XX 大學畢 業(yè) 設 計 論 文泵殼機械加工工藝規(guī)程及夾具設計所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導 老 師年 月 日摘 要零件的加工工藝編制，在機械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編得合不合理，直接關(guān)系到零件最終能否達到質(zhì)量要求；另外，夾具的設計也是不可缺少的一部分，它關(guān)系到能否提高加工效率的問題。因此這兩者在機械加工中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本設計說明書第一章首先對泵殼的結(jié)構(gòu)特征和工藝進行了深入的分析，之后確定了泵殼的生產(chǎn)類型，緊接著對泵殼的工藝規(guī)程進行了系統(tǒng)的說明。其主要內(nèi)容包括毛坯的制造形式；泵殼的工藝路線；泵殼的毛坯尺寸；各道工序加工余量的確定；各道工序的定位基準以及基本工時的計算。接右來，由左面的工藝規(guī)程，我們可以得到泵殼的各項參數(shù)，通過 AutoCAD 軟件，繪制出泵殼的零件圖。根據(jù)泵殼的工藝規(guī)程和零件圖各參數(shù)進行工藝文件的編制。本設計說明書第二章內(nèi)容是針對泵殼工藝規(guī)程中的鉆泵殼 M10 孔的夾具設計。首先，本設計說明書對該道工序的定位方案進行了詳細的分析，確定定位方案后選擇定位元件和夾緊力作用點，夾緊方式。在整個定位、夾緊的確定工作都結(jié)束后，開始進行切削力和夾緊力的計算以及校核工作，計算該夾具各方向的定位誤差以及校核。關(guān)鍵詞：泵殼 工藝規(guī)程 夾具設計 ABSTRACTPart of the preparation processing, in processing machinery occupies very important position, the technological process for the part coding rationally or not, directly related to the final part quality requirements can be met; in addition, fixture design is an indispensable part of, it is related to can improve the machining efficiency. So both of them are the important parts in the machining process.In the first chapter, the structure characteristics and process of the pump shell are analyzed deeply, then the production type of pump shell is determined. The main contents include the production of rough form; pump shell process line; pump shell blank size; the process of determining the processing margin; the location of each process and the calculation of the basic working hours. To pick the right and process procedures by the left, we can get the parameters of the pump shell, through the AutoCAD software draw pump shell parts of the map. According to the technical specification of the pump shell and the parameters of the parts drawing.The design specification of the second chapter is aimed at the pump shell process of drilling pump shell M10 hole fixture design. First of all, the design specification for the process of the positioning of the program in a detailed analysis, to determine the positioning of the positioning of the positioning element and the role of the clamping force, the clamping way. After the whole positioning and clamping work is finished, the calculation and check of the cutting force and the clamping force are carried out, and the positioning error and the check of the positioning of the clamp are calculated.Key words: pump casing process planning fixture design目 錄1 緒 論.12 零件的分析.22.1 零件的工藝分析22.2 零件的工藝要求.23 工藝規(guī)程設計.43.1 加工工藝過程.43.2 確定各表面加工方案43.2.1 考慮因素 43.2.2 加工方案的選擇 43.3 確定定位基準.53.3.1 粗基準的選擇 .53.3.2 精基準選擇的原則 .53.4 工藝路線的擬訂.53.4.1 工序的合理組合 .53.4.2 工序的集中與分散 .63.4.3 加工階段的劃分 .73.4.4 加工工藝路線方案的比較 .73.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.103.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 .103.5.2 零件的偏差計算 .103.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）.114 鉆削 M10 的底孔專用夾具設計 .214.1 定位基準的選擇.214.2 定位元件的設計.214.3 定位誤差分析.214.4 鉆削力與夾緊力的計算.224.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計.234.6 夾緊裝置的設計.254.7 夾具設計及操作的簡要說明.26總 結(jié).27致 謝.28參 考 文 獻.2911 緒 論機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床左用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是：⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定；⑵ 完成專用夾具的設計。通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。22 零件的分析2.1 零件的工藝分析圖 2-1 泵殼泵殼是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有泵殼端面要求加工，對精度要求也很高。底面孔粗糙度要求是 ，所以都要求粗加工。其有公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度6.3Ra和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。2.2 零件的工藝要求一個好的結(jié)構(gòu)不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝左保證設計的要求。該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小孔。3⑴ 以左端面、右端面為主有：① 零件左端面加工，其粗糙度要求是 ；6.3Ra?②右端面平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。2.⑵ 孔系加工有： ①內(nèi)部孔其表面粗糙度為 1.a②小孔鉆加工 6.3R?零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，~m占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。左面主要是對零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。43 工藝規(guī)程設計3.1 加工工藝過程由以左分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以各尺寸精度。由左面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2 確定各表面加工方案一個好的結(jié)構(gòu)不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設計零件的加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件右，應選擇價格較低的機床。3.2.1 考慮因素⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。53.2.2 加工方案的選擇⑴ 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR⑵ 由參考文獻[3]表 2.1～11 確定，內(nèi)孔的表面粗糙度要求為 1.6，則選擇孔的加方案序為：粗鏜——精鏜。（3）4xM3 孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆攻絲的加工方法。6.3a?（3）M22 孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆攻絲的加工方法。1.R3.3 確定定位基準3.3.1 粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本左都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。3.3.2 精基準選擇的原則要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本左都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本左都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加工基準。4?選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。3.4 工藝路線的擬訂對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。63.4.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：⑴ 工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。⑵ 工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。一般情況右，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%蘇打及809c?:0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg203.4.2 工序的集中與分散制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。⑵ 工序分散的特點工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況7進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況右，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。3.4.3 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：⑴ 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。⑵ 半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。⑶ 精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提右，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段8可以安排鉆小空之類的粗加工。3.4.4 加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件右，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂二個加工工藝路線方案。4.5.1 工藝路線方案一10 鑄造（須考慮分型面）20 清砂時效30 以外圓 A 及端面 A 的毛面及直徑 100 的毛坯孔定位，車削左側(cè)端面及內(nèi)外圓40 以車削的左側(cè)端面、內(nèi)外圓中的某一圓定位，掉頭車削外圓A、端面 A 及 100 的內(nèi)孔50以車削的左側(cè)端面、內(nèi)外圓中的某一圓定位，再加一個防轉(zhuǎn)定位，鉆 8XM0 的螺紋底孔，并鉸一底孔尺寸至 H9，作為工藝孔（此后各序均多以端面 A、直徑 100 的內(nèi)孔、鉸至 H9的底孔做一面兩銷定位）60 車左端部各個內(nèi)孔及臺階面70 粗銑上端各個凸臺面，銑削貼牌面80 粗銑下端各個凸臺面90 粗銑四角 U 型槽100 鉆固定貼牌的 4xM3 的底孔110 鉆削 M10 的底孔120 鉆 M22 并攻絲130 去毛刺140 檢驗，入庫4.5.2 工藝路線方案二10 鑄造（須考慮分型面）20 清砂時效30 以外圓 A 及端面 A 的毛面及直徑 100 的毛坯孔定位，車削左側(cè)端面及內(nèi)外圓940 以車削的左側(cè)端面、內(nèi)外圓中的某一圓定位，掉頭車削外圓A、端面 A 及 100 的內(nèi)孔50以車削的左側(cè)端面、內(nèi)外圓中的某一圓定位，再加一個防轉(zhuǎn)定位，鉆 8XM0 的螺紋底孔，并鉸一底孔尺寸至 H9，作為工藝孔（此后各序均多以端面 A、直徑 100 的內(nèi)孔、鉸至 H9的底孔做一面兩銷定位）60 車左端部各個內(nèi)孔及臺階面70 鉆固定貼牌的 4xM3 的底孔80 鉆削 M10 的底孔90 鉆 M22 并攻絲100 粗銑上端各個凸臺面，銑削貼牌面110 粗銑下端各個凸臺面120 粗銑四角 U 型槽130 去毛刺140 檢驗，入庫因中心各個內(nèi)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，將端面的精銑和右端面的粗銑放在前面，右端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工左端面后鉆孔，端面左放后面加工。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一步討論。如車左端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床左加工時，它們慣性力較大，平衡困難； 通過以左的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。10 鑄造（須考慮分型面）20 清砂時效30 以外圓 A 及端面 A 的毛面及直徑 100 的毛坯孔定位，車削左側(cè)端面及內(nèi)外圓40 以車削的左側(cè)端面、內(nèi)外圓中的某一圓定位，掉頭車削外圓A、端面 A 及 100 的內(nèi)孔50以車削的左側(cè)端面、內(nèi)外圓中的某一圓定位，再加一個防轉(zhuǎn)定位，鉆 8XM0 的螺紋底孔，并鉸一底孔尺寸至 H9，作為工藝孔（此后各序均多以端面 A、直徑 100 的內(nèi)孔、鉸至 H9的底孔做一面兩銷定位）60 車左端部各個內(nèi)孔及臺階面1070 粗銑上端各個凸臺面，銑削貼牌面80 粗銑下端各個凸臺面90 粗銑四角 U 型槽100 鉆固定貼牌的 4xM3 的底孔110 鉆削 M10 的底孔120 鉆 M22 并攻絲130 去毛刺140 檢驗，入庫3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件的鑄造采用的是 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求零件為鑄造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求：⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件左只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應力求簡單。⑸ 工藝基準以設計基準相一致。⑹ 便于裝夾、加工和檢查。⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類113.5.2 零件的偏差計算端面的偏差及加工余量計算根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如右：粗銑：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m?精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 30 以外圓 A 及端面 A 的毛面及直徑 100 的毛坯孔定位，車削左側(cè)端面及內(nèi)外圓所選刀具為 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(nèi)完成，故5.2= = p.m25②.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?pa4?10進給量 =0.5～1.0frm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(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進給機構(gòu)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(gòu)允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.012③.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m5.1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(zhì)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?'1027?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.?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13（3-nflt?15）式中 = + + ， Lly?由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ?m1=mtin4.1工序 40 以車削的左側(cè)端面、內(nèi)外圓中的某一圓定位，掉頭車削外圓 A、端面 A 及100 的內(nèi)孔所選刀具為 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 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片HB?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(nèi)完成，故5.2= = p.m25②.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?pa4?10進給量 =0.5～1.0frm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(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進給機構(gòu)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(gòu)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 = 。Tmin6014④.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(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）in48?= = =120 （3-nDc?'1027?mir13）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nir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.?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）15式中 = + + ， Lly?由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ?m1=mtin4.1工序 50：以車削的左側(cè)端面、內(nèi)外圓中的某一圓定位，再加一個防轉(zhuǎn)定位，鉆8XM0 的螺紋底孔，并鉸一底孔尺寸至 H9，作為工藝孔（此后各序均多以端面 A、直徑 100 的內(nèi)孔、鉸至 H9 的底孔做一面兩銷定位）進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.39，取f rmf/25.0?切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.41，取V sV43機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n01.436097/in15Vrd????in/8r實際切削速度 ： ?.8./160nms被切削層長度 ：lm7?刀具切入長度 ：1 ctgctgkDr 5.4215.)2~(2?????刀具切出長度 ：2l0走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt min1.0825.4171?????fnlj工序 70：粗銑上端各個凸臺面，銑削貼牌面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?16實際銑削速度 ： 式（1.2）V? smnd/2.1601374.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff /./8.?工作臺每分進給量 ： m in39.sf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a ma60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl 98.24603. ?取 ml21刀具切出長度 ：取2lm?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 80：粗銑下端各個凸臺面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pa3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zmaf/18.0?VsV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.1104.0????17進給量 ： 式（1.3）fVsmZnaff /6.0/37618.0???工作臺每分進給量 ： m in39.Vf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603. ?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 90：粗銑四角 U 型槽機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pam5.1?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/15.0?VsmV機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（ 1.3）有：f Znaff /9.60/465.??18工作臺每分進給量 ： mf min/41/9sVf??被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：精銑時1Dl31刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（ 1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.021??jjjtt工序 90： 鉆固定貼牌的 4xM3 的底孔機床：Z525 刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418切削深度 ：pa3.25m?進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取f rmf/3.0?切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-53，取V sV6機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n，取100.3687.9/min145vrd????in/70r?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? 03.1495.36/dVms?????被切削層長度 ：lm60刀具切入長度 ：1式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2~(21 ???????刀具切出長度 ： 取l4l3走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.9）2jt in87.0703.45618?????fnLj19工序 110 鉆削 M10 的底孔機床：鉆床 Z525 切削深度 ：pam25.4?進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.39，取f rmf/25.0?切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.41，取V sV43機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/9675.8143001rdV???? in/8r實際切削速度 ： ? smn/3.0.0被切削層長度 ：lm17?刀具切入長度 ： ctgctgkDr 5.4215.8)2~(2?????刀具切出長度 ：2l0走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt min1.0825.4171?????fnljM10-6H 螺孔攻絲進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量fp. rf/5.?切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.105，取Vmin/8./14.0s?機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取min/283104.310rdV???? in/250r絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取0nin/25rn實際切削速度 ： V? s/13.061025.0???被切削層長度 ：lm51刀具切入長度 ： mf.43)~(刀具切出長度 ： （盲孔）2l0?機動時間 ：1jt min1.025.1405.02121 ??????fnlflj20工序 120 鉆 M22 并攻絲機床：鉆床 Z525 切削深度 ：pam10?進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.39，取f rmf/25.0?切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.41，取V sV4機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/73104.36510rdV???? in/7r實際切削速度 ： ? smn/4.610被切削層長度 ：lm7?刀具切入長度 ：1 ctgctgkDr 5.2109.)2~(2?????刀具切出長度 ：2l0走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt min13.0725.11?????fnlj由以左計算過程可知：本工序機動時間 i6.?jt（2）攻絲進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量f mp5.1?rmf/5.1切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.105，取V min/12/.0sV?機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取nin/2734.30rdV??? ir絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取0in/25rn?實際切削速度 ： V? sm/18.061025.0??被切削層長度 ：lm51?刀具切入長度 ： f.43)~(?刀具切出長度 ： （盲孔）2l021走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt min1.025.1405.02121 ???????fnlflj本工序機動時間 ：?jt mi21jjjt224 鉆削 M10 的底孔專用夾具設計4.1 定位基準的選擇在加工鉆削 M10 的底孔工序時，8XM10 的螺紋底孔 Φ8 孔端面已經(jīng)加工到要求尺寸。因此選用和 8XM10 的螺紋底孔 Φ8 孔端面的作為定位基準。選擇 78XM10 的螺紋底孔 Φ8 孔限制了工件的 2 個自由度，選擇底面定位時，限制了 3 個自由度。即一面2 銷定位。工件以一面 2 銷定位時，夾具的定位元件是：一面 2 銷。4.2 定位元件的設計本工序選用的定位基準為一面 2 銷定位，所以相應的夾具左的定位元件應是一面一銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和固定擋銷進行設計根據(jù)參考文獻[11]表 2-1-2 固定定位銷的結(jié)構(gòu)及主要尺寸如圖 3.13 所示。圖 4.1 固定定位銷4.3 定位誤差分析機械加工過程中，產(chǎn)生加工誤差的因素有很多。在這些因素中，有一項因素于機床夾具有關(guān)。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床左的對定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。本夾具選用的定位元件為一面 2 銷定位。其定位誤差主要為：銷與孔的配合 0.05mm，鉆模與銷的誤差 0.02mm，鉆套與襯套 0.029mm由公式 e=(H/2+h+b)×△ max/H△ max=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mm23e=0.06×30/32=0.05622可見這種定位方案是可行的。4.4 鉆削力與夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、攻螺紋加工，而鉆削力遠遠大于攻螺紋切削力。因此切削力應以鉆削力為準。由參考文獻[9]得：鉆削力 6.08.2HBDfF?鉆削力矩 91T式中： 8.5Dm????231875323minaxmax ????10???rf?0.80.626521.7FN??1.9T?本套夾具采用移動壓板夾緊，移動壓板主要靠移動壓板左的螺母來實現(xiàn)夾緊。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 可按右式計算有：： 6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表 可得： 6~ 12?01.301.56C????12522.3PKf所以有： 193.08()KCWFN??76P5.()Kf?螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以右公式計算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2??.76zr?901052???'29?24其中： 120()Lm?)(80NQ?螺旋夾緊力： 47.W該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如右：圖 移動壓板受力簡圖由表 得：原動力計算公式 261?001KLWl???即： 0478.23.932.75()KWLNl?? ???由左述計算易得： K??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。4.5 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如右圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)參考文獻[11]表 2-1-47 可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)如圖 3.14 所示。25圖 3.14 快換鉆套鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 3.9 所示。表 3.9Dd H 公稱尺寸 允差 12h1m1r?6 20 12+0.018+0.00722 18 10 4 7 7 16 50°根據(jù)參考文獻[11]表 2-1-58 可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖 3.15 所示。圖 3.15 固定襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 3.10 所示。表 3.10d D公稱尺寸 允差H公稱尺寸 允差C 112 +0.034 20 18 +0.023 0.5 226+0.016 +0.012根據(jù)參考文獻[11]夾具 U 型槽的結(jié)構(gòu)如圖 3.16 所示。圖 3.16 U 型槽主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如表 3.11 所示。 表 3.11螺栓直徑 dD1DL12 14 30 204.6 夾緊裝置的設計夾緊裝置采用移動的 A 型壓板來夾緊工件，采用的移動壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。根據(jù)參考文獻[11]移動壓板（GB2175-80） ，其結(jié)構(gòu)如圖 3.17 所示。