机械毕业设计（论文）-低速级蜗轮加工工艺及夹具设计（全套图纸）.pdf

I XX 学 院学 院 毕业设计毕业设计 课课 题：题： 低速级蜗轮加工工艺及夹具设计低速级蜗轮加工工艺及夹具设计 专专 题：题： 专专 业：业： 机 械 制 造 及 自 动 化机 械 制 造 及 自 动 化 学学 生生 姓姓 名：名： 班班 级：级： 学学 号：号： 指指 导导 教教 师：师： 完完 成成 时时 间：间： II 摘 要 本设计是基于低速级蜗轮零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。低速 级蜗轮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：低速级蜗轮类零件；工艺；夹具； 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 I ABSTRACT The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow- up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. Key words: Angle gear seat parts; fixture; II 目 录 摘 要 II ABSTRACT I 1 加工工艺规程设计 4 1.1 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 低速级蜗轮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 低速级蜗轮加工定位基准的选择 5 1.3.1 粗基准的选择 5 1.3.2 精基准的选择 5 1.4 低速级蜗轮加工主要工序安排 6 1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9 1.6 选择加工设备及刀、量具 10 1.7 确定切削用量及基本工时（机动时间） 10 1.7 时间定额计算及生产安排 17 2 加工键槽夹具设计 19 2.1 工序尺寸精度分析 19 2.2 定位方案确定 19 2.3 切削力及夹紧力的计算 19 2.4 定位元件确定 22 2.5 定位误差分析计算 22 2.6 夹具设计及操作的简要说明 23 3 钻孔夹具设计 24 3.1 研究原始质料 24 3.2 定位、夹紧方案的选择 24 3.3 切削力及夹紧力的计算 24 3.4 误差分析与计算 26 III 3.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用 26 3.6 夹具设计及操作的简要说明 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 结 论 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致 谢 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4 1 加工工艺规程设计 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 题目给出的零件是低速级蜗轮。低速级蜗轮的主要作用是传动连接作用，保证减 速器能正常运行， 并保证部件与其他部分正确安装。 因此低速级蜗轮零件的加工质量， 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 低速级蜗轮 1.1.2 零件的工艺分析 由低速级蜗轮零件图可知。低速级蜗轮是一个轴类零件，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螺纹孔。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206 外圆面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：206 外 圆面的加工； ，其中表面粗糙度要求为mRa2 . 3。 5 （2） 以 18 宽度的平面为主要加工表面的槽。 这一组加工表面包括： 18 宽度的槽， 粗糙度为mRa2 . 3。 （3）其它是各个端面及孔倒角等 1.2 低速级蜗轮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。该低速级蜗轮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，对于低速级蜗轮来说，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。 低速级蜗轮孔系加工方案， 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 低速级蜗轮加工定位基准的选择 1.3.1 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）保证装入低速级蜗轮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。即以低速级蜗轮的输入 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。 1.3.2 精基准的选择 从保证低速级蜗轮孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应 能保证低速级蜗轮在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从低速级蜗轮零 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， 虽然它是低速级蜗轮的装配基准， 但因为它与低速级蜗轮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。 6 1.4 低速级蜗轮加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。低速级蜗轮加工的第 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低速级蜗轮加工完成 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。对于低速级蜗轮，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，现将低速级蜗轮加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 轮心的加工路线 10 铸造 铸造出毛坯 铸造车间 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 铸造车间 30 粗车 粗车右端面，粗车外圆161，粗车外圆104 右端面，粗车各外圆台 阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1mm 的精车余量 机加工车间 40 粗车 掉头，粗车左端面，粗车外圆161，粗车外圆104 左端面，粗车各 外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1mm 的精车余量 机加工车间 50 钻扩铰 钻扩铰64 孔 机加工车间 60 精车 精车右端面， 精车外圆161 及其附近台阶， 精车外圆104 右端面及 倒角 机加工车间 70 精车 掉头，精车左端面，左端面，粗车外圆161，粗车外圆104 左端面， 粗车各外圆台阶及倒角 机加工车间 80 插键槽 插 18 宽度的键槽 机加工车间 90 钳 去毛刺，清洗 100 终检 终检入库 7 轮缘的加工工序 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 粗车 粗车外圆206 右端面，粗车外圆206 及 R32 圆弧面，注意各外圆 留 1mm 的精车余量 40 粗车 掉头，粗车外圆206 左端面注意各外圆留 1mm 的精车余量 50 粗车 粗车161 孔及台阶面孔 60 精车 精车161 孔及台阶面孔 70 精车 掉头，精车外圆206 右端面，精车外圆206 及 R32 圆弧面 80 精车 掉头，粗车外圆206 左端面 90 钳 去毛刺，清洗 100 终检 终检入库 蜗轮组合一起加工的工序 10 装配 将轮心和轮缘装配在一起 20 钻孔攻丝 钻孔攻丝 8- M8x25 30 滚齿 滚齿加工蜗轮的齿 40 钳 去毛刺，清洗 50 终检 终检入库 工艺路线二： 轮心的加工路线 10 铸造 铸造出毛坯 铸造车间 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 铸造车间 30 粗车 粗车右端面，粗车外圆161，粗车外圆104 右端面，粗车各外圆台 阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1mm 的精车余量 机加工车间 40 粗车 掉头，粗车左端面，粗车外圆161，粗车外圆104 左端面，粗车各 外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1mm 的精车余量 机加工车间 50 钻扩铰 钻扩铰64 孔 机加工车间 8 60 精车 精车右端面， 精车外圆161 及其附近台阶， 精车外圆104 右端面及 倒角 机加工车间 70 精车 掉头，精车左端面，左端面，粗车外圆161，粗车外圆104 左端面， 粗车各外圆台阶及倒角 机加工车间 80 插键槽 插 18 宽度的键槽 机加工车间 90 粗车 粗车外圆206 右端面，粗车外圆206 及 R32 圆弧面，注意各外圆 留 1mm 的精车余量 100 粗车 掉头，粗车外圆206 左端面注意各外圆留 1mm 的精车余量 110 粗车 粗车161 孔及台阶面孔 120 精车 精车161 孔及台阶面孔 130 精车 掉头，精车外圆206 右端面，精车外圆206 及 R32 圆弧面 140 精车 掉头，粗车外圆206 左端面 150 装配 将轮心和轮缘装配在一起 160 钻孔攻丝 钻孔攻丝 8- M8x25 170 滚齿 滚齿加工蜗轮的齿 180 钳 去毛刺，清洗 190 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： 轮心的加工路线 10 铸造 铸造出毛坯 铸造车间 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 铸造车间 30 粗车 粗车右端面，粗车外圆161，粗车外圆104 右端面，粗车各外圆台 阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1mm 的精车余量 机加工车间 40 粗车 掉头，粗车左端面，粗车外圆161，粗车外圆104 左端面，粗车各 外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1mm 的精车余量 机加工车间 50 钻扩铰 钻扩铰64 孔 机加工车间 60 精车 精车右端面， 精车外圆161 及其附近台阶， 精车外圆104 右端面及 倒角 机加工车间 9 70 精车 掉头，精车左端面，左端面，粗车外圆161，粗车外圆104 左端面， 粗车各外圆台阶及倒角 机加工车间 80 插键槽 插 18 宽度的键槽 机加工车间 90 钳 去毛刺，清洗 100 终检 终检入库 轮缘的加工工序 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 粗车 粗车外圆206 右端面，粗车外圆206 及 R32 圆弧面，注意各外圆 留 1mm 的精车余量 40 粗车 掉头，粗车外圆206 左端面注意各外圆留 1mm 的精车余量 50 粗车 粗车161 孔及台阶面孔 60 精车 精车161 孔及台阶面孔 70 精车 掉头，精车外圆206 右端面，精车外圆206 及 R32 圆弧面 80 精车 掉头，粗车外圆206 左端面 90 钳 去毛刺，清洗 100 终检 终检入库 蜗轮组合一起加工的工序 10 装配 将轮心和轮缘装配在一起 20 钻孔攻丝 钻孔攻丝 8- M8x25 30 滚齿 滚齿加工蜗轮的齿 40 钳 去毛刺，清洗 50 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 (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 HT150 和铝铸 青铜、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 10 根据毛坯制造方法采用的型材造型， 查取 机械制造工艺设计简明手册 表 2.2-5， “低 速级蜗轮”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 HT150 和铝铸青铜，硬度 HB 为 170 241，生产类型为大批量生产，采用型材毛坯。 （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 3.2.23。其余量值规定为mm4 . 37 . 1， 现取mm0 . 2。表 3.2.27 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 2.3.59，其余量值规定为mm1。 差等级选用 CT7。再查表 2.3.9 可得铸件尺寸公差为mm6 . 1。 1.6 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 4 3） ，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） 工序 10 无切削加工，无需计算 工序 20. 粗车右端面，粗车外圆161，粗车外圆104 右端面，粗车各外圆台 阶及圆弧圆角，注意各外圆留 1mm 的精车余量 已知工件材料： HT150 和铝铸青铜，型材，有外皮，机床 CA6140 普通车床，工 件用卡盘固定。 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mm2，可在一次走刀内完成 .确定进给量 f 11 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 1.292） ，故实 际进给力为： f F=95017. 1=1111.5N （1-2） 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 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6YG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 =630 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 （1-3） min48m n= D Vc 1000 = 127 481000 =120minr （1-4） 根据 CA6140 车床说明书选择 0 n =125minr 这时实际切削速度 c V 为： 12 c V= 1000 c Dn = 1000 125127 min50m （1-5） .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，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 （1-6） 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 C6201 机床上进行，最后决定的切削用量为： p a =3.75mm， f =rmm7 . 0，n=min125r=sr08 . 2 ，V=min50m 工序 30 粗车左端面，粗车外圆161，粗车外圆104 左端面，粗车各外圆台阶 及圆弧圆角，注意各外圆留 1mm 的精车余量 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 C6140 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 13 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 1.292） ，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 200 219HBS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=630 . 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。 14 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 40 精车右端面，精车外圆161 及其附近台阶，精车外圆104 右端面及 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 C6140 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： 15 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 1.292） ，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 200 219HBS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=630 . 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 16 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 50 掉头，精车左端面，左端面，粗车外圆161，粗车外圆104 左端面，粗车各外 圆台阶及倒角 该工序与工序 20 的计算方法完全一样，在此不一一计算。 工序 调质不需计算切削计算。 工序 90 插 18 宽度的键槽至图纸尺寸 切削深度 ap：ap=9mm 根据机械加工工艺手册表2.4 76 查得：进给量 0.05/ f amm z= ,查机械加工 工艺手册表 2.4-82 得切削速度 23/minVm= ， 机床主轴转速n： 1000100023 45.8 /min 3.14 160 V nr d = ， 查机械加工工艺手册表 3.1-74 取 47.5 /minnr= 17 实际切削速度v： 3.14 160 47.5 0.40/ 10001000 60 Dn vm s = 进给量 f V ： 0.05 2447.5/600.95/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ： 0.18/57/min mf fVmm smm= 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知深度为 3mm，l=3mm 机动时间 1 j t = 57 3 =0.052min=3.12s 160 去毛刺 无切削计算 170 清洗 无切削计算 180 检验 无切削计算 190 油封、入库 无切削计算 工序 90、终检 无切削计算 1.7 时间定额计算及生产安排 假设该零件年产量为 10 万件。一年以 240 个工作日计算，每天的产量应不低于 417 件。设每天的产量为 420 件。再以每天 8 小时工作时间计算，则每个工件的生产 时间应不大于 1.14min。 参照机械加工工艺手册表 2.5.2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间 定额的计算公式为： Ntkttt zzfjd /%)1)(+= （大量生产时0/Ntzz） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)(kttt fjd += 其中： dt 单件时间定额 j t基本时间（机动时间） f t辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所 消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序：粗、精铣结合面 机动时间 j t：min73. 1= j t 辅助时间 f t：参照机械加工工艺手册表 2.5.43，取工步辅助时间为min15. 0。 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为min1 . 0。则 min25. 01 . 015. 0=+= f t 18 k：根据机械加工工艺手册表 2.5.48，13=k 单间时间定额 d t ： min14. 1min24. 2%)131)(25. 073. 1 (%)1)(f+=+=kttt fjd 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， min14. 1min12. 1 2 24. 2 2 p= d d t t 即能满足生产要求 工序：粗铣平面 机动时间 j t：min53 . 0 = j t 辅助时间 f t：参照机械加工工艺手册表 2.5.HT150 和铝铸青铜，取工步辅助 时间为min31. 0。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为min1 . 0。 则min41. 01 . 031. 0=+= f t k：根据机械加工工艺手册表 2.5.48，13=k 单间时间定额 d t ： min14. 1min06. 1%)131)(41. 053. 0(%)1)(p+=+=kttt fjd 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序：铣端面 机动时间 j t：min53 . 0 = j t 辅助时间 f t：参照机械加工工艺手册表 2.5.HT150 和铝铸青铜，取工步辅助 时间为min31. 0。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为min1 . 0。 则min41. 01 . 031. 0=+= f t k：根据机械加工工艺手册表 2.5.48，13=k 单间时间定额 d t ： min14. 1min06. 1%)131)(41. 053. 0(%)1)(p+=+=kttt fjd 因此布置一台机床即能满足生产要求。 19 2 加工键槽夹具设计 2.1 工序尺寸精度分析 本工序加工键槽，保证尺寸属于批量生产。为了提高劳动生产，保证加工质量， 降低劳动强度，需要设计专用夹具。 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动 强度，精度不是主要考虑的问题。 2.2 定位方案确定 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准 备采用手动夹紧。 根据工件的加工要求， 该工件必须限制工件的六个自由度， 现根据加工要求来分 析其必须限制的自由度数目及基准选择的合理性。 （1） 必须限制 Z 向的移动及 X 向的转动。 （2） 为了保证必须保证 Z 向的转动，X 向的移动，Y 向的转动。 （3） 为了保证轴肩与键槽右端必须限制 Y 向的移动。 2.3 切削力及夹紧力的计算 刀具：键槽铣刀（硬质合金） 刀 具 有 关 几 何 参 数 ： 0 0 15 = 0 0 10 = 顶刃 0 n = 侧刃6 00 10 15 = 30 r K = 20.5Lmm= 22Z = 0.08/ f amm z= mmap0 . 2= 20 由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式： 0.90.801.11.10.1 2335 pz FafDB zn = 有： 0.900.801.11.10.1 2335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN = 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