星輪的加工工藝裝備及銑三端面夾具設(shè)計-銑平面含非標(biāo)5張CAD圖

星輪的加工工藝裝備及銑三端面夾具設(shè)計-銑平面含非標(biāo)5張CAD圖,加工,工藝,裝備,設(shè)備,端面,夾具,設(shè)計,平面,非標(biāo),cad 目錄 序 言 4 一、生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型： 5 二、零件分析： 5 1、零件的作用： 5 2、零件的工藝分析： 5 三、工藝規(guī)程設(shè)計 6 1、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀： 6 2、定位基準(zhǔn)的選擇： 6 3、零件表面加工方法的選擇： 7 4、保證星輪表面間位置精度的方法： 9 5、防止星輪變形的工藝措施： 9 6、制定工藝路線： 9 7、確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，設(shè)計、繪制毛坯圖 12 8、確定切削用量及基本工時（機動時間） 14 四、切削用量及基本時間確定 14 4、1 工序1左右端面： 14 4、2工序2鉆擴鉸內(nèi)孔 20 4、3 工序3車外圓面： 23 4、4 工序4切槽： 29 4、5 工序5銑三個端面： 29 4、6 工序6鉆與 30 4、7 工序7銑鍵槽： 31 4、8 工序8精磨： 33 4、9 工序9精磨： 33 五、夾具設(shè)計 34 1、問題的提出： 34 2、夾具設(shè)計的有關(guān)計算： 34 3、定位誤差分析 35 4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計及操作簡要說明： 35 參考文獻(xiàn) 36 ? 序 言 一、設(shè)計目的： 現(xiàn)代機械制造工藝設(shè)計是寬口徑機械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實際工藝設(shè)計問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計，學(xué)生應(yīng)達(dá)到： 1、掌握零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的能力； 2、掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力； 3、掌握機床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計能力； 4、學(xué)會使用、查閱各種設(shè)計資料、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。 二、設(shè)計感想與體會： 三周的課程設(shè)計就是一個團隊合作的過程。正所謂一個人走得快，一群人走得遠(yuǎn)，一個團隊的合作，使我們的設(shè)計成果在僅僅三周時間內(nèi)就可以做出自己預(yù)想的結(jié)果。整理好自己所完成的手工圖紙、CAD圖和設(shè)計計算的手稿，三周的設(shè)計過程的成果讓人喜悅。 三周的設(shè)計讓我們學(xué)到了很多東西。這次設(shè)計可以說是三年的課程學(xué)習(xí)所掌握的所有機械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識的融會貫通，做得學(xué)科與學(xué)科之間的知識串聯(lián)，把知識與實際生活問題聯(lián)系起來，提高我們利用所學(xué)專業(yè)知識去解決專業(yè)問題的能力，也加深了我們對之前所學(xué)知識的認(rèn)識程度。 在這次設(shè)計中，我學(xué)會的如何設(shè)計、如何查閱資料、如何計算參數(shù)，更重要的是我學(xué)會了合作，我懂得了團隊合作的重要性。我們以前做的設(shè)計都是一個人的，而且規(guī)模小，不需要什么規(guī)劃，這次可以說是綜合了我們的所有智慧。同時，得到了我們的指導(dǎo)老師——陳喜娣老師的大力支持，使我能順利完成機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計！ 由于我們水平所限，設(shè)計中難免有錯誤和不妥之處，在此還誠請指導(dǎo)老師批評指正。 一、生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型： 該零件是星輪，按照指導(dǎo)老師的要求，設(shè)計此零件為大批量生產(chǎn)——年產(chǎn)量4000以上（要求夾具具有一定的自動化和工作效率）。 二、零件分析： 1、零件的作用： 星輪多應(yīng)用于星輪減速器，該種類型的減速器具有傳動效率高、承載能力高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲低、速比范圍大、傳動比密寬等特點。 2、零件的工藝分析： 該星輪共有三組加工表面，且三者之間和其各內(nèi)部之間存在有一定的位置關(guān)系，位置要求，現(xiàn)分述如下: (1)星輪內(nèi)孔及其外端 這一組加工表面包括:星輪內(nèi)孔，外端外形尺寸為，寬度為14 。星輪內(nèi)孔，其形狀公差遵守包容要求，表面粗糙度為，外端外形尺寸為，寬度為14，端面與孔軸心線垂直度誤差為0.025，其兩端面對軸心線圓跳動誤差為0.025。 (2)外圓和外圓 這一組加工表面包括: 外圓和外圓。其中外圓為基準(zhǔn)面，外圓軸心線對外圓軸心線的同軸度誤差為0.06，外形尺寸，右端面對尺寸17的圓跳動誤差為0.02 (3)鍵槽和3個的孔 這一組加工表面包括: 鍵槽寬度，長度16，軸槽深40.5表面粗糙度和3個的孔。在的外圓上離它的軸心線24.3的平面與孔軸心線的平行度誤差為表面粗糙度為，3個孔對稱分布。 根據(jù)零件圖的尺寸及其精度要求，可以先加工星輪內(nèi)孔及外圓，而后其它表面的加工以這兩個表面為精基準(zhǔn)進(jìn)行。 三、工藝規(guī)程設(shè)計 1、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀： 零件材料為圖紙上所給出的材料是40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼，該材料屬于難切削的材料。毛坯可以選擇模鍛和棒料，由于零件的年產(chǎn)量已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，且零件的輪廓尺寸不大，可選擇模鍛成型。本零件為鍛造件，材料為40Cr優(yōu)質(zhì)合金鋼，抗拉強度：；屈服強度：；硬度：HBS為197，最終成品調(diào)質(zhì)處理到硬度為22-27HRC ，該材料經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合性能，故在加工過程中所選擇的熱處理是調(diào)質(zhì)熱處理。 2、定位基準(zhǔn)的選擇： 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 ⑴粗基準(zhǔn)的選擇： 原則： 1) 余量均勻原則 2) 某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)。 3) 選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn) 4) 一次使用原則 對于本零件因為其孔表面粗糙度為0.8要求較高，用三爪盤以外形、的輪廓為粗基準(zhǔn)加工外圓各表面。 ⑵精基準(zhǔn)的選擇： 原則： 1) 基準(zhǔn)重合的原則 2) 基準(zhǔn)不變的原則 3) 互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則 4) 自為基準(zhǔn)的原則 5) 應(yīng)能使工件裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡單。 主要考慮基準(zhǔn)重合問題。以設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，以表面粗糙度為0.8的孔，為精基準(zhǔn)銑槽，銑平面。 3、零件表面加工方法的選擇： 本零件的加工面有內(nèi)孔、外圓柱面、端面、槽、孔等，材料為40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼，參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法選擇如下： ⑴星輪內(nèi)孔： 要從毛坯中加工出的，公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra0.8um，要達(dá)到零件的技術(shù)要求，需要經(jīng)過鉆孔，粗鏜，精鏜，精磨等步驟。 ⑵外圓柱面： 外圓柱面有倆個不同公差等級，還有倆個不同的粗糙度還有形位公差，公差等級為IT6和IT7，表面粗糙度為，，要達(dá)到要求，需要經(jīng)常粗車，半精車，對于的表面還需要粗磨。 ⑶星輪端面： 星輪端面粗糙度要求，右端面對尺寸17有圓跳動誤差要求，故需要采用粗車，半精車。 ⑷槽： 零件技術(shù)要求槽的兩側(cè)端面表面粗糙度為，需要采用粗銑、半精銑，就可以達(dá)到公差等級要求，表面粗糙度。 ⑸銑平面： 零件技術(shù)要求需要銑的平面對星輪內(nèi)孔軸心線有平行度誤差要求，且該平面的粗糙度要求為，需采用粗銑，半精銑，精磨。 ⑹鉆孔： 零件需鉆的孔，除位置要求外，無其余特殊要求，且孔的大小較小，因此只需鉆孔就可。 ⑺倒角： 倒角無過多要求，用粗車，半精車加工。 （8） 退刀槽： 零件的退刀槽只需粗車即可。 4、保證星輪表面間位置精度的方法： 由星輪零件的技術(shù)要求知，星輪零件內(nèi)外表面間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度一般均有較高要求。為保證這些要求通常可采用下列方法： 1.在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工。這種方法除了工件的安裝誤差，所以可獲得很高的相對位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對于尺寸較大（尤其是長徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸套的車削加工。 2.星輪主要表面加工分在幾次安裝中進(jìn)行，先加工倆端面，然后加工內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)最終加工外圓端面，銑平面，鍵槽，鉆孔。這種方法由于所用夾具機構(gòu)簡單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在星輪加工中一般多采用這種方法。 星輪主要表面加工在幾次安裝中進(jìn)行，先終加工內(nèi)孔，然后以內(nèi)孔為精基準(zhǔn)最終加工外圓。采用這種方法時工件裝夾迅速可靠，且設(shè)計專門夾具利用已加工好內(nèi)孔作定位，進(jìn)而加工其他端面，保證了位置精度，保證了同軸度，實現(xiàn)零件的尺寸要求和形位公差，位置精度要求。 對于較長的零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來最終加工內(nèi)孔。對于本次設(shè)計加工零件的工藝不采用這種方法,是因為將內(nèi)孔加工完后,利用車外圓專用夾具安裝工件可以保證外圓的精度要求,使用銑三個平面、鉆三個斜孔和銑鍵槽的專用夾具來保證各自的加工要求，而這一切皆以內(nèi)孔作為定位精準(zhǔn),這樣可以保證同軸度，避免圓跳動公差過大，且符合設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合的原則。 5、防止星輪變形的工藝措施： 該零件在加工中防止變形的工藝措施，加工中常因夾緊力、切削力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。防止變形應(yīng)注意,為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進(jìn)行。粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中可以得到糾正。 6、制定工藝路線： 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 ⑴、工藝路線方案一： 工序1：車端面 車倆端面，粗車車至63～62.5，半精車61.5～62，精車61±0.15，Ra3.2um 工序2：鉆、擴、鉸中心孔 鉆孔，擴孔至，粗鉸精鉸至φ28～φ28.021,Ra0.8um 工序3：車外圓和凸臺 粗車左端外圓47～47.25，半精車至46～46.039，精車至44.987～45.003，粗車右外圓A至41~41.25，粗車外圓B至47~47.25，粗車外圓C至63.6~64mm，精車外圓A至39.998~40.008 ，精車外圓B至44.95~44.975；使用車外圓面專用夾具 工序4：開槽 切三個3x0.5槽 工序5：銑φ64三個端面 粗銑至中心距26.3mm，精銑至中心距24.3024.31mm；重復(fù)該步驟，每次轉(zhuǎn)120°，銑三個端面；使用銑三個端面專用夾具 工序6：鉆斜孔 鉆三個斜孔，鉆三個斜孔；使用鉆斜孔專用夾具 工序7：銑鍵槽 銑鍵槽至40.5h11,Ra3.2寬為8N9；使用銑鍵槽專用夾具 工序8：磨 磨各端面至要求的尺寸和粗糙度 工序9：去毛刺，終檢，防銹，入庫 ⑵、工藝路線方案二： 工序1：車削 夾緊端，粗車右端面，車外圓，加工退刀槽3x0.5 工序2：車削 夾緊另一端，粗車左端面，車外圓，加工退刀槽3x0.5 工序3：鉆鏜 以加工過的外圓面作為基準(zhǔn)，加工內(nèi)孔。鉆孔，粗鏜孔 半精鏜孔，精鏜孔至 工序4：精車 以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，夾緊夾緊端，半精車右端面，車外圓，精車外圓，加工外圓倒角2x2 工序5：精車 以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，夾緊另一端，半精車精車左端面，車外圓，精車外圓，加工外圓倒角2x2 工序6：銑 以內(nèi)孔及倆端面為基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床專用夾具夾緊工件，在的圓周上用專用105°銑刀垂直銑24.3mm個深度到水平90°，轉(zhuǎn)動120°銑三個平面。 工序7：銑 以定位裝夾工件銑鍵槽 工序8：鉆 在的圓周上，在水平方向上距軸心線26.9mm處攻孔mm，轉(zhuǎn)動萬能分度頭120°加工三個孔，再通過快換鉆套，攻3個mm的孔 工序9：去毛刺，終檢，防銹，入庫 ⑶、工藝方案的比較與分析： 上述兩工藝方案的特點在于：方案一中采用工序基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)相重合以減少尺寸換算，采用工序集中的原則，一次完整一道工序，完整加工一邊，減少了頻繁裝夾而導(dǎo)致的定位誤差，可以獲得很高的位置精度，能滿足零件上所需的要求，減少了加工時間，提高了整體效率，而且方案一從工序3開始就一直沿用以內(nèi)孔為精基準(zhǔn)加工其他端面，平面為原則，保證了形位公差和位置精度，大大保證了零件質(zhì)量，且方案一工序3以下都設(shè)計了專用夾具來輔助，加工所需表面，而這些夾具設(shè)計安裝基準(zhǔn)皆以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)。 方案二，是先粗車外面，再來鉆鏜內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工其他表面，這種方案也是以工序基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)保持一致，避免尺寸換算，避免過多的人為因素，但此方法過多的裝拆，雖然內(nèi)孔精度保證了，但由于過多的裝拆而導(dǎo)致的定位誤差，不同軸線等問題突出，這樣會導(dǎo)致后加工外圓時所要求的圓跳動誤差，同軸度誤差得不到保證，而且過多的裝夾增加了工作時間，大幅度降低生產(chǎn)效率。 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見表2和表3，機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。 7、確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，設(shè)計、繪制毛坯圖 “星輪”：零件材料為40Cr合金鋼，硬度HB197，生產(chǎn)類型大批量，毛坯形式為鍛造件． 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。 1、星輪端面，表面粗糙度分別為Ra3.2，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，單邊總余量Z=3.0,需經(jīng)過粗車——半精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.5 半精車 單邊余量Z=0.5 2、星輪端面，表面粗糙度分別為Ra3.2，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，單邊總余量Z=3.0,需經(jīng)過粗車——半精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.5 半精車 單邊余量Z=0.5 3、星輪端面，表面粗糙度分別為Ra6.3，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，單邊總余量Z=3.0,一步粗車即可滿足其精度要求。 4、外圓面，表面粗糙度分別為Ra1.6，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，單邊總余量Z=2.5,三步車削即粗車——半精車——精車可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0 半精車 單邊余量Z=0.4 精車 單邊余量Z=0.1 5、外圓面，表面粗糙度分別為Ra1.6，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，單邊總余量Z=2.5需要經(jīng)過粗車——半精車——精車可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0 半精車 單邊余量Z=0.4 精車 單邊余量Z=0.1 6、外圓面，表面粗糙度分別為Ra1.6，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，單邊總余量Z=2.5需要經(jīng)過粗車——半精車——精車可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0 半精車 單邊余量Z=0.4 精車 單邊余量Z=0.1 7、鍵槽，表面粗糙度分別為Ra3.2，Ra6.3，因鍵槽尺寸不大，通過后期零件加工銑削得出，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，需要經(jīng)過粗銑——半精銑方可滿足其精度要求。 8、銑三個端面，表面粗糙度分別為Ra6.3，因余量不大，也是通過后期零件加工銑削得出，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，需要經(jīng)過粗銑——半精銑方可滿足其精度要求。 9、3個孔，因孔尺寸不大，也是通過后期零件加工鉆孔得出，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，孔一步鉆削即可滿足其精度要求。 10、 孔，表面粗糙度Ra0.8，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2~2.5得，單邊余量Z=2.5，通過鉆削即擴——粗鉸——精鉸方可滿足其精度要求。 8、確定切削用量及基本工時（機動時間） 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap)、進(jìn)給量f及切削速度Vc 。 (2)確定方法是：確定切削深度——>確定進(jìn)給量——>確定切削速度 (3)具體要求是： ①由工序或工步余量確定切削深度： 精、半精加工全部余量在一次走刀中去除； 在中等功率機床上一次走刀ap可達(dá)8～10mm。 ②按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量： 對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗機床進(jìn)給機構(gòu)強度 ③可用查表法或計算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查表或計算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機床實有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機作為實際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實際的切削速度Vc機填入工藝文件中。對粗加工，選取實際切削速度Vc機、實際進(jìn)給量f機和背吃刀量asp之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。 四、切削用量及基本時間確定 4、1 工序1左右端面： (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：粗車至63～62.5，半精車61.5～62，精車至61±0.15，Ra3.2um。 機床選擇：CA6140臥式車床。 機床功率：7.5kw 工件裝夾：工件裝夾在CA6140臥式車床三爪卡盤上。 (2)、確定切削用量及基本工時 (2.1) 粗車 1） 、選擇刀具： 刀具：刀具材料為YT15，刀桿尺寸16mm×25mm（高速鋼端面車刀） 。 2）、計算切削用量： 單邊加工余量Z=3，粗車單邊余量2.5，余量不大可一次切除，取a p=2.5mm 3）、進(jìn)給量f: 根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,以及工件直徑為60~100mm時：f=0.4~0.7。按CA6140車床的說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.7?，F(xiàn)?。? f=0.7 4） 、計算切削速度Vc： 按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）： （m/min） 式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。 所以： = =99.2 (m/min) 5） 、確定機床主軸轉(zhuǎn)速： = 351 (r/min) 與351 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為360 r/min?，F(xiàn)選取，所以實際切削速度 101.736 m/min. 6） 、檢驗機床功率： 主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算 式中： =0.89 所以： = =2045 N 切削時消耗功率為： = =3.48 (kw) 由《切削手冊》表1.30中CA6140機床說明書知，CA6140主電動機功率為7.5kw，故機床功率足夠，可以正常工作。 7） 校檢機床進(jìn)給系統(tǒng)強度： 已知主切削力= 2045N，徑向力按《切削手冊》表1.29所示公式計算 式中： 所以： = =339N 軸向切削力 式中 ： 所以： = =908N 取機床導(dǎo)軌與床鞍系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機構(gòu)的作用力為： =908+0.1（2045+339） =357.09 1146.4 N 而機床進(jìn)給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見《切削手冊》表1.30），故機床進(jìn)給系統(tǒng)可以正常工作。 8） 、切削工時： 式中： 所以： =0.04（min） (2.2) 半精車 1）、計算切削用量： 單邊加工余量Z=0.5，半精車車單邊余量0.5，取a p=0.25mm，i=2 2）、進(jìn)給量f: 根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》）表1.4，選取f=0.5mm/r 3）、計算切削速度Vc： 按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）： （m/min） 式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。 所以： = =142 (m/min) 4）、確定機床主軸轉(zhuǎn)速： == 502 (r/min) 與502 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500 r/min?，F(xiàn)選取，所以實際切削速度 141.3 m/min. 5）、檢驗機床功率： 主切削力按《切削手冊》表1.29所示公式計算 式中： =0.89 所以： = =151N 切削時消耗功率為： = =0.355 (kw) 由《切削手冊》表1.30中CA6140機床說明書知，CA6140主電動機功率為7.5kw，故機床功率足夠，可以正常工作。 6）、切削工時： 式中： 所以： =0.04（min） 4、2工序2鉆擴鉸內(nèi)孔 (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：鉆Φ19 機床選擇：選用立式鉆床Z525 刀具：選擇φ19mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見《工藝手冊》P84） (2) 、確定進(jìn)給量： f機=0.25mm/r (見《切削手冊》表2.7和《工藝手冊》表4.2-16) (3)、確定切削速度： Vc查=18m/min （見《切削手冊》表2.15） (4) 、確定機床轉(zhuǎn)速： 按機床選取n機=300r/min（按《工藝手冊》表4.2-15） 所以實際切削速度：m/min (5)、切削工時： ，，，則機動工時為 (2.2) 擴孔φ27mm (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：擴Φ27 機床選擇：選用立式鉆床Z525 刀具：選擇φ27高速鋼錐柄擴孔鉆（見《工藝手冊》表3.18） (2)、確定進(jìn)給量： 根據(jù)《切削手冊》表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴φ27孔時的進(jìn)給量f=0.5～0.8，并根據(jù)機床選取《工藝手冊》表4.2-16， f機=0.7mm/r (3)、確定切削速度： 擴孔鉆擴孔時的切削速度，根據(jù)有關(guān)資料確定為： 其中Vc鉆為用鉆頭同樣尺寸實心孔時的切削速度，現(xiàn)由《切削手冊》表2.13查得Vc鉆=18m/min，故有： (4) 、確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選取n機=250r/min（按《工藝手冊》表4.2-15） 所以實際切削速度： (5) 、計算切削工時： 按《工藝手冊》表6.2-5公式計算， ，，，則機動工時為 (2.3) 粗鉸φ27.8mm (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：粗鉸 機床選擇：選用立式鉆床Z525 刀具：專用鉸刀 (2)、確定進(jìn)給量： 根據(jù)《切削手冊》，查得鉸刀的進(jìn)給量為f=0.8～1.2mm/z，進(jìn)給量取f=0.81mm/r (3)、確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選取（按《工藝手冊》表4.2-15） 則其實際切削速度：m/min (4)、計算切削工時： 按《工藝手冊》表6.2-5公式計算， ，，，則機動工時為 (2.4) 精鉸φ28H7mm (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：精鉸 機床選擇：選用立式鉆床Z525 刀具：專用鉸刀 (2)、確定進(jìn)給量： 根據(jù)《切削手冊》，查得鉸刀的進(jìn)給量為f=0.48mm/r (3)、確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機床選?。ò础豆に囀謨浴繁?.2-15） 則其實際切削速度：m/min (4)、計算切削工時： 按《工藝手冊》表6.2-5公式計算， ，，，則機動工時為 4、3 工序3車外圓面： 1、車左外圓面 (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：粗車——半精車——精車 加工余量：單邊余量2.5，粗車單邊余量2.0，半精車單邊余量0.4，精車單邊余量0.1 機床選擇：CA1640，高速鋼外圓車刀。 機床功率：7.5kw (2) 、確定切削用量 按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定粗車，，。進(jìn)給量，根據(jù)《切削手冊》表1.4，選取f=0.5mm/r (3) 、計算切削速度 （m/min） 則，， (4) 、確定機床主軸轉(zhuǎn)速： d=45 ,, 按《切削手冊》，機床使用說明書取 則實際切削速度為，， (5) 切削工時計算： L=17，，，則， 2 車左外圓面 (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：粗車 加工余量：單邊余量3 機床選擇：CA1640，高速鋼外圓車刀。 機床功率：7.5kw (2)、確定切削用量 按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定粗車，。進(jìn)給量，根據(jù)《切削手冊》表1.4，選取f=0.5mm/r (3)、計算切削速度 （m/min） 則 (4)、確定機床主軸轉(zhuǎn)速： d=64 , 按《切削手冊》，機床使用說明書取 則實際切削速度為 (5)、切削工時計算： L=14，，，則 3車右外圓面 (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：粗車——半精車——精車 加工余量：單邊余量2.5，粗車單邊余量2.0，半精車單邊余量0.4，精車單邊余量0.1 機床選擇：CA1640，高速鋼外圓車刀。 機床功率：7.5kw (2)、確定切削用量 按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定粗車，，。進(jìn)給量，根據(jù)《切削手冊》表1.4，選取f=0.5mm/r (3)、計算切削速度 （m/min） 則，， (4)、確定機床主軸轉(zhuǎn)速： d=45 ,, 按《切削手冊》，機床使用說明書取 則實際切削速度為，， (5)、切削工時計算： ，，，，，則， 4 車外圓面 (1)、加工條件 工件材料：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：粗車——半精車——精車 加工余量：單邊余量2.5，粗車單邊余量2.0，半精車單邊余量0.4，精車單邊余量0.1 機床選擇：CA1640，高速鋼外圓車刀。 機床功率：7.5kw (2)、確定切削用量 按《切削手冊》表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定粗車，，。進(jìn)給量，根據(jù)《切削手冊》表1.4，選取f=0.5mm/r (3)、計算切削速度 （m/min） 則，， (4)、確定機床主軸轉(zhuǎn)速： d=45 ,, 按《切削手冊》，機床使用說明書取 則實際切削速度為，， (5)、切削工時計算： L=17，，，則， 4、4 工序4切槽： (1)、加工條件 工件材料：：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：切槽至尺寸 機床選擇：CA6140臥式銑床，使用專用夾具 刀具：切槽刀 (2)、確定進(jìn)給量f：查表得f=0.3~0.5mm/r,根據(jù)機床參數(shù)選取f=0.35mm/r。 (3)、確定切削速度,查表取=137.8m/min (3)、確定機床主軸轉(zhuǎn)速：,查表，按機床實際轉(zhuǎn)速選取n=900r/min，則實際的切削速度為 4、5 工序5銑三個端面： (1)、加工條件 工件材料：：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：平面離中心軸線24.3mm，共粗銑精銑三個平面，每個相隔120° 機床選擇：選擇X60臥式銑床，使用專用銑床夾具 刀具：專用成型刀具，高速鋼，三刃尺，刀具輪廓直徑 (2) 、確定粗銑端面最大加工余量和進(jìn)給量：依據(jù)經(jīng)驗得粗銑應(yīng)留下2mm左右的加工余量；確定進(jìn)給量f：根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表5-7，當(dāng)?shù)稐U最大直徑尺寸為，工件距中心軸距離為26.3mm，以及銑床功率P在5~10KW之間，夾具剛度中等時，f=0.08~0.15mm/r。取f=0.12mm/r (3) 、確定精銑端面加工余量和進(jìn)給量：依據(jù)經(jīng)驗得精銑加工余量為0.01mm，依據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表5-8，可知f=0.4~0.1mm/r，取f=0.6mm/r (4) 計算銑削速度： 依據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表5-9銑削速度為V=37mm/min。 (5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 因此，依據(jù)表4-18設(shè)定n=800r/min (6) 計算切削工時： 4、6 工序6鉆與 (1)、加工條件 工件材料：：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：鉆三個斜孔，鉆三個斜孔 機床選擇：z535立式鉆床，使用專門夾具夾緊 刀具：麻花鉆，鉆頭直徑，鉆頭直徑 (2)、確定進(jìn)給量f：查表得， (3)、確定切削速度,查表取， (4)、確定機床主軸轉(zhuǎn)速：， (5)、計算切削： ，，，則=0.7333min ，，，則=0.1333 4、7 工序7銑鍵槽： (1) 粗銑鍵槽 (1)、加工條件 工件材料：：鍛造件材料為40Cr， 加工要求：銑鍵槽至40.5h11,Ra3.2寬為8N9 機床選擇：X51型立式銑床，使用專門夾具夾緊 刀具：選取不重磨損硬質(zhì)合金套式立銑刀，刀片采用YG8 ，， (2)、確定銑削深度：因為加工余量不大，故可在三次走刀內(nèi)銑完，則 (3)、確定每次進(jìn)給量f及切削速度：根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則=，按機床標(biāo)準(zhǔn)選取，則實際切削速度為，當(dāng)時，按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 (4)、計算切削工時： ，，則機動工時為 (2) 半精銑鍵槽 1）、選擇刀具： 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式立銑刀，刀片采用YG8，，， (2)、確定銑削深度：因為加工余量不大，故可在三次走刀內(nèi)銑完，則 (3)、確定每次進(jìn)給量f及切削速度：根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則=，按機床標(biāo)準(zhǔn)選取，則實際切削速度為，當(dāng)時，按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 (4)、計算工時：切削工時 ，，則機動工時為 4、8 工序8精磨： （1） 磨削三個端面 1）、選擇磨刀： 專用磨刀，輪廓直徑mm (2)、確定磨削進(jìn)給量：查《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》取f=0.024mm/r (3)、計算工時：由于磨削加工的工時很短可忽略不計只需計算專配時間，因此T=0.35mm 4、9 工序9精磨： （1）磨削內(nèi)孔 1）、選擇磨刀：專用磨刀 (2)、確定磨削進(jìn)給量：查《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》取f=0.024mm/r (3)、計算工時：由于磨削加工的工時很短可忽略不計只需計算專配時間，因此T=0.5mm 最后將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它數(shù)據(jù)，一并填入“機械加工工序卡片”中，見附表 五、夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動成本，需要設(shè)計專用夾具。按星輪圖紙要求，現(xiàn)設(shè)計第5道工序——銑三個端面的銑床夾具。本夾具將用于X63萬能銑床，刀具為專用高速鋼銑刀。 1、問題的提出： 本夾具是用來銑和磨三個距中心軸24.3mm互成120°的端面，零件圖紙中端面的寬度有公差要求，且三個端面都有粗糙度要求。這幾道工序包含粗加工和精加工，因此本工序加工時既要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，又要精度也有一定要求。 2、夾具設(shè)計的有關(guān)計算： ⑴、定位基準(zhǔn)的選擇： 由于端面的寬度有公差要求，因此應(yīng)以星輪的軸孔為主要定位基準(zhǔn)，右端面為輔助定位基準(zhǔn)，另外為了防止工件轉(zhuǎn)動，為限制次自由度，與星輪內(nèi)孔配合的軸除了在前端做得與內(nèi)孔配合以外，其余部分以削短的形式來防止工件旋轉(zhuǎn)，另一輔助左端面為輔助夾緊定位，防止工件水平移動，用螺母和開口墊片定位，同時用快速夾緊機構(gòu)加緊防止水平定位的變化，自此星輪的自由度被完全限制，可以正常加工，為了滿足這些定位要求，設(shè)計如轉(zhuǎn)配圖所示的結(jié)構(gòu)，既可以滿足軸向力的要求，又可以方便工件的定位與加工以及工件的裝夾。 ⑵、切削力及夾緊力計算： 刀具:高速鋼105°成型銑刀.D=20mm.z=10 其中： 水平分力：FH=1.1F實≈199.122(N) 垂直分力：FV=0.3F實≈54.306(N) 在計算切削力時，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù): K=K1K2K3K4。 其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1 ∴F／=KFH=（1.5×1.1×1.1×1.1）×199.122=397.547 (N) 實際加緊力為F加= KFH/（U1*U2）=397.547/0.5=795.094 (N) 其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025 螺母選用M12X1.5細(xì)牙三角螺紋，因為本設(shè)計采用搖動把手旋緊夾緊軸而使得套筒把螺母鎖緊，把工件安裝定位精確，其鎖緊力滿足要求。 心軸取材料為40Cr 因為40Cr屈服強度為530Mpa，與工件一致，因此其彎曲應(yīng)力肯定符合要求。 3、定位誤差分析 由于星輪工件軸向尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具定位心軸的制造精度和安裝精度以及捏手定位銷的制造誤差。工件是以內(nèi)孔在心軸上定位，左端面靠在定位心軸端面上，該定位心軸的尺寸及公差一現(xiàn)規(guī)定為與零件內(nèi)孔是間隙配合，這樣可以保證內(nèi)孔質(zhì)量不被破壞，并能順利定位夾緊，確保以內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工的三個平面的尺寸，公差，形位公差，位置精度得與保證。 4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計及操作簡要說明： 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動率。為此，在螺母夾緊時采用開口墊圈，以便裝卸，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置，以利于銑削加工，夾具體側(cè)壁上有捏手，定位銷，通過捏手與定位銷對于分度盤上三個相差120°的位置而實現(xiàn)零件的精確定位。 為了保證零件加工精度，我們采用捏手定位銷與分度盤的相互位置配合來進(jìn)行定心加緊。夾具體底面上的一對定位鍵與銑床工作臺的T型槽相連接，保證夾具與銑床縱向進(jìn)給方向相平行的位置，使夾具在機床工作臺上占有一正確加工位置。此外，為了把夾具緊固在銑床工作臺上，夾具體兩端設(shè)置供T型螺栓穿過夾具用的兩個U型耳座。 夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 專用夾具操作簡述：把工件安裝在定位心軸上，工件左端面與定位心軸貼近，在工件右邊放入開口墊片，然后通過把手搖動帶動夾緊軸使套筒旋緊螺母，旋到夾緊工件為止，用高速鋼105°成型銑刀在對刀裝置上對刀，然后平行于軸線銑削至要求，刀具沿水平方向退回，把捏手旋90°拔出，此時可以通過把手的搖動帶動分度盤一起旋轉(zhuǎn)，旋至120°后，把捏手裝回鎖緊，再加工下一個端面，接著再重復(fù)一次捏手拔出，旋轉(zhuǎn)分度盤，放回捏手的步驟，即可順利加工出三個端面，然后停下機床，搖動把手松開螺母，拿開開口墊片，取下工件。 銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖3附圖4。 參考文獻(xiàn) 1．趙家齊 邵東向主編.《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》.機械工業(yè)出版社,2016.5 2．劉旺玉主編.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.華中科技大學(xué)出版社,2013 3. 李益民主編.《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》.北京，機械工業(yè)出版社,2003 4. 艾興 肖詩綱編.《切削用量簡明手冊》.北京:機械工業(yè)出版社,2002 5. 李旦 邵東向 王杰編.《機床專用夾具圖冊》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2005 6．孫麗媛主編.《機械制造工藝及專用夾具》.冶金工業(yè)出版社,2002 7．楊鐵牛主編.《互換性及測量技術(shù)》.電子工業(yè)大學(xué)出版社，2010 8．濮良貴 陳國定 吳立言等編.《機械設(shè)計》第九版.高等教育出版社,2013