三通閥的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)

1、（論文）報(bào)告 （ 論文 ） 題目：三通閥的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)作者所在系部：作者所在專業(yè)：作者所在班級(jí)：作者姓名： 作者學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名：完成時(shí)間：摘要機(jī)械加工行業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)，由此對(duì)其它的質(zhì)量，性能要求有了新的變化?，F(xiàn)在機(jī)械加工行業(yè)發(fā)生著結(jié)構(gòu)性變化，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。同時(shí)機(jī)械制造工業(yè)是為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)提供各種機(jī)械裝備的部門，在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展占據(jù)著十分重要的作用，支座是其中的一種非常重要的零件， 無論是在機(jī)床，還是生活中

2、的許多方面都用到了支座，而支座的加工工藝與其所工作環(huán)境還有自身材料、形體有著十分重要的聯(lián)系，而其夾具也與此有著密切的聯(lián)系。因此，支座的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)有著十分重要的意義。關(guān)鍵詞 ：三通閥工藝設(shè)計(jì)工序設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)5AbstractThe mechanical processing industry as a traditional and vibrant industry in recent years has achieved rapid development in the new economic era, the industry presented a new development

3、 trend, thus the quality and the performance requirements of a new change. Now the mechanical processing industry is undergoing structural changes, process design and improvement of equipment has become a necessary condition for the survival and development of enterprises, design and improvement of

4、technology and equipment directly affect the quality and performance of products. At the same time, the machinery manufacturing industry is to provide all kinds of machinery and equipment sector for the modernization construction of our country, which plays a very important role in the development o

5、f China's national economy, support is one of the most important parts in machine tools, or many aspects of life are the use of the bearing, and bearing processing with the working environment as well as its material, shape has a very important link, and the clamp is also closely linked with thi

6、s. Therefore, the bearing process and fixture design is of great significance.Keywords: Three-way valve process design fixture design摘 要 IAbstract II目 錄 I.I.I.第 1 章 緒論 1.1.1 課題背景 1.1.2 課題的目的和意義 1.1.3 本文的研究?jī)?nèi)容 1.第2章零件的分析 2.2.1 零件的形狀分析 2.2.2 零件的工藝分析 2.第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.3.1 毛坯制造形式的選擇 4.3.2 基面的選擇 4.3.3 工藝路線的選擇

7、 4.3.3.1 工藝路線方案一 5.3.3.2 工藝路線方案二 5.3.3.3 工藝方案的比較與分析 5.3.4 加工設(shè)備和工藝裝備的選擇 6.3.4.1 機(jī)床選用 6.3.4.2 選擇刀具 6.3.4.3 選擇量具 6.3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 63.6 切削用量及基本工時(shí)的確定 8.第 4 章 夾具設(shè)計(jì)2.2.4.1 鉆2-15孔的夾具設(shè)計(jì) 2.24.1.1 零件分析2.24.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇2.24.1.3 切削力和夾緊力的計(jì)算2. 24.1.4 誤差分析與計(jì)算2.34.1.5 零部件的選用和設(shè)計(jì)2.44.1.6 鉆套、襯套、設(shè)計(jì)與選用2. 44.1.7 確

8、定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)2. 54.2 車M68× 2外圓及外螺紋的夾具設(shè)計(jì)2. 64.2.1 工件加工工藝分析2.64.2.2 定位裝置的設(shè)計(jì)2.74.2.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)2.74.2.4 切削力和夾緊力計(jì)算2.74.2.5 誤差分析與計(jì)算2.84.2.6 零部件的選用和設(shè)計(jì)2.9致 謝 3.4.參考文獻(xiàn)3.5.第 1章 緒論1.1 課題背景制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家的立國(guó)之本，是一個(gè)國(guó)家的民族產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，也是反映一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志，是為國(guó)家創(chuàng)造財(cái)富的重要產(chǎn)業(yè)。由查閱的數(shù)據(jù)顯示， 早在上世紀(jì)90 年代， 不少于 20 個(gè)國(guó)家邁入工業(yè)化之后，只是他們的制造業(yè)生產(chǎn)的財(cái)富就快接近國(guó)家G

9、DP 的五分之一，令人駭言在國(guó)家機(jī)械裝備制造業(yè)中，各式零件都很關(guān)鍵，其中閥門類零件最為要緊，各類機(jī)械中基本都有涉及。三通閥作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的重要部件，其加工工藝值得研究1.2 課題的目的和意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的主要在于，在正式進(jìn)入工作崗位之前，再一次的全面的檢測(cè)我們?cè)诖髮W(xué)中所學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識(shí)，尤其是一些重要的專業(yè)基礎(chǔ)，如機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖等重要的課程，為我們結(jié)合實(shí)際實(shí)習(xí)的學(xué)到的知識(shí)、獨(dú)立的分析解決問題，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中使我們能綜合運(yùn)用平時(shí)在課堂上學(xué)到的各種先關(guān)知識(shí)，打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)，關(guān)鍵是了解一些基本的機(jī)械設(shè)計(jì)常識(shí)，擺脫紙上談兵的尷尬，真正的能夠做出一些符

10、合實(shí)際的作品，以后才能在工廠里得心應(yīng)手的工作1.3 本文的研究?jī)?nèi)容本文主要研究三通閥的加工工藝以及夾具設(shè)計(jì)，對(duì)于三通閥的加工工藝做出一些改進(jìn)。第一步， 分析零件，了解零件的工藝從而設(shè)計(jì)毛坯基本結(jié)構(gòu)，了解各個(gè)需要加工面的加工精度和其他要求；第二步， 在分析的零件基礎(chǔ)上，選擇合適的加工基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)相應(yīng)的工藝路線；第三步，計(jì)算零件各個(gè)工步得工序的尺寸，然后來選擇工藝裝備及切削用量；第四部， 在上面的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)適合零件加工的專用夾具， 通過查閱文獻(xiàn)來選擇夾具的各類關(guān)鍵零件如定位元件，來提高加工效率；最后來計(jì)算在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，產(chǎn)生的各類誤差，分析零件的優(yōu)缺點(diǎn)并給出改進(jìn)意見。第 2 章 零件的分析2.1

11、零件的形狀分析三通閥零件的作用主要是起連接。2-1 三通閥零件圖2.2 零件的工藝分析根據(jù)所給出的零件圖，通過分析得出，零件材料HT200為灰鑄鐵，其強(qiáng)度較高，鑄造性能和減震性能好，抗拉強(qiáng)度和塑性低，因此知道其適用于承受較大應(yīng)力并且又耐磨的零件。比如車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等。主要加工表面為：1. 粗銑銑底面、半精銑底面，表面粗糙度Ra 值為12.5 m。2. 粗銑上端面，半精銑上端面，表面粗糙度Ra 值12.5 m。3. 車端面M68的外圓及M68外螺紋，表面粗糙度Ra值 3.2 m。4. 粗車 52 孔、粗車 43 孔內(nèi)孔及粗車臺(tái)階，表面粗糙度Ra值 25 m。5. 鉆孔攻絲M27&

12、#215; 2、鉆孔攻絲M39× 2，表面粗糙度Ra值 3.2 m。6. 鉆擴(kuò) 2- 17孔、鉆擴(kuò)2- 15孔， 2- 17 孔的表面粗糙度Ra值 25 m、2- 15 孔的表面粗糙度Ra值 12.5 m。52第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)假設(shè)，三通閥產(chǎn)量為10 萬臺(tái) / 年，一個(gè)零件滿足一個(gè)機(jī)床，廢品率0.30%，其備品率20%，每日2 班的工作班次。由于三通閥在工作的時(shí)候經(jīng)常受到摩擦，故耐磨性要求高，而且零件材料為HT200，所以選擇灰鑄鐵鑄造。由Q=100000件 /年， n=1 件 /臺(tái)，備品率 和廢品率 分別取20%和 0.30%，代入公式進(jìn)行計(jì)算，可以的得出：N=2×

13、 Qn(1+ )( 1+ )=1203600 件 /年。3.1 毛坯制造形式的選擇三通閥的材料是HT200，為灰鑄鐵，非常適合液態(tài)成形。優(yōu)點(diǎn)：適合各種金屬、 重量壁厚都可以不同的鑄件，尤其是適合形狀復(fù)雜的鑄件，可見其適用性之強(qiáng)。在使用過程中，主要作用為連接的三通閥，在工作時(shí)會(huì)受到很大的載荷，選擇鑄件最為合適，因?yàn)榻饘倮w維不易被切斷，可以保證零件工作時(shí)得可靠性。批量生產(chǎn)水平，中性輪廓尺寸，最好選擇采用砂型鑄造，這樣可以很大程度上提高生產(chǎn)效率，并且保證了加工精度，還減少了生產(chǎn)成本。3.2 基面的選擇粗基準(zhǔn)的選擇，是至關(guān)重要的。根據(jù)粗基準(zhǔn)原則，當(dāng)以外圓的端面做基準(zhǔn)的時(shí)， 很容易發(fā)生外圓的面與零件的外

14、形不對(duì)稱的情況，故以底面為粗基準(zhǔn)加工上端面最為合適。3.3 工藝路線的選擇幾何形狀、尺寸精度及位置精度這些技術(shù)要求都會(huì)影響零件，故以此為出發(fā)點(diǎn)， 來制定工藝路線是最為合適的。當(dāng)零件成批生產(chǎn)時(shí)，使用萬能性機(jī)床配以專用夾具， 通過工序集中的方法來提高生產(chǎn)率。此外， 如果還能夠適當(dāng)?shù)目紤]一下經(jīng)濟(jì)效果產(chǎn)生的影響，能夠事半功倍。3.3.1 工藝路線方案一10鑄件毛坯，時(shí)效處理20 粗銑底面30 半精銑底面40 粗銑、半精銑上端面50 鉆擴(kuò)2- 17 孔60 鉆擴(kuò)2- 15 孔70 粗銑、半精銑左端面（M68 端面 ）80 車 M68× 2外圓及外螺紋90 車 52 孔、 43 孔內(nèi)孔及臺(tái)階10

15、0鉆孔攻絲M27× 2110 鉆孔攻絲M39 × 2120 終檢入庫3.3.2 工藝路線方案二10鑄件毛坯，時(shí)效處理20 車 M68× 2外圓及外螺紋30 粗銑底面40 半精銑底面50 粗銑、半精銑上端面60 粗銑、半精銑左端面（M68 端面 ）70 車 52 孔、 43 孔內(nèi)孔及臺(tái)階80 鉆孔攻絲M27 × 290 鉆孔攻絲M39 × 2100鉆擴(kuò)2- 17孔110鉆擴(kuò)2- 15孔120 終檢入庫3.3.3 工藝方案的比較與分析方案一的特點(diǎn)：雖然方案一的夾具定位和夾具裝夾更為簡(jiǎn)便快捷，但是由于需要不斷地更換設(shè)備，其加工過程也會(huì)變得更加繁瑣，從

16、而導(dǎo)致位置精度的缺失方案二的特點(diǎn)：相反的， 方案二的能夠大大的減少裝夾的次數(shù)，但是也由于必須不斷地更換刀具，間接的增加了工作量。根據(jù)具體簡(jiǎn)陋加工的條件，相對(duì)的選擇方案一比較合適。3.4 加工設(shè)備和工藝裝備的選擇3.4.1 機(jī)床選用 工序?yàn)榇周?、精車、車螺紋、車端面。鑒于工步數(shù)較少的工序，當(dāng)零件成批生產(chǎn)時(shí)，選擇臥式車床最為合適。三通閥零件的外輪廓尺寸屬于中型，中等精度要求，根據(jù)表4.2-7 （機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)），可以選則CA614臥式車床。 工序?yàn)殂@孔，Z525搖臂鉆床能夠充分滿足要求。3.4.2 選擇刀具 車刀的選擇：當(dāng)在車床上加工工序時(shí)，可以選擇硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，在這里選擇YG6

17、類硬質(zhì)合金車刀，他能夠在很大的鑄件范圍內(nèi)進(jìn)行精加工和半精加工。在以生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性為主要前提下, 可轉(zhuǎn)位車刀 （GB5343.1-85,GB5343.2-85） 為最優(yōu)選擇。 祖鉆頭的選擇：通過查閱文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝手冊(cè)（主編 孟少農(nóng)） ，選用高速鋼麻花鉆來鉆孔最為合適，其第二卷表10.21-47 及表 10.2-53 可以得到需要的鉆頭參數(shù)。 磨具的選用：通過查閱文獻(xiàn)簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)（主編 徐圣群）表12-47 ，選擇選擇雙斜邊二號(hào)砂輪，其磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸能夠滿足要求，最為合適。3.4.3 選擇量具一般情況下，選擇量具要么按按計(jì)量器具的不確定度選擇，要

18、么按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。在成批量生產(chǎn)的前提下，量具均選擇通常量具。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料HT200， 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.2-17 灰鑄鐵硬度HB=143269，由表2.2-23 ，其密度 =7.2 7.3（ g cm3 ） ，通過計(jì)算，毛坯重量大概為2kg。表 3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件 重型（零件重 >2000kg）中型（零件重 1002000kg）輕型（零件重<100kg）單件生產(chǎn)5 以下10 以下100 以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大

19、批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000 以上5000 以上50000以上毛坯重量的約為2kg， <小于100kg，由表格知為輕型，確定為大批生產(chǎn)。由生產(chǎn)綱領(lǐng)可知，鑄造類型為高生產(chǎn)率、大批生產(chǎn)，查閱機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-19“特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍”，和表3.1-20“各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性”，綜合之下，選擇機(jī)器砂磨鑄件最為合適。表 3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄機(jī)器砂模造型件的尺寸公差等級(jí)鑄造方法公差等級(jí)CT灰鑄造砂型手工造型1113砂型機(jī)器造型及殼型810金屬型79低壓鑄造79熔模鑄造578 級(jí)。表 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值鑄件基本尺寸公差等級(jí)CT

20、大于至8631001.61001601.81602502.0由上表：鑄件基本尺寸為，100mm至 160mm，公差等級(jí)為8級(jí)時(shí)，公差數(shù)值可以選擇1.8mm。表 3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-80）如下鑄件基本尺寸加工余量等級(jí)6澆注時(shí)位置>1202506.04.0頂、側(cè)面底面鑄孔的機(jī)械加工余量可以選擇為，澆注時(shí)位置為：頂面時(shí)的。 由上述加工工藝和資料，可以得出：加工表面的工序尺寸、毛坯尺寸、及機(jī)械加工余量。3.6 切削用量及基本工時(shí)的確定確定切削用量，則要確定進(jìn)給量、切削深度及切削速度，切削深度先確定、在確定進(jìn)給量，切削速度最后確定。工序10：鑄造時(shí)效處理時(shí)沒有切削加工，不需要

21、計(jì)算。工序20、 30：粗銑、半精銑底面。機(jī)床選擇：銑床X5032，主電機(jī)功率7.5kw。刀具選擇：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1-2，選擇硬質(zhì)合金材料的端銑刀，材料 YG6： ， D 100mm，齒數(shù)Z=10。決定銑削深度ap：加工余量小，走刀兩次完成，粗銑 ap 2mm半精銑 p 1.0mm p決定每齒進(jìn)給量fz ：查表3.6（切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)），刀具為YG6，銑床功率為7.5 kw， fz 0.09-0.18mm/s選擇 粗銑fz 0.13mm/ s半精銑fz 0.18mm/ s粗銑：決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf，切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.16 中查得，當(dāng)D=100， Z=

22、10， ap 5mm， fz 0.24mm/z，Vt 110m/ min ， nt 352r/min ， vft 394r / min 。各修正系數(shù)為：kMv kMn kMv 1.12k v k n k v 0.8故Vc Vtkn 110 1.12 0.8 98.56m/m i nn ntkn 352 1.12 0.8 315r/minVf Vftkvt 394 1.12 0.8 352.0mm/ min根據(jù) XA5032 型立銑說明書（表3.30）選擇nc 300r/min ， vfc 350m /minvcDn 92.4m / minc 1000fzc vfcm/min 0.11mm/ z

23、ncz計(jì)算工時(shí)：tmLvf式中， L=l+y+ ,l 200,根據(jù)表3.26，不對(duì)稱安裝銑刀，入切量及超切量y+ =12，則L=(200+12)mm=212mm，故：tm L 0.61min vf半精銑：決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3.16 中查得， 當(dāng) D=100， Z=10， ap 5mm， fz 0.24mm/z， Vt 98m/min， nt 322r / min ， vft 490r / min 。各修正系數(shù)為：kMvkMn kMv 1.12k v k n kv 0.8故Vc Vtkn 98 1.12 0.8 87m/m i nn ntk

24、n 322 1.12 0.8 288r/minVf Vftkvt 490 1.12 0.8 439.0mm/ min根據(jù) XA5032 型立銑說明書（表3.30）選擇：nc 300r / min ， vfc 450r / min 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為：Dn vc92.4m / minc 1000 vfc fzcm/min 0.15mm/ zncz計(jì)算工時(shí)：tmvLf式中， L=l+y+ ,l 200,根據(jù)表3.26，不對(duì)稱安裝銑刀，入切量及超切量y+ =12，則L=(200+12)mm=212mm，故：tm 0.47minvf工序40：粗銑、半精銑上端面。選擇機(jī)床：銑床X5032，主

25、電機(jī)功率7.5kw。選擇刀具：根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 1-2， 選擇端銑刀（硬質(zhì)合金材料），材料YG6： ， D=100m，齒數(shù)mZ=10。決定銑削深度ap：由于加工余量不大，故可兩次走刀內(nèi)完成，粗銑 ap 2mm半精銑1.0mmp決定每齒進(jìn)給量fz：查表3.6（切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)），刀具為YG6，銑床功率為 7.5kw，fz 0.09- 0.18mm/ s選擇：粗銑fz 0.13mm/ s半精銑 fz 0.18mm/ s粗銑：決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.16 中查得，當(dāng)D=100， Z=10， ap 5mm， fz 0.24mm/z，Vt 11

26、0m / min ， nt 352r/min ， vft 394r / min 。各修正系數(shù)為：kMv kMn kMv 1.12k v k n k v 0.8Vc Vtkn 110 1.12 0.8 98.56m/m i nn ntkn 352 1.12 0.8 315r/minVf Vftkvt 394 1.12 0.8 352.0mm/ min根據(jù) XA5032 型立銑說明書(表3.30)選擇：nc 300r / minvfc 350r/m i nDnvcc 100092.4m / minvfcfzc m/min 0.11mm/ zzcnczL vf計(jì)算工時(shí)：tm式中， L=l+y+ ,l

27、 120,根據(jù)表 3.26，不對(duì)稱安裝銑刀，入切量及超切量y+ =12，則L=(120+12)mm=132mm，故tmL 0.37minvf半精銑：決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf ：切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3.16 中查得， 當(dāng) D=100， Z=10， ap 5mm， fz 0.24mm/z， Vt 98m/min， nt 322r / min ， vft 490r / min 。各修正系數(shù)為：kMvkMn kMv 1.12k v k n k v 0.8故Vc Vtkn 98 1.12 0.8 87m/m i nn ntkn 322 1.12 0.8 288r/minVf

28、 Vftkvt 490 1.12 0.8 439.0mm/ min根據(jù) XA5032 型立銑說明書（表3.30）選擇：nc 300r / min ， vfc 450r / min因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為：vc Dn 92.4m / minc 1000vfcfzcm/min 0.15mm/ zncz計(jì)算工時(shí)：tmLvf式中， L=l+y+ ,l 120,根據(jù)表3.26，不對(duì)稱安裝銑刀，入切量及超切量y+ =12，則L=(120+12)mm=132mm，故tm L 0.29minvf工序 50 鉆擴(kuò)2- 17 孔本工序采用計(jì)算法。表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途標(biāo)準(zhǔn)號(hào)類型直徑范圍 ( m

29、m)用途GB1536-85直柄麻花 鉆2.0 20.0在各種機(jī)床上，用鉆 ?；虿挥勉@模鉆孔GB1537-85直柄長(zhǎng)麻 花鉆1.0 31.5在各種機(jī)床上，用鉆 模或不用鉆模鉆孔GB1538-85錐柄麻花 鉆3.0 100.0在各種機(jī)床上，用鉆 模或不用鉆模鉆孔GB1539-85錐柄長(zhǎng)麻 花鉆5.0 50.0在各種機(jī)床上，用鉆 ?；虿挥勉@模鉆孔機(jī)床選用Z525搖臂鉆床，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-37 ，鉆頭的耐用度為5200，查表10.2-5 ，麻花鉆18，則螺旋角=300，鋒交2 =1170，后角 a f =100, 橫刃斜角=500， L=197mm,l1 =116mm。表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)高

30、速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度（摘自GB6137-85）直徑范圍直柄麻花鉆ll1>11.80 13.20151101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85）d (mm)2f8.617.00301171243 60表 3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度（ 1）后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0（ mm） 20高速鋼鑄鐵0.5 0.8（ 2）單刃加工刀具耐用度T min刀具類型加工材料刀具材料刀 具 直 徑d0（ mm）11 20鉆頭（鉆孔及 擴(kuò)孔）鑄鐵、銅合金 及合金高速鋼60得出鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5 0.8mm刀具耐用度T=

31、60 min鉆孔 18 確定進(jìn)給量根據(jù)表10.4（ 機(jī)械加工工藝手冊(cè)第二卷），高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量的選擇范圍為f=0.25 0.65mm z,在表4.13（ 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)）中可知，進(jìn)給量取f=0.60 mmr。 確定切削速度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表10.4-17，得扭矩及功率V=12 m min ，參考表 10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔切削速度修正系數(shù)Kmv=1.0， R tv =0.85。v 12 0.85 10.32m/ min131r/min1000 10.32n25根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-12，取 n=150r minn d 150 3.14 25則實(shí)際切削速度v實(shí)11.8m/ mi

32、n實(shí) 10001000 確定切削時(shí)間根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表10.4-43，鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)Tilw lfl1fn其中：則：lfdm /2 cotKR，lw 5mm， ll 2-3mm5 3 5.72.5 0.69.13s工序60：鉆擴(kuò)2- 15孔機(jī)床：立式鉆床Z525刀具：選擇高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔 14鉆孔時(shí)先鉆9孔。切削深14度 ap： ap 4.5mm進(jìn)給量 f ：取 f 0.33mm/ r 。切削速度 V 取， v 0.48mm/ r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n ：n 1000v1000 0.48 603.14 17539.53r/min按照文獻(xiàn)，取n 630r /mindn v10003.

33、14 17 6301000 600.56m/ s所以實(shí)際切削速度v： v 10d0n0 3.11400107 60630 0.56m/s切削工時(shí)：被切削層 l ： l 42mm刀具切入l1：D17l12 ctgkr (1 2) 2 ctg120 1 5.9mm 6mm刀具切出l2： l2 1 4mm，取 l2 3mm走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj1：L 42 6 3j1j1 fn 0.33 6300.25m i n 擴(kuò)孔 15刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）片型號(hào)：E433切削深度a ： a4.5mmpp進(jìn)給量 f ：取 f 0.33mm /r。切削速度V ：取 v 0.48mm/s。機(jī)床

34、主軸轉(zhuǎn)速n ：1000v 1000 0.44 60D按照文獻(xiàn)取n 500r/min3.14 19.7n426.78r /min所以實(shí)際切削速度v： v 10d0n0 3.11400109760500 0.52m/s切削工時(shí)被切削層l ： l 42mm刀具切入l1有：l1 D d1 ctgkr (1 2) 19.7 17ctg120 2 2.86mm 3mm刀具切出l2： l2 1 4mm，取l2 3mm走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間tj2： tj2L 42 6 30.16minfn0.6 500工序70：粗銑、半精銑左端面（M68 × 2 端面 ）選擇機(jī)床：銑床X5032，主電機(jī)功率7.5kw

35、。選擇刀具：根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 1-2， 選擇端銑刀（硬質(zhì)合金材料），材料YG6： ， D 100mm ，齒數(shù)Z=10。決定銑削深度ap：由于加工余量不大，故可兩次走刀內(nèi)完成，粗銑ap 2mm半精銑1.0mmp決定每齒進(jìn)給量fz：查表3.6（切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)），刀具為YG6，銑床功率為7.5kw，fz 0.09-0.18mm/s選擇：粗銑fz 0.13mm/ s半精銑fz 0.18mm/ s粗銑：決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.16 中查得，當(dāng)D=100， Z=10， ap 5mm， fz 0.24mm/z，Vt 110m / min ， nt

36、 352r/min ， vft 394r / min 。各修正系數(shù)為：kMvkMn kMv 1.12k v k n k v 0.8故Vc Vtkn 110 1.12 0.8 98.56m/m i nn ntkn 352 1.12 0.8 315r / minVf Vftkvt 394 1.12 0.8 352.0mm/ min根據(jù) XA5032 型立銑說明書(表3.30)選擇nc 300r / min ， vfc 350r / min因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為Dnvc92.4m/ minc 1000vfcfzc m/min 0.11mm/ znczLvf計(jì)算工時(shí)tm式中， L=l+y+ ,

37、l=74,根據(jù)表3.26，不對(duì)稱安裝銑刀，入切量及超切量y+ =12，則L=(74+12)mm=86mm，故t m L 0.24minvf半精銑：決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3.16 中查得， 當(dāng) D=100， Z=10， ap 5mm， fz 0.24mm/z， Vt 98m/min， nt 322r / min ， vft 490r / min 。各修正系數(shù)為：kMv kMn kMv 1.12k v k n k v 0.8故Vc Vtkn 98 1.12 0.8 87m/m i nnntkn322 1.12 0.8 288r/minVf Vf

38、tkvt 490 1.12 0.8 439.0mm/ min根據(jù) XA5032 型立銑說明書（表3.30）選擇nc 300r/min ， vfc 450r / min因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為vcDn 92.4m/minc 1000vfcfzc m/min 0.11mm/ zncz計(jì)算工時(shí)tmvf式中， L=l+y+ ,l=74,根據(jù)表3.26，不對(duì)稱安裝銑刀，入切量及超切量y+ =12，則L=（74+12）mm=86mm，故tm L 0.19minvf工序80：車M68X2 外圓及外螺紋已知加工材料為灰鑄鐵CA6140 普通車床選擇可轉(zhuǎn)位車刀（YG6硬質(zhì)合金材料）。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表

39、1-4，選刀桿尺寸B H =16mm 25mm，刀片厚度為4.5mm。 確定加工深度P 3mm, 一次走刀內(nèi)完成 確定進(jìn)給量f根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)可知刀桿尺寸為16mm 25mm， ap 4mm，進(jìn)給量f =0.5 1.0 mmr按進(jìn)給量在簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)可知：f =0.7 mmr根據(jù)機(jī)床CA6140說明書，其機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力Fmax =3530N 。ap 4mm， f 0.75 mm r ， Kr =450時(shí)，進(jìn)給力：FR=950N 。切削時(shí)的Ff修正系數(shù)為FYoFf 1.0， F yf 1.0， FkrFf 1.17（見切削用量手冊(cè)表 1.09 ）實(shí)際進(jìn)給力為：Ff 950 1.17

40、1111.5N所選 f =0.7mm r可用。 選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，最大磨損量取為1.5mm，車刀壽命T=60min。 確定加工速度V0 ，根據(jù)切削用量手冊(cè)表1.28 ，切削速度的修正系數(shù)為ktv0.92，k nrv,0.84，k v1.0，kTv1.0，kkv1.0。故：V0'=Vt Kv=63 1.0 1.0 0.92 0.84 1.0 1.048m minn=1000Vc' =1000 48D 127=120r min根據(jù)CA6140車床選擇n0 =125r min這時(shí)實(shí)際速度Vc為：Dnc127 12550m minVc =c 10001000 校驗(yàn)

41、機(jī)床功率由機(jī)械加工工藝手冊(cè)HBS=160 245， ap 3mm， f 0.75mm r，加工速度 V 50m min時(shí)，PC =1.7KW切削功率的修正系數(shù)k krPc kkrPc 0.73， k rPc k oFo 1.0（切削用量手冊(cè)表1.29-2 ）實(shí)際功率為：PC =1.7 0.73=1.2 KW在 CA6140上進(jìn)行，最后用量為：ap =3.75 mm，f =0.7mm r ， n=125r min =2.08r s， V =50m min工序90：車 52 孔、 43 孔內(nèi)孔及臺(tái)階已知加工材料灰鑄鐵CA6140 普通車床選擇可轉(zhuǎn)位車刀（YG6硬質(zhì)合金材料）。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表

42、1-4，選刀桿尺寸B H =16mm 25mm，刀片厚度為4.5mm。 確定加工深度P 2mm, 一次走刀內(nèi)完成 確定進(jìn)給量f根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)可知刀桿尺寸為16mm 25mm， ap 4mm，進(jìn)給量f =0.5 1.0 mm r按進(jìn)給量在簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)可知：f =0.7 mmr根據(jù)CA6140說明書，其機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力Fmax =3530N 。ap 4mm， f 0.75mm r ， Kr =450 時(shí)，進(jìn)給力：FR=950N 。切削時(shí)的Ff修正系數(shù)為FYoFf 1.0， F yf 1.0， FkrFf 1.17（見切削用量手冊(cè)表 1.09 ）實(shí)際進(jìn)給力為：Ff 950 1.17 1

43、111.5N所選 f =0.7mm r可用。 選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，最大磨損量取為1.5mm，車刀壽命T=60min。 確定加工速度V0 ，根據(jù)切削用量手冊(cè)表1.28 ，切削速度的修正系數(shù)為 ktv 0.92， knrv,0.84， k v 1.0， kTv 1.0， kkv 1.0。故：V0'=Vt Kv=63 1.0 1.0 0.92 0.84 1.0 1.048m minn=1000Vc=1000 48=120rminD 127根據(jù)CA6140車床選擇n0 =125r min這時(shí)實(shí)際速度Vc為：Dnc127 12550m minVc =c 10001000 校驗(yàn)

44、機(jī)床功率由機(jī)械加工工藝手冊(cè)HBS=160 245， ap 3mm， f 0.75mm r，加工速度 V 50m min時(shí)，PC =1.7KW切削功率的修正系數(shù)kkrPc kkrPc 0.73， k rPc k oFo 1.0（切削用量手冊(cè)表1.29-2 ）實(shí)際功率為：PC =1.7 0.73=1.2 KW在 CA6140上進(jìn)行，最后用量為：ap =3.75 mm， f =0.7mm r ， n=125r min =2.08r s， V =50m min工序100：鉆孔攻絲M27 × 2已知加工材料灰鑄鐵機(jī)床選擇Z525，鉆頭選擇高速麻花鉆鉆頭，其直徑d0 25mm。由切削用量手冊(cè)表2

45、.1 及表 2.2得，鉆頭幾何形狀為：雙錐修模橫刃，30，2118，2 1 70， b5.5，0 12，55， b 3mm， l 6mm選擇切削用量（ 1）選擇進(jìn)給量f根據(jù)切削用量手冊(cè)表2.7 ，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度b 200HBS， d0 26mm，f 0.9- 1.1mm/r選擇 f=0.9mm/r（ 2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命，由表2.12，當(dāng)d0 25mm，鉆頭后刀面最大磨損量為0.6mm，壽命T=75min。決定切削速度，由切削用量手冊(cè)表2.15，當(dāng)灰鑄鐵的硬度HB 為 143-269，進(jìn)給量f=0.9mm/r， vt 23m/min切削速度的修正系數(shù)為：kTv 1.0, kcv 1.0,k

46、jv 0.85,ktv 1.0,故v vtkv23 0.85 19.55m/ min1000vn249r/mindv根據(jù) Z525鉆床說明書，可考慮選擇n 272r / minc（ 4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù) Z525 鉆床說明書，削用量可用，即根據(jù)表 2.20， 當(dāng) f 1.1mm/r， d0 27時(shí)，Mc 140n249r / min， M144.2N.m。cm根據(jù)切削用量手冊(cè)表2.23，當(dāng) pc 2.6kw根據(jù) Z535 鉆床說明書，pe 2.8 1.0 2.8于 M eM m，PcPE ， 故 選 擇 之 切f 0.9mm/ r， n nc 272r / min， vc 20mm/ r

47、 。計(jì)算基本工時(shí)nf式中， L=l+y+ ， l=16mm，入切量及超切量由表2.29查出 y+ =10mm。?tm nLf 0.1工序110：鉆孔攻絲M39 2已知加工材料灰鑄鐵機(jī)床選擇Z525，鉆頭選擇高速麻花鉆鉆頭，其直徑d0 38mm，通孔。鉆頭幾何形狀為（切削用量手冊(cè)表 2.1 及表 2.2 ） ：雙錐修模橫刃，30， 2118， 2 1 70， b5.5，0 12，55， b 3mm， l 6mm選擇切削用量（ 1）選擇進(jìn)給量f根據(jù)切削用量手冊(cè)表2.7 ，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度b 200HBS， d0 26mm，f 1.0- 1.2mm/r選擇 f=1.0mm/r（ 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命的

48、選擇，由表2.12，當(dāng)d0 38mm，鉆頭后刀面最大磨損量為0.6mm，壽命T=110min。決定切削速度，由切削用量手冊(cè)表2.15，當(dāng)灰鑄鐵的硬度HB 為 143-269，進(jìn)給量f=0.9mm/r， vt 23m/min切削速度的修正系數(shù)為：kTv 1.0, kcv 1.0,kjv 0.85,ktv 1.0,故v vtkv 23 0.85 19.55m/ min1000v ndv159r / min根據(jù) Z525鉆床說明書，可考慮選擇nc 195r/minc（ 4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)表 2.20， 當(dāng) f 1.1mm/ r， d0 29時(shí)，Mc 450.3， 根據(jù)Z525鉆床說明書，當(dāng)

49、n195r / min， M 500N.m 。cm根據(jù)切削用量手冊(cè)表2.23，當(dāng) pc 2.6kw根據(jù) Z535 鉆床說明書，pe 2.8 1.0 2.8由 于 MeMm，Pc PE ， 故選 擇 之切 削 用 量 可 用 ， 即f 1.0mm/ r， nnc195r / min，vc23mm/r 。cc計(jì)算基本工時(shí)tm Lnf式中， L=l+y+ ， l=15mm，入切量及超切量由表2.29查出 y+ =10mm。tmnLf0.1第 4 章 夾具設(shè)計(jì)4.1 鉆 2- 15 孔的夾具設(shè)計(jì)4.1.1 零件分析設(shè)計(jì)夾具來鉆地面的孔2- 15， 并且攻絲。2- 15 孔的Ra=25， 加工精度不是很

50、高，故此次夾具設(shè)計(jì)的主要要求是降低成本，提高工作效率并且簡(jiǎn)化勞動(dòng)。4.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇非常重要，影響大批零件的加工工藝規(guī)程以及零件的最終加工質(zhì)量。根據(jù)零件圖紙可以知道，在鉆孔 15 之前，已經(jīng)對(duì)底面進(jìn)行了粗、精銑加工。定位夾緊的方面：在定位誤差可以忽略的范圍內(nèi)，采用一面、一銷、 一擋塊。在孔 15 沒有位置公差的要求下，我們可以以已經(jīng)加工的上底面和下底面為精基準(zhǔn)，左端面和后端面為粗精準(zhǔn)4.1.3 切削力和夾緊力的計(jì)算鉆孔選用：鉆床Z525，刀具鉆頭。由文獻(xiàn)可得：切削力公式：Ff 667D1.2 f 0.7KP式中： D 18mm， f 0.22mm/ r查表得：K ( b

51、)0.75p 736其中： b 0.6， Kp 0.0048即：Ff 955.08(N)實(shí)際所需夾緊力：WKFK12有： 1 0.7, 2 0.16安全系數(shù)K 可按： KK0 K1K2 K3K4K5K6式中： K0 K 6安全系數(shù)：K 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.0 1.56所以WK K Ff 955.08 1.56 1489.92(N)通過計(jì)算，可以得出夾具的夾緊力不大，因此為了盡可能簡(jiǎn)化夾具的結(jié)構(gòu)和操作，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)最為合適取 K 1.56，1 0.7，2 0.16由文獻(xiàn)可以得出，移動(dòng)螺旋夾緊力的計(jì)算公式：QLtg 1ztg(2)式中參數(shù)由文獻(xiàn)查得：6.22 rz 2.76 1 9029 50229'螺旋夾緊力：W0 4 74 8.N2 ( )由上述計(jì)算易得：W0WK計(jì)算得出，實(shí)際的夾緊力大不，故為了使夾具操作方便和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊機(jī)構(gòu)選擇手動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)4.1.4 誤差分析與計(jì)算這個(gè)夾具的定位基準(zhǔn)為底面、支撐釘根據(jù)文獻(xiàn)可得： 支撐釘?shù)亩ㄎ徽`差： D W D1 d1 1minD 1d11minD2d22minJ.W arctg 11 2L 22其中： D1 0.052mm，d1 0.011mm，1min 0mm，D W 0.063mmJ.W 0.0032mm 夾