017-195地下管线穿越钻机减速带轮加工工艺设计说明书.doc
地下管线穿越钻机减速带轮加工工艺设计(带CAD图）
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地下管线穿越钻机减速带轮加工工艺设计(带CAD图）,地下,管线,穿越,钻机,减速,加工,工艺,设计,CAD
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湖 南 涉 外 经 济 学 院 本科毕业论文（设计） 题目地下管线穿越钻机减速带轮加工工艺设计作者（二号黑体）学院（二号黑体）专业（二号黑体）学号（二号黑体）指导教师（二号黑体） 二 年 月 日湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）诚信声明 本人声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立开展工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或创作过的作品成果。对本文工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名：二年月日30摘 要地下管线穿越钻机减速带轮加工工艺设计及组织性能分析是包括零件加工的工艺设计、工序设计部分。表面和孔系是减速带轮的主要加工部位。减速器箱体结构相对比较复杂，需要更长的加工路线，更多的加工工时时间，由于精度要求比较高，所以相应的加工成本很高。根据加工的要求，在通常情况下，加工时保证平面的加工精度相对于孔容易保证一些。正是根据这个原因，编制工艺的时候采用先加工面然后再加工孔即通常所谓的“先面后孔”的原理。为了保证孔和平面的精度尤其是精度比较高的孔，需要分为粗加工和精加工两个阶段。减速带轮上的各个不同大小的孔和平面为加工表面。在通常情况下，加工时保证平面的加工精度相对于孔容易保证一些。正是根据这个原因，编制工艺的时候采用先加工面然后再加工孔即通常所谓的“先面后孔”的原理。为了保证孔和平面的精度尤其是精度比较高的孔，需要分为粗加工和精加工两个阶段。整个加工工艺采用通用的机床进行加工，比如常用的铣床，钻床，镗床等。加工减速带轮的过程中采用专用装备，采取适合的夹紧元件，夹紧机构不需要自锁，适合大批量，流水线作业，这样能保证加工出来的零件能最大符合要求。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.此外还进行了加工制造的难点为6斜孔的加工。关键词：减速带轮，工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差AbstractProcessing technology of underground pipeline through the drill speed reducer round design and performance analysis of organization is including the machining process design, process design. Surface and hole is slow with wheels for the main processing sites. Reductor structure is relatively complex, and require more processing route, more processing time, because of the high precision, so the corresponding processing costs are high. According to processing requirements, in normal circumstances, processing guarantees precision relative to the planes of the hole easily guaranteed. It is based on this reason, weaving, then the processing is applied when processing holes is often called the hole after first principle. In order to ensure the accuracy of the holes and flat especially high accuracy of hole required consists of roughing and finishing in two stages. Speed wheels of different sizes of hole and flat surface. In normal circumstances, processing guarantees precision relative to the planes of the hole easily guaranteed. It is based on this reason, weaving, then the processing is applied when processing holes is often called the hole after first principle. In order to ensure the accuracy of the holes and flat especially high accuracy of hole required consists of roughing and finishing in two stages. Throughout the manufacturing process using common machine tool for processing, such as milling machines, drilling machines, boring machines and so on. Processing speed wheel process using specialized equipment, suitable clamps, clamping mechanism does not require locking, suitable for high volume, assembly line operations, so as to ensure that manufactured parts can be the biggest meets the requirements. Then the dimensioning part every step of the process, the key is to determine the various processes of technological equipment and cutting. also had manufacturing difficulties of 6 hole processing.Key words: speed rounds, process, processes, cutting, clamping, position error目 录诚信声明II摘 要IIIAbstractIV第1章 绪 论1第2章 零件的分析42.1 零件的形状42.2零件的工艺分析4第3章 工艺规程设计63.1 确定毛坯的制造形式63.2 基面的选择63.3 制定工艺路线63.4 选择加工设备和工艺装备83.4.1 机床选用83.4.2 选择刀具83.4.3 选择量具83.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定93.6 确定切削用量及基本工时10第4章 加工6斜孔工装夹具设计224.1 夹具的夹紧装置和定位装置224.2 夹具的导向234.3 确定引导元件 (钻套的类型及结构尺寸 )234.4 钻孔与工件之间的切屑间隙254.5 钻模板264.6 定位误差的分析264.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用27结 论28参考文献29致 谢30湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计）第1章 绪 论短暂的大学生活快要结束了，屈指算来已经不到半年时间了。毕业设计是将大学四年学到的基础知识的进行系统和全面的检测和检查验证，也是一次很好的锻炼机会，对我们学生来说能显著提高解决问题和分析问题的能力，是大学毕业前一项重要的实践。设计夹具课程设计是毕业设计之前进行的一次重要并且全面的检查，是对大学所有课程的理论和实践方面的培训学到的专业知识进行整合。夹具已成为重要的加工设备中的一部分。在各钢制造，服务将在过程，提高生产效率。为了在良好的条件和使用的各种工艺设备，公知的固定装置工作。当工件加工，以确保准确性，工作将被适当地定位，在工件和机床必须纠正这种情况，这个过程被称为“定位”。为了保护在一个地方而言食品的情况下，这将是第一个工件装夹，称为进程“夹紧”。这两个过程被称为“安装”。实现安装机器，任务“机床用电。” 许多类型的机床夹具，该夹具使用陷阱的范围最广，如使用车床和三名士兵和铣床，平面台钳。和大规模生产，对于工件加工系统的工作原理特殊夹具，它可通过任何工业制造完成。夹具起着加工中起重要作用，它被广泛使用。归纳起来有：1，工件，产品符合加工精度是至关重要的服务和加工夹具是确保工件的相对位置的精确度。作为夹具直接定位的一个结果是，自己的就行你想你就这么虚拟世界买家具，可以精确地确定工件相对损失工具和运动之间的模具的位置关系，但它是影响较小由多种他可以用可靠的质量保证体系。2，使用夹具，并增加加工过程中工件的刚性，使得使用大量损失，并且划线省略取向，等等，从而使所述辅助安装工作大大减少，也可以显著提高用户的工作效率，降低成本。3，改善工人的工作条件，使用专业使用的夹具安装工件定位容易而且又快，夹紧力可以增大。4，在生产线上，平衡报告。这个过程，而一些来处理一个特定的时间长度要求的工作，可以使用多地点或高效夹具，提高生产效率，报告可以什么是正确的。生产准备参考的主要依据是加工工艺规程。根据加工工艺规程进行卡片编制。机械加工过程中需要利用机械加工工艺规程进行生产准备，组织生产，生产调度的重要依据，是从事机械加工的基础资料。利用机械加工工艺规程可以开发生产程序和相应的调度并且可以科学的联系起来，使生产均衡和生产工艺顺利，从而进一步实现高质量、 高性能、 低消耗。通过这次对减速带轮进行工艺和专用夹具的设计，实现对大学四年理论只是的检验，把理论所学到的与实际应用结合起来，把书本上的死知识变成活的东西，真正用来验证所学到的东西，为以后参加工作做好铺垫，也为未来自己进一步的发展打好良好的基础。通过实际调研和搜集相关资料数据和相关的关于工艺及夹具设计的数据结合起来，对减速器箱体的基本结构和功能作用方面来进行理解，减速带轮转型过程分析若要确定齿面减速带轮加工中的应用方法，然后形成的机械加工工艺路线。可以根据减速带轮工艺加工要求，减速带轮定位分析和金属切削和夹紧工件工件夹紧所有减速带轮都使得经济的工艺路线，加工定位合理规划工件，更多的优化设计产品。它也会影响在未来，我们是能够做机械的工作，可以很好地工作。机械工程一级是国家现代化的主要标志之一。生产经常性的活动，确保产品质量，降低成本，节省能源，是一家公司准备生产、 规划和编程技术。综合的应用和硕士毕业，我们正考虑自己，为社会主义现代化建设的发展作出贡献，并且能显示其值的第一步。本文是根据任务书要求，模拟实际生产要求，对一种蜗杆蜗轮减速器箱体进行工艺和夹具设计。加工本蜗杆蜗轮减速器箱体零件用到了铣床，钻床，镗床等设备。此项设计要求是年产单班制，年产量二万个数量，设计该零件的夹具可以提高定位精度，能够提高加工质量，可以节省人力，降低生产成本和提高生产效率。设计夹具毕业设计是毕业之前最后一次重要并且全面的检查，是对大学所有课程的理论和实践方面的培训学到的专业知识进行整合。夹具已成为重要的加工设备中的一部分。设计夹具和使用夹具是一种重要的措施，可以更快的促进生产的发展。制备工艺的基础上，引用主要生产根据原材料的加工制备和产品的机械设计和制造工艺，生产设备，生产，计划，实施和调整成本.机械加工过程中需要利用机械加工工艺规程进行生产准备，组织生产，生产调度的重要依据，是从事机械加工的基础资料。利用机械加工工艺规程可以开发生产程序和相应的调度并且可以科学的联系起来，使生产均衡和生产工艺顺利，从而进一步实现高质量、 高性能、 低消耗。在机械行业，夹具的高效性能确保工件的高精度，使夹具更快捷、 更经济的使用于机械生产加工中，也是急着要解决的重大问题。随着发展，逐渐渗透的高科技和如何使所有部门充分利用这些技术在机械工程中，机器的使用这些技术服务于人类。往多元发展的同时，夹具设计和柔性制造方向在一步一步前进。到目前为止，夹具仍是机电产品当中的四大工具之一，工装夹具随产品不同而不同做出改变，机床工具行业或小的相对独立的产业。夹具不仅标准化、 模块化，先进的当代设计的组合和与环保原则一致。夹具是用来固定工件和夹紧的工具以及各种设备的集合，通常被称为辅助工具。根据夹具的范围，一般可以分为一般固定、 可调式固定和专用夹具。工装（又称夹具）代表工艺装配的意思，是工艺装配四个字的简称，夹具是加工机床之外能够确保质量的工艺装配，各种工具被使用的总称（通常是在加工制造过程中）。工装夹具主要的功能是定位作用（大部分情况下要在空间实现六点定位），夹紧作用（通过一定的夹紧机构实现），防止工件发生变形。由于现代加工的快速发展，需要更的夹具，同时需要夹具要能实现快速、 高效和安全的生产要求。要达到这样的生产要求，应为零件加工的工艺由于切削加工的过程中受到来自切削力，重力和惯性的力，产生的切削力和切削扭矩，夹具设计上的夹紧方式到剪辑证明强度计算确定特定大小的设置，需要增加的定位设置、范围的增加强度和主食证明中产生摩擦.为了降低工人的劳动强度，提高效率的目的，同时需要以最短的时间进行可能夹紧行程目的，同时也是为了实现更好的结果和夹紧固定工件。设计夹具和使用夹具是一种重要的措施，可以更快的促进生产的发展。通过这次对减速带轮进行工艺和专用夹具的设计，实现对大学四年理论只是的检验，把学到的理论与实际应用结合，未来自己进一步发展良好基础。通过这次对减速带轮进行工艺和专用夹具的设计，实现对大学四年理论只是的检验，为以后参加工作做好铺垫，也为未来自己进一步的发展打好良好的基础。更多的优化设计产品设计夹具设计是毕业设计进行的一次重要并且全面的检查，是对大学所有课程的理论和实践方面的培训学到的专业知识进行整合。通过实际调研和搜集相关资料数据和相关的关于工艺及夹具设计的数据结合起来，对减速带轮的基本结构和功能作用方面来进行理解，减速带轮转型过程分析若要确定齿面减速带轮加工中的应用方法。这个课题也培养自己自学和创造的能力，这个是全面、 实用的项目，涉及广泛的知识。第2章 零件的分析2.1 零件的形状题目给的是地下管线穿越钻机减速带轮，地下管线穿越钻机减速带轮是回转类零件，主要用于和别的零件进行装配。所以地下管线穿越钻机减速带轮要有一定的配合精度以及表面接触强度，还有要有足够的刚度和耐磨性，以满足使用要求。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2-1所示。图2-1 地下管线穿越钻机减速带轮工件图2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为ZL104，该材料为ZL104，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。地下管线穿越钻机减速带轮零件主要加工表面为： (1)310的外圆和80的内孔,都有很高的尺寸精度要求,主要是为了和其装配件很好的装配。(2)在6的内孔有一定的60要求。(3)在310的外圆上车带形,要注意他们的相互位置。第3章 工艺规程设计生产批量为中批生产（年生产量为5000件）；3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为ZL104 ，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。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，最后选用铸件，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，可以采用砂型铸造，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。零件的材料为ZL104.考虑到地下管线穿越钻机减速带轮在工作过程中会受到一定的载荷,因此选择铸件,以使金属纤维不被切断,保证零件工作可靠.由于零件年产量为5000件,已达到大批生产的水平.而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用铸造成型,这对于提高生产率,保证加工质量也是有利的。3.2 基面的选择基面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，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像地下管线穿越钻机减速带轮这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言，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，此处不在重复。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。1.工艺路线方案一:10检查检查毛坯是否有裂纹20车端面夹毛坯外圆，车310右端面30粗车夹毛坯外圆，粗车310外圆及另外一端面，留1mm加工余量40精车精车310外圆，达到图纸尺寸公差要求50粗镗粗镗80内孔，90内孔60精镗精镗80内孔，90内孔70钻孔攻丝钻孔攻丝4-M8深2080 铣斜面铣6斜孔斜面90钻孔钻6斜孔100钻孔攻丝钻孔攻丝M8110 车V带槽车V带槽120热处理热处理RCRC130钳工去毛刺2.工艺路线方案二：10检查检查毛坯是否有裂纹20车端面夹毛坯外圆，车310右端面30粗车夹毛坯外圆，粗车310外圆及另外一端面，留1mm加工余量40粗镗粗镗80内孔，90内孔50精车精车310外圆，达到图纸尺寸公差要求60精镗精镗80内孔，90内孔70钻孔攻丝钻孔攻丝4-M8深2080 铣斜面铣6斜孔斜面90钻孔钻6斜孔100钻孔攻丝钻孔攻丝M8110 车V带槽车V带槽120热处理热处理RCRC130钳工去毛刺 3.工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是在车床上用三爪卡盘装夹，车一端面在打中细孔，然后用顶尖顶住来车外圆再掉头加工另一端，以此为基准来完成后面的工序。方案二则与之不同，是先铣削好两个端面，打中心孔，以此为基准来加工余下的工序。经比较可见，先加工好一端面和它所在端的外圆，以此为基准来加工后面的工序，这是的位置和尺寸精度较易保证，并且定位也较方便。在加工螺纹和铣凹槽的时候，以上方案大致看来还是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能的加工手段之后，发现仍有问题，因此，最后的加工路线确定如下：1.工艺路线方案一:10检查检查毛坯是否有裂纹20车端面夹毛坯外圆，车310右端面30粗车夹毛坯外圆，粗车310外圆及另外一端面，留1mm加工余量40精车精车310外圆，达到图纸尺寸公差要求50粗镗粗镗80内孔，90内孔60精镗精镗80内孔，90内孔70钻孔攻丝钻孔攻丝4-M8深2080 铣斜面铣6斜孔斜面90钻孔钻6斜孔100钻孔攻丝钻孔攻丝M8110 车V带槽车V带槽120热处理热处理RCRC130钳工去毛刺以上工艺过程详见附表机械加工工艺过程卡片和附表机械加工工序卡片。3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序是粗车、粗镗和精车、精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用车床就能满足要求。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车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工是钻孔，选用Z525摇臂钻床。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(GB5343.1-310,GB5343.2-310)。.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“地下管线穿越钻机减速带轮”零件材料为ZL104，生产类型为大批生产，可采用在锻锤上合模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（310） 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-14，其中铸件重量为4kg，铸件复杂形状系数为S1，铸件材质系数取M1，铸件轮廓尺寸（直径方向）180315mm，其余量值规定为1.72.2mm，现取2.0mm。2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差查工艺手册表2.2-25，其中铸件重量为4kg，铸件复杂形状系数为S1，铸件材质系数取M1，铸件轮廓尺寸（直径方向）120180mm，故长度方向偏差为（+1.2；-0.6）mm.长度方向的余量查工艺手册表2.2-25，其余量值规定为1.72.2mm,现取2.0mm。“地下管线穿越钻机减速带轮” 零件材料为ZL104 ，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，ZL104的硬度HB为143269，表2.2-23 ZL104的物理性能，ZL104 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。3.6 确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。工序20 夹毛坯外圆，车310右端面所选刀具为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，可在一次走刀内完成，故=5 （3-1）.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：=5，=，=，=式中， l=310, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（310+4+0)/450X0.5min=0.396min工序30 夹毛坯外圆，粗车310外圆及另外一端面，留1mm加工余量所选刀具为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，可在一次走刀内完成，故=2.5 .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 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （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。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：=1.25，=，=，=式中， l=310, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（310+4+0)/450X0.5min=0.396min工序40 精车310外圆，达到图纸尺寸公差要求所选刀具为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，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 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （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。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：=1.25，=，=，=工序50 粗镗80内孔，90内孔所选刀具为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，可在一次走刀内完成，故=2.5 .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 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （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。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：=1.25，=，=，=工序70 钻孔攻丝4-M8深20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GB1436-310直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-310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GB1438-310锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-310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2000，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GB6137-310） 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GB6137-310） （）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ZL104（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=0.310。 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工序80 钻6斜孔取 （）所以 （）按机床选取= （）所以实际切削速度 （）切削工时（一个孔）：工序100 钻孔攻丝M8 本工序为钻孔攻丝M8的工序，根据实际工况，我们选择机床：Z3050摇臂钻床，刀具我们选择麻花钻、丝攻；（1）钻孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：=20；进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-39，取；切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-41，取机床主轴转速：，取被切削层长度：刀具切出长度：走刀次数为1根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：（2） 攻丝M8 查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：进给量：根据实用机械工艺简明手册中表2.4-52，扩通孔取切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表2.4-53，取机床主轴转速：实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：查机械制造工艺设计手册表342有所以1计算切削深度4)钻削扭矩的计算查机械制造工艺设计手册表336有式中所以5)计算轴向力查机械制造工艺设计手册表336有轴向力式中所以，因零件材料为HB=150，查机械制造工艺设计手册表336有所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：6)计算切削功率因为查机械制造工艺设计手册表336有所以，机床功率足够;工序110车V带槽1）背吃刀量：单边余量Z=3mm，可一次切除。2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min4）计算切削速度：V=dn/1000=X35.4X450/1000m/min=50m/min5）切削工时：t =(l+l1+l2)/nf式中， l=310, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（310+4+0)/450X0.5min=0.396min第4章 加工6斜孔工装夹具设计4.1 夹具的夹紧装置和定位装置本夹具用于加工6斜孔工装夹具设计，夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。4.2 夹具的导向在钻床上加工孔时，大都采用导向元件或导向装置，用以引导刀具进入正确的加工位置，并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的刚性，从而保证零件上孔的精度，在钻床上加工的过程中，导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等，因此，导向装置如同定位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。4.3 确定引导元件 (钻套的类型及结构尺寸 )为能迅速、准确的确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应该设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间，如图4-1所示。因工件批量小又是单一钻孔工序，所以此处选用固定钻套。图4-1 固定钻套主要尺寸有机床夹具零、部件国家标准GB/T2262-91选取钻孔时如表3.2-1 表4-1 固定钻套标准尺寸1.钻套的尺寸、公差配合的选择钻套内径基本尺寸=引导刀具的最大极限尺寸1） 钻套内径基本尺寸：钻头、扩孔钻，铰刀是标准化定尺寸刀具，所以内径刀与刀具按基轴制选。钻套与刀具之间按一定的间隙配合，以防刀具使用时咬孔或长使一般根据刀具精度选套孔的公差：钻（扩孔）选F7，粗铰 G7，精铰G6。若引导的是刀具导柱部分不是切削部分，可按孔制选取：H7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。2）钻套高度H：H=（13）D斜孔 H=（46）DH过长，磨损严重由表1.5-1可查得：钻套高度H取20mm3）排屑空间：h措钻套底部与工件表面之间的空间。h过大要引偏，过小不能排屑.铸铁：S=（0.30.7）D 小孔取小值钢： S=(0.71.5) D 大孔取大值斜孔：S=（00.2）D 所以排屑空间h为 30mm4）材料：性能要求：高硬度，耐磨 常用材料：T10A T12A CrMn 或20渗碳淬火D10mm CrMnD25mmT10A T12A HRC5864D25mm 20渗碳淬火HRC5864因此，本处采用材料T10A,热处理:T10A HRC5864。因钻孔6H9；由表1.5-1可查得：钻套内径为6F7；外径为12D6；麻花钻选用6.5f6钻套轴线对基面的垂直度允差为0.02mm导向元件包括刀杆的导向部分和导向套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套。钻套按其结构可分为固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻套。如图4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图4.2 钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。淬火HRC60。我选择的钻套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间套上两个固定衬套。选取的标准件代号为12*18 GB2263-1980。材料仍选取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。4.4 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3.3。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。4.5 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，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。44.6 定位误差的分析该夹具以一个平面和和1个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位误差： 当圆柱销以任意边接触时当圆柱销以固定边接触时 式中为定位孔与定位销间的最小间隙通过分析可得：因此：当短圆柱销以任意边接触时2 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.7 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。钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。结 论在设计过程中，我们读到一些技术资料和设计手册，在机械领域中的一些基本问题的探讨。因此，这样的设计不仅要加强自己的理解和知识，和他们的知识，拓宽。此外，该拉延工艺的设计，AutoCAD绘图软件的使用，并在同一时间，手绘，所有这些因素都使我们学到更多的知识，图像识别和提高我们的绘图能力。本课题是地下管线穿越钻机减速带轮的加工工艺，主要是确定的工艺设计的工艺路线，确定加工和切削参数
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