6H。
1.2.4、其它未注表面的粗糙度要求為6.3,半精加工即可滿足要求。
2.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1、毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保
證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為5000件，屬于大批生產(chǎn)的，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用砂型鑄造機(jī)器造型和殼型。
2.2、基準(zhǔn)面的選擇
2.2.1、粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)
有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工
表面作粗基準(zhǔn)。。
2.2.2、精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)
不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
2.3、制訂工藝路線
按照先基準(zhǔn)面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原則，布置工藝
路線如下：
2.3.1、工藝路線方案一
工序I：銑小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角。
工序II：銑大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。
工序III：擴(kuò)孔φ37、锪孔φ47。
工序IV：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。
工序V：半精車φ65外圓及臺(tái)階面。
工序VI：半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。
工序VII：精細(xì)車φ65外圓。
工序VIII：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。
工序IX：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。
工序X：去毛刺。
工序XI：終檢。
2.3.2、工藝路線方案二
工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角。
工序II：粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。
工序III：擴(kuò)孔φ37、锪孔φ47。
工序IV：半精車φ65外圓及臺(tái)階面。
工序V：半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。
工序VI：精細(xì)車φ65外圓。
工序VII：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。
工序VIII：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。
工序IX：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。
工序X：去毛刺。
工序XI：終檢。
2.3.3、工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12個(gè)孔后再精加工外圓面和ф60H8（）孔。方案二是使用車削方式加工兩端面，12個(gè)孔的加工放在最后。兩相比較起來(lái)可以看出，由于零件的端面尺寸不大，端面用車削較好，在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。
但是仔細(xì)考慮，在工藝路線二中，是先精車ф65外圓及臺(tái)階面然后再鉆12個(gè)孔及攻螺紋。這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會(huì)引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。
因此，最后的加工工藝路線確定如下：（數(shù)控）
工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角；粗鏜孔φ37、φ47。
工序II：粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。
工序III：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。
工序IV：半精車φ65外圓及臺(tái)階面。
工序V：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。
工序VI：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。
工序VII：去毛刺。
工序VIII：終檢。
最后的加工工藝路線確定如下：（普通）
工序I：以φ155mm外圓及端面定位，粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角。
工序II：以φ155mm外圓及端面定位，粗鏜孔φ37、φ47。
工序III：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)階面。
工序IV：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽。
工序V：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。
工序VI：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗車環(huán)槽。
工序VII：鉆6-φ13.5小孔。
工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲。
工序IX：以粗車后的φ155mm外圓及端面定位，半精車φ65外圓及臺(tái)階面。
工序X：以φ65mm外圓定位，半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。
工序XI：以φ155mm外圓及端面定位，精車、精細(xì)車φ65mm外圓。
工序XII：以φ65mm外圓及端面定位，精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。
工序XIII：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。
工序XIV：去毛刺。
工序XV：終檢。
2.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
填料箱蓋零件材料為HT200，硬度190～210HB，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。
2.4.1、根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》的規(guī)定：除非另有規(guī)定，
否則要求的機(jī)械加工余量適用于整個(gè)毛坯鑄件，即對(duì)所有需要機(jī)械加工的表面只
規(guī)定一值。查表2-1、2-5取毛坯鑄件的公差等級(jí)為10級(jí)，機(jī)械加工余量等級(jí)G
級(jí)。
2.4.2、查表2-4取毛坯鑄件的機(jī)械加工余量為2mm，根據(jù)毛坯鑄件各個(gè)尺寸所
在的范圍，查表2-3得各個(gè)尺寸的公差，再根據(jù)公式（2-1）R=F+2RMA+CT/2與
公式（2-2）R=F-2RMA-CT/2即可計(jì)算出毛坯的基本尺寸。
2.4.3、根據(jù)所確定的毛坯尺寸畫出毛坯圖如下。
3.選擇加工設(shè)備與工藝裝備（普通）
3.1、選擇機(jī)床
①工序I - X是粗車粗鏜和半精車。選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的C620-1型臥式車床即可。
②工序XI、XII是精細(xì)車精鏜。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小選用精密的車床才能滿足要求。故選用C616A型車床。
③工序XII、 VIII是鉆孔?？刹捎脤Ｓ脢A具在立式鉆床上加工，可選用Z302型搖臂鉆床。
④工序XIII是研磨內(nèi)孔，精度較高，選用M7232B型立軸矩臺(tái)磨床。
3.2、選擇夾具
本零件除外圓及兩端面加工用三爪自定心卡盤外，其他的工序都用專用夾具。
3.3、選擇刀具
①在車床上加工的工序，一般都用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，加工灰鑄鐵零件采用YG型硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精細(xì)加工用YG10，切槽宜用高速鋼，磨削用砂輪。
②鉆孔用麻花鉆，攻螺紋用絲錐。
3.4、確定工序尺寸
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
外圓
1
1
155+0.16
6.3
1
0.75
0.25
66.5-0.30
65.5+0.06
65+0.013
6.3
1.6
4
37+0.039
6.3
4
47+0.039
6.3
1
1
75+0.046
6.3
1
1
80+0.046
6.3
2
1
1
64+0.30
62+0.0.15
60+0.046
6.3
1.6
7.5×4
1
7.5+1.30
6.3
137
1
1
137+0.30
6.3
78
1
1
78+0.30
6.3
1.6
0.4
3.5、確定切削用量及基本工時(shí)
工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角。
1.切削用量
本工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚩嗣?、外圓及鏜孔）。以知加工材料為HT200，鑄件。機(jī)床為C620-1型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤。
①確定φ65mm外圓的切削用量 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(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于C620-1機(jī)床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角αo＝6°、主偏角Kr=90°、,副偏角Kr’=10°、刃傾角λs=0°、刀尖圓弧半徑=0.8mm。
②確定切削深度ap 由于粗車單邊余量?jī)H為1mm,可一次走刀完成，故
③確定進(jìn)給量f 根據(jù)表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm×25 mm、ap≤3 mm、工件直徑為100 mm ——400 mm時(shí)，f=0.6-1.2 mm/r
按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量選擇f=0.65 mm/r。
確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。
根據(jù)表1.30，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力Fmax=3530N。
根據(jù)表1.23，當(dāng)灰鑄鐵170—212HBS，ap≤2 mm，f≤0.75 mm/r，Kr=45°，v=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力Ff=950N.
Ff的修正系數(shù)為，，,故實(shí)際進(jìn)給力為Ff=950×1.17=1111.5N,由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給允許的進(jìn)給力，所選的f=0.65 mm/r可用。
④選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
⑤確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.11，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時(shí)，ap≤1.8 mm，f≤0.75 mm/r時(shí)，切削速度v=71m/min。
切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,,KMV=0.85,故
V=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=90r/min=1.5r/s
則實(shí)際切削速度v=44.4m/min。
最后確定切削用量為：
，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min
確定車端面及臺(tái)階面的ap=1.25mm，f=0.52 mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車φ65mm外圓相同。
2.基本時(shí)間
①確定粗車外圓φ65mm的基本時(shí)間 根據(jù)表6.2-1車外圓基本時(shí)間為
式中 l=17mm, kr=90°,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,
n=1.5r/s,i=1,則
②確定粗車端面的基本時(shí)間
式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1
則
工序II：粗鏜孔φ37、φ47。
1.確定粗鏜φ37mm和φ47mm孔的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。
①確定切削深度ap
Φ47mm: ap=（47-43）/2=2mm φ37mm: ap=（37-33）/2=2mm
②確定進(jìn)給量f
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時(shí)、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸出長(zhǎng)度為100 mm
時(shí)按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量，選擇f=0.20 mm/r。
③確定切削速度v
按表1.27的計(jì)算公式
式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468,
則
對(duì)φ37mm內(nèi)孔：
對(duì)φ47mm內(nèi)孔：
2.基本時(shí)間
確定粗鏜φ37mm、φ47mm孔的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角xr=45°,則l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對(duì)φ37mm孔n=5.48r/s,對(duì)φ47mm孔n=6.98r/s,i=1
對(duì)φ37mm孔
工序III-VI : 粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。
車端面、車臺(tái)階、車環(huán)槽、車外圓、鏜孔、倒角切削用量及基本時(shí)間的確定：
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HBS=200-217,鑄造。
加工要求：粗車端面保證尺寸、車臺(tái)階保證15和30、車環(huán)槽保證尺寸、粗車外圓保證尺寸、粗車外圓保證和。
機(jī)床與刀具與工序１相同
2. 切削用量的選擇與計(jì)算方法與工序１基本相同，表格表示如下：
工 步
主軸轉(zhuǎn)速F/min
切削速度m/min
進(jìn)給量mm/r
切削深度mm
進(jìn)給次數(shù)
工時(shí)
粗車大端面
120
35.4
0.65
1.25
1
22s
粗車外圓
120
45.6
0.65
1.5
1
18s
車臺(tái)階車環(huán)槽
480
150.7
0.2
2
1
30s
和
120
35.4
0.65
1
1
22s
工序VII：鉆6-φ13.5小孔。
1.選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
（4）校驗(yàn)扭矩功率
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。
以φ37孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)φ4孔，攻M10螺紋。
1 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
（4）校驗(yàn)扭矩功率
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
螺紋鉆削由于沒有手冊(cè)可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。
工序IX：半精車φ65外圓及臺(tái)階面。
本工序?yàn)榘刖囃鈭A，保證尺寸：已知條件與粗加工工序相同。
1.確定半精車外圓的的切削用量?！∷x用的刀具為YG6硬質(zhì)合金刀，車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度為：B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角αo＝6°、主偏角Kr=90°、,副偏角Kr’=10°、刃傾角λs=0°、刀尖圓弧半徑=0.8mm。
①確定切削深度ap ＝0.75mm。
②確定進(jìn)給量f 根據(jù)表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm×25 mm、ap≤3 mm、工件直徑為d<100 mm時(shí)及按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量選擇f=0.３ mm/r。由于是半精加工，切削力小，故不需要校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。
③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為0.4mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
④確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.11，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時(shí)，ap≤0.8 mmf≤0.5 6mm/r時(shí)，切削速度v=128m/min。
切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,,KMV=0.85,故
V=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/min
按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=380r/min=6.3r/s
則實(shí)際切削速度v=41.6m/min。
最后確定切削用量為：
2、 車刀耐用度T=30min?；緯r(shí)間
①確定半精車外圓φ65mm的基本時(shí)間 根據(jù)表6.2-1車外圓基本時(shí)間為
式中 l=17mm, kr=90°,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,
n=1.5r/s,i=1,則
工序X：以φ65mm外圓定位，半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。
工 步
主軸轉(zhuǎn)速F/min
切削速度m/min
進(jìn)給量mm/r
切削深度mm
進(jìn)給次數(shù)
工時(shí)
粗車外圓
760
283.2
0.1
0.5
1
18s
車環(huán)槽
760
283.2
0.1
1
9
30s
φφ
760
283.2
0.1
1
1
22s
工序XI：以φ155mm外圓及端面定位，精車、精細(xì)車φ65mm外圓。
工序XI的切削用量及基本時(shí)間的確定列下表所示
工序
主軸轉(zhuǎn)速F/min
切削速度m/min
進(jìn)給量mm/r
切削深度mm
進(jìn)給次數(shù)
工時(shí)
XI
（精）
工步１
760
183.2
0.1
1
1
20s
工步２
1400
476
0.05
0.5
1
30s
XI
（精細(xì)）
工步１
1400
44.4
0.03
0.5
1
40s
工步２
手動(dòng)
工序XII：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。
1.確定精、細(xì)鏜φ60mm孔的切削用量 所選刀具為YG10硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。
①確定切削深度ap
Φ60mm: ap=（60-49）/2=0.5mm
②確定進(jìn)給量f
根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時(shí)、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸出長(zhǎng)度為100 mm
時(shí)按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量，選擇f=0.20 mm/r。
③確定切削速度v
按表1.27的計(jì)算公式
式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468,
則
對(duì)φ60mm內(nèi)孔：
2. 確定精、細(xì)鏜φ60mm孔的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角xr=45°,則l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對(duì)φ60mm孔n=13.96r/s,i=1
對(duì)φ60mm孔
工序XIII：磨Φ60孔底面、倒角。
①．選擇磨床：
選用M7232B型立軸矩臺(tái)磨床。
②．選擇砂輪：
查《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，選用I-30x10x10-A60P6V
③．切削用量的選擇：
砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=970r/min，
軸向進(jìn)給量 fr=0.017mm/r
徑向進(jìn)給量
④．切削工時(shí)基本時(shí)間計(jì)算：
當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí)：
Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（見《工藝手冊(cè)》表6.2-8）
式中 L：加工長(zhǎng)度 L=30mm
b：加工寬度 b=30mm
：?jiǎn)蚊婕庸び嗔? =0.5mm
K： 系數(shù) K=1.1
r： 工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）
：工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
： 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
則：
Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017)
=1.94min
⑤輔助時(shí)間的計(jì)算：
輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15～0.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時(shí)間為：
tf=0.15*1.94=17.46s
⑥其他時(shí)間的計(jì)算:
其他時(shí)間可按關(guān)系式tb+tx=6%*(tj+tf)計(jì)算
則tb+tx=6%*（116.4+17.46）=8s
⑦工序時(shí)間： tdj=116.4+17.46+8=141.86s
工序XIV：去毛刺。
工序XV：終檢。
其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。
4.選擇加工設(shè)備與工藝裝備（數(shù)控）
4.1、選擇機(jī)床
①工序I - VI是粗車粗鏜、半精車和精細(xì)鏜。選用臥式數(shù)控車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的CK6125型臥式車床即可。
②工序III是鉆孔?？刹捎脤Ｓ脢A具在立式鉆床上加工，可選用Z302型搖臂鉆床。
③工序VI是研磨內(nèi)孔，精度較高，選用M7232B型立軸矩臺(tái)磨床。
4.2、選擇夾具
本零件除外圓及兩端面加工用三爪自定心卡盤外，其他的工序都用專用夾具。
4.3、選擇刀具
①在車床上加工的工序，一般都用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，加工灰鑄鐵零件采用YG型硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精細(xì)加工用YG10，切槽宜用高速鋼，磨削用砂輪。
②鉆孔用麻花鉆，攻螺紋用絲錐。
4.4、確定工序尺寸
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
外圓
2
155+0.16
6.3
2
1
0.25
66.5-0.30
65.5+0.06
65+0.013
6.3
1.6
4
37+0.039
6.3
4
47+0.039
6.3
2
75+0.046
6.3
2
80+0.046
6.3
2
1
1
64+0.30
62+0.0.15
60+0.046
6.3
1.6
7.5×4
1
7.5+1.30
6.3
137
2
137+0.30
6.3
78
2
78+0.30
6.3
1.6
0.4
4.5、確定切削用量及基本工時(shí)
工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角；粗鏜孔φ37、φ47。
1.1確定φ65mm外圓的切削用量
①確定切削深度ap 由于粗車單邊余量?jī)H為1mm,可一次走刀完成。
②確定進(jìn)給量f 粗車時(shí)進(jìn)給量應(yīng)大于0.25mm/r,定為0.65mm/r。
③確定主軸轉(zhuǎn)速 切削速度由刀具材料、工件材料、刀具耐用度、背吃刀量與進(jìn)給量、刀具形狀、刀削液以及機(jī)床性能確定。查《切》根據(jù)表1.11，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時(shí)，ap≤1.8 mm，f≤0.75 mm/r時(shí)，切削速度v=71m/min。
切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,,KMV=0.85,故
V=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/min
按CK6125機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=150r/min則實(shí)際切削速度v=64m/min。
最后確定切削用量為：
，f=0.65 mm/r，n=150r/min，v=64m/min
1.2確定車端面及臺(tái)階面的ap=1.25mm，f=0.52 mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車φ65mm外圓相同。
2.基本時(shí)間
①確定粗車外圓φ65mm的基本時(shí)間 根據(jù)表6.2-1車外圓基本時(shí)間為
式中 l=17mm, kr=90°,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,
n=4.17r/s,i=1,則
②確定粗車端面的基本時(shí)間
式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=4.17r/s,i=1
則
工序II：粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HBS=200-217,鑄造。
加工要求：車端面保證尺寸、車臺(tái)階保證15和30、車環(huán)槽保證尺寸、車外圓保證尺寸、車外圓保證和。
機(jī)床與刀具與工序１相同
2. 切削用量的選擇與計(jì)算方法與工序１基本相同，表格表示如下：
工 步
主軸轉(zhuǎn)速F/min
切削速度m/min
進(jìn)給量mm/r
切削深度mm
進(jìn)給次數(shù)
工時(shí)
車端面
120
35.4
0.65
1.25
1
22
車外圓
120
45.6
0.65
1.5
1
18
車臺(tái)階車環(huán)槽
480
150.7
0.2
2
1
30
和
120
35.4
0.65
1
1
22
工序III：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。(與普通加工相同)
鉆6-φ13.5小孔。
1.選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
（4）校驗(yàn)扭矩功率
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
鉆M10螺紋孔及攻絲（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。
以φ37孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)φ4孔，攻M10螺紋。
1 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
（4）校驗(yàn)扭矩功率
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
螺紋鉆削由于沒有手冊(cè)可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。
工序IV：半精車φ65外圓及臺(tái)階面。
工序V：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。
工序IV—工序V的切削用量及基本時(shí)間的確定列下表所示
工序
工 步
主軸轉(zhuǎn)速F/min
切削速度m/min
進(jìn)給量mm/r
切削深度mm
進(jìn) 給
次 數(shù)
工步工時(shí)
IV
（半精）
工步１
760
183.2
0.1
0.75
1
20s
工步２
1400
476
0.05
0.25
1
30s
V
（精細(xì)鏜）
工步１/
工步２
1400
44.4
0.03
0.5
2
40s
工序VI：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。(與普通加工相同)
①．選擇磨床：
選用M7232B型立軸矩臺(tái)磨床。
②．選擇砂輪：
查《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，選用I-30x10x10-A60P6V
③．切削用量的選擇：
砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=970r/min，
軸向進(jìn)給量 fr=0.017mm/r
徑向進(jìn)給量
④．切削工時(shí)基本時(shí)間計(jì)算：
當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí)：
Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（見《工藝手冊(cè)》表6.2-8）
式中 L：加工長(zhǎng)度 L=30mm
b：加工寬度 b=30mm
：?jiǎn)蚊婕庸び嗔? =0.5mm
K： 系數(shù) K=1.1
r： 工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）
：工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
： 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
則：
Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017)
=1.94min
⑤輔助時(shí)間的計(jì)算：
輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15～0.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時(shí)間為：
tf=0.15*1.94=17.46s
⑥其他時(shí)間的計(jì)算:
其他時(shí)間可按關(guān)系式tb+tx=6%*(tj+tf)計(jì)算
則tb+tx=6%*（116.4+17.46）=8s
⑦工序時(shí)間： tdj=116.4+17.46+8=141.86s
工序VII：去毛刺。
工序VIII：終檢。
5.數(shù)控程序編制—CA6140填料箱蓋的車削加工
這類零件的徑向和軸向尺寸較大，一般要求加工外圓、端面幾內(nèi)孔，有時(shí)還要求調(diào)頭加工。為保證加工要求和數(shù)控車削時(shí)工件裝夾的可靠性，應(yīng)注意加工順序和裝夾方式。如為保證兩端內(nèi)孔的同軸度要求，采取先加工右端面和內(nèi)孔，并在內(nèi)孔預(yù)留精加工余量0.3mm，然后將工件掉頭安裝；在鏜完左端內(nèi)孔后，反向鏜右端內(nèi)孔。以保證兩孔的同軸度。
所用刀具及刀位號(hào)如圖：
毛坯圖如下:
右端加工過程：
O0022/程序編號(hào)0022
N0 G50 X200.0 Z60.0/設(shè)置工件原點(diǎn)在?。ㄓ遥┒嗣?
N3 G00 X30.0 Z5.0/直接回第二參考點(diǎn)
N6 S800 T01 M03/轉(zhuǎn)速為800r/min；調(diào)01號(hào)車刀；開主軸
N9 G00 X70.0 Z-1.0/快速走到右端面粗車起始點(diǎn)
N12 G01 X42.0 Z-1.0/右端面粗車
N15 G00 X201.0 Z1.0/快速退刀
N18 T02/調(diào)02號(hào)精車刀
N21 G00 X70.0 Z-1.25/快速走到右端面精車起始點(diǎn)
N24 G01 X42.0 Z-1.25/右端精車
N27 G00 X201.0 Z1.0/快速退刀
N30 T01/調(diào)01號(hào)車刀
N33 G00 X68.0 Z1.0/快速走到粗車起始點(diǎn)
N36 P39 Q48 U1.0 W0 D1.0 F100 S500/粗車ф65及臺(tái)階面循環(huán)
N39 G00 X65.0 Z0 S800
N42 G01 W-17 F60
N45 X80.0
N48 W-10
N51 G70 P39 Q48/精車ф65及臺(tái)階面循環(huán)
N54 G00 X201.0 Z1.0/快速退刀
N57 T03/調(diào)03號(hào)粗鏜刀
N60 G00 X48.0 Z1.0/倒角起始點(diǎn)
N63 G01 X46.0 Z-1.0/倒角
N66 G01 Z-17/粗鏜ф47內(nèi)孔
N69 X36.0/臺(tái)階粗鏜
N72 Z-27/粗鏜ф37內(nèi)孔
N75 G00 X30.0 Z1.0
N78 X201.0/退刀
N81 T04/調(diào)04號(hào)精鏜刀
N84 G00 X47.0 Z1.0
N87 G01 Z-17/精鏜ф47內(nèi)孔
N90 X37.0
N93 Z-27/精鏜ф37內(nèi)孔
N96 G00 X30.0 Z1.0
N99 X201.0 Z60.0/退刀，回起始點(diǎn)
N102 M05/主軸關(guān)
左端加工過程：
O0023/程序號(hào)0023
N0 G50 X200.0 Z60.0/設(shè)置工件原點(diǎn)在大（右）端面
N3 G00 X30.0 Z5.0/回第二參考點(diǎn)
N6 S1500 T01 M03/轉(zhuǎn)速1500r/min；調(diào)01號(hào)車刀；開主軸
N9 G00 X30.0 Z-1.0/快速走到粗車大端面起點(diǎn)
N12 G01 X157.0/粗車大端面
N15G00 X201.0/快速退刀
N18 T02 /調(diào)02號(hào)車刀
N21 G00 X3.0 Z5.0
N24 Z-1.25
N27 G01 X157.0/精車大端面
N30 G71 P33 Q55 U1.0 W0 D1.0 F100 S500/粗車外圓循環(huán)
N33 G01 Z-15.0/粗車ф155
N36 X100.0
N39 Z-32.0 /粗車臺(tái)階
N42 X91.0
N45 G03 X75.0 Z-37.0 R5.0/粗車R5圓弧
N48 Z-109.0/粗車ф75
N52 X80.0 Z-110.0/倒角
N55 Z-120.0/粗車ф80
N58 G00 X201.0 Z1.0/快速退刀
N61 T05 /調(diào)05號(hào)切槽刀
N64 G00 X201.0 Z-18.5
N67 X101.0/快速定位到切槽點(diǎn)
N70 G71 P73 Q76 U1.0 W0 D3.0 F100 S500/切槽循環(huán)
N73 G00 X101.0
N76 G01 X91.0
N79 G70 P73 Q76/精切循環(huán)
N82 G00 X201.0
N85 Z60.0/回起始點(diǎn)
N88 M05/主軸停
6. 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。
在這里只設(shè)計(jì)了工序工序VI ：磨φ60內(nèi)孔底面的專用夾具。本夾具將用于立軸矩臺(tái)平面磨床，刀具為砂輪。
6.1、問題的指出
本夾具主要用來(lái)加工φ60內(nèi)孔底面，由于工藝要求不高，因此，在本道工
序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
6.2、夾具設(shè)計(jì)
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，要加工φ60內(nèi)孔底面，原本只需限制工件的3.個(gè)自由度，但由于在孔內(nèi)加工，為了不使加工影響其他表面，需要限制工件的5個(gè)自由度，且φ60內(nèi)孔底面對(duì)φ60內(nèi)孔有垂直度要求，要求的加工精度較高，因此，應(yīng)選擇φ65外圓和與φ80外圓相連的臺(tái)階面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。
3.2.2切削力和夾緊力計(jì)算
本步加工可按磨削估算夾緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
軸向力
扭矩
由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。
夾緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3.=S4=1.1
則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3.*S4*F=10.06N
6.3、定位誤差的分析
工件以臺(tái)階面和外圓面定位，工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其軸線，故不存在基準(zhǔn)不重合誤差，誤差即為φ65外圓面公差的一半。即0.0065mm，此誤差在允許的范圍內(nèi)，因此符合要求。
6.4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
該夾具是以端面和外圓定位基準(zhǔn)加工φ60內(nèi)孔底面，可以用一帶端面的定位套來(lái)定位，由于磨削時(shí)的夾緊較大，因此加了四跟柱以加強(qiáng)其強(qiáng)度，本夾具通過楔塊的移動(dòng)使鉸鏈軸帶動(dòng)螺栓下移從而帶動(dòng)壓板下移壓緊工件。鉸鏈機(jī)構(gòu)能迅速夾緊和松開，達(dá)到了提高生產(chǎn)力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的，因此能滿足要求。
參考文獻(xiàn)：
1.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.1于俊一、鄒青
2.《金屬切削手冊(cè)（第三版）》上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2000 史全富、汪麟
3..《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8 鄒青
4.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1991 劉友才、肖繼德
5．《工藝師手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社 楊叔子
25
收藏