后法蘭盤零件的加工工藝及鉆φ7斜孔的鉆床夾具設計【說明書+CAD】
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哈爾濱理工大學課程設計說明書
機械制造技術課程設計說明書
設計題目：制定后法蘭盤零件的加工工藝，設計鉆Φ7斜孔的鉆床夾具
專 業(yè)： 機械電子工程
班 級： 12-3
學 號： 1230120331
姓 名： 朱欣桐
指導教師： 張中然
機械工程系
2015年11月20日
目錄
一、序言 1
二、零件分析 2
（一）零件作用 2
（二）零件的工藝分析 2
三、選擇毛坯 3
（一）確定毛坯的成型方法 3
（二）鑄件結構工藝性分析 4
（四）鑄造工藝參數(shù)的確定 4
四、工藝規(guī)程設計 4
(一)定位基準的選擇 4
（二）工件表面加工方法的選擇 5
（三）制定工藝路線 6
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯配尺寸的確定 10
五 夾具設計 35
（一）確定設計方案 36
（二）定位誤差分析 37
（三）產(chǎn)生定位誤差的原因 37
（四）定位誤差的計算 38
（五）夾具的使用說明 40
六、總結 41
七、參考文獻 42
43
一、序言
機械制造工藝課程設計是在我們完成了全部基礎課、技術基礎課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們?nèi)甑拇髮W生活中占有重要的地位。
通過本次課程設計，應該得到下述各方面的鍛煉：
1.能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。
2.提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
3.會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。
就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。
二、零件分析
（一）零件的作用
對于我們大多數(shù)人來說可能是聽說過法蘭一詞但是我們卻并不知道它準確是干什么的現(xiàn)在我們就對這個詞加以說明，法蘭連接(flange，joint)由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成。墊片放在兩法蘭密封面之間，擰緊螺母后，墊片表面上的比壓達到一定數(shù)值后產(chǎn)生變形，并填滿密封面上凹凸不平處，使聯(lián)接嚴密不漏。法蘭連接是一種可拆連接。按所連接的部件可分為容器法蘭及管法；按結構型式分，有整體法蘭、活套法蘭和螺紋法蘭。常見的整體法蘭有平焊法蘭及對焊法蘭。平焊法蘭的剛性較差，適用于壓力p≤4MPa的場合；對焊法蘭又稱高頸法蘭，剛性較大，適用于壓力溫度較高的場合。
（二）零件的工藝分析
法蘭盤共有兩組加工的表面。先分述如下：
1) 以Φ151mm、Φ125mm、Φ78mm三孔為精基準的加工表面。
這一組加工表面包括：一個Φ78的孔及其倒角；一個Φ196外圓及其倒角；Φ150外圓及其倒角；Φ83外圓及其倒角；Φ110外圓及其倒角；Φ125外圓及其倒角；Φ151外圓及其倒角；Φ196左端面；6×Φ11通孔；6×Φ18止端孔。
2) 以Φ150右端面為基準加工表面。
這一組加工表面包括：Φ196右端面；3×0.5退刀槽；Φ5孔； 6×M6螺孔；R25半圓。
這兩組加工表面之間有著一定的位置要求：
1） Φ196左端面與Φ151、Φ125、Φ78軸形位公差0.03mm。
2） 6×Φ11孔軸線與Φ196外緣位置公差0.6mm，同時與Φ151、 Φ125、Φ78軸線垂直相交。
經(jīng)過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。
三、選擇毛坯
（一）確定毛坯的成型方法
該零件材料為HT200。由于其鑄造性能良好，且為中批生產(chǎn)，可選擇砂型鑄造機器造型。
毛坯的熱處理方式 鑄件鑄造后應安排時效處理，以消除殘余的鑄造應力，防止在機械加工過程中出現(xiàn)變形情況。
（二）鑄件結構工藝性分析
該零件因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產(chǎn)生白口鐵組織，但因為此件對防止白口的要求不嚴，又采用砂型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢，故能滿足使用要求。
（三）鑄造工藝方案的確定
根據(jù)鑄件的尺寸較小，形狀比較簡單，而且選用灰口鑄鐵為材料，并且鑄件的表面精度要求不高，結合生產(chǎn)條件（參考《機械制造技術基礎課程設計》表2-6選用砂型鑄造。
（四）鑄造工藝參數(shù)的確定
按手工砂型鑄造，灰鑄鐵查《金屬工藝學課程設計》表1-11，查得加工余量等級為，轉(zhuǎn)查表1-12。
四、工藝規(guī)程設計
(一)定位基準的選擇
工藝規(guī)程設計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正進行。
1）粗基準的選擇。
對于法蘭盤零件而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相互位置精度較高的不加工表面作粗基準。選擇比較平整、平滑、有足夠大面積的表面，并且不許有澆、冒口的殘跡和飛邊。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取右邊Φ45外圓及Φ90的右端面的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊Φ45外圓可同時削除 五個自由度，再以的Φ90右端面定位可削除一個自由度。
對外圓 Φ196、Φ150、Φ110和Φ151、Φ125、Φ78（共兩塊V形塊加緊，限制４個自由度，底面兩塊支撐板定位面限制1個自由度，使缺少定位，不過是可以靠兩個V形塊加緊力來約束Ｚ軸的扭轉(zhuǎn)力，然后進行鉆削）的加工，這樣對于回轉(zhuǎn)體的發(fā)蘭盤而言是可以保證相關面的標準，確保的圓周度。
2）精基準的選擇。
以Φ151、Φ125、Φ78為精基準加工表面。這一組加工表面包括：右3×2退刀槽；Φ5和M6孔。因為主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。
（二）工件表面加工方法的選擇
1) Φ196mm的左端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度為 Ra6.3um，要粗車，半精車。
2) Φ125JS6mm的內(nèi)圓柱面公差等級為IT7表面粗糙度為Ra1.6um，需要粗 車，半精車，精車，磨削。
3) B面與A面，其端面尺寸精度高，表面粗糙度都為Ra1.6um，需要 粗車，半精車，精車，磨削。
4) Φ196mm外圓柱面尺寸精度不高，表面粗糙度為Ra6.3um，需要粗車，半精車。
5) Φ150K6mm的外圓柱面，表面精度高，表面粗糙度為Ra1.6μm，需 要粗車，半精車，精車，磨削。
6) Φ110mm的端面表面粗糙度為Ra1.6μm，需要粗車，半精車，精車， 磨削
7) Φ78mm的內(nèi)圓柱面表面粗糙的為Ra=6.3um，需要粗 車，半精車。
8) Φ18及Φ11的螺栓孔表面粗糙度為Ra1.6μm，需粗鏜， 精鏜。
9） Φ110mm的內(nèi)圓柱面粗糙度為Ra1.6μm，需粗鏜， 精鏜。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1） 工藝路線方案一
工序Ⅰ Φ196粗車。粗車Φ150。粗車Φ196外圓。粗車Φ110外圓。
工序Ⅱ 粗車R25半圓。
工序Ⅲ 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ151、Φ125、Φ78孔并車孔左端的倒角。
工序Ⅳ 半精車Φ196、Φ150左端面，半精車外圓Φ110、Φ150、Φ196，車柱體上的倒角C1.5。
工序Ⅴ 車槽3×0.5。倒角C2圓角
工序Ⅵ 粗銑、精銑Φ90柱體的兩側面。
工序Ⅶ 鉆Φ5孔，M6螺孔。
工序Ⅷ 鉆6×Φ11孔，6×Φ18止端孔。
工序Ⅸ 磨削B面，即兩端面。
工序Ⅹ 磨削外圓面Φ196、Φ150?！ ?
工序Ⅺ 刻字刻線。
工序Ⅻ 鍍鉻。
工序ⅩⅢ 檢測入庫。
2） 工藝路線方案二
工序Ⅰ 粗車Φ196柱體。
工序Ⅱ 粗加工Φ151、Φ125、Φ78孔：鉆中心孔Φ76，擴孔Φ77.8。
工序Ⅲ 粗車外圓Φ110 、Φ196、Φ150，半精車外圓Φ110 、Φ150、Φ196、，車Φ196柱體的倒角，車Φ110 柱體的過度倒圓。
工序Ⅳ 車槽3×2，粗車、半精車外圓 外圓及倒角。
工序Ⅴ 粗鉸Φ150.5、Φ124.5、Φ77.5。精鉸Φ151、Φ125、Φ78。
工序Ⅵ 粗鉆Φ6.8，Φ擴孔7.
工序Ⅶ 鉸M6螺孔。
工序Ⅷ 鉆 Φ5孔。
工序Ⅸ 鉆 6×Φ11通孔， 6×Φ18止端孔。
工序Ⅹ 磨B面，即 兩端面。
工序Ⅺ B面拋光
工序Ⅻ 刻字刻線
工序XIII Φ196外圓鍍鉻
工序XIV 檢驗入庫
3） 工藝方案的比較與分析
上述兩種工藝方案的特點在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原則來加工的，先粗加工半精加工精加工。給鉆Φ151、Φ125、Φ78孔確定基準，確?？椎男形还?，不過一次性加工好Φ151、Φ125、Φ78孔，同時零件Φ151、Φ125、Φ78孔要求很高的，在后面的加工會對它的精度的影響，并且Φ196和Φ150右端面要與Φ151、Φ125、Φ78軸有一定位置公差，這樣很難保證它們的位置的準確性。而方案二是只給Φ20鉆孔保證底座平面度，不過鉆頭的下鉆時不能準確定位，會影響的Φ151、Φ125、Φ78位置公差，從而也影響后面加工的Φ196和Φ150的端面跳動。不過在方案二中Φ151、Φ125、Φ78孔粗鉆擴和鉸是分開加工，粗鉸ΦΦ150.5、Φ124.5、Φ77.5孔。2、精鉸Φ151、Φ125、Φ78孔，放在精車Φ196、Φ150前面，這樣確保左端面和右端面要與軸有一定位置公差。綜合的方案如下：
工序Ⅰ 粗車Φ196外圓。粗車Φ110外圓。粗車Φ150外圓。
工序Ⅱ 粗車Ф78內(nèi)圓、粗車Ф110內(nèi)圓、粗車Ф150內(nèi)圓。
工序Ⅲ 鉆Φ6.8孔、擴Φ7孔。
工序Ⅳ 半精車Φ196外圓。半精車左Φ110外圓。半精車Φ150外圓并倒角C1.5。車過渡圓角R2。
工序Ⅴ 半精車Ф78內(nèi)圓、半精車Ф110內(nèi)圓、半精粗車Ф125內(nèi)圓、半精車Ф150內(nèi)圓。倒角C7。切槽3×0.5。
工序Ⅵ 粗鉸Φ3。精鉸Φ5。
工序Ⅶ 倒角。
工序Ⅷ 粗銑兩端面。精銑兩端面。
工序Ⅸ 鉆Ф5孔、Ф7斜孔。鉸M6螺孔。
工序Ⅹ 鉆 6×Φ11透孔，6×Φ18止端孔。
工序Ⅺ 磨外圓。磨B面，即 兩端面。
工序Ⅻ 磨R25半圓
工序XIII B面拋光
工序XIV 刻字刻線
工序XV 鍍鉻
工序XVI 檢驗入庫。
總工藝方案的分析：本方案基本克服了一二方案的缺點，繼承它們的優(yōu)點。可以做到先粗加工=>半精加工=>精加工，Φ151粗鉆擴和鉸是分開加工，粗鉸Φ4.94。2、精鉸Φ4，放在精車Φ196、Φ150，這樣確保Φ196和Φ150要與中心軸有一定位置公差?？梢源_保Φ151加工面精度。
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯配尺寸的確定
“法蘭盤”零件材料為HT200，硬度190HBS，毛坯重量約為2.8KG，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械加工余量，工序及毛坯尺寸如下：
1） 車Φ196外圓表面加工余量及公差。
查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取外圓表面長度余量均為2Z=6mm（均為雙邊加工）
車削加工余量為：
粗車: 2× 2.5mm
半精車: 2×0.3mm
精車 : 2×0.2mm
2） 車Φ196 、Φ150、Φ110外圓表面加工余量：
粗車: 2× 2mm
半精車: 2×0.3mm
精車 : 2×0.2mm
3) 鉆孔（Φ151、Φ125、Φ78）
查《工藝手冊》表2.2～2.5，先鉆出來直徑是Φ149、Φ123、 Φ76, 工序尺寸加工余量：
鉆孔 Φ149、Φ123、Φ76
擴孔 0.9mm
粗鉸孔 0.07 mm
精鉸 0.03mm
4) 鉆孔（Φ5）
一次性加工完成，加工余量為2Z=9mm
5) 銑削加工余量：
粗銑: 5mm
精銑: 2 mm
粗銑: 149mm、123mm、76mm
精銑: 3 mm
其他尺寸直接鑄造得到。
由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。
5) 確定切屑用量及基本工時
工序Ⅰ
（一).粗車Ф196外圓
1）選擇刀具：
90°焊接式直頭外圓車刀，刀片厚度5mm，YG6硬質(zhì)合金，前刀面帶倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃傾角－10°，刀尖圓弧直徑0.5mm。
2）確定切削用量
a 確定背吃刀量
粗車外圓，加工余量為2.5mm(半徑值)，一次走刀，則ap=2.5mm。b 確定進給量
由《切削用量簡明手冊》HT200，ap=2.5mm,工件直徑為100mm，則f=0.8~1.2 mm/r。再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2—3查取f =0.92 mm/r。
c 選擇刀具磨鈍標準及耐用度
由《切削用量手冊》表1.9查取后刀面磨損最大限度為0.8~1.0 mm，焊接耐用度T=60min。
d 確定切削速度V：
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.11查取：V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.5mm、f =0.92mm/r、車刀為YG6硬質(zhì)合金查得),由于實際車削過程使用條件的改變，查取切削速度修正系數(shù)：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。則修正后的
V`=1.33×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=49.5 m/min 則：n = 157.6r/min
按C365L車床轉(zhuǎn)速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－2）選擇與157.5r/min相近的機床轉(zhuǎn)速n =183r/min,則實際切削速度V = 57.5m/min。
綜上，此工步的切削用量為：a =2.5mm，f =0.92 mm/r, n =183r/min, V =57.5m/min。
3) 計算基本工時：
T= (12+3+3+0)×1/(0.92×183)=0.107min。
(二).粗車Ф150外圓
1）選擇刀具：與粗車Ф196外圓同一把。
2）確定切削用量
a 確定背吃刀量
粗車外圓加工余量2mm（半徑值），一次走刀，ap=2mm.。
b 確定進給量：
由《切削用量簡明手冊》材料HT200刀桿16×25㎜^2，工件直徑50㎜，切深2mm,則 f為0.4—0.5mm/r,由《機械制造工藝設計簡明手冊》f=0.41mm/r.
c 確定切削速度V:
查《切削用量簡明手冊》，YG6硬質(zhì)合金加工HT200（180-199HBS）,ap=2mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系數(shù)：
Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0, Ksv=0.85,Kkv=1.0。則修正后的：
V=1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min
則：n=350r/min,取標準n機=322r/min,則V機=45.5m/min.
綜上：ap =2mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。
3) 計算工時
T= (30+5+5+0) /（0.41×322）=0.303min.
綜上，此工步的切削用量為：ap =2mm，f =0.92 mm/r, n =136r/min,V =42.7m/min。
4）計算基本工時：
L=(101－46)/2+4+0+0=31.5mm
T=31.5×1÷(0.92×136)=0.252min。
工序Ⅱ
（一）.粗車右邊Ф78內(nèi)圓
1)選擇刀具
2)確定切削用量：
a 確定背吃刀深度ap.
粗車加工余量為2mm.由于刀桿截面取最大吃刀深度為6mm,一次走刀完成，則取ap=2mm。
b 確定進給量f:
根據(jù)《切削用量手冊》加工材料HT200車刀刀桿尺寸16×25㎜^2工件直徑45mm，切削深度2mm，屬<3mm，則進給量為0.4--0.5mm/r,再根據(jù)C365L車床及《機械制造工藝設計簡明手冊》查取橫向進給量f=0.41mm/r。
c 確定切削速度V：
根據(jù)《切削用量手冊》表12當用YG6硬質(zhì)加工HT200，180—199HBS =2mm，f=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于實際車削過程使用條件改變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。則修正后的:
V`=1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85 =49.520m/min,
則n= 350.47r/min,按C365L車床轉(zhuǎn)速（〈機械制造工藝設計簡明手冊〉表4.2-2）選擇與350.47 r/min相近轉(zhuǎn)速為322r/min,則實際切削速度V= 45.7m/min
3)計算基本工時
L =50/2+4+2=31mm,
T= 31×1/（0.41×322）=0.235min.
（二）.粗車Ф110內(nèi)圓
1）選擇刀具：與粗車Ф100外圓同一把。
2）確定切削用量
a:確定背吃刀量
粗車外圓加工余量2.0mm（半徑值），一次走刀，ap=2.0mm.。
b:確定進給量：
由《切削用量簡明手冊》材料HT200，工件直徑50㎜，切深2.0mm,則 f為0.4—0.5mm/r,由《機械制造工藝設計簡明手冊》f=0.41mm/r.
c:確定切削速度V:
查《切削用量簡明手冊》表12，YG6硬質(zhì)合金加工HT200（180-199HBS）,ap=2.5mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系數(shù)：
Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。則修正后的
V`=1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min
則：n=350r/min,取標準n機=322r/min,則V=45.5m/min.
綜上：ap =2.0mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。
3)計算工時
T= (41+3+3+0) /0.41×322=0.356min
(三）.粗車Ф151內(nèi)圓
1）選擇刀具：與粗車Ф100外圓同一把。
2）確定切削用量
a:確定背吃刀量
粗車外圓，加工余量為2.0mm,一次走刀，則ap=2.0mm。
b: 確定進給量
由《切削用量簡明手冊》HT200， ap=2.0mm,工件直徑為90mm，則f=0.6~0.8mm/r。再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2—3查取f =0.76mm/r。
c: 確定切削速度V
根據(jù)《切削用量手冊》表12查取：V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.0mm、f =0.76mm/r、車刀為YG6硬質(zhì)合金),由于實際車削過程使用條件的改變,查取切削速度修正系數(shù)：
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。則修正后的：
V`=1.33×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=49.5m/min
則：n =1000×49.5/3.14×90=175.2r/min。
按C365L車床轉(zhuǎn)速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－2）選擇與157.5r/min相近的機床轉(zhuǎn)速n =183r/min,則實際切削速度V = 51.7m/min。
綜上，此工步的切削用量為：a =2.0mm，f =0.76mm/r, n =183r/min, V =51.7m/min。
3)計算基本工時：
T= (9+3+3+0)×1/(0.76×183)=0.108min。
工序Ⅲ
(一)鉆Φ6.8孔
1）機床選擇：
查《機械制造工藝設計簡明手冊》選用Z535立式鉆床。
2）刀具選擇：
查《機械制造工藝設計簡明手冊》選用直徑18mm高速鋼標準錐柄麻花鉆。
3）切削用量選擇：
查《切削用量簡明手冊》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《機械制造工藝設計簡明手冊》Z535立式鉆床進給量取f =0.72mm/r。查《切削用量簡明手冊》取V =0.35m/s=21m/min則n =371.36r/min
按機床選取n =400r/min,故V =3.14×18×400/1000=22.6m/min
4)計算基本工時：
由《機械制造工藝設計簡明手冊》表7-5中公式得
T=（L+L1+L2）/(f×n)=(91+11+0)/(0.72×400)=0.3542min。
(二) 擴Φ7孔
1）刀具選擇：
選用高速鋼標準錐柄擴孔鉆。
2）確定切削用量：
查《切削用量簡明手冊》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《機械制造工藝設計簡明手冊》Z535立式鉆床進給量取f =0.96mm/r。擴孔時的切削速度，由公式：V擴=（1/2~1/3）V鉆
查《切削用量簡明手冊》取V =0.35m/s=21m/min
V擴=（1/2~1/3）V鉆=7～10.5m/min則：n=112.5~168.8r/min
按機床選取n =140r/m,故V = 3.14×19.8×140/1000=8.7m/min
3)計算基本工時：
T= (91+14+2)/(0.96×140)=0.871min。
工序Ⅳ
（一）半精車Ф196外圓
1）選擇刀具：
90°焊接式直頭外圓車刀，刀片厚度5mm，YG6硬質(zhì)合金，前刀面帶倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃傾角0°，刀尖圓弧直徑0.5mm。
2)確定切削用量
a:確定背吃刀量
半精車外圓，加工余量為0.3mm（半徑值）,一次走刀，則ap=0.3mm。
b:確定進給量
由《切削用量簡明手冊》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.1—2查取f =0.28mm/r。
c:選擇刀具磨鈍標準及耐用度：
后刀面磨鈍標準為0.8~1.0,耐用度為T=60min。
d:確定切削速度V
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.11查取：VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、車刀為YG6硬質(zhì)合金),由于實際車削過程使用條件的改變，查取切削速度修正系數(shù)：
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。則修正后的：
V`=2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 則：n =1000×79.3/(3.14×100)=252.5r/min
按C365L車床轉(zhuǎn)速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－2）選擇與252.5r/min相近的機床轉(zhuǎn)速n =322r/min,則實際切削速度V = 101.1m/min。
綜上，此工步的切削用量為：ap =0.3mm，f =0. 28mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。
3)計算基本工時：
T= (9.7+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.174min。
（二）半精車Φ110 外圓
1)選擇刀具：用半精車Φ100外圓車刀。
2)確定切削用量
a 確定背吃刀
半精車外圓雙邊加工余量為0.6mm,一次走刀成,asp=0.9/2＝0.3mm。
b 確定進給量f
查《機械工藝》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2，f=0.28mm/r。
c 確定切削速度V
查《切削手冊》表12取2.13m/s,修正系數(shù)同上：
Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min 則：n =561.2r/min取車床轉(zhuǎn)速為550r/min,則實際切削速度Vc=77.75m/min。
綜上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min。
3)計算工時
T= (30.3+5+5+0) ×1/(0.28×550)=0.262min。
（三）半精車Ф150外圓
1）選擇刀具：與半精車Ф100外圓同一把。
2）確定切削用量
a 確定背吃刀量
半精車外圓，加工余量為0.6mm,一次走刀，則asp=0.6/2=0.3mm。
b 確定進給量
由《切削用量手冊》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《簡明手冊》表4.1-2查取f =0.28mm/r。
c 確定切削速度V：
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.11查?。篤C=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、車刀為YG6硬質(zhì)合金),由于實際車削過程使用條件的改變，查取切削速度修正系數(shù)：
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。則修正后的
V`=2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 則: n =1000×79.3/(3.14×90)=280.6r/min
按C365L車床轉(zhuǎn)速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－2）選擇與280r/min相近的機床轉(zhuǎn)速n =322r/min,則實際切削速度V = 91m/min。
綜上，此工步的切削用量為：ap=0.3mm，f =0.28mm/r, n =322r/min, V =91m/min。
3)計算基本工時：
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）選擇刀具：
90°焊接式直頭外圓車刀，刀片厚度5mm，YG6硬質(zhì)合金，前刀面帶倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃傾角0°，刀尖圓弧直徑0.5mm。
2）切削用量:
背吃刀量ap=1.5mm,手動進給，一次走刀。
V =80m/min, n =1000×80/3.14×90=283r/min
按C365L說明書：n =238r/min, V =3.14×238×90/1000=67m/min
3) 基本工時：由工人操控，大約為0.03min。
（五）倒角（Ф196）
1）選擇刀具：
90°焊接式直頭外圓車刀，刀片厚度5mm，YG6硬質(zhì)合金，前刀面帶倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃傾角0°，刀尖圓弧直徑0.5mm。
2）切削用量:
背吃刀量ap=1.5mm,手動進給，一次走刀。
V =80m/min, n =1000×80/3.14×100=254.7r/min
按C365L說明書：n =238r/min, V = 3.14×238×100/1000=74.7 m/min。
3) 基本工時：由工人操控，大約為0.03min。
（六）車過渡圓R2
1)刀具選擇
YG6硬質(zhì)合金成形車刀R=5mm。
2）確定切削用量
a:確定背吃刀量：ap=z=5mm,一次走完成。
b:確定進給量：手動進給。
c:確定切削速度n=430r/mm V=60.76m/min
3）計算基本工時
T≦0.05min,即工人最慢加工速度。
工序Ⅴ
（一）半精車內(nèi)圓
選擇刀具：用半精車￠90外圓車刀
1）確定切削深度
半精車外圓，一次走刀，則ap=0.3mm。
2)確定進給量
查《機械工藝》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2，f=0.28mm/r。
3)確定切削速度V
查《切削手冊》表12取2.13m/s,修正系數(shù)同上：
Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min, 則：n =561.2r/min取車床轉(zhuǎn)速為550r/min,則實際切削速度Vc=77.75m/min。
綜上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min。
4)計算基本工時：
T=（40.8+3+3+0）×1/(0.28×550) ＝0.304min。
（二）倒角
1)用端面車刀加工余量7mm，背吃刀量 ap=3.5mm,手動進給，兩次走刀。V給=60m/min,則：n給=424.6r/min,按取n =430r/min,則V=60.79m/min
2)計算基本工時：由工人操控，大約為0.10min
（三）車3×0.5退刀槽
1)選擇刀具：
選擇90°切槽刀，車床C365L轉(zhuǎn)塔式車床高210mm,故刀桿尺寸16×25mm,刀片厚度取3mm,選用YG6刀具材料，前刀面形狀為平面帶倒棱型，前角為10°,后角8°，主偏角90°，副偏角3°，刀尖圓弧半徑0.2--0.5取0.5mm,刃傾角0°。
2)確定切削用量：
a 確定背吃刀深度 :
ap=z=2.16mm,一次走刀完成。
b 確定進給量f:
根據(jù)《切削用量手冊》切深為3mm,屬于〈=3mm,f=0.4—0.5mm/r.按《機械制造工藝設計簡明手冊》中C365L車床取f=0.41mm/r.
c 選擇車刀磨鈍標準及耐用度：
根據(jù)《切削用量手冊》表10，取車刀后面最大磨損量為0.8--1.0mm,焊接刀耐用度T=60min。
d 確定切削速度V:
根據(jù)《切削用量手冊》，YG6,180—199HBS, ap<=4mm,f=0.41mm/r,V=1.50m/s, 修正系數(shù)：
KTv=1.0,Kmv=0.89,Ksv=0.85,Ktv=1.0,Kkrv=1.0,Kkv=1.0
則Vc=1.50×60×1.0×0.89×0.85×0.73×1.0×1.0=49.7m/min,
則：n =351.6r/min,按C365L車床轉(zhuǎn)速（見《機械制造工藝設計簡明手冊》表）選擇與351.6相近的轉(zhuǎn)速n=322r/min,則實際切削速度為V=45.52m/min,最后決定切削用量為 ap=3.6mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.52m/min.
3)計算基本工時：
T= [(45-41)/2+4+0+0]/(0.41×322)=0.0454min
工序Ⅵ
（一）、粗鉸Φ3
1）刀具選擇：
高速鋼錐柄機用鉸刀。后刀面磨鈍標準為0.4~0.6mm，耐用度T=60min
2）確定切削用量：
背吃刀量ap=0.07mm
查《切削用量簡明手冊》得：f=1.0~2.0mm/r，取f=1.60mm/r。
參看《機械制造工藝設計簡明手冊》表3-48V=6.37m/min則：n=1000×6.37/(3.14×19.94)=101.7r/min按機床選取n =140r/min則：V = 3.14×140×19.94/1000=8.788m/min
3)計算基本工時：
T= (91+14+2)/(1.60×140)=0.4777min。
（二）、精鉸Φ5。
1）刀具選擇：
直徑5mm高速鋼錐柄機用鉸刀。
2）確定切削用量：
背吃刀量ap=0.03mm。切削速度與粗鉸相同，故n =140r/mmin。
由《切削用量簡明手冊》f=1.0~2.0mm/r,取f=1.22 mm/r
V= 3.14×140×20／１０００＝8.796r/min
3)計算基本工時：
T= (91+14+2)/(1.22×140)=0.626min
工序Ⅶ
（一）倒角
1）刀具選擇：用倒Ф100左端面的車刀。
2）確定切削用量：
背吃刀量ap=1.0mm,手動一次走刀。
V＝30m/min，an ＝1000×30／（3.14×20）=477.7r/min由機床說明書，n ＝430r/min
則：V =3.14×430×20/1000=27.02m/min
3)計算基本工時：由工人操控，大約為0.03min.
（二 ）倒角（內(nèi)孔右側）
1）刀具選擇：同上。
2）確定切削用量
背吃刀量ap=1.0mm,手動一次走刀。
V＝30m/min，則：n =477.7r/min
由機床說明書，n＝430r/min，V`= 3.14×430×20/1000=27.02m/min
3)計算基本工時：由工人操控，大約為0.03min.
工序Ⅷ
(一)精銑兩側面
1)工序要求
左邊端面表面粗糙度Ra=3.2,選X63臥式銑床,使用專用夾具.
選擇刀具:由《機械制造工藝設計簡明手冊》表5.45及銑刀桿手冊,選兩把高鋼鑲齒三面刃銑刀,銑刀外徑d0=160mm,d=40mm,L=20mm,Z=22mm(由《切削用量手冊》表4.1, 4.2)
2)確定銑削深度
由于左邊余量為2mm,右邊余量為3mm，所以左邊二次走刀完成,右邊三次走刀完成，則ap=1mm.
3)確定每齒進給量fz
由《切削用量手冊》表3.3在X63銑床功率為10kw(《切削用量手冊》表3.25),工藝系統(tǒng)剛性為低,用高速鋼成形盤銑刀加工時,選每齒進給量fz=0.08mm/z
4)選銑刀磨鈍標準及刀具耐用度
根據(jù)《切削手冊》表3.7銑刀后刀面最大磨損量為0.2mm,由《切削用量手冊》表3.8銑刀直徑d0=160mm,則T=150min
5)確定切削速度Vc
由《切削用量手冊》表3.11,取Vc=30 m/min,Kmv=0.9,Ksv=1.0,Kzv=0.8,
Vc =30×0.9×1.0×0.8=21.6m/min 則：nc =43r/min
查X63機床說明書(見《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-39)選取主軸轉(zhuǎn)速n=47.5r/min.則實際切削速度為Vc’=23.87m/min,當n=47.5r/min時,工作臺每分進給量fm=Vf=fz×z×n=0.08×22×47.5=83.6mm/min 由X63機床說明書(《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-40)選取銑床工作臺進給量Vf =fm=75mm/min
6)計算基本工時
L(距離24mm面)=76.13mm,
L（距離34mm面）=58.96mm，
L1=[1×(160-1)]^0.5+2=14.6mm,
L2=2~5=5
則：T(距離24mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(76.13+14.6+5) ×3/980=0.293 min
T(距離34mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(58.96+14.6+5) ×2/980=0.16min
工序Ⅸ
(一)鉆Ф5孔、Ф7斜孔
選用Z35型搖臂鉆床。
1）刀具選擇：
由《機械制造工藝設計簡明手冊》選用直徑5mm、7mm高速鋼標準錐柄麻花鉆。
2）確定切削用量：
查《切削用量手冊》f=0.18～0.22mm/r,由鉆床取f=0.20mm/r.由《切削用量手冊》取V =21m/min,則n=1671.1r/min ,由Z35鉆床取n =1700r/min，故VC = 21.36m/min.
3)基本工時：
L1=(D-d1)/2×cotKr+（1~2）=3mm，
L2=2mm，
L=12.5mm
則：T= (L+L1+L2）/（f×n）0.05147min
(二) 鉸M6螺孔
1）刀具選擇：
直徑6mm高速鋼錐柄機用鉸刀，刀具磨鈍標準為0.4—0.6mm,耐用度T=60min。
2）確定切削用量：
a:加工余量為2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手冊》f=0.27—0.33mm/r，由《工藝手冊》f=0.26mm/r。
b:確定切削速度：
KV=1，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3
則：V = 8.9576m/min 得n =474.56r/min
取n =420 r/min 則：V =7.92 m/min
3）基本工時：
L1=13~15=14mm，L2=2~4=3 mm，L=7mm
T=(L+L1+L2）/（f×n）=0.21978min
工序Ⅹ
(一) 鉆6×Ф11 通孔、6×Ф18止端孔
選用Z35型搖臂鉆床
1）刀具選擇
選用直徑11mm、18mm高速鋼標準錐柄麻花鉆。
2）確定切削用量
6個孔共走六次刀。由《切削用量手冊》f=0.47—0.57mm/r,由鉆床取f=0.40mm/r.
由《切削用量手冊》，取V查=0.36m/s=21.6m/min
由鉆床說明書，取n機=850r/min,故V=24.03 m/min
3）計算基本工時：
L1=8mm，L2=0mm，L=8mm
T=4×(L+L1+L2）/（f×n）=0.188min
工序Ⅺ
選用M131W萬能磨床,使用專用磨床夾具。
(一) 磨削Ф110外圓
1）選擇砂輪
查《機械制造工藝設計手冊》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂輪選擇結果為：P平行砂輪，砂輪尺寸300×50×203，TH黑碳化硅磨料，X橡膠結合劑，60#磨料粒度。查《金屬工藝人員手冊》砂輪耐用度為T=1800s。
2）確定切削用量
砂輪速度n=2670r/min (查《機械制造工藝設計手冊》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂輪寬度B=50mm，則軸向進給量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.
徑向進給量fr=2.58×10^(-3) ×d^0.3×K1×K2/(fa×v×T^0.5) = 2.58×10^(-3) ×45^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5）=0.052mm
3）計算基本工時
T=（Zb×A/ftm+K×t）×k （5-11）
=(0.04×1/0.052+1.1×0.16) ×0.8=0.7565min
d－工件直徑
K1－砂輪直徑的修正系數(shù)
K2－工件材料的修正系數(shù)
v－工件速度
T－砂輪常用合理耐用度
(二) 磨削外圓Ф196
1）選擇砂輪
選用磨削Ф110外圓同一砂輪。
2）確定切削用量
砂輪速度n=2670r/min(查《機械制造工藝設計手冊》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂輪寬度B=50mm，則軸向進給量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.
徑向進給量fr=2.58×10^(-3) ×100^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.066mm
3）計算基本工時
T= (0.04×1/0.066+1.1×0.05) ×0.8=0.5288min
Zb－單面加工余量
A－切入次數(shù)
ftm－切入法磨削進給量
K－考慮加工終了時的無火花光磨以及為消除加工面宏觀幾何形狀誤差二進行的局部修磨的系數(shù)。
t－光整時間
k－光整時間的修正系數(shù)
(三) 磨削Ф150外圓
1）選擇砂輪
選用磨削Ф110外圓同一砂輪。
2）確定切削用量
砂輪速度n=2670r/min (查《機械制造工藝設計手冊》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂輪寬度B=50mm，則軸向進給量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.
徑向進給量fr= 2.58×10^(-3) ×90^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.064mm/r
3）計算基本工時
經(jīng)同學討論，決定設計第Ⅶ道工序鉆6×Φ11孔的專用夾具，本夾具將用于Z525搖臂鉆床T= (0.04×1/0.064+1.1×0.04) ×0.8=0.5352min
(四)磨削B面
選用M120W萬能外圓磨床，使用專用夾具，選用切入磨法。
1）砂輪選擇
查《機械制造工藝設計手冊》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂輪選擇結果為：PZA單面凹帶錐砂輪，砂輪尺寸300×40×127，TH黑碳化硅磨料，X橡膠結合劑，60#磨料粒度。查《金屬工藝人員手冊》砂輪耐用度為T=1800s。
2）確定切削用量
砂輪速度n=2200r/min (查《機械制造工藝設計手冊》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂輪寬度B=40mm，則軸向進給量fa=(0.5~0.8)B=0.75B=30mm/r
徑向進給量fr=2.58×10^(-3) ×45^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.052mm/r
3)計算基本工時
T= (0.05×1/0.052+1.65×0.16) ×0.8=0.98min
工序XII B面拋光
工序XIII 刻線、刻字
工序XIV Ф196外圓鍍鉻
工序XV 檢測入庫
五 夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動成本，需要設計專用夾具。按指導老師的布置，設計工序鉆Φ7孔的鉆床夾具。
鉆Φ7孔的鉆床夾具
本夾具主要用于鉆Φ7孔，由于該孔精度要求較高，所以，在本道工序加工時，應該考慮其精度要求，同時也要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率。
（一）確定設計方案
1）定位基準的選擇
出于定位簡單和快速的考慮，選擇Φ78孔為基準，即以一面上一心軸（自由度限制數(shù)：5）配合以一擋銷（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。
2）切削力和卡緊力計算
本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。
軸向力 Fi=2.52N
扭矩 Mc=7.416x10-6N·M
由于扭矩很小，計算時可忽略。
卡緊力為F=Ff/2u=5.04N
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實際卡緊力為 F’=S1xS2xS3xS4xF=10.06N
使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。
（二）定位誤差分析
定位誤差
工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工 件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：
a 工件在夾具中的定位、夾緊誤差。
b 夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位 置誤差，也稱對定誤差。
c 加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動 等原因引起的誤差。 其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。
（三）產(chǎn)生定位誤差的原因
1）基準不重合來帶的定位誤差：
夾具定位基準與工序基準不重合， 兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表 面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準轉(zhuǎn)換誤差。
2）間隙引起的定位誤差：
在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心 不準產(chǎn)生定位誤差。
3）與夾具有關的因素產(chǎn)生的定位誤差
a 定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。
b 導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產(chǎn)生 的導向誤差和對刀誤差。
c 夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向 產(chǎn)生的位置誤差。
d 夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向 元件、定向元件等元件的磨損。
（四）定位誤差的計算
1） 定位誤差，此項主要是定位孔Φ78 與定位銷Φ78p6 的間隙產(chǎn)生，最大間隙為 0.015mm。
2）鉆模板襯套中心與鉆模板配合尺寸為Φ7H7／p6，最大間隙為 0.015mm。
3） 鉆套與襯套的配合間隙，有Φ7H7／g6 可知最大間隙為 0.041mm。
4）鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差，對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽略。
5）鉆頭與鉆套間隙的間隙會引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差 e，由下式求出：
e=( H/2 + h + b )△max/H
e----刀具引偏量（mm）
H----鉆套導向高度（mm）
h----鉆套下斷面與工件間的空間高度（mm）
△max----刀具與鉆套的最大間隙
刀具與鉆套的配合為Φ7H7/r6， 可知△max=0.028mm； H=36mm, h=20, 將 B=30mm 代入，可求得 e=0.05mm。
由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現(xiàn)最大 值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法求和：
Δ∑ = 0.0282 + 0.032 + 0.0242 + 0.052 = 0.024mm
該項誤差大于中心距允差 0.1mm 的 2/3，可用。
本工序采用一定位心軸，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。
（五）夾具的使用說明
1）夾具的操作步驟
工件以內(nèi)孔Φ90以及其端面在定位心軸上定位限制5個自由度，以Φ20孔用插銷定位，限制一個自由度。工件需安裝3次每次用定位拉桿分3度，可加工三個均布孔。工件用螺母14以及開口壓板13進行壓緊。 安裝工件時，先將菱形螺
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