齿轮架加工工艺及钻孔夹具设计（钻φ8.5mm孔）
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齿轮
加工
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钻孔
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设计
8.5
mm
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齿轮架加工工艺及钻孔夹具设计（钻φ8.5mm孔）,齿轮,加工,工艺,钻孔,夹具,设计,8.5,mm
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中 北 大 学机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称锻造出毛坯工序号10技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1车床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号安装及工步说明刀具量具走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1锻造出毛坯234拟制日期审核日期批准日期共 页第 页中 北 大 学机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称毛坯热处理，时效处理工序号20技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1车床CA6140夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01三爪卡盘JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1毛坯热处理，时效处理234拟制日期审核日期批准日期共 页第 页中 北 大 学机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称粗车右端面，粗车外圆63，粗车外圆42，粗车外圆40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量工序号30技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1车床CA6140夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01三爪卡盘JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗车右端面，粗车外圆63，粗车外圆42，粗车外圆40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量5630.91436600.915 min2min外圆车刀、游标卡尺1三爪卡盘1游标卡尺23拟制日期审核日期批准日期共 页第 页中 北 大 学机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称掉头，粗车左端面，粗车外圆63，注意各外圆留1mm的半精车余量工序号40技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1车床CA6140夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01三爪卡盘JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1掉头，粗车左端面，粗车外圆63，注意各外圆留1mm的半精车余量5630.91436600.915 min2min外圆车刀、游标卡尺1三爪卡盘1游标卡尺23拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称半精车右端面，半精车外圆63，半精车外圆42，半精车外圆40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽工序号50技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1车床CA6140夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01三爪卡盘JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1半精车右端面，半精车外圆63，半精车外圆42，半精车外圆40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽5630.91436600.915 min2min外圆车刀、游标卡尺1三爪卡盘1游标卡尺2拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称掉头，半精车左端面工序号60技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1车床CA6140夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01三爪卡盘JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1掉头，半精车左端面5630.91436600.915 min2min外圆车刀、游标卡尺1三爪卡盘1游标卡尺3拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称钻中心孔通孔，先钻底孔20工序号60技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1车床CA6140夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01三爪卡盘JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻中心孔通孔，先钻底孔205630.91436600.915 min2min外圆车刀、游标卡尺1三爪卡盘1游标卡尺3拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称车内孔30、车32到规定尺寸精度工序号60技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1车床CA6140夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01三爪卡盘JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1车内孔30、车32到规定尺寸精度5630.91436600.915 min2min外圆车刀、游标卡尺1三爪卡盘1游标卡尺3拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称钻孔8.5工序号60技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1钻床Z525夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01专用夹具JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻孔8.55630.91436600.915 min2min外圆车刀、游标卡尺1三爪卡盘1游标卡尺3拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称钻孔8.5工序号60技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1钻床Z525夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01专用夹具JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻孔8.55630.91436600.915 min2min外圆车刀、游标卡尺1三爪卡盘1游标卡尺3拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称插键槽工序号60技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1插床B50100夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01专用夹具JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1插键槽5630.91436600.915 min2min插刀1插刀1游标卡尺3拟制日期审核日期批准日期共 页第 页中 北 大 学机械加工工序卡片产品型号零件名称零件号齿轮架齿轮架工序名称加工齿轮工序号60技检要求按照图示要求保证粗糙度要求，要求已加工平面无明显刀痕基准面外圆面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号45200HBS1滚齿机Y31125夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数代号JIAJU01专用夹具JIAJU01工步号安装及工步说明走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1滚齿机1910.91436600.915 min2min滚齿刀、游标卡尺11游标卡尺3拟制日期审核日期批准日期共 页第 页附录表1中北大学机械工程系机械加工工艺过程卡片零件编号零件名称齿轮架工序号工序名称工序内容设 备 夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格1锻造锻造出毛坯锻造车间2热处理毛坯热处理，时效处理锻造车间3粗车粗车右端面，粗车外圆42，粗车外圆40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量车床CA6140三爪卡盘D400车刀90度偏刀游标卡尺0-200量程64粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆63，注意各外圆留1mm的半精车余量车床CA6140三爪卡盘D400车刀90度偏刀游标卡尺0-200量程65半精车半精车右端面，半精车外圆63，半精车外圆42，半精车外圆40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽车床CA6140三爪卡盘D400车刀90度偏刀游标卡尺0-200量程66半精车掉头，半精车左端面，车床CA6140三爪卡盘D400车刀90度偏刀游标卡尺0-200量程6班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 共 页 第 1 页附录表1中北大学机械工程系机械加工工艺过程卡片零件编号零件名称齿轮架工序号工序名称工序内容设 备 夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格7钻钻中心孔通孔，先钻底孔20钻床Z525专用夹具Z001钻头麻花钻D8.5游标卡尺0-200量程8半精车车内孔30、车32到规定尺寸精度车床CA6140三爪卡盘D400车刀90度偏刀游标卡尺0-200量程9钻孔钻孔8.5钻床Z525专用夹具Z001钻头麻花钻D8.5游标卡尺0-200量程10插键槽插键槽插床B50100插床 专用夹具Z003插刀C50游标卡尺0-200量程11滚齿加工齿轮滚齿机Y31125专用夹具Z002滚齿刀滚齿刀游标卡尺0-20012钳去毛刺，清洗6终检终检入库8班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 共 页 第 1 页XX大学 课程设计论文 齿轮架加工工艺及钻孔夹具设计 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要齿轮架零件加工工艺及钻床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5第2章 零件的分析62.1零件的形状62.2零件的工艺分析6第3章 工艺规程设计73.1 确定毛坯的制造形式73.2 基面的选择73.3 制定工艺路线83.3.1 工艺路线方案一83.3.2 工艺路线方案二83.3.3 工艺方案的比较与分析93.4 选择加工设备和工艺装备93.4.1 机床选用93.4.2 选择刀具103.4.3 选择量具103.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.6确定切削用量及基本工时12第4章 钻孔夹具设计2141研究原始质料2142定位基准的选择214.3切削力及夹紧力的计算214.4误差分析与计算224.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用234.6夹具设计及操作的简要说明24总 结25致 谢26参 考 文 献27 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。齿轮架零件加工工艺及钻床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齿轮架零件，主要作用是起连接作用。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30，该材料为30，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。齿轮架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。齿轮架共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)右端的加工表面： 这一组加工表面包括：左端面，32外圆，42外圆，44外圆，30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). 左端面的加工表面： 这一组加工表面包括：右端面；32的外圆，粗糙度为1.6；钻中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，30的孔或内圆直接在上做镗工就行了。第3章 工艺规程设计本齿轮架来自注塑机，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QT500-7，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。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，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。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，对像齿轮架这样的零件来说，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。3.3.1 工艺路线方案一工序10 锻造出毛坯。工序20 毛坯热处理，时效处理。工序30 粗车右端面，粗车外圆42，粗车外圆40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量。工序40 掉头，粗车左端面，粗车外圆63，注意各外圆留1mm的半精车余量。工序50 半精车右端面，半精车外圆63，半精车外圆42，半精车外圆40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽。工序60 掉头，半精车左端面。工序70 钻中心孔通孔，先钻底孔20。工序32 车内孔30、车32到规定尺寸精度。工序100 钻孔8.5工序120 滚齿.加工齿数的齿轮工序130 钳去毛刺。工序140 终检入库。3.3.2 工艺路线方案二工序10 锻造出毛坯。工序20 毛坯热处理，时效处理。工序30 粗车右端面，粗车外圆42，粗车外圆40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量。工序40 掉头，粗车左端面，粗车外圆63，注意各外圆留1mm的半精车余量。工序50 半精车右端面，半精车外圆63，半精车外圆42，半精车外圆40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽。工序60 掉头，半精车左端面。工序70 钻中心孔通孔，先钻底孔20。工序32 车内孔30、车32到规定尺寸精度。工序100 钻孔8.5工序120 滚齿.加工齿数的齿轮工序130 钳去毛刺。工序140 终检入库。3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。而且在磨削过程有一定难度，要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：工序10 锻造出毛坯。工序20 毛坯热处理，时效处理。工序30 粗车右端面，粗车外圆42，粗车外圆40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量。工序40 掉头，粗车左端面，粗车外圆63，注意各外圆留1mm的半精车余量。工序50 半精车右端面，半精车外圆63，半精车外圆42，半精车外圆40，半精车各外圆台阶及圆弧圆角，车退刀槽。工序60 掉头，半精车左端面。工序70 钻中心孔通孔，先钻底孔20。工序32 车内孔30、车32到规定尺寸精度。工序100 钻孔8.5工序120 滚齿.加工齿数的齿轮工序130 钳去毛刺。工序140 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。.工序是磨零件左右外圆面,这两个面的要求精度都比较高,从经济角度看,采用万能磨床。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(GB5343.1-85,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。.磨具的选用：磨具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考简明机械加工工艺手册（主编 徐圣群） 表12-47，选择双斜边二号砂轮。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“齿轮架” 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 各种的性能比较，球墨铸铁的硬度HB为143269，表2.2-23 球墨铸铁的物理性能，QT500-7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。3.6.1 工序粗车右端面，粗车外圆42，粗车外圆40，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量3.6.1.1确定粗车右端面的切削用量所选刀具为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 = （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：=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 3.6.2 工序掉头，粗车左端面，粗车外圆32，粗车外圆42，粗车外圆44，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量本工序仍为粗车。已知条件与工序相同，车端面及倒角，可采用工序相同的可转位车刀。采用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：a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=563.6.3 工序掉头，粗车左端面，粗车外圆63，注意各外圆留1mm的半精车余量3.6.3.1确定半精车左端面的切削用量所选刀具为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C6021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，=，=，=.计算基本工时 （3-15）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=126+= =3.6.3.2确定半精车内孔的切削用量所选用的刀具为YG6X硬质合金圆形镗刀，主偏角为K=30，直径为16mm的圆形镗刀，其耐用度为。.确定切削深度 a.根据表1.5，当半精镗铸料，镗刀直径为，a，镗刀伸出长度时，进给量为：。 .确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 V = （3-16）式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 选择C420-1机床转速：n= n =1200=20实际切削速度为： v = 2.08 .确定基本时间确定半精镗孔的基本时间50s3.6.4 工序掉头，半精车左端面，半精车外圆32，半精车外圆42，半精车外圆44，半精车各外圆台阶及圆弧圆角本工序仍半精车。已知条件与工序相同，车端面，可采用工序相同的可转位车刀。3.6.5 工序钻中心孔通孔，先钻底孔203.6.5.1 确定钻孔20的切削用量钻孔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GB1436-85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X303225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3000，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ll111.3213.20151101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= =9.133.6.5.2 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） =3.6.5.3 钻螺纹底孔及攻螺纹钻螺纹底孔 取 （）所以 （）按机床选取= （）所以实际切削速度 （）切削工时（一个孔）： 攻螺纹根据表4-32选取所以 （293）按机床选取所以实际切削速度所以切削时间（一个孔）： 第4章 钻孔夹具设计41研究原始质料利用本夹具主要用来钻圆周面上孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。42定位基准的选择由零件图可知：在对孔进行加工前，平面进行了粗、精铣加工，图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择底平面和两孔为定位基准来设计钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和中心孔定位限制5个自由度。4.3切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：台式钻床Z525，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得： 有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献可得： 所以 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，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，查参考文献可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：式中参数由参考文献5可查得： 螺旋夹紧力：由上述计算易得： 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4误差分析与计算该夹具以底面、中心孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为12.5。该孔次性加工即可满足要求。由参考文献5可得： 定位销的定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 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：4.5 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
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