机械制造技术课程设计-法兰盘加工工艺及铣Φ70端面夹具设计（全套图纸）

课程设计（论文）说明书 作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目： 法兰盘加工工艺及夹具设计（铣 70 面） 指导者： 评阅者： 年 月 课 程 设 计 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 本设计是基于法兰盘零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。法兰 盘零件的主要加工表面是外圆及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证 孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后槽的原则。并将孔与平面的加工 明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以 支承孔系定位加工出顶平面，在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定 位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，夹紧可 靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能 够满足设计要求。 关键词 法兰盘类零件，加工工艺，专用夹具，设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 III 目 录 1 加工工艺规程设计加工工艺规程设计 4 1.1 零件的分析零件的分析 4 1.1.1 零件的作用 4 1.1.2 零件的工艺分析 4 1.2 法兰盘加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施法兰盘加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 5 1.3 法兰盘加工定位基准的选择法兰盘加工定位基准的选择 5 1.2.1 粗基准的选择 5 1.2.2 精基准的选择 5 1.4 法兰盘加工主要工序安排法兰盘加工主要工序安排 5 1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 1.6 选择加工设备及刀、量具选择加工设备及刀、量具 8 1.7 确定切削用量及基本工时（机动时间）确定切削用量及基本工时（机动时间） 8 第 2 章 铣 70 面夹具设计 22 2.1 研究原始质料 22 2.2 定位、夹紧方案的选择 22 2.3 切削力及夹紧力的计算 23 2.4 误差分析与计算 25 2.5 夹紧装置的选用 26 2.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构 27 2.7 夹具设计及操作的简要说明 28 结结 论论 28 参考文献参考文献 30 致致 谢谢 32 4 1 加工工艺规程设计加工工艺规程设计 1.1 零件的分析零件的分析 1.1.1 零件的作用 题目给出的零件是法兰盘。法兰盘的主要作用是传动连接作用，保证 各轴各挡轴能正常运行，并保证部件与其他部分正确安装。因此法兰盘零 件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作 精度、使用性能和寿命。 图 1 法兰盘 1.1.2 零件的工艺分析 由法兰盘零件图可知。法兰盘是一个轴类零件，它的外表面上有 2 个 平面需要进行加工。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三 组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （1）以外圆面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：70 外圆面的加工； ，其中表面粗糙度要求为mRa2 . 3。 （2）以11 孔为主要加工表面的孔。这一组加工表面包括：3-11 孔为主要加工表面的孔，粗糙度为mRa2 . 3。 1.2 法兰盘加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措 施 法兰盘加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措 施 由以上分析可知。该法兰盘零件的主要加工表面是平面及孔系。一般 来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于法 兰盘来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理 好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑 因素。 法兰盘孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法 及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济 因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 1.3 法兰盘加工定位基准的选择法兰盘加工定位基准的选择 1.2.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）保证各重要支承的加工余量均匀； （2）保证装入法兰盘的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以法兰盘 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最 近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定 位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后 再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。 1.2.2 精基准的选择 从保证法兰盘孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的 选择应能保证法兰盘在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 法兰盘零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积 较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由 度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本 上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是法兰盘的装配 基准，但因为它与法兰盘的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔 系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 1.4 法兰盘加工主要工序安排法兰盘加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。法兰盘加 工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加 工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成 后一直到法兰盘加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因 此，结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面， 再粗加工孔系。对于法兰盘，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述 原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证 孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然 后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的 端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、 精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在c9080的含 0.4% 1.1%苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干 净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于mg200。 根据以上分析过程，现将法兰盘加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 工艺路线二： 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 铣 铣左侧70 端面 40 铣 铣右侧70 端面 50 车 粗车、精车120 外圆、70 外圆（右侧） ，粗车各外圆台阶及倒角 60 车 掉头装夹，粗车、精车70 外圆（左侧） ，粗车各外圆台阶及倒角 70 车 粗车、精车60H11 内孔，以及车 4X62 退刀槽 80 钻扩铰 钻扩铰30H7 孔，并倒角 90 钻孔 钻圆周钻 3- 11 孔，沉孔18 深 10 100 铣 铣 R30 缺口 110 钳 去毛刺，清洗 120 终检 终检入库 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能 采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，从提高效率和保证精度这两个 前提下，发现该方案一比较合理。综合选择方案一： 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 车 车左侧70 端面 40 车 车右侧70 端面 50 车 粗车、精车120 外圆、70 外圆（右侧） ，粗车各外圆台阶及倒角 60 车 掉头装夹，粗车、精车70 外圆（左侧） ，粗车各外圆台阶及倒角 70 车 粗车、精车60H11 内孔，以及车 4X62 退刀槽 80 钻扩铰 钻扩铰30H7 孔，并倒角 90 钻孔 钻圆周钻 3- 11 孔，沉孔18 深 10 100 铣 铣 R30 缺口 110 钳 去毛刺，清洗 120 终检 终检入库 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 铣 铣左侧70 端面 40 铣 铣右侧70 端面 50 车 粗车、精车120 外圆、70 外圆（右侧） ，粗车各外圆台阶及倒角 60 车 掉头装夹，粗车、精车70 外圆（左侧） ，粗车各外圆台阶及倒角 70 车 粗车、精车60H11 内孔，以及车 4X62 退刀槽 80 钻扩铰 钻扩铰30H7 孔，并倒角 90 钻孔 钻圆周钻 3- 11 孔，沉孔18 深 10 100 铣 铣 R30 缺口 110 钳 去毛刺，清洗 120 终检 终检入库 1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)毛坯种类的选择 零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯 的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零 件的材料为 HT200、生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中 等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择铸造成型。 (2)确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用的铸造造型，查取机械制造工艺设计简明手册 表 2.2-5， “法兰盘”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 HT200，硬度 HB 为 170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （2）面的加工余量。 根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 2.2.23。其余量值规定为 mm4 . 37 . 1，现取mm0 . 2。表 2.2.27 粗铣平面时厚度偏差取mm28. 0。 精铣：参照机械加工工艺手册表 2.2.59，其余量值规定为mm1。 差等级选用 CT7。再查表 2.2.9 可得铸件尺寸公差为mm6 . 1。 1.6 选择加工设备及刀、量具选择加工设备及刀、量具 由于生产类型为大批量生产，所以所选设备宜以通用机床为主，辅 以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专 用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递，由于工件质 量较大，故需要辅助工具来完成。 平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺（mm）,测量范 围 01000mm（参考文献2表 67） 。采用车床加工，床选用卧式车床 CA6140（参考文献2表 43） ，专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见 （参考文献2第五篇金属切削刀具，第 2、3 节） ，采用相匹配的钻头，专 用夹具及检具。 1.7 确定切削用量及基本工时（机动时间）确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 10、20 无切削加工，无需计算 工序 30. 铣左侧70 端面 机床：铣床 X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀） ，材料：15YT，100Dmm= ， 齿数5Z =，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=4mm 所以铣削深度 p a：4 p amm= 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度 p a：1.0 p amm= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.473，取0.15/ f amm Z=：根 据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.473，取Zmmaf/18. 0=根据 参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s= 机床主轴转速n： 10001000 2.47 60 471.97 /min 3.14 100 V nr d = 按照参考文献3表 2.174，取475 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 475 2.49/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f V：0.18 5 475/607.12/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ：7.12/427.5/min mf fVmm smm= a ：根据参考文献3表 2.481,取mma60= 切削工时 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知141lmm=， 68lmm= 刀具切入长度 1 l： 22 1 0.5()(1 3)lDDa=+ 22 0.5(10010060 )(1 3)12mm=+= 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t： 12 1 141 122 0.36min 427.5 j m lll t f + = 机动时间 1 j t： 12 1 68 122 0.19min 427.5 j m lll t f + = 所以该工序总机动时间 11 0.55min jjj ttt=+= 工序 40. 铣右侧70 端面 机床：铣床 X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀） ，材料：15YT，100Dmm= ， 齿数5Z =，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=4mm 所以铣削深度 p a：4 p amm= 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度 p a：1.0 p amm= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.473，取0.15/ f amm Z=：根 据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.473，取Zmmaf/18. 0=根据 参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s= 机床主轴转速n： 10001000 2.47 60 471.97 /min 3.14 100 V nr d = 按照参考文献3表 2.174，取475 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 475 2.49/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f V：0.18 5 475/607.12/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ：7.12/427.5/min mf fVmm smm= a ：根据参考文献3表 2.481,取mma60= 切削工时 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知141lmm=， 68lmm= 刀具切入长度 1 l： 22 1 0.5()(1 3)lDDa=+ 22 0.5(10010060 )(1 3)12mm=+= 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t： 12 1 141 122 0.36min 427.5 j m lll t f + = 机动时间 1 j t： 12 1 68 122 0.19min 427.5 j m lll t f + = 所以该工序总机动时间 11 0.55min jjj ttt=+= 工序 50 粗车、精车120 外圆、70 外圆（右侧） ，粗车各外圆台阶 及倒角 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 200mm（表 1.30） ，故选刀杆尺寸 HB=mmmm2516，刀片厚度为mm5 . 4。选择车刀几何形状为卷屑槽带 倒棱型前刀面， 前角 0 V = 0 12 ， 后角 0 = 0 6 ， 主偏角 v K = 0 90 ， 副偏角 v K = 0 10 ， 刃倾角s= 0 0 ，刀尖圆弧半径 s r =mm8 . 0。 .确定切削深度 p a 由于单边余量为mm5 . 2，可在一次走刀内完成，故 p a = 2 5 . 2 =mm25. 1 .确定进给量 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 1.4 刀杆尺寸为mm16mm25， p amm4，工件直径100400 之间时， 进给量 f =0.51.0rmm 按 CA6140 机床进给量（表 4.29）在机械制造工艺设计手册可 知： f =0.7rmm 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 130，CA6140 机床进给机构允许进给力 max F=3530N。 根据表 1.21， 当强度在 174207HBS时， p amm4，f75. 0rmm， r K = 0 45 时，径向进给力： R F =950N。 切削时 f F 的修正系数为 roFf K=1.0， sFf K=1.0， krFf K=1.17（表 1.29 2） ，故实际进给力为： f F=95017. 1=1111.5N 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 f =rmm7 . 0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 mm5 . 1，车刀寿命T =min60。 .确定切削速度 0 V 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15YT硬质合金刀加工硬度 200219HBS的铸件， p amm4，frmm75 . 0 ， 切削速度V=min63m。 切削速度的修正系数为 tv K =1.0， mv K=0.92， sv K0.8， Tv K=1.0， Kv K=1.0（见表 1.28） ，故： 0 V= t V v K=63 0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 （3-12） min48m n= D Vc 1000 = 127 100048 =120minr （3-13） 根据 CA6140 车床说明书选择 0 n =125minr 这时实际切削速度 c V 为： c V= 1000 c Dn = 1000 125127 min50m （3-14） .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，HBS=160245， p amm3， f rmm75 . 0 ，切削速度min50mV 时， C P =kw7 . 1 切削功率的修正系数 krPc k=0.73， Pcr K 0 =0.9，故实际切削时间的功率 为： C P =1.773. 0=1.2kw 根据表 1.30，当n=min125r时，机床主轴允许功率为 E P =kw9 . 5， C P E P ，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： p a =1.25mm， f =rmm7 . 0，n=min125r=sr08 . 2 ，V=min50m .计算基本工时 nf l t = （3-15） 式中L=l+ y +，l=mm127 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 y +=mm1，则L=126+1=mm128 m t = 7 . 0125 127 =min4 . 1 工序 60 掉头装夹，粗车、精车70 外圆（左侧） ，粗车各外圆台阶及 倒角 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 200mm（表 1.30） ，故选刀杆尺寸 HB=mmmm2516，刀片厚度为mm5 . 4。选择车刀几何形状为卷屑槽带 倒棱型前刀面， 前角 0 V = 0 12 ， 后角 0 = 0 6 ， 主偏角 v K = 0 90 ， 副偏角 v K = 0 10 ， 刃倾角s= 0 0 ，刀尖圆弧半径 s r =mm8 . 0。 .确定切削深度 p a 由于单边余量为mm5 . 2，可在一次走刀内完成，故 p a = 2 5 . 2 =mm25. 1 .确定进给量 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 1.4 刀杆尺寸为mm16mm25， p amm4，工件直径100400 之间时， 进给量 f =0.51.0rmm 按 CA6140 机床进给量（表 4.29）在机械制造工艺设计手册可 知： f =0.7rmm 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 130，CA6140 机床进给机构允许进给力 max F=3530N。 根据表 1.21， 当强度在 174207HBS时， p amm4，f75. 0rmm， r K = 0 45 时，径向进给力： R F =950N。 切削时 f F 的修正系数为 roFf K=1.0， sFf K=1.0， krFf K=1.17（表 1.29 2） ，故实际进给力为： f F=95017. 1=1111.5N 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 f =rmm7 . 0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 mm5 . 1，车刀寿命T =min60。 .确定切削速度 0 V 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15YT硬质合金刀加工硬度 200219HBS的铸件， p amm4，frmm75 . 0 ， 切削速度V=min63m。 切削速度的修正系数为 tv K =1.0， mv K=0.92， sv K0.8， Tv K=1.0， Kv K=1.0（见表 1.28） ，故： 0 V= t V v K=63 0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 （3-12） min48m n= D Vc 1000 = 127 100048 =120minr （3-13） 根据 CA6140 车床说明书选择 0 n =125minr 这时实际切削速度 c V 为： c V= 1000 c Dn = 1000 125127 min50m （3-14） .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，HBS=160245， p amm3， f rmm75 . 0 ，切削速度min50mV 时， C P =kw7 . 1 切削功率的修正系数 krPc k=0.73， Pcr K 0 =0.9，故实际切削时间的功率 为： C P =1.773. 0=1.2kw 根据表 1.30，当n=min125r时，机床主轴允许功率为 E P =kw9 . 5， C P E P ，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： p a =1.25mm， f =rmm7 . 0，n=min125r=sr08 . 2 ，V=min50m .计算基本工时 nf l t = （3-15） 式中L=l+ y +，l=mm127 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 y +=mm1，则L=126+1=mm128 m t = 7 . 0125 127 =min4 . 1 工序 70 粗车、精车60H11 内孔，以及车 4X62 退刀槽 所选刀具为 YG6 硬质合金可转位镗刀。根据切削用量简明手册表 1.1，由于 CA6140 机床的中心高为 200mm（表 1.30） ，故选刀杆尺寸 HB=mmmm2516，刀片厚度为mm5 . 4。选择车刀几何形状为卷屑槽带 倒棱型前刀面， 前角 0 V = 0 12 ， 后角 0 = 0 6 ， 主偏角 v K = 0 90 ， 副偏角 v K = 0 10 ， 刃倾角s= 0 0 ，刀尖圆弧半径 s r =mm8 . 0。 .确定切削深度 p a 由于单边余量为mm5 . 2，可在一次走刀内完成，故 p a = 2 5 . 2 =mm25. 1 .确定进给量 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 1.4 刀杆尺寸为mm16mm25， p amm4，工件直径100400 之间时， 进给量 f =0.51.0rmm 按 CA6140 机床进给量（表 4.29）在机械制造工艺设计手册可 知： f =0.7rmm 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 130，CA6140 机床进给机构允许进给力 max F=3530N。 根据表 1.21， 当强度在 174207HBS时， p amm4，f75. 0rmm， r K = 0 45 时，径向进给力： R F =950N。 切削时 f F 的修正系数为 roFf K=1.0， sFf K=1.0， krFf K=1.17（表 1.29 2） ，故实际进给力为： f F=95017. 1=1111.5N 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 f =rmm7 . 0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 mm5 . 1，车刀寿命T =min60。 .确定切削速度 0 V 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15YT硬质合金刀加工硬度 200219HBS的铸件， p amm4，frmm75 . 0 ， 切削速度V=min63m。 切削速度的修正系数为 tv K =1.0， mv K=0.92， sv K0.8， Tv K=1.0， Kv K=1.0（见表 1.28） ，故： 0 V= t V v K=63 0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 （3-12） min48m n= D Vc 1000 = 127 100048 =120minr （3-13） 根据 CA6140 车床说明书选择 0 n =125minr 这时实际切削速度 c V 为： c V= 1000 c Dn = 1000 125127 min50m （3-14） .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，HBS=160245， p amm3， f rmm75 . 0 ，切削速度min50mV 时， C P =kw7 . 1 切削功率的修正系数 krPc k=0.73， Pcr K 0 =0.9，故实际切削时间的功率 为： C P =1.773. 0=1.2kw 根据表 1.30，当n=min125r时，机床主轴允许功率为 E P =kw9 . 5， C P E P ，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： p a =1.25mm， f =rmm7 . 0，n=min125r=sr08 . 2 ，V=min50m .计算基本工时 nf l t = （3-15） 式中L=l+ y +，l=mm127 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 y +=mm1，则L=126+1=mm128 m t = 7 . 0125 127 =min4 . 1 工序 140：钻、扩、铰30H7 孔。 机床：Z525 刀具：根据参照参考文献3表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔 钻孔30H7 时先采取的是钻27孔，再扩到29.7，所以27Dmm=。 切削深度 p a：13.5 p amm= 进给量f：根据参考文献3表 2.438，取rmmf/33. 0=。 切削速度V：参照参考文献3表 2.441，取0.48/Vm s=。 机床主轴转速n： 10001000 0.48 60 539.53 / min 3.14 27 v nr d = ， 按照参考文献3表 2.131，取630 /minnr= 所以实际切削速度v： 3.14 27 630 0.56/ 10001000 60 dn vm s = 切削工时 被切削层长度l：42lmm= 刀具切入长度 1 l： 1 17 (1 2)12015.96 22 r D lctgkctgmmmm=+=+ = 刀具切出长度 2 l：mml41 2 = 取mml3 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t： 1 4263 0.25min 0.33 630 j L t fn + = 扩孔 刀具： 根据参照参考文献3表 4.331 选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻 头。 片型号：E403 切削深度 p a：1.35 p amm= 进给量f：根据参考文献3表 2.452，取0.6/fmm r=。 切削速度V：参照参考文献3表 2.453，取0.44/Vm s=。 机床主轴转速n： 10001000 0.44 60 426.78 /min 3.14 19.7 v nr D = 按照参考文献3表 2.131，取500 /minnr= 所以实际切削速度v： 3.14 19.7 500 0.52/ 10001000 60 dn vm s = 切削工时 被切削层长度l：42lmm= 刀具切入长度 1 l有： 1 1 19.7 17 (1 2)12022.863 22 r Dd lctgkctgmmmm =+=+= 刀具切出长度 2 l：mml41 2 = ，取mml3 2 = 走刀次数为 1 机动时间 2j t： 2 4233 0.16min 0.6 500 j L t fn + + = 铰孔 刀具： 根据参照参考文献3表 4.354， 选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度 p a：0.15 p amm=，且30Dmm=。 进给量f：根据参考文献3表 2.458，rmmf/0 . 20 . 1=取 rmmf/0 . 2=。 切削速度V：参照参考文献3表 2.460，取smV/32. 0=。 机床主轴转速n： 10001000 0.32 60 305.73 /min 3.1420 V nr D = 按照参考文献3表 2.131 取315 /minnr= 实际切削速度v： 3.14 20 600 0.63/ 10001000 60 Dn vm s = 切削工时 被切削层长度l：42lmm= 刀具切入长度 1 l， 0 1 20 19.7 (1 2)12022.09 22 r Dd lctgkctgmm =+=+ 刀具切出长度 2 l：mml41 2 = 取mml3 2 = 走刀次数为 1 机动时间 3j t： 3 422.093 0.07min 2 315 j L t nf + = 该工序的加工机动时间的总和是 j t：0.250.160.070.48min j t =+= 工序90 钻圆周钻3- 11孔，沉孔18深10 钻孔选用机床为 Z525 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 10mm的 钻孔进给量为 0.200.35rmm。 则取rmmf30 . 0 = 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min 0 mk faT dc v v yx p m z v vv v = （3- 20） 查得参数为125 . 0 ,55 . 0 , 0,25 . 0 , 1 . 8=myxzc vvvv ，刀具耐用度 T=35min 则 v= 55 . 0 0125 . 0 25. 0 3 . 0535 71 . 8 =1.6 minm 所以 n= 714 . 3 6 . 11000 =72 minr 选取 min120rn = 所以实际切削速度为 1000 714 . 3 120 =v=2.64 minm 确定切削时间（一个孔） t= s20 3 . 02 228 = + 工序 80：铣 R30 缺口。 机床：铣床 X52K 刀具：硬质合金立铣刀，材料：15YT，16Dmm= ，齿数5Z =，此 为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=4mm 所以铣削深度 p a：4 p amm= 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度 p a：1.0 p amm= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.473，取0.15/ f amm Z=：根 据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.473，取Zmmaf/18. 0=根据 参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s= 机床主轴转速n： 10001000 2.47 60 471.97 /min 3.14 100 V nr d = 按照参考文献3表 2.174，取475 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 475 2.49/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f V：0.18 5 475/607.12/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ：7.12/427.5/min mf fVmm smm= a ：根据参考文献3表 2.481,取mma60= 切削工时 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知141lmm=， 68lmm= 刀具切入长度 1 l： 22 1 0.5()(1 3)lDDa=+ 22 0.5(10010060 )(1 3)12mm=+= 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t： 12 1 141 122 0.36min 427.5 j m lll t f + = 机动时间 1 j t： 12 1 68 122 0.19min 427.5 j m lll t f + = 所以该工序总机动时间 11 0.55min jjj ttt=+= 第 2 章 铣70面夹具设计 2.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来铣70 面，加工时除了要满足粗糙度要求外， 由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如 何降低降低生产成本和降低劳动强度。 2.2 定位、夹紧方案的选择 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。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。 定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和 最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合 理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精 度）要求。 因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出 发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平 行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度， 提高加工精度。圆台外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选 择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好 的端面作为定位夹具。 首先必须明确其加工时应如图所示，这样放置，便于加工。那么要使其 完全定位，可以采用:一面加固定 V 型块和滑动 V 型块定位，这样既简单又 方便。如上图所示，一底面限制的自由度有 3 个，一个固定 V 型块限制两 个自由度，一个滑动 V 型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳 定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部 6 个自由度，属于完全 定位。 2.3 切削力及夹紧力的计算 刀具：铣刀 D=50 面铣刀。 则轴向力：见工艺师手册表 28.4 F=C F d0 F z f F y kF2.1 式中： C F =420， ZF=1.0, yF=0.8, f=0.35 kF=( 07 . 1 ) 190 200 () 190 3 . 1 = F n HB F=420 )(212307 . 1 35 . 0 5 . 13 8 . 00 . 1 N= 转矩 T=CTd0 T Z f T y kT 式中: CT=0.206, ZT=2.0, yT=0.8 T=0.206 )(34.1707. 135 . 0 5 . 13 8 . 00 . 2 MN = 功率 Pm=KW d TV 726 . 0 830 95.1634.17 30 0 = = 在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=K1K2K 3K4 式中 K1基本安全系数，1.5; K2加工性质系数，1.1; K 3 刀具钝化系数, 1.1; K4断续切削系数, 1.1 则 F / =KF=1.5 )(423921231 . 11 . 11 . 1N= 钻削时 T=17.34 N M 切向方向所受力: F1= N L T 267 1065 34.17 3 = = 取 1 . 0=f F f =4416 )( 6 . 4411 . 0N= F f F1 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： FKWK= 安全系数 K 可按下式计算有： ： 6543210 KKKKKKKK = 式中： 60 KK为各种因素的安全系数，查参考文献