学院机械制造课程设计教材

86/87目录序言1第1章零件分析 .21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2第2章选择毛坯22.1确定毛坯的成形方法22.2铸件结构工艺性分析32.3铸造工艺方案的确定32.4铸造工艺参数的确定3第3章工艺规程设计43.1定位基准的选择43.2工件表面加工方法的选53.3制定工艺路线53.4加工余量、工序尺寸及加工工时的确定9第4章夹具设计324.1确定设计方案324.2夹具使用讲明35总结36参考文献37

序言机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：1.能熟练运用机械制造工艺设计中的差不多理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2.提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得依照被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。3.会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言，通过这次设计，差不多上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了专门多课堂上没有学到的东西。

第1章零件分析1.1零件的作用关于我们大多数人来讲可能是听讲过法兰一词然而我们却并不明白它准确是干什么的现在我们就对那个词加以讲明，法兰连接(flange，joint)由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使联接严密不漏。法兰连接是一种可拆连接。按所连接的部件可分为容器法兰及管法；按结构型式分，有整体法兰、活套法兰和螺纹法兰。常见的整体法兰有平焊法兰及对焊法兰。平焊法兰的刚性较差，适用于压力p≤4MPa的场合；对焊法兰又称高颈法兰，刚性较大，适用于压力温度较高的场合。1.2零件的工艺分析法兰盘共有两组加工的表面。先分述如下：1．以Φ151mm、Φ125mm、Φ78mm三孔为精基准的加工表面。这一组加工表面包括：一个Φ78的孔及其倒角；一个Φ196外圆及其倒角；Φ150外圆及其倒角；Φ83外圆及其倒角；Φ110外圆及其倒角；Φ125外圆及其倒角；Φ151外圆及其倒角；Φ196左端面；6×Φ11通孔；6×Φ18止端孔。2.以Φ150右端面为基准加工表面。这一组加工表面包括：Φ196右端面；3×0.5退刀槽；Φ5孔；6×M6螺孔；R25半圆。这两组加工表面之间有着一定的位置要求：（1）Φ196左端面与Φ151、Φ125、Φ78轴形位公差0.03mm。（2）6×Φ11孔轴线与Φ196外缘位置公差0.6mm，同时与Φ151、Φ125、Φ78轴线垂直相交。通过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。第2章选择毛坯2.1确定毛坯的成型方法该零件材料为HT200。由于其铸造性能良好，且为中批生产，可选择砂型铸造机器造型。毛坯的热处理方式铸件铸造后应安排时效处理，以消除残余的铸造应力，防止在机械加工过程中出现变形情况。2.2铸件结构工艺性分析该零件因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采纳砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足使用要求。2.3铸造工艺方案的确定依照铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，同时铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考《机械制造技术基础课程设计》表2-6选用砂型铸造。2.4铸造工艺参数的确定按手工砂型铸造，灰铸铁查《金属工艺学课程设计》表1-11，查得加工余量等级为，转查表1-12。第3章工艺规程设计3.1定位基准的选择工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，能够使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。（1）粗基准的选择。关于法兰盘零件而言可归为轴类零件，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加工表面作粗基准。选择比较平坦、平滑、有足够大面积的表面，同时不许有浇、冒口的残迹和飞边。依照那个基准选择原则，现选取右边Φ45外圆及Φ90的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧Φ45外圆可同时削除五个自由度，再以的Φ90右端面定位可削除一个自由度。对外圆 Φ196、Φ150、Φ110和Φ151、Φ125、Φ78（共两块V形块加紧，限制４个自由度，底面两块支撑板定位面限制1个自由度，使缺少定位，只是是能够靠两个V形块加紧力来约束Ｚ轴的扭转力，然后进行钻削）的加工，如此关于回转体的发兰盘而言是能够保证相关面的标准，确保的圆周度。（2）精基准的选择。以Φ151、Φ125、Φ78为精基准加工表面。这一组加工表面包括：右3×2退刀槽；Φ5和M6孔。因为要紧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，此处不再重复。3.2工件表面加工方法的选择1)Φ196mm的左端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra6.3um，要粗车，半精车。2)Φ125JS6mm的内圆柱面公差等级为IT7表面粗糙度为Ra1.6um，需要粗车，半精车，精车，磨削。3)B面与A面，其端面尺寸精度高，表面粗糙度都为Ra1.6um，需要粗车，半精车，精车，磨削。4)Φ196mm外圆柱面尺寸精度不高，表面粗糙度为Ra6.3um，需要粗车，半精车。5)Φ150K6mm的外圆柱面，表面精度高，表面粗糙度为Ra1.6μm，需要粗车，半精车，精车，磨削。6)Φ110mm的端面表面粗糙度为Ra1.6μm，需要粗车，半精车，精车，磨削7)Φ78mm的内圆柱面表面粗糙的为Ra=6.3um，需要粗车，半精车。8)Φ18及Φ11的螺栓孔表面粗糙度为Ra1.6μm，需粗镗，精镗。9）Φ110mm的内圆柱面粗糙度为Ra1.6μm，需粗镗，精镗。3.3制定工艺路线制定工艺路线得动身点，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，在生产纲领已确定的情况下，能够考虑采纳万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序Ⅰ Φ196粗车。粗车Φ150。粗车Φ196外圆。粗车Φ110外圆。工序Ⅱ粗车R25半圆。工序Ⅲ钻、扩、粗铰、精铰Φ151、Φ125、Φ78孔并车孔左端的倒角。工序Ⅳ半精车Φ196、Φ150左端面，半精车外圆Φ110、Φ150、Φ196，车柱体上的倒角C1.5。工序Ⅴ 车槽3×0.5。倒角C2圆角工序Ⅵ 粗铣、精铣Φ90柱体的两侧面。工序Ⅶ钻Φ5孔，M6螺孔。工序Ⅷ钻6×Φ11孔，6×Φ18止端孔。工序Ⅸ磨削B面，即两端面。工序Ⅹ 磨削外圆面Φ196、Φ150。工序Ⅺ刻字刻线。工序Ⅻ镀铬。工序ⅩⅢ检测入库。2.工艺路线方案二工序Ⅰ 粗车Φ196柱体。工序Ⅱ粗加工Φ151、Φ125、Φ78孔：钻中心孔Φ76，扩孔Φ77.8。工序Ⅲ粗车外圆Φ110、Φ196、Φ150，半精车外圆Φ110、Φ150、Φ196、，车Φ196柱体的倒角，车Φ110柱体的过度倒圆。工序Ⅳ车槽3×2，粗车、半精车外圆外圆及倒角。工序Ⅴ粗铰Φ150.5、Φ124.5、Φ77.5。精铰Φ151、Φ125、Φ78。工序Ⅵ粗钻Φ6.8，Φ扩孔7.工序Ⅶ铰M6螺孔。工序Ⅷ钻Φ5孔。工序Ⅸ钻6×Φ11通孔，6×Φ18止端孔。工序Ⅹ磨B面，即两端面。工序ⅪB面抛光工序Ⅻ刻字刻线工序XIIIΦ196外圆镀铬工序XIV检验入库3.工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，差不多按照加工原则来加工的，先粗加工半精加工精加工。给钻Φ151、Φ125、Φ78孔确定基准，确保孔的行位公差，只是一次性加工好Φ151、Φ125、Φ78孔，同时零件Φ151、Φ125、Φ78孔要求专门高的，在后面的加工会对它的精度的阻碍，同时Φ196和Φ150右端面要与Φ151、Φ125、Φ78轴有一定位置公差，如此专门难保证它们的位置的准确性。而方案二是只给Φ20钻孔保证底座平面度，只是钻头的下钻时不能准确定位，会阻碍的Φ151、Φ125、Φ78位置公差，从而也阻碍后面加工的Φ196和Φ150的端面跳动。只是在方案二中Φ151、Φ125、Φ78孔粗钻扩和铰是分开加工，粗铰ΦΦ150.5、Φ124.5、Φ77.5孔。2、精铰Φ151、Φ125、Φ78孔，放在精车Φ196、Φ150前面，如此确保左端面和右端面要与轴有一定位置公差。综合的方案如下：工序Ⅰ粗车Φ196外圆。粗车Φ110外圆。粗车Φ150外圆。工序Ⅱ粗车Ф78内圆、粗车Ф110内圆、粗车Ф125内圆、粗车Ф150内圆。工序Ⅲ钻Φ4孔、扩Φ4.8孔。工序Ⅳ半精车Φ196外圆。半精车左Φ110外圆。半精车Φ150外圆并倒角C1.5。车过渡圆角R2。工序Ⅴ半精车Ф78内圆、半精车Ф110内圆、半精粗车Ф125内圆、半精车Ф150内圆。倒角C7。切槽3×0.5。工序Ⅵ粗铰Φ3。精铰Φ5。镗M6螺孔。工序Ⅶ倒角。工序Ⅷ粗铣两端面。精铣两端面。。工序Ⅹ钻6×Φ11透孔，6×Φ18止端孔。工序Ⅺ磨外圆。磨B面，即两端面。工序Ⅻ磨R25半圆工序XIIIB面抛光工序XIV刻字刻线工序XV镀铬工序XVI检验入库。总工艺方案的分析：本方案差不多克服了一二方案的缺点，继承它们的优点。能够做到先粗加工=>半精加工=>精加工，Φ151粗钻扩和铰是分开加工，粗铰Φ4.94。2、精铰Φ4，放在精车Φ196、Φ150，如此确保Φ196和Φ150要与中心轴有一定位置公差。能够确保Φ151加工面精度。3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯配尺寸的确定“法兰盘”零件材料为HT200，硬度190HBS，毛坯重量约为2.8KG，生产类型为中批生产，采纳铸造毛坯。依照上述原始资料及加工工艺，分不确定各加工表面的机械加工余量，工序及毛坯尺寸如下： 1.车Φ196外圆表面加工余量及公差。查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取外圆表面长度余量均为2Z=6mm（均为双边加工）车削加工余量为：粗车:2×2.5mm半精车:2×0.3mm精车:2×0.2mm2.车Φ196、Φ150、Φ110外圆表面加工余量：粗车2×2mm半精车2×0.3mm精车:2×0.2mm3.钻孔（Φ151、Φ125、Φ78） 查《工艺手册》表2.2～2.5，先钻出来直径是Φ149、Φ123、Φ76, 工序尺寸加工余量：钻孔Φ149、Φ123、Φ76 扩孔0.9mm 粗铰孔0.07mm 精铰0.03mm4.钻孔（Φ5）一次性加工完成，加工余量为2Z=9mm5.铣削加工余量：粗铣：5mm精铣：2mm粗铣：149、123、76mm精铣：3mm其他尺寸直接铸造得到。由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采纳调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。2.5确定切屑用量及差不多工时工序Ⅰ（一).粗车Ф196外圆（1）选择刀具：90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角－10°，刀尖圆弧直径0.5mm。（2）确定切削用量（a）确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为2.5mm(半径值)，一次走刀，则ap=2.5mm。(b)确定进给量由《切削用量简明手册》HT200，ap=2.5mm,工件直径为100mm，则f=0.8~1.2mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f=0.92mm/r。(c)选择刀具磨钝标准及耐用度由《切削用量手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0mm，焊接耐用度T=60min。(d)确定切削速度V：依照《切削用量简明手册》表1.11查取：V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.5mm、f=0.92mm/r、车刀为YG6硬质合金查得),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V`=1.33×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=49.5m/min则：n=157.6r/min按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与157.5r/min相近 的机床转速n=183r/min,则实际切削速度V=57.5m/min。综上，此工步的切削用量为：a=2.5mm，f=0.92mm/r,n=183r/min,V=57.5m/min。(3)计算差不多工时：T=(12+3+3+0)×1/(0.92×183)=0.107min。(二).粗车Ф150外圆（1）选择刀具：与粗车Ф196外圆同一把。（2）确定切削用量a:确定背吃刀量粗车外圆加工余量2mm（半径值），一次走刀，ap=2mm.。b:确定进给量：由《切削用量简明手册》材料HT200刀杆16×25㎜^2，工件直径50㎜，切深2mm,则f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r.c:确定切削速度V:查《切削用量简明手册》，YG6硬质合金加工HT200（180-199HBS）,ap=2mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的：V`=1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min则：n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V机=45.5m/min.综上：ap=2mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。(3)计算工时T=(30+5+5+0)/（0.41×322）=0.303min.综上，此工步的切削用量为：ap=2mm，f=0.92mm/r,n=136r/min,V=42.7m/min。（3）计算差不多工时：L=(101－46)/2+4+0+0=31.5mmT=31.5×1÷(0.92×136)=0.252min。工序Ⅱ（一）.粗车右边Ф78内圆(1)选择刀具(2)确定切削用量：a:确定背吃刀深度ap.粗车加工余量为2mm.由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,一次走刀完成，则取ap=2mm。b:确定进给量f:依照《切削用量手册》加工材料HT200车刀刀杆尺寸16×25㎜^2工件直径45mm，切削深度2mm，属<3mm，则进给量为0.4--0.5mm/r,再依照C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》查取横向进给量f=0.41mm/r。c:确定切削速度V：依照《切削用量手册》表12当用YG6硬质加工HT200，180—199HBS=2mm，f机=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变，各修正系数：Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V`=1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.520m/min,则n=350.47r/min,按C365L车床转速（〈机械制造工艺设计简明手册〉表4.2-2）选择与350.47r/min相近转速为322r/min,则实际切削速度V=45.7m/min(3)计算差不多工时L=50/2+4+2=31mm,T=31×1/（0.41×322）=0.235min.（二）.粗车Ф110内圆（1）选择刀具：与粗车Ф100外圆同一把。（2）确定切削用量a:确定背吃刀量粗车外圆加工余量2.0mm（半径值），一次走刀，ap=2.0mm.。b:确定进给量：由《切削用量简明手册》材料HT200，工件直径50㎜，切深2.0mm,则f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r.c:确定切削速度V:查《切削用量简明手册》表12，YG6硬质合金加工HT200（180-199HBS）,ap=2.5mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V`=1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min则：n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V=45.5m/min.综上：ap=2.0mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。(3)计算工时T=(41+3+3+0)/0.41×322=0.356min(三）.粗车Ф151内圆（1）选择刀具：与粗车Ф100外圆同一把。(2）确定切削用量a:确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为2.0mm,一次走刀，则ap=2.0mm。b:确定进给量由《切削用量简明手册》HT200，ap=2.0mm,工件直径为90mm，则f=0.6~0.8mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f=0.76mm/r。c:确定切削速度V依照《切削用量手册》表12查取：V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.0mm、f=0.76mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数：Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V`=1.33×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=49.5m/min则：n=1000×49.5/3.14×90=175.2r/min，按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与157.5r/min相近的机床转速n=183r/min,则实际切削速度V=51.7m/min。综上，此工步的切削用量为：a=2.0mm，f=0.76mm/r,n=183r/min,V=51.7m/min。(3)计算差不多工时：T=(9+3+3+0)×1/(0.76×183)=0.108min。工序Ⅲ(一)钻Φ4孔（1）机床选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用Z535立式钻床。（2）刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用直径18mm高速钢标准锥柄麻花钻。（3）切削用量选择：查《切削用量简明手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》Z535立式钻床进给量取f=0.72mm/r。查《切削用量简明手册》取V=0.35m/s=21m/min则n=371.36r/min按机床选取n=400r/min,故V=3.14×18×400/1000=22.6m/min(4)计算差不多工时： 由《机械制造工艺设计简明手册》表7-5中公式得T=（L+L1+L2）/(f×n)=(91+11+0)/(0.72×400)=0.3542min。(二)扩Φ4.8孔（1）刀具选择：选用高速钢标准锥柄扩孔钻。（2）确定切削用量：查《切削用量简明手册》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》Z535立式钻床进给量取f=0.96mm/r。扩孔时的切削速度，由公式：V扩=（1/2~1/3）V钻查《切削用量简明手册》取V=0.35m/s=21m/minV扩=（1/2~1/3）V钻=7～10.5m/min则：n=112.5~168.8r/min按机床选取n=140r/m,故V=3.14×19.8×140/1000=8.7m/min(3)计算差不多工时：T=(91+14+2)/(0.96×140)=0.871min。工序Ⅳ（一）半精车Ф196外圆（1）选择刀具：90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。(2)确定切削用量a:确定背吃刀量半精车外圆，加工余量为0.3mm（半径值）,一次走刀，则asp=0.3mm。b:确定进给量由《切削用量简明手册》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.1—2查取f=0.28mm/r。c:选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为0.8~1.0,耐用度为T=60min。d:确定切削速度V依照《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f=0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V`=2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min则：n=1000×79.3/(3.14×100)=252.5r/min按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与252.5r/min相近的机床转速n=322r/min,则实际切削速度V=101.1m/min。综上，此工步的切削用量为：ap=0.3mm，f=0.28mm/r,n=322r/min,V=101.1m/min。(3)计算差不多工时：T=(9.7+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.174min。（二）半精车Φ110外圆(1)选择刀具：用半精车Φ100外圆车刀。(2)确定切削用量(a)确定背吃刀半精车外圆双边加工余量为0.6mm,一次走刀成,asp=0.9/2＝0.3mm。(b)确定进给量f查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2，f=0.28mm/r。(c)确定切削速度V查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上：Vc=2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min则：n=561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min。综上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min。(3)计算工时T=(30.3+5+5+0)×1/(0.28×550)=0.262min。（三）半精车Ф150外圆（1）选择刀具：与半精车Ф100外圆同一把。（2）确定切削用量（a）确定背吃刀量半精车外圆，加工余量为0.6mm,一次走刀，则asp=0.6/2=0.3mm。(b)确定进给量由《切削用量手册》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《简明手册》表4.1-2查取f=0.28mm/r。(c)确定切削速度V：依照《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f=0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V`=2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min则:n=1000×79.3/(3.14×90)=280.6r/min按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与280r/min相近的机床转速n=322r/min,则实际切削速度V=91m/min。综上，此工步的切削用量为：ap=0.3mm，f=0.28mm/r,n=322r/min,V=91m/min。(3)计算差不多工时：T=(9+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.166min。其中L=9mm，L1=3mm，L2=3mm，L3=0mm，i=1（四）倒角（Ф110）（1）选择刀具：90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。（2）切削用量:背吃刀量ap=1.5mm,手动进给，一次走刀。V=80m/min,n=1000×80/3.14×90=283r/min按C365L讲明书：n=238r/min,V=3.14×238×90/1000=67m/min(3)差不多工时：由工人操控，大约为0.03min。（五）倒角（Ф196）（1）选择刀具：90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。（2）切削用量:背吃刀量ap=1.5mm,手动进给，一次走刀。V=80m/min,n=1000×80/3.14×100=254.7r/min按C365L讲明书：n=238r/min,V=3.14×238×100/1000=74.7m/min。(3)差不多工时：由工人操控，大约为0.03min。（六）车过渡圆R2(1)刀具选择YG6硬质合金成形车刀R=5mm。（2）确定切削用量a:确定背吃刀量：ap=z=5mm,一次走完成。b:确定进给量：手动进给。c:确定切削速度n=430r/mmV=60.76m/min（3）计算差不多工时T≦0.05min,即工人最慢加工速度。工序Ⅴ（一）半精车内圆选择刀具：用半精车￠90外圆车刀（1）确定切削深度半精车外圆，一次走刀，则ap=0.3mm。(2)确定进给量查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2，f=0.28mm/r。(3)确定切削速度V查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上：Vc=2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min,则：n=561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min。综上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min。(4)计算差不多工时：T=（40.8+3+3+0）×1/(0.28×550)＝0.304min。（二）倒角(1)用端面车刀加工余量7mm，背吃刀量ap=3.5mm,手动进给，两次走刀。V给=60m/min,则：n给=424.6r/min,按取n=430r/min,则V=60.79m/min(2)计算差不多工时：由工人操控，大约为0.10min（三）车3×0.5退刀槽(1)选择刀具：选择90°切槽刀，车床C365L转塔式车床高210mm,故刀杆尺寸16×25mm,刀片厚度取3mm,选用YG6刀具材料，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°,后角8°，主偏角90°，副偏角3°，刀尖圆弧半径0.2--0.5取0.5mm,刃倾角0°。(2)确定切削用量：(a)确定背吃刀深度:ap=z=2.16mm,一次走刀完成。(b)确定进给量f:依照《切削用量手册》切深为3mm,属于〈=3mm,f=0.4—0.5mm/r.按《机械制造工艺设计简明手册》中C365L车床取f=0.41mm/r.(c)选择车刀磨钝标准及耐用度：依照《切削用量手册》表10，取车刀后面最大磨损量为0.8--1.0mm,焊接刀耐用度T=60min。(d)确定切削速度V:依照《切削用量手册》，YG6,180—199HBS,ap<=4mm,f=0.41mm/r,V=1.50m/s,修正系数：KTv=1.0,Kmv=0.89,Ksv=0.85,Ktv=1.0,Kkrv=1.0,Kkv=1.0则Vc=1.50×60×1.0×0.89×0.85×0.73×1.0×1.0=49.7m/min,则：n=351.6r/min,按C365L车床转速（见《机械制造工艺设计简明手册》表）选择与351.6相近的转速n=322r/min,则实际切削速度为V=45.52m/min,最后决定切削用量为ap=3.6mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.52m/min.(3)计算差不多工时：T=[(45-41)/2+4+0+0]/(0.41×322)=0.0454min工序Ⅵ（一）、粗铰Φ3（1）刀具选择：高速钢锥柄几用铰刀。后刀面磨钝标准为0.4~0.6mm，耐用度T=60min（2）确定切削用量：背吃刀量ap=0.07mm查《切削用量简明手册》得：f=1.0~2.0mm/r，取f=1.60mm/r。参看《机械制造工艺设计简明手册》表3-48V=6.37m/min则：n=1000×6.37/(3.14×19.94)=101.7r/min按机床选取n=140r/min则：V=3.14×140×19.94/1000=8.788m/min(3)计算差不多工时：T=(91+14+2)/(1.60×140)=0.4777min。（二）、精铰Φ5。（1）刀具选择：直径5mm高速钢锥柄机用铰刀。（2）确定切削用量：背吃刀量ap=0.03mm。切削速度与粗铰相同，故n=140r/mmin。由《切削用量简明手册》f=1.0~2.0mm/r,取f=1.22mm/rV=3.14×140×20／１０００＝8.796r/min(3)计算差不多工时：T=(91+14+2)/(1.22×140)=0.626min工序Ⅶ（一）倒角（1）刀具选择：用倒Ф100左端面的车刀。（2）确定切削用量：背吃刀量ap=1.0mm,手动一次走刀。V＝30m/min，an＝1000×30／（3.14×20）=477.7r/min由机床讲明书，n＝430r/min则：V=3.14×430×20/1000=27.02m/min(3)计算差不多工时：由工人操控，大约为0.03min.（二）倒角（内孔右侧）（1）刀具选择：同上。（2）确定切削用量背吃刀量ap=1.0mm,手动一次走刀。V＝30m/min，则：n=477.7r/min由机床讲明书，n＝430r/minV`=3.14×430×20/1000=27.02m/min(3)计算差不多工时：由工人操控，大约为0.03min.工序Ⅷ(一)精铣两侧面(1)工序要求左边端面表面粗糙度Ra=3.2,选X63卧式铣床,使用专用夹具.选择刀具:由《机械制造工艺设计简明手册》表5.45及铣刀杆手册,选两把高钢镶齿三面刃铣刀,铣刀外径d0=160mm,d=40mm,L=20mm,Z=22mm(由《切削用量手册》表4.1,4.2)(2)确定铣削深度由于左边余量为2mm,右边余量为3mm，因此左边二次走刀完成,右边三次走刀完成，则ap=1mm.(3)确定每齿进给量fz由《切削用量手册》表3.3在X63铣床功率为10kw(《切削用量手册》表3.25),工艺系统刚性为低,用高速钢成形盘铣刀加工时,选每齿进给量fz=0.08mm/z(4)选铣刀磨钝标准及刀具耐用度依照《切削手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm,由《切削用量手册》表3.8铣刀直径d0=160mm,则T=150min(5)确定切削速度Vc由《切削用量手册》表3.11,取Vc=30m/min,Kmv=0.9,Ksv=1.0,Kzv=0.8,Vc=30×0.9×1.0×0.8=21.6m/min则：nc=43r/min查X63机床讲明书(见《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39)选取主轴转速n=47.5r/min.则实际切削速度为Vc’=23.87m/min,当n机=47.5r/min时,工作台每分进给量fm=Vf=fz×z×n=0.08×22×47.5=83.6mm/min由X63机床讲明书(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-40)选取铣床工作台进给量Vf=fm=75mm/min(6)计算差不多工时L(距离24mm面)=76.13mm,L（距离34mm面）=58.96mm，L1=[1×(160-1)]^0.5+2=14.6mm,L2=2~5=5则：T(距离24mm面)=(L+L1+L2)×i/fm=(76.13+14.6+5)×3/980=0.293minT(距离34mm面)=(L+L1+L2)×i/fm=(58.96+14.6+5)×2/980=0.16min工序Ⅸ(一)钻Ф5孔、Ф7斜孔。选用Z35型摇臂钻床。（1）刀具选择：由《机械制造工艺设计简明手册》选用直径5mm、7mm高速钢标准锥柄麻花钻。（2）确定切削用量：查《切削用量手册》f=0.18～0.22mm/r,由钻床取f=0.20mm/r.由《切削用量手册》取V=21m/min,则n=1671.1r/min,由Z35钻床取n=1700r/min，故VC=21.36m/min.(3)差不多工时：L1=(D-d1)/2×cotKr+（1~2）（5-9）=3mm，L2=2mm，L=12.5mm则：T=(L+L1+L2）/（f×n）0.05147min(二)铰M6螺孔（1）刀具选择：直径6mm高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6mm,耐用度T=60min。（2）确定切削用量：a:加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r，由《工艺手册》f=0.26mm/r。b:确定切削速度：KV=1，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3则：V=8.9576m/min得n=474.56r/min 取n=420r/min则：V=7.92m/min（3）差不多工时：L1=13~15=14mm，L2=2~4=3mm，L=7mmT=(L+L1+L2）/（f×n）=0.21978min工序Ⅹ(一)钻6×Ф11通孔、6×Ф18止端孔。选用Z35型摇臂钻床（1）刀具选择选用直径11mm、18mm高速钢标准锥柄麻花钻。（2）确定切削用量4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/r,由钻床取f=0.40mm/r.由《切削用量手册》，取V查=0.36m/s=21.6m/min由钻床讲明书，取n机=850r/min,故V=24.03m/min（3）计算差不多工时：L1=8mm，L2=0mm，L=8mmT=4×(L+L1+L2）/（f×n）=0.188min工序Ⅺ选用M131W万能磨床,使用专用磨床夹具。(一)磨削Ф110外圆（1）选择砂轮查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：P平行砂轮，砂轮尺寸300×50×203，TH黑碳化硅磨料，X橡胶结合剂，60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s。（2）确定切削用量砂轮速度n=2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.径向进给量fr=2.58×10^(-3)×d^0.3×K1×K2/(fa×v×T^0.5)（5-10）=2.58×10^(-3)×45^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5）=0.052mm（3）计算差不多工时T=（Zb×A/ftm+K×t）×k（5-11）=(0.04×1/0.052+1.1×0.16)×0.8=0.7565mind－工件直径K1－砂轮直径的修正系数K2－工件材料的修正系数v－工件速度T－砂轮常用合理耐用度(二)磨削外圆Ф196（1）选择砂轮选用磨削Ф110外圆同一砂轮。（2）确定切削用量砂轮速度n=2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.径向进给量fr=2.58×10^(-3)×100^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.066mm（3）计算差不多工时T=(0.04×1/0.066+1.1×0.05)×0.8=0.5288minZb－单面加工余量A－切入次数ftm－切入法磨削进给量K－考虑加工终了时的无火花光磨以及为消除加工面宏观几何形状误差二进行的局部修磨的系数。t－光整时刻k－光整时刻的修正系数(三)磨削Ф150外圆（1）选择砂轮选用磨削Ф110外圆同一砂轮。（2）确定切削用量砂轮速度n=2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.径向进给量fr=2.58×10^(-3)×90^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.064mm/r（3）计算差不多工时经同学讨论，决定设计第Ⅶ道工序钻6×Φ11孔的专用夹具，本夹具将用于Z525摇臂钻床T=(0.04×1/0.064+1.1×0.04)×0.8=0.5352min(四)磨削B面选用M120W万能外圆磨床，使用专用夹具，选用切入磨法。（1）砂轮选择查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：PZA单面凹带锥砂轮，砂轮尺寸300×40×127，TH黑碳化硅磨料，X橡胶结合剂，60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s。（2）确定切削用量砂轮速度n=2200r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=40mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.75B=30mm./r径向进给量fr=2.58×10^(-3)×45^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.052mm/r(3)计算差不多工时T=(0.05×1/0.052+1.65×0.16)×0.8=0.98min工序XIIB面抛光工序XIII刻线、刻字工序XIVФ196外圆镀铬工序XV检测入库第4章夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。按指导老师的布置，设计工序钻Φ7孔的钻床夹具。钻Φ7孔的钻床夹具本夹具要紧用于钻Φ7孔，由于该孔精度要求较高，因此，在本道工序加工时，应该考虑其精度要求，同时也要考虑如何提高劳动生产率。4.1确定设计方案1．定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择Φ78孔为基准，即以一面上一心轴（自由度限制数：5）配合以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。2．切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果能够保证可靠的卡紧。轴向力Fi=2.52N扭矩Mc=7.416x10-6N·M由于扭矩专门小，计算时可忽略。卡紧力为F=Ff/2u=5.04N取系数S1=1.5S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为F’=S1xS2xS3xS4xF=10.06N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。3.定位误差分析3.1误差分析3.1.1定位误差工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的：1)工件在夹具中的定位、夹紧误差。2)夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。3)加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等缘故引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。3.1.2