法蘭盤加工工藝及夾具設(shè)計-加工φ4φ6H9mm孔的鉆床夾具設(shè)計【立式鉆床】
法蘭盤加工工藝及夾具設(shè)計-加工φ4φ6H9mm孔的鉆床夾具設(shè)計【立式鉆床】,立式鉆床,法蘭盤,加工,工藝,夾具,設(shè)計,h9mm,鉆床,立式
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目：法蘭盤零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
學(xué) 院：
院 系：
班 級：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書
題目：法蘭盤零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
內(nèi)容：1、零件圖 1張
2、毛坯圖 1張
3、機(jī)械加工工序卡 13張
4、機(jī)械加工過程卡 1張
5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張
6、課程設(shè)計說明書 1份
目 錄
1 零 件 的 分 析 1
1.1零件的作用 1
1.2 零件的工藝分析 1
2 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 1
2.1確定毛坯的制造形式 1
2.2基面的選擇 1
2.3制定工藝路線 2
2.4機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3
2.5確定切削用量及基本工時 5
3 夾具設(shè)計 26
3.1問題的提出 26
3.2夾具設(shè)計 26
參考文獻(xiàn) 29
28
1 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（見附圖1）， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。
1.2 零件的工藝分析
法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以Φ20為中心 ,包括:兩個Φmm的端面, 尺寸為Φmm的圓柱面,兩個Φ90mm的端面及上面的4個Φ9mm的透孔. Φmm的外圓柱面及上面的Φ6mm的銷孔, Φ90mm端面上距離中心線分別為34mm和24mm的兩個平面.
這組加工表面是以Φ20mm為中心,其余加工面都與它有位置關(guān)系,可以先加工它的一個端面,再借助專用夾具以這個端面為定位基準(zhǔn)加工另一端面,然后再加工其它加工表面.
2 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，由于零件年產(chǎn)量為1000件，已達(dá)到中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造，法蘭盤因毛坯比較簡單，采用鑄造毛坯時一般是成隊鑄造，再進(jìn)行機(jī)械加工。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2.2基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，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(jìn)行。
1） 粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)的工序提供精基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)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(zhǔn)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(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)（這就是粗基準(zhǔn)選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取Φ45外圓柱面和端面作為粗基準(zhǔn)。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個自由度，達(dá)到完全定位。
2）精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復(fù)。
2.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)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(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
一.工藝路線方案一
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
工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90的端面
工序 3 鉆、擴(kuò)、粗鉸Φ20的孔
工序 4 鉆Φ4孔，再鉆Φ6孔
工序 5 半精車Φ100的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，車Φ100、Φ90的倒角，車Φ45兩端過渡圓弧，車Φ20孔的左端倒角
工序 6 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3*2退刀槽，車Φ45的倒角，車Φ20內(nèi)孔的右端倒角
工序 7 精車Φ100的端面及外圓，精車B面
工序 8 精車Φ45的外圓，精車Φ90的端面
工序 9 精絞Φ20的孔
工序 10 磨Φ100、Φ45的外圓柱面
工序 11 鉆4—Φ9透孔
工序 12 銑Φ90mm圓柱面上的兩個平面
工序 13 磨B面
工序 14 磨Φ90mm外圓柱面上距離軸線24mm的平面
工序 15 劃線刻字
工序 16 Φ100mm外圓無光鍍鉻
工序 17 檢查,，入庫
二 .工藝方案二
工序 1 粗車Φ100mm端面，粗車Φ100mm外圓柱面，粗車B面，粗車Φ90的外圓柱面
工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面
工序 3 鉆粗絞Φ20的內(nèi)孔
工序 4 粗銑Φ90圓柱面上的兩個平面
工序 5 半精車Φ100的端面及外圓面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，對Φ100、Φ90的外圓柱面進(jìn)行倒角，車Φ45兩端的過渡圓弧，車Φ20孔的左端倒角
工序 6 半精車Φ45的端面及外圓柱面，車Φ20孔的右端倒角，車Φ45的倒角，車3*2的退刀槽
工序 7 精車Φ100的端面及外圓面，精車B面
工序 8 精車Φ45端面及外圓柱面
工序 9 精絞Φ20的孔
工序 10 精銑Φ90圓柱面上的兩個平面
工序 11 鉆4—Φ9透孔
工序 12 鉆Φ4孔，鉆絞Φ6孔
工序 13 磨Φ100，Φ45的外圓柱面
工序 14 磨B面
工序 15 磨Φ90外圓柱面上距離軸線24mm的平面
工序 16 劃線刻字
工序 17 Φ100外圓無光鍍鉻
工序 18 檢查
三.工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：在工序Ⅳ鉆Φ4mm孔，再鉆Φ6mm孔由于在設(shè)計夾用夾具時要以Φ90mm圓柱面上的一個平面來定位,所以應(yīng)把銑Φ90mm圓柱面上的兩個平面這一道工序放在鉆Φ4孔，再鉆Φ6mm孔工序前. 并且工序 Ⅲ與工序 Ⅴ序可并為一個工序,否則就有點繁瑣。改后即得方案二，綜合起來比較合理。
2.4機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“法蘭盤”零件材料為HT200，硬度200HBS，毛坯重量約為2.8KG，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：
1.Φmm外圓表面
此外圓表面為IT6級，參照《實用機(jī)械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精車外圓
0.6
45
0.017
Φ
半精車外圓
1.4
45.6
0.1
Φ
粗車外圓
3
47
+0.3
Φ
毛坯
5
50
0.5
Φ
2.外圓表面Φmm
參照《實用機(jī)械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精車外圓
0.6
100
-0。46
Φ
半精車外圓
1.4
100．6
粗車外圓
4
102
毛坯
6
106
0.8
Φ
3．B面中外圓柱面
參照《實用機(jī)械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精磨外圓
0.2
45
-0.6
Φ
粗磨外圓
0.8
45.2
半精車外圓
1
46
粗車
2
47
毛坯
60
106
1
Φ1
4．孔Φ20mm
參照《實用機(jī)械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
鉸孔
0.2
20
+0.045
Φ20
擴(kuò)孔
0.9
19.8
+0.1
Φ19.8
鉆孔
9
18
+0.6
Φ18
毛坯
10
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 模鑄
加工要求：車削Φ100mm端面及外圓柱面，粗車B面
機(jī)床：CA6140臥式車床
刀具：采用刀片的材料為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(jìn)給量f 根據(jù)《實用機(jī)械加工工藝手冊》中表2.4-3,當(dāng)?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(jī)的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 504r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min。現(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(yīng)檢驗機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度
1) 切削深度，單邊余量Z=2mm,分二次切除。
2) 進(jìn)給量， 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 420r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8)與420r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min
現(xiàn)選取480r/min
所以實際切削速度 ==
5) 檢驗機(jī)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(jī)械加工工藝手冊》表7-4中CA6140機(jī)床說明書可知，CA6140主電機(jī)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(jī)床功率足夠，可以正常加工。
6) 校驗機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)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?。?880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4，
===0.34
=1.17
軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N)
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N
而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)床可承受的最大縱向力為3530N(見《切削手冊》表1.30)故機(jī)床進(jìn)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==30mm.分15次切除
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)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(jī)的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 378r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與378r/min相近的機(jī)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=1.25(min)
工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90的端面
機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 553r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與553r/min相近的機(jī)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(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 753r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與753r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min。現(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
t=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(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 431r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與431r/min相近的機(jī)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==0.07(min)
工序 3 鉆、擴(kuò)Φ20的孔
(1) 鉆Φ18mm孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼鉆頭W18Cr4V.
1)進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表10-66,當(dāng)鑄鐵≤HB200時，D=Φ18時，取f=0.3mm/r
2)切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得
V=35m/min.
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 619.2r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與619.2r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為555r/min?，F(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(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
式中的、——加工實心孔進(jìn)的切削用量.
現(xiàn)已知
=0.36mm/r (《切削手冊》)表2.7
=42.25m/min (《切削手冊》)表2.13
1) 給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)床選取0.5mm/r
2) 削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 271.8r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與271.8r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為275r/min?，F(xiàn)選取=275r/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)=91mm; =10mm; =4mm;
t= ==0.78(min)
工序 4 粗銑Φ90圓柱面上的兩個平面
(1) 銑距中心線34mm的平面。
機(jī)床：組合機(jī)床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金三面刃銑刀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(jī)械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119得,進(jìn)給量f=0.2~0.35mm/齒 按機(jī)床行選取f=0.3mm/齒
3) 切削速度 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 21.97r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與21.97r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為22.5r/min。現(xiàn)選取=22.5r/min。
所以實際切削速度
==
當(dāng)=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
=fZ=0.31022.5=67.5(mm/min)
查機(jī)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(jī)床：組合機(jī)床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-64選用硬質(zhì)合金三面刃銑刀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(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119得,進(jìn)給量f=0.2~0.35mm/齒 按機(jī)床行選取f=0.3mm/齒
3) 切削速度 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 21.97r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與21.97r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為22.5r/min?，F(xiàn)選取=22.5r/min。
所以實際切削速度
==
當(dāng)=22.5r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
=fZ=0.31022.5=67.5(mm/min)
查機(jī)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
工序 5 半精車Φ100的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，車Φ100、Φ90外圓柱面上的倒角，車Φ45兩端過渡圓弧，車Φ20孔的左端倒角
(1) 半精車Φ100mm端面
粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進(jìn)給量f 根據(jù)《實用機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.5mm/r
機(jī)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(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略
進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)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(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進(jìn)給量f 根據(jù)《實用機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.5mm/r
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速＝400r/min
t=i ;其中l(wèi)=30mm
t=i=15=2.25(min)
工序 6 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3*2退刀槽，車Φ45圓柱面兩端的倒角，車Φ20 內(nèi)孔的右端倒角
(1) 半精車Φmm端面
1) 切削深度 單邊余量Z=1.2mm
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 553r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與553r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min。現(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(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 578r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與578r/min相近的機(jī)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(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 458r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8,與458r/min相近的機(jī)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 7 精車Φ100的端面及外圓，精車B面
(1) 精車Φ100mm端面
粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進(jìn)給量f 根據(jù)《實用機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.2mm/r
機(jī)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(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略
進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)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(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進(jìn)給量f 根據(jù)《實用機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-2.取f＝0.2mm/r
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min
t=i ;其中l(wèi)=30mm
t=i=15=4.7min
工序 8 精車Φ45的外圓，精車Φ90的端面
(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(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 585r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與585r/min相近的機(jī)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(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 458r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8,與458r/min相近的機(jī)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)
工序 9 精絞Φ20的孔
(1) 絞孔至ΦΦ20mm
1) 進(jìn)給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 298.3r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-2),與298.3r/min相近的機(jī)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 10 精銑Φ90圓柱面上的兩個平面
(1) 精銑上兩平面
1) 切削深度 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表10-119,取=1mm
2) 進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表10-118與表10-119 按機(jī)床行選取f=0.2mm/齒
3) 切削速度 根據(jù)《機(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 36.3r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表6-39),與36.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為37.5r/min?，F(xiàn)選取=37.5r/min。
所以實際切削速度
==
當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
=fZ=0.21037.5=75(mm/min)
查機(jī)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 11 鉆、絞 4-Φ9的孔
(1) 4-Φ9mm孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ9.
1) 給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-13，取f=0.13mm/r
2) 削速度 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得
V=30m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1061r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與1061r/min相近的機(jī)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 12 鉆Φ4孔，擴(kuò)Φ6孔
(1)鉆Φ4mm孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ4.
1)進(jìn)給量 查《機(jī)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(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 2388r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與2388r/min相近的機(jī)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(kuò)Φ6mm孔
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6.
1) 進(jìn)給量 查《機(jī)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(jī)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1592r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與1592r/min相近的機(jī)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 13 磨Φ100、Φ45的外圓柱面
(1) 磨Φ100mm外圓柱面
機(jī)床 MQ1350A輕型外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)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(jī)械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 ?。?8m/min
縱向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
切削深度 ?。?.0157mm/st
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(jìn)給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
?。?.55(min)
(2) 磨Φ45mm外圓柱面
機(jī)床 MQ1350A輕型外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)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(jī)械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 ＝18m/min
縱向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
切削深度 ?。?.0157mm/st
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(jìn)給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
?。?.3(min)
工序 14 磨B面
(1) 磨B面
機(jī)床 MQ1350A輕型外圓磨床
1) 選擇砂輪。見《機(jī)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(jī)械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 ?。?8m/min
縱向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
切削深度 ＝0.0157mm/st
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(jìn)給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
?。?.5(min)
工序 15 磨Φ90外圓柱面上距離軸線24mm的平面
機(jī)床 MQ1350A輕型外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)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(jī)械加工工藝手冊》表33-42有
砂輪輪速n=1500r/min (見機(jī)床說明書) v=27.5m/s
工件速度 ＝10m/min
軸向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
切削深度 ?。?.015mm/st
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(jìn)給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
?。?.53(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(jī)械加工工藝綜合卡片，見所附卡片。
夾具設(shè)計：
設(shè)計加工φ4，φ6H9mm孔的鉆床夾具，本夾具將用于Z3025B型搖臂鉆床，刀具材料為高速鋼，在法蘭盤的外圓表面上加工孔。
（一）、設(shè)計時注意的問題
利用本夾具主要用來加工φ4，φ6H9mm，這個孔內(nèi)表面的粗糙度要求為
＝３．２，在加工前先加工φ４mm孔，且法蘭盤的φ45h6mm外圓表面和φ90mm段兩側(cè)平面均已經(jīng)過半精加工。加工φ6H9mm孔的整個過程包括鉆、擴(kuò)、鉸三步，因此本工序的加工精度容易保證，主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時間提高生產(chǎn)率。
（二）、夾具設(shè)計
⒈定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖知，φ6H9mm孔對φ90mm段右側(cè)端面有一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以φ90mm段右側(cè)端面為主要定位基準(zhǔn)面， 以
φ45h6mm外圓表面和φ90mm段一側(cè)小平面為輔助定位面，共限制７個自由度，其中與φ6H9mm孔軸線同方向的自由度被重復(fù)限制，但起到增強(qiáng)定位穩(wěn)定性的作用，因此這一定位方案可行。
為了提高加工效率，將鉆套設(shè)計成快換鉆套，鉆模板也設(shè)計成鉸鏈?zhǔn)?，可以翻轉(zhuǎn)以方便裝卸工件。
⒉切削力及夾緊力計算
鉆φ４mm孔時切削量最大，切削力和加緊力也最大， 這里只考慮鉆φ４mm孔時的切削力和加緊力。
刀具：高速鋼麻花鉆，φ４mm。
鉆孔時的軸向力
查文獻(xiàn)[２]表15-31，
由于工件所受加緊力與切削力方向相互垂直，為防止工件在切削力作用下沿φ90mm段較小平面?zhèn)冗厓A斜，使工件離開基面所需的夾緊力
，
摩擦系數(shù)查[4]表3-19，=0.25。
安全系數(shù) ，
式中 K————基本安全系數(shù)1.5；
K————加工狀態(tài)系數(shù)1.2；
K————刀具鈍化系數(shù)1.5，由文獻(xiàn)[4]表3-20查得；
K————切削特點系數(shù)1.0；
K————考慮加緊動力穩(wěn)定性系數(shù)1.3。
L=20mm, H=42mm, l=34mm
查文獻(xiàn)[4]表3-26，知d=10mm的螺栓許用加緊力，因
φ10mm鉤型螺栓長度小于所需夾緊長度，為方便加緊，選用φ16mm的鉤型夾緊螺栓夾緊，夾緊螺母上鉆一φ16mm斜孔使之成為可快速拆裝的螺母 且定位套在φ45h6mm外圓段的定位套對工件有輔助支撐作用，使支撐更加穩(wěn)定，因此選用該螺栓加緊足以滿足加緊要求。
⒊定位誤差分析
夾具的主要定位元件為定位套，該定位套是根據(jù)零件定位方案設(shè)計的專用件，各定位面加工后對φ6H9mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計。鉆孔位置主要由鉆套鉆模套引導(dǎo)，因此孔的位置加工偏差主要由鉆套中心位置尺寸偏差決定。查文獻(xiàn)[4]表3-17，普通精度的鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保證。
⒋夾具設(shè)計及操作說明
夾具體上鉆模板采用的鉸鏈形式，鉆套采用快換形式均提高了加工生產(chǎn)效率。根據(jù)該法蘭盤結(jié)構(gòu)特點設(shè)計的定位套一次限制5個自由度，外加一定位支承板限制2個自由度，即滿足定位要求又能增加定位穩(wěn)定性。夾緊裝置使用鉤形夾緊螺栓，操作方便。夾具體也是由定位夾緊需要設(shè)計而成，工件的拆裝也比較方便，總體上這套夾具方案能夠滿足生產(chǎn)要求。
參考文獻(xiàn)
１、徐嘉元，曾家駒主編《機(jī)械制造工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社 97.8
２、聯(lián)合編寫組編《機(jī)械設(shè)計手冊》化學(xué)工業(yè)出版社 87.12
３、趙家齊：《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，機(jī)工版
４、哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編：《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，機(jī)工版，2005年7月第一版
５、王啟平主編《機(jī)床夾具設(shè)計》哈工大出版社 85.12
６、東北重型機(jī)械學(xué)院主編《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》上海科學(xué)技術(shù)出版社 80.1
７、孟少安主編《機(jī)械加工工藝手冊》機(jī)械工業(yè)出版社 91.9
８、徐灝主編《機(jī)械設(shè)計手冊》機(jī)械工業(yè)出版社 91.9
９、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計》 （教材）
10、孫麗媛主編，《機(jī)械制造工藝及用夾具設(shè)計指導(dǎo)》，冶金工業(yè)出版社2002
11、《機(jī)械加工工藝師手冊》
12、《機(jī)械零件設(shè)計手冊》
13、《機(jī)床夾具設(shè)計圖冊》
收藏