机械制造技术课程设计-带轮的加工工艺及钻3-M8螺纹底孔的钻床夹具设计【全套图纸】.doc

完整设计机械制造技术课程设计说明书设计题目： 制定带轮的加工工艺，设 计钻3-M8螺纹底孔的钻床夹具 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 设计时间 2012年11月26日至2012年12月14日全套图纸，加153893706摘要作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对CA6140机床的皮带轮进行测绘、设计与制造，设计的内容主要有皮带轮和皮带的主要参数的确定，传动比的拟定，对主要参数进行了计算和验算，对钻孔夹具的设计。最后还对皮带轮的加工工艺进行了设计以满足皮带轮制造时在精度方面的要求，通过对该零件车削加工工艺设计，进一步加强了设计者对车削加工工艺设计的基础知识，使设计者在拟定工艺分析方案过程中对皮带轮加工工艺规程制定。 目 录摘要1目录前言第一章皮带轮工艺分析与测绘一、图纸分析第二章 皮带轮的设计第三章工艺规程设计一、确定毛坯的制造形式二、基面的选择三、工艺路线的制定四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定五、刀具选择六、确定切削用量及基本工时第四章 夹具设计第五章 参考文献前言皮带轮属于盘、毂类零件，一般相对尺寸比较大，制造工艺上一般以铸造、锻造为主。一般尺寸较大的设计为用铸造的方法，材料一般都是铸铁（铸造性能较好），很少用铸钢（钢的铸造性能不佳）；一般尺寸较小的，可以设计为锻造，材料为钢。皮带轮各项指标及材质的选用是以能够达到使用要求的前提下上尽量减少原材料、工艺可行、成本最低的选择原则！皮带轮主要用于远距离传送动力的场合，例如小型柴油机动力的输出，农用车，拖拉机，汽车，矿山机械，机械加工设备，纺织机械，包装机械，车床，锻床，一些小马力摩托车动力的传动，农业机械动力的传送，空压机，减速器，减速机，发电机，轧花机等等。皮带轮传动的优点有：皮带轮传动能缓和载荷冲击；皮带轮传动运行平稳、低噪音、低振动；皮带轮传动的结构简单，调整方便；皮带轮传动对于皮带轮的制造和安装精度不像啮合传动严格；皮带轮传动具有过载保护的功能；皮带轮传动的两轴中心距调节范围较大。皮带传动的缺点有：皮带轮传动有弹性滑动和打滑，传动效率较低和不能保持准确的传动比；皮带轮传动传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力比啮合传动大；皮带轮传动皮带的寿命较短。各类机械设备的皮带轮的直径等尺寸都是自己根据减速比配的，根据工作转速与电机的转速自己设计。 工作转速/电机转速=从动轮直径/主动轮直径*0.98(滑动系数)，如使用钢为材料的皮带轮,要求线速度不高于40m/s,如使用铸铁的材料,要求线速度不高于35m/s，电机转速与皮带轮直径换算比，速度比=输出转速:输入转速=负载皮带轮节圆直径:电机皮带轮节圆直径。节圆直径和基准直径是一样的，直径-2h=节圆直径，h是基准线上槽深，不同型号的V带h是不一样的，Y Z A B C D E，基准线上槽深分别为h=1.6 2 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6。皮带轮节圆直径就是皮带轮节线位置理论直径,有点像齿轮的分度圆直径.一般用PD表示,外圆一般用OD表示.不同的槽型节圆与外圆的换算公式不一样,一般我们比较容易测量到皮带轮的外圆,在根据公式计算出节圆.SPZ:OD=PD+4;SPA:OD=PD+5.5;SPB:OD=PD+7;SPC:OD=PD+9.6。A或SPA的带轮最小外径尺寸为80mm，如小于该尺寸，特别是在高速的情况下，皮带容易出现分层及底部出现裂纹等毛病。SPZ带，小轮不小于63mm即可。同时要注意皮带安装的手法及张力，过小易打滑，过大易损坏皮带与轴承。就我个人而言，我希望能通过设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。第一章 皮带轮工艺分析与测绘图-1 测绘尺寸如图示该零件是轴类零件，形状不太复杂，尺寸精度要求比较高。零件的主要技术要求分析如下：(1) 三个M8螺纹孔有位置度要求，整个零件的精度要求都非常高。(2) 240的外圆和150H7的内孔,都有很高的尺寸精度要求,两端面都有形位公差值来保证。轮槽的中心线也有跳动值误差。这些主要是为了和其装配件很好的装配。 (3)在240的外圆上车V形带,要注意他们的相互位置。一、 图纸分析（一）零件图的完整性、正确性分析零件图的完整性、正确性分析主要是检查零件设计图纸是否存在漏标尺寸或各种标注错误。设计图纸常常遇到漏标尺寸现象或构成零件轮廓的几何元素的条件不充分，如圆弧与直线、圆弧与圆弧在图样上相切，可是依据图样给出的尺寸计算相切条件时却变成了相交或相离状态，这种情况导致工作无法进行。本零件图经过检查，未发现漏标尺寸或标注错误。（二） 零件的技术要求分析1、尺寸精度分析：主要根据设备精度及工艺水平能够达到的尺寸精度以及过往是否有过类似零件的加工经验来判断是否有能力做到图纸要求的尺寸精度。本零件外圆尺寸精度要求相当于IT6-7级，角度公差0.2分，必须选用硬质合金车刀通过精车来达到。2、 形状精度分析：主要根据设备精度及工艺水平能够达到的形状精度以及过往是否有过类似零件的加工经验来判断是否有能力做到图纸要求的形状精度。形状精度误差通常是由于机床、刀具或工件的刚性不好引起，例如：刀具不够锋利或切削量太大导致切削力太大引起工件变形，刀尖高度安装不正确或磨损导致形状误差。本零件形状精度包含在尺寸精度内。3、位置精度分析：主要考虑设备精度及工艺水平能够达到的位置精度及过往的类似零件加工水平判断是否有能力做到图纸要求的位置精度，发现问题应及时与零件设计者协商解决。位置精度主要依靠精加工的加工工艺来保证，例如有同轴度和垂直度要求的几何形状，一般要求在一次装夹中加工完成。4、 表面粗糙度分析：主要考虑设备及工艺水平能够达到的表面粗糙度及过往的类似零件加工水平判断是否有能力做到图纸要求的表面粗糙度。（1）热处理要求分析：主要考虑热处理设备及工艺水平及过往的类似零件热处理水平判断是否有能力做到图纸要求的热处理工艺。一般零件热处理工艺要注意以下4点要求:(1)锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。(2)调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。(3)表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。(4)精度要求高的零件，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。（2）其它技术条件分析：如工件材料要求、清洁要求、包装及运输要求等等。第一章 皮带轮的设计带传动是一种挠性传动，基本组成零件为带轮（包括主动带轮和从动带轮）和传动带。 按照工作原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动，根据你问题里提出的“皮带轮传动设计”，可以知道属于前者，即摩擦型带传动，根据传动带的横截面形状的不同其又分为：平带传动、圆带传动、V带传动和多楔带传动。由于V带传动允许的传动比大，结构紧凑，且大多数V带已标准化，因此获得了广泛的应用普通V带的选择应保证带传动不打滑的前提下能传递最大功率，同时要有足够的疲劳强度，以满足一定的使用寿命。带对轴压力皮带传动主要有：平皮带、三角带、同步齿型带三种，三种皮带都有国家标准，但是皮带轮因传动比、功率的变化较大，没有完全对应的国家标准或国家标准无法涵盖所有内容，但国家标准确定了选用范围、使用条件、设计方法等内容。 例如：国家标准规定了三角皮带的型号有O、A、B、C、D、E、F七种型号，相应的皮带轮轮槽角度有三种34、36、38，同时规定了每种型号三角带对应每种轮槽角度的小皮带轮的最小直径，但大皮带轮未作规定。皮带轮的槽角分34度、36度、38度，具体的选择要根据带轮的槽型和基准直径选择；皮带轮的槽角跟皮带轮的直径有关系,不同型号的皮带轮的槽角在不同直径范围下的推荐皮带轮槽角度数如下：一、O型皮带轮在带轮直径范围在50mm71mm时为34度；在71mm90mm时为36度， 90mm时为38度； A型皮带轮在带轮直径范围在71mm100mm时为34度，100mm125mm时为36度；125mm时为38度； 二、B型皮带轮在带轮直径范围在 125mm160mm时为34度；160mm200mm时为36度，200mm时为38度； 三、C型皮带轮在带轮直径范围在200mm250mm时为34度，250mm315mm时为36度，315mm时为38度；四、D型皮带轮在带轮直径范围在 355mm450mm时为36度，450mm时为38度；五、E型 500mm630mm时为36度，630mm时为38度。三角带的型号有：普通型O A B C D E 3V 5V 8V，普通加强型AX BX CX DX EX 3VX 5VX 8VX，窄V带SPZ SPA SPB SPC，强力窄V带XPA XPB XPC；三角带的每一个型号规定了三角带的断面尺寸，A型三角带的断面尺寸是：顶端宽度13mm、厚度为8mm；B型三角带的断面尺寸是：顶端宽度17MM，厚度为10.5MM；C型三角带的断面尺寸是：顶端宽度22MM，厚度为13.5MM；D型三角带的断面尺寸是：顶端宽度21.5MM，厚度为19MM；E型三角带的断面尺寸是：顶端宽度38MM，厚度为25.5MM。对应尺寸(宽*高)：O（10*6）、A（12.5*9）、B（16.5*11）、C（22*14）、D（21.5*19）、E（38*25.5）。皮带轮的直径等尺寸都是自己根据减速比配的，根据工作转速与电机的转速自己设计。 工作转速/电机转速=从动轮直径/主动轮直径*0.98(滑动系数)，如使用钢为材料的皮带轮,要求线速度不高于40m/s,如使用铸铁的材料,要求线速度不高于35m/s，电机转速与皮带轮直径换算比，速度比=输出转速:输入转速=负载皮带轮节圆直径:电机皮带轮节圆直径。节圆直径和基准直径是一样的，直径-2h=节圆直径，h是基准线上槽深，不同型号的V带h是不一样的，Y Z A B C D E，基准线上槽深分别为h=1.6 2 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6。皮带轮节圆直径就是皮带轮节线位置理论直径,有点像齿轮的分度圆直径.一般用PD表示,外圆一般用OD表示.不同的槽型节圆与外圆的换算公式不一样,一般我们比较容易测量到皮带轮的外圆,在根据公式计算出节圆.SPZ:OD=PD+4;SPA:OD=PD+5.5;SPB:OD=PD+7;SPC:OD=PD+9.6。A或SPA的带轮最小外径尺寸为80mm，如小于该尺寸，特别是在高速的情况下，皮带容易出现分层及底部出现裂纹等毛病。SPZ带，小轮不小于63mm即可。同时要注意皮带安装的手法及张力，过小易打滑，过大易损坏皮带与轴承。另外与国标类似的标准编号为ISO 1081-1995 的标准规定了皮带传动、三角皮带和三角有棱皮带,及有槽皮带轮的选用、设计规范。分为SPZ，SPA，SPB，SPC，SPD型五种皮带轮。第二章 工艺规程设计一、确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200.考虑到皮带轮在工作过程中会受到一定的载荷,因此选择铸件,以使金属纤维不被切断,保证零件工作可靠.由于零件的轮廓尺寸不大,故可采用铸造成型,这对于提高生产率,保证加工质量也是有利的。二、基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。（一）粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外圆作为基准是完全合理的。按照有关粗基准的选择原则（即当零件又不加工表面时，应以这些不加工的表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现在应为都要加工就要结合加工工艺来确定粗基准，现取240的外圆作为粗基准，利用三爪卡盘装夹。利用不完全定位来加工工件。（二）精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。三、工艺路线的制定制定工艺路线的相互发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度要求等技术能得到合理的保证.在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以采用万能机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率.除此以外,还应考虑经济效益,以便降低生产成本。（一）.工艺路线方案一:工序1: 车端面,打中心孔, 车240的外圆表面，倒角。工序2: 调头车另一端面,打中心孔,工序3: 修研两端中心孔。工序4: 钻中心孔。工序5: 扩中心孔。 工序6：车170内孔工序7: 车150内孔工序8: 粗精车V形带。工序9：钻左端面螺纹孔、锥销孔工序10：终检。工序11：入库。（二）.工艺路线方案二： 工序1：铣端面，打中心孔。 工序2：掉头铣另一端面，打中心孔。 工序3：车240的外圆，掉头车240的外圆。工序5：钻中心孔、中心孔、车150内孔工序6: 车170内孔工序8: 粗精车V形带。工序9：钻左端面螺纹孔、锥销孔工序9：终检。工序10：入库. （三）.工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是在车床上用三爪卡盘装夹，车一端面在打中细孔，然后用顶尖顶住来车外圆再掉头加工另一端，以此为基准来完成后面的工序。方案二则与之不同，是先铣削好两个端面，打中心孔，以此为基准来加工余下的工序。经比较可见，先加工好一端面和它所在端的外圆，以此为基准来加工后面的工序，这是的位置和尺寸精度较易保证，并且定位也较方便。在加工螺纹和铣凹槽的时候，方案一中的工序6、7、8，虽然只是在加工的先后顺序不同，这样的话可能会造成钻孔时的让刀。故决定将方案二中的工序5、6、7移入方案一。具体工艺过程如下：工序1: 车端面,打中心孔, 车240的外圆表面，倒角。工序2: 调头车另一端面,打中心孔。工序3: 修研两端中心孔。工序4: 钻中心孔。工序5: 扩中心孔。 工序6：车150内孔工序7: 车170内孔工序8: 粗精车V形带。工序9：钻左端面螺纹孔、锥销孔工序10：终检。工序11：入库.四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“皮带轮”零件材料为HT200，生产类型为大批生产，可采用在锻锤上合模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（240） 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-14，其中铸件重量为4kg，铸件复杂形状系数为S1，铸件材质系数取M1，铸件轮廓尺寸（直径方向）180315mm，其余量值规定为1.72.2mm，现取2.0mm。2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差查工艺手册表2.2-25，其中铸件重量为4kg，铸件复杂形状系数为S1，铸件材质系数取M1，铸件轮廓尺寸（直径方向）120180mm，故长度方向偏差为（+1.2；-0.6）mm.长度方向的余量查工艺手册表2.2-25，其余量值规定为1.72.2mm,现取2.0mm。五、刀具选择由于在数控机床上要加工多种工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品种、规格和数量就较多。要加工不同工件所需刀具更多，因品种规格繁多而将造成很大困难。为了减少刀具的品种规格，有必要发展柔性制造系统和加工中心使用的工具系统。工具系统一般为模块化组合结构，在一个通用的刀柄上可以装多种不同的刀具，使数控加工中的刀具品种规格大大减少，同时也便于刀具的管理。车削加工中心上加工工件时选用的刀具数控车削加工用工具系统的构成和结构，与机床刀架的形式、刀具类型及刀具是否需要动力驱动等因素有关。数控车床常采用立式或卧式转塔刀架作为刀库，刀库容量一般为48把刀具，常按加工工艺顺序布置，由程序控制实现自动换刀。其特点是结构简单，换刀快速，每次换刀仅需l2s。(一) 车刀和刀片的种类由于工件材料、生产批量、加工精度以及机床类型、工艺方案的不同，车刀的种类也异常繁多。根据刀片与刀体材料的异同，车刀主要可分为整体式与机械夹固式两大类。1、整体式车刀 用工具钢制成。这种车刀的优点是结构简单，经济，刚性较好。缺点是刀片材料强度较低，刃口易磨损，可靠性差，不太适合用于数控加工。另外，刃口磨损后需要操作者手工刃磨后方可继续使用，对操作者技术要求较高。根据工件加工表面以及用途不同，整体式车刀又可分为切断刀、外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀以及成形车刀等。车刀的种类1切断刀 290左偏刀 390右偏刀 4弯头车刀 5直头车刀 6成形车刀 7宽刃精车刀 8外螺纹车刀 9端面车刀 10内螺纹车刀 11内槽车刀 12通孔车刀 13盲孔车刀2、机夹可转位车刀 为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化，数控车削加工时应尽量采用机夹刀和机夹可转位刀片。（1）刀片材质的选择 车刀刀片的材料主要有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质，主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程中有无冲击和振动等。（2）刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L，有效切削刃长度与背吃刀量p和车刀的主偏角Kr有关，使用时可查阅有关刀具手册选取,如图所示。（3）刀片形状的选择 刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。机械夹固式可转位车刀由刀杆l、刀片2、刀垫3以及夹紧元件4组成。刀片材料用硬质合金制造，每边都有切削刃，当某切削刃磨损钝化后，只需松开夹紧元件，将刀片转一个位置便可继续使用，刀杆材料一般用中碳钢制造，为了提高刀杆的刚性也可用硬质合金制造（例如7倍长径比镗刀杆），机械夹固式可转位车刀刀杆可反复使用。机械夹固式可转位车刀的组成1刀杆 2刀片 3刀垫 4夹紧元件硬质合金刀片是机夹可转位车刀的一个最重要组成元件，大致形状有：三角形、正方形、五边形、六边形、圆形以及菱形等，图示为常见的几种刀片形状及角度。(二) 孔加工刀具的类型孔加工刀具分为钻孔刀具、扩孔刀具、镗孔刀具和铰孔刀具四大类。钻孔刀具类型有：普通麻花钻、可转位浅孔钻及扁钻等，钻孔刀具通常用于没有孔的地方钻孔，孔的质量相当于粗加工质量。扩孔刀具、镗孔刀具通常用于有孔之后的孔粗加工和精加工，铰孔刀具通常用于孔的精加工。直径特别大的孔（例如80mm以上），因没有相应尺寸的钻头，不可能一次性钻出来，只能先钻一个小孔，然后用扩孔刀具、镗孔刀具将孔逐步扩大。总之，应根据工件材料、加工尺寸及加工质量要求等合理选用孔加工刀具。1. 麻花钻在工件上钻孔，大多是采用普通麻花钻。麻花钻的材料有高速钢和硬质合金两种。麻花钻的切削部分有两个主切削刃、两个副切削刃和一个横刃。两个螺旋糟是切屑流经的表面，为前刀面；与工件过渡表面（即孔底）相对的端部两曲面为主后刀面；与工件已加工表面（即孔壁）相对的两条刃带为副后刀面。前刀面与主后刀面的交线为主切削刃，前刀面与副后刀面的交线为副切削刃，两个主后刀面的交线为横刃。横刃与主切削刃在端面上投影之间的夹角称为横刃斜角，横刃斜角5055；主切削刃上各点的前角、后角是变化的，外缘处前角约为30，钻心处前角接近0，甚至是负值；两条主切削刃在与其平行的平面内的投影之间的夹角为顶角，标准麻花钻的顶角2118。根据柄部不同，麻花钻有莫氏锥柄和圆柱柄两种。直径为880mm的麻花钻多为莫氏锥柄，可直接装在带有莫氏锥孔的刀柄内，刀具长度不能调节。直径为0.l20mm的麻花钻多为圆柱柄，可装在钻夹头刀柄上。中等尺寸麻花钻两种形式均可选用。麻花钻有标准型和加长型。钻孔时，受两切削刃上切削力不对称的影响，容易引起钻孔偏斜，故要求钻头的两切削刃必须有较高的刃磨精度，麻花钻通常用于孔的粗加工。2. 扩孔刀具 标准扩孔钻一般有34条主切削刃，切削部分的材料为高速钢或硬质合金，结构形式有直柄式、锥柄式和套式等。扩孔直径较小时，可选用直柄式扩孔钻，扩孔直径中等时，可选用锥柄式扩孔钻，扩孔直径较大时，可选用套式扩孔钻。扩孔钻的加工余量较小，主切削刃较短，因而容屑槽浅、刀体的强度和刚度较好。它无麻花钻的横刃，加之刀齿多，所以导向性好，切削平稳，加工质量和生产率都比麻花钻高。扩孔直径在2060mm之间时，且机床刚性好、功率大，可选用可转位扩孔钻。这种扩孔钻的两个可转位刀片的外刃位于同一个外圆直径上，并且刀片径向可作微量（0.1mm）调整，以控制扩孔直径。3. 镗孔刀具镗孔所用刀具为镗刀。镗刀种类很多，按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。单刃镗刀刚性差，切削时易引起振动，所以镗刀的主偏角选得较大，以减小径向力。镗铸铁孔或精镗时，一般取90；粗镗钢件孔时，取6075，以提高刀具的耐用度。镗孔孔径的大小要靠调整刀具的悬伸长度来保证，调整麻烦，效率低，只能用于单件小批生产。但单刃镗刀结构简单，适应性较广，粗、精加工都适用。在孔的精镗中，目前较多地选用精镗微调镗刀。这种镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，调节方便，且精度高，其结构如图3-13所示。调整尺寸时，先松开拉紧螺钉4，然后转动带刻度盘的调整螺母5，等调至所需尺寸，再拧紧螺钉4，使用时应保证锥面靠近大端接触（即镗杆90锥孔的角度公差为负值），且与直孔部分同心。健与健槽配合间隙不能太大，否则微调时就不能达到较高的精度。镗削大直径的孔可选用双刃镗刀。这种镗刀头部可以在较大范围内进行调整，且调整方便，最大镗孔直径可达1000 mm。双刃镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参加切削，与单刃镗刀相比，每转进给量可提高一倍左右，生产效率高。同时，可以消除切削力对镗杆的影响。4. 铰孔刀具 加工中心上使用的铰刀多是通用标准铰刀。此外，还有机夹硬质合金刀片单刃铰刀和浮动铰刀等。加工精度为IT 7IT10级、表面粗糙度Ra为0.81.6m的孔时，多选用通用标准铰刀。通用标准铰刀如图所示，有直柄、锥柄和套式三种。锥柄铰刀直径为1032mm，直柄铰刀直径为620mm，小孔直柄铰刀直径为l6 mm，套式铰刀直径为2580mm。铰刀工作部分包括切削部分与校准部分。切削部分为锥形，担负主要切削工作。切削部分的主偏角为515，前角一般为0，后角一般为58。校准部分的作用是校正孔径、修光孔壁和导向。为此，这部分带有很窄的刃带（0，0）。校准部分包括圆柱部分和倒锥部分。圆柱部分保证铰刀直径和便于测量，倒锥部分可减少铰刀与孔壁的摩擦和减小孔径扩大量。a）直柄机用铰刀 b）锥柄机用铰刀 c）套式机用铰刀 d）切削校准部分角度标准铰刀有412齿。铰刀的齿数除与铰刀直径有关外，主要根据加工精度的要求选择。齿数过多，刀具的制造重磨都比较麻烦，而且会因齿间容屑槽减小，而造成切屑堵塞和划伤孔壁以致使铰刀折断的后果。齿数过少，则铰削时的稳定性差，刀齿的切削负荷增大，且容易产生几何形状误差。加工IT 5IT7级、表面粗糙度Ra为0.7m的孔时，可采用机夹硬质合金刀片的单刃铰刀。这种铰刀的结构如图所示，刀片3通过楔套4用螺钉1固定在刀体上，通过螺钉7、销子6可调节铰刀尺寸。导向块2可采用粘结和铜焊固定。机夹单刀铰刀应有很高的刃磨质量。因为精密铰削时，半径上的铰削余量是在10m以下，所以刀片的切削刃口要磨得异常锋利。 硬质合金单刃铰刀l、7螺钉 2导向块 3刀片 4模套 5刀体 6铺子铰削精度为IT 6IT7级，表面粗糙度Ra为0.81.6m的大直径通孔时，可选用专为加工中心设计的浮动铰刀。六、确定切削用量及基本工时工序1：车端面, 打中心孔,车240的外圆表面，倒角。本工序采用计算法确定切削用量。1. 加工条件工件材料：HT200，正火，铸造。加工要求：粗车240端面及240的外圆，240的端面和外圆表面的粗糙度值为Ra 3.2。机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm,kr=90,o=15,o=8,r=0.5mm 2.切削用量计算(1)车150端面。1）确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2+1.2考虑7的铸造拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=7mm,故实际端面余量可按Zmax=7mm考虑，分三次加工，ap=3mm计。 2）确定进给量f:根据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表2-19，当刀杆尺寸为16mmX25mm,ap3mm，以及工件直径为81mm时 F=0.50.7mm/r按CA6140车床说明书取f=0.51mm/r（参见表3-9） 3)计算切削速度：按切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。 vc=(Cv*kv)/(Tm*apxv*fyv)式中，Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv见切削手册表 .，即 kMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97所以vc=(242X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97)/(600.2X30.15X0.510.35)m/min =108.8m/min4）确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=1000X108.6/X81=427r/min按机床说明书，与427r/min相近的机床转速为400r/min及450r/min。现选取450r/min。所以实际切削速度v=114.45r/min。 5）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 l=40.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0tm=(l+l1+l2+l3)*i/n f=3X(40.5+2)/450X0.51=0.556min (2)车240外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。 1）被吃刀量：单边余量Z=2mm，可一次切除。 2）进给量：根据切削手册表1.4，选用f=0.5mm/r。 3）计算切削速度：见切削手册表1.27vc=(Cv*kv)/(Tm*apxv*fyv)=(242X1.44X0.8X0.81X0.97)/(600.2X20.15X 0.510.35)=110.17m/min 4)确定主轴转速：ns=1000 vc/dw=1000X110.17/X81=433.16r/min按机床选取n=450r/min。所以实际切削速度为 V=dn/1000=X81X450/1000m/min=114.45m/min 5)检验机床功率：主切削力Fc按切削手册表1.29所示工时计算 Fc=C ap f v k式中，C =2795，x =1.0, y =0.75, n=-0.15 k =(b/650) =(600/650)0.75=0.94, k =0.89所以 Fc=2795X2X0.50.75X114.45-0.15X0.94X0.89N= 1318.9N切削是消耗功率Pc为Pc= Fc*vc/6X104=1318.9X114.45/6X104kW=3.175kW由CA6140机床说明书可知，CA6140主电动机功率为7.8 kW,当主轴转速为450r/min时，主轴传递的最大功率为4.5kW，所以机床功率足够，可以正常加工。 6）校验机床进给系统强度：已知主切削力Fc=1318.9N，径向切削力Fp按,切削手册表1.29所示公式计算 Fp=C ap f v k式中，C =1940，x =0.9, y =0.6 n=-0.3 k =(b/650) =(600/650)1.35=0.897, k =0.5所以， Fp=1940X20.9X0.50.6X114.45-0.3X0.897X0.5N=258.4N而轴向切削力 Ff =C ap f v k式中，C =2880，x =1.0, y =0.5, n =-0.4 k =(b/650)= (600/650)1=0.923,k =1.17于是轴向切削力 Ff=2880X2X0.50.5X114.45-0.4X0.923X1.17N=601.7N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F= Ff+(Fc+ Fp)=601.7+0.1X(1318.9+258.4)N=759.43N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见切削手册表1.30），故机床进给系统可正常工作。 7）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=42, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（42+4+0)/450X0.5min=0.205min 不难看出,以后在CA6140车床上加工此皮带轮.只要在主轴转速不变、进给量f0.5mm和被吃刀量ap3mm的情况下,机床进给系统都可正常工作、电机功率都足够.工序2：车调头车另一端面, 打中心孔,车240的外圆，倒角。1.加工条件加工要求：粗车240及240的外圆，240外圆面的粗糙度值为Ra 3.2机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm,kr=90,o=15,o=8,r=0.5mm 2.切削用量计算(1)车240端面。1）确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2+1.2考虑7的铸造拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=5.9mm,故实际端面余量可按Zmax=5.9mm考虑，分三次加工，ap=3mm计。 2）确定进给量f: 选用和工序1车端面相同的进给量即f=0.51mm/r 3) 计算切削速度: 选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min,故实际速度为:V=dn/1000=X39X450/1000m/min=55.1m/min 4）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 l=19.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 tm=(l+l1+l2+l3)*i/n f =2X(19.5+2)/450X0.51=0.188min (4) 车240的外圆面,同时应校验机床功率及进给机构强度。 1）被吃刀量：单边余量Z=1.8mm，可一次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min 4) 计算切削速度：V=dn/1000=X39X450/1000m/min=55.1m/min 5）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=85, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（85+4+0)/450X0.5min=0.396min工序3: 修研两端中心孔。工序4: 半精车240的外圆表面并切槽,同时应校验机床功率及进给机构强度。（1）半精车240的外圆表面 1）被吃刀量：单边余量Z=0.19mm，可一次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min 4）计算切削速度：V=dn/1000=X35.4X450/1000m/min=50m/min5）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=85, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（85+4+0)/450X0.5min=0.396min 工序5: 铣38度V型槽槽。 f =0.08/齿(参考切削手册表3-3)切削速度：参考有关手册，确定V=0.45mm/s,即27m/min.采用高速钢镶齿三面刃铣刀，d =225mm,齿数z=20。则n = 1000v/dw=1000X27/X225=38r/min现选用X63卧式铣床，根据机床使用说明书，取n =37.5r/min,故实际切削速度为 V=d n /1000=X225X37.5/1000m/min=26.5m/min当n =37.5r/min时，工作台的每分钟进给量f 应为 f =f zn =0.08X20X37.5mm/min=60mm/min查机床说明书，刚好有f =60mm/min，故直接选用该值。切削工时：由于所铣的槽表面光洁度不高，粗糙度值为R12.5，故只要粗铣就能达到要求。铣刀的行程为l+l1+l2=90。因此，机动工时为 tm=(l+l1+l2)/f =90/60min=1.5min4、 夹具设计 夹具的设计是为了提高劳动生产效率，保证加工质量、降低劳动强度。在加工零件曲柄时， 需要设计专用夹具。机床夹具是在机械加工中使用的一种工艺装备， 它的主要功能是实现对被加工工件的定位和夹紧。通过定位，使被加工工件在 夹具中占有同一个正确的加工位置，通过夹紧，克服加工中存在的各种作用力， 使这一正确的位置得到保证，从而使加工过程得以顺利进行。本夹具是为了钻3-M8螺纹底孔而设计的专用夹具，从零件图上可以看出，三个孔的形位公差要求较高。为了满足图纸位置度的要求，需要设计钻床夹具一套。 1、钻套的选用：钻套可分为下面三种：固定钻套该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。在使用过程中若不需要更换钻套（据经验统计，钻套一般可使用100012000次），则用固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。可换钻套当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，如图所示。可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。快换钻套当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间。快换钻套的有关配合与可换钻套的相同。更换钻套时，将钻套的削边处转至螺钉处，即可取出钻套。钻套的削边方向应考虑刀具的旋向，以免钻套随刀具自行拔出。钻套各尺寸的配合：钻套内孔（又称导向孔）直径的基本尺寸应为所用刀具的最大