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前言
課程設(shè)計是培養(yǎng)理工科學(xué)生的一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),它是在學(xué)完基礎(chǔ)課程及專業(yè)課程以后,并在一些課程設(shè)計的基礎(chǔ)上,搜集豐富的資料,進(jìn)行的一次全面的、系統(tǒng)的基本知識和基本技能的訓(xùn)練。通過設(shè)計,主要培養(yǎng)綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能去分析和解決專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力,建立正確的設(shè)計思想,掌握工程設(shè)計的一般程序、規(guī)范和方法,培養(yǎng)我們搜集、查閱、運用資料的能力。通過課程設(shè)計,進(jìn)一步鞏固、擴大和深化所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能,提高設(shè)計、計算、繪圖、編寫技術(shù)文件以及正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)手冊等工具書的獨立工作能力。通過課程設(shè)計,也能夠培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實事求是的工作作風(fēng),樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀和全局觀,從而進(jìn)一步強化了向工程技術(shù)人員過渡的進(jìn)程。
這次課程設(shè)計的課題就是制造業(yè)中的閥體加工工藝及專用夾具設(shè)計。在制造業(yè)信息化環(huán)境中,工藝設(shè)計是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的第一步,工藝規(guī)程是進(jìn)行工裝設(shè)計制造和決定零件加工方法與加工路線的主要依據(jù),它對組織生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、縮短生產(chǎn)周期及改善勞動條件等都有直接的影響,是生產(chǎn)中的關(guān)鍵工作。工藝知識是制造企業(yè)中重要的知識資源之一,是使產(chǎn)品設(shè)計變?yōu)槌善返恼麄€制造過程中的基礎(chǔ)資源,它對保證產(chǎn)品質(zhì)量以及提高企業(yè)經(jīng)濟技術(shù)效益具有十分重要的作用。夾具的快速設(shè)計與制造,己經(jīng)成為產(chǎn)品快速變換和制造系統(tǒng)新建成或重構(gòu)后運行的瓶頸,嚴(yán)重地影響制造系統(tǒng)的設(shè)計建造周期、系統(tǒng)生產(chǎn)率、質(zhì)量和成本。
目前國內(nèi)外使用的專用夾具是伴隨著大批大量生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展出現(xiàn)的,特別是相關(guān)機械制造業(yè)的發(fā)展。專用夾具的使用,一方面縮短了工序時間,降低了加工成本;另一方面,夾具本身的設(shè)計制造工時、材料消耗等又增加了工件的成本。因此,在何種生產(chǎn)條件下使用哪種類型的夾具才是經(jīng)濟合理的,也就是夾具的經(jīng)濟性,一直都是夾具結(jié)構(gòu)發(fā)展和設(shè)計的一個重要話題。
目 錄
一、零件分析……………………………………………………………1
1.1 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型………………………………………………1
1.2 箱體工藝分析………………………………………………………………1
二、確定毛坯……………………………………………………………2
2.1 確定毛坯種類………………………………………………………………2
2.2 確定機械加工余量…………………………………………………………2
2.2.1鑄件尺寸公差……………………………………………………………2
2.2.2鑄件機械加工余量………………………………………………………2
2.3 繪制鑄件毛坯圖……………………………………………………………3
三、工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………………4
3.1 選擇定位基準(zhǔn)………………………………………………………………4
3.2 制定工藝路線…………………………………………………………………4
3.2.1擬訂工藝路線一…………………………………………………………4
3.2.2擬訂工藝路線二…………………………………………………………4
3.2.3工藝方案的比較與分析…………………………………………………6
3.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備…………………………………………………6
3.4 確定加工余量與工序尺寸表………………………………………………7
3.5 確定加工工序設(shè)計及基本工時……………………………………………9
四、鉆床夾具設(shè)計…………………………………………………………23
五、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………23
一、零件分析
1.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型
年產(chǎn)量Q＝10000（件/年），該零件在每臺產(chǎn)品中的數(shù)量n=1（件/臺），廢品率α＝3％，備品率β＝5％。
由公式N＝Q×n（1＋α＋β）得：
N＝10000×1×（1＋3％＋5％）=10800
查表（《機制工藝生產(chǎn)實習(xí)及課程設(shè)計》中表6－1確定的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。
因此，可以確定為流水線的生產(chǎn)方式，又因為在加工時有很多的地方是相同的，所以可選擇相同的加工機床，采取同樣的流水線作業(yè)，到不同的工序的時候就采用分開的方法，所以可以選擇先重合后分開再重合的方式的流水線作業(yè)。雖然是大批量生產(chǎn)，從積極性考慮，采用組合機床加工，流水線全部采用半自動化的設(shè)備。
1.2箱體工藝分析
箱體材料為HT200，即灰鑄鐵。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性根，工藝簡單，鑄造應(yīng)力小，易加工，需人工時效；有一定的機械強度及良好的減振性，流動性能好、體收縮和線收縮??；綜合力學(xué)性能低，抗壓強度比抗拉強度高約3-4倍；耐熱性較好；可承受較大的彎曲應(yīng)力；主要用于強度、耐磨性要求較高的重要零件和要求氣密性的鑄件。
生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，故毛坯精度應(yīng)為中等，加工余量中等；加工機床部分采用通用機床，部分采用專用機床；按零件分類，部分布置成流水線，部分布置成機群式；廣泛采用專用夾具，可調(diào)夾具；按零件產(chǎn)量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用專用刀具和量具；部分采用劃線找正裝夾，廣泛采用通用或?qū)Ｓ脢A具裝夾；有較詳細(xì)的工藝規(guī)程，用工藝卡管理生產(chǎn)。
該箱體上的主要加工部位為左右端面，軸線與左右端面垂直的一系列孔以及軸線與左右端面平行的3個孔。
其中，右端面為重要的配合面，平面度要求為0.05mm直接影響箱體與其他零件的接觸精度與密封性，右端面上的3-M5均布孔的孔在位置度要求上為Φ0.2。
左端面上距離右端面115.5的圓環(huán)面相對于 Ф120的孔的軸線的垂直度要求為0.02mm。左端面上3-Ф5的均布孔的位置度要求為0.02。
軸線與左右端面垂直的一系列孔同軸度要求為Φ0.025，精度求較高，部分孔徑的尺寸如Ф35孔和Ф52孔在尺寸精度上需要保證。
軸線與左右端面平行的3個孔的尺寸分別為Ф42、Ф62、Ф88，都需要進(jìn)行半精鏜或精鏜加工。這三個孔的同軸度要求為Ф0.02。另外箱體的多個加工面的粗糙度都有一定要求，加工工藝需要滿足其要求。
二、確定毛坯
2.1 確定毛坯種類
根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件，又已知零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為10800件/年，可知，該生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。毛坯制造的方法選用砂型機器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。
2.2 確定機械加工余量
2.2.1鑄件尺寸公差
鑄件尺寸公差分為16級，由于是大量生產(chǎn)，毛坯制造方法采用砂型機器造型，由于《實用機械加工工藝手冊》查得鑄件尺寸公差等級為CT10級，選取鑄件錯箱值為1.0mm。
2.2.2鑄件機械加工余量
對于成批和大量生產(chǎn)的鑄件加工余量由《實用機械加工工藝手冊》查得，選取MA為G級，各加工表面總余量如表2-1所示。
表2-1 各加工表面總余量及毛坯尺寸
加工表面
基本尺寸/mm
加工余量等級
加工余量數(shù)值/mm
毛坯尺寸/mm
Ф60右端面凸臺
2.5
G
3.5
6
Ф120左端面
119.5
G
4
123.5
Ф120徑向面
120
G
3
Ф126
孔Ф88
88
H
3
Ф82
孔Ф62
62
H
3
Ф56
孔Ф42
42
H
3
Ф36
右端孔Ф35
35
H
5
Ф25
右端孔Ф30
30
H
2.5
Ф30
左端孔Ф35
35
H
2.5
Ф30
左端孔Ф52
46
H
3
Ф46
2.3 繪制鑄件毛坯圖（如圖2-2毛坯-零件綜合圖）
圖2-2毛坯-零件綜合圖
三、工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 選擇定位基準(zhǔn)
箱體的右端面既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。另外，箱體的左端面和右端面都是重要平面，采取互為基準(zhǔn)的原則加工兩端面能更好的保證其位置度要求。因而以箱體的左端面為粗基準(zhǔn)，先加工右端面，再以右端面為精基準(zhǔn)加工左端面。
3.2 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床配以志用夾具，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)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。
3.2.1擬訂工藝路線一
工序1 粗銑右端面N面，以箱體的左端面作為粗基準(zhǔn)。
工序2 以箱體右端面為精基準(zhǔn)，粗銑箱體的左端面。
工序3 鉆毛坯Ф25孔到Ф28。
工序4 粗鏜孔1（Ф35）到Ф34.5，并鏜出倒角1×45°，粗鏜孔2（Ф35）到Ф34.5，粗鏜孔3(Ф46)到Ф46，
工序5 粗車Ф120外圓面到Ф122。粗車距離右端面115.5的圓環(huán)面到距離右端面117；粗車3-Φ 5.5孔的左端面。
工序6 精銑箱體右端面。
工序7 精銑箱體左端面。
工序8 粗鏜孔4(Ф52)到Ф51.5，并鏜出倒角2×45°。
工序9 半精鏜孔2（Ф35）到Ф35；精鏜孔1（Ф35）到Ф35。精鏜孔4(Ф52)到Ф52。
工序10 精車Ф120外圓面到Ф120。精車距離右端面115.5的圓環(huán)面到115.5
工序11 鉆、鉸3-Φ5.5的孔
工序12 粗鏜孔5（Ф42）到Ф41.5，并鏜出兩個1×45°的倒角；粗鏜孔6（Ф62）到Ф61.5，并鏜出2×45°倒角；粗鏜孔7（Ф88）Ф87.5，留有精鏜加工余量。
工序13 精鏜孔5（Ф42）、孔6（Ф62）和孔7（Ф88）分別到Ф42、Ф62、Ф88。精鏜孔7（Ф88）在孔6（Ф62）一側(cè)的端面。
工序14 鉆3-M5螺紋底孔，攻螺紋3-M5。
工序15 鉆4-M6螺紋底孔，攻螺紋4-M6。
工序16 鉆、擴4-Ф10通孔并鉆、锪8×Ф15的階梯孔。
工序17 檢驗、入庫
3.2.2擬訂工藝路線二
工序1 粗銑右端面N面，以箱體的左端面作為粗基準(zhǔn)。
工序2 以箱體右端面為精基準(zhǔn)，粗銑箱體的左端面。
工序3 粗鏜孔5（Ф42）到Ф41.5，并鏜出兩個1×45°的倒角；粗鏜孔6（Ф62）到Ф61.5，并鏜出2×45°倒角；粗鏜孔7（Ф88）Ф87.5，留有精鏜加工余量。
工序4 鉆毛坯Ф25孔到Ф28。
工序5 粗鏜孔1（Ф35）到Ф34.5，并鏜出倒角1×45°，粗鏜孔2（Ф35）到Ф34.5，粗鏜孔3(Ф46)到Ф46，粗鏜孔4(Ф52)到Ф51.5，并鏜出倒角2×45°。
工序6 粗車Ф120外圓面到Ф122。粗車距離右端面115.5的圓環(huán)面到距離右端面117；粗車3-Φ 5.5孔的左端面。
工序7 精銑箱體右端面。
工序8 精銑箱體左端面。
工序9 精鏜孔5（Ф42）、孔6（Ф62）和孔7（Ф88）分別到Ф42、Ф62、Ф88。精鏜孔7（Ф88）在孔6（Ф62）一側(cè)的端面。
工序10 半精鏜孔2（Ф35）到Ф35；精鏜孔1（Ф35）到Ф35。精鏜孔4(Ф52)到Ф52。
工序11 半精鏜孔1（Ф35）的左端面；半精鏜孔4(Ф52)的有端面；半精鏜孔3(Ф46)的右端面。
工序12 精車Ф120外圓面到Ф120。精車距離右端面115.5的圓環(huán)面到115.5。
工序13 鉆、鉸3-Φ5.5的孔
工序14 鉆3-M5螺紋底孔，攻螺紋3-M5。
工序15 鉆4-M6螺紋底孔，攻螺紋4-M6。
工序16 鉆、擴4-Ф10通孔并鉆、锪8×Ф15的階梯孔。
工序17 檢驗、入庫
3.2.3工藝方案的比較與分析
工藝方一和工藝方案二的主要不同點在于：
1、方案一是先加工與作為精基準(zhǔn)面的箱體右端面向垂直的階梯孔，之后粗鏜孔5（Ф42）、孔6（Ф62）和孔7（Ф88），再接著是階梯孔和孔5、6、7的精加工。而方案二是先粗鏜孔5（Ф42）、孔6（Ф62）和孔7（Ф88），之后加工與作為精基準(zhǔn)面的箱體右端面向垂直的階梯孔，再接著是階梯孔和孔5、6、7的精加工。比較可見，方案一是較為可取的選擇。主要是因為：（1）階梯孔的軸線與箱體底面位置尺寸是一般尺寸，沒有尺寸公差的要求，容易保證。而孔5、6、7的軸線與階梯孔軸線位置要求為39，在未先加工階梯孔的前提下先加工孔5、6、7顯然該精度難以保證。（2）先加工的階梯孔便于加工孔5、6、7時的裝夾。
2、工藝方案一將作為精基準(zhǔn)面的右端面的精加工安排在粗精鏜Ф52孔之前，更好得保證該孔的右端面與精基準(zhǔn)面的位置尺寸（由尺寸鏈計算得到92）。雖然方案二對該孔的粗鏜加工可以預(yù)留出較多余量，保證精鏜加工時的尺寸，但總體而言其過程較為繁瑣，需要對粗鏜余量有較多的計算的驗證。同理方案一中對孔5（Ф42）、孔6（Ф62）和孔7（Ф88）的孔的粗精加工都安排在軸線與左右端面垂直的階梯孔的精加工之后，以保證這三個孔的軸線與階梯孔軸線的距離尺寸39。
綜上，選用方案一作為最終的加工方案。
3.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為通用機床加專用夾具為主，輔一少量專用機床的流水線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。
（1）粗銑左右端面 考慮到工件的定位夾緊方案，采用立銑，選擇X53K立式銑床。選擇直徑D為Ф50的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀、專用夾具和游標(biāo)卡尺。
(2)精銑左右端面 由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，宜采用臥銑，選擇X6130銑床，選擇與粗銑相同型號的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀。采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺。
（3）鉆毛坯孔Ф25 選用搖臂鉆床Z3040×16，選用錐柄麻花鉆，錐柄機用鉸刀、專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。
（4）粗鏜各個孔及孔的內(nèi)端面 選用臥式鏜床T68型號，選擇功率為1.5kw的1TA20M鏜削頭。選擇鏜通孔的鏜刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺。
（5）精鏜各個孔及孔的內(nèi)端面 選用臥式鏜床T68型號，選擇功率為1.5kw的1TA20M鏜削頭。選擇精鏜刀、專用夾具及游標(biāo)卡尺。
（6）粗車左端Ф125外圓面、圓環(huán)面 選用C620-1臥式車床。選擇刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm, =90°，=15°，=12，=0.5mm(查《切削用量簡明手冊》 表1-3)。采用專用夾具及游標(biāo)卡尺。
（7）精車左端Ф125外圓面、圓環(huán)面 選用C620-1臥式車床。選擇與粗車相同型號的刀具，采用專用夾具及游標(biāo)卡尺。
（8）鉆、擴、攻螺紋各個孔 （鉆、擴、攻螺紋3—M5和4-M6，鉆、擴3-Φ5.5和4-Φ9） 選用搖臂鉆床Z3025，選用錐柄麻花鉆，錐柄擴孔復(fù)合鉆，擴孔時倒角；3—M5和4-M6螺紋底孔用錐柄階梯麻花鉆，攻螺紋采用機用絲錐及絲錐夾頭。采用專用夾具、游標(biāo)卡尺以及塞規(guī)。其中3—M5和4-M6用螺紋塞規(guī)檢驗。
3.4 確定加工余量與工序尺寸表
加工表面
基本尺寸/mm
公差/粗糙度
單邊余量/mm
工序尺寸
毛坯尺寸/mm
Ф60右端面
2.5
Ra3.2
2.5
粗銑→3.5
6
1
精銑→2.5
Ф120左端面
27
Ra3.2
2.5
粗銑→28.5
31
1.5
精銑→27
右端面3-M5
M5
Ra6.3
2
鉆→Ф4
0
0.25
鉸、攻螺紋→M5
Ф35孔
Ф35
H8/Ra1.6
1.5
鉆→28
Ф25
3.25
粗鏜→Ф34.5
0.25
精鏜→Ф35
左端Ф35
Ф35
Ra3.2
1.5
粗鏜→Ф33
Ф30
1
半精鏜→Ф35
Ф120外圓面
Ф120（徑向）
h8/Ra1.6
1.5
粗車→Ф122
Ф125
1
精車→Ф120
Ф120圓環(huán)面
115.5
h8/Ra1.6
2.5
粗車→117
119.5
1.5
精車→115.5
Ф52孔
Ф52
H8/Ra1.6
2.75
粗鏜→Ф51.5
Ф46
0.25
精鏜→Ф52
Ф30孔
Ф30
Ra3.2
1.5
鉆→Ф28
Ф25
1
半精鏜→Ф30
3-Φ5.5
Φ5.5
Ra6.3
2.65
鉆→Φ5.3
0
0.1
鉸→Φ5.5
Ф42孔
Ф42
H8/Ra1.6
2.75
粗鏜→Ф41.5
Ф36
0.25
精鏜→Ф42
Ф62孔
Ф62
H8/Ra1.6
2.75
粗鏜→Ф61.5
Ф56
0.25
精鏜→Ф62
Ф88孔
Ф88
Ra3.2
2
粗鏜→Ф84
Ф82
1
半精鏜→Ф88
Ф88孔內(nèi)端面
15
Ra3.2
1
半精鏜→15
14
Ф120外圓面
Ф120
h8/Ra1.6
2
粗車→Ф121
Ф125
0.5
精車→Ф120
4-M6孔
M6
Ra6.3
2.55
鉆→Ф5.1
0
0.45
攻螺紋→M6
4-Ф9通孔
Ф9
Ra6.3
4
鉆→Ф8
0
0.5
擴、鉸→Ф9
3.5 確定加工工序設(shè)計及基本工時
工序1：粗銑右端面
查看實用機械加工工藝手冊，取每齒進(jìn)給量f=0.2mm/z。粗銑走刀一次，a=2.5mm。取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為200r/min,選取刀具的的直徑D為Ф50mm,故相應(yīng)的切削速度為：
Vc===31.4m/min
校核機床功率
參考有關(guān)資料得：銑削時的切削功率
取Z=10個齒，，n=200/60=33.33r/s，=60mm，=2.5mm，=0.2mm/z，=1
將他們帶入式中得：
=2.33kw
又由實用機械加工工藝手冊查到X53K立式銑床的機床功率為10kw，若取效
率為0.85，則2.33/0.85=2.74<10。故機床能滿足加工要求。
計算基本工時：
T=L/FN=60×π/0.2×200=0.471min
工序2：粗銑左端面
查看實用機械加工工藝手冊，取每齒進(jìn)給量=0.2mm/z。粗銑走刀一次，a=2.5mm。取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為200r/min,選取刀具的的直徑D為Ф50mm,故相應(yīng)的切削速度為：
Vc===31.4m/min
校核機床功率
參考有關(guān)資料得：銑削時的切削功率
取Z=10個齒，，n=200/60=33.33r/s，=120mm，=2.5mm，=0.2mm/z，=1
將他們帶入式中得：
=4.65kw
又由實用機械加工工藝手冊查到X53K立式銑床的機床功率為10kw，若取效率為0.85，則4.65/0.85=5.47kw<10kw。故機床能滿足加工要求。
計算切削工時：
T=L/FN=120×π/0.2×200=0.942min
工序3：鉆Ф25毛坯孔
參考切削用量簡明手冊，取鉆孔的進(jìn)給量為=0.5mm/r,Vc=19m/min。
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===201.69r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=200r/min。
則實際切削速度為：
Vc===18.21m/min。
驗證扭矩及功率：
=9.81×42.7×28×0.5×1=6977.03N
=9.81×0.021×28×0.5×1=99.5N.M
P=×Vc=639.5×18.21/60=2.11kw
由實用機械加工工藝手冊查得Z3040的主軸最大扭矩為400N.M，主電動機功率為3kw,故能滿足加工要求。
計算基本工時：
T===0.185min
工序4：粗鏜孔1（Ф35）到Ф34.5，并鏜出倒角1×45°，粗鏜孔2（Ф35）到Ф33，粗鏜孔3(Ф46)到Ф46。
(1)粗鏜孔1（Ф35）到Ф34.5：
粗鏜余量為=（34.5-28.5）/2=3.25,取Vc=0.4m/s=24m/min, =0.2mm/r
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===221.54r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=220r/min。
則實際切削速度為：
Vc====23.82m/min。
驗證功率：
Pc=×Vc×10
取 =180，=1，=0.75，=0，=1
則 =1452.3N
Pc=×Vc×10=0.58kw
取機床效率為0.85，則所需機床功率為0.58/0.85=0.68KW。
實用機械加工工藝手冊查得T68臥式鏜床的主電機最大功率為5.5kw，故適用。
計算基本工時：
T===0.31min
(2)粗鏜孔2（Ф35）到Ф33
毛坯孔尺寸為Ф30
粗鏜余量為=（33-30）/2=1.5,取Vc=0.4m/s=24m/min, =0.2mm/r
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===231.61r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=220r/min。
則實際切削速度為：
Vc===22.80m/min。
驗證功率：
Pc=×Vc×10
取=180，=1，=0.75，=0，=1
則=792.15
Pc=×Vc×10=0.316kw
取機床效率為0.85，則所需機床功率為0.316/0.85=0.372KW。
實用機械加工工藝手冊查得T68臥式鏜床的主電機最大功率為5.5kw，故適用。
計算基本工時：
T===0.341min
工序5 粗車Ф120外圓面到Ф122。粗車3-Φ 5.5孔的左端面。
粗車Ф120外圓面、圓環(huán)面時，因余量為2mm，故 =2mm。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.4查取: 進(jìn)給量f范圍取0.9—1.3mm/r,這邊我們選取進(jìn)給量f=0.2mm/r
查《切削用量簡明手冊》表1.23得：
切削力
而切削時的修正系數(shù)為，
根據(jù)c620-1車床說明書，可選擇n=200r/min
則
則 ，故機床效率足夠。
計算基本工時：
由 基本時間i可得：
其中,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.26查取得：車削時的入切量及超切量，則L=4+3.5=7.5mm
則
工序6：精銑右端面
精銑余量=1mm,取精銑轉(zhuǎn)速為400r/min,精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5mm/r,銑刀直徑為Ф50。
則Vc===62.8m/min
計算基本工時：
T===0.942min
工序7：精銑左端面
精銑余量=1.5mm,取精銑轉(zhuǎn)速為400r/min,精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5mm/r,銑刀直徑為Ф50。
則Vc===62.8m/min
計算基本工時：
T===1.884min
工序 8：粗鏜孔2（Ф52）到Ф51.5 ，并鏜出倒角2×45°。
毛坯孔尺寸為Ф46
粗鏜余量為=（51.5-46）/2=2.75,取Vc=0.4m/s=24m/min, =0.2mm/r
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===148r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=150r/min。
則實際切削速度為：
Vc===24.26m/min。
驗證功率：
Pc=×Vc×10
取=180，=1，=0.75，=0，=1
則=1452.27
Pc=×Vc×10=0.581kw
取機床效率為0.85，則所需機床功率為0.581/0.85=0.684KW。
實用機械加工工藝手冊查得T68臥式鏜床的主電機最大功率為5.5kw，故適用。
計算基本工時：
T===0.567min
工序9：半精鏜、精鏜階梯孔
（1）半精鏜Ф30孔
半精鏜余量為=（30-28）/2=1,取Vc=0.8m/s=48m/min, =0.15mm/r
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===509.55r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=500r/min。
則實際切削速度為：
Vc===47.1m/min。
計算基本工時：
T===0.07min
（2）半精鏜Ф35孔
半精鏜余量為=（35-33）/2=1,取Vc=0.8m/s=48m/min, =0.15mm/r
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===436.67r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=440r/min。
則實際切削速度為：
Vc===48.36m/min。
計算基本工時：
T===0.227min
（3）精鏜Ф35孔
精鏜余量為=（35-34.5）/2=0.25,取Vc=1.2m/s=72m/min, =0.12mm/r
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===655.14r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=630r/min。
則實際切削速度為：
Vc===71.335m/min。
計算基本工時：
T===0.173min
（4）精鏜Ф52孔
精鏜余量為=（52-51.5）/2=0.25,取Vc=1.2m/s=72m/min, =0.12mm/r
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===440.96r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=440r/min。
則實際切削速度為：
Vc====71.84m/min。
計算基本工時：
T===0.322min
工序10 精車Ф120外圓面到Ф120。精車距離右端面115.5的圓環(huán)面到115.5
因余量為0.5mm，故 =0.5mm。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.4查取: 進(jìn)給量f范圍取0.9—1.3mm/r,這邊我們選取進(jìn)給量f=0.75mm/r
根據(jù)c620-1車床說明書，可選擇n=400r/min
則
計算基本工時：
由 基本時間i可得：
其中,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.26查取得：車削時的入切量及超切量，則L=4+3.5=7.5mm
則
工序11：鉆、鉸3-Φ5.5的孔
由實用機械加工工藝手冊查得：
第一次鉆孔直徑為Φ5.3，鉸孔余量=（5.5-5.3）/2=0.1mm。
取鉆孔進(jìn)給量=0.25mm/r ,Vc=17m/min
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===1021.51r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1000r/min。
則實際切削速度為：
Vc===16.34m/min。
鉸孔：取=0.3mm/r ,Vc=14m/min
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===810.65r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=810r/min。
則實際切削速度為：
Vc===13.98m/min。
計算基本工時：
T=t1+t2=+=+=0.2434min
工序12：粗鏜孔5（Ф42）到Ф41.5，并鏜出兩個1×45°的倒角；粗鏜孔6（Ф62）到Ф61.5，并鏜出2×45°倒角；粗鏜孔7（Ф88）Ф87.5，留有精鏜加工余量。
（1）、粗鏜孔5（Ф42）到Ф41.5
毛坯尺寸為Ф36
因余量為2.75mm，故 =2.75mm。
根據(jù)相關(guān)資料查取: v=0.4m/s=24m/min
進(jìn)給量f=0.2mm/r
r/min
查有關(guān)資料得：
取
則
取機床效率為0.85，則所需機床功率為
，
故機床效率足夠。
計算基本工時
由 基本時間i可得：
（2）、粗鏜孔6（Ф62）到Ф61.5
毛坯尺寸為Ф56
因余量為2.75mm，故 =2.75mm。
根據(jù)相關(guān)資料查取: v=0.4m/s=24m/min
進(jìn)給量f=0.2mm/r
取 n=120r/min,則
查有關(guān)資料得：
取
則
取機床效率為0.85，則所需機床功率為，故機床效率足夠。
計算基本工時：
由 基本時間i可得：
(3)、粗鏜孔7（Ф88）Ф87.5
毛坯尺寸為Ф82
因余量為2mm，故 =2mm。
根據(jù)相關(guān)資料查取: v=0.4m/s=24m/min
進(jìn)給量f=0.2mm/r
查有關(guān)資料得：
取
則
取機床效率為0.85，則所需機床功率為，故機床效率足夠。
計算基本工時：
由 基本時間i可得：
工序13 精鏜孔5（Ф42）、孔6（Ф62）分別到Ф42、Ф62 和半精鏜孔7（Ф88）到Ф88。半精鏜孔7（Ф88）在孔6（Ф62）一側(cè)的端面。
（1）、精鏜孔5（Ф42）
因余量為0.25mm，故 =0.25mm。
根據(jù)相關(guān)資料查取: v=1.2m/s=72m/min
進(jìn)給量f=0.12mm/r
計算基本工時：
由 基本時間i可得：
（2）、精鏜孔6（Ф62）
因余量為0.25mm，故= 0.25mm。
根據(jù)相關(guān)資料查取: v=1.2m/s=72m/min
進(jìn)給量f=0.12mm/r
計算基本工時：
由 基本時間i可得：
（3）、半精鏜孔Ф88
因余量為1mm，故 =1mm。
根據(jù)相關(guān)資料查取: v=0.8m/s=48m/min
進(jìn)給量f=0.16mm/r
取 n=170r/min,則
計算基本工時：
由 基本時間i可得：
（4）、半精鏜Ф88孔內(nèi)端面
因余量為1mm，故 =1mm。
根據(jù)相關(guān)資料查取: v=0.8m/s=48m/min
進(jìn)給量f=0.16mm/r
取 n=170r/min,則
計算基本工時：
由 基本時間i可得：
工序14：鉆右端面 3-M5螺紋底孔，攻螺紋3-M5
（1）鉆右端面 3-M5螺紋底孔：
參考切削用量簡明手冊，取鉆孔的進(jìn)給量為=0.3mm/r,Vc=22m/min。
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===1751.59r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1750r/min。
則實際切削速度為：
Vc===21.98m/min。
驗證扭矩及功率：
=9.81×42.7×4×0.3×1=639.5N
=9.81×0.021×4×0.3×1=1.258N.M
P=×Vc=639.5×21.98/60=234.27w
由實用機械加工工藝手冊查得Z3025的主軸最大扭矩為200N.M，主電動機功率為1.3kw,故能滿足加工要求。
（2）攻螺紋3-M5
取進(jìn)給量=0.3mm/r ,Vc=0.2m/s=12m/min
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===764.33r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=760r/min。
則實際切削速度為：
Vc===11.932m/min。
計算基本工時：
T===0.21min
工序15：鉆4-M6螺紋底孔，攻螺紋4-M6
（1）鉆4-M6螺紋底孔
鉆孔進(jìn)給量=0.3mm/r ,Vc=22m/min
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===1373.79r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1400r/min。
則實際切削速度為：
Vc===22.42m/min。
（2）攻螺紋4-M6
取進(jìn)給量=0.3mm/r ,Vc=0.2m/s=12m/min
由此計算出轉(zhuǎn)速為n===636.94r/min。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=630r/min。
則實際切削速度為：
Vc===11.87m/min。
計算基本工時：
T=t1+t2=+=+=0.31min
工序16 鉆、擴4-Ф10通孔，锪8-Ф15階梯孔
（1）、鉆4-Ф10通孔
鉆孔進(jìn)給量=0.3mm/r ,Vc=22m/min
由此計算出轉(zhuǎn)速為。
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=850r/min。
則實際切削速度為：
計算工時：
T===0.38min
（2）、擴4-Ф10通孔
參考相關(guān)資料，并參考機床實際進(jìn)給量，取=0.2mm/r,又參考資料可知道，擴孔切削速度為鉆孔是的0.33--0.5倍，故取擴孔似的切削速度為：。
由此計算出轉(zhuǎn)速為
則實際切削速度為：
計算基本工時：
T===1.37min
（3）、锪8-Ф15階梯孔
查得進(jìn)給量=0.5mm/r ,Vc=24m/min
由此計算出轉(zhuǎn)速為
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=500r/min。
則實際切削速度為：
計算基本工時：
T===0.64min
第 4 頁 共 23 頁
四、 鉆床夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計鉆Φ88孔所在面4-Φ14孔專用夾具。
1、專用夾具的提出
本夾具主要用于Φ88孔所在面4-Φ14孔，粗糙度為Ra6.3，精度要求不高，故設(shè)計夾具時主要考慮生產(chǎn)效率。
2、定位元件及夾緊元件的選擇
本工序選用的定位基準(zhǔn)工件E向面和K向面及底面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是支承板和支承釘。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對支承板和支承釘，在工件Φ88孔所在面用移動壓板進(jìn)行夾緊。
選擇工工件E向面和K向面及底面定位，對應(yīng)的定位元件為支承板和支承釘。
1、 E向面與支承板相配合限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。
2、 K向面與支承釘相配合限制兩個自由度，即Y軸移動和Z軸轉(zhuǎn)動。
3、 底面與支承釘相配合限制一個自由度，即X軸移動，
工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位
3、切削力和夾緊力的計算
查表4得切削力計算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當(dāng)計算K<2.5時，取K=2.5
孔軸部分由M10螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計算得》，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。
4、定位誤差分析
一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。
已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。
5、鉆套的設(shè)計
鉆4-Φ14孔，粗糙度Ra6.3,需鉆孔一道工序，因為鉆過孔之后沒有其它工序，所以選用可換鉆套。需Φ14可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）。查機床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知Φ14相配的可換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下：
具體的尺寸如下：
因為可換鉆套和鉆模板是間隙配合，加工的時間可換鉆套靠壓緊螺釘把它壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn)，有上圖可知和Φ14可換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸6，M6鉆套螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下：
6、夾具設(shè)計及操作簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇由螺母、螺桿、彈簧、圓墊圈、調(diào)節(jié)支承、帶肩螺母和移動壓板組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
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