差速器壳零件的加工工艺及钻铣2套夹具设计【8张CAD图纸和文档所见所得】【GJ系列】
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8张CAD图纸和文档所见所得
GJ系列
差速器
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江阴职业技术学院毕业设计说明书差速器壳加工工艺规程及夹具设计摘 要通过对“差速器壳”的结构以及工艺性分析，介绍壳类零件的端面（法兰盘）孔钻削加工和凸台面的铣削加工及差速器壳钻、铣夹具的设计，其结构合理、操作方便，大大提高了生产效率，使企业在大中批生产中降低了成本，提高了产品的竞争力。 关键词：工艺性 差速器壳 夹具 Reducer Shell Technological Process Plan and Design of ClampAbstractThrough to “design process” the structure as well as the technoloigical analysis , utilizes the group technology （CAPP）basic principle. Introduced one kind of shell class components drill truncate the end surface (flange plate) the hole proessing and the jig design, its structure ease of operation, greatly enhanced the efficency, causes the enterprise to reduce the cost in the major and medium batch of production, enhances the product the competitive ability.Key words: technological analysis; design process; shell目 录序言 1第一章 零件的分析21.1零件的作用 21.2零件的工艺分析 2第二章 工艺规程设计42.1毛坯的制造形式 42.2基准面的选择 42.2.1粗基准的选择 42.2.2精基准的选择 42.3制订工艺路线 42.3.1.工艺线路方案一 52.3.2工艺路线方案二 52.3.3.工艺方案的比较与分析 52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.4.1外圆表面 72.4.2内圆表面 82.4.3端面 92.4.4凸台孔系 102.5确定切削用量及基本工时 10第三章 夹具设计 393.1钻夹具设计 393.1.1 问题的提出393.1.2 夹具设计393.1.2.1定位基准的选择393.1.2.2 导向方案 393.1.2.3 切削力和夹紧力的计算 393.1.2.4 工件的加工精度分析 403.2铣夹具设计 423.2.1 问题的提出 423.2.2 定位基准的选择 42 3.2.3 切削力及夹紧力计算 423.2.4 定位误差分析 443.2.5 定向键与对刀装置设计 44 3.2.6 夹具设计及操作简要说明47 参考文献 48致谢 49序 言 机械制造工艺学毕业设计是我们在学完大学的大部分课程后进行的，是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（差速器壳）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。第一章 零件的分析第一章 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是解放牌汽车的后桥差速器壳（见附图1）。汽车差速器是驱动轿的主件。差速器的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。普通差速器由行星齿轮、差速器壳（行星轮架）、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动差速器壳带动行星轮轴，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。1.2 零件的工艺分析差速器壳的零件可以分四组加工表面，图中规定了一系列技术要求：现分叙如下：1.零件上各段外圆表面：50 公差等级 IT6，粗糙度Ra 1.6。154 公差等级 IT7，粗糙度Ra 1.6。 200 粗糙度Ra 12.5。150 粗糙度Ra 6.3。2.内圆孔表面：40 公差等级IT11，粗糙度Ra 6.3。50 公差等级IT8，粗糙度Ra 1.6。122 公差等级IT10 ，粗糙度Ra 6.3。130 公差等级IT7。3.端面：50端面，粗糙度Ra 12.550台阶面，粗糙度Ra 3.2200前端面，粗糙度Ra6.3200后端面，粗糙度Ra3.24.凸台孔系凸台上距中心线74.5的平面，粗糙度Ra 6.3222H8 公差等级IT8，粗糙度Ra 3.2。28H8 公差等级IT8，粗糙度Ra 3.2。4H13 公差等级IT81212.5 他们之间的要求：1.基准A2为孔50H8，基准A3为孔130H7。2.50外圆对A2-A3基准的跳动为0.03，位置度为0.03，精度等级：6级。3.154、122内孔对A2-A3基准跳动为0.05，精度等级：8级。4.两20孔之间的同轴度要求为0.025，精度等级： 6级。5.200端面及后端面对基准A2-A3的跳动为0.05、0.06，精度等级：8级。 6.两20孔对A2-A3基准位置度为0.06，精度等级：8级。7.8H孔对两20孔的位置度为0.1，精度等级：8级。8.12个12.5的孔对A3的位置度为0.2，精度等级：8级。由上分析可知，对于这几组加工表面，可以先加工好端面，内外圆表面可以用加工好的端面为基准先加工其中一组，然后借助专用夹具加工另一表面，并且保证它们之间的位置精度要求。2第二章 工艺规程设计第二章 工艺规程设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为QT420-10，球墨铸铁中的石墨呈球状，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性，起综合性能接近钢，其铸性能好，成本低廉，生产方便，工业中广泛应用。由于年产量为1000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用砂型机械造型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。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，使生产无法正常进行。2.2.1 粗基准的选择按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准，若工件必须保证不加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，如壁厚均匀，先取不加工表面做粗基准）可以取铸件的大端作粗基准加工小端面，再以小端面为基准加工大端面，也可以取铸件的两个凸台作为粗基准，先加工好端面和要求不高的200外圆。2.2.2 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（互为基准原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，外圆和内圆两组加工表面相互之间有一定的精度要求，内圆粗加工时可以先选择加工好的端面作为加工基准，再以粗加工好的内圆表面为基准粗加工外圆表面，然后以粗加工好外圆表面为基准精加工内圆，最后再以基准精加工好的内圆精加工外圆。后面加工零件肩上的行星轮轴孔可以用夹具以大端面为基准铣出两侧平面，再用专用夹具以端面和平面为基准加工孔。2.3 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以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中批生产的条件下，考虑采用普通机床配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。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。42.3.1. 工艺线路方案一工序 铸造。工序 热处理：正火。工序 铣两端面。工序 粗、半精车50、150、154外圆，车200外圆，工序 粗镗40、50、122、130孔。工序 精镗50及端面、40、122、130孔，倒角。工序 精车50，154外圆及端面，倒角。工序 铣两凸台上平面。工序 钻4孔。工序 钻、绞两组22、8孔，8孔倒角。工序 钻大端法兰上12个12.5孔。工序 去毛刺，检查。2.3.2 工艺路线方案二工序 铸造。工序 热处理：退火。工序 粗车、精车200及端面，倒角，钻40孔，粗镗40、50孔及端面、122、130孔。工序 粗、半精车50、154外圆及端面，车凸台上150外圆。工序 精镗50及端面、122、130孔，倒角。工序 精车50，154外圆及端面，倒角。工序 铣两凸台上平面。工序 钻4孔。工序 钻、绞两组22、8孔，8孔倒角。工序 钻大端法兰上12个12.5孔。工序 去毛刺，检查。 2.3.3. 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一在铣床上先加工小端面，再以小端面定位加工大端面，方案二是在车床上车出大端面，直接粗镗内孔，然后以孔和大端面定位，加工其它部分。两相比较起来可以看出，方案二的装夹次数要少于前者，精度更高，对工人的技术水平要求低一些。在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。但是仔细考虑，在线路二中，工序中在车床上钻40孔再镗孔刀具伸出太长，改为下一道工序中钻，钻后不再在车床上镗孔，精度不高，最后再在金刚镗床上一次加工即可。工序中粗、半精车50、154外圆及端面一次装夹不便，改为分开两头加工两道工序，因此，最后的加工工艺路线确定如下：工序 铸造。工序 热处理：退火。工序 车200及端面，倒角，粗镗50及端面、122、130孔。以两凸台侧面为粗基准，粗。半、精车50孔端面。选用CA6140卧式车床及专用夹具。工序 钻40孔，粗、半精车50外圆及端面，倒角。以加工好的端面和外圆定位，选用CA6140卧式车床及专用夹具。工序 车150外圆，粗、半精车150外圆及端面，倒角。以加工好的端面和外圆定位，选用CA6140卧式车床及专用夹具。工序 精镗50、122、130孔，以端面和154外圆定位，选用T740K金刚镗床及专用夹具。工序 精车50、154外圆及端面，倒角。以加工好的50、130孔定位，选用CA6140卧式车床及专用夹具。工序 铣两凸台上平面。以加工好的50、130孔定位，选用X53K立式铣床及专用夹具。工序 钻4孔。以50孔和端面定位，选用Z525立式钻床及专用夹具。工序 钻、绞两组22、8孔，8孔倒角。以50、130孔和端面定位，选用Z525立式钻床及专用夹具。工序 钻大端法兰上12个12.5孔。以130孔及端面定位，选用Z3025摇臂钻床及专用夹具。工序 去毛刺，检查。以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程卡片”。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定差速器壳零件材料为QT420-10，硬度为156197HBS，毛坯质量约为2.4kg，生产类型为中批生产，采用砂型机械造型铸造。查机械制造工艺设计简明手册表2.2-5，毛坯铸造精度等级取9G。6根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：2.4.1 外圆表面.50mm查机械制造工艺设计简明手册表2.21至2.24，加工余量2.5mm，尺寸公差为2，所以其外圆毛坯名义直径为551mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.32至2.35，确定50外圆的加工余量和工序间余量分布见下图：图1-1毛坯余量分布图由图可知：毛坯名义直径：502.5255 mm毛坯最大直径：552/2=55 mm毛坯最小直径：55-2/2=53 mm粗车后最大直径：55-3.5=51.5 mm粗车后最小直径：51.5-0.39=51.11 mm半精车后最大直径：51.5-1.2=50.3 mm半精车后最小直径：50.3-0.062=50.238 mm精车后尺寸为零件尺寸，即50 mm将上刚上叙计算的工序间尺寸及公差整理成表1.1。表1.1 加工余量计算表工序名称工序余量（mm）工序基本尺寸(mm)工序尺寸及公差(mm)精车外圆0.35050半精车外圆1.250+0.3=50.350.3粗车外圆3.550.3+1.2=51.551.5毛坯50+5=55551.200查机械制造工艺设计简明手册表2.21至2.24，加工余量为4mm，尺寸公差为2.8，所以其外圆毛坯名义直径为2081.4mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.32至2.35，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：2081.4mm车：200mm 2Z=8mm.154查机械制造工艺设计简明手册表2.21至2.24，加工余量为3mm，尺寸公差为2.5，所以其外圆毛坯名义直径为1601.25mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.32至2.35，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：1601.25mm粗车：155.6mm 2Z=4.4mm半精车：154.3mm 2Z=1.3mm精车：154mm 2Z=0.3mm.150查机械制造工艺设计简明手册表2.21至2.24，加工余量为3mm，尺寸公差为2.5，所以其外圆毛坯名义直径为1561.25mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.32至2.35，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：1561.25mm车：150mm 2Z=6mm2.4.2 内圆表面.130mm查机械制造工艺设计简明手册表2.21至2.24，加工余量3mm，尺寸公差为2.5，所以其孔毛坯名义直径为1241.25mm。参照机械制造工艺设计简明手册82.38至2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：1241.2mm粗镗：129.5mm 2Z=5.5mm半精镗：129.9mm 2Z=0.4mm精镗：130mm 2Z=0.1mm.50mm查机械制造工艺设计简明手册表2.21至2.24，加工余量2.5mm，尺寸公差为2mm，所以其孔毛坯名义直径为451mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38至2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：451mm粗镗：49.6mm 2Z=4.5mm半精镗：49.9mm 2Z=0.4mm精镗：50mm 2Z=0.1mm.122mm查机械制造工艺设计简明手册表2.21至2.24，加工余量3mm，尺寸公差为2.5mm，所以其孔毛坯名义直径为1161.25mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38至2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：451mm粗镗：121.6mm 2Z=5.5mm半精镗：122mm 2Z=0.4mm.40mm查机械制造工艺设计简明手册表2.21至2.24，加工余量2.5mm，尺寸公差为2mm，所以其孔毛坯名义直径为351mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38至2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：351mm钻孔：39.5mm 2Z=4.5mm镗： 40mm 2Z=0.5mm2.4.3 端面.200前端面毛坯： 160mm粗车：157mm Z=3mm. 50端面车前：157mm粗车：153mm Z=4mm.50台阶面车前： 135.5mm粗车：134.5mm Z=1mm半精车：133.5mm Z=1mm.200后端面车前：11mm粗车：9mm Z=2mm半精车：8 mm Z=1mm2.4.4 凸台孔系.凸台上平面铣前：距中心线75铣后：距中心线74.5， Z=0.5mm.222H8孔钻：20 2Z=20mm扩钻：21.8 2Z=1.8mm绞：22 2Z=0.2mm.28H8孔钻：7.8孔 2Z=7.8mm绞：8 2Z=0.2mm.4H13、1212.5 孔 一次钻好即可。2.5 确定切削用量及基本工时工序 铸造。工序 热处理：退火。10工序 粗车、精车大头200及端面，倒角。粗镗50及端面、122、130孔。2.5.1 加工条件工件材料：QT420-10，铸造加工要求：车大头200外圆及端面，倒角。Ra 6.3。机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料YG6，刀秆尺寸2525mm，k=90,a=5。2.5.2 计算切削用量1.车200端面 1）切削深度：余量Z=3mm，分两次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表313，车刀刀杆尺寸：2525mm，f=0.91.3(mm/r),查机床说明书，现取f=1.02mm/r3）计算切削速度： 查工艺师手册表27-12，其速度计算公式为V=k （m/min） 2.1式中T=60min,C=158,x=0.15,y=0.40,m=0.2查工艺师手册表27-17,修正系数取k=0.85, k=0.6, k=1.2, k=0.89, k=1.0, k=0.850.61.20.891.0=0.54V=33.4（m/min）4）确定主轴转速：n=51.4（r/min）按照机床说明书，取n=50r/min所以实际切削速度： V= n= =32.67 (m/min)5）检验机床功率：主切削力 查工艺师手册 表2-14F=Cafvk2.2式中C=900 ,x=1.0 , y=0.85 , n=0, k=0.89 , k=1.0 主偏角k=90 , k=0.89代入公式得 F=1629 (N)切削时消耗功率：P=0.87（KW）CA6140机床电机功率为7.5KW, 所以机床功率足够。6）检验机床进给系统强度：已知主切削力为径向切削力F参考工艺师手册F=Cafvk2.3其中C=530, x=0.90, y=0.75, n=0查表2716机械工艺师手册k=0.89,代入得：F=5301.51.0210.89=881(N)轴向切削力（走刀力）：查表2-17机械工艺师手册F=Cafvk2.4其中 C=450, x=1.0, y=0.4 , n=0 , k=0.89轴向切削力：F=4501.51.0210.89 =801(N)取机床导轨与床鞍摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给方向对机床的作用力： F= F+u（F+ F） =1049(N)查机床说明书，机床最大纵向力为3530N,故机床进给系统可以正常工作.12江阴职业技术学院毕业设计说明书7）切削工时:2.5其中：L=+2+3=45 (mm)代入得：T=1.96 (min)2.车200外圆 1）切削深度：余量Z=4mm，分两次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表313车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.91.3(mm/r),查机床说明书，现取f=1.02mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12：V=k =33.4(m/min)4）确定主轴转速：n=51.4r/min按照机床说明书，取n=50r/min所以实际切削速度： V= n= =32.67m/min5）检验机床功率：主切削力 查工艺师手册 表2-14F=Cafvk 2.6式中C=900 ,x=1.0 , y=0.85 , n=0，k=0.89 k=1.0， k=0.8912第二章 工艺规程设计代入公式得 F=2729(N)切削时消耗功率：P=1.48（KW）CA6140机床电机功率为7.5KW, 所以机床功率足够。6）检验机床进给系统强度：已知主切削力为径向切削力F参考工艺师手册F=Cafvk 2.7其中C=530, x=0.90, y=0.75, n=0查表2716机械工艺师手册k=0.89,代入得： F=5303.351.0210.89 =1416(N)轴向切削力（走刀力）：查表2-17机械工艺师手册F=Cafvk 2.8其中 C=450, x=1.0, y=0.4 , n=0 , k=0.89轴向切削力：F=4503.351.0210.89 =1351(N)取机床导轨与床鞍摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给方向对机床的作用力：F= F+u（F+ F） =1765(N)查机床说明书，机床最大纵向力为3530N,故机床进给系统可以正常工作。7）切削工时：刀具行程L=14+2+2+2=45 (mm)14江阴职业技术学院毕业设计说明书 =2=0.78(min)3.粗镗130孔1）切削深度：余量Z=2.75mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表3-15f=0.150.4(mm/r),查机床说明书，现取f=0.41mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =46.6(m/min)4）确定主轴转速：n=119(r/min)按照机床说明书，取n=125r/min所以实际切削速度： V= n= 125 =48.7(m/min)5）检验机床功率：主切削力 查工艺师手册 表2-14F=Cafvk=1526(N)切削时消耗功率：P=1.24（KW）CA6140机床电机功率为7.5KW, 所以机床功率足够。6）检验机床进给系统强度：已知主切削力为径向切削力F参考工艺师手册F=Cafvk14第二章 工艺规程设计 =5302.750.4110.89 =676(N)轴向切削力（走刀力）：查表2-17机械工艺师手册F=Cafvk =4502.750.4110.89 =763(N)取机床导轨与床鞍摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给方向对机床的作用力：F= F+u（F+ F）=904(N)查机床说明书，机床最大纵向力为3530N,故机床进给系统可以正常工作。7）切削工时:刀具行程L=8+2+3=13 (mm) =0.26(min)4.粗镗122孔1）切削深度：余量Z=2.8mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表3-15，f=0.15.04mm/r,此处为非连续表面，查机床说明书，现取f=0.3mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k 2.9取T=60min,C=158,x=0.15,y=0.40,m=0.2查工艺师手册表27-17k=0.85, k=0.6, k=1.2, k=0.89, k=1.0,k=0.850.61.20.891.0=0.54V=52.1(m/min)4）确定主轴转速：16n=143(r/min)按照机床说明书，取n=125r/min。所以实际切削速度： V= n=125=45.5(m/min)5）切削工时:刀具行程L=50+3+3=56 (mm) =1.49(min)5.粗镗50孔1）切削深度：余量Z=2.3mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表3-15，f=0.150.4mm/r,查机床说明书，现取f=0.3mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =40.1(m/min)4）确定主轴转速：n=284(r/min)按照机床说明书，取n=250r/min。所以实际切削速度： V= n=250=35.3(m/min)5）切削工时:刀具行程L=19+2+3=22 mm =0.29(min)6.粗镗50孔端面1）切削深度：余量Z=2mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表3-15，f=0.150.4mm/r,查机床说明书，现取f=0.3mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =54.8(m/min)4）确定主轴转速：n=212(r/min)按照机床说明书，取n=200r/min。所以实际切削速度： V= n=200=51.5 (m/min)5）切削工时:刀具行程L=+2+3=21 (mm) =0.35 (min)7.半精镗50孔端面1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表3-15，f=0.150.4mm/r,查机床说明书，现取f=0.3mm/r18江阴职业技术学院毕业设计说明书3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =60.6(m/min)4）确定主轴转速：n=245(r/min)按照机床说明书，取n=250r/min。所以实际切削速度： V= n=250=61.4(m/min)5）切削工时:刀具行程L=+2+3=21 (mm) =0.028 (min)工序 钻40孔，粗、半精车50外圆及端面。2.5.3 加工条件工件材料：QT420-10，铸造加工要求：钻40孔，粗、半精车50、154外圆及端面，车150外圆。机床：C6140卧式车床。刀具：钻孔39.5锥柄高速钢麻花钻加钻套，车刀刀片材料YG6，刀秆尺寸2525mm，k=90,a=5。2.5.4 计算切削用量钻40铸造孔至39.51）切削深度：考虑拔摸斜度，余量2Z=8mm，钻削一次。2）进给量：手动进给。第二章 工艺规程设计查工艺师手册表28-32,V=18.7m/min4）确定主轴转速：n=148(r/min)按照机床说明书，取n=160r/min。所以实际切削速度： V= n=160=21.7(m/min)车50端面1）切削深度：余量Z=4mm，分两次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表313车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.91.3(mm/r),查机床说明书，现取f=1.02mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =33.4(m/min)4）确定主轴转速：n=212 (r/min)按照机床说明书，取n=200 r/min所以实际切削速度： V= n=200 =31.4(m/min)5）切削工时刀具行程L=+2+3=15 (mm)20 =2=0.146 (min)粗车50外圆1）切削深度：余量Z=1.75mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表313车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.91.3(mm/r),查机床说明书，现取f=1.02mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =36.5(m/min)4）确定主轴转速：n=211 (r/min)按照机床说明书，取n=200 r/min所以实际切削速度： V= n=200 =31.4(m/min)5）切削工时刀具行程L=20+3=23 (mm) =0.112 (min)粗车50阶梯面1）切削深度：余量Z=2mm，可一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表313车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.91.3(mm/r),查机床说明书，现取f=1.02mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =33.4(m/min)4）确定主轴转速：n=171 (r/min)按照机床说明书，取n=160 r/min所以实际切削速度： V= n=160 =31.1(m/min)5）切削工时刀具行程L=+2+3=15 (mm) =0.073 (min)半精车50外圆1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表314车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.550.7(mm/r),查机床说明书，现取f=0.61mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =48.9(m/min)4）确定主轴转速：22n=302 (r/min)按照机床说明书，取n=320 r/min所以实际切削速度： V= n=320 =51.7(m/min)5）切削工时刀具行程L=20+3=23 mm =0.117 (min)工序：车150外圆，粗、半精车154外圆及端面2.5.5 加工条件工件材料：QT420-10，铸造加工要求：车大头200外圆及端面，倒角。Ra 6.3。机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料YG6，刀秆尺寸2525mm，k=90,a=5。2.5.6 计算切削用量.车150外圆1）切削深度：余量Z=3mm，分两次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表313车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.91.3(mm/r),查机床说明书，加工表面不连续，取f=0.81mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =35.9(m/min)4）确定主轴转速：n=73.2 (r/min)按照机床说明书，取n=80 r/min所以实际切削速度： V= n=80 =39.1(m/min)5）切削工时刀具行程L=78+0+2=80 mm =2=2.46 (min) .粗车154外圆1）切削深度：余量Z=2.2mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表313车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.91.3(mm/r),查机床说明书，取f=1.02mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =33.1(m/min)4）确定主轴转速：n=65(r/min)按照机床说明书，取n=63 r/min所以实际切削速度： V= n=63 =31.6(m/min)5）切削工时24江阴职业技术学院毕业设计说明书刀具行程L=16+0+2=18 mm =0.28(min).半精车154外圆1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表314车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.550.7(mm/r),查机床说明书，现取f=0.61mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12 V=k = =48.9(m/min) 4）确定主轴转速：n=101 (r/min)按照机床说明书，取n=100 r/min所以实际切削速度： V= n=100 =48.3(m/min)5）切削工时刀具行程L=16+0+2=18 mm =0.295(min).粗车154端面1）切削深度：余量Z=2mm，可一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表313第二章 工艺规程设计车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.91.3(mm/r),查机床说明书，现取f=1.02mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k =33.6(m/min)4）确定主轴转速：n=53.5 (r/min)按照机床说明书，取n=50 r/min所以实际切削速度： V= n=50 =31.4(m/min)5）切削工时刀具行程L=+2+3=15 (mm) =0.294 (min)工序 精镗40、50、122、130孔，以端面和154外圆定位，选用T740K精镗床及专用夹具。2.5.7 加工条件工件材料：QT420-10加工要求：精镗50、122、130孔。机床：T740K金刚镗床刀具：金刚石镗刀2.5.8 计算切削用量.半精镗130孔1）切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。26江阴职业技术学院毕业设计说明书2）进给量：查有关资料f=0.010.14(mm/r), 进给无级变速，取f=0.08mm/r3）计算切削速度 查有关资料,V=150500 m/min,取V=200m/min4）确定主轴转速：n=489 (r/min)T740K金刚镗床为无级变速，取n=489 (r/min)5）切削工时刀具行程L=其中：=8+2+3=13 mm =0.332 (min).半精镗122孔 1）切削深度：余量Z=0.25mm，可以一次切除。2）进给量：查有关资料f=0.010.14(mm/r), 进给无级变速，现取f=0.08mm/r3）计算切削速度 ，查有关资料：V=150500 m/min取V=200m/min4）确定主轴转速：n=521 (r/min)T740K金刚镗床为无级变速，取n=521 r/min5）切削工时刀具行程L=51+2+3=56 mm =1.34(min).半精镗50孔 第二章 工艺规程设计1）切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。2）进给量：查有关资料f=0.010.14(mm/r), 进给无级变速，取f=0.08mm/r3）计算切削速度,取V=200m/min。4）确定主轴转速：n=1170 (r/min)T740K金刚镗床为无级变速，取n=1170 r/min5）切削工时刀具行程L=19+2+3=22 mm =0.235 (min).半精镗40孔 1）切削深度：余量Z=0.3mm，可以一次切除。2）进给量：查有关资料f=0.010.14(mm/r), 进给无级变速，现取f=0.08mm/r3）计算切削速度 ，取V=200m/min4）确定主轴转速：n=1590 (r/min)T740K金刚镗床为无级变速，取n=1590 r/min5）切削工时刀具行程L=39+2+3=42 mm =0.33 (min).精镗130孔1）切削深度：余量Z=0.05mm，一次切除。28江阴职业技术学院毕业设计说明书2）进给量：查有关资料f=0.010.14(mm/r), 进给无级变速，取f=0.05mm/r3）计算切削速度，取V=200m/min4）确定主轴转速：n=489 (r/min)T740K金刚镗床为无级变速，取n=489 r/min5）切削工时刀具行程L=8+2+3=13 mm =0.531 (min).精镗50孔 1）切削深度：余量Z=0.05mm，可以一次切除。2）进给量：查有关资料f=0.010.14(mm/r), 进给无级变速，取f=0.05mm/r3）计算切削速度 查有关资料V=150500 m/min取V=200m/min4）确定主轴转速：n=1170 (r/min)T740K金刚镗床为无级变速，取n=1170 r/min5）切削工时刀具行程L=19+2+3=22 mm =0.376(min)工序 精车50、154外圆及端面第二章 工艺规程设计2.5.9加工条件工件材料：QT420-10加工要求：精车50、154外圆及端面。机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料YG6，刀秆尺寸2525mm，k=90,a=5。2.5.10计算切削用量精车50外圆1）切削深度：余量Z=0.15mm，一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表314车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.150.25(mm/r),查机床说明书，现取f=0.2mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k = =95.1(m/min)4）确定主轴转速：n=605 (r/min)按照机床说明书，取n=560 r/min所以实际切削速度： V= n=560 =87.9（m/min）5）切削工时刀具行程L=20+3=23 (mm) =0.205 (min)精车50台阶面30江阴职业技术学院毕业设计说明书1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表314车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.250.4(mm/r),查机床说明书，现取f=0.3mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k = =60.8(m/min)4）确定主轴转速：n=387 (r/min)按照机床说明书，取n=400 r/min所以实际切削速度： V= n=400 =62.8(m/min)5）切削工时刀具行程L=20+3=23 (mm) =0.091( min)精车154外圆1）切削深度：余量Z=0.15mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表314车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.150.25(mm/r),查机床说明书，现取f=0.2mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k第二章 工艺规程设计 = =95.1(m/min)4）确定主轴转速：n=196 (r/min)按照机床说明书，取n=200 r/min所以实际切削速度： V= n=200 =96.7(m/min)5）切削工时刀具行程L=16+0+2=18 (mm) =0.45(min)_精车154后端面1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。2）进给量：查机械制造工艺设计手册表314车刀 刀杆尺寸：2525mmf=0.250.4(mm/r),查机床说明书，现取f=0.3mm/r3）计算切削速度 查工艺师手册表27-12V=k = =64.2(m/min)4）确定主轴转速：n=132 (r/min)按照机床说明书，取n=125 r/min所以实际切削速度： 32江阴职业技术学院毕业设计说明书V= n=125 =60.5(m/min)5）切削工时刀具行程=+0+3=24 (mm)=0.64 (min)工序 铣两凸台上平面。2.5.11 加工条件工件材料：QT420-10加工要求：铣两凸台上平面,R=6.3。机床：X53K立式铣床。刀具：50标准高速钢锥柄立铣刀，齿数为6。2.5.12 切削用量查工艺师手册表3-30V=0.250.35 m/s,取0.2 m/s即18m/min,确定主轴转速：n=114 (r/min)按照机床说明书，取n=118 r/min所以实际切削速度： V= n=118 =18.5(m/min)查机械制造工艺设计手册表3-28,每齿进给量af=0.070.18mm，取0.1mm，工作台进给速度=0.16118=70.8 (mm/min)取纵向进给速度=75 mm/min,切削工时:T= 2.10第二章 工艺规程设计其中：l =40 mm代入得：t=0.533(min)工序 钻4孔。以50孔和端面定位，选用Z525立式钻床及专用夹具。2.5.9.1 加工条件工件材料：QT420-10加工要求：钻45.5孔。机床：Z525立式钻床。刀具：4标准高速钢麻花钻头2.5.9.2 切削用量查机械制造工艺设计手册表342V=0.35m/s,即0.3560=21 (m/min)确定主轴转速：n=1671 (r/min)按照机床说明书，取n=1360 r/min所以实际切削速度： V= n=1360 =17.1(m/min)查机械制造工艺设计手册表338，f=0.080.12mm/r ，按照机床说明书，取0.1mm/r,切削工时:T= 2.11其中：=5.5+2=7.5 mm代入得：t=0.055 (min)工序 钻、绞两组22、8孔，8孔倒角。2.5.13 加工条件34工件材料：QT420-10加工要求：钻、绞两组22、8孔，8孔倒角。机床：Z525立式钻床。刀具：钻用20、21.8、8高速钢锥柄麻花钻头，铰用22、8高速钢锥柄机用绞刀，倒角用45高速钢锥柄机用锪钻。2.5.14 切削用量.钻22孔至20查工艺师手册表28-13，V=18m/min确定主轴转速： n=272 (r/min)按照机床说明书，取n=272 r/min所以实际切削速度： V= n=272 =17.1(m/min)查工艺师手册表28-13，f=0.32mm/r，按照机床说明书，取0.28mm/r,切削工时:刀具行程L=15+1+3=19 (mm) =0.25 (min)以上为钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为T=2 =0.252=0.5 (min).扩钻22孔至21.8查工艺师手册表28-32，V=18.7m/min确定主轴转速：n=273 (r/min)按照机床说明书，取n=272 r/min所以实际切削速度： V= n=272 =18.4(m/min)查工艺师手册表28-30f=0.91.2mm/r ，取系数0.5，按照机床说明书，取0.48mm/r,切削工时:刀具行程L= =15+1+3=19 (mm) =0.145 (min)以上为扩钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为T=2 =0.1452=0.29 (min).绞22孔查工艺师手册表28-13，V=29m/min确定主轴转速：n=419 (r/min)按照机床说明书，取n=392 (r/min)所以实际切削速度： V= n=392 =26.7(m/min)查工艺师手册表28-13，f=0.32mm/r ，按照机床说明书，取0.28mm/r,切削工时:刀具行程L= =15+1+3=19(mm) =0.135 (min)以上为绞一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为36T=2=0.1352=0.27 ( min).钻8孔至7.8查工艺师手册表28-13，V=18m/min确定主轴转速：n=716 (r/min)按照机床说明书，取n=680 r/min所以实际切削速度： V= n=680 =17.1(m/min)查工艺师手册表28-13，f=0.2mm/r ，按照机床说明书，取0.17mm/r,切削工时:刀具行程L= =15+1+3=19 mm =0.165 (min)以上为钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为T=2=0.1652=0.33 (min).绞8孔查工艺师手册表28-13，V=26m/min确定主轴转速：n=1035 (r/min)按照机床说明书，取n=960 r/min所以实际切削速度： V= n=960 =24.1(m/min)查工艺师手册表28-13,取f=0.17mm/r 切削工时:刀具行程L= =15+1+3=19 mm =0.135(min)以上为钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为T=2=0.1352=0.27 (min).锪钻2个8孔采用90锪钻，为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔时相同：n=960 r/min，手动进给。工序 钻大端法兰上12个12.5孔。刀具：12.5高速钢锥柄麻花钻头查工艺师手册表28-13，V=18m/min确定主轴转速：n=453 (r/min)按照机床说明书，取n=392 r/min所以实际切削速度： V= n=392 =15.3(m/min)查工艺师手册表28-13，f=0.2mm/r ，按照机床说明书，取0.17mm/r,切削工时:刀具行程L= =8+2+4=14 mm =0.21 (min)以上为钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为T=12=0.2112=2.52 (min)工序 去毛刺，检查。38第三章 夹具设计3.1 钻夹具设计 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。经过与指导老师协商，决定设计工序 钻大端法兰上12个12.5孔的钻床夹具，本夹具将用于Z3050摇臂钻床。刀具为12.5高速钢锥柄麻花钻头。对工件端面法兰上进行钻孔加工。3.1.1 问题的提出本夹具是用来钻差速器壳大端法兰上12个12.5孔。这是机加工的最后一道工序，12个孔均匀分布，对130孔的位置度要求0.2mm。因为加工装夹比较费时，零件为中批生产，为提高劳动生产率，降低劳动强度，须设计专用夹具。3.1.2 夹具设计3.1.2.1定位基准的选择由零件图可以知道，12.5中心线与130孔位置度要求0.2mm，12个孔要求均匀分布。方案：以基准选130孔、大端端面及后端面作为定位基面。钻模板上固定12个钻套，一次装夹不用再分度就可以全部钻好。以钻模板上130mm和台阶面固定零件，用螺杆把零件压在盖模板与夹具体之间，钻模板用一个固定在夹具体上的圆柱销防止转动。3.1.2.2 导向方案12个孔可以直接钻出，又因为是中批生产，盖模板上分布12个钻套，每个钻套只用一次，如用可换钻套，则要钻钻套螺纹孔，盖模板强度减弱，在此选用带兼固定钻套。导向方案见夹具装配图。为了便于快速装卸工件，采用螺纹夹紧机构，采用可动垫圈，松开螺母就可以转开垫圈，快速取下钻模板，再拿出工件。3.1.2.3 切削力和夹紧力的计算刀具：12.5高速钢锥柄麻花钻头。查机械制造工艺设计手册表336，钻削扭距计算公式：M=3.1式中C=225.63, , , 磨钝系数=1.0， f=0.17mm/r, d=12.5mm, 代入得：M=16(Nm)查机械制造工艺设计手册表336，钻削轴向力计算公式：40第三章 夹具设计F=3.1式中C=225.63, , , 磨钝系数=1.0， f=0.17mm/r, d=12.5mm, 代入得F=1780(N)因为此夹具夹紧力和轴向力上方向一致，螺栓夹紧主要是防止工件在加工过程中产生振动和转动。因钻模板上有开口槽由夹具体上销钉限制了其转动，所以夹具夹紧可靠。3.1.2.4 工件的加工精度分析本工序的要求是：尺寸12.5mm以及位置度，精度要求不高。1. 定位误差工件的定位孔为130H7 , 圆柱外表面为130g6 , 在尺寸水平方向的位移误差为=X=(0.04+0.039)mm=0.079 mm工件的定位基准和工序基准重合，因此=0因此尺寸40的定位误差为=+=0.079 mm2. 对刀误差钻套导向孔的尺寸为12.5F7（），钻头尺寸为12.5 mm对刀误差为：=（0.034+0.030）mm=0.064 mm在尺寸水平方向的对刀误差为：= =0.064 mm3. 安置误差 =04. 分度误差钻套轴线与定位心轴线间的夹角为。=0.2 mm经计算，该夹具有一定的精度储备，能够满足尺寸加工要求。钻床夹具装配图及零件图见附图。423.2 铣夹具设计 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。 由指导老师的分配，决定设计铣凸台的铣床夹具设计。3.2.1 问题的提出 本夹具主要用于铣凸台面，凸台面相对于孔中心线没有精度要求，只有尺寸公差要求，且粗糙度要求为6.3，一次粗铣即可满足加工要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2.2 定位基准的选择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。130H7的孔已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的130H7孔和其端面作为定位基准，来设计本道工序的夹具，端面限制3个自由度，130H7孔限制2个自由度，因为加工的面的下面是悬空的，为了防止加工的时间工件变形，我们采用调节支撑辅助定位，限制最后一个旋转方向的自由度，这样空间6个自由度都已经限制完了，因为我们加工的面的下方加有辅助支撑，可以防止加工的时间切削力较大导致工件的变形。3.2.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用高速钢端铣刀机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计
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