机械制造技术课程设计-阀腔零件加工工艺及粗铣下表面夹具设计（全套图纸） .pdf

课程设计说明书课程设计说明书 课程名称：课程名称：机械制造技术基础课程设计 设计题目：设计题目：阀腔零件的机械加工工艺规程及工 艺装备设计 姓名：姓名： 专业班级：机电专业班级：机电 1203 班班 指导教师：指导教师： 2016 年年 1 月月 27 日日 太原理工大学机械工程学院太原理工大学机械工程学院 2 目录目录 绪论 . 4 第一章零件分析 5 1.1 零件作用 5 1.2 零件工艺分析 5 1.3 零件生产类型 6 第二章毛坯的选择与设计 7 2.1 选择毛坯 7 2.2 确定毛坯尺寸 7 3.3 确定毛坯尺寸公差 . 8 第三章机械加工工艺规程设计 . 10 3.1 加工方法的选择 . 10 3.1.1 基准的选择 . 10 3.1.2 零件表面加工方法的选择 . 12 3.2 机械加工工艺规程的确定 . 13 3.3 选择加工设备 . 14 3.4 刀具的选择 . 15 3.5 夹具的选择 . 17 3.6 量具的选择 . 19 3.7 各个加工表面工序尺寸的确定 . 20 3 3.7.1 各个孔加工表面工序尺寸的确定 . 21 3.8 确定切削用量及基本时间 . 22 第四章铣床夹具设计 . 45 4.1 问题的提出 . 45 4.2 夹具设计 . 45 4.2.1 定位基准选择 . 45 4.2.2 切削力及夹紧力计算 . 45 4.2.3 定位误差的分析 . 46 致谢 48 参考文献 49 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 4 绪论绪论 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品， 并把 它们装备成机械装备的行业。 机械制造业的产品既可以直接供人们使 用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械 或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民 经济发展的重要行业， 是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。 从某中意义上讲， 机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合 实力和科学技术水平的重要指标。 机械制造技术基础课程设计是在学习完成机械制造技术基础和 大部分专业课， 并进行了机械制造课程设计与生产实习基础上的又一 次实践性教学环节， 这次设计将更深层次的运用金属工艺学、 互换性、 力学、机械制造技术基础、机械制图等课程中的基本知识与理论以及 生产实践中所学到的实践知识， 综合运用， 学会使用手册及图表资料， 独立解决零件制造问题，并设计了机床专用夹具这一设备，提高了结 构设计能力，为今后从事机械设计制造行业打下了坚实的基础。 在阀腔的加工工艺规程及其铣下表面的夹具设计中， 涉及到零件 图誊画，解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工 艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，以保证零件的加工质量。 本次设计水平有限， 其中难免有缺点错误， 敬请老师们批评指正。 5 第一章零件分析第一章零件分析 1.1 零件作用零件作用 题目做给的零件是容积式压缩机用阀腔。 容积式压缩机是通过压缩腔的内部容积缩小来提高气体或蒸气 压力的压缩机。阀腔即为压缩机内部控制气流的阀门的主要零件。 从零件图上分析，大体作用为：通过阀腔作为油的分油岔口，将 液压油输送到阀体，其中100mm的内孔与阀体结合，100mm的内 孔有110mm的凹槽，用于垫密封胶圈，阀腔底部孔65mm外圆有宽 73mm深3.5mm的凹槽与阀座配合， 用于垫密封橡胶圈， 保证密封性， 防止漏油。 零件图见附录。 1.2 零件工艺分析零件工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺 寸、公差及技术要求齐全。 从零件图上可以看出，阀腔零件还算比较规则，属于箱体零件， 上、 下端面通过粗铣、 精铣即可达到所需表面粗糙度。100h8mm孔、 65mm孔、76mm孔通过铣削加工可以达到所需技术要求，100h8 mm孔与76mm孔端面有平行度要求， 加工精度要求较高。 6m12-6h 的螺纹孔相对100mmh8 孔的轴线互成 60分布，其径向设计基准 6 为110h11mm孔的轴线，轴向设计基准是100mmh8 孔外圆的左端 面，220mm孔分布于100mmh8 孔两侧，加工要求在阀腔的对称 中心线上。 1.3 零件生产类型零件生产类型 零件是压缩机上的阀腔， 质量为 15kg， 查表 2-1 可知其属于轻型 零件，生产类型为中批生产。 7 第二章毛坯的选择与设计第二章毛坯的选择与设计 2.1 选择毛坯选择毛坯 零件的材料为 qt450-10， 力学性能 b 450， 硬度： 160210hbs， 基本组织碳素体，能承受冲击、振动。从提高生产效率和保证加工精 度方面考虑，由于零件的生产类型为中批生产，零件的轮廓不大，选 用砂型铸造， 采用机器造型， 铸造精度 10 级， 铸件应符合 jb9140-1999 容积式压缩机球墨铸铁技术条件的规定，能够保证铸件的尺寸要 求，由于铸件的主要缺点是力学性能差，阀体在控制液压油时，在阀 腔内壁会产生压力，故铸件需进行回火处理。 2.2 确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 根据课程设计所提供的原始数据及加工工艺， 分别确定各加工表 面的加工余量，毛坯的初步设计如下： 1、阀腔的上端面 通过查看零件图标注，该阀腔的上端面的粗糙度要求是 ra6.3um。 通过一次粗铣、半精铣加工即可达到所需表面粗糙度，阀腔下端面的 粗糙度要求为 ra1.6um，需要经过粗铣、半精铣、精铣等加工才能满 足光洁度的要求，取经济精度为 it10 级，通过查表和经验得，阀腔 的上端面单边的加工余量为 3.5mm，下端面单边余量为 3mm。 2、76mm 孔的加工 8 76mm 孔的表面粗糙度为 ra3.2um，通过查表阅关资料，取经 济精度为 it10 级，粗镗、半精镗达到工序要求。粗镗、半精镗的加 工余量之和为 7mm。 3、100h8mm孔的加工 该孔的粗糙度为 ra1.6um，通过粗镗、半精镗才可达到加工工序 要求，取经济精度为 it10 级，总加工余量之和为 7mm。 4、65mm孔的加工 该孔的粗糙度为 ra1.6um，直径较小，通过粗镗、半精镗、精镗 可达到加工工序要求。 5、其他孔因直径太小，不铸造出孔，故无加工余量。 综上所述，确定毛坯尺寸下表： 表 2.2 毛坯尺寸 零件尺寸 单面加工余量 铸件尺寸 850.5 3.5 及 3 92 76 3.5 69 100h8 3.5 93 65 3.5 58 20 2.3 确定毛坯尺寸公差确定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根据铸件的尺寸公差等级、机械加工余量，查得本 阀腔毛坯尺寸允许偏差见表 2.3 9 表 2.3 阀腔（铸件）尺寸允许偏差 零件尺寸 偏差 92 92 73 74 1 . 2 1 . 0 + 95 96 1 . 2 1 . 0 + 61 62 2 0 + 10 第三章机械加工工艺规程设计第三章机械加工工艺规程设计 3.1 加工方法的选择加工方法的选择 3.1.1 基准的选择基准的选择 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，不但使加 工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生 产无法进行。 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 程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法 正常进行。 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加 工面与不加工面的相互位置关系精度。 如果工件上表面上有好几个不 需加工的表面， 则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的 表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机 床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。 因而在加工时选择导轨 面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。 11 这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以 增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该 面有足够的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、 光洁、 面积足够大的表面作为粗基准， 以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选 作粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙 不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 粗基准的选择。 对于零件而言， 尽可能选择不加工表面为粗基准。 而对有若干个不加工表面的工件， 则应以与加工表面要求相对位置精 度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，先选取前后 96 两侧面表面作为粗基准。 精基准的选择应满足以下原则： （1） “基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位 基准，避免基准不重合引起的误差。 （2） “基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准 定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化 夹具设计与制造。 （3） “自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余 量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之 12 间的位置精度由先行工序保证。 （4） “互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、 形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、 操作方便。 精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工 序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要计算。 本零件是箱体类零件，遵循“先面后孔、先粗后精、先主后次、 基面先行”的原则，在加工上下表面的时候应互为基准，直至加工到 所要精度。而扩中间孔的时候基准应为下表面、凸台孔和已经铸造好 的76mm的孔。最后扩孔和攻丝的时候应为其他面和孔已加工好，基准 可以任意选取。 3.1.2零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 表3.1.2零件加工方法 加工表面 加工精度等级（it) 粗 糙 度 (ra) 方法 阀腔上下表面 850.5 12 6.3 粗铣- 半精铣 直径为 76 内孔 10 3.2 粗镗- 半精镗 直径为 110 的凹槽 11 普通 粗镗 直径为 100 的孔 10 1.6 粗镗- 半精镗- 精镗 直径为 65 的内孔 8 1.6 粗镗- 半精镗- 精镗 直径为 85 凸台 12 普通 粗镗 2x20 9 6.3 钻- 扩- 铰 10xm12 7 普通 钻- 攻丝 底面环形槽 11 普通 粗铣- 半精铣 4x18- 28 10 普通 钻- 锪平 13 3.2 机械加工工艺规程的确定机械加工工艺规程的确定 零件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段。一般划分为粗 加工、半精加工和精加工三个阶段。如果零件要求的精度特别高，表 面粗糙度很细时，还应増加光整加工和超精密加工阶段。各加工阶段 的主要任务是： （1） 粗加工阶段 主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分 加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。 因此，应采取措 施尽可能提高生产率。同时要为半精加工阶段提供精基准，并留有充 分均匀 的加工余量，为后续工序创造有利条件。 （2）半精加工阶段 达到一定的精度要求，并保证留有一定的加 工余量，为主要表面的精加工作准备。同时完成一些次要表面的加工 （如紧固孔的钻削，攻螺纹，铣键槽等）。 （3）精加工阶段 主要任务是保证零件各主要表面达到图纸规定 的技术要求。 表 3.2 工序内容 工序号 工序 工序内容 1 铸造毛坯 机器砂型铸造毛坯 2 检验毛坯 检验毛坯并清沙 3 热处理 回火处理以消除热应力 4 粗铣下表面 以上表面为基准，粗铣下表面 5 粗铣上表面 以下表面为基准，粗铣上表面 6 粗镗65 的孔 以上表面，100、76 的孔为基 准，粗镗65 14 7 粗铣下表面环形槽 以上表面，100、76 的孔为基 准，粗铣下表面环形槽。 8 粗镗76、110、 以下表面和65 凸台孔为基准， 粗镗76、110、 9 半精铣下表面 以上表面为基准，半精铣下表面 10 半精铣上表面 以下表面为基准，半精铣上表面 11 半精镗65 以上表面，100、76 的孔为基 准，半精镗65 12 半精铣下表面环形 槽 以上表面，100、76 的孔为基 准，半精铣下表面环形槽。 13 半精镗76、100 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准， 半精镗76、100 的孔 14 钻 4x18 锪平28 以下表面和65 凸台孔为基准， 钻 4x18 锪平28 的 t 型槽 15 钻 2x20 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准， 钻-扩-铰 2x20 的孔 16 攻螺纹 10xm12 以下表面和65 凸台孔为基准， 钻-攻丝 10xm12 17 精镗100 以下表面和65 凸台孔为基准， 精镗100 18 精镗65 以上表面，100、76 的孔为基 准，精镗65 19 精铣下表面 以上表面为基准，精铣下表面 20 去毛刺与终检 去毛刺，并进行清洗 3.3 选择加工设备选择加工设备 表 3.3 加工设备的选择 工序号 工序 工序内容 设备 1 铸造毛坯 机器砂型铸造毛坯 15 2 检验毛坯 检验毛坯并清沙 3 热处理 回火处理以消除热应力 4 粗铣下表面 以上表面为基准，粗铣下表面 x52k 立式铣 床 5 粗铣上表面 以下表面为基准，粗铣上表面 x52k 立式铣 床 6 粗镗65 的孔 以上表面，100、76 的孔为基准， 粗镗65 的孔 t68 金刚镗 床 7 粗铣下表面环形 槽 以上表面，100、76 的孔为基准， 粗铣下表面环形槽。 x52k 立式铣 床 8 粗镗76、 100、 110、85 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准，粗镗 76、110、100、85 的孔 t68 金刚镗 床 9 半精铣下表面 以上表面为基准，半精铣下表面 x52k 立式铣 床 10 半精铣上表面 以下表面为基准，半精铣上表面 x52k 立式铣 床 11 半精镗65 以上表面，100、76 的孔为基准， 半精镗65 t68 金刚镗 床 12 半精铣下表面环 形槽 以上表面，100、76 的孔为基准， 半精铣下表面环形槽。 x52k 立式铣 床 13 半精镗76、 100 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准，半精 镗76、100 的孔 t68 金刚镗 床 16 14 钻 4x18 锪平 28 以下表面和65 凸台孔为基准， 钻 4x 18 锪平28 的 t 型槽 z3025 摇臂 钻床 15 钻 2x20 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准，钻- 扩-铰 2x20 的孔 z3025 摇臂 钻床 16 攻螺纹 10xm12 以下表面和65 凸台孔为基准，钻- 攻丝 10xm12 z3025 摇臂 钻床 17 精镗100 以下表面和65 凸台孔为基准，精镗 100 t68 金刚镗 床 18 精镗65 以上表面，100、76 的孔为基准， 精镗65 t68 金刚镗 床 19 精铣下表面 以上表面为基准，精铣下表面 x52k 立式铣 床 20 去毛刺与终检 去毛刺，并进行清洗 3.4 刀具的选择刀具的选择 表 3.4 刀具的选择 工序号 工序 工序内容 刀具 1 铸造毛坯 机器砂型铸造毛坯 2 检验毛坯 检验毛坯并清沙 3 热处理 回火处理以消除热应力 17 4 粗铣下表面 以上表面为基准，粗铣下表面 硬质合金端铣刀 yg15 5 粗铣上表面 以下表面为基准，粗铣上表面 硬质合金端铣刀 6 粗镗65 的 孔 以上表面，100、76 的孔 为基准，粗镗65 的孔 硬质合金单刃镗刀 7 粗铣下表面 环形槽 以上表面，100、76 的孔 为基准，粗铣下表面环形槽。 硬质合金直柄立铣刀 yt15 8 粗镗76、 100、110、 85 的孔 以下表面和65 凸台孔为基 准，粗镗76、110、100、 85 的孔 工步 1：硬质合金单刃镗刀 工步 2. 硬质合金单刃镗刀 工步 3：高度钢锪刀 工步 4：高度钢锪刀 9 半精铣下表 面 以上表面为基准，半精铣下表 面 刀具：硬质合金细齿铣刀 10 半精铣上表 面 以下表面为基准，半精铣上表 面 刀具：硬质合金细齿铣刀 11 半精镗65 以上表面，100、76 的孔 为基准，半精镗65 刀具：yt30 硬质合金圆形铣刀 18 12 半精铣下表 面环形槽 以上表面，100、76 的孔 为基准， 半精铣下表面环形槽。 刀具：硬质合金直柄立铣刀 13 半精镗76、 100 的孔 以下表面和65 凸台孔为基 准，半精镗76、100 的孔 工步 1：硬质合金单刃镗刀 工步 2：硬质合金单刃镗刀 14 钻 4x18 锪 平28 以下表面和65 凸台孔为基 准，钻 4x18 锪平28 的 t 型槽 工步 1：高速钢钻头 工步 1：高速钢钻头 15 钻 2x20 的 孔 以下表面和65 凸台孔为基 准，钻-扩-铰 2x20 的孔 工步 1：莫式锥柄麻花钻，高速 钢钻头 工步 2：锥柄扩孔钻，高速钢钻 头 工步 3：硬质合金锥柄铰刀 16 攻螺纹 10xm12 以下表面和65 凸台孔为基 准，钻-攻丝 10xm12 工步 1：高速钢钻头 工步 2：高速钢钻头 工步 3：高速钢钻头机用丝锥 工步 4：高速钢钻头机用丝锥 17 精镗100 以下表面和65 凸台孔为基 准，精镗100 刀具：硬质合金单刃镗刀 18 精镗65 以上表面，100、76 的孔 为基准，精镗65 刀具：硬质合金单刃镗刀 19 精铣下表面 以上表面为基准，精铣下表面 刀具：硬质合金细齿铣刀 20 去毛刺与终 检 去毛刺，并进行清洗 夹具：通用夹具 19 3.5 夹具的选择夹具的选择 由于阀腔为箱体类零件，故其夹具选择专用夹具。 3.6量具的选择量具的选择 表3.6量具的选择 工序号 工序 工序内容 量具 1 铸造毛坯 机器砂型铸造毛坯 2 检验毛坯 检验毛坯并清沙 3 热处理 回火处理以消除热应力 4 粗铣下表面 以上表面为基准，粗铣下表面 游标卡尺 5 粗铣上表面 以下表面为基准，粗铣上表面 游标卡尺 6 粗镗65 的孔 以上表面， 100、 76 的孔为基准， 粗镗65 的孔 三牙锁紧式圆柱 塞规 7 粗铣下表面环形槽 以上表面， 100、 76 的孔为基准， 粗铣下表面环形槽。 普通游标卡尺 8 粗镗76、100、 110、85 的孔 孔孔 以下表面和65 凸台孔为基准， 粗镗 76、110、100、85 的孔 三牙锁紧式圆柱 塞规 20 9 半精铣下表面 以上表面为基准，半精铣下表面 游标卡尺 10 半精铣上表面 以下表面为基准，半精铣上表面 游标卡尺 11 半精镗65 以上表面， 100、 76 的孔为基准， 半精镗65 三牙锁紧式圆柱 塞规 12 半精铣下表面环形 槽 以上表面， 100、 76 的孔为基准， 半精铣下表面环形槽。 游标卡尺 13 半精镗76、 100 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准， 半精 镗76、100 的孔 三牙锁紧式圆柱 塞规 14 钻 4x18 锪平 28 以下表面和65 凸台孔为基准，钻 4x18 锪平28 的 t 型槽 普通游标卡尺 15 钻 2x20 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准，钻- 扩-铰 2x20 的孔 普通游标卡尺 16 攻螺纹 10xm12 以下表面和65 凸台孔为基准，钻- 攻丝 10xm12 17 精镗100 以下表面和65 凸台孔为基准， 精镗 100 三牙锁紧式圆柱 塞规 18 精镗65 以上表面， 100、 76 的孔为基准， 精镗65 三牙锁紧式圆柱 塞规 19 精铣下表面 以上表面为基准，精铣下表面 游标卡尺 20 去毛刺与终检 去毛刺，并进行清洗 21 3.7 各个加工表面工序尺寸的确定各个加工表面工序尺寸的确定 3.7.1 各个孔加工表面工序尺寸的确定各个孔加工表面工序尺寸的确定 表 3.7.1 各个孔加工表面工序尺寸的确定 加工表面 加工内容 加工余 量（mm) 精度等级 （ct) 工序 尺寸 粗糙 度 ra 工序余量 最小 最大 100h8 的孔 铸件 7 10 93 粗镗 2 10 95 6.3 0.26 3.6 半精镗 3 9 98 3.2 2.913 3.14 精镗 2 8 100 1.6 1.946 2.087 76 铸件 7 10 69 其余 粗镗 5 10 74 6.3 3.28 4.88 半精镗 2 10 76 3.2 1.76 1.88 65 铸件 7 10 58 其余 粗镗 3 10 61 6.3 1.28 4.6 半精镗 2 10 63 3.2 1.88 2.12 精镗 2 8 65 1.6 1.954 2.12 85 粗镗 20 12 85 其余 19.65 20 22 110 粗镗 10 11 110 其余 9.78 10.35 2x20 钻 18 10 18 12.5 17.93 18 扩 1.8 10 19.8 12.5 1.716 1.87 铰 0.2 9 20 6.3 0.148 0.284 10xm12 钻（6）深 18 10.2 8 10.2 普通 10.173 10.2 钻（4）深 19.8 10.2 8 10.2 普通 10.173 10.2 攻丝（6） 深 15 1.8 7 m12 普通 1.782 1.818 攻丝（4） 深 16.5 1.8 7 m12 普通 0.982 1.818 4x18- 28 钻 18 10 18 普通 17.93 18 锪平 28 3.7.2各个平面工序尺寸的确定各个平面工序尺寸的确定 表3.7.2各个平面工序尺寸的确定 工序号 工序内容 加工余 量 基本尺 寸 经济精 度 铸件 3.5 92 10 4 粗铣下表面 1.5 90.5 10 23 5 粗铣上表面 1.5 89 10 9 半精铣下表 面 1 88 10 10 半精铣上表 面 2 87 10 19 精铣下表面 1 85 10 3.8 确定切削用量及基本时间确定切削用量及基本时间 工序一：铸造毛坯 机器砂型铸造毛坯 工序二：检验毛坯 检验毛坯并清沙 工序三：热处理 回火处理以消除热应力 工序四：粗铣下表面 以上表面为基准，粗铣下表面 1.加工条件 工件材料：qt450-10，强度为 450mpa 铸件：工件尺寸 aemaxs=198mm,l=198mm 加工要求：粗铣下表面，加工余量为 1.5mm； 机床：x52k 立式铣床； 刀具：硬质合金端铣刀。 故根据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）表 3.1， 取刀具直径 d0=200mm。根据切削手册表 3.2，选择刀具前角 0=5，后角0=8 ， 偏角 kr=60,过渡刃 kr 2.切削用量 （1）确定切削用量 ap 因为余量较小，故选择 （2）确定每齿进给量 fz 由于本工序为粗加工 削手册表 3.5，使用 yt 工艺设计简明手册 （后简称 率为 7.5kw，根据切削手册 选择 fz=0.18mm/z。 （3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据 切削手册 表 由于铣刀直径 d0=200mm，故刀具使用寿命 表 3.8） （4）计算切削速度 v0和每分钟进给量 根据 切削手册 表 每齿进给量 fz=0.18mm,v 各修正系数为:kmv=1.0,ksv=0.8 切削速度计算公式为 24 ，副后角0=10 ,刃倾角s=-10 kr=30,副偏角 kr=5。 故选择 ap=1.5mm，一次走刀即可完成。 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑。 根据 yt15 硬质合金端铣刀加工，根据机械制造 后简称简明手册 ）表 4.2-35，x52k 机床功 切削手册表 3.5，得 fz=0.090.18mm/z 确定刀具寿命及磨钝标准 表 3.7， 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm, 故刀具使用寿命 t=240min（据切削手册 和每分钟进给量 vf 表 3.16， 当 d0=200mm,z=8， ap不高于 5mm fz=0.18mm,vf=263mm/min,n=206r/min,vc=129mm/min :kmv=1.0,ksv=0.8。 10，主 根据切 机械制造 机床功 0.18mm/z，故 1.5mm, 手册 5mm 时， =129mm/min。 25 其中 ae=198mm,ap=1.5mm,cv=186,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.2, pv=0,m=0.2,t=240min,fz=0.18mm/z, kv=kmv*ksv=1.0*0.8=0.8,z=8, 将以上数据带入公式得:vc=628m/min 确定机床主轴转速：ns=1000vc/(dw)=1000r/min 根据 切削手册 表 4.2-36， 选择 nc=950r/min,vfc=375mm/min 因此，实际进给量和每分钟进给量为： vc=d0n/1000=3.14*200*950/1000m/min=596m/min fz=vf/ncz=0.1mm/z （5）校验机床功率 根据切削手册表 3.24，近似为 pcc=7.5kw,根据机床使用说 明书，主轴允许功率 pcm=7.5*0.75kw=5.625kwpcc。故校验合格。 最终确定：ap=1.5mm,nc=950r/min,vf=375mm/min, vc=596m/min,fz=0.1mm/z。 （6）计算基本工时 tm=l/vf,l=l+y+变量，l=198mm 查切削手册表 3.26，入切量及超切量为：y+变量=60mm, 则 tm=l/vf=(198+60)/375=0.68min。 工序五：粗铣上表面 以下表面为基准，粗铣上表面 1.加工条件 26 工件材料：qt450-10，强度为 450mpa 铸件：工件尺寸 aemaxs=333.5mm,l=170mm 加工要求：粗铣下表面，加工余量为 1.5mm； 机床：x52k 立式铣床； 刀具：硬质合金端铣刀。 故根据切削用量简明手册 （后简称 ）表 3.1，取刀具直 径 d0=200mm。根据切削手册表 3.2，选择刀具前角0=5，后 角0=8 ，副后角0=10 ,刃倾角s=-10，主偏角 kr=60, 过渡刃 kr=30,副偏角 kr=5。 2.切削用量 （1）确定切削用量 ap 因为余量较小，故选择 ap=1.5mm，一次走刀即可完成。 （2）确定每齿进给量 fz 由于本工序为粗加工， 尺寸精度和表面质量可不考虑。 根据 切 削手册表 3.5，使用 yt15 硬质合金端铣刀加工，根据机械制造 工艺设计简明手册 （后简称简明手册 ）表 4.2-35，x52k 机床功 率为 7.5kw，根据切削手册表 3.5，得 fz=0.090.18mm/z，故 选择 fz=0.18mm/z。 （3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据 切削手册 表 3.7， 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm, 由于铣刀直径 d0=200mm，故刀具使用寿命 t=240min （据切削手册 表 3.8） （4）计算切削速度 v0和每分钟进给量 根据 切削手册 表 每齿进给量 fz=0.18mm,v 各修正系数为:kmv=1.0,ksv=0.8 切削速度计算公式为 其中 ae=198mm,ap=1.5mm,cv=186,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.2, pv=0,m=0.2,t=240min,fz=0.18mm/z, kv=kmv*ksv=1.0*0.8=0.8,z=8, 将以上数据带入公式得 确定机床主轴转速 根据 切削手册 表 因此，实际进给量和每分钟进给量为 vc=d0n/1000=3.14*200*950/1000m/min=596m/min fz=vf/ncz=0.1mm/z （5）校验机床功率 根据 切削手册 表 主轴允许功率 pcm=7.5*0.75kw=5.625kwpcc 27 和每分钟进给量 vf 表 3.16， 当 d0=200mm,z=8， ap不高于 5mm fz=0.18mm,vf=263mm/min,n=206r/min,vc=129mm/min :kmv=1.0,ksv=0.8。 切削速度计算公式为 =1.5mm,cv=186,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.2, pv=0,m=0.2,t=240min,fz=0.18mm/z, kmv*ksv=1.0*0.8=0.8,z=8, 将以上数据带入公式得:vc=628m/min 确定机床主轴转速：ns=1000vc/(dw)=1000r/min 表 4.2-36， 选择 nc=950r/min,vfc=375mm/min 实际进给量和每分钟进给量为： d0n/1000=3.14*200*950/1000m/min=596m/min z=vf/ncz=0.1mm/z 表 3.24， 近似为 pcc=,根据机床使用说明书 pcm=7.5*0.75kw=5.625kwpcc。故校验合格。最终确 5mm 时， =129mm/min。 =1.5mm,cv=186,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.2, nc=950r/min,vfc=375mm/min 根据机床使用说明书， 最终确 28 定：ap=1.5mm,nc=950r/min,vf=375mm/min, vc=596m/min,fz=0.1mm/z。 （6）计算基本工时 tm=l/vf,l=l+y+变量，l=198mm 查切削手册表 3.26，入切量及超切量为：y+变量=60mm,则 tm=l/vf=(333.5+60)/375=1.05min。 工序六：粗镗65 的孔 以上表面、100、76 的孔为基准，粗 镗65 的孔 1加工条件 加工要求：粗镗 65 孔，单侧加工余量 z=3.5。 机床：选用 t68 金刚镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。 2、选择切削用量 （1）选择切削深度 p a 由于单侧加工余量 z=3.5mm，故可在二次镗去全部余量，则a p =2.0mm (2)选择进给量 z f 根据 实用机械加工工艺手册（以下简称 工艺手册 ） 表11-313， 查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁： v=40-80m/min f=0.3-1.0mm/r 选择v=150m/min 29 则 min/9 .734r/min 6514. 3r d v n= = 根据简明手册表 4.2-204.2-61，选择 0.74/ z fmm r= ， min/800rnw=。 （3）计算基本工时 根据公式 i fn l t w m = ，式中 32 llll+= ，当加工一个孔时 l=12， 0 . 2 2 =l ， 3 3 =l l=（12+2.0+3）mm=15mm 故有tm=2 74. 0800 15 min=0.051min 工序七：粗铣下表面环形槽 以上表面，100、76 的孔为基准，粗铣下表面环形槽。 铣宽 7.3 25. 0 0 ，外圆直径 100.6h11 的环形槽 1.工件材料：qt450-10 b=220mpa 铸造 加工要求：车宽 7.3 25. 0 0 ，外圆直径 100.6h11 的环形槽 刀具：采用刀片的材料为 yt15，刀杆尺寸 16x25mm 2 , k=90 o, 0 =15 o, 0 =12 o, =0.5mm 2计算切削用量 1) 已知毛坯长度方向的加工余量为 7.3 +0.25 -0 。 7mm, p a=7.3mm 2) 进给量 f 根据实用机械加工工艺手册中表 2.4-3,当刀 杆尺寸为 1625 mm 2 ， p a13mm,以及工件直径为 160 时，f =0.100.35mm/r 30 按 ca6140 车床说明书（见切削手册）取 f =0.16mm/r 3) 计算切削速度，按切削手册表 1.27,切削速度的计算公 式为(寿命 t=60min) v yx p m v c k fat c v vv =(m/min) 其中： v c=342, v x=0.15, v y=0.35, m=0.2。修正系数 v k见切 削手册 表 1.28,即 mv k=1.44 , sv k=0.8 , kv k=1.04 , krv k=0.81 , bv k=0.97。 所 以 v c v 35 . 0 15 . 0 2 . 0 5 . 0460 342 =1.440.81.040.81 0.97=158.6(m/min) 4)确定机的主轴转速 ns= w d 1000 c v = 3 . 39 6 .1581000 541r/min 按机床说明书(见工艺手册表 4.2-8),与 541r/min 相近的机 床转速为 500r/min 及 600r/min。现选取 w n=500r/min。 所以实际切削速度 v=146.5r/min/。 5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1 l=293mm, 1 l=7.3mm, 2 l=3.5, 3 l=0 tm= fn l w 321 lll+ = 0.16500 05 . 33 . 7293 + =3.798(min) 工序八：粗镗76、110、100、85 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准，粗镗76、110、100、85 的 31 孔 工步 1：粗镗76 1加工条件 加工要求：镗 76mm 孔（基准 a） ，单侧加工余量 z=1.5mm。 机床：选用 t68 金刚镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。 2、选择切削用量 （1）选择切削深度 p a 由于单侧加工余量 z=1.5mm，故可在一次镗去全部余量，则 p a =1.5mm (2)选择进给量 z f 根据实用机械加工工艺手册（以下简称 工艺手册 ） 表11-313， 查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁： v=40-80m/min f=0.3-1.0mm/r 选择v=150m/min 则 min/3 .754r/min 7614. 3r d v n= = 根据简明手册表 4.2-204.2-61，选择 0.74/ z fmm r= ， min/800rnw=。 （3）计算基本工时 根据公式 i fn l t w m = ，式中 32 llll+= ，当加工一个孔时 l=11， 32 0 . 2 2 =l ， 3 3 =l l=（11+2.0+3）mm=16mm 故有tm=1 74. 0800 16 min=0.027min 工步 2：粗镗100 1加工条件 加工要求：粗镗、半精镗 100h8 孔，单侧加工余量 z=2.0mm。 机床：选用 t68 金刚镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。 2、选择切削用量 （1）选择切削深度 p a 由于单侧加工余量 z=2.0mm，故可在二次镗去全部余量，则a p =2.0mm (2)选择进给量 z f 根据 实用机械加工工艺手册（以下简称 工艺手册 ） 表11-313， 查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁： v=40-80m/min f=0.3-1.0mm/r 选择v=150m/min 则 min/7 .477r/min 10014. 3r d v n= = 根据简明手册表 4.2-204.2-61，选择 0.74/ z fmm r= ， min/500rnw=。 33 （3）计算基本工时 根据公式 i fn l t w m = ，式中 32 llll+= ，当加工一个孔时 l=30.9， 0 . 2 2 =l ， 3 3 =l l=（30.9+2.0+3）mm=35.9mm 故有tm=2 74. 0500 9 .35 min=0.194min 工步三：粗镗110 1、加工条件 加工材料: qt450-10，铸件。 工艺要求：孔径 d=110mm 深 2.1，精度 h12h13。 机床：选用 t68 镗床专用夹具 2、选择镗孔 选择高速钢锪刀（如图 3 所示） ，其直径 d=110mm 3选择切削用量 （1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量： 根据 切削手册 表 2.7， 当铸铁硬度200h 有 rmmf/39. 031. 0= 。 （2）计算切削速度 根据切削手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200220hbs 时， 0.40/fmm r= ,当 d20mm，v=200mm/min。 切削速度的修正系数为： 0 . 1= tv k ， 0.88 mv k= ， 0.75 sv k= ， 0 . 1= tv k ， 34 故 vc kvv= =2001.01.00.751.0m/min=150 m/min 0 1000v n d = =mmr / 11014. 3 1501000 =434r/mm 根据 t68 型镗床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择 n=400r/mm， 4计算基本工时 根据公式 nf l tm= 式中， +=yll ， l=5mm， 入切量及超切量由 切削手册 表 2.29 查出 6ymm+ = ，计算得， l=（5+6）mm=11mm 故有： t=min 4 . 0400 11 =0.069min 工步四：粗镗85 1、加工条件 加工材料: qt450-10，铸件。 工艺要求：孔径 d=85mm 深 4.5，精度 h12h13。 机床：选用 t68 镗床专用夹具 2、选择锪孔钻 选择高速钢锪刀（如图 3 所示） ，其直径 d=85mm 3选择切削用量 35 （1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量： 根据 切削手册 表 2.7， 当铸铁硬度200h 有 rmmf/39. 031. 0= 。 （2）计算切削速度 根据切削手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200220hbs 时， 0.40/fmm r= ,当 d20mm，v=200mm/min。 切削速度的修正系数为： 0 . 1= tv k ， 0.88 mv k= ， 0.75 sv k= ， 0 . 1= tv k ， 故 vc kvv= =2001.01.00.751.0m/min=150 m/min 0 1000v n d = =mmr / 8514. 3 1501000 =562r/mm 根据 t68 型镗床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择 n=600r/mm， 4计算基本工时 根据公式 nf l tm= 式中， +=yll ，l=10mm，入切量及超切量由切削手册表 2.29 查出 6ymm+ = ，计算得， l=（10+6）mm=16mm 故有： t=min 4 . 0600 16 =0.067min 工序九：半精铣下表面 36 以上表面为基准，半精铣下表面 切削用量和时间定额及其计算过程同工序四。 工序十：半精铣上表面 以下表面为基准，半精铣上表面 切削用量和时间定额及其计算过程同工序四 工序十一：半精镗65 以上表面，100、76 的孔为基准，半精镗65 切削用量和时间定额及其计算过程同工序六。 工序十二：半精铣下表面环形槽 以上表面，100、76 的孔为基准，半精铣下表面环形槽。 切削用量和时间定额及其计算过程同工序七。 工序十三：半精镗76、100 的孔 以下表面和65 凸台孔为基准，半精镗76、100 的孔 切削用量和时间定额及其计算过程同工序八。 工序十四：钻 4x18 锪平28 以下表面和65 凸台孔为基准，钻 4x18 锪平28 的 t 型槽 工步一：钻 4-18 孔 工件材料：qt450-10 刀具：高速钢钻头 加工要求：钻 4-18mm 孔 切削速度：参考有关手册， 37 选取 v=45mm/min f=0.30mm/r( 参考相关手册) 1000v n d =100045/（18）=796r/mm 现选用 z3025 摇臂钻床 查金属机械加工手册选取 nw=800r/min f=0.28mm/r 实际切削速度为 1000 n d v =45.2m/min 切削工时 切入长度 l1=9mm, 切出长度 l2=3mm, 加工长度 l=16.5mm 12 m lll t f + =nw=（9+3+16.5）/（0.28800）=0.1272min 工步二：锪平 1、加工条件 加工材料: qt450-10，铸件。 工艺要求：孔径 d=28mm，精度 h12h13,用乳化液冷却。 机床：选用 z3025 摇臂钻床专用夹具 2、选择锪孔钻 选择高速钢锪刀，其直径 d=28mm 38 3选择切削用量 （1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬 度200h 有 rmmf/39. 031. 0= 。 （2）计算切削速度 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200220hbs 时， 0.40/fmm r= ,当 d20mm，v=200mm/min。 切削速度的修正系数为： 0 . 1= tv k ， 0.88 mv k= ， 0.75 sv k= ， 0 . 1= tv k ， 故 vc kvv= =2001.01.00.751.0m/min=150 m/min 0 1000v n d = =mmr / 2814. 3 1501000 =1706r/mm 根据 z3025 摇臂钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可 选择 n=1700r/mm， 4计算基本工时 根据公式 nf l tm= 式中， +=yll ，l=14mm，入切量及超切量由切削用量手册 表 2.29 查出 6ymm+ = ，计算得， l=（14+6）mm=20mm 39 故有： t=min 4 . 01700 20 =0.029min 总的工时 t=4t=0.509min 工序十五：钻 2x20 的