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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目： 制定法蘭盤零件(圖5-21)的加工工藝,設(shè)計(jì)鉆16XM4底孔的鉆床夾具
專 業(yè)： 機(jī)械電子工程
班 級(jí)： 機(jī)電12-2
學(xué) 號(hào)： 1230120221
姓 名： 吳建新
指導(dǎo)教師： 張學(xué)偉
機(jī)械工程系
2015年 11 月 20 日
目 錄
一．序言……………………………………………2
二．零件的分析……………………………………2
1．零件的作用…………………………………2
2．零件的工藝分析……………………………2
三．工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………3
（一）．確定毛坯的制造形式…………………3
（二）．基面的選擇……………………………4
（三）．制定工藝路線…………………………5
（四）．機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時(shí)的確立……………7
四．夾具設(shè)計(jì)………………………………………24
五．總結(jié)………………………………………26
六、參考文獻(xiàn)……………………………………………27
一、序 言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。
機(jī)械制造技術(shù)是一門非常重要的技術(shù)，人類的發(fā)展過(guò)程就是一個(gè)不斷的制造過(guò)程。
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝學(xué)、進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，另外，也為以后作好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。
（1）能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的時(shí)間知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。
（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工的夾具的能力。
（3）學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運(yùn)用。
就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作打下良好基礎(chǔ)。
二、 零件的分析
（一）零件的作用
（二）零件的工藝分析
法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以Φ45.5為中心 ,包括:兩個(gè)Φ164mm的端面, 尺寸為Φ80H7mm的圓柱面, 尺寸為Φ94mm的圓柱面及上面的8XM4mm的透孔. Φ94mm的外圓柱面及上面的6個(gè)Φ8.5mm的銷孔, Φ94mm端面是距離中心線為15mm的一個(gè)平面.
這組加工表面是以Φ45.5mm為中心,其余加工面都與它有位置關(guān)系,可以先加工它的一個(gè)端面,再借助專用夾具以這個(gè)端面為定位基準(zhǔn)加工另一端面,然后再加工其它加工表面
三. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一） 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT50，由于零件的設(shè)計(jì)要求為中批生產(chǎn)的水平，選通用設(shè)備,而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。故從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是可以的。
（二） 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚著，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
1） 粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)的工序提供精基準(zhǔn)。對(duì)本零件而言，由于每個(gè)表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)（這就是粗基準(zhǔn)選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取Φ164外圓柱面和端面作為粗基準(zhǔn)。在車床上用三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。
2）精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。
（三） 制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序盡量集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
采用車削端面，可以保證精度, 由于各端面及外圓柱面都與Φ45.5軸線有誤差保證，所以加工各端面及外圓柱面時(shí)應(yīng)盡量選用Φ45.5孔為定位基準(zhǔn)。
1.工藝路線方案一：
工序 1 粗車Φ164端面及外圓柱面，粗車B面，
工序 2 粗車Φ94端面及外圓柱面
工序 3 鉆、擴(kuò)、粗絞Φ45.5的孔
工序 4 粗車Φ164、Φ94外圓柱面上的倒角，粗車Φ45.5孔B面的倒角
工序 5 粗車Φ164端面及外圓柱面，粗車A面，粗銑Φ80H7孔的端面及外圓柱面, 粗車Φ45.5孔A面的倒角
工序 6 熱處理,
工序 7 半精車Φ164的端面及外圓，半精車A面
工序 8 半精車Φ80H7的端面及外圓，半精車Φ45.5孔A面的倒角
工序 9 半精車Φ164的端面及外圓，半精車B面
工序 10 半精車Φ94的端面及外圓,半精車Φ45.5孔B面的倒角
工序 11 鉆、擴(kuò)、絞Φ8.5的孔，鉆、絞M4的孔
工序 12 精車Φ164、Φ94的A端面及外圓柱面
工序 13 精車Φ164、Φ80H7的B端面及外圓柱面
工序 14 去毛刺, 清洗, 終檢
2.工藝路線方案二：
工序 1 粗車Φ164端面及外圓柱面，粗車B面，
工序 2 粗車Φ94端面及外圓柱面
工序 3 鉆、擴(kuò)、粗絞Φ45.5的孔
工序 4 粗銑Φ94圓柱面上的平面
工序 5 半精車Φ164的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ94的外圓柱面，粗車Φ164、Φ94外圓柱面上的倒角，粗車Φ45.5孔B面的倒角
工序 6 粗車Φ164端面及外圓柱面，粗車A面，粗銑Φ80H7孔的端面及外圓柱面, 粗車Φ45.5孔A面的倒角
工序 7 熱處理,精車Φ164的端面及外圓，精車A面
工序 8 精車Φ80H7的端面及外圓，精車Φ45.5孔A面的倒角
工序 9 精車Φ164的端面及外圓，精車B面
工序 10 精車Φ94的端面及外圓,精車Φ45.5孔B面的倒角
工序 11 鉆、絞、擴(kuò)Φ45.5的孔
工序 12 鉆Φ8.5的孔，鉆、絞M4的孔
工序 13 磨Φ164、Φ94的端面及外圓柱面
工序 14 磨B面
工序 15 磨A面及Φ80H7的端面及外圓
工序 16 去毛刺
工序 17 清洗,終檢
3、工藝方案的比較與分析：
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案二 采用同時(shí)粗車,精車加工兩個(gè)端面，可以提高效率，而方案一采用分別車削端面，可以保證精度，方案一把保證精度放在首位，方案二把效率放在首位,兩相比較故選用方案一分別車削兩端面。
以上工藝過(guò)程詳見“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片”。
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時(shí)的確立
“法蘭盤”零件材料為HT50，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：
1.Φ80H7mm外圓表面
外圓表面為IT7級(jí)，參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精車外圓
0.6
80
0.017
Φ
半精車外圓
1.4
81.4
0.1
Φ
粗車外圓
3
84.4
+0.3
Φ
毛坯
5
89.4
0.5
Φ
2.外圓表面Φ164mm
參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精車外圓
0.6
164
-0.46
Φ
半精車外圓
1.4
164.6
粗車外圓
4
166
毛坯
6
170
0.8
Φ
3．Φ94mm中外圓柱面
參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精磨外圓
0.2
94
-0.6
Φ
粗磨外圓
0.8
94.2
半精車外圓
1
165.2
粗車
2
97.2
毛坯
60
157.2
1
Φ
4．孔Φ45.5mm
參照《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定各工序尺寸及加工余量
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
鉸孔
0.2
45.5
+0.045
Φ45.5
擴(kuò)孔
0.9
45.3
+0.1
Φ45.3
鉆孔
0.9
43.5
+0.6
Φ43.5
毛坯
10
5. Φmm的端面
1）按照《工藝手冊(cè)》，鑄件重量為1.6kg，Φmm端面的單邊加工余量為2.0～3.0，取Z=2.0mm，鑄件的公差按照表6-28，材質(zhì)系數(shù)取，復(fù)雜系數(shù)取，則鑄件的偏差為；
2）精車余量：?jiǎn)芜厼?.2mm（見《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表3.2-2），精車公差既為零件公差-0.08；
3）半精車余量：?jiǎn)芜厼?.6mm（見《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表11-27），半精車公差的加工精度為IT9，因此可以知道本工序的加工公差為-0.12mm；
4）粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm；
粗車公差：現(xiàn)在規(guī)定本工步（粗車）的加工精度為IT11級(jí)，因此，可以知道本工序的加工公差為-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)就是含義上的加工余量，實(shí)際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；
可以知道：
毛坯名義尺寸為：164+2=166（mm）
毛坯的最大尺寸：166+0.7=166.7（mm）
毛坯的最小尺寸：166-0.8=165.2（mm）
粗車后最大尺寸：164+1.2=165.2（mm）
粗車后最小尺寸：165.2-0.32=164.88（mm）
半精車后最大尺寸：164+0.6=164.6（mm）
半精車后最小尺寸：164.6-0.12=164.48（mm）
精車后尺寸為164mm
加工余量計(jì)算表
工序
加工尺寸
及公差
鑄造毛坯
粗車
半精車
精車
加工前尺寸
最大
166.7
165.2
164.6
最小
165.2
164.88
164.48
加工后尺寸
最大
166.7
165.2
164.6
164.12
最小
165.2
164.88
164.48
163.66
加工余量
2
1.2
0.6
0.2
加工公差
-0.32
-0.12
-0.46
法蘭盤的鑄件毛坯圖見附圖
（五）確定切削用量及基本工時(shí)
1.1 工序 1 粗車Φ端面及外圓柱面，粗車B面，
1.加工條件
工件材料：HT50 δb=220MPa 模鑄
加工要求：車削Φmm端面及外圓柱面，粗車B面
機(jī)床：臥式車床
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計(jì)算切削用量
(1) 粗車Φmm端面
1) 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為2mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm
2) 進(jìn)給量f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16×25 mm>2~4mm,以及工件直徑為164時(shí)，f =0.6~1.0mm/r
按車床說(shuō)明書（見切削手冊(cè)）取 f =0.9mm/r
3) 計(jì)算切削速度，按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命T=60min) (m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=148.8(m/min)
4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 502r/min
按機(jī)床說(shuō)明書(見《工藝手冊(cè)》表4.2-8),與502r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。
所以實(shí)際切削速度v=110r/min/。
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
L==81mm , =2mm, =0, =0
tm===0.27(min)
(2) 粗車Φmm外圓柱面，同時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度
1) 切削深度，單邊余量Z=2mm,分二次切除。
2) 進(jìn)給量， 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.9mm/r
3)計(jì)算切削速度 ?。?32m/min
4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 256r/min
與256r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min現(xiàn)選取480r/min
所以實(shí)際切削速度 ==
5) 檢驗(yàn)機(jī)床功率
＝
其中?。?985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15，
===0.63
=0.61
=29851.00.52400.630.89=1122.4(N)
切削時(shí)消耗功率＝＝＝2.46(KW)
CA6140主電機(jī)功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時(shí)主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。
6) 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力＝1122.4N.徑向切削力
＝
其中 ＝1940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3，
===0.59
=0.5
所以 =19401.50.52400.590.5=203(N)
而軸向切削力 ＝
其中?。?880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4，
===0.34
=1.17
軸向切削力 =28801.50.52400.341.17=442(N)
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N
而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)床可承受的最大縱向力為3530N(見《切削手冊(cè)》表1.30)故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
7)切削工時(shí) t=
其中l(wèi)=15mm =4mm =2mm
所以 t=＝0.4min
工序 2 粗車Φ端面及外圓柱面
機(jī)床：臥式車床
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
(1) 粗車Φmm端面
1) 切削深度。單邊余量Z=1.2mm
2) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=437m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 595r/min
與595r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min。現(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=47mm; =4mm; =2mm;
t=i=x1=0.09(min)
(2) 粗車Φmm外圓柱面
1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 分2次切除。
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.8mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=95m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 305r/min
與305r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為365r/min。現(xiàn)選取=365r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，
t=i ;其中l(wèi)=35mm; =5mm; =0mm;
t=i=x2=0.13(min)
工序 3 鉆、擴(kuò)Φ45.5的孔
(1) 鉆Φ43.5mm孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼鉆頭W43Cr4V.
1)進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊(cè)》表10-66,當(dāng)鑄鐵≤HB200時(shí)，D=Φ43時(shí)，取f=0.3mm/r
2)切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-70,及10-66,查得
V=35m/min.
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 259r/min
,與259r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為320r/min?，F(xiàn)選取=320r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
4)削工時(shí)。
t=i ;其中l(wèi)=15mm; =4mm; =0mm;
t= ==0.27(min)
(2) Φ45.5mm孔
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
式中的、——加工實(shí)心孔進(jìn)的切削用量.
現(xiàn)已知
=0.36mm/r (《切削手冊(cè)》)表2.7
=42.25m/min (《切削手冊(cè)》)表2.13
1) 給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)床選取0.5mm/r
2) 削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 120.8r/min
與120.8r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為150r/min?，F(xiàn)選取=150r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5) 削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=15mm; =4mm; =0mm;
t= ==0.27(min)
工序 4 粗車Φ164、Φ94外圓柱面上的圓倒角R2,R3
1)確定背吃刀量a； 半車的余量為0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。
2)確定進(jìn)給量：查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.6：加工材料HT200、工件直徑100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度為1.6，刀尖圓弧半徑0.5mm，則進(jìn)給量為0.10~0.15 mm/r。再根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書，取橫向進(jìn)給量取f =0.12mm/r。車刀耐用度T=60mm。
3)確定切削速度V ：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27，=142.020 m/min=452.292 r/min按CA6140車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2－8）選擇與452.292r/min相近似 的機(jī)床轉(zhuǎn)速n =450r/min,則實(shí)際切削速度V = 141.3m/min。
4）計(jì)算基本工時(shí)：按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》公式計(jì)算：T=0.315min。
工序 5 粗車Φ164端面及外圓柱面，粗車A面，粗銑Φ80H7孔的端面及外圓柱面,
加工要求：車削Φmm端面及外圓柱面，粗車A面
機(jī)床：臥式車床
刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,
=12,=0.5mm
2．計(jì)算切削用量
(1) 粗車Φmm端面
1) 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為2mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm
2) 進(jìn)給量f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中表2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為16×25 mm
>2~4mm,以及工件直徑為164時(shí)，f =0.6~1.0mm/r
按車床說(shuō)明書（見切削手冊(cè)）取 f =0.9mm/r
3) 計(jì)算切削速度，按《切削手冊(cè)》表1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命T=60min
(m/min)
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=148.8(m/min)
4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速
ns== 502r/min
按機(jī)床說(shuō)明書(見《工藝手冊(cè)》表4.2-8),與502r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。
所以實(shí)際切削速度v=110r/min/。
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
L==81mm , =2mm, =0, =0
tm===0.27(min)
(2) 粗車Φmm外圓柱面，同時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度
1) 切削深度，單邊余量Z=2mm,分二次切除。
2) 進(jìn)給量， 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.9mm/r
3)計(jì)算切削速度 ?。?32m/min
4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 256r/min
與256r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min現(xiàn)選取480r/min
所以實(shí)際切削速度 ==
5) 檢驗(yàn)機(jī)床功率
?。?
其中?。?985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15，
===0.63
=0.61
=29851.00.52400.630.89=1122.4(N)
切削時(shí)消耗功率＝＝＝2.46(KW)
CA6140主電機(jī)功率為7.5kw.轉(zhuǎn)速為480r/min時(shí)主軸傳遞的最大功率為4.5kw,機(jī)床功率足夠，可以正常加工。
6) 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力＝1122.4N.徑向切削力
＝
其中?。?940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3，
===0.59
=0.5
所以 =19401.50.52400.590.5=203(N)
而軸向切削力 ＝
其中?。?880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4，
===0.34
=1.17
軸向切削力 =28801.50.52400.341.17=442(N)
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1,則切削羅在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N
而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)床可承受的最大縱向力為3530N(見《切削手冊(cè)》表1.30)故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
7)切削工時(shí) t=
其中l(wèi)=10mm =0mm =0mm
所以 t=＝0.02min
8)粗銑Φ80H7孔的端面及外圓柱面,
加工條件：工件材料：HT50,σb =0.16GPa HB=190～241,金屬型鑄造。
加工要求：以φ80H7孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ80孔,孔的精度達(dá)到IT7。
機(jī)床： 立式鉆床525
1）. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° °
2）.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
所以，
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
（4）校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3）.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：
擴(kuò)鉆：
鉸孔：
精鉸：
工序7 半精車Φ164的端面及外圓，半精車A面
(1) 半精車Φ164mm端面
1) 切削深度 單邊余量Z=1.2mm
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=437m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 532r/min
與532r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
t=i ;其中l(wèi)=2mm; =0mm; =0mm;
t=i=1=0.02(min)
(2) 半精車Φmm外圓柱面
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.2mm
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=96m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 235r/min
與235r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為260r/min?，F(xiàn)選取=260r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
工序 8 半精車Φ80H7的端面及外圓，半精車Φ45.5孔A面的倒角
(1) 半精車Φ80H7的端面
粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。
進(jìn)給量f 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-2.取f＝0.2mm/r
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速＝480r/min
所以切削工時(shí) tm==＝0.44（min）
(2) 半精車Φ80H7mm外圓柱面
粗精加工的切削用量除了進(jìn)給量和切削深度外都相同，故其余在此省略
進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-2 取f=0.2mm/r
主軸轉(zhuǎn)速 n=480r/min
所以切削工時(shí) t==0.33 min
工序 9 半精車Φ164的端面及外圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.2mm 分兩次切除。
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=98m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 589r/min
與589r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min。現(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=35mm; =5mm; =0mm;
t=i==0.66(min)
(2) 半精車Φ164外圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.2mm 一次切除。
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=138m/min
4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 267r/min
與267r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為260r/min?，F(xiàn)選取=260r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
t=i ;其中l(wèi)==35mm; =5mm; =0mm;
t=i==0.76(min)
工序 10 半精車Φ94的端面及外圓,半精車Φ45.5孔B面的倒角
1) 進(jìn)給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)床選取0.5mm/r
2) 削速度 按切削手冊(cè)選取v=0.4×48.25=19.3m/min.
3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 65.3r/min
與65.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為150r/min。現(xiàn)選取=150r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
4) 工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=47mm; =5mm; =0mm;
t= ==0.69(min)
工序 11 鉆、擴(kuò)、絞Φ8.5的孔，鉆、絞M4的孔
(1) 鉆Φ8.5的孔
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼鉆頭W43Cr4V.
1)進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊(cè)》表10-66,當(dāng)鑄鐵≤HB200時(shí)，D=Φ8.5時(shí)，取f=0.3mm/r
2)切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-70,及10-66,查得
V=35m/min.
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 131r/min
,與131r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為150r/min。現(xiàn)選取=150r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
4)削工時(shí)。
t=i ;其中l(wèi)=5mm; =0mm; =0mm;
t= ==0.22(min)
(2) 鉆、絞8-M4mm的孔
(1)8-M4mm孔
1)鉆Φ4mm孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ4.
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 2388r/min
與2388r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為2012r/min?，F(xiàn)選取=2012r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =0mm; =0mm;
t= ==0.04(min)
鉆16次的總時(shí)間為16t=16x0.04=0.64min
工序 12 精車Φ164、Φ94的A端面及外圓柱面
(1)精車Φ164的A端面
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.2mm 分兩次切除。
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=98m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 589r/min
與589r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=82mm; =0mm; =0mm;
t=i==1.36(min)
(2) 精車Φ164外圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.2mm 一次切除。
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=138m/min
4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 267r/min
與267r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為260r/min?，F(xiàn)選取=260r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =0mm; =0mm;
t=i==0.25(min)
工序 13 精車Φ164、Φ80H7的端面及外圓柱面
(1)精車Φ164的端面
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.2mm 分兩次切除。
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
1.440.81.040.810.97=98m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 589r/min
與589r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=82mm; =0mm; =0mm;
t=i==1.36(min)
四、夾具設(shè)計(jì)
（一）定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖知，16xM4mm孔對(duì)φ94mm段右側(cè)端面有一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以φ164mm平面的A 面為主要定位基準(zhǔn)面，以φ94mm外圓表面為輔助定位面，共限制6個(gè)自由度，其中與φ94mm孔軸線同方向的自由度被重復(fù)限制，但起到增強(qiáng)定位穩(wěn)定性的作用，因此這一定位方案可行。
為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，將鉆套設(shè)計(jì)成快換鉆套刀具：YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位鉆頭( 見《切削手冊(cè)》表3.28)
其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=75，UF=1.0，d0=100，
∴F=54.5×4.50.9×0.180.74×75×10/(100×2550)≈444.64(N)
水平分力：FH=1.1F實(shí)≈489.1(N)
垂直分力：FV=0.3F實(shí)≈133.39(N)
在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)
（二）誤差分析
夾具的主要定位元件為定位套，該定位套是根據(jù)零件定位方案設(shè)計(jì)的專用件，各定位面加工后對(duì)φ8.5mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計(jì)。鉆孔位置主要由鉆套鉆模板引導(dǎo)，因此孔的位置加工偏差主要由鉆套中心位置尺寸偏差決定。查文獻(xiàn)[4]表3-17，普通精度的鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保證
總結(jié)
通過(guò)這三周的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)；通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立了正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意思和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，熟悉掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，也培養(yǎng)了分析和解決問(wèn)題的能力；通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及對(duì)運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)了一個(gè)全面的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程技能的訓(xùn)練。
在具體做的過(guò)程中，從設(shè)計(jì)到計(jì)算，從分析到繪圖，讓我更進(jìn)一步的明白了作為一個(gè)即將踏上社會(huì)的學(xué)生,要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和不厭其煩的細(xì)心，要有精益求精、追求完美的一種精神。從開始的總體設(shè)計(jì)，讓我清楚的了解了自己接下來(lái)要完成的任務(wù)，也很好的鍛煉了自己自主學(xué)習(xí)的能力；不但考驗(yàn)了自己計(jì)算過(guò)程中的細(xì)心程度還提高了自己快速查閱資料的能力；在最后的繪圖過(guò)程中，再次鍛煉并提高了自己繪圖的能力。在這個(gè)過(guò)程中也遇到了些許的問(wèn)題，在面對(duì)這些問(wèn)題的時(shí)候自己曾焦慮，但是最后還是解決了。才發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們面對(duì)很多問(wèn)題的時(shí)候所采取的具體行動(dòng)也是不同的,這當(dāng)然也會(huì)影響我們的結(jié)果.很多時(shí)候問(wèn)題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問(wèn)題的心態(tài),而不是看我們過(guò)去的能力到底有多強(qiáng),那是一種態(tài)度的端正和目的只有這樣把自己身置于具體的問(wèn)題之中,我們才能更好的解決問(wèn)題?，F(xiàn)在把這個(gè)課程做完了才發(fā)現(xiàn)自己對(duì)以前學(xué)的知識(shí)點(diǎn)有了更好的理解，知識(shí)只有放在實(shí)踐運(yùn)用上才能體現(xiàn)他的價(jià)值才能更好地被大家接受，所以這門實(shí)踐課是很有必要的，也是大家很有必要去認(rèn)真做的。
在這個(gè)過(guò)程中，要謝謝張老師對(duì)我的指導(dǎo)，在張老師的講解下讓我對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程以及繪圖過(guò)程有了很好的了解，對(duì)我后面的整體的設(shè)計(jì)和繪圖的進(jìn)行有了很大的幫助,謝謝老師的幫助。
參考文獻(xiàn)
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