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TL4型弹性套柱销联轴器零件工艺规程及加工柱销孔液动夹具设计【原创机械资料+全套CAD图纸说明书】
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TL4型弹性套柱销联轴器零件工艺规程
及加工柱销孔液动夹具设计
摘 要
TL4型弹性柱销联轴器零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差
目 录
摘 要II
目 录III
第1章 序 言1
第2章 零件的分析2
2.1零件的形状2
2.2零件的工艺分析2
第3章 工艺规程设计3
3.1 确定毛坯的制造形式3
3.2定位基准的选择零件表面加工方法的选择3
3.3 制定工艺路线4
3.4 选择加工设备和工艺装备5
3.4.1 机床选用5
3.4.2 选择刀具5
3.4.3 选择量具5
3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5
第4章 确定切削用量及基本时间8
4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本时间的确定8
4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本时间的确定12
4.3 工序Ⅲ切削用量及基本时间的确定13
4.4 工序Ⅳ切削用量及基本时间的确定15
4.5 工序Ⅴ切削用量及基本时间的确定16
4.6 工序Ⅵ切削用量及基本时间的确定18
第5章 加工柱销孔液动夹具设计22
5.1设计要求22
5.1.1工件定位的基本原理22
5.1.2 定位方法与定位元件22
5.2夹具设计24
5.2.1 定位基准的选择24
5.2.2 切削力及夹紧力的计算24
5.3定位误差的分析28
5.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用28
5.5 确定夹具体结构和总体结构29
5.6夹具设计及操作的简要说明30
总 结34
致 谢34
参 考 文 献36
第1章 序 言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
TL4型弹性柱销联轴器零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。
第2章 零件的分析
2.1零件的形状
题目给的零件是TL4型弹性柱销联轴器零件，主要作用是起连接作用。它主要用于轴与轴之间的连接，以传递动力和转矩。由于弹性套易发生弹性变形及其外径与圆柱孔为间隙配合，因而使联轴器具有补偿两轴相对位移和减震缓冲的功能。且不用设置中榫机构，以免丧失补偿相对位移的能力。
零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。
2.2零件的工艺分析
由零件图可知，其材料为45，，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。
TL4型弹性柱销联轴器零件主要加工表面为：1.车外圆及端面，表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面，表面粗糙度值3.2。3.车装配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面，及表面粗糙度
- 内容简介：
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称TL4型弹性柱销联轴器零件名称TL4型弹性柱销联轴器共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工80车45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1以25mm孔、端面及粗插后的键槽定位，一共要加工8个10mm的柱销孔专用夹具，高速钢刀具，游标卡尺10001000100271设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（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 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称TL4型弹性柱销联轴器零件名称TL4型弹性柱销联轴器共1页第1页材 料 牌 号45毛 坯 种 类锻造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件10锻造锻造出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30车以42mm处外圆及其端面定位，粗车另一端面，粗车半精车外圆106mm机二卧式车床专用夹具，高速钢刀具，游标卡40车以半精车后的106mm外圆及其端面定位，粗车另一端面，粗车外圆42mm，倒角机二卧式车床专用夹具，高速钢刀具，游标卡尺50车以半精车后的106mm外圆及其端面定位,半精车另一端面粗镗25mm机二卧式车床专用夹具，高速钢刀具，游标卡尺60镗以106mm外圆及其端面定位，精镗25mm的孔机二镗床专用夹具，镗刀，游标卡尺70插以25mm孔及端面定位，粗插、半精插键槽机二插床专用夹具，插刀，游标卡尺80钻以25mm孔、端面及粗插后的键槽定位，一共要加工8个10mm的柱销孔机二钻床专用夹具，铣刀，游标卡尺90去毛刺去毛刺100终检终检入库设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（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TL4型弹性套柱销联轴器零件工艺规程及加工柱销孔液动夹具设计课程设计要求：1、完成被加工工件的零件图和零件的毛坯图各2张，必须手绘；2、完成被加工零件的完整工艺规程设计及指定工序的夹具设计；3、完成被加工零件的工艺过程卡和指定工序卡各1套；4、完成被加工零件指定工序的夹具图1套，含夹具装配图的主要零件图1-2张；5、完成设计说明书1份，要求说明书正文不低于35页，其中夹具设计内容不低于10页。XX大学课程设计论文TL4型弹性套柱销联轴器零件工艺规程及加工柱销孔液动夹具设计 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要TL4型弹性柱销联轴器零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差35目 录摘 要II目 录III第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形状22.2零件的工艺分析2第3章 工艺规程设计33.1 确定毛坯的制造形式33.2定位基准的选择零件表面加工方法的选择33.3 制定工艺路线43.4 选择加工设备和工艺装备53.4.1 机床选用53.4.2 选择刀具53.4.3 选择量具53.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5第4章 确定切削用量及基本时间84.1 工序切削用量的及基本时间的确定84.2 工序切削用量的及基本时间的确定124.3 工序切削用量及基本时间的确定134.4 工序切削用量及基本时间的确定154.5 工序切削用量及基本时间的确定164.6 工序切削用量及基本时间的确定18第5章 加工柱销孔液动夹具设计225.1设计要求225.1.1工件定位的基本原理225.1.2 定位方法与定位元件225.2夹具设计245.2.1 定位基准的选择245.2.2 切削力及夹紧力的计算245.3定位误差的分析285.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用285.5 确定夹具体结构和总体结构295.6夹具设计及操作的简要说明30总 结34致 谢34参 考 文 献36 第1章 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。TL4型弹性柱销联轴器零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是TL4型弹性柱销联轴器零件，主要作用是起连接作用。它主要用于轴与轴之间的连接，以传递动力和转矩。由于弹性套易发生弹性变形及其外径与圆柱孔为间隙配合，因而使联轴器具有补偿两轴相对位移和减震缓冲的功能。且不用设置中榫机构，以免丧失补偿相对位移的能力。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为45，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。TL4型弹性柱销联轴器零件主要加工表面为：1.车外圆及端面，表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面，表面粗糙度值3.2。3.车装配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面，及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5，法兰面粗糙度值6.3。TL4型弹性柱销联轴器共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)左端的加工表面： 这一组加工表面包括：左端面，106外圆，42外圆，25内圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).右端面的加工表面： 这一组加工表面包括：右端面；106的外圆，粗糙度为1.6；42的外圆并带有倒角其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，25的孔或内圆直接在上做镗工就行了。第3章 工艺规程设计本TL4型弹性柱销联轴器假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为45，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择锻造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45，考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用锻造，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用锻造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2定位基准的选择零件表面加工方法的选择待加工的两零件是盘状零件，孔是设计基准（也是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选25mm的孔及其一端面作为精基准。由于待加工的两零件全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，对主动端而言，应选面积较大的外圆及其端面为粗基准；对从动端而言，应选面积较大106mm的外圆及其端面为粗基准。待加工的两零件的加工面有外圆、内孔、端面、键槽、锥孔，材料为30CrMnSi钢。以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下。（1）42mm的外圆面 为未注公差尺寸，根据GB 180079规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra25um，粗车即可（表5-14）。（2）106mm的外圆面 为未注公差尺寸，根据GB 180079规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3um，需进行精车和半精车。（3）10mm的柱销孔 为未注尺寸公差，根据GB 180079规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3um，需进行粗镗（表5-15）。（4）25mm的内孔，公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra1.6um，需进行粗膛半精膛精镗加工（表5-15）。（5）键槽 槽宽和槽深的公差等级分别为IT13和IT14,表面糙粗度分别为Ra3.2um和Ra6.3um,需采用三面刃铣刀，粗铣半精铣（表5-16）。（6）端面 本零件的端面为回转体端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度为Ra25um,粗车即可。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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。工序10 锻造出毛坯。工序20 毛坯热处理，时效处理。 工序30：以42mm处外圆及其端面定位，粗车另一端面，粗车半精车外圆106mm， 工序40：以半精车后的106mm外圆及其端面定位，粗车另一端面，粗车外圆42mm，倒角。工序50：以半精车后的106mm外圆及其端面定位,半精车另一端面粗镗25mm的孔。工序60：以106mm外圆及其端面定位，精镗25mm的孔。工序70：粗插、半精插键槽。工序80：以25mm孔、端面及粗铣后的键槽定位，一共要加工8个10mm的柱销孔。工序90：去毛刺。工序100 终检入库。3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序和工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。 主、从动端工序都为CA6140卧式车床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小，需选用较精密的机床才能满足要求，因此选用CA6140卧式车床（表5-55）。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“TL4型弹性柱销联轴器” 零件材料为45，查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，硬度HB为143269，表2.2-23 球墨铸铁的物理性能，密度=7.27.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零件重100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050，毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。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、工序尺寸及毛坯尺寸。第4章 确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定a、f、再确定v。4.1 工序切削用量的及基本时间的确定4.1.1 切削用量 以42mm外圆及其端面定位，粗车另一端面，粗车半精车外圆106mm，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200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为3mm，可在一次走刀内完成，故.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7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=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 （3-2）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=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，车刀寿命=。.确定切削速度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，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-5）.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，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，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：=3.75，=，=，=.倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。. 计算基本工时 （3-7）式中=+，=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+=，则=+= = （3-8）3.6.1.3 确定粗镗的切削用量及基本工时.确定切削深度 =.确定进给量根据切削用量简明使用手册表1.5可知，当粗镗铸件时，镗刀直径，镗刀伸出长度为时： =0.150.40按CA6140机床的进给量（表4.29），选择， =0.25.确定切削速度 = （3-9）式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 = （3-11）按CA6140机床的转速，选择 =160=2.6.计算基本工时选镗刀的主偏角=，则=，则： =117 4.1.2 基本时间5.1.2.1主动端确定粗车主动端外圆106的基本时间。参考文献1表2-24，车外圆基本时间为T式中，=40mm,3), 90，=2mm，=4mm,=0, f=0.65mm/r,n=0.77r/s,s确定粗车主动端外圆42的基本时间：式中，=9mm, =2mm, =4mm, =0, f=0.55mm/r, n=0.77r/s, ，则s确定粗车主动端端面的基本时间：，式中，d=164.8mm,d=0, =2mm, =4mm, =0, f=0.65mm/r, n=0.77r/s, ，则=177s确定粗车主动端台阶面的基本时间：， 式中，d=164.8mm,=94.6mm, =0mm, =4mm, =0, f=0.6mm/r, n=0.77r/s, ，则=85s确定粗镗42mm孔的基本时间，选镗刀的主偏角45。式中，=84mm, =3.5mm, =4mm, =0，f=0.1mm/r，n=6.17r/s, ,则 =148s确定工序的基本时间：=42+35+2+85+148=643s5.1.2.2从动端确定粗车从动端外圆的基本时间: =80s确定粗车从动端端面的基本时间： =95s确定粗车从动端台阶面的基本时间： =94s确定粗镗42mm孔的基本时间: =197s确定工序的基本时间：=80+95+94+197=466s4.2 工序切削用量的及基本时间的确定采用与工序确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下：本工序为粗车（车端面、外圆及倒角），已知条件与工序相同。车端面、外圆可采用与工序相同的可转位车刀。4.2.1主动端见表5-1表5-1 主动端工序的切削用量及基本时间工步/mmf/mmr v/msn/rs/s粗车端面 2 0.52 0.38 1.5 113粗车外圆42mm2.3 0.52 0.38 1.5 68 倒角 手动 0.38 1.54.2.2 从动端见表5-2表5-2 从动端工序的切削用量及基本时间工步 /mmf/mmrv/msn/rs/s粗车端面 2 0.65 25.4 0.77 177粗车外圆160mm 2.40.65 25.4 0.77 1524.3 工序切削用量及基本时间的确定4.3.1 切削用量本工序为半精加工（车端面、外圆、镗孔）。已知条件与粗加工工序相同。确定以半精车后的106mm外圆及其端面定位，粗车另一端面，粗车外圆42mm，倒角。切削用量。所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同，查参考文献6表1-3，车刀几何形状为，=. 确定背吃刀量=0.75mm. 确定进给量根据参考文献7表1.6及参考文献2表4.2-9中C620-1机床进给量，选择。由于是半精加工，切削力较小，故不须校核机床进给机构强度。. 选择车刀磨钝标准及耐用度 查参考文献7表1.9，选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm，耐用度T=30min。查参考文献6表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工b1000MPs的合金钢，切削速度=97m/min。切削速度的修正系数查参考文献7表1.28得：，其余的修正系数均为1，故：V=970.811.15=90.4m/min=178r/min查参考文献6表4.2-8选择C620-1机床的转速为： n=185r/min=3.08r/s则实际切削速度v=1.56m/s半精加工，机床功率也可不校验。最后确定的切削用量为：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精车主动端端面的切削用量。采用车外圆160mm相同的刀具加工，切削用量为：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精车从动端外圆71mm的切削用量。采用车外圆160mm相同的刀具加工，切削用量为：，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精车从动端端面的切削用量。采用车外圆160mm相同的刀具加工，切削用量为：，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精镗孔42mm的切削用量。所选刀具为YT15硬质合金、主偏角、直径为12mm的圆形镗刀。其耐用度T=60min。.。.参考文献1表5-139和表5-57，f=0.2mm/r。.参考文献1表2-8的计算公式确定。V=式中，C=291，m=0.2,x=0.15,y=0.2,T=60min,k=0.9,则V=150m/min=1209.4r/min选择C620-1车床的转速n=1200r/min=20r/s。4.3.2 切削用量确定半精车主动端外圆106mm的基本时间： =52s确定半精车主动端端面的基本时间： =94s确定半精车从动端外圆42mm的基本时间： =45s确定半精车从动端端面的基本时间： =45s确定半精镗主动端孔42mm的基本时间： =14s确定半精镗从动端孔42mm的基本时间： =30s4.4 工序切削用量及基本时间的确定4.4.1 切削用量本工序为精镗25mm的孔。确定精镗25mm孔的切削用量。选刀具为YT30硬质合金、主偏角、直径为12mm的圆形镗刀。其耐用度T=60min。=0.25mmf=0.15mm/rv=1.4=230.77mm/min=1837.3r/min参考文献1表5-56，根据C6140车床的转速表，选择n=1400r/min=23.3r/s,则实际切削速度v=4.98m/s。4.4.2 基本时间5.4.2.1 确定精镗主动端25mm孔的基本时间：=16s 5.4.2.2确定精镗从动端25mm孔的基本时间：=34s4.5 工序切削用量及基本时间的确定4.5.1 粗铣5.5.1.1 切削用量粗铣以25mm孔及端面定位，粗铣、半精铣键槽，所选刀具为高速钢三面刃铣刀。铣刀直径d=80,宽度L=12mm,齿数z=10。参考文献1表5-143选铣刀的基本形状。由于加工材料的1000MPs,故选前角=10，后角=12(周铣)，=6（端铣）。已知铣削宽度=9mm,铣削深度=8mm。机床选用X62W型卧式铣床。确定每齿进给量。参考文献1表5-144，X62W卧式铣床的功率为7.5KW（表5-74），工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工钢料，查得每齿进给量=0.61.0mm/z。现取=0.07mm/z。确定铣刀磨钝标准及耐用度。参考文献1表5-148，用高速钢盘铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm，铣刀直径d=80mm,耐用度T=120min（表5-149）。确定切削速度和工作台每分钟进给量。参考文献1表2-17中公式计算：式中，=48,=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min, =8, =0.07mm/z, =9mm, z=10,d=80mm,=1.0。=2.62m/minn=10.4r/min参考文献1表5-75，根据X62W型卧式铣床主轴转速表，选择n=30r/min=0.5r/s,则实际切削速度v=0.13m/s,工作台每分钟进给量为=0.071030=28mm/min参考文献1表5-76, 根据X62W型卧式铣床工作台进给量，选择=23.5mm/min,则实际的每齿进给量为=0.078mm/z。验证机床效率。参考文献1表2-18的计算公式，铣削时的功率（单位为KW）为（N）式中，=650,=1.0,=0.72,=0.42,=0,=0.42, =8, =0.078mm/z, =9mm, z=10,d=80mm, n=30r/min,=0.63。=797.3v=0.13m/s=0.10KWX62W铣床主电动机的功率为7.5KW，故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为=0.078mm/z, =23.5mm/min, n=30r/min, v=0.13m/s5.5.1.2 基本时间参考文献1表2-28，三面刃铣刀铣槽的基本时间为a.主动端：式中，=84mm,=+(13)，=9mm,d=80mm,=76mm,=4mm, =23.5mm/min,=4=6.98min=419sb.从动端：=8.17min=490s4.5.2 半精铣5.5.2.1 切削用量半精铣键槽，所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。d=80mm, L=12mm, z=10。机床亦选用X62W型卧式铣床。确定每齿进给量。加工要求保证的表面粗糙度3.2m, 参考文献1表5-144,每转进给量=0.51.2mm/r,现取=0.6mm/r，则=0.06mm/r确定铣刀磨钝标准及耐用度。参考文献1表5-148，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.25mm；参考文献1表5-149，耐用度T=120min。确定切削速度和工作台每分钟进给量。参考文献1表2-17中公式计算，得=17.79m/min=0.3m/sn=1.19r/s=71r/min参考文献1表5-75，根据X62W型卧式铣床主轴转速表，选择n=75r/min=1.25r/s, 则实际切削速度v=0.314m/s, 工作台每分钟进给量为=0.061075=45mm/min参考文献1表5-76, 根据X62W型卧式铣床工作台进给量，选择=47.5mm/min,则实际的每齿进给量为=0.063mm/z。5.5.2.2 基本时间a.主动端：=4=10sb.从动端：=4=12s4.6 工序切削用量及基本时间的确定4.6.1 主动端（1）钻孔3.6.5.1 确定以25mm孔、端面及粗铣后的键槽定位，一共要加工8个10mm的锥销孔。钻孔10，本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）1120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在球墨铸铁（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17）则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T= （3-19）其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13确定钻孔的切削用量钻孔选用机床为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10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，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 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =第5章 加工柱销孔液动夹具设计5.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上面即为加工柱销孔的专用夹具，本夹具将用于Z525钻床。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。5.1.1工件定位的基本原理工件的定位实质就是要使工件在夹具中有某个确定的位置。这一位置可以通过定位支承限制相应的自由度来获得。六点定位原理：如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置，就必须设置相应的六个约束以限制六个运动自由度。如果工件的六个自由度都加以限制了，工件在空间的位置也就完全被确定下来了。因此定位实质上就是限制自由度。关于六点定位原则的几个主要问题：1.在夹具的结构中，定位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销的顶端，而常用面或线来代替。两个点决定一条直线，三个点决定一个平面，即一条直线可以代替两个支承点，一个平面可代替三个支承点。在具体应用时，还可用窄长的平面代替直线，用较小的平面来替代点。2.定位支承点与工件定位基准面始终保持接触，方起到限制自由度的作用。3.分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一自由度被限制是指工件在某个坐标方向有了确定位置，并不是指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动。使工件在外力作用下不能运动，要靠夹紧装置来完成。5.1.2 定位方法与定位元件 定位方法和定位元件的选择，主要决定于工件的加工要求、工件的定位基准和外力的作用情况等。定位方法有平面定位，圆柱孔定位，圆柱面定位，特殊表面定位，组合表面定位等。据定位方法及各定位元件的特点合理选择定位元件 1.对定位元件的基本要求(1) 限位基面应有足够的精度。足够的精度才能保证工件的定位精度。(2) 限位基面应有较好的耐磨性。由于定位元件的工作表面经常与工件接触和磨擦，为此定位元件限位表面的耐磨性要好，以保证夹具的寿命和精度。(3) 支承元件应有足够的强度和刚度。定位元件在加工过程中受工件重力、夹紧力和切削力的作用，因此要求定位元件应有足够的刚度和强度。(4) 应有较好的工艺性。定位元件应简单、合理，便于制造、装配和更换。(5) 定位元件应便于清除切屑。定位元件的结构和工作表面形状应有利于清除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。2.常用定位元件的选用 定位元件选用时，应按工件定位基准面和定位元件的结构特点进行选择。 1.以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉，以基准面粗糙不平或毛坯面定位时，选用圆头支承钉，侧面定位时，可选用网状支承钉。2.以面积较大、平面度精度较高的基准平面定位时，选用支承板，用于侧面定位时，可选用不带斜3-60度缺口精加工工序的支承板，尽可能用带斜3-60度缺口精加工工序的支承板，以利清除切屑。3.以毛坯面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承作定位元件。4.定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助定位元件，辅助支承不限制自由度，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承位置应选在有利工件承受夹紧力和切削力的地方。常见的支承板和支承钉如下图1.2和图1.3： 图1.2 支承钉 图1.3 支承板5.2夹具设计5.2.1 定位基准的选择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。5.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：钻头 D=10。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据切削力，夹紧力的影响因素，在夹紧不利状态过程，该夹紧力的计算应该根据机械平衡原理来设计。最后，为了确保可靠夹紧，数值乘以安全系数实际所需夹紧力。初步确定液压缸参数表5-1 按负载选择工作压力1负载/ KN50工作压力/MPa 0.811.522.5334455表5-2 各种机械常用的系统工作压力1机械类型机 床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0.82352881010182032由于钻削力为4239N，往往要取大一些，在这取负载约为10000N，初选液压缸的设计压力P1=3MPa，为了满足工作这里的液压缸课选用单杆式的，并在快进时差动连接，则液压缸无杆腔与有杆腔的等效面积A1与A2应满足A1=2A2（即液压缸内径D和活塞杆直径d应满足：d=0.707D。为防止切削后工件突然前冲，液压缸需保持一定的背压，暂取背压为0.5MPa，并取液压缸机械效率。则液压缸上的平衡方程故液压缸无杆腔的有效面积：液压缸直径液压缸内径： 按GB/T2348-1980，取标准值D=80mm；因A1=2A，故活塞杆直径d=0.707D=56mm（标准直径）则液压缸有效面积为：2.缸体壁厚的校核查机械设计手册，取壁厚为10mm。则根据时； （4-2）可算出缸体壁厚为：1.25，满足最低速度的要求。2.活塞杆强度计算： 56mm （4-4）式中 许用应力；（Q235钢的抗拉强度为375-500MPa，取400MPa，为位安全系数取5，即活塞杆的强度适中）3活塞杆的结构设计 活塞杆的外端头部与负载的拖动电机机构相连接，为了避免活塞杆在工作生产中偏心负载力，适应液压缸的安装要求，提高其作用效率，应根据负载的具体情况，选择适当的活塞杆端部结构。4.活塞杆的密封与防尘活塞杆的密封形式有Y形密封圈、U形夹织物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等6。采用薄钢片组合防尘圈时，防尘圈与活塞杆的配合可按H9/f9选取。薄钢片厚度为0.5mm。为方便设计和维护，本方案选择O型密封圈。由上述计算易得： 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，决定选用液压缸夹紧机构。5.3定位误差的分析制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）内外圆同轴度误差（查表P297）.故，.则.知此方案可行。5.4 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。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101310162068+0.028+0.01312+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742486266485070740.040钻模板选用固定式钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。5.5 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
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