工藝夾具-CG6125主軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

工藝夾具-CG6125主軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì),工藝,夾具,cg6125,主軸,加工,設(shè)計(jì) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言機(jī)械加工工藝規(guī)程必須保證零件的加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，同時(shí)還應(yīng)該具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的工作，要求設(shè)計(jì)者必須具有豐富的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和廣博的機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)理論知識(shí)。題目來自于CG6125機(jī)床主軸生產(chǎn)原圖，選擇這樣的一個(gè)題目來研究，可以促使學(xué)生充分調(diào)動(dòng)大學(xué)本科四年來學(xué)的大部分知識(shí)，并將這些知識(shí)綜合運(yùn)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，培養(yǎng)自覺查手冊(cè)，設(shè)計(jì)遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣。生產(chǎn)不僅要考慮質(zhì)量還要考慮經(jīng)濟(jì)性等一個(gè)工藝人員必須具備的素質(zhì)。有利于加快學(xué)生適應(yīng)生產(chǎn)崗位的步伐，有利于高等教育和企業(yè)人才需求的銜接。通過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，能更好的掌握和鞏固所學(xué)的書本知識(shí)，學(xué)以致用，加強(qiáng)讀圖，熟悉圖紙，分析圖紙的能力，是從理論到實(shí)際的一個(gè)過渡，為畢業(yè)走上工作崗位適應(yīng)具體工作要求做準(zhǔn)備。29第一章 零件的分析1.1根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型CG6125機(jī)床主軸，年產(chǎn)量為5000件，已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)之間的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。1.2審查零件圖樣的工藝性主軸零件圖樣的視圖正確完整，尺寸公差及技術(shù)要求齊全。CG6125機(jī)床主軸為多階梯的空心主軸，具有中心通孔，孔的一端有精密的椎孔。當(dāng)棒料需從主軸中心通孔通過作貫穿送料時(shí)。主軸內(nèi)孔具有支承和導(dǎo)向作用。由于主軸需要在負(fù)荷條件下作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故要求較高的抗疲勞能力，表面不允許有裂紋等缺陷。 主軸的主要技術(shù)要求：(1) 尺寸精度和表面粗糙度：主軸的支承軸頸和安裝齒輪的軸頸是決定機(jī)床工件精度的關(guān)鍵表面，其精度要求最高，一般不低于IT6級(jí)，精度要求較高的機(jī)床不低于IT5級(jí)，表面粗糙度為Ra0.631.25m。本零件60(配磨)處由于要與軸承配合，精度要求很高，為10,Ra0.1m，需精磨才能達(dá)到要求。(2) 表面形狀和相對(duì)位置精度：主軸支承軸頸的圓度直接影響加工工件的圓度，故要求較高，其誤差一般不大于尺寸公差的30%。零件圖中兩60+0.005配磨軸頸和50d定心軸頸的橢圓度允差都不得大于0.003mm，要求有些高。主軸錐孔對(duì)支承軸頸的跳動(dòng)公差，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)棒檢查時(shí)，在近主軸端處為0.0050.001mm，零件圖上要求不大于0.003mm。其它定位表面對(duì)支承軸頸的同軸度，平行度或垂直度公差一般為0.01mm。(3) 主軸上螺紋精度：一般要求不低于2級(jí)，圖示兩處螺紋為7，在車床上不難加工。第二章 工藝過程設(shè)計(jì)2.1毛坯的選擇主軸毛坯的選擇和制造方法主要與主軸的結(jié)構(gòu)，使用要求和生產(chǎn)類型有關(guān)。該主軸零件的材料為20Cr，輪廓尺寸不是很大，形狀亦不復(fù)雜，又屬成批生產(chǎn)，故毛坯采用胎模鍛成型，并且局部鐓粗，這種毛坯精度較高，加工余量小。毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。2.2定位基準(zhǔn)的選擇在CG6125主軸的加工工藝過程中，一開始就先加工兩端面和中心孔，為粗車、半精車外圓提供定位基準(zhǔn)，而加工好的外圓又為加工中心通孔和錐孔提供定位基準(zhǔn)，此后，錐孔和外圓又互為基準(zhǔn)，如此反復(fù)運(yùn)用，直至最后完工。1.粗基準(zhǔn)的選擇為取得兩中心孔作為精加工的定位基準(zhǔn)，所以機(jī)械加工的第一道工序是銑兩端面和鉆兩中心孔。為此可選擇前、后兩支承軸頸(或近處的外圓表面)作為粗基準(zhǔn)。這樣，當(dāng)反過來再用中心孔定位，加工支承軸頸時(shí)，可以獲得均勻的加工余量，有利于保證這兩個(gè)高精度軸頸的加工精度。2.精基準(zhǔn)的選擇為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，考慮工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合和各工序定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一，以及盡可能在一次裝夾中加工較多的工件表面，所以在主軸精加工的全部工序中(右端錐孔加工除外)均采用二中心孔作為定位基準(zhǔn)。在主軸中心通孔鉆出以后，原中心孔消失，需采用錐堵，解頤重新建立定位基準(zhǔn)(二端中心孔)。錐堵結(jié)構(gòu)如圖示使用錐堵時(shí)應(yīng)注意，當(dāng)錐堵裝入主軸之后，在使用過程中，不能隨意拆卸或更換。錐堵本身存在一定的誤差，在與主軸配裝時(shí)還有安裝誤差，所以，無論是重新安裝或是更換都會(huì)引起基準(zhǔn)的位置變動(dòng)，從而造成定位誤差。中心孔在使用過程中的磨損會(huì)影響定位精度，故須經(jīng)常注意保護(hù)并及時(shí)修整。特別是在關(guān)鍵的精加工工序之前，為了保證和提高定位精度，均需重新修整中心孔。2.3零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、錐孔、端面、槽、小孔及螺紋等，材料20Cr，參考有關(guān)資料，加工方法如下：（1） （配磨）外圓面：公差等級(jí)為10，表面粗糙度為，由于要與軸承配合，精度要求很高，需經(jīng)粗車，半精車，粗磨，精磨才能達(dá)到（2）59外圓面：夾在兩處 （配磨）之間，公差等級(jí)為7，表面粗糙度為，經(jīng)粗車，半精車，粗磨（3） 外圓面：公差等級(jí)為7，表面粗糙度為，進(jìn)行粗車，半精車，粗磨（4）和螺紋：公差等級(jí)為7，表面粗糙度為，經(jīng)粗車，半精車后車螺紋（5）外圓面：公差等級(jí)為7，表面粗糙度為，進(jìn)行粗車，半精車，粗磨（6）100外圓面：公差等級(jí)為5，表面粗糙度為，胎模鍛局部鐓粗后，經(jīng)粗車，半精車（7）68和60外圓面：公差等級(jí)為5，表面粗糙度為，經(jīng)粗車，半精車（8）通孔：公差等級(jí)為7，表面粗糙度為，使用能達(dá)到此精度的深孔鉆鉆頭，一次鉆削得到（9）端面：本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，公差等級(jí)為7，表面粗糙度為，經(jīng)粗銑，精銑。100處的一側(cè)端面，公差等級(jí)為9，表面粗糙度為，精度很高，需經(jīng)粗車，半精車，粗磨，精磨才能達(dá)到（10）槽：公差等級(jí)為7，表面粗糙度為，采用直柄鍵槽銑刀，一次銑成（11）小孔：采用復(fù)合鉆頭一次鉆出即可2.4加工工藝過程序號(hào)工序名稱設(shè)備1備料2胎模鍛,局部鐓粗3熱處理(正火)4銑端面,鉆中心孔中心孔機(jī)床5粗車外圓普通車床6半精車外圓各部,車溝槽,車螺紋普通車床7鉆29深孔深孔鉆8鏜孔內(nèi)溝槽,車大端錐孔普通車床9鉆4D小孔鉆床和鉆模10粗磨外圓及臺(tái)階面外圓磨床11精磨外圓60(配磨)處及臺(tái)階面一端外圓磨床12磨大端錐孔內(nèi)圓磨床13銑鍵槽,銑B-B處平面萬能銑床14鉗工,去毛刺15檢查2.5加工階段的劃分1.粗加工階段該階段是在主軸毛坯鍛造和正火之后進(jìn)行的，包括銑端面、打中心孔，粗車外圓等工序，其主要任務(wù)是切除毛坯大部分余量，同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)鍛件裂紋或其它缺陷。2.半精加工階段主軸毛坯在粗加工之后需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，然后再進(jìn)行半精加工。半精加工階段包括半精車工序，中心通孔及螺紋等次要表面的最終加工等工序。其主要任務(wù)是：為精加工作好準(zhǔn)備，對(duì)一些要求不高的表面，使之達(dá)到圖樣要求。3.精加工階段此階段實(shí)在最終熱處理（高頻淬火）之后進(jìn)行的，包括各支承軸頸及錐孔的最終加工工序，其主要任務(wù)是最后全面地保證工件達(dá)到圖樣要求第三章 確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖3.1確定機(jī)械加工余量通過分析主軸零件，各外圓間尺寸相差不大，只有一處100的臺(tái)階，故可將主軸毛坯由胎模鍛并局部鐓粗得到。機(jī)械加工余量查表得到（機(jī)械加工工藝系統(tǒng)學(xué)的附表10 光軸類和多臺(tái)階軸類鍛件的機(jī)械加工余量及公差）機(jī)標(biāo)JI4-59 取加工余量a及公差為72mm3.2確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖 毛坯的各部分尺寸，及大致形狀如下圖所示。3.3確定毛坯的熱處理毛坯經(jīng)鍛造后，應(yīng)安排正火，以消除殘留的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細(xì)化成為均勻的組織，從而改善了加工性。第四章 工序設(shè)計(jì)4.1選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備4.1.1選擇機(jī)床（1）工序4選兼有銑端面和鉆中心孔的中心孔機(jī)床ZBT8216-1（2）工序5、6、8，由于主軸零件較長(zhǎng)，且外圓直徑較大，另外，鏜孔內(nèi)溝槽宜使用車床，故選C630-1型臥式普通車床。（3）工序7鉆主軸通孔，通孔直徑較大而且很長(zhǎng)，應(yīng)選用專用的深孔鉆機(jī)床，根據(jù)零件尺寸及各技術(shù)要求選深孔鉆床Z2115。（4）工序9鉆1個(gè)4Dmm的小孔，選Z518型立式鉆床即可。（5）工序10和11查表選取外圓磨床MQ1320可滿足要求（6）工序11的內(nèi)圓磨床選M2110A（7）工序13銑鍵槽及一小部分平面，考慮大本零件屬成批生產(chǎn)，所選機(jī)床使用范圍較廣為宜，故選常用的X62型能滿足加工要求4.1.2選擇夾具本零件除銑槽，鉆通孔，鉆小孔，磨錐孔等工序需要專用夾具外，其它各工序使用通用夾具即可。鉆29通孔的夾具設(shè)計(jì)，后面祥述。4.1.3選擇刀具（1）在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工采用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性，可選用可轉(zhuǎn)位車刀，切槽刀宜選用高速鋼。車螺紋采用螺紋車刀。（2）鉆中心孔選用中心鉆GB6078-85（HB22（6163）-76）A型（3）深孔鉆機(jī)床選用專門的鉆深孔的鉆頭，選外排屑深孔鉆（單刃外排屑深孔鉆-槍鉆）。外排屑深孔鉆適于加工230mm的孔，孔的長(zhǎng)徑比大于100，加工精度IT8IT10，表面粗糙度可達(dá)Ra3.20.8m。（4）主軸兩端面銑削用端銑刀，B-B處一小塊平面采用圓柱銑刀GB1115-85，銑鍵槽采用直柄鍵槽銑刀GB1112-81。（5）磨削外圓，縱磨，磨具選平形砂輪，代號(hào)P，GB2485-84，D 101100mm，d 2050mm，H 6500mm。4.1.4選擇量具本零件屬成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法極限誤差選擇。選擇時(shí)，采用其中的一種方法即可。（1） 選擇各外圓加工面的量具粗加工時(shí)選用分度值0.05測(cè)量范圍0150的游標(biāo)卡尺(GB1214-85)；半精加工時(shí)選用分度值0.02測(cè)量范圍0150的游標(biāo)卡尺（GB1214-85）；60+0.005(配磨)處選用分度值0.01mm測(cè)量范圍50125mm的外徑百分尺。（2） 選擇加工孔用量具孔徑選用分度值0.01mm,測(cè)量范圍50125mm的內(nèi)徑百分尺(GB8177-87)。（3） 選擇軸向尺寸所用量具加工軸向尺寸所選量具為分度值0.02mm測(cè)量范圍0150游標(biāo)卡尺(GB1214-85)。（4） 選擇加工槽所用量具均可采用分度值0.02mm，測(cè)量范圍0150mm（GB1214-85）的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量4.2確定工序尺寸確定工序尺寸的一般方法是，由表面加工的最后工序往前推算。最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。機(jī)械加工余量的概念總余量Z在由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面上切除的金屬層總厚度，亦稱毛坯的機(jī)械加工余量工序余量Zb完成一個(gè)工序中某一表面所需切除的金屬層厚度公稱余量Zb前工序的基本尺寸與本工序的基本尺寸之差，就是通常所說的加工余量及查表所得的加工余量最大工序余量Zbmax對(duì)被包容面是指前工序最大極限尺寸與本工序最小極限尺寸之差；對(duì)包容面是指本工序的最大極限尺寸與前工序的最小極限尺寸之差最小工序余量Zbmin對(duì)被包容面是指前工序的最小極限尺寸與本工序最大極限尺寸之差；對(duì)包容面指本工序的最小極限尺寸與前工序的最大極限尺寸之差工序余量公差zb本工序最大余量與最小余量之差單邊余量Zb對(duì)平面是指一個(gè)表面的余量；對(duì)回轉(zhuǎn)面是指加工前后半徑之差雙邊余量2Zb對(duì)回轉(zhuǎn)面是指前后直徑之差4.2.1確定圓柱面的工序尺寸圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面根據(jù)有關(guān)資料已查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量）a為72mm，應(yīng)將總加工余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算出工序尺寸，中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度確定。粗車后得到主軸零件的大致形狀，層層車削，每一工步在上一工步的基礎(chǔ)上粗車，得到階梯軸。加工圓柱表面的工序雙邊余量（mm）加工表面粗車半精車粗磨精磨41.610.41021-6.51.5-521-52-52-82-921-32-62-加工圓柱表面的工序尺寸公差(mm)加工表面粗車半精車粗磨精磨-59的圓柱表面在加工的圓柱表面時(shí)，粗磨得到后再一次粗磨得到，雙邊余量為1.4mm。表面粗糙度：粗車后為 半精車后為 粗磨后為 精磨后為4.2.2確定軸向工序尺寸銑兩端面時(shí)，兩端面互為基準(zhǔn)，粗銑后尺寸為502，單邊余量為6mm；精銑后保證尺寸500mm，單邊余量為1mm。 （a） （b） （c）如上圖所示 （a）以大端端面為基準(zhǔn)，車凸臺(tái)一端，保證尺寸35mm，工序余量3.5mm 如（b）示基準(zhǔn)面不變，保證工序尺寸25mm如（c）所示，加工凸臺(tái)臺(tái)另一端，此端面要求精度很高，為9，故需粗車，半精車，粗磨，精磨。保證工序尺寸45mm。單邊余量為 粗車2mm 半精車1mm 粗磨0.4mm 精磨0.1mm第五章 確定切削用量及基本時(shí)間(機(jī)動(dòng)時(shí)間)切削用量一般包括切削深度,進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)，確定方法是先確定切削深度，再確定切削速度。5.1工序4(銑端面鉆中心孔)切削用量及基本時(shí)間的確定5.1.1切削用量（1）銑端面本工序?yàn)榇帚姾缶?使兩端面達(dá)到圖樣要求7，并保證尺寸500mm，鉆中心孔。已知加工材料為20Cr，b =835MPa，鍛件。機(jī)床為中心孔機(jī)床ZBT8216-1可用來銑端面和鉆中心孔，所選刀具，端銑刀銑削平面，硬質(zhì)合金；鉆頭用中心鉆GB6078-85 A型，高速鋼。v-銑削速度（m/s） d-銑刀外徑（mm）n-銑刀轉(zhuǎn)速（r/s）f-銑刀每轉(zhuǎn)工作臺(tái)移動(dòng)距離，即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）af-銑刀每齒進(jìn)給量（mm/z）vf-進(jìn)給速度（mm/s）vf = fn = afznz-銑刀齒數(shù)ae -銑削寬度（mm）是指垂直于銑刀軸線方向的切削層尺寸ap-銑削深度（mm）是指平行于銑刀軸線方向的切削層尺寸T-耐用度（s）查機(jī)械加工工藝手冊(cè)（主編 李洪 哈爾濱工業(yè)出版社）得（后面計(jì)算中無說明時(shí)，查表數(shù)據(jù)均選自此書）端銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：后刀面最大磨損限度，粗加工時(shí)為1.2mm；精加工時(shí)為0.5mm。刀具耐用度：10.8103s銑刀直徑d0=100mm 齒數(shù)z=6 銑削寬度ae=60mm粗銑時(shí)根據(jù)機(jī)械加工余量定銑削深度ap=5mm 查表后得 銑削速度v=0.45m/s = 27m/min 銑削功率Pm=5.2kw (機(jī)床功率為7.5kw)銑刀每齒進(jìn)給量fz=0.3mm/r銑刀轉(zhuǎn)速根據(jù)機(jī)床使用說明書，并查工藝手冊(cè)取 n=82.5r/min故實(shí)際切削速度 v=25.9m/min精銑時(shí)銑削深度 ap=2mm查表后得 銑削速度v=0.38m/s = 22.8m/min 銑削功率Pm=4.1kw (機(jī)床功率為7.5kw)銑刀每齒進(jìn)給量fz=0.15mm/r銑刀轉(zhuǎn)速根據(jù)機(jī)床使用說明書，并查工藝手冊(cè)取 n=70r/min故實(shí)際切削速度 v=22.0m/min（2）鉆中心孔由于本工序的中心孔是為后面粗車外圓時(shí)作為定位基準(zhǔn)而用，之后要在此基礎(chǔ)上鉆通孔，故中心孔必須對(duì)中性好，位置準(zhǔn)確，但對(duì)切削用量沒有固定嚴(yán)格的要求。中心孔形狀為A型中心孔（GB145-85）主要尺寸 D=4.00mm D1=8.50mm L1=3.90mm t=3.5mm5.1.2基本時(shí)間 （1）端面銑刀銑平面 -工作臺(tái)的進(jìn)給量（mm/min） -被切削層的長(zhǎng)度（mm）-刀具的切入長(zhǎng)度（mm）-刀具的切出長(zhǎng)度（mm）粗銑時(shí) 精銑時(shí)則（2）鉆中心孔根據(jù)實(shí)際切削情況，設(shè)定鉆每個(gè)中心孔的時(shí)間為2s所以本工序的基本時(shí)間為T=37.3+88.2+34.2+80.4+2+2=244.1s5.2工序5(粗車各外圓)的切削用量及基本時(shí)間5.2.1切削用量在普通車床上車削,粗車時(shí)刀具選刀桿尺寸BH=16mm25mm 刀片厚度為4.5mm選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱形前刀面。前角 后角 主偏角 副偏角 刃傾角 刀尖圓角半徑 車刀后刀面最大磨損量取為1mm 耐用度T=60min7.2.1.1粗車得到 的切削用量 （1）切削深度單邊余量 z=2mm 可一次走刀完成 （2）確定進(jìn)給量f查表取 f=0.65mm/r （3）確定切削速度 切削速度v可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出，現(xiàn)根據(jù)公式計(jì)算確定切削速度 其中： 切削速度的修正系數(shù) 故 （4）確定機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速按車床C630-1的轉(zhuǎn)速說明，取n=500r/min=8.3r/s 則實(shí)際切削速度 （5）檢驗(yàn)機(jī)床功率 當(dāng) 時(shí)切削功率的修正系數(shù) 故實(shí)際切削時(shí)的功率為當(dāng)n=500r/min時(shí) 主軸允許功率 故所選切削用量可在C630-1機(jī)床上進(jìn)行最后決定的切削用量為 5.2.1.2粗車得到mm的切削用量 （1）切削深度單邊余量為5mm，采用兩次走刀完成，切削深度（2）確定進(jìn)給量 f=0.65mm/r （3）確定切削速度（4）確定機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速按車床C630-1的轉(zhuǎn)速說明，與513.3r/min相近的有500r/min和560r/min現(xiàn)取500r/min則實(shí)際切削速度 （5）檢驗(yàn)機(jī)床功率 檢驗(yàn)過程與上步相同最后決定的切削用量為 5.2.1.3粗車得到的切削用量（1）切削深度在的基礎(chǔ)上，單邊余量為3.25mm，兩次走刀完成，切削深度分別為和（2）確定進(jìn)給量 f=0.65mm/r（3）確定切削速度 （4）確定機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速按車床C630-1的轉(zhuǎn)速說明，取n=630 r/min = 10.5 r/s則實(shí)際切削速度 （5） 檢驗(yàn)機(jī)床功率實(shí)際切削時(shí)的功率與前兩步相同，即。當(dāng)n=630r/min時(shí)，主軸允許功率 故所選切削用量可在C630-1機(jī)床上進(jìn)行最后決定的切削用量為和 n=630 r/min = 10.5 r/s5.2.1.4粗車其余外圓的切削用量切削用量的計(jì)算與確定原理與上面相同，如下表示外圓尺寸(mm)單邊余量(mm)走刀次數(shù)(mm)f (mm)v (m/min)n(r/min)1.7511.750.65109.67502.512.50.65107.63202.512.50.65106.0450624220.65110.1500534.522.5和20.6597.4500501.511.50.65104.963045321.50.65113.8710機(jī)床功率經(jīng)檢驗(yàn)后得,所選切削用量均可在C630-1機(jī)床上進(jìn)行5.2.1基本時(shí)間車外圓的基本時(shí)間公式i為走刀次數(shù)所以 （） （） （46.5） （） （102） （70） （62） （53） （50）所以本工序的基本時(shí)間為5.3工序6(半精車各外圓，車溝槽，車螺紋及倒角)的切削用量及基本時(shí)間5.3.1切削用量本工序?yàn)榘刖庸ぃ阎獥l件與粗加工工序相同5.3.1.1外圓半精車的切削用量所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀的幾何形狀為 （1） 切削深度 （2）確定進(jìn)給量 選f=0.3mm/r 由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度（3）確定切削速度當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼料 切削速度 切削速度的修正系數(shù)為 其余的修正系數(shù)為1故 按C630-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速 選n=630r/min = 10.5r/s 則實(shí)際切削速度為 半精加工機(jī)床功率也可不校驗(yàn) 最后決定的切削用量 加工其余的外圓各部分 均采用以上切削用量和刀具，只是切削深度不同 半精車 單邊余量為1mm 切削深度 46.5的切削深度 半精車的 100的單邊余量為1mm， 半精車后達(dá)到圖樣要求同樣68，43和60的切削深度都為 達(dá)到圖樣要求 的切削深度 5.3.1.2車溝槽，倒角 車溝槽采用高速鋼成型切槽刀，進(jìn)給時(shí)采用手動(dòng)方式。車溝槽時(shí)取v=0.17m/sn = 0.5r/s 倒角時(shí)取 v = 0.69m/s n = 2r/s 5.3.1.3車M451.5 M483兩處螺紋 M451.5 進(jìn)給量 f=1.5mm/r (f=螺距)查表后 切削速度v 取0.48 m/s = 28.8 m/min 轉(zhuǎn)速 根據(jù)車床實(shí)際轉(zhuǎn)速 取n =200r/min = 3.3r/s 故實(shí)際切削速度 M483 進(jìn)給量f = 3mm/s (f=螺距)查表后 v取 0.41m/s = 24.6 m/min 轉(zhuǎn)速 根據(jù)車床實(shí)際轉(zhuǎn)速 取n =150r/min = 2.5r/s 故實(shí)際切削速度 5.3.2基本時(shí)間 在車床上車螺紋的基本時(shí)間公式為車通螺紋時(shí) 車不通螺紋時(shí) q為螺紋的線數(shù)所以本工序基本時(shí)間 T=112.1+7.9+6.3+24.4+4.8+3.2+3.2+9.5+35.8+8=215.2s5.4工序7(鉆29通孔)的切削用量及基本時(shí)間5.4.1切削用量 刀具選用外排屑深孔鉆 直徑d = 29mm 使用切削液 深孔鉆機(jī)床Z2115查表 確定進(jìn)給量 f= 0.43mm/r 切削速度 v=0.69m/s = 41.4m/min 主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)機(jī)床Z2115的主軸轉(zhuǎn)速 取 n = 450r/min = 7.5r/s實(shí)際切削速度 v = 41.0m/min = 0.68 m/s5.4.2基本時(shí)間計(jì)算鉆孔基本時(shí)間的公式所以本工序基本時(shí)間5.5工序8(鏜孔內(nèi)溝槽，車錐孔)的切削用量及基本時(shí)間5.5.1切削用量5.5.1.1鏜孔內(nèi)溝槽 在普通車床上選用高速鋼切槽刀，手動(dòng)進(jìn)給。主軸轉(zhuǎn)速n = 40r/min = 0.67r/s切削速度 v = 0.14m/s5.5.1.1車錐孔普通車床上，使用鏜刀，傾斜一定的角度，手動(dòng)進(jìn)給，主軸轉(zhuǎn)速取n = 0.67r/s5.5.2基本時(shí)間 由于本工序均采用手動(dòng)進(jìn)給，估計(jì)總共的切削時(shí)間 T = 60 s5.6工序9(鉆4D小孔)的切削用量及基本時(shí)間5.6.1切削用量 刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭 直徑 d = 4mm 鉆一個(gè)通孔 使用切削液 （1）確定進(jìn)給量f 由于孔徑和深度都很小，采用手動(dòng)進(jìn)給 （2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第二部分表得 鉆頭后刀面最大磨損限度取為0.8mm，耐用度T=15min （3）確定切削速度 據(jù)表暫定進(jìn)給量f = 0.16mm/r查得 v = 17 m/min n = 1082r/min 根據(jù)Z2115深孔鉆機(jī)床說明書選擇主軸實(shí)際的轉(zhuǎn)速即可5.6.2基本時(shí)間 鉆一個(gè)4深15.5mm的通孔,基本時(shí)間約為5s5.7工序10(粗磨各外圓及凸臺(tái)一側(cè))的切削用量及基本時(shí)間5.7.1切削用量查表得各磨削要素選擇砂輪寬度 B = 32mm 砂輪直徑 d = 500mm取 砂輪速度 v = 34 m/s 砂輪轉(zhuǎn)速 工件速度 一般情況下外圓磨時(shí) 取 =0.42 m/s故 工件轉(zhuǎn)速 =2.2 r/s 軸向進(jìn)給量 徑向進(jìn)給量雙行程凸臺(tái)一側(cè)環(huán)平面，用砂輪圓周粗磨，磨削用量不變5.7.2基本時(shí)間計(jì)算磨削時(shí)基本時(shí)間的公式為 砂輪按工作臺(tái)一次往復(fù)進(jìn)給時(shí)通磨時(shí) L=一面有端面和圓角時(shí) 兩面都有端面和圓角時(shí) L為砂輪行程長(zhǎng)度（mm） 為加工面長(zhǎng)度（mm） 取k = 1.1那么兩處 一處為通磨 一處一端有端面磨削平面時(shí) 本工序的基本時(shí)間為T = 92.4+44.7+1.7+24.3+13.5 = 176.6 s5.8工序11(精磨外圓及凸臺(tái)一側(cè))的切削用量及基本時(shí)間 精磨時(shí)砂輪轉(zhuǎn)速和工件轉(zhuǎn)速與前工序相同 即砂輪速度v = 34m/s 轉(zhuǎn)速 = 21.6 r/s 工件轉(zhuǎn)速 軸向進(jìn)給量 徑向進(jìn)給量 雙行程本工序的基本時(shí)間 T = 443.8+64.6s = 508.4 s5.9工序12(磨錐孔)的切削用量及基本時(shí)間采用內(nèi)圓磨削，砂輪橫向進(jìn)給。砂輪主要尺寸取 D = 20 d = 6 H = 35加工余量0.2mm 精度要求等級(jí)8 要求比較高 要采取精磨。查表后工件速度 工件轉(zhuǎn)速 軸向進(jìn)給量 徑向進(jìn)給量 雙行程基本時(shí)間為5.10工序13(銑鍵槽及B-B處一小塊平面)的切削用量及基本時(shí)間 銑鍵槽選直柄鍵槽銑刀，銑刀后刀面最大磨損限度0.018mm，耐用度T為60min。本工序要求保證的表面粗糙度為 查表確定銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 鍵槽規(guī)格分別為 6553.2 6353.2 6123.8銑削寬度都為6mm 銑削深度 為3.2mm和3.8mm 銑刀外徑 d = 6mm查表后取 銑削速度 v = 0.18m/s則 銑刀轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 時(shí)間 B-B處的一小塊平面使用圓柱端面銑刀，一次切除。估計(jì)時(shí)間為2s本工序基本時(shí)間為 T = 11.1+2 = 13.1s第六章 夾具設(shè)計(jì)6.1機(jī)床夾具概述機(jī)械制造業(yè)中廣泛采用能迅速把工件固定在準(zhǔn)確位置或同時(shí)能確定加工工具位置的一種輔助裝置，這種裝置統(tǒng)稱為夾具。在金屬切削機(jī)床上采用的夾具稱為機(jī)床夾具。夾具在機(jī)械加工中起著重要作用，他直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。因此夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備和施工中的一向重要工作。6.1.1工件的裝夾方法 在機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，必須把工件放在準(zhǔn)確的加工位置上，并把工件固定，以確保工件在加工過程中不發(fā)生位置變化，才能保證加工出的表面達(dá)到規(guī)定的加工要求，這個(gè)過程就叫裝夾。工件在機(jī)床上的裝夾方法主要有兩種：1.用找正法裝夾工件 把工件直接放在機(jī)床工作臺(tái)上或放在四爪卡盤、機(jī)用虎鉗等機(jī)床附件中，根據(jù)工件的一個(gè)或幾個(gè)表面用劃針或指示表找正工件準(zhǔn)確位置后在進(jìn)行夾緊。2.用夾具裝夾工件 工件裝在夾具上，不在進(jìn)行找正，邊能直接得到準(zhǔn)確加工位置實(shí)現(xiàn)夾緊。6.1.2夾具的作用夾具是機(jī)械加工中不可缺少的一種工藝裝備，應(yīng)用十分廣泛。主要作用如下：1.保證穩(wěn)定可靠地達(dá)到各項(xiàng)加工精度要求；2.縮短加工工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；3.降低生產(chǎn)成本；4.減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；5.可由較低技術(shù)等級(jí)的工人進(jìn)行加工；6.能擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍；6.1.3夾具的分類按工藝過程不同，夾具可分為機(jī)床夾具、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、焊接夾具等。按機(jī)床種類的不同，機(jī)床夾具又可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具等。按采用的夾緊動(dòng)力源的不同有可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具等。6.1.4夾具的組成雖然機(jī)床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。1定位支承元件定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。2夾緊裝置夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。3連接定向元件這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?對(duì)刀元件或?qū)蛟?這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對(duì)刀元件。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。5其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。6夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。6.2鉆主軸29的夾具設(shè)計(jì)6.2.1夾具方案分析（1）定位基準(zhǔn) 本工序選用外圓柱面為定位基準(zhǔn)，深孔鉆床為臥式，結(jié)合主軸形狀分析采用V型塊為定位原件，以60外圓柱面為基準(zhǔn)。 下圖為常用V形塊的結(jié)構(gòu)形式。圖a用于較短的精基準(zhǔn)定位；圖b用于較長(zhǎng)的粗基準(zhǔn)定位；圖c用于較長(zhǎng)的精基準(zhǔn)定位；當(dāng)工件直徑較大且長(zhǎng)度也大時(shí)，V形塊一般采用鑄鐵底座、鑲淬火鋼板結(jié)構(gòu)，如圖d所示。 除長(zhǎng)短大小之分，V形塊還有固定式、活動(dòng)式和調(diào)整式之分。固定式V形塊通過螺釘和銷釘直接安裝在夾具體上，安裝時(shí)，一般先將V形塊在夾具體上的位置調(diào)整好，用螺釘擰緊，再配鉆、鉸銷釘孔，然后安裝銷釘。一般V形塊兩斜面間夾角有、三種，在定位設(shè)計(jì)中多采用夾角為的V形塊。非標(biāo)準(zhǔn)V形塊設(shè)計(jì)時(shí)，其主要結(jié)構(gòu)尺寸可按下圖進(jìn)行計(jì)算。V形塊的主要結(jié)構(gòu)標(biāo)注尺寸有：DV形塊檢驗(yàn)心軸直徑，即定位工件的標(biāo)準(zhǔn)直徑，（mm）；HV形塊的高度，（mm）；V形塊兩斜面夾角；TV形塊的標(biāo)準(zhǔn)定位高度，（mm）。在對(duì)V形塊進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，D為工件標(biāo)準(zhǔn)定位尺寸，N和H可以參照標(biāo)準(zhǔn)確定，也可由下式計(jì)算確定： (mm) 式中一般?。?a=(0.140.16)D （mm）用于大直徑定位時(shí)：H0.5D用于小直徑定位時(shí)：H1.2D則T值的計(jì)算如下：由圖中幾何關(guān)系T=H+OE=H+（OBBE）可得： (mm) 當(dāng)時(shí)： T=H+D-0.867N當(dāng)時(shí)： T=H+0.707D-0.5N當(dāng)時(shí)：T=H+0.578D-0.289NV形塊定位的優(yōu)點(diǎn)是：定位對(duì)中性好。即工件定位基準(zhǔn)軸線總在V形塊對(duì)稱面上，不受工件定位面尺寸變化的影響；適應(yīng)面廣，不但可用于粗基準(zhǔn)定位，也可以用于精基準(zhǔn)定位，不但可用于圓柱面定位，也可用于局部圓弧面定位；工件安裝方便。（2）夾緊方案 分析后決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是利用螺旋直接夾緊工件或其他原件或機(jī)構(gòu)組合夾緊工件的一種加緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺桿，實(shí)際上相當(dāng)于把斜楔繞在螺桿的圓柱上，因此，其作用原理與斜楔是相同的。不過這里是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，相當(dāng)于使繞在圓柱上的斜楔高度發(fā)生改變來夾緊工件的。為了避免壓壞工件表面和擰動(dòng)螺桿時(shí)可能帶動(dòng)工件偏移而破壞原有的定位，在螺桿頭部裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的壓塊。夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：光面壓塊用于壓緊加工過的工件表面，斷面帶有花紋的壓塊則用于壓緊未加工過的毛坯表面，本工序應(yīng)用光面壓塊。6.2.2定位誤差的分析計(jì)算定位誤差是采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)而造成工序尺寸或位置要求可能變動(dòng)的最大范圍。定位誤差由基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成，即基準(zhǔn)位置誤差（）是由于定位副（工件的定位基準(zhǔn)和定位元件工作表面）的制造誤差或定位方式，引起同批零件中的定位基準(zhǔn)在夾具中的位置的最大變動(dòng)量。定位方式確定后，基準(zhǔn)位置誤差就確定了。本工序在V形塊中以外圓柱面定位其基準(zhǔn)位置誤差為-軸的直徑公差-V形塊兩斜面夾角在標(biāo)準(zhǔn)V形塊中。夾角規(guī)定有、三種。從減小基準(zhǔn)位置誤差考慮角應(yīng)選用最大的，但此時(shí)工件外圓與V形塊接觸的兩條母線相距較近，使定位穩(wěn)定性變差，為兼顧定位穩(wěn)定性及使基準(zhǔn)位置誤差較小，一般常選的V形塊。具體到本工序中是否有基準(zhǔn)不重合誤差，取決于工件的定位基準(zhǔn)是否為工件加工尺寸的工序基準(zhǔn)。本工序是V形塊定位，定位基準(zhǔn)是外圓柱中心線。鉆通孔時(shí)的工序基準(zhǔn)同樣也是外圓柱中心線，所以不存在基準(zhǔn)不重合誤差。故 6.2.3夾緊力的計(jì)算實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問題，一般只能作粗略的計(jì)算。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，可只考慮切削力（矩）對(duì)夾緊的影響。并假設(shè)工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過程穩(wěn)定不變。6.2.3.1鉆削切削力的計(jì)算（1）切削扭矩MD-鉆頭直徑（mm） s-每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm） -修正系數(shù)（2）切削力P6.2.3.2所需夾緊力的計(jì)算（1）防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)的力-摩擦系數(shù) （取0.16） k-安全系數(shù) （取2.33） -V形塊兩斜面間夾角 R-定位基準(zhǔn)的外圓半徑（2）防止工件移動(dòng)的力