課程設計說明書夾具.doc

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1、第一部分第一節(jié) 序 言 本次課程設計的任務是針對生產(chǎn)實際中的一個零件東方紅75推土機鏟臂右支架，制定其機械生產(chǎn)加工工藝規(guī)程。該零件的工藝過程總共包括了十四道工序，可分類為銑平面、鏜內(nèi)孔、鉆孔、擴孔、攻螺紋、倒角、銑開、去毛刺等工序。由于所加工的推土機鏟臂右支架是帶孔的零件，55mm孔不但是精度要求最高的孔，而且也是該零件的設計基準、裝配基準與測量基準，所以加工此孔時需要經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜三道工序加工而成，而其他表面的加工都為粗加工，經(jīng)一道工序即可完成。本次課程設計從機械加工工藝分析對零件進行制造和研究，用二維CAD制圖軟件夾具的總裝配圖，并手工繪制夾具體零件圖。第二節(jié) 零件圖的工藝分析一、

2、零件的功用分析 題目所給的零件是東方紅75推土機鏟臂右支架5.它位于推土機的前部，其作用是用來支撐鏟臂上油缸3的支座，如圖2-1所示。推土機在工作過程中，其鏟臂1應能繞其回轉(zhuǎn)中心上下擺動。擺動的動力是由油缸3 提供的。通過油缸油腔的進油與出油，可使得油缸活塞桿2伸出與縮回，從而實現(xiàn)鏟臂1的上下擺動。同時，油缸3和活塞桿2本身亦需做微幅擺動?；钊麠U2伸出端與鏟臂1鉸接，油缸3的尾部與軸線固定的軸4鉸接。右支架5的作用是在軸4的一端對其進行固定.右支架5都分上蓋和支架座兩部分，每一部分都有一與軸接觸的55mm半圓孔，上蓋與支架座通過螺釘與軸4連接在一起。支架體上有軸線空間交叉成 4610的兩個43

3、.5mm的叉孔，叉孔與桿6焊死。桿6的另外一端與一塊鋼板7焊接在一起，鋼板7與推土機底盤鉚接，最終把軸4與底盤固定在一起。從零件的實際功用看，右支架5的主要作用是連接與緊固。1-鏟臂 2-活塞桿 3-油缸 4-軸 5-右支架 6-桿 7-鋼板圖2-1 右支架功用是意圖二、零件的工藝分析從零件圖上可以看出，標有表面粗糙度符號的表面有平面、退刀槽、內(nèi)孔等。其中，表面粗糙度要求最高的是55mm孔，公差等級達到IT8級，表面粗糙度為Ra1.6m。該孔是右支架的主要設計基準。從表面間的位置精度要求來看，A、B兩端面（即前、后兩端面）應與55mm孔軸線垂直，兩個43.5mm孔的軸線應垂直與55mm孔軸線，

4、且兩43.5mm軸線的夾角應為4610，夾角頂點在55mm孔的軸線上。從工藝上看，43.5mm孔的軸線對55mm孔的軸線的垂直度要求為 0.2100，相當于公差等級10級，可以通過使用專用夾具來保證。55mm孔公差等級為IT8級，表面粗糙度為Ra1.6m，可通過精鏜保證。平面A、B用于軸的軸向定位，小凸臺C平面與B平面在同一平面上，在零件的工作過程中不起作用。由于工藝凸臺C平面面積較小，為保證鑄件質(zhì)量，將B、C平面取為澆鑄的底面位置，將A面作為澆鑄時的頂面位置。 對右支架零件圖進行工藝審核后，可知該零件圖視圖正確、完整、尺寸、公差及技術(shù)要求齊全，加工要求合理，零件的結(jié)構(gòu)工藝性較好。機械加工工序

5、的安排一、確定零件的生產(chǎn)類型按設計任務書，東方紅75推土機年產(chǎn)量為4500臺/年，其上有左、右支架各一件。若右支架備品率為8%，機械加工廢品率為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領為4500（1+8+1）件/年=4905件/年 （3-1）可見，右鏟臂支架的年生產(chǎn)量為4905件。推土機鏟臂支架可看成獨立的一部分，屬輕型機械。因此，根據(jù)表，有生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型的關(guān)系可確定該零件的生產(chǎn)為中批生產(chǎn)，其毛坯制造、加工設備及工藝裝備的選擇應呈現(xiàn)中批生產(chǎn)的工藝特點，如多采用通用設備配以專用的工藝裝備等。二、確定毛坯制造形式 由該零件的功用及推土機的工作狀況知，鏟臂支架與連接支架上蓋與支架座的螺釘承受的都是沖擊性載荷，

6、故要求該支架材料應具備較高的強度與抗沖擊能力。因此，原設計單位選用了既滿足要求，價格有相對低廉的鑄鋼材料ZG310-570，因此可以確定毛坯的制造形式為鑄造。一般工程用鑄鋼的特性和應用見表。由于該支架為成批生產(chǎn)，由表可知，選擇砂型機器造型，鑄鋼件的公差等級為CT9級。該零件的形狀不是十分復雜，因此毛坯的形狀與零件的形狀應盡量接近。由于在55mm孔的軸線方向上還有一個49mm孔，從減少加工余量考慮，此處的毛坯孔可以與55mm的毛坯孔一起鑄成階梯孔。2個43.5mm孔徑也較大，因此在鑄造時也應鑄成出毛坯孔。三、選擇定位基準定位基準的選擇是工藝規(guī)程制定中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正

7、確與合理地選擇定位基準，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提高生產(chǎn)率。 精基準的選擇精基準的選擇原則為：基準重合原則、基準統(tǒng)一原則、互為基準原則、自為基準原則?？筛鶕?jù)以上原則進行精基準的選擇。右支架是帶孔的零件。55mm孔不但是精度要求最高的孔，而且也是零件的設計基準。裝配基準與測量基準。為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，保證加工精度，應選55mm孔為基準，即遵循“基準重合”的原則。同時為了定位可靠，使加工過程穩(wěn)定、減小振動，還可選B、C平面為精基準。即選55mm孔及地面B、工藝凸臺面C所構(gòu)成的組合平面作為精基準，以一個長孔與一個大端面定位。為了避免過定位可采用55mm孔

8、一段短孔與端面的組合，或采用55mm孔長孔與 55mm孔一小部分端面的組合?？紤]到該零件精度不是太高以及加工時的穩(wěn)定性，最終選底面B和工藝凸臺C作為第一定位基準，限制三個自由度，55mm短孔作為第二定位基準，限制二個自由度。為了限制右支架繞55mm孔中心線的旋轉(zhuǎn)自由度，還可選二個43.5mm孔之一的外緣表面作為第三定位基準，在此設置一個擋銷。在右支架的加工過程中，該組合表面還可作為大部分工序的定位基準，加工其他的次要表面，體現(xiàn)了“基準統(tǒng)一”的選擇原則。2 粗基準的選擇粗基準的選擇原則為：合理分配加工余量的原則、保證相互位置的要求的原則、便于裝夾的原則。55mm孔為重要表面，加工時要求余量小而均

9、勻，因此應選擇該55mm長孔為粗基準。但此時的定位、夾緊裝置結(jié)構(gòu)復雜?？紤]到該零件精度要求不是太高，可選底面B與工藝凸臺面C的組合表面作為粗基準，這樣可使定位和加緊方便、可靠。由于采用機械造型，鑄件有一定的精度，基本可以保證55mm孔的加工余量均勻。由上可看出，粗、精基準選擇結(jié)果基本上是一致的，均選擇了底面B與工藝凸臺面C所構(gòu)成的組合表面。四、選擇加工方法 平面的加工平面的加工方法很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對于本支架，面A與面B的粗糙度要求Ra12.5m，其距離尺寸100mm為未注公差尺寸。由表5-11，根據(jù) GB/T1804-2000規(guī)定，選用中等級m，相當于IT13級，故可考慮粗車或粗

10、端銑，但車削加工底面的工藝凸臺C時會出現(xiàn)斷續(xù)車削，沖擊較大，故選擇端銑加工方式。 孔及退刀槽的加工孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于已鑄出55mm孔和49mm孔的階梯型毛坯，可采取在車床上鏜孔的方式。原因之一是該零件的結(jié)構(gòu)緊湊，重量也不大，適用于車削加工；原因之二是該零件精度不是很高，使用車床鏜孔較為經(jīng)濟。對于49mm孔，其公差等級為IT14，退刀槽屬未注公差尺寸，兩孔都可一次鏜出。55mm孔的公差等級為IT8級，表面粗糙度要求為Ra1.6m，可采取 粗鏜半精鏜精鏜的加工方式。對于右支架座上四個M20mm螺紋底孔及6個20mm孔，都屬于未注公差尺寸，可在實體上一次鉆出。對于二個43.5m

11、m孔，要求其軸線與55mm孔軸線垂直，且二個43.5孔軸線夾角成4610，考慮到毛坯上已有預鑄孔，可采取一次擴孔實現(xiàn)。加工方法有兩種：用麻花鉆擴孔； 用擴孔鉆擴孔。在實際生產(chǎn)中常用經(jīng)修磨的麻花鉆當擴孔鉆使用。由表5-12知鉆孔的公差等級為IT12IT13，可以滿足加工要求，故這里使用錐柄麻花鉆進行擴孔。 螺紋加工右支架座上4個M20mm螺紋孔應采取攻螺紋的方式。在攻螺紋工序之前應設置一道倒角工序，或在本工序中應先設一道倒角工步，以避免折斷絲錐，使攻螺紋順利進行。 零件的剖開右支架最終要分成上蓋與支架座兩部分，剖分面表面粗糙度要求為Ra12.5m，中心面應通過55mm孔的軸線?？衫眯妮S定位將其

12、一次或分兩次在銑床上用鋸片銑刀銑開。為使定位方便及使夾具的結(jié)構(gòu)簡單采取在一個工序中分兩次安裝銑開的方法，即在臥銑刀桿上裝有兩把鋸片銑刀，分別用于銑開右支架的一半。五、制定工藝路線1）右支架零件的生產(chǎn)類型是中批量生產(chǎn)，其工藝特點是盡量選用通用機床并配以專用夾具。在安排本零件工藝路線的過程中主要考慮了以下幾個方面：底面B與55mm孔一部分短孔為精基準，同時底面B也是粗基準，根據(jù)“先面后孔”和“基面先行”的原則，最先開始加工頂面A與底面B，底面B與工藝凸臺面C屬于同一平面，裝卡后一次加工。右支架加工表面中55mm孔精度最高,一切工序都是圍繞保證該孔的精度開安排。根據(jù)“先主后次”的原則，55mm孔應安

13、排在工藝路線的前部進行，但又不能一次加工到設計要求，否則在后續(xù)的工序中利用該表面定位加工一些次要表面時，有可能損傷該表面?！跋却趾缶笔轻槍φ麄€工藝路線而言的，而并非只對某一表面而言。對于55mm孔，它是其他次要表面的基準，必須先加工出來。在具體處理時可將 55mm孔半精加工后作為統(tǒng)一的精基準來加工其他次要表面，待這些次要表面加工完成之后在對其精加工至圖樣要求。2）工藝路線安排如何安排工藝路線，一定要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，具體情況具體分析。最終的工藝路線安排如下：工序05：粗銑頂面A 定位基準：底面B、工藝凸臺C面。工序10：粗細底面B、工藝凸臺C面 定位基準：頂面A。工序15：粗鏜49mm孔（工

14、步一）及退刀槽356mm（工步二） 定位基準：底面B、工藝凸臺C面及55mm毛坯孔。工序20：粗鏜55mm孔（工步一）及倒角C2（工步二） 定位基準：頂面A及49mm孔。工序25：半精鏜55mm孔 定位基準：頂面A及49mm孔。工序30：擴243.5mm孔 定位基準：底面B、工藝凸臺C面、55mm孔及43.5mm孔外緣。工序35: 243.5mm倒角C2 定位基準：底面B、工藝凸臺C面、55mm孔及43.5mm孔外緣。工序40：鉆620mm孔 定位基準：底面B。工藝凸臺C面。55mm孔及一個43.5mm孔。工序45：鉆4M202螺紋底孔18mm 定位基準：底面B、工藝凸臺C面、55mm孔及一個

15、20mm孔。工序50：精鏜55mm孔（工步一）及倒角C2（工步二） 定位基準：頂面A及49mm孔。工序55；銑開（兩次安裝） 安裝一：銑開零件一側(cè) 定位基準：底面B、工藝凸臺C面、55mm孔及一個20mm孔。 安裝二：銑開零件另一側(cè) 定位基準：底面B、工藝凸臺C面、55mm孔及銑開的切口。工序60：擴上蓋621mm孔 定位基準：剖分面、55mm半圓孔及一端面。工序65：4M202底孔倒角（工步一）、攻4M202支架座螺紋（工步二） 定位基準：55mm半圓孔、端面及一個20mm孔。工序70：去毛刺、清洗、檢驗。六、確定毛坯余量及毛坯尺寸（一）確定加工余量該支架材料為ZG310-570，屈服強度=

16、310MPa，抗拉強度=570MPa,采用砂型機器造型，且為成批生產(chǎn)。由表5-2知，鑄鋼件采用砂型機器造型時，鑄件尺寸公差為CT8CT12級，此處選為CT9級。由表5-3選擇加工余量為H級，根據(jù)機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸有表5-4可查的各加工表面加工余量，如下表所示： 右支架各加工表面加工余量加工表面單邊余量/mm雙邊余量/mm備注55mm孔、 49mm孔3.06.0基本尺寸取孔軸向長度尺寸101mm頂面A因鑄造頂面，故加大取4.0面A、面B為雙側(cè)均加工，并考慮鑄造情況，基本尺寸為101mm底面B3.02個43.5mm孔3.06.0基本尺寸為孔深尺寸68mm 零件重量約為7.4kg,加上加工

17、余量，經(jīng)過估算，毛坯重量約為9.5kg。（二）確定毛坯基本尺寸 加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上相應的加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所示:右支架毛坯尺寸零件尺寸/mm單邊加工余量/mm毛坯尺寸/mm101頂面A為4，底面B為3108553494934343.5337.5(三）確定毛坯尺寸公差由表5-3查得各鑄件加工尺寸公差如表4-3所示：表4-3 右支架鑄件加工尺寸公差毛坯尺寸/mm公差/mm按“對稱”標注結(jié)果/mm1082.51.251081.25492.01491432.0143137.51.80.937.50.9（四）繪制毛坯簡圖 右支架毛坯簡圖七、工序設計（一）加工設備與工藝設備

18、的選擇1、選擇加工設備 選擇加工設備即選擇機床類型。其經(jīng)濟精度應與零件表面的設計要求相適應，初步選定各工序機床如下：工序05、10銑平面：XA5032立式升降臺銑床，主要技術(shù)參數(shù)見表5-13；工序15、20、25、50鏜孔：由于加工的零件外輪廓尺寸不大，故宜在車床上鏜孔，選擇常用的CA6140臥式車床。同時，由于使用時間長短的不同，各機床的精度也不同，在選擇機床進行粗、精加工工序時應不同；工序30、35擴孔、倒角：Z35搖臂鉆床，主要參數(shù)見表5-14；工序40、45 、60、65鉆孔、攻螺紋：Z3025搖臂鉆床，主要技術(shù)參數(shù)見 表5-14；工序55銑開：XA6132臥式銑床，主要技術(shù)參數(shù)見表5

19、-13；2、 選擇夾具對于成批生產(chǎn)的零件，大多數(shù)采用專用機床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效的前提下，亦可部分采用通用夾具。本機械加工工藝規(guī)程中所有工序均采用了裝用機床夾具，需專門設計、制造。3、選擇刀具在右支架的加工中，采用了銑、鏜、鉆、擴、攻螺紋等多種加工方式，與之相對應，初選道具的情況如下： 銑刀 工序05、10中頂面A、底面B采用端銑刀來進行加工。工序05中要求銑削深度為=4mm，工序10要求銑削深度為=3mm，銑削寬度均為=94mm。根據(jù)表5-15，選用高速鋼鑲齒套式端銑刀。由表5-16知所需銑刀直徑為110130mm。查表5-17知，滿足加工要求的銑刀直徑d=125mm，孔

20、徑D=40mm，寬L=40mm，齒數(shù)z=14。工序55中銑開加工所用銑刀，根據(jù)工件尺寸，由表5-18知，選用中齒鋸片銑刀（GB6120-1996）,直徑d=160mm，孔徑D=32mm，寬L=5mm，齒數(shù)z=48。 鏜刀 在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金刀具。加工鋼制零件可采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工時用YT5，半精加工時用YT15精加工時用YT30，且均可采用=45，直徑為20mm的圓形鏜刀進行加工。 鉆頭 從零件要求和加工經(jīng)濟性考慮，采用錐柄麻花鉆頭（GB 1438-2008）完成加工工序。工序30中，采用麻花鉆擴孔，由表5-19知，選用d=43.5mm的高速鋼錐柄麻花鉆；工序35中，

21、采用锪鉆進行倒角；工序40中，選用20mm的麻花鉆鉆6個20mm孔；工序45中，由表5-20知，鉆M20mm螺紋底孔的鉆頭直徑為18mm，由表5-84知，選用d=18mm的高速鋼錐柄麻花鉆。 絲錐 根據(jù)表5-21可知，選用M202細柄機用絲錐（摘自GB 3464-2007）完成攻螺紋工序。4、 選擇量具 選擇連狙的原則是根據(jù)被測量的對象的要求，在滿足測量精度的前提下，盡量選用操作方便、測量效率高的量具。本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具。（2） 確定工序尺寸確定工序尺寸時，對于加工加工精度較低的表面，只需粗加工工序就能保證設計要求，將設計尺寸作為工序尺寸即可，上下偏差也按設計規(guī)定。當加工表面

22、精度較高時，往往要經(jīng)過數(shù)道工序才能達到要求。對于右支架的加工要求可知，只有55mm的孔加工表面精度要求比較高，其他表面只需經(jīng)粗加工工序就能保證設計要求。因此只需計算55mm孔的工序尺寸、余量及公差。55mm孔的加工需要經(jīng)過三道工序，并且定位基準與工序基準重合。由前知其總加工余量為6mm，其公差等級為IT8級。參考臥式銑鏜床的切削用量和加工精度參數(shù)，由5-24和表5-25知精鏜時直徑上切深=0.61.2mm表面粗糙度為Ra6.31.6m，孔徑公差帶為H6H8；半精鏜時，=1.53mm、Ra2512.5m，孔徑公差帶為H8H9；粗鏜時=58mm、Ra25m，孔徑公差帶為H10H12。按照上述方法，

23、確定55mm孔的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度如下表： 55mm孔加工各工序要求加工表面：55mm孔精鏜半精鏜粗鏜毛坯工序雙邊余量/mm0.51.54工序尺寸及公差/mm550.02491表面粗糙的/m1.66.3258、 確定切削用量和基本時間 切削用量包含切削速度、進給量及背吃刀量三項，確定的方法是先確定背吃刀量，進給量f，而后確定切削速度v。不同的加工性質(zhì)，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側(cè)重點也有所不區(qū)別。（一）工序05（粗銑頂面A）切削用量及其基本時間的確定切削用量本道工序是粗細端面，已知加工材料為ZG310-570,=570MPa,鑄件無外皮，機床

24、為XA5032型立式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=125mm，孔徑D=40mm，寬L=40mm，齒數(shù)z=14.根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角=20，后角=12，主偏角，螺旋角。已知銑削寬度aw=94mm，銑削背吃刀量=4mm。 確定每齒進給量 根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電動機功率為7.5kW，查表5-27知當工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鋼料時，每齒進給量=0.080.15mm/z。由于本工序背吃刀量和銑削寬度較大，選擇最小的吃進給量=0.08mm/z. 選擇銑刀鈍磨標準和耐用度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鋼料時，選擇銑刀后刀面磨損

25、極限為1.8mm，已知銑刀直徑d=125mm，查表5-29經(jīng)插值的端銑刀的合理耐用度T=150min。 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 根據(jù)表5-30知，高速鋼銑削速度1525m/min， 38.263.7r/min根據(jù)XA5032型立式銑床轉(zhuǎn)速表，選擇n=60r/min=1r/s，則實際切削速度v：=23.55m/min工作臺每分鐘進給量為：=zn=0.081460=67.2mm/min根據(jù)XA5032型立式銑床工作臺進給量表5-13，選擇標準縱向進給量，選取=60mm/min，則實際的每齒進給量為：=0.071mm/z 校驗機床功率根據(jù)表5-31和5-32的計算公式，銑削時的功率（kw）

26、和切削力的計算公式為： (kW) （5-1-2） （N） （5-1-3）式中：所以切削力為：切削時的功率為：kW=1.31kWXA5032銑床主電動機功率為7.5kW，故所選切削用量合適。最后所確定的切削用量為：。 基本時間根據(jù)表5-33知，90的端銑刀對稱銑削的基本時間為： 其中：L工件銑削部分長度，單位mm；切入行程長度，單位mm ，2） 切出行程長度，單位mm，=13工作臺每分鐘進給量，單位mm/min。已知：=60mm/min，=94mm，=1mm，=0.5（125-+（12）=25mm，+=26mm；所以：=2min。（二）工序15（粗鏜49mm孔及退刀槽356mm）切削用量及基本時

27、間的確定 本工序為粗鏜及切退刀槽，已知條件與工序05相同，機床采用最常用的CA6140臥式車床，工步1采用YT5硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-40知鏜刀的鈍磨標準為1.4mm，鏜刀合理耐用度為T=60min。工步2采用高速鋼內(nèi)孔切槽加工完成。1 確定粗鏜49mm孔的切削用量 確定背吃刀量: 由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為6mm，粗鏜后孔直徑為49mm，故單邊余量為3mm，即=3mm。 確定進給量: 根據(jù)表5-41，當粗鏜鋼料，鏜刀桿直徑為20mm，=3mm，鏜刀伸出長度為10

28、0mm時，=0.150.25mm/r。按CA6140車床的進給量（表5-57），選擇=0.20mm/r。 確定切削速度v ： 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 式中，m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對鏜削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)=1.0；根據(jù)工件材料MPa，得修正系數(shù)；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為=1.0；刀具材料為YT5，的修正系數(shù)=0.65；此處為鏜孔，經(jīng)插值得修正系數(shù)=0.765；主偏角，得修正系數(shù)=1.0。所以m/min=88.1m/min查表5-44，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速n=560r/min,則實際

29、切削速度為 檢驗機床功率： 由表2-10查得切削力和切削功率計算公式如下： (N) （5-3-2） （kW） （5-3-3）其中，=2650，=1.0，=0.75，=-0.15，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)=0.92；經(jīng)插值得鏜孔相對于外圓縱車時的修正系數(shù)=1.04；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù)=1.04。因此總的修正系數(shù)為=1.00.921.041.01.04=1.0所以，切削力為N=1214.06N切削功率為kW=1.45kW根據(jù)表5-55知：CA6140機床主軸電動機功率=7.5kW，因，故上述切削用量可用。最后確定

30、的切削用量為：=3mm，=0.2mm/r，=88.1m/min(n=560r/min)。2 確定加工退刀槽的切削用量選用高速鋼切槽刀，采用手動進給，選擇主軸轉(zhuǎn)速n=40r/min,切削速度為：3 基本時間由表2-24得鏜孔的基本時間為 式中，切削加工長度，單位為mm； 刀具切入長度，單位為mm，3）； 刀具切出長度，單位為mm，=（35）mm； 單件小批生產(chǎn)時的試切長度，單位為mm； 進給次數(shù)。已知=9mm，=mm=5.5mm，=4mm，=0，=0.2mm/r,n=560r/min,=1。所以，基本時間為=0.165min三）工序20（粗鏜55mm孔及倒角C2）切削用量及基本時間的確定 本工序

31、為粗鏜及倒角C2，機床采用最常用的CA6140臥式車床，兩個工步采用YT5硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-40知鏜刀的鈍磨標準為1.4mm，鏜刀合理耐用度為T=60min。1 確定粗鏜55mm孔的切削用量 確定背吃刀量: 由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為4mm，粗鏜后孔直徑為53mm，故單邊余量為2mm，即=2mm。 確定進給量: 根據(jù)表5-41，當粗鏜鋼料，鏜刀桿直徑為20mm，=2mm，鏜刀伸出長度為100mm時，=0.150.30mm/r。按CA6140車床的進給量（表5-

32、42），選擇=0.20mm/r。 確定切削速度v ： 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 （5-4-1）式中，m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對鏜削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，的修正系數(shù)=1.0；根據(jù)工件材料MPa，得修正系數(shù)=1.18；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為=1.0；刀具材料為YT5，的修正系數(shù)=0.65；此處為鏜孔，經(jīng)插值得修正系數(shù)=0.765；主偏角，得修正系數(shù)=1.0。所以m/min=93.6m/min查表5-44，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速n=560r/min,則實際切削速度為 檢驗機床功率： 由表2-10查得切削

33、力和切削功率計算公式如下： (N) （5-4-2） （kW） （5-4-3）其中，=2650，=1.0，=0.75，=-0.15，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)=0.92；經(jīng)插值得鏜孔相對于外圓縱車時的修正系數(shù)=1.04；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù)=1.04。因此總的修正系數(shù)為=1.00.921.041.01.04=1.0所以，切削力為N=802.99N切削功率為kW=1.25kW根據(jù)表5-46知：CA6140機床主軸電動機功率=7.5kW，因，故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為：=2mm，=0.2mm/r，=93.

34、2m/min(n=560r/min)。2 確定加工倒角切削用量因為該工序中的倒角主要是為了裝配方便，故在實際生產(chǎn)過程中，加工倒角時并不需要詳細的計算，切削用量與粗鏜55mm孔的相同即可。3 基本時間由表2-24得鏜孔的基本時間為 （5-4-4）式中，切削加工長度，單位為mm； 刀具切入長度，單位為mm，3）； 刀具切出長度，單位為mm，=（35）mm； 單件小批生產(chǎn)時的試切長度，單位為mm； 進給次數(shù)。已知=91mm，=mm=4.5mm，=4mm，=0，=0.2mm/r,n=560r/min,=1。所以，基本時間為=0.89min（四）工序25（半精鏜55mm孔）切削用量及基本時間的確定 本工

35、序為半精鏜55mm孔，機床采用最常用的CA6140臥式車床，采用YT15硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-40知鏜刀的鈍磨標準為1.4mm，鏜刀合理耐用度為T=60min。1 確定半精鏜55mm孔的切削用量 確定背吃刀量: 由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為1.5mm，半精鏜后孔直徑為54.5mm，故單邊余量為0.75mm，即=0.75mm。 確定進給量: 對于半精加工，根據(jù)表5-57，按CA6140機床的進給量（表5-42），選擇=0.10mm/r。 確定切削速度v ： 根據(jù)表2-

36、8的計算公式確定切削速度 （5-5-1）式中，m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對鏜削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，的修正系數(shù)=1.0；根據(jù)工件材料MPa，得修正系數(shù)=1.18；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為=1.0；刀具材料為YT5，的修正系數(shù)=0.65；此處為鏜孔，經(jīng)插值得修正系數(shù)=0.765；主偏角，得修正系數(shù)=1.0。所以m/min=191.7m/min查表5-44，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速n=900r/min,則實際切削速度為 檢驗機床功率： 由表2-10查得切削力和切削功率計算公式如下： (N) （5-5-2） （kW） （

37、5-5-3）其中，=2650，=1.0，=0.75，=-0.15，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)=0.92；經(jīng)插值得鏜孔相對于外圓縱車時的修正系數(shù)=1.04；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù)=1.04。因此總的修正系數(shù)為=1.00.921.041.01.04=1.0所以，切削力為N=166N切削功率為kW=0.43kW根據(jù)表5-46知：CA6140機床主軸電動機功率=7.5kW，因，故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為：=0.75mm，=0.1mm/r，=154m/min(n=900r/min)。2 基本時間由表5-47得鏜

38、孔的基本時間為 式中，切削加工長度，單位為mm； 刀具切入長度，單位為mm，3）； 刀具切出長度，單位為mm，=（35）mm； 單件小批生產(chǎn)時的試切長度，單位為mm； 進給次數(shù)。已知=91mm，=mm=3.25mm，=4mm，=0，=0.1mm/r,n=900r/min,=1。所以，基本時間為=1.14min（五）工序45（鉆4M20螺紋底孔18mm）切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆4個M20mm孔，所用機床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-19知選取d=18mm，L=228mm，莫氏圓錐號為2號的莫氏錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-84選擇的鉆頭參數(shù)，2=118，=50，。由表5-48知，當

39、20mm時，選擇鉆頭刀面磨損極限為0.8mm，耐用度T=45min。1 確定鉆4M20螺紋底孔18mm的切削用量 確定背吃刀量： 鉆孔時,=9mm。 確定進給量： 按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑=18mm，工件材料為鑄鋼且=570MPa時，根據(jù)表5-50，進給量取值范圍為0.35-0.43mm/r。由于鉆孔后要用絲錐螺紋，需乘上系數(shù)0.5，又由于鉆孔深度大于3倍直徑，需乘上修正系數(shù)。由于，經(jīng)插值得=0.95。綜上得進給量的取值范圍=（0.350.43）0.50.95mm/r=(0.1660.204)mm/r。根據(jù)Z3025機床標準進給量，查表5-51，選取=0.2mm/r。 確定切削速度：

40、根據(jù)表5-52的計算公式確定切削速度 （m/min） 式中,=0.4，=0.7，m=0.2。因本例的加工條件與該公式應用條件不完全相同，故需要對切削速度進行修正。由表5-53得：根據(jù)刀具耐用度T=45min，得修正系數(shù)；工件材料=570MPa，得修正系數(shù)；鉆孔時工件經(jīng)過退火熱處理，得修正系數(shù)=0.9；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)=1.0；鉆頭為標準刃磨形狀，得修正系數(shù)=0.87；鉆孔深度，得修正系數(shù)。所以=1.01.160.91.00.870.85=0.770.77=15.51m/min=274.4r/min根據(jù)Z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取n=250r/min，實際轉(zhuǎn)速為m/m

41、in 校驗機床功率： 由表5-55知，查得轉(zhuǎn)矩和切削功率計算公式如下： =(Nm) （5-9-2） （5-9-3）式中：=0.305，=2.0，=0.8，,由表5-56得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)=0.88；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)=0.87。因此總的修正系數(shù)為：=0.881.00.87=0.77。所以擴孔時轉(zhuǎn)矩為Nm=21Nm切削功率為kW由表5-14知，Z3025機床主軸最大轉(zhuǎn)速=196.2Nm。主電動機功率=2.2kW。由于，故選擇的切削用量可用。最后所確定的切削用量為=9mm，=0.2mm/r，=14.1m/min(n=250r/min)。 基本時間由

42、表5-57得擴孔的基本時間 式中，工件切削部分長度，單位為mm； 刀具切入長度，單位為mm，+3； 刀具超出長度，單位為mm，=（24）mm；已知：=70mm，=8.4mm，=3mm，=0.2mm/r，n=250r/min。所以，加工4個孔所用的基本時間為六）工序50（精鏜55mm孔及倒角C2）切削用量及基本時間的確定 本工序為精鏜及倒角C2，機床采用最常用的CA6140臥式車床，兩個工步采用YT30硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-40知鏜刀的鈍磨標準為0.6mm，鏜刀合理耐用

43、度為T=60min。1 確定精鏜55mm孔的切削用量 確定背吃刀量: 由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為0.5mm，粗鏜后孔直徑為55mm，故單邊余量為0.25mm，即=0.25mm。 確定進給量: 對于精加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140車床的進給量，選擇=0.08mm/r。 確定切削速度v ： 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 （5-10-1）式中，m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對鏜削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，的修正系數(shù)=1.0；根據(jù)工件材料MPa，得修正系數(shù)=1.18；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為=1.0；刀具材料為YT30

44、，得修正系數(shù)=1.4；此處為鏜孔，經(jīng)插值得修正系數(shù)=0.765；主偏角，得修正系數(shù)=1.0。所以m/min=330.8m/min查表5-44，根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速n=1400r/min,則實際切削速度為 檢驗機床功率： 由表5-45查得切削力和切削功率計算公式如下： (N) （5-10-2） （kW） （5-10-3）其中，=2650，=1.0，=0.75，=-0.15，由表5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)=0.92；經(jīng)插值得鏜孔相對于外圓縱車時的修正系數(shù)=1.04；與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)=1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù)=1.04。因此總的修正

45、系數(shù)為=1.00.921.041.01.04=1.0所以，切削力為N=43.75N切削功率為kW=0.18kW根據(jù)表5-46知：CA6140機床主軸電動機功率=7.5kW，因，故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為：=0.25mm，=0.08mm/r，=241.78m/min(n=1400r/min)。2 確定加工倒角切削用量因為該工序中的倒角主要是為了裝配方便，故在實際生產(chǎn)過程中，加工倒角時并不需要詳細的計算，切削用量與精鏜55mm孔的相同即可。3 基本時間由表5-47得鏜孔的基本時間為 （5-10-4）式中，切削加工長度，單位為mm； 刀具切入長度，單位為mm，3）； 刀具切出長度，單位

46、為mm，=（35）mm； 單件小批生產(chǎn)時的試切長度，單位為mm； 進給次數(shù)。已知=91mm，=mm=2.75mm，=4mm，=0，=0.08mm/r,n=1400r/min,=1。所以，基本時間為=0.87min（七）工序55（銑開工序）的切削用量及其基本時間的確定 本工序?qū)⒅Ъ芰慵婇_成上蓋和支架座兩個部分。沿55mm孔中心線銑斷，分兩次安裝。第一次先銑開一側(cè)。采用的機床為常見的XA6132臥式銑床，由表5-13知其主電動機功率為7.5kW。刀具為=160mm，D=32mm，L=6mm，z=48mm的鋸片銑刀。已知銑削寬度=43mm，背吃刀量=5mm。1 切削用量 選擇銑刀鈍磨標準和耐用度：

47、 查表5-28，選擇后刀面磨損量極限為0.2mm，由表5-29經(jīng)插值得銑削耐用度T=186min。 確定每齒進給量： 根據(jù)表5-74知XA6132型立式銑床的主電動機功率為7.5kW，已知當工藝系統(tǒng)剛性中等、切斷銑刀加工鋼料時，每齒進給量=0.020.01mm/z。由于本工序背吃刀量和銑削寬度較大，選擇最小的吃進給量=0.016mm/z 確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量及每齒進給量： 由表5-30知，高速鋼銑刀銑削鑄鋼的切削速度v為1525m/min則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速：29.8549.67r/min由于本工序銑削深度和寬度較大，切斷工況惡劣，故選擇最小的主軸轉(zhuǎn)速縱向進給量。根據(jù)XA6132臥

48、式銑床的標準株洲轉(zhuǎn)速和標準縱向進給量，（見表5-13）選取主軸轉(zhuǎn)速n=30r/min，工作臺縱向進給速度vf=23.5mm/min。則實際切削速度為：=15.1m/min工作臺每齒進給量為：= 校驗機床功率： 根據(jù)表2-18的計算公式，銑削時的功率（kw）和切削力的計算公式為： (kW) （N） 式中：與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)為0.92，因此=0.92，所以切削力為切削時的功率為：kW=0.59kWXA6132銑床主電動機功率為7.5kW，故所選切削用量合適。最后所確定的切削用量為： 。 基本時間 其中：L工件銑削部分長度，單位mm；切入行程長度，單位mm ，； 切出行程長度，單位mm，=13

49、 工作臺每分鐘進給量，單位mm/min。已知：=23.5mm/min，=100mm，=0.5160=80mm，=1mm，+=8所以：=15.4min。（八）工序65（倒角底孔并攻支架體螺紋4M202）切削用量及基本時間的確定 本工序為倒角底孔并攻支架體螺紋4M202，所用機床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-58知工步1采用90錐柄錐面锪鉆加工，d=40mm，L=150mm，莫氏圓錐號為3號。由表5-49知，刀具耐用度為T=50min。工步2采用M202細柄機用高速鋼絲錐，由表5-21知=37mm，L=112mm，由表5-59知工件材料為中碳鋼時，取絲錐前角，后角。刀具耐用度T=90min。 確

50、定倒角的切削用量 確定進給量： 按照加工要求決定進給量。根據(jù)表5-60，進給量取值范圍為0.080.15mm/r。根據(jù)Z3025機床標準進給量，查表5-63，選取=0.12mm/r。 確定切削速度： 根據(jù)表5-60知锪鉆加工的切削速度為2326m/min,則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍為183.1207r/min根據(jù)Z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取n=200r/min，實際轉(zhuǎn)速為m/min最后所確定的切削用量為：=0.12mm/r；m/min（n=200r/min）。2 確定攻螺紋的切削用量 確定背吃刀量： =1mm。 確定進給量： 等于工件螺紋的螺距，即=2mm/r。 確定切削速度： 根

51、據(jù)表5-61的計算公式確定切削速度 （m/min） 式中,=1.2，=0.5，m=0.9。工件材料=570MPa，得修正系數(shù)；刀具材料修正系數(shù)=1.0；螺紋公差等級修正系數(shù)=1.0；絲錐芯部直徑=（0.40.5），其中d為絲錐大徑，取=0.5d=0.520=10。所以：=1.01.01.0=11.0=12.7m/min=202.2r/min根據(jù)Z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，由表5-62選取n=200r/min，實際轉(zhuǎn)速為m/min 校驗機床功率： 由表5-61知，查得轉(zhuǎn)矩和切削功率計算公式如下： =(Nm) 式中：=0.264，=1.4，=1.5，=1.0，則轉(zhuǎn)矩為： Nm=18.76Nm切削功

52、率為kW由表5-14知，Z3025機床主軸最大轉(zhuǎn)速=196.2Nm。主電動機功率=2.2kW。由于，故選擇的切削用量可用。最后所確定的切削用量為=1mm，=2mm/r，=12.56m/min(n=200r/min)。3 基本時間 工步1的基本時間： 根據(jù)表5-57知锪倒角的基本時間為：式中，工件切削部分長度，單位為mm； 切入量，單位為mm，=（1.53）mm已知=2mm，取為2mm。所以，加工四個孔所用的基本時間為min=0.67min 工步2的基本時間： 選取絲錐退出的轉(zhuǎn)速比攻螺紋時的轉(zhuǎn)速高一等級，根據(jù)表2-24知=250r/min，則根據(jù)表5-62，機用絲錐攻螺紋的機動時間計算公式為：

53、式中， =27mm，P=2mm，n=200r/min，=250r/min，為工件每轉(zhuǎn)進給量，等于工件螺紋的螺距，即=2mm/r，=（13）P=2P=4mm，=0。則：又因再次道工序中要攻制4個相同的螺紋孔，所以4次攻螺紋所用的基本時間為：=0.56min(九）工序70：去毛刺、清洗、檢驗。第二部分專用夾具的設計一、 接受設計任務、明確加工要求本次專用機床夾具設計任務是設計用于加工東方紅75推土機鏟臂右支架二個43.5mm孔的鉆模,具體設計內(nèi)容和要求應以機械制造工藝學課程設計任務書和右鏟臂支架機械加工工藝規(guī)程為依據(jù)。有關(guān)零件功用、工作條件方面的內(nèi)容可參照零件圖樣和機械工藝規(guī)程制訂部分。由零件圖樣

54、和課程設計任務書中能得到的本工序加工要求如下： 2個mm尺寸公差等級要求為IT13級。 2個mm孔表面粗糙度要求為Ra12.5m。 2個mm孔深均為62mm。 2個mm軸線對55mm孔軸線的垂直度公差為0.2/100。 2個mm孔軸線夾角為4610，兩孔軸線關(guān)于主視圖中的豎直中心線對稱且夾角頂點在55mm孔的軸線上。 零件毛坯材料為ZG310570。 產(chǎn)品生產(chǎn)綱領：4905件/年。擴2個mm孔在整個機加工工藝規(guī)程中為第六道工序（工序30），加工之前55mm孔已進行半精加工，其加工后尺寸為54.5H9（）mm，表面粗糙度為Ra12.5m；A面及B和C面以加工完畢，表面粗糙度為Ra12.5m。A、

55、B和C面與55mm孔雖在不同工序中加工，但位置精度較高。本零件毛坯為砂型機器造型，加工前退火處理，硬度為156217HBW。鑄造分型面在主視圖投影的最大輪廓線上，鑄件公差等級為CT9級。按毛坯的供應狀態(tài)，分型面處毛刺又已經(jīng)磨平，零件外部未加工表面基本平整光滑，被加工孔處單邊加工余量為3mm。二、 確定定位方案、選擇定位元件 確定定位方案在鉆模的設計中，工件的定位方案與定位基準面的選擇一般應與該工件的機械加工工藝規(guī)程一致。若工藝規(guī)程中的定位方案與定位基準面的選擇確有問題時，可重新進行考慮和確定。由零件圖樣和該零件的機械加工工藝規(guī)程可知工件上2個43.5mm孔與 55mm孔軸線有垂直度的要求，且2

56、個43.5孔軸線的交點與55mm孔軸線重合，這表明2個43.5mm孔的工序基準為55mm孔，在定位基準面與定位方案選擇上應該以55mm孔為定位基準，以避免由于基準不重合帶來的加工誤差。有零件的加工要求可知，用“調(diào)整法”加工2個43.5mm孔時必須限制6個自由度，若選55mm孔為第一定位基準只能限制4個自由度，還必須另選定位基準面來滿足定位要求。由有前面分析可知，還可利用的表面有已加工好的A、B平面。若選任一平面為為第二定位基準面，這時限制3個自由度，共限制了7個自由度，其中兩個自由度被重復限制。此外，長心軸和平面的定位方式中，還有一個繞55mm軸線轉(zhuǎn)動的自由度未被限制，故應以2個43.5mm孔

57、之一的外援作為第三定位基準限制其轉(zhuǎn)動自由度。為了解決過定位的問題，可以采取兩種途徑： 減少定位心軸的長度，改長定位心軸為短定位心軸，55mm孔由第一定位基準變?yōu)榈诙ㄎ换鶞?，所限制的自由度?shù)由4個變?yōu)?個，第一定位基準則為B、C構(gòu)成的平面； 提高工件上55mm孔與B、C構(gòu)成平面的垂直度要求，同時提高夾具上定位心軸與其端面的垂直度要求。這樣，此種定位方式表面上看是過定位，但實際上并不會出現(xiàn)定位所造成的一批工件定位不統(tǒng)一、裝卡困難、工件和定位元件發(fā)生變形等惡果。經(jīng)綜合分析比較，最終選擇B、C構(gòu)成的平面作為第一定位基準，限制3個自由度。55mm孔作為第二定位基準，限制2個自由度。2個43.5mm孔之一的外緣作為第三定位基準，限制1個自由度。結(jié)果與右支架機械加工工藝規(guī)程中的定位方案一致。1 選擇定位元件工件的定位是通過定位基準面與定位元件接觸來實現(xiàn)的，故定位元件的選取應與定位方案和工件定位表面相適應。因此對于此工件的定位元件選擇為： 第一定位基準：55mm短心軸臺肩與分度盤所構(gòu)成的大平面。 第二定位基準：55mm短心軸。 第三定位基準：擋銷。三、確定夾緊方案、設計夾緊機構(gòu)根據(jù)工件的形狀特點和定位方案，可采取以下兩種夾緊方案：一種為手動螺