CA10B中間軸軸承支架加工工藝規(guī)程設計【車+銑】【兩幅夾具】【含CAD圖紙、說明書】

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solve practical engineering problems an important part; is used by students to master the mechanical manufacturing base of knowledge and knowledge of a comprehensive training.Machinery production process is started from raw material to finished product all the labor process, including both blank manufacturing, parts machining and heat treatment, machine assembly, inspection, testing and painting and other major labor process, including special tools , fixtures, gages and aids in the manufacturing, packaging machinery, parts and finished goods storage and transportation, processing equipment, maintenance, and auxiliary power supply of the labor process.Mechanical process is part of the production process of mechanical products is the direct production process, its intent is the use of metal cutting tools or abrasive to processing the workpiece, so that the required shape, size, surface roughness and mechanical physical properties, parts of the production process to become qualified.In this paper, the liberation of the intermediate shaft bearing support brand car parts for the objects, the preparation of the machining process planning, and procedures for the machine in which two special fixture design.Key words: Manufacturing Technology; mechanical processing; mechanical process; Special fixture design;目錄摘 要IABSTRACTII目錄III第一章 緒論1第二章 概述22.1夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求22.2機床夾具功用32.3機床夾具在機械加工中的作用32.4機床夾具組成42.5機床夾具的分類52.6機床夾具的設計要求62.7現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向7第三章 零件的分析93.1零件的作用93.2零件的工藝分析10第四章 工藝規(guī)程設計114.1確定毛坯的制造形式114.2基準的選擇124.3制定工藝路線134.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定154.5確定切削用量及基本工時174.6編制工藝文件32第五章 夾具設計335.1車床夾具設計335.2銑床夾具設計355.3繪制夾具裝配圖及夾具體零件圖37結論40參考文獻41致謝42附件143附件26477第一章 緒論隨著科學技術的進步和生產力的發(fā)展，要求機械工業(yè)不斷提供先進的技術設備，加之市場需求的變化多端，產品更新?lián)Q代的周期越來越短，多品種、小批量生產的比例在提高。這樣，傳統(tǒng)的生產技術準備工作，很不適應新的生產特點。為了適應機械工業(yè)又好又快發(fā)展的需要，機床夾具的設計與制造技術也必須與時俱進，要求企業(yè)的高級技能人才能不斷設計出構思合理、結構準確、工藝精良的夾具。所以，在大學畢業(yè)之前，選擇簡單的夾具設計，希望通過此次設計，在過程中希望得到以下訓練： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。（2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。（3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 （4）熟悉零件的工藝制定，和有關計算。 畢業(yè)設計是在學完大學的全部課程之后進行的，畢業(yè)設計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，畢業(yè)設計是大學至關重要的一環(huán)。本設計就CA10B解放牌汽車的前調整臂的外殼的工藝規(guī)程及其加工過程中的專用夾具進行設計，由于作者的能力有限，設計難免存在不足和錯誤，懇請各位老師給予指教，在此致謝！第二章 概述在機床制造企業(yè)生產中，機械加工、檢驗、焊接、熱處理和裝配等冷熱加工工藝，都使用著大量的夾具，用以安裝對象，使之占有正確的加工位置。夾具在保證加工質量，改善勞動條件，提高勞動生產率和降低成本等方面有著極其明顯的經濟效益。因此，夾具是企業(yè)生產中的一種重要的工藝裝備。2.1夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求為了確保工件的加工質量和提高生產率，對夾緊裝置提出“正、牢、簡、快”的基本要求，如下1）“正”就是在夾緊過程中應保持工件原有的正確定位。2）“牢”就是夾緊力要可靠、適當，既要把工件壓緊夾牢，保證工件不產生位移、不抖動；且不因為夾緊力過大而使工件表面損傷或變形。3）“簡”就是結構簡單、工藝性能好、容易制造。只有在生產批量較大的時候，才考慮相應增加夾具夾緊機構的復雜程度和自動化程度。4）“快”就是夾緊機構的操作應安全、迅速、方便、省力。設計夾緊裝置時，首先要合理選擇夾緊力的方向，再確定其著力點和大小，并確定夾緊力的傳遞方式和相應的機構，最后選用或設計夾緊裝置的具體結構，來保證實現(xiàn)上述基本要求。對于夾具體的基本要求，如下：1）應有足夠的強度和剛度 2）力求結構簡單，裝卸工件方便3）要有良好的結構工藝性和實用性4）結構尺寸大小適當且穩(wěn)定5）排除切削問題要解決6）夾具在機床上安裝要穩(wěn)定、安全2.2機床夾具功用機床夾具的主要功能如下：1）保證加工質量 使用機床夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。2）提高生產率，降低生產成本 使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時間，且容易實現(xiàn)多件、多工位加工。3）擴大機床工藝范圍 在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床的工藝范圍。4）減輕工人的勞動強度，保證生產安全 采用專用夾具裝卸工件顯然比不用夾具方便、省力、安全、迅速。2.3機床夾具在機械加工中的作用在機床上采用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。一、機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝夾工件，即工件裝夾中的定位和夾緊。1）.定位確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件的定位面接觸成配合實現(xiàn)的，正定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。2）.夾緊工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。二、機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀與導向。1）.對刀調整刀具切削相對工件或夾具的正確位置如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。2）.導向如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削，導向元件制成模板形成，故鉆床夾具常稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向的功能的。2.4機床夾具組成一、機床夾具的基本組成部分雖然各類機床夾具的結構有所不同但按主要功能加以分析。機床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內容。1.定位元件定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當工件定位基準面的形狀確定后，定位元件的結構也就確定了。2.夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。3.夾具體通常夾具作為鑄件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體的不同位置上。二、夾具的其他組成部分為滿足夾具的其他功能要求，各種夾具好要設計其他的元件個裝置。1.連接元件根據(jù)機床的工作特點，夾具在機床上的安裝。連接常有的兩種方式：一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機床上的位置。2.對刀與導向裝置對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊調銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀塊工作表面。導向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導刀具進行切削。3.其他元件和裝置根據(jù)加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，例如靠模裝置上下料加工工藝機器人等。2.5機床夾具的分類一、按夾具的通用特性分類這是一種基本的分類方法，主要反應夾具在不同生產類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據(jù)。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產夾具等五大類。1）.通用夾具通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使用性強，不需調整或稍加調整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，這類夾具以商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可減少生產周期，減少夾具品種從而降低生產成本，其缺點是夾具的精度不高，生產效率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故使用與單件小批量生產中。2）.專用夾具專用夾具是針對一個工序的要求而專門設計和制造夾具，其特點是針對性極強，沒有通用性，在產品相對穩(wěn)定批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較長，隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經濟性等方面已多生許多問題。3）.可調夾具可調夾具是針對通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的異類新型夾具對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調夾具，它按成組原理設計并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產中上午有較好的經濟效應。4）.組合夾具組合夾具是一種模塊化的夾具，標準的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具，夾具用完后，元件可以拆除留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產準備周期，元件能重復多次使用，并且有可減少專用夾具數(shù)量的優(yōu)點，因此、組合夾具在單件中小批多品種生產和數(shù)控加工中，是一種較經濟的夾具，組合夾具也已商品化。5）.自動化生產專用夾具自動化生產專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數(shù)控機床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機床的夾具比例正在增加，得以滿足數(shù)控機床的加工要求，數(shù)控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的模塊組裝的夾具。二、按夾具使用的機床分類這是專用夾具設計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具。設計專用夾具時機床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點是機床切削成型運動不同、故夾具與機床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。2.6機床夾具的設計要求設計夾具時必須使工件的加工質量、生產效率、勞動條件和經濟效益等四方面達到辯證的統(tǒng)一。其中能穩(wěn)定地保證加工質量是最基本的要求。為了提高生產率，夾具采用先進的結構和機械傳動裝置以及快速高效的夾緊裝置，以縮短輔助時間，這往往會增加夾具的制造成本，但當工件的批量增加到一定規(guī)模時，因為單件的工時下降所獲得的經濟效益將得到補償，從而降低工件的制造成本。因此所設計的夾具其復雜程度和工作效率必須與生產規(guī)模相適應，才能獲得良好的經濟效果。但是，任何技術措施都會遇到某些特殊情況，故對以上四方面有時候也很側重。例如對于位置精度要求很高的工件加工，往往著眼于滿足加工精度要求；對于精度要求不高的而生產批量較大的工件，則需要著重考慮提高夾具的工效?？傊O計夾具時應該滿足以下幾個基本要求：1）.保證工件的加工精度 即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具應滿足以下三個要求：工件在夾具中的定位，夾具在機床上的位置，刀具的正確位置。2）.保證工人的造作安全；3）.達到加工的造作生產率要求4）.滿足夾具一定的使用壽命和經濟效應2.7現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向由于市場需求的變化多端以及機電產品的競爭日益激烈，產品更新?lián)Q代的周期短，多品種、中小批量生產的比例在提高。為了適應現(xiàn)代化機械工業(yè)向高、精、尖方向發(fā)展的需要，現(xiàn)代機床夾具也必須與時俱進，傳統(tǒng)的生產技術準備工作和傳統(tǒng)的夾具結構已經不適應新的生產特點，其發(fā)展方向主要表現(xiàn)為“四化”。（1）標準化夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，有利于夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。（2）可調化、組合化夾具的可調化、組合化即夾具的柔性化，它與機床的柔性化相似，它是通過調組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展的主要方向。（3）精密化隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度可達0.5um。（4）高效自動化高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。第三章 零件的分析3.1零件的作用CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架（見圖3.1）的主要作用是：（1）起到穩(wěn)固滾子的作用。（2）在安裝時起到固定滾珠的作用，即利于安裝。要求零件的配合符合要求。圖 3.1 CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架零件3.2零件的工藝分析零件的加工過程中，要保證零件上部的折彎部分在豎直方向與140的內孔端面成5.5的夾角，同時要保證支架兩側板的平面與水平面成30的夾角，兩側面孔中心到頂小孔所在平面的距離為72mm，且每孔中心線與豎直方向零件的夾角成30夾角。要保證以上尺寸要求，最好先將12小孔，1400+0.26的內孔和端面加工完成，再以內孔和端面為定位基準對上凸臺表面進行加工，最后1400+0.26內孔，端面，和上12的小孔為定位基準，加工支架兩側板，其中主要加工面粗糙度為6.3m，其余表面粗糙度為50m.第四章 工藝規(guī)程設計4.1確定毛坯的制造形式一、 毛坯的生產類型零件材料為HT200，采用鑄造毛坯；根據(jù)機械加工工藝手冊（第二版）（機械工業(yè)出版社，王先逵主編）（以下簡稱機械加工工藝手冊）表3.1-173.1-20，零件生產類型為大批量生產，形狀比較簡單，最大輪廓尺寸為250-400mm，而且表面粗糙度質量要求也不是很高，故可采用砂型機器造型（濕型鑄造）鑄件毛坯。二、 毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定1. 求最大輪廓尺寸 零件最大輪廓尺寸屬于區(qū)間250-400mm。2. 選取公差等級CT 由機械加工工藝手冊表3.1-24，鑄造方法按照砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，鑄件尺寸公差等級8-12級（GB/T6414-1999），選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。3. 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件尺寸公差等級CT，由機械加工工藝手冊表3.1-21選取鑄件各加工面尺寸公差，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。4. 求機械加工余量等級 由機械加工工藝手冊表3.1-26，鑄造方法按照砂型鑄造，鑄件材料為灰鑄鐵，得機械加工余量等級范圍為EG級（GB/T6414-1999），選用F級。5. 求RMA（要求的機械加工余量） 對所有加工表面取同一個數(shù)值，由機械加工工藝手冊表3.1-27查鑄件最大輪廓尺寸為250-400mm、機械加工余量等級為F級，得機械加工余量RMA=2.5mm。6. 最小鑄出孔 查機械加工工藝手冊大量生產中最小鑄出孔直徑為12-15mm，故該零件中的小孔不鑄出。7. 求毛坯基本尺寸R 內孔1400+0.26通過鏜削得到，屬于內腔加工，根據(jù)公式R=F-2RMA-CT2得，R=140-2X2.5-3.6/2=133.2mm；T1面、T2面為單側加工，根據(jù)公式R=F+RMA+CT2得，R=12+2.5+2.2/2=15.6mm；T3面、T4面屬于雙側加工，根據(jù)公式R=F+2RMA+CT2得，R=50+2X2.5+2.8/2=56.4mm。 鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：表4.1 鑄件加工余量 單位：mm 簡 圖加工面代號基本尺寸FCT10加工余量等級加工余量RMA毛坯尺寸說明D11403.6F2.52131-1.4+2.2孔雙側加工T1122.2F2.516-1.5+0.7單側加工T2122.2F2.516-1.5+0.7單側加工T3502.8F2.558-1.6+1.2單側加工T4502.8F2.558-1.6+1.2單側加工三、 繪制鑄件毛坯圖按表4.1所得毛坯尺寸繪制鑄件毛坯圖。4.2基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。1、粗基準的選擇先選取155外圓為定位基準，利用三爪卡盤為定位元件，銑155兩端面，再以155外圓為定位基準，利用三爪卡盤為定位元件，鏜1400+0.26內孔。2、精基準的選擇以1400+0.26內孔，155端面，12孔（兩面一銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。4.3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的技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外還應當考慮經濟效果，以便生產成本盡量降低。1).工藝路線方案一工序1 粗鏜孔、車端面 以155外圓為定位基準，粗鏜1400+0.26內孔，車155一端面，粗糙度為50m。工序2 車端面精鏜孔 掉轉，以155外圓為定位基準，車155另一端面，粗糙度為50m，半精鏜1400+0.26內孔。工序3 銑凸平面 以1400+0.26內孔為定位基準，銑頂小凸臺面，粗糙度為50m。工序4 鉆孔 以1400+0.26內孔為定位基準，鉆中間12的孔，粗糙度為50m。工序5 銑側支架 以1400+0.26內孔，中間12孔，155端面為定位基準，銑支架兩側臺平面，粗糙度為50m。工序6 鉆孔 以1400+0.26內孔，中間12小孔，155端面為定位基準，鉆支架兩側臺平面的12孔，粗糙度為50m。工序7 鉆孔 以155外圓為定位基準，鉆圓柱面上27.20+0.2小孔，保證兩孔間距離為320.1mm。工序8 去毛刺。工序9 檢查。2). 工藝路線方案二工序1 車端面 以155外圓和一端面為基準，車一端面，粗糙度為50m，翻轉車另一端面，粗糙度為50m。工序2 鏜孔及倒角 以155外圓和一端面為基準，粗鏜1400+0.26內孔，半精鏜1400+0.26內孔，粗糙度為6.3m，倒245倒角，粗糙度為50m。工序3 銑凸平面 以1400+0.26內孔和一端面為基準，銑上中間凸平面，使其厚度為12mm，表面粗糙度為50m。工序4 鉆孔 以1400+0.26內孔和一端面為基準，鉆中間12的孔，粗糙度為50m。工序5 銑側支架 銑支架兩側平面.表面粗糙度為50m。工序6 鉆孔 以1400+0.26內孔， 155端面以及中間12的小孔為定位基準(一面兩銷)，鉆支架兩側平面12的孔，表面粗糙度為50m。工序7 鉆孔 1400+0.26和 155一端面為基準，鉆圓柱面上27.20+0.2小孔，保證兩孔間距離為320.1mm。工序8 去毛刺。工序9 檢查。比較以上兩種方案，兩種方案的定位基準基本一樣，加工工序的步驟也差不多，方案一中車完一端面后直接鏜孔，需要替換鏜刀，速度慢，增加了加工時間，且其工件裝夾的次數(shù)要比第二種方案多，故影響加工效率。從加工效率與裝夾方便性考慮，第二種方案更為經濟合理，確定最終加工工藝方案為：工序1 粗車155外圓兩端面，以155及另一端面為粗基準。工序2 粗鏜、半精鏜1400+0.26內孔，孔兩端面倒245倒角。工序3 銑上中間凸平面。工序4 鉆中間12孔。工序5 銑支架兩側平面。工序6 鉆支架兩側平面12孔。工序7 鉆圓柱面上27.20+0.2小孔。工序8 去毛刺。工序9 檢查。4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定1、內孔表面前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定格表面的各個加工工序的加工余量如下：表4.2 內孔表面各工序加工余量 單位：mm加工表面加工內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140內孔鑄造2.5CT101352.2粗鏜孔2IT12139 0+0.4201.86.6半精鏜孔0.5IT11-12140 0+0.266.30.60.74中間平面12孔鉆孔IT121250兩側面12孔鉆孔IT1212507.2小孔鉆孔IT12-137.2 0+0.2202、平面表4.3 平面各工序加工余量 單位：mm加工表面加工內容加工余量經濟精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大粗車155兩端面鑄造2.5X2CT10552.2車上端面2.5IT1252.5-0.3 0500.35車下端面2.5IT1250502.22.5倒角IT1250粗銑中間凸平面鑄造2.5CT1014.52.2粗銑2.5IT1212502.34.7銑支架兩側面鑄造2.5CT1014.52.2粗銑2.5IT1212502.34.74.5確定切削用量及基本工時工序1 粗車155外圓兩端面，以155及另一端面為粗基準；保證尺寸50mm單邊余量2.5mm。圖4.1 工序1加工簡圖1. 加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：粗車155上下兩端面，加工余量2.5mm;機床：C630A臥式車床，轉速范圍14750r/min，電機功率11kW；刀具：硬質合金車刀，刀桿尺寸為16mm12mm，刀桿長度110mm, 根據(jù)機械加工工藝手冊第1-35頁 表1.1-2023，選擇刀具前角012，后角08，主偏角Kr=45，副偏角Kr=10，刃傾角s=-10，r=0.4mm。2. 車削用量（1）背吃刀量ap ：因為加工余量較小，故可在一次走刀內完成，取ap=2.5mm。（2）確定每齒進給量 f ：根據(jù)機械加工工藝手冊第1-36頁表1.1.24，粗車時進給量f=0.250.35mm/r，取f=0.3mm/r，車刀壽命T=180min。（3）計算切削速度v根據(jù)機械加工工藝手冊第1-49頁，車削速度計算公式為：由表1.1-55查得cv=189.8， xv=0.15, yv=0.2, m=0.2；將數(shù)據(jù)代入公式計算車削速度：（4）確定機床主軸轉速：根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指南崇凱主編 化學工業(yè)出版社（以下簡稱指南） 第144頁 表5-56，C630A臥式車床選擇主軸轉速nR=188r/min,因此實際車削速度： vR=d0n1000=3.141551881000=92m/min （5）計算基本工時 tmL/ nf，L=l+ l1+l2，l=155mm.查機械加工工藝手冊第2-124頁 表2.1-100，切入和切出行程為：l1+l2=26mm，則：tmL/ nf=(155+26)/1880.3=3.2min, 2tm=23.2=6.4min工序2 粗鏜、半精鏜1400+0.26內孔，孔兩端面倒245倒角。圖4.2 工序2加工簡圖1. 加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：粗鏜、半精鏜1400+0.26內孔，表面粗糙度為6.3um；孔兩端面倒245倒角，表面粗糙度為50um；機床：T611A臥式鏜床，主軸轉速10950r/min,電機功率11KW。刀具：硬質合金刀片單刃鏜刀（1） 粗鏜至139，單邊余量Z=2，一次鏜去全部余量ap=2mm，進給量f=2mm/r,取v=60m/min,則由機床取n=150r/min，實際切削速度： vR=d0n1000=3.141391501000=65.47m/min基本工時計算：L=5+50+5=60mm （2） 半粗鏜至1400+0.26，單邊余量Z=0.5，一次鏜去全部余量ap=0.5mm，進給量f=0.5mm/r,取v=80m/min,則由機床取n=200r/min，實際切削速度：vR=d0n1000=3.141402001000=87.92m/min基本工時計算：L=5+50+5=60mm （3） 倒角，單刃鏜刀，進給量f=1mm/r,取n=200r/min, vR=d0n1000=3.141402001000=87.92m/min，基本工時計算：L=2+6=8mm 兩面倒角 工序3 銑上中間凸平面。圖4.3 工序3加工簡圖1. 加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：粗銑上中間凸平面，加工余量2.5mm;機床：X5030A立式升降臺銑床，轉速范圍401500r/min，電機功率4kW，機床效率0.75；刀具：W18Cr4V(普通高速鋼) 鑲齒套式面銑刀，銑削寬度aw=50,由刀具直徑d0=（1.41.6）aw ，故根據(jù)機械加工工藝手冊第2-51頁 表2.1-30及高速鋼面銑刀標準JB/T 7954-1999，選擇銑刀直徑d0=80mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)機械加工工藝手冊第2-60頁 表2.1-40，選擇刀具前角010后角012，副后角0=8，主偏角Kr=60,過渡刃偏角Kr=30,副偏角Kr=2，過渡刃寬度b=1mm，螺旋角=10。2. 銑削用量（1）背吃刀量ap ：因為加工余量較小，故可在一次走刀內完成，取ap=2.5mm。（2）確定每齒進給量 af ：由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮。工藝系統(tǒng)剛度中等，工件材料為鑄鐵，使用普通高速鋼鑲齒套式面銑刀加工，機床功率為4kw，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-82頁 表2.1-71，粗銑時每齒進給量af=0.150.30mm/齒，取af=0.20mm/齒每轉進給量f=afz=0.2010=2mm/r 。（3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)機械加工工藝手冊第2-85頁 表2.1-75得高速鋼面銑刀粗銑鑄鐵后刀面最大磨損限度為1.52.0mm；銑刀直徑d0=80mm，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-86頁 表2.1-75，高速鋼面銑刀壽命T=180min。（4）計算切削速度v和每分鐘進給量vf 根據(jù)機械加工工藝手冊第2-86頁銑削速度計算公式為：其中d0=80mm，aw=50，z=10；由機械加工工藝手冊第2-86頁 表2.1-77查得cv=23，,qv=0.2，xv=0.1, yv=0.4, uv=0.1, pv=0.1,m=0.15；不加切削液的工作條件下用面銑刀加工灰鑄鐵，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-89頁 表2.1-79，查得修正系數(shù)：耐用度指數(shù)0.15；kTv=kMv=kMPm=kKv=1.0; 將數(shù)據(jù)代入公式計算銑削速度：確定機床主軸轉速： vf=afzn=0.21096=0.18m/min根據(jù)指南第151頁 表5-72，X50立式升降臺銑床選擇主軸轉速nR=100r/min,工作臺橫向進給量vfR=190mm/min,因此實際銑削速度： vR=d0n1000=3.14801001000=25.12m/min 實際每齒進給量： afR=vfRnRz=19010010 =0.19mm/齒 即1.9mm/r實際進給速度： vf=afRzn=0.1910100=0.19m/min（5）校驗機床功率 根據(jù)工件材料硬度及實際銑削寬度的具體條件，由機械加工工藝手冊2-102頁表2.1-85銑削功率近似為Pm=1.10kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=40.75kw=3kwPm。故校驗合格。最終確定:ap=2.5mm，nc=96r/min，Vf=0.19m/min，Vc=25.12m/min，fz=0.19mm/z。（6）計算基本工時 tmL/ Vf，L=l+ l1+l2，l=48mm.查機械加工工藝手冊2-124頁表2.1-100，切入和切出行程為：l1+l2=18mm，則：tmL/ Vf=(48+18)/190=0.35min。工序4 鉆中間12孔。圖4.4 工序4加工簡圖1. 加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：鉆中間12孔，表面粗糙度值為50um。機床： Z5125A立式鉆床，轉速范圍502000r/min，主軸最大進給抗力9000N，主軸最大轉矩160Nm,電機功率2.2kW，機床效率0.85；刀具：高速鋼直柄小麻花鉆鉆頭，d=12mm。2. 選擇切削用量（1）確定進給量按加工要求確定進給量：查機械加工工藝手冊第3-133頁 表3.4-1，進給量，修正系數(shù)為1.0,?。桓鶕?jù)表3.4-3鉆頭強度所允許的進給量；機床進給機構允許的軸向力Fmax=9000N,根據(jù)表3.4-4，允許的進給量；由于所選擇的進給量遠小于及，故所選可用。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命T查機械加工工藝手冊后刀面最大磨損限度為0.50.8mm，壽命T=60min;（3）切削速度查機械加工工藝手冊第3-151頁 表3.4-15查得v=12m/min , F=3905N T=17.36 Nm Pm=0.56kW ； 由3-138頁表3.4-8，切削速度計算公式為： （m/min）其中，查得修正系數(shù)：， ，故切削速度： 確定機床主軸轉速： 根據(jù)指南第148頁 表5-65選機床轉速為392r/min，則實際鉆削速度為： vR=d0n1000=3.14123921000=14.8m/min（4）檢驗機床功率切削功率Pm為Pm=PmVRVCKmm=0.56kW14.8121=0.69kW機床有效功率為PE=PE=2.2kW0.85=1.87kW 由于PEPm故選擇的鉆削用量可用，即：，3、計算工時工序5 銑支架兩側平面。圖4.5 工序5加工簡圖1. 加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：粗銑上中間凸平面，加工余量2.5mm;機床：X5030A立式升降臺銑床，轉速范圍401500r/min，電機功率4kW，機床效率0.75；刀具：W18Cr4V(普通高速鋼) 鑲齒套式面銑刀，銑削寬度aw=50,由刀具直徑d0=（1.41.6）aw ，故根據(jù)機械加工工藝手冊第2-51頁 表2.1-30及高速鋼面銑刀標準JB/T 7954-1999，選擇銑刀直徑d0=80mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)機械加工工藝手冊第2-60頁 表2.1-40，選擇刀具前角010后角012，副后角0=8，主偏角Kr=60,過渡刃偏角Kr=30,副偏角Kr=2，過渡刃寬度b=1mm，螺旋角=10。2. 銑削用量（1）背吃刀量ap ：因為加工余量較小，故可在一次走刀內完成，取ap=2.5mm。（2）確定每齒進給量 af ：由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮。工藝系統(tǒng)剛度中等，工件材料為鑄鐵，使用普通高速鋼鑲齒套式面銑刀加工，機床功率為4kw，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-82頁 表2.1-71，粗銑時每齒進給量af=0.150.30mm/齒，取af=0.20mm/齒每轉進給量f=afz=0.2010=2mm/r 。（3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)機械加工工藝手冊第2-85頁 表2.1-75得高速鋼面銑刀粗銑鑄鐵后刀面最大磨損限度為1.52.0mm；銑刀直徑d0=80mm，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-86頁 表2.1-75，高速鋼面銑刀壽命T=180min。（4）計算切削速度v和每分鐘進給量vf 根據(jù)機械加工工藝手冊第2-86頁銑削速度計算公式為：其中d0=80mm，aw=50，z=10；由機械加工工藝手冊第2-86頁 表2.1-77查得cv=23，,qv=0.2，xv=0.1, yv=0.4, uv=0.1, pv=0.1,m=0.15；不加切削液的工作條件下用面銑刀加工灰鑄鐵，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-89頁 表2.1-79，查得修正系數(shù)：耐用度指數(shù)0.15；kTv=kMv=kMPm=kKv=1.0; 將數(shù)據(jù)代入公式計算銑削速度：確定機床主軸轉速： vf=afzn=0.21096=0.18m/min根據(jù)指南第151頁 表5-72，X50立式升降臺銑床選擇主軸轉速nR=100r/min,工作臺橫向進給量vfR=190mm/min,因此實際銑削速度： vR=d0n1000=3.14801001000=25.12m/min 實際每齒進給量： afR=vfRnRz=19010010 =0.19mm/齒 即1.9mm/r實際進給速度： vf=afRzn=0.1910100=0.19m/min（5）校驗機床功率 根據(jù)工件材料硬度及實際銑削寬度的具體條件，由機械加工工藝手冊2-102頁表2.1-85銑削功率近似為Pm=1.10kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=40.75kw=3kwPm。故校驗合格。最終確定:ap=2.5mm，nc=96r/min，Vf=0.19m/min，Vc=25.12m/min，fz=0.19mm/z。（6）計算基本工時：tmL/ vf，L=2(l+ l1+l2)，l=44mm.查機械加工工藝手冊第2-124頁 表2.1-100，切入和切出行程為：l1+l2=18mm，則：tmL/ Vf=2(44+18)/190=0.65min。2tm=20.65=1.3min工序6 鉆支架兩側平面12孔。圖4.6 工序6加工簡圖1. 加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：鉆支架兩側平面12孔，表面粗糙度值為50um。機床： X61臥式銑床，轉速范圍651800r/min，主軸最大進給抗力15000N，主電機功率4KW，機床效率0.75；刀具：高速鋼直柄小麻花鉆鉆頭，d=12mm。2.選擇切削用量（1）確定進給量按加工要求確定進給量：查機械加工工藝手冊第3-133頁 表3.4-1，進給量，修正系數(shù)為1.0,?。桓鶕?jù)表3.4-3鉆頭強度所允許的進給量；機床進給機構允許的軸向力Fmax=15000N,根據(jù)表3.4-4，允許的進給量；由于所選擇的進給量遠小于及，故所選可用。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命T查機械加工工藝手冊后刀面最大磨損限度為0.50.8mm，壽命T=60min;（3）切削速度查機械加工工藝手冊第3-151頁 表3.4-15查得v=12m/min , F=3905N T=17.36 Nm Pm=0.56kW ； 由機械加工工藝手冊第3-138頁 表3.4-8，切削速度計算公式為： （m/min）其中，查得修正系數(shù)：， ，故切削速度： 確定機床主軸轉速： 根據(jù)指南第153頁 表5-75選機床轉速為380r/min，則實際鉆削速度為： vR=d0n1000=3.14123801000=14.32m/min（4）檢驗機床功率切削功率Pm為Pm=PmVRVCKmm=0.56kW14.32121=0.67kW機床有效功率為PE=PE=4kW0.85=3.4kW 由于PEPm故選擇的鉆削用量可用，即：，（5）計算工時 工序7 鉆圓柱面上27.2 0+0.2小孔。圖4.7 工序7加工簡圖1.加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：鉆圓柱面上27.20+0.2小孔，位置滿足320.1；機床： X61臥式銑床，轉速范圍651800r/min，主軸最大進給抗力15000N，主電機功率4KW，機床效率0.75；刀具：高速鋼直柄小麻花鉆鉆頭，d=7.2mm。2.選擇切削用量（1）確定進給量按加工要求確定進給量：查機械加工工藝手冊第3-133頁 表3.4-1，進給量，修正系數(shù)為1.0,??；根據(jù)表3.4-3鉆頭強度所允許的進給量；機床進給機構允許的軸向力Fmax=15000N,根據(jù)表3.4-4，允許的進給量；由于所選擇的進給量遠小于及，故所選可用。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命查機械加工工藝手冊后刀面最大磨損限度為0.50.8mm，壽命T=35min;（3）切削速度查機械加工工藝手冊第3-151頁 表3.4-15查得v=12m/min , F=2180N T=6.45 Nm Pm=0.33kW ； 由3-138頁表3.4-8，切削速度計算公式為： （m/min）其中，查得修正系數(shù)：， ，故切削速度： 確定機床主軸轉速： 根據(jù)指南第153頁 表5-75選機床轉速為590r/min，則實際鉆削速度為： vR=d0n1000=3.14125901000=22.23m/min（4）檢驗機床功率切削功率Pm為Pm=PmVRVCKmm=0.33kW22.23121=0.61kW機床有效功率為PE=PE=4kW0.75=3kW 由于PEPm故選擇的鉆削用量可用，即：，（5）計算工時 4.6編制工藝文件將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片中。第五章 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與老師協(xié)商，決定設計第1道工序（車端面的車床夾具）與第5道工序（銑側支架的銑床夾具）。5.1車床夾具設計 設計主旨本夾具主要用來粗車155的兩個端面，這兩個端面先加工出來作為后續(xù)加工的定位基準，故其加工精度要求較高，在本道工序加工時，還要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度等問題。 夾具設計1. 定位基準選擇由零件圖可知,兩端面對水平中心線有一定的角度要求，兩個平面互為基準，平面中心對上中間凸平面有距離要求。155的外圓表面是鑄造表面，與水平面滿足5.5的角度要求，為了使定位誤差為零，故選用155外圓表面定位的自動定心夾具，工件以155端面以及外圓和支架叉?zhèn)葹槎ㄎ换鶞?，采用夾爪和擋銷實現(xiàn)完全定位。使用普通硬質合金車刀進行加工，由固定式氣缸通過杠桿帶動特殊夾爪夾緊工件。2. 切削力及夾緊力計算切削刀具：硬質合金車刀由機械加工工藝手冊 第2卷第1-58頁 表1.6-4查得車削切削力公式主切削力：Fc=CFcapxFcfyFcvnFcKFc背向力：Fp=CFpapxFpfyFpvnFpKFp進給力：Ff=CFfapxFffyFfvnFfKFf查表得CFc=900 , xFc=1.0 , yFc= 0.75 , nFc=0 ； CFp=530 , xFp=0.9 ， yFp=0.75 , nFp= 0 ； CFf=450, xFf=1.0，yFf=0.4, nFf=0 ,其中ap=2.5mm ,f=0.3mm/r,v=92m/min,代入式中得Fc=9002.51.00.30.75=912NFP=5302.50.90.30.75=490N