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扁平类法兰盘工艺及钻4-Φ5.5孔夹具设计【沉头孔】【课设全套含CAD图纸】

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摘要法兰盘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AbstractThe flange parts processing technology and fixture design is the design of process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning,目录摘要IIAbstractIII目录IV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104.3 工序切削用量及基本时间的确定104.4 工序切削用量及基本时间的确定124.6 工序切削用量及基本时间的确定12第5章钻4X5.5mm孔夹具设计165.1 夹具的夹紧装置和定位装置165.2 夹具的导向175.3 切削力及夹紧力的计算175.4 钻孔与工件之间的切屑间隙205.5 钻模板205.6定位误差的分析205.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用215.8 确定夹具体结构和总体结构225.9 夹具设计及操作的简要说明23总结24致谢25参考文献26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。法兰盘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法兰盘零件，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。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HT150，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。法兰盘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。法兰盘共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现

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关键词：: 原稿 ye174 法兰盘工艺夹具设计沉头孔

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摘要

法兰盘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

Abstract

The flange parts processing technology and fixture design is the design of process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.

Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning,

摘要II

AbstractIII

目录IV

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10

4.3 工序Ⅲ切削用量及基本时间的确定10

4.4 工序Ⅳ切削用量及基本时间的确定12

4.6 工序Ⅵ切削用量及基本时间的确定12

第5章钻4Xφ5.5mm孔夹具设计16

5.1 夹具的夹紧装置和定位装置16

5.2 夹具的导向17

5.3 切削力及夹紧力的计算17

5.4 钻孔与工件之间的切屑间隙20

5.5 钻模板20

5.6定位误差的分析20

5.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用21

5.8 确定夹具体结构和总体结构22

5.9 夹具设计及操作的简要说明23

总结24

致谢25

参考文献26

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。

法兰盘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

题目给的零件是法兰盘零件，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。

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HT150，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。

法兰盘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。

法兰盘共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现

法兰盘零件图.png

装配图.png

夹具体.png

支撑板.png

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钻套支撑.png

工序卡.png

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说明书1.png

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内容简介：: XX 学院机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件名称毛坯种类机加工 30 车法兰盘铸造设备名称及型号车床 CA6140 夹具名称及型号专用夹具材料牌号 HT200 规格毛重公斤净重硬度工时定额 (分 ) 机动辅助合计冷却润滑液上道工序退火下道工序车工步号工步内容刀具辅助工具量具转速 (分 ) 走刀次数走刀量切削深度 1 粗车 134mm 外圆面以及端面 09号 90偏头车刀车夹具游标卡尺 525 1 1 2 2 3 拟定日期指导共 7 页共 1 页 ntsXX 学院机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件名称毛坯种类机加工 40 车法兰盘铸造设备名称及型号车床 CA6140 夹具名称及型号专用夹具材料牌号 HT200 规格毛重公斤净重硬度工时定额 (分 ) 机动辅助合计冷却润滑液上道工序退火下道工序车工步号工步内容刀具辅助工具量具转速 (分 ) 走刀次数走刀量切削深度 1 掉头，粗车 110mm 外圆面以及端面 09号 90偏头车刀车夹具游标卡尺 525 1 1 2 2 3 拟定日期指导共 7 页共 2 页 ntsXX 学院机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件名称毛坯种类机加工 50 车法兰盘铸造设备名称及型号车床 CA6140 夹具名称及型号专用夹具材料牌号 HT200 规格毛重公斤净重硬度工时定额 (分 ) 机动辅助合计冷却润滑液上道工序退火下道工序车工步号工步内容刀具辅助工具量具转速 (分 ) 走刀次数走刀量切削深度 1 车 110mm 外圆面以及端面，倒角 09号 90偏头车刀车夹具游标卡尺 525 1 1 2 2 3 拟定日期指导共 7 页共 3 页 ntsXX 学院机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件名称毛坯种类机加工 60 车法兰盘铸造设备名称及型号车床 CA6140 夹具名称及型号专用夹具材料牌号 HT200 规格毛重公斤净重硬度工时定额 (分 ) 机动辅助合计冷却润滑液上道工序退火下道工序车工步号工步内容刀具辅助工具量具转速 (分 ) 走刀次数走刀量切削深度 1 车内孔 94 以及螺纹孔底孔 85mm 内孔车刀三爪卡盘游标卡尺 525 1 1 2 2 3 拟定日期指导共 7 页共 4 页 ntsXX 学院机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件名称毛坯种类机加工 70 钻法兰盘铸造设备名称及型号钻床 Z525 夹具名称及型号专用夹具材料牌号 HT200 规格毛重公斤净重硬度工时定额 (分 ) 机动辅助合计冷却润滑液上道工序退火下道工序车工步号工步内容刀具辅助工具量具转速 (分 ) 走刀次数走刀量切削深度 1 钻 4X 5.5mm 透孔直柄麻花钻钻夹具游标卡尺 800 1 1 1 2 3 拟定日期指导共 7 页共 5 页 ntsXX 学院机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件名称毛坯种类机加工 80 钻法兰盘铸造 0.02A设备名称及型号钻床 Z525 夹具名称及型号专用夹具材料牌号 HT200 规格毛重公斤净重硬度工时定额 (分 ) 机动辅助合计冷却润滑液上道工序退火下道工序车工步号工步内容刀具辅助工具量具转速 (分 ) 走刀次数走刀量切削深度 1 钻 4X 9mm 沉头孔直柄麻花钻钻夹具游标卡尺 800 1 1 1 2 3 拟定日期指导共 7 页共 6 页 ntsXX 学院机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件名称毛坯种类机加工 90 车法兰盘铸造设备名称及型号车床 CA6140 夹具名称及型号专用夹具材料牌号 HT200 规格毛重公斤净重硬度工时定额 (分 ) 机动辅助合计冷却润滑液上道工序退火下道工序车工步号工步内容刀具辅助工具量具转速 (分 ) 走刀次数走刀量切削深度 1 车螺纹 M90X1.5 内孔车刀三爪卡盘游标卡尺 525 1 1 2 2 3 拟定日期指导共 7 页共 7 页 nts 机械加工工序卡 XX 学院机械加工工艺卡片产品型号零（部）件图号共 2 页产品名称法兰盘零（部）件名称法兰盘第 1 页材料牌号 HT200 毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数 1 每台件数 1 务注工序装夹工步工序内容切削用量设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级工时定额同时加工零件数背吃刀量（ mm）切削速度（ m/min）每分种转数或往复次数进给量（ mm 或mm 双行程）夹具刀具量具单件准终 10 1 铸造毛坯 1 砂型铸造 20 1 退火 1 砂型铸造 30 把工件装在三爪卡盘或者夹具上 1 粗车134mm 外圆面以及端面 1 2 16.5 525 0.5 车床 CA6140 车夹具 09 号90偏头车刀游标卡尺中 1.9mim 1.9mim 40 把工件装在三爪卡盘或者夹具上 1 掉头，粗车110mm 外圆面以及端面 1 2 16.5 525 0.5 车床 CA6140 车夹具 09 号90偏头车刀游标卡尺中 1.2min 1.2min 50 把工件装在三爪卡盘或者夹具上 1 车110mm 外圆面以及端面，倒角 1 2 16.5 525 0.5 车床 CA6140 车夹具 09 号90偏头车刀游标卡尺中 1.9mim 1.9mim 编制日期审核日期会签日期标记算数更改文件号签字日期标记算数更改文件号签字日期 nts 机械加工工序卡 XX 学院机械加工工艺卡片产品型号零（部）件图号共 2 页产品名称法兰盘零（部）件名称法兰盘第 2 页材料牌号 HT200 毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数 1 每台件数 1 务注工序装夹工步工序内容切削用量设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级工时定额同时加工零件数背吃刀量（ mm）切削速度（ m/min）每分种转数或往复次数进给量（ mm 或mm 双行程）夹具刀具量具单件准终 60 把工件装在三爪卡盘或者夹具上 1 车内孔94 以及螺纹孔底孔 85mm 1 2 16.5 525 0.5 车床 CA6140 三爪卡盘内孔车刀游标卡尺中 1.2min 1.2min 70 把工件装在三爪卡盘或者夹具上 1 钻 4X 5.5mm 透孔 1 1 12 800 0.5 钻床 Z525 钻 9专用夹具高速钢直柄麻花钻游标卡尺中 6.21min 1.2min 80 把工件装在三爪卡盘或者夹具上 1 钻 4X 9mm 沉头孔 1 1 12 800 0.5 钻床 Z525 钻 9，专用夹具高速钢直柄麻花游标卡尺中 6.95min 1.2min 90 把工件装在三爪卡盘或者夹具上 1 车螺纹M90X1.5 1 2 16.5 525 0.5 车床 CA6140 三爪卡盘内孔车刀游标卡尺中 1.2min 1.2min 100 检验 1 检验入检编制日期审核日期会签日期标记算数更改文件号签字日期标记算数更改文件号签字日期 nts I 课程设计（论文）设计（论文）题目法兰盘零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计 2015 年 3 月 13 日 nts II 摘要法兰盘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 nts III Abstract The flange parts processing technology and fixture design is the design of process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, nts IV 目录摘要 . II Abstract. III 目录 . IV 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 工序切削用量的及基本时间的确定 . 8 4.2 工序切削用量的及基本时间的确定 . 10 4.3 工序切削用量及基本时间的确定 . 10 4.4 工序切削用量及基本时间的确定 . 12 4.6 工序切削用量及基本时间的确定 . 12 第 5 章钻 4X5.5mm孔夹具设计 . 16 5.1 夹具的夹紧装置和定位装置 . 16 5.2 夹具的导向 . 17 5.3 切削力及夹紧力的计算 . 17 5.4 钻孔与工件之间的切屑间隙 . 20 nts V 5.5 钻模板 . 20 5.6 定位误差的分析 . 20 5.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用 . 21 5.8 确定夹具体结构和总体结构 . 22 5.9 夹具设计及操作的简要说明 . 23 总结 . 24 致谢 . 25 参考文献 . 26 nts 1 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。法兰盘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。 nts 2 第 2 章零件的分析 2.1 零件的形状题目给的零件是法兰盘零件，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。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 HT150，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。法兰盘零件主要加工表面为： 1.车外圆及端面，表面粗糙度aR值为 3.2 m 。 2.车外nts 3 圆及端面，表面粗糙度aR值 3.2 m 。 3.车装配孔，表面粗糙度aR值 3.2 m 。 4.半精车侧面，及表面粗糙度aR值 3.2 m 。 5.两侧面粗糙度aR值 6.3 m 、 12.5 m ，法兰面粗糙度aR值 6.3 m 。法兰盘共有两组加工表面，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， 110mm 左端面以及外圆面倒角钻孔。这一部份只有端面有 1.6 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； 134mm右端面以及外圆面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，内孔或内圆直接在上做镗工就行了。第 3 章工艺规程设计本法兰盘假设年产量为 10 万台，每台需要该零件 1 个，备品率为 111%，废品率为 0.25%，每日工作班次为 2 班。该零件材料为 HT150，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111%和 0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+ )（ 1+ )=23134115 件 /年 3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 HT150，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nts 4 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 110mm 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 190mm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，材料为 HT150 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） 134mm 的外圆面为未注公差尺寸，根据 GB 11340 711 规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为 Ra25um，粗车即可（表 5-14）。（ 2）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。 10 铸造铸造毛坯 20 热处理退火 30 车粗车 134mm 外圆面以及端面 40 车掉头，粗车 110mm 外圆面以及端面 50 车精车 110mm 外圆面以及端面，倒角 60 车车内孔 94 以及螺纹孔底孔 85mm 70 钻钻 4X 5.5mm 透孔 80 钻钻 4X 9mm 沉头孔 90 车车螺纹 M90X1.5 100 检验检验入库 nts 5 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。 2 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 5-134）。 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 (GB5343.1-134,GB5343.2-134)。 .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 “ 法兰盘 ” 零件材料为 HT150，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 143 2611，表 2.2-23 球墨铸铁的物理性能，密度 =7.2 7.3（ 3cmg ），计算零件毛坯的重量约为 2kg 。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 120250 6.0 4.0 顶、侧面底面 nts 7 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。 nts 8 第 4 章确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量 ap、进给量 f 和切削速度 v。确定顺序是先确定 ap、 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 切削用量粗车 134mm外圆面以及端面所选刀具为 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 200mm （表 1.30），故选刀杆尺寸 HB = mmmm 2516 ，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0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角vK= 090 ，副偏角 vK= 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径sr= mm8.0 。 .确定切削深度pa由于单边余量为 3mm，可在一次走刀内完成，故 .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 mm16 mm25 ，pa mm4，工件直径 10 400 之间时，进给量 f =0.5 1.0 rmm 按 CA6140 机床进给量（表 4.2 11）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 rmm 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 1 30，CA6140 机床进给机构允许进给力maxF=3530N 。根据表 1.21，当强度在 174 207HBS 时，pa mm4， f 75.0 rmm ， rK = 045 时，径向进给力： RF =1150N 。切削时fF的修正系数为roFfK=1.0，sFfK=1.0，krFfK=1.17（表 1.211 2），故实际进给力为： fF=1150 17.1 =1111.5N （ 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 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 1.11，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0V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 200 2111 HBSnts 9 的铸件，pa mm4， f rmm75.0 ，切削速度 V = min63m 。切削速度的修正系数为tvK=1.0，mvK=0.112，svK0.8，TvK=1.0，KvK=1.0（见表 1.40），故： 0V=tV vK=63 0.10.184.092.00.10.1 （ 3-3） min48 m n =DVc1000 =127481000 =120 minr （ 3-4）根据 CA6140 车床说明书选择 0n=125 minr 这时实际切削速度cV为： cV=1000cDn=1000 125127 min50 m（ 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， HBS =160 245 ，pa mm3， f rmm75.0 ，切削速度 min50 mV 时， CP= KW7.1 切削功率的修正系数krPck=0.73，PcrK0=0.11，故实际切削时间的功率为： CP=1.7 73.0 =1.2KW （ 3-6）根据表 1.30，当 n = min125 r 时，机床主轴允许功率为 EP = KW9.5 ，CP EP，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： pa=3.75mm ， f = rmm7.0 ， n = min125 r = sr08.2 ， V = min50 m .倒角为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 srn 28.3 换车刀手动进给。 . 计算基本工时 nflt（ 3-7）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 =127 +1 = mm128 nts 10 mt=7.0125128= min46.1 （ 3-8） 4.2 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：掉头，粗车 110mm 外圆面以及端面，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。见表 5-1 表 5-1 主动端工序的切削用量及基本时间工步 pa /mm f/mmr1 v/ms 1 n/rs 1 iT /s 粗车端面 2 0.52 0.38 1.5 111 粗车外圆134mm 2.3 0.52 0.38 1.5 68 倒角手动 0.38 1.5 4.3 工序切削用量及基本时间的确定 4.3.1 切削用量本工序为精车 110mm外圆面以及端面，倒角。已知条件与粗加工工序相同。 1 确定以半精车后的 134mm 外圆及其端面定位，粗车另一端面，粗车外圆134mm，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001 2 8 , 9 0rk o o o，rk= 5 , 0 , 0 . 5ser m m oo . 确定背吃刀量 pa=25.1=0.75mm . 确定进给量根据参考文献 7表 1.6 及参考文献 2表 4.2-11 中 C1100-1 机床进给量，选择0.3 /f mm r 。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 1.11，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，1.4pa mm ， 0 .3 8 /f m m r ，切削速度 =117m/min。 nts 11 切削速度的修正系数查参考文献 7表 1.40 得： 0 . 8 1 , 1 . 1 5rK v T vkk，其余的修正系数均为 1，故： V=117 0.81 1.15=110.4m/min 5.16 114.3 4.9010 00d10 00 vn=178r/min 查参考文献 6表 4.2-8 选择 C1100-1 机床的转速为： n=1134r/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： pa =0.75mm, f=0.3mm/r, n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。 2 确定半精车主动端端面的切削用量。采用车外圆 190mm 相同的刀具加工，切削用量为： mma p 7.0 ,f=0.3mm/r,n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。 5 确定半精镗孔 45mm 的切削用量。所选刀具为 YT15 硬质合金、主偏角45rk 、直径为 12mm 的圆形镗刀。其耐用度 T=110min。 . mmap 75.025.1 。 .参考文献 1表 5-1111 和表 5-57， f=0.2mm/r。 .参考文献 1表 2-8 的计算公式确定。 V=vyxpmv kfaT Cvv式中， Cv=2111， m=0.2,xv=0.15,yv=0.2,T=110min,kv=0.11,则 V= 9.02.075.060 291 2.015.02.0 =150m/min 39.5 1501000 n=12011.4r/min 选择 CA6140 车床的转速 n=1200r/min=20r/s。 4.3.2 切削用量 1 确定半精车基本时间： 08.33.0 62401 jT=52s nts 12 2 确定半精车主动端端面的基本时间： 08.33.0 4275.802 jT=114s 4.4 工序切削用量及基本时间的确定 4.4.1 切削用量车内孔 94以及螺纹孔底孔 85mm。选刀具为 YT30 硬质合金、主偏角 45rT 、直径为 12mm 的圆形镗刀。其耐用度T=110min。 1 pa =25.0=0.25mm 2 f=0.15mm/r 3 v= 9.015.025.060 291 2.015.02.0 1.4=230.77mm/min 40 77.2301000 n=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=4.118m/s。 4.4.2 基本时间 5.4.2.1 确定精镗孔的基本时间： 3.2315.0 45.3501 jT=16s 4.6 工序切削用量及基本时间的确定（ 1）钻 4X 5.5mm透孔钻孔 5.5，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 GB1436-134 直柄麻花钻 2.0 20.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1437-134 直柄长麻花钻 1.0 31.5 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1438-134 锥柄麻花钻 3.0 100.0 在各种机床上，用钻模或nts 13 不用钻模钻孔 GB14311-134 锥柄长麻花钻 5.0 50.0 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 HT15000，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 =300 ，锋交 2 =1180 ，后角 af=100 ,横刃斜角 =500 ， L=1117mm,l1 =116mm。表 3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自 GB6117-134） mm 直径范围直柄麻花钻 l l1 11.134 11.20 151 101 表 3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 GB6117-134）（） d (mm) 2 f 8.6 18.00 30 118 12 40 110 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 0.5 0.8 （ 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） 11 20 钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢 110 钻头后刀面最大磨损限度为 0.5 0.8mm 刀具耐用度 T = 110 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=0.25 0.65 zmm ,根据表 4.11* 中可知，进给量取 f=0.110 rmm 。 .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（ 1110HBS）nts 14 上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得， V=12 minm ，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 Kmv=1.0， Rtv=0.134。 V=12 85.0 =10.32 minm （ 3-17）则 n = =111 minr （ 3-18）查表 4.2-12* 可知，取 n = 150 minr 则实际切削速度 v实= = =11.8 minm .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： Ti = fnlll fw 1（ 3-111）其中 lf = 2md RKcot lw =5mm l1 =2 3mm 则： t= =11.11 s 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 GB1436-134 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 10mm 的钻孔进给量为 0.20 0.35 rmm 。则取 rmmf 30.0 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-11 切削速度计算公式为 m in0 mkfaT dcv vyxpmzvvvv（ 3-20）查得参数为 125.0,55.0,0,25.0,1.8 myxzcvvvv，刀具耐用度 T=35min 则 v =55.0012 5.025.03.0535 71.8 =1.6 minm 所以 n =714.3 6.11000 =72 minr 选取 min120 rn 所以实际切削速度为 1000 714.3120 v =2.64 minm 确定切削时间（一个孔） t = s203.02 228 工序 120 钻 4X 9mm沉头孔 1000 10.3251000dn 1 5 0 3 .1 4 510006.05.2 7.535 nts 15 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花钻 9. 1) 进给量查机械加工工艺师手册表 28-11，取 f=0.11mm/r 2) 切削速度根据机械加工工艺手册表 10-70,及 10-66,查得 V=2434m/min. 取 V=30m/min 3) 确定机床主轴转速 ns=Wd1000cv = 1000 30 9 1592r/min 按机床说明书 (见工艺手册表 4.2-5),与 1592r/min 相近的机床转速为1592r/min。现选取wn=1426r/min。所以实际切削速度cv=1000sdn= 9 1 4 2 6 2 6 . 8 / m i n1000 m 5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1 tm=fnlw21 ll i ;其中 l=7mm; 1l =4mm; 2l =3mm; tm=fnlw21 ll =0.131426 14=0.07(min) 工序车螺纹 M90X1.5 选刀具为 YT30 硬质合金、主偏角 45rT 、螺纹车刀。其耐用度 T=110min。 1 pa =25.0=0.25mm 2 f=0.15mm/r 3 v= 9.015.025.060 291 2.015.02.0 1.4=230.77mm/min 1 0 0 0 2 3 0 .7 7 90n =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=4.118m/s。 nts 16 第 5 章钻 4X 5.5mm 孔夹具设计 5.1 夹具的夹紧装置和定位装置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。在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个定位插销来定位水平方向的。在垂nts 17 直方向，用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后，用定位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位，把压板压紧，之后取出定位插销。 5.2 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。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 HRC110。我选择的钻套 :12.5F7*22K6*35 GB2264-19134。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 GB2263-19134。材料仍选取 T10A，淬火 HRC110。公差采用H7/p6的配合。 5.3 切削力及夹紧力的计算刀具：钻头 5.5。则轴向力：见工艺师手册表 28.4 F=CF d0 Fz fFy kF 3.1 式中： CF =420， ZF =1.0, yF =0.8, f=0.35 kF =( 07.1)190200()190 3.1 FnHB F=420 1 . 0 0 . 85 . 5 0 . 3 5 1 . 0 7 2 1 2 3 ( )N 转矩 nts 18 T=CT d0 TZ fTy kT 式中 : CT =0.206, ZT =2.0, yT =0.8 T=0.206 2 . 0 0 . 85 . 5 0 . 3 5 1 . 0 7 1 7 . 3 4 ( )NM 功率 Pm = KWdT V 7 2 6.073

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