IXX 大學課 程 設(shè) 計 論 文TL4 型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔液動夾具設(shè)計所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導(dǎo) 老 師年 月 日II摘 要TL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差I(lǐng)II目 錄摘 要 II目 錄 .III第 1 章 序 言.1第 2 章 零件的分析.22.1 零件的形狀 .22.2 零件的工藝分析 .2第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計.33.1 確定毛坯的制造形式 33.2 定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 .33.3 制定工藝路線 43.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 53.4.1 機床選用 .53.4.2 選擇刀具 .53.4.3 選擇量具 .53.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5第 4 章 確定切削用量及基本時間.84.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時間的確定 84.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時間的確定 124.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 134.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定 154.5 工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定 164.6 工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定 18第 5 章 加工柱銷孔液動夾具設(shè)計.225.1 設(shè)計要求 .225.1.1 工件定位的基本原理 225.1.2 定位方法與定位元件 .22IV5.2 夾具設(shè)計 .245.2.1 定位基準的選擇 .245.2.2 切削力及夾緊力的計算 .245.3 定位誤差的分析 .285.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 285.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .295.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 .30總 結(jié).34致 謝.34參 考 文 獻.361第 1 章 序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。TL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。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，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。2第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是 TL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動力和轉(zhuǎn)矩。由于彈性套易發(fā)生彈性變形及其外徑與圓柱孔為間隙配合，因而使聯(lián)軸器具有補償兩軸相對位移和減震緩沖的功能。且不用設(shè)置中榫機構(gòu)，以免喪失補償相對位移的能力。零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 45， ，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。TL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度 值aR為 3.2 。2.車外圓及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.車裝配孔，表面粗糙度 值m?aRm?3.2 。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度 值 3.2 。5.兩側(cè)面粗糙度 a值6.3 、12.5 ，法蘭面粗糙度 值 6.3 。a3TL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：(1)．左端的加工表面：這一組加工表面包括：左端面，Φ106 外圓，Φ42 外圓，Φ25 內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工表面：這一組加工表面包括：右端面；Φ106 的外圓，粗糙度為 1.6；Φ42 的外圓并帶有倒角其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ25 的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計本 TL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺，每臺車床需要該零件 1 個，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。該零件材料為 45，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據(jù)設(shè)計要求 Q=100000 件/年， n=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=2XQn(1+α) （1+β)=238595 件/ 年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 45，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。3.2 定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇待加工的兩零件是盤狀零件，孔是設(shè)計基準（也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(yīng)選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選 ?25mm 的孔及其一端面作為精基準。4由于待加工的兩零件全部表面都需加工，而孔作為精基準應(yīng)先進行加工，對主動端而言，應(yīng)選面積較大的外圓及其端面為粗基準；對從動端而言，應(yīng)選面積較大?106mm 的外圓及其端面為粗基準。待加工的兩零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、鍵槽、錐孔，材料為 30CrMnSi鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考相關(guān)資料，其加工方法選擇如下。（1）?42mm 的外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù) GB 1800—79 規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為 Ra25um，粗車即可（表 5-14） 。（2）?106mm 的外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù) GB 1800—79 規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為 Ra6.3um，需進行精車和半精車。（3）?10mm 的柱銷孔 為未注尺寸公差，根據(jù) GB 1800—79 規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為 Ra6.3um，需進行粗鏜（表 5-15） 。（4）?25mm 的內(nèi)孔，公差等級為 IT8,表面粗糙度為 Ra1.6um，需進行粗膛→半精膛→精鏜加工（表 5-15） 。（5）鍵槽 槽寬和槽深的公差等級分別為 IT13 和 IT14,表面糙粗度分別為 Ra3.2um和 Ra6.3um,需采用三面刃銑刀，粗銑→半精銑（表 5-16） 。（6）端面 本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度為Ra25um,粗車即可。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序 10 鍛造出毛坯。工序 20 毛坯熱處理，時效處理。工序 30：以 ?42mm 處外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車半精車外圓?106mm，工序 40：以半精車后的 ?106mm 外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓?42mm，倒角。工序 50：以半精車后的 ?106mm 外圓及其端面定位 ,半精車另一端面粗鏜 ?25mm5的孔。工序 60：以 ?106mm 外圓及其端面定位，精鏜 ?25mm 的孔。工序 70：粗插、半精插鍵槽。工序 80：以 ?25mm 孔、端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工 8 個 ?10mm 的柱銷孔。工序 90：去毛刺。工序 100 終檢入庫。3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機床選用①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140 臥式車床。參考根據(jù) 《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表 4.2-7。②.工序Ⅸ是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。主、從動端工序 Ⅳ都為 CA6140 臥式車床。由于加工的零件外廓尺寸不大，○ 2又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小，需選用較精密的機床才能滿足要求，因此選用 CA6140 臥式車床（表 5-55） 。3.4.2 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。加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。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，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)。3.4.3 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。63.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“TL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器” 零件材料為 45，查《機械加工工藝手冊》 （以后簡稱《工藝手冊》 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg表 3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)同類零件的年產(chǎn)量 [件]生產(chǎn)類別重型（零件重2000kg）中型（零件重100~2000kg）輕型（零件重120~250 6.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。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、工序尺寸及毛坯尺寸。8第 4 章 確定切削用量及基本時間切削用量包括背吃刀量 a 、進給量 f 和切削速度 v。確定順序是先確定 a 、f 、p p再確定 v。4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時間的確定4.1.1 切削用量 以 ?42mm 外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車半精車外圓 ?106mm，所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 3mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故②.確定進給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊 》可知：=0.7f確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進給機構(gòu)允許進給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， = 時，HBSp4?f75.0rmrK045徑向進給力： =950 。RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際f roFfKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin609④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?3）in48?= = =120 （3-nDc?'1127?mir4）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?5）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-3.?6）根據(jù)表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?10換車刀手動進給。⑦. 計算基本工時（3-nflt?7）式中 = + + ， = m127Lly?l由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則?m1= + =1278= = （3-8）mt7.01258?in463.6.1.3 確定粗鏜的切削用量及基本工時①.確定切削深度 pa= =p25.②.確定進給量 f根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.5 可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑 ，m20pa，鏜刀伸出長度為 時：m3?m125=0.15～0.40fr按 CA6140 機床的進給量（表 4.2—9） ，選擇，=0.25f③.確定切削速度 V= （3-VyvxpmKfaTC9）式中 = ， =0.2， =0.20， = ， =0.15Cv8.19vyin60x（3-65.089.2560819.2. ???V10）=37 min= = （3-?D?10974.3?min12r11）按 CA6140 機床的轉(zhuǎn)速，選擇11=160 =2.6nmirsr④.計算基本工時選鏜刀的主偏角 = ，則 = ， ， ， ，rK0451L5.3m69?L4203?， ， ，則：mf25.0?s26.?i= =117 iLT.249??s4.1.2 基本時間5.1.2.1 主動端確定粗車主動端外圓 ?106 的基本時間。參考文獻[1] 表 2-24，車外圓基本○ 1 m時間為T ifnllifLj 3211??式中， =40mm, ～3), 90°， =2mm， =4mm, =0, l 2(tan1??rpkl rk?1l2l3lf=0.65mm/r,n=0.77r/s,is967.0541??jT確定粗車主動端外圓 ?42 的基本時間：○ 2 mifnllj 3212?式中， =9mm, =2mm, =4mm, =0, f=0.55mm/r, n=0.77r/s, ，則l1ll3l 1?is57.0492??JT確定粗車主動端端面的基本時間：○ 3，ifnLj?3 321lld?式中，d=164.8mm,d =0, =2mm, =4mm, =0, f=0.65mm/r, n=0.77r/s, ，則1l2l3 1?i=177s7.065483??JT確定粗車主動端臺階面的基本時間：○ 4，ifnLj?4 321lld?式中，d=164.8mm, =94.6mm, =0mm, =4mm, =0, f=0.6mm/r, n=0.77r/s, 1d1l12，則1?i=85s7.0641354???jT確定粗鏜 ?42mm 孔的基本時間，選鏜刀的主偏角 45°?！?5 rk?ifnllj 3215??式中， =84mm, =3.5mm, =4mm, =0，f=0.1mm/r，n=6.17r/s, ,則 l1l2l3l 1?i=148s7.61045385???jT確定工序的基本時間：○ 6=42+35+2+85+148=643s??51ijijT5.1.2.2 從動端確定粗車從動端外圓 的基本時間: =80s○ 1 m7.0652381???jT確定粗車從動端端面的基本時間： =95s○ 2 .42j確定粗車從動端臺階面的基本時間： =94s○ 3 ?3jT7.069??確定粗鏜 ?42mm 孔的基本時間: =197s○ 4 1.454j確定工序的基本時間：○ 5=80+95+94+197=466s??41ijijT4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時間的確定采用與工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下：本工序為粗車（車端面、外圓及倒角） ，已知條件與工序Ⅰ相同。車端面、外圓可采用與工序Ⅰ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。4.2.1 主動端見表 5-1表 5-1 主動端工序Ⅱ的切削用量及基本時間工步 /mmpaf/mm·r v/m·s 1?n/r·s 1?/siT131?粗車端面 2 0.52 0.38 1.5 113粗車外圓?42mm2.3 0.52 0.38 1.5 68倒角 手動 0.38 1.54.2.2 從動端見表 5-2表 5-2 從動端工序Ⅱ的切削用量及基本時間工步 /mmpaf/mm·r 1?v/m·s 1?n/r·s 1?/siT粗車端面 2 0.65 25.4 0.77 177粗車外圓?160 m063.?m2.4 0.65 25.4 0.77 1524.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定4.3.1 切削用量本工序為半精加工（車端面、外圓、鏜孔） 。已知條件與粗加工工序相同。確定以半精車后的 ?106mm 外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓○ 1?42mm，倒角。切削用量。所選刀具為 YT15 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀所選刀具為 YT15 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，查參考文獻[6]表 1-3，車刀幾何形狀為 ， ′=00128,9rk???????， r5,0,.5serm????ⅰ. 確定背吃刀量= =0.75mmpa25.ⅱ. 確定進給量根據(jù)參考文獻[7]表 1.6 及參考文獻[2] 表 4.2-9 中 C620-1 機床進給量，選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機床進給機構(gòu)強度。0.3/fmr?ⅲ. 選擇車刀磨鈍標準及耐用度查參考文獻[7]表 1.9，選擇車刀后刀面最大磨損量為 0.4mm，耐用度 T=30min。14查參考文獻[6]表 1.10，當用 YT15 硬質(zhì)合金車刀加工 σb1000MPs 的合金鋼，， ，切削速度 =97m/min。1.4pam?0.38/fr?切削速度的修正系數(shù)查參考文獻[7]表 1.28 得： ，其余的修正0.81,.5rKvTvk?系數(shù)均為 1，故：V=97×0.81×1.15=90.4m/min=178r/min5.164.390πd10??vn查參考文獻[6]表 4.2-8 選擇 C620-1 機床的轉(zhuǎn)速為：n=185r/min=3.08r/s則實際切削速度 v=1.56m/s半精加工，機床功率也可不校驗。最后確定的切削用量為：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。pa確定半精車主動端端面的切削用量。采用車外圓 ?160mm 相同的刀具加工，切○ 2削用量為：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。map7.0?確定半精車從動端外圓 ?71 mm 的切削用量。采用車外圓 ?160mm 相同的○ 3 019.?刀具加工，切削用量為：，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。ap5.021?確定半精車從動端端面的切削用量。采用車外圓 ?160mm 相同的刀具加工，切○ 4削用量為：，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。map7.0?確定半精鏜孔 ?42mm 的切削用量。所選刀具為 YT15 硬質(zhì)合金、主偏角○ 5°、直徑為 12mm 的圓形鏜刀。其耐用度 T=60min。4rkⅰ. 。ap75.021?ⅱ.參考文獻[1]表 5-139 和表 5-57，f=0.2mm/r。ⅲ.參考文獻[1]表 2-8 的計算公式確定。V= vyxpmkfaTCv15式中，C =291，m=0.2,x =0.15,y =0.2,T=60min,k =0.9,則vvvvV= =150m/min9.02.75.0691.2. ??=1209.4r/min3.π?n選擇 C620-1 車床的轉(zhuǎn)速 n=1200r/min=20r/s。4.3.2 切削用量確定半精車主動端外圓 ?106mm 的基本時間： =52s○ 1 08.36241???jT確定半精車主動端端面的基本時間： =94s○ 2 .752j確定半精車從動端外圓 ?42mm 的基本時間： =45s○ 3 08.343???jT確定半精車從動端端面的基本時間： =45s○ 4 .264j確定半精鏜主動端孔 ?42mm 的基本時間： =14s○ 5 0.55???jT確定半精鏜從動端孔 ?42mm 的基本時間： =30s○ 6 2.4316j4.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定4.4.1 切削用量本工序為精鏜 ?25mm 的孔。確定精鏜 ?25mm 孔的切削用量。選刀具為 YT30 硬質(zhì)合金、主偏角 °、45?rT直徑為 12mm 的圓形鏜刀。其耐用度 T=60min。= =0.25mm○ 1 pa25.0f=0.15mm/r○ 2v= ×1.4=230.77mm/min○ 3 9.015.2.0692. ??=1837.3r/min4π7.3?n參考文獻[1]表 5-56，根據(jù) C6140 車床的轉(zhuǎn)速表，選擇 n=1400r/min=23.3r/s,則實際切削速度 v=4.98m/s。164.4.2 基本時間5.4.2.1 確定精鏜主動端 ?25mm 孔的基本時間：=16s3.215.04???jT5.4.2.2 確定精鏜從動端 ?25mm 孔的基本時間：=34s2j4.5 工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定4.5.1 粗銑5.5.1.1 切削用量粗銑以 ?25mm 孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑 d=80,寬度 L=12mm,齒數(shù) z=10。參考文獻 [1]表 5-143 選銑刀的基本形狀。由于加工材料的 σ 1000MPs,故選前角 =10°，后角 =12°(周銑)， =6°（端銑） 。b 0r0?0?已知銑削寬度 =9mm,銑削深度 =8mm。機床選用 X62W 型臥式銑床。eapa確定每齒進給量 。參考文獻[1]表 5-144，X62W 臥式銑床的功率為○ 1 zf7.5KW（表 5-74） ，工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工鋼料，查得每齒進給量=0.6～1.0mm/z ?，F(xiàn)取 =0.07mm/z。zf zf確定銑刀磨鈍標準及耐用度。參考文獻[1]表 5-148，用高速鋼盤銑刀粗加工鋼○ 2料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.6mm，銑刀直徑 d=80mm,耐用度 T=120min（表 5-149） 。確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 。參考文獻[1]表 2-17 中公式計算：○ 3 MzfvpueyzxpmqvkafTdCv?式中， =48, =0.25， =0.1， =0.2， =0.3， =0.1，m=0.2,T=120min, VCvqvxvvv=8, =0.07mm/z, =9mm, z=10,d=80mm, =1.0。pazfeak=2.62m/min1.03.02.1.02.59784???vn= =10.4r/minπ617參考文獻[1]表 5-75，根據(jù) X62W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=30r/min=0.5r/s,則實際切削速度 v=0.13m/s,工作臺每分鐘進給量為=0.07×10×30=28mm/minMzf參考文獻[1]表 5-76, 根據(jù) X62W 型臥式銑床工作臺進給量，選擇 =23.5mm/min,Mzf則實際的每齒進給量為 = =0.078mm/z。zf3015.2?驗證機床效率。參考文獻[1]表 2-18 的計算公式，銑削時的功率（單位為○ 4KW）為 10vFPc?（N ）cFwqueyzxpckndafC式中， =650, =1.0, =0.72, =0.42, =0, =0.42, =8, =0.078mm/z, FCxFy pazf=9mm, z=10,d=80mm, n=30r/min, =0.63。eack=797.363.0308197.650686.21???cv=0.13m/s=0.10KW1.cPX62W 銑床主電動機的功率為 7.5KW，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為=0.078mm/z, =23.5mm/min, n=30r/min, v=0.13m/szfMzf5.5.1.2 基本時間參考文獻[1]表 2-28，三面刃銑刀銑槽的基本時間為 iflTMzj21??a.主動端：式中， =84mm, = +(1～3) ， =9mm,d=80mm, =76mm, =4mm, l1l)(eead?ea1l2l=23.5mm/min, =4Mzfi=6.98min=419s45.237681???jT18b.從動端：=8.17min=490s45.23761???jT4.5.2 半精銑5.5.2.1 切削用量半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。d=80mm, L=12mm, z=10。機床亦選用 X62W 型臥式銑床。確定每齒進給量 。加工要求保證的表面粗糙度 3.2μm, 參考文獻[1] 表 5-○ 1 zf aR144,每轉(zhuǎn)進給量 =0.5～1.2mm/r,現(xiàn)取 =0.6mm/r，則rf rf= =0.06mm/rz106.確定銑刀磨鈍標準及耐用度。參考文獻[1]表 5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損○ 2量為 0.25mm；參考文獻[1] 表 5-149，耐用度 T=120min。確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 。參考文獻[1]表 2-17 中公式計算，得○ 3 Mzf=17.79m/min=0.3m/s1.03.02.1.02.5784???vn=1.19r/s=71r/min參考文獻[1]表 5-75，根據(jù) X62W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=75r/min=1.25r/s, 則實際切削速度 v=0.314m/s, 工作臺每分鐘進給量為 =0.06×10×75=45mm/minMzf參考文獻[1]表 5-76, 根據(jù) X62W 型臥式銑床工作臺進給量，選擇 =47.5mm/min,Mzf則實際的每齒進給量為 = =0.063mm/z。zf7510.4?5.5.2.2 基本時間a.主動端：= ×4=10s1jT5.47308?b.從動端：= ×4=12s2j.4.6 工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定194.6.1 主動端（1）鉆孔3.6.5.1 確定以 ?25mm 孔、端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工 8 個 ?10mm 的錐銷孔。鉆孔 Φ10，本工序采用計算法。表 3-5 高速鋼麻花鉆的類型和用途標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔選用 Z525 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 10.2-5 標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆 ，則螺旋角 =30 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫刃斜25??0?0f0角 =50 ，L=197mm,l =116mm。?01表 3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花鉆直徑范圍l l111.80～13.20 151 101表 3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o）d (mm) β 2ф α f ψ8.6～18.00 30 118 12 40～60表 3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度（ 1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭刀具材料 加工材料直徑 d0（mm）20≤20高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度 T min刀具直徑d0（mm）刀具類型 加工材料 刀具材料11～20鉆頭（鉆孔及擴孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼 60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min①.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 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60 。zm* rm②.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 高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（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in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。mvtvV=12 =10.32 （3-85.0?min17）則 = =131 （3-nir18）查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* mir則實際切削速度 = = =11.8v實 n③.確定切削時間查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T = （3-ifnllw1?19）其中 l = l =5 l =2～3f2mdRKcot?wm1m則： t= =9.13 s確定鉆孔的切削用量132.?0dn?04.35?6.0573?21鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rmf30.?確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-inkfaTdcvvyxpzv20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8???zcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?min所以 = =72n4.6ir選取 mi120r?所以實際切削速度為 =2.647.3?vin確定切削時間（一個孔） =ts20.8??22第 5 章 加工柱銷孔液動夾具設(shè)計5.1 設(shè)計要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。上面即為加工柱銷孔的專用夾具，本夾具將用于 Z525 鉆床。本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。5.1.1 工件定位的基本原理工件的定位實質(zhì)就是要使工件在夾具中有某個確定的位置。這一位置可以通過定位支承限制相應(yīng)的自由度來獲得。六點定位原理：如果要使一個自由剛體在空間有一個確定的位置，就必須設(shè)置相應(yīng)的六個約束以限制六個運動自由度。如果工件的六個自由度都加以限制了，工件在空間的位置也就完全被確定下來了。因此定位實質(zhì)上就是限制自由度。關(guān)于六點定位原則的幾個主要問題：1.在夾具的結(jié)構(gòu)中，定位支承點是通過具體的定位元件體現(xiàn)的，即支承點不一定用點或銷的頂端，而常用面或線來代替。兩個點決定一條直線，三個點決定一個平面，即一條直線可以代替兩個支承點，一個平面可代替三個支承點。在具體應(yīng)用時，還可用窄長的平面代替直線，用較小的平面來替代點。2.定位支承點與工件定位基準面始終保持接觸，方起到限制自由度的作用。3.分析定位支承點的定位作用時，不考慮力的影響。工件的某一自由度被限制是指工件在某個坐標方向有了確定位置，并不是指工件在受到使其脫離定位支承點的外力時不能運動。使工件在外力作用下不能運動，要靠夾緊裝置來完成。5.1.2 定位方法與定位元件定位方法和定位元件的選擇，主要決定于工件的加工要求、工件的定位基準和外力的作用情況等。定位方法有平面定位，圓柱孔定位，圓柱面定位，特殊表面定位，組合表面定位等。據(jù)定位方法及各定位元件的特點合理選擇定位元件1.對定位元件的基本要求(1) 限位基面應(yīng)有足夠的精度。足夠的精度才能保證工件的定位精度。(2) 限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，為此定位元件限位表面的耐磨性要好，以保證夾具的壽命和精度。23(3) 支承元件應(yīng)有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強度。(4) 應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)簡單、合理，便于制造、裝配和更換。(5) 定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。2.常用定位元件的選用定位元件選用時，應(yīng)按工件定位基準面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點進行選擇。 1.以面積較小的已經(jīng)加工的基準平面定位時，選用平頭支承釘，以基準面粗糙不平或毛坯面定位時，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時，可選用網(wǎng)狀支承釘。2.以面積較大、平面度精度較高的基準平面定位時，選用支承板，用于側(cè)面定位時，可選用不帶斜 3-60 度缺口精加工工序的支承板，盡可能用帶斜 3-60 度缺口精加工工序的支承板，以利清除切屑。3.以毛坯面和環(huán)形平面作基準平面定位時，選用自位支承作定位元件。4.定位基準面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時，可選用輔助定位元件，輔助支承不限制自由度，且每次加工均需重新調(diào)整支承點高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。常見的支承板和支承釘如下圖 1.2 和圖 1.3：圖 1.2 支承釘 圖 1.3 支承板245.2 夾具設(shè)計5.2.1 定位基準的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。5.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具：鉆頭 D=10。則軸向力：見《工藝師手冊》表 28.4F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(07.1)92()103.?nHBF=420 (237.35.0.18. N???轉(zhuǎn)矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 )(34.170.3518.02 MN????功率 P =mKWdV26.90在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K1234式中 K —基本安全系數(shù)，1.5;K —加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2K —刀具鈍化系數(shù) , 1.1;3K —斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N??鉆削時 T=17.34 N M?切向方向所受力: 25F =1NLT2670534.???取 .fF =4416f )(.41F Ff1所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。液壓缸的選型計算：根據(jù)液壓缸推力拉力的大小要求，選定液壓缸使用壓力參數(shù)以及缸徑尺寸液壓缸推力計算公式：液壓缸推力 F1=0.25πD2P液壓缸拉力計算公式 F2=0.25π（D2-d2）P公式式中：D-液壓缸活塞直徑（ cm）d-液壓缸活塞桿直徑（cm）P-液壓缸的工作壓力（kgf/cm2）F1，F(xiàn)2-液壓缸的理論推拉力（ kgf）為了避免用戶選用時的有關(guān)計算，下附雙作用液壓缸輸出力換算表，用戶可根據(jù)負載、工作壓力、動作方向從表格中選擇合適的缸徑尺寸雙作用液壓缸輸出力表單位 Kgf液壓缸的理論輸出力（推力）單位：KG/公斤使用空氣壓力 MPa缸徑mm0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.810 1.57 2.36 3.14 3.93 4.71 5.50 6.2816 4.02 6.03 8.04 10.1 12.1 14.1 16.120 6.28 9.42 12.6 15.7 18.8 22.0 25.025 9.81 14.7 19.6 24.5 29.4 34.4 39.232 16.0 24.1 32.2 40.2 48.3 56.3 64.440 25.1 37.7 50.3 62.8 75.4 88.0 100.52650 39.2 58.9 78.5 98.2 117 137 15763 62.3 93.5 125 156 187 218 25080 100 151 201 251 300 352 402100 157 236 314 393 471 550 628125 245 368 491 615 736 859 982160 402 603 804 1005 1206 1407 1608180 508 763 1018 1272 1527 1781 2036200 628 942 1257 1571 1885 2199 2514250 981 1473 1963 2454 2945 3436 3926320 1608 2412 3216 4021 4825 5629 6432400 2531 3796 5026 6283 7539 8796 10052? 選定液壓缸的行程：確定工作的移動距離，考慮工況可選擇滿行程或預(yù)留行程。當行程超過推薦的最長行程時，要考慮活塞桿的剛度，可以選擇支撐導(dǎo)向或選擇特殊液壓缸。? 選定液壓缸緩沖方式：根據(jù)需要選擇緩沖形式，無緩沖液壓缸，固定緩沖液壓缸，可調(diào)緩沖液壓缸? 選擇潤滑方式：有給油潤滑液壓缸，無給油潤滑液壓缸? 選擇液壓缸系列：根據(jù)以上條件，按需選擇適當系列的液壓缸? 選擇液壓缸的安裝形式：根據(jù)不同的用途和安裝需要，選用適當?shù)陌惭b形式?5.3 定位誤差的分析制造誤差 ZZ?（1）中心線對定位件中心線位置精度. 取 .m05.~3.2?m04.2??（2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表 P297）