机械制造技术课程设计-CA1340自动车床杠杆[杠杆三]工艺及铣8槽夹具设计（全套图纸） .pdf

1 目目 录录 绪论绪论 2 第一章第一章 零件的分析零件的分析 3 1.1 零件的作用零件的作用 3 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 3 第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计 5 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 5 2.2 基面的选择基面的选择 6 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 6 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 2.5 确定切削用量及基本时确定切削用量及基本时 13 第三章第三章 夹具设计夹具设计 27 3.1 问题的提出问题的提出 27 3.2 夹具设计夹具设计 27 3.3 定位误差分析定位误差分析 28 3.4 对刀装置对刀装置 29 3.5 夹具与铣床的连接夹具与铣床的连接 30 致谢致谢 33 参考文献参考文献 34 2 绪论绪论 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， 为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。 由于能所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 3 第一章第一章 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 题目所给的零件是 ca1340 自动车床上的杠杆（见图 1），它位 于自动车床的自动机构中，与灵活器配合使用，起制动的作用。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 杠杆共有三组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如 下： 1、以、以6h7mm 孔为中心的加工表面孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：两个6h7mm 的孔，粗糙度为 ra1.6；尺 寸为 20mm 且与两个孔6h7mm 相垂直的四个平面，粗糙度为 ra6.3。 其中，主要加工表面为两个6h7mm 的孔。 2、以、以20h7mm 孔为中心的加工表面孔为中心的加工表面 4 这一组加工表面包括：一个20h7mm 的孔及其倒角，粗糙度为 ra1.6；两个与20h7mm 孔垂直的平面，粗糙度为 ra3.2；一个中心 轴线与20h7mm 孔中心轴线平行且相距 8mm 的圆弧油槽；还有一个 与20h7mm 孔垂直的油孔4mm，并锪沉头孔。其中，20h7mm 孔及 两端面为主要加工面。 3、以、以8h7mm 孔为中心的加工表面孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：两个8h7mm 的孔，ra1.6；一个槽和一 个 m4mm 的螺纹孔。其中，主要加工表面为8h7mm 孔。 这三组加工表面之间有一定的位置要求，主要是： （1）6h7mm 孔与20h7mm 孔具有平行度，公差为 0.06mm。 （2）8h7mm 孔与6h7mm 孔具有平行度，公差为 0.08mm。 由以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先加工一面一 孔，以它们为精准加工其它表面，并且可以保证加工面之间的位置精 度要求。另外，该零件结构简单，工艺性好。 5 图 1 零件图 第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件的材料为球墨铸铁 qt45-5。考虑到零件结构简单，工艺性 好，在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选 用铸件。由于零件年产量为 4000 件，以达到大批生产的水平，而且 零件的轮廓尺寸不大，重量在 12kg 以下，故可采用机械造型中的金 属模铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。 6 图图 2 毛坯图毛坯图 2.2 基面的选择基面的选择 基面的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 工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产 无法正常进行。 1、粗基准的选择。、粗基准的选择。按照有关粗基准原则，应以32mm 外圆柱 面为粗基准面（两个短 v 形块定位），限制 4 个自由度，用不加工面 （挡销定位，见夹具装配图）限制一个移动的自由度，再用8h7mm 孔的外圆面（支撑钉定位）限定一个转动的自由度，达到完全定位。 2、精基准的选择。、精基准的选择。精基准选择的原则有：基准重合原则、基准 7 统一原则、互为基准原则和自为基准原则。在选择时，主要应考虑基 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， 这在以后还要专门计算，此处不再重复。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度 及位置精度等技术要求能得到合理的保证。 在生产纲领已确定为大批 生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工 作集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产 成本尽量下降。 1、工艺路线方案一、工艺路线方案一 工序 1 粗铣、半精铣、精铣20h7mm 孔端面 a。 工序 2 粗铣、半精铣6h7mm 孔的四个端面及20h7mm 孔端面 b，精铣端面 b。 工序 3 钻4 油孔、锪8mm 沉头孔。 工序 4 同时钻6mm，8mm 孔和 r3mm 圆弧油槽。 工序 5 粗铰6mm，8mm，20mm 三孔。 工序 6 锪20h7mm 孔两端倒角。 工序 7 粗铣、精铣槽。 工序 8 钻 m4 螺纹底孔。 工序 9 攻 m4 螺纹孔。 8 工序 10 精铰6h7mm，8h7mm，20h7mm 三孔。 工序 11 终检。 2、工艺方案二、工艺方案二 工序 1 粗铣、半精铣、精铣20h7mm 孔端面 a。 工序 2 粗铣、半精铣、精铣6h7mm 孔的四个端面及20h7mm 孔的 b 端面。 工序 3 钻 r3mm 圆弧油槽。 工序 4 同时钻6h7mm，8h7mm 两孔和扩20h7mm 孔。 工序 5 粗铰6h7mm，8h7mm，20h7mm 三孔。 工序 6 精铰6h7mm，8h7mm，20h7mm 三孔。 工序 7 锪20h7mm 孔两端倒角。 工序 8 钻4mm 油孔，锪8mm 沉头孔。 工序 9 钻 m4mm 螺纹底孔。 工序 10 攻 m4mm 螺纹孔。 工序 11 粗铣、精铣槽。 工序 12 终检。 3、工艺方案的比较与分析、工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一与方案二在 12 两道工序 相同， 只是方案一先加工油槽， 然后用它可以限制一个转动的自由度。 另外，精铰孔置于最后加工。而方案二却不同，精铰孔置于粗铰孔之 后，可以用它作为精准来加工其它表面，提高精度要求，但从两方案 9 比较可以看出，它们在位置精度上的要求仍不易保证，并且在一道工 序中同时钻几个孔， 只能选用专门设计的组合机床 （但在成批生产时， 在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用组合机床）加工，这 样便增加了加工设备的要求，经济花费会相应提高，因此，综合以上 两个方案及零件的技术要求，可以先加工20h7mm 孔的两端面，以 它为精基准面，32mm 外圆面及 r10mm 圆弧面辅助定位来钻 r3mm 的 圆弧油槽（精度要求可以不考虑），扩、铰20h7mm 的孔，然后再 以20h7mm 孔端面及其孔为精基准面， r10mm 圆弧面辅助定位来加工 6h7mm，8h7mm 孔及部分端面和槽，这样基准重合与统一，不仅 可以保证尺寸精度，还可以保证位置精度。而油孔及螺纹孔，它们的 精度要求不高，可以放于最后加工，仍以20h7mm 孔端面及其孔与 6h7(8h7)mm 孔定位。由于加工过程中夹紧也比较方便，于是， 最后的加工路线确定如下： 工序 1 粗铣、半精铣、精铣20h7mm 孔的两端面。以32mm 外圆柱面和一个未加工面为粗基准，选用 x61w 型万能升降台铣床并 加专用夹具。 工序 2 钻 r3mm 圆弧油槽，扩20h7mm 孔。以20h7mm 孔的一 个端面和32mm 外圆柱面为基准,选用 z5125 型立式钻床和专用夹 具。 工序 3 粗铰、 精铰20h7mm 孔， 锪20h7mm 孔倒角。 以20h7mm 孔的一个端面和32mm 外圆柱面为基准,选用 z5125 型立式钻床和专 用夹具。 10 工序 4 粗铣、半精铣6h7mm 孔的四个端面。以20h7mm 孔的 一个端面和20h7mm 孔为基准,选用 x61w 型万能升降台铣床和专用 夹具。 工序 5 钻、粗铰、精铰6h7mm 两孔。以20h7mm 孔的一个端 面和20h7mm 孔为基准,选用 z5125 型立式钻床和专用夹具。 工序 6 钻、粗铰、精铰8h7mm 两孔。以20h7mm 孔的一个端 面和20h7mm 孔为基准,选用 z5125 型立式钻床和专用夹具。 工序 7 钻4 油孔、锪8 圆锥沉头孔。以20h7mm 孔的一个 端面和20h7mm 孔为基准, 8h7mm 孔辅助定位,选用 z5125 型立式 钻床和专用夹具。 工序 8 钻 m4 螺纹底孔、攻 m4 螺纹孔。以20h7mm 孔的一个端 面和20h7mm 孔为基准, 6h7mm 孔辅助定位,选用 z5125 型立式钻 床和专用夹具。 工序 9 粗铣、半精铣槽。以20h7mm 孔的一个端面和20h7mm 孔为基准, 6h7mm 孔辅助定位,选用 x61w 型万能升降台铣床和专用 夹具。 工序 10 终检。 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “c1340 半自动车床杠杆”零件材料为 qt45-5,生产类型为大批 生产,采用机器造型,金属模铸造毛坯. 根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工 余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下: 11 1、 、 20 孔外端面的加工余量孔外端面的加工余量(加工余量的计算成本长度为 0 2 . 0 80 ) (1)按照金属机械加工工艺人员手册表 12-2，取毛坯的单边 加工余量 z=4.5mm,铸件尺寸精度等级为 5，固偏差为1。 （2）精铣余量：单边为 0.5,精铣偏差即零件偏差 0 2 . 0 . (3)半精铣余量:单边为 z=1mm，（见简明机械加工工艺手册 表 1-22），加工精度等级为 it11，所以本工序加工偏差为 0 19. 0 （入体 方向） （4） 粗铣加工余量： 分两次走刀， 单边加工余量为 z=3mm, （ 简 明机械加工工艺手册表 1-22），加工精度等级为 it12，所以加工 偏差为 0 3 . 0 （入体方向） 加工余量计算表如下: 工序 加工 尺寸 及公差 铸件 毛坯 ( 20 二端 面尺 寸 0 2 . 0 80 ) 粗铣 二端面 半 精 铣 两端面 精铣 两端面 加 工 最大 91 83 81 12 前 尺 寸 最小 87 82.4 80.81 加 工 后 尺 寸 最大 91 83 81 80 最小 87 82.7 80.81 79.8 加工余量 （单边） 4.5 大 4.15 1.09 0.6 小 2 0.7 0.41 加工公差 （单边） 1 1 + -0.312 -0.191 2 -0.212 2、6 二孔外端面的加工余量二孔外端面的加工余量 (1) 按照金属机械加工工艺人员手册表 12-2，取毛坯的单 边加工余量 z=3.5mm,铸件尺寸精度等级为 5，固偏差为0.5。 (2)半精铣加工余量:单边为 z=0.7mm 见简明机械加工工艺手 册表 1-22），加工精度等级为 it11，即本工序加工偏差为 0 19. 0 （3）粗铣加工余量： 单边为 1 z =3.5-0.7=2.8mm,分两次走刀，固 每次加工余量为 z= 1 z /2=1.4mm,加工精度等级为 it12， 所以加工偏差 为 0 3 . 0 加工余量计算表（零件尺寸 0 19 . 0 12 ） 工序 加工余量（单边） 工序尺寸 13 半精铣 0.7mm 0 19 . 0 12 mm 粗铣（两次） 2.8mm 0 3 . 0 4 . 13 mm 毛坯 3.5mm 5 . 0 5 . 0 19 mm 3、6 二孔加工余量。二孔加工余量。两内孔精度要求为 it7 级，参照金属 机械加工工艺人员手册表 13-14，确定工序尺寸及余量为 钻孔： 5.8mm 粗铰： 5.95mm z=0.15mm 精铰： 012 . 0 0 6 mm z=0.05mm 4、8 孔的加工余量。孔的加工余量。孔的精度要求为 it7， 金属机械加工工 艺人员手册表 13-14，确定工序尺寸及余量为 钻孔： 7.8mm 粗铰： 7.96mm z=0.16mm 精铰： 012 . 0 0 0 . 8 mm z=0.04mm 5、20 孔的加工余量。孔的加工余量。孔的精度要求为 it7，金属机械加工 工艺人员手册表 13-14，确定工序尺寸及余量为 毛坯孔： 18mm 扩孔： 19.8mm z=1.8mm 粗铰： 19.94mm z=0.14mm 精铰： 021 . 0 0 20 mm z=0.05mm 6、 槽的加工余量。、 槽的加工余量。 参照 金属机械加工工艺人员手册 表 13-14， 确定工序尺寸及余量为 粗铣 ： 6mm 14 半精铣 8mm z=2mm 2.5 确定切削用量及基本时确定切削用量及基本时 工序工序 1 粗铣，粗铣，半半精铣，精铣精铣，精铣20h7mm 孔的孔的两两端面。端面。选用机床：61w 万能升降台铣床。 1、粗铣、粗铣20h7mm 孔的孔的两两端面端面 零件材料为球墨铸铁 qt45-5，故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣 刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表 11-21 和表 12-22，取铣刀直径 d=125mm，粗齿，z=20 齿。 由于粗铣加工单边余量为 3mm，小于 5mm，故铣削宽度 e a =3mm 查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表 11-69 可知， z f =0.060.12mm/z, 取 z f =0.1 mm/齿。 查工艺手册表 14-77,取 u=38m/min 则： ns =1000u/d=96（r/min） 根据机床使用说明书， 查表3.29， 取主轴实际转速nw=100r/min, 则实际切削速度 uc=dnw/1000=39.27（r/min） 当 nw=100r/min 时，刀具每分钟进给量 m f 应为 m f = z f znw=0.120100=200(mm/min) 查机床说明书，取实际进给速度 m f =205mm/min,则实际进给量 z f = m f /znw=0.1025(mm/z) 切削工时：查工艺手册表 15-14，切入长度 l1=1.7mm,超出 长度 l2=3 mm。于是行程长度为 l0l1l2，则机动工时为 15 tm= （l0l1l2）/ m f =（321.73）/205=0.18(min) 2、半精铣、半精铣20h7mm 孔的端面孔的端面 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm,z=20 齿。 由于加工余量 1mm，经查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度 e a =1mm 查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.08mm/z 查工艺手册表 14-77，取 u=45m/min,则 ns=1000u/d=114.6(r/min) 根据机床使用说明书,查表3.29,取主轴转速nw=125r/min,则实 际切削速度 uc=dnw/1000=49(m/min) 当 nw=125r/min 时,工作合每分钟进给量 m f 为 m f = fnwz=1=0.0820125=200(mm/min) 查机床使用说明书,取刀具实际进给速度为fm=205 mm/min,则实 际进给量为 f= fm/znw=205/(20125)=0.082(mm/z) 切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为 l0l1l2， 则机动工时 tm= （l0l1l2）/fm=（32+1.7+3）/205=0.18(min) 3、精铣、精铣20h7mm 孔的端面孔的端面 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm,z=20 齿。 由于加工余量为 0.5mm，只需一次精铣，故铣削宽度 e a =0.5mm。 查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.06mm/齿。 查工艺手册表 14-77，取切削速度 u=54m/min,则 16 ns=1000u/d=137(r/min) 按机床使用说明书，取主轴转速 nw=125r/min,则实际切削速度 uc=dnw/1000=49(m/min) 当 nw=125r/min 时，刀具每分钟进给量 m f 为 m f =fznw=0.0620125=150(mm/min) 查机床说明书，取实际进给速度为 m f =166 mm/min,则进给量为 f= m f / znw=166/(20125)=0.066(mm/z) 切削工时：由工步 1 可知，刀具行程为 l0l1l2，则机动工时 tm= （l0l1l2）/fm=0.22(min) 工序工序 2：钻：钻 r3mm 圆弧油槽，扩圆弧油槽，扩20h7mm 孔。孔。选用 z5125 立式钻床。 钻 r3mm 圆弧油槽,选高速钢长麻花钻,d=6mm. 单边切削深度 a p=d/2=6/2=3mm。 查简明手册表 11-10，f=0.180.22mm/r,按机床试用说明 书取 f=0.22mm/r. 查简明手册表 11-12，取 u=0.2m/s=12m/min,则 ns=1000u/d=100012/(6)=636.61(r/min) 按机床使用说明书取 nw=680r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=6680/1000=12.82(m/min) 切削工时：查工艺手册得 l1=2.4mm,l2=1.0mm,则钻 r3mm 圆 弧油孔的机动工时为： tm=(l+l1+l2)/f nw=(80+2.4+1.0)/(0.22680)=0.557(min) 扩19.8mm 孔,选用高速钢扩钻,d=19.8mm. 17 单边切削深度 ap=0.9mm. 根据有关资料介绍,利用扩钻进行扩孔时,其进给量和切削速度 与钻同样尺寸的实心孔时的进给量和切削速度之关系为: f=(1.21.8)f钻 u=(1/2 1/3)u钻 式中, f钻、u钻-加工实心孔的切削用量. 现已知 f钻=0.5mm/r 简明手册 u钻=0.35m/s=21m/min 简明手册 并令 f=1.5f钻=1.50.5=0.75 (mm/r) u=0.4u钻=0.421=8.4 (mm/min) ns=1000u/d=10008.4/(19.8)=135.04(r/min) 按机床使用说明书取 nw=140r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=19.8140/1000=8.71(m/min) 切削工时：查工艺手册表 15-8 可得,l1=11.5mm,l2=3mm,则扩 钻19.8mm 孔的机动工时为： tm=(l+l1+l2)/f nw=(80+11.5+3)/(0.81140)=0.83(min) 工序工序 3: 粗铰、粗铰、 精铰精铰20h7mm 孔孔,锪锪20h7mm 孔两端倒角孔两端倒角 145。 选用 z5125 立式钻床。 1、粗铰、粗铰19.94mm 两孔。两孔。选用硬质合金铰刀,d=19.94mm。 2、单边切削深度、单边切削深度 ap=z/2=0.14/2=0.07mm。 18 查 工艺手册 表 14-60， f=12mm/r， 按机床使用说明书取 f=1mm/r. 查工艺手册表 14-60，取 u=45m/min,则 ns=1000u/d=100045/(19.94)=718(r/min) 按机床使用说明书取 nw=680r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=19.94680/1000=42.60(m/min) 切削工时： 查 工艺手册 得l1=1.10mm,l2=22mm,则粗铰19.94mm 孔的机动工时为： tm=(l+l1+l2)/f nw=(80+1.10+22)/(1680)=0.152(min) 3、精铰、精铰20h7mm 的孔。的孔。选用硬质合金铰刀,d=20h7mm。 单边切削深度 a p=z/2=0.06/2=0.03mm。 查工艺手册表 14-60，按机床使用说明书取 f=1mm/r. 查工艺手册表 14-60，取 u=60m/min,则 ns=1000u/d=100060/(20)=954.9(r/min) 按机床使用说明书取 nw=960r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=20960/1000=60.3(m/min) 切削工时： 查 工艺手册 得 l1=1.05mm,l2=22mm,则精铰20h7mm 孔的机动工时为： tm=(l+l1+l2)/f nw=(80+1.05+22)/(1.0960)=0.107(min) 4、 锪、 锪20h7mm 孔两端倒角孔两端倒角 145。 选用 z5125 立式钻床， 90 锥面锪钻,d=25mm。 查工艺手册表 14-48，f=0.100.15mm/r,按机床试用说明 书取 f=0.13mm/r. 19 为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与铰孔相同，即 nw=960r/min。 工序工序 4： 粗铣，半精铣，精铣粗铣，半精铣，精铣6h7mm 孔的四个端面。孔的四个端面。选用机床： 61w 万能升降台铣床。 1、粗铣、粗铣6h7mm 孔的四个端面孔的四个端面 查 简明手册 表 11-21 和表 12-22， 选用硬质合金圆柱铣刀， 取铣刀直径 d=40mm，z=6，粗齿。 由于粗铣加工单边余量为 2.8mm，小于 5mm，故铣削宽度 e a =2.8mm 查工艺手册表 11-69 可知， z f =0.080.12mm/z, 取 z f =0.08 mm/齿。 查 简明手册 表 11-28,u=0.751.5m/s， 取 u=0.75m/s=45m/min, 则 ns =1000u/d=100045/(40)=358.1（r/min） 根据机床使用说明书， 查表 3.29， 取主轴实际转速 nw=380r/min, 则实际切削速度 uc=dnw/1000=47.75（r/min） 当 nw=380 r/min 时，刀具每分钟进给量 m f 应为 m f = z f znw=0.086380=182.4(mm/min) 查机床使用说明书，取实际进给速度 m f =205mm/min,则实际进给 量 z f = m f /znw=205/（6380）=0.09(mm/z) 切削工时：查工艺手册表 15-14，切入长度 l1=10.5mm,超出 20 长度 l2=2mm。于是行程长度为 l0l1l2，则粗铣四个端面的机动工 时为 tm= 4（l0l1l2）/ m f = 4（2010.52）/205=0.64(min) 2、半精铣、半精铣6h7mm 孔的四个端面孔的四个端面 查简明手册表 11-21 和表 12-22，选用硬质合金圆柱铣刀， 取铣刀直径 d=40mm，z=8，细齿。 由于半精铣加工单边余量为 0.7mm，故铣削宽度 e a =0.7mm 查工艺手册表 11-69 可知，f =1.01.6mm/r, 取 f=1.0mm/r。 查简明手册表 11-28,u=0.751.5m/s，取 u=1m/s=60m/min, 则 ns =1000u/d=100060/(40)=477.46（r/min） 根据机床使用说明书， 查表 3.29， 取主轴实际转速 nw=490r/min, 则实际切削速度 uc=dnw/1000=61.58（r/min） 当 nw=490r/min 时，刀具每分钟进给量 m f 应为 m f = fnw=1.0380=490(mm/min) 查机床使用说明书，取实际进给速度 m f =510mm/min,则实际进给 量 f= m f / w n =510/490=1.04(mm/r) 切削工时：查工艺手册表 15-14，切入长度 l1=10.5mm,超出 长度 l2=2mm。于是行程长度为 l0l1l2，则粗铣四个端面的机动工 时为 21 tm= 4（l0l1l2）/ m f = 4（2010.52）/510=0.26(min) 工序工序 5：钻、粗铰、精铰：钻、粗铰、精铰6h7mm 两孔。两孔。选用 z5125 立式钻床。 1、钻、钻 d=5.8mm 两孔。两孔。选用高速钢麻花钻,d=5.8mm。 单边切削深度 a p=d/2=5.8/2=2.9mm。 查简明手册表 11-10，f=0.180.22mm/r,按机床试用说明 书取 f=0.22mm/r. 查简明手册表 11-12，取 u=0.2m/s=12m/min,则 ns=1000u/d=100012/(5.8)=658.6(r/min) 按机床使用说明书取 nw=680r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=5.8680/1000=12.39(m/min) 切削工时：查工艺手册得 l1=2.4mm,l2=1.0mm,则钻5.8mm 两孔的机动工时为： tm=2(l0+l1+l2)/fnw=2(12+2.4+1.0)/(0.22680)=0.21(min) 2、粗铰、粗铰5.95mm 的两孔。的两孔。选用高速钢铰刀,d=5.95mm。 单边切削深度 a p=z/2=0.15/2=0.075mm。 查简明手册，按机床使用说明书取 f=0.81mm/r. 查简明手册表 11-19，取 u=0.173m/s=10.38m/min,则 ns=1000u/d=100010.38/(5.95)=555.3(r/min) 按机床使用说明书取 nw=545r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=5.95545/1000=10.19(m/min) 切削工时： 查 工艺手册 得 l1=1.075mm,l2=11mm,则粗铰6h7mm 22 两孔的机动工时为： tm=2(l+l1+l2)/f nw=2(12+1.075+11)/(0.81545)=0.11(min) 3、精铰、精铰6h7mm 的两孔。的两孔。选用高速钢铰刀,d=6h7mm。 单边切削深度 a p=z/2=0.05/2=0.025mm。 查工艺手册，按机床使用说明书取 f=0.81mm/r. 查简明手册表 11-19，取 u=0.22m/s=13.2m/min,则 ns=1000u/d=100013.2/(6)=700(r/min) 按机床使用说明书取 nw=680r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=6680/1000=12.8(m/min) 切削工时： 查 工艺手册 得 l1=1.025mm,l2=11mm,则精铰6h7mm 两孔的机动工时为： tm=2(l+l1+l2)/f nw=2(12+1.025+11)/(0.81680)=0.087(min) 工序工序 6: 钻、粗铰、精铰钻、粗铰、精铰6h7mm 及及8h7 孔。孔。选用 z5125 立式钻床。 1、钻、钻 d=7.8mm 两孔。两孔。选用高速钢麻花钻,d=7.8mm。 单边切削深度 a p=d/2=7.8/2=3.9mm。 查简明手册表 11-10，f=0.220.26mm/r,按机床试用说明 书取 f=0.22mm/r. 查简明手册表 11-12，取 u=0.2m/s=12m/min,则 ns=1000u/d=100012/(7.8)=489.7(r/min) 按机床使用说明书取 nw=545r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=7.8545/1000=13.36(m/min) 切削工时：查工艺手册得 l1=3.4mm,l2=1.0mm,则钻7.8mm 23 两孔的机动工时为： tm=2(l+l1+l2)/f nw=2(11+3.4+1.0)/(0.22545)=0.27(min) 2、粗铰、粗铰7.96mm 的两孔。的两孔。选用高速钢铰刀,d=7.96mm。 单边切削深度 a p=z/2=0.16/2=0.08mm。 查简明手册，按机床试用说明书取 f=0.81mm/r. 查简明手册表 11-19，取 u=0.22m/s=13.2m/min,则 ns=1000u/d=100013.2/(7.96)=527.85(r/min) 按机床使用说明书取 nw=545r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=7.96545/1000=13.63(m/min) 切削工时： 查 工艺手册 得 l1=1.08mm,l2=11mm,则粗铰8h7mm 两孔的机动工时为： tm=2(l+l1+l2)/f nw=2(11+1.08+11)/(0.81545)=0.105(min) 3、精铰、精铰8h7mm 的两孔。的两孔。选用高速钢铰刀,d=8h7mm。 单边切削深度 a p=z/2=0.04/2=0.02mm。 查简明手册，按机床试用说明书取 f=0.81mm/r. 查简明手册表 11-19，取 u=0.278m/s=16.68m/min,则 ns=1000u/d=100016.68/(8)=663.68(r/min) 按机床使用说明书取 nw=680r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=8680/1000=17.1(m/min) 切削工时： 查 工艺手册 得 l1=1.02mm,l2=11mm,则精铰8h7mm 两孔的机动工时为： tm=2(l+l1+l2)/f nw=2(11+1.02+11)/(0.81680)=0.084(min) 24 工序工序 7：钻：钻4mm 油孔，锪油孔，锪8mm 圆锥沉头孔。圆锥沉头孔。选用 z5125 立式钻床 与专用夹具。 1、钻、钻4mm 的油孔。的油孔。选用高速钢麻花钻,d=4mm。 单边切削深度 a p=d/2=4/2=2mm。 查简明手册表 11-10，f=0.080.13mm/r,按机床试用说明 书取 f=0.13mm/r. 查简明手册表 11-12，取 u=0.2m/s=12m/min,则 ns=1000u/d=100012/(4)=954.9(r/min) 按机床使用说明书取 nw=960r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=4960/1000=12.06(m/min) 切削工时：查工艺手册得 l1=2mm,l2=1.0mm,则钻4mm 孔的 机动工时为： tm=(l+l1+l2)/f nw=(7+2+1.0)/(0.13960)=0.08(min) 2、锪、锪8mm 圆锥沉头孔。圆锥沉头孔。选用锥面锪钻,d=10mm。 查工艺手册表 14-48，f=0.100.15mm/r,按机床试用说明 书取 f=0.13mm/r. 为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与钻孔相同，即 nw=960r/min。 工序工序 8：钻：钻 m4mm 螺纹底孔，攻螺纹底孔，攻 m4mm 螺纹孔。螺纹孔。选用 z5125 立式钻床与 专用夹具。 1、钻、钻 m4mm 的螺纹底孔的螺纹底孔3mm。选用高速钢麻花钻,d=3mm。 25 单边切削深度 a p=d/2=3/2=1.5mm。 查简明手册表 11-10，f=0.080.13mm/r,按机床试用说明 书取 f=0.1mm/r. 查简明手册表 11-12，取 u=0.15m/s=9m/min,则 ns=1000u/d=10009/(3)=955(r/min) 按机床使用说明书取 nw=960r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=3960/1000=9.05(m/min) 切削工时：查工艺手册得 l1=2mm,l2=1.0mm,则钻4mm 孔的 机动工时为： tm=(l0+l1+l2)/f nw=(7+2+1.0)/(0.1960)=0.09(min) 2、攻、攻 m4mm 的螺纹底孔。的螺纹底孔。 查工艺手册表 11-49，选用 m4 丝锥，螺距 p=0.7mm，则 进给量 f=0.7mm/r。 查工艺手册表 11-94，取 u=6.8m/min,则 ns=1000u/d=10006.8/(4)=541(r/min) 按机床使用说明书取 nw=490r/min,所以实际切削速度为： u=d nw/1000=4490/1000=6.16(m/min) 切削工时：查工艺手册得 l1=2mm,l2=1.4mm,则攻 m4mm 螺纹 孔的机动工时为： tm=(l+l1+l2)/fnw=(6+2+1.4)/(0.7490)=0.055(min) 工序工序 9： 粗铣，半精铣槽。粗铣，半精铣槽。选用机床：61w 万能升降台铣床。 1、粗铣槽。、粗铣槽。选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径 d=100mm，宽度 26 为 7mm，z=20，粗齿。 查工艺手册表 11-69 可知， z f =0.060.12mm/z, 取 z f =0.08mm/齿。 查工艺手册表 14-77,取 u=38m/min 则： ns =1000u/d=100038/（100）=120.9（r/min） 根据机床使用说明书， 查表 3.29， 取主轴实际转速 nw=125r/min, 则实际切削速度 uc=dnw/1000=（100125）/1000=39.27（r/min） 当 nw=125r/min 时，每分钟进给量 m f 应为 m f = z f znw=0.0820125=200(mm/min) 查机床说明书，取实际进给速度 m f =205mm/min,则实际进给量 z f = m f /znw=205/（20125）=0.082(mm/z) 切削工时：查工艺手册表 15-14，切入长度 l1=37.4mm,超出 长度 l2=3.0 mm。于是行程长度为 l0l1l2，则机动工时为 tm= （ll1l2）/ m f =（22.8837.43.0）/205=0.31(min) 2、半精铣槽。、半精铣槽。选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径 d=100mm，宽 度为 8mm，z=20，细齿。 精铣的单边切削宽度 a e=0.5mm. 查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.06mm/z 查工艺手册表 14-77，取 u=45m/min,则 ns=1000u/d=100045/（100）=143(r/min) 根据机床使用说明书,查表 3.29,取主轴转速 nw=125r/min,则 27 实际切削速度 uc=dnw/1000=39(m/min) 当 nw=125r/min 时,工作合每分钟进给量 m f 为 m f = fnwz=1=0.0612520=150(mm/min) 查机床使用说明书,取刀具实际进给速度为 m f =166 mm/min, 则实际进给量为 f= m f /znw=166/(20125)=0.0664(mm/z) 切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为 ll1l2，则机动工时 m t = ll1l2/ m f =（22.8+37.4+3.0）/166=0.39(min) 第三章第三章 夹具设计夹具设计 3.1 工件定位工件定位 工件以20 的孔及其端面和定位心轴配合，这相当于一个长销 和小端面组合，限制了工件的 5 个自由度,三个移动自由度，两个旋 转自由度，最后 一个绕 20 孔轴线的旋转自由度，通过使用菱形销和 定位心轴组合限制。这就实现了工件在夹具上的全定位。 3.2 工件夹工件夹紧紧 1、夹、夹紧紧。只需要拧紧定位心轴上的 m8 的螺母即可，这里使用了 28 一个快换机构，就是工件加工完后，只需要拔下开口垫片，即可将工 件取出，不需要完全拧下 m8 螺母。 当采用估算法确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和 工件看成刚性系统。根据工件所受切削力、夹紧力（大型工件应考虑 重力、 惯性力等） 的作用情况， 找出加工过程中对夹紧最不利的状态， 按静平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数为实际夹紧 力，即 wwk kff= 式中 wk f实际所需夹紧力，n； w f在一定条件下，由静力平衡算出的理论夹紧力，n； k安全系数，粗略计算时，粗加工取 k=2.53，精加工取 k=1.52。 2、铣槽夹具夹紧力校核、铣槽夹具夹紧力校核 对于铣床夹具，由于铣刀的进刀方向是水平方向，所以本夹具中的夹 紧力的方向也是水平方向的。由参考文献1表 2- 15 查的轴向进给力 的计算公式如下： )(nk nd zafac f fc wq u e y z x pf c ff fff = 式中 cf=30，xf=1.0，yf=0.65，uf=0.83，qf=0.83，ap=8mm，ae=22mm， fz=0.197，z=20，d=100mm，n=30r/min，kfc=0.63，wf=0。 将上述数据带入公式可得 fc=299.4n 以粗加工为准：取 k