机械制造技术课程设计-等臂杠杆加工工艺及钻Φ10H7孔专用夹具设计（全套图纸） .pdf

目目 录录 绪 论 . 1 第一章 杠杆零件分析及毛坯的确定 3 1.1 杠杆的作用和工艺分析 3 1.2 零件毛坯的确定 4 2.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题 6 2.2 基准的选择 8 2.3 杠杆的工艺路线分析与制定 9 2.4 铣削用量及基本工时计算 . 10 2.5 钻削用量及基本工时计算 . 18 第三章 10h7 孔专用夹具设计 31 3.1 定位基准、定位元件及夹紧方式选择 . 31 3.2 切削力及夹紧力计算 . 31 3.3 导向装置及钻模板 . 33 3.4 夹具体与机床连接设计 . 33 3.5 定位误差分析与计算 . 34 3.6 公差及粗糙度的确定 . 34 3.7 夹具操作的简要说明 . 35 参考文献 . 36 致谢 . 37 1 绪绪 论论 机械制造课程设计是高等院校学生在学完了大学大部分科目后，进行了生 产实习之后的一项重要的实践性教学环节。课程设计主要培养学生综合运用所 学的知识来分析处理生产实际问题的能力，使学生进一步巩固大学期间所学的 有关理论知识，掌握设计方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工 作打好基础。 另外，这次课程设计也是大学期间最重要一项实践性教学环节。通过本次 课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼： 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1.熟练的运用机械制造基础、 机械制造技术和其他有关课程中的基本理论， 以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中 基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题， 从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。 2.通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等 方面)的能力。 3.能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、 规范等。 2 4.在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。 3 第一章第一章 杠杆零件分析及毛坯的确定杠杆零件分析及毛坯的确定 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重 要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和 健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新， 提高经济效益的技术保证。 在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要 求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就 能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零 件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方 法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件， 可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零 件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。 因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过 程。 1.1 杠杆的作用和工艺分析杠杆的作用和工艺分析 1.1.1 零件的作用 本零件为铣床的进给机械机构中的杠杆零件，它的主要作用是用来支承固 定的，实现铣床工作台三个方向的自动进给。 25 孔与一轴连接起来起支承零件的作用，左右两8 孔各装一拨叉控制 铣床工作台自动进给的离合器。10 孔通过销与另一杠杆相连操纵手柄，操纵 手柄即可实现铣床工作台三个方向的自动进给。 1.1.2 零件的工艺分析 分析零件图 1.1 可知， 杠杆中间的两平面和左右两端的端面要进行切削 加工，25,10,8 的孔两端均为平面，这样可以防止加工的过程中，钻头 钻偏可以保证加工的精度和配合的精度。但这些加工精度可以在正常的生产条 4 件下采用经济的方法保证质量的加工出来。端面和孔的加工可以通过铣床和钻 床保证其加工精度而不需要使用高精度的机床通过钻削铣削的加工达到精度要 求。 1.2 零件毛坯的确定零件毛坯的确定 本零件的主要作用是支承作用，根据零件的复杂程度，我们选择铸造制作 毛坯。材料为 ht200，其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性 能较优，需要进行人工时效处理。 根据生产纲领的要求，本零件是中批大量生产，还有零件的复杂程度及加 工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为铸造。零件材料 为 ht200，采用金属型机械造型，又由于杠杆零件 25 孔需铸出，故还应安放 型芯，此外消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 由机械制造工艺设计简明手册可知，该种铸件的尺寸公差等级 ct 为 7-8 级，加工余量等级 ma 为 f 级，故选取尺寸公差等级 ct 为 8 级，加工余量 等级 ma 为 f 级。 （1）查询机械加工余量，得单侧 2.5mm，单侧 2mm （2）查询平面加工余量，得精加工余量 1.0mm （3）查询零件内孔8、10 余量 （4）查询零件内孔25 余量 各加工表面余量总结，毛坯图见图 1.2 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 下端面 a 54mm f 2.5mm 单侧加工 上端面 b 54mm f 2.5mm 单侧加工 25 孔 25mm h 2mm 双侧加工 10 孔 10mm h 5mm 双侧加工 8 孔 8mm h 4mm 双侧加工 5 附图： 图 1.1 杠杆零件图 图 1.2 杠杆毛坯 6 第二章第二章 杠杆的加工工艺设计杠杆的加工工艺设计 2.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题工艺过程设计中应考虑的主要问题 2.1.1 加工方法选择的原则 （1）所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。 （2） 所选加工方法能确保加工面的几何形状精度， 表面相互位置精度要求。 （3）所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 （4）加工方法要与生产类型相适应。 （5）所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。 2.1.2 加工阶段的划分 为保证零件加工质量和合理地使用设备、人力，机械加工工艺过程一般分 为以下两个阶段： 1.粗加工阶段 主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽可能接 近成品。因此，此阶段应采取措施尽可能提高生产率。 2.精加工阶段 保证各主要表面达到图样的全部技术要求，此阶段的主要目标是保证加工 质量。 通过划分加工阶段： （1）可以逐步消除粗加工因余量大、切削力大等因素造成的加工误差，保 证加工质量。 （2）可以合理使用机床设备。 （3）便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合得更好。 （4）可以及时发现毛坯缺陷，及时修补或决定报废，以免因继续盲目加工 而造成工时浪费。 7 2.1.3 加工顺序的安排 零件的加工顺序包括切削加工顺序、热处理先后顺序及辅助工序。在拟定 工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以 考虑。 一、机械加工顺序的安排原则 1.基面先行 2.先主后次 3.先粗后精 4.先面后孔 有些表面的最后精加工安排在部装或总装工程中进行，以保证较高的配合 精度。 二、热处理工序的安排 热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于零件材料及热处理的目 的。 预热处理的目的是改善材料的切削工艺性能、消除残余应力和为最终热处 理作好组织准备。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消 除毛坯的残余应力：调质一般安排在粗加工和半精加工之间进行，为最终热处 理作好组织准备：时效处理用以消除毛坯制造和机械加工中生产的内应力。 最终热处理的目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性及防腐美观等。、 三、辅助工序的安排 辅助工序主要包括：检验、清洗、去毛刺等。其中检验工序是主要的辅助 工序，是保证产品质量的主要措施。除各工序操作者自检外，在关键工序之后、 送往外车间之前、粗加工结束之后，精加工之前、零件全部加工结束之后，一 般均安排检验工序。 8 2.1.4 工序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设 备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 1.工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的 机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不 高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 2.工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人 数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证 这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床， 以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费 事，生产准备工作量大。 2.2 基准的选择基准的选择 精基准的选择：40 圆柱底面，中间25 的孔及两边 28 的孔既是装 配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则， 实现和零件“一面二孔”的类型定位方式。此外底面的面积较大，定位比较稳 定，夹紧方案也比较简单可靠，操作方便。 粗基准的选择，考虑到以下几点要求：第一，选择零件上那些平整的足够 大的表面作为粗基准，第二，选择零件上重要表面作粗基准。现取40 圆柱上 表面作为定位基准。 由于生产类型为中批生产，故应该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，除此之外还应降低生产成本。 9 2.3 杠杆的工艺路线分析与制定杠杆的工艺路线分析与制定 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但 由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。中批及大批大量生产中，多采 用工序工序分散的加工原则， 生产中可以采用结构简单的专用机床和通用夹具， 组织流水线生产。 工艺路线方案一：工艺路线方案一： 工序 1：粗铣-精铣40 的上端面所在平面 工序 2: 粗铣-精铣左侧30 孔的下表面和右侧30 孔的上表面 工序 3：粗铣-半精铣-精铣40 圆柱体的下表面 工序 4：钻-扩-铰25h9 的孔，倒角 工序 5：钻-粗铰-精铰10h7 的孔 工序 6：钻-粗铰-精铰8h7 的两个孔 工艺路线方案二：工艺路线方案二： 工序 1：粗铣40 上下端面，以上下表面互为粗基准 工序 2：扩-扩-铰25 孔，锪倒角，以底面和外圆壁为基准 工序 3：粗铣30 上下凸台面，以底面为基准 工序 4：精铣40 上下端面，以底面为精基准 工序 5：精铣30 上下凸台面，以底面为基准 工序 6：钻-粗铰-精铰 28 孔，以底面为基准 工序 7：钻-粗铰-精铰10 孔，以底面为基准 工艺方案路线选择：工艺方案路线选择： 对比方案二，方案一缩短了装夹时间，提高了加工效率，但是没有划分加 工阶段，零件精度没有得到保证。且先加工25 孔作为精基准较好，对之后的 专用夹具设计较为方便。 故选择方案二作为加工路线。 10 2.4 铣削用量及基本工时计算铣削用量及基本工时计算 2.4.1 粗铣上表面 已知 加工材料： ht200，200= b mpa，铸件 加工尺寸：mm40a1.5mm,ap= e 刀具：a 类套式面铣刀 机床：xa5032 立铣 1 选择刀具 1）选择 yg6 硬质合金刀片。 由mm645640)6 . 14 . 1 ()6 . 14 . 1 (d0= e a 参考金属机械加工工艺人员手册a 类套式面铣刀取4,mm63d0=z 2）铣刀几何形状 取 =20,15,30,90,8,0 0 00srr kk ，。 2 选择切削用量 1） 决定铣削深度 p a 由于加工余量不大， 故可在一次走刀内走完， 则mm5 . 1= p a 2）决定每齿进给量 z f 采用不对称端铣以提高进给量。当使用 yg6， 铣床功率为 7.5kw 时（xa503 型立铣说明书）时，mm/z24. 014 . 0 = z f 但因采用不对称端铣，故取mm/z24 . 0 = z f 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 得到min180=t，端铣刀的寿命为 180min。 4）决定切削速度 c v和每分钟进给量 f v 切削速度 c v可根据公式计算，并且可查 得相关的系数如下： 32 . 0 , 0, 2 . 0,35 . 0 ,15 . 0 , 2 . 0,245,87 . 0 = vvvvvvvv mpuyxqck m/min69.68 4024 . 0 5 . 1180 87 . 0 63245 2 . 035 . 0 15 . 0 32 . 0 2 . 0 0 = = vvvv v pu e y z x p m v q v zafat kdc v 11 min/06.347 063 . 0 69.68 0 r d v n= = 取min/375rnc= 则m/min22.74063 . 0 375 0 =dnvc mm/min36024 . 0 4375= zcf zfnv 取mm/min375= fc v 则mm/z25 . 0 4375 375 = = zn v f c fc zc 5）计算基本工时 计算入切量及超切量 21 ll + mm89 . 1 6303 . 0 03 . 0 0 =dc 取mm2 0 =c mm 7 . 29)24063()240()( 001 =+=+=cbdcbl 取mm2 2 =l 则mm7 .31 21 =+ll min31 . 0 375 7 . 3183 21 = + = + = ff m v lll v l t 2.4.2 粗铣下表面 已知 加工材料： ht200，mpa200= b ，铸件 加工尺寸：mm40a1.5mm,ap= e 刀具：a 类套式面铣刀 机床：xa5032 立铣 1 选择刀具 1）选择 yg6 硬质合金刀片。 由mm645640)6 . 14 . 1 ()6 . 14 . 1 (d0= e a 参考金属机械加工工艺人员手册a 类套式面铣刀取4,mm63d0=z 2）铣刀几何形状 取 =20,15,30,90,8,0 0 00srr kk ，。 2 选择切削用量 12 1） 决定铣削深度 p a 由于加工余量不大， 故可在一次走刀内走完， 则mm5 . 1= p a 2）决定每齿进给量 z f 采用不对称端铣以提高进给量。当使用 yg6，铣床功率 为 7.5kw 时（xa503 型立铣说明书）时，mm/z24. 014 . 0 = z f 但因采用不对称端铣，故取mm/z24 . 0 = z f 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 min180=t，端铣刀的寿命为 180min。 4）决定切削速度 c v和每分钟进给量 f v 切削速度 c v可根据公式计算，并且可查 得相关的系数如下： 32 . 0 , 0, 2 . 0,35 . 0 ,15 . 0 , 2 . 0,245,87 . 0 = vvvvvvvv mpuyxqck m/min69.68 4024 . 0 5 . 1180 87 . 0 63245 2 . 035 . 0 15 . 0 32 . 0 2 . 0 0 = = vvvv v pu e y z x p m v q v zafat kdc v r/min06.347 063 . 0 69.68 0 = = d v n 取r/min375= c n 则m/min22.74063 . 0 375 0 =dnvc mm/min36024 . 0 4375= zcf zfnv 取mm/min375= fc v 则mm/z25 . 0 4375 375 = = zn v f c fc zc 5）计算基本工时 计算入切量及超切量 21 ll + mm89 . 1 6303 . 0 03 . 0 0 =dc 取mm2 0 =c mm 7 . 29)24063()240()( 001 =+=+=cbdcbl 取mm2 2 =l 则mm7 .31 21 =+ll min19 . 0 375 7 . 3140 21 = + = + = ff m v lll v l t 2.4.3 精铣上平面 已知 加工材料：ht200，mpa200= b ，铸件 13 加工尺寸：mm40a1.0mm,ap= e 。 刀具：a 类套式面铣刀 机床：xa5032 立铣 1 选择刀具 1）选择 yg6 硬质合金刀片。 由mm645640)6 . 14 . 1 ()6 . 14 . 1 (d0= e a 参考金属机械加工工艺人员手册a 类套式面铣刀取4,mm63d0=z 2）铣刀几何形状 取 =20,15,30,90,8,0 0 00srr kk ，。 2 选择切削用量 1）决定铣削深度 p a 由于加工余量不大，故可在一次走刀内走完，则mmap0 . 1= 2）决定每齿进给量 z f 采用不对称端铣以提高进给量。当使用 yg6，铣床功率 为 7.5kw 时（xa503 型立铣说明书）时，mm/r0 . 15 . 0= z f 但因采用不对称端铣，故取mm/r0 . 1= z f 则mm/z25 . 0 = z f 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 min120=t，端铣刀的寿命为min120。 4）决定切削速度 c v和每分钟进给量 f v 切削速度 c v可根据公式计算，并且可查得相关的系数如下： 32 . 0 , 0, 2 . 0,35 . 0 ,15 . 0 , 2 . 0,245,87 . 0 = vvvvvvvv mpuyxqck m/min94.81 4025 . 0 0 . 1120 87 . 0 63245 2 . 035 . 0 15 . 0 32 . 0 2 . 0 0 = = vvvv v pu e y z x p m v q v zafat kdc v r/min02.414 063 . 0 94.81 0 = = d v n 取r/min475= c n 则m/min01.94063 . 0 475 0 =dnvc 14 mm/min45624 . 0 4475= zcf zfnv 取mm/min475= fc v 则mm/z25 . 0 4475 475 = = zn v f c fc zc 5）计算基本工时 计算入切量及超切量 21 ll + mm89 . 1 6303 . 0 03 . 0 0 =dc 取mm2 0 =c 由于为精铣，则mm 021 dll=+ min30 . 0 475 6383 21 = + = + = fcfc m v lll v l t 2.4.4 精铣下平面 已知 加工材料：ht200，mpa200= b ，铸件 加工尺寸：mm40a1.0mm,ap= e 。 刀具：a 类套式面铣刀 机床：xa5032 立铣 1 选择刀具 1）选择 yg6 硬质合金刀片。 由mm645640)6 . 14 . 1 ()6 . 14 . 1 (d0= e a 参考金属机械加工工艺人员手册a 类套式面铣刀取5,mm63d0=z 2）铣刀几何形状 取 =20,15,30,90,8,0 0 00srr kk ，。 2 选择切削用量 1） 决定铣削深度 p a 由于加工余量不大， 故可在一次走刀内走完， 则mm0 . 1= p a 2）决定每齿进给量 z f 采用不对称端铣以提高进给量。当使用 yg6，铣床功率 为 7.5kw 时（xa503 型立铣说明书）时，mm/r0 . 15 . 0= z f 15 但因采用不对称端铣，故取mm/r0 . 1= z f 则mm/z20 . 0 = z f 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 min120=t，端铣刀的寿命为min120。 4）决定切削速度 c v和每分钟进给量 f v 切削速度 c v可根据公式计算，并且可查得相关的系数如下： 32 . 0 , 0, 2 . 0,35 . 0 ,15 . 0 , 2 . 0,245,87 . 0 = vvvvvvvv mpuyxqck m/min60.88 4020 . 0 0 . 1120 87 . 0 63245 2 . 035 . 0 15. 032 . 0 2 . 0 0 = = vvvv v pu e y z x p m v q v zafat kdc v r/min63.447 063 . 0 59.88 0 = = d v n 取r/min475= c n 则m/min01.94063 . 0 475 0 =dnvc mm/min47520. 05475= zcf zfnv 取mm/min475= fc v 则mm/z20 . 0 5475 475 = = zn v f c fc zc 5）计算基本工时 计算入切量及超切量 21 ll + mm89 . 1 6303 . 0 03 . 0 0 =dc 取mm2 0 =c 由于为精铣，取 则mm 021 dll=+ min22 . 0 475 6340 21 = + = + = fcfc m v lll v l t 2.4.5 粗铣30凸台 已知 加工材料：ht200，mpa200= b ，铸件 加工尺寸：mm30a1.5mm,ap= e 。 刀具：a 类套式面铣刀 16 机床：xa5032 立铣 1 选择刀具 1）选择 yg6 硬质合金刀片。 由mm484230)6 . 14 . 1 ()6 . 14 . 1 (d0= e a 参考金属机械加工工艺人员手册a 类套式面铣刀取3mm,50d0=z 2）铣刀几何形状 取 =20,15,30,90,8,0 0 00srr kk ，。 2 选择切削用量 1） 决定铣削深度 p a 由于加工余量不大， 故可在一次走刀内走完， 则mm5 . 1= p a 2）决定每齿进给量 z f 采用不对称端铣以提高进给量。当使用 yg6，铣床功率 为 7.5kw 时（xa503 型立铣说明书）时，mm/z24. 014 . 0 = z f 但因采用不对称端铣，故取mm/z24 . 0 = z f 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 min180=t，端铣刀的寿命为 180min。 4）决定切削速度 c v和每分钟进给量 f v 切削速度 c v可根据公式计算，并且可查 得相关的系数如下： 32 . 0 , 0, 2 . 0,35 . 0 ,15 . 0 , 2 . 0,245,87 . 0 = vvvvvvvv mpuyxqck m/min48.69 3024 . 0 5 . 1180 87 . 0 50245 2 . 035 . 0 15 . 0 32 . 0 2 . 0 0 = = vvvv v pu e y z x p m v q v zafat kdc v r/min34.442 050 . 0 48.69 0 = = d v n 取r/min475= c n 则m/min61.74050 . 0 475 0 =dnvc mm/min 0 . 34224 . 0 3475= zcf zfnv 取mm/min375= fc v 则mm/z26 . 0 3475 375 = = zn v f c fc zc 5）计算基本工时 17 计算入切量及超切量 21 ll + mm5 . 15003 . 0 03 . 0 0 =dc 取mm5 . 1 0 =c mm14.24)5 . 13050()5 . 130()( 001 =+=+=cbdcbl 取mm 1 . 24 1= l 取mm2 2 =l 则mm 1 . 26 21 =+ll min15 . 0 375 1 . 2630 21 = + = + = ff m v lll v l t 2.4.6 精铣30 凸台 已知 加工材料： ht200，mpa200= b ，铸件 加工尺寸：mm30a1.0mm,ap= e 。 刀具：a 类套式面铣刀 机床：xa5032 立铣 1 选择刀具 1）表 1.2，选择 yg6 硬质合金刀片。 由mm484230)6 . 14 . 1 ()6 . 14 . 1 (d0= e a 参考金属机械加工工艺人员手册a 类套式面铣刀取3,mm50d0=z 2）铣刀几何形状 取 =20,15,30,90,8,0 0 00srr kk ，。 2 选择切削用量 1） 决定铣削深度 p a 由于加工余量不大， 故可在一次走刀内走完， 则mm0 . 1= p a 2）决定每齿进给量 z f 采用不对称端铣以提高进给量。当使用 yg6，铣床功率 为 7.5kw 时（xa503 型立铣说明书）时，mm/r0 . 15 . 0= z f 但因采用不对称端铣，故取mm/r0 . 1= z f 则mm/z33 . 0 = z f 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 18 min120=t，端铣刀的寿命为min120。 4）决定切削速度 c v和每分钟进给量 f v 切削速度 c v可根据公式计算，并且可查得相关的系数如下： 32 . 0 , 0, 2 . 0,35 . 0 ,15 . 0 , 2 . 0,245,87 . 0 = vvvvvvvv mpuyxqck m/min20.75 3033 . 0 0 . 1120 87 . 0 50245 2 . 035. 015 . 0 32 . 0 2 . 0 0 = = vvvv v pu e y z x p m v q v zafat kdc v r/min76.478 050 . 0 20.75 0 = = d v n 取r/min475= c n 则m/min 6 . 74050 . 0 475 0 =dnvc mm/min25.47033 . 0 3475= zcf zfnv 取mm/min475= fc v 则mm/z33 . 0 3475 475 = = zn v f c fc zc 5）计算基本工时 计算入切量及超切量 21 ll + mm89 . 1 6303 . 0 03 . 0 0 =dc 取mm2 0 =c 由于为精铣，取 则mm50 021 =+dll min17 . 0 475 5030 21 = + = + = fcfc m v lll v l t 2.5 钻削用量及基本工时计算钻削用量及基本工时计算 2.5.1 25 孔加工计算 一、扩孔 1.选择钻头 选择高速锥柄扩孔钻，直径mm23 0 =d 2.选择切削用量 （1）决定进给量 f 19 由切削用量简明手册表 2.10，由mm25 0 d，得mm/r2 . 10 . 1=f 由于铸铁硬度较低，确定进给量mm/r2 . 1=f 由于加工通孔，为避免钻穿时钻头容易折断，应该在孔即将钻穿时停止自 动进给改为手动进给。 （2）决定钻头寿命 由 切削用量简明手册 表 2.12， 高速钢锥柄扩孔钻、 加工铸铁、mm23 0 =d 得， min75=t （3）决定切削速度 由切削用量简明手册表 2.30，得 2 . 15= v c，0 . 1= p a，25 . 0 = v z，1 . 0= v x， 4 . 0= v y，125. 0=m，且已知23 0 =d，75=t，2 . 1=f。 继续查修正系数，综合得63 . 0 = v k。 由计算公式 v v v y x p m v z v c fat kdc v 0 =得，m/min36.11 2 . 1175 63 . 0 23 2 . 15 4 . 01 . 0125 . 0 25 . 0 = = c v。 由计算公式 d v n 1000 =得，r/min22.157 23 36.111000 = = n。 根据 z535 立式钻床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.2-14）， 确定主轴转速为r/min140=n 切削速度 m/min11.101000231401000/ 0 =ndv 3.计算基本工时 查切削用量简明手册表 2.29 由计算公式走刀长度+=yll，查询入切量与超切量得mm10=+y 由计算公式基本工时 nf l tm=得，基本工时min30 . 0 2 . 1140 1040 = + = m t 二、扩孔 1.选择钻头 选择高速锥柄扩孔钻，直径mm 7 . 24 0 =d 20 2.选择切削用量 （1）决定进给量 f 查切削用量简明手册表 2.10，由mm25 0 d，得mm/r2 . 10 . 1=f 由于铸铁硬度较低，确定进给量mm/r2 . 1=f 由于加工通孔，为避免钻穿时钻头容易折断，应该在孔即将钻穿时停止自 动进给改为手动进给。 （2）决定钻头寿命 由 切削用量简明手册 表 2.12， 高速钢锥柄扩孔钻、 加工铸铁、mm 7 . 24 0 =d 得，min75=t （3）决定切削速度 查切削用量简明手册表 2.30，得 8 . 18= v c，0 . 1= p a，2 . 0= v z，1 . 0= v x， 4 . 0= v y，125. 0=m，且已知 7 . 24 0 =d，75=t，2 . 1=f 继续查修正系数，综合得84 . 0 = v k。 由计算公式 v v v y x p m v z v c fat kdc v 0 =得，2m/min 5 . 16 2 . 185 . 0 75 84 . 0 7 . 24 8 . 18 4 . 01 . 0125 . 0 2 . 0 = = c v。 由计算公式 d v n 1000 =得，2.88r/min21 7 . 24 52.161000 = = n。 根据 z535 立式钻床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.2-14）， 确定主轴转速为r/min195=n 切削速度 .13m/min151000 7 . 241951000/ 0 =ndv 3.计算基本工时 查切削用量简明手册表 2.29 由计算公式走刀长度+=yll，查询入切量与超切量得mm10=+y 由计算公式基本工时 nf l tm=得，基本工时min21 . 0 2 . 1195 1040 = + = m t 21 三、铰 1.选择钻头 选择高速钢直柄机用铰刀，直径25mm 0 =d 2.选择切削用量 （1）决定进给量 f 查切削用量简明手册表 2.11，由30mm 0 d，高速钢铰刀加工铸铁，得 到进给量mm/r6 . 23 . 1=f 确定加工工序为扩孔后一次精孔至 h9 等级，因此应当选择最小进给量。结 合 z535 立式钻床说明书，确定进给量.6mm/r1=f （2）决定钻头寿命 由 切削用量简明手册 表 2.12， 高速钢直柄机用铰刀、 加工铸铁、5mm2 0 =d 得，min120=t （3）决定切削速度 查切削用量简明手册表 2.30，得 6 . 15= v c，15 . 0 = p a，2 . 0= v z，1 . 0= v x， 5 . 0= v y，3 . 0=m，且已知25 0 =d，120=t，6 . 1=f 继续查修正系数，综合得00 . 1 = v k 由计算公式 v v v y x p m v z v c fat kdc v 0 =得，.75m/min6 6 . 115 . 0 120 25 6 . 15 5 . 01 . 03 . 0 2 . 0 = = c v 由计算公式 d v n 1000 =得，4r/min 9 . 85 25 75 . 6 1000 = = n 根据 z535 立式钻床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.2-14）， 且因为进给量较小、 精度要求高， 转速可以稍微提高， 确定主轴转速为nn0r/mi10= 切削速度 85m/min . 7 1000251001000/ 0 =ndv 3.计算基本工时 查切削用量简明手册表 2.29 由计算公式走刀长度+=yll，查询入切量与超切量得0mm1=+y 22 由计算公式基本工时 nf l tm=得，基本工时min31 . 0 6 . 1100 1040 = + = m t 四、综上所述 工步 工艺装备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 基本工时 min 扩23 孔 z535 立式钻床 140 10.11 1.2 1.00 0.30 扩24.7 孔 z535 立式钻床 392 9.85 1.2 0.85 0.21 铰25h9 孔 z535 立式钻床 100 7.85 1.6 0.15 0.31 2.5.2 8 孔加工计算 一、钻孔 1.选择钻头 选择高速钢麻花钻头，直径8mm . 7 0 =d 2.选择切削用量 （1）决定进给量 f 1）按加工要求决定的进给量：切削用量简明手册表 2.7 由hbs200=硬度、9.8mm 0 =d，查表得mm/r44 . 036 . 0 =f。 由钻孔深度3 8 . 7 15 = d l ，因此不乘修正系数。 2）按钻头强度决定的进给量：切削用量简明手册表 2.8 由mpa200= b ，5mm.10 0 d，查表得.00mm/r185 . 0 =f 3）按机床进给机构强度决定的进给量：切削用量简明手册表 2.9 由灰铸铁0mpa20= b ，钻床 z525 允许轴向力0n883= n f，mm 2 . 10 0 d，查表 得6mm/r . 1 3 . 1=f 将上述三个进给量进行比较，受到限制的是按加工要求决定的进给量，因 此确定进给量为.44mm/r036 . 0 =f，根据 z525 立式钻床说明书，确定进给量为 23 6mm/r3 . 0=f。 由于加工通孔，为避免钻穿时钻头容易折断，应该在孔即将钻穿时停止自 动进给改为手动进给。 （2）决定钻头寿命 由 切削用量简明手册 表 2.12， 高速钢锥柄麻花钻、 加工铸铁、8mm7 0 .d = 得，min35=t （3）决定切削速度 查 切削用量简明手册 表 2.30， 得 1 . 11= v c，9 . 3= p a，25 . 0 = v z，0= v x，4 . 0= v y， 125. 0=m，且已知87 0 .d =，35=t，36 . 0 =f。 继续查修正系数，综合得84 . 0 = v k。 由计算公式 v v v y x p m v z v c fat kdc v 0 =得，15.03m/min 36 . 0 9 . 335 84 . 0 8 . 7 1 . 11 4 . 00125 . 0 25 . 0 = = c v。 由计算公式 d v n 1000 =得，5r/min 5 . 613 8 . 7 03.151000 = = n。 根据 z525 立式钻床说明书（由切削用量简明手册表 2.35），确定主 轴转速为r/min545=n 切削速度 35m/min.1310008 . 75451000/ 0 =ndv （4）检验 立式钻床 z525 最大轴向力（n8830= n f）、功率（kw.82= e p）均远大于加 工用量，因此进给量mm/r36 . 0 =f与主轴转速5r/min54=n可用。 3.计算基本工时 由切削用量简明手册表 2.29 由计算公式走刀长度+=yll，查询入切量与超切量得4mm=+y 由计算公式基本工时 nf l tm=得，基本工时min10 . 0 36 . 0 545 415 = + = m t 24 二、粗铰 1.选择钻头 选择高速钢直柄机用铰刀，直径mm8 0 =d 2.选择切削用量 （1）决定进给量 f 查询切削用量简明手册表 2.11，由10mm 0 d，高速钢铰刀加工铸铁， 得到进给量0mm/r3 . 165 . 0 =f 确定加工工序为粗铰，为之后精铰 h7 等级的孔做准备，因此应当选择最大 进给量。但是结合 z525 立式钻床说明书，确定进给量0.81mm/r=f （2）决定钻头寿命 由 切削用量简明手册 表 2.12， 高速钢直柄机用铰刀、 加工铸铁、mm8 0 =d 得，min60=t （3）决定切削速度 查切削用量简明手册表 2.30，得 6 . 15= v c，08 . 0 = p a，2 . 0= v z，1 . 0= v x， 5 . 0= v y，3 . 0=m，且已知10 0 =d，60=t，81 . 0 =f 继续查修正系数，综合得00 . 1 = v k 由计算公式 v v v y x p m v z v c fat kdc v 0 =得，90m/min . 9 81 . 0 08 . 0 60 8 6 . 15 5 . 01 . 03 . 0 2 . 0 = = c v 由计算公式 d v n 1000 =得，r/min.91393 8 90 . 9 1000 = = n 根据 z525 立式钻床说明书，确定主轴转速为r/min392=n 切削速度 85m/min . 9 100083921000/ 0 =ndv 3.计算基本工时 由切削用量简明手册表 2.29 由计算公式走刀长度+=yll，查询入切量与超切量得mm4=+y 25 由计算公式基本工时 nf l tm=得，基本工时min06 . 0 81 . 0 392 415 = + = m t 三、精铰 1.选择钻头 选择高速钢直柄机用铰刀，直径0mm1 0 =d 2.选择切削用量 （1）决定进给量 f 查询切削用量简明手册表 2.11，由10mm 0 d，高速钢铰刀加工铸铁， 得到进给量.30mm/r165 . 0 =f 确定加工工序为粗铰为之后精铰 h7 等级的孔，因此应当选择中等进给量。 但是结合 z525 立式钻床说明书，确定进给量2mm/r6 . 0=f （2）决定钻头寿命 由切削用量简明手册表 2.12，由高速钢直柄机用铰刀、加工铸铁、 8mm 0 =d得，min60=t （3）决定切削速度 查切削用量简明手册表 2.30，得 6 . 15= v c，02 . 0 = p a，2 . 0= v z，1 . 0= v x， 5 . 0= v y，3 . 0=m，且已知10 0 =d，60=t，62 . 0 =f 继续查修正系数，综合得00 . 1 = v k 由计算公式 v v v y x p m v z v c fat kdc v 0 =得，0m/min 0 . 13 62 . 0 02 . 0 60 8 6 . 15 5 . 01 . 03 . 0 2 . 0 = = c v 由计算公式 d v n 1000 =得，.25r/min517 8 00.131000 = = n 根据 z525 立式钻床说明书（由切削用量简明手册表 2.35），且因为 进给量较小、精度要求高，转速可以稍微提高，确定主轴转速为5r/min54=n 切削速度 m/min70.13100085451000/ 0 =ndv 3.计算基本工时 26 由切削用量简明手册表 2.29 由计算公式走刀长度+=yll，查询入切量与超切量得mm4=+y 由计算公式基本工时 nf l tm=得，基本工时min06 . 0 62 . 0 545 415 = + = m t 四、综上所述 工步 工艺装备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 基本工时 min 钻7.8 孔 z525 立式钻床 545 13.35 0.36 3.9 0.10 粗铰8 孔 z525 立式钻床 392 9.85 0.81 0.08 0.06 精铰8 孔 z525 立式钻床 545 13.70 0.62 0.02 0.06 2.5.3 10 孔加工计算 一、钻孔 1.选择钻头 选择高速钢麻花钻头，直径mm89 0 .d = 2.选择切削用量 （1）决定进给量 f 1）按加工要求决定的进给量：切削用量简明手册表 2.7 由200hbs=硬度、.8mm9 0 =d，查表得0.57mm/r47 . 0 =f。 由钻孔深度3 8 . 9 25 = d l ，因此不乘修正系数。 2）按钻头强度决定的进给量：切削用量简明手册表 2.8 由00mpa2= b ，0.5mm1 0 d，查表得1.00mm/r85 . 0 =f 3）按机床进给机构强度决定的进给量：切削用量简明手册表 2.9 由灰铸铁200mpa= b ，钻床 z525 允许轴向力8830n= n f，10.2mm 0 d，查表 得.6mm/r13 . 1=f 27 将上述三个进给量进行比较，受到限制的是按加工要求决定的进给量，因 此确定进给量为mm/r.57047 . 0 =f，根据 z525 立式钻床说明书，确定进给量为 48mm/r . 0 =f 由于加工通孔，为避免钻穿时钻头容易折断，应该在孔即将钻穿时停止自 动进给改为手动进给。 （2）决定钻头寿命 由 切削用量简明手册 表 2.12， 高速钢锥柄麻花钻、 加工铸铁、9.8mm 0 =d 得，min35=t （3）决定切削速度 查 切削用量简明手册 表 2.30， 得 1 . 11= v c，9 . 4= p a，25 . 0 = v z，0= v x，4 . 0= v y， 125. 0=m，且已知89 0 .d =，35=t，48 . 0 =f。 继续查修正系数，综合得84 . 0 = v k。 由计算公式 v v v y x p m v z v c fat kdc v 0 =得，.19m/min14 48 . 0 9 . 435 84 . 0 8 . 9 1 . 11 4 . 00125 . 0 25 . 0 = = c v。 由计算公式 d v n 1000 =得，n460.90r/mi 8 . 9 19.141000 = = n。 根据 z525 立式钻床说明书（由切削用量简明手册表 2.35），确定主 轴转速为392r/m