組合活門殼體零件的機械加工工藝規(guī)程及工裝設(shè)計說明書

1、新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）目 錄摘 要 . I ABSTRACT . II第1章 零件的分析 . 11.1零件的作用 . 11.2零件的工藝分析 . 1第2章 確定毛坯、畫毛坯零件合圖 . 2第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計 . 43.1定位基準(zhǔn)的選擇 . 43.2制訂工藝路線 . 43.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 . 83.4加工工序設(shè)計 . 93.5時間定額的計算 . 203.6填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 . 26第4章 夾具設(shè)計 . 274.1夾具體總體設(shè)計 . 274.2夾具設(shè)計 . 28結(jié) 論 . 30致 謝 . 31參考文獻 . 32新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要

2、組合活門殼體是機器和部件的基礎(chǔ)零件，它將機器和部件中所有零件連接成一個整體，使之保持精確的位置關(guān)系，完成必需的聯(lián)接。組合活門殼體的加工質(zhì)量直接影響著機器的性能，精度和壽命。殼體類零件上既有許多精度較高的螺紋孔和平面需要加工，又有許多精度較高的密封性管螺紋需要加工。因此，殼體不僅需要加工的主要聯(lián)接孔多，而且加工的難度也較大。本次設(shè)計的任務(wù)主要是對此零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具進行設(shè)計。關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程, 夾具設(shè)計, 殼體新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）ABSTRACTConstituting bib monoblock is a machine and the component basis

3、 part , it links up with the machine and all component middle parts ready-made a overall , makes that keep accurate location relation , accomplishes necessary linkup. The treating mass constituting bib monoblock is having direct impact to machine function , accuracy and life-span. The kind part has

4、come to an end to the utmost monoblock now that the screwed hole and flat surface having a lot of accuracy comparatively highly need treating , there be a lot of higher accuracy hermetic sealing sex gas thread to need treating. Therefore, monoblock requires that the main linkup hole processing is mu

5、ch, and the degree of difficulty processing is also bigger not only. The mission designing that originally time is that technological procedure and the special use clamp carry out design on this part machine work mainly.Key words : Technological process, Clamp design， Shell新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁第1章

6、零件的分析1.1零件的作用組合活門殼體是YD系列液氮容器的一個主要零件，YD系列液氮密封容器通過該零件的安裝面即附圖(1)零件圖的N面與閥殼相聯(lián)，用四個螺栓固定，用彈簧卡圈相連，再用一個螺栓在其左側(cè)相連，N面上的4-4.5mm的孔為螺栓聯(lián)接孔，孔1為定位銷孔，其他的孔基本上是螺紋連接孔，還有密封性的管螺紋起密封作用的。零件圖上的孔1和孔2相通實行注液，而孔3與孔9相連通起到導(dǎo)線的作用，孔4與孔8是壓出液體，孔5、孔6、孔7與孔10相聯(lián)通構(gòu)成了一個密封連通的氣路，可以組成一個液壓閥。1.2零件的工藝分析由零件圖得知，零件的材料為HT200。該材料具有較高的強度、耐磨度、耐熱性及減振性，適用于承受

7、較大壓力、要求耐磨的零件。該零件的主要加工面為N面、孔1、G14的密封性的管螺紋、上頂聯(lián)接面、N面上的44.5mm的孔。N面的平面度為0.03 mm直接影響組合活門殼體與閥體相連接的裝配精度、接觸精度以及密封性?？?的尺寸精度是同軸度為0.05mm，與N面的平行度為0.1mm，與P面、Q面的垂直度為0.1mm，以及P面、Q面的平行度為0.05mm,直接影響與其相連接的精度，需要精確加工。G14的密封性的管螺紋的尺寸精度為同軸度為0.04mm，對N面的平行度為0.02mm，直接影響它起到的密封作用。44.5mm的孔的尺寸精度、孔與孔之間的孔距尺寸精度39±0.05mm以及與P及Q面的平

8、行度為0.06mm，影響組合活門殼體與閥體相連接時的正確定位，從而影響液氮密封容器的裝配精度和密封性。由參考文獻1中有關(guān)面和孔的加工精度及機床能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁第2章 確定毛坯、畫毛坯零件合圖根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件年。通過計算該零件質(zhì)量約為1.5kg。由參考文獻5表1-3、1-4可知，其生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機器制造。又由于鑄造的最小孔徑為16mm,組合活門殼體零件內(nèi)的所有孔的直徑都小于16mm,為了消除殘余應(yīng)力，鑄造后要安排

9、人工時效。由參考文獻8表1-5得，該種鑄件的尺寸公差等級CT為810級，加工余量等級MA為G級。故取CT為10級，MA為G級。鑄件的分型面選擇通過孔1基準(zhǔn)的孔軸線，且與P面、Q面平行的面。澆注冒口位置分別位于上頂連接面。由參考文獻8表1.8，用查表法確定各表面的總余量如表2.1所示。表2.1 各加工表面總余量由參考文獻8表1.9可得到鑄件主要尺寸的公差，如表2.2所示。表2.2 主要毛坯尺寸及公差新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計3.1定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇: 組合活門殼體的N面和4-4.5mm孔既是裝配基準(zhǔn)，又是

10、設(shè)計基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實現(xiàn)組合活門殼體零件“一面兩孔”定位的原則。其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，N面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇組合活門殼體零件的重要孔即孔1作粗基準(zhǔn)；第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，與組合活門殼體零件的外壁相聯(lián)的配件有足夠的間隙；此外還必須應(yīng)該保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。最先進行機械加工的表面是精基準(zhǔn)N面和4-4.5mm孔，這時可以有兩種定位夾緊方案：方案一 用一個浮動圓柱銷頂住孔1

11、限制一個自由度，用一個長支承板支撐在P面相距并平行P面的毛坯面上，限制三個自由度，在用一個圓柱銷頂住密封性的管螺紋G1/4毛坯外圓端面，最后在以N面本身找正限制一個自由度，這種方案適合于大批大量生產(chǎn)類型中，在加工N面及其它面上各孔和圓弧面及其各孔的自動線上采用隨行夾具使用。方案二 用一個大的支承板在頂面上，限制三個自由度，用定位銷固定孔1的端面，粗加工N面時再以N面本身找正限制一個自由度，再用一個壓板固定側(cè)面限制兩個自由度，這種方案雖然有點復(fù)雜，但是由于下道工序（鉆4-4.5mm）孔也可以用此夾具裝置，因而該方案是可行的。3.2制訂工藝路線根據(jù)各表面加工要求和個加工方法能達到的經(jīng)濟精度，從而確

12、定各表面的加工方法如下：N面：粗車精銑；P面和Q面：粗銑精銑；側(cè)斜面：粗銑；孔1：車外圓鉆孔鏜孔切退刀槽；G1/4的密封性的管螺紋：車階梯外圓鉆孔車螺紋；上頂聯(lián)接面：粗銑；一般像4-4.5mm的孔：鉆孔；新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁M10×1.25-6H連接螺紋：鉆擴锪攻螺紋；M10×1-7H連接螺紋：鉆擴攻螺紋；RC1/16的密封性的管螺紋：鉆锪攻螺紋；3-M4、M5-6H：鉆攻螺紋。因為P面和Q面有較高的平行度要求，4-4.5mm孔有較高的位置度要求，故它們加工宜采用集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩個面、四個孔同時加工出來以保證其位置精度?？?外圓有較

13、高的同軸度要求，密封性的管螺紋G1/4也同樣有較高的同軸度要求，在加工時需要確保其形位公差要求，從而保證裝配精度。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機械加工的原則將N面、P面和Q面粗加工、鉆4-4.5mm孔放在前面，其精加工放在后面，每一個階段中又要首先加工N面，密封性的管螺紋G1/4也在其后加工，上頂面上的3-M4螺紋聯(lián)接孔也需要在其后加工，那些一般的孔深30的3.2mm、深19的3mm的孔等可以放在后面加工。初步擬訂加工工藝路線如下：新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但是仍有一些工序有些問題還值得進一步討論。如粗車N面，因

14、工件和夾具在臥式車床上加工，它們的慣性比較大，平衡較困難；又由于N面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中會出現(xiàn)斷續(xù)的切削，容易引起工藝系統(tǒng)的振動，故改用銑削加工。工序180中的工步太多，工時太長，由機械加工大批大量的零件加工，應(yīng)采用工序分散原則，考慮到整個生產(chǎn)線的節(jié)拍，應(yīng)該將鉆6mm的孔，在锪鉆9.5mm作為另一道工序。修改后的工藝路線如下：新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁3.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床

15、上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。粗銑N面 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑，選擇X52K立式銑床（參考文獻1表3.1-73）。選擇直徑D為100mm的C類的可轉(zhuǎn)位面銑刀（參考文獻1表4.4-40）、專用夾具和游標(biāo)卡尺。精銑N面 由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，宜采用臥銑，選擇X62W臥式銑床（參考文獻1表3.1-73）。選擇與粗銑相同型號的刀具。采用精銑專用夾具、游標(biāo)卡尺、專用形直尺。粗銑P面和Q面采用臥式雙面組合銑床，因切削功率較大，故采用功率為4.5KW的1T×32型銑削頭（參考文獻1表3.2-43）。選擇直徑為80mm的C類的可轉(zhuǎn)位面銑刀（參考文獻1表4.4-4

16、0）、專用夾具、游標(biāo)卡尺。精銑P面和Q面采用功率為1.5KW的1TXb20M型銑削頭組成的臥式雙面組合銑床。精銑刀具類型與粗銑的相同。采用專用夾具、游標(biāo)卡尺。粗銑上頂聯(lián)接面采用一般的臥式銑床，采用可轉(zhuǎn)位面銑刀，并采用粗銑專用夾具、游標(biāo)卡尺。粗銑側(cè)面、圓弧采用專用的成型銑刀，采用X52K立式銑床（參考文獻1表3.1-73），并采用粗銑專用夾具、游標(biāo)卡尺。工序20鉆4-4.5mm孔選用搖臂鉆床Z3025加工（參考文獻1表3.1-30）。鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6）。車孔1端面，粗車22mm外圓，鉆10mm孔，鉆14.4mm的孔采用臥式車床CA6140加工（參考文獻1表4.2-7）

17、，車外圓用硬質(zhì)合金鋼刀具（參考文獻1表2.3-9），鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6）。精車22mm外圓，鉆21mm孔，鏜17.4mm孔，切退刀槽2×1也采用臥式車床新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁CA6140加工（參考文獻1表4.2-7）車外圓用硬質(zhì)合金鋼刀具（參考文獻1表2.3-9），鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6），鏜刀刀具為硬質(zhì)合金鋼刀具（參考文獻1表5.3-9）。車G1/4密封性的管螺紋的階梯外圓，鉆5mm的孔，擴6.6mm的孔，擴8mm孔采用臥式車床CA6140加工（參考文獻1表4.2-7），車外圓用硬質(zhì)合金鋼刀具（參考文獻1表2.3

18、-9），專用的螺紋車刀（參考文獻1表2.3-9），鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6）。鉆M10×1-7H的螺紋底孔，攻M10×1-7H的螺紋選用搖臂鉆床Z3025加工（參考文獻1表3.1-30），鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6），攻螺紋采用機用絲錐（參考文獻1表6.3-8）及絲錐夾頭，采用專用夾具和螺紋塞規(guī)。M10×1.25-6H連接螺紋底孔，攻M10×1.25-6H連接螺紋選用搖臂鉆床Z3025加工（參考文獻1表3.1-30），鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6），攻螺紋采用機用絲錐（參考文獻1表6.3-8）及絲錐夾

19、頭，采用專用夾具和螺紋塞規(guī)。鉆3-M4的螺紋底孔，攻螺紋3-M4-6H選用搖臂鉆床Z3025加工（參考文獻1表3.1-30），鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6），攻螺紋采用機用絲錐（參考文獻1表6.3-8）及絲錐夾頭，采用專用夾具。鉆G1/16密封性的管螺紋的底孔，攻G1/16密封性的管螺紋仍然選用搖臂鉆床Z3025加工（參考文獻1表3.1-30），鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6），攻螺紋采用機用絲錐（參考文獻1表6.3-8）及絲錐夾頭，采用專用夾具。鉆孔深30mm的3.2mm的孔，鉆深19mm的3mm的孔選用組合鉆床加工（參考文獻1表3.1-30），鉆孔刀具為錐柄麻

20、花鉆（參考文獻1表3.1-6）。鉆M5-6H的螺紋底孔，攻M5-6H的螺紋選用搖臂鉆床Z3025加工（參考文獻1表3.1-30），鉆孔刀具為錐柄麻花鉆（參考文獻1表3.1-6），攻螺紋采用機用絲錐（參考文獻1表6.3-8）及絲錐夾頭，采用專用夾具。3.4加工工序設(shè)計3.4.1工序10與工序70查文獻1表2.3-59平面加工余量，得到精加工余量ZN精為1.5mm。已知N面總余量ZN總為3.5 mm。故粗加工余量為ZN粗=3.5-1.5=2mm。新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁如圖3.1所示，精銑N面工序中以G1/4的密封性的管螺紋孔定位，N面到G1/4的密封性的管螺紋孔軸線的工序尺

21、寸即為設(shè)計尺寸XN精=18±0.05，則粗銑N面工序尺寸為X粗為19.5 mm。圖3.1 N面工序尺寸鏈查文獻1表2.6-6，得粗加工公差等級為IT1114，取IT11，其公差TN粗=0.13mm，所以，XN粗=19.5mm。校核精銑余量ZN精：ZN精min= XN粗min- XN精max=(19.5-0.13)-(18+0.05)=1.32mm故余量足夠。參考文獻1表2.4-73,取粗銑的每齒進給量fz為0.2 mm/z; 取精銑的每轉(zhuǎn)進給量f=0.5 mm/r粗銑走刀一次, ap=2mm, 精銑走刀一次, ap=1.5mm。參考文獻1表3.1-74,取，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r

22、/min精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min,因前面已選定銑刀直徑為D=100mm，則相應(yīng)的切削速度分別為：10003.14´100´150 = 1000=47.1m/min10003.14´100´300 = 1000=94.2m/min V精 = V粗 = pDnpDn新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁校核機床功率（只校核粗加工工序）：參考機械加工工藝手冊表9.4-10，得切削功率Pm為：PM=167.9×10-5×ap0。9×fz0.74×ae×Z×n×kpm取Z=10個

23、齒，n=150/60=2.5r/s,ae=168mm,ap=2mm,fz=0.2mm/z,kpm=1,將它們代入式中得：PM=167.9×10-5×20.9×0.20.74×168×10×2.5×1=4.00KW又有機械加工工藝手冊表3.1-73得機床功率為7.5KW，若取效率為0.85，則7.5×0.85=6.375KW4.00KW.故機床的功率足夠。3.4.2工序30鉆4-4.5mm孔工序鉆4-4.5mm孔因為可以一次鉆出, 故其鉆削余量為:Z鉆=4.5/2=2.25mm鉆孔工序的余量和工序尺寸及公差列于表3.

24、1表3.1 其工序尺寸及公差孔和孔之間的位置尺寸如39±0.05mm,以及39mm, 4-4.5mm孔的位置要求需要由鉆模保證.參考文獻1表10.4-1,并參考鉆床Z3025說明書,取鉆4-4.5mm孔的進給量f=0.3mm/r;參考文獻1表2.4-41,用插入法求得鉆4.5mm孔的切削速度V=0.425 m/min=25.5m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為:1000V pD1000´25.5= r/min 3.14´4.5n=1804.7r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1600r/min，則實際切削速度為：新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 V= pDn10

25、00 3.14´4.5´1600 m/min 1000=22.6m/min參考機械加工工藝手冊表2.4-69得：Ff=9.81×42.7d0f0.8kF(N)M=9.81×0.021d02f0.8kM(N·m)分別求出鉆4-4.5mm孔的Ff及M如下:Ff=9.81×42.7×4.5×0.30.8×1=719NM=9.81×0.021×4.52×0.30.8×1=1.59N·m他們均小于機床的最大進給力7800N和機床的機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196 N

26、3;m,故機床的剛度足夠。3.4.3工序40粗銑P面和Q面和工序90精銑P面和Q面查文獻1表2.3-59平面加工余量，得到精加工余量ZP精為1mm。已知N面總余量ZP總為2.5 mm。故粗加工余量為ZP粗=2.5-1=1.5mm。如圖3.2所示，精銑P面工序中以上頂聯(lián)接面定位，P面到孔1中心軸線的工序尺寸即為設(shè)計尺寸XP精=24±0.05，則粗銑P面工序尺寸為XP粗為25mm。圖3.2 P面工序尺寸鏈查文獻1表2.6-6，得粗加工公差等級為IT1114，取IT11，其公差TP粗=0.13mm，所以，XP粗=25±0.065mm。新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁

27、校核精銑余量ZP精：ZP精min= XP粗min- XP精max=(25 -0.13)-(24+0.05)=0.82mm故余量足夠。參考文獻1表2.4-73,取粗銑的每齒進給量fz為0.2 mm/z; 取精銑的每轉(zhuǎn)進給量f=0.5 mm/r粗銑走刀一次, ap=1.5mm, 精銑走刀一次, ap=1mm。參考文獻1表3.1-74,取，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min,因前面已選定銑刀直徑為D=100mm，則相應(yīng)的切削速度分別為：V粗 = 10003.14´80´150 = m/min 1000=37.7m/minV精 = 10003.14&

28、#180;80´300 = m/min 1000=75.4m/min校核機床功率（只校核粗加工工序）：參考機械加工工藝手冊表9.4-10，得切削功率Pm為：PM=167.9×10-5×ap0.9×fz0.74×ae×Z×n×kpm取Z=10個齒，n=150/60=2.5r/s,ae=168mm,ap=1.5mm,fz=0.2mm/z,kpm=1,將它們代入式中得：PM=167.9×10-5×1.50.9×0.20.74×168×10×2.5×1=

29、3.09KW又有機械加工工藝手冊表3.1-73得機床功率為4.5KW，若取效率為0.85，則4.5×0.85=3.825KW3.09KW.故機床的功率足夠。同理加工Q面，查文獻1表2.3-59平面加工余量，得到精加工余量ZQ精為1.5mm。已知Q面總余量ZQ總為3mm。故粗加工余量為ZQ粗=3-1.5=1.5mm。 pDnpDn新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁如圖3.3所示，精銑Q面工序中以上頂聯(lián)接面定位，Q面到孔1中心軸線的工序尺寸即為設(shè)計尺寸XQ精=24±0.05mm，則粗銑Q面工序尺寸為XQ粗為25.5mm。圖3.3 Q面工序尺寸鏈查文獻1表2.6-6，

30、得粗加工公差等級為IT1114，取IT11，其公差TQ粗=0.13mm，所以，XQ粗=25.5±0.065mm。校核精銑余量ZQ精：ZQ精min= XQ粗min- XQ精max=(25.5-0.13)-(24+0.05)=1.32mm故余量足夠。參考文獻1表2.4-73,取粗銑的每齒進給量fz為0.2 mm/z; 取精銑的每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r粗銑走刀一次, ap=1.5mm, 精銑走刀一次, ap=1.5mm.參考文獻1表3.1-74,取，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min,因前面已選定銑刀直徑為D=100mm，則相應(yīng)的切削速度分別為：V粗 =

31、 10003.14´80´150 = m/min 1000=37.7m/minV精 = 10003.14´80´300= m/min 1000pDnpDn=75.4m/min新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁校核機床功率（只校核粗加工工序）：參考機械加工工藝手冊表9.4-10，得切削功率Pm為：PM=167.9×10-5×ap0。9×fz0.74×ae×Z×n×kpm取Z=10個齒，n=150/60=2.5r/s,ae=168mm,ap=1.5mm,fz=0.2mm/z,k

32、pm=1,將它們代入式中得：PM=167.9×10-5×1.50.9×0.20.74×168×10×2.5×1=3.09KW又有機械加工工藝手冊表3.1-73得機床功率為4.5KW，若取效率為0.85，則4.5×0.85=3.825KW3.09KW.故機床的功率足夠。3.4.4工序100車孔1的端面，鉆10mm孔，鉆14.4mm的孔孔1的端面要求不高，故可以一次車出，其工序余量等于總余量3.5mm。+0.05孔1的端面距底座的前端面為120mm,這個尺寸是在車端面間接保證的，而孔1距底座的后端面為60mm，這個尺寸

33、在車端面直接保證的。本工序工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，有基準(zhǔn)不重合誤差。車端面應(yīng)保證的工序尺寸為孔1距底座的后端面的距離A1，其工藝尺寸鏈如圖3.4+0.1所示，其中圖中的A2=480mm，A=12±0.05mm,用豎式計算如表3.2圖3.4 孔1端面工序尺寸鏈表3.2 豎式計算新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁0.15所以 A1=60+-0.05mm鉆10mm孔，鉆14.4mm的孔因可以一次鉆出，故其鉆削余量為: Z鉆1=1014.4=5mm，Z鉆2= =7.2mm 22鉆孔及車端面工步的余量和工序尺寸及公差列于表3.3表3.3 其工序尺寸及公差孔和孔之間的位置以及孔的位

34、置要求均由沿22mm外圓的中心軸線方向定位，也是以孔的內(nèi)側(cè)面用自定心機構(gòu)實現(xiàn)的，這種方案有利于保證兩側(cè)面中心面與P和Q面兩端面的中心面重合，外形對稱。參考文獻1表4.2-7，并參考CA6140的車床的說明書，取鉆10mm孔的進給量f=0.4mm/r，鉆14.4mm的孔的進給量同樣取f=0.4mm/r。參考文獻1表2.4-41,用插入法求得鉆10mm孔的切削速度V=0.445 m/s=26.7 m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為:1000V pD1000´26.7 = r/min3.14´10n=850.3r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=710r/min，則實際切削速度為：V=pDn1

35、000新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁= 3.14´10´710 m/min 1000=22.3m/min參考文獻1表2.4-41,用插入法求得鉆14.4mm孔的切削速度V=0.445 m/s=26.7 m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為: 1000V pD1000´26.7 = r/min 3.14´14.4n=590r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=560r/min，則實際切削速度為： V= pDn1000 3.14´14.4´560 m/min 1000=25.3m/min參考機械加工工藝手冊表2.4-69得：Ff=9.81&

36、#215;42.7d0f0.8kF(N)M=9.81×0.021d02f0.8kM(N·m)分別求出鉆4-4.5mm孔的Ff及M如下:F1=9.81×42.7×10×0.40.8×1=2013NM1=9.81×0.021×102×0.40.8×1=9.90N·mF2=9.81×42.7×14.4×0.40.8×1=2898NM2=9.81×0.021×14.42×0.40.8×1=20.5N·m它

37、們均小于機床的最大進給力7800N和機床的機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩196 N·m,故機床的剛度足夠。3.4.5工序粗車22mm，精車22mm由于加工余量較小（3mm）可以兩次走刀完成加工，余量分配：新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁粗加工余量為4mm，半徑加工為2mm。（1）選擇刀具 根據(jù)參考文獻5表8.2-59，選用刀桿尺寸H×B=25×16mm,選用硬質(zhì)合金鋼刀片, 根據(jù)參考文獻5表8.2-69,刀片的厚度為4.8mm,選用刀片的牌號為YG6車刀的幾何形狀可根據(jù)根據(jù)參考文獻5表8.2-60參考文獻5表8.2-66選擇,選用斷屑槽帶倒棱型前刀面r。=15&

38、#176;, ¶o=45°,kr=45°, kr=10°, ls=-5° ro1=- 10°, re=0.5mm（2）選用粗車車削用量 按以下順序進行1) 確定車削深度:粗加工ap=2mm.2) 確定進給量: 根據(jù)參考文獻5表8.4-1,在H×B=25×16mm,工件直徑40mm, ap=3mm.取f=0.40.5mm/r,因加工工件直徑比40mm小很多,故f宜取規(guī)定的范圍的小值,暫取取f=0.4mm。因本工序為非強力重荷切削,故對刀片的強度、刀桿的強度和機床的進給機構(gòu)強度等可不進行校驗。3) 確定車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐

39、用度: 根據(jù)參考文獻5表8.4-7,車刀后刃面的最大的磨損限度取為1.0mm, 刀具耐用度取T=60min4) 確定車削速度V、車削力F、車削功率P,可根據(jù)參考文獻5表8.4-8和根據(jù)參考文獻5表8.4-10進行計算。也可以從參考文獻5表8.4-26中利用插入法查出所需的數(shù)據(jù),即Vo=90m/min, Fzo=902N,Pmo = 1.4KW根據(jù)n=1000V pD1000´90= r/min p´25=1146r/min按CA6140的機床實際轉(zhuǎn)速取n=900r/min，則實際切削速度為： V= pDn1000 3.14´24´900 m/min 10

40、00=67.8m/min這時f=0.4mm,Pm=1.2KW5) 校核機床的功率: CA6140機床的主電動機功率PE=7.5KW,h=0.8,則機床的有效新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁功率為:PE=PE×h=7.5×0.8=6KW因PEPm,故上述的車削用量足夠,即ap=2mm,f=0.4mm,Pm=1.2KW,V=67.8m/min, n=1146r/min6) 求三個車削分力Fz、Fy、Fx、Fz已在前面算出Fz=902N，也可以根據(jù)參考文獻5表8.4-19查出，F(xiàn)y和Fx也可以分別根據(jù)參考文獻5表8.4-22查出和參考文獻5表8.4-23查出Fy=7

41、00N、Fx=670NFy和Fx的修正系數(shù)按參考文獻5表8.4-12查出，Krofy=0.85,Krofx=0.85,KlSFY=1.25,Klsfx=0.85故Fy=700×0.85×1.25=743.75N、Fx=670×0.85×0.85=484N（3）選用精車的車削用量，選擇順序與粗車相同。1)確定車削深度:精加工ap=2mm.2)確定進給量: 根據(jù)參考文獻5表8.4-2查出，取f=0.150.25mm/r，按CA6140的機床說明取f=0.2mm/r3)確定車削速度V、車削力F、車削功率Pm，從參考文獻5表8.4-26中利用插入法查出所需的數(shù)據(jù)

42、,即Vo=124m/min, Fzo=152N,Pmo=0.46KW因條件與參考文獻5表8.4-26 不完全相同，故需按參考文獻5表8.4-13進行修正，查出的各修正值為：Kmv=0.85, Kmfz=1.06, Kmpm=0.9,故Vo´=90m/min, Fzo´=902N,Pmo´= 1.4KW 1000V pD1000´105 = r/min 3.14´23n=1454r/min按CA6140的機床實際轉(zhuǎn)速取n=1400r/min，則實際切削速度為： V= pDn1000新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁= 3.14

43、0;23´1400m/min 1000=101m/min故精車的車削用量,ap=1mm,f=0.2mm,V=101m/min, n=1400r/min3.5時間定額的計算根據(jù)本次設(shè)計要求，計算夾具設(shè)計的幾道工序的工時。 下面計算工序30鉆4-4.5mm孔的時間定額（1）機動時間Tb由文獻510.4-43表 得鉆孔的時間計算公式tj= +21f·nL1= DcotKr+(12) 2鉆盲孔時 L1=14mm，L2=0mm鉆4-4.5mm孔 ：L1=2.25×cot（118°）+1.5=2.85mm 22L=6.5mm, 取L=3mm將以上的數(shù)據(jù)及前面選定的f

44、及n代入公式，得tj= 6.5+2.85+3 0.3´1600=0.026 min機動總時間也就是基本時間Tb=4Tj=0.104min（2）輔助時間Ta由參考文獻428頁2-5表，確定各輔助時間如表3.4所示：表3.4 輔助時間新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁工序的輔助時間鉆4-4.5mm孔為0.605min 裝卸時工件時間由參考文獻4表2-5取1.5min 所以 輔助時間Ta為:Ta=0.605+0.015+0.02+0.04+1.5min =2.18min3、作業(yè)時間 TB=Tb+Ta=0.104+2.18=2.284min 4、布置工作地時間。 由參考文獻4取=

45、3% Ts=TBa=2.284×3%=0.069min 5、休息與生理需要時間 Tr 由參考文獻4取=3% Tr=TB=2.284×3%=0.069min 6、準(zhǔn)備與終結(jié)時間Te。由文獻42.5-44表取各部分時間： 中等件： 33min 升降搖臂： 1min 深度定位： 0.3min由題目已知的生產(chǎn)的零件為大批量，確定為6000件。 則Te/n=（33+1+0.3）/6000=0.0057min新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁7、單件時間TpTp=Tb+Ta+Ts+Tr=0.104+2.18+0.069+0.069=2.422min8、單件計算時間TcTc=

46、Tp+Te/n=2.422+0.0057=2.428min下面計算工序150鉆4mm孔、擴5mm孔、鉆M10×1.25-6H連接螺紋底孔、攻M10×1.25-6H連接螺紋的時間定額（1） 機動時間Tb由文獻510.4-43表 得鉆孔的時間計算公式t= j+21f·nL1= DcotKr+(12) 2鉆盲孔時 L1=14mm，L2=0mm鉆4mm孔 ：L1=2×cot（118°）+1.5=2.7mm 22L=25mm, 取L=3mm將以上的數(shù)據(jù)及前面選定的f及n代入公式，得tj= 25+2.7+3 min 0.3´1600=0.064m

47、in鉆M10×1.25-6H連接螺紋底孔：L1=4.5×cot（118°）+1.5=3.9mm 2L=10mm, 取L2=3mm將以上的數(shù)據(jù)及前面選定的f及n代入公式，得tj= 10+3.9+3 min 0.3´1600=0.035min新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁擴5mm孔：由文獻510.4-44表，擴孔的時間的計算公式：t= j+21f·nL1= D-dcotKr+(12) 2因為擴盲孔：L2=0L1=D-dcotKr+(12) 25-4cot60°+1.5 2=2.36mmL=20mm, 取L2=0mm將以上的

48、數(shù)據(jù)及前面選定的f及n代入公式，得tj= 20+2.36+0 min 0.3´1000=0.075min擴5mm孔的基本時間tj=0.075min攻M10×1.25-6H連接螺紋采用機用絲錐攻螺紋的機動時間計算公式： 攻不通孔的螺紋：t=mL1+L11(+)min Pnn1取L=10mm, 取L1=8mm，P=1.25,n=315 r/min,N1=400 r/min;由文獻5表16. 2-15，取V=1112 m/min 1000V pD1000´11 = r/min 3.14´10n=350r/min按Z3025的機床實際轉(zhuǎn)速取n=315r/min，

49、則實際切削速度為： V= pDn1000新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁=3.14´10´315m/min1000=9.89m/min將以上的數(shù)據(jù)及前面選定的數(shù)據(jù)代入公式，得tm=10+811(+)min 1.25315400=0.082 min總的機動時間機動也就是基本時間：Tb=0.064+0.035+0.075+0.082 =0.256min（2）輔助時間Ta由參考文獻428頁2-5表，確定各輔助時間如表3.5所示：表3.5 輔助時間新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁各工步的輔助時間為：鉆4mm孔0.215 min，擴5mm孔0.24min，

50、鉆M10×1.25-6H連接螺紋底孔0.205 min，攻M10×1.25-6H連接螺紋0.49 min裝卸時工件時間由參考文獻4表2-5取1.5min所以 輔助時間Ta為:Ta=0.215+0.24+0.205+0.49+0.015+0.02+0.04+1.5 min=2.725min3、作業(yè)時間 TB=Tb+Ta=0.256+2.725=2.981min4、布置工作地時間。由參考文獻4取=3%Ts=TBa=2.981×3%=0.089min5、休息與生理需要時間 Tr由參考文獻4取=3%Tr=TB=2.981×3%=0.089min6、準(zhǔn)備與終結(jié)時間

51、Te。由文獻42.5-44表取各部分時間：中等件： 33min升降搖臂： 1min深度定位： 0.3min對螺紋刀： 7min新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁由題目已知的生產(chǎn)的零件為大批量，確定為6000件。 則Te/n=（33+1+0.3+10）/6000=0.007min7、單件時間TpTp=Tb+Ta+Ts+Tr=0.256+2.725+0.089+0.089=3.159min8、單件計算時間TcTc=Tp+Te/n=3.159+0.007=3.166min3.6填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡工藝文件詳見后面的卡片。新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁第4

52、章 夾具設(shè)計本次設(shè)計的夾具主要為第30道工序鉆4-4.5mm孔，該夾具適用Z3025搖臂鉆鉆床，其次是設(shè)計第100道工序車孔1端面，粗車22mm外圓的夾具，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為了提高勞動生產(chǎn)效率，保證以后加工的質(zhì)量、降低勞動絕對強度、所以設(shè)計為專用夾具。在此只對第30道工序鉆4-4.5mm孔設(shè)計的夾具做出說明。4.1夾具體總體設(shè)計4.1.1夾具體的設(shè)計夾具體是夾具的一個重要的基礎(chǔ)件，在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構(gòu)和裝置等。設(shè)計時應(yīng)滿足以下基本要求：1.應(yīng)該有足夠的強度和剛度保證在加工過程中，夾具體在夾緊力、切削力等外力的作用下，不致產(chǎn)生不允許的變形和振動。2.結(jié)構(gòu)簡單、具有良好的

53、工藝性在保證足夠的強度和剛度的條件下，力求結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，特別是對于移動或翻轉(zhuǎn)夾具，其重量不應(yīng)該太大（一般不超過10）以便于操作。3.尺寸要穩(wěn)定對于鑄造夾具體要進行時效處理；對于焊接鑄造夾具體要進行退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，也保證夾具加工尺寸的穩(wěn)定。4.便于排屑為防止加工中切屑聚積在定位元件工作表面或其它的裝置中，而影響工件的正確定位和夾具的正常工作，在設(shè)計夾具體時，要考慮切屑的排除問題。由于夾具體要承受一定的加緊力,為防止變形我們現(xiàn)在選取Q235來作為夾具體的材料。由參考文獻6表1-9-2得，夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，夾具體的壁厚h為825mm。4.1.2夾緊機構(gòu)由參考文獻6表1-1

54、0-1得，我們可以選擇兩種：第一，N面上采用螺旋機構(gòu)壓緊；新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28 頁第二，在N面采用移動壓板壓緊。在本次設(shè)計中只采用螺旋機構(gòu)壓緊。4.1.3鉆模板的選擇由參考文獻6表3-3-1得，有兩種可以供我們選擇的鉆模板：第一，固定式鉆模板，它和鉆模夾具的聯(lián)接采用銷釘定位，用螺釘緊固成一個整體，結(jié)構(gòu)剛性好，加工孔的位置精度較高；第二，鉸鏈?zhǔn)姐@模板，加工精度不如固定式鉆模板，但是裝卸工件方便。4.1.4鉆套的選擇由參考文獻7第134頁得，適用于大批量生產(chǎn)的類型，采用可換鉆套（GB2264-80），鉆套裝在襯套中，而襯套是壓配在夾具體或鉆模板中，鉆套由螺釘固定，以防止它轉(zhuǎn)動

55、，鉆套與襯套間采用釘為M5。4.2夾具設(shè)計4.2.1確定設(shè)計方案：這道工序所加工的孔都在N面上，且與N面垂直。按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前只有N面經(jīng)過加工，為避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，應(yīng)以N面定位，又為避免鉆頭引偏，鉆4-4.5mm孔應(yīng)以N面加工，這要求鉆孔時N面必須朝上，這給裝夾工件帶來了一定的困難。從對零件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以N面朝下，放置在支承板上，定位夾緊都比較穩(wěn)定，可靠，也容易實現(xiàn)，卻與加工孔時有干涉，故N面朝上。方案：在N面的下方用上三個支承釘限制三個自由度，用一個支撐釘起輔助支承作用，左、右側(cè)面分別用頂絲塊、支承板限制二個自由度，在前面用個定位銷就可以完全定位。本道工序夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，故選用手動夾緊。4.2.2計算夾緊力由參考文獻6表1-10-16得，工件與平面定位，夾緊力方向與切削力的方向一致，當(dāng)其他切削分力較小時，僅需要較小的夾緊力，來防止工件在加工過程中產(chǎn)生振動和轉(zhuǎn)F7F7或配合，以便于鉆套磨損后迅速更換。設(shè)計中的配用鉆套螺m6k6新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文