K090-后法兰盘机械加工工艺规程及钻6-8斜孔夹具设计
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k090
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K090-后法兰盘机械加工工艺规程及钻6-8斜孔夹具设计,k090,法兰盘,机械,加工,工艺,规程,夹具,设计
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机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 1 页产品名称后法兰盘零（部）件名称后法兰盘第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工XI钻HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助钻 68孔(圆周）专用夹具，麻花钻，丝锥，游标卡尺1600 250.16201编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零（部）件图号第 1 页产品名称后法兰盘零（部）件名称后法兰盘共 1 页材料牌号HT200毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工艺装备工时准终单件车粗车196外圆。粗车110外圆。粗车150外圆。机加工二CA6140车床专用夹具，车刀，游标卡尺车粗车78内圆、粗车110内圆、粗车125内圆、粗车150内圆。机加工二CA6140车床专用夹具，车刀，游标卡尺钻 钻4孔、扩4.8孔。机加工二钻床Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺车 半精车196外圆。半精车左110外圆。半精车150外圆并倒角C1.5。车过渡圆角R2。机加工二CA6140车床专用夹具，车刀，游标卡尺车 半精车78内圆、半精车110内圆、半精粗车125内圆、半精车150内圆。倒角C7。切槽30.5。机加工二CA6140车床专用夹具，车刀，游标卡尺铰粗铰3。精铰5。机加工二钻床Z525专用夹具，机用铰刀，游标卡尺倒角。铣粗铣两端面。精铣两端面。机加工二X63卧式铣床专用夹具，铣刀，游标卡尺钻钻 611透孔，618止端孔。机加工二钻床Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺钻钻 68孔(圆周）。机加工二钻床Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺钻钻6-M6底孔机加工二钻床Z525专用夹具，麻花钻，丝锥，游标卡尺XIII磨磨外圆，磨B面，即 两端面。机加工二M131W磨床专用夹具，砂分界线，游标卡尺XIV磨磨R25半圆机加工二M131W磨床专用夹具，砂分界线，游标卡尺XV抛光B面抛光XVI检验刻字刻线、镀铬、检验入库编制 （日期）审核 （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长沙学院 CHANGSHA UNIVERSITY课程设计资料后法兰盘机械加工工艺的编制及其专用夹具的设计系部： 机电工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 2011 级机械 1 班 学 生 姓 名： 张三全 学号 2011011111 李四 阮小七 学号 2022022222 学号 2022333211 王五 学号 2033033333 刘六安 学号 2044044444 指导教师姓名： 唐 勇、刘 煜、贺 静 庞佑霞、史春雪 最终评定成绩： 张三全 李四 王五 刘六安 长沙学院教务处长沙学院教务处二二一七年六月一七年六月长沙学院课程设计2摘摘 要要本设计是基于托架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。托架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，本设计遵循先面后孔的原则。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底平面，再以底平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用底平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用通用机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用机动夹紧，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：托架类零件；工艺；夹具；长沙学院课程设计3目 录摘 要.2序 言.5第 1 章 零件分析.61.1 零件的作用.61.2 零件的工艺分析.6第 2 章 选择毛坯.72.1 确定毛坯的成型方法 .72.2 铸件结构工艺性分析 .72.3 铸造工艺方案的确定 .72.4 铸造工艺参数的确定 .7第 3 章 工艺规程设计.83.1 定位基准的选择.83.2 工件表面加工方法的选择 .83.3 制定工艺路线 .93.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯配尺寸的确定 .11第 4 章 钻 6-8MM 斜孔夹具设计.254.1 问题的提出 .254.2 夹具的设计 .254.2.1 切削力及夹紧力的计算.264.2.2 钻孔与工件之间的切屑间隙.284.2.3 钻模板.294.2.4 定位误差的分析.294.2.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用.304.2.6 确定夹具体结构和总体结构.31结论.33致谢.34参考文献.35长沙学院课程设计4序序 言言机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：1.能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。2.提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。3.会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。长沙学院课程设计5第第 1 章章 零件分析零件分析1.1 零件的作用对于我们大多数人来说可能是听说过法兰一词但是我们却并不知道它准确是干什么的现在我们就对这个词加以说明，法兰连接(flange，joint)由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使联接严密不漏。法兰连接是一种可拆连接。按所连接的部件可分为容器法兰及管法；按结构型式分，有整体法兰、活套法兰和螺纹法兰。常见的整体法兰有平焊法兰及对焊法兰。平焊法兰的刚性较差，适用于压力 p4MPa 的场合；对焊法兰又称高颈法兰，刚性较大，适用于压力温度较高的场合。1.2 零件的工艺分析 法兰盘共有两组加工的表面。先分述如下： 1以 151mm、125mm、78mm 三孔为精基准的加工表面。这一组加工表面包括：一个 78 的孔及其倒角；一个 196 外圆及其倒角；150 外圆及其倒角；83 外圆及其倒角；110 外圆及其倒角；125 外圆及其倒角；151 外圆及其倒角；196 左端面；611 通孔；618 止端孔。2.以 150 右端面为基准加工表面。 这一组加工表面包括：196 右端面；30.5 退刀槽；5 孔；6M6 螺孔；R25 半圆。这两组加工表面之间有着一定的位置要求：（1）196 左端面与 151、125、78 轴形位公差 0.03mm。（2）611 孔轴线与 196 外缘位置公差 0.6mm，同时与151、125、78 轴线垂直相交。经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。长沙学院课程设计6第 2 章 选择毛坯选择毛坯2.1 确定毛坯的成型方法该零件材料为HT200。由于其铸造性能良好，且为中批生产，可选择砂型铸造机器造型。 毛坯的热处理方式 铸件铸造后应安排时效处理，以消除残余的铸造应力，防止在机械加工过程中出现变形情况。2.2 铸件结构工艺性分析该零件因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足使用要求。2.3 铸造工艺方案的确定根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考机械制造技术基础课程设计表 2-6 选用砂型铸造。2.4 铸造工艺参数的确定按手工砂型铸造，灰铸铁查金属工艺学课程设计表 1-11，查得加工余量等级为，转查表 1-12。H1311长沙学院课程设计7第 3 章 工艺规程设计工艺规程设计3.1 定位基准的选择工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。（1）粗基准的选择。对于法兰盘零件而言可归为轴类零件，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加工表面作粗基准。选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面，并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原则，现选取右边 45 外圆及 90 的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 45 外圆可同时削除 五个自由度，再以的 90 右端面定位可削除一个自由度。对外圆 196、150、110 和 151、125、78（共两块 V 形块加紧，限制个自由度，底面两块支撑板定位面限制 1 个自由度，使缺少定位，不过是可以靠两个 V 形块加紧力来约束轴的扭转力，然后进行钻削）的加工，这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准，确保的圆周度。（2）精基准的选择。以 151、125、78 为精基准加工表面。这一组加工表面包括：右 32 退刀槽；5 和 M6 孔。因为主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。3.2 工件表面加工方法的选择1) 196mm的左端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度为 Ra6.3um，要粗车，半精车。2) 125JS6mm的内圆柱面公差等级为IT7表面粗糙度为Ra1.6um，需要粗 车，半精车，精车，磨削。 3) B面与A面，其端面尺寸精度高，表面粗糙度都为Ra1.6um，需要 粗车，半精车，精车，磨削。 4) 196mm外圆柱面尺寸精度不高，表面粗糙度为Ra6.3um，需要粗车，半精车。 5) 150K6mm的外圆柱面，表面精度高，表面粗糙度为Ra1.6m，需 要粗车，半精车，精车，磨削。 6) 110mm的端面表面粗糙度为Ra1.6m，需要粗车，半精车，精车， 磨削 7) 78mm的内圆柱面表面粗糙的为Ra=6.3um，需要粗 车，半精车。 长沙学院课程设计88) 18及11的螺栓孔表面粗糙度为Ra1.6m，需粗镗， 精镗。9）110mm的内圆柱面粗糙度为Ra1.6m，需粗镗， 精镗。3.3 制定工艺路线制定工艺路线得出发点，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，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序 196 粗车。粗车 150。粗车 196 外圆。粗车 110 外圆。工序 粗车 R25 半圆。工序 钻、扩、粗铰、精铰 151、125、78 孔并车孔左端的倒角。工序 半精车 196、150 左端面，半精车外圆 110、150、196，车柱体上的倒角 C1.5。工序 车槽 30.5。倒角 C2 圆角工序 粗铣、精铣 90 柱体的两侧面。工序 钻 5 孔，M6 螺孔。工序 钻 611 孔，618 止端孔。工序 磨削 B 面，即两端面。工序 磨削外圆面 196、150。工序 刻字刻线。工序 镀铬。工序 检测入库。2.工艺路线方案二工序 粗车 196 柱体。工序 粗加工 151、125、78 孔：钻中心孔 76，扩孔 77.8。工序粗车外圆 110 、196、150，半精车外圆 110 、150、196、 ，车 196 柱体的倒角，车 110 柱体的过度倒圆。工序 车槽 32，粗车、半精车外圆 外圆及倒角。工序 粗铰 150.5、124.5、77.5。精铰 151、125、78。工序 粗钻 6.8， 扩孔 7.工序 铰 M6 螺孔。工序 钻 5 孔。工序 钻 611 通孔， 618 止端孔。长沙学院课程设计9 工序磨 B 面，即 两端面。工序 B 面抛光工序 刻字刻线工序 XIII 196 外圆镀铬工序 XIV 检验入库3. 工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原则来加工的，先粗加工半精加工精加工。给钻 151、125、78 孔确定基准，确保孔的行位公差，不过一次性加工好 151、125、78 孔，同时零件151、125、78 孔要求很高的，在后面的加工会对它的精度的影响，并且 196和 150 右端面要与 151、125、78 轴有一定位置公差，这样很难保证它们的位置的准确性。而方案二是只给 20 钻孔保证底座平面度，不过钻头的下钻时不能准确定位，会影响的 151、125、78 位置公差，从而也影响后面加工的 196 和150 的端面跳动。不过在方案二中 151、125、78 孔粗钻扩和铰是分开加工，粗铰 150.5、124.5、77.5 孔。2、精铰 151、125、78 孔，放在精车196、150 前面，这样确保左端面和右端面要与轴有一定位置公差。综合的方案如下：工序 粗车 196 外圆。粗车 110 外圆。粗车 150 外圆。工序 粗车 78 内圆、粗车 110 内圆、粗车 125 内圆、粗车 150 内圆。工序 钻 4 孔、扩 4.8 孔。工序 半精车 196 外圆。半精车左 110 外圆。半精车 150 外圆并倒角C1.5。车过渡圆角 R2。工序 半精车 78 内圆、半精车 110 内圆、半精粗车 125 内圆、半精车150 内圆。倒角 C7。切槽 30.5。工序 粗铰 3。精铰 5。镗 M6 螺孔。工序 倒角。工序 粗铣两端面。精铣两端面。 。工序 钻 611 透孔，618 止端孔。工序 磨外圆。磨 B 面，即 两端面。工序 磨 R25 半圆工序 XIII B 面抛光工序 XIV 刻字刻线工序 XV 镀铬长沙学院课程设计10工序 XVI 检验入库。总工艺方案的分析：本方案基本克服了一二方案的缺点，继承它们的优点。可以做到先粗加工=半精加工=精加工，151 粗钻扩和铰是分开加工，粗铰 4.94。2、精铰 4，放在精车 196、150，这样确保 196 和 150 要与中心轴有一定位置公差。可以确保 151 加工面精度。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯配尺寸的确定 “法兰盘”零件材料为 HT200，硬度 190HBS，毛坯重量约为 2.8KG，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序及毛坯尺寸如下：1. 车 196 外圆表面加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表 2.22.5，取外圆表面长度余量均为 2Z=6mm（均为双边加工）车削加工余量为：粗车: 2 2.5mm半精车: 20.3mm精车 : 20.2mm2.车 196 、150、110 外圆表面加工余量：粗车 2 2mm半精车 20.3mm精车 : 20.2mm 3.钻孔（151、125、78）查工艺手册表 2.22.5，先钻出来直径是 149、123、76, 工序尺寸加工余量：钻孔 149、123、76扩孔 0.9mm粗铰孔 0.07 mm精铰 0.03mm 4.钻孔（5） 一次性加工完成，加工余量为 2Z=9mm 5.铣削加工余量：粗铣：5mm精铣：2 mm粗铣：149、123、76mm 长沙学院课程设计11精铣：3 mm 其他尺寸直接铸造得到。由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。2.5 确定切屑用量及基本工时工序（一).粗车 196 外圆 （1）选择刀具：90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度 5mm，YG6 硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角 90，前角 10，后角 6，副偏角 8，刃倾角10，刀尖圆弧直径0.5mm。 （2）确定切削用量 （a）确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为 2.5mm(半径值)，一次走刀，则 ap=2.5mm。(b)确定进给量由切削用量简明手册HT200，ap=2.5mm,工件直径为 100mm，则 f=0.81.2 mm/r。再由机械制造工艺设计简明手册表 4.23 查取 f =0.92 mm/r。 (c) 选择刀具磨钝标准及耐用度由切削用量手册表 1.9 查取后刀面磨损最大限度为 0.81.0 mm，焊接耐用度 T=60min。 (d) 确定切削速度 V：根据切削用量简明手册表 1.11 查取：V=1.33m/s(由180199HBS、asp=2.5mm、f =0.92mm/r、车刀为 YG6 硬质合金查得),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V=1.331.01.01.00.731.00.851.060=49.5 m/min则：n = 157.6r/min 按 C365L 车床转速（机械制造工艺设计简明手册表 4.22）选择与157.5r/min 相近的机床转速 n =183r/min,则实际切削速度 V = 57.5m/min。 综上，此工步的切削用量为：a =2.5mm，f =0.92 mm/r, n =183r/min, V =57.5m/min。(3)计算基本工时：T= (12+3+3+0)1/(0.92183)=0.107min。长沙学院课程设计12 (二).粗车 150 外圆 （1）选择刀具：与粗车 196 外圆同一把。 （2）确定切削用量 a:确定背吃刀量粗车外圆加工余量 2mm（半径值） ，一次走刀，ap=2mm.。 b:确定进给量：由切削用量简明手册材料 HT200 刀杆 16252，工件直径 50，切深2mm,则 f 为 0.40.5mm/r,由机械制造工艺设计简明手册f=0.41mm/r. c:确定切削速度 V: 查切削用量简明手册 ，YG6 硬质合金加工 HT200（180-199HBS）,ap=2mm,f=0.41mm/r 有 V=1.33m/s,修正系数：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的： V=1.33601.01.01.00.731.00.85=49.5m/min 则：n=350r/min,取标准 n 机=322r/min,则 V 机=45.5m/min. 综上：ap =2mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。 (3)计算工时 T= (30+5+5+0) /（0.41322）=0.303min.综上，此工步的切削用量为：ap =2mm，f =0.92 mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。 （3）计算基本工时：L=(10146)/2+4+0+0=31.5mm T=31.51(0.92136)=0.252min。工序（一）.粗车右边 78 内圆(1)选择刀具(2)确定切削用量： a:确定背吃刀深度 ap. 粗车加工余量为 2mm.由于刀杆截面取最大吃刀深度为 6mm,一次走刀完成，则取ap=2mm。 b:确定进给量 f:根据切削用量手册加工材料 HT200 车刀刀杆尺寸 16252 工件直径45mm，切削深度 2mm，属3mm，则进给量为 0.4-0.5mm/r,再根据 C365L 车床及机械制造工艺设计简明手册查取横向进给量 f=0.41mm/r。长沙学院课程设计13 c:确定切削速度 V：根据切削用量手册表 12 当用 YG6 硬质加工 HT200，180199HBS =2mm，f 机=0.41mm/r 查出 Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变，各修正系数：Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V=1.33601.01.01.00.731.00.85 =49.520m/min,则 n= 350.47r/min,按 C365L 车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.2-2）选择与 350.47 r/min 相近转速为 322r/min,则实际切削速度 V= 45.7m/min(3)计算基本工时L =50/2+4+2=31mm,T= 311/（0.41322）=0.235min.（二）.粗车 110 内圆 （1）选择刀具：与粗车 100 外圆同一把。 （2）确定切削用量 a:确定背吃刀量粗车外圆加工余量 2.0mm（半径值） ，一次走刀，ap=2.0mm.。 b:确定进给量：由切削用量简明手册材料 HT200，工件直径 50，切深 2.0mm,则 f 为0.40.5mm/r,由机械制造工艺设计简明手册f=0.41mm/r. c:确定切削速度 V:查切削用量简明手册表 12，YG6 硬质合金加工HT200（180-199HBS）,ap=2.5mm,f=0.41mm/r 有 V=1.33m/s,修正系数：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V=1.33601.01.01.00.731.00.85=49.5m/min则：n=350r/min,取标准 n 机=322r/min,则 V=45.5m/min.综上：ap =2.0mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。(3)计算工时T= (41+3+3+0) /0.41322=0.356min(三）.粗车 151 内圆（1）选择刀具：与粗车 100 外圆同一把。(2）确定切削用量 a:确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为 2.0mm,一次走刀，则 ap=2.0mm。b: 确定进给量长沙学院课程设计14由切削用量简明手册HT200， ap=2.0mm,工件直径为 90mm，则f=0.60.8mm/r。再由机械制造工艺设计简明手册表 4.23 查取 f =0.76mm/r。 c: 确定切削速度 V根据切削用量手册表 12 查取：V=1.33m/s(由 180199HBS、asp=2.0mm、f =0.76mm/r、车刀为 YG6 硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数：Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V=1.331.01.00.731.00.851.01.060=49.5m/min则：n =100049.5/3.1490=175.2r/min，按 C365L 车床转速（机械制造工艺设计简明手册表 4.22）选择与 157.5r/min 相近的机床转速 n =183r/min,则实际切削速度 V = 51.7m/min。综上，此工步的切削用量为：a =2.0mm，f =0.76mm/r, n =183r/min, V =51.7m/min。(3)计算基本工时：T= (9+3+3+0)1/(0.76183)=0.108min。工序(一)钻 4 孔 （1）机床选择：查机械制造工艺设计简明手册选用 Z535 立式钻床。 （2）刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用直径 18mm 高速钢标准锥柄麻花钻。 （3）切削用量选择：查切削用量简明手册得：f=0.700.86mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册Z535 立式钻床进给量取 f =0.72mm/r。查切削用量简明手册取 V =0.35m/s=21m/min 则 n =371.36r/min按机床选取 n =400r/min,故 V =3.1418400/1000=22.6m/min(4)计算基本工时：由机械制造工艺设计简明手册表 7-5 中公式得T=（L+L1+L2）/(fn)=(91+11+0)/(0.72400)=0.3542min。 (二) 扩 4.8 孔 （1）刀具选择：选用高速钢标准锥柄扩孔钻。 （2）确定切削用量：查切削用量简明手册得：f=0.901.1mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册Z535 立式钻床进给量取 f =0.96mm/r。扩孔时的切削速度，由公式：V 扩长沙学院课程设计15=（1/21/3）V 钻查切削用量简明手册取 V =0.35m/s=21m/min V 扩=（1/21/3）V 钻=710.5m/min 则：n=112.5168.8r/min 按机床选取 n =140r/m,故 V = 3.1419.8140/1000=8.7m/min (3)计算基本工时： T= (91+14+2)/(0.96140)=0.871min。工序（一）半精车 196 外圆（1）选择刀具： 90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度 5mm，YG6 硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角 90，前角 10，后角 6，副偏角 8，刃倾角 0，刀尖圆弧直径 0.5mm。 (2)确定切削用量a:确定背吃刀量 半精车外圆，加工余量为 0.3mm（半径值）,一次走刀，则 asp=0.3mm。b:确定进给量 由切削用量简明手册表 3.14 得 f=0.20.3mm/r。再由机械制造工艺设计简明手册表 4.12 查取 f =0.28mm/r。c:选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为 0.81.0,耐用度为T=60min。d:确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 1.11 查取：VC=2.13m/s(由180199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为 YG6 硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V=2.131.01.00.731.00.851.01.060=79.3m/min 则：n =100079.3/(3.14100)=252.5r/min 按 C365L 车床转速（机械制造工艺设计简明手册表 4.22）选择与252.5r/min 相近的机床转速 n =322r/min,则实际切削速度 V = 101.1m/min。综上，此工步的切削用量为：ap =0.3mm，f =0. 28mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。 (3)计算基本工时： T= (9.7+3+3+0)1/(0.28322)=0.174min。（二）半精车 110 外圆长沙学院课程设计16 (1)选择刀具：用半精车 100 外圆车刀。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀 半精车外圆双边加工余量为 0.6mm,一次走刀成,asp=0.9/20.3mm。 (b) 确定进给量 f 查机械工艺f 取 0.20.3mm/r,由表 4-1-2，f=0.28mm/r。 (c) 确定切削速度 V 查切削手册表 12 取 2.13m/s,修正系数同上： Vc = 2.13601.01.00.731.00.851.01.0=79.3m/min 则：n =561.2r/min 取车床转速为 550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min。 综上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min。 (3)计算工时 T= (30.3+5+5+0) 1/(0.28550)=0.262min。（三）半精车 150 外圆（1）选择刀具：与半精车 100 外圆同一把。（2）确定切削用量 （a）确定背吃刀量 半精车外圆，加工余量为 0.6mm,一次走刀，则 asp=0.6/2=0.3mm。 (b) 确定进给量 由切削用量手册表 3.14 得 f=0.20.3mm/r。再由简明手册表 4.1-2查取 f =0.28mm/r。 (c) 确定切削速度 V： 根据切削用量简明手册表 1.11 查取：VC=2.13m/s(由180199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为 YG6 硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V=2.131.01.00.731.00.851.01.060=79.3m/min 则: n =100079.3/(3.1490)=280.6r/min按 C365L 车床转速（机械制造工艺设计简明手册表 4.22）选择与 280r/min相近的机床转速 n =322r/min,则实际切削速度 V = 91m/min。 综上，此工步的切削用量为：ap=0.3mm，f =0.28mm/r, n =322r/min, V =91m/min。长沙学院课程设计17 (3)计算基本工时： T= (9+3+3+0)1/(0.28322)=0.166min。 其中 L=9mm，L1=3mm，L2=3mm，L3=0mm，i=1（四）倒角（110）（1）选择刀具：90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度 5mm，YG6 硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角 90，前角 10，后角 6，副偏角 8，刃倾角 0，刀尖圆弧直径 0.5mm。（2）切削用量: 背吃刀量 ap=1.5mm,手动进给，一次走刀。 V =80m/min, n =100080/3.1490=283r/min 按 C365L 说明书：n =238r/min, V =3.1423890/1000=67m/min (3) 基本工时：由工人操控，大约为 0.03min。（五）倒角（196）（1）选择刀具：90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度 5mm，YG6 硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角 90，前角 10，后角 6，副偏角 8，刃倾角 0，刀尖圆弧直径 0.5mm。（2）切削用量: 背吃刀量 ap=1.5mm,手动进给，一次走刀。 V =80m/min, n =100080/3.14100=254.7r/min 按 C365L 说明书：n =238r/min, V = 3.14238100/1000=74.7 m/min。 (3) 基本工时：由工人操控，大约为 0.03min。（六）车过渡圆 R2 (1)刀具选择 YG6 硬质合金成形车刀 R=5mm。（2）确定切削用量 a:确定背吃刀量：ap=z=5mm,一次走完成。 b:确定进给量：手动进给。 c:确定切削速度 n=430r/mm V=60.76m/min（3）计算基本工时 T0.05min,即工人最慢加工速度。工序（一）半精车内圆选择刀具：用半精车90 外圆车刀 （1）确定切削深度长沙学院课程设计18半精车外圆，一次走刀，则 ap=0.3mm。(2)确定进给量查机械工艺f 取 0.20.3mm/r,由表 4-1-2，f=0.28mm/r。 (3)确定切削速度 V查切削手册表 12 取 2.13m/s,修正系数同上：Vc = 2.13601.01.00.731.00.851.01.0=79.3m/min,则：n =561.2r/min 取车床转速为 550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min。综上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min。(4)计算基本工时：T=（40.8+3+3+0）1/(0.28550) 0.304min。（二）倒角(1)用端面车刀加工余量 7mm，背吃刀量 ap=3.5mm,手动进给，两次走刀。V给=60m/min,则：n 给=424.6r/min,按取 n =430r/min,则 V=60.79m/min(2)计算基本工时：由工人操控，大约为 0.10min（三）车 30.5 退刀槽(1)选择刀具：选择 90切槽刀，车床 C365L 转塔式车床高 210mm,故刀杆尺寸 1625mm,刀片厚度取 3mm,选用 YG6 刀具材料，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为 10,后角 8，主偏角 90，副偏角 3，刀尖圆弧半径 0.2-0.5 取 0.5mm,刃倾角 0。(2)确定切削用量：(a)确定背吃刀深度 :ap=z=2.16mm,一次走刀完成。(b) 确定进给量 f:根据切削用量手册切深为 3mm,属于=3mm,f=0.40.5mm/r.按机械制造工艺设计简明手册中 C365L 车床取 f=0.41mm/r. (c) 选择车刀磨钝标准及耐用度：根据切削用量手册表 10，取车刀后面最大磨损量为 0.8-1.0mm,焊接刀耐用度 T=60min。 (d) 确定切削速度 V:根据切削用量手册 ，YG6,180199HBS, ap Ff1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：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN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；长沙学院课程设计27参考文献，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：Nm93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCM在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数321KKKK 由资料机床夹具设计手册查表可得：721切削力公式： 式（2.17）PfKfDF75. 02 . 1412式中 8Dmmrmmf/3 . 0查表得： 82195. 0)190(6 . 0HBKp即：)(69.1980NFf实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得：1121 KFWfK安全系数 K 可按下式计算，由式（2.5）有：6543210KKKKKKKK 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60 KK表 可得： 121 25. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1K所以 )(55.445625. 269.1980NFKWfK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 001KLWWl即： 004748.2 33 0.989032.75()17KW LWNl由上述计算易得： KKWW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。4.2.2 钻孔与工件之间的切屑间隙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长沙学院课程设计28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。4.2.3 钻模板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。44.2.4 定位误差的分析定位误差的分析3) 夹具安装误差A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.A4) 夹具误差J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长沙学院课程设计29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J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1J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2J3J在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。FJ5) 加工方法误差G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K3KG067.0032.003KG。13.0034.003KG2. 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KGJATD22222即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。K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CJCKJ或 0KCJ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0CJCJ长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。J知此方案可行。4.2.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用钻套、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。长沙学院课程设计30表dDD1Ht基本极限偏差 F7基本极限偏差 D6013+0.07+0.004611.8471.82.65869-2.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.00893.3477458118121656+0.022+0.077+0.019+0.07116812157162087+0.028+0.0111577127+0.023+0.01222122025121522260.008157+0.034+0.016263016283672230+0.028+0.01534222635392036HT2002630+0.041+0.02042463035+0.05048+0.033+0.0175225HT200560.012长沙学院课程设计3135425559424817664850+0.02570+0.039+0.020743056670.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。4.2.6 确定夹具体结构和总体结构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，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，
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