机械制造技术课程设计-法兰盘831004工艺及钻φ6和φ4孔夹具设计

PAGE42PAGEI摘要法兰盘是指在一个类似盘状的金属体的周边开几个固定用的孔用于连接其它东西的一种零件。主要用来使管子与管子相互连接，连接于管端。法兰盘上有孔眼，可穿螺栓，使使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。它可由浇铸而成，也可由螺纹连接或焊接构成。法兰联接由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成，垫片放在法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上的凹凸不平处，使联接严密补漏。法兰连接使用方便，能够承受较大的压力，是管道施工的重要连接方式。关键词：法兰盘，工艺设计，夹具设计全套设计图纸加V信153893706或扣3346389411AbstractTheflangeisdefinedinasimilardiscshapedmetalbodyperipheralopeningseveralfixingholesforconnectiontoapartofsomethingelse.Mainlyusedtomakethepipesareconnectedtoeachother,connectedtothetubeend.Theflangeplatewithholes,canbewornbolt,makethetwoflangeconnect.Theflangegasketseal.Itcanbeformedbycasting,alsocanbeconnectedbythreadsorwelding.Flangeconnectedbyaflange,agasketandanutcomposedofanumberofbolts,thesealingsurfaceoftheflangegasketisplacedinbetween,fasteningnut,thegasketonthesurfacepressurereachesacertainvalueafterthedeformation,andfilledwithdensecoverontheuneven,socloselylinkedtraps.Flangeconnectionisconvenienttouse,canwithstandgreaterpressure,pipelineconstructionanimportantconnection.KeyWords:flange,processdesign,fixturedesign目录9583摘要 I1269Abstract II5648目录 III26406第1章序言 5277481.1机械加工工艺概述 587331.2机械加工工艺流程 5255431.3夹具概述 673491.4机床夹具的功能 6176251.5机床夹具的发展趋势 7116691.5.1机床夹具的现状 75411.5.2现代机床夹具的发展方向 8450第2章零件的分析 9201702.1零件的作用 9309032.2零件的工艺分析 910509第3章工艺规程设计 11107903.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 11233553.2基准的选择 11109583.3制定工艺路线 11214543.3.1工艺路线方案一 1243713.3.2工艺路线方案二 12292233.3.3工艺方案的比较与分析 13325643.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1357283.5确定切削用量及基本工时 1526708第4章夹具设计 33298824.1零件定位及加紧分析 33119594.2定位机构 34290304.3夹紧机构 35278624.4导向装置的选择 36122244.5机床夹具的总体形式 3621134.5.1确定夹具体： 3661954.5.2确定联接体 37257044.5.3夹具体的总体设计图 37292764.6误差分析 37319294.6.1定位误差 37238474.6.2产生定位误差的原因 38104314.6.3定位误差的计算 3831997总结 408740参考文献 4114396致谢 42第1章序言1.1机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。制订工艺规程的步骤1)计算年生产纲领，确定生产类型。2)分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。3)选择毛坯。4)拟订工艺路线。5)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6)确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。7)确定切削用量及工时定额。8)确定各主要工序的技术要求及检验方法。9)填写工艺文件。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.4机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1．机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2．机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。1.5机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备.1.5.1机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。2）能装夹一组具有相似性特征的工件。3）适用于精密加工的高精度机床夹具。4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。6）提高机床夹具的标准化程度。1.5.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5μm；精密心轴的同轴度公差可控制在1μm内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.2～0.5μm。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2600r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259—91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。第2章零件的分析2.1零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘，主要是用来安装在机床上，起到导向的作用使机床实现进给运动，零件上精度要求较高的两个平面用以装配，4个孔是用于连接其他机构或零件的。它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的φ100mm外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻有底部为φ20mm上部为φ20mm的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。该零件年产量为4000件，设其备品率α为4%，机械加工废品率β为1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+α+β)=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)，查表可知该产品为中批生产。2.2零件的工艺分析法兰盘是一回转体零件,法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1.以Φmm外圆为中心的加工表面：这一组加工表面包括：φ45mm外圆、端面及倒角；φ100mm外圆，过度倒圆R5；Φ20内孔及其左端倒角C1.5。2.以Φ外圆为中心的加工表面：这一组加工表面包括：端面，Φ90mm外圆，端面，倒角C1.5；切槽3×2；内孔的右端倒角C1。3.以Φ20mm的孔为中心加工表面：这一组加工表面包括：φ45mm外圆，端面；φ100mm外圆，端面，侧面；φ90mm外圆；φ45mm外圆，过度圆角R5；4Xφ9mm孔和同轴的φ6mm孔。它们之间有一定的位置要求，主要是：（一）左端面与φ20mm孔中心轴的跳动度为0.03；（二）右端面与φ20mm孔中心轴线的跳动度为0.03；（三）φ45mm的外圆与φ20mm孔的圆跳动公差为0.03。经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3章工艺规程设计3.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 零件材料为HT200，由于零件年产量为4200件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。3.2基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，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）现选取外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5个自由度，达到完全定位。2）精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以Φ20mm孔为精基准。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。3.3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。3.3.1工艺路线方案一工序1： 粗车φ45mm柱体的右端面，粗车右端面，车槽3×2mm，粗车、半精车外圆，车右端倒角。工序2： 粗车φ100mm柱体左、右端面，粗车φ90mm柱体左端面，半精车φ100mm左、右端面、φ90mm左端面，粗车外圆φ45mm、φ100mm，半精车外圆φ45mm、φ100mm、φ90mm，车φ100mm柱体的倒角，半精车φ45mm柱体的过度倒圆。工序3： 精车φ100mm左端面，φ90mm右端面。工序4： 钻、扩、粗铰、精铰孔φ20mm至图样尺寸并车孔左端的倒角工序5： 粗铣、精铣φ900mm柱体的两侧面。工序6：钻φ4mm孔，扩、铰φ6mm孔工序7： 钻4Xφ9mm透孔。工序8： 磨削外圆面φ100mm，φ90mm。工序9： 磨削B面，及φ45mm外圆面、φ100mm右端面、φ90mm左端面。工序10：B面抛光。工序11：φ100mm外圆刻字刻线。工序12：φ100mm外圆无光镀铬。工序13：检测入库。3.3.2工艺路线方案二工序1粗车φ100mm柱体左端面、外圆，粗车B面工序2钻中心孔φ18mm，扩孔φ19.8mm，粗铰φ19.94mm、精绞Φ20mm孔工序3粗车右φ45mm柱体右端面、外圆，φ90mm外圆及右端面，工序4半精车φ100mm左端面、外圆，半精车B面并倒角C1.5，半精车φ90mm外圆，φ20左侧倒角C1工序5半精车右φ45mm外圆及右端面，倒角C7，半精车φ90mm右侧面，切槽3×2mm，车φ20mm孔右端倒角C1工序6精车φ100mm柱体左端面、外圆，精车B面，车过渡圆角R5工序7粗铣、精铣φ90mm柱体的两侧面工序8钻4XΦ9mm透孔工序9钻φ4mm孔，扩、铰φ6mm孔工序10磨削B面工序11磨削外圆面φ100mm、φ90mm工序12磨削φ90mm凸台距离轴线24mm的侧平面工序13金刚石车Φ45mm外圆、φ90mm右侧面工序14B面抛光工序15Φ100mm划线刻字工序16Φ100mm外圆无光镀铬工序17检测入库。3.3.3工艺方案的比较与分析Φ表面是多次加工的基准，方案一中在加工其外圆表面的同时进行了导角，工序较为集中，也方便装夹，在一定程度上提高了生产效率。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，由于各端面及外圆柱面都与Φ20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孔Φ20为定位基准，故选用方案二。3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，参照《实用机械加工工艺手册》分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（单位mm）加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（Ra）公差等级公差右端面粗车3

6.3毛坯3

Φ90突台右端精车0.841IT70.025411.6半精车1.041.8IT90.06241.80.0313.2粗车1.242.8IT110.16042.80.086.3毛坯344——2.2441.1

槽3×2粗车2Z=941IT130.39416.3毛坯2Z=950——2.0501.0

Φ45外圆磨削2Z=0.345IT60.017Φ450.8半精车2Z=1.045.3IT90.062Φ45.33.2粗车2Z=3.746.3IT110.160Φ46.36.3毛坯2Z=550——2.0Φ501.0

内孔Φ20铰2Z=0.220IT80.045Φ201.6扩2Z=1.819.8IT100.084Φ19.86.3钻2Z=1818IT120.18Φ1812.5毛坯实心

Φ100左端面精车Z=0.891IT80.054911.6半精车0.791.8IT90.08791.83.2粗车1.592.5IT110.2292.50.116.3毛坯394——2.2941.1

Φ100外圆磨削2Z=0.4100IT80.054Φ1000.8半精车2Z=1.1100.4IT110.22Φ100.43.2粗车2Z=3.5101.5IT110.22Φ101.56.3毛坯2Z=5105——2Φ1051.0

Φ100右端面磨削Z=0.441IT70.017410.4半精车Z=1.141.4IT90.06241.43.2粗车Z=442.5IT110.1642.56.3毛坯Z=344

2.0441.0

Φ45外圆磨削2Z=0.345IT70.017Φ450.4半精车2Z=1.045.3IT90.062Φ45.33.2粗车2Z=3.746.3IT110.160Φ46.36.3毛坯2Z=550

2.0Φ501.0

Φ90突台左端磨削Z=0.48IT80.02280.4半精车Z=1.18.4IT90.0368.43.2粗车Z=1.59.5IT110.099.56.3毛坯Z=311

0.2

Φ90外圆磨削2Z=0.490IT80.054Φ900.8半精车2Z=1.190.4IT90.087Φ90.43.2粗车2Z=3.591.5IT110.22Φ91.56.3毛坯2Z=595

2.0Φ951.0

Φ4孔铰2Z=0.14IT100.048Φ46.3钻2Z=3.93.9IT110.075Φ3.912.5毛坯实心

Φ6孔铰2Z=0.26IT100.048Φ63.2钻2Z=1.85.8IT110.075Φ5.812.5毛坯2Z=44IT110.075Φ412.5Φ90（左）两侧面精铣1.058IT90.074583.2粗铣31.059IT120.35912.5毛坯3290IT130.5490

Φ90右侧面磨削0.424IT80.33240.4毛坯

6.34XΦ9孔钻2Z=99IT130.22Φ912.5毛坯实心

3.5确定切削用量及基本工时工序1粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面加工条件工件材料：HT200δb=220MPa砂型铸造机床：CA6140卧式车床刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm2．计算切削用量(1)粗车Φ100mm端面 1)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，=4mm2)进给量f根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为16×25mm，>3~5mm,以及工件直径为100时，f=0.7~1.0mm/r按CA6140车床说明书（见切削手册）取f=0.9mm/r3)计算切削速度，按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)(m/min)其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速ns==504r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。L==40mm,=2mm,=0,=0tm===0.098(min)(2)粗车Φ100mm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=0.9mm/r3)计算切削速度＝132m/min4)确定机床主轴转速ns==420r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8)与420r/min相近的机床转速为480r/min。现选取480r/min所以实际切削速度==5)检验机床功率主切削力按《切削手册》表1.29所示公式计算＝其中＝2985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15，===0.63=0.61=29851.00.51500.630.89=1122.4(N)切削时消耗功率＝＝＝2.81(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7.5kw.转速为480r/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＝1122.4N.径向切削力按《切削手册》表1.29所示公式计算＝其中＝1940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3，===0.59=0.5所以=19401.50.51500.590.5=203(N)而轴向切削力＝其中＝2880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4，===0.34=1.17轴向切削力=28801.50.51500.341.17=442(N)取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N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1.30)故机床进给系统可正常工作。7)切削工时：t=其中l=10mm=4mm=2mm所以t=＝0.1min(3)粗车B面1)切削深度。单边余量Z==2mm.分1次切除2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.9mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=126m/min4)确定机的主轴转速ns==378r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=30mmt=i=15=0.83(min)工序2钻、扩、铰Φ20的中心孔(1)钻Φ18mm孔机床：Z525摇臂钻床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢钻头W18Cr4V.1)进给量据《切削手册》表10-66,当铸铁≤HB200时，D=Φ18时，取f=0.3mm/r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ns==619.2r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-2),与619.2r/min相近的机床转速为555r/min。现选取=555r/min。所以实际切削速度==削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=91mm;=10mm;=4mm;t===0.63(min)(2)Φ19.8mm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式中的、——加工实心孔进的切削用量。现已知=0.36mm/r(《切削手册》)表2.7=42.25m/min(《切削手册》)表2.131)进给量取f=1.5×0.36=0.51mm/r按机床选取0.5mm/r2)切削速度v=0.4×42.25=16.9m/min.3)定机床主轴转速ns==271.8r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-2),与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。所以实际切削速度==削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=91mm;=10mm;=4mm;t===0.78(min)(3)粗绞孔至Φ19.94mm、精绞孔至Φ20mm1)进给量取f=1.5×0.36=0.51mm/r按机床选取0.5mm/r2)削速度按切削手册选取v=0.4×48.25=19.3m/min.3)定机床主轴转速ns==298.3r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-2),与298.3r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。所以实际切削速度==工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=91mm;=7mm;=3mm;t===0.73(min)工序3粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90右端面机床：CA6140卧式车床刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸1625mm,=90,=15,=12,=0.5mm(1)粗车Φmm端面1)切削深度。单边余量Z=1.2mm2)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=187m/min3)确定机床主轴转速ns==553r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度==切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=25mm;=4mm;=2mm;t=i=x1=0.06(min)(2)粗车Φmm外圆柱面1)切削深度单边余量为Z=2.2mm分两次切除。2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min4)确定机床主轴转速ns==753r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=41mm;=4mm;=0mm;t=i=x2=0.09(min)(3)粗车Φ90mm端面1)切削深度单边余量为Z=1.2mm一次切除。2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=122m/min4)确定机床主轴转速ns==431r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与431r/min相近的机床转速为480r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1t=i;其中l==22.5mm;=4mm;=0mm;t=i==0.07(min)工序4半精车Φ100端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角C1.5，车Φ20孔左端倒角C1(1)半精车Φ100mm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2.4-2.取f＝0.5mm/r机床主轴转速＝480r/min所以切削工时tm==＝0.44（min）(2)半精车Φ100mm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《机械加工工艺手册》表2.4-2取f=0.2mm/r主轴转速n=480r/min所以切削工时t==0.17min(3)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2.4-2.取f＝0.5mm/r机床主轴转速＝400r/mint=i;其中l=30mmt=i=15=2.25(min)工序5半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，车3X2退刀槽，车Φ45圆柱面右端的倒角C7，车Φ20内孔的右端倒角C1(1)半精车Φmm端面1)切削深度单边余量Z=1.2mm2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=187m/min4)确定机床主轴转速ns==553r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1t=i;其中l=25mm;=4mm;=2mm;t=i=1=0.26(min)(2)半精车Φmm外圆柱面1)切削深度单边余量为Z=0.7mm2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=96m/min4)确定机床主轴转速ns==578r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与578r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=41mm;=4mm;=0mm;t=i==0.37(min)(3)半精车Φ90mm端面1)切削深度单边余量为Z=0.7mm一次切除。2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=134m/min4)确定机床主轴转速ns==458r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8,与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度==切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l==22.5mm;=4mm;=0mm;t=i==0.28(min)工序6精车Φ100的端面及外圆，精车B面，车过渡圆角R5(1)精车Φ100mm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2.4-2.取f＝0.2mm/r机床主轴转速＝480r/min所以切削工时tm==＝0.44（min）(2)精车Φ100mm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《机械加工工艺手册》表2.4-2取f=0.2mm/r主轴转速n=480r/min所以切削工时t==0.33min(3)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2.4-2.取f＝0.2mm/r机床主轴转速＝480r/mint=i;其中l=30mmt=i=15=4.7min工序7粗、精铣Φ90圆柱面上的两个平面(1)粗铣距中心线34mm的平面。机床：X63铣床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-64选用硬质合金镶齿套面铣刀YT15.铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=401)削深度2=10mm所以有=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=0.2~0.35mm/齿按机床行选取f=0.3mm/齿3)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=6.9m/min4)定机床主轴转速ns==21.97r/min按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取=22.5r/min。所以实际切削速度==当=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fZ=0.31022.5=67.5(mm/min)，查机床说明书有=60(mm/min)5)削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t===1.5(min)t==0.75(min)铣两次的总时间为t=1.5+0.75=2.25min粗铣距中心线24mm的平面。机床：X63铣床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-64选用硬质合金镶齿套面铣刀YT15.铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=40/1)切削深度4=20mm所以有=5mm2)进给量查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119得,进给量f=0.2~0.35mm/齿按机床行选取f=0.3mm/齿3)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=6.9m/min4)确定机床主轴转速ns==21.97r/min按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取=22.5r/min。所以实际切削速度==当=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fZ=0.31022.5=67.5(mm/min)查机床说明书有=60(mm/min)5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1t===1.5(min)铣4次的总时间为4t=4x1.5=6min(3)精铣上两平面1)切削深度查《机械加工工艺师手册》表10-119,取=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=0.2mm/齿3)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=11.4m/min4)确定机床主轴转速ns==36.3r/min按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取=37.5r/min。所以实际切削速度==当=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fZ=0.21037.5=75(mm/min)查机床说明书有=80(mm/min)5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t===1.125(min)铣2次的总时间为2t=21.125=2.25min工序8钻、绞4XΦ9mm透孔(1)4XΦ9mm孔机床：Z525立式摇臂钻床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ9.1)进给量查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/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ns==1061r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-5),与1061r/min相近的机床转速为1012r/min。现选取=1012r/min。所以实际切削速度==削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=8mm;=4mm;=3mm;t===0.11(min)由于有四个孔所以切削工时为4t=0.44min工序9钻Φ4孔，扩Φ6孔(1)钻Φ4mm孔机床：Z525立式摇臂钻床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ4.1)进给量查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r2)切削速度根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得V=24~34m/min.取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns==2388r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-5),与2388r/min相近的机床转速为2012r/min。现选取=2012r/min。所以实际切削速度==切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=13mm;=4mm;=3mm;t===0.08(min)(2)扩Φ6mm孔刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ6.1)进给量查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r2)切削速度根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得V=24~34m/min.取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns==1592r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-5),与1592r/min相近的机床转速为1592r/min。现选取=1426r/min。所以实际切削速度==切削工时，按《工艺手册》表6.2-1t=i;其中l=7mm;=4mm;=3mm;t===0.07(min)工序10磨削B面磨B面机床M114W万能外圆磨床选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料A46KV6P350×40×127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350×40×1272)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有工件速度＝18m/min切削深度＝0.0157mm/st纵向进给量＝0.5B＝20mm(双行程)3)切削工时式中D被加工直径b加工宽度Z--单边加工余量K系数V工作台移动速度--工作台往返一次砂轮轴向进给量--工作台往返一次砂轮径向进给量＝2.5(min)工序11磨Φ100、Φ90的外圆柱面(1)磨Φ100mm外圆柱面机床M114W万能外圆磨床1)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料A46KV6P35040127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350x40x1272)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有工件速度＝18m/min切削深度＝0.0157mm/st纵向进给量＝0.5B＝20mm(双行程)3)切削工时式中D被加工直径b加工宽度Z--单边加工余量K系数V工作台移动速度--工作台往返一次砂轮轴向进给量--工作台往返一次砂轮径向进给量＝0.55(min)(2)磨Φ90mm外圆柱面机床M114W万能外圆磨床1)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料A46KV6P35040127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350x40x1272)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有工件速度＝18m/min切削深度＝0.0157mm/st纵向进给量＝0.5B＝20mm(双行程)3)切削工时式中D被加工直径b加工宽度Z--单边加工余量K系数V工作台移动速度--工作台往返一次砂轮轴向进给量--工作台往返一次砂轮径向进给量＝0.3(min)工序12磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面机床M114W万能外圆磨床1)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料A46KV6P35040127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350x40x1272)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=1500r/min(见机床说明书)v=27.5m/s工件速度＝10m/min切削深度＝0.015mm/st轴向进给量＝0.5B＝20mm(双行程)3)切削工时式中D被加工直径b加工宽度Z--单边加工余量K系数V工作台移动速度--工作台往返一次砂轮轴向进给量--工作台往返一次砂轮径向进给量＝0.53(min)工序13金刚石精车Φ45的外圆，精车Φ90的右测面(1)精车Φmm外圆柱面1)切削深度单边余量为Z=0.3mm分两次切除。2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=96m/min4)确定机床主轴转速ns==585r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=41mm;=4mm;=0mm;t=i==0.75(min)(2)精车Φ90mm端面1)切削深度单边余量为Z=0.3mm一次切除。2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=134m/min4)确定机床主轴转速ns==458r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8,与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l==22.5mm;=4mm;=0mm;t=i==0.31(min)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，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经杨老师指定，决定设计钻φ4、φ6阶梯孔夹具设计。本夹具将用于钻床，对工件对钻孔加工，刀具为麻花钻。4.1零件定位及加紧分析本夹具用于在立式钻床上的加工法兰盘的阶梯孔。共件以Ф45外圆表面及Ф100左端面和Ф90圆上小平面为定位基准，在V形块4、支撑板3上实现完全定位。扳动手柄，由偏心轮2推动压块夹紧工件。为了便于装卸工件，设计了翻转式钻模块。图4-1零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图1-3-1所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。。4.2定位机构在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。本夹具用于在立式钻床上的加工法兰盘的阶梯孔。共件以Ф45外圆表面及Ф100左端面和Ф90圆上小平面为定位基准，在V形块4、支撑板3上实现完全定位。扳动手柄，由偏心轮2推动压块夹紧工件。为了便于装卸工件，设计了翻转式钻模块。4.3夹紧机构放置方式1.夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。2.夹紧力的方向的确定：1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。3.夹紧力的作用点的选择：1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。4.选择夹紧机构：设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。4.4导向装置的选择导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，钻床夹具中钻头的导向采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种。这些装置均已标准化，可按标准选择。综上分析，本次设计采用固定导向套加工工件，来提高其工作的连续性和其工作效率。选择导向装置：导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择。用于钻床零件加工的是可换钻套装置。换钻套时，只需将钻套逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速。钻夹具中的钻套,除要求它引导钻头，钻出正确的孔外，还要求它能在装卸时快而准确。一般在工厂中使用较多的是可换钻套，虽然这种钻套具有可换的优点，但在