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四 川 理 工 學 院
畢 業(yè) 設 計（論 文）說 明 書
題 目 推 動 架 的 數(shù) 控 工 藝 及
鉆 孔 夾 具 的 設 計
學 生 李 有 財
系 別 機 電 工 程 系
專 業(yè) 班 級 機械設計制造及其自動化（機制03.1班）
學 號 030110308
指 導 教 師 丁暉
四川理工學院畢業(yè)設計（論文）
摘 要
在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。
關鍵詞 工序，工藝，工步，加工余量，定位方案，夾緊力
ABSTRACT
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keywords： The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength
I
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 審查零件圖樣的工藝性及工藝過程設計 1
1.1 分析零件圖樣的工藝性 1
1.2 工藝過程設計 1
1.2.1定位基準的選擇 1
1.2.2 零件表面加工方法的選擇 1
1.2.3 加工階段劃分 2
1.2.4制定工藝路線 3
第二章 毛坯尺寸設計及毛坯圖 ，確定機械加工余量 5
2.1 毛坯尺寸 5
2.2確定機械加工余量 6
第三章 確定切削用量及基本時間 8
3.1選擇加工設備與工藝裝備 8
3.2 確定切削用量及基本時間 9
第四章 工序Ⅴ的工裝夾具設計 23
4.1 夾具設計 23
4.1.1 定位分析 23
4.1.2 選擇定位元件 23
4.1.3夾緊元件的選擇 26
4.1.4定位誤差的分析 27
4.1.5 夾緊力的計算 29
4.2 液壓系統(tǒng)的設計 30
4.2.1 液壓缸確定 30
4.2.2 液壓系統(tǒng)的設計過程如下： 32
4.2.3 液壓系統(tǒng)的擬定 33
4.2.4.液壓回路的綜合 36
4.2.5 液壓系統(tǒng)元件的選擇 37
4.2.6、液壓系統(tǒng)的性能驗算 38
第五章 數(shù)控編程 40
5.1 數(shù)控工藝路線分析： 40
總 結(jié) 41
參 考 文 獻 42
感 謝 43
附 錄 44
第一章 審查零件圖樣的工藝性及工藝過程設計
1.1 分析零件圖樣的工藝性
本零件是牛頭刨床進給運動中的推動架，32mm孔裝工作臺進給絲杠軸，靠近32mm孔左端處裝一棘輪，在棘輪上方即16mm孔裝一棘爪，16mm孔通過銷與杠桿連接，把從電動機傳來的旋轉(zhuǎn)運通過偏心輪、杠桿使該零件繞32mm軸心線擺動。同時用棘爪撥動棘輪，使絲杠轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。
推動架零件材料HT200在工作過程中起傳動作用，所承受的動載荷、交變載荷比較大，由于零件的生產(chǎn)類型是成批或大批生產(chǎn)（每月?lián)摰墓ば虿坏陀?0～50），而零件輪廓尺寸不大，形狀亦不復雜，鑄造成型有助于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量。
本零件加工并不困難，孔32mm和孔16mm之間有0.10的垂直度，加工起來要考慮到怎么定位的問題。其外零件32mm內(nèi)有R3的油槽比較難加工，要自行設計專用刀具及夾具設計，本零件的粗糙度要求較高的主要是16mm和16mm兩個孔，其它的要求都低。
1．2工藝過程設計
1.2.1定位基準的選擇
粗基準的選擇：本零件是帶有孔的回轉(zhuǎn)體零件，孔是其設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準，現(xiàn)取50mm的外圓柱面和端面作為定位基準，以消除，
精基準的選擇：精基準的選擇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，應進行尺寸換算。
1.2.2 零件表面加工方法的選擇
本零件的加工有端面、槽、內(nèi)孔及小孔等，材料為TH200。參考《機械制造工藝設計簡明手冊》上的有關數(shù)據(jù)，其加工方法選擇如下：
(1) 50mm的外端面：參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra6.3 ，需要進行粗車表(1.4-6)。
（2）32mm內(nèi)孔：公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra3.2，毛坯孔已鑄造出來，根據(jù)表1.4-7可知，加工方法為粗鏜、半粗鏜。
（3）10mm的內(nèi)孔：公差等級為12級，表面粗糙度為Ra12.5，孔徑范圍在15mm到20mm，則用鉆。
（4）16mm的沉孔：公差等級為8級，表面粗糙度為Ra3.2，參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79表1.4-7，加工可以采用鉆、擴、 鉸來完成。
（5）16mm的內(nèi)孔：公差等級為7級，表面粗糙度為Ra3.2，參考《機械制造工藝設計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79表1.4-7，加工可以采用鉆、擴、 鉸來完成。
（6）槽：槽寬和槽深的公差等級分別為IT10，表面粗糙度為Ra12.5，可采用高速鋼錯齒三面刃銑刀，經(jīng)粗銑即可。
（7）R3的油槽：公差等級分別為IT14，表面粗糙度為Ra25，要用自制專用，拉刀來加工。
（8）M8-6H的螺紋：公差等級分別為IT9，表面粗糙度為Ra6.3，可以一次攻出。
（9）10mm的孔：采用復合鉆頭一次鉆出即成。
1.2.3 加工階段劃分
⑴．粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。
⑵．半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
⑶．精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。
⑷．光整加工階段
對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
1.2.4制定工藝路線
按照先加工基準面及先粗后精的原則，推動架加工可按下述工藝路線進行：
工序Ⅰ：以50mm外圓及右端面定位，粗車左50mm端面，16mm的左端面，粗鏜32mm，倒角。
工序Ⅱ：以粗鏜后的32mm孔和左端面定位，粗車50右端面及16mm的右斷面，倒角。
工序Ⅲ：以粗鏜后的32mm孔和左端面定位，精鏜32mm孔，倒角。
工序Ⅳ：以粗鏜后的32mm孔和50mm端面定位，加工16mm的孔采用鉆、擴、鉸。
工序Ⅴ：以32mm孔和50mm端面及16mm孔定位，鉆10mm的孔，加工16mm的孔，采用鉆、擴、鉸。
工序Ⅵ：以32mm孔和50mm端面及16mm的孔定位，銑槽9×9.5。
工序Ⅶ：以32mm孔和50mm端面及16mm的孔定位，拉R3的槽。
工序Ⅷ：以32mm孔和50mm端面定位，攻M8-6H的螺紋。
工序Ⅸ：以32mm孔和50mm端面定位，鉆10的孔及120度倒角。
工序Ⅹ：鉗工去毛刺。
工序Ⅺ：終檢。
57
第二章 毛坯尺寸設計及毛坯圖 ，確定機械加工余量
2.1 毛坯尺寸
零件選擇金屬鑄造的方法，原因是成批量生產(chǎn)，簡單中小型鑄件，尺寸精度CT7-CT9，加工余量等級在F級，根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》3.1-20可知。鑄件尺寸公差及選用，根據(jù)表2.2-1鑄件尺寸公差數(shù)值的選用，尺寸公差數(shù)值為2.0mm。查表2.2-4鑄件機械加工余量知，單邊加工余量為2.5 mm。
毛坯結(jié)構(gòu)及工藝要求
⑴．牛頭刨床推動架為鑄造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：
①、鑄件的壁厚應和合適，均勻，不得有突然變化。
②、鑄造圓角要適當，不得有尖角。
③、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。
④、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。
⑤、鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。
毛坯形狀、尺寸確定的要求
⑵．設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到：
①、各加工面的幾何形狀應盡量簡單。
②、工藝基準以設計基準相一致。
③、便于裝夾、加工和檢查。
④、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。
在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高才料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。
2.2確定機械加工余量
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、工序尺寸及偏差如下：
①.確定?50mm端面的工序尺寸及余量
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表1.4-1得到：50mm端面要求公差等級為IT11。
表面粗糙度為6.3，需粗車50mm的兩端面就可以達到要求，一端面的加工余量為Z=2.5mm。
③．確定35 mm端面的工序尺寸及余量
根據(jù)零件圖上可以知，35 mm兩端面的公差等級要求不是很高，在這里不考慮了，表面粗糙度為25，需粗車一道就可以了。
④．確定孔32mm的工序尺寸及余量
毛坯鑄造出的孔為27mm，孔的要求精度在IT7，根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表2.2-4鑄件機械加工余量知：
精鏜： 32 mm 2Z = 1.5mm
粗鏜： 30.5 mm 2Z = 3.5mm
⑤.確定16mm的工序尺寸及加工余量
毛坯為實心，孔的精度要求7級，根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表2.3-9鑄件加工余量：
精鉸：16mm 2Z =0.1mm
粗鉸： 15.9 mm 2Z = 0.2mm
擴孔： 15.7mm 2Z = 0.7mm
鉆 ： 15mm
⑥. 確定16mm的工序尺寸及加工余量
毛坯為實心，內(nèi)孔的精度要求8級，根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表2.3-9鑄件加工余量：
鉸 ： 16mm 2Z = 0.2mm
擴孔： 15.8mm 2Z = 0.8mm
鉆： 10mm
第三章 確定切削用量及基本時間
3.1選擇加工設備與工藝裝備
(1).機床選用
①.工序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是粗車、粗鏜和半粗車、半粗鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求不是很高，選用最常用的Ｃ６２０-１型臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表４.２-７。
?、?工序Ⅳ、Ⅴ是鉆孔，選用Ｚ３０８０×２５搖臂鉆床。
③.工序Ⅵ、Ⅶ粗銑槽和拉R3的半圓槽,這兩道工序的精度和粗糙度都不很高,從經(jīng)濟角度看,采用X62型臥式銑床和Ｃ６２０-１型臥式車床。
④.工序Ⅷ、Ⅸ是鉆孔6mm的小孔和攻M8-6H的螺紋,選用Z525立式鉆床。
(2).選用夾具
本零件除鉆16mm的孔、銑R3的半圓槽等工序需要專用夾具外,其它的各工序使用通用夾具即可,三爪自定心卡盤,心軸等。
(3).選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鑄鐵零件用YG6類硬質(zhì)合金車刀。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆,在锪15.8mm的沉頭孔時，選用自制锪刀，材料為WCrV，β=15，φ=15.8×10，參考《機械加工工藝手冊》主編 孟少農(nóng)，第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
③.拉刀的選用：加工槽時，所選用刀具為拉刀，根據(jù)《切削用量簡明手冊》第三部分表3.2，選擇拉刀的幾何形狀。加工R3的半圓槽時，選用自制拉刀。
④.鉆10的小孔，由于帶有120的倒角，可采用復合鉆頭一次鉆出。
（4）.選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.2 確定切削用量及基本時間（機動時間）
切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。
1．工序Ⅰ（粗車左?50mm端面，?16mm的左端面，粗鏜?32mm，倒角）
粗車左50mm端面，16mm的左端面）切削用量及基本時間的確定。
① 確定進給量
本工序為粗車。已知加工材料為灰鑄鐵，鑄件，有表皮；機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。
確定粗車左端面的切削用量 所選用刀具為YG6的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》，由于C620-1機床的中心高為200mm，故選刀桿尺寸為B×H=16mm×25mm,刀片厚度為4.5mm，選擇車刀幾何形狀為卷霄槽帶倒棱型前刀面，前角r=12,后角為α=6，主偏角為K=90，副偏角K=10，刃傾角λ=0，刀尖圓弧半徑為r=0.8mm。
② 確定切削速度
由于單邊余量為2.5mm，若要考慮鑄件的公差，其最大單邊余量為5mm，可在一次走到內(nèi)完成，故：
a= = 2.5 mm
③定切削深度a
根據(jù)《機械加工簡明實用手冊》可知：表8-50，刀桿尺寸為B×H=16mm×25mm, a≤3 mm，工件直徑為40mm～60mm時，進給量為 = 0.4～0.7mm.r。
按照C620-1機床進給量（表4.2-9）在《機械制造設計工工藝簡明手冊》可知：
= 0.65 mm.r
確定的進給量尚需滿足機床進機構(gòu)強度的要求，故需要進行校驗，根據(jù)表1.3，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力F=3530N，根據(jù)表1.21，當硬度在174～207HBS之間時，a≤2.8 mm， =0.75 mm.r,k=45,進給力為F=950N。
F的修正系數(shù)為k F=1.0,kF=1.0,kF=1.17(表1.29-2)，故實際進給為F=950×1.17=1111.5N。
由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的 =0.65 mm.r可用。
選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.5mm,可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。
④確定切削速度v
切削速度可根據(jù)公式計算，也可以直接有表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度：根據(jù)表1.11，當采用YG6的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀加工時，硬度在200~219HBS鑄料，a=4mm， ≤0.75 mm.r，切削速度V=63。
切削速度的修正系數(shù)為K=1.15，K=0.89，K=0.84，K=1.0，K=0.73
故：V=63×1.15×0.89×0.84×1.0×0.73=40
n= = = 254.7
按C620-1機床的轉(zhuǎn)速（表4.2-8），選擇：
n = 230=3.8
則實際切削速度v = 50。
⑤校驗機床功率
由表1.25，硬度在160～245HBS，a≤3mm, f≤0.75 mm.r，切削速度v≤50時，Pc=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)K=0.73，K=K=0.90， K=1.0，K=0.8，
K=1.07
（表1.28），故實際切削時的功率為：Pc=0.96KW
根據(jù)1.30，當n=230時，機床主軸允許功率P=5.9KW。
Pc＜P，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為：
a=2.5mm , = 0.65 mm.r, n=230 mm.r=3.8 , =50.4
確定粗鏜孔?30.5mm的切削用量
所選用刀具為YG6的硬質(zhì)合金，直徑為10mm的圓形鏜刀。
① 確定切削深度a
a= =1.75mm
② 確定進給量
根據(jù)表1.5，當粗鏜鑄料，鏜刀直徑為16mm, a≤2mm,鏜刀伸出長度為80mm的時：
= 0.20～0.30 mm.r
按C620-1機床進給量（表4.2-9），選擇 ： =0.25 mm.r
③ 確定切削速度v
=
式中 C=189.8, m = 0.2, X=0.15, y=0.20, T=60min
= =39
n = = =407 mm.r
按C620-1機床上的轉(zhuǎn)速，選擇：
n = 380 mm.r = 6.33
①確定粗車左端面的基本時間（根據(jù)6.2-1）
T= ， L= +l+l+l
d =50mm , d = 30.5mm , l=2mm , l=4 mm
l=0 , f= 0.65 n= 3.8r/s , i = 1
T = = 7 s
②確定粗鏜孔?30.5mm的基本時間
選鏜刀的主偏角K=45，則L=3.5mm。l=47mm , l=4mm , l=0 ,f =0.25 mm.r
n = 6.33 r/s , i = 1.
T= =34 s
確定倒角的時間: T=2+2=4 s
確定工序的基本時間：
T= =（7+34+4）= 45 s
2．工序Ⅱ（粗車右斷面，?16mm的左斷面，倒角）切削用量及基本時間的確定。
本工序仍為粗車。已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序Ⅰ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。
得本工序的切削用量及基本時間如下：
a=2.5mm =0.65 mm.r n=3.8 r/s v=50.4 T=6s
3．工序Ⅲ(半精鏜?32mm孔，倒角)切削用量及時間的確定
所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金鏜刀，主偏角為K=45，直徑為16mm的圓形鏜刀，其耐用度為T=60min。
① 確定切削深度 a= =0.75 mm
② 根據(jù)表1.5，當半精鏜鑄料，鏜刀直徑為16mm，a≤2 mm，鏜刀伸出長度80 mm
時，進給量為：f=0.1 mm.r。
③確定切削速度 按表1.27的計算公式確定
V =
式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 T=60min
= =124.6
n = 1304.5
選擇C620-1機床轉(zhuǎn)速：
n =1200=20
實際切削速度為： v = 2.08
③ 確定基本時間
確定半精鏜孔④?30.5mm的基本時間
T= =27.25 s
倒角時間查表可知：T=2 s
本工序總時間為： T=27.28+2 =29.28s
4．工序Ⅳ（加工?16mm的孔采用鉆、擴、鉸）切削用量及基本時間的確定
鉆?15mm的通孔
①確定進給量 選擇硬質(zhì)合金YG8的麻花鉆頭，其直徑為d=13mm 。鉆頭幾何形狀（表2.1及表2.2），雙錐修磨橫刃，=30，2=118，2=70，b=3.5mm，a= 12,=55,b=2mm, l=4mm。
按加工要求決定進給量：根據(jù)表2.7，鑄件的硬度200HBS，d=13mm時，
=0.25～0.30 mm.r。
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取=0.25 mm.r (表4.2-16)
②切削速度的確定
根據(jù)《切削手冊》表2.18，查得切削速度為：
= 15～30 取V=20
n = =420
根據(jù)機床說明書，取 n =580 ，故實際切削速度為：
= = =21.6
擴鉆?15.7mm
采用刀具為?15.7mm的專用擴孔鉆，根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-18可知，背吃刀量為1.7 mm。
進給量根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-68可查得：
= (2.2～2.4)f=(2.2～2.4)0.25=0.55～0.6 mm.r
根據(jù)機床說明書（表4.2-16）：取=0.57 mm.r
③切削速度為： 根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》表4-48知：
= （～）V
= （～）44.9 =22.5～14.97
取 = 15
3.2.4.3鉸?16mm的孔
采用?16mm硬質(zhì)合金專用鉸刀，在表2.25中可以查出：a=0.06～0.15mm
取a=0.15 mm
進給量為 =0.3～0.5 mm.r
查《機械制造設計工工藝簡明手冊》可知： 取 =0.32 mm.r
切削速度為： =（8～12） 取 =10
3.2.4.4 確定工序的基本時間
①確定鉆15mm的通孔基本時間
L=20mm l=1.5mm l=3mm
T= = 0.585min =35.1s
②確定擴鉆15.7mm基本時間
L=20mm l=10mm l=3mm
T= =0.85min=51s
③確定鉸16mm孔基本時間
L=20mm l=3mm l=3mm
T= =0.812min=48.7s
④確定倒角的基本時間
為縮短輔助時間，取倒角的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同，n=68r/min,查表可知：
=2+2=4s
本工序的基本時間為：
T==35.1+51+48.7+4=138.8 s
5．工序Ⅴ（鉆?10mm的孔，加工?16mm的孔）的切削用量及基本時間的確定
5.1 鉆?10mm的孔
選用X308025搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》
表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-6標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆?10，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。
① 確定進給量
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取=0.30。
② 確定切削速度
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。
= 12=10.32
則 n = =358
查表4.2-12可知， 取 n = 315
則實際切削速度
= = =9.9
③ 確定切削時間的計算：
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆擴鉸孔時加工機動時間計算公式： T=
其中 l= l=41mm l=2～3mm
則： t= =16s = 0.27min
.5.2 锪?15.8mm的沉頭孔
①確定切削深度為 a
選用Z308025搖臂鉆床，選用自制锪孔刀具，材料為WCV，=15，=15.710，d=15.8,=10,d=4, d=M6, L=180mm,l=35mm,l=54mm,l=27mm,莫氏錐柄號為3號，=10,a=3.6,l=28mm, l=8mm, l=4mm，自制刀具的圖如下：
以上锪鉆尺寸和標注，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.21-47，帶可換導柱錐柄平底 鉆形式和尺寸，以及表10.2-53導柱形式和尺寸GB4266-84可得：
切削深度為 a = (15.7-10)/2=2.85mm
②確定進給量
查《機械加工工藝手冊》 李洪 主編；表（2.4-6） 鉆 端面的進給量及其切削速度可得： ～0.15
③確定切削速度
查《機械加工工藝手冊》 李洪 主編；表2.4-6可知：切削速度為0～0.41，參考表3.1-32搖臂鉆床主軸進給量取為：，而切削速度取為：，則轉(zhuǎn)速為：
查《機械加工工藝手冊》 李洪 主編；表3.1-3搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速與232相近的有200和250，取，則實際切削速度為：
=
④確定切削時間
查《機械加工工藝手冊》 李洪 主編；表2.5-7鉆削機動時間的計算則：
=1～2 取2
則
5.3 鉸削mm的孔
①確定進給量
選用Z308025搖臂鉆床，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.2-64硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀形式和尺寸可得mm，莫氏錐柄號2，硬質(zhì)合金刀片型號E522，，～0.25，查《機械加工工藝手冊》 李洪 主編，表3.1-32，搖臂鉆床的主軸進給量可?。?
②確定切削速度
參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-41硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔的切削用量可得，切削速度為8～15，由于注示說：粗鉸（Ra3.2～1.6）鋼和灰鑄鐵時切削速度也可增到60～70則取60。
查《機械加工工藝手冊》 李洪 主編，表3.1-31搖臂鉆床的主軸進給量可，與1193.8相近的轉(zhuǎn)速有800和1250，取1250，若取800則速度損失過大。
則實際切削速度為=
③確定切削時間
參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆、擴、鉸孔時機加工時間計算公式：
其中 ，
鉸盲孔時
6．工序Ⅵ 銑槽（粗槽9×9.5）切削用量及基本時間的確定
①確定切削用量
所選用刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。銑刀直徑為d=63mm ,寬度L=6mm,齒數(shù)Z=10，根據(jù)《切削用量簡明手冊》第三部分表3.2，選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鑄料的硬度在150HBS，故選用前角r=15,后角為a=12(周齒)，=6（端齒）。已知銑削寬度a=6mm , 銑削深度為a=9.5mm ,機床選用為X62型臥式銑床。
根據(jù)表3.3，決定每齒進給量的選用，X62型臥式銑床的功率為7.5KW（表4.2-38），工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工鑄料，查得每齒進給量=0.2～0.3，現(xiàn)取=0.25。
選擇銑刀磨鈍標準及耐用度，根據(jù)3.7，用高速鋼銑刀加工鑄料時，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8mm,耐用度為T=120min（表3.8）。
②確定切削速度
決定切削速度和工作臺每分鐘進給量，根據(jù)表3.27中公式計算：
式中：， ， ， ，
， ， T， ，，
， E=10， ，
根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速（表4.2-39），選擇：
實際切削速度為：
實際工作臺每分鐘進給量為：
根據(jù)X62型臥式銑床工作臺進給量（表4.2-40），選擇：
則實際的每齒進給量：
=
④ 校驗機床功率：
根據(jù)3.28的計算公式，銑削時功率（單位KW）為：
式中：C=650， ， =0.72， W=0，
， ， ， Z=，
， K=0.63
=3836N
X62型臥式銑床主電動機上午功率為7.5KW，故所選用切削用量可采用所確定切削用量為：，=， 。
⑤確定本工序的基本時間：
根據(jù)表6.2-7，三面刃銑刀銑槽的基本時間為：
T
式中：， （1～3）， ， ， ， ， ，
7．工序Ⅶ（拉R3的槽）切削用量及基本時間的確定
本道工序拉R3的槽要用自制刀具，所選用刀具材料為YT5硬質(zhì)合金，分析本工序可以知道，R3的槽是油槽，它的粗糙度低，只要用刀拉一下就可以，但是加工過程比較難，需要自己設計刀具和夾具。設計本刀具就是把一把車刀垂直裝在一個刀桿上就可以了。
① 切削用量的確定
由于槽深只有2，即可以一刀完成，切削深度為=2。
② 確定進給量
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.4，刀桿尺寸為16，，時，
～0.3
按C620-1機床的進給量（表4.2-9），選擇
0.15
根據(jù)1.30，C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力。
根據(jù)1.23，當灰鑄鐵的硬度，，時，進給力。
由于切削是進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選用的。
③ 確定切削速度
切削速度可以根據(jù)公式計算，也可以直接查表查出來?，F(xiàn)在采用查表來確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用硬質(zhì)合金車刀加工鑄鐵時，，，切削速度為。
④ 確定機動時間T
根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》，表6.2-15 拉削機動時間計算公式：
～10； 為拉刀工作部分長度； 為工件拉削表面長度
8．工序Ⅷ（攻M8-6H的螺紋）切削用量及基本時間的確定
鉆螺紋底孔?6.7
① 確定進給量
根據(jù)《切削手冊》表2.7可以查到：
② 確定切削速度
根據(jù)《切削手冊》表2.13及表3.14可知：
根據(jù)公式： n= 可以算出
按機床取， 故
③ 確定機動時間T
， ，
倒角仍取 。手動進給。
④ 攻螺紋M8-6H
由于公制螺紋M與錐螺紋外徑相差無幾，故切削用量一律按加工M8選取
確定切削速度
按機床選取，則。
機動時間 ， ， =3
攻M8孔
9．工序Ⅸ（鉆?10）切削用量及基本時間的確定
① 確定進給量
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取=0.30。
② 確定切削速度
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。
= 12=10.32
則 n = =358
查表4.2-12可知， 取 n = 315
則實際切削速度
= = =9.9
③ 確定切削時間的計算：
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆擴鉸孔時加工機動時間計算公式：
T=
其中 l= l=9mm l=2～3mm
則： t= =0.17min
第四章 工序Ⅴ的工裝夾具設計
4.1 夾具設計
在本次夾具設計中，專為10這個孔設計的，這類夾具的特點是：針對性強，結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設計制造周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應性差，費用叫高。
4.1.1 定位分析
在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一圓孔定位，工件以外圓定位，工件以錐孔定位等。
在本工序以前加工的表面有：50的端面和32的孔。因此我們可以選擇以平面定位或以工件圓孔定位。在夾具設計過程中盡量以設計基準為定位基準，以便減小加工誤差。所以在這道設計中采用以50的端面和32的軸心線為定位基準。
4.1.2 選擇定位元件
4.1.2.1心軸定位的選擇
心軸有：圓柱心軸和圓錐心軸，圓錐心軸是高精度定心，錐度越小定心精度越高，但是過長會影響心軸的剛度，為了避免心軸過長，可進行分組。此種心軸適用于定位孔長度與孔徑之比為0.25～1.5的短工件。在定位過程中，圓錐心軸與圓柱心軸限制的自由度都是一樣的。由于圓錐心軸加工較難工藝性較圓柱心軸差。因此選用圓柱心軸。采用分角式安裝，從工藝性的角度來說，零件的加工表面比較多，要求也比較高，但是都好加工。在安裝的過程中，會有安裝誤差，使零件的加工誤差增大，技術(shù)要求見《金屬切削機床夾具設計手冊》 浦林祥，第2版頁。
心軸的選擇：心軸尺寸參考《金屬切削機床夾具設計手冊》 浦林祥，第2版頁，基孔制優(yōu)先，常用配合表。則我們?nèi)T10心軸尺寸為?32，高度H 參考《機床夾具設計手冊》，當，高度H=， ，L=，，B=D-5。材料的選擇當D按GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》。圓柱銷的選擇如下圖所示：
選擇削邊削：參考《機床夾具設計手冊》，選擇，H=，，。
削邊削的選擇圖所示：
4.1.2.2支承釘?shù)倪x擇
A型為平頭支承釘，主要用于已加工平面的定位，B型為球頭支承釘主要用于未加工表面的定位，C型為網(wǎng)紋頂面支承釘主要用于摩擦力較大的工件側(cè)平面定位，本次夾具設計是以未加工平面定位，可以選擇B型。參考《機床夾具設計手冊》頁，材料：T8按GB1298-77《碳素工具技術(shù)條件》，熱處理55～60HRC。其它技術(shù)要求條件按GB2259-80《機床夾具零件及部件技術(shù)條件》。標記為：，的B型支承釘：支承釘B6。
支承釘?shù)倪x擇如圖所示：
4.1.2.3輔助支承的選擇
機械加工中，輔助支承是起提高工件的支承剛度，提高工件的定位穩(wěn)定性和安裝固定，并不需要加所限制的自由度時，常選用輔助支承來實現(xiàn)。
輔助支承有四鐘結(jié)構(gòu)：螺旋式輔助支承；自引式輔助支承；開托式輔助支承又叫推引式輔助支承；直接鎖緊和液壓鎖緊式輔助支承。在本次夾具設計中我選擇了推引式輔助支承，本輔助支承適用于工件較重，垂直切削力較大的場合，斜面角為8～10，支承銷的高度低于主要支承，當工件裝在主要支承上后，推動手柄是支承銷與工件接觸，然后在轉(zhuǎn)動手柄迫使兩半圓塊向外擴張，鎖緊斜塊。
參考《機床夾具設計手冊》，推引式輔助支承如下圖所示：
4.1.3夾緊元件的選擇
工件在夾緊過程中應避免夾緊元件跟工件進行點接觸。因為在點接觸的過程中
即使有很小的加緊力也可以產(chǎn)生很大的應力，由定加工過程產(chǎn)生的誤差在加緊上經(jīng)常會出現(xiàn)點接觸的情況，但是后面還要考慮液壓缸的工作桿與工作臺的相對位置安裝誤差，必須進行自位平衡，則壓板和液壓工作桿之間采用鉸鏈連接，以使壓板形成自位平衡。本次設計中壓板采用自制壓板，材料為45鋼，其外還有自制導軌。
⑤ 選擇鉆套
鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。
可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。
快換鉆套：當要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。適用于同一個孔需經(jīng)多個工步加工的工序。
在這次設計中我選擇可換鉆套，因為是大批量生產(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示：
⑦夾具底座與工作臺的連接
由于的加工過程中選用的機床為Z3080，《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個，工作臺上面T型槽數(shù)為5個，工作臺側(cè)面槽數(shù)為3個，，，，，，，，，，，，，。
4.1.4定位誤差的分析
本次定位是典型的一面兩孔定位，在分析計算定位誤差時，應該按配合間隙為最大的情況來考慮。這是，孔兩徑為最大，兩銷為最小?；鶞饰灰普`差包括兩類：⒈平面內(nèi)任意方向移動的基準位移誤差；⒉轉(zhuǎn)動的基準位移誤差。
① 確定兩定位銷的中心孔
兩定位銷的中心距的基本尺寸應等于工件兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般為：（～）
因，取
② 確定圓注銷的直徑
圓注銷的基本尺寸是對應孔的最小極限尺寸，其配合一般按或選取。
因定位孔的直徑為mm，取圓柱銷直徑mm。
③ 確定菱形銷的直徑
④ 根據(jù)《機床夾具設計手冊》表5-3，得菱形銷的尺寸b或，得=3mm。因此得到菱形銷的直徑：0.0225mm 。
由于采用修圓菱形銷，所以用代替原公式中的b。
=15.976mm
配合一般取或，所以：
⑤．計算定位誤差
兩定位削所產(chǎn)生的最打角度定位誤差加工尺寸的定位誤差為：
式子中的、—— 工件內(nèi)孔的公差；
、—— 夾具上圓柱銷、菱形銷的公差；
、——工件內(nèi)孔與銷之間定位的最小配合間隙。
==
=0.0544
定位銷在夾具上安裝角度誤差取，則總的，而工件的允許最大誤差為，則本定位方案可取。
4.1.5 夾緊力的計算
① 根據(jù)《金屬切削機床夾具設計手冊》 浦林祥，當進給量為時，加工的孔所需要的切削力 轉(zhuǎn)矩為。锪孔的沉頭孔所需要的軸向切削力小于鉆的通孔時所需要的軸向切削力，則加緊力的計算則應按鉆的通孔軸向力計算。
② 根據(jù)《金屬切削機床夾具設計手冊》 浦林祥頁，常見典型加緊形式所需要的加緊力的計算公式：
⑴為了防止工件在切削力作用下平移所需要的加緊力為：
式子中為定位銷允許承受的一部分切削力，為加緊元件與工件之間的摩擦系數(shù)，為工件與夾具支承面的摩擦系數(shù)。對于精加工機床，定位銷不允許受力即=0；對于加工機床，定位銷允