總泵缸體工藝和夾具設(shè)計[4套夾具分別是鉆M12X1.25螺紋孔、鉆M22X1.5孔、鉆3.5孔、車20端面]（含CAD圖紙和說明書）

- I -摘 要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。總泵缸體工藝規(guī)程及其車 20 端面；鉆、攻 M12 1.25-5H 螺紋；鉆、攻M22 1.5-5H 螺紋；鉆透孔 0.7、沉孔 3.5 和 3.5 通孔的工裝夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個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，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，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；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。- II -AbstractThis design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.Master cylinder process and car of 20 end; drilling, tapping screw drill, M12 1.25-5H; attack M22 1.5-5H thread; drill hole 0.7, hole Phi 3.5 and phi 3.5 through holes in the fixture design process design, including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in laterKeywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error.- 1 -目 錄摘 要 .IAbstract II目 錄.1第 1 章 緒論 .31.1 引言 31.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 31.3 研究方法及技術(shù)路線 41.4 課題背景及發(fā)展趨勢 5第 2 章 工藝規(guī)程設(shè)計 .62.1 毛坯的制造形式 .62.2 零件分析 .62.3 基面選擇 52.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .52.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 62.4 制定工藝路線 .72.5 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 .82.6 確定切削用量及基本工時 .9第 3 章 車 20 端面的夾具設(shè)計 .233.1 問題的提出 .233.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .233.3 切削力和夾緊力的計算 .233.4 定位誤差分析 .243.5 平衡塊的計算 .253.6 夾具截圖 .26第 4 章 鉆、攻 M12 1.25-5H螺紋的夾具設(shè)計 .273.1 問題的提出 .273.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .27- 2 -3.3 切削力和夾緊力的計算 .273.4 定位誤差分析 .273.5 鉆套的設(shè)計 .283.6 夾具截圖 .30第 5 章 車 32 端面、鉆、攻 M22 1.5-5H螺紋的夾具設(shè)計 .323.1 問題的提出 .323.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .323.3 切削力和夾緊力的計算 .323.4 定位誤差分析 .333.5 平衡塊的計算 .343.6 夾具截圖 .35第 6 章 鉆透孔 0.7、锪沉孔 3.5、鉆 3.5 通孔的夾具設(shè)計 .373.1 問題的提出 .373.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .373.3 切削力和夾緊力的計算 .373.4 定位誤差分析 .373.5 鉆套的設(shè)計 .383.6 夾具截圖 .38結(jié)論.40參考文獻(xiàn).41致 謝.42- 3 -第一章 緒論11 引言制造技術(shù)的重要性是不言而喻的，它與當(dāng)今的社會發(fā)展密切相關(guān)?，F(xiàn)代制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經(jīng)濟(jì)的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機(jī)械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術(shù)水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術(shù)的范圍，規(guī)模的不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平的不斷提高，向文化，藝術(shù)，工業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術(shù)。到了資本主義和社會主義社會，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質(zhì)生活和文明有了很大的提高，對精神和物質(zhì)有了更高的要求，科學(xué)技術(shù)有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關(guān)系更為密切。蒸汽機(jī)的制造技術(shù)的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)，內(nèi)燃機(jī)制造技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機(jī)制造技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代噴氣客機(jī)和超音速飛機(jī)的發(fā)展，集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步左右了現(xiàn)代計算機(jī)的水平，納米技術(shù)的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機(jī)械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關(guān)，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機(jī)，人造飛機(jī)，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術(shù)的出現(xiàn)，使人類活動走出了地球，走向太空 。12 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用機(jī)械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動條件良好。制訂工藝規(guī)程的程序：1、 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進(jìn)行工藝審查3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度- 4 -4、 制訂工藝路線5、 進(jìn)行工序設(shè)計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。 ）13 研究方法及技術(shù)路線1. 深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究在深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領(lǐng)，制造與使用夾具情況等。2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進(jìn)行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準(zhǔn)，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機(jī)床設(shè)備等） ，進(jìn)行工序設(shè)計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等） ，確定工序的技術(shù)要求及檢驗方法，填寫工藝文件。3. 確定工件的夾緊方式和設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的作用點和方向應(yīng)符合夾緊原則。進(jìn)行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。4. 確定夾具其他部分的結(jié)構(gòu)形式如分度裝置，對刀元件和夾具體等5. 繪制夾具總裝配圖在繪制總裝配圖時，盡量采用 1：1 比例，主視圖應(yīng)選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導(dǎo)向元件，夾緊機(jī)構(gòu)，傳動裝置等順序， 畫出具體結(jié)構(gòu)。6. 標(biāo)注各部分主要尺寸，公差配合，和技術(shù)要求7. 標(biāo)注零件編號及編制零件明細(xì)表在標(biāo)注零件編號時。標(biāo)準(zhǔn)件可直接標(biāo)出國家標(biāo)準(zhǔn)代號。明細(xì)表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。8. 繪制家具零件圖- 5 -拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。14 課題背景及發(fā)展趨勢機(jī)床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強(qiáng)度，沖鋒發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。機(jī)床夾具的設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項技術(shù)措施。我們在設(shè)計中也應(yīng)該注意一些重要方法，我們必須深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙詳細(xì)閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術(shù)要求，該件在機(jī)械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。 （2）工藝文件了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準(zhǔn)面的選擇狀況，可用的機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。 （3）生產(chǎn)綱領(lǐng)夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。 （4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設(shè)計，我也要了解并注意設(shè)計夾具出現(xiàn)的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準(zhǔn)確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準(zhǔn)是否與工序基準(zhǔn)重合，定位基準(zhǔn)的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況等因素有關(guān)。這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學(xué)計算求得。在采取提高定位精度的措施時，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機(jī)床上的定位精度，和刀具在夾具上的導(dǎo)向精度也不應(yīng)忽視。夾具在機(jī)床上的定位精度，主要與定位元件表面與機(jī)床配合處的位置精度。夾具與機(jī)床連接處的配合間隙等因素有關(guān)。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應(yīng)采用調(diào)整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準(zhǔn)確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機(jī)床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導(dǎo)向精度通常利用導(dǎo)向元件或?qū)Φ对肀ＷC。因此影響刀具在夾具上的導(dǎo)向精度的因素有：導(dǎo)套中心到定位元件產(chǎn)生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤銷多余定位定位元- 6 -件，使多余定位元件失去限制重復(fù)自由度的能力，增加過定位元件與定位基準(zhǔn)的配合間隙等辦法來解決。第 2章 工藝規(guī)程設(shè)計21 毛坯的制造形式零件材料為 HT200，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鑄造成型，鑄造精度 10 級，加工余量等級 MA-F，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。2. 2零件分析要對該零件的平面、孔、和螺紋進(jìn)行加工。具體加工要求如下：右端階梯面 粗糙度 12.5aR20 端面 粗糙度 12.518 孔 粗糙度 25a21 孔 粗糙度 0.8R2-10.5 孔 粗糙度 25aM12 1.25-5H 螺紋 精度等級 512.5 沉孔 粗糙度 3.2、Ra25aR32 端面 粗糙度 6.3M22 1.5-5H 螺紋 精度等級 5透孔 0.7 粗糙度 12.5aR沉孔 3.5 粗糙度 12.5通孔 3.5 粗糙度 12.5a23 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件- 7 -大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。由以上及零件知，選用左端 32 外圓面作為定位粗基準(zhǔn)。232 精基準(zhǔn)選擇的原則選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：1）用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合” ，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。2）當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一” ，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。3）當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。4）為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)” 、反復(fù)加工的原則。5）有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。由上及零件圖知，選用 20.96 孔（即 21 精加工之后的孔，后面還有一道磨削） 、10.5 及一端面作為定位精基準(zhǔn)。24 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- 8 -技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工序 01：鑄造工序 02：時效處理工序 03：車右端階梯面；車倒角 C1工序 04：車 20 端面工序 05：劃各孔的中心線工序 06：鉆 18 孔；擴(kuò) 18 孔至 20.8；鉸 20.8 孔至 20.96；鉆 2-10.5 孔；锪倒角 1 90工序 07：鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 10.75；攻 M12 1.25-5H 螺紋；锪沉孔12.5 深 3工序 08：車 32 端面；鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 20.5；攻 M22 1.5-5H 螺紋；倒角 C1工序 09：鉆透孔 0.7；锪沉孔 3.5 深 3；鉆 3.5 通孔工序 10：磨 20.96 孔至 21（00.023） ；倒角 C1工序 11：去毛刺工序 12：檢驗至圖紙要求工序 13：入庫2.5確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 1. 右端階梯面的加工余量尺寸公差為 CT10 級，加工余量等級 MA-F,查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-4 得，鑄件的單邊加工余量 Z=3.0mm, 粗糙度 12.5，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡aR明手冊表 1.4-6 和表 1.4-8 知，一步車削即可滿足其精度要求。2. 20 端面的加工余量尺寸公差為 CT10 級，加工余量等級 MA-F,查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-4 得，鑄件的單邊加工余量 Z=3.0mm, 粗糙度 12.5，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡aR明手冊表 1.4-8 知，一步車削即可滿足其精度要求。- 9 -3. 18 孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra25，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 1.4-7 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。4. 21 孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra0.8，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 1.4-7 知，需經(jīng)過鉆擴(kuò)鉸磨削方可滿足其精度要求，再由表 2.3-8 得，首先鉆孔至 18、接著再擴(kuò) 18 孔至 20.8、然后鉸 20.8 孔至20.96，最后磨 20.96 孔至 21。 5. 2-10.5 孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra25，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 1.4-7 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。 6. M12 1.25-5H 螺紋的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，螺紋的精度等級 5，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.3-20 知，首先鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 10.75，再攻 M12 1.25-5H 螺紋7. 12.5 沉孔的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra3.2、Ra25，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 1.4-7 知，擴(kuò) 10.75 孔至 12.5 深 3 即可滿足要求。8、32 端面的加工余量尺寸公差為 CT10 級，加工余量等級 MA-F,查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-4 得，鑄件的單邊加工余量 Z=3.0mm, 粗糙度 12.5，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡aR明手冊表 1.4-8 知，一步車削即可滿足其精度要求。9、M22 1.5-5H 螺紋的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，螺紋的精度等級 5，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.3-20 知，首先鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 20.5，再攻 M22 1.5-5H螺紋10、透孔 0.7、沉孔 3.5、通孔 3.5 的加工余量因孔的尺寸小于 30，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度 Ra12.5，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 1.4-7 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。- 10 -11. 其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。26 確定切削用量及基本工時工序 01：鑄造工序 02：時效處理工序 03：車右端階梯面；車倒角 C1工步一：車右端階梯面選擇外圓車刀1） 車削深度， ap=2.0mm。2）機(jī)床功率為 7.5kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z。選較小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表 3.7，后刀面最大磨損為 1.01.5mm。查切削手冊表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按切削手冊 ，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據(jù) CA6140 臥式車床車床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。 5)校驗機(jī)床功率 查切削手冊Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=2.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tmL/ V f=(12+9+2.0)/（475 0.16）min 0.303min。工步二：車倒角 C1刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。檢驗機(jī)床功率 可以查出 當(dāng) 160245HBS2.8 0.6 41min 3.4kw按 CA6140 車床說明書 主電機(jī)功率1.1可見比小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求車削功率檢驗按有關(guān)手冊- 11 -當(dāng) C=1 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8 N.M功率公式:CMcVc/30C=61.8 17/30 1=35.0W=0.035KW按 CA6140 車床 主電機(jī)功率1.1可見C 比小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要工序 04：車 20 端面選擇端面車刀1） 車削深度，因為右端面精度要求不高，故可以選擇 ap=3.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2）機(jī)床功率為 7.5kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z。選較小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表 3.7，后刀面最大磨損為 1.01.5mm。查切削手冊表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按切削手冊 ，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據(jù) CA6140 臥式車床車床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s則實際切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。5)校驗機(jī)床功率 查切削手冊Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=3.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tmL/ V f=(10+3.0)/（475 0.16）=0.171min 。工序 05：劃各孔的中心線工序 06：鉆 18 孔；擴(kuò) 18 孔至 20.8；鉸 20.8 孔至 20.96；鉆 2-10.5 孔；锪倒角 1 90工步一：鉆 18 孔1、加工條件- 12 -加工材料: HT200，硬度 HBW170241，鑄件。工藝要求：孔徑 d=18mm。精度 H12H13,用乳化液冷卻。機(jī)床：選用 CA6140 車床和三瓜卡盤。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖 3 所示） ，其直徑 d=18mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)切削用量手冊表 2.1 及表 2.2）：標(biāo)準(zhǔn)鉆頭， ，25，后角 ， ，橫刃長度 ，弧面長度 。210,Kr01502.5bmlm3選擇切削用量（1）選擇進(jìn)給量 f按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量手冊表 2.7，當(dāng)鑄鐵硬度200H有 。rmf/30.5.（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表 2.15，當(dāng)鑄鐵硬度 =200220HBS 時， =0.25, bf時， =30mm/min。0dcv切削速度的修正系數(shù)為： ， ， ， ，0.1TvK.8Mv0.75SvK0.1tv故 =30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min 22.5m/minvck= r/mm 398r/mm01dn185.2根據(jù) CA6140 車床技術(shù)資料（見簡明手冊表 4.2-12）可選擇n=400r/mm， =20mm/min。cv4計算基本工時根據(jù)公式 nfLtm式中， ，l=118mm ，入切量及超切量由切削用量手冊表 2.29 查出yl=12mm，計算得，yL=（118+12）mm=130mm 故有： t= =1.3minmin25.0413- 13 -工步二：擴(kuò) 18 孔至 20.8利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 ，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用m18m8.20量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rff/7.5.075.06.12鉆根據(jù)機(jī)床說明書，選取 f5.0min/46123312vv鉆則主軸轉(zhuǎn)速為 ，并按車床說明書取 ，實際in/46.rn in/68rw切削速度為 i/.108.2dvw切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為ml5.l4ml02in93.57.6821fntwm工步三：鉸 20.8 孔至 20.96根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-25， ， ，得rf/4.0in/128vmin/65.248.19rns查參考文獻(xiàn)表 4.2-2，按機(jī)床實際進(jìn)給量和實際轉(zhuǎn)速，取 ，rmf/35.0，實際切削速度 。mi/98rw i/3.9v切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為l5.12l081l02in65fntw工步四：鉆 2-10.5 孔1、加工條件加工材料: HT200，硬度 HBW170241，鑄件。工藝要求：孔徑 d=10.5mm。精度 H12H13,用乳化液冷卻。機(jī)床：選用 CA6140 車床和三瓜卡盤。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖 3 所示） ，其直徑 d=10.5mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)切削用量手冊表 2.1 及表 2.2）：標(biāo)準(zhǔn)鉆頭， ，25- 14 -，后角 ， ，橫刃長度 ，弧面長度 。210,Kr01502.5bm5lm3選擇切削用量（1）選擇進(jìn)給量 f按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量手冊表 2.7，當(dāng)鑄鐵硬度200H有 。rmf/30.5.（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表 2.15，當(dāng)鑄鐵硬度 =200220HBS 時， =0.25, bf時， =30mm/min。0dcv切削速度的修正系數(shù)為： ， ， ， ，0.1TvK.8Mv0.75SvK0.1tv故 =30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min 22.5m/minvck= r/mm 682r/mm01dn5.12根據(jù) CA6140 車床技術(shù)資料（見簡明手冊表 4.2-12）可選擇n=700r/mm， =25mm/min。cv4計算基本工時根據(jù)公式 nfLtm式中， ，l=8.5mm ，入切量及超切量由切削用量手冊表 2.29 查出yl=7.25mm，計算得，yL=（8.5+7.25）mm=15.75mm 故有： t= =0.18minmin25.071工步五：锪倒角 1 90刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。檢驗機(jī)床功率 可以查出 當(dāng) 160245HBS2.8 0.6 41min 3.4kw- 15 -按 CA6140 車床說明書 主電機(jī)功率1.1可見比小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求車削功率檢驗按有關(guān)手冊當(dāng) C=1 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8 N.M功率公式:CMcVc/30C=61.8 17/30 1=35.0W=0.035KW按 CA6140 車床 主電機(jī)功率1.1可見C 比小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求工序 07：鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 10.75；攻 M12 1.25-5H 螺紋；锪沉孔12.5 深 3工步一：鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 10.75選用 高速鋼錐柄麻花鉆（ 工藝表 3.16）m75.10由切削表 2.7 和工藝表 4.216 查得 0.28/fmr機(jī)（切削表 2.15）in/2v593r/minin/75.102rD按機(jī)床選取 n=600r/minmi/3.26.dnvw切削工時： ， ， 則機(jī)動工時為l13l75.l23in1.0i28.6021 fnltwm工步二：攻 M12 1.25-5H 螺紋選擇 M12 1.25-5H 高速鋼機(jī)用絲錐等于工件螺紋的螺距 ，即 f=1.25mm/rf pv=20m/min531r/minmin/12010rDvn按機(jī)床選取 n=500r/min- 16 -切削工時： ， ， 則機(jī)動工時為ml13l625.0ml23in.i.521fnltwm工步三：锪沉孔 12.5 深 31、加工條件加工材料: HT200，硬度 170241HBW，鑄件。工藝要求：孔徑 d=12.5mm，精度 H12H13,用乳化液冷卻。機(jī)床：選用 Z525 立式鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼锪刀（如圖 3 所示） ，其直徑 d=12.5mm 3選擇切削用量（1）選擇進(jìn)給量 f按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量手冊表 2.7，有 。rmf/39.01.（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表 2.15，當(dāng)鑄鐵硬度 =200220HBS 時， , b.4/fr時， =30mm/min。0dmcv切削速度的修正系數(shù)為： ， ， ， ，0.1TvK.8Mv0.75SvK0.1tv故 =30 1.0 1.0 0.75 1.0m/min 22.5m/minvck= r/mm 573r/mm01dn5.12根據(jù) Z525 型鉆床技術(shù)資料（見簡明手冊表 4.2-12）可選擇n=600r/mm， ， =25mm/mincv4計算基本工時根據(jù)公式 nfLtm式中， ，l=6.25mm ，入切量及超切量由切削用量手冊表 2.29 查出yl=3，計算得，y- 17 -L=（6.25+3）mm=9.25mm 故有： t= 0.062minmin25.069工序 08：車 32 端面；鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 20.5；攻 M22 1.5-5H 螺紋；倒角 C1工步一：車 32 端面選擇端面車刀1） 車削深度，因為右端面精度要求不高，故可以選擇 ap=3.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2）機(jī)床功率為 7.5kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z。選較小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表 3.7，后刀面最大磨損為 1.01.5mm。查切削手冊表 3.8，壽命 T=180min4） 計算切削速度 按切削手冊 ，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s據(jù) CA6140 臥式車床車床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s則實際切削速度 V c=3.14 80 475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300 10)=0.16mm/z。5)校驗機(jī)床功率 查切削手冊Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為 PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=3.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tmL/ V f=(16+3.0)/（475 0.16）=0.25min 。工步二：鉆 M22 1.5-5H 螺紋底孔 20.5選用 高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表 3.16）5.20由切削表 2.7 和工藝表 4.216 查得 0.28/fmr機(jī)（切削表 2.15）min/3v544r/minin/5.20310rD- 18 -按機(jī)床選取 n=500r/minmin/2.3105.2dnvw切削工時： ， ， 則機(jī)動工時為l4l.10l03in7.i28.5321fnltwm工步三：攻 M22 1.5-5H 螺紋選擇 M22 1.5-5H 高速鋼機(jī)用絲錐等于工件螺紋的螺距 ，即 f=0.75mm/rf pv=35m/min507r/minmin/23510rDvn按機(jī)床選取 n=500r/min切削工時： ， ， 則機(jī)動工時為l1l75.02ml03in4.i.5321fnltwm工步四：倒角 C1刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。檢驗機(jī)床功率 可以查出 當(dāng) 160245HBS2.8 0.6 41min 3.4kw按 CA6140 車床說明書 主電機(jī)功率1.1可見比小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求車削功率檢驗按有關(guān)手冊當(dāng) C=1 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8 N.M功率公式:CMcVc/30C=61.8 17/30 1=35.0W=0.035KW按 CA6140 車床 主電機(jī)功率1.1- 19 -可見C 比小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求工序 09：鉆透孔 0.7；锪沉孔 3.5 深 3；鉆 3.5 通孔工步一：鉆透孔 0.7確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 2-7，當(dāng)鑄鐵的 ，f MPab80時， 。由于本零件在加工 0.7 孔時屬于低剛md7.0rm/47.039.度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.45，則rf /23.01.5.2.根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，現(xiàn)取 f/切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度所以min/0.2vmin/9107.210rdvws 根據(jù)機(jī)床說明書，取 ，故實際切削速度為i/i/2.10.nv切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為ml5l35.l3in6.1021fnltwm工步二：锪沉孔 3.5 深 31、加工條件加工材料: HT200，硬度 170241HBW，鑄件。工藝要求：孔徑 d=3.5mm，精度 H12H13,用乳化液冷卻。機(jī)床：選用 Z525 立式鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆，其直徑 d=3.5mm 3選擇切削用量（1）選擇進(jìn)給量 f按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量手冊表 2.7，有 。rmf/30.1.（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表 2.15，當(dāng)鑄鐵硬度 =170241HBW，d10mm 時，f=0.15,b=10mm/min。cv- 20 -切削速度的修正系數(shù)為： ， ， ， ，0.1TvK.8Mv0.75SvK0.1tv故 =10 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=7.5m/minvck= r/mm 682r/mm01dn5.37根據(jù) Z525 型鉆床技術(shù)資料（見簡明手冊表 4.2-12）可選擇n=700r/mm， ， =7.5mm/mincv4計算基本工時根據(jù)公式 nfLtm式中， ，l=3mm ，入切量及超切量由切削用量手冊表 2.29 查出yl=3.4，計算得，yL=（3+3.4）mm=6.4mm 故有： t= 0.061minmin15.0746工步三：鉆 3.5 通孔1、加工條件加工材料: HT200，硬度 170241HBW，鑄件。工藝要求：孔徑 d=3.5mm，精度 H12H13,用乳化液冷卻。機(jī)床：選用 Z525 立式鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼锪刀，其直徑 d=3.5mm 3選擇切削用量（1）選擇進(jìn)給量 f按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量手冊表 2.7，有 。rmf/30.1.（2）計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表 2.15，當(dāng)鑄鐵硬度 =170241HBW，d10mm 時，f=0.15,b=10mm/min。cv- 21 -切削速度的修正系數(shù)為： ， ， ， ，0.1TvK.8Mv0.75SvK0.1tv故 =10 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=7.5m/minvck= r/mm 682r/mm01dn5.37根據(jù) Z525 型鉆床技術(shù)資料（見簡明手冊表 4.2-12）可選擇n=700r/mm， ， =7.5mm/mincv4計算基本工時根據(jù)公式 nfLtm式中， ，l=5mm ，入切量及超切量由切削用量手冊表 2.29 查出yl=3.75，計算得，yL=（5+3.75）mm=8.75mm 故有： t= 0.083minmin15.078工序 10：磨 20.94 孔至 21（00.023） ；倒角 C1工步一：磨 20.94 孔至 21（00.023）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 350x40x1272)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/minwv縱向進(jìn)給量 0.5B20mm(雙行程)af切削深度 0.0157mm/str3)切削工時 rabfvkDZt102式中 D-被加工直徑 b-加工長度- 22 -Z -單邊加工余量bK-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af-工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 0.029(min)0157.2180.2t 工步二：倒角 C1刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。檢驗機(jī)床功率 可以查出 當(dāng) 160245HBS2.8 0.6 41min 3.4kw按 M215A 內(nèi)圓磨床說明書 主電機(jī)功率1.1可見比小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求車削功率檢驗按有關(guān)手冊當(dāng) C=1 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8 N.M功率公式:CMcVc/30C=61.8 17/30 1=35.0W=0.035KW按 M215A 內(nèi)圓磨床床 主電機(jī)功率1.1可見C 比小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求工序 11：去毛刺工序 12：檢驗至圖紙要求工序 13：入庫- 23 -第 3章 車 20 端面的夾具設(shè)計3.1：問題的提出本夾具主要用于車 20 端面，表面粗糙度 Ra12.5，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.2：定位基準(zhǔn)的選擇1.夾具體的凸臺面與工件端面配合限制三個自由度。2.夾具體的 32 孔與工件 32 外圓面配合限制兩個自由度，屬于不完全定位，因是車端面，所以在此是允許的。3.工件的夾緊則由兩個移動壓板來實現(xiàn)。3.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用端面車刀 機(jī)床： CA6140 臥式車床由3 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) 0.1vk3F83.FFXz=24 65.0yuPaFw代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K= 4321K其中： 為基本安全系數(shù) 1.5為加工性質(zhì)系數(shù) 1.12為刀具鈍化系數(shù) 1.13為斷續(xù)切削系數(shù) 1.14K- 24 -所以 NKF7.15（2）夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 FKf21其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01fF= +G G 為工件自重zPNfFN4.35121夾緊螺釘： 公稱直徑 d=10mm，材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6.8 級MPaB06MPaBs4801螺釘疲勞極限： B9263.2.1 極限應(yīng)力幅： akma7.51li許用應(yīng)力幅： MPSa3.li螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 ss=3.54 取s=4得 Pa120滿足要求8.24cHdFMaNc153.經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，3.4定位誤差分析一面一固定銷定位誤差移動時基準(zhǔn)位移誤差 yj（式 5-5） min11XDd式中： 固定銷孔的最大偏差1d固定銷孔的最小偏差D- 25 -固定銷定位孔與外圓面最小配合間隙1min代入（式 5-5）得： =0.025+0+0=0.025（mm）yj min11XDd3.5平衡塊的計算對移動式結(jié)構(gòu)不對稱的車床夾具，設(shè)計時應(yīng)采取平衡措施，以減少由離心力產(chǎn)生的振動和主軸軸承的磨損。離心力 Fj 的計算公式為Fj=0.01mjR(nn)式中 mj-工件和夾具不平衡部分的合成質(zhì)量（kg） ；R-工件和夾具不平衡部分的合成質(zhì)量中心至回轉(zhuǎn)中心的距離（m） ；n-主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 。由離心力引起的力矩 Mj 為Mj=FjL平衡塊引起的離心力 Fp(N)為Fp=0.01mpr(nn)式中 mp-平衡塊的質(zhì)量r-平衡塊中心至回轉(zhuǎn)中心的距離（m）由 Fp 引起的力矩 Mp 為Mp= Fpl在綜合考慮徑向位置和軸向位置平衡的情況下，滿足平衡關(guān)系式Mp=Mj即 0.01mjR(nn)L=0.01mpr(nn)l化簡后得 Mp=mjRL/rl為了彌補(bǔ)估算法的誤差，平衡塊上應(yīng)開有環(huán)形槽或徑向槽，以便夾具裝配時調(diào)整其位置。長寬高=體積體積密度=質(zhì)量Mj=(0.230.110.1)71000+(0.0680.0980.10671000)=17.71+4.944688=22.6kgmp=mjRL/rl=22.67255/10212.5=70.36kg- 26 -3.6夾具截圖圖 3.6-1圖 3.6-2 夾具體- 27 -第 4章 鉆、攻 M12 1.25-5H螺紋的夾具設(shè)計4.1：問題的提出本夾具主要用于鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 10.75；攻 M12 1.25-5H 螺紋；锪沉孔 12.5 深 3，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。4.2：定位基準(zhǔn)的選擇1.夾具體 90 凸臺面與工件端面配合限制三個自由度。2.固定式定位銷與工件 20.96 孔配合限制兩個自由度。3.削邊銷與工件 10.5 孔配合限制一個自由度。4.工件的夾緊則由鉸鏈壓板來完成。5.導(dǎo)向由鉆模（即鉆模板、快換鉆套、鉆套螺釘、襯套等組成）來控制。4.3 切削力及夾緊力計算 查表 4 得切削力計算公式： ppf Kfa7.031F式中 ，f=1mm/r,查表得 75.0)36/(p=736MPa, 即 = =1547Np pf Kfa.137F117.03.所需夾緊力，查表 5 得， ，安全系數(shù) K=Wk 65432K式中 為各種因素的安全系數(shù)，查表得：60KK= =1.872，當(dāng)計算 K2.5 時，取 K=2.50.13.121孔軸部分由 M8 螺母鎖緊，查表得夾緊力為 12360N= =30900NWk5.60由上計算得 ，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。kfF4.4定位誤差分析(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差 yj（式 5-5） min11XDd式中： 固定銷孔的最大偏差1d固定銷孔的最小偏差D固定銷定位孔與固定銷最小配合間隙1min- 28 -代入（式 5-5）得： =0.021+0+0.02=0.031yjmin11XDd(2) 轉(zhuǎn)角誤差（式 5-6）Ldtg2in2min11式中： 固定銷孔的最大偏差1固定銷銷孔的最小偏差D固定銷定位孔與定位銷最小配合間隙1min固定銷孔的最大偏差2d削邊銷孔的最小偏差削邊銷定位孔與固定銷銷最小配合間隙2minX其中： )2(min1i XLgx則代入（式 5-6）得：0.0010473106.8.0.2.tg則： 0.064.5鉆套的設(shè)計鉆 M12 1.25-5H 螺紋底孔 10.75；攻 M12 1.25-5H 螺紋；锪沉孔 12.5 深 3 加工需鉆、攻絲、锪沉孔，因為鉆后還要攻絲、锪沉孔，為了我們鉆后能及時的進(jìn)行下面的工步。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖 4.5-1 所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：即先用 10.75 的麻花鉆鉆孔。查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知 10.75 相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下