設(shè)計(jì)法蘭盤(pán)零件（圖5-6）的加工工藝及鉆Φ6斜孔的鉆床夾具
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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)法蘭盤(pán)零件的加工工藝
及鉆Φ6斜孔的鉆床夾具
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
法蘭盤(pán)的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
目 錄
一、序言 1
1.1 夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 1
1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 2
二、零件的分析 4
2.1零件的作用 4
2.2零件的工藝分析 4
三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
3.1 確定毛坯的制造形式 5
3.2 基面的選擇 5
3.3 制定工藝路線 6
3.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
3.5 確定切削用量及基本尺寸 10
四、夾具設(shè)計(jì) 23
4.1問(wèn)題的提出 23
4.2定位基準(zhǔn)的選擇 23
4.3切削力及夾緊力計(jì)算 23
4.4定位誤差分析 24
4.5夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 25
總結(jié) 27
致謝 28
參考文獻(xiàn) 29
29
一、 序 言
夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴(lài)勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門(mén)類(lèi)才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。
1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求
現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)中多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類(lèi)數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，在一個(gè)具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專(zhuān)用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。
綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求：
1. 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期
2. 能裝夾一組相似性特征的工件
3. 適用于精密加工的高精度的機(jī)床
4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)
5. 采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
1.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面：
1. 精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車(chē)削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.2~0.5um。
2. 高效化
高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤(pán)則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。
3. 柔性化
夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。
4. 標(biāo)準(zhǔn)化
夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見(jiàn)的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，這類(lèi)夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
二、 零 件 的 分 析
2.1零件的作用
題目所給定的零件是法蘭盤(pán)， 法蘭盤(pán)起聯(lián)接作用是車(chē)床上的重要零件。零件上精度要求較高的兩個(gè)平面用以裝配。
2.2零件的工藝分析
法蘭盤(pán)是一回轉(zhuǎn)體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以Φ38，Φ50，Φ62為中心 ,包括:兩個(gè)左右端面,端面上面的7-Φ9和7-Φ15的階梯孔. 和M12孔和斜孔Φ6孔, 以及退刀槽。
這組加工表面是以右端面為中心,其余加工面都與它有位置關(guān)系,可以先加工它的一個(gè)端面,再借助專(zhuān)用夾具以這個(gè)端面為定位基準(zhǔn)加工另一端面,然后再加工其它加工表面.
三、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)
3.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT150，由于零件年產(chǎn)量為20000件，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
3.2基面的選擇
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱(chēng)、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(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)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。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：
（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。
（3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。
主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
3.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性的機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1、.工藝路線方案一：
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
車(chē)
粗車(chē)左端面和外圓
4
車(chē)
粗車(chē)右端面和外圓
5
車(chē)
粗車(chē)中心各孔
6
車(chē)
車(chē)3x1的退刀槽
7
車(chē)
精車(chē)各外圓和端面
8
車(chē)
車(chē)內(nèi)孔退刀槽3x2
9
車(chē)
精車(chē)內(nèi)孔
10
鉆
鉆7-Ф9階梯孔
11
鉆
鉆M12螺紋孔
12
鉆
鉆斜孔Ф6
13
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
14
入庫(kù)
入庫(kù)
2 、工藝方案二：
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
車(chē)
車(chē)左端面和外圓
4
車(chē)
車(chē)右端面和外圓
5
車(chē)
粗車(chē)中心各孔
6
車(chē)
車(chē)3x1的退刀槽
7
車(chē)
車(chē)內(nèi)孔退刀槽3x2
8
車(chē)
精車(chē)內(nèi)孔
9
鉆
鉆7-Ф9階梯孔
10
鉆
鉆M12螺紋孔
11
鉆
鉆斜孔Ф6
12
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
13
入庫(kù)
入庫(kù)
3、工藝方案的比較與分析：
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一采用粗精加工端面和外圓可以提高加工精度，而方案二直接車(chē)端面和外圓，效率雖高但精度不能保證，應(yīng)把保證精度放在首位，故選用方案一。
因此最后確定的加工工藝路線如下：
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
車(chē)
粗車(chē)左端面和外圓
4
車(chē)
粗車(chē)右端面和外圓
5
車(chē)
粗車(chē)中心各孔
6
車(chē)
車(chē)3x1的退刀槽
7
車(chē)
精車(chē)各外圓和端面
8
車(chē)
車(chē)內(nèi)孔退刀槽3x2
9
車(chē)
精車(chē)內(nèi)孔
10
鉆
鉆7-Ф9階梯孔
11
鉆
鉆M12螺紋孔
12
鉆
鉆斜孔Ф6
13
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
14
入庫(kù)
入庫(kù)
3.4機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
法蘭盤(pán)零件材料為HT150，硬度200HBS，毛坯重量約為1.4KG，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：
1.Φmm外圓表面
外圓表面為IT6級(jí)，參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱(chēng)
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精車(chē)外圓
1
50
h6
Φ
粗車(chē)外圓
3
51
Φ
毛坯
4
54
Φ
2.外圓表面Φmm
參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱(chēng)
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸及公差
精車(chē)外圓
1
85
Φ
粗車(chē)外圓
3
86
Φ
毛坯
4
89
Φ
3．中心孔Φ38，Φ50，Φ62
參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱(chēng)
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸及公差
精車(chē)孔
1
38
Φ38
粗車(chē)孔
3
39
Φ39
毛坯
4
42
Φ40
工序名稱(chēng)
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸及公差
精車(chē)孔
1
50
Φ50
粗車(chē)孔
3
51
Φ51
毛坯
4
54
Φ54
工序名稱(chēng)
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精車(chē)孔
1
62
K7
Φ62
粗車(chē)孔
3
63
Φ63
毛坯
4
66
Φ66
3.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序3： 粗車(chē)左端面和外圓
工件材料：HT15-33 δb=220MPa 模鑄
加工要求：車(chē)左端面和外圓
機(jī)床：CA6140臥式車(chē)床
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm
1) 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為3+0..8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm
2) 進(jìn)給量f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16×25 mm
>3~5mm,以及工件直徑為100時(shí)，f =0.7~1.0mm/r
按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)切削手冊(cè)）取 f =0.9mm/r
3) 計(jì)算切削速度，按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命T=60min)
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)
4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1010r/min
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-8),與1010r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1050r/min及1200r/min?，F(xiàn)選取=1050r/min。
所以實(shí)際切削速度v=170r/min。
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
L==40mm , =2mm, =0, =0
tm===0.098(min)
工序 4：粗車(chē)右端面和外圓
機(jī)床：CA6140臥式車(chē)床
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
1) 切削深度。單邊余量Z=2mm
2) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=187m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 700r/min
與700r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。
所以實(shí)際切削速度==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm;
t=i=x1=0.06(min)
工序 5：粗車(chē)中心各孔
機(jī)床：CA6140臥式車(chē)床
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
1) 切削深度。單邊余量Z=2mm
2) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=187m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 993r/min
與993r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1050r/min和1200r/min?，F(xiàn)選取=1050r/min。
所以實(shí)際切削速度==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=69mm; =2mm; =2mm;
t=i=x1=0.135(min)
工序7：精車(chē)各外圓和端面
精車(chē)左端外圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=96m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 578r/min
與578r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.37(min)
精車(chē)左端面
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 一次切除。
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度：
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=134m/min
4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 458r/min
與458r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.28(min)
精車(chē)右端面：
1) 切削深度，單邊余量為Z=0.5mm 一次切除。
2) 進(jìn)給量， 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.9mm/r
3)計(jì)算切削速度 ＝132m/min
4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 420r/min
與420r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min現(xiàn)選取480r/min
所以實(shí)際切削速度 ==
5) 檢驗(yàn)機(jī)床功率
＝
其中?。?985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15，
===0.63
=0.61
=29851.00.51500.630.89=1122.4(N)
切削時(shí)消耗功率＝＝＝2.81(KW)
CA6140主電機(jī)功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時(shí)主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。
6) 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力＝1122.4N.徑向切削力
＝
其中?。?940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3，
===0.59
=0.5
所以 =19401.50.51500.590.5=203(N)
而軸向切削力 ＝
其中?。?880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4，
===0.34 =1.17
軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N)
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+μ (+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N
而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)床可承受的最大縱向力為3530N(見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30)故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
進(jìn)給量f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-2.取f＝0.2mm/r
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min
所以切削工時(shí) tm==＝0.44（min）
精車(chē)右端外圓
粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略
進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-2 取f=0.2mm/r
主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min
所以切削工時(shí) t==0.33 min
工序8：車(chē)內(nèi)退刀槽32
工序9：精車(chē)各內(nèi)孔
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=187m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 553r/min
與553r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min。現(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
(1)精車(chē)Φ38內(nèi)孔
粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
.取f＝0.5mm/r
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min
所以切削工時(shí) tm==＝0.44（min）
(2)精車(chē)Φ50內(nèi)孔
粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略
進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-2 取f=0.2mm/r
主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min
所以切削工時(shí) t==0.17min
(3)精車(chē)Φ62內(nèi)孔
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm;
t=i=1=0.26(min)
工序10 鉆7-Ф9孔
機(jī)床：Z3025搖臂鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ9.
1) 給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-13，取f=0.13mm/r
2) 削速度 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-70,及10-66,查得
V=30m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1061r/min
,與1061r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1020r/min?，F(xiàn)選取=1020r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5) 削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=8mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.11(min)
工序11：锪孔7-Ф15孔
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
式中的、——加工實(shí)心孔進(jìn)的切削用量.
現(xiàn)已知
=0.36mm/r (《切削手冊(cè)》)表2.7
=42.25m/min (《切削手冊(cè)》)表2.13
1) 給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)床選取0.5mm/r
2) 削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 358.5r/min
與358.5r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為375r/min?，F(xiàn)選取=375r/min。
4) 所以實(shí)際切削速度
==
5) 削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm; =4mm;
t= ==0.78(min)
工序12：鉆底孔，攻螺紋M12mm
（1）鉆底孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機(jī)床選取
基本工時(shí)： min
（2）攻螺紋M12mm：
選擇M12mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
工序13： 鉆斜孔Φ6的孔
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6.
1) 進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-13，取f=0.13mm/r
2) 切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1592r/min
與1592r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1592r/min。現(xiàn)選取=1426r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
t=i ;其中l(wèi)=7mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.07(min)
四、 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)第12道工序鉆Φ6斜孔。
4.1 問(wèn)題的提出
本夾具主要用于鉆Φ6斜孔，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
4.2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)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(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。Φ62的孔已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的Φ62孔和其端面作為定位基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以一銷(xiāo)和已加工好的Φ62孔及其端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。
4.3切削力和夾緊力的計(jì)算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷(xiāo)釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
4.4定位誤差分析
一面兩銷(xiāo)，定位誤差分析：
(1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 心軸孔的最大偏差
———— 心軸孔的最小偏差
————心軸定位孔與心軸最小配合間隙
代入（式5-5）得： =
=
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式5-6）
式中： ———— 心軸孔的最大偏差
————心軸孔的最小偏差
————心軸定位孔與心軸最小配合間隙
————兩可調(diào)支承釘?shù)淖畲笃?
————兩可調(diào)支承釘?shù)淖钚∑?
————兩可調(diào)支承釘最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
則：
4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了螺母夾緊方式。我們采用翻轉(zhuǎn)式鉆模板，本工序?yàn)殂@切削余量小，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
裝配圖：
夾具體：
總 結(jié)
這次設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
這次設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專(zhuān)業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1983年
4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年
5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月
6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年
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