工藝夾具-泵體工藝規(guī)程及鏜Φ48H8孔夾具設計

工藝夾具-泵體工藝規(guī)程及鏜Φ48H8孔夾具設計,工藝,夾具,規(guī)程,48,h8,設計 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 摘 要 這次畢業(yè)設計課題——泵體工藝規(guī)程及鏜Ф48H8孔夾具設計。在機加工工藝編制方面，主要通過分析產品零件圖和相關技術要求，查閱泵體類零件相關資料，結合生產批量要求、零件的工藝結構要素、制造經濟性、可行性等多方面因素，最終安排了24道工序來完成泵體的加工，其中包括各道工序的加工方法，機床、刀具、夾具、輔具、量具的選擇，基準面的選取，定位和夾緊方案的擬定。另外，在夾具設計方面，主要就鏜Ф48H8孔這個工序進行了夾具方案的分析，計算和最終敲定，并用一張裝配圖和夾具零件圖來表達設計出的夾具方案。 關鍵字： 工序卡 工藝路線 夾具設計 I ABSTRACT This disquisition just selects such a task—to design pump technology rules and clamp of Ф48H8. In programming machinary processing technology, I carefully analyze the detail drawing of product and related technogical requirement, look into related materials of pump parts, combine the requirement of production quantity and elements of part technology, including production economics and feasibilities. Finally, I arranged 24 processes to finish processing the pump, including processing methods of every process, choosing of machine tool, cutting tool, clamp, auxiliary tool and measuring tool, choosing of base level, and drawing up of plans of position and clamping. Moreover, in designing clamp, I mainly analyze, calculate and finalize the clamp plan of Ф48H8 technology, and express the designed plan by using an assembly drawing and an detain drawing of clamp. Key word： Operation sheet Process route Fixture designing 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 目 錄 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 第一章 緒論 1 第二章 工藝規(guī)程設計 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工藝分析 2 2.1.3 工藝路線的安排 2 2.2 毛坯選擇 3 2.3 工藝路線的擬定 3 2.2.1 工藝路線方案一 3 2.2.2 工藝路線方案二 5 2.2.3 工藝方案的比較與分析 6 第三章 加工余量確定及工序尺寸計算 8 3.1 毛坯尺寸 8 3.2 泵體各平面加工工序余量 8 3.3 內孔φ48H8加工工序余量 9 3.4 最終毛坯工序加工余量及公差 9 第四章 切削用量及工時的確定 11 4.1 工藝制造裝備的選擇 11 4.2 切削用量及工時的計算 11 第五章 鏜φ48H8孔夾具設計 49 5.1 夾具的作用及設計條件 49 5.2 夾具的設計計算 49 5.2.1 定位基準的選擇 49 5.2.2 定位誤差的分析 50 5.2.3 工件自由度的限制 50 5.2.4 確定夾緊方式 50 5.2.5 夾緊力的計算 50 5.2.6 液壓系統(tǒng)的設計過程 51 第6章 結論 54 參考文獻 55 致謝 56 III 第一章 緒論 機械加工工藝規(guī)程是組織車間生產的主要技術文件：合理的機械加工工藝規(guī)程，能實現(xiàn)產品優(yōu)質、高產和低消耗的生產。同時機械加工工藝規(guī)程也是生產準備和計劃調度的主要依據：有了機械加工工藝規(guī)程，在產品投入生產之前就可以根據它進行一系列的準備工作，如原材料和毛坯的供應，機床的調整，專用工藝裝備的設計與制造，生產作業(yè)計劃的編排，勞動力的組織，以及生產成本的核算等。有了機械加工工藝規(guī)程，就可以制定所生產產品的進度和相應的調度計劃，使生產均衡、順利地進行。 機械加工工藝規(guī)程必須保證零件的加工質量，達到設計圖紙規(guī)定的各項技術要求，同時還應該具有較高的生產率和經濟性。因此，機械加工工藝規(guī)程設計是一項重要的工作，要求設計者必須具有豐富的生產實踐經驗和廣博的機械制造工藝基礎理論知識。 在制訂工藝規(guī)程時，應根據零件的產量和現(xiàn)有的設備條件，綜合考慮加工質量、生產率和經濟性的要求，經過反復分析比較，確定最優(yōu)或最適合的方案。 本次題目為“泵體工藝規(guī)程及鏜48H8孔夾具設計”，零件的產量為10000件/年，屬于大批量生產，因此，需要考慮使用專用夾具來提高生產率。參考類似零件的加工方案及查工藝手冊，結合所給零件的技術要求及外型特點進行工藝路線的擬定及其鏜孔專用夾具夾具的設計。 57 第二章 工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目所給的零件是齒輪泵泵體零件，箱體是機器的基礎零件，其作用是將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼此協(xié)調工作，以傳遞動力、改變速度、完成機器或部件的預定功能。要求箱體零件要有足夠的剛度和強度，良好的密封性和散熱性。因此，箱體零的加工質量直接影響機器的性能、精度和壽命。 2.1.2 零件的工藝分析 1、零件形狀： 此泵體的外形較復雜，有許多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是頂面和大、小端面以及軸孔，軸孔之間有相當高的位置和形狀的要求 ?，F(xiàn)分析結構特點如下： （1）外形基本上是多個平面組成的封閉式多面體； （2）結構形狀比較復雜，內部為空腔形； （3）泵體的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。 2、技術要求如下： （1）尺寸精度 軸承支承孔的尺寸精度和、形狀精度、表面粗糙度要求。 （2）位置精度 包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的同軸度，以及孔端面對孔軸線的垂直度等。 （3）此外，為滿足泵體加工中的定位需要及箱體與機器總裝要求，箱體的裝配基準面與加工中的定位基準面應有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準面之間應有一定距離尺寸精度的要求 2.1.3 工藝路線的安排 泵體要求加工的表面很多。在這些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保證，于是，泵體軸孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成為工藝關鍵問題。因此，在工藝路線的安排中應注意三個問題： 1、工件的時效處理 泵體結構復雜壁厚不均勻，鑄造內應力較大。由于內應力會引起變形，因此鑄造后應安排人工時效處理以消除內應力減少變形。一般精度要求的箱體，可利用粗、精加工工序之間的自然停放和運輸時間，得到自然時效的效果。但自然時效需要的時間較長，否則會影響箱體精度的穩(wěn)定性。 對于特別精密的箱體，在粗加工和精加工工序間還應安排一次人工時效，迅速充分地消除內應力，提高精度的穩(wěn)定性。 2、排加工工藝的順序時應先面后孔 由于平面面積較大定位穩(wěn)定可靠，有利與簡化夾具結構檢少安裝變形。從加工難度來看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔時，對便于孔的加工和保證孔的加工精度都是有利的。因此，一般均應先加工平面。 3、粗、精加工階段要分開 泵體均為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內應力重新分布也會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。 2.2 毛坯選擇 根據零件圖可知，零件材料為灰口鑄鐵，零件形狀為非圓柱體，且屬于大批生產，因此選用鑄造毛坯，這樣，毛坯形狀與成品相似，加工方便，省工省料。 2.3 工藝路線的擬定 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要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使用工序集中來提高生產效率，除此之外，應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 2.3.1 工藝路線方案一 工序1　　機械砂型鑄造毛坯 工序2 人工失效溫度（500°～550°）消除應力 工序3 劃粗加工線 工序4 按劃線，校正，銑底平面平 工序5 掉頭，以底平面為基準 銑頂平面尺寸106 銑兩平面尺寸57 工序6 鏜孔φ48H8至φ45深29.5 鉆φ16H8孔至φ13深13 鉆φ220+0.021 到φ19 工序7 鏜φ32H11孔至φ29深13 工序8 檢驗 工序9 時效處理（溫度100°～150°） 工序10 檢驗 工序11 劃各平面加工線 工序12 按劃線，校正，銑底平面 工序13 掉頭，以底平面為基準 銑頂平面尺寸103 銑平面尺寸54成 工序14 劃各平面孔線 工序15 鏜φ32H11深14，倒角 工序16 鏜通孔端φ48H8，φ220+0.021，倒角 鏜盲孔端φ48H8，鏜φ16H8深14，倒角 工序17 檢驗 工序18 鉆底座4×φ10，擴φ20×2 工序19 鉆底座φ12×20 擴G3/8×12絲孔至φ15.2，倒角2×45° 攻G3/8 工序20 鉆底座φ12 擴G3/8×12絲孔至φ15.2，倒角2×45° 攻G3/8 工序21 與泵蓋配鉆2×φ6T16 鉆6×M8-7HT20至φ6.6 攻6×M8-7HT20 工序22 鉆腰形法蘭面2×M8T15至φ6.6 攻2×M8T15 工序23 去除毛刺銳邊 工序24 終檢 2.3.2 工藝路線方案二 工序1　　機械砂型鑄造毛坯 工序2 人工失效溫度（500°～550°）消除應力 工序3 劃粗加工線 工序4 按劃線，校正，銑底平面平 工序5 掉頭，以底平面為基準 銑頂平面尺寸106 銑兩平面尺寸57 工序6 鏜孔φ48H8至φ45深29.5 鉆φ16H8孔至φ13深13 鉆φ220+0.021 到φ19 工序7 鏜φ32H11孔至φ29深13 工序8 檢驗 工序9 時效處理（溫度100°～150°） 工序10 檢驗 工序11 劃各平面加工線 工序12 按劃線，校正，銑底平面 工序13 鉆底座4×φ10，擴φ20×2 工序14 掉頭，以底平面為基準 銑頂平面尺寸103 銑平面尺寸54 工序15 劃各平面孔線 工序16 鏜φ32H11深14，倒角 工序17 鏜通孔端φ48H8，φ220+0.021，倒角 鏜盲孔端φ48H8，鏜φ16H8深14，倒角 工序18 檢驗 工序19 鉆底座φ12×20 擴G3/8×12絲孔至φ15.2，倒角2×45° 攻G3/8 工序20 鉆底座φ12 擴G3/8×12絲孔至φ15.2，倒角2×45° 攻G3/8 工序21 與泵蓋配鉆2×φ6T16 鉆6×M8-7HT20至φ6.6 攻6×M8-7HT20 工序22 鉆腰形法蘭面2×M8T15至φ6.6 攻2×M8T15 工序23 去除毛刺銳邊 工序24 終檢 2.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二采用的基準統(tǒng)一原則，減少了加工誤差，從而能更好的保證加工精度。方案一使用了工序集中原則，減少了裝夾的次數(shù)，節(jié)約工時，因此選用第一個方案，具體如下： 工序1　　機械砂型鑄造毛坯 工序2 人工失效溫度（500°～550°）消除應力 工序3 劃粗加工線 工序4 按劃線，校正，銑底平面平 工序5 掉頭，以底平面為基準 銑頂平面尺寸106 銑兩平面尺寸57 工序6 鏜孔φ48H8至φ45深29.5 鉆φ16H8孔至φ13深13 鉆φ220+0.021 到φ19 工序7 鏜φ32H11孔至φ29深13 工序8 檢驗 工序9 時效處理（溫度100°～150°） 工序10 檢驗 工序11 劃各平面加工線 工序12 按劃線，校正，銑底平面 工序13 掉頭，以底平面為基準 銑頂平面尺寸103 銑平面尺寸54 工序14 劃各平面孔線 工序15 鏜φ32H11深14，倒角 工序16 鏜通孔端φ48H8，φ220+0.021，倒角 鏜盲孔端φ48H8，鏜φ16H8深14，倒角 工序17 檢驗 工序18 鉆底座4×φ10，擴φ20×2 工序19 鉆底座φ12×20 擴G3/8×12絲孔至φ15.2，倒角2×45° 攻G3/8 工序20 鉆底座φ12 擴G3/8×12絲孔至φ15.2，倒角2×45° 攻G3/8 工序21 與泵蓋配鉆2×φ6T16 鉆6×M8-7HT20至φ6.6 攻6×M8-7HT20 工序22 鉆腰形法蘭面2×M8T15至φ6.6 攻2×M8T15 工序23 去除毛刺銳邊 工序24 終檢 第三章 加工余量確定及工序尺寸計算 根據各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 3.1 毛坯余量 “泵體”零件材料為HT200，查參考文獻《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，得灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（g / cm3），計算零件毛坯的重量約為5 kg。 根據原始資料，該零件為10000件/年的年產量，毛坯重量5kg<100kg查《金屬機械加工工藝人員手冊》表17-5 機械加工車間的生產性質為輕型，確定為大批生產。 根據生產綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據表3.1-20 各種鑄造方法的經濟合理性，確定為金屬型鑄造。 查《工藝手冊》表3.1-24 成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級 根據上表選擇金屬型公差等級為8級。 查表3.1-21 鑄件尺寸公差數(shù)值（一） 根據上表查得鑄件基本尺寸大于100mm至160mm，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8mm。 查表3.1-27 鑄鐵件機械加工余量等級選擇（JB2854-80） 按表選擇機械造型金屬模，加工余量等級為6級。 查表3.1-26 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下： 頂、側面：6.0mm；底面：4.0mm 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 3.2 泵體各平面加工工序余量 根據已設定的工藝規(guī)程，為保證圖紙上表面粗糙度要求，各個平面都需要進行粗銑——半精銑。 查表3.2-25 銑平面加工余量 根據零件圖紙，零件厚度>6～30mm,寬度≤200，平面長度>100～200，對應上表零件的半精銑工序余量為1.0mm。 考慮到熱處理對零件的影響，最終確定半精銑工序單邊余量為1.5mm。 查表3.2-27 銑及磨平面時的厚度公差 按上表，零件厚度>18～30mm，粗銑（IT13）厚度公差-0.33mm,半精銑（IT11）厚度公差-0.13。 零件平面最大尺寸>120～260，毛坯為灰鑄鐵，半精加工余量為1.5mm，由于零件毛坯是用鑄造而成的，綜合考慮鑄造加工余量和粗加工余量，最終確定零件的粗銑工序單邊余量為4.5mm。 3.3 內孔φ48H8加工工序余量 查《工藝手冊》，表11.4-2 臥式鏜床的加工精度 按表11.4-2，要達到φ48H8所需精度及表面粗糙度要求，需進行粗鏜——半精鏜——精鏜，對應加工精度為： 粗鏜：孔徑公差H10，孔距公差±1.0；表面粗糙度Ra 25～12.5 半精鏜：孔徑公差H9，孔距公差±0.1；表面粗糙度Ra 12.5～6.3 精鏜：孔徑公差H8，孔距公差±0.02；表面粗糙度Ra 3.2～1.6 查表3.2-10 基孔制8級精度（H8）孔的加工，確定φ48H8的粗鏜加工直徑余量為12mm，半精鏜工序加工直徑余量為2.8mm，精鏜工序加工直徑余量為0.2mm。粗鏜工序加工直徑余量為9mm。 3.4 最終毛坯工序加工余量及公差 各平面工序加工余量及公差： 表3-1 表面加工余量及公差 工序名稱 工序單邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 半精銑 1.5 IT11(0-0.13) 54 103 54(0-0.13) 103(0-0.13) 粗銑 4.5 IT13( 0-0.33) 55.5 104.5 55.5( 0-0.33) 104.5(0-0.33) 毛坯 6 ±1.8 60 109 60±1.8 109±1.8 內孔φ48H8工序加工余量及公差： 表3-2 φ48H8工序余量及公差表 工序名稱 工序直徑余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 精鏜 0.2 IT8(+0.0390) φ48 φ48 (+0.0390) 半精鏜 2.8 IT9( +0.0620) φ47.8 φ47.8（+0.0620） 粗鏜 9 IT10（+0.10） φ45 φ45（+0.10） 毛坯 12 ±1.8 φ36 φ36±1.8 毛坯詳細尺寸請見毛坯圖！ 圖1.1 零件毛坯鑄造圖 第四章 切削用量及工時的確定 4.1 工藝制造裝備的選擇 本文所有機加工設備及工藝裝備，是零件外型及加工技術要求查《工藝手冊》得到的。 4.2 切削用量及工時的計算 一、工序4：按劃線，校正，銑底平面平 ㈠ 加工條件 工件材料：灰口鑄鐵 HT200 硬度HB：143～269 ㈡ 機床 查《工藝手冊》（下同）再根據毛坯形狀，選擇相應加工機床為： 立式升降臺銑床X5032 主軸轉速范圍（r/min）：40～1800 主電動機功率（KW）：7.5 ㈢ 選擇刀具 查《工藝手冊》，表9.2-1 銑刀類型與用途 選擇硬質合金鑲齒端面銑刀 查表9.2-25 銑刀直徑選擇 本道工序，銑削深度ａp =6mm，銑削寬度a w =110mm，按上表選取銑刀直徑d 0 =160mm。 再查表9.2-14 可轉位銑刀規(guī)格 由于是粗銑，選擇粗齒，齒數(shù)z=8 查表9.2-27 硬質合金銑刀角度 前角г0 =5°、α0 =17°、а0 ＇=6°、κr＇=5°、κrε=45°、bs =1.0mm、β=40° 查表9.4-3 硬質合金端銑刀、圓柱形銑刀和圓盤銑刀銑削平面和凸臺的進給量 選擇刀具材料為YG8，每齒進給量a f =0.20 mm/z，對應α0 =12°； 在中等剛性下，余量為6 mm時，取κr =75°； 當以κr =60°～75°端面銑刀銑削鑄鐵時，取λs = -10°。 ㈣ 銑削速度v Cv d0 qv v= ───────── kv Tm ap xv af yv aw uv zpv 查表9.4-8 Cv 、q v 、x v 、y v 、u v 、p v 、m的值 粗銑工序單邊余量ap = 6 mm， 每齒進給量a f =0.20 mm/z， 銑削寬度aw =110mm； 查表9.4-7 銑刀耐用度T 按上表查得硬質合金端銑刀耐用度T=180 min； 203×160 0.2 v＇= ───────────────── =55.76 m/min 1800.32 ×6 0.15 ×0.20 0.35 ×110 0.2 ×80 v＇ 55.76 n＇= ──×1000 = ────×1000 ≈111 r/min πd 0 π×160 根據立式銑床說明書?。? n=150r/min vf ＇=af zn=0.2×8×118=188.8 mm/min 根據立式銑床說明書?。? vf =190 mm/min ㈤ 銑削力、扭矩和銑削功率 CF ap xF af yF aw uF z Fz = ───────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 534×6 0.9 ×0.20.74 ×110 1.0 ×8 Fz = ─────────────── ≈ 2444 N 160 1.0 ×1180 Fz d0 2444×160 M = ─── = ───── = 195.52 N?m 2×103 2×103 Fz v 2444×59.32 Pm = ─── = ────── =2.42KW 6×104 6×104 ㈥ 校驗機床功率 由于機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 ㈦ 工時的確定 銑削切削時間的計算： 查《工藝手冊》，表9.4-31 銑削切削時間計算公式 查表9.4-33 端銑刀銑平面的切入和切出行程 按上表選l1 + l2 =34 mm， l w =97.5 mm， 根據切削時間計算公式： l w + l1 + l2 97.5+34 t m = ────── = ──── = 0.70 min vf 190 考《機械工業(yè)勞動定額教程》第十五章 第二節(jié) 銑床工時定額的制定，工序定額的計算公式： t單 =（∑t工步 +∑t工輔）（1+K） 式中：K —— 布、休時間占工作時間的百分率 計算銑削一批零件的時間定額公式： T批 = n? t單 + t準 式中：n —— 一次投產加工的零件數(shù) t準 —— 準備結束時間 銑床的布、休時間百分比一般可取8～15 %；準備結束時間可參看表15-22，裝卸工件的輔助時間可參看表15-23。 表15-23 銑床裝卸輔助時間表 已算出零件重量為5kg，根據上表取t工輔 =1.70 min； 銑床的布、休時間百分比取10% t單 =（∑t工步 +∑t工輔）（1+K）=（0.70+1.70）×（1+10%）=2.64min 表15-22 銑床加工準備結束時間表 根據立式升降臺銑床X5032的工作臺行程取t準 =7min； T批 = n? t單 + t準 =5000×2.64+7=13207min。 二、工序5：掉面，以底平面為基準，銑頂平面尺寸106mm，銑平面尺寸57mm 1、銑頂平面尺寸106mm ㈠ 刀具 此工件表面可用端銑刀加工，也可用圓柱銑刀加工；可用硬質合金銑刀，也可用高速鋼銑刀，現(xiàn)采用硬質合金端銑刀加工。 查《工藝手冊》，表9.2-25 銑刀直徑選擇 本道工序，銑削深度ａp =6mm，銑削寬度a w =61.5mm，按上表選取銑刀直徑d 0 =125mm再查表9.2-14 可轉位銑刀規(guī)格 由于是粗銑，選擇粗齒，齒數(shù)z=6 查表9.2-27 硬質合金銑刀角度 前角г0 =5°、α0 =17°、а0 ＇=6°、κr＇=5°、κrε=45°、bs =1.0mm 查表9.4-3 硬質合金端銑刀、圓柱形銑刀和圓盤銑刀銑削平面和凸臺的進給量 mm 選擇刀具材料為YG8，每齒進給量a f =0.20～0.29 mm/z，對應α0 =12°； 在中等剛性下，余量為6 mm時，取κr =75°； 當以κr =60°～75°端面銑刀銑削鑄鐵時，取λs = -10°。 ㈡ 銑削用量 確定銑削深度ap ： 由于加工余量為6mm，故可在一次走刀內切完，故ap =6mm。 確定每齒進給量a f ： 根據表9.4-3，X5032萬能銑的功率為7.5KW， 根據表9.4-3，刀具材料為YG8硬質合金端銑刀銑削鑄鐵平面，每齒進給量 a f=0.20～0.29 mm/z，采用對稱銑削，故取此范圍內的小值，該取a f =0.20 mm/z。 確定銑刀的磨鈍標準及耐用度： 查表9.4-6 銑刀磨鈍標準 選擇銑刀后刀面最大磨損限度為2.0mm； 查表9.4-7 銑刀耐用度T 按上表查得硬質合金端銑刀耐用度T=180 min。 確定銑削速度v及銑削功率Pm ： 根據所給條件，可直接查 表9.4-13 YG8硬質合金銑刀（GB5342-85）銑削灰鑄鐵（190HB）的銑削速度及銑削功率 根據上表查的v表 =59m/min，Pm表 =2.31KW 上表中鑄鐵硬度為190HB，銑削寬度a w=75mm，現(xiàn)工件硬度為180HB，實際銑削寬度為a wR =61.5mm，故應根據表9.4-11 查出銑削條件改變時的修正系數(shù)： kMv =1.15，kMPm =0.89（表9.4-11第2項） kSv =0.75（表9.4-11第3項） kawv=0.98，kawPv=1.2（表9.4-11第7項） 考慮修正系數(shù)后的銑削速度v表 ＇為： v表 ＇=59×1.15×0.75×0.98=49.87 m/min 計算出刀具轉速n＇及進給速度vf＇為： 1000v 1000×49.87 n＇= ─── = ────── ≈ 127 r/min πd 0 π×125 vf ＇=a f zn=0.2×6×127=152.4mm/min 根據立式銑床說明書取： n=150r/min，vf =150 mm/min 這時v ≈58.91m/min，a f ≈0.17mm/z 校驗機床功率： 考慮工件材料硬度及實際銑削寬度的銑削功率： Pm表 ＇=2.31×0.89×1.2≈2.72KW 此外，銑削功率還與銑削速度有關，由表查出v表 =59m/min，現(xiàn)實際上選用的v=58.91 m/min故 v ─≈ 1.0 v表 根據表9.4-11第12項，考慮銑削速度變化對銑削功率的影響，由于kvPm =1.0，故實際銑削功率Pm =2.72KW 查《工藝手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 ㈢ 切削時間的確定 查《工藝手冊》，表9.4-31 銑削切削時間計算公式 查表9.4-33 端銑刀銑平面的切入和切出行程 按上表選l1 + l2 =11 mm， l w =61.5 mm， 根據切削時間計算公式： l w + l1 + l2 61.5+11 t m = ───── = ──── = 0.49 min vf 150 2、銑平面尺寸57mm ㈠ 刀具 此工件表面用立銑刀加工，可用硬質合金銑刀，也可用高速鋼銑刀，但立銑刀銑削平面多采用高速鋼銑刀，因此采用高速鋼立銑刀加工。 查《工藝手冊》，表9.2-2 立銑刀規(guī)格 由于是粗銑，選擇粗齒，齒數(shù)z=6 查表9.2-26 高速鋼銑刀角度 根據上表高速鋼立銑刀角度取： 前角г0 =10°，α0=14°，α0 ′=18°，κr ′=3°，κr ε=45°，bs=1.0mm，β=45° 查《金屬加工工藝人員手冊》，表14-69銑削進給量 實際銑刀直徑d0=63mm，結合上表取每齒進給量a f =0.12～0.2 mm/z ㈡ 銑削用量 確定銑削寬度aw ： 由于加工余量為6mm，故可在一次走刀內切完，故aw =6mm。 確定每齒進給量a f ： 根據《金屬加工工藝人員手冊》表14-69， 高速鋼立銑刀銑削平面，每齒進給量 af =0.18 mm/z。 確定銑刀的磨鈍標準及耐用度： 查表9.4-6 銑刀磨鈍標準 選擇銑刀后刀面最大磨損限度為0.30mm； 查表9.4-7 銑刀耐用度T 按上表取T=120min； 確定銑削速度v及銑削功率Pm ： 根據所給條件，可直接查 表9.4-24高速鋼立銑刀（GB6116-85）銑削灰鑄鐵及銅合金平面及凸臺的銑削速度及銑削功率 根據上表查的v表 =25m/min，Pm表 =0.94KW 上表中鑄鐵硬度為190HB，銑削寬度a p=40mm，齒數(shù)z=4，現(xiàn)工件硬度為180HB，實際銑削寬度為a pR =84mm，齒數(shù)zR=6，故應根據表9.4-11 查出銑削條件改變時的修正系數(shù)： kMv =1.0 ，kMPm =1.0（表9.4-11第2項） kSv =0.75（表9.4-11第3項） kawv=0.80，kawPv=2.1（表9.4-11第7項） kzv=0.89（表9.4-11第8項） 考慮修正系數(shù)后的銑削速度v表 ＇為： v表 ＇= 25×1.0×0.75×0.80×0.89 ≈ 13.35 m/min 計算出刀具轉速n＇及進給速度vf＇為： 1000v 1000×13.35 n＇= ─── = ────── ≈68 r/min πd 0 π×63 vf ＇=a f zn=0.18×6×68=73.44mm/min 根據立式銑床說明書?。? n=75r/min，vf =75 mm/min 這時v ≈14.85m/min，a f ≈0.17mm/z 校驗機床功率： 考慮工件材料硬度及實際銑削寬度的銑削功率： Pm表 ＇=0.94×1.0×2.1≈1.98KW 此外，銑削功率還與銑削速度有關，由表查出v表 =25m/min，現(xiàn)實際上選用的v=75m/min故 v ─≈ 3 v表 根據表9.4-11第12項，考慮銑削速度變化對銑削功率的影響，由于kvPm =3.0，故實際銑削功率Pm =5.94KW 由于機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值小于銑削功率Pm ，但超出值在準許范圍內，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 ㈢ 切削時間的確定 查《工藝手冊》，表9.4-31 銑削切削時間計算公式 l w + l1 + l2 t m = ───── vf 查表9.4-32 得切入和切出行程 l1 + l2 =21 mm， l w =126 mm， 根據切削時間計算公式： l w + l1 + l2 126+21 t m = ───── = ──── = 1.96 min vf 75 由于是兩平面，所以T工步 =1.96×2=3.92 min 3、工時的確定 參考《機械工業(yè)勞動定額教程》，表15-23 銑床裝卸輔助時間表 已算出零件重量為5kg，根據上表取t工輔 =2.45 min； 銑床的布、休時間百分比取10% t單 =（∑t工步 +∑t工輔）（1+K）=（3.92+0.49+2.45）×（1+10%）=7.55min 表15-22 銑床加工準備結束時間表 根據立式升降臺銑床X5032的工作臺行程取t準 =9min； T批 = n? t單 + t準 =5000×7.55+9=37759min。 三、工序6：鏜孔φ48H8至φ45深29.5mm；鉆φ16H8孔至φ13深13mm；鉆φ220+0.021 到φ19mm 根據《工藝手冊》選擇在立式鏜床T7220上進行鏜削加工。 1、鏜孔φ48H8至φ45尺寸保持29.5mm 1 具及刀桿 查《工藝手冊》，表11.2-10 普通刀桿 由于φ48H8是盲孔，因此選擇莫氏錐柄3，D=20mm，L=120mm，b=8mm的刀桿； 再根據表11.2-2 單刃鏜刀，選擇刀具B×H=8mm×8mm，L=25～40mm，κr = 45°。 2 削用量 確定鏜削深度ap ： 由于直徑上加工余量為6mm，故可在一次走刀內切完，故ap =6mm。 查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量 由于是粗加工帶外皮的鑄鐵件，選擇硬質合金刀片牌號YG8， v表取40 m/min，f表取1.0mm/r。 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×40 n＇= ─── = ────── ≈ 283 r/min πd 0 π×45 vf＇=f?n=1.0×283=283mm/min 根據立式銑床說明書取： n=300r/min，vf =300 mm/min 這時v ≈42.42m/min，f =1.0mm/z 鏜削力、鏜削功率計算： CF ap xF af yF aw uF z Fz = ───────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 569×30 1.0 ×1.00.8 ×6 0.9 ×1 Fz = ─────────────── ≈ 2785 N 45 0.9 ×3000 Fz d 0 2785×45 M = ─── = ───── ≈ 62.67 N?m 2×103 2×103 Fz v 2785×42.42 Pm = ─── = ────── =1.97KW 6×104 6×104 校驗機床功率： 查《工藝手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 3 切削時間的確定： l1 =5 mm， l w =29.5 mm， 根據切削時間計算公式： l w + l1 29.5+5 t m = ──── i= ────×2 = 0.24 min vf 300 2、鉆φ16H8孔至φ13深13mm ㈠　刀具的選擇 查《工藝手冊》，表10.2-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 一般鉆頭直徑≤20mm?采用直柄麻花鉆，由于是鉆φ13深13的孔，因此選擇直柄麻花鉆； 查表10.2-7 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） l = 151mm，l1 = 101mm 查10.2-8 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據GB6137-85） β=30°, 2Ф=118°，αf =12°，ψ=40°～60° 查表10.4-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min 2 鉆削用量 查《工藝手冊》，表10.4-9 鉆、擴、鉸孔實施切削速度的計算公式 再結合表10.4-14，進給量f 表取0.2 mm/r 根據計算公式 Cv d0 zv 8.1×13 0.25 V表= ───── kv = ───────── ≈ 22.35 m/min Tm ap xv f yv 600.125×13 0×0.20.55 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×22.35 n＇= ─── = ────── ≈ 548 r/min πd 0 π×13 vf＇=f?n=0.2×548 =109.6mm/min 根據立式銑床說明書?。? n = 600 r/min，vf =118 mm/min，這時v ≈24.51m/min，f ≈0.20mm/z 鉆孔時軸向力、扭矩及功率計算： 查表10.4-11鉆孔時軸向力、扭矩及功率計算公式 軸向力： F=CF d0 zF f yF kF = 420×131.0×0.200.8≈1507N 扭矩： M= CM d0 zM f yM kM =0.206×132.0×0.200.8≈10N?M 功率： M?v 10×24.51 Pm = ─── = ───── ≈0.63 KW 30d0 30×13 查《工藝手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 鉆削加工機動時間： 查表10.4-43，鉆孔加工機動時間計算公式： l w + lf + l1 t m = ───── f?n 手動進給鉆盲孔時： dm lf = ── cotκr ≈4mm 2 l1 =0 l w + lf + l1 13+4 t m = ───── = ──── ≈0.15 min f?n 0.2×600 3、鉆φ220+0.021 到φ19mm ㈠　刀具的選擇 查《工藝手冊》，表10.2-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 一般鉆頭直徑≤20mm?采用直柄麻花鉆，由于是鉆φ19深27.5的孔，因此選擇直柄麻花鉆； 查表10.2-7 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） l = 205mm，l1 = 140mm 查10.2-8 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據GB6137-85） β=30°, 2Ф=118°，αf =10°，ψ=40°～60° 查表10.4-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ㈡ 鉆削用量 查《工藝手冊》，表10.4-9 鉆、擴、鉸孔實施切削速度的計算公式 再結合表10.4-14，進給量f 表取0.26mm/r 根據計算公式 Cv d0 zv 8.1×190.25 V表= ───── kv = ────────── ≈ 21.27 m/min Tm ap xv f yv 600.125×27.5 0×0.260.55 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×21.27 n＇= ─── = ────── ≈ 357 r/min πd 0 π×19 vf＇=f?n=0.2×357 =71.4mm/min 根據立式鏜床說明書取： n = 375 r/min，vf =75 mm/min 這時v ≈22.34m/min，f =0.2mm/z 鉆孔時軸向力、扭矩及功率計算： 查表10.4-11鉆孔時軸向力、扭矩及功率計算公式 軸向力： F=CF d0 zF f yF kF = 420×191.0×0.20.8≈2203N 扭矩： M= CM d0 zM f yM kM =0.206×192.0×0.20.8≈21N?M 功率： M?v 21×22.34 Pm = ─── = ───── ≈0.83 KW 30d0 30×19 校驗機床功率： 查《工藝手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 鉆削加工機動時間： 查表10.4-43，鉆孔加工機動時間計算公式： l w + lf + l1 t m = ───── f?n 機動進給： dm lf = ── cotκr +3 ≈9mm 2 l1 =2～4，取l1 = 4mm l w + lf + l1 27.5+9+4 t m = ───── = ──── ≈0.54 min f?n 0.2×375 4、工時的確定 參考《機械工業(yè)勞動定額教程》，表15-23 銑床裝卸輔助時間表 已算出零件重量為5kg，根據上表取t工輔 =2.45 min； 銑床的布、休時間百分比取10% t單 =（∑t工步 +∑t工輔）（1+K）=（0.24+0.15+0.54+2.45）×（1+10%）=3.72min 表15-22 銑床加工準備結束時間表 根據立式升降臺銑床X5032的工作臺行程取t準 =9min； T批 = n? t單 + t準 =5000×3.72+9=18609min。 四、工序7：鏜φ32H11孔至φ29深13mm ㈠　刀具及刀桿 查《工藝手冊》，表11.2-10 普通刀桿 由于φ32H11是階梯孔，因此選擇莫氏錐柄3，D=20mm，L=120mm，b=8mm的刀桿； 再根據表11.2-2 單刃鏜刀，選擇刀具B×H=8mm×8mm，L=30～50mm，κr = 90°，κr ′= 0°，f=2mm。 ㈡　鏜削用量 確定鏜削寬度aw： 由于直徑上加工余量為10mm，故需在兩次走刀內切完，故每次吃刀深度aw=5mm。 查表11.4-1 臥式鏜床的鏜削用量 由于是粗加工帶外皮的鑄鐵件，選擇硬質合金刀片牌號YG8， v表取40 m/min，f表取1.0mm/r。 計算出刀具轉速n＇： 1000v 1000×40 n＇= ─── = ────── ≈ 439 r/min πd 0 π×29 vf＇=f?n=1.0×439=439mm/min 根據立式銑床說明書?。? n=475r/min，vf =475mm/min 這時v ≈43.28m/min，f =1.0mm/z 鏜削力、鏜削功率計算： CF ap xF af yF aw uF z Fz = ─────── kFz d0 qF nwF 查表9.4-10 CF、xF、yF、uF、wF、qF的值 569×131.0 ×1.00.8 ×5 0.9 ×1 Fz = ────────────── ≈ 1521 N 29 0.9 ×3000 Fz d 0 1521×29 M = ─── = ───── ≈ 22.06 N?m 2×103 2×103 Fz v 1521×43.28 Pm = ─── = ────── =1.10KW 6×104 6×104 校驗機床功率： 查《工藝手冊》,由于η=0.75，機床有效功率PE ＇為： PE ＇= PE ×η= 7.0×0.75 = 5.25 KW 其值大于銑削功率Pm ，故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 ㈢ 切削時間的確定： l1 =5 mm， l w =13 mm， 根據切削時間計算公式： l w + l1 13+5 t m= ─── = ─── = 0.04 min vf 475 由于需兩次走刀完成，所以T工： T工 = t m ×i =0.0