支撐套支承套機械加工工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設(shè)計【含CAD圖紙說明書工藝工序卡片】

支撐套支承套機械加工工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設(shè)計【含CAD圖紙說明書工藝工序卡片】,含CAD圖紙說明書工藝工序卡片,支撐,支持,支承,機械,加工,工藝,規(guī)程,鍵槽,夾具,設(shè)計,cad,圖紙,說明書,仿單,工序,卡片 課程設(shè)計論文 支承套零件的機械加工工藝規(guī)程 和銑鍵槽夾具 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘 要 支承套零件加工工藝及銑鍵槽夾具設(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，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，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、引導元件、夾具體與機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。 關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 Abstract Fan-shaped fork parts processing and drilling parts machining fixture design including process design, process design, and special fixture design three parts. In the process of designing the parts to be the first analysis to understand the parts of the process re-design the structure of the blank, and select the machining datum good parts, the design process route parts; then the part of each step of the process to calculate the size of a key is to determine the technical equipment and cutting the amount of each process; then dedicated fixture design, select the design of the various components of the fixture, such as positioning elements, clamping elements, guiding element, clamp connections and machine parts and other components; positioning error generated when calculating the fixture, analytical rationality and inadequacies fixture structure and attention to improving the design in the future. Keywords: technology, processes, cutting the amount of clamping, positioning difference 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 序 言 6 第2章 支承套零件的分析 7 2.1零件的形狀 7 2.2零件的工藝分析 7 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 9 3.1 確定毛坯的制造形式 9 3.2零件的表面加工方法的選擇 9 3.3 制定工藝路線 10 3.3.1 工藝路線方案一 10 3.3.2 工藝路線方案二 11 3.3.3 工藝方案的比較與分析 12 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 13 3.4.1 機床選用 13 3.4.2 選擇刀具 13 3.4.3 選擇量具 14 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 14 3.6確定切削用量及基本工時 14 第4章 銑鍵槽夾具設(shè)計 36 4.1研究原始質(zhì)料 36 4.2定位基準的選擇 36 4.3切削力及夾緊力的計算 36 4.4定位誤差的分析 38 4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 38 4.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 39 總 結(jié) 41 參 考 文 獻 42 致 謝 44 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 支承套零件加工工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 支承套零件的分析 2.1零件的形狀 由于支承套類零件一般壁薄、直徑大，且長度較長，屬于薄壁筒類零件。該類零件自身結(jié)構(gòu)的特點使得其裝夾和加工都相對困難。由于工件的剛性較低，在加工過程中的夾緊力和切削力作用下，容易產(chǎn)生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀位置精度和表面加工質(zhì)量，難以達到預期的加工要求。而目前傳統(tǒng)的支承套類零件的加工工藝和夾具僅適用于單件或小批量生產(chǎn)，難以滿足機械工業(yè)對于支承套零件大量的需求。因此，研究并改進支承套零件的加工工藝和夾具設(shè)計具有重要的理論和實際意義。本文針對支承套零件的加工和裝夾難點，對該類零件的加工工藝和裝夾夾具進行了分析和改進設(shè)計，旨在實現(xiàn)支承套零件的大批量和高質(zhì)量的生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為HT200，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： 支承套共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)．左端的加工表面： ? ? 這一組加工表面包括：左端面，85外圓、80外圓以及端面，62內(nèi)孔、70內(nèi)孔，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。 (2).右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面；槽20H8，M12X1.25,；其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，62內(nèi)孔、70內(nèi)孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。 表2.1各加工表面粗糙度技術(shù)要求 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/ 85外圓 IT14 1.6 80外圓 IT12 1.6 62內(nèi)孔 IT11 3.2 70內(nèi)孔 IT11 3.2 5X0. 5退刀槽 IT14 12.5 M12X1.25, IT14 12.5 4-M6 IT14 12.5 12通孔 IT8 1.6 7通孔 IT8 3.2 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算： 根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。 本支承套來自假設(shè)年產(chǎn)量為產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)5000臺/年，該零件備品率為10％，廢品率為3％。結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取10%和3%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Qn(1+α)（1+β)=5226件/年 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件，本設(shè)計零件支承套的的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用型材圓鋼，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。 3.2零件的表面加工方法的選擇 根據(jù)本零件圖上所標注的各加工表面的技術(shù)要求，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》通過對各加工表面所對應的各個加工方案的比較，最后確定本零件各加工表面的加工方法如下表： 表2.2各加工表面方案 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/ 加工方案 85外圓 IT14 1.6 粗車→半精車→精車 80外圓 IT12 1.6 粗車→半精車→精車 62內(nèi)孔 IT11 3.2 粗車→半精車 70內(nèi)孔 IT11 3.2 粗車→半精車 5X0. 5退刀槽 IT14 12.5 粗車 M12X1.25, IT14 12.5 鉆→攻絲 4-M6 IT14 12.5 鉆→攻絲 12通孔 IT8 1.6 鉆 7通孔 IT8 3.2 鉆 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效 30 粗車 粗車85外圓、80外圓以及端面，倒角為。 40 精車 半精車、精車85外圓、80外圓以及端面，倒角為 50 車 車3X0.25退刀槽(2處)， 60 粗車 粗車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及外部端面，倒角為。 70 精車 半精車、精車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及端面，倒角為。 80 車 車5X0. 5退刀槽 90 銑槽 粗、精銑槽20H8 100 銑槽 粗、精銑鍵槽 110 鉆鉸孔 鉆鉸孔2-10H7 120 鉆孔攻絲 先鉆徑向底孔10,然后攻絲M12X1.25, 130 鉆孔攻絲 先鉆4-M6深15的底孔,然后攻絲 140 鉆孔 鉆7孔,然后鉆12沉頭孔 150 拉花鍵 拉花鍵 160 鉗 去毛刺，清洗 170 終檢 終檢入庫 3.3.2 工藝路線方案二 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效 30 銑槽 粗、精銑槽20H8 40 銑槽 粗、精銑鍵槽 50 粗車 粗車85外圓、80外圓以及端面，倒角為。 60 精車 精車85外圓、80外圓以及端面，倒角為 70 車 車3X0.25退刀槽(2處)， 80 粗車 粗車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及外部端面，倒角為。 90 精車 精車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及端面，倒角為。 100 車 車5X0. 5退刀槽 110 鉆鉸孔 鉆鉸孔2-10H7 120 鉆孔攻絲 先鉆徑向底孔10,然后攻絲M12X1.25, 130 鉆孔攻絲 先鉆4-M6深15的底孔,然后攻絲 140 鉆孔 鉆7孔,然后鉆12沉頭孔 150 拉花鍵 拉花鍵 160 鉗 去毛刺，清洗 170 終檢 終檢入庫 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二增加了裝夾次數(shù)，增加了機床的來回調(diào)換，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設(shè)計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 鑄造 20 時效處理，去應力 30 粗車85外圓、80外圓以及端面 臥式車床 CA6140 40 半精車85外圓、80外圓以及端面，倒角為 臥式車床 CA6140 50 精車85外圓、80外圓以及端面，倒角為 臥式車床 CA6140 60 車3X0.25退刀槽(2處)， 臥式車床 CA6140 70 粗車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及外部端面 臥式車床 CA6140 80 半精車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及端面，倒角為。 臥式車床 CA6140 90 精車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及端面，倒角為。 臥式車床 CA6140 100 車5X0. 5退刀槽 臥式車床 CA6140 110 粗銑槽20H8 立式銑床 X52K 120 精銑槽20H8 立式銑床 X52K 130 粗銑鍵槽 立式銑床 X52K 140 精銑鍵槽 立式銑床 X52K 150 鉆鉸孔2-10H7 立式鉆床 Z525 160 先鉆徑向底孔10,然后攻絲M12X1.25, 立式鉆床 Z525 170 先鉆4-M6深15的底孔,然后攻絲 立式鉆床 Z525 180 鉆7孔,然后鉆12沉頭孔 立式鉆床 Z525 190 拉花鍵 臥式內(nèi)拉床L6110 200 去毛刺，清洗 210 終檢入庫 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 ③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “支承套” 零件材料為HT200，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鐵的性能比較，HT200的硬度HB為143～269，表2.2-23鐵的物理性能，QT500-7密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.6確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 3.6.1 工序30 粗車85外圓、80外圓以及端面，倒角為。 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 =5mm （3-1） ②.確定進給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2） 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-3） ===120 （3-4） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6） 根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= ⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車刀手動進給。 ⑦. 計算基本工時 （3-7） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=+= == （3-8） 3.6.2 工序40 半精車85外圓、80外圓以及端面 1、加工條件 (1)、選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。 （2）、背吃刀量ap 查，得半精車余量ap=0.9mm 1）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當表面粗糙度為，（預計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 2）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。 3）、切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算 故 =158m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =97m/min 最后決定切削用量 工序50 精車85外圓、80外圓以及端面，倒角為 1、加工條件：工件材料為45鋼，。 (1)、選擇刀具 車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度 由于精加工余量僅為0.2mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 依據(jù)，得精車余量ap=0.2mm 2）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當表面粗糙度為，（預計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，其進給機構(gòu)允許的進給力為=3530N。 查，根據(jù)表1.21，當鋼的強度，，，，=100m/min(預計)時，進給力為=375N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為，，，故實際進給力為 由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的進給量可用 3）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算為 故 =224m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 工序60 車3X0.25退刀槽(2處)， (1)、選擇刀具 選擇切槽車刀。 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度 由于加工余量僅為0.25mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 依據(jù)，得余量ap=0.25mm 2）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當表面粗糙度為，（預計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，其進給機構(gòu)允許的進給力為=3530N。 查，根據(jù)表1.21，當鋼的強度，，，，=100m/min(預計)時，進給力為=375N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為，，，故實際進給力為 由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的進給量可用 3）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算為 故 =224m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 工序70 粗車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及外部端面 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1， 由于CA6140—1機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進給量 根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 進給量=0.5～1.0 按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知： =0.7 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。 根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為： =950=1111.5 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： ==63 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25，=，==，= 工序80、90 半精車、精車62內(nèi)孔、70內(nèi)孔以及端面，倒角為。 由于與前面的工序相同，計算方法一樣，不再詳細介紹。 工序100 車5X0. 5退刀槽 (1)、選擇刀具 選擇切槽車刀。 （2）選擇切削用量 1）、確定切削深度 由于加工余量僅為0. 5mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故 依據(jù)，得余量ap=0.55mm 2）、進給量 依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當表面粗糙度為，（預計）時，。 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，其進給機構(gòu)允許的進給力為=3530N。 查，根據(jù)表1.21，當鋼的強度，，，，=100m/min(預計)時，進給力為=375N。 依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時的修正系數(shù)為，，，故實際進給力為 由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的進給量可用 3）、車刀磨鈍標準及耐用度T 依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。 4）、確定切削速度 依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故 =0.94 依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計算為 故 =224m/min r/min 依據(jù)，根據(jù)CJK6140車床的使用說明書，選擇 這時實際切削速度為 =120m/min 最后決定的車削用量為 。 工序100、120 粗、精銑槽20H8 機床的選擇：X52K型萬能銑床 （1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因為銑削寬度，可查得立銑刀 2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標準系列L=198mm，標準系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 銑削深度由工序決定，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時為3.4mm。 2）決定每齒進給量 查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度=12mm時，銑刀的每齒進給量，取，所以。 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30，XA6132型萬能銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 精銑 （1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。 2）決定每齒進給量 查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度時，銑刀每齒進給量，取，所以 mm/r 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77，可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30， XA6132型萬能銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 工序130、140 粗、精銑鍵槽 機床的選擇：X52K型銑床 （1）選擇刀具：查，根據(jù)表2.1-72，因為銑削寬度，可查得立銑刀 2）查，根據(jù)表2.1-20，選擇7:24錐柄立銑刀，標準系列L=198mm，標準系列l(wèi)=63mm，粗齒數(shù)為4。 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 銑削深度由工序決定，因為每次的銑削深度不大，故均可以一次性走完，則粗銑削時為3.4mm。 2）決定每齒進給量 查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度=12mm時，銑刀的每齒進給量，取，所以。 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼立銑刀，，粗銑，后刀面的最大磨損限度為0.3～0.5mm，查，根據(jù)表2.1-76，可選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30，XA6132型萬能銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 精銑 （1）選擇的機床、刀具的型號、尺寸均和粗銑相同 （2）選擇切削用量 1）決定銑削深度 根據(jù)，可查得精銑=0.6mm。 2）決定每齒進給量 查，根據(jù)表2.1-72，當銑削寬度時，銑刀每齒進給量，取，所以 mm/r 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 查，根據(jù)表2.1-75，可選擇高速鋼銑刀，立銑刀，，精銑，后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm，查，根據(jù)表2.1-76，可查得選用的高速鋼立銑刀，其耐用度T=90min。 4）決定切削速度 查，根據(jù)表2.1-77可查得：，，，，，（銑削余量較小時，） 銑削速度計算公式： 查，根據(jù)表2.1-77，可查得： 所以 m/min r/min 查，根據(jù)表3.30， XA6132型萬能銑床的使用說明書，選擇： 這時實際切削速度為 m/min 工序150 鉆鉸孔2-10H7 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用X308025搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為HT200，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 工序160 先鉆徑向底孔10,然后攻絲M12X1.25, 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 螺紋底孔及攻螺紋 鉆螺紋底孔 取 （） 所以 （） 按機床選取= （） 所以實際切削速度 （） 切削工時（一個孔）： 攻螺紋 根據(jù)表4-32選取 所以 （293） 按機床選取 所以實際切削速度 所以切削時間（一個孔）： 工序170：先鉆4-M6深15的底孔,然后攻絲 選擇鉆床：Z525鉆床 1、刀具的選擇：選擇高速鋼麻花鉆，其直徑。 依據(jù)，根據(jù)表2.1及表2.2，可選擇鉆頭的幾何形狀為：標準，，，，，。 2、選擇切削用量 1）依據(jù)，根據(jù)表2.7，可得鋼的強度，鉆頭的直徑時，。 因為，所以不需要乘孔深修正系數(shù)。 2）依據(jù)，根據(jù)表2.8，根據(jù)鉆頭強度決定進給量：當，，鉆頭強度允許的進給力。 3）依據(jù)，根據(jù)表2.9，按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：當，，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8330N(查，表2.35)時，進給量為。 從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為。根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇。 查，根據(jù)表2.19，當，時，查得軸向力。 軸向力的修正系數(shù)為： 故。 查Z525鉆床的使用說明書，機床進給機構(gòu)所允許的最大軸向力為，由于，所以可用。 （2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 查，根據(jù)表2.12，當時，可取得鉆頭的后刀面最大磨損量取為0.4mm（0.4~0.6），刀具的壽命T=15min。 （3）決定切削速度 查，根據(jù)表2.30，可查得，，，，，。則。 = 查，根據(jù)表2.31，可查得，，，，故： r/min 查，根據(jù)Z525鉆頭的使用說明書，可以考慮選擇，但因為所選轉(zhuǎn)數(shù)計算轉(zhuǎn)數(shù)較高，會使刀具壽命下降，所以可將進給量降一級，即取，也可以選擇較低一級的轉(zhuǎn)數(shù) ，仍用，比較這兩種選擇方案： 1）第一方案 , 2）第二方案 , 因為第一方案的乘積較大，基本工時較少，故第一方案好。這時, 。 （4）檢驗機床扭矩及功率 查，根據(jù)表2.20，當，時，。扭矩的修正系數(shù)為可查得，所以。根據(jù)Z525鉆床的使用說明書，當時，。 由于，故選擇之切削用量可用，即 f=0.17mm/r, , 。 工序180：鉆7孔,然后鉆12沉頭孔 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-60直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 工序190：拉花鍵 機床：臥式內(nèi)拉床L6110 P=17kw 電機轉(zhuǎn)速：980r/min 一次安裝：拉C孔至φ28H7、Ra1.6 ap=0.05mm 1、刀具：矩形齒花鍵拉刀W18Cr4V D=28 L=880 L1=6 Z=6 2、切削用量、功率計算 查表14-118 14-121得： 切削速度v=4 m/min ap=0.05則拉削力為148N，當N=148時， 查表得:P=9.9kw 比較功率，機械效率按0.8計算， 所選機床合適。 第4章 銑鍵槽夾具設(shè)計 4.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑鍵槽，在銑槽時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.2定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 由零件圖可知：在對進行加工前，左端面外圓進行了粗銑加工，進行了精加工。因此，定位、夾緊方案有： 采用心軸機構(gòu)進行定位，通過開口墊圈 機構(gòu)進行夾緊。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 4.3切削力及夾緊力的計算 刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用單螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 4.4定位誤差的分析 該夾具以一個側(cè)平面和心軸定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297） .故，. 則. 知此方案可行。 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計的基本要求 （1）應該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。 （4）應便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。 （5）安裝應牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或