连接座零件机械加工工艺规程及车削右端面夹具设计【车削右端面】

连接座零件机械加工工艺规程及车削右端面夹具设计【车削右端面】,车削右端面,连接,零件,机械,加工,工艺,规程,车削,端面,夹具,设计 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 设计者： 产品名称 连接座 零（部）件名称 连接座 共 7 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加 80 车 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 内三爪卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工 步 工 时 1 半精车端面，粗糙度值为，尺寸保持成 游标卡尺、端面车刀 123 63 0.7 1.5 1 机动 辅助 2 半精车外圆至 游标卡尺、YG6硬质合金可转位车刀 123 63 0.7 1.5 1 3 半精车孔至 游标卡尺、内孔车刀 123 63 0.7 0.5 1 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 设计者： 产品名称 连接座 零（部）件名称 连接座 共 7 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加 90 镗 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 内三爪卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工 步 工 时 1 精镗成 内孔车刀 325 3.6 0.25 27 1 机动 辅助 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 设计者： 产品名称 连接座 零（部）件名称 连接座 共 7 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加 100 钻 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工 步 工 时 1 钻孔 麻花钻 150 11.8 0.6 5 1 辅助 2 钻孔 短柄麻花钻 120 1.6 0.3 8 1 3 钻螺纹底孔 麻花钻 800 15 0.1 12 1 4 攻螺纹 丝锥M5 272 7.38 0.2 12 1 5 钻孔 短柄麻花钻 120 1.6 0.3 8 1 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 页 第 页 材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 铸造 铸造 人工时效 涂漆 10 粗车 粗车右端面 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 20 粗车 粗车Ф121外圆及Ф142凸台 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 30 钻 钻至Ф17.5 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 40 半精车 半精车Ф121外圆及Ф142凸台 Z525立式钻床 外圆车刀，游标卡尺 50 半精铰 半精铰Ф40孔至Ф39.93 Z525立式钻床 铰刀，塞规，游标卡尺 60 精车 精车Ф121外圆 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 70 精铰 精铰Ф40孔 Z525立式钻床 铰刀，塞规，游标卡尺 80 粗车 粗车左端面 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 90 粗车 粗车Ф125外圆及Ф156凸耳 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 100 粗铰 粗铰Ф100孔至Ф99.3 Z525立式钻床 铰刀，塞规，游标卡尺 110 半精车 半精车左端面 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 120 半精车 半精车Ф125外圆及Ф156凸耳 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 130 半精镗 半精镗Ф100孔至Ф99.9 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 页 第 页 材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 140 精车 精车Ф125外圆 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 150 精镗 精镗Ф100孔，孔口倒角1×45 CA6140型卧式车床 外圆车刀，游标卡尺 160 钻 钻3-Ф7孔 Z525立式钻床 麻花钻，塞规，游标卡尺 170 钻 钻6-Ф7孔，钻4-M5底孔，孔口倒角1×45 Z525立式钻床 麻花钻，塞规，游标卡尺 180 攻螺纹 4-M5 Z525立式钻床 铰刀，塞规，游标卡尺 190 检验 200 入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 单位代码 学　　号 分 类 号 密 级 课程设计 连接座零件 加工工艺及夹具设计 院（系）名称 专业名称 学生姓名 指导教师 年 月 日 连接座零件加工工艺及夹具设计 摘 要 水泵连接座零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差 Abstract Micro centrifugal motor pump connecting seat parts processing technology and design of drilling jig design is the process design, including machining process design and fixture three. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then the special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning device, clamping element, guiding element, clamp and machine tools and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error 目 录 摘 要 II Abstract III 第1章 序 言 1 第2章 零件的分析 2 2.1零件的形状 2 2.2零件的工艺分析 3 第3章 工艺规程设计 4 3.1 确定毛胚的制造形式 4 3.2 基面的选择 4 3.3 制定工艺路线 5 3.3.1 工艺路线方案一 5 3.3.2 工艺路线方案二 6 3.3.3 工艺方案的比较与分析 6 3.4 选择加工设备和工艺装备 8 3.4.1 机床选用 8 3.4.2 选择刀具 8 3.4.3 选择量具 8 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 3.5.1 外圆加工表面及端面 10 3.5.2 两孔的加工余量 10 3.6确定切削用量及基本工时 10 3.6.1 工序Ⅳ 10 3.6.2 工序Ⅴ 13 3.6.3 工序Ⅵ 14 3.6.4 工序Ⅶ 17 3.6.5 工序Ⅸ 17 3.6.6 工序Ⅹ 20 第4章 车右端面夹具设计 22 4.1问题的提出 22 4.2夹具的设计 22 4.2.1定位基准的选择 22 4.2.2定位元件的设计 22 4.2.3切削力及夹紧力的计算 22 4.2.4加紧元件的设计 24 4.2.5紧固元件的选择 24 4.2.6夹具操作说明 24 第5章 车削左端面夹具设计 25 5.1 夹具的设计 25 5.1.1 定位分析 25 5.1.2 定位原理 25 5.1.3 定位元件的分析 26 5.1.4 夹紧元件的选择 26 5.1.5定位误差的分析 26 5.1.6夹紧力的计算 27 5.2 夹具设计及操作的简要说明 28 总 结 29 致 谢 30 参 考 文 献 31 第1章 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 连接座零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的形状 题目给的零件是连接座零件，泵壳零件，主要作用是起固定连接作用。零件左端外圆与泵壳连接，在孔内；右端外圆与机座连接，中间与轴承连接，使电机传动达到平稳。 零件的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。 零件主视图 零件左视图 2.2零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 零件的装配基准为的外圆，右端的外圆和中间的孔，其加工精度要求高。该类零件在加工和使用过程中都要重点考虑零件的圆跳动问题。 连接座零件主要加工表面为：1.车外圆及端面，表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面，表面粗糙度值3.2。3.车轴承装配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面，保证尺寸23及表面粗糙度值3.2。5.磨削零件左右两外圆面，保证尺寸5，69和9，两侧面粗糙度值6.3、12.5，法兰面粗糙度值6.3。 连接座共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： (1)．左端的加工表面：     这一组加工表面包括：左端面，Φ125外圆，Φ100内圆，倒角，钻通孔Φ7，钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，Φ100的内圆孔有25的粗糙度要求。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。 (2).右端面的加工表面： 这一组加工表面包括：右端面；Φ121h7的外圆，粗糙度为3.2、6.3；外径为Φ50、内径为Φ40的小凸台，粗糙度为3.2，并带有倒角；Φ32的小凹槽，粗糙度为25；钻Φ17.5的中心孔，钻Φ7通孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，Φ17.5、Φ40的孔或内圆直接在上做镗工就行了。 第3章 工艺规程设计 本连接座来自CA6140车床，车床年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。 该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和 废品率β分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 确定毛胚的制造形式 零件材料为，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 3.2 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像连接座这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果以外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。零件图中给出了以中心轴线为基准，加工时零件绕基准轴线作无轴向移动旋转一周时，在任一测量平面内的径向跳动量均不得大于公差值0.04。最后选取做为粗基准，利用内钳式三爪卡盘卡住这个面做主要定位面。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 3.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 3.3.1 工艺路线方案一 工序Ⅰ 粗车的端面及外圆，粗镗的孔，粗车距离为8的面，倒角为。 工序Ⅱ 掉头，粗车的端面及外圆，粗车的端面，粗车距离为的面，粗镗。 工序Ⅲ 半精车端面及外圆，半精车距离为的面，半精镗的孔。 工序Ⅳ 掉头，半精车的端面及外圆，半精车距离为的端面，半精镗的孔。 工序Ⅴ 精镗。 工序Ⅵ 精车，精镗，倒角1。 工序Ⅶ 钻孔，钻孔。 工序Ⅷ 钻螺纹孔及攻螺纹。 工序Ⅸ 钳去毛刺。 工序Ⅹ 终检。 工序Ⅺ 入库。 3.3.2 工艺路线方案二 工序Ⅰ 机器砂模造型。 工序Ⅱ 时效处理。 工序Ⅲ 划粗加工线。 工序Ⅳ 按划线车端面，尺寸保持，车至，车至，深。 工序Ⅴ 掉头，卡，车端面，粗糙度值为，尺寸保持；车端面，粗糙度值为，尺寸保持；车至；成；车至。 工序Ⅵ 按线车端面，粗糙度值为，尺寸保持69成；车距离为的面成；车至，深。 工序Ⅶ 掉头，卡。车端面，粗糙度值为6.3，尺寸保持成；车外圆至；车孔至。 工序Ⅷ 磨成；磨成。 工序Ⅸ 钻孔，钻孔，钻螺纹孔以及攻螺纹。 工序Ⅹ 终检。 工序Ⅺ 入库。 3.3.3 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。而且在磨削过程有一定难度，要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 工序Ⅰ 机器砂模造型。 工序Ⅱ 时效处理。 工序Ⅲ 划粗加工线。 工序Ⅳ 按划线车端面，尺寸保持，车至，车至，深。 工序Ⅴ 掉头，卡，车端面，粗糙度值为，尺寸保持；车端面，粗糙度值为，尺寸保持；车至；钻，成；车至。 工序Ⅵ 按线车端面，粗糙度值为，尺寸保持69成；车距离为的面成；车至，深。 工序Ⅶ 掉头，卡。车端面，粗糙度值为6.3，尺寸保持成；车外圆至；车孔至。 工序Ⅷ 磨成；磨成。 工序Ⅸ 钻孔，钻螺纹孔以及攻螺纹。 工序Ⅹ 终检。 工序Ⅺ 入库。 以上加工方案大致看来大致还是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题。在加工过程要防止圆跳动的问题，上述方案在防止圆跳动方面仍不佳，而且在磨削过程中有一定难度，夹具设计有一定困难，所以经过再一次详细的分析，最终确定加工路线如下： 工序Ⅰ 机器砂模造型。 工序Ⅱ 时效处理。 工序Ⅲ 划粗加工线。 工序Ⅳ 按划线粗车端面，尺寸保持，粗车至，粗镗至，深。 工序Ⅴ 掉头，卡，粗车端面，粗糙度值为，尺寸保持；粗车端面，粗糙度值为，尺寸保持；粗车至；锪成；粗车至。 工序Ⅵ 半精车端面，粗糙度值为，尺寸保持70；半精车距离为的面成；半精镗至，深。 工序Ⅶ 掉头，卡，半精车端面，粗糙度值为，尺寸保持成；半精车外圆至；半精车孔至。 工序Ⅷ 精镗成。 工序Ⅸ 钻孔，钻孔，钻螺纹底孔及攻螺纹。 工序Ⅹ 磨成；磨成；磨成。 工序Ⅺ 终检入库。 3.4 选择加工设备和工艺装备 3.4.1 机床选用 ①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的Ｃ６２０-１型卧式车床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表４.２-７。 ②.工序Ⅸ是钻孔，选用Ｚ３０８０×２５摇臂钻床。 ③.工序Ⅹ是磨零件左右外圆面,这两个面的要求精度都比较高,从经济角度看,采用万能磨床。 3.4.2 选择刀具 ①.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。 ③.磨具的选用：磨具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考《简明机械加工工艺手册》（主编 徐圣群） 表12-47，选择双斜边二号砂轮。 3.4.3 选择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “连接座” 零件材料为HT200，查《机械加工工艺手册》（以后简称《工艺手册》），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，灰铸铁的硬度HB为143～269，表2.2-23 灰铸铁的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），计算零件毛坯的重量约为2。 表3-1 机械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 轻型 （零件重<100kg） 单件生产 5以下 10以下 100以下 小批生产 5~100 10~200 100~500 中批生产 100~300 200~500 500~5000 大批生产 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生产 1000以上 5000以上 50000以上 根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于30～50，毛坯重量2<100为轻型，确定为大批生产。 根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查《工艺手册》表3.1-19 特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20 各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件。 表3-2 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级 铸造方法 公差等级CT 灰铸铁 砂型手工造型 11~13 砂型机器造型及壳型 8~10 金属型 7~9 低压铸造 7~9 熔模铸造 5~7 根据上表选择金属型公差等级为7级。 3-3 铸件尺寸公差数值 铸件基本尺寸 公差等级CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根据上表查得铸件基本尺寸大于100至160，公差等级为8级的公差数值为1.8。 表3-4 铸铁件机械加工余量（JB2854-80）如下 铸件基本尺寸 加工余量等级 6 浇注时位置 >120~250 6.0 4.0 顶、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.5.1 外圆加工表面及端面 由零件图已知数据可知，对外圆和外圆的要求精度较高，经过粗车—半精车—磨削。由《机械加工工艺手册》表3.1—26可知，单边余量已能满足加工要求。 两端面的精度要求也较高，也由《机械加工工艺手册》表3.1—26可知，单边余量已能满足加工要求。 3.5.2 两孔的加工余量 孔的精度要求相对不高，孔内粗糙度值为25，直接采用直径为的麻花钻头钻孔即可。 孔的精度要求相对较高，孔壁粗糙度值为3.2，需要经过细加工过程，由《机械加工工艺手册》表3.1—26可知，余量为5已能满足加工要求。 详细尺寸标注见零件毛坯图 3.6确定切削用量及基本工时 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据《切削用量简明手册》（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与《机械制造设计工工艺简明手册》的表区别。 3.6.1 工序Ⅳ 本工序为粗车端面，车至，粗镗粗镗至，已知加工材料为灰铸铁，铸件，有外皮，机床C620—1普通车床，工件用内钳式卡盘固定。 3.6.1.1确定粗车左端面的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于C620—1机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。 ①.确定切削深度 由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 == （3-1） ②.确定进给量 根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4 刀杆尺寸为，，工件直径～400之间时， 进给量=0.5～1.0 按C620—1机床进给量（表4.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知： =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，C620—1机床进给机构允许进给力=3530。 根据表1.21，当强度在174～207时，，，=时，径向进给力：=950。 切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故实际进给力为： =950=1111.5 （3-2） 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。 ③.选择刀具磨钝标准及耐用度 根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。 ④.确定切削速度 切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。 根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当硬质合金刀加工硬度200～219的铸件，，，切削速度=。 切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根据C620—1车床说明书选择 =125 这时实际切削速度为： == （3-5） ⑤.校验机床功率 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由《切削用量简明使用手册》表1.25，=～，，，切削速度时， = 切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （3-6） 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在C620—1机床上进行，最后决定的切削用量为： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。 ⑦. 计算基本工时 （3-7） 式中=++，= 由《切削用量简明使用手册》表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=+= == （3-8） 3.6.1.3 确定粗镗的切削用量及基本工时 粗镗，本工序采用计算法。 所选用刀具为硬质合金（钨钴类），直径为的圆形镗刀。 ①.确定切削深度 == ②.确定进给量 根据《切削用量简明使用手册》表1.5可知，当粗镗铸件时，镗刀直径，，镗刀伸出长度为时： =0.15～0.40 按C620—1机床的进给量（表4.2—9），选择， =0.25 ③.确定切削速度 = （3-9） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 == （3-11） 按C620—1机床的转速，选择 =160=2.6 ④.计算基本工时 选镗刀的主偏角=，则=，，，，，，，则： ==117 3.6.2 工序Ⅴ 车端面，粗糙度值为，尺寸保持；车端面，粗糙度值为，尺寸保持；车至；车至。 本工序仍为粗车。已知条件与工序相同，车端面及倒角，可采用工序Ⅳ相同的可转位车刀。 采用工序Ⅰ确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下： a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=56 3.6.3 工序Ⅵ 半精车端面，粗糙度值为，尺寸保持69成；车距离为的面成；半精镗至，深。 3.6.3.1确定半精车左端面的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于C602—1机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。 ①.确定切削深度 由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 == ②.确定进给量 根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4 刀杆尺寸为，，工件直径～400之间时， 进给量=0.5～1.0 按C620—1机床进给量（表4.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知： =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，C620—1机床进给机构允许进给力=3530。 根据表1.21，当强度在174～207时，，，=时，径向进给力：=950。 切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。 ③.选择刀具磨钝标准及耐用度 根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。 ④.确定切削速度 切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。 根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当硬质合金刀加工硬度200～219的铸件，，，切削速度=。 切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根据C620—1车床说明书选择 =125 这时实际切削速度为： == （3-14） ⑤.校验机床功率 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由《切削用量简明使用手册》表1.25，=～，，，切削速度时， = 切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在C620—1机床上进行，最后决定的切削用量为： =1.25，=，==，= ⑥.计算基本工时 （3-15） 式中=++，= 由《切削用量简明使用手册》表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=126+= == 3.6.3.2确定半精镗的切削用量 所选用的刀具为YG6X硬质合金圆形镗刀，主偏角为K=45，直径为16mm的圆形镗刀，其耐用度为。 ①.确定切削深度 a ②.根据表1.5，当半精镗铸料，镗刀直径为，a≤，镗刀伸出长度时，进给量为：。 ③ .确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 V = （3-16） 式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 选择C620-1机床转速：n= n =1200=20 实际切削速度为： v = 2.08 ④.确定基本时间 确定半精镗孔的基本时间50s 16 16 3.6.4 工序Ⅶ 半精车端面，粗糙度值为6.3，尺寸保持成；半精车外圆至；车孔至。 本工序仍半精车。已知条件与工序相同，车端面，可采用工序Ⅳ相同的可转位车刀。 3.6.5 工序Ⅸ 钻孔，钻孔，钻螺纹孔以及攻螺纹。 3.6.5.1 确定钻孔的切削用量 钻孔，本工序采用计算法。 表3-5高速钢麻花钻的类型和用途 标准号 类型 直径范围（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花钻 2.0～20.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1437-85 直柄长麻花钻 1.0～31.5 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1438-85 锥柄麻花钻 3.0～100.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1439-85 锥柄长麻花钻 5.0～50.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 选用X308025摇臂钻床，查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，查《机》表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm 直径范围 直柄麻花钻 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （º） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 （1）后刀面最大磨损限度mm 刀具材料 加工材料 钻头 直径d0（mm） ≤20 高速钢 铸铁 0.5～0.8 （2）单刃加工刀具耐用度T min 刀具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径d0（mm） 11～20 钻头（钻孔及扩孔） 铸铁、铜合金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.确定进给量 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25～0.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。 ②.确定切削速度 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在灰铸铁（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = = =11.8 ③.确定切削时间 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 则： t= =9.13 3.6.5.2 确定钻孔的切削用量 钻孔选用机床为Z308025摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，《机械加工工艺手册》第2卷。 根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.20～0.35。 则取 确定切削速度，根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-9 切削速度计算公式为 （3-20） 查得参数为，刀具耐用度T=35 则 ==1.6 所以 ==72 选取 所以实际切削速度为=2.64 确定切削时间（一个孔） = 3.6.5.3 钻螺纹底孔及攻螺纹 钻螺纹底孔 取 （） 所以 （） 按机床选取= （） 所以实际切削速度 （） 切削工时（一个孔）： 攻螺纹 根据表4-32选取 所以 （293） 按机床选取 所以实际切削速度 所以切削时间（一个孔）： 3.6.6 工序Ⅹ 磨外圆成；磨外圆成；磨内圆成。 ①.选择砂轮 由《机械加工工艺手册》4.8中磨料的选择各表选取: A46GV69 350 其含义为：砂轮磨料为棕刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织手型砂轮其尺寸为350（DBd） ②.切削用量的选择 砂轮速度： n=1500r/min，V=30m/s 轴向进给量：f=0.2B=8mm（双线程）《机械加工工艺设计实用手册》表15-67 径向进给量： f=0.02（双线程） 工件速度 v=100 V==0.3（m/s） N===1.737r/m （3-21） ③.切削工时 查《机械加工工艺手册》表2.5-11 k=1.1 表2.5-12 t===（s） （3-22） 磨的机床选择为M2110A，刀具选择代号为MY的圆柱磨头，根据《机械加工工艺设计实用手册》表13.4-16确定砂轮直接为20，则工件速度=20，纵向进给量，工作台一次往复行程磨削深度，根据以上数据计算出所耗工时为41.5 s。 27 第4章 车右端面夹具设计 4.1问题的提出 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程地切削加工、 热处理、装配等工艺过程中。 机床夹具按在不同生产类型中的通用性，可以分为通用夹具. 专用夹具. 可调夹具. 组合夹具等。本课题设计的是工件加工车右端面工序专用夹具 4.2夹具的设计 4.2.1定位基准的选择 据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。 方案一 1面也就是整个工件的截面定位限制两个自由度。 2面是工件的地面定位限制三个自由度 3面是侧面定位限制一个自由度。 方案二 1面是工件的底面限制三个自由度。 2面是侧面限制一个自由度。 3面是外端面定位限制两个自由度。 方案比较：方案一：是按照基准统一及基准重合原则确定的，有利于夹具的设计制造，加紧力方向指向定位元件刚性较大的方向，定位相对简单。 方案二：是是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造，但不容易保证空的轴线与外圆对称面的重合，钻头进给的的轴向力完全由定位元件承受，很容易引起变形。 本工序车右端面，加工的切削力主要是刀头进给时的轴向力，样工件轴向几乎没有切削力，所需要的加紧力不是很大。综合考虑两个方案的优缺点，及加工的具体情况，采用方案二。 4.2.2定位元件的设计 通过方案二来选择设计定位元件 4.2.3切削力及夹紧力的计算 刀具： ① 粗车切削力：查《现代机床夹具设计》P104表，得车削切削力计算公式： 圆周分力Fc = 902 Kp 径向分力Fp = 2383Kp 轴向分力Ff =3326Kp 其中——背吃刀量 2.3mm(Ø30) 4mm(Ø35) f——每转进给量 0.16mm(Ø30) 0.3mm (Ø35) Vc—切削速度m/min 60(Ø30) 40(Ø35) Kp—修正系数1.08 1.63 0.70 所以切削时的各切削力 Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N 精车切削力：——背吃刀量0.5mm(Ø30) 0.7mm(Ø35) f——每转进给量 0.13mm(Ø30) 0.2mm (Ø35) Vc—切削速度m/min 38(Ø30) 20(Ø35) Kp—修正系数 1.08 1.63 0.70 所以切削时的各切削力 Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N ② 车削夹紧力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，查得工件以V形块和定位块定位时所需夹紧力计算公式： Wk = 式中Wk——实际所需夹紧力 K—安全系数 α——弹簧夹头的半锥角 u2——工件与夹具支承面的摩擦系数 则所需夹紧力 Wk=399（N） 根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。 3、定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为V形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合△B=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 △Y=0.5δd=0.5×0.12mm=0.06mm 4.2.4加紧元件的设计 加紧元件由一个V型块给工件顶端一个向下的力来使工件加紧，而后的螺杆是为了在装卸工件方便所做的设计 4.2.5紧固元件的选择 由于夹具零件都是固定在夹具体上面的，所以应该选择螺钉，由于夹具的设计尺寸面的宽度多为15或者20cm，尺寸较小，为了满足强度要求以及在这么小的空间装配拆装，故选择内六角圆柱头螺钉。 4.2.6夹具操作说明 先将定位元件及加紧元件固定在夹具体上面，然后只需拧松螺杆将V型块退回即可将元件按照定位基准放置好，最后拧紧螺杆将元件加紧。当加工完成之后拧松螺杆将元件取下，在放入下一个零件。 总 结 课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入社会打下了好的基础。 课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了很多，也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会，它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。 致 谢 这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。 这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 黄河科技学院毕业设计(论文) 第 27 页 参 考 文 献 [1] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1980。 [2] 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导［Ｍ］。机械工业出版社，1995。 [3] 李庆寿。机床夹具设计［Ｍ］。机械工业出版社，1991。 [4] 李洪。机械加工工艺手册［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金属切削技术协会。金属切削手册［Ｍ］。上海科学技术出版社，2544。 [6] 黄如林，刘新佳，汪群。切削加工简明实用手册［Ｍ］。化学工业出版社，2544。 [7] 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