机械制造CA6140车床上的法兰盘课程设计

1、1一月二月三月产品名称数量金额利润产品名称数量金额利润产品名称数量金额利润合计合计合计四月五月六月产品名称数 量金 额利 润产品名称数 量金 额利 润产品名称数 量金 额利 润合计合计合计机械制造工艺学课程设计说明书学院：机电工程学院专 业： 机械设计制造及其自动化姓名： 王新波学 号： 0637摘要 工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践 性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性， 本次课程设计的课题是 CA6140 车床法兰盘加工工艺规程及某一工序专用夹具 设计，主要内容如下：首先，对零件进行分析， 主要是零件作用的分析和工艺分析， 通过

2、零件分析可以 了解零件的基本情况， 而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。 根据零 件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。第二步，进行基面的选择， 确定加工过程中的粗基准和精基准。 根据选好的基准， 制订工艺路线， 通常制订两种以上的工艺路线， 通过工艺方案的比较与分析， 再 选择可以使零件的几何形状、 尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的 一种工序。第三步， 根据已经选定的工序路线， 确定每一步的切削用量及基本工时， 并选择 合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。最后，设计第三道工序钻法兰盘孔的夹具。 先提出设计问题， 再选择定位基准， 然后开始切削力、

3、 夹紧力的计算和定位误差的分析。 然后把设计的过程整理为图 纸。通过以上的概述，整个设计基本完成。关键词 】 机械、加工工艺、夹具设计目录序 言 错.误! 未定义书签。零 件 的 分 析 错.误! 未定义书签。零件的作用 错.误! 未定义书签。零件的工艺分析 错. 误! 未定义书签。工 艺 规 程 设 计 错. 误! 未定义书签。确定毛坯的制造形式 错. 误 ! 未定义书签。基面的选择 错.误! 未定义书签。制定工艺路线 错. 误! 未定义书签。机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 错误! 未定义书签。确定切削用量及基本工时 错. 误! 未定义书签。夹具设计 3.1.问题的提出 3.1.夹具

4、设计 3.1.参考文献 3.4.序言课程设计是我们在学完大学的全部课程后进行的，是我们对大学三年的学习 的一次深入的综合性的总考核， 也是一次理论联系实际的训练， 这次设计使我们 能综合运用机械制造工艺学中的基本理论， 并结合实习中学到的实践知识， 独立 地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（CA6140 车床法兰盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法， 拟订夹具设计方 案，完成夹具结构设计的能力， 也是熟悉和运用有关手册、 图表等技术资料及编 写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要 地位。就我个人而言， 我也希望通过这次设计对自

5、己未来将从事的工作进行一次 适应性心理， 从中锻炼自己分析问题， 解决问题的能力， 对未来的工作发展打下 一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。第 1 章 零件的分析零件的作用题目所给定的零件是 CA6140 车床上的法兰盘（见附图 1-1）， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。零件的工艺分析法兰盘是一回转体零件 ,有一组加工表面 ,这一组加工表面以 20 00.045为中心 ,包括:两个 100 00.1324 mm 的端面, 尺寸为 4500.017 mm的圆柱 面,两个 90mm的端面及上面的 4个9mm的透孔. 4500.6 mm的外圆柱面及上面的

6、 6mm的销孔, 90mm端面上距离中心线分别为 34mm 和 24mm 的两个平面 .这组加工表面是以 2000.045 mm 为中心 ,其余加工面都与它有位置关系 ,可以先加工它的一个端面 ,再借助专用夹具以这个端面为定位基准 加工另一端面 ,然后再加工其它加工表面 .第 2章 工艺规程设计确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200，由于零件年产量为 1000 件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选

7、择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺 过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1）粗基准的选择选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准， 以便为后续的工序提供精基准。 选择粗基准的出发点是： 一要考虑如何分配各加 工表面的余量： 二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。 这两个要求常常是不能兼顾的， 但对于一般的轴类零件来说， 以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基 准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取 45 外

8、圆柱面和端面作为粗基准。 在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件， 消除工 件的六个自由度，达到完全定位。2）精基准的选择 主要应该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，这在以后还要专门计算，此处不在重复。制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产 的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成 本尽量下降。 工艺路线方案一工序 1 粗铣 20孔两端面工序 2 钻、粗铰孔 20工序 3 粗铣 90 外圆

9、柱面上平行于轴线的两个平面工序 4 精铣 20孔两端的端面工序 5 精绞 20的孔工序 6 粗车 45、 90、 100的外圆，粗车 B面与 90 的右端面工序 7 半精车 45、90、 100的外圆，半精车 B面与 90的端面，对 100、90、45的圆柱面倒角，倒 45两端的过度圆弧， 车退刀槽，车 20 内孔两端的倒角工序 8 精车 100外圆面，精车 B面，精车 90的右端面，精车 45的圆柱面工序 9 精铣 90 外圆柱面上平行于轴线的两个平面工序 10 钻 4-9 透孔工序 11 钻 4孔，钻铰 6 的销孔工序 12 磨45、 100的外圆工序 13 磨90 外圆柱面上距离轴线 2

10、4mm的平面工序 14 磨 B 面工序 15 刻字划线工序 16 100 外圆无光镀铬工序 17 检查 工艺方案二工序 1 粗车 100mm端面，粗车 100mm外圆柱面，粗车 B面，粗车 90的外圆柱面工序 2 粗车 45端面及外圆柱面工序 3 钻粗绞 20 的内孔工序 4 半精车 100的端面及外圆面，半精车 B面，半精车 90的外圆柱面，对 100、 90的外圆柱面进行倒角，车 45两端的过 渡圆弧，车 20 孔的左端倒角工序 5 半精车 45的端面及外圆柱面，车 20 孔的右端倒角，车 45 的倒角，车 3*2 的退刀槽 工序 6 精车 100的端面及外圆面，精车 B 面工序 7 精车

11、 45端面及外圆柱面工序 8 精绞 20的孔工序 9 钻 4 9 透孔工序 10 钻 4孔，钻绞 6孔工序 11 铣 90圆柱面上的两个平面工序 12 磨 B 面工序 13 磨 90外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面工序 14 划线刻字工序 15 100 外圆无光镀铬工序 16 检查 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一 采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率 虽高但精度不能保证， 应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。由于各端面及外圆柱面都与20 轴线有公差保证， 所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用 20 孔为定位基

12、准。经过比较修改后的具体工艺过程如下 :工序 1 粗车 100端面及外圆柱面 ,粗车 B面，粗车 90的外圆柱面工序 2 粗车 45端面及外圆柱面，粗车 90 的端面工序 3 钻、扩、粗铰 20 的孔工序 4 钻 4 孔，再钻 6孔工序 5 半精车 100的端面及外圆柱面，半精车 B面，半精车 90的外圆柱面，车 100、 90的倒角，车 45两端过渡圆弧，车 20孔的左端倒角工序 6 半精车 45的端面及外圆柱面，半精车 90的端面，车 3*2退刀槽，车 45的倒角，车 20内孔的右端倒角工序 7 精车 100的端面及外圆，精车 B 面工序 8 精车 45的外圆，精车 90的端面工序 9 精

13、绞 20的孔工序 10 磨 100、45 的外圆柱面工序 11 钻 49 透孔工序 12 铣 90mm圆柱面上的两个平面工序 13 磨 B 面工序 14 磨 90mm外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面工序 15 划线刻字工序 16 100mm 外圆无光镀铬工序 17 检查以上加工方案大致看来还是合理的 .但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题 ,主要表现在工序0.03钻 4mm孔，再钻 6 0 mm 孔由于在设计夹用夹具时要以 90mm圆柱面上的一个平面来定位 ,所以应把铣 90mm圆柱面上的两个平面这0.03一道工序放在钻 4孔，再钻 60 mm孔工序前.

14、 并且工序 与工序 序可并为一个工序 ,否则就有点繁琐 .因此最后确定的加工工艺路线如下：以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”工序 1 粗车 100端面及外圆柱面，粗车 B面，粗车 90的外圆柱面工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面，粗车 90的端面工序 3 钻、扩、粗绞 20 的孔工序 4 粗铣 90 圆柱面上的两个平面工序 5 半精车 100的端面及外圆柱面，半精车 B面，半精车 90的外圆柱面，车 100、90外圆柱面上的倒角，车 45两端过渡 圆弧，车 20 孔的左端倒角工序 6 半精车 45 的端面及外圆柱面，半精车 90的端面，车 3*2 退刀槽，车 45 圆柱面两端的倒角

15、，车 20 内孔的右端倒角工序 7 精车 100的端面及外圆，精车 B 面工序 8 精车 45 的外圆，精车 90的端面工序 9 精绞 20 的孔工序 10 精铣 90圆柱面上的两个平面工序 11 钻、绞 4- 9 的孔工序 12 钻4 孔，钻、绞 6孔工序 13 磨 100、 45 的外圆柱面工序 14 磨 B 面工序 15 磨90外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面工序 16 刻线刻字工序 17 镀铬工序 18 检测入库机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为 HT200，硬度 200HBS，毛坯重量约为，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯根据上述原始资料及加工工艺，分别确

16、定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1. 450 0.017 mm 外圆表面此外圆表面为 IT6 级，参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量表 2-1工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆4545 0.017半精车外圆45.600.1粗车外圆347+47 00.12毛坯55050 00.552.外圆表面 1000.120.34 mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量表 2-2工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆100-0。46100 00.3124半精车外圆1006粗车外圆4102毛坯61060.810

17、6 00.883 B 面中外圆柱面 参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量表 2-3工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精磨外圆4545 00.3124粗磨外圆半精车外圆146粗车247毛坯601061106 14孔 20 00.045 mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工表 2-4工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差铰孔20+2000.045扩孔+0.100.1钻孔918+18 00.6毛坯105. 4500.017 mm 的端面1）按照工艺手册表 6-28，铸件重量为， 4500.017 mm端面的单边加工余量为，取 Z=，铸件

18、的公差按照表 6-28，材质系数取 M1，复杂系数取 S2 ，则铸件的偏差为0.70.8 ；2）精车余量：单边为（见实用机械加工工艺手册中表） ，精车公差既为零件公差；3）半精车余量：单边为（见实用机械加工工艺手册中表11-27），半精车公差的加工精度为 IT9 ，因此可以知道本工序的加工公差为；4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为 Z=；粗车公差：现在规定本工步（粗车）的加工精度为 IT11 级，因此，可以知道本工序的加工公差为，由于毛坯及以后各道工步的加工都有 加工公差，因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量，实际上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分； 4500.017

19、mm 端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图：毛坯名义尺寸 96最大余量最小余量91最大余量最大余量加工方向最小余量最小余量由图可以知道：毛坯名义尺寸为： 94+2=96（mm）毛坯的最大尺寸： 96+=（mm）图 2-1 毛坯的最小尺寸： = （mm）粗车后最大尺寸： 94+= （mm） 粗车后最小尺寸：（mm）半精车后最大尺寸： 94+=（ mm）半精车后最小尺寸：（mm）精车后尺寸为 94mm加工余量计算表表 2-5工序加工尺寸 及公差铸造毛坯粗车半精车精车加工前尺 寸最大最小加工后尺 寸最大最小加工余量2加工公差0.70.8法兰盘的铸件毛坯图见附图确定切削用量及基本工时工序

20、1 粗车 100端面及外圆柱面，粗车 B面，粗车 90的外圆柱面1.加工条件工件材料： HT200 b=220MPa 模铸 加工要求：车削 100mm端面及外圆柱面，粗车 B 面 机床： CA6140 卧式车床刀具：采用刀片的材料为 YT15，刀杆尺寸 16x25mm2 ,K =90 , 0=15 ,0 =12 , =2计算切削用量粗车 100mm 端面已知毛坯长度方向的加工余量为 3+0.8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度， ap =4mm进给量 f 根据实用机械加工工艺手册中表 ,当刀杆尺寸为 1625 mm2a p 35mm,以及工件直径为 100时， f =r按 CA6140 车床说

21、明书(见切削手册)取 f =r所以确定机的主轴转速计算切削速度，按切削手册表 ,切削速度的计算公式为 (寿命 T=60min)vc T maCxvv f yv kv(m/min)其中：Cv =342, xv =, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即Mv sv kv krv Bv1000vc ns= = dW1000 158.6 504r/min x100vc342600.2 x40.15 x0.50.35v按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 504r/min 相近的机床转速为 480r/min及 600r/min。现选取 nw =480r/min 所以实际切削速度 v=110r/

22、min/ 。切削工时，按工艺手册表L=100 20 =40mm , l1 =2mm, l2=0, l3 =02l tm=l1 l2nwfl3= 40 2480 0.9=(min)粗车 100mm外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度1) 切削深度，单边余量 Z=2mm, 分二次切除。2） 进给量， 根据机械加工工艺手册取 f=r3）计算切削速度vcCv maxpvy kv 132m/min v4）确定机床主轴转速420r/min1000vc1000 132ns= =dW x100按机床说明书 （见工艺手册表与 420r/min 相近的机床转速为 480r/min 现选取 480r/min所

23、以实际切削速度vc= dns = 100 480 150m / minc 1000 10005）检验机床功率 主切削力 Fc 按切削手册表所示公式计算xF c yFc nFcFcCFcapFc f Fc vcFc kFc其中 CFc 2985， xFc， yFc ， nFc ，b650)nF(600)0.65(650)kkr=Fc=0.65 0.15切削时消耗功率 Pc Fcvc6x1041122.4x1506x104(KW)由实用机械加工工艺手册表 7-4中 CA6140机床说明书可知， CA6140主电机功率为 .转速为 480r/min时主轴传递的最大功率为 .所以机床功率足够，可以正常

24、加工。6） 校验机床进给系统强度已知主切削力 Fc .径向切削力 Fp 按切削手册表所示公式计算其中CFp 1940，xFpyF p ， nFp ，FpCFpaxFp pyFp vcnF pkFk =( b )nF =(220)0.85 kMp =(650) =(650)kkr所以0.9 0.6Fc=0.3xFf Ff ap而轴向切削力 FfCF ayFf nF fvc kF f其中CFf 2880，xF f yFf ， nF f ，kM =(650)(220)1.0(650)kk =轴向切削力 Ff =0.5 0.4取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力

25、为F=Ff +(Fc+Fp )=442+203)=442+=而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为 3530N（见切削手册表故机床进给系统可正常工作。7）切削工时t=ll1 l2nwf其中 l=10mml1=4mm l1 =2mm所以10 4 2 t=480 0.9粗车 B 面切削深度。单边余量 Z=106 245 1=30mm.分15次切除进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r3) 计算切削速度Cvm xvap其中： Cv =342, xv=, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即Mv sv kv krv Bv所以vc3420.2 0.150.35v600.2 40.90.35v

26、确定机的主轴转速1000vc1000 126ns= = 378r/mindW 106按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 378r/min 相近的机床转速为 400r/min。现选取 nw =400r/min所以实际切削速度 vc=10d0n0s = 1100600400 133m/ min5) 切削工时，按工艺手册表。按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 553r/min 相近的机床转速为 600r/min。现选取 nw =600r/min1000vc1000 x89ns= =1000vc1000ns= =187tml l1 l2 i ;其中 l=30mm nwftm=ll1mnwl2 i= 3

27、0 15=(min)400 0.9工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面，粗车 90的端面 机床： CA6140 卧式车床0 =15刀具：采用刀片的材料为 YT15 ，刀杆尺寸 16 25mm2 ,K =90 ,0=12 ,粗车 4500.017 mm 端面切削深度。单边余量 Z=2) 计算切削速度 vcCvkTmapxv fyv kv其中： Cv =342, xv=, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即kMv = , ksv = , kkv = , kkrv = , kBv所以v 342vc0.2 0.15 0.35600.21.20.150.90.35v确定机床主轴转速553r

28、/mindW 50所以实际切削速度 vc= dns = 50 600 94m / min c 1000 10005) 切削工时，按工艺手册表。tm=l l2 i= nwf l2 i ;其中 l=25mm; l1 =4mm; l 2 =2mm; nwftm=l31600 x0.9x1=(min)粗车 4500.017 mm 外圆柱面切削深度 单边余量为 Z= 分两次切除。进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r3) 计算切削速度vcCv mapxv f yvkv其中： Cv =342, xv =, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即Mv sv kv krv Bv1000vc1000

29、35ns= = min按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 753r/min 相近的机床转速为 750r/min。现选取 nw =750r/min所以实际切削速度 vc= dns =x50 750 94m/ minc 1000 1000所以vc342600.2 2.20.15 0.80.35v4) 确定机床主轴转速dW x50753r/min5) 切削工时，按工艺手册表tm=l l1 l2 i ;其中 l=41mm; l1=4mm; l2 =0mm;nwftm=l l1 l2 i= 45 x2=(min)n w f750 0.8粗车 90mm端面切削深度 单边余量为 Z= 一次切除。进给量 根据

30、机械加工工艺手册取 f=r计算切削速度vcCvkv其中： Cv =342, xv=, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即kMv = , ksv= , kkv= , kkrv = , kBv =所以vc3420.2 0.15 0.35v600.2 1.20.150.80.35v确定机床主轴转速ns=1000vcdW1000 122 90431r/min480r/min。现选取 nw =480r/min。按机床说明书 （见工艺手册表 ,与 431r/min 相近的机床转速为 所以实际切削速度 vc=10d0n0s = 190000480 135m/min5） 切削工时，按工艺手册表t

31、ml l1 l 2nwfi ; 其中 l= 90 45=; l1 =4mm;2l2 =0mm;tml1l2 i=i=nwf22.5 4 =(min)480 0.8工序 3 钻、扩 20 的孔（1）钻 18mm 孔 机床： Z525 立式钻床刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢钻头 W18Cr4V.1）进给量根据切削手册表 10-66,当铸铁 HB200 时， D= 18时，取 f=r2）切削速度根据机械加工工艺手册表 10-70,及 10-66,查得V=35m/min.3）确定机床主轴转速dW 18按机床说明书 （见工艺手册表 ,与 min 相近的机床转速为 555r/min

32、。现选取 nw =555r/min 所以实际切削速度dns 18 555 c 1000 100031.4m/ min削工时，按工艺手册表。tm=l l1 l2 i ;其中 l=91mm; l1 =10mm; l 2 =4mm; nwftm=ll1 l2nwf= 105555 0.3=(min)（2）孔 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为现已知f钻 =r（切削手册 ）表f (1.2 1.8) f钻v (21 13)v钻23式中的 f钻、 v钻加工实心孔进的切削用量 .v钻 =min （切削手册 ）表1) 给量取 f= =r 按

33、机床选取 r削速度v= =min.定机床主轴转速ns=1000vcdW1000 16.9 19.8min按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 min 相近的机床转速为 275r/min。现选取 nw =275r/min所以实际切削速度= dns = 19.8 275= 1000 =100017.4m / min削工时，按工艺手册表。tm=l l1 l2 i ;其中 l=91mm; l1=10mm; l 2 =4mm; nwftm=ll1 l2nwf105275 0.5=(min)工序 4 粗铣 90 圆柱面上的两个平面 (1) 铣距中心线 34mm 的平面。机床：组合机床刀具：根据机械加工工艺手

34、册表 10-64 选用硬质合金三面刃铣刀 YT15.铣刀寿命 T=180min,D/Z=100/10,B=40削深度 2 a p =10mm 所以有 ap =5mm2) 给量 查机械加工工艺师手册表 10-118 与表 10-119得 ,进给量 f=齿按机床行选取 f=齿切削速度 根据机械加工工艺手册表 10-70,及 10-66,查得V=115min/s. 即 V=min定机床主轴转速1000vc 1000 6.9ns= = mindW 100按机床说明书 (见工艺手册表 6-39),与 min 相近的机床转速为 min。现选取 nw =min 。 所以实际切削速度7.1m / mindns

35、 = 100 22.51000= 1000当 nw =min 时，工作台的每分钟进给量 f m 应为 fm=fZ nw= 查机床说明书有 f m =60(mm/min)削工时，按工艺手册表。t m1l l1 l2 =9600=(min)60t m2=(min)60铣两次的总时间为 t m=+=(2) 粗铣距中心线 24mm 的平面 机床：组合机床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-64 选用硬质合金三面刃铣刀 YT15. 铣刀寿命 T=180min,D/Z=100/10,B=40/1) 切削深度 4 ap =20mm 所以有 ap =5mm进给量 查机械加工工艺师手册表 10-118 与表

36、10-119得,进给量 f=齿按机床行选取 f=齿切削速度 根据机械加工工艺手册表 10-70,及 10-66,查得 V=115min/s. 即 V=min确定机床主轴转速1000vc 1000 6.9 ns= = min dW 100按机床说明书 (见工艺手册表 6-39),与 min 相近的机床转速为 min。现选取 nw =min 。 所以实际切削速度dn s 100 22.5vc=7.1m / minc 1000 1000当 nw =min 时，工作台的每分钟进给量 f m 应为fm=fZ nw =查机床说明书有 f m =60(mm/min)切削工时，按工艺手册表tml l1 l2

37、= 90 =(min)60铣 4 次的总时间为 4t m = =6min工序 5 半精车 100的端面及外圆柱面，半精车 B面，半精车 90的外圆柱面，车 100、90外圆柱面上的倒角，车 45两端过渡 圆弧，车 20 孔的左端倒角半精车 100mm 端面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。进给量 f 根据实用机械加工工艺手册表 .取 f r机床主轴转速 nw 480r/min所以切削工时 tm= l l1 l 2 l3 = 40 2 ( min)nwf480 0.5半精车 100mm 外圆柱面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略进给量 f

38、 根据机械加工工艺手册表 取 f=r主轴转速 nw =480r/min所以切削工时l1 l 2nwf半精车 B 面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略 进给量 f 根据实用机械加工工艺手册表 .取 f r 机床主轴转速 nw 400r/mintm=l l1 l2 i ;其中l=30mm nwftm=l15=(min)l1 l230i=n wf 400 0.5工序 6 半精车 45 的端面及外圆柱面，半精车 90的端面，车 3*2 退刀槽，车 45 圆柱面两端的倒角，车 20 内孔的右端倒角半精车 4500.017 mm 端面切削深度 单边余量 Z=2) 进给量 根据机

39、械加工工艺手册取 f=r3) 计算切削速度vcCvTkv其中： Cv =342, xv=, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即Mv sv kv krv Bv所以3420.2 0.150.35v600.2 1.20.20.35v确定机床主轴转速kMv = , ksv = , kkv = , kkrv = , kBvns=1000vc = 1000 187 553r/min dW x50按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 553r/min 相近的机床转速为600r/min。现选取 nw =600r/min。所以实际切削速度vc= dns = 50 600 118m / min1000

40、 10005) 切削工时，按工艺手册表l l1 l2tm=1 2 i ;其中 l=25mm; l1=4mm; l2 =2mm;nwftm=ll1 l231i=n wf600 0.21=(min)(2) 半精车 4500.017 mm外圆柱面1) 切削深度 单边余量为 Z=2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r3) 计算切削速度vcCvpkv其中： Cv =342, xv =, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即342所以vc0.2 0.15600.21.20.150.20.35v确定机床主轴转速1000vc1000 96ns= =dW 50578r/min按机床说明书 (见

41、工艺手册表 ,与 578r/min 相近的机床转速为 600r/min。现选取 n 所以实际切削速度=600r/min。vc= dns= 50 600 c 1000 100094m/ min5)切削工时，按工艺手册表。tm=l l1 l2 i ;其中 l=41mm; l1=4mm; l2 =0mm; nwftm=ll1 l2i=nwf45600 0.2=(min)半精车 90mm 端面切削深度 单边余量为 Z= 一次切除。进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r计算切削速度vcCvm xv yvap fkv其中： Cv =342, xv=, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即kMv

42、 = , ksv = , kkv = , kkrv = , kBv所以3420.2 0.15 0.35600.20.30.150.20.35v确定机床主轴转速1000vc ns= dW1000 134 90458r/min按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 458r/min 相近的机床转速为480r/min。现选取 nw=480r/min。所以实际切削速度 vc=10d0n0s = 190000480 135m/min5) 切削工时，按工艺手册表tm=ltm=1 l2 i= 22.5 4 =(min)n wf 480 0.2 工序 7 精车 100的端面及外圆，精车 B 面(1) 精车 100

43、mm 端面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略 进给量 f 根据实用机械加工工艺手册表 .取 f r l2 i ;其中 l=90 45=; l1=4mm; l 2 =0mm; mn wf2 1 215=机床主轴转速 nw 480r/min所以切削工时 tm= l l230i=n wf480 0.2工序 8 精车 45 的外圆，精车 90的端面 (1) 精车 4500.017 mm 外圆柱面 l 2 l3 = 40 2 ( min)nwf480 0.2精车 100mm外圆柱面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略 进给量 f 根据机械加工工艺

44、手册表 取 f=r主轴转速 nw =480r/min所以切削工时tm=l l1 l2 = minnwf精车 B 面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略 进给量 f 根据实用机械加工工艺手册表 .取 f r机床主轴转速 nw 480r/mintm=ltm=l l1 l2 i ;其中l=30mm nwf切削深度 单边余量为 Z= 分两次切除。进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r3) 计算切削速度 vcm CxvT apvyvkv其中： Cv =342, xv=, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即kMv = , ksv = , kkv = , kkrv

45、= , kBv所以v 342vc0.2 0.15 0.35600.20.30.150.10.35v确定机床主轴转速1000vc ns= dW1000 96 50585r/min按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 585r/min 相近的机床转速为600r/min现选取 n=600r/min。所以实际切削速度50 600dns vc=10d0n0s = 100094m/ min5)切削工时，按工艺手册表。tml l1 l2 i ;其中 l=41mm; l1=4mm; l2 =0mm; nwfl l1 l tm=l nl1wf l2 i= 45 =(min)600 0.11000(2) 精车 90

46、mm 端面切削深度 单边余量为 Z= 一次切除。进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r计算切削速度vcCvm xvapkv其中： Cv =342, xv=, yv=, m=。修正系数 kv见切削手册表 ,即Mv sv kv krv Bv所以3420.2 0.15 0.35600.20.30.150.20.35v确定机床主轴转速=480r/min。1000vc 1000 134 ns= = 458r/min dW 90按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 458r/min 相近的机床转速为 480r/min。现选取 nw所以实际切削速度dn s 90 480vc= 1000135m / min切削

47、工时，按工艺手册表tm=ll1 l2 i ;其中 nwf90 45=;2l1 =4mm;l2 =0mm;l1 l2nwf=(min)tm=l=(min)l1 l2 22.5 4 i=n wf 480 0.2工序 9 精绞 20 的孔 (1) 绞孔至 2000.045 mm 1) 进给量 取 f= =r 按机床选取 r削速度 按切削手册选取 v= =min.定机床主轴转速1000vc1000 19.3ns= =dW 20min按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 min 相近的机床转速为 275r/min。现选取 nw =275r/min所以实际切削速度= dn s = 20 275=1000 =

48、 100017.2m / min4) 工时，按工艺手册表。l l1 l2tm=1 2 i ;其中 l=91mm; l1 =7mm; l 2 =3mm;nwftm=l101275 0.5工序 10 精铣 90圆柱面上的两个平面(1) 精铣上两平面切削深度 查机械加工工艺师手册表 10-119,取 ap =1mm2) 进给量 查机械加工工艺师手册表 10-118 与表 10-119 按机床行选取 f=齿切削速度 根据机械加工工艺手册表 10-70,及 10-66,查得 V=190min/s. 即 V=min确定机床主轴转速ns=1000vcdW1000 11.4 100min按机床说明书 ( 见工

49、艺手册表 6-39),与 min 相近的机床转速为 min 。现选取 nw =min 所以实际切削速度11.8m / min= dn s = 100 37.5=1000 = 1000当 nw =min 时，工作台的每分钟进给量 f m 应为fm=fZ nw =查机床说明书有 fm =80(mm/min)切削工时，按工艺手册表。l1 l2 = 8900 =(min)80铣 2 次的总时间为 2t m =工序 11 钻、绞 4- 9 的孔l1 l2nwf15=(min)(1) 4- 9mm 孔 机床： Z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花钻 9.1) 给量

50、查机械加工工艺师手册表 28-13，取 f=r2) 削速度 根据机械加工工艺手册表 10-70,及 10-66,查得V=30m/min.3) 定机床主轴转速1000vc1000 30ns= =dW 91061r/min按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 1061r/min 相近的机床转速为 1012r/min。现选取 n 所以实际切削速度=1012r/min。5) 削工时，按工艺手册表。dn s 9 1012 vc=s =c 1000 100028.6m/minl l1 l 2tm= 1 2 i ;其中 l=8mm; l1=4mm; nwfl2 =3mm;tm=l1012 0.13由于有四个孔

51、所以切削工时为 4 tm =l1 l2nwf= 20=(min)2012r/min。现选取 nw =2012r/min。所以实际切削速度dn svc= 1000 4 201225.3m / min10005) 切削工时，按工艺手册表。tm=l l1 l2 i ;其中 l=13mm; l1 =4mm; nwfl 2 =3mm;tm=l2012 0.13工序 12 钻4孔，扩 6孔(1)钻 4mm孔 机床： Z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花钻 4.1)进给量查机械加工工艺师手册表 28-13，取 f=r切削速度根据机械加工工艺手册表 10-70,及 10

52、-66,查得V=2434m/min. 取 V=30m/min确定机床主轴转速2388r/min1000vc1000 30ns= =dW 4按机床说明书 (见工艺手册表 ,与 2388r/min 相近的机床转速为(2) 扩 6mm 孔 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花钻 6.1) 进给量 查机械加工工艺师手册表 28-13，取 f=r2) 切削速度 根据机械加工工艺手册表 10-70,及 10-66,查得 V=2434m/min. 取 V=30m/min3) 确定机床主轴转速1000vc1000 30ns= =dW 61592r/min按机床说明书 (见工艺手册表 ,与

53、1592r/min 相近的机床转速为 1592r/min。现选取 n 所以实际切削速度=1426r/min。dn s = 6 14261000 = 100026.8m / min5) 切削工时，按工艺手册表l l1 l2tm=i ;其中 l=7mm; l1 =4mm; l 2 =3mm;nwftml1 l 2 nwf141426 0.13=(min)工序 13 磨 100、 45 的外圆柱面(1) 磨 100mm外圆柱面 机床 MQ1350A 轻型外圆磨床 1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6号

54、组织，平型砂轮，其尺寸为 350 x40 x1272）切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33-42 有工件速度vw 18m/min纵向进给量fa 20mm（ 双行程 ）切削深度fr st3）切削工时2 DbZ bk tb1000vfa f r式中D-被加工直径b加工宽度Z b- 单边加工余量K-系数V-工作台移动速度fa -工作台往返一次砂轮轴向进给量 fa -工作台往返一次砂轮径向进给量2 90 9 0.15 1.1t (min)1000 18 20 2 0.0157(2) 磨 45mm 外圆柱面机床 MQ1350A 轻型外圆磨床1）选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P

55、其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6号组织，平型砂轮，其尺寸为2）切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33-42 有350 x40 x127工件速度纵向进给量切削深度vw 18m/minfa 20mm( 双行程 )frst3）切削工时t2 DbZbk1000vfa fr式中 D- 被加工直径b加工宽度Z b- 单边加工余量K-系数V-工作台移动速度fa -工作台往返一次砂轮轴向进给量 fa -工作台往返一次砂轮径向进给量2 50 9 0.15 1.1t (min)1000 18 20 2 0.0157工序 14 磨 B 面(1) 磨 B 面机床 MQ

56、1350A 轻型外圆磨床1) 选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 350 40 12735040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6号组织，平型砂轮，其尺寸为 2) 切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33-42 有工件速度vw 18m/min纵向进给量fa 20mm(双行程)切削深度fr st切削工时t 2 DbZbk1000vfa f r式中D-被加工直径b 加工宽度Zb -单边加工余量K-系数V-工作台移动速度 fa -工作台往返一次砂轮轴向进给量 fa -工作台往返一次砂轮径向进给量2 45 91 0.15 1.11

57、000 18 20 2 0.0157(min)工序 15 磨90外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面机床 MQ1350A 轻型外圆磨床1）选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P350 x40 x127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6号组织，平型砂轮，其尺寸为 2）切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33-42 有砂轮轮速 n砂 =1500r/min （见机床说明书 ） v砂 =s工件速度vw 10m/min轴向进给量fa 20mm（ 双行程 ）切削深度fr st3）切削工时2 DbZbkt1000vfa fr式中D-被加工直径b

58、加工宽度Z b - 单边加工余量K- 系数V-工作台移动速度fa -工作台往返一次砂轮轴向进给量fa -工作台往返一次砂轮径向进给量2 90 8 0.15 1.1 (min)1000 10 20 2 0.0157最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺综合卡片，见所附卡片第 3章 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第 4 道工序铣距零件中心线分别为 24和 34 的两平面的夹具。本夹具将用于组合机床，对工件对铣加工， 刀具为镶齿三面刃铣刀。问题的提出本夹具主要用来距中心线 24和

59、34的两平面，此平面的形位公差和表面要求均较高， 无特殊要求， 且加工此平面时 1000.03.412 mm 轴的外端面及 20 00.045孔的内表面都已加工出来，可用来作为此工序的定位面。因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具。夹具设计定位基准的选择由零件图可知，待加工平面对 2000.045的轴线有平行度要求，对 100的底端面有垂直度要求，其设计基准为 2000.045 孔的中心线。本设 计选用以 20 00.045孔的内表面和 1000.03.412的底端面为主要定位基面，另选用 100mm 的上端面作为辅助定位基准。为了降低生产成本，本设

60、 计选择采用螺纹夹紧的方式。切削力及夹紧力计算刀具：镶齿三面刃铣刀d= 80mm由机械制造工艺设计手册 P116 可查得铣削扭矩M=dCFCapXFc f YFc vcZFc KFc切向力F=CFC apXFc f YFc vcZFc KFc3切削功率 Pm=2 M n10 3 (kw)式中：CF=aP 5x F =1 yF=Z0d0 =80 kF= f= n=1450所以当铣距中心轴线 24mm 和 34mm 面时有：1 0.8 0 3M= 80/2 x558.5x51 x0.130.8 xvc0 x0.9x10 3=(Nm)F=558.5x5 1 x0.13 0.8 vc0 0.9 =(N