铲车连接盘加工工艺及钻3个直径为6的夹具设计.doc
铲车连接盘加工工艺及钻3个直径为6的夹具设计【含CAD图纸、说明书】
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含CAD图纸、说明书
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毕业设计（论文）任务书院 部：机械工程学院专 业：机械制造与自动化姓 名: 学 号: 题 目： 铲车连接盘加工工艺与夹具设计 起迄日期: 2016年7月1日2017年4月30 日校内指导教师: 企业指导教师：王胜利 发任务书日期: 毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过本课题的设计，进一步巩固所学专业知识，掌握基本的机械零件工艺、夹具设计方法、步骤，提高查阅技术资料的能力和计算机辅助设计能力，增强学生逻辑思维的严密性，锻炼学生的文字组织及表达能力，使学生能较好的编写机械加工所需的工艺文件及完成相关工序夹具设计，包括包括工艺过程卡片、工序卡片、夹具装配图等，学会独立分析解决问题，编写毕业设计说明书及查找参考资料的方法，从而培养查阅技术资料的能力和计算机辅助设计能力，为今后工作打下坚实基础。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：本课题任务：进行铲车连接盘零件工艺分析及工艺编制，并完成夹具设计(钻3个直径为6的夹具设计)、夹具非标零件设计，完成毕业设计说明书。任务要求：借阅“机械设计手册”、“机械加工工艺手册”、“机械夹具设计手册”等书籍完成以下任务1、绘制零件的二维工程图，并标注图纸上的尺寸及相关要求。2、完成零件的机械加工工艺设计，确定加工所需设备、工量具等。3、明确工艺内容确定加工工序和各工序的工步。4、在以上基础上编写机械加工过程卡片及每一道工序的工序卡片。5、根据以上工艺安排及装备选择确定夹具的设计，绘出夹具装配图及相关非标件图纸，并标注相关尺寸及相关要求。6、完成相应的毕业设计说明书的编写。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求：1、绘制零件的二维工程图2、所需加工零件图的工艺过程卡片一套3、零件机械加工主要工序卡片一套4、夹具装配图及相关非标件图纸各一套 5、设计说明书一份（字数不少于10000字）按照标准格式，打印零件的机械加工过程卡片和机械加工工序卡片，用A4纸打印并装订成册；夹具及夹具零件设计，用AUTOCAD绘图，打印并装订成册；编写毕业设计说明书，打印并装订成册。4主要参考文献：1 艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册M.机械工业出版社， 2001.2 洪钟德，简明机械设计手册M . 同济大学出版社， 2002 .3 濮良贵，机械设计（第七版）M .高等教育出版社， 2001.4 李益民，机械制造工艺设计简明手册）M .机械工业出版社， 1994. 6 上海工业大学汇编编，机床夹具设计M .上海科学技术出版社， 2003.7 王绍俊，机械制造工艺设计手册M .机械工业出版社， 2000 .8 李洪，机械加工工艺手册北京出版社M .机械工业出版社， 1998.毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2016年 7月1日7月19日2016年7月20日10月5日2016年10月6日11月12日2016年11月13日12月15日2016年12月15日12月31日2017年1月10日2月10日 2017年2月11日3月22日2017年3月23日4月30日 接受设计任务书，明确设计要求熟悉相关产品及零件图纸，绘制零件二维图纸并进行初步分析，查阅收集相关参考资料拟定初步设计方案进行零件的机械加工工工艺设计绘制夹具零、部件及总装设计草图并进行相关计算修改、完善并绘制夹具设计图及相关非标件的二维图纸 编写毕业设计说明书，完成机械加工工艺卡及工序卡的编写完善，收集，毕业设计纸质材料整理打印、装订成册。专业教学团队审查意见：团队主任： 年 月 日院部意见：院部领导： 年 月 日工 艺 过 程 卡产品型号零（部）件图号共1 页产品名称铲车连接盘零（部）件名称铲车连接盘第1 页材料牌号Q235毛坯种类棒料毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间设 备工 艺 装 备工 时名称、型号编号夹 具辅具刀、量具准终单件10型材型材开料出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30车粗车、半精车外圆96mm及右端面机卧式车床CA6140 专用夹具车刀40车粗车96mm左端面，保证全长48mm 机卧式车床CA6140专用夹具车刀50车车14X82mm退刀槽机卧式车床CA6140专用夹具车刀60钻钻40、80mm内孔对应的中心孔机钻床Z525 专用夹具钻头70镗粗镗、半精镗40、80mm内孔机卧式车床CA6140专用夹具镗刀80钻钻孔3-6mm孔机钻床Z525 专用夹具钻头90去毛刺去毛刺100终检终检入库编 制审 核会 签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 期学院机械加工工序卡片产品型号铲车连接盘零件图号产品名称铲车连接盘零件名称铲车连接盘共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工30车Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗车、半精车外圆96mm及右端面专用夹具，量具，车刀5001.270.8311510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号铲车连接盘零件图号产品名称铲车连接盘零件名称铲车连接盘共6页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工40车Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗车96mm左端面，保证全长48mm专用夹具，量具，车刀5001.270.8311510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号铲车连接盘零件图号产品名称铲车连接盘零件名称铲车连接盘共6页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工50车Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1车14X82mm退刀槽专用夹具，量具，车刀5001.270.8311510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号铲车连接盘零件图号产品名称铲车连接盘零件名称铲车连接盘共6页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60钻Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z52511夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻40、80mm内孔对应的中心孔专用夹具，量具，钻头85025.70.8211510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号铲车连接盘零件图号产品名称铲车连接盘零件名称铲车连接盘共6页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70镗Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗镗、半精镗40、80mm内孔专用夹具，量具，镗刀9001692.51.811510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号铲车连接盘零件图号产品名称铲车连接盘零件名称铲车连接盘共6页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工80钻Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数棒料11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z52511夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻孔3-6mm孔专用夹具，量具，钻头85025.70.8211510 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 毕业设计（论文）说明书作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目： 铲车连接盘加工工艺及钻3个直径为6的夹具设计 指导者：评阅者： 年 月 毕业设计（论文）中文摘要本文主要是铲车连接盘零件的机械加工工艺及工装设计，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 铲车连接盘零件；工艺；切削用量；夹具；工装设计毕业设计（论文）外文摘要Title： Forklift truck processing technology of connecting plates and lathe Jig design Abstract：This paper is mainly designed to fit the machining technology and engineering sleeve parts, in the process design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good reference processing parts, design a part of the process route; then the parts each step step size calculation the key is to determine the craft equipment and the cutting of various process parameters; then designing special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as positioning elements and clamping elements, guide element, clamp and machine connected components and other components; calculate fixture positioning errors when positioning, and analysis of rationality deficiencies of fixture structure, improve and design in later.Keywords: sleeve parts; process; cutting; fixture; fixture design目 录目 录IV第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形状22.2零件的工艺分析2第3章 工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 定位基准的选择零件表面加工方法的选择43.3 制定工艺路线43.3.1 工艺路线方案一53.3.2 工艺路线方案二53.4 选择加工设备和工艺装备63.4.1 机床选用63.4.2 选择刀具73.4.3 选择量具7第4章 确定切削用量及基本时间8第5章 钻3-6mm沉头孔夹具设计155.1问题提出155.2夹具的设计155.2.1切削力及夹紧力的计算155.2.2 钻孔与工件之间的切屑间隙185.2.3 钻模板195.2.4定位误差的分析195.2.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用205.2.6 确定夹具体结构和总体结构21总 结23致 谢24参考文献25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。铲车连接盘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铲车连接盘零件，主要作用是起连接作用。它主要用于轴与轴之间的连接，以传递动力和转矩。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。图2.1 零件图2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为Q235，轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、内孔和相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。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。45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。 铲车连接盘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.镗内孔，表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面，及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5，法兰面粗糙度值6.3。铲车连接盘共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)右端的加工表面： 这一组加工表面包括：右端面，96mm外圆，倒角钻孔。这一部份只有端面有6.3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).左端面的加工表面： 这一组加工表面包括：左端面；96mm的外圆，粗糙度为1.6；96的外圆并带有倒角其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，40的孔、80的孔或内圆直接在上做镗工就行了。第3章 工艺规程设计本铲车连接盘假设年产量为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Q235，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择锻造。依据设计要求Q=96000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为Q235，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，最后选用锻造，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，可以采用锻造，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 定位基准的选择零件表面加工方法的选择为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选40mm的孔及其一端面作为精基准。由于待加工的两零件全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，对主动端而言，应选面积较大的外圆及其端面为粗基准；对从动端而言，应选面积较大96mm的外圆及其端面为粗基准。待加工的零件的加工面有外圆、内孔、端面，材料为Q235钢。以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下。（1）96mm的外圆面 为未注公差尺寸，根据GB 180079规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra25um，粗车即可（表5-14）。（2）3-6mm的孔 为未注尺寸公差，根据GB 180079规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3um，需进行钻（表5-15）。（3）40mm的内孔，公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra1.6um，需进行粗膛半精镗精镗加工（表5-15）。（4）端面 本零件的端面为回转体端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度为Ra25um,粗车即可。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号工序名称工 序 内 容10型材型材开料出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30车粗车、半精车外圆96mm及右端面40车粗车96mm左端面，保证全长48mm 50车车14X82mm退刀槽60钻钻40、80mm内孔对应的中心孔70镗粗镗、半精镗40、80mm内孔80钻钻孔3-6mm孔90去毛刺去毛刺100终检终检入库3.3.2 工艺路线方案二工序号工序名称工 序 内 容10型材型材开料出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30车粗车、半精车外圆96mm及右端面40车粗车96mm左端面，保证全长48mm 50钻钻40、80mm内孔对应的中心孔60镗粗镗、半精镗40、80mm内孔70车车14X82mm退刀槽80钻钻孔3-6mm孔 90去毛刺去毛刺100终检终检入库最终工艺路线方案：工序号工序名称工 序 内 容10型材型材开料出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30车粗车、半精车外圆96mm及右端面40车粗车96mm左端面，保证全长48mm 50车车14X82mm退刀槽60钻钻40、80mm内孔对应的中心孔70镗粗镗、半精镗40、80mm内孔80钻钻孔3-6mm孔90去毛刺去毛刺100终检终检入库3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序粗车、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CA6140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。.工序是钻孔，选用Z525立式钻床。 工序都为CA6140卧式车床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小，需选用较精密的机床才能满足要求，因此选用CA6140卧式车床（表5-55）。3.4.2 选择刀具.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低碳钢、冷硬低碳钢、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)。.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。3.4.3 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。第4章 确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定a、f、再确定v。4.1 工序30切削用量的及基本时间的确定4.1.1 切削用量 粗车、半精车外圆96mm及右端面所选刀具为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CA6140机床的中心高为200（表1.35），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=。.确定切削深度由于单边余量为3mm，可在一次走刀内完成，故=3mm.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=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）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135，CA6140机床进给机构允许进给力=3535。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 （4-2）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。.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=。.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200219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 （4-3） =120 （4-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （4-5）.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 （4-6）根据表1.35，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3，=，=，= 4.1.2 基本时间确定粗车外圆的基本时间。参考文献1表2-24，车外圆基本时间为T式中，=40mm,3), 90，=2mm，=4mm,=0, f=0.65mm/r,n=0.77r/s,s4.2 工序40 粗车96mm左端面，保证全长48mm 切削用量的及基本时间的确定采用与工序30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：本工序为粗车另一端面，粗车、半精车外圆55mm，倒角。车端面、外圆可采用与工序相同的可转位车刀。见表4-1表4-1 工序的切削用量及基本时间工步/mmf/mmr v/msn/rs/s粗车端面 2 0.52 0.38 1.5 113粗车外圆55mm2.3 0.52 0.38 1.5 68 倒角 手动 0.38 1.5本工序50 车14X82mm退刀槽确定切削用量。选刀具为YT35硬质合金、主偏角、直径为12mm的圆形镗刀。其耐用度T=60min。=0.25mmf=0.15mm/rv=1.4=235.77mm/min=1837.3r/min参考文献1表5-56，根据C6140车床的转速表，选择n=1400r/min=23.3r/s,则实际切削速度v=4.98m/s。4.4.2 基本时间5.4.2.1 确定的基本时间：=16s工序60 钻40、80mm内孔对应的中心孔4.3 工序70粗镗、半精镗40、80mm内孔切削用量及基本时间的确定4.3.1 切削用量已知条件与粗加工工序相同。切削用量。所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同，查参考文献6表1-3，车刀几何形状为，=. 确定背吃刀量=0.75mm. 确定进给量根据参考文献7表1.6及参考文献2表4.2-9中C620-1机床进给量，选择。由于是半精加工，切削力较小，故不须校核机床进给机构强度。. 选择车刀磨钝标准及耐用度 查参考文献7表1.9，选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm，耐用度T=35min。查参考文献6表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工b960MPs的合金钢，切削速度=97m/min。切削速度的修正系数查参考文献7表1.28得：，其余的修正系数均为1，故：V=970.811.15=90.4m/min=155r/min查参考文献6表4.2-8选择CA6140机床的转速为： n=185r/min=3.08r/s则实际切削速度v=1.56m/s半精加工，机床功率也可不校验。最后确定的切削用量为：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精车主动端端面的切削用量。采用车外圆相同的刀具加工，切削用量为：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。4.3.2 切削用量确定基本时间： =52s4.6 工序80 切削用量及基本时间的确定钻孔3-6mm孔，本工序采用计算法。表4-2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2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.096.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用Z525立式钻床，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，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=35，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm, l=116mm。表4-3 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ll111.8013.20151101表4-4 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0035118124060表4-5 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高速钢低碳钢0.50.8（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）1120钻头（钻孔及扩孔）低碳钢、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.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=0.250.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。.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Q235（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 （4-17）则 = =131 （4-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.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= （4-19）其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13第5章 钻3-6mm沉头孔夹具设计 为了提高生产率，保证质量。本夹具将用在z525钻床。刀具是高速钢钻头。5.1问题提出本夹具主要用来加工箱体钻3-6mm沉头孔夹具,这3个孔互成120度，均匀分布在圆周方向，设计夹具时，要求保证垂直度要求。5.2夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。定位方式如下图，夹紧方式为螺旋夹紧机构。 图5.1 螺旋夹紧机构5.2.1切削力及夹紧力的计算刀具：钻头6孔。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数由资料机床夹具设计手册查表可得：切削力公式： 式（5.1）式中 查表得： 即：实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺旋夹紧机构。该夹具采用螺旋夹紧机构原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。5.2.2 钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点:1、固定钻套：钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套：主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以F7/m6或F7/k6配合装入衬套中。3、快换钻套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套：尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔，如图4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C=8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。5.2.3 钻模板在导向装置中，导套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻螺栓紧固，钻模精度较高。45.2.4定位误差的分析3) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。图5-2中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，=0.4) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。5) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。2. 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为或 当时，夹具能满足工件的加工要求。值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。知此方案可行。5.2.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.07+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.073.347+0.019+0.07745811567117162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121587157122025712+0.034+0.016722121522+0.028+0.0152616283615726300.012722+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742481766485070740.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。5.2.6 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，
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