机械制造技术课程设计-蜗轮本体加工工艺及钻攻M6螺纹孔夹具设计

机械制造工艺学课程设计说明书题目：蜗轮本体加工工艺及钻攻M6螺纹孔夹具设计 院、系别 班 级 姓 名 学 号 指导老师 2020 年 9月15日目 录机械制造工艺学课程设计任务书II序 言11零件分析21.1 零件的生产类型及生产纲领21.2 零件的作用21.3 零件的工艺分析22 铸造工艺方案设计42.1 确定毛坯的成形方法42.2 确定铸造工艺方案42.2.1锻造方法的选择42.2.2造型的选择42.2.3 分型面的选择42.3 确定铸造工艺参数42.3.1加工余量的确定42.3.2拔模斜度的确定42.3.3收缩率的确定52.3.4不铸孔的确定52.3.5铸造圆角的确定53 机械加工工艺规程设计53.1 基面的选择53.1.1 粗基准的选择53.1.2 精基准的选择53.1.3 制订工艺路线53.1.4 选择加工机床83.1.5 工艺方案的分析：93.2机械加工余量及毛坯尺寸93.2.1确定机械加工余量93.2.2确定毛坯尺寸93.3 确定机械加工余量及工序尺寸103.4 确定切削用量及基本工时123.4.1 车170mm外圆端面123.4.2 车170mm外圆143.3.3 车212mm外圆：163.3.4 车85mm外圆：193.3.5 镗孔213.3.6 镗孔25mm243.3.7钻 M6 mm的孔244钻攻M6螺纹孔夹具设计264.1定位分析264.2分析计算定位误差274.2.1定位误差274.2.2产生定位误差的原因274.2.3定位误差的计算284.3切削力和夹紧力的计算294.4导向元件的设计304.5夹具设计及操作简要说明315 总结32参考文献33全套图纸加扣 3346389411或3012250582机械制造工艺学课程设计任务书设计题目： 设计“蜗轮本体”零件的机械加工工艺规程及夹具设计设计要求： 1.未注明铸造圆角R23 2.去毛刺锐边3.材料45钢设计内容： 1. 绘制零件图（1张） 2. 绘制毛坯图（1张） 3.绘制夹具装配图（1张） 4.绘制夹具体（1张） 5.编写工艺过程综合卡片(1张)6.工序卡片（1张） 7.课程设计说明书（1份） 2020年 9月15日 IV序 言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。本设计的内容是制订蜗轮本体加工工艺规程。通过分析蜗轮本体从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。针对蜗轮本体零件的主要技术要求，选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。1零件分析1.1 零件的生产类型及生产纲领 已知此涡轮零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是10Kg /个，查第9页表1.1-2，可确定该涡轮生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。1.2 零件的作用本次课程设计题目给定的零件是涡轮本体，涡轮主要用于增压，提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩。涡轮增压其实就是一个空气压缩机。为了提高发动机的输出功率，在不改变发动机气缸容量的前提条件下，只有用增加输入气缸的空气的压缩比来达到增加发动机输出功率的目的。其工作原理就是利用发动机尾气排放口排出的发动机废气为动力，来推动涡轮室里边的叶轮，同时叶轮又和增压室里边的增压轮直接相连，增压室一头连着气滤，另外一头把从气滤吸进来的空气压进发动机的汽缸以达到增加发动机里边空气的目的。1.3 零件的工艺分析 该零件是带孔的套筒零件，为此以下是涡轮本体需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：（1）75H6内孔、25的内孔、M6螺纹孔；（2）212外圆面、170外圆面、85外圆面；（3）端面 本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为=3.2及=6.3两种要求，要求=3.2的端面可以粗车和半精车，要求=6.3的端面，经粗车即可。由上面分析可知，可以粗加工170外圆面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此涡轮零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2 铸造工艺方案设计2.1 确定毛坯的成形方法涡轮本体用于增压，零件的材料为45钢，由于该工件比较简单所以选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。2.2 确定铸造工艺方案2.2.1锻造方法的选择根据锻件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用45钢为材料，锻件的表面精度要求不很高，并且为大批量生产，选用砂型铸造，参考第三篇第2节。2.2.2造型的选择因铸件制造批量为大批生产，参考第三篇第2节，故选用砂型机器造型。2.2.3 分型面的选择选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，本零件选择最大的截面作为分型面。这样有利于铸件的取出。2.3 确定铸造工艺参数2.3.1加工余量的确定按机械砂型铸造，查表2.2-5，查得铸件尺寸公差等级为810，加工余量等级为H，按9公差等级制造，则单侧加工余量为3.5mm，双侧加工余量为3mm，则可推出毛坯总尺寸。2.3.2拔模斜度的确定零件总体长度小于300mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。2.3.3收缩率的确定通常，45钢的收缩率为1.3%2% ，在本设计中铸件取2% 的收缩率。2.3.4不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于25mm的孔均不铸出，而采用机械加工形成。2.3.5铸造圆角的确定为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R =2mm4mm圆滑过渡。3 机械加工工艺规程设计3.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。3.1.1 粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。由于本套筒零件全部表面都要加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。3.1.2 精基准的选择 主要考虑的是基准的重合问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。本零件是带孔的套筒零件，孔的轴线是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，所以选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。即选孔及一端面作为精基准。3.1.3 制订工艺路线生产为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。同时还可降低生产成本。根据图-涡轮本体毛坯图可制定以下加工工艺路线方案：工艺路线方案一：工序I：铸造；工序II：热处理；工序III：85h7mmE处外圆及端面定位，粗车另一面A，粗车B外圆170h6mm，半精车B170h6mm及精车达到,金刚石车170h6mm 达到并倒角；工序IV：以精车后的170h6mm外圆B作为定位精基准，粗车85即C端面，粗车E外圆85h7及台阶面，半精车与精车达到，粗车E面即212及半精车达到并倒角；工序V：以85h7mm处外圆E作为定位精基准粗镗F即75H6mm及半精镗和精镗然后金刚镗孔达到；工序VI：粗镗G即8*25的内孔； 工序VII：钻螺纹孔H即8个M6，并攻螺纹，倒角工序VIII：；去毛刺；工序IX：终检；工序X：入库。图3-1 涡轮本体毛坯图工艺路线方案二：工序I：铸造；工序II：热处理；工序III：以D面即即85h7mm处外圆及端面定位，粗车A面即170端面；工序IV：粗车外圆A面即170h6mm，半精车170h6mm及精车达到，金刚石车170h6mm 达到；倒角；工序V：以精车后的170h6mm外圆作为定位精基准，粗车D面即85端面，工序VI：粗车外圆85h7及台阶面，半精车与精车达到；工序VII：粗车E面即212及半精车达到并倒角；工序VIII：粗镗F即8*75H6mm孔，半精镗和精镗然后金刚镗孔达到；工序IX：粗镗G即8个25mm孔工序X：钻螺纹孔H即8个M6，并攻螺纹，倒角； 工序XI：去毛刺；工序XII：终检；工序XIII：入库。 3.1.4 选择加工机床 （1）根据不同的工序选择机床。工序III、IV是粗车和半精车，精车。各工序的工步数不多，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，选用C620-1型卧式车床即可。工序V,VI为精镗孔与粗镗孔。由于加工零件外轮廓尺寸不大，又是回转体，故宜在镗床上镗孔。由于要求精度高，表面粗糙度数值小，因此根据所镗孔的尺寸选用T617-A型卧式镗床。工序VII为钻孔和攻螺纹。选择Z515A立式钻床机床。 （2）选用夹具 本零件各工序使用专用夹具即可。 （3）选择刀具 根据不同的工序选择刀具。在车床上的加工的工序，一般都选用硬质合金车刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5(适用于不平整断面和连续切削时的粗加工)，半精加工用YT15，精加工用YT30。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀（GB5343.1-1985，GB5343.2-1985）。3.1.5 工艺方案的分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案一将部分工序集中起来，这样有利提高效率，定位精度也比较高，使用于大批量生产。方案二将每个工序细分，分别进行加工。经比较，从生产条件出发及生产效率方面考虑，选择工艺路线方案一。3.2机械加工余量及毛坯尺寸3.2.1确定机械加工余量根据锻件估算质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查得单边余量在厚度方向为1.72.2mm，水平方向亦为1.72.2mm，即锻件各外径的单面余量为2.02.5mm，各轴向尺寸的单面余量亦为2.02.5mm。锻件中心孔的单面余量为3mm。锻件的复杂系数S=/估算物件大概有10Kg即=10锻件最大直径为216mm，长108mm，锻件材料密度7.85由=30kg, 所以定复杂系数为S=0.33，所以定复杂系数为2。3.2.2确定毛坯尺寸 查表确定各表面机械加工总余量，确定毛坯尺寸，填写下表3-1，表3-1 毛坯尺寸及加工余量 零件尺寸单面加工余量毛坯尺寸1042.5109752.5702123.0218853.091242.526.5342.536.51703.5177251.5223.3 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下表3-2（查表3-1及教材）：表3-2机械加工余量及工序尺寸加工表面工序名称经济精度/mm工序间余量/mm工序尺寸及公差粗糙度Ra/um91外圆粗车IT11()4.586.56.3半精车IT8(0-0.039)185.50-0.0393.2精车IT7（0-0.021）0.5850-0.021 3.2218外圆粗车IT13（0-0.39）4.5213.50-0.396.3半精车IT11（0-0.16） 1.52120-0.163.2177外圆粗车IT11(0-0.16) 4.5172.50-0.166.3半精车IT8(0-0.039)1.51710-0.0393.2精车IT7(0-0.021)0.753.2金刚石车IT6(0-0.016)0.253.270内孔粗镗IT9()36.3半精镗IT8()1 3.2精镗孔IT7()0.75 1.6金刚镗IT6()0.250.822mm粗镗3 6.33.4 确定切削用量及基本工时3.4.1 车170mm外圆端面（1） 选择刀具和机床已知加工材料为45钢，670MPa，锻件，有外皮；机床为C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。根据表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，根据表1.2，选择YT5硬质合金刀片，根据表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。（2） 选择切削用量 切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 2.5mm故取 = 2.5mm。确定进给量根据表1.3，在粗车钢材、刀杠尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为100至400mm时，=0.6至1.2mm/r，按C620-1车床的进给量，选择=0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校检。查表可知C620-1车床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.19，当钢材=570至670MPa、2mm，0.75mm/r、=65m/min（预计）时，进给力=760N。，所选的进给量=0.65mm/r可用。确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据表1.9，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm，查表3.8，可转位车刀耐用度T=30min。只有径向进给，每分钟进给量（18页）每分钟进给量： (mm/min) （3-1） 其中：=242，=0.15，=0.35，m=0.2.修正系数见表1.28，即 =1.44，=0,8，=1.15,=0.81,=0.97。 所以 =129.3（mm/min） 确定主轴转速 =242.25（r/min） （3-） 按机床说明书（见表4.2-8），与242.25r/min相近的机床转速为370r/min,所以实际切削速度v=197.5m/min 检验机床功率 根据表1.18，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。 计算基本工时 =0.36（min） （3-）3.4.2 车170mm外圆 （1） 选择刀具和机床 已知加工材料为45钢，670MPa，锻件，有外皮；机床为C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。根据表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，根据表1.2，选择YT5硬质合金刀片，根据表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。 （2）选择切削用量 切削深度 车双边余量为4.5mm，显然为单位余量，=2.25mm。故取 = 2.25mm。 确定进给量 根据表1.3，在粗车钢材、刀杠尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为100至400mm时，=0.6至1.2mm/r，按C620-1车床的进给量，根据表1.30，选择=0.65mm/r。 确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据表1.9，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm，查表3.8，可转位车刀耐用度T=30min。 切削速度和每分钟进给量根据表1.27，当用YT15硬质合金车刀加工=600至700MPa钢料、3mm、0.75mm/r时，切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81，=1.15，=1.0（表1.28） 所以 =91.1（mm/min） 确定主轴转速 =170.7（r/min） 按机床说明书（见表4.2-8），与170.7r/min相近的机床转速为230r/min,所以实际切削速度v=122.77mm/min 检验机床功率 根据1.27当=580至970MPa、HBS=166至277、2mm、0.75mm/r、v=94.7m/min时，=1.7kW。切削功率的修正系数为=1.17，=1.0，1.13，0.8，0.65，故实际切割时功率为0.72kW。 当230r/min时，机床主轴允许功率5.9kw。，故所选切割用量可在C620-1车床上进行。 最后确定的切削用量为：2.25mm，0.65mm/r，230r/min，122.77m/min。 计算基本工时 （3-） 确定半精车外圆mm的切削用量。采用车外圆177mm的刀具加工这些表面，加工余量可一次走刀切除，=0.75mm，车外圆170mm的=0.65mm/r。主轴转速与车外圆170mm相同.基本工时 （3） 倒角 倒角1X45, 1X45 车削完成后，接着倒角即可。3.3.3 车212mm外圆： (1) 粗车212mm外圆 1） 选择刀具和机床机床为C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。根据表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，根据表1.2，选择YT5硬质合金刀片，根据表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面， =，=，主偏角=，刀倾角=,刀倾角=，刀尖圆弧半径=0.5mm。 2） 选择切削用量 切削深度 由于粗车双边余量为4.5mm， 为单边余量，=2.25mm。 确定进给量根据表1.3，可知在粗车钢材、刀杠尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为100至400mm时，=0.6至1.2mm/r，按C620-1车床的进给量，表1.30，选择=0.65mm/r。 确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查表3.8，故刀具磨钝寿命T = 30min。 切削速度和每分钟进给量 (mm/min) 其中：=242，=0.15，=0.35，m=0.2.修正系数见表1.28，即 =1.44，=0,8，=1.15,=0.81,=0.97。所以 =131.2（mm/min）确定主轴转速 =197r/min） 按机床说明书（见表4.2-8），与197r/min相近的机床转速为230r/min,所以实际切削速度v=153.11m/min 检验机床功率根据1.27，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。最后确定的切削用量为：2.25mm，0.65mm/r，230r/min，153.11m/min。 计算基本工时=0.19min （2）半精车外圆212mm所选用刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。车刀几何形状为 =，=，主偏角=，刀倾角=,刀倾角=，刀尖圆弧半径=0.5mm。 确定背吃刀量 粗车双边余料为1.5mm，显然为单位余量，=1.5/2=0.75mm。 确定进给量 根据C620-1车床的进给量，查表1.30，选择=0.3mm/r。由于是半精加工，切削力较小，故不需要校核机床进给机构强度。 选择车刀磨钝标准及耐磨用度 车刀后刀面最大磨损量取为0.4mm，可转位车刀耐用度T=30min。 确定切削速度 当用YT15硬质合金车刀加工=600至700MPa钢料，1.4mm、0.38mm/r时，切削速度v=156m/min。其修正系数为=0.81，=1.15，=0.81，=1.0，故 =110.9m/min 确定主轴转速 =166.6(r/min) 按C620-1车床的转速（查表4.2-7）选择n=230r/min，则实际转速v=153.1m/min。可不进行校检。 最后决定切削用量为：0.75，0.3mm/r，230r/min，153.1m/min。 基本工时=0.39min（3） 倒角倒角1X45，1X45 车削完成后，接着倒角即可。3.3.4 车85mm外圆：（1）粗车85mm外圆 1） 选择刀具和机床机床为C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。根据表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，根据表1.2，选择YT5硬质合金刀片，根据表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面， =，=，主偏角=，刀倾角=,刀倾角=，刀尖圆弧半径=0.5mm。 2） 选择切削用量 切削深度由于粗车双边余量为4.5mm， 为单边余量，=2.25mm。 确定进给量根据表1.3，可知在粗车钢材、刀杠尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为100至400mm时，=0.6至1.2mm/r，按C620-1车床的进给量，选择=0.65mm/r。 确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查表3.8，故刀具磨钝寿命T =30min。 每分钟进给量和主轴转速 (mm/min) 其中：=242，=0.15，=0.35，m=0.2.修正系数见表1.28，即 =1.44，=0,8，=1.15,=0.81,=0.97。所以 =131.2（mm/min） 确定主轴转速 =491.6r/min） 按机床说明书（见表4.2-8），与491.6r/min相近的机床转速为480与600r/min,为避免切削速度损失，选择600r/min,所以实际切削速度v=160.14m/min 检验机床功率 根据表1.27，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。 计算基本工时=0.126min (2)半精车外圆85mm 采用车外圆85mm的刀具加工这些表面，车外圆85mm的=0.25mm，半精车外圆85mm的进给量=0.3mm/r，主轴转速n=380r/min，切削速=101.4mm/min 基本工时=0.41min （3）倒角 倒角1X45，1X45 车削完成后，接着倒角即可。3.3.5 镗孔 （1）粗镗孔 1）选择刀具和机床 查表1.2-1，选择T617-A卧式镗床，粗镗所选用刀具为YT5硬质合金，直径为20mm的圆形镗刀。 2）选择镗削用量 背吃刀量 因为双面加工余量为3mm，可一次加工完成，所以=1.5mm. 镗削速度 查表1.2-33卧式镗床的镗削用量可选镗削速度为50m/min, 进给量 查表1.2-33卧式镗床的进给量为0.31.0mm，故选择=0.5mm 确定主轴转速 =212.3(r/min) （3-5） 检验机床功率根据1.27，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。 计算基本工时 = 1.01min （3-6） （2）半精镗镗削用量 背吃刀量=0.5mm，查表1.2-33得，进给量=0.3mm/r,镗削速度 =100m/min, 主轴转速 =424.6(r/min) 基本工时 = （3）精镗镗削用量 所选用的刀具为YT30硬质合金，主偏角=、直径为20mm的圆形镗刀。其耐用度为T=60min。 背吃刀量=0.375mm,进给量=0.15mm/r，镗削速度 =60m/min, 主轴转速 =254.77(r/min) 基本工时 = (4) 金刚石镗镗削用量 背吃刀量=0.125mm,进给量=0.05mm/r，镗削速度 =150m/min, 主轴转速 =636.9(r/min) 基本工时 =3.3.6 镗孔25mm （1）选择刀具和机床 查表1.2-1，选择T617-A卧式镗床，粗镗所选用刀具为YT5硬质合金，直径为8mm的圆形镗刀。 （2） 选择镗削用量 背吃刀量 因为加工余量为3mm，可一次加工完成，所以=1.5mm. 镗削速度 查表1.2-33卧式镗床的镗削用量可选镗削速度为50m/min, 进给量 查表1.2-33卧式镗床的进给量为0.31.0mm，故选择=0.5mm 确定主轴转速 =636.9(r/min) 检验机床功率 根据1.27，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。 计算基本工时 = 0.19min 3.3.7钻 M6 mm的孔 （1）钻6 mm的孔 1）选择刀具和机床 查阅表3.18，选择6mm的高速钢绞刀，机床选择Z5125A立式钻床。 2）选择切削用量 进给量f 查阅表4.2-16，查得=0.5mm/r. 根据表2.19 ，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.5mm/r，12mm时，轴向力= 1230N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 1230N。根据Z525立式钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N， 由于，故f =0.28mm/r可用。 切削速度 根据表2.15，根据f = 0.5mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，扩孔钻扩孔时的切削速度，由切削表2.15得故： （3-7） 根据表2.31，切削速度的修正系数为：， ，故=(m/min)=122.08(r/min) 根据Z515A立式钻床说明书，可以考虑选择选取：=120(r/min)，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以，=2.26(m/min) 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据表2.12，当= 6mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，故刀具磨钝寿命T =25min。 检验机床扭矩及功率 根据表2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即：f =.0.5mm/r，=120r/min，=2.26m/min。 计算基本工时 =0.45min （2） 攻螺纹M6 查阅，选普通螺纹丝锥M6，P=1mm，Z515A立式钻床机床，切削用量选为：，按机床使用说明书选取：，则 （3-8） 计算切削基本工时： min 4钻攻M6螺纹孔夹具设计由指导老师的分配，决定设计钻攻8M6螺纹的钻床夹具。4.1定位分析 选用涡轮本体85端面、75H6孔和25孔定位，定位分析如下：1.涡轮本体85端面作为第一定位基准，与心轴200端面相配合限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2.涡轮本体75H6孔作为第二定位基准，与心轴75f5相配合限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。3.涡轮本体25孔作为第三定位基准，与B型固定式定位销相配合限制一个自由度，即Z轴转动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。4.2分析计算定位误差4.2.1定位误差定位误差是关联实际被测要素对其具有确定位置的理想要素的变动量。定位误差值用定位最小包容区域的宽度或直径表示。定位最小包容区域是与公差带形状相同、按理想被测要素的位置、包容实际被测要素且具有最小宽度或直径的区域。所谓定位误差，是由于工件在夹具上(或者机床上)定位不准而引起的加工误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序 基准在加工尺寸方向上的最大变动量。4.2.2产生定位误差的原因1.定义:定位误差是工件在夹具中定位，由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置变动量。2.定位误差的组成:定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以不表示。定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，称基准位置误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以基表示。故有:定=不+基此外明确两点:只用调整法加工一批零件才产生定位误差，用试切法不产生定位误差;定位误差是一个界限值(有一个范围)。4.2.3定位误差的计算 1、移动时基准位移误差 （式1-1）式中： 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴孔与心轴最小配合间隙代入（式1-1）得： =0.019+0+0.03 =0.049（mm) 2、 转角误差 （式1-2）式中： 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴孔与心轴最小配合间隙 B型固定式定位销孔的最大偏差 B型固定式定位销孔的最小偏差 B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中： 则代入（式1-2）得：则：=0.041594.3切削力和夹紧力的计算1.设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。工件和夹具的变形必须在允许的范围内。夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。2.螺栓螺母夹紧机构的特点：结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；自锁性能好操；扩力比80以上，行程S不受限制；加紧工作慢，效力低。夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。3 .夹紧力的方向的确定 夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。 夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。本夹具是钻攻3M6螺纹，粗糙度不高，只有钻削一步工序，故按钻时计算切削力。查简明机床夹具设计手册表3-3得切削力计算公式：由钻攻8M6螺纹的工时计算知，=0.28mm，由简明机床夹具设计手册表3-3知即所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=2.153，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M16螺母锁紧，查表得夹紧力为5315N 夹紧力远远大于钻削力，故夹紧可靠。4.4导向元件的设计工件钻攻8M6螺纹，中大批量生产，为了钻后及时攻丝，故选用快换钻套，图1-1是标准快换钻套的结构，它凸缘上铣有台肩，钻套螺钉的台阶形部分压紧在此台肩上而防止可换钻套转动。松动螺钉，便可取出可换钻套。 图 1-1 快换钻套快换钻套相配的钻套螺钉M6，其图如1-2所示： 图1-2 钻套螺钉4.5夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择在夹具体上用六角螺母、圆垫圈、心轴和快换垫圈等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。5 总结 通过本次的机械制造工艺课程设计让我又重新温习了书本上的重要内容，让我深刻意识到实践的东西总是离不开书本，不管什么时候从书上我们总可以找得到我们想要的东西。书上的知识永远是基础，而基础正是让我们向更深的领域迈进，没有这个基础我们永远都不会享受到成功的喜悦。同时也培养了我制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力。通过设计，培养了我独立思考问题和解决问题的能力，树立了正确的设计思想，掌握了零件产品设计的基本方法和步骤，设计的过程使我能熟悉地查找和应用有关参考资料、计算图表、手册、图册、国家标准。总的来说，这次设计，使我们的基本理论知识在实际解决问题中得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。同时，设计的完成是离不开老师的悉心指导和同学们热情的帮助，谨在此对他们的帮助给予诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1 机械工程师手册编委会著.机械工程师手册M.北京：机械工业出版社，2007.32 李益民著.机械制造工艺设计简明手册M.北京：机械工业出版社，1994.73 孙本绪，熊万武著.机械加工余量手册M.北京：国防工业出版社, 1999.114 王先逵著.机械制造工艺学M.清华大学:机械工业出版社,2006.15 艾兴，肖诗纲著.切削用量简明手册M.北京：机械工业出版社, 1994.76 赵家齐著.机械制造技术基础课程设计指导书M.北京:机械工业出版社，2000.107 王先逵著.机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，2006.1233