軸架畢業(yè)設計說明書

1、黑龍江八一農墾大學畢業(yè)論文（設計）摘要 本次設計內容是軸架加工工藝規(guī)程及夾具設計,包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。本次設計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。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構，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生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足

2、之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝工序；切削用量；夾緊；定位；誤差Abstract: The design covers the mechanical design of manufacturing processes and machine tool fixture, metal cutting machine tools, tolerances and measurement, and many with knowledge. Axis frame processing procedures and drill hole 15H7 fixture designed to inclu

3、de the machining process design, process design and the design of three-part special fixture. In the process design to analyze the first part to understand the parts of the process re-design the structure of rough, and the processing part is selected benchmark, part of the process route design; then

4、 step on the part of various industrial processes for size calculation,The key is to determine the various processes and cutting processing equipment; and the design of special fixture, select the component design and fixture parts, such as positioning devices, clamping devices, guide devices, folde

5、rs and machine specific parts and other components connected ; calculated fixture positioning error generated when analyzed fixture structure is reasonable and inadequate attention in the future design improvements.Keywords: Process process; Cutting; clamping; positioning; error目 錄1引 言11.1選題研究意義和國內外

6、研究現(xiàn)狀11.2 課題背景知識12 零件的工藝分析及生產類型的確定32.1 零件的工藝分析32.2 確定零件的生產類型43 選擇毛坯種類、畫零件毛坯合圖53.1 確定毛坯的種類和尺寸公差等級IT和加工余量等級MA53.2 確定各加工表面總余量、主要毛坯尺寸及公差74 工藝規(guī)程設計84.1 定位基準的選擇84.1.1 精基準的選擇84.1.2 粗基準的選擇94.2 加工方法的選擇104.3 加工順序的安排114.4 制訂工藝路線124.5 初步擬定加工工藝路線及修改后的加工工藝路線124.6 選擇加工設備及刀具、夾具、量具154.7 加工工序設計174.7.1工序10：粗銑、半精銑A、B面174

7、.7.2工序20：粗銑、半精銑C、G面184.7.3工序30：粗銑、半精銑F面204.7.4工序40：鏜22H7的孔224.7.5工序50：鏜G11/8螺紋底孔及退刀槽，并孔口倒角1×45°，攻絲244.7.6工序60：鉆擴鉸15H7的孔，并孔口倒角1×45°254.7.7工序70：銑E面274.7.8工序80：鉆4×M6螺紋底孔，攻螺紋4×M67H294.7.9工序90：鉆5mm的孔，并锪沉孔8×90°305 專用夾具設計325.1鏜孔專用夾具設計325.1.1設計準備325.1.2 工件的定位方案325.1.3

8、 工件的夾緊方案325.1.4 孔加工刀具的引導方案335.1.5 夾具在機床上的安裝方式335.1.6 計算夾緊力并確定螺桿的直徑335.1.7 誤差分析與計算345.1.8 夾具的使用說明355.2鉆孔專用夾具設計355.2.1 設計準備355.2 .2工件的定位方案355.2.3 工件的夾緊方案355.2.4 孔加工刀具的引導方案365.2.5 夾具在機床上的安裝方式365.2.6 計算夾緊力并確定螺桿的直徑375.2.7 誤差分析與計算375.2.8 夾具的使用說明386 結束語387參考文獻398致謝4041引 言1.1選題研究意義和國內外研究現(xiàn)狀隨著我國專用機械市場的迅猛發(fā)展，與之

9、相關的核心生產技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內企業(yè)關注的焦點。技術工藝的優(yōu)劣直接決定企業(yè)的市場競爭力。了解國內外專用機械生產核心技術的研發(fā)動向、工藝設備、技術應用對于企業(yè)提升產品技術規(guī)格，提高市場競爭力十分關鍵。在工業(yè)界，對一指定產品加工生產前，根據(jù)工藝要求，所進行的通用設備選型、通用工位器具的選型；專用設備設計、制造；專用刀具、專用夾具、專用輔具、專用模具、專用工具、專用檢具、專用量具等工位器具的設計、制造都稱為“工藝工裝”?！肮に嚬ぱb”是工業(yè)企業(yè)不可缺少的一個重要組成部分。隨著社會的進步和經濟的發(fā)展，多品種、小批量的生產類型已占主導地位，具有元件全部標準化的高柔性組合夾具已成為制造系統(tǒng)的必備輔助

10、手段。另外，因組合夾具是標準化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備，其平均設計和組裝時間是專用夾具的520，所以稱其為柔性夾具，組合夾具因其靈活性已成為現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向?，F(xiàn)代機械加工行業(yè)發(fā)生著深刻的結構性變化，工藝工裝的設計與改良已成為相關企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明多品種生產的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有一定生產能力的工廠中約擁有1300015000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專業(yè)夾具，而夾具的實際磨損

11、量只有大約15%左右，特別最近幾年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被廣泛應用和推廣，使中小批生產的生產效率逐步趨近于大批量生產的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產對夾具提出了如下的新要求：（1）能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期；（2）能裝夾一組相似性特征的零件。1.2 課題背景知識在夾具設計過程中，對于被加工零件的定位、夾緊等主要問題,設計人員一般都會考慮的比較周全，但是，夾具設計還經常會遇到一些小問題，這些小問題如果處理不好，也會給夾具的使用造成許多不便，甚至會影響到工件的加工精度。我們把多年來在夾具設計中遇到的一些小問題歸納如下：在

12、設計端面和內孔定位的夾具時，會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問題。在設計圓盤類刀具(如銑刀、砂輪等)加工的夾具時，會存在讓刀問題。設計這類夾具時，應考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后，銑刀或砂輪的退刀位置，其位置大小應根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小，留出超過刀具半徑的尺寸位置即可。更換問題在設計加工結構相同或相似，尺寸不同的系列產品零件夾具時，為了降低生產成本,提高夾具的利用率，往往會把夾具設計為只更換某一個或幾個零件的通用型夾具。隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產品的品種和生產率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產作為機械生產的主流，為了適應機械生產的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更

13、高的要求。在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精高效模塊組合通用經濟方向發(fā)展。2 零件的工藝分析及生產類型的確定2.1 零件的工藝分析接到設計任務時，應首先查看零件圖是否完整、正確，再就是對零件的技術要求進行分析。在此零件的加工過程中，應注意高精度表面的加工。原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術要求齊全。本次設計所要做的零件為軸架。其實物圖如右圖所示：為了方便說明，先將各面、孔用字母分別標號如下：圖1-1 軸架零件圖該零件的主要加工面為A面、B面、C面、E面、F面、G面（以上各個表面如圖1-1所示）和22H7的孔、15H7的孔及G11/8的螺紋

14、。15H7的孔的軸線與22的孔的軸線垂直，其垂直度為0.005，直接影響轉動的平穩(wěn)，使傳動軸與軸架產生摩擦和軸架與軸不能正確定位。為了保證15H7的孔的軸線能與22的孔的軸線垂直度達到要求，因此，加工時先把22的孔加工完成后，以22H7的孔為定位基準來加工15H7的孔。A面、B面、C面、E面、F面和G面的表面粗糙度要求不太高，現(xiàn)有機床加工精度能夠達到要求。由參考文獻1面和孔加工的經濟精度及機床能達到的位置精度可知，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。2.2確定零件的生產類型零件的生產類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性

15、的影響。生產類型一般可分為大量生產、成批生產和單件生產三種類型，不同的生產類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產類型是按零件的年生產綱領和產品特征來確定的。生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品年產量。零件的生產綱領N可按下式計算：N=Qn（1+a%）(1+b%)(1) 式中 N零件的生產綱領 Q產品的年產量（臺、輛/年） n每臺（輛）產品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛） a%備品率，一般取2%4% b%廢品率，一般取0.3%0.7% 根據(jù)本零件的設計要求，取Q=10000臺，n=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數(shù)據(jù)代入生產綱

16、領計算公式得出N=10351件/年，零件質量為1.4kg，根據(jù)教材可知該零件為輕型零件，本設計零件軸架的生產類型為成批大量生產。3 選擇毛坯種類、畫零件毛坯合圖3.1 確定毛坯的種類和尺寸公差等級IT和加工余量等級MA機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應當考慮一下幾個因素。(1)材料的工藝性能材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能

17、差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。(2)毛坯的尺寸、形狀和精度要求毛坯的尺寸大小和形狀復雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。(3)零件的生產綱領選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產綱領相適應，才能獲得最佳的經濟效益。生產綱領大時宜采用高精度和高生產率的毛坯制造方法

18、，如模鍛及熔模鑄造等；生產綱領小時，宜采用設備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。根據(jù)上述內容的幾個方面來分析本零件，零件材料為HT200，首先分析灰鑄鐵材料的性能，灰鑄鐵是一種脆性較高，硬度較低的材料，因此其鑄造性能好，切削加工性能優(yōu)越，故本零件毛坯可選擇鑄造的方法；其次，觀察零件圖知，本設計零件尺寸并不大，而且其形狀也不復雜，屬于簡單零件，除了幾個需要加工的表面以外，零件的其它表面粗糙度都是以不去除材料的方法獲得，若要使其他不進行加工的表面達到較為理想的表面精度，可選擇砂型鑄造方法；再者，前面已經確定零件的生產類型為大批量生產，可選擇砂型鑄造機器造型的鑄造方法，較大的生產批量可

19、以分散單件的鑄造費用。因此，綜上所述，本零件的毛坯種類以砂型鑄造機器造型的方法獲得。根據(jù)零件圖的材料確定毛坯為鑄件，其生產類型為大批量生產。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。又由于G11/8的螺紋底孔需要鑄出，故還應該安放型芯。此外，為消除殘余應力，鑄造后安排人工時效。圖2-1 軸架零件圖參考文獻1表1.31（常用毛坯的制造方法與工藝特點），該種鑄件的尺寸公差等級IT為810級，加工余量等級MA為G級。故取IT為10級，MA為G級。3.2 確定各加工表面總余量、主要毛坯尺寸及公差參考文獻1表2.26（鑄造孔的最小尺寸），用查表法確定各表面的總余量如表21所示。表21 各加工表面總余量加工表面基本

20、尺寸（mm）加工余量等級加工余量（mm）說 明A面、B面70G3.5側面，單側加工（取上行數(shù)據(jù)）C面、G面28G2.5圓柱面，雙側加工（取下行數(shù)據(jù)）E面45G3.5頂面，雙側加工F面45H2.5底面降1級，雙側加工G11/8的底孔35.2H3孔降1級，雙側加工由參考文獻1表2.27（各種鑄造方法的鑄件最小壁厚），可得鑄件的主要尺寸的公差，如表22所示。表22 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸零件尺寸(mm)總余量(mm)毛坯尺寸（mm）公差IT（m）A面、B面輪廓尺寸123.515.54C面、G面輪廓尺寸382.52.5434E面距15H7孔中心尺寸533.549.53.6F面距15H7孔中心尺

21、寸1102.5112.53.6G11/8的底孔35.233163.2 由以上可以知道軸架的毛坯尺寸，畫出軸架零件-毛坯合圖（見圖3-1）。圖3-1軸架零件-毛坯合圖4 工藝規(guī)程設計設計工藝過程時所涉及的內容主要是劃分工藝過程的組成，選擇定位基準、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序和組合工序等。4.1定位基準的選擇4.1.1 精基準的選擇精基準的選擇原則（參考文獻6第三節(jié)工藝路線的制定）：（1）基準重合原則 應盡可能選擇被加工表面的設計基準作為精基準。在對加工面位置尺寸有決定作用的工序中，特別是當位置公差很小的時候，一般不應違反這一原則。（2）統(tǒng)一基準原則 當工件以某一精基準定位，可以比較方便

22、地加工大多數(shù)（或所有）其它表面，則應盡早地把這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后工序均以它為精加工基準加工其它表面。采用基準統(tǒng)一原則可以簡化夾具設計，可以減少工件搬動和翻轉次數(shù)，在自動化生產中廣泛應用。（3）互為基準原則 某些位置要求很高的表面，常采用互為基準反復加工的方法來達到要求。（4）自為基準原則 旨在減少表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，常以加工面本身為基準進行加工。（5）便于裝夾原則 所選擇的精基準，應能保證定位準確、可靠，夾緊機構簡單，操作方便。精基準的選擇：F面、C面、E面、22H7的孔既是裝配基準又是設計基準，用它們作精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，

23、實現(xiàn)軸架零件的定位；其它面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，F(xiàn)面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾具方案也比較簡單、可操作方便。4.1.2 粗基準的選擇粗基準的選擇準則：（1）首先保證工件上的加工面與不加工面之間的位置要求，應以不加工面作為粗基準（如果在工件上有很多不需要加工的表面，則應以其中與加工面的位置要求較高的表面作為粗基準）；（2）如果必須保證工件某重要表面加工余量均勻，應選擇該表面作為粗基準；（3）粗基準一般只能使用一次，即不應重復使用； （4）便于裝夾的原則 選擇粗基準時，必須考慮定位準確，夾緊可靠以及夾具結構簡單、操作方便等的問題。為了保證定位準確，

24、夾緊可靠，要求選用的粗基準盡可能平整、逛街和有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。 粗基準的選擇：考慮到以下兩個要求，選擇軸架零件的F面和G118底孔的毛坯孔作為粗基準；第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的位置精度達到要求；第二，應能保證定位準確、夾緊可靠。4.2 加工方法的選擇加工方法的選擇需要保證零件的經濟加工精度和粗糙度；加工方法的選擇和加工方案的選擇需依據(jù)每個加工表面的技術要求，確定加工方法及加工方案；決定加工方法時要考慮被加工材料的性質以及生產類型，還要考慮現(xiàn)有設備情況及技術條件；此外還要考慮一些其他因素，例如，工件的形狀和質量以及加工方法所能達到

25、的表面物理機械性能等6。幾種表面的加工方法如下：外圓表面的加工方案及其經濟精度加工方案經濟精度公差等級表面粗糙度值Ra（um）適用范圍粗車半精車精車滾壓（或拋光）IT6IT110.08100適用于除淬火鋼以外的金屬材料粗車半精車磨削IT5IT70.0120.8除不宜用于有色金屬外，主要適用于淬火鋼件的加工粗車半精車精車精磨研磨IT5以上0.0250.20主要用于高精度要求的鋼件加工內孔表面的加工方案及其經濟精度加工方案經濟精度公差等級表面粗糙度值Ra（um）適用范圍鉆擴鉸IT8IT130.8100加工未淬火鋼及其鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬鉆擴拉IT7IT80.81.6大批大量生產粗鏜

26、半精鏜精鏜浮動鏜IT6IT130.250除淬火鋼以外的金屬材料，毛坯上已有鑄出或鍛出的孔粗磨半精磨精磨金剛鏜IT6IT70.050.2主要用于精度要求高的有色金屬平面加工方案及其經濟精度加工方案經濟精度公差等級表面粗糙度值Ra（um）適用范圍粗車半精車精車磨IT6IT130.250適用工件的端面加工大粗刨精刨刮研IT5IT130.150適用不淬硬的平面粗銑拉IT6IT90.0200.80適用大量生產中加工較小的不淬火平面粗銑精銑磨研磨拋光IT5以上0.0250.20適用于高精度平面的加工根據(jù)各表面加工要求和加工方法能達到的經濟精度，確定各表面的加工方法如下：（1）A面、B面、C面、E面、F面、

27、G面：粗銑；（2）7級精度未鑄出的孔：鉆-擴-鉸；（3）已鑄造出的孔：粗、精鏜；（4）螺紋孔：鉆孔-攻螺紋。4.3 加工順序的安排 （1）按加工的性質和作用的不同，工藝過程可劃分如下幾個階段:粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為Ra12.5um100um半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9IT10。表面粗糙度為Ra6.312.5

28、m。精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精精加工的加工精度一般為IT6IT7，表面粗糙度為Ra0.83.2m。（2）工藝過程劃分加工階段是指零件加工的整個過程而言，不能以某一表面的加工和某一工序的加工來判斷。例如有些定位基準面，在半精加工階段甚至在粗加工階段得很準確，而某些鉆小孔的粗加工工序，又常常安排在精加工階段。4.4 制訂工藝路線機械加工順序安排（1）作為精基準的表面應在工藝過程一開始就進行加工，即粗銑A、B、C、G、F等面，因為后續(xù)工序中加

29、工其它表面是要用它來定位，即“先基準后其它”；（2）在加工精基準面時，需要用粗基準定位，如銑A面、B面、C面時，以G面作為粗基準；（3）精基準加工好以后，接著應對精度要求較高的各主要表面進行粗加工、半精加工和精加工，即15H7的孔加工時，需要進行鉆孔、擴孔、粗鉸孔和精鉸孔四個階段來完成，而考慮到在鑄造時有型芯，故22H7的孔則采用粗鏜、精鏜，而G11/8螺紋底孔則還需加鏜退刀槽以及攻絲等工序。4.5 初步擬定加工工藝路線及修改后的加工工藝路線（1）工藝路線方案根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將粗銑E面、粗銑F面放在銑G11/8螺紋低孔的前面和鉆孔、擴孔、粗鉸孔和精鉸

30、孔依照這樣的順序依次完成。初步擬訂加工工藝路線如下：工序號工 序 內 容鑄造時效涂底漆10粗銑E面20粗銑F面30鉆G11/8螺紋底孔，并孔口倒角1×45°，攻G11/8的螺紋40鉆擴鉸22H7的孔50粗銑A面、B面、C面60粗銑F面70鉆擴鉸15H7的孔，并孔口倒角1×45°80鉆5mm的孔，并锪沉孔8×90°90鉆4×M6螺紋底孔，并攻螺紋4×M67H100檢驗110入庫上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序有些問題還值得進一步討論。如把工序90：鉆4×M6螺紋底孔，并攻螺紋4×M

31、67H,放在工序30：鉆擴鉸15H7的孔，并孔口倒角1×45°之后，這兩個工序可在一次裝夾后完成，減少加工誤差。把工序10，工序20和工序30放在工序70之后，因為15H7的孔的軸線與22H7的軸線的垂直度是0.005，并且是以22H7的軸線為基準。修改后的工藝路線如下：工序號 工 序 內 容鑄造時效涂底漆10粗銑E面20粗銑F面30鉆G11/8螺紋底孔，并孔口倒角1×45°，攻G11/8的螺紋40鉆擴鉸22H7的孔50粗銑A面、B面、C面60粗銑G面70鉆擴鉸15H7的孔，并孔口倒角1×45°80鉆4×M6螺紋底孔，攻螺紋

32、4×M67H90鉆5mm的孔，并锪沉孔8×90°100檢驗110入庫 上面兩個方案將鑄造時本有的16的孔進行了擴和鉸，由于考慮到鑄造時本已有型芯將22的孔鑄造完成，且軸架是用來支撐軸的，托住軸使其懸空，軸架上的孔通常要與軸承配合，所以精度要求較高，故又制定了另一種在鏜床加工的方案，方案如下：工序號 工 序 內 容鑄造時效涂底漆10粗銑、半精銑A、B面20粗銑、半精銑C、G面30粗銑、半精銑F面40鏜22的孔50鏜G11/8螺紋底孔及退刀槽，并孔口倒角1×45°，攻絲60鉆擴鉸15H7的孔，并孔口倒角1×45°70銑E面80鉆

33、4×M6螺紋底孔，攻螺紋4×M67H90鉆5mm的孔，并锪沉孔8×90°100檢驗110入庫 通過對這幾種方案利弊的反復分析及零件本身的精度要求，最終選擇了最后一種方案作為最終的工藝路線。(2)熱處理工序機械加工前對鑄件毛坯進行時效處理，時效處理硬度HBS187220，時效處理的主要目的是消除鑄件的內應力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能，這樣可以提高毛坯的切削性能。(3)輔助工序毛坯鑄造成型后，應對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進行尺寸，然后再進行機械加工，最后在零件的所有加工工序完成后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。4.6 選擇加工設備及刀具、夾具

34、、量具由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以通用機床為柱，輔以少量專用機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量裝用機床的流水生產線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。（1）粗銑、半精銑A、B面?？紤]到工件的定位夾緊及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇XA5032立式銑床（參考文獻2）。選擇直徑D為80mm的標準硬質合金端銑刀（參考文獻2表3.13）、采用銑A、B面夾具和游標卡尺。（2）粗銑、半精銑C、G面。采用立銑，選擇XA5032立式銑床（參考文獻2）。選擇直徑為80mm的標準硬質合金端銑刀（參考文獻2表3.13）。采用銑F面夾具及游標卡尺。（3）粗銑、半精銑F面

35、?？紤]到工件的定位夾緊及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇XA5032立式銑床（參考文獻2）。選擇直徑D為80mm的標準硬質合金端銑刀（參考文獻2表3.13）、采用銑A、B面夾具和游標卡尺。（4）鉆擴鉸22H7的孔?？紤]到工件的定位夾緊及夾具結構設計等問題，采用立鉆，選擇立式鉆床Z525（參考文獻1表4.214、表4.215和表4.216）。選用20.0mm高速鋼麻花鉆（GB607885）（參考文獻1表3.15）、21.8mm錐柄擴孔鉆（GB114184）（參考文獻1表3.18），選用直柄機用鉸刀加工22H7的孔、專用鉆夾具、快換夾頭、游標卡尺及塞規(guī)。（5）鏜G11/8螺紋底孔及退刀槽，并孔口

36、倒角1×45°，攻絲?？紤]到工件的定位夾緊及夾具結構設計等問題，采用臥鏜，選擇臥式鏜床T68（參考文獻1表4.214、表4.215和表4.216）選用鏜刀和內螺紋鏜刀加工G11/8的底孔、專用鏜床夾具、內徑千分尺及塞規(guī)。（6）鉆擴鉸15H7的孔，并孔口倒角1×45°。選用立鉆，選擇立式鉆床Z525(參考文獻1表4.214、表4.215和表4.216)。選用14.0mm高速鋼麻花鉆（GB607885）(參考文獻1表3.15）、14.85mm錐柄擴孔鉆（GB114184）（參考文獻1表3.18），選用硬質合金直柄機用鉸刀（GB425184）（參考文獻1表3.

37、118）加工15H7的孔、專用鉆夾具、快換夾頭、游標卡尺及塞規(guī)。（7）銑E面。考慮到工件的定位夾緊及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇XA5032立式銑床（參考文獻2）。選擇直徑D為80mm的標準硬質合金端銑刀（參考文獻2表3.13）、銑E面夾具和游標卡尺。（8）鉆4×M6螺紋底孔，攻螺紋4×M67H。選用立鉆，選擇立式鉆床Z525（參考文獻1表4.214、表4.215和表4.216）。選用5mm錐柄階梯麻花鉆（參考文獻22.13），攻螺紋采用機用絲錐(參考文獻1表3.147)及絲錐夾頭。4M6螺紋孔用螺紋塞規(guī)檢驗。采用專用夾具。（9）鉆5mm的孔、并锪沉孔8×9

38、0°。采用立鉆，選用立式鉆床Z525（參考文獻1表4.214、表4.215和表4.216）。選用4.8mm錐柄階梯麻花鉆(參考文獻22.13)，锪沉孔8×90°選90°錐柄面锪鉆（參考文獻1表3.112）選用專用量具、專用夾具。4.7 加工工序設計4.7.1工序10：粗銑、半精銑A、B面（1）選擇刀具根據(jù)參考文獻2表1.2,選擇YG6硬質合金刀片根據(jù)參考文獻2表3.1,銑削深度阿ap4mm時，端銑刀直徑d0為80mm，ae60mm。已知銑削寬度ae45mm，故端銑刀直徑d080mm。由于采用標準硬質合金銑刀，故齒數(shù)Z10（參考文獻2表3.13）。銑刀幾何

39、形狀（參考文獻2表3.2）：由于鑄鐵的硬度HBS150,故選擇 r00，a08°(假定acmax0.008mm)，a´10°，s-20°,kr60°,kr´5, kr30°。（2）選擇切削用量決定銑削深度由于加工余量不大，故可在一次走刀內切完。則aph2.5mm決定每齒進給量fz,采用不對稱端銑以提高進給量。當使用YG6銑削功率為7.5kw(參考文獻2表3.30，XA503型立式銑床說明書)時， fz0.140.24mm/z但因采用不對稱端銑，故取fz0.24mm/z。選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 根據(jù)參考文獻2表3.7，銑刀

40、刀齒后刀面最大磨損量為1.2mm；由于銑刀直徑d080mm，故刀具壽命T180min(參考文獻2表3.8)。決定切削速度vc和每分鐘進給量vf切削速度vc可根據(jù)參考文獻2表3.27中的公式計算，也可以直接由表查出。根據(jù)參考文獻2表3.16，當d080mm,z10,ap3.5mm,fz0.14mm/z時，vt97m/min,nt387r/min,vft433mm/min。各修正系數(shù):kmvkMnkMvf0.89Ksvksnksvf0.85故vcvt·kv97×0.89×0.85m/min73.4m/minnnt·kn387×0.89×0

41、.85r/min292.8r/minvfvft·kvt4330.890.85327.6mm/min根據(jù)XA5032型立式銑床說明書(參考文獻2表3.30），選擇nc300r/min,vfc375mm/min因此實際切削速度和每齒進給量為vc75.36m/minfzc 0.13mm/z校驗機床功率根據(jù)參考文獻2表3.24，當鑄鐵硬度HBS174207，ae50mm,ap2.7mm,d0125mm,z10,vf357mm/min,近似為pcc1.9kw。根據(jù)XA5032型立式銑床說明書（參考文獻2表3.330），機床主軸允許的功率為pcM7.5×0.75kw5.63kw故 pc

42、cpcM。因此選擇的切削用量可以采用，即ap2.5mm,vf375m/min,n300r/min,vc73.4m/min,fz0.13mm/z。計算基本工時式中Lly,l45mm,根據(jù)參考文獻2表3.26，不對稱安裝銑刀，入切量及超切量ly25mm,則L2min0.187min11.2s4.7.2工序20：粗銑、半精銑C、G面工步一：粗銑C、G面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選

43、取375當375r/min時 按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為.工步二：半精銑C、G面 1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取375當375r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為.4.7.3工序30：粗銑、半精銑F面工步一：粗銑F面 1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因

44、為加工余量不大，一次加工完成2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取275當275r/min時 按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為.工步二：半精銑F面 1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取275當275r/min時 按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為.4.7.4

45、工序40：鏜22H7的孔鏜22的孔：粗鏜21.80mm精鏜15H7(一般孔直徑的加工余量：粗鏜孔為0.15mm，精鏜孔為0.05mm)。（1）刀具的選用鏜刀。由工件的毛坯尺寸可知，其加工余量為z鏜6/2mm3.0mm。（2）選擇切削用量按加工要求決定進給量a.根據(jù)參考文獻2表2.7，當鑄鐵硬度為200HBS,l57mm,d020mm時，f0.700.86mm/r。由于57/202.85，故應乘孔深修正系數(shù)kcf0.50，f(0.700.86)×0.5mm/r0.350.43mm/rb.按鏜刀強度決定進給量：根據(jù)參考文獻2表2.8，當灰鑄鐵為200HBS，d020mm，鉆頭強度允許的進

46、給量f1.75mm/r。c.按機床（T68型床）機構強度決定進給量根據(jù)參考文獻2表2.9，當鑄鐵硬度小于等于210HBS，d020.5mm時，機床進給機構允許的軸向力為8830N，見參考文獻2表2.35），確定進給量：根據(jù)參考文獻表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工15H7孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)T68機床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步二：精鏜根據(jù)有關手冊規(guī)定，精鏜的切削用量可根據(jù)粗鏜的切削用量選取根據(jù)機床說明書，選取則主傳動轉速為，并按立式鏜床T68

47、說明書取，實際切削速度為切削工時：，則機動工時為4.7.5工序50：鏜G11/8螺紋底孔及退刀槽，并孔口倒角1×45°，攻絲鏜G11/8的螺紋底孔：粗鏜38mm精鏜40mm(一般孔直徑的加工余量：粗鏜孔為0.15mm，精鏜孔為0.05mm)。（1）刀具的選用鏜刀。由工件的毛坯尺寸可知，其加工余量為z鏜6/2mm3.0mm。（2）選擇切削用量按加工要求決定進給量a.根據(jù)參考文獻2表2.7，當鑄鐵硬度為200HBS,l57mm,d020mm時，f0.700.86mm/r。由于57/202.85，故應乘孔深修正系數(shù)kcf0.50，f(0.700.86)×0.5mm/r0

48、.350.43mm/rb.按鏜刀強度決定進給量：根據(jù)參考文獻2表2.8，當灰鑄鐵為200HBS，d020mm，鉆頭強度允許的進給量f1.75mm/r。c.按機床（T68型床）機構強度決定進給量根據(jù)參考文獻2表2.9，當鑄鐵硬度小于等于210HBS，d020.5mm時，機床進給機構允許的軸向力為8830N，見參考文獻2表2.35），確定進給量：根據(jù)參考文獻表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工40孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)T68機床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為切削工時：，則機動工時為

49、工步二：精鏜40mm根據(jù)有關手冊規(guī)定，精鏜的切削用量可根據(jù)粗鏜的切削用量選取根據(jù)機床說明書，選取則主傳動轉速為，并按立式鏜床T68說明書取，實際切削速度為切削工時：，則機動工時為4.7.6工序60：鉆擴鉸15H7的孔，并孔口倒角1×45°鉆擴鉸15H7的孔：鉆14.0mm擴孔鉆14.85mm精鉸15H7(一般孔直徑的加工余量：粗鉸孔為0.15mm，半精鉸孔為0.05mm)。（1）刀具的選用14.0mm的孔一次鉆出。由工件的毛坯尺寸可知，其加工余量為z鉆6/2mm3.0mm。鉆14mm的孔，采用14.0mm的高速麻花鉆。鉆頭的幾何形狀（參考文獻2表2.1和表2.2）：雙錐修磨

50、橫刃，30°,2130°50°012°，b2mm，l4mm（2）選擇切削用量按加工要求決定進給量a.根據(jù)參考文獻2表2.7，當鑄鐵硬度為200HBS,l57mm,d020mm時，f0.700.86mm/r。由于57/202.85，故應乘孔深修正系數(shù)kcf0.50，f(0.700.86)×0.5mm/r0.350.43mm/rb.按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)參考文獻2表2.8，當灰鑄鐵為200HBS，d020mm，鉆頭強度允許的進給量f1.75mm/r。c.按機床（Z525型立式鉆床）機構強度決定進給量根據(jù)參考文獻2表2.9，當鑄鐵硬度小于等于21

51、0HBS，d020.5mm時，機床進給機構允許的軸向力為8830N，見參考文獻2表2.35），進給量f0.93mm/r。從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f0.350.43mm/r。根據(jù)Z525立式鉆床說明書（見參考文獻2表2.35），選擇f0.40mm/r。此外機床（Z525型立式鉆床）進給機構強度也可根據(jù)初步確定的進給量查出軸向力再進行比較來實驗。由參考文獻2表2.19可查出，鉆頭鉆孔時的軸向力。當f0.40mm/r,d021mm時，軸向力Ff7330N。（3）決定鉆頭磨鈍標準及刀具壽命由參考文獻2表2.12可知，當d020mm時，鉆頭后面最大磨損量取為0.8m

52、m,壽命T60min速度由參考文獻2表2.13可知，當f0.40mm/r，雙橫刃磨得鉆頭d020mm，vt18m/min切削速度的修正系數(shù)為kv0.91 ，故vvc·kv18×0.9117m/minnrmin270.7r/min根據(jù)Z525型立式鉆床說明書（參考文獻2表2.35）,可考慮選擇nc272r/min。（4）檢驗機床扭矩及功率根據(jù)參考文獻2表2.21，當f0.41mm/r，d021mm時，Mt43.16N·m，扭矩的修正系數(shù)均為1.0，故Mc53.86M·m。根據(jù)Z525型立式鉆床說明書（參考文獻2表2.35），當vc272r/min,Mm14

53、4.2N·m。根據(jù)參考文獻2表2.23，當鑄鐵硬度為170213HBS，d020mm，f0.45mm/r時，pc1.0kw。根據(jù)Z525型立式鉆床說明書，PE2.8×0.812.26kw。由McMm,pcpE,故選擇的切削用量可用，即f0.40mm/r,nnc272r/min,vc17m/min。（5）計算基本工時式中Ll+y+,l27mm,入切量及超切量由參考文獻22.29查出y+10mm,故min0.34min20.4s4.7.7 工序70：銑E面工步一：粗銑E面 1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一