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課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：導(dǎo)向絲桿右支架機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆RC1/8孔夾具設(shè)計(jì)
27
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。
導(dǎo)向絲桿右支架的加工工藝及銑端面夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
Abstract
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error.
目 錄
1序言 1
1.1零件的分析 1
1.1.1零件的作用 1
1.1.2零件的工藝分析 1
1.2確定毛坯 2
1.2.1確定毛坯種類 2
1.2.2確定鑄件加工余量及形狀 2
2工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1定位基準(zhǔn)的選擇 3
2.1粗基準(zhǔn)的選擇 3
2.2制定工藝路線 4
2.3機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4
2.3.1圓柱表面工序尺寸 4
2.3.2平面工序尺寸 6
2.3.3確定切削用量及時(shí)間定額 6
3 鉆“1/8”錐孔夾具設(shè)計(jì) 22
3.1設(shè)計(jì)要求 22
3.2夾具設(shè)計(jì) 22
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 22
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 22
3.3定位誤差的分析 23
3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 25
3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 26
參考文獻(xiàn) 28
1序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(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)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(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，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實(shí)際，對自己未來將從事的工作進(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，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。
1.1零件的分析
1.1.1零件的作用
題目給的零件是導(dǎo)向絲桿右支架，它位于車床絲桿的右端，主要作用是支撐導(dǎo)向絲桿。法蘭盤上有四個(gè)安裝孔，其中部的通孔則由絲桿穿過，本身沒有受到多少力的作用。該零件年產(chǎn)量為4000件，設(shè)其備品率為4%，機(jī)械加工廢品率為0.5%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Q m(1+a%)(1+b%)=4000×1(1+4%)(1+0.5%)=4181(件/年)，零件的年產(chǎn)量為4181件，查表可知該產(chǎn)品為中批生產(chǎn)。
1.1.2零件的工藝分析
零件的材料為KTH350-10，黑心可鍛鑄鐵，切削性和耐蝕性良好，耐磨性及焊接性差，有較高的韌性、強(qiáng)度和塑性。用于承受較高的沖擊振動及扭轉(zhuǎn)負(fù)荷下的工作零件。
為此以下是導(dǎo)向絲桿右支架需要加工的表面以及表面之間的位置要求：
1. 孔Ф52以及與此相通的ZG1/8″左旋的錐孔，兩個(gè)孔Ф18，四個(gè)安裝孔Ф10.5。
2. Ф58的外圓柱面。
3. 零件上端面和孔Ф10.5的下端面。
4.（1）零件上端Ф18 mm孔中心軸線與Ф10.5孔的下端面與的垂直度誤差為0.15mm；與 Ф52mm孔中心軸線的平行度誤差為0.15mm 。
（2）Ф52mm孔中心軸線與Ф10.5孔的下端面的垂直度誤差為0.15mm；與Ф58mm外圓中心軸線的全跳動誤差為0.10mm。
經(jīng)過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準(zhǔn)，即可以粗加工零件下端面，加工出精基準(zhǔn)所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進(jìn)行加工，保證它們的位置精度。
1.2確定毛坯
1.2.1確定毛坯種類
零件材料是KTH350-10?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行中所受沖擊力較大，零件形狀結(jié)構(gòu)又比較復(fù)雜，零件年產(chǎn)量是中批量。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，選擇木模手工砂型鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。
1.2.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級。并查表2.2-4.確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表：
簡圖
加工面代號
基本尺寸
加工余量等級
加工余量
說明
D1
52
H
3.5×2
雙側(cè)加工
D2
18
H
9×2
雙側(cè)加工
D3
10.5
H
5.25×2
雙側(cè)加工
D4
58
H
2×2
雙側(cè)加工
D5
1/8″
H
4.5×2
雙側(cè)加工
T1
40
H
5
單側(cè)加工
T2
41
H
5
單側(cè)加工
2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1定位基準(zhǔn)的選擇
2.1粗基準(zhǔn)的選擇
以零件Ф10.5㎜孔的上端面為粗基準(zhǔn)。
2精基準(zhǔn)的選擇:
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“統(tǒng)一基準(zhǔn)”原則。以Ф10.5mm孔的下端面為主要的定位精基準(zhǔn)，以Ф52mm內(nèi)孔面和Ф58mm外圓柱面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
2.2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)確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)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(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序01 粗銑 Ф52mm孔下端面，以T3為粗基準(zhǔn)
工序02 粗車 Ф58mm外圓面，以D1為定位基準(zhǔn)
工序03 粗車Ф10.5㎜孔的下端面，以T3為定位基準(zhǔn)
工序04 精銑零件上端面，以T2（Ф10.5的下端面）為定位基準(zhǔn)
工序05 粗鏜Φ52㎜孔，以Ф58外圓為定位基準(zhǔn)
工序06 鉆、擴(kuò)零件上、下側(cè)的Φ18㎜孔，以D1為定位基準(zhǔn)
工序07 鉆、擴(kuò)零件上四個(gè)Ф10.5的安裝孔，以D1、D2為定位基準(zhǔn)
工序08 半精車Ф58mm外圓面，以D1為定位基準(zhǔn)
工序09 半精車Ф10.5mm下端面，以T1為定位基準(zhǔn)
工序10 半精鏜Φ52㎜孔，以Ф58㎜外圓為定位基準(zhǔn)
工序11 鉸2-Φ18㎜孔，以D1為定位基準(zhǔn)
工序12 精車 Ф58mm外圓面，以D1為定位基準(zhǔn)
工序13 精鏜Φ52㎜孔，以Ф58㎜外圓為定位基準(zhǔn)
工序14 鉆1/8″錐孔，攻螺紋，以D1、D2和T3為基準(zhǔn)
工序15 去毛刺
工序16 終檢
2.3機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
2.3.1圓柱表面工序尺寸
前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
Ф52IT7
鑄件
7
CT12
ф45
粗鏜
3
IT11
6.3
0.04
5.8
半精鏜
2.5
IT9
3.2
2.34
2.66
精鏜
1.5
IT7
1.6
1.473
1.574
Ф18IT9
鉆
17
IT11
16.89
17
擴(kuò)
0.85
IT10
6.3
0.78
0.96
鉸
0.15
IT9
3.2
0.105
0.22
Ф10.5
鉆
10.5
IT11
12.5
10.39
10.5
Ф58IT7
鑄件
4
CT12
ф622.8
粗車
1.6
IT11
1.41
4.4
半精車
2.2
IT9
6.3
2.126
2.39
精車
0.2
IT7
3.2
0.17
0.274
2.3.2平面工序尺寸
工序號
工序內(nèi)容
加工余量
基本尺寸
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸偏差
工序余量
最小
最大
鑄件
5.0
CT12
01
粗銑 Ф52mm
下端面
5
17
12
2.7
7.48
03
粗車Ф10.5的下端面
3
14
12
0.3
5.48
04
精銑零件上端面
5
41
12
2.7
7.55
09
半精車Ф10.5mm下端面
2
12
10
1.82
2.36
2.3.3確定切削用量及時(shí)間定額
工序01 粗銑 Ф52mm下端面，以T3為粗基準(zhǔn)
1.加工條件
工件材料：KTH350-10,鑄造
工件尺寸：ae=77 mm，l=118 mm
加工要求：粗銑 Ф52mm下端面,加工余量５mm
機(jī) 床：X52K立式銑床
刀 具：查《切削用量簡明手冊》表1.2，選擇ＹＧ６硬質(zhì)合金端銑刀，銑削寬度ae<90mm，深度ap<6mm, 齒數(shù)z=12，故根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1取刀具直徑do=125mm。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2選擇刀具前角，后角，副后角，刀刃傾角，主偏角，過度刃，副偏角
2.切削用量
1)確定切削深度ap
因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇ap=5mm，一次走到即可完成。
2)確定進(jìn)給量
由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，使用ＹＧ６硬質(zhì)合金端銑刀，機(jī)床功率為7.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，Ｘ５２Ｋ立式銑床）時(shí)，fz=0.14~0.24mm/r,故選擇fz=0.24mm/r。
3)確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《切削手冊》表3.7銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5 mm；由于銑刀直徑do=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《切削手冊》表3.8）。
4)計(jì)算切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vfc
根據(jù)《切削手冊》表3.16，當(dāng)do=125mm，z=12, ap <=7.5, fz<=0.26 mm/z時(shí)，Vt=68m/min ,n=175r/min , Vft =461 mm/min。修正系數(shù)Kmv =1.0, Ksv =0.8。切削計(jì)算公式為：Vc=，其中，，，，，，，，，m=0.32 ,T=180min , fz=0.24mm/z ,z=12 ,將以上數(shù)據(jù)代入公式得：=
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇，=375mm/min ,因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為：
= /=375/19012mm/z =0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為=3.8kw ,根據(jù)機(jī)床使用說明書，主軸允許功率=7.50.75kw=5.63kw>，故校驗(yàn)合格。最終確定ap=5mm，，=375mm/min，，=0.16mm/z。
6)計(jì)算基本工時(shí) ，,l=118mm
查《切削手冊》表3.26，入切量及超切量為：=40mm,則：
=（118+40）/375=0.42min
工序02 粗車 Ф58mm外圓面，以D1為定位基準(zhǔn)
1.已知條件與工序01相同
加工要求：粗車77mm108mm的矩形為Ф62的外圓
粗車Ф62的外圓，單邊加工余量為0.8mm
機(jī) 床：C620-1型臥式車床
刀 具：YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)《切削手冊》表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高為200mm(表1.30)，故選擇刀桿尺寸16 x25，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)《切削手冊》表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱前刀面，前角，后角，刀刃傾角，主偏角，副偏角，刀尖圓弧半徑
2.切削用量
1)確定切削深度ap
①粗車矩形為圓形時(shí)，需要切削的余量為41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。
②粗車Ф62的外圓時(shí)，單邊余量為0.8mm，ap=（62-60.4）/2=0.8mm ,1次走刀完成。
2)確定進(jìn)給量
根據(jù)表1.4，在粗車可鍛鑄鐵KTH350-10、刀桿尺寸16 x25時(shí)：
①若切削深度ap >8~12mm，工件直徑為60~100mm時(shí)，則進(jìn)給量為f=0.6~0.8mm/r。
②若切削深度ap 3mm，工件直徑為60~100mm時(shí)，則進(jìn)給量為f=0.6~1.2mm/r。再根據(jù)C620-1車床說明書，取f =0.65mm/r。
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的需求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)表1.30，C620-1車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N；根據(jù)表1.23，在=350MPa,f0.75mm/r, ,v=65m/min（預(yù)計(jì)）時(shí)：?ap 9.7mm時(shí)，進(jìn)給力=2750N；?ap 2.8mm時(shí)，進(jìn)給力=800N。的修正系數(shù)為，，，故實(shí)際進(jìn)給力分別為=27501.17N=3217.5N, =18201.17N=2129.4
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選f =0.65mm/r的進(jìn)給量可用。
3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
根據(jù)《切削手冊》表1.11，加工=350MPa,f0.75mm/r時(shí)：
① ap 9mm，切削速度v=80m/min;
② ap 0.8mm, 切削速度v=114m/min
切削速度的修正系數(shù)為，,，，，
故=800.80.92=58.9m/min; =1140.80.92=83.9m/min
;
根據(jù)C620-1車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2－8）選擇: =120r/min , =380r/min
這時(shí)實(shí)際切削速度（）得：=54.6m/min, =74m/min
5）校驗(yàn)機(jī)床功率
由表1.25，當(dāng)=350MPa,f0.75mm/r時(shí):
①ap 9.7mm,v59m/min時(shí)，=5.8kw;
②ap 2.8mm,v84m/min時(shí)，=2.4kw
切削功率的修正系數(shù)為，,，， ，（表1.28）
故實(shí)際切削時(shí)的功率為：=4.26kw; =1.77kw
根據(jù)表1.30，當(dāng)=120r/min、=380r/min 時(shí), 機(jī)床主軸允許功率= 5.9kw，故滿足條件，校驗(yàn)成立。
6）計(jì)算基本工時(shí)：
，,l=3.5mm，
查《切削手冊》表1.26，入切量及超切量為：=2mm,則：
=55.5/（1200.65）=0.35min；
=5.5/（3800.65）=0.02min
工序03 粗車Ф10.5㎜的下端面，以T3為定位基準(zhǔn)
1.本工序仍為粗車，已知條件與工序Ⅱ相同，可采用與工序Ⅱ相同的可轉(zhuǎn)位車刀，采用工序Ⅱ確定切削用量的方法。
2.切削用量
1)確定切削深度
需要切削的余量為41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。
2)確定進(jìn)給量 f =0.65mm/r
3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
切削速度的修正系數(shù)為，,，，，
故=1010.80.92=74.3m/min;
根據(jù)C620-1車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2－8）選擇: =305r/min,這時(shí)實(shí)際切削速度（）得：v=74.3m/min
5）校驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率的修正系數(shù)為，,，， ，（表1.28）
故實(shí)際切削時(shí)的功率為：=4.9 0.8 0.92kw=3.6kw
6）計(jì)算基本工時(shí)
，,l=1mm，
查《切削手冊》表1.26，入切量及超切量為：=1mm,則：
=2/（3050.65）=0.01min
工序04 精銑零件上端面，以T2（Ф10.5的下端面）為定位基準(zhǔn)
本工序?yàn)榇旨庸ぃ阎獥l件與工序Ⅰ相同，切削用量及其計(jì)算過程同工序Ⅰ計(jì)算基本工時(shí)：
，,l=222mm
查《切削手冊》表1.26，入切量及超切量為：=44mm,則：
=266/375=0.71min
工序05 粗鏜Φ52㎜孔，以Ф58外圓為定位基準(zhǔn)
1.機(jī) 床：T68立式鏜床
2.切削用量：
1)確定切削深度 單邊余量為z=3mm，取ap=3mm，1次走刀完成。
2)確定進(jìn)給量 由《簡明手冊》4.2-21查得，取f =0.52mm/r
3)確定鏜床轉(zhuǎn)速 由《簡明手冊》4.2-20查得，取n =200r/min
4）計(jì)算基本工時(shí)：
=(46+2 2)/（2000.52）=0.48min
工序06 鉆、擴(kuò)零件上、下側(cè)的Φ18㎜孔，以D1為定位基準(zhǔn)
1.刀具選擇：
查《切削手冊》表2.1、2.2，選用高速鋼麻花鉆鉆頭。粗鉆時(shí)，do=17mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刃，后角，二主刃長度，橫刃長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度=1.5mm,2,
2.切削用量選擇：
1)確定進(jìn)給量
①按加工要求確定進(jìn)給量:查《切削手冊》得：f=0.70~0.86mm/r , l/d=40/17=2.35<3再由《切削手冊》表2.7，系數(shù)為0.5，則：
f =（0.70~0.86）0.5=0.35~0.43mm/r。
②按鉆頭強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表2.8，鉆頭允許進(jìn)給量為：f=1.75mm/r。
③機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為：f=1.2mm/r。
以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量時(shí)工藝要求，其值為：0.35~0.43mm/r，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16，最終選擇的進(jìn)給量：f=0.36mm/r。
由于是加工通孔，為避免即將鉆穿時(shí)鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時(shí)停止自動進(jìn)給改為手動進(jìn)給。
根據(jù)《切削手冊》表2.19查出，鉆孔時(shí)的軸向力=3580N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故=3580N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為8830N，故所選進(jìn)給量可用。
2)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.6mm。壽命T=60mm。
3)確定切削速度
查《切削手冊》表2.30，切削速度計(jì)算公式：
Vc=，其中，=16.4，=0.25，=0，=0.4，m=0.125
查得修正系數(shù)：，，，，故實(shí)際的
切削速度：=
4） 校驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
查《切削手冊》表2.21，當(dāng)f0.41mm, 17.5mm, =30.41N.m,修正系數(shù)均為1.0，故=30.41N.m
查機(jī)床使用說明書：=52 N.m
查《切削手冊》表2.23，鉆頭消耗功率：=1.3kw
查機(jī)床使用說明書：=2.80.81=2.26kw
由于<,,故切削用量可用，即
f=0.36mm/r,n=545r/min, =30.2m/min
3.計(jì)算基本工時(shí)：
=(41+10)/（5450.36）=0.26min；
4.擴(kuò)孔至Ф17.85：
查《切削手冊》表2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量f=0.90~1.1mm/r, 查機(jī)床使用說明書，最終選定進(jìn)給量f=0.81mm/r。
根據(jù)資料，切削速度v=0.4v鉆。其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)切削速度，故v=0.4 30.2=12.08m/min
故查機(jī)床使用說明書選取：=272r/min
基本工時(shí)：=(41+10)/（2720.81）=0.23min
工序07 鉆、擴(kuò)零件上四個(gè)Ф10.5的安裝孔，以D1、D2為定位基準(zhǔn)
1.刀具選擇：
查《切削手冊》表2.1、2.2，選用高速鋼麻花鉆鉆頭。粗鉆時(shí)，do=9mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刃，后角，二主刃長度，橫刃長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度=1.5mm,2,。
2.切削用量選擇：
1)確定進(jìn)給量
①按加工要求確定進(jìn)給量:查《切削手冊》得：f=0.70~0.86mm/r , l/d=40/17=2.35<3再由《切削手冊》表2.7，系數(shù)為0.5，則：
f =（0.70~0.86）0.5=0.35~0.43mm/r
②按鉆頭強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表2.8，鉆頭允許進(jìn)給量為：f=1.75mm/r
③機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為：f=1.2mm/r
以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量時(shí)工藝要求，其值為：0.35~0.43mm/r，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16，最終選擇的進(jìn)給量：f=0.36mm/r
由于是加工通孔，為避免即將鉆穿時(shí)鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時(shí)停止自動進(jìn)給改為手動進(jìn)給。根據(jù)《切削手冊》表2.19查出，鉆孔時(shí)的軸向力=3580N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故=3580N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為8830N，故所選進(jìn)給量可用。
2)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.6mm。壽命T=60mm。
3)確定切削速度
查《切削手冊》表2.30，切削速度計(jì)算公式：
Vc=，
其中，=16.4，=0.25，=0，=0.4，m=0.125
查得修正系數(shù)：，，，，故實(shí)際的切削速度：=
4）校驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
查《切削手冊》表2.21，當(dāng)f0.41mm, 17.5mm, =30.41N.m,修正系數(shù)均為1.0，故=30.41N.m；查機(jī)床使用說明書：=52 N.m；
查《切削手冊》表2.23，鉆頭消耗功率：=1.3kw；查機(jī)床使用說明書：=2.80.81=2.26kw。由于<,,故切削用量可用，即f=0.36mm/r,n=545r/min； =30.2m/min。
3.計(jì)算基本工時(shí)：=(12+10)/（5450.36）=0.16min
4.擴(kuò)孔至Ф9.85
查《切削手冊》表2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量f=0.90~1.1mm/r, 查機(jī)床使用說明書，最終選定進(jìn)給量f=0.81mm/r
根據(jù)資料，切削速度v=0.4v鉆。其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)切削速度，故v=0.4 30.2=12.08m/min
故查機(jī)床使用說明書選?。?272r/min
基本工時(shí)：=(12+10)/（2720.81）=0.12min；
工序08 半精車Ф58mm外圓面，以D1為定位基準(zhǔn)
1.選擇刀具：
車刀形狀、、刀桿尺寸、刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號為YT15,車刀幾何形狀為:前角，后角，刀刃傾角，主偏角，副偏角，刀尖圓弧半徑
2.切削用量：
1)確定切削深度ap
單邊余量為1.1mm，ap=1.1mm ,1次走刀完成
2)確定進(jìn)給量
半精加工進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)表1.6，當(dāng)表面粗糙度為6.3，，f=0.40~0.50mm/r ， 再根據(jù)C620-1車床說明書，取f =0.4mm/r。
3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
根據(jù)《切削手冊》表1.11，加工=350MPa,f0.42mm/r，ap 1.8mm， v=128m/min切削速度的修正系數(shù)均為1，故=128m/min
根據(jù)C620-1車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2－8）選擇：=610r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度（）得：=115.7m/min
5）校驗(yàn)機(jī)床功率
由表1.25，當(dāng)=350MPa,f0.47mm/r,ap 2.8mm, =115.7m/min時(shí)，=2.4kw;
根據(jù)表1.30，當(dāng)=610r/min時(shí), 機(jī)床主軸允許功率= 5.9kw，故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算基本工時(shí)：
=5.5/（6100.4）=0.02min
工序09 半精車Ф10.5mm下端面，以T1為定位基準(zhǔn)
1.本工序仍為半精車，已知條件與工序Ⅷ相同，可采用與工序Ⅷ相同的車刀和確定切削用量的方法。
2.切削用量
1)確定切削深度
需要切削的余量為41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。
2)確定進(jìn)給量 f =0.4mm/r
3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
切削速度的修正系數(shù)為，,，，，
故=144m/min;
根據(jù)C620-1車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2－8）選擇: =305r/min,這時(shí)實(shí)際切削速度（）得：v=138.9m/min
5）校驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率的修正系數(shù)為，,，， ，（表1.28），故實(shí)際切削時(shí)的功率為：=2.9kw。
3.計(jì)算基本工時(shí)：
，,l=0.5mm，查《切削手冊》表1.26，入切量及超切量為：=1mm,則：=1.5/（316.30.4）=0.012min。
工序10 半精鏜Φ52㎜孔，以Ф58外圓為定位基準(zhǔn)
1.機(jī) 床：T68立式鏜床
2.切削用量：
1)確定切削深度 單邊余量為z=1.25mm，取ap=1.25mm，1次走刀完成。
2)確定進(jìn)給量 由《簡明手冊》4.2-21查得，取f =0.20mm/r
3)確定鏜床轉(zhuǎn)速 由《簡明手冊》4.2-20查得，取n =630r/min
3.計(jì)算基本工時(shí)： =46/（6300.20）=0.37min
工序11 鉸2-Φ18㎜孔，以D1為定位基準(zhǔn)
1.刀 具：專用鉸刀
機(jī) 床：Z525立式鉆床
2.切削用量：
1)確定進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取f =0.48mm/r
2)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n =140r/min
3)確定切削速度 =7.9m/min
3.計(jì)算基本工時(shí) =(41+8)/（1400.48）=0.73min
工序12 精車 Ф58mm外圓面，以D1為定位基準(zhǔn)
1.選擇刀具：與工序08相同。
2.切削用量：
1)確定切削深度ap
單邊余量為0.1mm，ap=0.1mm ,1次走刀完成。
2)確定進(jìn)給量
半精加工進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)表1.6，當(dāng)表面粗糙度為3.2，，f=0.25~0.40mm/r ， 再根據(jù)C620-1車床說明書，取f =0.3mm/r。
3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
根據(jù)《切削手冊》表1.11，加工=350MPa,f0.42mm/r，ap 1.8mm， v=128m/min切削速度的修正系數(shù)均為1，故=128m/min
根據(jù)C620-1車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2－8）選擇: =610r/min
這時(shí)實(shí)際切削速度（）得：=111.5m/min
5）校驗(yàn)機(jī)床功率
由表1.25，當(dāng)=350MPa,f0.47mm/r,ap 2.8mm, =115.7m/min時(shí)，=2.4kw;
根據(jù)表1.30，當(dāng)=610r/min時(shí), 機(jī)床主軸允許功率= 5.9kw，故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算基本工時(shí)：
=5.5/（6100.3）=0.03min
工序13 精鏜Φ52㎜孔，以Ф58㎜外圓為定位基準(zhǔn)
1.機(jī) 床：T68立式鏜床
2.切削用量：
1)確定切削深度 單邊余量為z=0.75mm，取ap=0.75mm，1次走刀完成。
2)確定進(jìn)給量 由《簡明手冊》4.2-21查得，取f =0.10mm/r
3)確定鏜床轉(zhuǎn)速 由《簡明手冊》4.2-20查得，取n =630r/min
3.計(jì)算基本工時(shí) =46/（6300.10）=0.74min
工序14 鉆1/8″錐孔，攻螺紋，以D1、D2和T1為基準(zhǔn)
1.刀 具：專用刀具,55度管螺紋絲錐。
機(jī) 床：Z525立式鉆床。
加工要求：可以先用小于錐孔小端直徑的鉆頭鉆出底孔，再使用錐孔鉸刀進(jìn)行鉸孔，最后用55度管螺紋絲錐攻螺紋。
2.切削用量：
1)確定進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，進(jìn)給量取f =0.36mm/r
2)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n =627r/min
3)確定切削速度 =15.65m/min
3.計(jì)算基本工時(shí) =(12+4)/（5450.36）=0.082min
3 鉆“1/8”錐孔夾具設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。上面即為鉆“1/8”錐孔的專用夾具，本夾具將用于Z525鉆床。
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。
3.2夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。
方案：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：鉆頭。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時(shí)工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
3.3定位誤差的分析
該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=100mm ，得
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。
圖6.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.4：
表6.4 鉆套
d
H
D
公稱尺寸
允差
13
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖6.2 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.5：
表6.5 固定襯套
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
16
+0.034
+0.016
12
10
+0.023
+0.012
0.5
2
鉆模板選用固定式鉆模板，用4個(gè)沉頭螺釘和2個(gè)錐銷定位于夾具體上。
3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，圓柱銷定位兩個(gè)自由度，用菱形銷定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動自由度。
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