毕业设计（论文）-生产线总体布局及钻扩攻丝小盖夹具设计.doc

毕业设计（论文）说明书毕业设计（论文）说明书 题目：生产线总体布局及钻扩攻丝小盖夹具设计题目：生产线总体布局及钻扩攻丝小盖夹具设计 系 名 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 6010201219 学生姓名 指导教师 2014 年年 5 月月 25 日日 摘 要 本课题是为了满足生产实际需要而对现有的工艺进行更新设计，通过对零件图的分析， 设计出适应现有生产规模的生产线工艺规程及专用夹具。本说明书中分析了设计过程的出发 点和最后选择的主要依据，对毛坯的选择，各工序的定位和夹紧，基准选择等进行了阐述。 对比较重要的工序尺寸，机动时间，工时定额，切削力，夹紧力作了计算，论述了加工余量， 切削用量，配合公差的选择，对其夹具的结构和总体布局也进行了必要的论述。 关键词关键词：工艺规程；夹具；切削力；夹紧力；总体布局 ABSTRACT The design is to make a process by analyzing the drawing of parts. The specification starts with the analysis of primary principles applied in the design course, proceeding with expatiation in rough and benchmarking selection, as well as analysis of clamping and positioning in every process. As to relative key dimensions, calculations are performed in flexible time, task time, cutting force and clamping force, together with thorough study in machining allowance, thorough study in machining allowance, cut feed and fit tolerance. Additionally, it analyzes the fixture structure and entire distribution. Key Words: Process planning；Fixture；Cutting force；Clamping force；Entire Distribution 1 目 录 引 言.1 第一章 后轮轮毂的主要技术条件及分析.2 1.1 技术条件.2 1.2 技术分析.2 第二章 设计条件的说明.3 2.1 计算生产纲领.3 2.2 毛坯的确定.3 2.3 毛坯的技术要求.4 第三章 工艺规程.5 3.1 工艺路线 .5 3.2 工艺论证 .6 第四章 零件加工过中的具体问题.13 4.1 粗车 A 面及外圆 .13 4.2 粗车 B 端面及止口 .15 4.3 精车 B 端面及止口 .16 4.4 精车 A 面及 290 外圆 .17 4.5 钻 22 圆孔及倒角 .19 4.6 扩、铰周孔 .19 4.7 钻 4-26 孔 .20 4.8 锪 4 孔球窝 .21 4.9 钻轮毂盖的圆孔 .21 4.10 总成后轮轮毂毂盖 .23 2 4.11 粗镗组装好的 80 孔 .24 4.12 半精镗 80 孔 .25 4.13 精镗 80 孔 .26 4.14 拉键槽 .27 4.15 检验 .29 4.16 按经济加工精度，各道工序所能达到的尺寸精度和粗糙度 .31 第五章 夹具的设计及计算.32 5.1 机床夹具设计的分析及思路 .32 5.2 设计方案及计算 .33 5.3 夹具材料的选用 .34 第六章 总体布局设计.35 6.1 总体布局方案的确定 .35 参考文献.36 外文资料 中文翻译 致谢 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 1 引 言 毕业就意味着对自己学习的全过程做一总结，设计就是要有创新，有所改进。 本课题选自迪尔公司生产一线，该题从零件图分析、工艺论证、工装设计等，让我对所 学知识得到了全面综合的训练，提高了自身的分析问题的能力以及解决实践中问题的能力。 本课题主要任务是根据迪尔公司提供的企业技术资料，对天津拖拉机厂后轮轮毂和后轮 毂盖的加工流程进行工艺分析设计，制定工艺规程，通过查找机械加工工艺人员手册 、 金属切削手册等参考资料，计算出工件在每一序加工过程中的切削用量。根据零件的加 工特点和工艺文件，在保证加工质量和生产率的条件下，在工厂允许的经济范围内，最后形 成一条自动生产线。我主要是对工艺过程中的计算进行校正和后轮毂盖钻四孔的夹具设计。 通过工艺装备设计，培养结构设计、计算、绘图能力。学会调查研究收集中外技术资料的方 法。正确运用有关手册、图表资料及技术参考书。 由于缺乏实际的设计经验，知识面不够宽广，所以，在设计中肯定存在一些考虑不周的 地方，希望各位老师给予批评指正，多谢指教。 在整个的设计和学习过程中非常感谢每一位老师的指导，也非常感谢给予支持的每一位 同学，谢谢你们对我的支持！ 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 2 第一章 后轮轮毂的主要技术条件及分析 1.1 技术条件 1B 端面对 80 孔中心线的跳动在最外点上不大于 0.05mm 222H9 孔对 B 端面之垂直度在 30mm 长度上不大于 0.1mm 3键槽的两侧面对 80 孔中心线之不平行度在 100mm 长度上不大于 0.05mm 4键槽对 80 孔，径向平面之偏移不大于 0.15mm，键槽应对称于 C-C 平面 526 孔不应与 80 的表面相贯通 6总成后 26 孔与 M242-2a 孔（小盖）之重合度不大于 1mm 7端面 A 的不平行度在径向尺寸内不大于 0.15mm,但不凸出 1.2 技术分析 1如果 B 端面对 80 的中心线跳动量超过允许误差，将引起轮毂的摆动，是拖拉机主轴运 转不平稳，甚至造成整个零件的报废。 2 如果键槽两侧面不平行或不对称于 C-C 平面，键在传递动力和扭矩时，附加强度增大， 键受剪切力的作用，在不对称度超差严重的情况下，可能使键被剪断，影响正常工作。 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 3 第二章 设计条件的说明 2.1 计算生产纲领 已知：批量年产 1000 台，每台 2 件，废品率 2，备品率 3。查机械制造工艺与夹 具P4 得 NQn(1+) （2.1） 100002（1+3+2） 21000（件/年） 式中： N零件的年产率（件/年） 备品的百分率 Q产品的年产率（台/年） 废品的百分率 n 每台产品中，该零件的数量 属于大批生产类型，选用组合专用机床，大批生产必须高效，采用 U 型生产线。 2.2 毛坯的确定 2.2.1 毛坯的材料和性能 ZG55 为铸钢件，根据生产类型，选用金属机器造型，查金属机械加工工艺人员手册 得: %20 %12 /32 /58 2 2 mm mm s b 公斤力 公斤力 2.2.2 铸造精度等级 根据生产类型，选择 2 级精度，指尺寸精度和表面光洁度要求较高，或者大批，中批生 产铸件。查金属机械加工工艺人员手册得 表 2-1 毛坯的总余量 铸件最大尺寸浇铸时位置公称尺寸120 顶面6 260500 底面及侧面5 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 4 表 2-2 毛坯的尺寸偏差 公称尺寸 铸件最大尺寸 5050-120120-260260-500 2605000.81.01.21.5 2.2.3 毛坯余量的选择 根据走刀次数和切削深度，走两次刀，粗加工切削深度大约为 3mm，根据精加工余量和 节约材料等因素，精加工切削深度大约为 1mm，故毛坯的总余量为 4mm。 2.3 毛坯的技术要求 1.铸件硬度为 HB156217 2.B 端面 198h12 外圆表面不得有气孔和沙眼 3.为注明铸造圆角为 R3-R5 4.未注明模角为 12 5.铸件铸出后要进行时效处理 6.清砂 7.去毛刺 8.金属喷漆 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 5 第三章 工艺规程 3.1 工艺路线 表 3-1 工艺路线 工序工步工序内容 001制造毛坯 101粗车端面 A 2粗车外圆 3倒角 201粗车端面 B 2倒角 3粗车止口 301精车端面 B 2精车止口 3倒角 401精车端面 A 2精车外圆 3倒角 501钻 22 孔 601扩、铰 22 孔 701钻 26 孔 801锪球窝 901钻 24 孔（小盖） 2扩 24 孔（小盖） 3攻丝 24 孔（小盖） 1001上瓦盖总成 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 6 1101粗镗 80 孔 1201半精镗 80 孔 1301精镗 80 孔 1401拉单键、去毛刺 1501检验 3.2 工艺论证 3.2.1 工序 10，粗车端面 A、外圆、倒角 1.定位基准的选择 以 B 端面和内孔为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 （1）由于 B 端面定位，使工件与夹具间有足够大的接触面积，能承受较大的切削力，使 定位稳定可靠。 （2）B 端面即是设计基准又是装配基准，可减少基准不重合误差，提高了加工质量。 （3）以 B 端面为基准，可以保证 A、B 面的平行度。 （4）80 为配合面，以它定位可保证其孔的中心线与端面的垂直度。外圆和内孔的同轴 度，还可以是将来 80 孔的加工余量均匀，防止了铸件因表层的内部组织结构不均 匀而导致的工件寿命减少。以 80 孔作为粗基准加工端面和外圆体现了基准重合的 原则，可以提高加工表面的质量， 为下一道工序做好了准备。 3.2.2 工序 20，粗车端面 B、倒角、粗车止口 1.定位基准的选择 以 A 面和外圆为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 （1）根据互为基准原则，以 A 面为基准可保持 A 面和 B 面的平行度，及 B 面的余量均 匀。 （2）以外圆为定位基准面，使外圆中心线与止口的轴线间的同轴度得到保证，并且在第 一序中，以 80 孔定位，是外圆与孔的中心轴线重合。因而间接保证了止口轴线与 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 7 孔的中心线的同轴度，同时以外圆为基准可保证止口与 B 端面的垂直度，使装配后 的后轮运动平稳性得到保证。 3.2.3 工序 30，精车端面 B，精车止口、倒角 1.定位基准的选择 以 A 面和外圆为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 （1）在第 20 序中，以 A 面为基准加工 B 端面。为 B 面提供了精确的加工基准，且保证 了 B 端面加工余量的均匀，及 B 端面和 A 端面的平行度。这样，从 20 序到 30 序 都是加工 B 端面，可以使其余量偏差的影响不至于反映在加工面上，直接保证了 加工尺寸及偏差在其自由尺寸公差之内。 （2）这两序分开进行的原因是为了是粗、精加工时产生的大量切削热和切削应力得以恢 复，减少切削变形。通过本序进一步纠正上步工序得尺寸公差及形状公差，以达到 新要求得精度和表面粗糙度。 （3）如果不采用上述加工顺序，而在第 20 序之后以 B 端面为基准加工顶面 A,这时第 10 序中粗加工得余量偏差将影响到 30 序得加工尺寸，且加工过程中需要多翻转一次， 加大了工人的工作量，浪费了工时。而采用精加工 B 面的顺序进行加工，通过计算 可知它使工序间尺寸的精度得以提高， 且保证了工序间的余量和偏差精度。 3.2.4 工序 40，精车端面 A、精车外圆、倒角 1.定位基准的选择 以 B 端面和止口为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 （1）以已加工前图纸要求的 B 面为精基准加工 A 面可进一步减少定位误差，因为 B 端 面即为设计基准有为装配基准，也可提高两端面的平行度，为以后的加工提供了较 精确的定位基准。 （2）止口定位保证止口中心线与顶面的垂直度。 3.2.5 1040 工序总结 1.通过分析研究零件图的要求，根据先粗后精的原则和互为基准反复加工的原则，安排了 上述工艺路线，从而保证了两端面的平行度和止口中心线与端面的垂直度。 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 8 2.同是大批量生产，采用粗精分开的加工方法，可以充分的利用机床，粗加工切削余量大， 冲击震动大，切削热和切削变形大，所以可以选用功率大些，生产力高些的高效机床 进行强力切削。而精加工余量小，可采用功率小些，但速度较大的机床，这样可以使 设计出的专用机床满足生产需要，提高生产效率，降低生产成本，提高经济效益。 3.各道工序加工过程中安排的倒角，主要使为了防止端面加工完成后， 加工外圆表面时， 会产生毛刺，此毛刺会影响下道工序的定位精度，因此各工序中都安排了倒角。 工序尺寸链的计算： 尺寸 330.8 为铸造毛坯的尺寸和偏差，由铸造保证尺寸 6，为节省金属材料铸成 4 剩 下的 2 由铸造保证，因为两尺寸为 6：一个尺寸为 25，均为自由公差尺寸，我们按经济 加工精度来计算，第 10 道工序以 B 为基准加工顶面的尺寸 30-0.4。 第 20、30 序以顶面为精基准加工 B 面主尺寸 26，余下的 4 的偏差按自由尺寸公差 9 级 精度取为 40.24 第 30 序得到的工序尺寸为下一个尺寸链的一个组成环。 如下计算： 组成环尺寸 30426 上偏差： Es=-0.4+0.24=-0.16 下偏差： Ei=-0.24 达到的精度等级为 IT9，满足图纸要求第 40 序以 B 端面为基准加工顶面至尺寸 25，按 经济加工精度，其偏差为 0.2，验算其得到余量和公差符合要求。 Z 的基本尺寸： 25.84-250.84 上偏差： Es=0-(-0.2)=0.2 下偏差： Ei=-0.08-0=-0.08 最大的加工余量： 1.04 最小的加工余量：0.76 从上面的结论可知：这样的精度和粗糙度完全符合经济加工精度，既节省了人力、物力， 又降低了产品成本，是合理的。 4.第 10 序从上向下夹端面，工件的自身重力可作为一部分夹紧力，从而减少了夹紧力， 节省了动力，第 20、30 序均用三爪卡盘夹紧，这样可使工作自动定心，保证外圆轴线 的重合度，第 40 序夹紧方式与 10 序相同， 其作用也相同。 3.2.6 工序 50，钻 22 孔 1.定位基准的选择 以 A 端面，290 外圆，筋板为定位基准，加工本工序。 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 9 2.定位基准的分析 （1）这样定位符合基准统一原则，减少了定位误差，保证了孔中心线与 B 端面的垂直度， 提高了装配质量。 （2）本序的夹紧方式是由液压缸控制的两个活动的 V 形块夹紧外圆，以保证基准，等速 直线运动，实现自动定心。避免了由于外圆尺寸变化而引起的 22 孔位置变化的现象。采用 这种结构是由于外圆尺寸变化而引起的误差， 可以不考虑。因此，从定位上提高了工件的定 位精度，并且在夹具制造中，根据工件的要求，限定了夹具零件的公差，所以产品的质量和 精度通过机床和夹具两方面都可以保证。 3. 加工质量的分析 （1）如果不采用两个活动的 V 形块定位，而采用一个固定一个活动的 V 形块，则 290 外圆尺寸的变化将会引起工作中心，在 V 形块上活动，从而使钻模板的中心与工件中心不重 合，也可能使 22 孔的位置沿径向发生错移，错移量即为不重合度的值，影响了孔的位置准 确度。 （2）按经济加工精度 290 外圆加工后，22 公差为 0.52。由于定位副制造不准确而引 起的定位误差为 d=0.3 2 sin2 k 2 120 sin2 52 . 0 （3.1） 由零件图可知，22 孔的位置准确度为 0.15，如果采用一个固定一个活动的 V 形块定位， 其定位误差占工件误差的 65。如果不能降低零件精度，势必会造成大量废品，这样就不合 理了。通过比较，选用两个活动的 V 形块定位，用机械传动保证两个 V 形块做等速运动，以 实现其自动定心。保证工件所需求的精度，这时的定位误差为模板的误差，导套与钻头的最 大间隙，定位销与销孔的最大间隙，导套中间套的最大间隙其值为 0.195mm。这时利用极值 法计算出来的误差极限值。 （3）用概率系数计算为：0.195k0.1950.80.0975，其中， k 为概率系数，它满足工 件的精度要求。 3.2.7 工序 60，扩、铰 22 孔 1.定位基准的选择 以 B 端面，22 孔为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 10 （1）以 50 序所加工的孔自身定位，可保证扩铰出来的孔与原孔的同轴度，加工过程中 余量均匀，保证了孔的加工质量。 （2）用 B 端面定位可使用与上一道工序类似的夹紧机构，使流水线的夹具得到简化。 （3）夹紧方式是从 A 面用压板压紧工件。夹紧力，重力，切削力的方向均相同，因此可 减少夹紧力，节省动力，降低成本。 3.2.8 5060 工序总结 这两序均以 B 端面为基准面，体现了基准统一原则，保证了孔中心线与 B 端面的垂直度。 在第 50 序中，在实体上钻孔， 余量较大，因此切削力合切削热也较大，且钻孔的散热条件 差，因此，要使用 35的乳化冷却液。而在第 60 序中，为保持刀具精度，减缓刀具磨 损程度，选用含量为 1020的乳化冷却液。 3.2.9 工序 70，钻 26 孔 1.定位基准的选择 以 A 面和两个 22 孔为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 （1）为了便于观察合以后各道序中使用统一的基准，使用顶面和内孔定位。在加工过程 中，四孔的位置准确度和孔的精度由钻模板和机床来保证，用这种方法定位也可保证四孔中 心线与周孔中心线的垂直度。 （2）用 A 面定位，在 B 端面上用压板压紧，这样切削力与夹紧力方向垂直。因此，所 需的夹紧力较大。若夹紧力太小，不能克服切削力，使工件产生翻转，所以这种定位方式所 需夹紧力较大。 3.2.10 工序 80，锪球窝 1.定位基准的选择 以顶面 A 和两个 22 孔为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 （1）这种基准，可保证四孔的中心线与周孔中心线的垂直度，球窝与孔中心线的重合度 由钻模板和夹具体保证，尺寸，形状精度靠机床和刀具保证。 3.2.11 工序 90，钻、扩、攻丝 24 孔（小盖） 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 11 1.定位基准的选择 以底端面，50 外圆面为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 用 V 形块限制了 4 个自由度，端面以压角压紧又限制了一个自由度。在加工过程中，在 一个夹具中放置两个工件，同时夹紧，起到相互限制的作用，所以 6 个自由度完全被限制了。 3.2.12 工序 100，上瓦盖总成 将两零件用 10mm 的工艺垫片装好，用力拧紧，拧紧力矩不应小于 30kgm 工艺垫片应 安装正确，防止零件端面从孔中凸出，装配前应去掉接触表面上的凸瘤，毛刺，保证良好的 接触。 3.2.13 工序 110，粗镗 80 孔 1.定位基准的选择 以 A 面，22 两孔为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 以 A 端面和两个 22 孔定位，满足了基准统一原则，从而保证了孔轴线 22 孔中心线的 同轴度。 3.2.14 工序 120、130，半精镗、精镗 80 孔 1.定位基准的选择 以 B 面，22 两孔为定位基准，加工本工序。 3.2.15 110130 工序总结 在这三序的加工过程中，都是以顶面 B，22 两孔为定位基准，这样虽然满足了基准统 一原则，但是这样定位可能会影响 80 孔中心线与 A 端面的垂直度。但在前几序加工中，以 考虑到镗孔，提供了精确的定位基准，所以采用互为基准交替加工的原则，保证了两端面的 平行度，进而保证了 80 孔中心线与 A 端面的垂直度。另外，在钻周孔工序中，以 290 圆 周定位，保证了 290 外圆中心线与 290 外圆中心线与 250 中心线的重合度。因此，为镗 孔提供了精确的定位基准，保证了孔的位置精度和形状精度。它的尺寸精度，光洁精度通过 机床来满足。 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 12 3.2.16 工序 140，拉单键、去毛刺 1.定位基准的选择 以 80 内孔，顶面 B 和筋板为定位基准，加工本工序。 2.定位基准的分析 为满足键槽的技术要求采用内孔心轴定位，在心轴上，开矩形槽，用于拉刀的限位和导 向，与顶面相接触的夹具体做成凹球面。以便顶面只限制工件的一个自由度，在筋处加拔叉， 防止工件转动，这样限制了工件的 6 个自由度，切削力也起到了夹紧作用。 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 13 第四章 零件加工过中的具体问题 4.1 粗车 A 面及外圆 4.1.1 设备 由于是大量生产，故采用专用设备，以提高工作效率，减轻工人的劳动强度。根据金 属机械加工工艺人员手册P393 表 6-11，选用 C5112A 型立式车床，该机床属于粗车平面组 合机床，其电机功率为 22kw。 4.1.2 刀具选择 该零件的材料为 ZG55，且本序加工为粗加工，冲击振动较大，要求所选的刀具能克服这 些缺点。根据金属切削手册P738 选用 YT15 类刀具，在钨钴合金中强度最高，抗冲击和 抗振动性能较好，不易崩刀，耐磨性较好。适用碳钢与合金钢加工中，不平整断面与连续切 削的粗加工。 根据金属切削手册P139 表 10-6 确定刀具的几何参数。前角 ：1215；后角 0 ：8；主偏角：4590；刃倾角 ：05；副偏角：1015；刀尖半径 0 s ：01。 再由金属切削手册P4.131 确定刀具的耐用度。刀具耐用度：T=90min，刀具型号： 因为粗车端面，切削力较大，所以选用 YT15 90端面车刀和 YT15 45车刀，尺寸为 2525150。 4.1.3 切削用量的确定 1.选择切削用量的原则 由金属切削手册P4.168 可知在工件材料、刀具材料、刀具几何参数及其它切削条件 己确定的情况下，切削用量的选择关系到工件质量、生产效率和加工成本合理的切削用量应 能满足下列要求： a.保证工件的表面光洁度及加工精度； b.保证刀具有合理的耐用度； c.充分发挥机床潜力，但又不超过机床允许的动力机扭矩，不超过工艺系统强度及刚度所 允许的极限负荷。 根据切削用量三要素（v，f，a ）对刀具耐用度的不同的影响度，在保证刀具经济耐用 p 度的条件下，要取得最高的生产效率，应按 a -f-v 的顺序来选择切削用量。既应首先考虑选 p 取尽可能大的切削深度 a ,其次选用尽可能大的进给量 f，最后在保证刀具经济耐用度的条件 p 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 14 下选取尽可能大的切削速度 v。 2.切削深度的确定 根据金属机械加工工艺人员手册P365 可确定粗加工余量为 1mm，为尽可能一次切 去全部余量，所以取 a =3mm。 p 3.进给量 由金属机械加工工艺人员手册P743 表 10-8 可确定 s=1.0mm/r。 4.切削速度 根据金属机械加工工艺人员手册P734 表 10-1，查得车削 A 面和外圆的各参数如下表： 表 4-1 参数表 v CT（min）s(mm/r)v(m/min)n(r/min) A 面393901.0135148 外圆362901.0125137 v= 45.0 15.0 p 2.0 asT Cv （4.1） v=135mm/min 45 . 0 15 . 0 2 . 0 0 . 1390 393 （4.2） n= D v 1000 min/148 14 . 3 290 1351000 r （4.3） 4.1.4 机动时间的计算 根据机械加工工艺人员设计手册P982 公式得：P985 表 11-1，L1=3mm，L2=2mm， 其中 D=298，D1=222 1.端面 L=(D-D1)/2+L1+L2+L3 =43 （4.4） 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 15 T 0 fn L ）（min29 . 0 1480 . 1 43 （4.5） T =0.2 T =0.058（min） 辅0 （4.6） T =T + T=0.35（min） 总 0辅 （4.7） 2.外圆 T = 0 fn LLLL321 ）（min26 . 0 1370 . 1 02330 （4.8） T =0.2 T =0.052（min） 辅0 （4.9） T =T + T=0.312（min） 总 0辅 （4.10） 4.1.5 计算切削力和切削功率 端面:1.切削厚度 h0=fsinkr=1.0*sin90=1.0mm 2.查看金属切削手册第三版 P1.62 图 1-16 得金属切削率 p =2.010kwmin/mm c 53 3.材料切除率：=nf a （D- a ）=0.910 mm /min pp 53 （4.11） 4.切削功率： P =p =2.7kw cc （4.12） 5.切削力 F =6000 P /V =1200N ccc （4.13） 外圆：1.切削厚度 h0=fsinkr=1.0*sin45=0.7mm （4.14） 2.查看金属切削手册第三版 P1.62 图 1-16 得金属切削率 p =2.410kwmin/mm c 53 3.材料切除率：=nf a （D- d）=3.710 mm /min p 53 4.切削功率： P =p =8.88kw cc 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 16 5.切削力 F =6000 P /V =4262.4N ccc 所选机床电机功率为 12kw，符合要求。 4.2 粗车 B 端面及止口 4.2.1 设备 粗车平面组合机床 C5112A 4.2.2 刀具选用 对于粗车端面，冲击和振动较大。所以选用 YT5 类的车刀。这种材料不易崩刃，但耐磨 性较差，由于是车端面，所以选用 90主偏角，其耐用度为 90 分钟。 4.2.3 切削用量的确定 由金属机械加工工艺人员手册1 P365 表 5-53，本序端面的加工余量为 1mm，再由 金属切削手册P4-169表 4-86，取 s=1.0mm/r。 由金属机械加工工艺人员手册1 P734 表 10-1， 表 4-2 参数表 v CT（min）a (mm) ps(mm/r)v(m/min)n(r/min) B 面 393903.01.0135148 45 . 0 15 . 0 2 . 0 stT C v v （4.15） 由查表得=393 v C min/35.95 0 . 1360 393 15 . 0 2 . 0 mv min/72.104 292 35.9510001000 m d V n 取 n=110 min)/(86.110 1000 11029214 . 3 1000 m Dn v f=1.0110=110(mm/min) 4.2.4 机动时间的计算 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 17 根据机械加工工艺人员设计手册P982 公式得： 1.端面 L=(D-D1)/2+L1+L2+L3 （4.16） =（292-198）/2+2+3+0=52mm T =0.35（min） 0 fn L 1480 . 1 52 T =0.2T0=0.07（min） 辅 4.3 精车 B 端面及止口 4.3.1 设备 精车平面组合机床 C5112A 4.3.2 刀具选择 对于粗加工，主要是为了提高产品的尺寸精度和表面粗糙度，这就需要刀具材料的耐磨 性好，抗冲击和抗振动性可稍低些。因此，可选用 YT14 类刀具，其耐用度 T=60 分钟。其型 号为 YT14 90端面车刀和 YT14 45外圆车刀。 4.3.3 切削用量的确定 由金属机械加工工艺人员手册P365，余量为 1,则取 t=1，由金属切削手册P4-171 表 4-88，取进给量 s=1.2mm/r。 由金属机械加工工艺人员手册P734 表 4-3 参数表 v CT（min）a (mm) ps(mm/r)v(m/min)n(r/min) 393901.01.2147160 V= 45 . 0 15 . 0 2 . 0 stT Cv （4.17） 由查表得=393 v C V= min/147 2 . 1190 393 45 . 0 15 . 0 2 . 0 m 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 18 则 n= min/160 292r d v 4.3.4 机动时间的计算 根据机械加工工艺人员设计手册P982 公式得： L=(D-D1)/2+L1+L2+L3 =（292-198）/2+2+3+0=52mm T =0.27min 0 fn L 1602 . 1 52 T =0.2 T =0.06min 辅0 4.4 精车 A 面及 290 外圆 4.4.1 设备 精车面组合机床 C5112A 4.4.2 刀具的选择 同上序相同选用 YT14 类材料；在精车平面时 YT15 90平面车刀； 车外圆时用 YT15 45外圆车刀。 4.4.3 切削用量的确定 对于精车外圆，根据毛坯及零件尺寸，取 ap=1.0mm。 由工艺人员手册P762 表 10-26， 表 4-4 参数表 v CT（min）a(mm) p s(mm/r)v(m/min)n(r/min) A 面393901.01.2147160 外圆362901.01.2134146 V= 45 . 0 15 . 0 2 . 0 stT Cv （4.18） 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 19 由查表得=393 v C V= min/147 2 . 1190 393 45 . 0 15 . 0 2 . 0 mm 则 n= min/160 292r d v 同理可得加工外圆时各参数，计算结果如上表所示。 4.4.4 机动时间的计算 根据机械加工工艺人员设计手册P982 公式得：P985 表 11-1，L1=3mm，L2=2mm， 其中 D=292，D1=222 1.端面 L=(D-D1)/2+L1+L2+L3 =40mm T0 fn L min21 . 0 1602 . 1 40 T =0.2 T =0.042min 辅0 2.外圆 T = 0 fn LLLL321 min17 . 0 1462 . 1 02325 T =0.2 T =0.034min 辅0 4.5 钻 22 圆孔及倒角 4.5.1 设备 立式多轴组合钻床，CZ-D026 4.5.2 刀具的确定 由机械加工工艺手册P1039，选用 W180r4V 材料的标准群钻。 由 金属机械加工工艺人员手册P567 表 5-57，选用 4 级加工精度； 再由表 5-59 选用 20 的钻头； 所以切削深度mmdap102/ 0 根据机械加工工艺手册P551，取进给量 f=0.5mm/r，v=0.283m/s=17m/min， 则 V n=1000v/d=271r/minmin/ 8 . 29 1000 14 . 3 20475 1000 mm dn 4.5.3 机动时间确定 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 20 由机械加工工艺手册P695 可得公式 T0 fn LLL21 其中 L1=D/2*cot +（12） （4.19） 由 P103915。 L2=14 L：加工长度； L1：刀具的切入长度； L2：刀具的超出长度； n:刀具的转速； Tmin 0 48 . 0 5 . 135/652715 . 0/ )23825( T =0.2 T =0.096 min 辅0 4.6 扩、铰周孔 4.6.1 设备 立式多轴组合机床 CZ-D027 4.6.2 刀具选择 对于扩、铰孔而言，选用高速钢扩铰组合刀具，因为高速钢应用最为广泛，且满足使用 要求。 4.6.3 切削用量 1.扩孔 机械加工工艺手册P562 表 2.4-52，查的下列数据 进给量 f=0.8mm/r 切削深度mm85 . 0 p a 切削速度 V=0.35m/s=21m/min 转速 n=r/min308 d v1000 2.铰孔 进给量 s=0.8mm/r 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 21 切削深度5.10 p a 切削速度 V=21m/min 转速 n=308rpm 4.6.4 机动时间确定 机械加工工艺手册P696 公式其中 L1=（12） ，其由 fn lll T 21 0 cot 2 dD 1 P1045 kr=3060。由 P696 L2=14。 T0=min2 . 0.51 308.80 3.5325 T =0.20.2=0.04min 辅 4.7 钻 4-26 孔 4.7.1 设备 卧式多轴组合钻床 CA-D028 4.7.2 刀具的选择 根据金属工艺人员手册P793，选择刀具材料为 W180r4V，其型号为 26250 4.7.3 切削用量的确定 由手册公式得：切深，由机械加工工艺手册P545 表 2.4-39mmdap132/262/ 0 得：进给量 f=0.4mm/r。 由 P548 表 2.4-41 得速度 V=30m/min，则转速。rpm d v n367 26 300001000 4.7.4 机动时间确定 由机械加工工艺手册P696 公式： T0min7.50 367.40 1503221 fn lll T =0.20.57=0.11min 辅 4.8 锪 4 孔球窝 4.8.1 设备 卧式多轴钻床，CZ-D029 天津大学仁爱学院 2014 届本科毕业生设计 22 4.8.2 刀具的确定 选用材料为高速钢 W180r4V 的球头复合锪钻，其耐用度 T=100mm 4.8.3 切削用量的确定 由机械加工工艺手册P574 表 2.4-67 得： 进给量 f=0.120.2mm/r 选 0.15mm/r 速度 V=0.160