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变速器轴承外壳 工艺及钻扩铰Φ24H8孔与Φ8孔夹具设计 变速器 轴承 外壳 工艺 钻扩铰 24 H8 夹具 设计

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机械加工工艺过程卡片产品型号Zcw零（部）件图号Zcw-001共 1 页产品名称“跃进”牌汽车零（部）件名称变速器轴承外壳第 1 页材料牌号HT200毛坯种类金属性铸造毛坯外型尺寸12612653.5mm每毛坯可制件数每 台 件 数1备 注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造毛坯铸造2热处理时效机加3车粗车粗车右端面、孔76及其底平面机加C620-190车刀、92车刀、游标卡尺4车粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面机加C620-192车刀、游标卡尺5钻钻孔24、8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹，锪平36、22及、M6端面机加Z55022mm高速钢钻头、7.2高速钢钻头、36锪刀、22锪刀、6车精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角机加C620-192车刀、45车刀、游标卡尺7车精车零件左端面、80外圆及80的右平面机加C620-193车刀、游标卡尺8钻扩、铰孔24，扩孔8，沉孔9.590到要求机加Z52523.8扩孔钻、24H8铰孔钻、8扩孔钻、9.590沉头钻，塞规10钻锪平19及钻孔5-10.5机加Z52519锪刀、10.5高速钢钻头、塞规11钳去毛刺钳工毕 业 设 计（论 文）说 明 书题 目 变速器轴承外壳的数控工艺及主要工序工装设计 学 生 系 别 机 电 工 程 系 专 业 班 级 机械制造及自动化 学 号 指 导 教 师 工 艺 文 件学 生 系 别 机 电 工 程 系 专 业 班 级 机械制造及自动化 学 号 指 导 教 师 目 录中文摘要1英文摘要2第1章 绪论3第2章 零件的分析42.1 零件的工艺分析4第3章 工序规程设计53.1 毛坯制造形式的确定53.2 基面的选择5 3.2.1 粗基准的选择5 3.2.1 精基准的选择53.3 制定工艺路线5 3.3.1 工艺方案一5 3.3.2 工艺方案二6 3.3.1 最终加工路线73.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定73.5 确定切削用量及基本工时9 3.5.1 粗车右端面、孔76及其底平面9 3.5.2 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面16 3.5.3 钻孔24、8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹，锪平36、22及、M6端面25 3.5.4 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角32 3.5.5 精车零件左端面、80外圆及80的右平面36 3.5.6 扩、铰孔24，扩孔8，沉孔9.59040 3.5.7 锪平19及钻孔5-10.545第4章 夹具的设计474.1工件的定位474.1.1工装分析474.1.2 定位方案的制定474.1.3 定位元件的选择474.1.4 钻套与工件的距离484.1.5 定位误差分析484.2 确定对刀元件48 4.2.1 钻套设计484.2.2 衬套设计494.3 夹紧力计算50第5章 液压系统设计505.1液压系统分析515.1.1系统要求分析505.1.2 负载分析505.2 液压系统主要零件参数确定51 5.2.1 液压缸主要参数的确定51 5.2.2 缸盖固定螺栓直径52 5.2.3 活塞杆最小直径计算52 5.2.4 压力、流量和功率值535.3 液压系统图的拟定53 5.3.1 液压回路的选择53 5.3.2 液压回路的综合545.4 液压元件的选择54 5.4.1 液压泵的选择54 5.4.2 阀类元件及辅助元件的选择55 5.4.3 油管的计算55第6章 数控编程566.1 三维建模566.2 数控加工工序编制566.3 数控程序的生成57 6.3.1 确定加工轨迹57 6.3.2 数控程序57第7章 结论59参考文献60致谢61附表A：加工余量及偏差63 第 2页摘 要变速器轴承外壳是汽车的重要零件。本次设计的主要内容为三部分：零件的机械工艺分析、工装设计和数控加工。其中零件的机械工艺分析包括：零件的作用分析、工艺路线的分析、工序卡片和工艺过程卡片的填写；工装设计包括：零件的定位分析、误差分析、夹具的设计和液压系统的设计；数控加工包括：三维造型、数控工序的编写和数控加工的G代码的生成。关键词：工艺、误差分析、数控加工ABSTRACTTransmission Bearing shell is an important vehicle parts.The design main content contains thress big part: Components mechanical craft analysis, work lothes design and numerical control processing. Components mechanical craft analysis including: Components function analysis, craft route analysis, working procedure card and technological process card filling in; The work clothes design includes: components localization analysis, error analysis, jig design and hydraulic system design; The numerical control processing includes: Three dimensional modelling, umerical control working procedure compilation and numerical control processing G code production.Key word:craft;error analysis;numerical control processing.第1页 第一章 绪 论机械制造业就是制造具有一定形状和尺寸的零件或产品，并把它们装配成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其他行业的生产提供装备，这些行业的产品再被人们所使用。社会的各行各业使用的各式各样的机器、机械、仪器和工具等都是机械制造业的产品。因此，机械制造业在国民经济中占有重要地位，是一个国家和一个地区发展的重要基础及有力支柱，尤其在发达国家它创造了1/4-1/3的国民收入。在我国工业占国民经济比重的45，是我国经济的战略重点。从某种意义上讲，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。随着科学技术的不断发展，对产品的制造精度要求越来越高，产品形状也越来越复杂，品种越来越多，且小批量占主导地位，这就更加要求加工设备不仅要精度高，而且要生产效率高，自动化程度高，工人操作简单，劳动强度低。自20世纪80年代发展到21世纪初，制造技术，特别是自动化制造技术向着柔性化、集成化、智能化方向发展，并随着高精密数控机床的出现在超精密加工技术方面，其加工精度已进入纳米级，表面粗糙度已小于0.0005m；在切削速度方面，国外车削钢最高已达到915m/min；对于不断出现的难加工材料、复杂型面、型腔以及微小深孔，通过特种加工方法逐步得以解决。随着我国综合实力、机械制造业的不断发展壮大。目前，我国已形成品种繁多、门类齐全、布局合理的机械制造工业体系。许多科研机构、大专院校和企业研制出一大批成套技术装备和多种高精尖产品，有些已接近或达到国家先进水平。通过对这些产品的研发，我国已建立了自己的人才培养和软件控制技术开发基地以及高精加工设备生产基地，从而使我国的国民经济综合实力和科学技术水平迅速提高。国防尖端的生产、“神州六号”载人飞船的成功发射与回收、人们生活用品的质量提高，有力地说明了我国要械业的发展状况。第65页 第二章 零件的分析 零件为“跃进”牌汽车第二轴变速器轴承外壳，零件通过80h8定位，利用凸缘上的5-10.5mm的孔连接变速箱上80h8端面压在装于第二轴上的轴承外圈上使之轴向固定。24H8孔与8孔上支承装于该零件C面上的里程表轴，该齿轮与第二轴端上的大斜齿轮啮合将运动传于里程表轴，使里程指针转动完成记数与指示的功能。2.1零件的工艺分析:变速器轴承外壳共有3组加工表面，现分述如下：1、 76E8孔为中心加工的表面：这一组加工表面包括：右端面、76E8孔、76底面及倒角。其中，主要加工表面为76E8孔。该孔表面粗糙度为6.3,精度要求为8级,因此需粗、精车才能达到要求。2、 以80h8外圆为中心加工的表面:这一组加工表面包括：左端面、80h8外圆及80右平面。这三个表面都是主要加工表面。其中表面粗糙度均为6.3、外圆精度要求为8级、长度方向的精度要求为12级，需要粗、精车才能达到要求。3、 以24H8孔为中心加工的表面：这一组加工表面包括：24H8、8孔及锪平22。其中，主要加工表面为24H8、8。其表面粗糙度均为6.3,精度要求为8级和10级。需要钻孔、扩孔、铰孔才能达到要求。4、位置度要求： 左端面与80右平面平行度要求为0.04，24H8和8对端面C的垂直度要求为0.05。第三章 工艺规程设计3.1毛坯制造形式的确定零件材料为HT200，考虑该零件在实际运行中所受载荷较小，零件属成批或大批生产，零件外轮廓尺寸不大，零件内部有凹槽铸造时需采用活块，故可采用金属性铸造。3.2基面的选择3.2.1粗基准的选择：按照有关粗基准的选择原则和考虑工件各加工表面的余量分配及不需加工表面与加工表面的位置精度的要求，选用零件外圆弧轮廓作为粗准利用三爪卡盘进行装夹，以消除零件的四个自由度。在利用三爪卡盘进行装夹时零件的重量存在一定的不对称，但考虑零件的尺寸较小不对称重量较少，故此零件在装夹时不需作配重处理。3.2.2精基准的选择：精基准的选择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的时候，应该进行尺寸换算。因此精加工基准在下面的工序中详细说明。 3.3 制定工艺路线3.3.1 工艺路线方案一： 工序I 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面，以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。工序II 粗车右端面、孔76及其底平面，以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序III 铣削24端面及M6端面到要求并保证2 ，以零件80及左端面为基准，选用X5020A立式升降台铣床，夹具为专用夹具。工序IV 钻孔24、8及锪平22以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z525钻床，夹具为专用夹具。，工序V 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VI 精车左端面、80外圆、倒0.545角及80的右垂直平面到要求并保证尺寸5.3，以零件右端面及76孔为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序VII 扩、铰孔24、锪平22、扩孔8、沉孔9.590、钻螺纹孔及攻螺纹。以零件80外圆及左端面为基准。选用 Z525 钻床夹具为专用夹具。 工序VIII 锪平19及钻孔5-10.5，以零件80外圆及左端面为基准。选用Z520钻床，夹具为专用夹具。工序IX 终检3.3.2工艺路线方案二：工序I 粗车右端面、孔76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。工序II 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面。以零件76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序III 铣削24端面及M6端面到要求，以零件80外圆及左端面为基准，选用X5020A立式升降台铣床，夹具为专用夹具。工序IV 钻孔24以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z525钻床，夹具为专用夹具。，工序V 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序VI 精车左端面、80外圆、倒0.545角及80的右垂直平面到要求并保证尺寸5.3，以零件右端面及76孔为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序VII 扩、铰孔24，锪平22，钻、扩孔8，沉孔9.590到要求，钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹。以零件80外圆及C面为基准。选用Z525钻床，夹具为专用夹具。 工序VIII 锪平19及钻孔5-10.5，以零件80外圆及左端面为基准。选用Z520钻床，夹具为专用夹具。工序IX 终检方案比较： 以上加工方案大致看来还合理，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后就会发现仍有问题。主要表现在两端面的加工先后和加工孔8及基准的选择。1、如果以外轮廓为粗基准、采用三爪卡盘夹持加工左端面及80外圆右端平面，由于夹持工件过短加工时车刀容易加工到卡盘上造成卡盘的损坏，所以要以外轮廓为粗基准加工右端面。2、图样规定：8和24H8表面对端面C的垂直度为0.05，由此可以看出因为8和24H8表面对端面C有垂直度的要求因此加工及测量都应以C平面为基准。这样做可以保证设计基准和工艺基准相重合。3.3.3最终的加工路线：工序I 粗车右端面、孔76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。工序II 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面。以零件76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序III 钻孔24、8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹，锪平36、22及、M6端面到要求以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z550立式钻床，夹具为专用夹具。工序IV 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序V精车零件左端面、80h8及80的右平面，以零件76E8内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序VI 扩、铰孔24H8孔8，沉孔9.590到要求。以零件80外圆及C面为基准。选用Z525立式钻床，夹具为专用夹具。 工序VII锪平19及钻孔5-10.5，以零件80外圆及左端面为基准。选用Z525立式钻床，夹具为专用夹具。工序VII终检3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定变速器轴承外壳零件材料为HT200，硬度为200HBS，毛坯重量约为0.6Kg，生产类型为大批或成批生产，采用在金属型铸造。各工序的加工余量及工序余量见附表A；根据其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：表4.1 76E8内孔工序余量：毛坯名义尺寸：76-274毛坯最大尺寸：74+0.874.8 毛坯最小尺寸：74-0.873.2粗车最大尺寸：75.3+0.375.6 粗车最小尺寸：76-0.775.3精车后与零件图尺寸应符合：76E8加工尺 工 序寸及公差毛 坯粗 车精 车加工 前极限尺寸最大尺寸74.875.6最小尺寸73.275.3加工后极限尺寸最大尺寸74.875.676.106最小尺寸73.275.376.06加工余量（双边）2最大2.40.806最小0.50.46加工公差（单边）表4.2 80h8外圆工序余量：毛坯名义尺寸：80+282（mm） 毛坯最大尺寸：82+0.8=82.8 毛坯最小尺寸：82-0.8=81.2粗车最大尺寸: 80+0.7=80.7 粗车最小尺寸：80.7-0.3=80.4精车后与零件图尺寸应符合，即80h8。加工尺 工 序寸及公差毛 坯粗 车精 车加 工 前极限尺寸最大尺寸82.880.7最小尺寸81.280.4加工后极限尺寸最大尺寸82.880.780最小尺寸81.280.479.954加工余量（双边）2最大1.40.746最小0.50.4加工公差（单边）4.3 24H8孔工序余量计算表：钻孔最大尺寸：22+0.2122.21 钻孔最小尺寸：22-022扩孔最大尺寸：22.2+0.08422.284 扩孔最小尺寸：241.822.2铰孔后与零件尺寸应符合，即：24H8。加工尺 工 序寸及公差钻 孔扩 孔铰 孔加工前极限尺寸最大尺寸22.2123.8最小尺寸2223.716加工后极限尺寸最大尺寸22.2123.824.052最小尺寸2223.71624加工余量（双边）22最大1.80.252最小1.5060.2加工公差（单边）3.5 确定切削用量及基本工时：3.5.1 车右端面、76内孔及孔底平面1、车右端面：l 加工条件： 工件材料：200,硬度200 加工要求：粗车右端面 机床：620-1卧式车床。 刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料：查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为 6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3车刀切削部分的几何 形 状：前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8)主偏角=90, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45。l 切削用量：l 吃刀深度：余量1.5+0.72.2mm，查切削用量简明手册表1.4硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm按620-1车床说明书选择：f=0.6mm/r.l 切削速度：l 后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀 寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。l 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, l 切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计 算公式 （3-1）式中：54.8,0.4,m=0.2（查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）1.15, 1.0,1.04,0.73, 0.97（查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。）11.4 m/min =42.7r/min （3-2）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与42.7r/min相近的有37.5r/min与46r/min现取46r/min所以实际切削速度为：12.3m/min （3-3）l 检验机床功率：查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式： （3-4）式中：900,2.2mm,1,0.75,11.4r/min,=0, （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）= （3-5）1.020.891.01.00.91查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 1223 （3-6）查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： kw （3-7）查切削用量简明手册表1.30机床技术资料知当主轴转速为30r/min时功率为5.9kwl 检验机床进给系统强度： 查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： （3-8）式中：530,2.2mm,0.9,0.75,11.2r/min,=0,f=0.6m/min. （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）= （3-9）1.050.51.01.50.79 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=581N （3-10）查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： （3-11）式中：450,2.2mm,1.0,0.4,11.2r/min,=0,f=0.6m/min. （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）= （3-12）1.041.171.00.750.91 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=734 N （3-13）现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：734+0.1（581+1223）914.4N （3-14）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料,机构可承受有最大纵向力为：3530，所以符合要求.l 切削用时的计算:查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版），2.5-3车削机动时间的计算，可得： （3-15） （3-16） （3-17） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5所以： 2、粗车76内孔及孔底平面：l 加工条件：工件材料：200,硬度200 加工要求：粗车76内孔及孔底平面 机床：620-1卧式车床。 刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状： 前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8),主偏角=92, 副偏角=6, 刃角=0, 刀尖圆弧半径=1.5mm, 过度尺寸=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角=46l 切削用量：1、吃刀深度：余量(1.3+0.8)/2+(tan29.3)=1.37一次进给完成，查切削用量简明手册表1.4硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm按620-1车床说明书选择：f=0.8mm/r.2、后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。3、硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, 4、加工工序尺寸链：表5.1尺寸链计算表基本尺寸esei-5.30.120-44-20.7-0.71.5+0.15-0.151.50.15-0.15+3+37A=8.31.12-1因此车刀的走刀深度为根据附表1建立工艺过程及工序尺寸链作图图5.1 粗车76内孔及孔底平面工序尺寸链图l 切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式，注：内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9 （3-18） 其中：158, 0.15,0.4,m=0.2,查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.0,0.73, 0.98查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。54.2m/min =233.2r/min （3-19）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与233.2r/min相近的有230/min与305r/min现取230r/min所以实际切削速度为： 53.44m/min （3-20）l 检验机床功率：查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式： （3-21）其中：900,1.3mm,1,0.75,53.44r/min,=0, （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）= （3-22）1.020.891.01.00.91 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 905 （3-23）查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： kw （3-24）查切削用量简明手册表1.30机床技术资料知当主轴转速为230r/min时功率为5.9kwl 检验机床进给系统强度：查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： （3-25）其中：530,1.3mm,0.9,0.75,53.44r/min,=0, （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）f=0.8m/min.= （3-26）1.050.51.241.00.65 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=381N （3-27）查表切削用量简明手册1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： （3-28）其中：450,1.3mm,1.0,0.4,53.44r/min,=0,f=0.8m/min，= （3-29）1.041.171.2411.51查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=808 N （3-30）现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：808+0.1（381+905）936.6 （3-31）查切削用量简明手册表1.30,机构可承受有最大纵向力为：3530，所以符合要求.l 切削用时的计算: 、 粗车76内孔切削用时的计算: 查机械加工工艺手册 （3-32） （3-33） （3-34） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5 所以：2、车底平面切削用时的计算:查机械加工工艺手册 （3-35） （3-36） （3-37） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5 所以：3.5.2 粗车左端面、80外圆及80右平面：l 车刀的选择：l 加工条件：工件材料：200,硬度200加工要求：粗车左端面、80右平面及80外圆 机床：620-1卧式车床。刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料：查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状： 前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8),主偏角=92, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45。l 吃刀深度及进给量f：左端面加工余量：1.5+0.72.2mm，一次进给完成2.2mm。80右平面加工余量：1.5+0.6+（tan423）=3.7 mm，分二次进给完成1.8 mm。80外圆加工余量：（1.3+0.8）/2+5.3tan4=1.一次进给完成1.4mm。左端面进给量：f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm，取f=0.6 mm/r，80右平面进给量f0.71.0 mm/r, 3.0 mm，工件直径100 mm,现取f=0.7。80外圆进给量：f=0.81.2, 25mm（z525钻床允许的轴向力为8830N查切削用量简明手册表2.35 Z525立式钻床技术资料）=0.52 mm/r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=0.780.96 mm/r根据Z525钻床说明书选择=0.81mm/r。由于加工通孔为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。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，查切削用量简明手册表2.19、查出钻孔时轴向力，当=0.81mm/r、25mm、=8630 N轴向力修正系数=1.0、=1.0、=1.0故=8630 N，根据Z525钻床说明书机床进给机构强度允许的最大轴向力为=8830 N.由于20mm查得 =14m/min切削速度修正系数：=1.0、=1.0、=0.75、=1.0、=1.0 m/min （3-90） r/min （3-91）根据Z525钻床说明书可考虑n=195 r/min但因所选转数较计算转速高会使刀具寿命下降故可将进给量降低一级，即取=0.52mm/r，也可选较低转速n=140 r/min, =0.81mm/r，故比较两方案：方案1：=0.52mm/r、 n=195 r/min n*=195*0.52=101.4 mm/min方案2：=0.81mm/r、n=140 r/min n*=0.81*140=113.4 mm/min因方案2乘积较大、基本工时较少故第2方案较好此时=9.6 m/min、=0.81mm/r。l 校验机床扭矩及功率：根据切削用量简明手册表2.21，当=0.81mm/r、=22mm、=1.0故。根据Z525钻床说明书，当=140 r/min、根据切削用量简明手册表2.23高速钢钻头钻灰铸铁时消耗的功率 =0.81mm/r、=22mm、=9.6 m/min、=1.0 KW 根据Z525钻床说明书、=2.80.81=2.26 KW，由于、10.2mm（z525钻床允许的轴向力为8830N查切削用量简明手册表2.35 Z525立式钻床技术资料）=0.75 mm/r；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=0.360.44 mm/r根据Z525钻床说明书选择=0.36mm/r。由于加工通孔为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。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，查切削用量简明手册表2.19、查出钻孔时轴向力，当=0.36mm/r、12mm、=2110 N轴向力修正系数=1.0、=1.0、=1.0故=2110 N，根据Z525钻床说明书机床进给机构强度允许的最大轴向力为=8830 N.由于35mm,f=1.6mm/r时 v=18.6m/min； 锪平22时：20mm,f=1.0时v=0.36m/s=21.6m/min；l 转速n： 锪平36 及M6端面时： r/min （3-109） 查切削用量简明手册表2.35 Z525立式钻床技术资料，转速n取195r/min。因此v=22m/min 锪平22时： （3-110）查切削用量简明手册表2.35 Z525立式钻床技术资料，转速n取392r/min。因此v=27 m/minl 切削工时的计算：l 锪平36端面: 查机械加工工艺手册表2.5-7钻削机动时间的计算：t （3-111） 因此t=l 锪平M6端面: 查机械加工工艺手册表2.5-7钻削机动时间的计算：t （3-112）因此t=l 锪平22端面: 查机械加工工艺手册表2.5-7钻削机动时间的计 算：t （3-113）因此t= l M6螺纹孔及攻螺纹：l 机床的选择：选用Z525立式钻床。l 钻头的选择：查金属切削机床夹具设计手册表1-63可得：加工M6得螺纹底孔的钻头为5.2mm， 查机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P表10.2-6标准高速钢麻花钻的直径系列(摘自GB6137-85),选择锥柄麻花钻5.2mm,参考查机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P表10.2-7标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度(GB6137-85),可得:mm;mm;29；锋角2118；后角；横刃斜角45；。高速钢麻花钻的直径公差es=0,ei=-0.022.丝锥的选择：查机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷表16.2-4选择丝锥为粗柄带颈机用和手用丝锥：M6，d=6，p=1.0，L=66mm，方头a=5.0mm，。l 确定进给量f：l 钻底孔：参考机械加工工艺手册表2.4-38高速钢钻头钻孔时的进给量，可以得到f0.200.24 r/min，参考机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版），P表3.1-36立式钻床主轴转速及进给量，可以取f0.20 mm/r。l 攻螺纹：f=p=1mml 确定切削速度v及转速n：l 钻底孔切削速度v：查机械加工工艺手册表10.4-17高速钢钻头在灰铸铁（190HB）上钻孔得切削速度、轴向力、扭矩记功率，可得v17.5 m/min。参考机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P表10.4-10钻、扩、铰孔条件改变时切削速度修正系数，可得： K1.0；K1.0；K1.0； K1.0，则： KKKK K 1.0。 （3-114） 则： v17.51.017.5m/min （3-115）l 主轴转速n： n r/min （3-116）查切削用量简明手册表3.1-36立式钻床得主轴转速及进给量，可得与1071.8 r/min转速相近的有950 r/min和1100 r/min。取1100 r/min则:实际切削速度： m/min （3-117） 攻螺纹切削速度v：查查机械加工工艺手册表16.2-15在单轴普通钻床攻螺纹的切削速度表：v=10-11m/min取11m/minl 主轴转速n：n r/min （3-118）参考切削用量简明手册表2.32 Z525立式钻床主轴转速，可得：与584r/min相近的转速有545 r/min和680 r/min，取545 r/min，若取680 r/min则速度太大。则：实际切削速度：10.3 m/min （3-120）l 计算切削时间：l 钻孔：查机械加工工艺手册表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式： t （3-121）其中：6.24 mm；mm；钻削盲孔时：0mm； t minl 攻螺纹：参考机械加工工艺手册表2.5-10螺纹加工机动时间的计算,可得: t （3-122）其中：11mm，（攻盲孔是0mm)，为工件或丝锥回程时的每分钟转速（r/min）；取回程转速为：600r/min。 t0.08 min 3.5.4精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角：l 精车76内孔及R1.5的倒角：l 加工条件： 工件材料：200,硬度200 加工要求：精车76内孔 机床：620-1卧式车床。 刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状：前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=8(6-8),主偏角=92, 副偏角=6, 刃角=0, 刀尖圆弧半径=1.5mm, 过度尺寸=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角=46l 切削用量：l 吃刀深度：=0.7+0.15=0.85mm，查切削用量简明手册表1.4硬质合金外圆车刀半精车的进给量f=0.40.5mm/r，按620-1车床说明书选择：f=0.5mm/r.l 切削速度：l 后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。l 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, l 切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式，注：内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9 （3-123）其中：158, 0.15,0.4,m=0.2,f=0.5mm/r, =0.85mm查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.0,0.73, 0.98查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。70.6m/min =298.6r/min （3-124） 查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与298.6r/min相近的有230r/min与305r/min现取305r/min所以实际切削速度为： 72m/min。l 切削用时的计算: 查机械加工工艺手册2.5-3车削机动时间的计算，可得： （3-125） （3-126） （3-127） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5 所以：l 145倒角：l 加工条件： 工件材料：200,硬度200加工要求：145倒角 机床：620-1卧式车床。 刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状：前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=8(6-8),主偏角=45, 副偏角=6, 刃角=0, 刀尖圆弧半径=1.5mm, 过度尺寸=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角=46l 切削用量：l 吃刀深度：=0.7mm，查切削用量简明手册表1.4硬质合金外圆车刀半精车进给量f=0.40.5mm/r，按620-1车床说明书选择：f=0.5mm/r.l 切削速度：l 后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。l 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, l 切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式，注：内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9 （3-128）其中：158, 0.15,0.4,m=0.2,f=0.5mm/r, =0.7mm查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.0,0.73, 0.98查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。71.4m/min =299.2r/min （3-129）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与299.2r/min相近的有230r/min与305r/min现取305r/min所以实际切削速度为： 72.8m/min。l 切削用时的计算: 查机械加工工艺手册2.5-3车削机动时间的计算，可得： （3-130） （3-131） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5 所以：3.5.5 精车零件左端面、80外圆及80的右平面l 车刀的选择：l 加工条件：工件材料：200,硬度200加工要求：精车左端面、80右平面及80外圆 机床：620-1卧式车床。 刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料：查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状：前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=8(6-8)，主偏角=93, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45l 切削用量：l 吃刀深度及进给量f：左端面加工：0.7+0.15=0.85mm。80右平面加工余量：0.7+0.2=0.9 mm。80外圆加工余量： 0.7+0.15=0.85mm。左端面进给量：查切削用量简明手册表1.6硬质合金外圆车刀半精车进给量，f=0.250.4mm/r根据C620-1车床技术资料现取f=0.3mm/r；80右平面进给量：查切削用量简明手册表1.6硬质合金外圆车刀半精车进给量f0.250.4 mm/r根据C620-1车床技术资料现取f=0.3mm/r；80外圆进给量：查切削用量简明手册表1.6硬质合金外圆车刀半精车进给量f=0.250.4mm/r, 根据C620-1车床技术资料现取f=0.3mm/r。l 切削速度：l 后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。l 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, l 车左端面切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式： （3-132）其中：54.8,0.4,m=0.2，0.85mm，f=0.3 mm/r查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.04,0.73, 0.97查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。38.9m/min =157r/min （3-133）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与157r/min相近的有150/min与187r/min现取150r/min所以实际切削速度为：37.4m/min。l 切削用时的计算:查机械加工工艺手册2.5-3车削机动时间的计算，可得： （3-134） （3-135） （3-136） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5 所以：l 精车80外圆l 切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式： （3-137）其中：189.8, =0.15,0.2,m=0.2，0.85mm，f=0.3 mm/r查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.0,0.73, 0.97查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。88.76m/min =350.28r/min （3-138）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与343.3r/min相近的有305/min与380r/min现取380r/min所以实际切削速度为： 96.3m/min。l 切削用时的计算: 查机械加工工艺手册表2.5-3车削机动时间的计算，可得： （3-139） （3-140） （3-141） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5 所以：l 精车80右平面：l 切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式： （3-142）其中：54.8,0.4,m=0.2，0.9mm，f=0.3 mm/r查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.18,0.73, 0.97查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。41.76 m/min =105.6r/min （3-143）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与105.6r/min相近的有120r/min与96r/min现取96r/min所以实际切削速度为： 37.98m/min。l 切削用时的计算: 查机械加工工艺手册表2.5-3车削机动时间的计算，可得： （3-143） （3-144） （3-145） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5所以：3.5.6 扩、铰孔24，扩孔8，沉孔9.590l 扩孔23.8：l 加工条件： 工件材料：200,硬度200 工艺要求：孔径23.8mm，孔深为22mm通孔 机床：z525立式钻床l 钻头的选择：查机械加工工艺手册表4.3-31选择扩孔钻为锥柄扩孔钻几何参数如下： d23.8mm，L281mm，l160mm，15.3mm，莫氏号3，主偏角30-60选为60，齿数为3，圆柱部分切削刃前角0，圆柱部分切削刃后角0，切削部分后角8，螺旋角10l 切削用量：l 扩孔时进给量： 查机械加工工艺手册表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量，2025mm，铸铁硬度为200HBS，=1.0-1.2mm/r现取=1.0mm/rl 切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-41高速钢钻头切削时切削速度、扭矩及轴向力 2025mm, =1.0mm/r，铸铁硬度为200HBS，用插值法求得0.34m/s=20.4m/min= r/min （3-147）查切削用量简明手册表2.35 Z525立式钻床技术资料取其主轴转速为272r/min；因此实际切削转速为：m/min （3-148）l 扩孔钻磨钝标准及耐用度： 查机械加工工艺手册表2.4-37高速钢20,加工铸铁，后刀面最大磨损限度为：0.9-1.4mm，耐用度T=3000sl 切削力的计算： 查机床夹具设计手册表3-71钻削力计算公式： 轴向力： （3-149） 其中： 、 所以： N 扭矩： （3-150）其中：、 所以：功率： （3-151）其中：、所以：=3.5 Kwl 切削用时的计算：查机械加工工艺手册表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式： （3-152） （3-153）9mm （3-154） 所以：l 扩孔8：l 加工条件： 工件材料：200,硬度200 工艺要求：孔径8mm，孔深为9mm通孔 机床：Z525立式钻床l 钻头的选择： 查机械加工工艺手册表4.3-31选择扩孔钻为锥柄扩孔钻几何参数如下： d8mm，L162mm，l81mm，5.8mm，莫氏号3，主偏角30-60选为60，齿数为3，圆柱部分切削刃前角0，圆柱部分切削刃后角0，切削部分后角8，螺旋角10l 切削用量：l 扩孔时进给量： 查机械加工工艺手册表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量，15mm，铸铁硬度为200HBS，=0.7-0.9mm/r现取=0.8mm/rl 切削速度：查机械加工工艺手册表20-30mm，铸铁硬度为200HBS，=1.3-2.6mm/r现取=1.3mm/rl 切削速度：查机械加工工艺手册表20mm,加工铸铁，后刀面最大磨损限度为：0.40.6mm，耐用度T=3600sl 切削力的计算： 查机床夹具设计手册表3-71钻削力计算公式： 轴向力： （3-163）其中： 、 所以： N 扭矩： （3-164）其中：、 所以：功率： （3-165）其中：、所以：=2 Kwl 切削用时的计算： 查机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P 表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式 （3-166） （3-167） 9mm （3-168） （3-169） （3-170） 所以：l 沉孔9.590按有关资料介绍锪平按扩孔加工方式进行计算l 刀具的几何角度的选择：锪刀为自制高速钢锪孔钻，d=9.5mm，=8mm, =8mm, L=190mm,l=40mm，适用螺栓或螺钉规格为M4.5（设计数据参考机械加工工艺设计实用手册表12-47 带导致直柄锥柄90锥面锪钻）；l 进给量f： 查机械加工工艺手册表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔时的进给量： =9.5mm，f=1.0mm/r ；l 切削速度v: 查机械加工工艺手册表2.4-53高速钢扩孔钻扩孔时切削速度： 10.2mm（Z3025钻床允许的轴向力为7840N查机械加工工艺手册表3.1-30 Z3025立式钻床技术资料）=1.3 mm/r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=0.47-0.54 mm/r根据Z3025钻床说明书选择=0.5mm/r。由于加工通孔为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。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，查切削用量简明手册表2.19、查出钻孔时轴向力，当=0.5mm/r、12mm、=3580N轴向力修正系数=1.0、=1.0、=1.0故=3580 N，根据Z525钻床说明书机床进给机构强度允许的最大轴向力为=7840 N.由于10mm时钻头后刀面最大磨损量为0.5-0.8，寿命T=1500sl 切削速度、轴向力及扭矩：查机械加工工艺手册表2.4-41高速钢钻头切削时切削速度、扭矩及轴向力。=10.5mm、=0.5mm/r，铸铁硬度为200HBS查得=0.38m/s=22.8m/min，扭矩M12.666 NM，轴向力F3257N r/min根据Z525钻床说明书可考虑n=950 r/min但因所选转数较计算转速高会使刀具寿命下降故可将进给量降低一级，即取=0.4mm/r，也可选较低转速n=630 r/min, =0.5mm/r，故比较两方案：方案1：=0.4mm/r、 n=950 r/min n*=0.4950=380mm/min方案2：=0.5mm/r、n=630 r/min n*=0.5630=315 mm/min因方案2乘积较大、基本工时较少故第1方案较好此时=31.3 m/min、=0.4mm/r 、n=950 r/min。l 切削用时的计算： 查机械加工工艺手册孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P 表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式 （3-173） （3-174） 5mm （3-175） （3-176）所以：l 锪平19： 按有关资料介绍锪平按扩孔加工方式进行计算l 刀具的几何角度的选择：l 锪平19：查机械加工工艺手册表4.3-38锪刀为带可换导柱锥柄平底锪钻（GB4261-84）,d=36mm，=20mm, =10mm, =M8,L=190mm,l=40mm，莫氏号为3，适用螺栓或螺钉规格为M18.l 进给量f： 查机械加工工艺手册表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔时的进给量： =15mm20mm，f=1mm/r (0.9mm/r1.1mm/r)；l 切削速度v 查机械加工工艺手册表2.4-53高速钢扩孔钻扩孔时切削速度： 锪平19：20mm,f=1mm/r时 v=11m/min；主轴转速：= （3-177）根据切削用量简明手册Z525技术资料选择机床主轴转速为195r/min,因此切削速度v=12m/minl 切削工时的计算：查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版），P表2.5-7钻削机动时间的计算：t （3-178） 因此t=第四章 夹具的设计4.1 工件的定位4.1.1 工装分析本夹具为加工对24H8孔与8孔进行扩孔和铰孔，一般来说扩孔、铰孔时除与钻头旋转方向一致的旋转自由度不需限制外其余的5个自由度都需限制。在加工本工序前也加工的表面有左右两端面、76内孔、80外圆、80右台阶面。4.1.2 定位方案的制定方案1：采用心轴以76内孔定位及采用支承钉或支承板以右端面定位； 方案2：采用套筒以80外圆定位及采用支承钉或支承板以左端面定位； 方案3：采用套筒以80外圆定位及采用支承钉或支承板以80右台阶面定位； 方案比较：从限制的自由度上比较，方案1可限制工件的、，属欠定位；方案2可限制工件的、，也属欠定位；方案3可限制工件的、，同样属于欠定位。因此除采用以上的定位基准面外还应当添加一个基准面以限制工件的自由度以达到完全定位。分析零件得知可采用24外轮廓作为基准，以此作为基准不但可以限制自由度还可以保证孔的壁厚均匀。从夹具的制作方便上比较，方案1的定位上夹具的制造较方便但定位后零件的夹紧不是很方便；方案2，80外圆与左端面之间的距离较短定位时夹具不好设计制造；方案3，不但定位是夹具方便制造而且零件的夹紧也很方便。因此夹具的最终定位方案为采用套筒以80外圆定位、采用支承钉以80右台阶面定位和采用24外轮廓用V型块定位。4.1.3 定位元件的选择 图4.2 套筒设计尺寸支承钉：查机械夹具设计手册表2-176，选择支承钉为A2010；套筒：采用自制，对于加工孔24H8来说以80h8定位属于基准重合。所以考虑定位误差时只考虑定位基准位置误差，而外圆柱面定位时，定位基准的位置误差与用心轴对孔定位时相似。考虑到配合间隙对加工要求中心距影响较大应选用较紧密的配合所以配合时应有过盈方便安装工件因此过盈量不宜过大所以定位套筒的孔径80P9（），设计尺寸如图4.2；V型块：为方便安装，V型块采用自制。4.1.4 钻套与工件的距离 参考机械夹具设计教程，加工铸铁时，h=（0.3-0.7）d，因此h=25mm。4.1.5定位误差分析工件采用套筒以80外圆定位、采用支承钉以80右台阶面定位，属于一孔一平面定位并且在钻削时定位套筒受力为固定边接触。因此由机床夹具设计手册第二版表1-1-12可知： （4-1）工件轴的直径公差；定位套筒孔的直径公差；因此以套筒定位时基准位置误差为：=-0.046+0.076=0.03mm此项误差只占加工允许误差0.1mm的三分之一，因此定位误差满足要求。4.2 确定对刀元件4.2.1 钻套设计： 图4.323.8扩孔钻套 图4.4 8扩孔钻套设计尺寸由工序可知，23.8孔与8孔在扩孔后还需要铰孔，因此采用可换钻套，以方便换刀后能迅速更换钻套。查机械夹具设计手册23.8扩孔钻套为图4.3，具体数据如下：d=, ，,r=30mm,m=18,C=1mm, ,k=0.012，螺钉为M8；考虑钻模板的设计8孔的扩加工钻套采用自制设计如图4.4：8扩孔钻套设计数据为：d=, ，,，,r=30mm,m=18,C=1mm, ,k=0.012，螺钉为M8；4.2.2 衬套设计：为方便安装8扩孔钻套所以衬套为自制，设计图为图4.5：图4.5 自制衬套4.3夹紧力计算夹具为对24H8孔与8孔进行扩、铰孔，因此在考虑加工力时只考虑其中大者来进行计算就可保证其余加工时力的要求。由第二章对24H8孔与8孔进行扩、铰的轴向力和扭矩得知：轴向力为N，扭矩为：。分析夹具力建立力学平衡式为： （4-2） （4-3） （4-4）其中：=0.25，=0.25，=55mm，=32mm，K=1.8为支承钉与工件的摩擦系数； 为压板与工件的摩擦系数； 为支承钉到80轴心线的距离； 为24轴心线到80轴心线的距离； K为安全系数； Q为夹具的夹紧力； 所以：， 由于、力方向相同，因此 所以Q=45031.8/0.25=9720N第五章 液压系统设计5.1 液压系统分析5.1.1系统要求分析该系统需“快进工进保压快退停止”的工作循环，在工进时要求系统要有保压的功能。快进和快退的速度为，分析夹具设计快进的行程长度为，工进行程长度为，要求活塞的往复运动的加速、减速时间不希望超过0.2s就能满足夹具的夹紧和取下工件的要求。5.1.2 负载分析l 工作负载 由第三章夹紧力计算得知夹具所需的夹紧力为：Q=9720N因此液压系统工进时的力为9720N。l 工作部件总重量 工作时工作部件有：圆压板、垫圈、螺母、活塞杆、活塞。材料均为45钢，查？表 密度为7.8g/。圆压板重量：T=V=37.85=23.07g=0.23N （5-1）垫圈重量：T=V=133.67.85=1049g=10.3N （5-2）螺母重量：T=V=6.577.85=52g=0.5N （5-3）活塞和活塞的重量约为：71N，因此工作部件的总重量约为=80N。l 惯性负载 （5-4）表5-1 液压缸在各工作阶段的负载值工况负载组成负载值F（N）拉力F/ （N）启动F=80N89N加速4.7N5.2N快进80N89N工进9720N10800N快退80N89N 注：液压缸的机械效率取=0.9l 负载图和速度图的绘制 负载图按上面数值绘制，如图4-1所示。、快退行程和工进速度等绘制，如图4-1所示，其中取0.2m/min。 图5-1 液压缸的负载图和速度图5.2 液压系统主要零件参数确定5.2.1液压缸主要参数的确定 由液压传动教程表11-2和表11-3可知，钻床液压系统在最大负载为10800N时宜取=4MP，在设计时要求工进、快退的速度相等，因此可选用单杆式的，并在快进时作差动连接。由液压传动教程第五章得知，这种情况下液压缸无杆腔工作面积应为有杆腔工作面积的两倍，即活塞杆直径d与缸筒直径D成d=0.707D的关系。 在液压缸回油路上必须具有背压，以满足活塞杆后退要求。根据液压工程手册表12.3-13中推荐值，可取=0.5MP。 由工进时的拉力按液压传动教程第五章式（5-4）： （5-5）故有 （5-6）所以=917 mm 当按GB2384-80将其圆整成近标准值，D=100mm，d=0.707D=70mm查机械零件设计手册第二版.下册.式31-5薄壁筒计算公式得： （5-7） 其中：，当缸体材料选用45缸时查材料力学教程第四版表2.1几种常用材料的主要力学性能；，S范围为3.5-5为安全现取S=5，因此； 所以：，因液压缸的安装采用半环连接式，缸筒部因开了环而削弱了强度因此缸筒的厚度选择为10mm。 所以：，当时为薄壁，壁厚按下式进行校核。因此按液压传动式5-20， （5-8）其中： 所以：t 合格，根据校核活塞杆的强度符合要求。5.2.2 缸盖固定螺栓直径按液压传动式5-23液压缸盖固定螺栓直径为： （5-9） 其中：K=1.5，固定螺栓材料选用45钢。Z=6，F=10800N。 所以： 取d=10mm5.2.3 活塞杆最小直径计算活塞缸内径为D=100mm，缸内压力为，活塞杆材料选用45钢，所以 （5-10） （5-11） ,. （5-12）5.2.4 压力、流量和功率值表5-2 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值工况负载F（N）回油腔压力（MPa）进油腔压力（MPa）输入流量Q(L/min)输入功率P（KW）快 进（差动）启动8900.023-加速5.21.022-恒速891.02126.930.46工进108000.53.70.80.049快退启动8900.011-加速5.20.50.256-恒速890.26654.950.2445.3 液压系统图的拟定5.3.1 液压回路的选择 首先是选择快速运动和换向回路。系统采用单杆液压缸作差动连接，它的快进 、快退换向回路采用如图5-2所示的形式。 其次是选择保压回路。采用如图5-3所示的形式。 图5-2 换向回路 图5-3 保压回路 图5-4液压缸工况图 图5-5速度换接回路再次是选择速度换好、接回路。由工况图5-4中的q-l曲线得知，输入液压缸的流量由26.93L/min降为0.8L/min，活塞杆的速度变化较大，宜选用行程阀来控制速度的换向，以减少液压的冲击（见图5-5）。5.3.2液压回路的综合将回路进行综合，就可以得到以下的液压系统图：图5-6 液压系统图1-单级叶片泵 2-三位五通电液阀 3-三位四通电液阀 4-调速阀 5-单向阀6-行程阀 7-背压阀 8-顺序阀 9-溢流阀 10-压力继电器 11-单向阀 12-单向阀 13-滤油器 14-压力表开关 15-单向阀5.4 液压元件的选择5.4.1 液压泵的选择 液压缸在整个工作循环的最大工作压力为3.7MPa，如取进油路上的压力损失为0.5MPa（表5-2），压力继电器调整压力高出系统最大工作压力之压力值为0.5MPa，则流量泵的最大工作压力应为 （5-13） 液压泵应向液压缸提供的最大流量为54.95L/min，若回路中的泄露按液压缸输入流量的10估计，则泵的总流量应为，溢流阀的最小稳定溢流量为3L/min，工进时输入液压缸的流量为0.8L/min，所以小流量泵规格应为3.8L/min。 根据以上的压力和流量的数值查阅机械设计手册，最后确定选取液压泵型号为YB-63叶片泵。 5.4.2 阀类元件及辅助元件的选择 根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件的实际流量，可选出这些元件的型号及规格，表5-3所示为选出的一种方案。表5-3 元件的型号及规格序 号元件名称估计通过流量型 号 规 格(公斤/cm)1叶片泵YB-63632三位五通电液阀6335 Y-63B633三位四通电液阀6334 Y-63 BZ634调速阀1QCI-25635单向阀63I-63 B636行程阀7022 C-25 BH637背压阀1B-100（0.3-0.5）638顺序阀25XY-25B639溢流阀10P-B 102510压力继电器-DPI-6310-6311单向阀80I-100 B6312单向阀60I-63 B6313滤油器40TLW-502514压力表开关-K-1 B6315单向阀60I-63 B635.4.3 油管的计算 各元件间的连接管道的规格按元件接口处尺寸决定，液压缸进、出油管则按输入、排出的最大流量计算。根据表5-2数值，考虑到损失的问题所以取液压缸的进出油管的最大流量为65L/min，当油液在压力管中速度取4m/s时，按液压传动教程式（7-8）算得和液压缸无杆腔和有杆腔连接的油管内径分别为： （5-14） （5-15） 按机械设计手册表23.9-2钢管公称通经、外径、壁厚联接螺纹和推荐流量表。选用内径为18mm，外径为22mm的无缝钢管。第六章 数控编程6.1 三维建模 6.2 数控加工工序编制工序I 粗车右端面、孔76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。工序II 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面。以零件76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序III 钻孔24、8以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z550立式钻床，夹具为专用夹具。工序IV 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序V精车零件左端面、80h8及80的右平面，以零件76E8内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序VI 扩、铰孔24H8孔8，沉孔9.590、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹，锪平36、22及铣M6端面到要求。以零件80外圆及C面为基准。选用数控钻床，夹具为专用夹具。 工序VII锪平19及钻孔5-10.5，以零件80外圆及左端面为基准。选用Z525立式钻床，夹具为专用夹具。工序VII终检6.3 数控程序的生成6.3.1 确定加工轨迹 6.3.2 数控程序工步1 扩孔23.8N10G90G54G00Z60.000N12S1000M03N14X32.000Y18.500Z60.000N16Z55.000N18G98G81X32.000Y18.500Z-22.000R0.500F300N20G80G00Z60.000N22M05N24M30工步2 扩孔8N10G90G54G00Z90.000N12S1000M03N14X32.144Y18.725Z90.000N16Z70.000N18G98G81X32.144Y18.725Z-7.500R0.500F300N20G80G00Z90.000N22M05N24M30工步3 铰孔24H8N10G90G54G00Z60.000N12S1000M03N14X32.000Y18.500Z60.000N16Z55.000N18G98G81X32.000Y18.500Z-22.000R0.500F300N20G80G00Z60.000N22M05N24M30工步4钻螺纹孔5.2N10G90G54G00Z60.000N12S1000M03N14X0.000Y22.000Z60.000N16Z50.000N18G98G81X0.000Y22.000Z-15.000R0.500F100N20G80G00Z60.000N22M05N24M30工步5 攻丝M6N10G90G54G00Z65.000N12S1000M03N14X0.000Y0.000Z65.000N16Z56.000N18G98G81X0.000Y0.000Z-12.000R0.500F300N20G80G00Z65.000N22M05N24M30工步6 铣M6端面到要求N10G90G54G00Z60.000N12S10M03N14X0.000Y35.000Z60.000N16Z50.000N18Z17.000N20