工藝和夾具設(shè)計(jì)

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1、目錄一、生產(chǎn)綱領(lǐng)3—、確疋毛坯,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3 （一）、毛坯種類和材料尺寸,,,,,,,,,,,,,,3 （二八技術(shù)要求3 （三八繪制毛坯簡(jiǎn)圖3三、制定機(jī)械加工工藝路線4 （一）、選擇定位基準(zhǔn)4 （二）、選擇各表面加工方法，確定加工路線，,,,,,，5四、選擇刀具7五、選擇機(jī)床8六、確定各加工工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差,,,8七、確定切削用量和基本時(shí)間14 （一）、工序05一端外圓的切削用量的確定，,,,,,，14 （二）、工序10切削用量及基本時(shí)間的確定，,,,,,，15 （三）、工序15切削用量及基本時(shí)間的確定，,,,,,，17 （四）

2、、工序25切削用量及基本時(shí)間的確定，,,,,,，19 （五）、工序40切削用量及基本時(shí)間的確定，,,,,,，21 （六）、工序45切削用量及基本時(shí)間的確定，,,,,,，24八、夾具的設(shè)計(jì),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,26 （一）、問題的提出27 （二）、夾具設(shè)計(jì)271、定位基準(zhǔn)選擇及定位方案27 2、切削力、夾緊力綜合平衡計(jì)算27 結(jié)論29 參考文獻(xiàn),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,30 致謝31，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，* WDS-100試驗(yàn)機(jī)夾具體工藝規(guī)程 一、生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，年產(chǎn)30000件二、確定毛坯 （一）、毛坯種

3、類和材料尺寸： WDS-100試驗(yàn)機(jī)夾具體零件的材料為42CrMo是一種性能良好的鋼材，其鋼坯為鍛坯（模鍛）。毛坯尺寸為①162X78mm,每塊可生產(chǎn)一件產(chǎn)品。 （二八技術(shù)要求： 1、調(diào)質(zhì)處理270~290HB。 2、M39X3-7H螺紋與件2008旋合。 ① 3、化學(xué)鍍4、未注倒角C0.5第一條技術(shù)要求是希望用合金調(diào)質(zhì)鋼42CrMo制成的零件有較高的強(qiáng)度和良好的塑性及韌性。通常的處理方法為淬火和高溫回火，可較好的滿足性能要求。 ② 第二條技術(shù)要求主要是保證零件的傳動(dòng)靈活而無軸向竄動(dòng)。 ③ 第三條技術(shù)要求化學(xué)鍍主要是為了提高零件表面的硬度，改善其表面耐磨性、耐腐蝕、抗高溫氧化的力

4、學(xué)性能和化學(xué)性能。 ④ 第四條技術(shù)要求是為了改善零件應(yīng)力的集中分布和強(qiáng)度性能，同時(shí)美化外觀，也起到勞動(dòng)保護(hù)的作用。 （三）、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 9 78 三、制定機(jī)械加工工藝路線 （一）、選擇定位基準(zhǔn) 合理選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)保證加工精度，安排加工順序和提高生產(chǎn)率有著重要的影響。定位基準(zhǔn)是獲得零件尺寸，形狀和位置的直接基準(zhǔn)，因此，選擇基準(zhǔn)原則應(yīng)從零件尺寸，形狀和位置精度等主要方面考慮。 定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。零件開始加工時(shí)，所有的面均為毛坯面，只能以毛坯面作為定位基準(zhǔn)，因此，根據(jù)保證相互位置要求和便于裝夾原則，應(yīng)選毛坯圓柱表面為粗基準(zhǔn)。由于端面K及其對(duì)面是螺紋孔及其他表面

5、的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，所以根據(jù)精基準(zhǔn)選擇的基準(zhǔn)重合（工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）和互為基準(zhǔn)原則，應(yīng)選K面為精基準(zhǔn)。 同理底面B和頂面是孔、導(dǎo)向槽、鍵槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，應(yīng)選B面為精基準(zhǔn)。同理三角型腔柱面為導(dǎo)向槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，應(yīng)選該柱面為精基準(zhǔn)。同時(shí)三角型腔和鍵槽均為軸對(duì)稱，又根據(jù)形狀和位置精度要求，應(yīng)選軸對(duì)稱線I為精基準(zhǔn)，同理軸對(duì)稱線II為B面及其頂面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，應(yīng)選軸對(duì)稱線II為精基準(zhǔn)。在選擇軸對(duì)稱線I、II為精基準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)位 置精度要求和便于裝夾原則，此時(shí)應(yīng)選已加工的圓柱表面為精基準(zhǔn) 如圖1-1 （二）、選擇各表面加工方法，確定加工路線 K面一一粗車-半精車-精磨 K的對(duì)面一一粗車-半精車-精磨

6、 兩端外圓面粗車-精車 B面一一粗銑-半精銑-精磨 B的對(duì)面一一粗銑-半精銑-精磨三角型腔一一粗銑-半精銑-精銑 A面一一精銑 G孔一一鉆-半精鏜-精鏜 WDS-100夾具體機(jī)械加工工藝路線 工序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 工藝裝配 05 粗車一端外圓及K端面、粗車另 一端外圓及端面 圓柱面、中心線 數(shù)控車床、三爪 疋心卡盤 10 粗銑、半精銑B面及頂面 K面、軸對(duì)稱 線1 數(shù)控銑床、通用 夾具 15 粗銑、半精銑三角型腔 K面、軸對(duì)稱線 II 立式數(shù)控銑床、 通用夾具 20 淬火、高溫回火 25 精車兩端外圓，半精車K端面及

7、 其對(duì)面、倒角 中心線 數(shù)控車床、三爪 卡盤 30 精磨K面及其對(duì)面 K面及其對(duì)面 （互為基準(zhǔn)） 電磁鐵 35 精磨B面及其對(duì)面 B面及其對(duì)面 （互為基準(zhǔn)） 電磁鐵 40 鉆、半精鏜、精鏜①30的孔，倒 角、銑螺紋 K面、B面 數(shù)控銑床、通用 夾具 45 精銑三角型腔，精銑A面 K面、B面、軸 對(duì)稱線II 數(shù)控銑床、專用 夾具 50 銑標(biāo)簽槽、高速銑導(dǎo)向槽、鉆 K面、柱面、軸 數(shù)控銑床、專用 2-M8*7中心孔 對(duì)稱線、A面 夾具 55 攻螺紋M8、倒角 60 去磁處理 65 檢驗(yàn)

8、70 化學(xué)鍍成金黃色 75 入庫(kù) 四、選擇刀具 (1) 車刀工序05、25中外圓和端面采用端面車刀來進(jìn)行加工，工序中要求外圓切削深度為ap=2.5mm端面切削深度為ap=3mm根據(jù)《金屬切削刀具手冊(cè)》表3.1-1，選用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位普通車刀， kr=45°刀桿截面B=12mm,H=20mm,刀桿長(zhǎng)L=125mm。 (2) 銑刀工序10、15、45中B、H面和三角型腔采用面銑刀和直柄立銑刀。工序中要求B面的切削深度為8.5mm,H面的切削深度為14.5mm，銑削寬度均為68mm。根據(jù)表3.1-37銑刀直徑D為80mm，,孔徑d為27mm，寬L為5mm，齒數(shù)Z=48。

9、立銑刀直徑d=18mm，刀柄直徑a=16mm，長(zhǎng)L=92，齒數(shù)Z=4。 (3) 鏜刀在銑床上加工的工序，選用硬質(zhì)合金刀具。kr=45°直徑為①20mm鉆頭從工藝要求考慮，采用錐柄麻花鉆頭(GB1438-2008) 完成加工。工序45中，選①20的麻花鉆鉆孔即可。 五、選擇機(jī)床 六、確定各加工工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差 (1夾具體圓柱面： 工序：粗車-淬火、高溫回火-精車 查工藝手冊(cè)可知鍛坯的公差為士2mm已知毛坯外圓①162、精車后①157；.10。則總加工余量符合雙邊余量：2Z二di-1-di,得總余量為2.5mm由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：精車外圓余量為0.6mm,粗

10、車外圓余量為2.8mm則計(jì)算的總加工余量為3.4mm大于2.5mm,在此，把粗車余量修正為1.9mm 確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度。由機(jī)械機(jī)制工藝學(xué)，表2-4查得：精車后為IT9,Ra=3.2怖；粗車后為IT13,Ra=155。由互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)，查表1-4得：精車公差為0.10mm粗車公差為0.63mm把查得公差值按“入體原則”，得：粗車后①158.2^3；精車后①157；.1。。如下表5.1-1表5.1-1 加工表 面 加工內(nèi) 容 加工余 量 精度等 級(jí) 工序尺 寸 表面 粗糙 度 工序余 量 ①162 的外圓 鑄件 4.0 IT15

11、①162H 粗車 1.9 IT13 "58.2爲(wèi)3 Ra15 0.6 精車 0.6 IT9 ①157莒° Ra3.2 0 ⑵夾具體端面： 工序：粗車-半精車-精磨 已知毛坯寬為78mm精磨后為681:1。則總加工余量符合雙邊余量：2Zj二diJL-dj，得總余量為5mm由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：精磨端面余量為0.2mm半精車端面余量為1.3mm粗車端面余量為3.5mm則計(jì)算的總加工余量為5mm則加工總余量為5mm 確定各表面的經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度。由機(jī)械制造工藝學(xué)，表2-4查得：精磨后為IT6,Ra=0.8;半精車后為IT11，Ra=3.25;粗

12、車后為IT13，Ra=15m。由互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)，查表1-4得：精磨公差為19um半精車公差為190um粗車公差為0.46mm把查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序工稱尺寸得：粗車后寬為69第6，精車后為68豐，精磨后為68。如下表5.2-1表5.2-1 加工表 面 加工內(nèi) 容 加工余 量 精度等 級(jí) 工序尺 寸 表面 粗糙 度 工序余 量 端面K 和對(duì)面 鑄件 5.0 IT15 78： Ra15 粗車 3.5 IT13 69號(hào) Ra13 1.3 半精車 1.3 IT11 68專 Ra3.2 0.2 精磨 0

13、IT8 6811 Ra0.8 0 ⑶夾具體B面H面1、B面：工序：粗銑-半精銑-精磨 已知毛坯直徑為?162mmB面精磨后到中心線的距離為70。則總加工余量為：乙=11,得總余量為11mm由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：精磨端面余量為0.2mm半精銑端面余量為1.3mm粗銑端面余量為9.5mn；則計(jì)算的總加工余量為11mm 確定各表面的經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度。由機(jī)械制造工藝學(xué)，表2-4查得:精磨后為IT6,Ra=0.8」m;半精銑后為IT11，Ra=3.25;粗銑后為IT13，Ra=15」m。由互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)，查表1-4得：精磨公差為19um半精銑公差為190un，粗銑公差為0.46

14、mm把查得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序工稱尺寸得：粗銑后距離為71.50n.46，精銑后為70.2°0.19，精磨后為70爲(wèi)9。如下表3.1-1表3.1-1 加工表 面 加工內(nèi) 容 加工余 量 精度等 級(jí) 工序尺 寸 表面 粗糙 度 工序余 量 底面B 面 鑄件 11.0 IT15 81.0 Ra15 粗銃 9.5 IT13 7150 112-0.46 Ra13 1.3 半精銃 1.3 IT11 70.200.19 Ra3.2 0.2 精磨 0 IT8 70° fu-0.019 Ra0.8 0 2、

15、H面：工序：粗銑-半精銑-精磨 同上理，總余量為17,粗銑余量為15.5。則表面的各個(gè)加工工序 的加工余量如下表3.1-2表3.1-2 加工表 面 加工內(nèi) 容 加工余 量 精度等 級(jí) 工序尺 寸 表面 粗糙 度 工序余 量 底面B 面 鑄件 11.0 IT15 81.0 Ra15 粗銃 9.5 IT13 655° UU.U_0.46 Ra13 1.3 半精銃 1.3 IT11 64.200.19 Ra3.2 0.2 精磨 0 IT8 64-0.019 Ra0.8 0 ⑷夾具體三角型腔底平面工序：粗銑-半

16、精銑-精銑由機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得：粗銑后加工余量為1.4，半精銑后 余量為0.4,精銑余量為0。 由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，因此，需要通過工藝尺寸鏈進(jìn)行工序尺寸和公差的換算。 L一68孫 圖1-2 如圖1-2，夾具體的左剖視圖。已知Lo為閉環(huán)，L3為 增環(huán)，l2為減環(huán)。由機(jī)械制造工藝學(xué)工藝尺寸鏈理論計(jì)算，得：閉環(huán)Lo的公稱尺寸為14mm，基本上偏差為0.1,基本下偏差為-0.1，即14富。如表5.4-1表5.4-1 加工表 面 加工內(nèi) 容 加工余 量 精度等 級(jí) 工序尺 寸 表面 粗糙 度 工序余 量 三角型 腔 鑄件 4.0 IT

17、15 68邛 Ra15 粗銃 1.4 IT13 15?4紜.64 Ra13 0.4 半精銃 0.4 IT12 15° 1U-0.34 Ra3.2 0 精銃 0 IT8 d廈+0.1 14一0.1 Ra1.6 0 ⑷夾具體①30的孔加工①30孔：鉆孔-半精鏜-精鏜由機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)知，①30孔第一次鉆孔 直徑為15mm第二次鉆孔直徑為28mm半精鏜以后孔直徑 為29.8mm精鏜以后直徑為30mm按“入體原則”知：最終基本尺寸為①30H8。由孔的工藝基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)知：如圖1-2工藝尺寸鏈，Li為閉環(huán)。同理，得：閉環(huán)Li的公稱尺寸為3

18、4mm基本上偏差為-0.05，基本下偏差為-0.1，即34腐。 孔加工數(shù)控編程 主程序 O0001; G91G28Z0.0; T01M06; G90G54G00G40X0.Y0.; G43Z100.0H01; S800M03; Z2.M08F80; M98P2L10; G00Z100.0M09; G91G28Z0.0; M05; 子程序 O0002; G91G01Z-3.7F60; G90G42G01X-15.YO.D01 F80; G02I15; G40X0.Y0.; M99; M30; 七、確定切削用量和基本時(shí)間 切削用量包含切削速度

19、、進(jìn)給量及背吃刀量三項(xiàng)，確定方法是先確定背吃刀量、進(jìn)給量，而后確定切削速度。不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時(shí)，考慮的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所區(qū)別。 粗加工時(shí)應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度故一般優(yōu)先選擇盡可能大的背吃刀量其次選擇較大的進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度。粗加工時(shí)，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面的質(zhì)量要求，故一般選用較小的進(jìn)給量和背吃刀量，而盡可能選用較高的切削速度。 為了能跟全面的說明切削用量和基本時(shí)間的確定方法與前述零件表面加工方法相對(duì)應(yīng)下面分別以車外圓和端面、銑頂面、銑型腔、鏜孔、鉆孔等工序進(jìn)行說明。 (一)工序05

20、—端外圓的切削用量的確定 夾具體零件的材料為42CrMo是一種性能良好的鋼材，其鋼坯為鍛坯(模鍛)。毛坯尺寸為①162X78伽。 1?切削用量 本道工序是粗車外圓，已知加工材料及可選的車刀外圓和端面采用端面車刀根據(jù)《金屬切削刀具手冊(cè)》表3.1-1，選用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位普通車刀，kr=10°刀桿截面B=16mm,H=25mm,刀桿長(zhǎng)L=125mm<確定背吃刀量。由于單邊余量只有2.2mm,可在一次走刀內(nèi)切完，因此背吃刀量為ap=(162-157.6)/2=2.2mm。 （2）確定進(jìn)給量。根據(jù)表1.4*，在粗車鋼料、刀桿尺寸為16mmx25mm、ap=2.2mm,工件直徑在100mm和400

21、mm之間，可以確定進(jìn)給量f=0.6~1.2之間，由機(jī)床的型號(hào)CA6140可選定f=0.64確定切削速度。查表知硬質(zhì)合金車刀加工Rm=600~700MPa鋼料。有ap=2.2mm,f=0.64，可知切削速度Vc=109m/min。 切削速度的修正系數(shù)為ksv=0.8，環(huán)=0.65,心=0&，^=1.15，kMv=kkv=1.0。均見表1.28*。故v=109x0.8x0.65x0.81x1.05m/min=52.8m/min。 n=1000v/二d=103.8m/min。 按CA6140的轉(zhuǎn)速選擇由表4.2-8.選擇n=100r/min。 則實(shí)際切削速度為v=50.8m/min. 2粗

22、車外圓的基本時(shí)間確定 確定粗車外圓①162的基本時(shí)間，由表6.2-1,則車外圓的基本時(shí)間為L(zhǎng)iI丨1丨2丨3.782iTj1=fn=fn=0.64x1.67s=74.85s. （二）工序10（粗銑、半精銑B面及頂面）切削用量基本時(shí)間的確疋1、切削用量本道工序是粗銑端面，已知WDS-100試驗(yàn)機(jī)夾具體零件的材料 為42CrMo,=1080MPa鑄件無外皮，機(jī)床為數(shù)控銑床，所以刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=80mm,孔徑D=27mm,寬L=36mm齒數(shù)z=1d根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角■.=15°,后角一=12°,螺旋角B=10°。已知銑削寬度=68mm銃削被吃刀量吟

23、?；=2mm （1）確定每齒進(jìn)給量根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為7.5KW查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鋼料時(shí)，其每齒進(jìn)給量=0.08-0.15mm/z。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較大，選擇較小的每齒進(jìn)給量=0.08mm/zo（2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鋼料時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限值為1.8mm,查表5-29知銑刀直徑d=80mm時(shí)，經(jīng)插值得端銑刀的合理耐用度T=122min。刀具耐用度是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時(shí)間。 （3）確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量銑削速度

24、可以通過計(jì)算得出，但是其計(jì)算公式比較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中使用并不多，這里通過查表確定。查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為15?25m/min,則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 lOOOvn=———=59.68^99.47r/min根據(jù)XA5032機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=75r/min,則實(shí)際銑削速度為ndn7rX80X75v=———=——-——m/min=18.85m/min10001000工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為Vf=fn=afZn=0.08X10X75Trm/min=60mnt/min根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取=60mm/min貝卩實(shí)際的每齒進(jìn)給量為El. 60 1

25、0x75 =0.08m?7?/z 2、基本時(shí)間 根據(jù)表5-33知，,<90°的端銑刀對(duì)稱銑削的基本時(shí)間為: 式中，騙一工作銑削部分長(zhǎng)度，單位為mm;一一切入行程長(zhǎng)度，單位為mm;:—切出行程長(zhǎng)度，單位為mm;一一工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min已知=60mm/min,扁=85mm表5-34查得切入切出行程長(zhǎng)度 5+i=20mm所以，基本時(shí)間為=1.75min （三）工序15（粗銑、半精銑三角型腔）切削用量及基本時(shí)間的確1、切削用量 本道工序是粗銑、半精銑三角型腔，已知加工材料為42CrMo,屈服強(qiáng)度為a=1080MPa，鋼坯為鍛坯（模鍛）機(jī)床為XA5023型立式銑床

26、，所選刀具為直柄立銑刀，其參數(shù)，直徑d=18mm, 刀柄直徑d1=16mm,長(zhǎng)L=92，齒數(shù)Z=4。根據(jù)表5-28確定銑刀角度，選擇前角？0=100，后角％=14°，螺旋角3=40°。已知銑削被吃刀量ap=2mm。 (1) 確定每齒進(jìn)給量af根據(jù)表知5-13知XA5023型立式銑床的主軸功率為7.5kw，查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、粗齒銑刀加工鋼料查的每齒進(jìn)給量af=0.07-0.2mm億由于本工序背吃刀量較大，選擇最大的每齒進(jìn)給量af=0.2mm/z。 確定每刀偏移量根據(jù)高速鋼直柄立銑刀粗加工鋼料時(shí)，切削進(jìn)給量，加工程序的合理情況，確定每刀偏移量為16mm。 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和

27、耐用度根據(jù)表5-28,用高速鋼直柄立銑刀粗加工鋼料時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限為1.8mm,查表5-29知銑刀直徑d=18mm時(shí)，經(jīng)查知直柄立銑刀的合理耐用度T=60mm。刀具耐用度是指刃磨后的刀具自開始切削知道磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削量。 確定切削速度V和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Vf銑削速度可以通過計(jì)算得出，但其計(jì)算公式比較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中使用不多，這里通過查表確定。查表-知，高速鋼銑刀銑削速度15-25m/mm,則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是門二！00^=265.26-442.09r/mind根據(jù)XA5032機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速范圍，由表5-13選取n=300r/min,則實(shí)際銑削速度為V=

28、□dn_口*80*3001000_1000 m/min=75.39mm/min 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為Vf二fn=afzn二0.07*4*300mm/min=84mm/min根據(jù)表5-13工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量。選取，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 Vfaf二一： zn 84 mm/z=0.35mm/z 4*60 2、基本時(shí)間 根據(jù)表5-33知， 的直柄立銑刀對(duì)稱銑削的基本時(shí)間為 tm= lw"（一次進(jìn)給切削） Vf tm= lw"i（多次進(jìn)給切削） Vf 式中，1w -工作銑削部分長(zhǎng)度，單位為mm; li切入行程長(zhǎng)度，單位為mm; Vf工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，單位為mm

29、/min； 已知vf=48mm/min，lw=109.5mm。由表5-34查得11=0.5-1.0mm所以，一次進(jìn)給切削基本時(shí)間為.109.5+1.…c?tm=min=1.32min84多次進(jìn)給切削切削時(shí)間為t=1.32*27*3=106.92min （四）工序25（粗車的端面）切削用量基本時(shí)間的確定 端面采用端面車刀根據(jù)《金屬切削刀具手冊(cè)》表3.1-1，選用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位普通車刀，kr=10°刀桿截面B=16mm，H=25mm，刀桿長(zhǎng)L=125mm。 1.粗切過程 K單側(cè)端面留 （1）切削用量的確定 留下相應(yīng)的加工余量之后，有余量為3.3mm,可一次切削完成，貝Sap=3.3m

30、m。 確定進(jìn)給量f由表1.4可知f的范圍是0.5~1.0,按CA6140的進(jìn)給量可知選f=0.56mm/r. 確定切削速度v查表知硬質(zhì)合金車刀加工Rm=600~700MPa鋼料。有aP=2.2mm，f=0.64，可知切削速度Vc=109m/min。 切削速度的修正系數(shù)為ksv=0.8，環(huán)=0.65，心=0&，^=1.15，kMv=kkv1.0。均見表1.28*。故v=109x0.8x0.65x0.81x1.05m/min=52.8m/min。 n=1000v/■:d=103.8m/min。 按CA6140的轉(zhuǎn)速選擇由表4.2-8.選擇n=100r/min=1.67r/s。 則實(shí)際切

31、削速度為v=50.8m/min. 2、粗車端面基本時(shí)間的確定l. iTj3=fn一>d-d1L=2+丨1丨2丨3其中可計(jì)算得78.824Tj3=0.56x1.67=90.7s3、半精車過程 半精車端面切削用量的確定。采用精車外圓①157mm的刀具加工的這些表面，半精車端面的切削深度ap=1.3m，車端面f=0.12mm/r,n=250r/min=4.17r/s,v=123.7r/min=2.06m/s. 4、半精車基本時(shí)間的確定。 Lill1l2l3.78.542Tj2=fn=fn=0.12x4.17s=168.8s. 工序40(鉆、半精鏜、精鏜①30的孔，倒角)切削用量及基本時(shí)間

32、的確定1)、先考慮鉆一個(gè)M30m螺紋底孔，所用機(jī)床為數(shù)控銑床。根據(jù)表5-19知選取d=20mm,l=238mm莫氏圓錐號(hào)為2號(hào)的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù)B=30°,2①=118°, ^「=10。。由表5-49知，當(dāng)一<=20mn時(shí)，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.8mm耐用度T=45min。 1. 切削用量 確定被吃刀量'=20-0mm=10mm2 (1) 確定進(jìn)給量f按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑.=20mn,工件材料為鑄鋼且〔=1080MPa時(shí)，根據(jù)表5-50，進(jìn)給量f取值范圍為0.21~0.25mm/r。由于鉆孔后要用絲錐攻螺紋，f需要乘上系數(shù)0.

33、5又由于鉆孔深度小于3倍直徑,不需乘上修正系數(shù)I。綜上的進(jìn)給量f=(0.21?0.25)0.5mm/r=(0.105?0.125)mm/r。根據(jù)XA5032立式銑床標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給量，查表5-13選取f=0.120mm/r。 確定切削速度V根據(jù)表5-52的計(jì)算公式確定切削速度V=十三撫(m/min)式中，宀=44「~~''m=0.2。因本例的加工條件與該公示應(yīng)用條件不完全相同，故需對(duì)切削速度進(jìn)行修正，由表5-53得：根據(jù)刀具耐用度T=45min,得修正系數(shù)二…=1.0;工件材料旳=1080MPa得修正系數(shù)％r=0.46;鉆孔時(shí)工件經(jīng)過退火熱處理，得修正系數(shù)為「1=0.8；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)

34、】=1.0；鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)=0.87;鉆孔深度l<=3，得修正系數(shù)"一=1.0。所以::込:二込能馬箭卅如藪佔(zhàn)求爛曲 ..=1.00.460.81.00.871.0=0.32 4.4X20XV==1；「二0.32mm/min=9.615mm/min1000v10009.615/n==r/min=153.03r/minnd兀x20 根據(jù)XA5032立式銑床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=150r/min, 實(shí)際轉(zhuǎn)速為兀d°n兀疋20勺50c/c/?v=—==9.42m/min10001000 2.基本時(shí)間tm 由表5-57得鉆孔的基本時(shí)間為-1WIfI1?f

35、n 式中，lw-工件切削部分長(zhǎng)度，單位為mmlf-切入量，單位為mmlf二號(hào)COSR+3;l1-超出量，單位為mml1=（2?4）mm已知lw=36mmlf=^cot118 +3mm=9mml1=3mrpf=0.12mm/r, n=150r/min。所以加工四個(gè)孔所需的基本時(shí)間為 36+9+3■~7=min二2.7mintm0.12150 2)、鉆孔后需要半精鏜、精鏜①30的孔、倒角，機(jī)床采用數(shù)控銑床的鏜加工部分，采用YT30硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和加工材料有表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角.--■-0.6mm 1. 確定精鏜①30mn孔

36、的切削用量 (1) 確定被吃刀量由前述可知精鏜時(shí)雙邊加工余量為0.5mm精鏜后孔直徑為①30mm故單邊加工余量為0.25mm即?=0.25mm 確定進(jìn)給量f對(duì)于精加工，根據(jù)表5-42，按照數(shù)控銑床車削的進(jìn)給量值，選取f=0.08mm/r。 確定切削速度V根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度V= Cv__TmapXf 式中Qv=53.5,Xv=0.18,丫v=0.4,m=0.1，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對(duì)鏜削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min,得修正系數(shù)〕=1.0;根據(jù)工件材料°b=1080MPa得修正系數(shù)*訕=0.62;根據(jù)毛皮表面狀態(tài)得

37、修正系數(shù)為＜=1.0;刀具材料為YT30,得修正系數(shù)，=1.4;此處為鏜孔，經(jīng)查得修正系數(shù)：-=0.74;主偏角kr=45°,經(jīng)查值得修正系數(shù).■-=1.0。所以 ——570^1.00.621.01.40.741.0=125.22m/min 60.0.25.0.08. 1000v1000漢125.22/.匚/. n=二r/min=1328.625r/min二d■：.:30查表5-44，根據(jù)先進(jìn)綜合數(shù)控機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇n=1180r/min, 則實(shí)際切削速度為v二少=「：301180m/min=111.21m/min10001000 確定加工倒角的切削用量因?yàn)樵摴ば蛑械牡菇侵饕?/p>

38、為了裝配方便，故在實(shí)際生產(chǎn)過程 中，加工倒角是并不需要詳細(xì)的計(jì)算，切削用量與精鏜30孔的相同即可。 2. 基本時(shí)間t 由表5-47得鏜孔的基本時(shí)間為式中，；一切削加工長(zhǎng)度，單位 mm -一刀具切入長(zhǎng)度，單位 一一刀具切出長(zhǎng)度，單位 mm,-二目^+（2?3）mmtankr mm—=（3?5）mmi—進(jìn)給次數(shù)；已知=36mm,-=0.25+2.5=2.75mm，|2=4mm,=1， tan45「12f=0.08mm/r,n=1180r/mm。所以，基本時(shí)間為 2.754036=min二0.4min。 50.081180 （六）工序45（精銑三角型腔，精銑A面）切削

39、用量及基本時(shí)間的確定1、切削用量本道工序是精銑三角型腔，精銑A面，已知加工材料為 42CrMo，屈服強(qiáng)度為&=1080MPa，鋼坯為鍛坯(模鍛)機(jī)床為XA5023型立式銑床，所選刀具為直柄立銑刀，其參數(shù)，直徑d=18mm,刀柄直徑di=16mm,長(zhǎng)L=92，齒數(shù)Z=4。根據(jù)表5-28確定銑刀角度，選擇前角？0=100，后角％=140，螺旋角(3=40°。已知銑削被吃刀量ap=°.2mm。 (1) 確定每齒進(jìn)給量af根據(jù)表知5-13知XA5023型立式銑床的主軸功率為7.5kw,查表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、粗齒銑刀加工鋼料查的每齒進(jìn)給量af=0.07-0.2mm/z,由于本工序?yàn)榫庸?/p>

40、工序，選擇最大的每齒進(jìn)給量af=0.2mm/z。 確定每刀偏移量aw根據(jù)高速鋼直柄立銑刀粗加工鋼料時(shí)，切削進(jìn)給量，加工程序的合理情況，確定每刀偏移量為aw=16mm。 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度根據(jù)表5-28,用高速鋼直柄立銑刀粗加工鋼料時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限為1.8mm,查表5-29知銑刀直徑d=18mm時(shí)，經(jīng)查知直柄立銑刀的合理耐用度T=60mm。 刀具耐用度是指刃磨后的刀具自開始切削知道磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削量。 確定切削速度V和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Vf銑削速度可以通過計(jì)算得出，但其計(jì)算公式比較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中使用不多，這里通過查表確定。查表-知，高速鋼銑刀銑削速度15

41、-25m/mm,則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是n==265.26-442.09r/min 根據(jù)XA5032機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速范圍，由表5-13選取 n=300r/min， 則實(shí)際銑削速度為 dn-*80*300 V==m/min=75.39mm/min 10001000 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為Vf二fn=afzn二0.07*4*300mm/min=84mm/min根據(jù)表5-13工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量。選取，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為af=Vf=吐mm/z=0.35mm/z zn4*603、基本時(shí)間 根據(jù)表5-33知，的直柄立銑刀對(duì)稱銑削的基本時(shí)間為tm=1W11（一次進(jìn)給切削） Vft

42、m=Ji（多次進(jìn)給切削） Vf 式中，Iw工作銑削部分長(zhǎng)度，單位為mm;h切入行程長(zhǎng)度，單位為mm; Vf工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min； 已知vf=48mm/min，lw=109.5mm。由表5-34查得11 =0.5-1.0mm所以，一次進(jìn)給切削基本時(shí)間為1095+1tm=109.5'min=1.32min84基本時(shí)間為t=tm*i=1.32*3*2=7.92min八、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。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第45工序一一精銑三角型腔，精銑A面銑床專用夾具。本夾具將用于立式數(shù)控銑床，刀具為直柄立銑刀。 （一）

43、、問題的提出 本夾具主要用來精銑夾具體的三角型腔A面，使工件A表面表面粗糙度達(dá)到Ra1.6，同時(shí)保證位置度。由于本道工序已經(jīng)是加工的最后階段，而且是中批量生產(chǎn)，因此要保證加工的精度，所以本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)該考慮如何提高精度，在此基礎(chǔ)上在一定程度上提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （二）、夾具的設(shè)計(jì) 1、定位基準(zhǔn)選擇及定位方案 考慮工件的加工結(jié)構(gòu)，零件加工工藝的所給的定位基準(zhǔn)和六點(diǎn)定位原理。我們選擇夾具體底面K和孔G為主要定位基準(zhǔn)，頂面和外圓面為輔助定位基準(zhǔn)，同時(shí)考慮到生產(chǎn)率要求不是很高，故可以采用手動(dòng)夾緊。 2、切削力、夾緊力綜合平衡計(jì)算 機(jī)床切削加工時(shí)，由機(jī)床、刀具、夾具和工件

44、構(gòu)成的工藝系統(tǒng)，在切削力、夾緊力（大型零件還應(yīng)考慮工件重量，運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等）的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形和熱變形，使刀具和工件在靜態(tài)下調(diào)整好的相對(duì)位置，以及切削成形運(yùn)動(dòng)所需的正確幾何關(guān)系發(fā)生變化，從而造成加工誤差。為將這一加工誤差控制在加工工藝允許的范圍內(nèi)，必須對(duì)切削力、夾緊力進(jìn)行綜合平衡計(jì)算 計(jì)算時(shí)，以工序卡及工藝規(guī)程等信息資料提供的參數(shù)為原始數(shù)據(jù)，根據(jù)工件受切削力、夾緊力作用的情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊力最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。 典型加工方法切削力的計(jì)算見3.9節(jié)，常見典型夾緊形式所需夾緊力的計(jì)算見3.3節(jié)。 為保證夾緊可靠，須將理論夾緊力乘

45、以安全系數(shù)（見3.3節(jié)），作為實(shí)際所需的夾緊力。 I、切削力的計(jì)算 查表3-91的銑削力的計(jì)算公式為0.830.65°ggP=1°CpapafDazzkp P—切削力（N）; cP—用高速鋼銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料及銑刀類型的系數(shù),其值按表3-92選??； ap—背吃刀量（mr）； af—每齒進(jìn)給量（mr）； D—銑刀直徑（mr）； aw—銑削寬度（mm； z—銑刀的齒數(shù)； kp—用高速鋼銑削時(shí)，考慮工件材料力學(xué)性能不同的修正系數(shù), 對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼： (豈3 kp=75O ab—工件材料的抗壓強(qiáng)度(Mpa) Cp=68.2;ap=0.2mm;gf=0.35mm;D

46、=18mm；gw=16;z=4;kp=03 1080=1.1156; 750 所以切削力為： 083o65_083 P=1068.2o2.035.18.1641.1156=589.62(N)=59kgII、理論所需夾緊力計(jì)算 確定安全系數(shù)： 總的安全系數(shù)k=k12k22k32k4 k1--- -般安全系數(shù); k1取1.7; k2--- -加工狀態(tài)系數(shù)； 由于是精加工，所以k2取1; k3--- -刀具鈍化系數(shù)； k3取1.4; k4--- -斷續(xù)切削系數(shù)； k4取1.2; k =1.73131.431.2 ?3 W =k2p=3337kg=177

47、kg 結(jié)論 通過本次的課程設(shè)計(jì)，我從中認(rèn)識(shí)到制訂一套加工工藝規(guī)程與相關(guān)夾具的設(shè)計(jì)是我們機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的一項(xiàng)基本要求。在設(shè)計(jì)的過程中涉及到了我們所學(xué)的機(jī)械課程的每一個(gè)部分，在此過程加深了自己的以前所學(xué)的知識(shí)，從中認(rèn)識(shí)到了自己的不足，并在期間改進(jìn)、豐富了自己。 隨著社會(huì)的不斷地發(fā)展，一些先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)也被普遍的應(yīng)用，在本次課程設(shè)計(jì)中，由于的本夾具體的工藝要求比較嚴(yán)格，需要考慮到每一個(gè)細(xì)節(jié)。主要表現(xiàn)在了以下幾個(gè)方面： 1）通過查看相關(guān)的資料，分析該工件在使用中的條件，從中確定該零件選用的材料。 2）根據(jù)工件的尺寸及要求，進(jìn)行加工路線的設(shè)計(jì)，根據(jù)加工的工藝路線再選擇合適的工藝裝備。

48、 3）在夾具的設(shè)計(jì)過程中查閱了相關(guān)的制造工藝，對(duì)在這四年的知識(shí)進(jìn)行整合，進(jìn)行夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，讓我感受最大的就是提高了自我檢驗(yàn)，獨(dú)立思考的良好習(xí)慣，以及鍛煉了自己的創(chuàng)作思維，讓我在以后的生活工作中更有信心。 參考文獻(xiàn) [7] 張思弟，饒華球?組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)[C].江蘇南京：南京工程學(xué)院2004-04:5王定祥，劉興國(guó)?現(xiàn)代工程機(jī)械柴油機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2011.6:63何慶?機(jī)械生產(chǎn)實(shí)習(xí)教程與范例[M].北京：電子工業(yè)出版社2011.3:27賈文?零件加工工藝與工裝設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社2010.7:55-56⑸齊樂華?工程材料與機(jī)械

49、制造基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社2006.7:101-110⑹王先奎?機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2006.1:24-27時(shí)磊?機(jī)械加工工藝探究[N].中外企業(yè)家.2013.12.15:3-4韓榮第.金屬切削原理與刀具[M].黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2010.2:44-53陳宏鈞.實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2011.10:544-763李志喬.銃削加工速查手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2010.6:22濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社2011.11:78-81趙如福.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)[M].上海：上?？萍汲霭嫔?006-10-12:1084-1210 30