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四 川 理 工 学 院毕 业 设 计（论 文）说 明 书题 目 CQM6132主轴前轴承加工工艺及夹具设计 学 生 陈 征 贵 系 别 机电工程系 专 业 班 级 机械设计制造及其自动化机制033学 号 2003111011 指 导 教 师 赵 虎 29四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： CQM6132主轴前轴承加工工艺及夹具设计 系： 机电工程 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 03级3班 学号： 2003111011学生： 陈征贵 指导教师： 赵虎 接受任务时间 2007.3.05 教研室主任 （签名）系主任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求1）绘制并审核零件图、毛坯图；2）设计加工工艺并绘制工艺规程卡、工序卡；3）设计夹具装配图；4）编制夹具安装调整及使用维护说明书；5）编制设计说明书。2原始资料1）零件图一张；2）生产批量10000件/年。3.指定查阅的主要参考文献1）机械设计手册2）机械加工工艺设计手册3）夹具设计手册4）机床图册5）其他相关资料4进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1查阅和收集设计资料、绘制零件图3月05日至3月15日2进行CQM6132主轴前轴承加工工艺及夹具设计并绘制毛坯图3月16日至4月16日3填写机械加工工艺过程卡片和工序卡片4月17日至5月21日4设计CQM6132主轴前轴承加工工艺及夹具绘制零件图、装配图4月24日5至月19日5编写设计说明书5月20日至6月05日6毕业设计（论文）的修改、答辩的准备时间6月06日至6月24日 注：本表一式三份，系、指导教师、学生各一份摘要零件的加工工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。本次设计的是CQM6132主轴前轴承的加工工艺以及夹具的设计，CQM6132车床主轴前轴承是滑动主轴，滑动轴承的承载能力大，回转精度高，润滑油膜具有抗冲击作用，那么在加工轴承的时候就有很高的加工工艺要求，因此在编制加工工艺时，要考虑到轴承的各项精度以及形状与位置公差等。在设计加工内圆锥面三个圆弧油槽的专用夹具时，为了缩短加工每段圆弧的加工间隔时间，采用一转盘与轴承的螺纹联结来紧固轴承，夹具体和转盘接触的基面与夹具体的底面倾斜1.43（等于工件被加工面的1：20锥度），通过其配合来达到旋转轴承的方向，当加工完一个油槽，即可加工下一个油槽，无须装卸工件，这样降低了轴承油槽的加工位置误差以及提高了加工效率。关键词：工艺设计、切削用量、夹具设计、定位基准、定位误差。 ABSTRCTIs the components craft establishment, holds the very important status in the machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally; Jigs design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-finishing profession are the important links. What design is the CQM6132 main axle front bearings processing craft as well as jigs design, the CQM6132 lathe main axle front bearing is the glide main axle, sliding bearings bearing capacity is big, the rotation precision is high, the fluid film has the anti-shock effect, then in processes bearings time has high processing technological requirement, therefore in establishment processing craft time, must consider bearings each precision as well as the shape and the location tolerance and so on. When design processing internal bore conical surface three circular arc fuel tanks unit clamp, to reduce processes each section of circular arcs the processing time interval, uses a turntable and bearings thread joint fastens the bearing, the basic plane which and the jig bodys bottom surface incline the jig body and the turntable contact 1.43 (was equal to that work piece by machined surface 1:20 taper), is achieved through its coordination radial bearings direction, when processes a fuel tank, then the processing next fuel tank, does not need to load and unload the work piece, like this reduced the bearing fuel tanks processing position error as well as raised the processing efficiency. Key word: Craft design, cutting specifications, Jigs design ,localization datum, position error.目 录中文摘要英文摘要前言1第1章 零件的分析1 1.1 零件的作用1 1.2 零件的工艺分析1第2章 工艺规程的设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 基准的选择22.2.1 粗基准的选择22.2.1 精基准的选择22.3 制定工艺路线22.3.1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定32.3.2 确定切削用量及基本工时5第3章 专用夹具的设计263.1 问题的指出263.2 夹具的设计263.2.1 定位基准的选择263.2.2切削力及夹紧力的计算263.2.3定位误差的分析273.2.4夹具安装及操作的简要说明28第4章 结论29参考文献20致谢31前言就目前而言“复合、高速、智能、精密、环保”已成为当今机床工业技术发展的主要趋势。其中，高速加工可以有效地提高机床的加工效率、缩短工件的加工周期。这就要求机床主轴及其相关部件要适应高速加工的需求。滑动轴承在弹性流体力学润滑理论的研究，流体动压滑动轴承油膜刚度阻尼特性测定方法的研究、铁谱技术研究和电磁铁谱仪、论摩擦学数据库、固体变形等因素对滑动轴承流体动力润滑的影响、具有非线性油膜力的滑动轴承转子系统振动特性研究等等方面有了更进一步的发展。主轴轴承作为机床的基础配套件，其性能直接影响到机床的转速、回转精度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、温升及热变形等，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。因此，高性能的机床必须配用高性能的轴承。滑动轴承的承载能力大，回转精度高，润滑膜具有抗冲击作用，因此，在工程上获得广泛的应用。 轴承要达到其性能要求，就得在机械加工方面得到保证，机械加工行业现在有了高速的发展，特别是数控技术的发展，提高了高精密零件的加工精度以及加工效率。 本次设计是对CQM6132前轴承的工艺编制，以及某一道工序夹具的设计，其设计的目的在于回顾自己大学四年所学的专业知识，提高自身的专业知识的理论水平，在工作之前就有一次自己独自搞一个题目的锻炼，从中提高自己分析问题、解决问题的能力，为以后工作打下一定的基础。四川理工学院毕业设计第一章 零件的分析1、1零件的作用题目所给的零件是CQM6132主轴的前轴承，它是支撑轴的零件,它可以引导轴的旋转,也可以承受轴上空转的零件的回转件。主轴轴承作为机床的基础配套件，其性能直接影响到机床的转速、回转精度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、温升及热变形等，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。因此，高性能的机床必须配用高性能的轴承。滑动轴承的承载能力大，回转精度高，润滑膜具有抗冲击作用，因此，在工程上获得广泛的应用。1、2零件的工艺分析轴承要加工的表面包括：内锥孔面，外圆，圆环槽，退刀槽42，螺纹M952，三个R36.23圆弧油槽，1.2深油槽，四个孔，一个沉孔，槽126。其中：对内锥孔轴线的径向跳动不大于0.005毫米。 锥度和椭圆度不大于0.005毫米。 螺纹M95中径对内锥孔轴线的径向跳动不大于0.05毫米。由以上分析可知，这组加工表面中主要是以内锥孔轴线为基准，因此加工过程中应采用互为基准的方法。第2章 工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为15钢。考虑到它是支撑轴的，承受一定的载荷，又是精密零件，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量10000件，已是大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用合模锻成型。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。对于轴类零件而言，以外圆为粗基准是完全合理的，此零件采用车床自定心三爪卡盘装夹，限制四个自由度，是不完全定位，然后进行车削端面和内锥面。2.2.2精基准的选择 精基准的选择重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。2.3制订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,由于生产类型为大批生产，故采用万能机床配以专用工夹具，并使工序集中来提高生产率。除此之外，还应降低生产成本。在编制工艺路线时，考虑到滑动轴承的内衬套是先加工外圆锥面，与外套配合后再加工内锥面以及圆弧油槽。工艺路线如下：内衬套工艺路线：工序1：以内锥面为粗基准，粗、半精车外锥面，粗车端面。外套工艺路线：工序1：以外圆为粗基准，车端面，粗、精车1：20内锥孔面。选用CA6140卧式车床，专用夹具。工序2：以内锥孔轴线为基准，粗车，粗车圆环槽，粗车。选用CA6140卧式车床。工序3：回火。工序4：装入衬套。工序5：以外圆为基准，粗、半精车、精车内锥孔，精车端面，倒内角、倒角1，车油槽深1.2。选用CA6140车床。工序6：以内锥孔轴线为精基准，半精车、圆环槽，半精车、精车，车退刀槽42，攻螺纹M952。选用CA6140车床。工序7：以内锥孔轴线为精基准，磨。选用M120磨床。工序8：以外圆为精基准，镗三内圆锥弧面。选用CA6160车床，专用夹具。工序9：以外圆为基准，铣槽126，选用X63卧式铣床加工。工序10：以外圆为基准，钻、扩、铰圆环槽三孔、沉孔，孔。选用Z525钻床。工序11：刮削内锥面。工序12：终检。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。2.3.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定车床主轴前轴承零件外套材料为15钢硬度HBS为143，生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯；内衬材料为SQSn663，采用砂型铸造毛坯。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如下：外套：（1）外圆表面（mm）。查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-17，其中锻件重量为3kg，锻件复杂形状系数为，锻件材质系数取，锻件厚度尺寸（直径方向）80120mm，故直径方向偏差为mm。直径方向的余量查工艺手册表2.2-25，其单边余量值规定为1.72.2mm，由于外圆表面粗糙度值要求为0.4m，因此余量选择为2Z=6mm。车削公差：现规定本工序（粗车）的技工精度为IT11级，因此可知本工序的加工尺寸偏差-0.22mm（入体方向），半精车达到的加工精度为IT10其加工尺寸偏差-0.14mm。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大及最小之分。由于本设计规定零件是大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布见图2-1。图2-1外圆工序间尺寸公差分布图（调整法）由图可知：毛坯名义尺寸：105+32=111（mm）毛坯最大尺寸：111+1.72=114.4（mm）毛坯最小尺寸：111-0.52=110（mm）粗车后最大尺寸：114.4-32=108.4（mm）粗车后最小尺寸：108.4-0.22=108.18（mm）半精车后最大尺寸：105+0.52=106（mm）半精车后最大尺寸：106-0.14=105.86（mm）磨后尺寸与零件图尺寸相同，即mm最后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表2-1。 表2-1 加工余量计算表 工序加工尺寸及公差锻件毛坯（圆）粗车外圆半精车外圆磨外圆加工前尺寸最大114.4108.4107最小110108.18106.86加工后尺寸最大114.4108.4106105最小110108.18105.86104.985加工余量（单边）6最大62.41最小1.822.320.875加工公差（单边）-0.22/2-0.12/2-0.015/2（2）外圆表面沿轴线方向的加工余量，查工艺手册表2.2-25，其单边余量值规定为1.72.2mm，现取2.0mm。（3）内锥孔（大端、小端）机械加工余量，查工艺手册表2.2-2.4，其直径余量2Z=4mm。为了方便于锻造，其内锥孔的大端为、小端为。内衬：内、外圆锥面（铸成锥度为1：20），查工艺手册表2.22.5，内锥面取加工余量为2Z=6mm，外锥面取加工余量为2Z=3mm，长度方向加工余量为2.5mm。在铸造时内外圆锥面的大、小端直径取其整数，参看毛坯图。2.3.2确定切削用量及基本工时加工内衬套时的切削用量及基本工时：工序1：以内锥孔为粗基准，粗、半精车1：20外锥面，粗车端面。选用CA6140卧式车床，专用夹具。（1）加工条件工件材料：内衬套SQSn663，砂型铸造。加工要求：车1：20外锥面，车端面。机床：CA6140卧式车床。刀具：外圆车刀：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25mm，=，=0.5mm。（2）计算切削用量粗车外锥面，=1.0mm，=0.4mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为3.2m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = （2-1） = =106（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =111m/min切削工时： （2-2）式中：，=0，所以 （min）半精车外锥面，=0.5mm，=0.2mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为3.2m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =138（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =111m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）粗车端面，=2.0mm，=0.3mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为3.2m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =106（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =111m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min） 总机动工时为2t=0.074（min）加工外套时的切削用量及基本工时：工序1：以外圆为粗基准，车端面，粗、精车1：20内锥孔面。选用CA6140卧式车床，专用夹具。（1）加工条件工件材料：15钢，=0.375GPa，模锻。加工要求：车端面、粗、半精车，车圆环槽，粗、半精车，车1：20内锥孔面。机床：CA6132卧式车床。刀具：外圆车刀：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25mm，=，=0.5mm。内孔车刀：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25mm，=，=0.2mm。（2）计算切削用量粗车端面：切削深度：已知毛坯长度方向的加工余量为2mm，考虑的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量=7.5mm。但实际上，由于粗加工后，将内衬套装入，还需进行精加工，因此留出1mm余量，故此时最大加工余量为=6.5mm，分两次加工，=3mm计。确定进给量f：根据切削用量简明手册（第3版）（以下简称切削手册）表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mm，3mm，以及工件直径为105mm时 =0.60.9mm/r按CA6140车床说明书（见切削手册表1.31）取 =0.61mm/r计算切削速度：按见切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）： V c= （m/min） 式中，=242，=0.15，.m=0.2。修正值见切削手册表1.28，即 =1.44，=0.8，=0.81，=0.97。 所以 =80（m/min）确定机床主轴转速：（r/min）按机床说明书（见工艺手册表4.2-8），与232r/min相近的机床转速为200r/min及250r/min。现选取=250r/min。所以实际切削速度=80m/min。计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 （mm），=3mm，=0，=0 （min） （2-3）粗车1：20内圆锥面，同时校验机床功率：切削深度：单边余量z=1.5mm，进给量：根据切削手册表1.4，选用=0.61mm/r。计算切削速度：见切削手册表1.27 V c= =89（m/min） 确定主轴转速： （r/min） 按机床选取n=400r/min。所以实际切削速度 （m/min） 检验机床功率：主切削力按切削手册表1.29所示公式计算 （2-4）式中：=2795，=1.0，=0.75，=-0.15 （2-5） 所以 （N） 切削是消耗功率为 （kw） （2-6）由切削手册表1.31中CA6140机床说明书可知，CA6140主电机功率为7.5kw，机床功率足够，可以正常加工。检验机床进给系统强度：已知主切削力N，进向切削力按切削手册表1.29所示公式计算 式中：， 所以 （N）而轴向切削力 式中：， 轴向切削力 （N）取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 =382+0.1（870+130）=482（N）而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见切削手册表1.31），故机床进给系统可正常工作。切削工时： 式中，=0，所以 （min）精车1：20内圆锥面，0.3mm/r，（切削手册表1.6，粗糙度为3.2m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =120.6（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =122.6m/min切削工时 ： 式中：，=0，所以 （min）工序2：以内锥孔轴线为基准，粗车，粗车圆环槽，粗车。选用CA6140卧式车床。（1）加工条件工件材料：15钢，=0.375GPa，模锻。加工要求：车，车圆环槽，车，车腿刀槽42。机床：CA6140卧式车床。外圆刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25mm，=，=0.5mm。切槽刀：刀片材料为YT15，12mm20mm，=，=0.5mm。（2）计算切削用量粗车外圆，并校验机床功率：切削深度：单边余量z=1.5mm，可一次切除。进给量：根据切削手册表1.4，选用=0.61mm/r。计算切削速度：见切削手册表1.27 V c= =89（m/min） 确定主轴转速： （r/min） 按机床选取n=320r/min。所以实际切削速度 （m/min） 检验机床功率：主切削力按切削手册表1.29所示公式计算 （2-7）式中：=2795，=1.0，=0.75，=-0.15 所以 （N） 切削是消耗功率为 （kw）由切削手册表1.31中CA6140机床说明书可知，CA6140主电机功率为7.5kw，机床功率足够，可以正常加工。切削工时： 式中，=0，所以 （min）粗车圆环槽：=2mm，=0.61mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为6.3m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =85（m/min） （r/min） 按机床说明书取=320r/min，则此时 =105m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）粗车：=3.5mm，=0.61mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为6.3m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =78（m/min） （r/min） 按机床说明书取=320r/min，则此时 =95.5m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）工序3：回火。工序4：装入衬套。工序5：以外圆为基准，粗、半精车、精车内锥孔，精车端面，倒内角、倒角1，车油槽深1.2。选用CA6140车床。（1）加工条件工件材料：15钢，=0.375GPa，模锻；内衬套SQSn663，砂型铸造。加工要求：车1：20内锥孔面，精车端面，倒内角、倒角1。机床：CA6140卧式车床。刀具：外圆车刀：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25mm，=，=0.5mm。内孔车刀：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25mm100mm，=，=0.2mm。（2）计算切削用量粗车内锥孔，=1.5mm，=0.4mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为3.2m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =103（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =108m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）半精车内锥孔，=1mm，=0.2mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为1.6m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =139（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =108m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）精车内锥孔，=0.45mm（为刮削留0.05的刮削量），=0.15mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为0.8m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =164（m/min） （r/min） 按机床说明书取=500r/min，则此时 =120.5m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）精车端面，=1mm，=0.15mm/r（切削手册表1.31）刀尖圆弧半径r=1.0mm。切削速度： = = =154（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =148m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）车油槽深1.2mm，=1.2mm，=0.33mm/r（切削手册表1.31）刀尖圆弧径r=1.0mm。切削速度： = = =114（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =108m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）工序6：以内锥孔轴线为精基准，半精车、圆环槽，半精车、精车，车退刀槽42，攻螺纹M952。选用CA6140车床。（1）加工条件工件材料：15钢，=0.375GPa，模锻。加工要求：半精车、圆环槽，半精车、精车，车退刀槽42，攻螺纹M952机床：CA6140卧式车床。刀具：外圆车刀：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25mm，=，=0.5mm。切槽刀：刀片材料为YT15，12mm20mm，=，=0.5mm。螺纹车刀：刀片材料为W18Cr4V。（2）计算切削用量半精车外圆： =1mm，=0.2mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为1.6m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =139.7（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =132m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）半精车圆环槽：=0.5mm，=0.3mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为3.2m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =134.5（m/min） （r/min） 按机床说明书取=400r/min，则此时 =131m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）半精车：=1.5mm，=0.3mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为3.2m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =114（m/min） （r/min） 按机床说明书取=400r/min，则此时 =119m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）精车：=0.5mm，=0.2mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为1.6m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =154（m/min） （r/min） 按机床说明书取=450r/min，则此时 =134m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）车退刀槽42，=2mm，=0.3mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为3.2m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =105（m/min） （r/min） 按机床说明书取=400r/min，则此时 =114m/min切削工时： 式中：，=0，所以 （min）车螺纹2mm：计算切削速度：计算切削速度由相关文献查得，刀具寿命T=60imin，采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时=0.25，走刀次数=6；精车螺纹时=0.08，走刀次数=3，则 （m/min） （2-8）式中：=11.8，=0.11，=0.70，=0.3，螺距=2 =0.75所以粗车螺纹时： （m/min）精车螺纹时 （m/min）确定主轴转速：粗车螺纹时 （r/min）按机床说明书取 n=63r/min实际切削速度 =18.8m/min精车螺纹时 r/min按机床说明书取 =100r/min实际切削速度 =29.8m/min切削工时：取切入长度mm，粗车螺纹工时 （min） （2-9）精车螺纹 （min） 所以车螺纹的总工时为 =0.939（min）工序7：以内锥孔轴线为精基准，磨外圆保证尺寸为。（1）加工条件工件材料：15钢，=0.375GPa，模锻。加工要求：磨外圆机床：M120磨床。选择砂轮：见工艺手册第三章中磨料的选择各表，结果为： WA46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为60063305（DBd）。 （2）切削用量的选择。砂轮转速=1110r/min（工艺手册表4.2-29，磨床型号M120），=35m/s。 轴向进给量： =0.5B=31.5mm（双行程） 工件转速： =450r/min径向进给量： =0.015mm/双行程切削工时 （见工艺手册表6.2-8） （2-10）式中 L加工长度，L=84mm； 加工余量，=0.5mm； k系数，1.1； n工件转速； 砂轮轴向进给量（mm） 砂轮径向进给量（mm）则 （min）工序8：以外圆为精基准，镗三内圆锥弧面。选用CA6160车床，专用夹具。（1）加工条件工件材料：内衬套SQSn663，砂型铸造。加工要求：车三内圆锥弧面。机床：CA6160卧式车床。刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25100mm，=，=0.5mm。（2）计算切削用量=0.3mm，=0.2mm/r（切削手册表1.6，粗糙度为1.6m，刀尖圆弧半径r=1.0mm）。切削速度： = = =160.8（m/min） （r/min） 按机床说明书取=500r/min，则此时 =120m/min切削工时（三圆弧面）： 式中：，=0，所以 （min）工序9：以外圆为基准，铣槽126，选用X63卧式铣床加工。（1）加工条件工件材料：15钢，=0.375GPa，模锻。 加工要求：铣槽。 机床：X63卧式铣床。刀具：采用W18Cr4V高速钢立铣刀，=6mm，齿数z=4。铣削宽度ae=6, 铣削深度ap=2，=0.08mm/齿 （参考切削手册表3.4）。 （2）计算切削用量：切削速度：根据切削手册表3.27所示切削速度公式计算 （2-11）式中：=21.5，=6mm，=0.45，=0.33，=0.1，=0.5，=0.5，=0.1。修正系数见表切削手册表1.28，表3.27，=1.0，=0.8，=0.87，=0.97 =11.9m/min （r/min） 按机床说明书（见工艺手册表4.2-39），取=600r/min，故实际切削速度为 （mm/min） 当=950r/min时，工作台的每分钟进给量应为 =z=0.084600=192（mm/min）（2-12） 查机床说明书，选取=190m/min。 切削工时：根据工艺手册表6.2-7，式中，（min）（2-13）工序10： 以外圆为基准，钻、扩、铰圆环槽三孔，以及沉孔，孔。（1）加工条件工件材料：15钢，=0.375GPa，模锻。 加工要求：钻、扩、铰沉孔，孔。 机床：Z525钻床。选择钻头、及铰刀：选择高速钢麻花钻头以及扩钻，其直径为=3.5mm、3.98mm。钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：，。选择高速钢绞刀，其直径为=4mm，=0，。（2）计算切削用量：钻圆环槽三孔，以及沉孔，孔：选择进给量：按加工要求选择进给量：根据切削手册表2.7，钢的强度为800MPa，=3.5mm时，=0.080.10mm/r。由于，故应乘孔深修正系数=0.97，则 =（0.080.10）0.97mm/r=0.0780.097mm/r按钻头强度选择进给量：根据切削手册表2.8，460MPa，=3.5mm，钻头强度允许的进给量=0.38mm/r。按机床进给机构强度选择进给量：根据切削手册表2.9，由于没有=3.5mm钻头直径，因此进给量任取。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为=0.0780.097mm/r。根据Z525钻床说明书，选择=0.32mm/r。当加工通孔时，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。选择钻头磨钝标准及寿命：由表2.12，当=3.5mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命=15min。计算切削速度：由表2.30，查得（m/min）（2-14）式中，=6.6，=3.5mm， =0.2，=0，=0.5。切削速度的修正系数见切削手册手册表2.31，即=1.0，=0.57，=0.8，=1.0，=0.87，=0.9。 =4m/min r/min根据Z525钻床说明书，可考虑选择=392r/min，故实际切削速度为 （m/min）检验机床扭矩及功率：根据表2.20，2.23，查得机床扭矩和功率完全满足需求。切削工时： （2-15）式中，12.87，6，11mm，入切量及超切量由表2.29查出=2.25mm。 故 （min） （min） （min） 以上为钻一个孔时的机动时间。故本工序的机动时间为 =0.123+0.07+0.11=0.54（min） 扩、铰圆环槽三孔、沉孔，孔。选择进给量：按加工要求选择进给量：根据切削手册表2.24， =0.20.3mm/r。切削速度为：=710m/min。由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩钻和铰孔的切削用量如下：因此扩钻： 铰孔： 切削时间： （min） （min） （min） 故本工序机动时间：=20.193+2（0.11+0.17）=2.06（min）工序11：刮削内锥面。 每2525平方毫米面积内的接触点为1216。（1）加工条件工件材料：内衬套SQSn663，砂型铸造。加工要求：刮削内锥面。选择刮刀：选择蛇头刮刀，全长450mm。刮刀材料：T10A碳素工具钢。切削用量：刮削余量为0.05mm。工序12：终检。最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片中。第3章 专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量， 降低劳动强度，需用专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计第10道工序镗内锥孔三圆弧面的车床夹具。本夹具将用与CA6160卧式车床。 3.1.问题的指出本夹具主要用来镗内锥孔三圆弧面，这三个圆弧面夹角分别为80，分布在内圆锥面，其圆心轴线位置偏离内锥面轴线1.2mm，对本工序加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。3.2.夹具的设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知，本道工序的三圆弧面的位置要求不高，是自由公差，采用外圆表面做为定位基准。为了提高生产效率，通过拨盘来旋转工件进行加工每一个面。3.2.2切削力及加紧力的计算根据切削手册表1.29中切削力公式为主切削力 式中：=405，=1.0，=0.66，=0，=0.3。修正系数，由于是加工的是锡青铜合金，因此修正系数对切削力没有影响可忽略。径向切削力，进给力在表1.29中得知也可忽略不算。 =42（N）在计算切削力的时，必须考虑安全系数，安全系数 式中： 基本安全系数，1.5； 加工性质系数，1.0；断续切削系数，1.2。则 =421.51.01.2=75.6(N)图3-1 在车床上镗削内锥油槽的受力情况为简化计算，设每个卡爪的理论夹紧力大小相等（图3-1），分别为W。在每个卡爪处使工件转动的力为，使工件轴向移动的力为，此两力的合力应由每个卡爪对工件夹紧时所产生的摩擦力来平衡，既 =21（N） = =46（N）3.2.3定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定:本夹具主要采用自定心三爪卡盘3加紧工件（图3-2），卡盘是固定在转盘2上的，通过夹具体1与转盘2的偏心距为1.2mm，来达到零件油槽要求的偏心量，夹具体1和转盘2接触的基面与夹具体的底面倾斜1.43（等于工件被加工面的1：20锥度），其配合尺寸为。图3-2 工件及其定位、加紧方式1.夹具体 2.转盘 3.自定心卡爪 油槽圆弧圆心