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序 言
工藝學是以研究機械加工工藝技術(shù)和夾具設計為主技術(shù)學科，具有很強的實踐性，要求學習過程中應緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐，同時它又具有很強的綜合性，
本次課程設計的課題是CA6140車床法蘭盤加工工藝規(guī)程及某一工序?qū)Ｓ脢A具設計，主要內(nèi)容如下：
首先，對零件進行分析，主要是零件作用的分析和工藝分析，通過零件分析可以了解零件的基本情況，而工藝分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根據(jù)零件圖提出的加工要求，確定毛坯的制造形式和尺寸的確定。
第二步，進行基面的選擇，確定加工過程中的粗基準和精基準。根據(jù)選好的基準，制訂工藝路線，通常制訂兩種以上的工藝路線，通過工藝方案的比較與分析，再選擇可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證的一種工序。
第三步，根據(jù)已經(jīng)選定的工序路線，確定每一步的切削用量及基本工時，并選擇合適的機床和刀具。對于粗加工，還要校核機床功率。
最后，設計第七道工序—銑距Φ90mm中心線24mm和34mm兩側(cè)平面的夾具。先提出設計問題，再選擇定位基準，然后開始切削力、夾緊力的計算和定位誤差的分析。然后把設計的過程整理為圖紙。
通過以上的概述，整個設計基本完成。
課程設計是我們對大學三年的學習的一次深入的綜合性的總考核，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結(jié)合實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件（CA6140車床法蘭盤）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設計的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會。 因此，它在我們大學生活中占有重要地位。就我個人而言，我也希望通過這次設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性心理，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，對未來的工作發(fā)展打下一個良好的基礎。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。
一、零件的分析
1.1零件的作用
題目所給定的零件是CA6140車床上的法蘭盤， 主要是用來安裝在機床上，起到導向的作用使機床實現(xiàn)進給運動，零件上精度要求較高的兩個平面用以裝配，4個孔是用于連接其他機構(gòu)或零件的。它位于車床絲桿的末端，主要作用是標明刻度，實現(xiàn)縱向進給。零件的φ100mm外圓上標有刻度線，用來對齊調(diào)節(jié)刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調(diào)整的數(shù)值；外圓上鉆有底部為φ20 mm上部為φ20 mm 的定位孔，實現(xiàn)精確定位。法蘭盤中部的通孔則給傳遞力矩的標明通過，本身沒有受到多少力的作用。 該零件年產(chǎn)量為4000件，設其備品率α為4%，機械加工廢品率β為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領為：N=Qn(1+α+β)=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)，查表可知該產(chǎn)品為中批生產(chǎn)。
1.2零件的工藝分析
法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,法蘭盤共有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：
1.以 Φmm外圓為中心的加工表面：
這一組加工表面包括：φ45mm 外圓、端面及倒角；φ100mm外圓，過度倒圓R5； Φ20內(nèi)孔及其左端倒角C1.5。
2.以Φ外圓為中心的加工表面：
這一組加工表面包括： 端面，Φ90mm外圓，端面，倒角C1.5；切槽3×2； 內(nèi)孔的右端倒角C1。
3. 以Φ20mm的孔為中心加工表面：
這一組加工表面包括： φ45mm外圓，端面； φ100mm外圓，端面，側(cè)面； φ90mm外圓； φ45mm外圓，過度圓角R5；4Xφ9mm孔和同軸的φ6mm孔。
它們之間有一定的位置要求，主要是：
（一） 左端面與φ20mm孔中心軸的跳動度為0.03 ；
（二） 右端面與φ20mm 孔中心軸線的跳動度為0.03 ；
（三） φ45mm的外圓與φ20mm孔的圓跳動公差為0.03 。
經(jīng)過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。
二、工藝規(guī)程設計
2.1確定毛坯制造方法，初步確定毛坯形狀
零件材料為HT200，由于零件年產(chǎn)量為4200件，已達到中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。
2.2基準的選擇
基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
1）粗基準的選擇
選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常是不能兼顧的，但對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取外圓柱面和端面作為粗基準。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的5個自由度，達到完全定位。
2）精基準的選擇
精基準的選擇主要考慮基準重合與統(tǒng)一基準原則。以Φ20mm孔為精基準。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。
2.3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(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，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。
1）工藝路線方案一
工序1： 粗車φ45mm柱體的右端面，粗車右端面，車槽3×2mm，粗車、
半精車外圓，車右端倒角。
工序2： 粗車φ100mm柱體左、右端面，粗車φ90mm柱體左端面，半精車
φ100mm左、右端面、φ90mm左端面，粗車外圓 φ45mm、φ100mm，
半精車外圓φ45mm、φ100mm、φ90mm，車φ100mm柱體的倒角，
半精車φ45mm柱體的過度倒圓。
工序3： 精車 φ100mm左端面， φ90mm右端面。
工序4： 鉆、擴、粗鉸、精鉸孔 φ20mm至圖樣尺寸并車孔左端的倒角
工序5： 粗銑、精銑 φ900mm柱體的兩側(cè)面。
工序6： 鉆φ4mm孔，擴、鉸φ6mm孔
工序7： 鉆 4Xφ9mm透孔。
工序8： 磨削外圓面φ100mm， φ90mm 。
工序9： 磨削B面，及φ45mm 外圓面、φ100mm右端面、φ90mm左端面。
工序10： B面拋光。
工序11： φ100mm外圓刻字刻線。
工序12： φ100mm外圓無光鍍鉻。
工序13： 檢測入庫。
2）工藝路線方案二
工序 1 粗車φ100mm柱體左端面、外圓，粗車B面
工序 2 鉆中心孔φ18mm，擴孔φ19.8mm，粗鉸φ19.94mm、精絞Φ20mm孔
工序 3 粗車右φ45mm柱體右端面、外圓，φ90mm外圓及右端面，
工序 4 半精車φ100mm左端面、外圓，半精車B面并倒角C1.5，半精車
φ90mm外圓，φ20左側(cè)倒角C1
工序 5 半精車右φ45mm外圓及右端面，倒角C7，半精車φ90mm右側(cè)面，
切槽3×2mm，車φ20mm孔右端倒角C1
工序 6 精車φ100mm柱體左端面、外圓，精車B面，車過渡圓角R5
工序 7 粗銑、精銑φ90mm柱體的兩側(cè)面
工序 8 鉆4XΦ9mm透孔
工序 9 鉆φ4mm孔，擴、鉸φ6mm孔
工序 10 磨削B面
工序 11 磨削外圓面φ100mm、φ90mm
工序 12 磨削φ90mm凸臺距離軸線24mm的側(cè)平面
工序 13 金剛石車Φ45mm外圓、φ90mm右側(cè)面
工序 14 B面拋光
工序 15 Φ100mm劃線刻字
工序 16 Φ100mm外圓無光鍍鉻
工序 17 檢測入庫。
3）工藝方案的比較與分析
Φ表面是多次加工的基準，方案一中在加工其外圓表面的同時進行了導角，工序較為集中，也方便裝夾，在一定程度上提高了生產(chǎn)效率。而方案二采用車削端面，可以保證精度，方案一的效率雖高但精度不能保證，應把保證精度放在首位，由于各端面及外圓柱面都與Φ20軸線有公差保證，所以加工各端面及外圓柱面時應盡量選用孔Φ20為定位基準，故選用方案二。
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，參照《實用機械加工工藝手冊》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如下：（單位mm）
加工表面
工序（或工步）名稱
工序（或工步）余量
工序（或工步）基本尺寸
工序（或工步）
經(jīng)濟精度
工序（或工步）尺寸及其偏差
表面粗糙度（Ra ）
公差等級
公差
右端面
粗車
3
?
?
?
?
6.3
毛坯
3
?
?
?
?
?
Φ90突臺右端
精車
0.8
41
IT7
0.025
41
1.6
半精車
1.0
41.8
IT9
0.062
41.8 0.031
3.2
粗車
1.2
42.8
IT11
0.160
42.8 0.08
6.3
毛坯
3
44
——
2.2
44 1.1
?
槽3×2
粗車
2Z=9
41
IT13
0.39
41
6.3
毛坯
2Z=9
50
——
2.0
50 1.0
?
Φ45 外圓
磨削
2Z=0.3
45
IT6
0.017
Φ45
0.8
半精車
2Z=1.0
45.3
IT9
0.062
Φ45.3
3.2
粗車
2Z=3.7
46.3
IT11
0.160
Φ46.3
6.3
毛坯
2Z=5
50
——
2.0
Φ50 1.0
?
內(nèi)孔Φ20
鉸
2Z=0.2
20
IT8
0.045
Φ20
1.6
擴
2Z=1.8
19.8
IT10
0.084
Φ19.8
6.3
鉆
2Z=18
18
IT12
0.18
Φ18
12.5
毛坯
實心
?
?
?
?
?
Φ100左端面
精車
Z=0.8
91
IT8
0.054
91
1.6
半精車
0.7
91.8
IT9
0.087
91.8
3.2
粗車
1.5
92.5
IT11
0.22
92.5 0.11
6.3
毛坯
3
94
——
2.2
94 1.1
?
Φ100外圓
磨削
2Z=0.4
100
IT8
0.054
Φ100
0.8
半精車
2Z=1.1
100.4
IT11
0.22
Φ100.4
3.2
粗車
2Z=3.5
101.5
IT11
0.22
Φ101.5
6.3
毛坯
2Z=5
105
——
2
Φ105 1.0
?
Φ100右端面
磨削
Z=0.4
41
IT7
0.017
41
0.4
半精車
Z=1.1
41.4
IT9
0.062
41.4
3.2
粗車
Z=4
42.5
IT11
0.16
42.5
6.3
毛坯
Z=3
44
?
2.0
44 1.0
?
Φ45 外圓
磨削
2Z=0.3
45
IT7
0.017
Φ45
0.4
半精車
2Z=1.0
45.3
IT9
0.062
Φ45.3
3.2
粗車
2Z=3.7
46.3
IT11
0.160
Φ46.3
6.3
毛坯
2Z=5
50
?
2.0
Φ50 1.0
?
Φ90突臺左端
磨削
Z=0.4
8
IT8
0.022
8
0.4
半精車
Z=1.1
8.4
IT9
0.036
8.4
3.2
粗車
Z=1.5
9.5
IT11
0.09
9.5
6.3
毛坯
Z=3
11
?
0.2
?
?
Φ90外圓
磨削
2Z=0.4
90
IT8
0.054
Φ90
0.8
半精車
2Z=1.1
90.4
IT9
0.087
Φ90.4
3.2
粗車
2Z=3.5
91.5
IT11
0.22
Φ91.5
6.3
毛坯
2Z=5
95
?
2.0
Φ95 1.0
?
Φ4孔
鉸
2Z=0.1
4
IT10
0.048
Φ4
6.3
鉆
2Z=3.9
3.9
IT11
0.075
Φ3.9
12.5
毛坯
實心
?
?
?
?
?
Φ6孔
鉸
2Z=0.2
6
IT10
0.048
Φ6
3.2
鉆
2Z=1.8
5.8
IT11
0.075
Φ5.8
12.5
毛坯
2Z=4
4
IT11
0.075
Φ4
12.5
Φ90（左）兩側(cè)面
精銑
1.0
58
IT9
0.074
58
3.2
粗銑
31.0
59
IT12
0.3
59
12.5
毛坯
32
90
IT13
0.54
90
?
Φ90右側(cè)面
磨削
0.4
24
IT8
0.33
24
0.4
毛坯
?
?
?
?
?
6.3
4XΦ9孔
鉆
2Z=9
9
IT13
0.22
Φ9
12.5
毛坯
實心
?
?
?
?
?
2.5 確定切削用量及基本工時
工序 1 粗車Φ100端面及外圓柱面，粗車B面，粗車Φ90的外圓柱面
1. 加工條件
工件材料：HT200 δb=220MPa 砂型鑄造
機床：CA6140臥式車床
刀具：采用刀片材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計算切削用量
(1) 粗車Φ100mm端面
1) 已知毛坯長度方向的加工余量為3+0.8-0.7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm
2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm，>3~5mm,以及工件直徑為100時，f =0.7~1.0mm/r
按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r
3) 計算切削速度，按《切削手冊》表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min)
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)
4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 504r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。所以實際切削速度v=110r/min/。
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。L==40mm, =2mm, =0, =0
tm===0.098(min)
(2) 粗車Φ100mm外圓柱面，同時應檢驗機床功率及進給機構(gòu)強度
1) 切削深度，單邊余量Z=2mm,分二次切除。
2) 進給量， 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r
3)計算切削速度 ?。?32m/min
4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 420r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8)與420r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取480r/min
所以實際切削速度 ==
5) 檢驗機床功率 主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算
?。?
其中?。?985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15，
===0.63 =0.61
=29851.00.51500.630.89=1122.4(N)
切削時消耗功率＝＝＝2.81(KW)
由《實用機械加工工藝手冊》表7-4中CA6140機床說明書可知，CA6140主電機功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機床功率足夠，可以正常加工。
6) 校驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主切削力＝1122.4N.徑向切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算＝
其中?。?940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3，
===0.59 =0.5
所以 =19401.50.51500.590.5=203(N)
而軸向切削力 ＝
其中 ＝2880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4，
===0.34 =1.17
軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N)
取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N
而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為3530N(見《切削手冊》表1.30)故機床進給系統(tǒng)可正常工作。
7)切削工時： t= 其中l(wèi)=10mm =4mm =2mm
所以 t=＝0.1min
(3)粗車B面
1) 切削深度。單邊余量Z==2mm.分1次切除
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.9mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=126m/min
4) 確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 378r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與378r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為400r/min?，F(xiàn)選取=400r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=30mm t=i=15=0.83(min)
工序 2 鉆、擴、鉸Φ20的中心孔
(1) 鉆Φ18mm孔
機床：Z525搖臂鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼鉆頭W18Cr4V.
1)進給量 據(jù)《切削手冊》表10-66,當鑄鐵≤HB200時，D=Φ18時，取f=0.3mm/r
2) 切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得V=35m/min.
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 619.2r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與619.2r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為555r/min。現(xiàn)選取=555r/min。
所以實際切削速度
==
4) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1?！?t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm;
=4mm; t= ==0.63(min)
(2) Φ19.8mm孔
根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為
式中的、——加工實心孔進的切削用量?，F(xiàn)已知
=0.36mm/r(《切削手冊》)表2.7 =42.25m/min (《切削手冊》)表2.13
1) 進給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r
2) 切削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min.
3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 271.8r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與271.8r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為275r/min。現(xiàn)選取=275r/min。
所以實際切削速度
==
4) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm;
=4mm; t= ==0.78(min)
(3) 粗絞孔至Φ19.94mm、精絞孔至Φ20mm
1) 進給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r
2) 削速度 按切削手冊選取v=0.4×48.25=19.3m/min.
3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 298.3r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與298.3r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為275r/min?，F(xiàn)選取=275r/min。
所以實際切削速度
==
4) 工時，按《工藝手冊》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =7mm;
=3mm; t= ==0.73(min)
工序 3 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90右端面
機床：CA6140臥式車床
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
(1) 粗車Φmm端面
1) 切削深度。單邊余量Z=1.2mm
2) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=187m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 553r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與553r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=25mm;
=4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min)
(2) 粗車Φmm外圓柱面
1) 切削深度 單邊余量為Z=2.2mm 分兩次切除。
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 753r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與753r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1?！=i ;其中l(wèi)=41mm;
=4mm; =0mm; t=i=x2=0.09(min)
(3) 粗車Φ90mm端面
1) 切削深度 單邊余量為Z=1.2mm 一次切除。
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=122m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns== 431r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與431r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min。現(xiàn)選取=480r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.07(min)
工序 4 半精車Φ100端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90外圓柱
面，車Φ100、Φ90外圓柱面上的倒角C1.5，車Φ20孔左端倒角C1
(1) 半精車Φ100mm端面
粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.5mm/r
機床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min
所以切削工時 tm==＝0.44（min）
(2) 半精車Φ100mm外圓柱面
粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略
進給量f 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-2 取f=0.2mm/r
主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min
所以切削工時 t==0.17min
(3) 半精車B面
粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.5mm/r
機床主軸轉(zhuǎn)速＝400r/min t=i ;其中l(wèi)=30mm
t=i=15=2.25(min)
工序 5 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3X2退刀槽，
車Φ45圓柱面右端的倒角C7，車Φ20 內(nèi)孔的右端倒角C1
(1) 半精車Φmm端面
1) 切削深度 單邊余量Z=1.2mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=187m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns== 553r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與553r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實際切削速度 ==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm;
t=i=1=0.26(min)
(2) 半精車Φmm外圓柱面
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 578r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與578r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實際切削速度==
5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.37(min)
(3) 半精車Φ90mm端面
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm 一次切除。
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以
1.440.81.040.810.97=134m/min
4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 458r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8,與458r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.28(min)
工序 6 精車Φ100的端面及外圓，精車B面，車過渡圓角R5
(1) 精車Φ100mm端面
粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.2mm/r
機床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min
所以切削工時 tm==＝0.44（min）
(2)精車Φ100mm外圓柱面
粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略
進給量f 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-2 取f=0.2mm/r
主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min
所以切削工時 t==0.33 min
(3) 精車B面
粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.2mm/r
機床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min t=i ;其中l(wèi)=30mm
t=i=15=4.7min
工序 7 粗、精銑Φ90圓柱面上的兩個平面
(1) 粗銑距中心線34mm的平面。
機床：X63銑床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金鑲齒套面銑刀YT15.
銑刀壽命T=180min,D/Z=100/10,B=40
1) 削深度 2=10mm 所以有=5mm
2) 給量 查《機械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119得,進給量f=0.2~0.35mm/齒 按機床行選取f=0.3mm/齒
3) 切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得
V=115min/s. 即V=6.9m/min
4) 定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 21.97r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與21.97r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為22.5r/min?，F(xiàn)選取=22.5r/min。
所以實際切削速度==
當=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為
=fZ=0.31022.5=67.5(mm/min)， 查機床說明書有=60(mm/min)
5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t===1.5(min) t==0.75(min)
銑兩次的總時間為t=1.5+0.75=2.25min
(2) 粗銑距中心線24mm的平面。
機床：X63銑床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金鑲齒套面銑刀YT15.
銑刀壽命T=180min,D/Z=100/10,B=40/
1) 切削深度 4=20mm 所以有=5mm
2) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119得,進給量f=0.2~0.35mm/齒 按機床行選取f=0.3mm/齒
3) 切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得
V=115min/s. 即V=6.9m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 21.97r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與21.97r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為22.5r/min。現(xiàn)選取=22.5r/min。
所以實際切削速度
==
當=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為
=fZ=0.31022.5=67.5(mm/min) 查機床說明書有=60(mm/min)
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1
t===1.5(min) 銑4次的總時間為4t=4x1.5 =6min
(3) 精銑上兩平面
1) 切削深度 查《機械加工工藝師手冊》表10-119,取=1mm
2) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119 按機床行選取f=0.2mm/齒
3) 切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得
V=190min/s. 即V=11.4m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns== 36.3r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與36.3r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為37.5r/min。現(xiàn)選取=37.5r/min。
所以實際切削速度==
當=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為
=fZ=0.21037.5=75(mm/min) 查機床說明書有=80(mm/min)
5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t===1.125(min) 銑2次的總時間為2t=21.125=2.25min
工序 8 鉆、絞 4XΦ9mm透孔
(1) 4XΦ9mm孔
機床：Z525立式搖臂鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ9.
1) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r
2) 削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得V=30m/min.
3) 定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1061r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與1061r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1012r/min?，F(xiàn)選取=1012r/min。
所以實際切削速度==
5) 削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=8mm; =4mm; =3mm;t= ==0.11(min)
由于有四個孔所以切削工時為4 t=0.44min
工序 9 鉆Φ4孔，擴Φ6孔
(1)鉆Φ4mm孔
機床：Z525立式搖臂鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ4.
1)進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r
2)切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得
V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 2388r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與2388r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為2012r/min?，F(xiàn)選取=2012r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=13mm;
=4mm; =3mm; t= ==0.08(min)
(2) 擴Φ6mm孔
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6.
1) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r
2) 切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得
V=24~34m/min. 取V=30m/min
3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1592r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與1592r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1592r/min?，F(xiàn)選取=1426r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 t=i ;其中l(wèi)=7mm;
=4mm; =3mm; t= ==0.07(min)
工序 10 磨削B面
(1) 磨B面
機床 M114W萬能外圓磨床
1) 選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P 350×40×127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127
2) 切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 ?。?8m/min 切削深度 ＝0.0157mm/st
縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
3) 切削工時
式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量
K---系數(shù) V---工作臺移動速度
--工作臺往返一次砂輪軸向進給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進給量
?。?.5(min)
工序 11 磨Φ100、Φ90的外圓柱面
(1) 磨Φ100mm外圓柱面
機床 M114W萬能外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127
2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 ?。?8m/min 切削深度＝0.0157mm/st
縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
3)切削工時
式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量
K---系數(shù) V---工作臺移動速度
--工作臺往返一次砂輪軸向進給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進給量
?。?.55(min)
(2) 磨Φ90mm外圓柱面
機床 M114W萬能外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127
2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 ?。?8m/min切削深度 ＝0.0157mm/st
縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
3)切削工時
式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量
K---系數(shù) V---工作臺移動速度
--工作臺往返一次砂輪軸向進給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進給量
?。?.3(min)
工序 12 磨Φ90外圓柱面上距離軸線24mm的平面
機床 M114W萬能外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127
2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
砂輪輪速n=1500r/min (見機床說明書) v=27.5m/s
工件速度 ?。?0m/min 切削深度 ＝0.015mm/st
軸向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
3)切削工時
式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量
K---系數(shù) V---工作臺移動速度
--工作臺往返一次砂輪軸向進給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進給量
?。?.53(min)
工序 13 金剛石精車Φ45的外圓，精車Φ90的右測面
(1) 精車Φmm外圓柱面
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm 分兩次切除。
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 585r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與585r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實際切削速度==
5)切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm; t=i==0.75(min)
(2) 精車Φ90mm端面
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm 一次切除。
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以
1.440.81.040.810.97=134m/min
4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 458r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8,與458r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.31(min)
最后，將以上各工序切削用量，工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝綜合卡片，見所附卡片。
三、夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)楊老師指定，決定設計第7 道工序—銑距零件中心線分別為24mm和34mm的兩平面的夾具。本夾具將用于組合機床，對工件對銑加工，刀具為鑲齒三面刃銑刀。
3.1 問題的提出
本夾具主要用來距中心線24mm和34mm的兩平面，此平面的形位公差和表面要求均較高，無特殊要求，且加工此平面時Φmm 軸的外端面及Φ20孔的內(nèi)表面都已加工出來，可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序，在保證提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度的同時可以設計選用比較簡單的夾具。
3.2夾具設計
3.2.1 定位基準的選擇
由零件圖可知，待加工平面對Φ20的軸線有平行度要求，對Φ的底端面有垂直度要求，其設計基準為Φ20孔的中心線。本設計選用以Φ20孔的內(nèi)表面和Φ的底端面為主要定位基面，另選用Φ100mm的上端面作為輔助定位基準。為了降低生產(chǎn)成本，本設計選擇采用螺紋夾緊的方式。
3.2.2切削力及夾緊力計算
刀具：鑲齒三面刃銑刀 d=Φ80mm
由《機械制造工藝設計手冊》P 可查得
銑削扭矩 M
切向力
切削功率 Pm=2πM·n·10(kw)
式中：C=558.6 x=1 y=0.8
d=80 k=0.9 f=0.13 n=1450
所以當銑距中心軸線24mm和34mm面時有：
=19.65(N·m)
=491.35(N)
Pm=2πx19.65x1450x10=178.97(kw)
因為是對銑加工，故：M=19.65x2=39.3(N·m)
F=491.35x2=982.7N
Pm=178.97x2=357.94(kw)
如上所述，本設計采用螺旋夾緊機構(gòu)，即由螺桿、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機構(gòu)。
螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長,升角又小，所以螺旋夾緊機構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動夾緊中用得最多的一種夾緊機構(gòu)。
根據(jù)夾緊狀態(tài)下螺桿的受力情況和力矩平衡條件
FL= F=
式中: F——夾緊力(N) F——作用力(N)
L——作用力臂(mm) d——螺桿直徑
α——螺紋升角 ——螺紋處摩擦角.
——螺桿端部與工件間的摩擦角.
——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑(mm)
所以有F==
==3075.73N
顯然 F=3075.73N>982.7N=F.故本夾具可安全工作。
3.2.3 定位誤差分析
夾具的主要定位元件為支撐板和定位銷。支撐板尺寸與公差都是選取的標準件，其公差由標準件決定，并且在夾具裝配后的技術(shù)要求統(tǒng)一磨削加工，支撐板的定位表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；定位銷選取標準件，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾具體底面的垂直度誤差不超過0.01。
夾具的主要定位元件為短定位銷限制了兩個自由度,另一端面限制三個自由度,繞銑刀軸線旋轉(zhuǎn)方向的自由度無須限制。因零件對形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用標準件，故定位誤差在此可忽略。
3.2.4 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。但由于本夾具是應用于組合機床上，兩銑刀同時工作的對銑加工，夾具尺寸不能很大，如果采用機動夾緊，夾具勢必過于復雜和龐大，本夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡單、經(jīng)濟、實用, 減輕工人勞動強度，采用螺旋夾緊機構(gòu),操作非常簡單,先擰松夾緊螺母,稍旋轉(zhuǎn)彎頭壓板，將工件放置在夾具支撐板上，由定位銷定位,再將壓板旋轉(zhuǎn)復位，擰緊螺母達到夾緊要求即進行銑削加工.本工序采用的是專用的組合機床，高速鋼鑲齒三面刃銑刀來銑側(cè)端面，因而不需要很大的夾緊力，而且可以采用長柄扳手，只需擰松兩個夾緊螺母即可，因而工人的勞動強度不大。
四、設計小結(jié)
本次課程設計是對上學期所學《機械設計制造基礎》課程和生產(chǎn)綜合實習的檢測和應用，將課本上所學的和實習中看到的結(jié)合起來，在此基礎上，發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，進行實際設計工藝過程和夾具。
在本次設計過程中，我們閱讀了一些技術(shù)資料及設計手冊，認真探討了機械領域內(nèi)的各種基本問題。因此，本次設計不僅加強了對自己所學專業(yè)課程的理解和認識，而且也對自己的知識面進行了拓寬。此外，本次設計在繪圖的過程中，使用了AUTOCAD繪圖軟件，并同時進行了手工繪圖，這些都不同程