亦难幸福
3.精车φ55＋0.028－0.003外圆的切削用量
本工序为半精车外圆φ55，原来的直径为56㎜，车削后D=55㎜，机床采用最常用的CA6140卧式车床。根据《机械加工工艺手册》表 7-4选用的刀具为YT30牌号硬质合金车刀，选择的参数为：主偏角Kr=30o,副偏角K, r=5o,前角γ。=10o，刃倾角λs=0o，后角α。=6o，车刀刀尖圆弧半径rε=0.4mm。选择切削用量： 确定背吃刀量ap 由于粗加工的余量为1.0mm,故ap=1.0/2=0.5mm。
确定进给量f，由于零件本次加工的加工余量小，根据《机械加工工艺手册》表1.1-47及《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.08 mm/r。选择车刀磨钝标准和耐用度。根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，后刀面最大磨损限度取0.5mm,刀具的耐用度为T=60 Min。确定切削速度v和工作台每分钟进给量Vf，本零件的材料为45钢，?b?600MPa，ap=0.50mm，f=0.08mm/r，根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=60min,得修正系数KTv=1.0；根据工件材料的强度，得修正系数KMv=1.0；根据毛坯状态得修正系数Ksv=1.0；刀具的材料为YT30，得修正系数为：Ktv=1.4;此处为车削，得修正系数KKv =1.0；得修正系数为主偏角为30o得修正系数为KKrV=1.13。所以，KTv=1.0，KMv=1.0，Ksv=1.0 ，Ktv=1.4，KKv =1.0，KKrV=1.13 。切削速度的公式为V=Cv/(Tm3apXv3fyv)根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-43，取数值：Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。 V=Cv/(Tm3apXv3fyv)3KTv3KMv3Ksv3Ktv3KKv3KKrV
所以带入数据后可算得V=560.66 m/min 转速n=1000V/πd=10003560.66/π356=3186.85 r/min根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择1400 r/min，则实际切削速度为V=πdn/1000=π35631400/1000=246.3 m/min检验机床功率。根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的计算公式如下： Fz=CFz3apxFz3fyFz3VnFz3KFz(N) Pm= FzV/6031000 （KW）
式中，CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75，nFz,=-0.15，KFz = KTFz3KMFz3KKrFz3Kr.Fz， 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数KTFz= 1.0；与工件材料有关的系数KMFz =1.0；与主偏角有关的修正系数KKrFz =1.13；与前角有关的修正系数Kr.Fz =1.08。因此总的修正系数为KFz = KTFz3KMFz3KKrFz3Kr.Fz =1.2204。
所以,切削力为Fz =265030.530.083246.331.2204=106.2 N 切削功率为Pm =106.23246.3/6031000 KW =0.0.436 KW 根据《机械加工工艺手册》，查得CA1640卧式车床主动机功率PE =7.5 KW ，因为Pm＜PE,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：ap=0.5mm； f=0.08mm/r V=246.3 m/min （n=1400 r/min）
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1.0
0.75
-0.15
4.粗车φ60+0.065 -0.045外圆的切削用量
（1）选择机床
⑴CA6140，双顶尖定位 （2）选择刀具
⑴选择直头焊接式外圆车刀（可转位）
⑵根据书目《机械加工工艺手册》表1.1，由于CA6140车床的中心高200㎜（表1.31），故选刀杆尺寸B?H=16㎜?25㎜，刀片厚度4.5㎜ ⑶根据书目《机械加工工艺手册》表1.2，粗车带外皮的锻件毛坯，选择YT5牌号硬质合金车刀
⑷车刀几何形状 根据书目《机械加工工艺手册》表1.3，选择选择卷屑槽
?o?6?，?s?0?，r??1.0mm ?o?12?，带倒棱前刀面，?r?60?，?r'?10?，（3）选择切削用量
⑴确定切削深度ap，由于粗加工余量仅为4.4㎜，可在一次走刀内切完，故ap=4.4/2=2.2㎜
⑵确定进给量f，根据书目《机械加工工艺手册》表1.4，f=0.5-0.9 ㎜/r,按CA6140车床说明书，选择f=0.86㎜/r 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据CA6140车床说明书，CA6140 机床进给机构允许的进给力 F max= 3530N 。《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32，当钢的强度?b?570~670MPa，ap?2.4㎜，f?1.8 ㎜/r，?r?45?，?c?65m/min（预计）时，进给力为Ff?1070?。根据表1.29-2，切削时Ff的修正系数为K?oFf?1.0，K?sFf?1.0，K?rFf?1.11，故实际进给力为 Ff?1071?1.11?1188.8?，由于 F f≤ Fmax，故所选的f=0.86㎜/r。确定切削速度 ?c根据《机械制造工艺学课程设计指导书》 ⑶选择车刀磨钝标准及寿命
由《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，车刀后刀面最大磨损量取为 1mm，可转位车刀耐用度 T= 60 min
确定切削速度?c根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44，
?c?50~65m/min,选择?c?55m/min1000?c1000?55选择?r/min?265.3r/min根据 CA6140车床说明书，
?D3.14?66，则实际切削速度为 n?250r/min?Dn3.14?66?250?c??m/min?51.83m/min，
10001000⑷校验机床功率
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32，当?b?580~970MPa，
ap?2.4㎜，f?0.96㎜/r，?c? 57m/min，?c?2.9kW。切削功率的修正系数为?t??0.65，??r??0.92，?s??0.8，????1.0，????1.0，
n?????1.0，故?c?2.9?0.91?2.7kW,根据CA6140车床说明书， 车床主
电动机功率???7.5kW，?c??E，故所选CA6140车床上进行 综上：ap=2.2㎜，f=0.86㎜/r，?c=51.8m/min，n=250r/min
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5.半精车φ60+0.065 -0.045外圆的切削用量
（1）选择刀具
车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号为YT150，车刀几何形状为 ?r?45?，?r'?5?，?o?8?，?o?12?，?s?3? ，r??1.0mm
（2）选择切削用量
⑴确定切削深度ap；ap=1.1/2=0.55㎜
⑵确定进给量f ； 根据《机械加工工艺手册》，当表面的粗糙度为
Ra?3.2?m,r??1.0mm,??50m/min(预计)时，f?0.3~0.35mm/r。根据
CA6140车床说明书，选择f?0.3mm/r
⑶选择车刀磨钝标准及寿命 。由《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，车刀后刀面最大磨损量取为 0.4mm，可转位车刀耐用度 T= 60 min ⑷确定切削速度 ?c ，根据书目【6】表5-2，YT15牌号硬质合金车刀加工碳素钢，硬度=200~250HBS，ap?0.3~2mm，f?0.1~0.3mm/r，
?t?110~130n=
m/min，选取
?t?115m/min,则
1000?c1000?115=r/min?594.3r/min，根据CA6140车床说明书，选?D3.14?61.6择n=560r/min,
?Dn3.14?61.6?560实际切削速度为 ?c??m/min?108.4m/min
10001000⑸校验机床功率
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44，当?b?580~970MPa，
ap?2.0㎜，f?0.3㎜/r，?c? 162m/min，?c?2.4kW.
根据CA6140车床说明书，车床主电动机功率???7.5kW，?c??E，故所选之切削用量可在CA6140车床上进行 （3）计算基本工时
综上:ap=0.55㎜，f=0.3㎜/r，?c=108.4m/min，n=560r/min
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第五节 夹具设计
一.接受设计任务、明确加工要求
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
本次的设计的夹具是第13道工序---10-φ20的正孔粗钻该夹具使用于Z302摇臂钻床。
二.切削力和夹紧力的计算
由《机械加工工艺手册——钻削、扩削、铰削加工》表3.4-10，钻孔时 轴向力：F?cFd0zFf 转矩：M?cmd0zmfymyFkF
km
由《机械加工工艺手册——钻削、扩削、铰削加工》表3.4-10：
cF?600,zF?1.0,yF?0.7；cm?0.305,zm?2.0,ym?0.8；
由《机械加工工艺手册——钻削、扩削、铰削加工》表3.4-11：kF?km?1.0 所以 F?cFd0zFf M?cmd0zmfyFkF=600?181.0?0.20.7?1.0?3500.6N km=0.305?182?0.20.8?1.0?27.3N?m
ym 查《金属切削机床夹具设计手册》表3-21：为防止工件在切削扭矩?的作
k?sin?2 ，为防止工件在轴向力F作用
z用 下大打滑而转动所需的夹紧力Q1?2Rf1下打滑而轴向移动所需的夹紧力Q2?kFZsin2f2?2
对Q1：查《金属切削机床夹具设计手册》表3-19：取工件与V形块在圆周方向的摩擦系数：f1?0.8；
K0?1.5，K1?1.2，K2?1.5，K3?1.0，K4?1.3，K5?1.0，K6?1.5
故 安全系数 K=K0K1K2K3K4K5K6?1.5?1.2?1.5?1.0?1.3?1.0?1.5?5.265
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k?sinQ1??2=5.265?27.3?sin45?1.69??,因一次同时加工2个孔，故所需 2Rf175?0.8?总夹紧力为Q?2Q1?3.38??，故单个螺母需要提供的夹紧力为
Q?Q1/2?0.845??
单个螺栓所受拉力为： F?Q11.69??0.845?? 22 查《金属切削机床夹具设计手册》表3-25，选择六角螺母，其尺寸规格为：GB/T 897-1988 M24，提供的夹紧力为Q?851N，满足要求。查《机械制图》表，选取配套双头螺栓的代号为：GB/T 897-1988 M24X110.对于夹具轴向受力，由于工件底下有垫块支承，故V形块沿轴向方向受力（即Q2）可忽略不计。 (1)校验螺栓许用夹紧力及夹紧扭矩：
根据《金属切削机床夹具设计手册》表3-26，Q许?2316?，?许?12.6??，故符合要求 (2)校核螺钉强度：
查《机械设计》表5-8：?s?640mpa，Sp?1.5，S??4 所以[?]??sS???640640??a?160??a，?p?s???a?426.67??a。挤压强度4Sr1.5条件为?p?所受载荷
F?FF?[?p],剪切强度条件为???[?]，??Fl，故单个螺钉
?d?Lmind?24F252.78?27.3?mm?0.12mm，由???252.78?由挤压条件d??[?p]Lmin426.67?5l108剪切条件d??4F??[?]4?252.78mm?1.42mm，故选取螺钉为内六角螺钉，
3.14?160其尺寸规格为：GB/T 70.1-2000 M24X100
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