增壓活塞桿的加工工藝裝備及鉆Φ10孔夾具設計含非標5張CAD圖
增壓活塞桿的加工工藝裝備及鉆Φ10孔夾具設計含非標5張CAD圖,增壓,活塞桿,加工,工藝,裝備,設備,10,夾具,設計,非標,cad
摘 要
本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
增壓活塞桿加工工藝規(guī)程及其鉆Φ10銷孔的夾具設計，包括零件加工的工藝設計、工序設計以及夾具設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：增壓活塞桿、加工工藝、夾具設計、工藝路線、切削用量
Abstract
This design involves the knowledge of machine manufacturing technology and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement, etc.
Processing procedure for pressurized piston rod and fixture design for drilling pinhole 10 include process design, process design and fixture design of parts processing. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, then design the process route of the parts; then calculate the size of the parts in each step, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each step; and then design the special fixture, select and design the fixture. Each component, such as positioning element, clamping element, guiding element, fixture body and machine tool connecting parts and other components, calculates the positioning error of fixture positioning, analyses the rationality and shortcomings of fixture structure, and pays attention to improvement in future design.
Key words: pressurized piston rod, processing technology, fixture design, process route, cutting parameters
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1機械加工工藝規(guī)程的作用 1
1.2研究方法及技術(shù)路線 1
第2章 零件工藝的分析 3
2.1零件的工藝分析 3
2.2 確定毛坯的制造形式 4
第3章 擬定工件的工藝路線 6
3.1 定位基準的選擇 6
3.1.1 精基準的選擇 6
3.1.2粗基準的選擇 6
3.2 加工路線的擬定 6
3.3 選擇方案 8
第4章 確定切削用量及基本工時 9
第5章 鉆床夾具設計 27
5.1 問題的提出 27
5.2 定位基準的選擇 27
5.3定位分析 27
5.4切削力及夾緊力計算 27
5.5 定位誤差分析 28
結(jié) 論 31
參考文獻 32
III
第1章 緒 論
1.1機械加工工藝規(guī)程的作用
機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進，經(jīng)濟效益高，勞動條件良好。
制訂工藝規(guī)程的程序：
1.計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型
2.分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查
3.確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度
4.制訂工藝路線
5.進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。）
1.2研究方法及技術(shù)路線
1.深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究
在深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究中，應當掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領，制造與使用夾具情況等。
2.制訂工藝工藝規(guī)程的程序
計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設備等），進行工序設計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等），確定工序的技術(shù)要求及檢驗方法，填寫工藝文件。
3.確定工件的夾緊方式和設計夾緊機構(gòu)
夾緊力的作用點和方向應符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。
4.確定夾具其他部分的結(jié)構(gòu)形式
如分度裝置，對刀元件和夾具體等
5.繪制夾具總裝配圖
在繪制總裝配圖時，盡量采用1：1比例，主視圖應選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導向元件，夾緊機構(gòu)，傳動裝置等順序， 畫出具體結(jié)構(gòu)。
6.標注各部分主要尺寸，公差配合，和技術(shù)要求
7.標注零件編號及編制零件明細表
在標注零件編號時。標準件可直接標出國家標準代號。明細表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。
8.繪制家具零件圖
拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。
第2章 零件工藝的分析
2.1零件的工藝分析
圖2-1 增壓活塞桿零件圖
增壓活塞桿共有以下加工表面，現(xiàn)分述如下：
1.增壓活塞桿右端面，粗糙度Ra6.3
2.增壓活塞桿左端面，粗糙度Ra6.3
3.增壓活塞桿Φ80外圓，粗糙度Ra0.4
4.增壓活塞桿Φ50外圓，粗糙度Ra1.6
5.增壓活塞桿M482螺紋，粗糙度Ra6.3
6.增壓活塞桿T型槽，粗糙度Ra6.3
7.增壓活塞桿2-4槽，粗糙度Ra3.2
8.增壓活塞桿4Φ45槽，粗糙度Ra6.3
9.增壓活塞桿Φ30孔系，粗糙度Ra6.3
10.增壓活塞桿Φ10孔，粗糙度Ra6.3
11.增壓活塞桿Φ6.5孔，粗糙度Ra6.3
12.增壓活塞桿1545°倒角，粗糙度Ra6.3
13.增壓活塞桿545°倒角，粗糙度Ra6.3
2.2 確定毛坯的制造形式
增壓活塞桿零件材料45#，由增壓活塞桿零件圖知，最大外圓直徑為Φ80，粗糙度Ra0.4，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，需要經(jīng)過粗車——半精車——粗磨——精磨方可滿足其精度要求，再由表2-1和表2-2知，粗車外圓余量Z=2.5，半精車外圓余量Z=2.0，粗磨外圓余量Z=0.3，精磨外圓余量Z=0.2， 故外圓毛坯為Φ85。由表2-3知，工件端面加工余量Z=4.0。所以增壓活塞桿毛坯尺寸為Φ85301，對增壓活塞桿毛坯尺寸取整Φ85300。
表2-1 粗車及半精車外圓加工余量及偏差
表2-2 半精車后磨外圓加工余量
表2-3 橫鍛件粗加工的加工余量
第3章 擬定工件的工藝路線
3.1 定位基準的選擇
定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后確定粗基準。
3.1.1 精基準的選擇
根據(jù)大批大量生產(chǎn)的增壓活塞桿，通常以外圓面為精基準，增壓活塞桿以Φ80外圓面為定位精基準，對應的定位元件為V型塊，另外用一擋銷與一端面配合，限制一自由度，夾緊則是由鉸鏈壓板組成。
3.1.2粗基準的選擇
粗基準選擇應當滿足以下要求：
1.粗基準的選擇應以不加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
2. 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
3. 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
4.應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。
5. 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
根據(jù)粗基準的選擇原則，要以非加工表面為粗基準，且粗基準只能使用一次，對本工件來說選擇Φ80外圓為定位粗基準是非常合理的。
3.2 加工路線的擬定
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工件集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案一：
工序01：自由鍛成Φ85300
工序02：退火
工序03：粗車工件右端面；鉆中心孔B2.5
工序04：掉頭粗車工件左端面；鉆中心孔B2.5
工序05：粗車Φ85外圓至Φ82.5；粗車Φ82.5外圓至Φ52.3長83；半精車Φ82.5外圓至Φ80.5;半精車Φ52.3外圓至Φ50.3長83
工序06：鉆Φ30孔長170
工序07：粗磨Φ80.5外圓至Φ80.2；粗磨Φ50.3外圓至Φ50長83
工序08：粗車Φ50外圓至Φ48；粗車2-4槽；粗車4Φ45退刀槽；車M482螺紋；粗車515°倒角；粗車1545°倒角
工序09： 鉆Φ10銷孔
工序10： 銑T型槽
工序11：鉆Φ6.5孔
工序12：粗車Φ404退刀槽；粗車Φ34孔；粗車Φ40孔；車M362螺紋；車215°倒角
工序13：錐面和外表面高頻HRC45-50
工序14：精磨Φ80.2外圓至Φ80
工序15：去毛刺
工序16：檢驗至圖紙要求并入庫
工藝路線方案二：
工序01：自由鍛成Φ85300
工序02：退火
工序03：劃兩端中心孔線
工序04：鉆兩端中心孔B2.5
工序05：粗車Φ85外圓至Φ82.5；粗車Φ82.5外圓至Φ52.3長83；半精車Φ82.5外圓至Φ80.5;半精車Φ52.3外圓至Φ50.3長83；粗磨Φ80.5外圓至Φ80.2；粗磨Φ50.3外圓至Φ50長83；粗車Φ50外圓至Φ48；粗車2-4槽；粗車4Φ45退刀槽；車M482螺紋；粗車515°倒角；粗車1545°倒角
工序06：鉆Φ30孔長170
工序07：鉆Φ10銷孔
工序08：銑T型槽；鉆Φ6.5孔
工序09： 粗車Φ404退刀槽；粗車Φ34孔；粗車Φ40孔；車M362螺紋；車215°倒角
工序10： 錐面和外表面高頻HRC45-50
工序11： 精磨Φ80.2外圓至Φ80
工序12：去毛刺
工序13：檢驗至圖紙要求并入庫
3.3 選擇方案
方案二與方案一相比，方案二工序相對比較集中，而未來夾具的發(fā)展方向為柔性化，機械化，方案二不適合，方案一則利于一體化生產(chǎn)，也就是流水線加工，故采用方案一。
第4章 確定切削用量及基本工時
工序01：自由鍛成Φ85300
工序02：退火
工序03：粗車工件右端面；鉆中心孔B2.5
工步一：粗車工件右端面
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為3.5mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車工件左端面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4） 確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=300m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=3000.80.650.811.15m/min≈145m/min
≈543r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=600r/min
則實際切削速度=145m/min
5）校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=600r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=3.5mm，=0.26mm/r，=600r/min，=145m/min
2、確定粗車工件左端面的基本時間
，
式中 =85mm，=0mm，=3.5mm，=4mm，=0mm，=0.26mm/r，=600r/min,=1
則
工步二：鉆中心孔B2.5
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，
=0.1～0.6mm/r，按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度
所以
根據(jù)C620-1臥式車床說明書，取，
故實際切削速度為
則機動工時為
，
工序04：掉頭粗車工件左端面；鉆中心孔B2.5
同上
工序05：粗車Φ85外圓至Φ82.5；粗車Φ82.5外圓至Φ52.3長83；半精車Φ82.5外圓至Φ80.5；半精車Φ52.3外圓至Φ50.3長83
工步一：粗車Φ85外圓至Φ82.5
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為1.25mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車Φ85外圓至Φ82.5、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4）確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=300m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=3000.80.650.811.15m/min≈145m/min
≈560r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=600r/min
則實際切削速度=145m/min
5）校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=600r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=1.25mm，=0.26mm/r，=600r/min，=145m/min
2、確定粗車Φ85外圓至Φ82.5的基本時間
，
式中 =293mm，=1.25mm，=2mm，=0.26mm/r，=600r/min,=1
則
工步二：粗車Φ82.5外圓至Φ52.3長83
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為1.25mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車Φ82.5外圓至Φ52.3長83、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4）確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=300m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=3000.80.650.811.15m/min≈145m/min
≈560r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=600r/min
則實際切削速度=145m/min
5）校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=600r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=1.25mm，=0.26mm/r，=600r/min，=145m/min
2、確定粗車Φ82.5外圓至Φ52.3長83的基本時間
，
式中 =83mm，=1.25mm，=2mm，=0.26mm/r，=600r/min,
則
工步三：半精車Φ82.5外圓至Φ80.5
1.=1.0mm
2. =0.22mm/r
3. =4000.80.650.811.15m/min≈194m/min
≈767r/min
與767r/min相近的轉(zhuǎn)速為760r/min，故=760r/min
4.確定基本工時
，
式中 =210mm，=1.0mm，=2mm，=0.22mm/r，=760r/min,=1
則
工步四：半精車Φ52.3外圓至Φ50.3長83
1.=1.0mm
2. =0.22mm/r
3. =2500.80.650.811.15m/min≈121m/min
≈766r/min
與766r/min相近的轉(zhuǎn)速為760r/min，故=760r/min
4.確定基本工時
，
式中 =83mm，=1.0mm，=2mm，=0.22mm/r，=760r/min,=1
則
工序06：鉆Φ30孔長170
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為麻花鉆。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為15mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進給量
根據(jù)表1.4，在鉆Φ30孔長170、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4）確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用麻花鉆加工鍛件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=100m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=1000.80.650.811.15m/min≈48m/min
≈510r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
則實際切削速度=48m/min
5）校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=480r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=15mm，=0.26mm/r，=480r/min，=48m/min
2、確定鉆Φ30孔長170的基本時間
，
式中 =170mm，=15mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,
則
工序07：粗磨Φ80.5外圓至Φ80.2；粗磨Φ50.3外圓至Φ50長83
工步一：粗磨Φ80.5外圓至Φ80.2
機床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，砂輪尺寸為60063305
2) 切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ?。?110r/min
工作臺移動速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.15mm
進給量 =0.01mm/r
3)切削工時
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進給量（mm/r）
--切入法磨削深度進給量（mm/r）
工步二：粗磨Φ50.3外圓至Φ50長83
機床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，砂輪尺寸為60063305
3) 切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ?。?110r/min
工作臺移動速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.15mm
進給量 =0.01mm/r
3)切削工時
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進給量（mm/r）
--切入法磨削深度進給量（mm/r）
工序08：粗車Φ50外圓至Φ48；粗車2-4槽；粗車4Φ45退刀槽；車M482螺紋；粗車515°倒角；粗車1545°倒角
工步一：粗車Φ50外圓至Φ48
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為1.0mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車Φ50外圓至Φ48、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4）確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=200m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=2000.80.650.811.15m/min≈97m/min
≈644r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=610r/min
則實際切削速度=97m/min
5）校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=610r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=1.0mm，=0.26mm/r，=610r/min，=97m/min
2、確定粗車Φ50外圓至Φ48的基本時間
，
式中 =83mm，=1.0mm，=2mm，=0.26mm/r，=610r/min,
則
工步二：粗車2-4槽
，
式中 =4mm，=2.4mm，=0mm，=0.26mm/r，=610r/min,
則
工步三：粗車4Φ45退刀槽
，
式中 =4mm，=1.5mm，=0mm，=0.26mm/r，=610r/min,
則
工步四：車M482螺紋
，
通切螺紋=（2～3）P=（2～3）×2mm = （4～6）mm
=（2～5）mm
q——螺紋線數(shù)
式中 =36mm，=0.26mm/r，=610r/min,
取=5mm, =3.5mm
則
工步五：粗車515°倒角
，
式中 =5mm，=1.5mm，=1mm，=0.26mm/r，=610r/min,
則
工步六：粗車1545°倒角
，
式中 =15mm，=7.5mm，=1mm，=0.26mm/r，=610r/min,
則
工序09： 鉆Φ10銷孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取
故實際切削速度為
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
則機動工時為
工序10： 銑T型槽
1. 選擇刀具
刀具選取T型槽銑刀
，
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進給量及切削速度
按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-39，
臥式銑床X62標準選?。?00
當＝600r/min時
按《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37，臥式銑床X62標準選取
3）計算工時
切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1
工序11：鉆Φ6.5孔
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為Φ6.5麻花鉆。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為3.25mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進給量
根據(jù)表1.4，在鉆Φ6.5孔、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4）確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用Φ6.5麻花鉆加工鍛件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=20m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=200.80.650.811.15m/min≈10m/min
≈490r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=480r/min
則實際切削速度=10m/min
5）校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=480r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=3.25mm，=0.26mm/r，=480r/min，=10m/min
2、確定鉆Φ6.5孔的基本時間
，
式中 =12mm，=3.25mm，=0mm，=0.26mm/r，=480r/min,
則
工序12：粗車Φ404退刀槽；粗車Φ34孔；粗車Φ40孔；車M362螺紋；車215°倒角
工步一：粗車Φ404退刀槽
1.切削用量
機床為C620-1型臥式車床，所選刀具為YG5硬質(zhì)合金車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1）確定切削深度
由于單邊余量為3.0mm，可在1次走刀內(nèi)切完。
2）確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車Φ404退刀槽、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.26mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=200m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=0.26mm/r可用。
3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
4）確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用粗車Φ404退刀槽加工鍛件，≤3mm，≤0.26mm/r，切削速度=150m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈73m/min
≈581r/min
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=600r/min
則實際切削速度=73m/min
5）校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=600r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=3.0mm，=0.26mm/r，=600r/min，=73m/min
2、確定粗車Φ404退刀槽的基本時間
，
式中 =4mm，=3.0mm，=0mm，=0.26mm/r，=600r/min,
則
工步二：粗車Φ34孔
，
式中 =56mm，=2.0mm，=2mm，=0.26mm/r，=600r/min,
則
工步三：粗車Φ40孔
，
式中 =11mm，=3.0mm，=2mm，=0.26mm/r，=600r/min,
則
工步四：車M362螺紋
，
=（2～3）P =（2～3）×2mm =（4～6）mm
=（1～2）P=（1～2）×2mm =（2～4）mm
現(xiàn)取=5mm，=3mm
則
工步五：車215°倒角
，
式中 =2mm，=1.0mm，=2mm，=0.26mm/r，=600r/min,
則
工序13：錐面和外表面高頻HRC45-50
工序14：精磨Φ80.2外圓至Φ80
機床 M120外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料
A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，砂輪尺寸為60063305
4) 切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
主軸轉(zhuǎn)速 n=64r/min
砂輪轉(zhuǎn)度 ?。?110r/min
工作臺移動速度 ＝0.5m/min
切削深度 Z＝0.15mm
進給量 =0.01mm/r
3)切削工時
式中 n---工件每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min)
L----磨輪行程長度，mm
Z--單邊加工余量
---考慮磨削加工終了時的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1
--軸（縱）向進給量（mm/r）
--切入法磨削深度進給量（mm/r）
工序15：去毛刺
工序16：檢驗至圖紙要求并入庫
第5章 鉆床夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要鉆床夾具設計。由指導老師的分配，決定設計第09道工序鉆Φ10孔的鉆床夾具設計。
5.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆Φ10孔，粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故設計夾具時主要考慮如何提高生產(chǎn)效率。
5.2 定位基準的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。
5.3定位分析
鉆Φ10孔夾具以工件Φ80外圓及其端面定位，對應的定位元件為固定V型塊和支承板，共限制五個自由度，即X軸移動、Y軸移動、Z軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸轉(zhuǎn)動，而X軸轉(zhuǎn)動的自由度沒被限制，由增壓活塞桿關于X軸線對稱，故定位合理。
5.4切削力及夾緊力計算
1.刀具： 采用螺紋車刀
機床： 臥式車床C620-1
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
2.夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應力幅：
許用應力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠
5.5 定位誤差分析
定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。
當采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示
圖1用V型塊定位加工時的定位誤差
當定位基準與工序基準不重合時，就產(chǎn)生了基準不重合誤差。基準不重合誤差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。
定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。
根據(jù)相關公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差
圖2 定位誤差
=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2
=Td1/(2sina/2)+Td2/2
=0.043/2sin45+0.03/2
0.392
結(jié) 論
在老師的指導下順利地完成了增壓活塞桿加工工藝規(guī)程及其鉆Φ10孔的夾具設計，并且認真地、有計劃地按時完成設計任務。盡管整個設計在技術(shù)上不夠先進，但是在經(jīng)濟上合理、在生產(chǎn)上可行。
此次設計，以機械加工工藝路線和夾具為主線，通過對零件圖紙分析，初步擬訂加工表面方法，進一步擬訂加工方法并選擇機械加工裝備。確定加工路線后，熟悉并運用相關手冊查工藝參數(shù)，計算切削用量和加工工時。將計算的數(shù)據(jù)以及加工方法、刀具、機床設備，填入工藝文件。然后再選擇定位元件、夾緊元件和引導裝置，盡而完成夾具設計。
在設計中，體會到先前所修課程的重要性，并從此設計中得到鞏固和擴展，也提高我們獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關技術(shù)工作打下良好的基礎。
參考文獻
[1]鄒青 主編 機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8
[2]周永強等 主編 高等學校畢業(yè)設計指導 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,12
[3] 朱耀祥，浦林祥
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