插入耳环机械加工工艺及钻φ5孔夹具设计

插入耳环机械加工工艺及钻φ5孔夹具设计,插入,耳环,机械,加工,工艺,夹具,设计 机械制造工艺学课程设计 课 程 设 计 题 目 插入耳环工艺及夹具设计 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号 指导老师 完成日期 27 目 录 第一章 零件分析 1 一、零件的功用分析 1 二、零件的工艺分析 1 第二章 机械加工工艺规程制定 1 一、选择毛坯种类并确定制造方法 1 二、基面的选择 1 （一）粗基准的选择 2 （二）精基准的选择 2 三、选择加工方法 2 （一）平面的加工 2 （二）孔的加工 2 （三）外圆与退刀槽、攻螺纹 2 （四）槽加工 2 四、制定工艺路线 2 五、确定加工余量及毛坯尺寸 3 （一） 确定加工余量 3 （二） 确定毛坯基本尺寸 4 （三） 确定毛坯尺寸公差 4 （四） 绘制毛坯简图 4 六、工序设计 5 （一）选择加工设备与工艺装备 5 （二）确定工序尺寸 6 七、确定切削用量和基本时间 6 （一）工序05（粗铣两边面D、E）切削用量及基本时间的确定 7 （二） 工序15（粗车Φ35外圆）切削用量及基本时间的确定 8 （三） 工序20、25（粗车Φ27外圆、倒角C2、锥面及切退刀槽）切削用量及基本时间的确定 10 （四）工序35、40(钻及扩Φ32mm孔) 切削用量及基本时间的确定 12 （五） 工序45（半精车Φ35外圆）切削用量及基本时间的确定 15 （六） 工序50（精车Φ35外圆）切削用量及基本时间的确定 17 （七） 工序60（车削螺纹）切削用量及基本时间的确定 19 （八）工序70（粗铣键槽）切削用量及基本时间的确定 21 （九）工序75（精铣键槽）切削用量及基本时间的确定 23 八 夹具设计 24 参考文献 25 第一章 零件分析 一、零件的功用分析 题目所给的零件是插入耳环，其作用是用来固定晾衣架的上端，当然插入耳环的作用还有很多，主要起固定功能。 二、零件的工艺分析 如图1-1可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、内孔、键槽等。其中，表面粗糙度要求最低的是表面D、E，粗糙度为Ra50，粗糙度要求最高的是外圆Φ35，表面粗糙度为Ra1.6。该外圆也是插入耳环的主要设计基准。 从工艺上看，键槽对Φ35轴线的对称度公差为0.1，孔Φ32轴线对Φ35轴线的垂直度公差为0.5/50，可以通过使用专用机床夹具来保证。Φ35的公差等级为IT7级，表面粗糙度为Ra1.6，可以通过精车来保证。表面D、E精度要去不高可以通过粗铣来完成，Φ32孔的内孔粗糙度为Ra6.5可以通过钻床，然后再扩钻，可达到精度。C面通过粗铣就可以达到要求。A面也通过粗铣。 对插入耳环零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。 C面 A面 D面，对立面为E面 图1-1 第二章 机械加工工艺规程制定 一、选择毛坯种类并确定制造方法 按设计任务书，插入耳环成大批大量生产。 由该零件的功用和原始零件图可知，该零件材料为45钢，屈服强度为600MPA，该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近，Φ35轴的单边余量2.5mm，两边余量5.0mm，所以毛坯尺寸Φ40，在轴向方向3mm，所以毛坯轴向长度为150mm，所以用150×79×41的毛坯，确定加工余量及毛坯尺寸。 二、基面的选择 定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。正确合理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类、提高生产率。 （一）粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。Φ35mm轴为重要表面，加工时要求余量小而均匀，尽量通过粗基准，加工出一个精基准面，因此应选择该Φ35mm轴线为粗基准。 （二）精基准的选择 精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。插入耳环是带有孔的零件。Φ32mm孔是精度要求最高的高的孔，俄日避免由于基准不重合而产生误差，保证加工精度，应选Φ32mm孔为精基准，即遵循“基准重合”的原则。还由于零件的要求是Φ35mm轴和Φ32mm孔在垂直度上有较高的精度要求，因此选择Φ32mm孔作为精基准，这样就保证精度要求最高的Φ35mm轴的加工精度，减少加工误差。在插入耳环的加工过程中，该孔还可以作为大部分工序的定位基准，加工其他次要表面，体现了“基准统一”的选择原则。 三、选择加工方法 （一）平面的加工 平面加工的方法很多，有车、刨、铣、磨、拉等。对于本零件由于表面D、E粗糙度为Ra50，通过粗铣就可以达到。而对于C面粗糙度为Ra6.3通过粗铣也可以达到。而表面A的粗糙度要求为Ra12.5，由表5-11，根据GB/T 1804-2000规定，选用中等级（m），相当于IT13级，故可考虑粗车或粗端铣，根据零件的结构特点，选用端铣加工方式。 （二）孔的加工 孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。Φ32孔内壁粗糙度为Ra6.3，采以就用钻-扩方式进行加工，钻孔后扩孔就可以达到这个精度要求，满足安装配合E9。Φ5的销孔，直接用枪孔钻就可以加工出来。 （三）外圆与退刀槽、攻螺纹 外圆Φ35的加工在本零件中最重要部分。由于外圆的公差等级为IT7级，表面粗糙度Ra1.6，所以采用粗车-半精车-精车。而对于外圆Φ27，表面要进行攻螺纹，所以进行粗车就可以了。在粗车过后再用螺纹车刀进行攻螺纹。退刀槽可以用切断刀车出。 （四）槽加工 对槽的加工，槽的要求为Ra3.2，进过粗铣-精铣就可以达到。 四、制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。故采用如下加工工艺： 工序5：粗铣二边表面D、E 定位基准：外圆Φ35 工序10：粗铣C面 定位基准：底面D面以及E面。 工序15：粗车外圆Φ35 定位基准：底面D面以及E面。 工序20：粗车外圆Φ27（工步1）、倒角C1（工步2）及车退刀槽Φ24 定位基准：底面D面以及E面。 工序25：进行热处理调质 工序30：钻Φ32的孔 定位基准：外圆Φ35以及R25外圆面。 工序35：扩Φ32的孔 定位基准：外圆Φ35以及R25外圆面。 工序40：半精车外圆Φ35 定位基准：Φ32的孔及两边表面D、E。 工序45：精车Φ35 定位基准：Φ32的孔及两边表面D、E。 工序50：车锥面，倒角C2 定位基准：Φ32的孔及两边表面D、E。 工序55：攻螺纹M27×1.5-6h 定位基准：Φ32的孔及两边表面D、E。 工序60：钻Φ5的销孔 定位基准：Φ32的孔及两边表面D、E。 工序65：粗铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工。 工序70：精铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工 工序75：铣A面 定位基准：Φ32的孔及两边表面D、E。 五、确定加工余量及毛坯尺寸 （一） 确定加工余量 插入耳环的材料为45钢，屈服强度600MPa，采用砂型机器造型，且为批量生产。由表5-2知，铸钢件采用砂型机器造型时，铸件的尺寸公差为CT8-CT12级，此处选为CT9级。由表5-3选择加工余量为H级，根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸由表5-4可查得个加工表面余量如下表： 表1-1 加工表面 单边余量/mm 双边余量/mm 备注 两边面D、E面 3 6 粗铣一次完成 φ35外圆 3 6 基本尺寸为81mm φ32孔E9 3 6 先用钻头钻孔至Φ31，再扩至Φ32。基本尺寸为孔深尺寸36mm。 铣键槽 3 无 基本尺寸为Φ25 M27x1.5-6h的螺纹 7 14 主要由φ35外圆的毛坯尺寸决定 轴向长度84尺寸 3 无 车锥面、粗车Φ27端面、粗车Φ35端面共同决定 （二） 确定毛坯基本尺寸 加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取得相应加工余量即可，所得毛坯尺寸如表3-2所示： 表3-2 零件尺寸/mm 加工余量/mm 毛坯尺寸/mm 36 6 42 Φ35 6 Φ41 81 3 84 （三） 确定毛坯尺寸公差 由表5-1，选用CT7级查的各铸件加工尺寸公差如表3-3所示： 表3-3 毛坯尺寸/mm 公差/mm 标注 结果 42 1.8 ±0.9 42±0.9 41 1.8 ±0.9 41±0.9 84 2.2 ±1.1 84±1.1 （四） 绘制毛坯简图 根据以上内容及砂型铸件的有关标准与规定，绘制毛坯简图，如图3-1： 如图3-1 毛坯简图 六、工序设计 （一）选择加工设备与工艺装备 1.选择加工设备 选择加工设备即选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场设备情况。若零件加工余量较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。根据以上内容和考虑零件经济度与零件表面设计相适应，又本零件的加工余量和硬度不是很大，故选定各工序机床如下： （1）工序05：XA5032立式升降台铣床，主要技术参数见表5-13。 （2）工序10、65、70、75、80：X6132万能铣床。 （3）工序15、20、25、45、50、55、60：选择CA6140车床 （4）工序35、40：选用Z3025摇臂钻床。 2.选择夹具 对于成批生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高效率的前提下，亦可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中所有工序均采用了专用机床夹具，专门设、制造。 3.选择刀具 根据加工工艺需要刀具的选择情况如下： （1）工序05 二边表面D、E 高速钢镶齿套式面铣刀 （2）工序35 钻Φ32 高速钢锥柄麻花钻 （3）工序15、45、50 YT类硬质合金 （4）工序 70、75铣键槽 高速钢镶齿套式面铣刀 在刀具选择过程中尽量选择通用刀具。在中批生产中，不排除在某些工序中使用专用刀具，但专用刀具需要专门定做，详细的内容可参阅《金属切削刀具》等教材及相关资料。 4.选择量具 选择量具的原则是根据被测对象的要求，在满足测量精度的前提下，尽量选用操作方便、测量效率搞的量具。量具由通用量具和各种专业量具，其种类的选择主要应考虑被测尺寸的性质，如内径、外径、深度、角度、几何形状等以及被测工件的特点，如工件的形状、大小、精度、生产类型等。本零件属于成批生产，一般采用通用量具。选择量具的方法有两种：一种按计量器具的不确定度选择。一般根据被测对象的公差带宽度先查得相应的安全裕度A和计量器具的不确定度允许值(),然后在量具手册中选择一种不确定度等于或小于U1的量具；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。 下面以精车Φ35为例选择量具。外圆Φ35的尺寸公差T=0.025，选择刻度值为0.001mm的千分尺。 （二）确定工序尺寸 确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需粗加工工序就能保证设计要求，将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标注也按设计规定。当加工表面精度较高时，往往要经过数道工序才能达到要求。 工序的尺寸的确定采用的是由后往前推算的方法，由加工表面的最后工序即设计尺寸开始，逐次加上每道加工工序余量，分别得到各工序基本尺寸。各个工序加工余量可查手册得到，工序尺寸的公差带宽度按经济精度确定，上下偏差按“入体”原则标注，最后一道工序的公差应按设计要求标注。 下面确定各工序的工序尺寸、余量及确定公差。 （1）Φ35的外圆表面： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精车 0.5 Φ35 IT7 Ra1.6 半精车 1.5 Φ35.5 IT9 Ra6.3 粗车 4 Φ37 IT11 Ra12.5 毛坯 Φ41 （2）加工M27x1.5-6h的螺纹： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 攻螺纹 M27x1.5-6h 粗车 14 Φ27 IT11 Ra12.5 （3） Φ32E9的孔： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 扩 1 32 IT10 R6.3 钻 30 30 IT11 R12.5 （4）铣键槽 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精铣 0.5 8 IT8 Ra3.2 半精铣 1.5 7.5 IT11 Ra6.3 粗铣 5 5 （5）轴向长度84尺寸： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 车锥面 1 84 IT8 Ra6.3 粗车Φ27端面 1 85 IT11 Ra12.5 粗车Φ35端面 1 86 IT11 Ra12.5 毛坯 87 七、确定切削用量和基本时间 切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量，确定方法是先确定背吃刀量，再进给量，最后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求不一样。粗加工时，应尽量保证较高的金属切削率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具耐用度要求，确定适合的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要去，故一般选用较小的背吃刀量和进给量，而尽可能选用较高的切削速度。 （一）工序05（粗铣两边面D、E）切削用量及基本时间的确定 1.切削用量 本道工序是粗铣端面，已知加工材料为45钢，机床选用XA5032立式铣床，选用刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=125mm,孔径D=40mm，宽L=40mm，齿数z=14.根据表5-26确定铣刀角度，选择前角Υ=20°，后角α=12°，主偏角k=60°，螺旋角β=10°，已知铣削宽度为63mm，铣削背吃刀量为ap=6mm。 （1）确定每齿进给量 根据表5-13知XA5032型立式铣床的主电机功率为7.5kw,查表5-27知当工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时，其每齿进给量。由于本工序被吃刀量和铣削宽度较小，故选择最大的每齿进给量。 （2）选择铣刀磨钝标准和耐用时度 根据表5-28，用高速钢镶齿端铣刀粗加工铸剑时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2.0mm，查表5-29知铣刀直径d=80mm时，经插值的端铣刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝的标准所经历的总切削时间。 （3）确定切削速度和工作台每分钟进给量 查表5-30知，高速钢铣刀铣削速度为，则所需铣床主轴转速范围是 根据XA5032机床的标准主轴转速，由表5-13选取n=60r/min,则实际铣削速度为 工作台每分钟进给量为 根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取，则实际每齿进给量为 （4）校验机床功率 由表5-31和表5-32知，铣削力和铣削功率计算公式如下： 式中。所以，铣削梨为 XA5023铣床主电机功率为7.5kW。故选用切削用量合适。最后的切削用量为 2.基本时间 根据表5-33知，的端铣刀对铣削的基本时间为 式中， —工件铣削部分长度，单位为mm； —切入行程长度，单位为mm，； —切出行程长度，单位mm； —工作台每分钟进给量，单位为mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程长度。所以，基本时间为 （二） 工序15（粗车Φ35外圆）切削用量及基本时间的确定 本工序为粗车外圆，机床采用最常用的CA6140卧式车床，采用YT15硬质合金刀具，根据加工条件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具参数为主偏角、前角、刃倾角、刀尖圆弧半径车刀加工。由表5-39知，选用杆部直径为20mm的圆形车刀。由表5-40知，车刀合理耐用度为。 1.确定粗车Φ35外圆切削用量 （1）确定背吃刀量 由前述可知粗车时双边加工余量为4mm，,粗车后外圆直径为，故单边余量为2mm，即。 （2）确定进给量 对于粗加工，根据表5-42，按照CA6140机床的进给量值，以及参考《金属加工工艺及工装设计》第95页表4-53可知，当加工45钢时，车刀刀杆尺寸B×H为20×30，背吃刀量a =2.0mm，则进给量f=0.4~0.5mm/r，因此选取。 （3）确定切削速度 根据表5-43的计算公式确定切削速度 式中，，因本例的加工条件与该公式应用条件不完全相同，故需根据表5-32对车削速度进行修正：根据刀具耐用度T=60min，得修正系数为；根据工件材料，得修正系数为；根据毛坯表面状态得修正系数为，刀具材料为YT15，得修正系数；主偏角，经插值得修正系数。所以 查表5-44，以及参考《金属加工工艺及工装设计》第98页表4-58外圆切削速度参考值可知，V =1.5~1.83m/s，则所需车床主轴转速范围n= =709~874.2r/min，根据CA6140机床上的主轴转速选择，则实际切削速度为 （4）检验机床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率计算公式如下： 式中，，，由表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数，与工件材料有关的修正系数，与主偏角相关的修正系数；与前角有关的修正系数。因此总的修正系数为 所以，切削力为 切削功率为 根据表5-46知：CA6140机床主电机功率，因，故上述切削用量可用，最后所确定的切削用量为 ； 。 2. 基本时间 由表5-47得外圆的基本时间为 式中，——切削加工长度，单位为mm； ——刀具切人长度，单位为mm，； ——刀具切入长度，单位为mm，； ——单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm； ——进给次数。 已知，，，，，，。所以，基本时间为 （三） 工序20、25（粗车Φ27外圆、倒角C2、锥面及切退刀槽）切削用量及基本时间的确定 本工序为粗车外圆，机床采用最常用的CA6140卧式车床，采用YT15硬质合金刀具，根据加工条件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具参数为主偏角、前角、刃倾角、刀尖圆弧半径车刀加工。由表5-39知，选用杆部直径为20mm的圆形车刀。由表5-40知，车刀合理耐用度为。 1.确定粗车Φ27外圆切削用量 （1）确定背吃刀量 由前述可知粗车时双边加工余量为8mm，,粗车后外圆直径为，故单边余量为4mm，即。 （2）确定进给量 对于粗加工，根据表5-42，按照CA6140机床的进给量值，以及参考《金属加工工艺及工装设计》第95页表4-53可知，当加工45钢时，车刀刀杆尺寸B×H为20×30，背吃刀量a =4.0mm，则进给量f=0.4~0.5mm/r，因此选取。 （3）确定切削速度 根据表5-43的计算公式确定切削速度 式中，，因本例的加工条件与该公式应用条件不完全相同，故需根据表5-32对镗削速度进行修正：根据刀具耐用度T=60min，得修正系数为；根据工件材料，得修正系数为；根据毛坯表面状态得修正系数为，刀具材料为YT15，得修正系数；主偏角，经插值得修正系数。所以 查表5-44，以及参考《金属加工工艺及工装设计》第98页表4-58外圆切削速度参考值可知，V =1.5~1.83m/s，则所需车床主轴转速范围n= =709~874.2r/min，根据CA6140机床上的主轴转速选择，则实际切削速度为 （4）检验机床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率计算公式如下： 式中，，，由表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数，与工件材料有关的修正系数，与主偏角相关的修正系数；与前角有关的修正系数。因此总的修正系数为 所以，切削力为 切削功率为 根据表5-46知：CA6140机床主电机功率，因，故上述切削用量可用，最后所确定的切削用量为 ； 。 2. 基本时间 由表5-47得外圆的基本时间为 式中，——切削加工长度，单位为mm； ——刀具切人长度，单位为mm，； ——刀具切入长度，单位为mm，； ——单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm； ——进给次数。 已知，，，，，，。所以，基本时间为 （四）工序35、40(钻及扩Φ32mm孔) 切削用量及基本时间的确定 本工序为钻及扩Φ32mm的孔，所选用机床为Z3025摇臂钻床。根据表5-19知选取d=30mm,l=294mm,莫氏圆锥号为3号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据表5-48选择的麻花钻参数由表5-49知，当时，选择钻头后刀面磨损极限值为0.9mm，耐用度T=50min。 1.切削用量 （1） 确定背吃刀梁钻孔时，，故可取=15mm。 （2）确定进给量按照加工要求决定进给量。钻头直径，工件材料为45钢时，根据表5-50，钻头进给范围mm/r.根据表5-51，选取。因为孔的深度与孔的直径相差不多，故无需修正系数来修正。 （3）确定切削速度v 根据表5-52的计算公式 式中，。因本例的加工的条件与该公式应用条件不完全相同，故对切削速度进行修正，由表5-53得：根据刀具耐磨度T=50min，得修正系数k;工件材料=600MPa，得修正系数为；刀具材料为高速钢，得修正系数；钻头为标准刃磨形状，得修正系数。所以 根据Z3025机床标准主轴转速，由表5-54选取n=125m/min,实际转速为： （4）校验机床功率 由表5-55，查的转矩T和切削功率计算公式如下： 式中，，由表5-56得：与加工材料有关的修正系数45钢的修整系数为；与刃磨形状有关的修正系数；与刀具磨钝有关的修正系数。因此总的修正系数为 所以钻孔时的转矩为 切削功率为 由表5-14知，Z3025机床主轴的最大转矩 ，主电机功率。由于 ，故选用的切削用量可以用。最后确定的切削用量为 =15mm 2.基本时间 由表5-57的钻孔的基本时间为 式中，—共建切削部分长度，单位为mm； —切入量，单位mm，； —超入量，单位mm, : 已知=36mm, ==10.73mm 所以，加工3个空所用基本时间为 =3=3 （五） 工序45（半精车Φ35外圆）切削用量及基本时间的确定 本工序为半精车外圆，机床采用最常用的CA6140卧式车床，采用YT15硬质合金刀具，根据加工条件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具参数为主偏角、前角、刃倾角、刀尖圆弧半径车刀加工。由表5-39知，选用杆部直径为20mm的圆形车刀。由表5-40知，车刀合理耐用度为。 1.确定粗车Φ35外圆切削用量 （1）确定背吃刀量 由前述可知粗车时双边加工余量为1.5mm，,半精车后外圆直径为，故单边余量为0.75mm，即。 （2）确定进给量 对于半精加工，根据表5-42，按照CA6140机床的进给量值，以及参考《金属加工工艺及工装设计》第95页表4-53可知，当加工45钢时，车刀刀杆尺寸B×H为20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此选取。 （3）确定切削速度 根据表5-43的计算公式确定切削速度 式中，，因本例的加工条件与该公式应用条件不完全相同，故需根据表5-32对车削速度进行修正：根据刀具耐用度T=60min，得修正系数为；根据工件材料，得修正系数为；根据毛坯表面状态得修正系数为，刀具材料为YT15，得修正系数；主偏角，经插值得修正系数。所以 查表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择，则实际切削速度为 （4）检验机床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率计算公式如下： 式中，，，由表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数，与工件材料有关的修正系数，与主偏角相关的修正系数；与前角有关的修正系数。因此总的修正系数为 所以，切削力为 切削功率为 根据表5-46知：CA6140机床主电机功率，因，故上述切削用量可用，最后所确定的切削用量为 ； 。 2. 基本时间 由表5-47得外圆的基本时间为 式中，——切削加工长度，单位为mm； ——刀具切人长度，单位为mm，； ——刀具切入长度，单位为mm，； ——单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm； ——进给次数。 已知，，，，，，。所以，基本时间为 （六） 工序50（精车Φ35外圆）切削用量及基本时间的确定 本工序为精车外圆，机床采用最常用的CA6140卧式车床，采用YT15硬质合金刀具，根据加工条件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具参数为主偏角、前角、刃倾角、刀尖圆弧半径车刀加工。由表5-39知，选用杆部直径为20mm的圆形车刀。由表5-40知，车刀合理耐用度为。 1.确定精车Φ35外圆切削用量 （1）确定背吃刀量 由前述可知粗车时双边加工余量为0.5mm，精车后外圆直径为，故单边余量为0.25mm，即。 （2）确定进给量 对于精加工，根据表5-42，按照CA6140机床的进给量值，以及参考《金属加工工艺及工装设计》第95页表4-53可知，当加工45钢时，车刀刀杆尺寸B×H为20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此选取。 （3）确定切削速度 根据表5-43的计算公式确定切削速度 式中，，因本例的加工条件与该公式应用条件不完全相同，故需根据表5-32对车削速度进行修正：根据刀具耐用度T=60min，得修正系数为；根据工件材料，得修正系数为；根据毛坯表面状态得修正系数为，刀具材料为YT15，得修正系数；主偏角，经插值得修正系数。所以 查表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择，则实际切削速度为 （4）检验机床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率计算公式如下： 式中，，，由表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数，与工件材料有关的修正系数，与主偏角相关的修正系数；与前角有关的修正系数。因此总的修正系数为 所以，切削力为 切削功率为 根据表5-46知：CA6140机床主电机功率，因，故上述切削用量可用，最后所确定的切削用量为 ； 。 2. 基本时间 由表5-47得外圆的基本时间为 式中，——切削加工长度，单位为mm； ——刀具切人长度，单位为mm，； ——刀具切入长度，单位为mm，； ——单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm； ——进给次数。 已知，，，，，，。所以，基本时间为 （七） 工序60（车削螺纹）切削用量及基本时间的确定 本工序为车削外圆，机床采用最常用的CA6140卧式车床，采用YT15硬质合金刀具，根据加工条件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具参数为主偏角、前角、刃倾角、刀尖圆弧半径车刀加工。由表5-39知，选用杆部直径为20mm的圆形刀。由表5-40知，车刀合理耐用度为。 1.确定外圆切削用量 （1）确定背吃刀量 由前述可知车削时双边加工余量为1.5mm，,车削螺纹后外圆直径为，故单边余量为0.75mm，即。 （2）确定进给量 对于粗加工，根据表5-42，按照CA6140机床的进给量值，以及参考《金属加工工艺及工装设计》第95页表4-53可知，当加工45钢时，车刀刀杆尺寸B×H为20×30，背吃刀量a =0.75mm，因此选取。 （3）确定切削速度 根据表5-43的计算公式确定切削速度 式中，，因本例的加工条件与该公式应用条件不完全相同，故需根据表5-32对车削速度进行修正：根据刀具耐用度T=60min，得修正系数为；根据工件材料，得修正系数为；根据毛坯表面状态得修正系数为，刀具材料为高速钢，得修正系数；主偏角，经插值得修正系数。所以 查表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择，则实际切削速度为 （4）检验机床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率计算公式如下： 式中，，，由表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数，与工件材料有关的修正系数，与主偏角相关的修正系数；与前角有关的修正系数。因此总的修正系数为 所以，切削力为 切削功率为 根据表5-46知：CA6140机床主电机功率，因，故上述切削用量可用，最后所确定的切削用量为 ； 。 2. 基本时间 由表5-47得外圆的基本时间为 式中，——切削加工长度，单位为mm； ——刀具切人长度，单位为mm，； ——刀具切入长度，单位为mm，； ——单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm； ——进给次数。 已知，，，，，，。所以，基本时间为 （八）工序70（粗铣键槽）切削用量及基本时间的确定 1.切削用量 本道工序是粗铣端面，已知加工材料为45钢，机床选用X6132万能铣床，选用刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=80mm,孔径D=27mm，宽L=36mm，齿数z=10.根据表5-26确定铣刀角度，选择前角。已知铣削宽度为8mm，铣削背吃刀量为ap=2.5mm。 （1）确定每齿进给量 根据表5-13知X6132万能铣床的主电机功率为7.5kw,查表5-27知当工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时，其每齿进给量。由于本工序被吃刀量和铣削宽度较小，故选择最大的每齿进给量。 （2）选择铣刀磨钝标准和耐用时度 根据表5-28，用高速钢镶齿端铣刀粗加工铸剑时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2.0mm，查表5-29知铣刀直径d=80mm时，经插值的端铣刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝的标准所经历的总切削时间。 （3）确定切削速度和工作台每分钟进给量 查表5-30知，高速钢铣刀铣削速度为，则所需铣床主轴转速范围是 根据X6132万能铣床的标准主轴转速，由表5-13选取n=75r/min,则实际铣削速度为 工作台每分钟进给量为 根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取，则实际每齿进给量为 （4）校验机床功率 由表5-31和表5-32知，铣削力和铣削功率计算公式如下： 式中。所以，铣削梨为 XA5023铣床主电机功率为7.5kW。故选用切削用量合适。最后的切削用量为 2.基本时间 根据表5-33知，的端铣刀对铣削的基本时间为 式中， —工件铣削部分长度，单位为mm； —切入行程长度，单位为mm，； —切出行程长度，单位mm； —工作台每分钟进给量，单位为mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程长度。所以，基本时间为 （九）工序75（精铣键槽）切削用量及基本时间的确定 1.切削用量 本道工序为精铣键槽，已知加工材料为45钢，机床选用X6132万能铣床，选用刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=80mm,孔径D=27mm，宽L=36mm，齿数z=10.根据表5-26确定铣刀角度，选择前角。已知铣削宽度为8mm，铣削背吃刀量为ap=0.5mm。 （1）确定每齿进给量 根据表5-13知X6132万能铣床的主电机功率为7.5kw,查表5-27知当工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时，其每齿进给量。由于本工序被吃刀量和铣削宽度较小，故选择最大的每齿进给量。 （2）选择铣刀磨钝标准和耐用时度 根据表5-28，用高速钢镶齿端铣刀粗加工铸剑时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2.0mm，查表5-29知铣刀直径d=80mm时，经插值的端铣刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝的标准所经历的总切削时间。 （3）确定切削速度和工作台每分钟进给量 查表5-30知，高速钢铣刀铣削速度为，则所需铣床主轴转速范围是 根据X6132万能铣床的标准主轴转速，由表5-13选取n=75r/min,则实际铣削速度为 工作台每分钟进给量为 根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取，则实际每齿进给量为 （4）校验机床功率 由表5-31和表5-32知，铣削力和铣削功率计算公式如下： 式中。所以，铣削梨为 XA5023铣床主电机功率为7.5kW。故选用切削用量合适。最后的切削用量为 2.基本时间 根据表5-33知，的端铣刀对铣削的基本时间为 式中， —工件铣削部分长度，单位为mm； —切入行程长度，单位为mm，； —切出行程长度，单位mm； —工作台每分钟进给量，单位为mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程长度。所以，基本时间为 八 夹具设计 本夹具是用32孔和27.5外圆定位，定位原件是V型块和定位轴，用直压板压紧，钻模座铰链形式，加紧工件后将钻模座旋转到指定位置，用圆压块压紧，开始钻孔。钻套采用可换钻套，方便在钻套磨损候更换 夹具装配图如下: 参考文献 [1] 王先逵主编，《机械制造工艺学》，第二版，北京：机械工业出版社，2006 [2] 王栋主编，《机械制造工艺学课程设计指导书》，北京：机械工业出版社，2010 [3] 成大先主编，《机械设计手册》，第五版，北京：化工工业出版社，2007 [4] 王兰美主编，《画法几何及工程制图》，北京：机械工业出版社，2002 [5] 王先逵，《机械制造工艺学手册》，第二版，北京：机械工业出版社，2007