锥齿轮座零件加工工艺及磨Φ100外圆夹具设计说明书.docx
锥齿轮座零件加工工艺及磨Φ100外圆夹具设计【含CAD图纸、说明书】
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机械制造基础课程设计说明书 机械制造基础课程设计摘要本文是有关锥齿轮座工艺步骤的说明和机床夹具设计方法的具体阐述。工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。据资料所示,锥齿轮座是一个典型的交叉孔零件，主要应用在混凝土拖泵中的导向轮部件上，其上要安装两个配对锥齿轮，加工精度要求较高。在设计锥齿轮座机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。关键词：机械加工、工艺规程、专用夹具、锥齿轮座目录第1章 锥齿轮座的工艺分析及生产类型的确定11.1 锥齿轮座的作用11.2锥齿轮座的技术要求21.3锥齿轮座的工艺分析3第2章 确定毛坯及绘制毛坯简图42.1选择毛坯42.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量42.3绘制锥齿轮座毛坯的铸造简图5第3章 拟定锥齿轮座工艺路线63.1定位基准的选择63.1.1 精基准的选择63.1.2 粗基准的选择63.2面与孔加工方法的确定63.3加工阶段的划分73.4工序的集中与分散73.5工序顺序的安排73.5.1机械加工工序73.5.2热处理工序83.5.3辅助工序83.6确定加工路线9第4章 机床设备及工艺装备的选用104.1机床设备的选用104.2工艺装备的选用10第5章 加工余量、工序尺寸和公差的确定10第6章 切削用量、时间定额的计算11第7章 磨100外圆夹具设计297.1 磨床夹具设计要求说明297.2 磨床夹具的设计要点297.3 定位机构297.4 夹紧机构307.5 零件的磨床夹具的加工误差分析327.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构347.7 零件的磨床专用夹具简单使用说明35参考文献37第1章 锥齿轮座的工艺分析及生产类型的确定1.1 锥齿轮座的作用 锥齿轮座是一个典型的交叉孔零件（见图11），主要应用在混凝土拖泵中导向轮部件上，其上要安装两个配对锥齿轮座，因此主要的工作表面为90mm和52mm的两个孔。图1-11.2锥齿轮座的技术要求 锥齿轮座的技术要求见表1-1表1-1 锥齿轮座技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙Ram形位公差mm80mm孔80IT136.373mm孔73IT136.390mm孔90IT71.652mm孔52IT71.6垂直于90mm孔，公差为0.05两端面164IT136.380mm孔的外圆面100IT71.652mm孔轴线101mm的端面101IT93.2锥销孔8IT81.652mm孔端面82IT136.3从锥齿轮座技术要求表来看，加工锥齿轮座主要存在以下加工难点：（1）52mm孔和90mm孔两尺寸属于空间尺寸，加工过程中难以测量，因而两尺寸的加工精度难以保证；（2）安装齿轮的两个交叉孔的中心线必须相交处于同一基准平面内，才能确保锥齿轮的传动效果。为此，通过对该零件的加工工艺性分析，找出了合理的加工方法，保证零件的加工质量。1.3锥齿轮座的工艺分析分析可知本零件材料为灰口铸铁，HT200。该零件具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，适应于承受较大的应力，要求耐磨的零件。锥齿轮座具有两组工作表面，他们之间有一定的位置要求。由零件图可知，90mm孔和52mm孔的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组：1.以90mm孔为中心加工表面这一组加工表面包括，80mm的端面和倒角及内孔73mm、90mm的孔及退刀槽，120mm的孔，M5螺纹孔，M8螺纹孔，8锥销孔。 2.52mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：52mm的端面，孔和倒角及M6螺纹孔。这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：1.52mm孔的中心线与90mm中心线垂直度公差为0.05；2.52mm孔端面与90mm孔中心线的距离为119mm。由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。另外考虑到零件的精度不高可以在普通机床上加工。第2章 确定毛坯及绘制毛坯简图2.1选择毛坯根据零件查资料知：零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为11.7kg。生产类型为大批量，可采用砂型铸造毛坯。由于各个孔都需要预先铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量零件基本尺寸在150170之间，由表1.70可知，查得该铸件的尺寸公差等级CT为10级。由表1.70可知，机械加工余量等级MA为G级，选取CT=9级，MA为G级。表2-1用查表法确定各加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级机械加工余量/mm尺寸公差备注上下端面164G82.8顶面降一级，双侧加工52mm的端面119G3.52.5单侧加工52mm孔52G52.8孔降一级，双侧加工73mm孔73G53.2孔降一级，双侧加工圆82mm82mmG02.2圆155mm155mmG02.5表2-2 铸件主要尺寸的公差主要加工表面零件尺寸/mm总余量/mm毛坯尺寸/mm上下端面164817252mm的端面1193.5122.552mm的孔5254773mm的孔73568圆82mm82mm082圆155mm155mm01552.3绘制锥齿轮座毛坯的铸造简图由表2-1和表22所得结果，绘制毛坯简图如图2-2所示。图22 工件毛胚图第3章 拟定锥齿轮座工艺路线3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。基面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，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。3.1.1 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择52mm孔的中心线和90mm孔的中心线作为精基准。3.1.2 粗基准的选择对一般的箱体类零件来说，以底面作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，锥齿轮座以下底面作为粗基准。3.2面与孔加工方法的确定根据锥齿轮座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表3-1：表3-1 锥齿轮座各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度 Ra/m加工方案80mm孔IT136.3粗车73mm孔IT136.3粗车90mm孔IT71.6粗车半精车磨52mm孔IT71.6扩粗铰精铰两端面IT136.3粗车80mm孔的外圆面IT71.6粗车半精车距52mm孔轴线101mm的端面IT93.2粗车半精车52mm孔端面IT136.3粗铣锥销孔IT81.6钻粗绞精绞3.3加工阶段的划分该锥齿轮座的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成面加工和孔加工两个阶段。加工过程中，首先加工面，然后加工各孔，最后加工各细节部分（攻丝、拉槽等）。3.4工序的集中与分散该零件选用工序集中原则安排锥齿轮座的加工工序。该锥齿轮座的生产类型是大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。3.5工序顺序的安排3.5.1机械加工工序由于设计加工方案时要遵循“先基准后其他”原则 、“先粗后精”原则、“先主后次”原则、“先面后孔”原则。制定机械加工工序如下：表3-1 锥齿轮座各表面加工方案工序1粗车下端面工序2粗车内孔73孔工序3粗车90孔工序4粗车120孔工序5粗车上端面工序6粗车外圆面100工序7粗车80孔工序8半精车90内孔，切退刀槽3*0.5工序9半精车100外圆面，切3*1退刀槽工序10粗铣右端面工序11扩粗铰精铰52内孔工序12钻孔4M8螺纹底孔，攻丝4M8工序13钻孔4M5螺纹底孔，攻丝4M5工序14钻孔3M6螺纹底孔，攻丝3M6工序15钻孔M3螺纹底孔2通孔工序16磨90内孔工序17磨100外圆工序18磨52内孔因为工序集中有利于采用搞生产率机床；减少工件装夹次数，节省装夹工作时间；有利于保证各加工面的相互位置精度；减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作；所以最终制定机械加工工序如下：表3-1 锥齿轮座各表面加工方案工序1铸造工序2时效，硬度要求HBS187220工序3粗车下端面，粗车内孔73孔，粗车90孔，粗车120孔工序4粗车上端面，粗车外圆面100，粗车80孔工序5半精车90内孔，切退刀槽3*0.5工序6半精车100外圆面，切3*1退刀槽工序7粗铣右端面工序8扩粗铰精铰52内孔工序9钻孔4M8螺纹底孔，攻丝4M8工序10钻孔4M5螺纹底孔，攻丝4M5工序11钻孔3M6螺纹底孔，攻丝3M6工序12钻孔M3螺纹底孔,攻丝M3工序13去毛刺工序14磨90内孔工序15磨100外圆工序16磨52内孔工序17终检3.5.2热处理工序加工之前进行时效处理。3.5.3辅助工序在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该锥齿轮座工序的安排顺序为：热处理（时效处理）主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工主要表面精加工。3.6确定加工路线在综合考虑上述工序安排的原则基础上，由表3-2列出锥齿轮座的工艺路线：表32工序号工序内容工艺装备1铸造2时效，硬度要求HBS1872203粗车下端面，粗车内孔73孔，粗车90孔，粗车120孔端面车刀，内孔车刀，盲孔车刀，游标卡尺4粗车上端面，粗车外圆面100，粗车80孔外圆车刀，端面车刀，盲孔车刀，游标卡尺5半精车90内孔，切退刀槽3*0.5盲孔车刀，切槽刀，游标卡尺6半精车100外圆面，切3*1退刀槽端面车刀，切槽刀，游标卡尺7粗铣右端面端铣刀，游标卡尺8扩粗铰精铰扩孔钻，铰刀，卡尺，塞规9钻孔4M8螺纹底孔，攻丝4M86.7的麻花钻，M8丝锥，游标卡尺，螺纹塞规10 钻孔4M5螺纹底孔，攻丝4M54麻花钻，M5丝锥，游标卡尺，螺纹塞规11钻孔3M6螺纹底孔，攻丝3M65麻花钻，M6丝锥，游标卡尺，螺纹塞规12钻孔M3螺纹底孔2通孔2麻花钻，M3丝锥13去毛刺14磨90内孔砂轮，内径千分尺15磨100外圆砂轮，外径千分尺16磨52内孔砂轮，内径千分尺17终检第4章 机床设备及工艺装备的选用4.1机床设备的选用在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征，如“四面组合机床”。主要已由表3.2给出。4.2工艺装备的选用工艺装配主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。刀具、量具已在3.2给出。该零件的生产类型为大批生产，所选用的夹具均为专用夹具。第5章 加工余量、工序尺寸和公差的确定对工序进行相关计算。由表1-20可以依次确定各工序的加工精度等级为：精铰：IT7;粗铰：IT10;扩孔：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.030mm; 粗铰：0.120mm; 扩孔：0.300mm。 毛坯为空心，通孔，孔内要求尺寸精度等级介于IT7，由表2-28可查得工序尺寸及余量：扩孔：51.5 2z=4.5mm 粗铰: 51.9 2z=0.4mm精铰：52.0 2z=0.1mm37第6章 切削用量、时间定额的计算工序3粗车下端面，粗车内孔73孔，粗车90孔，粗车120孔1、加工条件（1）选择刀具1） 选择直头焊接式外圆车刀2）依据，根据表1.1，车床CA6140的中心高度，所以选择的刀杆尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度为4.5mm。3）依据，根据表1.2，粗车毛坯为45钢，可以选择YT15硬质合金刀具。4）依据，根据表1.3，车刀几何形状如表12表12 车刀几何形状角度刀角名称符号范围取值主偏角kr304545副偏角101515前角51010后角585刃倾角00倒棱前角-10 -15-10倒棱宽度0.4（0.30.8）f10.40.80.5（2）选择切削用量 1）、确定切削深度ap 由于粗加工余量仅为3mm，可在一次走刀内切完，故 ap=3mm2）、进给量依据，根据表1.4，在粗车钢料，刀杆的尺寸为16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直径小于40mm时， 依据，根据CA6140车床的使用说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验依据，根据CA6140车床的使用说明书得其进给机构允许的进给力为。依据，根据表1.21，当钢的强度=570670MPa， (预计)时，进给力为N。依据，根据表1.29-2，切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.0，故实际进给力为 N由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选的进给量可用 3）、车刀磨钝标准及耐用度T依据，根据表1.9，车刀的后刀面最大磨损量取为1.0mm（1.01.4），车刀的寿命T=60min。4）、确定切削速度依据，根据表1.28，切削速度的修正系数为=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依据，根据表1.27，切削速度的计算 故 =110m/min r/min依据，根据CA6140车床的使用说明书，选择 这时实际切削速度为 =120m/min最后决定的车削用量为。式中，根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=420mm,故 min工序4粗车上端面，粗车外圆面100，粗车80孔所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为3mm，可在一次走刀内完成，故 =3mm .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 （3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 =120 根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = .校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3，=，=，=式中，l=263mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=268mm,故 min工序5半精车90内孔，切退刀槽3*0.51、加工条件(1)、选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。（2）、背吃刀量ap 查，得半精车余量ap=1.0mm1）、进给量 依据，根据表1.6，材料为碳钢，当表面粗糙度为，（预计）时，。 依据，根据CA6140车床的使用说明书选择 2）、车刀磨钝标准及耐用度T 依据，根据表1.9，选择车刀的后刀面的最大磨损量为0.5mm,刀具的寿命T=60min。3）、切削速度 依据，根据表1.28，可查得切削速度的修正系数为=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依据，根据表1.27，切削速度的计算 故 =158m/min r/min依据，根据CA6140车床的使用说明书，选择 这时实际切削速度为 =97m/min最后决定切削用量式中，l=263mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=268mm,故 min工序6半精车100外圆面，切3*1退刀槽1、加工条件(1)、选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。（2）、背吃刀量ap 查，得半精车余量ap=1.0mm1）、进给量 依据，根据表1.6，材料为碳钢，当表面粗糙度为，（预计）时，。 依据，根据CA6140车床的使用说明书选择 2）、车刀磨钝标准及耐用度T 依据，根据表1.9，选择车刀的后刀面的最大磨损量为0.5mm,刀具的寿命T=60min。3）、切削速度 依据，根据表1.28，可查得切削速度的修正系数为=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故 =0.94 依据，根据表1.27，切削速度的计算 故 =158m/min r/min依据，根据CA6140车床的使用说明书，选择 这时实际切削速度为 =97m/min最后决定切削用量 式中，l=45mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量为,则L=47mm,故 min工序7粗铣右端面 1、加工条件：工件材料为45钢，。 (1)、选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。（2）选择切削用量 1）、确定切削深度 由于精加工余量仅为0.5mm，可在一次走刀内切完，故依据，得精车余量ap=0.5mm 2）、进给量依据，根据表1.6，加工材料为碳钢，当表面粗糙度为，（预计）时，。 依据，根据CA6140车床的使用说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验依据，根据CA6140车床的使用说明书，其进给机构允许的进给力为=3530N。查，根据表1.21，当钢的强度，=100m/min(预计)时，进给力为=375N。依据，根据表1.29-2，切削时的修正系数为，故实际进给力为 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选的进给量可用3）、车刀磨钝标准及耐用度T依据，根据表1.9，车刀的后刀面最大磨损量取为0.5mm（0.40.6），车刀的寿命T=60min。4）、确定切削速度依据，根据表1.28，可查得切削速度的修正系数为，故 =0.94 依据，根据表1.27，切削速度的计算为 故 =224m/min r/min依据，根据CA6140车床的使用说明书，选择 这时实际切削速度为 =120m/min最后决定的车削用量为。式中，l=75mm, 根据，根据表1.26，车削时的入切量以及超切量,则L=80mm,故 min工序8扩粗铰精铰52内孔计算工序8扩、粗铰、精铰52mm孔。(1)扩孔工步 1）背吃刀量的确定取双边被吃刀量p=4.5mm。2）进给量的确定查机械加工工艺简明速查手册表8.11，该工步的每转的进给量=1.31.5mm/r。3）切削速度的计算由表8.5，按工件材料为灰铸铁的条件选取，钻削速度可以取为1426m/min,而扩孔切削速度。由公式（5-1） 可求得该工序钻头转速=123.67r/min,参照表36所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速=125r/min。再将此转速带入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度：=125r/min51.5mm/1000=20.2m/min。(2)粗铰工步1)背吃刀量的确定取双面被吃刀量p=0.4mm。进给量的确定2)由表8.15，选取该工步的每转的进给量=1.2mm/r。3)切削速度的计算由表8.6，按工件材料为灰铸铁的条件选取，切削速度可以取为8.5m/min。由公式（5-1） 可求得该工序钻头转速=52.4r/min,参照表36所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速=63r/min。再将此转速带入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度=63r/min51.9mm/1000=10.26m/min。(3)精铰工步1) 背吃刀量的确定取双面被吃刀量p=0.1mm。2) 进给量的确定由表8.15，选取该工步的每转进给量=0.90mm/r。3) 切削速度的计算由表8.6，按工件材料为灰铸铁的条件选取，切削速度可以取为3m/min。由公式（5-1） 可求得该工序钻头转速=37.5r/min,参照表36所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速=47r/min。再将此转速带入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度=47r/min52mm/1000=7.67m/min。时间定额的计算基本时间的计算1）扩孔工步根据表6.2-5，本工序时间可由公式求得。式中=59mm；=24mm；，取= ，2.4mm；=4mm；=1.30mm/r；n=125r/min。将上述结果带入公式，则该工序的基本时间t=(59+2.4+4)/1.30mm/r / 125r/min=24.17s2）粗铰工步根据表6.2-5，铰圆柱孔的基本时间可由公式求得。式中、由表6.2-5按=、p=0.4mm条件查得=0.37mm；=15mm；而=59mm；=1.20mm/r；n=63r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t=(59+0.37+15)/1.20mm/r / 63r/min=59.02s。3）精铰工步根据表6.2-5，铰圆柱孔的基本时间可由公式求得。式中、由表6.2-5按=、p=0.1mm条件查得=0.19mm；=13mm；而=59mm；n=47r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t=(59+0.19+13)/0.90mm/r / 47r/min=102.39s。辅助时间的计算辅助时间与基本时间之间的关系为=(0.150.2)，该零件取=0.15,则该工序的辅助时间为：扩孔孔工步的辅助时间：=0.1524.17=3.62s；粗铰孔工步的辅助时间：=0.1559.02=8.85s；精铰工步的辅助时间：=0.15102.39=15.35s；其他时间的计算除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该锥齿轮座的生产类型大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可以忽略不计；布置工作地时间是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间是作业时间的2%4%,本工件均取3%，则各工序的其他时间（+）可按关系式（3%+3%）（+）计算，他们分别为：扩孔孔工步的其他时间：+=6%（24.17+3.62）=1.66s；粗铰孔工步的其他时间：+=6%（59.02+8.85）=4.07s；精铰工步的其他时间：+=6%（102.39+15.35）=7.06s；单件时间的计算工序VI的单件时间为三个工步单价时间的和，其中扩孔工步=24.17+3.62+1.66=29.45s；粗铰工步=59.02+8.85+4.07=71.94s；精铰工步=102.39+15.35+7.06=124.8s；因此，工序8的单件时间=+=29.45+71.94+124.8=226.19s。将上述零件的工艺规程设计的结果，填入工艺文件。工序9钻孔4M8螺纹底孔，攻丝4M8机床：摇臂钻床Z525刀具：根据参照机械加工工艺手册表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。工序1、钻孔钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到再攻丝，所以。钻削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，有：，按照机械加工工艺手册表3.1-31取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1，钻孔数为2个机动时间： (2)、攻2-M8螺纹通孔刀具：钒钢机动丝锥 进给量：查机械加工工艺手册表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：，加工数为2机动时间：本工序机动时间：。工序10钻孔4M5螺纹底孔，攻丝4M5钻螺纹底孔 取 （）所以 （）按机床选取= （）所以实际切削速度 （）切削工时（一个孔）： 攻螺纹根据表4-32选取所以 （293）按机床选取所以实际切削速度所以切削时间（一个孔）： 工序11钻孔3M6螺纹底孔，攻丝3M6钻螺孔切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由式（1.5）有：、攻螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由式（1.5）有：机动时间：这些工序的加工机动时间的总和是：工序12钻孔M3螺纹底孔,攻丝M31)背吃刀量的确定 =1.5mm。2)进给量的确定 参照课程设计表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。3)切削速度的计算 参照课程设计表5-22，切削速度v可取为20m/min。由公式n=1000v/d可求得钻头的钻速n=2123.4r/min, 参照课程设计表4-9所列Z4006型台式钻床的主轴转速，取转速n=2900r/min。在将此转速代入公式n=1000v/d中可求的实际的切削速度v=27.3m/min。工序14磨90内孔机床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A46KV6P 35040127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 0.5B20mm(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15磨100外圆机床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A46KV6P 35040127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 0.5B20mm(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16磨52内孔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/min 4)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7章 磨100外圆夹具设计7.1 磨床夹具设计要求说明利用本夹具主要用来加工磨100外圆，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。生产中需自行设计的较多是安装在磨床主轴上的专用夹具，所以零件在磨床上加工用专用夹具。7.2 磨床夹具的设计要点（1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。（2）夹具与机床主轴的连接磨床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式磨床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。心轴类磨床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与磨床前、后顶尖安装使用。7.3 定位机构图4-2 定位机构由零件图可知：在对磨100外圆行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，底面孔进行了钻、扩加工。磨100外圆时为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面一销再加两个浮动支撑调节螺栓的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。7.4 夹紧机构选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹得稳，夹得劳，夹得快。选择夹紧机构时，要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下：1. 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；2. 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。3. 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。4. 机构应尽量简单，制造、维修要方便。分析零件加工要素的性质，确定夹紧动力源类型为手动夹紧，夹紧装置为压板，压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得：所以有：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中：螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋机构，受力简图如下：图4-3 受力简图原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。7.5 零件的磨床夹具的加工误差分析为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：由参考文献5可得： 销的定位误差 ：图4-4 销的定位工件以圆孔在动配合心轴上定位，工件便会因自重始终使圆孔下母线和心轴上母线保持固定边接触此时，工件上加工平面M 的工序基准(定位圆孔中心线)向下产生偏移， 由点移至点因此，工序基准的极限位置变动量()就是加工尺寸h所产生的定位误差故有：因为：，所以：式中：一定位圆孔直径公差；一定位心轴直径公差； 一定位圆孔的最大直径；一定位心轴的最小直径；一定位圆孔与定位心轴问的最小配合间隙。上述推导过程中，等式是不成立的因为点是工件轴心线与心轴轴心线的重合点，并不是定位基准的一个极限位置点，实际上工件会因自重(或其它外力)始终使圆孔上母线与心轴上母线保持接触，加之最小配合问隙的存在，使工件定位基准(工件孔的轴心线)必然会向下移动，而不会与定位心轴的轴心线重合下面导出工件以圆孔定位时定位误差计算中基准位移误差的正确的计算公式如上图所示，工件以内孔D在圆柱心轴(或圆柱定位销)上定位，是心轴(或定位销)的轴心，即限位基准，C是对刀位置尺寸， 由于定位副有制造公差和配合间隙，使得定位基准(上件内孔轴线)与限位基准(心轴轴线)不能重合，在夹紧力或工件自重的作用下，定位基准相对于限位基准下移了一段距离，因而产生基准位移误差当工件孔的直径为最大()， 定位销的直径为最小()，定位基准的位移量Y为最大()此时，定位基准的极限下移点为；工件孔的直径为最小()，定位销的直径为最大() 时，定位基准的位移量Y为最小()此时，定位基准的极限下移点为因此：式中：一定位圆孔直径公差；一定位心轴(或定位销)直径公差。 夹紧误差 ： 其中接触变形位移
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