水泵渦殼加工工藝夾具設(shè)計(jì)(武漢大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿)精編版

……………最新資料推薦………………最新資料推薦…………………最新精品資料整理推薦，更新于二〇二一年一月二十日2021年1月20日星期三20:05:43最新精品資料整理推薦，更新于二〇二一年一月二十日2021年1月20日星期三20:05:43……………最新資料推薦…………………最新精品資料整理推薦，更新于二〇二一年一月二十日2021年1月20日星期三20:05:43水泵渦殼加工工藝夾具設(shè)計(jì)摘要本課題來(lái)源于東風(fēng)汽車泵業(yè)有限公司實(shí)際生產(chǎn)需求，主要論述了水泵渦殼的加工工藝及基準(zhǔn)B面的加工夾具設(shè)計(jì)。水泵渦殼的尺寸精度、形狀精度及位置精度的要求都比較高。而由于材料的選擇,其剛性較差，容易產(chǎn)生形變。因此安排工藝過(guò)程時(shí)，就要把各主要面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量，以減少切削力、內(nèi)應(yīng)力的作用，提高加工精度，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，滿足大批量生產(chǎn)的需要。關(guān)鍵字：水泵渦殼加工工藝夾具設(shè)計(jì)AbstractThesubjectcomesfromtheactualproductionneedsofDongfengAutomobilePumpCo,mainlydiscussesthepumpvoluteprocessandbasisBsurfacemachiningfixturedesign.Therequirementsofdimensionalaccuracy,shapeaccuracyandpositionalaccuracyforthepumpvoluteishigh.Duetothechoiceofmaterial,lessrigid,easilydeformed.Itisimperativetoseparateroughandfinishsurfacewhendesignprocess.Graduallyreducetheallowancetoreducetheroleofthecuttingforce,internalstress,improveprocessingaccuracy,shortentheproductioncycletomeettheneedsofmassproduction.Keyword:pumpvoluteprocessingfixturedesign目錄一、緒論..................................................................11.1課題來(lái)源、目的、意義...................................................11.1.1課題的來(lái)源...........................................................11.1.2本課題研究目的.......................................................11.1.3本課題研究的意義.....................................................11.2國(guó)內(nèi)外概況、預(yù)測(cè)和文獻(xiàn)綜述............................................1.2.1課題的國(guó)內(nèi)外研究概況.................................................21.2.2課題的研究趨勢(shì)預(yù)測(cè)...................................................3二、水泵渦殼的工藝性分析..................................................52.1水泵渦殼的材料選擇....................................................52.1.1穩(wěn)定的顯微組織.......................................................52.1.2良好的工藝性能.......................................................52.2毛坯及制造方法........................................................52.3確定毛坯尺寸和公差....................................................62.4零件的工藝設(shè)計(jì)........................................................62.4.1基準(zhǔn)的選擇...........................................................62.4.2零件加工方法的選擇...................................................62.5確定生產(chǎn)類型和節(jié)拍....................................................72.6工藝路線的擬定........................................................72.7可行性分析............................................................82.8工序間加工余量........................................................92.9選擇加工設(shè)備和工藝裝備...............................................102.9.1選擇機(jī)床............................................................112.9.2選擇夾具............................................................112.10切削用量及工時(shí)定額..................................................112.10.1切削用量的一般性選擇原則...........................................112.10.2粗加工時(shí)切削用量的選擇原則.........................................112.10.3精加工時(shí)切削用量的選擇原則.........................................132.10.4確定每步工序的切削用量和工時(shí)定額...................................13三、銑削B基準(zhǔn)面的夾具設(shè)計(jì)................................................273.1問(wèn)題的指出..........................................................273.2六點(diǎn)定位原理.........................................................273.3工件的不完全定位.....................................................283.4夾具設(shè)計(jì)..........................................................283.4.1定位基準(zhǔn)的選擇......................................................293.4.2夾緊方案............................................................293.4.3切削力及夾緊力的計(jì)算................................................293.5定位誤差的分析.......................................................303.6結(jié)束語(yǔ).............................................................30致謝....................................................................32參考文獻(xiàn)................................................................33一、緒論1.1課題來(lái)源、目的、意義1.1.1課題的來(lái)源水泵是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要部件,它的作用是泵送冷卻液,使冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水道內(nèi)快速流動(dòng),以帶走發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量,保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度。水泵的泵水量很大，例如一臺(tái)V8發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵，怠速時(shí)的泵水量大約是750L/h。本課題來(lái)源于東風(fēng)汽車泵業(yè)有限公司實(shí)際生產(chǎn)需求。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床不能完成此次零件的加工需求，普通的加工中心也較難保證零件的精度和質(zhì)量。高性能加工中心是數(shù)控技術(shù)集成的表現(xiàn)，會(huì)成為現(xiàn)在及未來(lái)數(shù)控市場(chǎng)的主流，它的發(fā)展水平代表了一個(gè)國(guó)家設(shè)計(jì)制造水平，因此受到國(guó)內(nèi)外企業(yè)界的高度重視。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，加工中心的性能也在不斷的得到完善，在高速化、高精度、高可靠性、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方面也得到了提高。高性能加工中心就是隨之應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，相比之下我國(guó)與國(guó)外的差距明顯，因此我們應(yīng)認(rèn)真研究國(guó)外高性能加工中心的發(fā)展趨勢(shì)，提高自主開發(fā)能力，積極培育新產(chǎn)品，開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的高性能數(shù)控系統(tǒng)，提高國(guó)產(chǎn)高性能加工中心的競(jìng)爭(zhēng)力。此次我們采用德國(guó)德國(guó)德馬吉公司的車削和銑削中心完成零件的主要加工。1.1.2本課題研究目的A：結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，針對(duì)新型汽車水泵渦殼的零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)及窗口面（基準(zhǔn)B面的）鉆孔加工的專用夾具設(shè)計(jì)。采用現(xiàn)場(chǎng)已有的3臺(tái)立式加工中心和一臺(tái)車削中心等進(jìn)行設(shè)計(jì)編制，要求保證所有的幾何尺寸、形位公差，且工藝設(shè)計(jì)要符合水泵渦殼的生產(chǎn)節(jié)拍（當(dāng)前需求量每月3300只），同時(shí)要求工藝過(guò)程安排合理，夾具結(jié)構(gòu)合理，定位準(zhǔn)確，裝夾方便，可靠和穩(wěn)定地保證加工精度，并且滿足多刀加工的不干涉性等。B：保證車削中心加工時(shí)刀具與機(jī)床聯(lián)動(dòng)的配合，特別是幾個(gè)端面之間的精度聯(lián)系。1.1.3本課題研究的意義東風(fēng)汽車泵業(yè)有限公司所要加工的這批零件是新型產(chǎn)品，沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)的加工中心和夾具。通過(guò)對(duì)零件的加工需求及現(xiàn)有的加工條件分析，采用德瑪吉車削中心（CTX310eco）進(jìn)行加工，因而零件在加工過(guò)程中不是處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且零件本身不是規(guī)則的形狀，這個(gè)加工帶來(lái)很大的麻煩?；谏鲜鲈?，對(duì)車削中心加工汽車水泵渦殼的夾具設(shè)計(jì)研究已勢(shì)在必行。通過(guò)對(duì)該課題的研究，不但能夠縮短生產(chǎn)周期，降低制造成本，提高加工精度，延長(zhǎng)刀具壽命，而且依據(jù)該研究結(jié)果，可以建立一套更加完善的生產(chǎn)流程，從而更大程度上提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平，獲取更大的經(jīng)濟(jì)利益。1.2國(guó)內(nèi)外概況、預(yù)測(cè)和文獻(xiàn)綜述1.2.1課題的國(guó)內(nèi)外研究概況汽車水泵產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)狀汽車水泵是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)強(qiáng)制循環(huán)的主要部件，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)的動(dòng)力源，流量一般在每小時(shí)5-25m3，壓力在100-200kPa，通常直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上。它輸送的液體一般是添加了防銹劑的清水，冬天時(shí)可能還會(huì)在水中添加防凍劑，現(xiàn)在也有使用專門的防凍防銹液的。溫度最低約-40℃，最高約120℃，工作時(shí)溫度變化也比較大，其保修里程一般和發(fā)動(dòng)機(jī)的保修里程一致，因此目前國(guó)內(nèi)汽車水泵設(shè)計(jì)對(duì)效率不太關(guān)注，比較關(guān)注的是壽命和可靠性。由于汽車系統(tǒng)智能、可控的需要，目前汽車水泵從結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，在向電控方向發(fā)展。可調(diào)轉(zhuǎn)速電動(dòng)水泵可以實(shí)現(xiàn)水泵和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的分離，便于水泵的安裝。水泵的流量通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU來(lái)進(jìn)行調(diào)整和控制，可以實(shí)現(xiàn)水泵的轉(zhuǎn)速隨水溫的變化而變化，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻性能。如新款寶馬車采用可控式電動(dòng)水泵，將冷卻系統(tǒng)的溫度設(shè)定點(diǎn)從90℃在制造技術(shù)方面各汽車水泵企業(yè)采用數(shù)控機(jī)床和加工中心日益普及，柔性加工線和在線監(jiān)測(cè)開始得到應(yīng)用，使汽車水泵的過(guò)程穩(wěn)定性和制造質(zhì)量明顯提高。發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理是發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)作為熱管理的一個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)可控式發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)技術(shù)的研究越來(lái)越多?？煽厥桨l(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)通常包括電控模塊、傳感器和執(zhí)行器，它可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需要來(lái)調(diào)整冷卻量，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損耗?？煽厥嚼鋮s系統(tǒng)中的執(zhí)行器為節(jié)溫器和冷卻水泵，一般由液流控制閥和電動(dòng)水泵組成。為了適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻預(yù)測(cè)泵的性能。它能降低產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)成本、縮短研發(fā)周期。泵的性能預(yù)測(cè)一直都是非常重要的一個(gè)研究課題，許多專家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究工作。泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)是在泵的性能預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)多方案的比較，從中選擇一個(gè)相對(duì)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。近年來(lái)，基于流場(chǎng)分析進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究逐漸增多，但還未形成實(shí)質(zhì)性的重大進(jìn)展。我國(guó)汽車水泵計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究工作起步較晚,經(jīng)過(guò)眾多學(xué)者和工程技術(shù)人員30余年的不斷努力,目前在采用一元設(shè)計(jì)理論進(jìn)行二維水力設(shè)計(jì)和繪型方面已經(jīng)比較成熟。從20世紀(jì)70年代末到90年代中期,主要研究離心泵CAD。從20世紀(jì)90年代中期開始,泵CAD的研究工作向廣度和深度方向發(fā)展，開始了三維造型的研究。目前商用的三維造型軟件如Pro-e，Catia，SolidWorks,UG等在汽車水泵企業(yè)的應(yīng)用已逐漸普及。21世紀(jì)以來(lái)，汽車水泵企業(yè)開始研究用CAE進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核，其應(yīng)用精度和指導(dǎo)性逐步提升，特別是應(yīng)用CAE進(jìn)行靜態(tài)強(qiáng)度和剛度校核在汽車水泵設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已比較成熟。在水力設(shè)計(jì)方法上，國(guó)內(nèi)汽車水泵的設(shè)計(jì)主要還是基于Euler理論和一元理論以及流動(dòng)相似理論基礎(chǔ)上的相似設(shè)計(jì)法和速度系數(shù)設(shè)計(jì)法，產(chǎn)品只要通過(guò)試驗(yàn)滿足了給定的性能指標(biāo)就可定型，泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬及測(cè)試、性能預(yù)測(cè)與優(yōu)化設(shè)計(jì)幾乎沒(méi)有開展?？傮w上說(shuō)，國(guó)內(nèi)以及國(guó)際上的汽車水泵設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法都還處于理論和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合使用的階段，無(wú)論是國(guó)外開始使用的流場(chǎng)分析法，還是傳統(tǒng)的速度系數(shù)法，都需要設(shè)計(jì)者通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析和判斷。這主要有兩個(gè)原因：一是因?yàn)槠囁脙?nèi)部的流動(dòng)非常復(fù)雜，實(shí)際上是三維粘性非定常的流動(dòng)方式；二是對(duì)泵內(nèi)流動(dòng)機(jī)理的研究不夠，目前仍無(wú)法用完整的數(shù)學(xué)解析式來(lái)描述泵內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)情況，泵內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)還沒(méi)有被人們?nèi)嬲J(rèn)識(shí)和掌握，沒(méi)有形成完整準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)理論供設(shè)計(jì)人員去使用。雖然泵內(nèi)流動(dòng)CFD分析和測(cè)試還存在著很大的局限性，但在對(duì)水泵內(nèi)部流場(chǎng)的了解上為設(shè)計(jì)人員提供了參考，對(duì)汽車水泵性能預(yù)測(cè)和優(yōu)化指出了方向。1.2.2課題的研究趨勢(shì)預(yù)測(cè)近些年來(lái)，隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工的指導(dǎo)方法發(fā)生了重大變革，夾具的功能已經(jīng)從過(guò)去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的廣大化。給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。高精隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2~5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1~2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。專家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。水泵渦殼的工藝性分析圖2.12.1水泵渦殼的材料選擇2.1.1穩(wěn)定的顯微組織在室溫到工作溫度范圍內(nèi)，材料盡可能不發(fā)生相變或盡量減少相變。因?yàn)橄嘧儠?huì)造成產(chǎn)品體積的變化，使之產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或變形，影響產(chǎn)品的使用性能和壽命。因此基體材料最好是穩(wěn)定的鐵素體或奧氏體組織。2.1.2良好的工藝性能由于水泵渦殼復(fù)雜的形狀、極高的尺寸精度和表面質(zhì)量要求，用于制造增壓器殼體的材料必須具有良好的工藝性。鑄鐵具有良好的鑄造工藝性能，絕大部分渦殼，包括空壓機(jī)、水泵等采用鑄鐵材料制造?；诣T鐵具有極好的鑄造成型性能，但灰鑄鐵的力學(xué)性能較低，加人Cr、Ni、Si等合金元素，可以提高灰鑄鐵的力學(xué)性能和抗氧化性能，因此，Cr、Ni、Si等合金鑄鐵曾用于較低負(fù)荷的增壓器殼體。該零件采用HT250，可以滿足設(shè)計(jì)和加工的需要。2.2毛坯及制造方法水泵渦殼的材料為HT250，零件形狀較為復(fù)雜，生產(chǎn)要求每月3300只，為大批量生產(chǎn)。對(duì)于該零件可采用砂型鑄造或殼型鑄造，由于精度等級(jí)的要求，采用殼型鑄造。2.3確定毛坯尺寸和公差根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-6，確定毛坯鑄件的機(jī)械加工余量等級(jí)為E-G級(jí)，這里取F級(jí)；查表3-4確定毛坯鑄件的公差等級(jí)8-12級(jí)，取8級(jí)精度。出水孔端面到該面大螺栓孔的背面的距離140mm，留有3mmm鑄造加工余量，尺寸公差0.9，可以確定毛坯尺寸1430.9。進(jìn)水孔端面距出水孔端面的距離143，留有3mm的鑄造余量，尺寸公差0.9，可以確定毛坯尺寸1460.9。星形面距R21的圓柱面的最右端120mm，留有1.5mm的鑄造加工余量，尺寸公差0.9，可以確定毛坯尺寸121.50.9。A基準(zhǔn)面孔?124，留有3mm的鑄造加工余量，尺寸公差為0.9，可以確定毛坯尺寸?1210.9。錐面尺寸33.60.1+1.50.9=36，機(jī)械加工余量0.5，尺寸公差0.625，可以確定毛坯尺寸36.5。2.4零件的工藝設(shè)計(jì)2.4.1基準(zhǔn)的選擇零件圖中要求大圓柱面的直徑為?124，定為A基準(zhǔn)面，要保證星形面與該孔斷面的垂直度為0.1，該面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。出水孔端面距大螺栓孔背面的距離為140，出水孔端面的平面度為0.1，該面定為B基準(zhǔn)面，為定位基準(zhǔn)。剖面D-D、G-G圖中，直徑?14的孔分別為C、D基準(zhǔn)面，也是定位基準(zhǔn)。2.4.2零件加工方法的選擇零件材料為HT250，有較好的塑性和工藝性，材料硬度為187-255HB。零件的主要加工部位有：出水孔端面、環(huán)形槽、4個(gè)?10.7的孔以及2個(gè)?14的孔；進(jìn)水孔端面以及該面的4個(gè)螺紋孔；和進(jìn)水孔的同側(cè)的兩個(gè)大螺栓孔的端面；直徑?124的孔和錐面孔；星形面以及上的五個(gè)螺紋孔。（1）銑出水孔端面，進(jìn)水孔端面以及兩個(gè)大螺栓孔的背面。進(jìn)水孔端面和出水孔端面的除草度要求都是Ra3.2，經(jīng)過(guò)粗銑和精銑兩步完成。大螺栓孔的背面的粗糙蘇要求為Ra6.3，經(jīng)過(guò)粗銑即可達(dá)到。（2）鉆鉸C、D基準(zhǔn)面。這兩個(gè)基準(zhǔn)面的要求較高，經(jīng)過(guò)鉆孔滿足不了那么高的加工精度，還需配合鉸孔完成。（3）鉆4個(gè)?10.7的孔并作倒角。（4）鉆進(jìn)水孔端面的四個(gè)螺栓孔。（5）車孔A、車錐面孔?？譇的粗糙度Ra3.2，采用車削可以滿足要求，該孔的孔徑也較大，可以采用粗車和精車兩次完成。錐面孔經(jīng)粗車和精車，即可達(dá)到加工要求。（6）銑星形面，鉆孔并攻絲。星形面的粗糙度Ra3.2，經(jīng)粗銑和精銑可以達(dá)到工藝要求。2.5確定生產(chǎn)類型和節(jié)拍設(shè)計(jì)任務(wù)書要求該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為39600件/年，該零件屬于輕型零件，由生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系可以確定該零件為大批量生產(chǎn)。生產(chǎn)節(jié)拍==8.4min/件2.6工藝路線的擬定：表2.1方案一方案二1.銑出水孔端面（B基準(zhǔn)面）1.銑出水孔端面（B基準(zhǔn)面）1.車孔A及錐面孔2.銑出水孔端面（B基準(zhǔn)面）2.銑環(huán)形槽2.銑出水孔端面（B基準(zhǔn)面）2.銑環(huán)形槽3.鉆鉸C、D基準(zhǔn)面3.鉆鉸C、D基準(zhǔn)面3.銑環(huán)形槽3.銑環(huán)形槽4.鉆4個(gè)4.鉆4個(gè)?10.7的孔并作倒角4.鉆鉸C、D基準(zhǔn)面4.鉆鉸C、D基準(zhǔn)面5.鉆4個(gè)?5.鉆4個(gè)?10.7的孔并作倒角5.銑進(jìn)水孔端面6.銑進(jìn)水孔端面6.銑出水孔背面的兩個(gè)大螺栓孔的端面6.銑進(jìn)水孔端面6.銑出水孔背面的兩個(gè)大螺栓孔的端面續(xù)表2.17.銑出水孔背面的兩個(gè)大螺栓孔的端面7.鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔并攻絲7.銑出水孔背面的兩個(gè)大螺栓孔的端面7.鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔并攻絲8.鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔并攻絲8.鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔并攻絲8.車孔A及錐面孔8.車孔A及錐面孔9.銑星形面，鉆孔并攻絲9.銑星形面，鉆孔并攻絲9.銑星形面，鉆孔并攻絲9.銑星形面，鉆孔并攻絲2.7可行性分析軸蓋加工工藝設(shè)計(jì)方案一可行性分析：基準(zhǔn)先行，先粗后精，先主后次，先面后孔（1）銑出水孔端面及環(huán)形槽：出水孔端面需要分兩次加工完成，即粗銑和精銑，保證尺寸144.5±0.05，平面度0.1。環(huán)形槽的表面粗糙度為Ra3.2，也要分粗銑精銑兩次完成，保證槽寬40.07，槽深2.650.07。（2）鉆鉸C、D基準(zhǔn)面：C、D基準(zhǔn)面和B基準(zhǔn)面作為精基準(zhǔn)，精度要求比較高，表面粗糙度Ra1.6，通過(guò)鉆孔和鉸孔可以達(dá)到加工要求。保證孔的直徑?14，孔深5。（3）鉆4個(gè)Φ10.7的孔：孔的加工精度未給出，按IT12級(jí)精度，經(jīng)過(guò)鉆削即可完成。孔的位置度要求很高，和B、C、D基準(zhǔn)面都有關(guān)，位置度要求?0.35。（4）銑進(jìn)水孔端面和兩個(gè)?10.7的孔的端面：進(jìn)水孔端面粗糙度要求為Ra3.2，需要分精銑和粗銑兩次完成。進(jìn)水孔端面保證尺寸1430.05，平面度0.08。?10.7孔的端面粗糙度要求Ra6.3，也分兩次銑削完成，保證尺寸1400.05。（5）鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔并攻絲：保證螺紋孔的位置度0.35。（6）車錐面孔及車Φ124的孔：錐面孔要經(jīng)過(guò)粗車和精車兩次完成，保證尺寸33.60.031。Φ124孔公差等級(jí)要求較高，為IT6級(jí)，滿足工藝要求的方法是車削，經(jīng)過(guò)粗車和精車兩次完成，保證尺寸?124。（7）銑星型面，鉆孔并攻絲：星形面經(jīng)過(guò)粗銑和精銑兩次完成，粗糙度要求Ra3.2，保證尺寸1200.05，并且要保證該面與A基準(zhǔn)面的垂直度為0.1。螺紋孔要保證與A基準(zhǔn)面的位置度公差0.35。此方案采用零件圖中?124的孔作為粗基準(zhǔn)面，然后銑削B面，之后以B面作為精基準(zhǔn)面來(lái)定位加工零件的其他部位。這樣我們可以用兩次裝夾實(shí)現(xiàn)零件的全部加工，同時(shí)也滿足基準(zhǔn)的選用原則。加工順序的安排也滿足：先粗后精；先主后次；先基面后其他。方案二的選擇雖然也能實(shí)現(xiàn)加工要求，基準(zhǔn)的選用不符合要求。綜合對(duì)比，選用第一種方案為加工方案。2.8工序間加工余量查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6、1.4-7可以確定加工的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度。表2.2工序間尺寸，公差，表面粗糙度及毛坯尺寸的確定工序名稱工步工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/μm尺寸，公差/mm銑出水孔端面精銑0.5IT93.2144.5144.5±0.05粗銑1IT126.3145145±0.2毛坯146146±0.9銑環(huán)形槽精銑0.65IT83.2141.85141.85±0.063粗銑2IT126.3142.5142.5±0.2毛坯144.5144.5±0.05鉆、鉸Φ14C鉸孔Φ14IT91.6Φ14Φ14鉆孔Φ13.8IT1212.5Φ13.8Φ13.8鉆4個(gè)Φ10.7的孔鉆孔Φ10.7IT1212.5Φ10.710.7銑進(jìn)水孔端面和兩個(gè)Φ10.7孔的端面粗銑Φ10.7孔的端面1.5IT126.3140140±0.2毛坯141.5精銑進(jìn)水孔端面0.5IT93.2143143±0.05粗銑進(jìn)水孔端面1IT126.3143.5143.5±0.2續(xù)表2.2毛坯144.5144.5±0.05鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔，攻絲并作倒角攻絲Φ8IT1212.5Φ8Φ8鉆孔Φ6.6IT1212.5Φ6.6Φ6.6車錐面孔及Φ124孔精車Φ1241IT63.2Φ124Φ124粗車Φ124的孔2IT126.3Φ123Φ123±0.2毛坯Φ121Φ121±0.9精車錐面孔0.2IT93.233.633.6±0.031粗車錐面孔0.3IT126.333.833.8±0.125毛胚34.134.1±0.625銑星型面，鉆孔并攻絲攻絲Φ10IT1212.5Φ10Φ10鉆孔Φ8.6IT1212.5Φ8.6Φ8.6精銑星形面0.5IT93.2120120±0.05粗銑星形面1IT126.3120.5120.5±0.2毛坯121.5121.5±0.9去毛刺終檢2.9選擇加工設(shè)備和工藝裝備2.9.1選擇機(jī)床按任務(wù)書的要求機(jī)床采用德馬吉CTX510eco車銑復(fù)合加工中心，該機(jī)床有一個(gè)帶有12個(gè)刀位的刀塔，其中刀塔含有6個(gè)動(dòng)力刀位。主軸可以與動(dòng)力刀具配合。機(jī)床的各個(gè)軸都配備數(shù)字電視，主軸電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)最高5000rpm的無(wú)極調(diào)速功能。機(jī)床最大功率為33kw，可以滿足最大零件直徑不超過(guò)465mm的零件加工。2.9.2選擇夾具為盡可能減少流程、均衡節(jié)拍，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，夾具基本是采用液壓夾緊，夾具為專用夾具。2.10切削用量及工時(shí)定額2.10.1切削用量的一般性選擇原則在已經(jīng)選擇了刀具的材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，用查表法按如下步驟合理選擇切削用量。首先由工序余量確定背吃刀量QUOTE，全部余量盡可能在一次進(jìn)給中去除，也可以多次進(jìn)給完成。而后，在切削力允許的條件下，選擇大的進(jìn)給量f（粗加工），或按本工序的加工表面粗糙度確定進(jìn)給量（精加工），在機(jī)床功率允許的條件下，選擇大的切削速度v（粗加工），或按刀具使用壽命確定切削速度（精加工），選擇機(jī)床所具有的主軸轉(zhuǎn)速中最接近的速度，最后驗(yàn)算機(jī)床的功率是否足夠。常用刀具合理使用壽命參考《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-2。2.10.2粗加工時(shí)切削用量的選擇原則粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。金屬切除率可以用下式計(jì)算：Zw≈V.f.ap.1000式中：Zw單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm3/s）V——切削速度（m/s）f——進(jìn)給量（mm/r）ap——切削深度（mm）提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個(gè)因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的吃刀深度ap,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度f(wàn)，最后確定一個(gè)合適的切削速度V.選用較大的ap和f以后，刀具耐用度t顯然也會(huì)下降，但要比V對(duì)t的影響小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，能使V、f、ap的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大ap可使走刀次數(shù)減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。切削深度的選擇：粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量太大，一次切不完時(shí)，才考慮分幾次走刀。進(jìn)給量的選擇：粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來(lái)確定。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長(zhǎng)度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。切削速度的選擇：粗加工時(shí)，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。2.10.3精加工時(shí)切削用量的選擇原則精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。切削深度的選擇：精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時(shí)，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。進(jìn)給量的選擇：精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。切削速度的選擇：切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。由此可見(jiàn)，精加工時(shí)選用較小的吃刀深度ap和進(jìn)給量f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度v，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求。2.10.4確定每步工序的切削用量和工時(shí)定額粗精銑出水孔端面（B基準(zhǔn)面）（1）工件材料：HT250HB=187-255HB殼型鑄造。（2）工件尺寸：最大寬度=33mm=41+(92+51.5)×2=328mm。（3）加工需求：粗精銑B基準(zhǔn)面，粗銑加工余量1mm，精銑加工余0.5mm。（4）刀具：硬質(zhì)合金刀銑削寬度QUOTE=33mm根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1確定銑刀直徑=50mm齒數(shù)z=4。銑刀幾何形狀根據(jù)表3.2確定：主刃偏角QUOTE=60°過(guò)渡刃偏角QUOTE=30°副刃偏角QUOTE＇=5°后角a0=10°λs=-10°前角QUOTE=5°(5)確定切削深度因?yàn)榇帚姾途娪嗔啃?，故粗?1mm，精銑=0.5mm，一次走刀即可完成。（6）確定每齒進(jìn)給量QUOTE根據(jù)機(jī)床功率為33kw，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73得到QUOTE=0.0.18-0.28mm/z，粗銑取QUOTE=0.2mm/z。精銑時(shí)粗糙度要求為Ra3.2,故每轉(zhuǎn)進(jìn)給量QUOTEf=0.5-1.0mm/z，取f=0.5mm/r。（7）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7可知銑刀后刀面面粗銑最大磨損量1.0-1.5mm，精銑最大磨損量0.3-0.5；取粗銑1.5mm，精銑0.5mm。銑刀直徑50mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8可得刀具使用壽命T=120min(8)計(jì)算切削速度QUOTE和每分鐘進(jìn)給量QUOTE已知：=50mm，z=4，粗銑QUOTE=1.0mm，QUOTE=0.2mm/z，精銑QUOTE=0.5mm，f=0.15mm/z根據(jù)公式V=(2.1)查表可計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇及進(jìn)給速度QUOTE＇粗銑QUOTE=100m/min，精銑QUOTE=150m/minQUOTE＇=QUOTE=QUOTEr/min=637r/minQUOTE＇=QUOTE=QUOTEr/min=956r/min從而可算出銑削進(jìn)給量：粗銑=QUOTE·z·n=0.2x4x637=509.6mm/min精銑：QUOTE=f·n=0.5x956=478mm/min最終確定：QUOTE＇=637r/min，QUOTE＇=956r/min；粗銑QUOTE=100m/min，QUOTE=0.2mm/z；精銑QUOTE=150m/min，f=0.5mm/r。（9）校驗(yàn)機(jī)床功率QUOTE=QUOTE(2.2)圓周銑削力：QUOTE=QUOTE(2.3)根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-78可算出QUOTE=695N，所以QUOTE=QUOTE=QUOTE=1.29kw機(jī)床主軸許用功率為：QUOTE=10x0.75=33kw＞1.29kw因此所選切削用量可行。最終確定粗銑的銑削用量QUOTE＇=637r/min，QUOTE=1mm，QUOTE=100m/min，QUOTE=0.2mm/z，=509.6mm/min。精銑的銑削用量：QUOTE＇=956r/min，QUOTE=0.5mm，QUOTE=150m/min，QUOTE=0.125mm/z，=478mm/minQUOTE（10）計(jì)算基本工時(shí)：QUOTE=(2.4)L=l+y+Δ，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25，可知QUOTEy+Δ=5mm,其中l(wèi)=328mm。所以粗銑時(shí)的基本工時(shí)=QUOTE=0.64min；所以精銑時(shí)的基本工時(shí)=QUOTE=0.69min。銑環(huán)形槽（1）工件材料：HT250HB=187-255HB殼型鑄造。（2）工件尺寸：最大寬度=4mm=201.12mm。（3）加工需求：粗精銑環(huán)形槽，粗銑加工余量2mm，精銑加工余0.65mm。（4）刀具：高速鋼刀具銑削寬度QUOTE=4mm根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1確定銑刀直徑=4mm齒數(shù)z=4銑刀幾何形狀根據(jù)表3.2確定：主刃偏角QUOTE=90°過(guò)渡刃偏角QUOTE=30°副刃偏角QUOTE＇=5°后角a0=25°λs=-10°前角QUOTE=5°螺旋角β=30°（5）確定切削深度QUOTE因?yàn)榇帚姾途娪嗔啃?，故粗銑QUOTE=2mm，精銑QUOTE=0.65mm，一次走刀即可完成。（6）確定每齒進(jìn)給量QUOTE根據(jù)機(jī)床功率為33kw，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-7得到QUOTE=0.0.18-0.28mm/z，粗銑取QUOTE=0.2mm/z；精銑時(shí)粗糙度要求為Ra3.2,故每轉(zhuǎn)進(jìn)給量QUOTEf=0.5-1.0mm/z，取f=0.5mm/r。（7）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7可知銑刀后刀面面粗銑最大磨損量1.0-1.5mm，精銑最大磨損量0.3-0.5；取粗銑1.5mm，精銑0.5mm。銑刀直徑4mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8可得刀具使用壽命T=60min（8）計(jì)算切削速度QUOTE和每分鐘進(jìn)給量QUOTE已知：=4mm，z=4，粗銑QUOTE=2.0mm，QUOTE=0.2mm/z，精銑QUOTE=0.5mm，f=0.5mm/r。根據(jù)公式v=QUOTE，查表可計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇及進(jìn)給速度QUOTE＇粗銑QUOTE=30m/min，精銑QUOTE=50m/min，QUOTE＇=QUOTE=QUOTEr/min=2389r/minQUOTE＇=QUOTE=QUOTEr/min=3979r/min，從而可算出銑削進(jìn)給量：粗銑=QUOTE·z·n=0.2x4x2389=1911mm/min，精銑：QUOTE=f·n=0.5x3979=1989mm/min。最終確定：QUOTE＇=2389r/min，QUOTE＇=3979r/min；粗銑QUOTE=30m/min，QUOTE=0.2mm/z；精銑QUOTE=50m/min，f=0.5mm/r。（9）校驗(yàn)機(jī)床功率QUOTE=QUOTE圓周銑削力：QUOTE=QUOTE,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-78可算出QUOTE=2115N,所以QUOTE=QUOTE=QUOTE=1.95kw機(jī)床主軸許用功率為：QUOTE=33kw＞1.95kw因此所選切削用量可行。最終確定粗銑的銑削用量QUOTE＇=2389r/min，QUOTE=2mm，QUOTE=30m/min，QUOTE=0.2mm/z，=1911mm/min；精銑的銑削用量：QUOTE＇=3979r/min，QUOTE=0.65mm，QUOTE=50m/min，QUOTE=0.125mm/z，=1989mm/min。QUOTE（10）計(jì)算基本工時(shí)：QUOTE=，L=l+y+Δ，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25，可知QUOTEy+Δ=3mm,其中l(wèi)=201.12mm所以粗銑時(shí)的基本工時(shí)=QUOTE=0.1min，所以精銑時(shí)的基本工時(shí)=QUOTE=0.1min。鉆、鉸Φ14C、D基準(zhǔn)面孔（1）工件材料：HT250HB=187-255HB殼型鑄造。（2）工件尺寸：最大深度QUOTE=5mm（3）加工需求：鉆、鉸Φ14C、D基準(zhǔn)面孔，先要鉆出直徑為φ13.8mm（4）刀具：直徑φ13.8mm的鉆頭，直徑φ14的鉸刀。（5）確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f高速鋼鉆頭永續(xù)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.61-0.75mm/r，鉸刀的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為1.0-2.0mm/r。取鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.7mm/r,鉸刀的進(jìn)給量為1.5mm/r。（6）確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)所選的刀具和工件材料，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-7可知后刀面最大磨損限度：0.4-0.8mm，單刀加工刀具壽命：60min。所以取后刀面磨損量為0.6mm，刀具使用壽命T=60min。（7）計(jì)算切削速度QUOTE﹑軸向力F﹑轉(zhuǎn)矩T以及切削功率QUOTEv=QUOTE根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-8，可算出鉆φ13.8mm孔時(shí)v=60m/min，鉸孔時(shí)v=5m/min。根據(jù)高速鋼鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.61-0.75mm/r，所以鉆φ13.8mm孔時(shí)取v=60m/min，f=0.7mm/r。鉸孔時(shí)取v=5m/min，f=1.5mm/r.n=QUOTE=QUOTEr/min=1385r/min，可算出鉆φ13.8mm孔時(shí)的軸向力F=6886N，轉(zhuǎn)矩M=48n·m，功率QUOTE=7.61kw。算出鉸孔時(shí)轉(zhuǎn)速n=114r/min,F=11909N,M=83n·m（8）校驗(yàn)機(jī)床功率已知切削功率QUOTE=7.61kw而機(jī)床有效功率QUOTE＇=33由于QUOTE＇＞QUOTE，故選擇的切削用量可用，即鉆φ13.8mm孔時(shí)鉆QUOTE=13.8mm，f=0.7mm/r，v=60m/min，n=1350r/min。鉆φ14.26mm孔時(shí)鉆QUOTE=14.22mm，f=0.25mm/r，v=60.3m/min，n=1385r/min。（9）計(jì)算基本工時(shí)：QUOTE，f=0.7mm/r，QUOTE=1385r/min，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-32可取QUOTE=2，所以鉆孔QUOTE=QUOTE=0.01min；鉸孔=0.03min。鉆4個(gè)Φ10.7的孔（1）工件材料：HT250HB=187-255HB殼型鑄造。（2）工件尺寸：一孔最大深度QUOTE=135mm，一孔=140mm，一孔=17mm,一孔深=12mm。（3）加工需求：直接鉆直徑?10.7的孔。（4）刀具：直徑φ10.7mm的鉆頭。（5）確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f：高速鋼鉆頭永續(xù)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.61-0.75mm/r，取鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.7mm/r。（6）確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)所選的刀具和工件材料，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-7可知后刀面最大磨損限度：0.4-0.8mm，單刀加工刀具壽命：60min。所以取后刀面磨損量為0.6mm，刀具使用壽命T=60min。（7）計(jì)算切削速度QUOTE﹑軸向力F﹑轉(zhuǎn)矩T以及切削功率QUOTEv=QUOTE根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-8，可算出鉆φ13.8mm孔時(shí)v=55m/min，根據(jù)高速鋼鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.61-0.75mm/r，所以鉆φ10.7mm孔時(shí)取v=55m/min，f=0.7mm/r。可算出鉆φ10.7mm孔時(shí)的軸向力F=5339N，轉(zhuǎn)矩M=29n·m，功率QUOTE=5.41kw。（8）校驗(yàn)機(jī)床功率已知切削功率QUOTE=5.41kw,而機(jī)床有效功率QUOTE＇=33kw,由于QUOTE＇＞QUOTE，故選擇的切削用量可用，即鉆φ13.8mm孔時(shí)鉆QUOTE=10.7mm，f=0.7mm/r，v=55m/min，n=1636r/min。（9）計(jì)算基本工時(shí)QUOTE，f=0.7mm/r，QUOTE=1385r/min，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-32可取QUOTE=2，所以鉆135孔QUOTE=QUOTE=0.12min；鉆135mm孔=0.12min；鉆140mm孔=0.12min；鉆12mm孔=0.01min；鉆17mm孔=0.01min。所以，鉆所有孔的總時(shí)間=0.12+0.12+0.01+0.01=0.26min。銑進(jìn)水孔端面和兩個(gè)Φ10.7孔的端面工件材料：HT250HB=187-255HB殼型鑄造。工件尺寸：最大寬度=59.5+18=77.5mm=79+18=97mm；最大寬度=24mm=48mm（3）加工需求：粗精銑進(jìn)水孔端面，粗銑加工余量1mm，精銑加工余0.5mm；粗銑兩個(gè)Φ10.7孔的端面，銑削加工余量1.5mm。（4）刀具：硬質(zhì)合金刀銑削寬度QUOTE=77.5mm根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1確定銑刀直徑=120mm齒數(shù)z=8銑刀幾何形狀根據(jù)表3.2確定：主刃偏角QUOTE=45°過(guò)渡刃偏角QUOTE=30°副刃偏角QUOTE＇=5°后角a0=10°λs=-10°前角QUOTE=5°。銑削Φ10.7孔的端面的寬度為24mm，刀具直徑選24mm。（5）確定切削深度QUOTE因?yàn)榇帚姾途娪嗔啃?，故粗銑QUOTE=1mm，精銑QUOTE=0.5mm，一次走刀即可完成；銑削Φ10.7孔的端面時(shí)要求精度較低，一次銑削即可完成，銑削深度=1.5（6）確定每齒進(jìn)給量QUOTE根據(jù)機(jī)床功率為33kw，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73得到QUOTE=0.0.18-0.28mm/z，粗銑取QUOTE=0.2mm/z；精銑時(shí)粗糙度要求為Ra3.2,故每轉(zhuǎn)進(jìn)給量QUOTEf=0.5-1.0mm/r，取f=0.5mm/r。（7）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7可知銑刀后刀面面粗銑最大磨損量1.0-1.5mm，精銑最大磨損量0.3-0.5；取粗銑1.5mm，精銑0.5mm。銑刀直徑120mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8可得刀具使用壽命T=180min。（8）計(jì)算切削速度QUOTE和每分鐘進(jìn)給量QUOTE已知：=120mm，z=8，粗銑QUOTE=1.0mm，QUOTE=0.2mm/z，精銑QUOTE=0.5mm，f=0.5mm/r根據(jù)公式v=QUOTE，查表可計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇及進(jìn)給速度QUOTE＇。粗銑QUOTE=100m/min，精銑QUOTE=150m/min，QUOTE＇=QUOTE=QUOTEr/min=265r/min，QUOTE＇=QUOTE=QUOTEr/min=398r/min；銑削Φ10.7孔的端面時(shí)，n===1326r/min；從而可算出銑削進(jìn)給量：粗銑=QUOTE·z·n=0.2x8x265=424mm/min；精銑QUOTE=f·n=0.5x398=199mm/min；銑削Φ10.7孔的端面時(shí)=0.2×8×1326=2122mm/min。最終確定：QUOTE＇=265r/min，QUOTE＇=398r/min；粗銑QUOTE=100m/min，QUOTE=0.2mm/z；精銑QUOTE=150m/min，f=0.5mm/r。（9）校驗(yàn)機(jī)床功率QUOTE=QUOTE，圓周銑削力：QUOTE=QUOTE，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-78可算出QUOTE=1305N；所以QUOTE=QUOTE=QUOTE=2.52kw機(jī)床主軸許用功率為：QUOTE=33kw＞2.52kw。因此所選切削用量可行，最終確定粗銑的銑削用量QUOTE＇=265r/min，QUOTE=1mm，QUOTE==100m/min，QUOTE=0.2mm/z，=424mm/min；粗銑的銑削用量：QUOTE＇=398r/min，QUOTE=0.5mm，QUOTE==150m/min，f=0.5mm/r，=199mm/min，銑削Φ10.7孔的端面時(shí)=2122mm/minQUOTE（10）計(jì)算基本工時(shí)QUOTE=，L=l+y+Δ，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25，可知QUOTEy+Δ=2.5mm,其中l(wèi)=97mm。所以，銑削進(jìn)水孔端面粗銑的基本工時(shí)=QUOTE=0.23min；精銑的基本工時(shí)=QUOTE=0.43min；銑削Φ10.7孔的端面=2×=0.02min。鉆進(jìn)水孔端面的4個(gè)孔，攻絲并作倒角（1）工件材料：HT250HB=187-255HB殼型鑄造。（2）工件尺寸：鉆孔最大深度QUOTE=25mm，螺紋最大深度=20mm（3）加工需求：先鉆直徑為6.6mm的孔，然后用直徑8mm絲錐攻絲。（4）刀具：直徑φ6.6mm的鉆頭，直徑φ8的絲錐。（5）確定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f高速鋼鉆頭永續(xù)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.61-0.75mm/r，取鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.7mm/r。（6）確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)所選的刀具和工件材料，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-7可知后刀面最大大磨損限度：0.4-0.8mm，單刀加工刀具壽命：60min。所以取后刀面磨損量為0.6mm，刀具使用壽命T=60min。（7）計(jì)算切削速度QUOTE﹑軸向力F﹑轉(zhuǎn)矩T以及切削功率QUOTEv=QUOTE根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-8，可算出鉆φ6.6mm孔時(shí)v=60m/min，攻絲時(shí)v=0.133m/min（《機(jī)械工藝手冊(cè)表2.4-105》）。根據(jù)高速鋼鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.61-0.75mm/r，所以鉆φ6.6mm孔時(shí)取v=60m/min，f=0.7mm/r，攻絲時(shí)v=0.133m/s=7.98m/min。n=QUOTE=QUOTEr/min=2894r/min，可算出鉆φ6.6mm孔時(shí)的軸向力F=3293N，轉(zhuǎn)矩M=11n·m，功率QUOTE=3.64kw。算出攻絲時(shí)轉(zhuǎn)速n=318r/min,F=3992N,M=16n·m,=0.59kw。（8）校驗(yàn)機(jī)床功率已知切削功率QUOTE=3.64kw而機(jī)床有效功率QUOTE＇=33，由于QUOTE＇＞QUOTE，故選擇的切削用量可用，即鉆φ6.6mm孔時(shí)鉆QUOTE=6.6mm，f=0.7mm/r，v=60m/min，n=2894r/min。（9）計(jì)算基本工時(shí)QUOTE，f=0.7mm/r，QUOTE=2894r/min，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-32可取QUOTE=2，所以鉆孔QUOTE=QUOTE=0.01min，鉆4個(gè)孔總時(shí)間=0.01×4=0.04min；攻絲=0.09min；攻絲總時(shí)間=0.09×4=0.36min。車錐面孔及Φ124（1）工件材料：HT250HB=187-255HB殼型鑄造。（2）工件尺寸：a車錐面孔:錐面孔的最大孔徑為Φ121mm，最小孔徑為Φ70mm。b車Φ124：車削前孔的直徑為Φ121，車削寬度17mm。加工需求：a：車錐面孔采用粗、精車兩次完成，粗車加工余量0.3mm，精車余量0.2mm。B：車Φ124的孔采用粗、精車兩次完成，粗車加工余量2mm,精車余量1mm。（4）刀具：選擇直頭外圓式焊接車刀，粗車刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度4.5mm；精車刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度4.5mm。（5）確定切削深度粗車和精車余量較小，故車Φ124的孔時(shí)粗車=2mm，精銑=1mm，一次走刀即可完成；車錐面孔時(shí)，粗車0.3mm，精車0.2mm。（6）計(jì)算切削速度QUOTE和每分鐘進(jìn)給量QUOTE粗車的切削速度為100m/min，進(jìn)給量0.5mm/r；精車的切削速度為150m/min，進(jìn)給量0.3mm/r。粗車的轉(zhuǎn)速=257r/min，精車轉(zhuǎn)速=261r/min。進(jìn)給速度=128mm/min,=78mm/min。（7）校驗(yàn)機(jī)床功率QUOTE=QUOTE。圓周銑削力：QUOTE=QUOTE，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-78可算出粗車QUOTE=3013N，所以QUOTE=QUOTE=QUOTE=5.81kw機(jī)床主軸許用功率為：QUOTE=33kw＞5.81kw因此所選切削用量可行。最終確定，粗車Φ124的孔時(shí)車削用量QUOTE=257r/min，QUOTE=2mm，QUOTE=100m/min,QUOTEf=0.5mm/r，=128mm/min；精車的車削用量：QUOTE=261r/min，QUOTE=0.1mm，QUOTE=150m/min，f=0.3mm/r，=78mm/min。粗車錐面孔時(shí)車削用量QUOTE=257r/min，QUOTE=0.3mm，QUOTE=100m/min,QUOTEf=0.5mm/r，=128mm/min；精車的車削用量：QUOTE=261r/min，QUOTE=0.2mm，QUOTE=150m/min，f=0.3mm/r，=78mm/min。QUOTE（8）計(jì)算基本工時(shí)：QUOTE=，L=l+y+Δ，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25可知QUOTEy+Δ=5mm,其中l(wèi)=17mm所以粗車Φ124孔時(shí)的基本工時(shí)=QUOTE=0.13min；精車時(shí)的基本工時(shí)=QUOTE=0.22min；粗車錐面孔的基本工時(shí)==0.27min；精車基本工時(shí)==0.44min。銑星型面，鉆孔并攻絲（1）工件材料：HT250HB=187-255HB殼型鑄造。（2）工件尺寸：銑削最大寬度=52.5mm，=3.14×71×2=446mm。鉆5個(gè)Φ8.6mm的孔，孔深27mm；螺紋M10-6H，螺紋深22mm。加工需求：粗精銑星形面，粗銑加工余量1mm，精銑加工余0.5mm。用高速鋼鉆頭鉆孔，之后用絲錐攻絲。刀具：硬質(zhì)合金刀銑削寬度QUOTE=52.5根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1確定銑刀直徑=80mm齒數(shù)z=4。銑刀幾何形狀根據(jù)表3.2確定：主刃偏角QUOTE=45°過(guò)渡刃偏角QUOTE=30°副刃偏角QUOTE＇=5°后角a0=10°λs=-10°前角QUOTE=5°。高速鋼鉆頭的直徑為Φ8.6，絲錐直徑Φ10。（5）確定切削深度因?yàn)榇帚姾途娪嗔啃?，故粗?1mm，精銑=0.5mm，一次走刀即可完成。（6）確定每齒進(jìn)給量QUOTE根據(jù)機(jī)床功率為33kw，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73得到QUOTE=0.0.18-0.28mm/z，粗銑取QUOTE=0.2mm/z，精銑時(shí)粗糙度要求為Ra3.2,故每轉(zhuǎn)進(jìn)給量QUOTEf=0.5-1.0mm/z，取f=0.5mm/r。高速鋼鉆頭永續(xù)的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.61-0.75mm/r，取鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.7mm/r。（7）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7可知銑刀后刀面面粗銑最大磨損量1.0-1.5mm，精銑最大磨損量0.3-0.5；取粗銑1.5mm，精銑0.5mm。銑刀直徑80mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8可得刀具使用壽命T=180min。根據(jù)所選的刀具和工件材料，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-7可知鉆頭后刀面最大大磨損限度：0.4-0.8mm，單刀加工刀具壽命：60min。所以取后刀面磨損量為0.6mm，鉆頭使用壽命T=60min。計(jì)算切削速度QUOTE和每分鐘進(jìn)給量QUOTE已知：銑刀=80mm，z=4，粗銑QUOTE=1.0mm，QUOTE=0.2mm/z，精銑QUOTE=0.5mm，f=0.5mm/r根據(jù)公式v=QUOTE，查表可計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速n＇及進(jìn)給速度QUOTE＇；粗銑QUOTE=100m/min，精銑QUOTE=150m/min。QUOTE＇=QUOTE=QUOTEr/min=398r/min；QUOTE＇=QUOTE=QUOTEr/min=597r/min。從而可算出銑削進(jìn)給量：粗銑=QUOTE·z·n=0.2×6×398=477mm/min；精銑：QUOTE=f·n=0.5x597=298mm/min。最終確定：QUOTE＇=398r/min，QUOTE＇=597r/min；粗銑QUOTE=100m/min，QUOTE=0.2mm/z；精銑QUOTE=150m/min，f=0.5mm/r。已知：v=QUOTE根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.4-8，可算出鉆φ8.6mm孔時(shí)v=50m/min，攻絲時(shí)v=0.133m/min（《機(jī)械工藝手冊(cè)表2.4-105》）。根據(jù)高速鋼鉆頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.61-0.75mm/r，所以鉆φ6.6mm孔時(shí)取v=50m/min，f=0.7mm/r，攻絲時(shí)v=0.133m/s=7.98m/min。n=QUOTE=QUOTEr/min=295r/min，可算出鉆φ8.6mm孔時(shí)的軸向力F=4291N，轉(zhuǎn)矩M=18n·m，功率QUOTE=0.63kw。算出攻絲時(shí)轉(zhuǎn)速n=254r/min,F=4990N,M=25n·m,=0.73kw。（9）校驗(yàn)機(jī)床功率=，QUOTE圓周銑削力：QUOTE=QUOTE。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-78可算出QUOTE=695N，所以==QUOTE=1.92kw機(jī)床主軸許用功率為：QUOTE=33kw＞1.92kw因此所選切削用量可行。最終確定粗銑的銑削用量QUOTE＇=398r/min，QUOTE=1mm，QUOTE==100m/min，QUOTE=0.2mm/z，=477mm/min。精銑的銑削用量：QUOTE＇=298r/min，QUOTE=0.5mm，QUOTE==150m/min，QUOTE=0.125mm/z，=298mm/min。QUOTE（10）計(jì)算基本工時(shí)QUOTE=，L=l+y+Δ，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25可知QUOTEy+Δ=5mm,其中l(wèi)=446mm所以粗銑時(shí)的基本工時(shí)=QUOTE=0.93min，精銑時(shí)的基本工時(shí)=QUOTE=1.49min；鉆孔時(shí)的基本工時(shí)=×5=0.65，攻絲時(shí)基本工時(shí)=×5=0.6min。三、銑削B基準(zhǔn)面的夾具設(shè)計(jì)水泵渦殼的年產(chǎn)量為39600件，材料為HT250。根據(jù)指導(dǎo)老師的要求，需設(shè)計(jì)一套銑削B基準(zhǔn)面的夾具。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。3.1問(wèn)題的指出本夾具主要用來(lái)銑削B基準(zhǔn)面，保證保證尺寸144.5±0.05，平面度0.1。在加工本道工序時(shí)，不僅要考慮如何完全定位和夾緊，還要盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。圖3.13.2六點(diǎn)定位原理一個(gè)沒(méi)有定位的工件，其空間的位置是不能確定的，都有