车床轴套加工工艺及关键工序工装设计

1、军床轴套加工工艺及关键工序工装设计1引言机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产 规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工 工艺来体现，因此工艺规程编制的好坏是生产该产品的重要保证和重要依据。夹具结 构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发 挥极其重要的作用1 0利用更好的夹具可以保证加工质量，机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面以及被加工表面相互之间的位置精度；提高生产率、降低成本，使用夹具

2、后可以减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多工位加工 20扩大机床工艺范围，在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范 围。减轻工人劳动强度，保证安全生产。为了让夹具有更好的发展，夹具行业应加强 产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具 专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。1.1 机械制造业及其现状在国民经济的各条战线上广泛使用着大量的机械、机床、工具、仪器、仪表等工 艺装备。这些工艺装备的制造过程总称为机械制造，生产这些工艺装备的工业即是机 械制造业30机械制造业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工技术，研究其工

3、艺，并设计和制造各种工艺装备。机械制造业是国民经济的基础和支柱，是向其他各部门提供工具、仪器和各种机 械设备的技术装备部。据西方工业国家统计，机械制造业创造了60%勺社会财富，完成45%勺国民经济收入。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备， 那么信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术、以及空间技术等新技术 群的发展将会受到严重的制约。因此，一个国家的经济竞争归根结底是机械制造业的 竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之0机械制造业是一个历史悠久的产业，经历了一个漫长发展过程。蒸汽机和电力的两次工业革命使机械制造业发生了巨大变革，世界各

4、国都逐渐充分重视、发展和应用 机械制造技术。经过建国五十多年的发展，机械工业已经成为我国工业中产品门类比 较齐全，具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。改革开放以来，机械工业引 进了大量的国外先进技术，加上国内自行研究开发的成果，使机械产品的结构正向合 理化方向发展，对市场的适应能力日益明显增强。但是，与工业发达国家相比，我国的机械制造仍存在阶段性的差距。集中表现为 制造技术的落后一一在设计方法和手段、制造工艺、制造过程自动化及管理技术诸方 面都明显落后于工业发达国家。制造技术的落后严重制约了机械工业的进一步发展， 使我国机械传动工业的技术来源大部分依赖引进国外技术，全员劳动生产率低，机械

5、 产品质量差，可靠性低，缺乏竞争力401.2 机械制造业的发展趋势1.2.1 常规工艺的不断优化常规工艺优化的方向是实现高效化、 精密化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、 低耗、少（无）污染的先进实用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工 艺材料、检测控制系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业采用501.2.2 新型加工方法的不断出现和发展包括精密加工和超精密加工、微细加工、特种加工及高密度能加工、新硬材料加 工技术、表面功能性覆盖技术和复合加工，以适应机械产品更新换代对制造工艺提出 的更高、更新的制造模式。1.2.3 自动化等高新技术与工艺的精密结合微电子、计算机和自动化技术与工艺

6、及设备的相结合， 使传统工艺面貌产生显著、 本质的变化，如生产线自动控制、在线检测自适应控制、计算机辅助工艺过程设计、 计算机辅助夹具设计、计算机辅助装备工艺设计和智能制造系统等。中国的机械制造工业任重而道远，我们必须不断开拓进取，改进制造技术，使制 造业达到一个新的高度2零件工艺性分析2.1 零件的作用题目给的零件是ca6140卧式车床上的轴套，零件的 100外圆上标有刻度线， 用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值。轴套中部的通孔 则是给传递力矩通过，本身没有受到多少力的作用。设计题目给定的零件是ca6140车床轴套零件，生产纲领为50000件/年，查表可知该产品为大批

7、生产。2.2 零件的工艺分析轴套共有三组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)以中20的孔为中心加工表面(2)两端面(3)以 中90为中心的加工表面它们之间的位置要求主要是(1)100m小端面与 中45mmi中心轴的跳动度(2)90mm端面与中45mmfl中心轴线的跳动度经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表 面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。3毛坯的选择3.1 毛坯的种类毛坯的种类主要有碳钢、合金钢、 不锈钢与耐热钢、铸铁与黄铜、青铜、铝合金; 在选择毛坯的制造方法时，首先考虑材料的工艺特性，如铸铁不能锻造，这类材

8、料只 能选择铸造；高碳钢的铸造性和焊接性都较差，一般都采用锻造。3.2 确定毛坯是应考虑到的因素在确定毛坯时应考虑以下因素(1)零件的材料及其力学性能当零件的材料选定之后，毛坯的类型就大体确定了。例如，材料为铸铁的零件， 自然应选择铸造毛坯；而对于重要的钢质零件，力学性能要求高时，可选择锻造毛坯。(2)零件的结构和尺寸形状复杂的毛坯常采用铸件，但对于形状复杂的薄壁件，一般不能采用砂型铸造； 对于一般用途的阶梯轴，如果各段直接相差不大，力学性能要求不高时，可选择棒料 做毛坯，倘若各段直径相差较大，为了节省材料，应选者锻件 60(3)生产类型当零件的生产批量较大时，应采用精度和生产率都比较高的毛坯

9、制造方法，这时 毛坯制造增加的费用可由材料费减少的费用以及机械加工减少的费用来补偿。(4)现有生产条件选择毛坯类型时，要结合本企业的具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和 能力，外协的可靠性等。(5)充分考虑利用新技术，新工艺和新材料的可靠性为了节约材料和能源，减少机械加工余量，提高经济效益，只要有可能，就必须 尽量采用精密锻造，精密铸造，冷挤压。粉末冶金和工程塑料等新工艺，新技术和新 材料7 o3.3 确定毛坯时的几项工艺措施实现少切削，无切削加工，是现代机械制造技术的发展趋势。但是，由于毛坯制造技术的限制，加之现代机器对精度和表面质量的要求越来越高，为了保证机械加 工能达到质量要求，毛坯

10、的某些表面仍需留有加工余量。加工毛坯时，由于一些零件 形状特殊，安装和加工不大方便，必须采取一定的工艺措施才能进行机械加工。3.4 毛坯的确定零件材料是ht15-33。零件年产量是大批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在 考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，采用方法为砂模机器造型。零件形 状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。4工艺规程设计对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成。在特定条件下，总 存在一种相对而言最为合理的工艺规程，将这个工艺规程用工艺文件的形式加以规 定，由此得到的工艺文件统称工艺规程804.1 工艺规程的作用工艺规程是生产准备、生

11、产组织、计划调度的主要依据，是指导工人操作的主要 技术文件，也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工艺规程的制订须 严格按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完善。(1)根据机械加工工艺规程进行生产准备(包括技术准备)。在产品投入生产以前， 需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，关键技术的分析与研究；刀、夹、量 具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。这些工作都必须根据机 械加工工艺规程来展开。(2)机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。(3)新建或扩建车间(或工段)，起原始依据也是机械加工工艺规程，根据机械加 工工艺规

12、程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大 小和工人的数量。4.2 定位基准的选择4.2.1 粗基准的选择因为轴套可归为轴类零件，一般以外圆作为粗基准。一般以非加工表面作为粗基 准，但本零件各面均需加工，此时应以加工余量最小的面为粗基准，所以对于本零件 可以先以轴套右端 中45的外圆及90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 中45 mw卜圆可同时削除五个自由度，再以 90的右端面定位可削除自由度。4.2.2 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以20mmi为精基准。4.3 制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度(尺寸精度、形状精度、位置精度)

13、和表面 质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本904.3.1 工艺路线方案一工序i 粗车 100mm柱体左右端面及外圆，外圆留有余量。以右端 中45mm 为粗基准工序r 钻、扩、粗较、精较20mmi至图样尺寸并车孔左端的倒角工序加 粗车 中45,90的外圆，粗车各端面，粗车 中90的倒角，粗车3x 2 的槽，r5的圆角，以中20为精基准工序iv 半精车中90外圆及各端面，车槽3x2, r5的圆角工序v半精车100左右端面及外圆，精车 中100的左端面工序vi

14、粗铳90的左端面；粗铳、精铳 90柱体右侧面工序vh 钻4一9孔工序vffl钻4孔，较6孔工序ix磨削100的右端面，90外圆及左右端面，45外圆工序x磨削外圆面 100,90工序xi刻字刻线工序刈 镀铭工序xm检测入库4.3.2 工艺路线方案二工序i 钻、扩、钱20的孔，以右端45的外圆为粗基准工序h 粗车100外圆，b面，90外圆及右侧面，3 x2槽，45外圆 工序加 粗车零件左右端面，并倒 20孔的倒角，以及零件右端45度倒角工序iv 半精车 中100外圆，90外圆工序v半精车零件左端面工序vi 精车100外圆，并倒 100,90的倒角工序vu精车零件左端面工序vffl 粗铳 90的左端

15、面；粗铳、精铳 90柱体右侧面工序ix钻4一9孔工序x钻4孔，较6孔工序xi 磨削90外圆及右侧45外圆工序刈 抛光b面工序xin 刻字刻线工序xiv 镀铭工序x v 检测入库4.3.3 工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于：方案二考虑以20孔为精加工基准，而方案一则 是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔 20mm这时很难保证其圆跳动的误差精 度等。因此选择方案二作为加工工艺路线比较合理。4.4 毛坯尺寸的确定与机械加工余量由于本零件材料为灰铸铁，由工艺手册得，毛坯为双侧加工，ma为g,加工 精度为8到10级，这里选取9级。则由机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4得:零件延轴线方

16、向的加工余量为：2 x2.5mm=5mm中100径向加工余量为6mm轴向加工余量为2x2.5mm=5mm90径向加工余量为2x2.5mm=5m，m轴向加工余量为 2x 2.5mm=5mm45径向加工余量为 2x2.5mm=5mm由机械零件工艺性手册表：2-64得：100,90柱体圆角为：r=2mm右 端 中45的圆角为：r=4mm铸件上的过渡部分尺寸确定为：r=5mm 03mm h=15mm由以上资料得出毛坯尺寸图。4.5 确定切削用量及基本工时工序i钻，扩，钱20孔加工条件工件材料：hti5-33硬度170-241hb取190hb机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，钱 20孔机床：转塔车床c36

17、5l计算切削用量(1)钻中18孔(a)刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用18高速钢锥柄标准花钻(b)切削用量选择查切削用量手册得：f=0.70m手册c365l车床进给量取f =0.76mm/r。查切削用量简明手册取 v=13m/minns=100s=0.86mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册pd w按机床选取 n=238r/m,故n = pdw nwlooo = 18 m/min(4.1)(c)计算基本工时：t= (l+l+l) /(f xn) =0.66min(4.2)(2)扩中19.8孔(a)刀具选择：选用19.8高速钢锥柄扩孔钻(b)确定切削用量查切削用量简明手册得：f =0.

18、90mm/r1.1mm/r,再由机械制造工艺设计 简明手册c365l车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由现代机械制 造工艺流程设计实训教程得公式： vc扩= (1/21/3) vc钻(4.3)查切削用量简明手册取 vc =0.29m/s=17.4m/minvc=( 1/2 1/3 ) vc=5.8 m/min8.7m/minns = 100ch/= 93 r/min 140r/minpd w按机床选取 n =136r/m ,故 n = pdw n/ccc = 8 . 5m/min(3)计算基本工时t= (l+l+lo /(f xn) =(91+14+2)/(0.92 x 1

19、36)=c.86min。其中 l=91, l=14, l2=23钱20(a)刀具选择：20高速钢锥柄机用钱刀(b)确定切削用量背吃刀量a p =0.12 p由切削用量简明手册表 2.11 f =1.3mm/r2.5mm/r,取f=1.68由切削用量简明手册表 2.30得n c =cn卜m a p f y = 7.9m/min(4.4)ns = 1000n pd = 125.8 r/min按机床选取 nw = 136r/min所以实际切削速度n =0人熊1000= 8. 54m/min(c)计算基本工时t=(l+l+lo/(f x n) =0.44min工序h粗车中100外圆、车b面。车中90外

20、圆及右侧面、3 x2槽、45外圆(1)加工条件机床选择：ca6140车床刀具 1：刀片材料 yc6,刀杆尺寸 bx h=16x 25mm ro=100 kr=600 l s =- 50k = 80 a 0 = 50 ge = 0.5刀具2:刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸30x45刀具3:刀片材料为高速钢，切断车刀，刀杆尺寸16x25(2)计算切削用量粗车中100外圆用刀具1(a)确定背吃刀量a(即切深a) 粗车的余量为1.5mm一次走刀完成，即a=1.5mm(b)确定进给量查切削用量简明手册：加工材料hti5-33、工件直径100mm切削深度a=1.5mm 则进给量为0.6mm/r0.9

21、mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给f=0.86mm/r。选择磨钝标准及耐用度：根据切削用量简明手册表 1.9,取车刀后面最大磨损量为0.8mm/r1.0mm/r。焊接车刀而寸用度 t=60mm(c)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表1.27n c = cn t m a p f y = 57.46 m/min(4.5)ns = 1000nzpd = 172 r/min按ca6140车床转速(机械制造工艺设计简明手册表4.28)选择与172r/min 相近似的机床转速n=200r/min ,则实际切削速度 vc=66.6m/min。(d)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公

22、式计算：t=0.149min(3)粗车 90外圆 选择刀具：用刀具1(a)确定背吃刀量 粗车外圆ap=1.1mm(b)确定进给量由切削用量简明手册hti5-33,刀杆尺寸16x25,工件直径为 中90mm则f =0.6 mm/r0.9 mm/r。再卞!据ca6140车床说明书，取横向进给量取 f =0.86mm/r。由切削用量简明手册表1.9查取后刀面磨损最大限度为 0.81.0,焊接耐用度t=60mm(c)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表1.27n c = cn t m a p f y = 44 m/minns = 100on= 147.6 r/minspd w按c/6140车床转速

23、选择与157.5r/min相近似的机床转速n=160r/min,则实际 切削速度v =47.728m/min(d)确定进给量t=(l+l+l+l) xi/(f xn)=0.153min(4.6)(4) 粗车45外圆选择刀具1(a)确定切削深度粗车外圆，一次走刀，则a p=1, hti5-33,刀杆尺寸16x 25, a p = 1.1,工件直径为 中45mm则f =0.4mm/r0.5mm/r。再由简明手册表4.2 3查取f =0.45mm/r。(c)确定切削速度vc根据切削用量手册表1.27查取：am _ x y cc r /,a p f = 62.7 m/minns = 1000n= 39

24、9r/minspd w按ca6140车床说明书，选择与399r/min相近似的机床转速n =400r/min ,则 实际切削速度v = 62.8m/min(d)计算基本工时t= (l+l+l+匕)x i/(f x n) =0.286min(5)成型车刀加工b面(a)确定切削深度，一次走刀，则 a p = 2.5mm t=120min(b)确定进给量f=0.035mm/r0.070mm/r。取 f =0.050mm/r(c)确定切削速度vc根据切削用量手册表1.27查取:n c = cn t ma p f y = 40.602 m/minns = 10001= 121.987 r/minpd w

25、按ca6140车床说明书，选择与121.987r/min相近似的机床转速n =125r/min ,则实际切削速度v =41.605m/min(d)计算基本工时：t= (l+l+l+b) xi/(f xn) =11.04min(6)车90右端面及3x2槽(a)确定切削深度，一次走刀，则 a p = 2.5mm(b)确定进给量由切削用量手册表1.4 , f =0.6mm/r0.9mm/r。根据ca6140机床说明书(见工艺手册表1.31 )取f=0.86mm/r(c)确定切削速度vc根据切削用量手册表1.27查取：n c = cn t m a p f y = 13.965 m/minns = 10

26、0s= 46.815r/minpd w按ca6140车床说明书，选择与46.815r/min相近似的机床转速n =50r/min ,则实际切削速度v = 15.072m/min(d)计算基本工时：t= (l+l+l+匕)x i/(f xn)=1.419min。工序出 粗车零件左右端面，并倒 中20孔的倒角，零件右端45度倒角(1)加工条件机床选择：ca6140车床刀具 1：刀片材料 yg,刀杆尺寸 bx h=16x 25mm r0 =100 kr=60° l s =- 50k = 80 a。= 50 ge = 0.5(2)计算切削用量粗车零件左端面,即粗车 中100左端面(a)确定切

27、削用量a p =1.1mm(b)确定进给量查切削用量简明手册取进给量为0.6 mm/r0.9 mm/r。再根据c/6140车床说明书(见机械制造工艺设计简明手册表1.31查取)进给量取f =0.86mm/r。根据切削用量简明手册表1.9 ,取车刀后面最大磨损量为0.8 mm/r1.0 mm/r。 焊接车刀耐用度t=60mm(3)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表1.27n c = cn t m a p f y = 49.56 m/minns = 1000n y=149 r/mins . pd w按ca6140车床说明书，选择与149r/min相近似的机床转速n =160r/min ,则实

28、际切削速度vc=53m/min(4)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：t= 0.385min粗车零件右端面(a)确定切削用量a p = 2.5mm(b)确定进给量查切削用量简明手册：取进给量为0.4 mm/r0.5 mm/r。再卞g据ca6140车床 说明书(见机械制造工艺设计简明手册表1.31查取)进给量取f =0.45mm/r。根据切削用量简明手册，取车刀后面最大磨损量为 0.8mm/r1.0mm/r。焊接车刀耐用度t=60mm(c)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表1.27n c = cn t m a p f y = 14 m/minns = 1000npd = 89

29、r/min按ca6140说明书，选择与89r/min相近似的机床转速n =100r/min ,则实际切削速度v=15.7m/min(d)计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：t= 0.674min工序iv 半精车 中100外圆、b面，90外圆、45外圆(1)加工条件机床选择：ca6140车床刀具 1：刀片材料 yg6,刀杆尺寸 bxh=16x25mm r0=100 kr=60° l s =- 50k = 80 a 0 = 50 ge = 0.5 刀尖圆弧半径 0.5mm(2)计算切削用量(a)半精车中100外圆 用刀具1(b)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.9m

30、m一次走刀完成，即a=0.9mm(3)确定进给量查切削用量简明手册表1.6:加工材料ht15-33、工件直径100mm切削深度 a=0.9mm表面粗糙度为6.3刀尖，圆弧半径0.5mm则进给量为0.25 mm/r0.40 mm/r。 再根据 c6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度t=60mm(4)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表1.27n c = cn t m a p f y = 103.071 m/minns = 10001 . = 309. 971r/min pd w按ca6140车床转速(机械制造工艺设计简明手册表 4.2 -8)选择与 309.87

31、1r/min 相近似的机床转速 n =320r/min ,则实际切削速度 vc=106.509m/min(5)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：t =0.2.6min半精车 中90外圆 选择刀具：用刀具1(a)确定背吃刀量 半精车外圆a p =1.4 mm(b)确定进给量由切削用量简明手册表1.6, hti5-33,刀杆尺寸16x25,表面粗糙度为6.3,刀尖圆弧半径0.5mm工件直径为 中90mm则f =0.25 mm/r0.40 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取 f =0.30mm/r,车刀耐用度t =60mm(c)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表

32、1.27n c = cn t m a p f y = 103.071 m/minns = 1000n= 353. 719r/minpd w按ca6140车床转速 选择与353.719r/min相近似的机床转速n =400r/min ,则实 际切削速度vc=116.557m/min(d)计算基本工时t= (l+l+l+l3) x i/(f xn)=0.115min半精车中45外圆选择刀具1(a)确定切削深度粗车外圆，一次走刀，则a p =1.4 mm(b)确定进给量由切削用量手册，ht15-33,刀杆尺寸16x 25, a p =1.1 ,工件直径为 45mm表面粗糙度为6.3,刀尖圆弧半径0.

33、5mm则f =0.25 mm/r0.40mm/r。再由简明手册表4.23查取f =0.30mm/r(c)确定切削速度vc根据切削用量手册表1.27查取：n c = cn t m a p f y = 103.071 m/minns = 1000n= 686.719r/minpd w按ca6140车床说明书，选择与686.719r/min相近似的机床转速n =710r/min , 则实际切削速度vc = 107.457m/min(d)计算基本工时t= (l+l+l+b) x i/(f x n) =0.246min工序v半精车零件左端面，即 100左端面(1)加工条件机床选择：ca6140车床刀具

34、1：刀片材料 yg6,刀杆尺寸 bxh=16x25mm r0 =100 kr = 600 l s =- 50k = 80 a 0 = 50 ge= 0.5 刀尖圆弧半径 0.5mm(2)计算切削用量半精车 中100左端面(a)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.9mm一次走刀完成，即a=0.9mm(b)确定进给量查切削用量简明手册表1.6:加工材料ht15-33、工件直径100mm切削深度 a =0.9mm表面粗糙度为6.3,刀尖圆弧半径0.5mm则进给量为0.25 mm/r0.40 mm/r。 再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度t=60mm(

35、c)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表1.27n c = cn t m a p f y = 103.071 m/minns = 1000n= 316. 235r/minspd w按ca6140车床转速(机械制造工艺设计简明手册表4.2 -8)选择与316.235r/min 相近似的机床转速 n =320r/min ,则实际切削速度 vc=106.509m/min(d)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：t=1.158min工序vi 精车 中100外圆，并倒 中90,100的倒角(1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.5mm 一次走刀完成，即a=0.5mm(2)确定进给量

36、查切削用量简明手册表1.6:加工材料ht15-33、工件直径100mm切削深度 a =0.5mm表面粗糙度为1.6,刀尖圆弧半径0.5mm则进给量为0.10mm/r0.15mm/r。 再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r 0车刀耐用度t=60mm(3)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表1.27_ m x yn c = cn t a p f = 142.020 m/minns = 1000n= 452.292r/minpd w按ca6140车床转速(机械制造工艺设计简明手册表4.2 8)选择与452.292r/min 相近似的机床转速 n =450r/min ,

37、则实际切削速度 vc = 141.3m/min 。(4)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：t=0.315min工序即精车零件左端面，即 100左端面(1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.5mm 一次走刀完成，即a=0.5mm (2)确定进给量查切削用量简明手册表1.6:加工材料ht15-33、工件直径100mm切削深度 a =0.5mm表面粗糙度为1.6,刀尖圆弧半径0.5mm则进给量为0.10mm/r0.15mm/r。 再根据c府140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r车刀耐用度t=60mm(3)确定切削速度vc根据切削用量简明手册表1.27n c =

38、cn t m a p f y = 142.020 m/minns = 1000n= 452.292r/minspd w按ca6140车床转速(机械制造工艺设计简明手册表4.2 -8)选择与452.292r/min 相近似的机床转速 n =450r/min ,则实际切削速度 vc = 141.3m/min(4)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：t=2.00min工序vffl粗铳90左右侧面，精铳 90右侧面(1)加工条件：机床的选择：x62vv功率7.5kw装夹系统刚性好；刀具的选择： 铳刀材料为yg6,由a p=8, ae =11 mrrr21mm根据工艺手册表3.128,铳刀

39、选择为80 mm- 110mm由切削手册表6-7选择刀具如下：粗铳刀为粗齿圆柱形铳 刀 d)=100, l = 80, d = 40 ,。=15°, z=10;精铳刀为细齿圆柱形铳刀 d0=100, l = 80, d = 40, r°=15o, z=14,圆柱铳刀寿命为 180min。(2)切削用量选择粗铳左侧面，粗铳刀具(a)切削用量a p=8mm ae=11mm 一次完成(b)确定进给量 由切削手册表3.5当机床x62wtt率为5kw10kw采用丫硬质合金材料加工铸铁取 f z =0.14mm/z0.24mm/z ,取fz =0.24mm/z(c)确定切削速度vc由切

40、削手册表3, 27n c = cn t m a p f y = 119.619 m/minns = 100ch= 380. 952r/minpd w根据x61w机床说明书(见切削手册表 4.2-39)取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为vc=149.15m/min当n =475r/min时，工作台为每分钟进给量是进给速度f m = fz x z x n =0.24 x 10x 475=1140mm/minx62w机床说明书(见切削手册表3.23)取f m =950mm/min(d)计算基本工时t=(l+l)/ f m =(38+5)/950=0.0453min(4.7)粗铳右侧面

41、，粗铳刀具(1)粗铳左侧面，粗铳刀具(a)切削用量a p=8mm ae=10mm两次完成(b)确定进给量 由切削手册表3.5当机床x62wtt率为5kw10kw采用丫硬质合金材料加工铸铁取 f z =0.14mm/z0.24mm/z,取f z = 0.24mm/z(c)确定切削速度vc由切削手册表3, 27n c = cn t m a p f y = 160.952 m/minns = 1000n= 512. 586r/minpd w根据x61w机床说明书(见切削手册表 4.2-39)取主轴转速n =600r/min.则实际切削速度为vc=188.4m/min(4.8)当 n =600r/mi

42、n 时，工作台为每分钟进给量是进给速度f m = fz ' z ' n = 0.24 10 ' 600 = 1440mm/minx62w机床说明书(见切削手册表3.23)取f m =950mm/min(d)计算基本工时t=(l+li)/ f m =(48.2+5+38)/950=0.096min精铳右侧面精铳刀具(a)切削用量a p = 8 , ae = 1 mm 一次完成(b)确定进给量 由切削手册表3.5当机床x62wtt率为5kw10kw采用yg6 硬质合金材料加工铸铁取 f z=0.14mm/z0.24mm/z ,取f z = 0.24 mm/z(c)确定切削速

43、度vc由切削手册表3.27n c = cn t m a p f y = 404.312 m/minns = 1000n pd = 1287.618 r/min根据x61w机床说明书(见切削手册表4.2-39)取主轴转速n =1180r/min.则 实际切削速度为vc=370.52m/min当n=1180r/min时，工作台为每分钟进给量是进给速度f m = f z x zx n=0.24 x 14x1180=2832mm/minx62w机床说明书(见切削手册表3.23)取fm =1180mm/min(d)计算基本工时t=(l+l)/ f m =(48.2+5)/1180=0.0451min(4

44、.9)工序ix 钻4-中9孔(1)刀具选择选用中9高速钢，锥柄标准麻花钻。选用 z525型摇臂钻床。(2)确定切削用量4个孔共走四次刀。由切削用量手册f=0.47mm/r0.57mm/r,由钻床取f=0.40mm/r由切削用量手册,取v查=0.36m/s=21.6m/min ,则n=764.331r/min由钻床说明书，取n机=850r/min(3)计算基本工时其中 li=8, l2=0, l=84t= 4x0.047min=0.188min工序x(1)钻 中 4mmfl,较 6mmfl选用z525型摇臂钻床。(a)刀具选择：由工艺手册选用高速钢锥柄标准花钻。(b)确定切削用量查切削用量手册f

45、=0.18mm/r0.22mm/r,由钻床取f=0.22mm/r.由切削用量手册取 v =0.46m/s=27.6m/min=197r/m由 z525 钻床取 n =1700r/min故 vc =21m/min(c)基本工时li=10, l2=0, l=12.5t= 0.07min钱中6孔(1)刀具选择6高速钢锥柄机用钱刀，刀具磨钝标准为0.40.6,耐用度t=60min(2)确定切削用量(a)加工余量为2mm 故背吃刀量asp=1mm查切削用量手册f=0.27 mm/r 0.33mm/r,由工艺手册f=0.26mm/r(b)确定切削速度计算切削速度，vc = (c vd 0v/t ma pv

46、fy) v(4.10)其中 k/=1, g/=15.6, zv=0.2 , x/=0.1 , yv=0.5, m=0.3v = 0.21m/s=12.8m/minn = 679r/min取 n =670v=8.415 m/min(c)基本工时其中 l=10, l2=2, l=7t= 0.109min工序xi磨削中90外圆以及零件右端 中45外圆选择砂轮：wa6kwp350x40x 12(1)切削用量的选择。砂轮转速 n =1500r/min , v =27.5m/s轴向进给量fa = 0.5b = 20mm工件速度vw =10m/min径向进给量f r =0.015mm/min (双行程)切削

47、工时(4.11)加工中90外圆 ti = 21bz b%0sf a fr = 0.8i9min(b)加工中45外圆t1 =2lbz b k100cnf a fr = 1.606min工序刈抛光b面xffxm 刻线、刻字工序xiv镀铭工序xv检测入库5夹具的设计5. 1夹具的概述5.1.1机床夹具的基本组成部分1.1.1 元件及定位装置 它与工件的定位基准相接处，用于确定工件在夹具中的 正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动之间的相对正确位置。1.1.2 及引导元件这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置，用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件。用于确定刀具位置并引导

48、刀具进行 加工的元件，称为引导元件10 0(a)夹紧装置用于加紧工作，在切削时使使工件在夹具中保持既定位置。(b)联接元件用以确定夹具在机床上的位置并于机床相连接1.1.3 用以联接夹具各元件或装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安 装在机床上。(d)其他联接或装置 除上述元件或装置以外的元件或装置。 如某些夹具上的分度 装置、防错装置、安全保护装置、为便于拆下工件而设置的顶出器等。5.1.2 机床夹具的作用(1)保障加工质量使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位 面之间以及被加工表面互相之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要是靠火 具和机床来保证，不再

49、依赖于工人的技术水平。(a)提高生产效率，降低生产成本使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，而且易实现多件、多工位加工。现 代机床夹具中广泛采用气动、液压等机动夹紧装置，可使辅助时间进一步减少。(b)扩大机床工艺范围在机床上使用可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。例如，在车床或钻 床上使用链膜，可以代替链床链孔。又如，使用靠模夹具，可在车床或铳床上进行仿 形加工。减轻工人劳动强度，保证安全生产。5.1.3 机床夹具的分类按机床夹具的使用范围，可划分为 5种类型(1)通用夹具 如车床上常用的三爪自定心卡盘、顶尖，铳床上常用的平口钳、分 度头、回转工作台等均属此类夹具。该类夹具由于具有较大

50、的通用性，故得其名。通用夹具一般以标准化，并有专门的专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户(2)专用夹具这类夹具是针对某一工件的某一工序而专门设计的，因其用途专一而得名。专用夹具广泛用于批量生产中。(3)可调整夹具和成组夹具这类夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装 置可以调整，以适应不同的零件的加工。用于相似零件成组加工的夹具，通常称为成 组夹具。与成组夹具相比，可调整夹具的加工对象不很明显，适用范围更广一些。(4)组合夹具 这类家具有一套标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成，不 同元件的不同组合和联接可构成不同结构和用途的夹具。夹具用完以后，元件可以拆 卸重复使用。这类夹具特

51、别适合于新产品试制和小批生产。(5)随行夹具这是一种在自动线或柔线制造系统中使用的夹具。工件安装在随 行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还装载着工件随输送装置送往各机床，并 在机床上被定位夹紧。为提高生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。根据我 们所需加工的零件，由于其结构较为特殊，一般机床的通用夹具较难以定位及夹紧， 因此每道工序都运用专用夹具来加工，加工本零件所需的专用夹具为四个。5.1.4 夹具设计的基本要求一台优良的机床必须满足下列基本要求(1)保证工件的加工精度 保证加工精度的关键，首先在于正确的选定定位基准， 定位方法和定位元件，必要时还需要进行定位误差分析

52、，还要注意夹具中其他零件的 结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。(2)提高生产效率专用夹具的复杂程度应与生产纲领相对应，应尽量采用各种快 速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率11。(3)工艺性能好 专用夹具的结构应力求简单、合理，便于操作、装配、调整、检 验、维修等。(4)使用性能好 专用夹具的操作应简便，省力，安全可靠。在客观条件允许且又 经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹具装置，以减轻操作者的劳 动强度。5.1.5 夹具设计规范化的意义研究夹具设计规范化程序的主要目的在于(1)保证设计质量，提高生产效率，夹具设计质量主要表现在(a)

53、设计方案与生产纲领的适应性；(b)高位设计与定位副设置的相容性；夹具设计技术经济指标的先进性；(d)精度控制项目的完备性以及各种控制项目公差数值规定的合理性；(e)夹具结构设计的工艺性；家具制造成本低经济型。有了规范的设计程序，可以指导设计人员有步骤、有计划、有条理的进行工作， 提高设计效率，缩短设计周期。(2)有利于计算机辅助设计，有了规范化的设计程序，就可以利用计算机进行辅 助设计，实现优化设计，减轻设计人员的负担。有利于计算机进行辅助设计，除了进 行精度设计之外，还可以寻找最佳夹紧状态，利用有限对零件的强度、刚度进行设计 计算，实现包括绘图在内的设计过程的全部计算机控制。(3)有利于初学

54、者尽快掌握夹具设计的方法。近年来，关于夹具设计的理论、研 究和实践经验总结已日渐完备，在此基础上总结出来的夹具规范化设计程序，使初级 夹具设计人员的设计工作提高到了一个新的科学化水平 12 o5.2 夹具的设计及操作简要说明5.2.1 问题的提出本夹具用来钻 中4的孔，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设 计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便。本夹具使用在z525型摇臂钻床上，选用偏心轮夹紧。5.2.2 夹具设计(1)定位基准的选择由零件图可知孔 中4对于90右端面有公差要求，经过尺寸链计算，选用中100 左端面作为基准；采用偏心轮夹紧便于装卸。切削力及夹紧力计算(2)切削

55、力的计算：轴向力：f = 9 . 8底 d z f f y fkf ( n)(5.1)其中：cf= 42.7dg = 4 f = 0.22k f= 0.9 (新的钻头)zf=10yf=0.8则：f = 449.382 n扭矩：m = 9.8 icm.d z m. f y m.km(5.2)其中：cm =0.021 zm = 2.0 ym =0.8 k m =0.87则：m f =0.884n- m(3)夹紧力的计算：由机床夹具设计手册表1-2-20 ,查得：当d=32, d=8, e=1.7,m型，得夹 紧力为wo =3680n5.2.3 切削力与夹紧力比较由夹具结构知，轴向力与夹紧力垂直，欲使夹具安全工作，火紧力产生的摩擦力 必须大于轴向力。一般钢铁接触面的摩擦系数为：0.10.15。此处取小值0.1。则 f总=2x 368=736>449.238 所以安全。由于钻头直径为 中4,所以产生的扭矩非常小，夹具可安全工作。5.2.4 夹具图(见附图)夹具中的v形块用于对心，使用了快换钻套，便于钱中6孔。5.2