CA6140车床后托架加工工艺和夹具设计.pdf

目录摘要.I目录.11 CA6140车床后托架的加工工艺设计.21.1 CA6140车床后托架的结构特点和技术要求.31.2 CA6140车床后托架的材料、毛坯和热处理.31.2.1毛坯材料及热处理.31.2.2毛坯的结构确定.41.3 工艺过程设计中应考虑的主要问题.51.3.1加工方法选择的原则.51.3.2 加工阶段的划分.61.3.3 工序的合理组合.71.3.4 加工顺序的安排.81.4 CA6140车床后托架的机械加工工艺过程分析.91.4.1 CA6140车床后托架零件图分析.91.4.2 CA6140车床后托架的加工工艺的路线.101.5 CA6140车床后托架的工序设计.191.5.1工序基准的选择.191.5.2 工序尺寸的确定.201.5.3 加工余量的确定.221.5.4 确定各工序的加工设备和工艺装备.241.5.5 确定切削用量及工时定额.252专用夹具设计.372.1铳平面夹具设计.372.1.1研究原始质料.372.1.2定位基准的选择.372.1.3切削力及夹紧分析计算.382.1.4误差分析与计算.392.1.5夹具设计及操作的简要说明.402.2 钻三杠孔夹具设计.412.2.1研究原始质料.412.2.2 定位基准的选择.412.2.3 切削力及夹紧力的计算.412.2.4 误差分析与计算.432.2.5 夹具设计及操作的简要说明.4412.3钻底孔夹具设计.452.3.1研究原始质料.452.3.2 定位基准的选择.452.3.3 切削力及夹紧力的计算.452.3.4 误差分析与计算.462.3.5 夹具设计及操作的简要说明.48本夹具用于在摇臂钻床上加工后托架的底孔、锥孔。工件以底平面、侧面和顶 端为定位基准，在支承钉和支承板上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹 紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。.48结论.48通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料 的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺 卡的制定、工艺过程的分析、铳钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学 的课程进行了实际的应用与综合的学习。.48参考文献.481 CA6140车床后托架的加工工艺设计机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低 消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全 生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质 量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸 和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用 某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其 加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对 零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然 这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来 看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的 2具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。1.1 CA6140车床后托架的结构特点和技术要求由零件图1T可得：CA6140车床后托架是铸造件，从整体形状 来看类似长方体。根据要求主要是加工孔和底平面。具体特点和技术 要求如下：精加工孔。40产5的，姆0.2产机机，。25.5产的要求达到的精 度等级为“7”8。粗糙度为血=1.6的，且以底平面为基准，要求平 行度公差为0.07,主要满足加工孔的位置精度。其他各个孔的加工都要以底平面为定位基准。所以，底平面 的形位公差要达到设计要求。2-2-013加粗粗糙度为Hz=50;2-020相机为锥孔，且 粗糙度为Ra=1.6um o 其余未注要求的加工表面为不去除材料加工。1.2 CA6140车床后托架的材料、毛坯和热处理1.2.1毛坯材料及热处理毛坯材料灰铸铁(HT150),由资料2机械加工工艺手册表4-71,可 得力学性能：表L1灰铸铁(HT150)的性能参数牌号铸件壁厚最小抗拉强度硬度铸件硬度范围金相组织3HT1502.5-10175H175150-200铁素体+10-20145珠光体20-3013030-50120灰铸体一般的工作条件：承受中等载荷的零件。磨榛面间的单位面积压力不大于490KPa。毛坯的热处理灰铸铁（HT150）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁 中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采 用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组 织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。1.2.2毛坯的结构确定毛坯的结构工艺要求CA6140车床后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。铸造圆角要适当，不得有尖角。铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分 型面、芯子、并便于起模。加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂4纹。铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：各加工面的几何形状应尽量简单。工艺基准以设计基准相一致。便于装夹、加工和检查。结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近,可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能 导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造 成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问 题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类 形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。1.3工艺过程设计中应考虑的主要问题1.3.1加工方法选择的原则所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置 精度要求。所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。加工方法要与生产类型相适应。所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。51.3.2加工阶段的划分按照加工性质和作用的不同，工艺过程一般可划分为三个加工阶 段：粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创 造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及 早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用 功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的 内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差 等级为IT11-IT12,粗糙度为RaSO IQQum 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工 做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为表面粗糙度为RalO 1.25um 0精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的 形状位置几精度，尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要 求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于 提高加工精度.精加工的加工精度一般为/T6/T7,表面粗糙度为RalQ 1.25um。6光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等 级一般为IT5 IT6,表面粗糙度为Rai.25 0.32wm o此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热 处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之 间。1.3.3工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求 和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基 本原则：工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的 技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路 线长，生产管理复杂。工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了 操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工 数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生 产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备 和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。7一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当 集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的 专用机床和工夹具组织流水线生产。1.3.4加工顺序的安排零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助 工序。在安排加工顺序时常遵循以下原则：见下表表1.2加工工序安排原则工序类别工序安排原则机械加工1)对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找 正基准2)按“先基准后其他”的顺序，首先 加工精基准面3)在重要表面加工前应对精基准进行修正4)按“先主后次，先粗后精”的顺序5)对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工热处理退火与正火毛坯预备性热处理，应安排在机械加工之前进行8时效为消除残余应力，对于尺寸大结构复杂的 铸件，需在粗加工前、后各安排时效处理；对于一般铸件在铸造后或则粗加工后安排 时效处理；对于精度高的铸件，在半精加 工前、后各安排一次时效处理淬火淬火后工件硬度提高，应安排在精加工阶段的磨削加工前进行渗碳渗碳易产生变形，应安排在精加工前渗氮一般安排在工艺过程的后部、该表面的最终加工之前辅助工序中间检验一般安排在粗加工全部结束之后，精加工之前；花费工时较多和重要工序的前后特种检验荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的 检验，通常安排在精加工阶段。荧光如用 于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前表面处理电镀、涂层、发蓝等表面处理工序一般安排在工序的最后进行1.4 CA6140车床后托架的机械加工工艺过程分析1.4.1 CA6140车床后托架零件图分析9图LI CA6140车床后托架零件图由图1T可知：该零件为铸件，材料为灰铸铁(7150),重量为3.05依。要求加工。40，25加加、。30.2：2相机、025.5产加 的精度等级为IT7,粗糙度=1.6祖，且要求与底平面的平行度公差为0.07 o要求精加工底平面粗糙度Ra=1.6即，平面度公差为0.03 o要求加工2-20加机、2-13加机粗糙度为Hz50 o2一10加加是锥孔，要求精较加工，粗糙度Hq=1.6um o对于025.5器3 mm孔口进行惚平加工。加工螺纹孔m6。1.4.2 CA6140车床后托架的加工工艺的路线拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。在拟定时应充分 调查研究，多提几个方案，加以分析比较确定一个最合理方案。10采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度以及需留 的加工余量表L3（参考参数）加工加工方表表面公差等公差加工余说 明表面法面光洁级等级量粗度糙度R a粗 车12.3IT12ITirio5指尺寸在外半精车545111080.501.直径180精 车6.367ITIOIT8760以下，长细 车1.67897飞0.20.5度在500圆粗 磨0.867IT8IT770.T0.2以下，铸精 磨1.089IT6IT565件的直径研 磨0.4101IT8IT7450.25飞.余 量0.14IT6IT585IT6IT50.060.100.03内钻 孔253IT13IT100.30.5指孔径在11扩 孔6.3451181.8180以下，粗 僮6.324ITIOIT981.01.8铸件直径半精位1.656980.50.8的 余精 位0.867ITIOIT70.T0.3量.L/d(2细 链0.2910960.TO.5L/d=210孔粗 较3.256IT9IT8875时，加工精钱1.667IT8IT77飞0.40.2误差增加粗 磨1.667IT7IT670.20.31.22倍精 磨0.2910IT860.20.5研 磨0.1101IT7540.TO.24IT80.oro.IT7IT602IT7IT6平粗刨，粗12.3ITiriTn90.92.3指平面最铳54飞111090.20.3大尺寸精刨，精6.378IT10860.16500以下铳0.867IT9IT6860.05的铸件的面细刨，细1.679IT9750.03平面余量铳0.879IT7IT6750.03粗0.8101IT7IT6520.oro.磨0.14IT50312半精磨精磨研磨主要工序的加工工艺路线根据孔。40/。25加机的技术要求，由资料7公差与配合技术 手册得：es=+25,ei=0;根据公式7=”-击=25;查资料6互换性与技术测量表1-8得：精度等级为/T7。同理可得：孔姆0.2产加加精度等级为IT7。孔溟5.5/03加加精度等级为mg。由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为：钻粗较精较 根据孔2-20加机、2一3加加粗糙度为及50,查资料7公差 与配合技术手册得：心与及有一定的线性关系：及=4.5网。叱即：尺。=11.93913查公差与配合技术手册表3-3,取血=12.5即由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为：钻孔扩孔 孔2-10加冽锥孔粗糙度为Ra=1.6.由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加 工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为：粗较精较 底平面A粗糙度为Ra=1.6.由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加 工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为：粗铳精铳细铳CA6140后托架加工工艺路线的确定加工工艺路线方案在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成 批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经 济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：表1.4加工工艺路线方案工序号方案I方案n工序内容定位基准工序内容定位基准010粗刨底平面A侧面和外圆粗、精铳底侧面和外圆14平面A020精铳底平A粗侧面和外圆钻、扩孔：,40娟0.2、,25.5底面和侧面030细精铳底平A侧面和外圆粗较孔：,40、,30.2、,25.5底面和侧面040钻、扩孔：go30.2、,25.5底面和侧面粗铳油槽底面和侧面050粗较孔：040、,30.2、25.5底面和侧面精校孔：,40、,30.2、,25.5底面和侧面060精校孔：040、。30.2、25.5侧面和两孔专忽钻孔：,42底面和侧面070粗铳油槽底面和侧面钻：010、013底面和侧面080专忽钻孔：。42底面和侧面扩孔。13底面和侧面090车占：加0、,13底面和侧面精较锥孔：阿底面和侧面110扩孔。13底面和侧面车忽钻孔：底面和侧面15加工工艺路线方案的论证阿、,13120精较锥孔：。10底面和侧面去毛刺130车忽钻孔：。10、,13底面和侧面车占：M6 06底面和孔,25.5140车占：M6 06底面和孔,25.5攻螺纹M6底面和孔,25.5150攻螺纹M6底面和孔,25.5细精铳底平面A侧面和孔160倒角去毛刺倒角去毛刺170检验检验a.方案H中的010和150工序在铳床上加工底平面，主要考虑到 被加工表面的不连续，并且加工表面积不是很大，工件受太大的切削 力易变形，不能保证平面的平面度公差。方案I比方案n铳平面生产 16效率底，采用铳较经济合理。b.方案n在012工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的 手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。c.方案n在olo工序中先安排铳底平面，主要是因为底平面是以 后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。d.方案n把细精铳底平面a安排在后工序中，是以免划伤而影响 美观及装配质量。e.方案n符合粗精加工分开原则。由以上分析：方案n为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺 过程如下表：表1.5加工工艺路线工序号X种工作内容说明010铸砂型铸造铸件毛坯尺寸：长:220mm 宽:60mmrj:69.46mm020清砂除去浇冒口，锋边及型砂030热处理退火石墨化退火，来消除铸 铁表层和壁厚较薄的部 位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工17040检验检验毛坯050铳粗铳、精铳底平面A工件用专用夹具 篦-1-1装夹；立式铳床(X52K)060钻钻、扩钻：帕0mm、030.2相机、(/)25.5mm工件用专用夹具 JC-1-2装夹；摇臂钻 床(Z3025)070铳粗铳油槽080钱粗、精钱孔：040相机、,30.2相机、0255mm工件用专用夹具 篦-1-2装夹;摇臂钻 床(Z3025)090钻将孔 2-。13、2。10、2-020钻到直径d=10mm工件用专用夹具JC-1-3装夹；摇臂钻床(Z3025)110扩孔钻将2-013扩孔到要求尺寸120勰孔钻车忽孑L442mm、2-020mm03mm到要求尺寸130钱精较锥孔2-010140钳去毛刺150钻钻孑16、。6160攻丝攻螺纹M6181.5 CA6140车床后托架的工序设计170铳细精铳底平面A工件用专用夹具 兀-1-2装夹；立式铳 床(X52K)180钳倒角去毛刺190检验210入库清洗，涂防锈油工序设计包括工序基准的选择、工序尺寸的确定、加工余量的确 定、机床的选择、工艺装备的选择、切削用量的选择和时间定额的确 定。1.5.1工序基准的选择工序是在工序图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基 准。所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要 求，工序尺寸和工序技术要求的内容在加工后应进行测量，测量时所 用的基准称为测量基准。通常工序基准和测量基准重合。工序基准的选择应注意以下几点：选设计基准为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺 寸的检验，有利于减少检验工作量。当本工序中位置精度是由夹具保证而不需要进行试切，应使 工序基准与设计基准重合。对一次安装下所加工出来的各个表面，各加工面之间的工序19尺寸应与设计尺寸一致。1.5.2工序尺寸的确定孑L,40广必mm、的0.22机力计算尺寸链图(如图1.2)1N的基本尺寸由公式：N=a,得：N=Z=1N环公差m m-4Nmax=dmax 一 Zdmin z=l i=m+l(1.1)jn p-lmin=Amin Amax z=l i=m+l(1.2)T。=Nmax-Nmm 二0-2相机屋。25.5丁3相机中心轴线间的尺寸链的A2图1.2尺寸链图126mm式式中间偏差20n-1Ao=Z&=。z=l式(1.3)N环极限偏差Es。=Ao+1/2=0.1mm 式(1.4)Ei0=Ao-l/2T0=-0.1mmN环极限尺寸N=126t0.1mm孑L潟O，相机、姆0.2/2相机、025.5,3相机的工序尺寸和公差 孔40;。25的%粗糙度要求为以1.6,加工路线为：钻粗较精较查表1.3确定各工序的基本余量为：钻：35mm 扩钻：2mm 粗钗：0.3mm 精钗：0.2mm各工序的工序尺寸：精较后：由零件图可知。40，。25加加；粗后：40 0.4=39.6mm;扩钻后：39.6-0.6=39mm;车占后：39-4=35mm;各工序的公差按加工方法的经济精度确定，标注为：精链后：由零件图可知。40：必mm;粗较后:按“10级查资料6互换性与技术测量表1-8；21可得。39.6mm扩钻后:按级查资料6互换性与技术测量表1-8；可得。39/16相机钻后：035/25相机 孔的0.2产加%粗糙度要求为HR.6同理：精较后：由零件图可知。30.2产mm粗较后：姆9.8/84加加扩钻后：放29，3 mm钻后：（/）2525 mm 孔025.53加n,粗糙度要求为&L6同理：精较后：由零件图可知姆5.5，。3加加粗较后：。25 丁 084加机扩钻后：（/）24qQA3 mm钻后：2Oq0-25 mm1.5.3加工余量的确定加工余量、工序尺寸及偏差查资料2机械加工工艺手册表6-20,并计算列表如下：表1.6加工余量、工序尺寸及偏差确定序号加工表面加X内容加工余量表面粗糟度Ra尺寸及偏差备注221底平面A粗铳2.012.535位。7精铳0.33.2细精铳0.161.62。40 产 5姆0.2产025.5产钻60相加深60相机深45相机深12.5。35产姆5小姆0尸扩钻2x2.56.3039/16029产姆町反粗较2x0.43.2姆9.6卅。29.814精较2x0.21.640产,30.2 产丝5.5/033。13专忽孔42mm 深；3mm12.5。132-。2013+13mm深；10机机12.5姆0掰22相机深；6.3掰22316.5mm42-/13钻孔49+5mm深12.5012扩孔36.3姆52-10钻孔20+18mm深12.5,9.7粗较锥孔0.23.2,9.9精钱锥孔0.11.6如06M6钻螺纹孔17mm 深12.5,5.2攻丝0.87,6钻39mm 深12.5061.5.4确定各工序的加工设备和工艺装备机床的选用查资料1机械加工工艺手册可得：立式铳床(X52K),主要用于铳加工。摇臂钻床(Z3025),可用于钻、扩、较及攻丝。刀具的选用查资料1机械加工工艺手册可得：高速钢端面铳刀，铳刀材料：W18Cr4V,刀具的角度取：为=10。15。244=8 12a、5 8/=15 25 D=63mm Z=8钻头：直柄麻花钻，10(GB/T6135.3-1996)直柄短麻花钻 姬.2(GB/T6135.2-1996)直柄长麻花钻(GB/T6135.4-1996)铸铁群钻。34。24 020直柄扩孔钻 汉3(G5/T4256-1996)锥柄扩孔钻。38.8(GB1141-84)029.8(G5n41 84),25(GB1141-84)车忽钻：带导柱直柄平底车忽钻(42x25.2GB/T4261-1984)(20 xl0GB/T4260-1984)(13xl0GS/T4260-1984)钱刀：硬质合金锥柄机用钱刀。40。30.2。25.5(G54252-84)锥校刀：公制/莫氏4号锥直柄较刀，刀具材料：W18Cr4V其他设备的选用夹具：夹具采用专用的铳、钻夹具量具选用：锥柄双头塞规，多用游标卡尺辅助设备：锂刀、钳子等1.5.5确定切削用量及工时定额铳底平面A的切削用量及工时定额 粗铳 由资料1机械加工工艺手册表2.4-73得：取25af=Q.25mm/Z,a=2.0mm?vc=2.5m/s;由铳刀直径。=63相机，铳刀齿数Z=8;则:主轴转速 n=lOOOv/D=78r/min，贝U取=8O/min(1.5)实际铳削速度部(1.6)fM=af Z n=0.25x8x80/60=2.6mm!r(1.7)铳刀切入时取:1=J/(。一 4)+1.。L5=15mm(1.8)ao-60mm铳刀切出时取:2=2mm被切削层长度:由毛坯尺寸可知L=76mm根据资料5机械制造工艺学表1-40可得:Tj=L+11+12,76+15+2/m2.6=35.77s(1.9)精铳由资料口机械加工工艺手册表2.4-73得:af=0.15mm/Z,ap=0.3mm,v=3,0m/5；由式1.5得，主轴转速p式式式式式n-lOOOv/7iD=95.54r/min,贝ll取=lOOr/min由式1.6得，实际铳削速度怒=E=由式 1.7 得，fM=af-Z-n=0.15x8x100/60=2mm!r26同理：由式 1.9 得77=-+1+/2=76+15+2=46.55 fm 2细精铳由资料1机械加工工艺手册表2.4-73得：af=0.10mm/Z,ap=0.16mm,vc=3.5ml s;由式 1.5 5 主 轴转速n-lOOOv/7rD=106.16r/min,贝ll取=120r/min由式L 6得，实际铳削速度厂=必 J义63x 120=3.96位s1000 1000 x60由式 1.7 得,fM=af-Z-n-0.10 x8x100/60=1.34mm/r同理：由式 1.9 得4=Si 76+15+2=69.40sfM 1.34钻、扩、较、车忽孔加工的切削用量及工时定额 钻、扩、较孔附0、。30.2、。25.5的切削用量及工时定额钻孔加工钻孔附0：由资料1机械加工工艺手册表2.4-39得：进给量 f=Q.5-Q.6mm/r,切削速度匕=63rlmJs,d=35mm;由式 1.5 得，小n小十左山狂、击 lOOOv 1000 x0.37x60/而机床王手由转速=-=-p 207.94r/mm，取7id 3.14x35 n=200r/min由式L 6得，实际切削速度有=皿=314 取兀d3.14x6n=1200r/min由式1.6得,7idn 3.14x6x1200 .o.vr -二-h 0.38m/sc 1000 1000 x60被切削层长度：L=44.9mm由式 1.10 得：,=-ctgkr+(1 2)=ctgl2Q0+2 p 11mm刀具切出长度：l2=l-4mm 取乙=3根小根据式L 11可得:0，+2.44.9+11+3J f-n 0.22x1200/60.加工螺纹孔M6的切削用量及工时定额34钻螺纹孔6由资料1机械加工工艺手册表2.4-39得：进给量f-0.22 0.28mm/r,切削速度匕=0.36m/s,切削深度=2.6mm;+T 1:汨 1000vc 1000 x0.36x60 一 所由式 1.5 得,n=-=-1157r/min,取7id 3.14x5.5n-1200r/minr zb 7idn 3.14x5.5x1200 八”,由式 1.6 得，v二-二-0.35m/sc 1000 1000 x60被切削层长度：L=17mm由式 1.10 得：/=gctgk+(1 2)=-ctgl200+2 p 10mm刀具切出长度：/2=1-4mm 取4=3根加根据式i.n可得：L+l.+l.17+10+3 0Ti=-=-=6.8sf-n 0.22x1200/60攻丝M6根据查表：螺距？=1相机，f=1mm/r,vc=0.15m/s;rhTl r-4B lOOOv 1000 x0.15x60 八/.由式 1 5 得,=-=-x 477.7r/min，取=500r/min7id 3.14x 6 4曰 7idn 3.14x6x500 八”，由式 1.6 得，v二-二-0A6m/sc 1000 1000 x60根据式1.11可得：L+ll+l2 17+10+1,.Ti=-=-=3.4sf-n 1x500/60由以上计算可得总的基本时间=687.84s=12min技术时间定额除了基本时间以外，还包括辅助时间疗、服务时间35T2 休息及自然需要时间丁双、准备终结时间上所组成。辅助时间0辅助时间主要包括卸载工件，开停机床，改变切削用量和测量工 件等所用的时间。7/=13min服务时间加Tfw=10 min休息及自然需要时间了位Txz=8 min准备终结时间TzzTzz=18 min将上述所列的各项时间组合起来，可得到各种定额时间：工序时间：Tg=77+7/=25min单件时间：Tg=Tj+Tf+Tfw+Txz=43min单件计算时间：Tg=Tj+Tf+Tfw+TxS与N其中：N零件批量（件）36攀枝花学院本科毕业设计（论文）致谢2专用夹具设计机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个加 工构成中，夹具不仅仅是为了夹紧、固定被加工零件，设计合理的夹 具，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。各种专用夹 具的设计质量，将直接影响被加工零件的精度要求，在机械加工工艺 过程中起到重要的作用。在设计的过程当中，应深入生产实际，进行调查研究，吸取国内 外先进技术，制定出合理的设计方案，在进行具体设计。2.1 铳平面夹具设计2.1.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗铳底平面，该底平面对孔040、。30.2、025.5 的中心线要满足尺寸要求以及平行度要求。在粗铳此底平面时，其他 都是未加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。2.1.2定位基准的选择由零件图可知：粗铳平面对孔。40、030.2、。25.5的中心线和轴线 有尺寸要求及平行度要求，其设计基准为孔的中心线。为了使定位误 差达到要求的范围之内，在此选用V形块定心自动找到中心线，这种 定位在结构上简单易操作。采用V形块定心平面定位的方式，保证平面加工的技术要求。同 时，应加一侧面定位支承来限制一个沿旷轴移动的自由度。37攀枝花学院本科毕业设计(论文)致谢2.1.3切削力及夹紧分析计算刀具材料：w18cr4v(高速钢端面铳刀)刀具有关几何参数：九=1015 2=812%=58(3=15 25 D=63mm Z=8 af=0.25mm/z ap=2.0mm由资料10机床夹具设计手册表1-2-9得，铳削切削力的计 算公式：入那的，式(2.1)查资料10机床夹具设计手册表1-2-10得：Cp=294对于灰铸铁：Kp=喘严 取HB=175,即勺=0.96 由式 2.1 得，Fc=294x2.011 x0.2572 x63 11 x609 x8x0.96=640.69(A)由资料9金属切削刀具表1-2可得：垂直切削力：/cn=。-9/c=576.62(N)(对称铳削)式(2.2)背向力：Fp=0.55屋=352.38(N)式(2.3)根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对 夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为 保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：Wk=KF式(2.4)安全系数K可按下式计算:38攀枝花学院本科毕业设计(论文)致谢K=KKK2K3K4K5K6 式(2.5)式中：如降为各种因素的安全系数，见资料10机床夹具设计手册表 1-2-1 可得：K=1.2x1.2x1.0 x1.2x1.3x1.0 x1.0=2.25由式 2.4 得%=k fc=640.69x2.25=1441.55(N)Wk=KFcn=576.72 x 2.25=1297.62(N)Wk=k,Fp=352.38 x 2.25=792.86(N)由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：w=QL/f 式(2.6)式中参数由资料10机床夹具设计手册可查得：/=o a=219f 02=9。50，其中：L=80(mm)Q=25(N)由式2.6得，螺旋夹紧力：W=2564(N)易得：Wo WK经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机 构工作是可靠的。2.1.4误差分析与计算该夹具以平面定位V形块定心，V形块定心元件中心线与平面规39攀枝花学院本科毕业设计(论文)致谢定的尺寸公差为3710.07。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误 差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。A/+AJQ 式(2.7)与机床夹具有关的加工误差A,一般可用下式表示：A j=Awz+Aqa+Aqw+、卜m 式(2.8)由资料10机床夹具设计手册可得：平面定位V形块定心的定位误差：金.w=0夹紧误差：A加=(Vmax-VmJcOSa 式(2.9)其中接触变形位移值：k NA=(kRaZRaZ+3+臼)(一f=0.004mmy 他 az HB i、9.62-式(2.10)由式 2.9 得，N=A,cos a=0.0036mm磨损造成的加工误差：A、.通常不超过0.005加夹具相对刀具位置误差：A.a取0.01mm误差总和：A7.+Aw=0.0522mm 0.07mm从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2.1.5夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧 40攀枝花学院本科毕业设计（论文）致谢方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件 材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用 了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可 靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。止匕外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变 化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，支承钉和V形块采用 可调节环节。以便随时根据情况进行调整。2.2 钻三杠孔夹具设计2.2.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻、较加工孔。40、。30.2、025.5。加工时除 了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要 求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何 提高劳动生产率和降低劳动强度。2.2.2定位基准的选择由零件图可知：孔。40、娘0.2、。25.5的轴线与底平面有平行度公 差要求，在对孔进行加工前，底平面进行了粗铳加工。因此，选底平 面为定位精基准（设计基准）来满足平行度公差要求。孔040、030.2、025.5的轴线间有位置公差，选择左端面为定位基 准来设计钻模，从而满足孔轴线间的位置公差要求。工件定位用底平 面和两个侧面来限制六个自由度。2.2.3切削力及夹紧力的计算由资料10机床夹具设计手册查表1-2-7可得：攀枝花学院本科毕业设计(论文)致谢切削力公式：F,=41202严Kp 式(2.11)式中 D=34mm f=0.55mm/r查资料10机床夹具设计手册表1-2-8得：勺=(黑产=0.9519U即由式 2.11 得:Ff=2258.06(A)切削扭矩公式：M=0A2D22fQSKp 式(2.12)即：M=0.165(Nzn)根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对 夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为 保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。由资料10机床夹具设计手册表1-2-11得：FfKWK=4十2式(2.13)取K=2.25,=0.16,2=。2 即：W14H2.5(N)螺旋夹紧时产生的夹紧力按式2.6计算：w=QL/0/伙。1+九吆(。+。2)式中参数由资料10机床夹具设计手册可查得：/=9.33 心=5.675%=90(p2=9050 a=l036f其中：L=140(mm)Q=80(N)螺旋夹紧力：%=5830(N)42攀枝花学院本科毕业设计（论文）致谢该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件。受力 简图如下:WkL=39QWo图2.1受力简图由资料10机床夹具设计手册表1-2-26得：原动力计算公式=WK-L 7o式(2.14)即：=5830 X 390 XO.9%30=17140.2(N)Mn=W.-=5830 xx=1.98(-m)0 L%390 0.98由上述计算易得：mq m wk wk因此采用该夹紧机构工作是可靠的。2.2.4误差分析与计算该夹具以底平面、侧面和盖板平面为定位基准，要求保证孔轴线 与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足 工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的 工序公差。43攀枝花学院本科毕业设计（论文）致谢孔040轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定,由资料6互换性与技术测量表1-25可知：取相（中等级）即：尺寸偏差为3710.3由资料10机床夹具设计手册可得：定位误差（两个垂直平面定位）：Ad.w=0.3mm夹紧误差：A.,7=（ymax-ymin）cosa 其中接触变形Z n位 移值：Ay=（az&z+K.+=0.014机机式（2.15）A、,=A）,cos a=0.0128mm磨损造成的加工误差：通常不超过0.005根根夹具相对刀具位置误差：金取0.06/wn误差总和:/+=0.38mm 0.4mm从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2.2.5夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在摇臂钻床上加工后托架的三杠孔。工件以底平面、侧面和盖板平面为定位基