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1 軸套加工工藝及鉆 6-7 孔夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本文是對(duì)軸套零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛 坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝 文件的填寫(xiě)。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程。此外還對(duì)填料箱蓋零 件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具. 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化， 并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 是設(shè)計(jì)鉆孔夾具。 關(guān)鍵詞：軸套，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center. Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................................2 ABSTRACT .......................................................................................................................................3 目 錄 ................................................................................................................................................4 1 緒 論 ..............................................................................................................................................6 2 零件的分析 ....................................................................................................................................5 2.1 零件的工藝分析 .............................................................................................................................................5 2.2 零件的工藝要求 ............................................................................................................................................5 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ................................................................................................................................6 3.1 加工工藝過(guò)程 ................................................................................................................................................6 3.2 確定各表面加工方案 .....................................................................................................................................6 3.2.1 考慮因素 .................................................................................................................................................7 3.2.2 加工方案的選擇 .....................................................................................................................................7 3.3 確定定位基準(zhǔn) ................................................................................................................................................7 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ..........................................................................................................................................7 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ..................................................................................................................................8 3.4 工藝路線的擬訂 ............................................................................................................................................8 3.4.1 工序的合理組合 ....................................................................................................................................8 3.4.2 工序的集中與分散 ................................................................................................................................9 3.4.3 加工階段的劃分 ..................................................................................................................................10 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ..................................................................................................................11 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ..........................................................................13 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ..........................................................................................................................13 3.5.2 零件的偏差計(jì)算 ..................................................................................................................................13 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） ..................................................................................................14 4 鉆 6-7 孔專用夾具設(shè)計(jì) ...........................................................................................................23 4.1 問(wèn)題的指出 ...................................................................................................................................................23 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ...........................................................................................................................................23 4.3 夾具方案的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................................23 4.4.切削力和夾緊力計(jì)算 ...................................................................................................................................24 4 4.5 夾緊力的計(jì)算 ...............................................................................................................................................24 4.6 定位誤差分析 ...............................................................................................................................................25 4.7 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 ...............................................................................................................................26 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) ...............................................................................................................28 總 結(jié) ................................................................................................................................................29 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................31 致謝 ..................................................................................................................................................32 1 緒 論 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手 段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們 的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 而本次對(duì)于零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； 完成專用夾具的設(shè)計(jì)。 通過(guò)對(duì)零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主要加 工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對(duì)于專用夾具的設(shè)計(jì)， 首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生 產(chǎn)情況來(lái)選取夾緊方式，從而設(shè)計(jì)專用夾具。 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 圖 2-1 軸套 軸套是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但 其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有軸套端面要求加工，對(duì)精度要求也很 高。零件的底面、中心孔 23 孔粗糙度要求是 ，所以都要求精加工。其6.1Ra 中心孔有同軸度公差要求因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，?及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽 命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 2.2 零件的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的 勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加 6 工工藝問(wèn)題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 （1）以左右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左右端面的加工； 其中表面粗糙度要求為 ，6.3Ram （2） 以外圓為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：外圓端面的加工； 其中表面粗糙度要求為 ，. （3）以 6-4，6-7 孔為主要加工表面的加工孔。 （4）以 4-M5 為主要加工孔。 上面主要是對(duì)零件零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選 擇了其毛坯的的制造方法為型材和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 提供了必要的準(zhǔn)備。 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來(lái)說(shuō)， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于零件來(lái)說(shuō)，加 工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的 相互關(guān)系以各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān) 系精度要求都不是很高，這樣對(duì)加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞 動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)零件的 加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足 7 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較低的機(jī)床。 3.2.1 考慮因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工， 在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)選定最終加工方法。 3.2.2 加工方案的選擇 由參考文獻(xiàn)3表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗車半 精車（ ） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度79IT:aR 可以較小。 (2)孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊?，所以我們采用鉆 擴(kuò)的加工方法。6.1a 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 8 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個(gè) 加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，主要是選 擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個(gè) 加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，它的底平 面，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自由度不夠，如 果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng) 一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以?的4 孔為加工基準(zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 準(zhǔn)。 3.4 工藝路線的擬訂 對(duì)于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的 第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零 件底面底部平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè) 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： 工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人 數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床， 9 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi) 事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%809c: 蘇打及 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證 零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè) 不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序 分散。 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi) 事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)水平要求不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具 體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突 出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過(guò)多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量， 10 從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段： 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提 高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為 IT9IT10。表面粗糙度為 Ra101.25m。 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度精加工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì) 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階 段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不 把粗精加工分開(kāi)。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就 要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 11 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂二個(gè)加工工藝路線方案。 4.5.1 工藝路線方案一 10 鑄造出毛坯 20 毛坯熱處理，時(shí)效處理 30 粗車右端面，粗車外圓 41 粗車各外圓臺(tái)階，注意各外圓留 1mm 的半精車余量。 40 掉頭，粗車左端面，粗車外圓 65，粗車外圓 40，粗車各外圓臺(tái)階，注意各外圓留 1mm 的半精車余量 50 半精車右端面，半精車外圓 41 半精車各外圓臺(tái)階。 60 掉頭，半精車左端面，半精車外圓 65，半精車外圓 40，半精車各外圓臺(tái)階 70 鉆中心孔通孔，先鉆底孔 20，擴(kuò) 23 中心孔到規(guī)定尺寸。 80 半精車 28 內(nèi)孔。 90 鉆圓周鉆 6-4 孔，6- 7 孔 100 鉆 4-M5 底孔，并進(jìn)行攻絲 110 去毛刺，清洗 120 終檢入庫(kù) 4.5.2 工藝路線方案二 10 鑄造出毛坯 20 毛坯熱處理，時(shí)效處理 30 粗車右端面，粗車外圓 41 粗車各外圓臺(tái)階，注意各外圓留 1mm 的半精車余量。 40 掉頭，粗車左端面，粗車外圓 65，粗車外圓 40，粗車各外圓臺(tái)階，注意各外圓留 1mm 的半精車余量 50 鉆中心孔通孔，先鉆底孔 20，擴(kuò) 23 中心孔到規(guī)定尺寸。 60 半精車 28 內(nèi)孔。 12 70 半精車右端面，半精車外圓 41 半精車各外圓臺(tái)階。 80 掉頭，半精車左端面，半精車外圓 65，半精車外圓 40，半精車各外圓臺(tái)階 90 鉆圓周鉆 6-4 孔，6- 7 孔 100 鉆 4-M5 底孔，并進(jìn)行攻絲 110 去毛刺，清洗 120 終檢入庫(kù) 因左右兩端面均對(duì) 23mm 孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序 集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表 面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端 面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上 23mm 孔 放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原 則，但某些工序還有一些問(wèn)題還值得進(jìn)一步討論。如車上端面，因工件和夾具 的尺寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們慣性力較大，平衡困難； 通過(guò)以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零 件的加工路線。機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片。 10 鑄造出毛坯 20 毛坯熱處理，時(shí)效處理 30 粗車右端面，粗車外圓 41 粗車各外圓臺(tái)階，注意各外圓留 1mm 的半精車余量。 40 掉頭，粗車左端面，粗車外圓 65，粗車外圓 40，粗車各外圓臺(tái)階，注意各外圓留 1mm 的半精車余量 50 半精車右端面，半精車外圓 41 半精車各外圓臺(tái)階。 60 掉頭，半精車左端面，半精車外圓 65，半精車外圓 40，半精車各外圓臺(tái)階 70 鉆中心孔通孔，先鉆底孔 20，擴(kuò) 23 中心孔到規(guī)定尺寸。 80 半精車 28 內(nèi)孔。 90 鉆圓周鉆 6-4 孔，6- 7 孔 100 鉆 4-M5 底孔，并進(jìn)行攻絲 13 110 去毛刺，清洗 120 終檢入庫(kù) 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件采用的是 HT200 制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)，采用 型材毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 零件為鍛造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： 由于型材件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī) 件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，型材件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直的 對(duì)稱，盡量避免型材件截面間差別過(guò)大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 型材件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 型材件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 3.5.2 零件的偏差計(jì)算 “軸套零件”零件材料采用 HT200 制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170241，生 產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。 （1）下端面的加工余量。 14 根據(jù)工序要求。各工步余量如下： 粗車：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.372 現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 。m0.3 m28.0 半精車：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。5.1 （3）孔 毛坯為實(shí)心，不沖孔。 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 3.6.1 工序 30 粗車右端面，粗車外圓 41 粗車各外圓臺(tái)階，注意各外圓留 1mm 的半精車余量。 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 1.1，由于 CA6140 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHBm2516 厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09v01s0sr8. .確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故3 = （3-1）pm .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時(shí)，1625pa410 進(jìn)給量 =0.51.0frm 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)可知： =0.7f 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1 30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174207 時(shí)， ， ， =HBSp4f75.0rmK 時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045R 切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實(shí)際fFroFfKsFfkrFfK 進(jìn)給力為： =950 =1111.5 （3-2）f17.N 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0 15 .選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀壽m5.1 命 = 。Tmin60 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 2002196YG 的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin3 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見(jiàn)表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （3-00.184.920.1 3） min48 = = =120 （3-nDc 10127ir 4） 根據(jù) CA6140 車床說(shuō)明書(shū)選擇 =1250nmir 這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV = = 1cD01257min （3-5） .校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.25， = ， ，HBS160245pam3f ，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V =CPKW7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：krcPcr0 =1.7 =1.2 （3-3. 6） 根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故nmi125r EPKW9.5CEP 所選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =3 ， = ， = = ， =pamf7.0inrsr08.2Vmin0 16 . 計(jì)算基本工時(shí) （3-7）nflt 式中 = + + ， =81Llyl 由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.26，車削時(shí)的入切量及超切量 y+ = ，則m1 =81 = = （3-8）mt7.01258in46 3.6.2 工序 40 掉頭，粗車左端面，粗車外圓 65，粗車外圓 40，粗車各外圓臺(tái)階，注意各外圓留 1mm 的半精車余量 本工序仍為粗車。已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位 車刀。 采用工序確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下： a =2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T =56pmrsminis 3.6.3 工序 50 半精車 半精車右端面，半精車外圓 41 半精車各外圓臺(tái)階。 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 1.1，由于 C6021 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀HBm2516 片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0 ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09v01s0sr8. .確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故.2 = = p5.m2 .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 400 之間時(shí)，m1625pa410 進(jìn)給量 =0.51.0frm 按 CA6140 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)可知： =0.7f 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1 17 30，CA6140 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN 根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174207 時(shí)， ， ， =HBSp4f75.0rmK 時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045R 切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.292） ，故實(shí)際fFroFfKsFfkrFfK 進(jìn)給力為： =950 =1111.5 由于f17.N 切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0 .選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀壽5.1 命 = 。Tmin60 .確定切削速度 0V 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 20021915YT 的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4frm75. Vmin63 切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見(jiàn)表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （3-00.184.920.1 12） min48 = = =120 （3-nDc 1027ir 13） 根據(jù) CA6140 車床說(shuō)明書(shū)選擇 =1250nmir 這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV = = （3-1cD01257min 14） .校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.25， = ， ，HBS160245pam3f ，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V 18 =CPkw7.1 切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：rcPcrK0 =1.7 =1.2 3. 根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125EPkw9.5CEP 選切削用量可在 CA6140 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =1.25 ， = ， = = ， =pafr7.0ni125rsr08.Vmin0 .計(jì)算基本工時(shí) （3-15）flt 式中 = + + 由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.26，車削時(shí)的入切量及超切量 y+Lly = ，則 =126+ =m11m28 = =t7.05in41 .6.4 工序 60 掉頭，半精車左端面，半精車外圓 65，半精車外圓 40，半精車各外圓臺(tái)階 本工序仍半精車。已知條件與工序 50 相同，車可采用工序 50 相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 3.6.5 工序 70 鉆中心孔通孔，先鉆底孔 20，擴(kuò) 23 中心孔到規(guī)定尺寸。 本工序采用計(jì)算法。 表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-60 直柄麻花鉆 2.020.0 在各種機(jī)床上，用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 GB1437-60 直柄長(zhǎng)麻花鉆 1.031.5 在各種機(jī)床上，用鉆模或不 用鉆模鉆孔 GB1438-60 錐柄麻花鉆 3.0100.0 在各種機(jī)床上，用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 GB1439-60 錐柄長(zhǎng)麻花鉆 5.050.0 在各種機(jī)床上，用鉆?；虿?用鉆模鉆孔 選用 X30100 25 搖臂鉆床，查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編，查機(jī)表 2.4-37 鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，耐用度為 4500，表 10.2-5 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直 徑系列選擇錐柄長(zhǎng)，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫刃2300f0 斜角 =50 ，L=197mm,l =116mm。01 表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度（摘自 GB6137-60） mm 直柄麻花鉆直徑范圍 l l1 19 11.10013.20 151 101 表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-60） （） d (mm) 2 f 8.618.00 30 118 12 4060 表 3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度 mm 鉆頭 直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料 20 高速鋼 鑄鐵 0.50.8 （2）單刃加工刀具耐用度 T min 刀具直徑 d0（ mm）刀具類型 加工材料 刀具材料 1120 鉆頭（鉆孔及擴(kuò)孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.50.8mm 刀具耐用度 T = 60 min .確定進(jìn)給量 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為 f=0.250.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進(jìn)給量取 f=0.60 。zm* rm .確定切削速度 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在灰口鑄鐵 （190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參考機(jī)械加工工in 藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-10 鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù) K =1.0，Rmv =0.60。tv V=12 =10.32 （3-17）85.0min 則 = =131 （3-18）nr 查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* i 則實(shí)際切削速度 = = =11.8v實(shí) n .確定切削時(shí)間 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式： T = （3-19）ifn llw1 其中 l = l =5 l =23f2mdRKcotwm1m 則： t= =9.13 s 工序 80 半精車 28 內(nèi)孔。 23.10d054.6.0573 20 .確定切削深度 pa = =25m. .確定進(jìn)給量 f 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表 1.5 可知，當(dāng)粗鏜鑄件時(shí)，鏜刀直徑 ，m20pa ，鏜刀伸出長(zhǎng)度為 時(shí)：m3125 =0.150.40frm 按 CA6140 機(jī)床的進(jìn)給量（表 4.29） ，選擇， =0.25f .確定切削速度 V = （3-9）VyvxpmKfaTC 式中 = ， =0.2， =0.20， = ， =0.15Cv8.19vin60 x （3-65.089.25..60819.2. 10） =37 min = = （3-DV1974.3min12r 11） 按 CA6140 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 =160 =2.6nirsr .計(jì)算基本工時(shí) 選鏜刀的主偏角 = ，則 = ， ， ， ，rK0451Lm.369mL4203 ， ， ，則：mf25.0s26.i = =117 iT. 49s 工序 90 鉆圓周鉆 6-4 孔，6-7 孔 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-60 直柄短麻花鉆， 機(jī)械加工工藝 手冊(cè)第 2 卷。 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進(jìn)給量m 為 0.200.35 。rm 21 則取 rmf30. 確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 （3- inkfaTdcvvyxpzv 20） 查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8myxzcvvvv min 則 = =1.65.0125.0 .337in 所以 = =72n4.6ir 選取 mi120 所以實(shí)際切削速度為 =2.64 7.3vin 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =t s20.8 工序 100：鉆 4-M5 底孔，并進(jìn)行攻絲 （1）加工 M5 底孔 工件材料為 HT200 鐵，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?5mm。加工機(jī)床為 Z525 立式 鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至 4，選用 4 的麻花鉆頭。攻 M5 螺紋，選用 M5 細(xì)柄機(jī) 用絲錐攻螺紋。 切削深度 ：pa2m 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)5表 2.4-39，取f rmf/25.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)5表 2.4-41，取V sV43 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，取01.436017/innrd90/inr 22 實(shí)際切削速度 ：V03.14790.3/6dnms 被切削層長(zhǎng)度 ：l12.5m 刀具切入長(zhǎng)度 ： (2)1024.rDctgkctg 刀具切出長(zhǎng)度 ：2l0 走刀次數(shù)為 1 攻 M5 的螺紋 機(jī)床：Z525 立式鉆床 刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐 進(jìn)給量 ：由于其螺距 ,因此進(jìn)給量f mp5.1rmf/5.1 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)5表 2.4-105，取V in/8.40sV 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，取018.35./in4nrd36/ir 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取 6/minr 實(shí)際切削速度 ： V0.160.15/ms 23 4 鉆 6-7 孔專用夾具設(shè)計(jì) 4.1 問(wèn)題的指出 由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè) 計(jì)專用夾具。 由于對(duì)加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和 降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對(duì)、鉆 6-7 孔，它將用于 Z525 鉆床。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 該工序要求中心線與端面（有位置要求，因此可以得出該孔在兩個(gè)側(cè)面的正中心上，并且還 要求其孔為通孔，由于端面經(jīng)過(guò)精銑，精度比較高，因而工序基準(zhǔn)為端面 A，為了便于加工，選取 適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)，保證其加工要求。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求，在保證較高的生產(chǎn)效率的前提 下，還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。加工過(guò)程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠， 并且?jiàn)A具體應(yīng)具有較好的剛性。 據(jù)夾具手冊(cè)知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采 用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否 則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序 或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要 求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。 此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有