1、四川理工学院毕业设计 28 第二章 工艺规程的设计 2.1 确定毛坯的制造形式 本零件为无缝钢管，规格： 89 14；材料为 35 钢，抗拉强度： 530baMP ；屈服强度： 315saMP ；硬度： HBS 为 197。 2.2 基准的选择 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更我甚者，还会造成零件的大批报废，使生 产无法正常进行。 2.2.1 粗基准的选择 本零件选取无逢钢管外圆 89 为粗基准。工件一端用三爪卡盘夹持一端，另一端则用大头顶尖顶住另一端。采用这种方法时工件装夹迅速可靠，但因一
2、般卡盘安装误差较大，加工后工件的位置精度较低。为了获得较小的同轴度，须采用定心精度高的夹具，如弹性膜片卡盘、液体塑料夹头和经过修磨的三爪卡盘等。 2.2.2 精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑的是基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸的换算，这在以后还要 专门计算，此处不再重复。 2.3 制定工艺路线 工艺路线方案： 工序 1、配料（ 35 钢）： 无缝钢（ 89 14 ）管切断，取总长 695mm 工序 2、车： 车 82 到尺寸 88（工艺用）； 车端面及倒角； 调头 车 82 到尺寸 88（工艺用） ； 车端面及倒角取总长 686mm（余 1mm）。 四川理工学院
3、毕业设计 28 工序 3、深孔推镗： 粗镗孔到 66； 半精镗孔到 68； 精镗孔到 69.85； 精铰（浮动镗刀镗孔）孔到 70 0.20 粗糙度 R=3.2。 工序 4、滚压孔： 用滚压头滚压孔至 70 0.02，粗糙度 R=0.4。 工序 5.车 车去工艺外圆，将两端外圆加工到尺寸 82，割 R7槽； 镗内锥孔 01.5 及车端面； 调头，车去工艺外圆，将两端外圆加工到尺寸 82，割 R7 槽； 镗内锥孔 01.5 及车端面，取总长 685mm。 工序 5.检查。 2.4 机械加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸的确定 “液压油缸缸筒”：零件材料为 35 钢，硬度 HB197，生产类型大批量，
4、毛坯形式： 89 14 无逢钢管截断。 2.4.1 两端外圆表面： 两外圆（ 82dmm）表面一端加工长度为 60mm，与其联接的非加工外圆表面直径为 89mm，现取其外圆表面直径为 89mm。 82mm 表面尺寸公差0.02，表面粗糙度值 aR 1.6，要求半精车；精车，加工直径余量 2Z=3.5mm. 由于本设计规定零件是大批生产， 应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。 82dmm 的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布见图 2-1。 第二章 工艺规程的设计 8 图 2-1 82d 外圆工序间尺寸公差分布图（调整法） 由图可知： 毛坯名义尺寸： 8
5、2+3.5 2=89（ mm） 毛坯最大尺寸： 89+1.3 2=91.6（ mm） 毛坯最小尺寸： 82-0.5 2=83（ mm） 半精车后最大尺寸： 82+0.5 2=83（ mm） 半精车最小尺寸： 82-0.02=81.98（ mm） 精车后尺寸和零件图尺寸相同，即 82dmm. 最后，将上述计算 的工序间尺寸及公差整理成表 2-1。 表 2-1 加工余量计算表 工序 加工尺 寸及公差 无逢钢管 （圆 ） 半精车外圆 精车外圆 加工前 尺寸 最大 91.6 83 最小 88 81.98 加工后 尺寸 最大 91.6 83 82.02 最小 88 81.98 81.98 加工余量（单边
6、） 1.75 最大 1.75 0.27 最小 1.6 0.23 加工公差（单边 ） 0.170.5-0.4/2 -0.12/2 2.4.2 工件内孔加工 毛坯为无逢钢管 89 14，内孔直径 61，参照工艺手册表 2.3-9 确定四川理工学院毕业设计 28 工序尺寸及余量为： 粗镗孔： 66mm 半精镗孔： 68mm 精镗： 69.5mm 精铰（浮动镗刀）： 70 0.20mm 2.5 确定切削用量及基本工时 2.5.1 工序 1： 无缝钢管（ 35 钢， 89 14 ）切断，取总长 687mm 2.5.2 工序 2： 车削，本工序采用 计算法确定切削用量。 （ 1）、加工条件 工件材料：无缝
7、钢管（ 35 钢， 89 14 ）， 530baMP 车 82 到尺寸 88 及 M88 1.5 螺纹（工艺用）； 车端面及倒角； 车 82 到尺寸 88 及 M88 1.5 螺纹（工艺用） ； 车端面及倒角取总长 686mm（余 1mm） 机床： C630-1 卧式车床 刀具：刀具材料为 YT15，刀杆尺寸 16mm 25mm， 0009 0 , 1 5 , 1 2 , 0 . 5oorRk a r m m 。 （ 2）、计算切削 用量 、车 82 到 88 切削深度 pa ： 89 88 0.52pa 进给量 f：根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）表 1.4，当刀杆尺寸为
8、16mm 25mm, 3pa 以及工件直径为 100mm 时： f=0.60.9。按 CA6140 车床的说明书（见切削手册表 1.30）取 f=0.7。 计算切削速度： 按切 削手册表 1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min）： v vv vxmc yPkfcv aT （ m/min） 式中， vc =242， vx =0.15， vy =0.35， m=0.2。修正系数 vk 见切削手册表 1.28，即： mvk =1.44， svk =0.8， kvk =1.04， krv =0.81， Bvk =0.97。 第二章 工艺规程的设计 10 所以： cv =0 . 2 0 . 1
9、 5 0 . 3 5242 1 . 4 4 0 . 8 1 . 0 4 0 . 8 1 0 . 9 76 0 0 . 5 0 . 5 =123.8 (m/min) 确定主轴转速 sn ： sn =1000cwvd =1000 123.83.14 90 438 (r/min) 与 438 r/min 相近的机床转速为 500 r/min，。现选取 500wn ，所以实际切削速度 141.3v m/min. 检验 机床功率： 主切削力 cF 按切削手册表 1.29 所示公式计算 式中： 12 7 9 5 , 1 . 0 , 0 . 7 5 , 0 . 1 5C c cF F c F Fc x y
10、n n 0 . 7 5530 0 . 8 66 5 0 6 5 0FpnbMk rk=0.89 所以： F F Fc c cccx y nc F P c FF c a f v k= 0 . 7 5 0 . 1 52 7 9 5 3 . 5 0 . 7 1 4 1 . 3 0 . 8 6 0 . 8 9 =784 N 切削时消耗功率 cp 为： 46 10ccc Fvp =4784 141.36 10=1.85 (kw) 由切削手册表 1.30 中 CA6140 机床说明书知， CA6140 主电动机功率为7.5kw，故机床功率足够，可以正常工作。 校验机床进给系统强度： 已知主切削力 cF =
11、 791 N，径向力 pF 按切削手册表 1.29 所示公式计算 F F Fc c cccx y nc F P c FF c a f v k四川理工学院毕业设计 28 F F Fp p pppx y np F p c FF c a f v k式中： 1 9 4 0 , 0 . 9 , 0 . 6 , 0 . 3p p p pF F F Fc x y n 1 . 3 5530 0 . 7 66 5 0 6 5 0FpnbMk 0.5rkk所以： F F Fp p pppx y np F p c FF c a f v k= 0 . 9 0 . 6 0 . 31 9 4 0 0 . 5 0 . 5
12、1 4 1 . 3 0 . 7 6 0 . 5 =116.9 N 轴向切削力 F F Ff f fffx y nf F p c FF c a f v k式中 2 8 8 0 , 1 . 0 , 0 . 5 , 0 . 4f f f fF F F Fc x y n ： 1.0530 0 . 8 26 5 0 6 5 0Fnbmk 1.17rk 所以： F F Ff f fffx y nf F p c FF c a f v k= 0 . 5 0 . 42 8 8 0 1 0 . 5 1 4 1 . 3 0 . 8 2 1 . 1 7 =267 N 取机床导轨与床鞍系数 =0.1，则切削力在纵向进给
13、方向对进给机构的作用力为： ()f c PF F F F =267+0.1（ 784+116.9） =357.09 357 N 而机床进给机构可承受的最大纵向力为 3530N（见切削手册表 1.30），故机床进给系统可以正常工作。 切削工时： 12l l ltnf式中： 60l mm , 1 3.5l , 2 0,l 所以： 60 3.5500 0.7t 2 第二章 工艺规程的设计 12 =0.36（ min） 、车工艺外圆： 计算切削速度： 按切削手册表 1.27，切削速度的公式为 （寿命选T=60min），采用高速钢外圆车刀，规定 Pa =0.25，走刀次数 i=5，则 1v vv vxm
14、c yPktcv aT （ m/min） 式中， vc =11.8， vx =0.70， vy =0.30， m=0.11，。 1.750.637()0.6Mk =1.11 0.75Kk 所以： cv =0 . 1 1 0 . 7 0 . 31 1 . 8 1 . 1 1 0 . 7 56 0 0 . 2 5 1 . 5 =32.8 (m/min) 确定主轴转速 sn ： sn =1000cwvd =1000 32.83.14 90 116 (r/min) 按机床说明书取 n=96r/min， 所以实际切削速度 27v m/min. 由切削手册表 1.30 中 CA6140 机床说明书知， C
15、A6140 主电动机功率为 7.5kw，故机床功率足够，可以正常工作。 计算切削工时： 切削工时： 1lltnf式中： l =60, 1 2l , 所以： 60 296 1.5t 2 =0.086（ min） 、车端面及倒角： 确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为 2mm 四川理工学院毕业设计 28 确定进给量 f：根据切削手册表 1.4，当刀杆尺寸为 16mm 25mm, 3pa以及工件直径为 100mm 时： f=0.60.9。按 CA6140 车床的说明 书（见切削手册表 1.30）取 f=0.7。 计算切削速度： 按切削手册表 1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60m
16、in）： v vv vxmc yPkfcv aT （ m/min） 式中， vc =242， vx =0.15， vy =0.35， m=0.2。修正系数 vk 见 切削手册表 1.28，即： mvk =1.44， svk =0.8， kvk =1.04， krv =0.81， Bvk =0.97。 所以： cv =0 . 2 0 . 1 5 0 . 3 5242 1 . 4 4 0 . 8 1 . 0 4 0 . 8 1 0 . 9 76 0 1 0 . 5 =125.8 (m/min) 确定主轴转速 sn ： sn =1000cwvd =1000 125.83.14 90 445 (r/m
17、in) 与 445 r/min 相近的机床转速为 500 r/min，。现选取 500wn ，所以实际切削速度 141.3v m/min. 检验机床功率： 主切削力 cF 按切削手册表 1.29 所示公式计算 F F Fc c cccx y nc F P c FF c a f v k式中： 12 7 9 5 , 1 . 0 , 0 . 7 5 , 0 . 1 5C c cF F c F Fc x y n n 0 . 7 5530 0 . 8 66 5 0 6 5 0FpnbMk rk=0.89 所以： F F Fc c cccx y nc F P c FF c a f v k= 0 . 7 5
18、 0 . 1 52 7 9 5 1 0 . 7 1 4 1 . 3 0 . 8 6 0 . 8 9 =768 N 切削时消耗功率 cp 为： 第二章 工艺规程的设计 14 46 10ccc Fvp =4768 141.36 10=1.81 (kw) 由切削手册表 1.30 中 CA6140 机床说明书知， CA6140 主电动 机功率为7.5kw，故机床功率足够，可以正常工作。 计算切削工时： 切削工时： 12l l ltnf式中： 89 612l =14, 1 2l , 2 0,l 所以： 14 2500 0.7t 2 =0.091（ min） 、车 82 到尺寸 88 及 ； 同 、 88
19、 外圆（工艺用） 、车端面及倒角取总长 686mm(余量 1mm) 同 2.5.3 工序 3：深孔推镗： 粗镗孔到 66mm； 半精镗孔到 68mm； 精镗孔到 69.85mm; 精铰（浮动镗刀）孔到 70 0.20 粗糙度 aR =3.2 m 。 、 粗镗孔到 66mm ，单边余量 Z=2mm，一次镗去余量 , pa =2.5mm 选用机床： T612 卧式镗床 进给量： f=0.1mm/r 切削速度： 根据有关手册确定 T612 卧式镗床的切削速度为： 100v m/min, 则 1000vn D =1000 1003.14 89 =359 r/min 根据工艺手册表 4.2-20知，和
20、359r/min相近的有 320r/min、 414r/min,四川理工学院毕业设计 28 故取 wn =320r/min。 切削工时： l =66mm， 1l =3mm， 2l =3mm. 1 1 2wlllt nf = 66 3 3320 0.1 =2.25（ min） 、 半精镗孔到 68mm, 单边余量 Z=1； 一次镗去余量： pa =1.5mm； f =0.1； wn =320r/min， 100v m/min t=2.3 min 、 精镗孔到 69.85mm, 单边余量 Z=0.25； 一次镗去余量： pa =1.25mm； f =0.1； wn =320r/min， 100v m/min t=2.37 min 、 精铰（浮动镗刀）孔到 70 0.20 粗糙度 aR =3.2 m 图 2-2 油缸浮动镗刀 2.5.4 工序 4： 用滚压头滚压孔至 70 0.02，粗糙度 aR =0.4 m
