填料箱蓋加工工藝及鉆端面12個(gè)孔夾具設(shè)計(jì)[版本2]-氣動(dòng)夾具[含CAD高清圖和說(shuō)明書(shū)]
填料箱蓋加工工藝及鉆端面12個(gè)孔夾具設(shè)計(jì)[版本2]-氣動(dòng)夾具[含CAD高清圖和說(shuō)明書(shū)],版本2,含CAD高清圖和說(shuō)明書(shū),填料,加工,工藝,端面,12,十二,夾具,設(shè)計(jì),版本,氣動(dòng),cad,高清,以及,說(shuō)明書(shū),仿單
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
填料箱蓋
零件名稱
填料箱蓋
共1頁(yè)
第1頁(yè)
材料牌號(hào)
HT200
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
φ155×140
每毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
備注
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工序時(shí)間
準(zhǔn)終
單件
1
粗車
車削左右兩端面
C620—1臥式車床
端面車刀、游標(biāo)卡尺
2
粗車
粗車?65、?80、?75、?100、?91外圓及倒角
C620—1臥式車床
端面車刀、游標(biāo)卡尺
描圖
3
鉆孔、擴(kuò)孔
鉆?30孔、擴(kuò)?32孔，擴(kuò)?47孔。
Z3025搖臂鉆床
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、卡尺、塞規(guī)
4
鉆孔、攻螺紋
鉆6×?13.5孔,2×M10-6H,4×M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
Z3025搖臂鉆床
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、卡尺、塞規(guī)
5
精車
精車?65外圓及與?80相接的端面
C620—1臥式車床
端面車刀、游標(biāo)卡尺
描校
6
鏜削
粗、精、細(xì)鏜?60H8( 0+0.046)孔
T740金剛鏜床
內(nèi)孔車刀、游標(biāo)卡尺
7
銑削
銑?60孔底面
X63臥式銑床
端面銑刀、游標(biāo)卡尺
8
磨削
磨?60孔底面
MD1158內(nèi)圓磨床
砂輪、游標(biāo)卡尺
9
鏜銷
鏜?60孔底面溝槽
T740金剛鏜床
內(nèi)孔車刀、游標(biāo)卡尺
10
研磨
研磨?60孔底面
砂輪
底圖號(hào)
11
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
12
清洗
清洗機(jī)
清洗機(jī)
裝訂號(hào)
設(shè)計(jì)
（日期）
審核
（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化
（日期）
會(huì)簽
（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
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日期
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
填料箱蓋
零件名稱
填料箱蓋
共1頁(yè)
第1頁(yè)
材料牌號(hào)
HT200
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
φ155×140
每毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
備注
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工序時(shí)間
準(zhǔn)終
單件
1
粗車
車削左右兩端面
C620—1臥式車床
端面車刀、游標(biāo)卡尺
2
粗車
粗車?65、?80、?75、?100、?91外圓及倒角
C620—1臥式車床
端面車刀、游標(biāo)卡尺
描圖
3
鉆孔、擴(kuò)孔
鉆?30孔、擴(kuò)?32孔，擴(kuò)?47孔。
Z3025搖臂鉆床
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、卡尺、塞規(guī)
4
鉆孔、攻螺紋
鉆6×?13.5孔,2×M10-6H,4×M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
Z3025搖臂鉆床
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、卡尺、塞規(guī)
5
精車
精車?65外圓及與?80相接的端面
C620—1臥式車床
端面車刀、游標(biāo)卡尺
描校
6
鏜削
粗、精、細(xì)鏜?60H8( 0+0.046)孔
T740金剛鏜床
內(nèi)孔車刀、游標(biāo)卡尺
7
銑削
銑?60孔底面
X63臥式銑床
端面銑刀、游標(biāo)卡尺
8
磨削
磨?60孔底面
MD1158內(nèi)圓磨床
砂輪、游標(biāo)卡尺
9
鏜銷
鏜?60孔底面溝槽
T740金剛鏜床
內(nèi)孔車刀、游標(biāo)卡尺
10
研磨
研磨?60孔底面
砂輪
底圖號(hào)
11
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
12
清洗
清洗機(jī)
清洗機(jī)
裝訂號(hào)
設(shè)計(jì)
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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 17
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：填料箱蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)
班 級(jí)：機(jī)電06-3
姓 名：季云
指導(dǎo)教師：魏永樂(lè)
完成日期：2009-7-1
一、設(shè)計(jì)題目(學(xué)生空出，由指導(dǎo)教師填寫(xiě))
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 繪制零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(5000～8000字) 1份
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫(huà)零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫(xiě)工藝過(guò)程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫(huà)夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 3天
(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
在機(jī)械制造的機(jī)械加工，檢驗(yàn)，裝配，焊接和熱處理等冷熱工藝過(guò)程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以保證零件和工件的質(zhì)量。
本次設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行填料箱蓋零件的專用夾具的設(shè)計(jì)，是對(duì)我們以往所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和對(duì)我們所掌握知識(shí)的一次擴(kuò)展。本文主要從工藝規(guī)程的指定與夾具的設(shè)計(jì)兩方面出發(fā)。根據(jù)零件本身的特點(diǎn)，生產(chǎn)類型以及零件在具體工作時(shí)的作用選擇工藝規(guī)程和夾具。在工藝規(guī)程方面：確定生產(chǎn)類型，綜合考慮其準(zhǔn)確度高，生產(chǎn)效率高，消耗經(jīng)濟(jì)少等方面，選擇一個(gè)最優(yōu)方案；在夾具設(shè)計(jì)方面，因?yàn)槭巧w體類零件，加工?13.5孔，選擇鉆床加工，考慮諸多因素?cái)M訂最優(yōu)方案，最終完成本次設(shè)計(jì)。
Abstract
While the machining, checkout, assemblage, jointing and heat treatment in manufacture, masses of clamps have been made use of to fix the manufacturing objects in order to guarantee the quality of accessories and work pieces.
In this engineering, the main aim is to engineer the special clamp of the cover part of the stuffing box, which can summarize the knowledge we have learned and extend the knowledge we have known. This article sets out from two parts: the setting down of the technical schedule and the engineering of the clamp. The technical schedule and the clamp are chose depended on the character of the part itself, the types of manufacturing and the function while working. While ascertaining the technical schedule, choose the optimal case after taking the high precision, the high productivity and the low cost in economy into consideration. While engineering the clamp, by the reason of the type of the part, machining the aperture in size ?13.5, and choosing the drill press for machining, consider all the conditions above and draft the optimal project, and then finish the engineer.
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 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1
2.1 毛坯的制造形式 1
2.2 基準(zhǔn)面的選擇 1
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 2
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 2
2.3 制訂工藝路線 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 4
2.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓 4
2.5.2 工序Ⅱ：粗車?65、?80、?75、?100外圓以及槽和倒角 5
2.5.3工序Ⅲ 鉆擴(kuò)?32mm及?43mm孔。Z3025搖臂鉆床 7
2.5.4 工序Ⅳ 鉆6×?13.5,2×M10-6H,4×M10-6H深孔深24 8
2.5.5 工序Ⅴ：精車?65mm的外圓及與?80mm相接的端面 10
2.5.6工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜?60H8( 0+0.046)mm孔 12
2.5.7 工序Ⅶ：銑?60mm孔底面 13
2.5.8 工序Ⅷ：磨?60mm孔底面 13
2.5.9工序Ⅸ： 鏜?60mm孔底溝槽 14
2.5.10 工序Ⅹ： 研磨?60mm孔底面 14
3指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 14
3.1 問(wèn)題的指出 14
3.2 夾具設(shè)計(jì) 14
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 14
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 14
3.3 定位誤差的分析 16
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 16
4.方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論 16
5. 本次課程設(shè)計(jì)體會(huì)與展望 16
參考資料 17
1 零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給定的零件是填料箱蓋，其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。
1.2 零件的工藝分析
填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：
1.以?65h5(-0.013 0)軸為中心的加工表面。
包括：尺寸為?65h5(-0.013 0)的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為?80的軸與?65h5(-0.013 0)相接的肩面, 尺寸為100f8(-0.090-0.036)與?65h5(-0.013 0)同軸度為0.025的面。尺寸為?60H8( 0+0.046)與?65h5(-0.013 0)同軸度為0.025的孔。
2.以?60H8( 0+0.046)孔為中心的加工表面.
尺寸為78與?60H8( 0+0.046)垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。
3. 以?60H8( 0+0.046)孔為中心均勻分布的12孔, 6×?13.5, 4×M10-6H深20，孔深24及2×M10-6H。
4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求
2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)。
2.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對(duì)于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：
1.當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于2mm的錐面來(lái)代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來(lái)保證定位精度。
2.采用錐堵或錐套心軸。
3.精加工外圓亦可用該外圓本身來(lái)定位，即安裝工件時(shí)，以支承軸頸本身找正。
2.3 制訂工藝路線
工藝路線確定如下：
工序Ⅰ 車削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車?65、?80、?75、?100、?91外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆?30孔、擴(kuò)?32孔，擴(kuò)?47孔。
工序Ⅳ 鉆6×?13.5孔,2×M10-6H,4×M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。
工序Ⅴ 精車?65外圓及與?80相接的端面.
工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜?60H8( 0+0.046)孔。
工序Ⅶ 銑?60孔底面。
工序Ⅷ 磨?60孔底面。
工序Ⅸ 鏜?60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 研磨?60孔底面。
工序Ⅺ 終檢。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“填料箱蓋”零件材料為HT200鋼，硬度為HBW190～241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。
根據(jù)上述材料及加工工藝，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如下：
1外圓表面(?65、?80、?75、?100、?91、?155）考慮到尺寸較多且相差不大，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為?84、?104、?160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除?65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為Ra6.3μm,只要粗車就可滿足加工要求。
2外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向>100～160mm,故長(zhǎng)度方向偏差為±2.5mm.長(zhǎng)度方向的余量查表2.2-4,其余量值規(guī)定為3.0～3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。
3毛坯為實(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra為6.3,鉆孔再擴(kuò)孔即可滿足要求。
4內(nèi)孔?60H8( 0+0.046)。要求以外圓面?65h5(-0.013 0)定位，鑄出毛坯孔?59。
5 ?60H8( 0+0.046)孔底面加工。
按照《工藝手冊(cè)》表2.3-21及2.3-23
研磨余量 Z=0.010～0.014 取Z=0.010
磨削余量 Z=0.2～0.3 取Z=0.3
銑削余量 Z=3.0-0.3-0.01=2.69
6).底面溝槽.采用鏜削,經(jīng)過(guò)底面研磨后鏜可保證其精度。
Z=0.5
7) 6×?13.5孔及2×M10—6H孔、4×M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。
2.5 確定切削用量
2.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓
本工序采用計(jì)算法確定切削用量
加工條件：工件材料：HT200，鑄造。
加工要求：粗車?65、?155端面及?65、?80、?75、?100
?155外圓，表面粗糙度值為6.3。
機(jī)床：C620—1臥式車床。
刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mm×25mm,kr=90°,ro=15°計(jì)算切削用量：
1）粗車?65、?155兩端面
確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為3±1.25mm，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,ap=2mm計(jì)。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí)，取±0.04mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mm×25mm, ap≤2mm時(shí),以及工件直徑為?160時(shí)。
f=0.5～0.7mm/r
按C620—1車床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30）取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: 按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的
計(jì)算公式為：
Vc=CvTmapxvfyvkv(m/min)
cv=1.58,xv=0.15, yv=0.4,m=0.2。修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28,即
kmv=1.44, ksv=0.8, krv=1.04, kkrv=0.81, kBV=0.97
所以
Vc=1.58600.2×20.15×0.50.4×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
Vc=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000Vcπdω=1000×66.73.14×84
ns=253(r/min)
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2—8）與253(r/min)相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速
選取305r/min。實(shí)際切削速度 V=80m/min
2） 粗車?160端面
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
ns=1000Vcπdω=1000×66.73.14×160=133(r/min)
轉(zhuǎn)速選取150r/min。實(shí)際切削速度 V=75.4m/min
2.5.2 工序Ⅱ：粗車?65、?80、?75、?100外圓以及槽和倒角
1）切削深度:先?84車至?80以及?104車至?100。
進(jìn)給量: 見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.4
Vc=1.58600.2×20.15×0.50.4×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
Vc=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
ns=1000Vcπdω=1000×66.73.14×104=204(r/min)
按機(jī)床選取nω=230 r/min。所以實(shí)際切削速度
V=πdn1000
V=75.1m/min
檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力
Fc=CFcapxfcyfcVcnFckFc
CFC=900,xfc=1.0,yfc=0.75,nFc=-0.15
kMF=HB190nF=2001900.4=1.02
kkr=0.73
所以
Fc=900×1.5×0.50.75×66.7-0.15×1.02×0.73=598(N)
切削時(shí)消耗功率
Pc=FcVc6×104=598×66.76×104=0.665(kW)
由《切削手冊(cè)》表1.30中C630-1機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知, C630-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8kW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時(shí),主軸傳遞的最大功率為2.4kW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。
2）粗車?65外圓
實(shí)際切削速度
V=πdwnw1000=3.14×305×651000=62.3m/min
3) 車?75外圓
實(shí)際切削速度
V=πdwnw1000=3.14×305×751000=71.9m/min
4）粗車?100外圓
實(shí)際切削速度
V=πdwnw1000=3.14×305×1001000=95.78m/min
5）車槽7.5采用切槽刀，rR=0.2mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表27-8
取 f=0.25mm/r nw=305r/min
2.5.3工序Ⅲ 鉆擴(kuò)?32mm及?43mm孔。Z3025搖臂鉆床
1） 鉆孔?32mm
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
f=1.2～1.3 f鉆
v=12-13 v鉆
公式中f鉆、v鉆為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量，查《切削手冊(cè)》
得
f鉆=0.56mm/r（表2.7）
v鉆=19.25m/min（表2.13）
并令： f=1.35
f鉆=0.76mm/r
按機(jī)床取f=0.76mm/r
v=0.4v鉆=7.7m/min
ns=1000vπd=1000×7.73.14×32=76.6r/min
按照機(jī)床選取
nw=97r/min
所以實(shí)際切削速度：
v=πdwnw1000=3.14×32×971000=9.75m/min
2）鉆孔?47
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
f=1.2～1.3 f鉆
v=12-13 v鉆
公式中f鉆、v鉆為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量，查《切削手冊(cè)》
得 f鉆=0.56mm/r（表2.7）
v鉆=19.25m/min（表2.13）
并令： f=1.35
f鉆=0.76mm/r
按機(jī)床取f=0.76mm/r
v=0.4v鉆=7.7m/min
ns=1000vπd=1000×7.73.14×47=52.6r/min
按照機(jī)床選取
nw=97r/min
所以實(shí)際切削速度：
v=πdwnw1000=3.14×47×971000=14.31m/min
2.5.4 工序Ⅳ 鉆6×?13.5,2×M10-6H,4×M10-6H深孔深24
1） 鉆6×?13.5
f=0.35mm/r V=17mm/min
所以 n=1000vπd=1000×173.14×13.5=401r/min
按機(jī)床選?。? nw=400r/min
所以實(shí)際切削速度為：
v=πdwnw1000=3.14×13.5×4001000=16.95m/min
2） 鉆2×M10-6H底孔?8.5
f=0.35mm/r v=13m/min
所以n=1000vπd=1000×133.14×8.5=487r/min
按機(jī)床選取 nw=500r/min
實(shí)際切削速度
v=πdwnw1000=3.14×8.5×5001000=13.35m/min
3） 4×M10-6H深20,孔深24,底孔?8.5
f=0.35mm/r v=13m/min
所以 n=1000vπd=1000×133.14×8.5=487r/min
按機(jī)床選取 nw=500r/min
實(shí)際切削速度
v=πdwnw1000=3.14×8.5×5001000=13.35m/min
4）攻螺紋孔2×M10-6H
r=0.2m/s=12m/min
所以 nw=382r/min
按機(jī)床選取
nw=382r/min
則實(shí)際切削速度
v=πdwnw1000=3.14×10×3151000=9.9m/min
5）攻螺紋4-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以
nw=382r/min
按機(jī)床選取
nw=315r/min
則實(shí)際切削速度
v=πdwnw1000=3.14×10×3151000=9.9m/min
2.5.5 工序Ⅴ：精車?65mm的外圓及與?80mm相接的端面
車床：C620-1
1） 精車端面
Z=0.4mm
ap=0.2mm
f=0.1mm/r
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=90min）
Vc=CvTmapxvfyvkv(m/min)
式中cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.15，修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28
所以
Vc=CvTmapxvfyvkv=158600.15×0.20.15×0.10.4×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97=257m/min
n=1000vπdw=1000×2573.14×80=1023r/min
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-8）選擇1200r/min
所以實(shí)際切削速度
v=1200×3.14×801000=301m/min
2）精車?65外圓
2Z=0.3
f=0.1mm/r
Vc=CvTmapxvfyvkv
式中cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.15修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28
所以
Vc=CvTmapxvfyvkv=158600.15×0.20.15×0.10.4×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97=257m/min
nw=1200r/min
所以實(shí)際切削速度
v=1200×3.14×651000=245m/min
3）精車外圓?100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
vc=257m/min
取nw=1200r/min
實(shí)際切削速度
v=1200×3.14×1001000=376m/min
2.5.6工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜?60H8( 0+0.046)mm孔
1） 粗鏜孔至?59.5mm
2Z=4.5mm
則
Z=2.25mm
nw=1000vπdw=1000×353.14×60=185r/min
查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無(wú)級(jí)調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
2） 精鏜孔至?59.9mm
2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
nw=1000vπdw=1000×803.14×60=425r/min
3） 細(xì)鏜孔至?60H8(0+0.046)mm
由于細(xì)鏜與精鏜孔時(shí)共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精樘相同。
ap=0.05mm
f=0.1mm/r
nw=425r/min
v=80m/min
2.5.7 工序Ⅶ：銑?60mm孔底面
銑床：X63系列
銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)，確定v=15m/min
aw=7mm
ns=1000vπdw=1000×153.14×10=477.7r/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-39）
取nw=475r/min
故實(shí)際切削速度為：
v=πdwnw1000=3.14×10×4751000=14.9m/min
當(dāng)nw=475r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
fm=fzznw=0.08×4×475=150mm/min
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，剛好有fm=150mm/min，故直接選用該值。
倒角1×45°采用90°锪鉆
2.5.8 工序Ⅷ：磨?60mm孔底面
1）．選擇磨床：
選用MD1158（內(nèi)圓磨床）
2）選擇砂輪：
見(jiàn)《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，
結(jié)果為：A36KV6P 20×6×8mm
3）．切削用量的選擇：
砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=1500r/min， v砂=27.5m/s
軸向進(jìn)給量 fa=3mm
徑向進(jìn)給量 fr=0.015mm
2.5.9工序Ⅸ： 鏜?60mm孔底溝槽
內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm,d=2mm
2.5.10 工序Ⅹ： 研磨?60mm孔底面
采用手工研具進(jìn)行手工研磨：Z=0.01mm
3指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)?13.5鉆孔的鉆床專用夾具。
本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。
3.1 問(wèn)題的指出
本夾具主要用來(lái)鉆?13.5孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2 夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，12孔中，6×?13.5在圓周上均勻分布, 2×M10-6H,4×M10-6H也為對(duì)稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對(duì)稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以?65外圓面作為定位基準(zhǔn)。
為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對(duì)12孔進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為?13.5。
則軸向力：見(jiàn)《工藝師手冊(cè)》表28.4
F=CFd0ZFfyFkF
式中： CF=420,ZF=1.0,yF=0.8,f=0.35
kF=HB190nF=2001901.3=1.07
F=420×13.51.0×0.350.8×1.07=2123(N)
轉(zhuǎn)矩
T=CTd0ZTfyTkT
式中:CT=0.206,ZT=2.0,yT=0.8
T=0.206×13.52.0×0.350.8×1.07=17.34(N?M)
功率 Pm=TV30d0=17.34×16.9530×13.5=0.726kW
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中：
K1—基本安全系數(shù)，1.5;
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K3—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K4—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則：
F'=KF=1.5×1.1×1.1×1.1×2123=4239(N)
氣缸選用?100mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.6MPa,夾緊拉桿D=?25mm。
N=π(1002-252)4=4416N,N>F
鉆削T=17.34 N?M
切向方向所受力:
F1=TL=17.3465×10-3=267N
取f=0.1
Ff=4416×0.1=441.6
Ff>F'
所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
3.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為0-0.03，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢(shì)必要增大氣缸直徑，而這將使整個(gè)夾具過(guò)于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè)：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5MPa增至0.6MPa）以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。
鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見(jiàn)附圖3及附圖4。
4.方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論
本夾具加工過(guò)程穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)方面也大大減少了開(kāi)支,生產(chǎn)效率也提高了很多，因此本方案適合大批量生產(chǎn)。
5. 本次課程設(shè)計(jì)體會(huì)與展望
本次課程設(shè)計(jì)是我們?cè)诮Y(jié)束所有專業(yè)課程以后的一次綜合性設(shè)計(jì)，它不僅測(cè)試了我們所學(xué)的知識(shí)是否扎實(shí)，而且還為我們接下來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了鋪墊。
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我所學(xué)的知識(shí)得到了鞏固，充分發(fā)揮了我們個(gè)人的潛力。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然遇到過(guò)很多的困難，但是我們經(jīng)過(guò)小組討論以及老師的細(xì)心教導(dǎo)，使我們一次次地突破困難，最終圓滿的完成了設(shè)計(jì)。
對(duì)于接下來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)橛辛诉@次積累的經(jīng)驗(yàn)，我相信我一定可以圓滿地完成。
參考資料
1. 肖繼德、陳寧平主編，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》第2版，機(jī)械工業(yè)出版社
2. 孫麗媛主編，《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ，冶金工業(yè)出版社
3. 周昌治、楊忠鑒等，《機(jī)械制造工藝學(xué)》，重慶大學(xué)出版社
4. 李益民主編，《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社
6. 王光斗、王春福主編，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，上海科技出版社
7. 南京市機(jī)械研究所主編，《機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社
8. 鄒慧君主編，《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社
9. 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，《金屬切削手冊(cè)》第三版，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
10. 甘永立主編，《幾何量公差與檢測(cè)》第五版，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
11．機(jī)械工業(yè)出版社，《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》
12．王啟平主編，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》，哈工大出版社
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 17
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：填料箱蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)
班 級(jí)：機(jī)電06-3
姓 名：季云
指導(dǎo)教師：魏永樂(lè)
完成日期：2009-7-1
一、設(shè)計(jì)題目(學(xué)生空出，由指導(dǎo)教師填寫(xiě))
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 繪制零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(5000～8000字) 1份
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫(huà)零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫(xiě)工藝過(guò)程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫(huà)夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 3天
(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
在機(jī)械制造的機(jī)械加工，檢驗(yàn)，裝配，焊接和熱處理等冷熱工藝過(guò)程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以保證零件和工件的質(zhì)量。
本次設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行填料箱蓋零件的專用夾具的設(shè)計(jì)，是對(duì)我們以往所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和對(duì)我們所掌握知識(shí)的一次擴(kuò)展。本文主要從工藝規(guī)程的指定與夾具的設(shè)計(jì)兩方面出發(fā)。根據(jù)零件本身的特點(diǎn)，生產(chǎn)類型以及零件在具體工作時(shí)的作用選擇工藝規(guī)程和夾具。在工藝規(guī)程方面：確定生產(chǎn)類型，綜合考慮其準(zhǔn)確度高，生產(chǎn)效率高，消耗經(jīng)濟(jì)少等方面，選擇一個(gè)最優(yōu)方案；在夾具設(shè)計(jì)方面，因?yàn)槭巧w體類零件，加工?13.5孔，選擇鉆床加工，考慮諸多因素?cái)M訂最優(yōu)方案，最終完成本次設(shè)計(jì)。
Abstract
While the machining, checkout, assemblage, jointing and heat treatment in manufacture, masses of clamps have been made use of to fix the manufacturing objects in order to guarantee the quality of accessories and work pieces.
In this engineering, the main aim is to engineer the special clamp of the cover part of the stuffing box, which can summarize the knowledge we have learned and extend the knowledge we have known. This article sets out from two parts: the setting down of the technical schedule and the engineering of the clamp. The technical schedule and the clamp are chose depended on the character of the part itself, the types of manufacturing and the function while working. While ascertaining the technical schedule, choose the optimal case after taking the high precision, the high productivity and the low cost in economy into consideration. While engineering the clamp, by the reason of the type of the part, machining the aperture in size ?13.5, and choosing the drill press for machining, consider all the conditions above and draft the optimal project, and then finish the engineer.
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 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1
2.1 毛坯的制造形式 1
2.2 基準(zhǔn)面的選擇 1
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 2
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 2
2.3 制訂工藝路線 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 4
2.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓 4
2.5.2 工序Ⅱ：粗車?65、?80、?75、?100外圓以及槽和倒角 5
2.5.3工序Ⅲ 鉆擴(kuò)?32mm及?43mm孔。Z3025搖臂鉆床 7
2.5.4 工序Ⅳ 鉆6×?13.5,2×M10-6H,4×M10-6H深孔深24 8
2.5.5 工序Ⅴ：精車?65mm的外圓及與?80mm相接的端面 10
2.5.6工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜?60H8( 0+0.046)mm孔 12
2.5.7 工序Ⅶ：銑?60mm孔底面 13
2.5.8 工序Ⅷ：磨?60mm孔底面 13
2.5.9工序Ⅸ： 鏜?60mm孔底溝槽 14
2.5.10 工序Ⅹ： 研磨?60mm孔底面 14
3指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 14
3.1 問(wèn)題的指出 14
3.2 夾具設(shè)計(jì) 14
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 14
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 14
3.3 定位誤差的分析 16
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 16
4.方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論 16
5. 本次課程設(shè)計(jì)體會(huì)與展望 16
參考資料 17
1 零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給定的零件是填料箱蓋，其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。
1.2 零件的工藝分析
填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：
1.以?65h5(-0.013 0)軸為中心的加工表面。
包括：尺寸為?65h5(-0.013 0)的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為?80的軸與?65h5(-0.013 0)相接的肩面, 尺寸為100f8(-0.090-0.036)與?65h5(-0.013 0)同軸度為0.025的面。尺寸為?60H8( 0+0.046)與?65h5(-0.013 0)同軸度為0.025的孔。
2.以?60H8( 0+0.046)孔為中心的加工表面.
尺寸為78與?60H8( 0+0.046)垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。
3. 以?60H8( 0+0.046)孔為中心均勻分布的12孔, 6×?13.5, 4×M10-6H深20，孔深24及2×M10-6H。
4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求
2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)。
2.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對(duì)于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：
1.當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于2mm的錐面來(lái)代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來(lái)保證定位精度。
2.采用錐堵或錐套心軸。
3.精加工外圓亦可用該外圓本身來(lái)定位，即安裝工件時(shí)，以支承軸頸本身找正。
2.3 制訂工藝路線
工藝路線確定如下：
工序Ⅰ 車削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車?65、?80、?75、?100、?91外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆?30孔、擴(kuò)?32孔，擴(kuò)?47孔。
工序Ⅳ 鉆6×?13.5孔,2×M10-6H,4×M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。
工序Ⅴ 精車?65外圓及與?80相接的端面。
工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜?60H8( 0+0.046)孔。
工序Ⅶ 銑?60孔底面。
工序Ⅷ 磨?60孔底面。
工序Ⅸ 鏜?60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 研磨?60孔底面。
工序Ⅺ 終檢。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“填料箱蓋”零件材料為HT200鋼，硬度為HBW190～241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。
根據(jù)上述材料及加工工藝，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如下：
1外圓表面(?65、?80、?75、?100、?91、?155）考慮到尺寸較多且相差不大，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為?84、?104、?160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除?65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為Ra6.3μm,只要粗車就可滿足加工要求。
2外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》表2.2-1,鑄件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向>100～160mm,故長(zhǎng)度方向偏差為±2.5mm.長(zhǎng)度方向的余量查表2.2-4,其余量值規(guī)定為3.0～3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。
3毛坯為實(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra為6.3,鉆孔再擴(kuò)孔即可滿足要求。
4內(nèi)孔?60H8( 0+0.046)。要求以外圓面?65h5(-0.013 0)定位，鑄出毛坯孔?59。
5 ?60H8( 0+0.046)孔底面加工。
按照《工藝手冊(cè)》表2.3-21及2.3-23
研磨余量 Z=0.010～0.014 取Z=0.010
磨削余量 Z=0.2～0.3 取Z=0.3
銑削余量 Z=3.0-0.3-0.01=2.69
6).底面溝槽.采用鏜削,經(jīng)過(guò)底面研磨后鏜可保證其精度。
Z=0.5
7) 6×?13.5孔及2×M10—6H孔、4×M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。
2.5 確定切削用量
2.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓
本工序采用計(jì)算法確定切削用量
加工條件：工件材料：HT200，鑄造。
加工要求：粗車?65、?155端面及?65、?80、?75、?100
?155外圓，表面粗糙度值為6.3。
機(jī)床：C620—1臥式車床。
刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mm×25mm,kr=90°,ro=15°計(jì)算切削用量：
1）粗車?65、?155兩端面
確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為3±1.25mm，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,ap=2mm計(jì)。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí)，取±0.04mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）表1.4,當(dāng)?shù)稐U16mm×25mm, ap≤2mm時(shí),以及工件直徑為?160時(shí)。
f=0.5～0.7mm/r
按C620—1車床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30）取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: 按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的
計(jì)算公式為：
Vc=CvTmapxvfyvkv(m/min)
cv=1.58,xv=0.15, yv=0.4,m=0.2。修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28,即
kmv=1.44, ksv=0.8, krv=1.04, kkrv=0.81, kBV=0.97
所以
Vc=1.58600.2×20.15×0.50.4×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
Vc=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000Vcπdω=1000×66.73.14×84
ns=253(r/min)
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2—8）與253(r/min)相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速
選取305r/min。實(shí)際切削速度 V=80m/min
2） 粗車?160端面
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
ns=1000Vcπdω=1000×66.73.14×160=133(r/min)
轉(zhuǎn)速選取150r/min。實(shí)際切削速度 V=75.4m/min
2.5.2 工序Ⅱ：粗車?65、?80、?75、?100外圓以及槽和倒角
1）切削深度:先?84車至?80以及?104車至?100。
進(jìn)給量: 見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.4
Vc=1.58600.2×20.15×0.50.4×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
Vc=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
ns=1000Vcπdω=1000×66.73.14×104=204(r/min)
按機(jī)床選取nω=230 r/min。所以實(shí)際切削速度
V=πdn1000
V=75.1m/min
檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力
Fc=CFcapxfcyfcVcnFckFc
CFC=900,xfc=1.0,yfc=0.75,nFc=-0.15
kMF=HB190nF=2001900.4=1.02
kkr=0.73
所以
Fc=900×1.5×0.50.75×66.7-0.15×1.02×0.73=598(N)
切削時(shí)消耗功率
Pc=FcVc6×104=598×66.76×104=0.665(kW)
由《切削手冊(cè)》表1.30中C630-1機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知, C630-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8kW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時(shí),主軸傳遞的最大功率為2.4kW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。
2）粗車?65外圓
實(shí)際切削速度
V=πdwnw1000=3.14×305×651000=62.3m/min
3) 車?75外圓
實(shí)際切削速度
V=πdwnw1000=3.14×305×751000=71.9m/min
4）粗車?100外圓
實(shí)際切削速度
V=πdwnw1000=3.14×305×1001000=95.78m/min
5）車槽7.5采用切槽刀，rR=0.2mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表27-8
取 f=0.25mm/r nw=305r/min
2.5.3工序Ⅲ 鉆擴(kuò)?32mm及?43mm孔。Z3025搖臂鉆床
1） 鉆孔?32mm
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
f=1.2～1.3 f鉆
v=12-13 v鉆
公式中f鉆、v鉆為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量，查《切削手冊(cè)》
得
f鉆=0.56mm/r（表2.7）
v鉆=19.25m/min（表2.13）
并令： f=1.35
f鉆=0.76mm/r
按機(jī)床取f=0.76mm/r
v=0.4v鉆=7.7m/min
ns=1000vπd=1000×7.73.14×32=76.6r/min
按照機(jī)床選取
nw=97r/min
所以實(shí)際切削速度：
v=πdwnw1000=3.14×32×971000=9.75m/min
2）鉆孔?47
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
f=1.2～1.3 f鉆
v=12-13 v鉆
公式中f鉆、v鉆為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量，查《切削手冊(cè)》
得 f鉆=0.56mm/r（表2.7）
v鉆=19.25m/min（表2.13）
并令： f=1.35
f鉆=0.76mm/r
按機(jī)床取f=0.76mm/r
v=0.4v鉆=7.7m/min
ns=1000vπd=1000×7.73.14×47=52.6r/min
按照機(jī)床選取
nw=97r/min
所以實(shí)際切削速度：
v=πdwnw1000=3.14×47×971000=14.31m/min
2.5.4 工序Ⅳ 鉆6×?13.5,2×M10-6H,4×M10-6H深孔深24
1） 鉆6×?13.5
f=0.35mm/r V=17mm/min
所以 n=1000vπd=1000×173.14×13.5=401r/min
按機(jī)床選?。? nw=400r/min
所以實(shí)際切削速度為：
v=πdwnw1000=3.14×13.5×4001000=16.95m/min
2） 鉆2×M10-6H底孔?8.5
f=0.35mm/r v=13m/min
所以n=1000vπd=1000×133.14×8.5=487r/min
按機(jī)床選取 nw=500r/min
實(shí)際切削速度
v=πdwnw1000=3.14×8.5×5001000=13.35m/min
3） 4×M10-6H深20,孔深24,底孔?8.5
f=0.35mm/r v=13m/min
所以 n=1000vπd=1000×133.14×8.5=487r/min
按機(jī)床選取 nw=500r/min
實(shí)際切削速度
v=πdwnw1000=3.14×8.5×5001000=13.35m/min
4）攻螺紋孔2×M10-6H
r=0.2m/s=12m/min
所以 nw=382r/min
按機(jī)床選取
nw=382r/min
則實(shí)際切削速度
v=πdwnw1000=3.14×10×3151000=9.9m/min
5）攻螺紋4-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以
nw=382r/min
按機(jī)床選取
nw=315r/min
則實(shí)際切削速度
v=πdwnw1000=3.14×10×3151000=9.9m/min
2.5.5 工序Ⅴ：精車?65mm的外圓及與?80mm相接的端面
車床：C620-1
1） 精車端面
Z=0.4mm
ap=0.2mm
f=0.1mm/r
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=90min）
Vc=CvTmapxvfyvkv(m/min)
式中cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.15，修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28
所以
Vc=CvTmapxvfyvkv=158600.15×0.20.15×0.10.4×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97=257m/min
n=1000vπdw=1000×2573.14×80=1023r/min
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-8）選擇1200r/min
所以實(shí)際切削速度
v=1200×3.14×801000=301m/min
2）精車?65外圓
2Z=0.3
f=0.1mm/r
Vc=CvTmapxvfyvkv
式中cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.15修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28
所以
Vc=CvTmapxvfyvkv=158600.15×0.20.15×0.10.4×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97=257m/min
nw=1200r/min
所以實(shí)際切削速度
v=1200×3.14×651000=245m/min
3）精車外圓?100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
vc=257m/min
取nw=1200r/min
實(shí)際切削速度
v=1200×3.14×1001000=376m/min
2.5.6工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜?60H8( 0+0.046)mm孔
1） 粗鏜孔至?59.5mm
2Z=4.5mm
則
Z=2.25mm
nw=1000vπdw=1000×353.14×60=185r/min
查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無(wú)級(jí)調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
2） 精鏜孔至?59.9mm
2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
nw=1000vπdw=1000×803.14×60=425r/min
3） 細(xì)鏜孔至?60H8(0+0.046)mm
由于細(xì)鏜與精鏜孔時(shí)共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精樘相同。
ap=0.05mm
f=0.1mm/r
nw=425r/min
v=80m/min
2.5.7 工序Ⅶ：銑?60mm孔底面
銑床：X63系列
銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)，確定v=15m/min
aw=7mm
ns=1000vπdw=1000×153.14×10=477.7r/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-39）
取nw=475r/min
故實(shí)際切削速度為：
v=πdwnw1000=3.14×10×4751000=14.9m/min
當(dāng)nw=475r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
fm=fzznw=0.08×4×475=150mm/min
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，剛好有fm=150mm/min，故直接選用該值。
倒角1×45°采用90°锪鉆
2.5.8 工序Ⅷ：磨?60mm孔底面
1）．選擇磨床：
選用MD1158（內(nèi)圓磨床）
2）選擇砂輪：
見(jiàn)《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，
結(jié)果為：A36KV6P 20×6×8mm
3）．切削用量的選擇：
砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=1500r/min， v砂=27.5m/s
軸向進(jìn)給量 fa=3mm
徑向進(jìn)給量 fr=0.015mm
2.5.9工序Ⅸ： 鏜?60mm孔底溝槽
內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm,d=2mm
2.5.10 工序Ⅹ： 研磨?60mm孔底面
采用手工研具進(jìn)行手工研磨：Z=0.01mm
3指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)?13.5鉆孔的鉆床專用夾具。
本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。
3.1 問(wèn)題的指出
本夾具主要用來(lái)鉆?13.5孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2 夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，12孔中，6×?13.5在圓周上均勻分布, 2×M10-6H,4×M10-6H也為對(duì)稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對(duì)稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以?65外圓面作為定位基準(zhǔn)。
為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對(duì)12孔進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為?13.5。
則軸向力：見(jiàn)《工藝師手冊(cè)》表28.4
F=CFd0ZFfyFkF
式中： CF=420,ZF=1.0,yF=0.8,f=0.35
kF=HB190nF=2001901.3=1.07
F=420×13.51.0×0.350.8×1.07=2123(N)
轉(zhuǎn)矩
T=CTd0ZTfyTkT
式中:CT=0.206,ZT=2.0,yT=0.8
T=0.206×13.52.0×0.350.8×1.07=17.34(N?M)
功率 Pm=TV30d0=17.34×16.9530×13.5=0.726kW
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中：
K1—基本安全系數(shù)，1.5;
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K3—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K4—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則：
F'=KF=1.5×1.1×1.1×1.1×2123=4239(N)
氣缸選用?100mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.6MPa,夾緊拉桿D=?25mm。
N=π(1002-252)4=4416N,N>F
鉆削T=17.34 N?M
切向方向所受力:
F1=TL=17.3465×10-3=267N
取f=0.1
Ff=4416×0.1=441.6
Ff>F'
所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
3.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為0-0.03，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢(shì)必要增大氣缸直徑，而這將使整個(gè)夾具過(guò)于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè)：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5MPa增至0.6MPa）以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。
鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見(jiàn)附圖3及附圖4。
4.方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論
本夾具加工過(guò)程穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)方面也大大減少了開(kāi)支,生產(chǎn)效率也提高了很多，因此本方案適合大批量生產(chǎn)。
5. 本次課程設(shè)計(jì)體會(huì)與展望
本次課程設(shè)計(jì)是我們?cè)诮Y(jié)束所有專業(yè)課程以后的一次綜合性設(shè)計(jì)，它不僅測(cè)試了我們所學(xué)的知識(shí)是否扎實(shí)，而且還為我們接下來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了鋪墊。
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我所學(xué)的知識(shí)得到了鞏固，充分發(fā)揮了我們個(gè)人的潛力。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然遇到過(guò)很多的困難，但是我們經(jīng)過(guò)小組討論以及老師的細(xì)心教導(dǎo)，使我們一次次地突破困難，最終圓滿的完成了設(shè)計(jì)。
對(duì)于接下來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)橛辛诉@次積累的經(jīng)驗(yàn)，我相信我一定可以圓滿地完成。
參考資料
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