机械毕业设计（论文）-自行车右曲柄工装设计【全套图纸】 .pdf

苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） i 自行车右曲柄工装设计 摘 要 近年来随着机械行业的飞速发展， 机械生产已从传统生产方式向机械自动化 方式转换。为保证加工要求，需要设计与加工方式所对应的机床夹具。本次毕业 设计研究的对象是自行车曲柄， 主要任务是规划加工工艺和设计生产加工所需要 的夹具。对于工装设计来说，制定加工工艺规程是非常重要的一步。首先要对曲 柄进行全面的分析，确定曲柄的作用和曲柄基本参数。了解曲柄各个表面的加工 要求，然后确定曲柄毛坯制造形式，毛坯的制造方式又和零件的材料、形状以及 产量等方面因素有关。最后制定生产工序和加工要求。对于本次工装设计制定了 三套夹具，包括一套铣床夹具和两套钻床夹具，设计一套夹具首先要考虑的是定 位，必须限制所有需要限制的自由度。其次，是夹紧装置的选用，保证零件在加 工过程中不受切削力的影响而发生任何方向的移动。 同时还要计算夹具的定位误 差，确定加工所用的机床和刀具。最后还需要对整个夹具的尺寸、形状和可行性 等进行评估。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 关键字 曲柄；夹具；加工工艺 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） ii bike right crank tooling design abstract in recent years, with the rapid development of mechanical industry，machinery production from the traditional production methods to have mechanical automation way conversion.to ensure that the requirements of the processing,need to design and processing methods corresponding machine tool fixtures.the graduation design research object is a bicycle crank,the main task is planning process and design production processing need fixture.for tooling design example,make processing technology and procedures are very important step.first to crank on comprehensive analysis,to determine the role of crank and crank basic parameters.understand each surface processing requirements crank,then, to determine the crank blank manufacturing form,the manufacture of blank way and parts and materials, shape and production factors, etc.finally make the production processes and processing requirements.for the tooling design made three sets of fixture,include a milling machine fixtures and two sets of drilling machine fixture,design a fixture should consider above all is the positioning,must limit all need to limit of freedom.secondly,is the choice of clamping device,ensure parts in the machining process not by cutting force of the influence of the movement of the direction of any accident.also the positioning error calculation fixture,determine the machine tool and tools used processing.finally also need to the fixture size, shape and feasibility 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） iii evaluation, etc. keywords crank; fixture;processing technology 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） iv 目录目录 第 1 章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 机械加工工艺规程的作用 . 1 1.3 机械加工工艺规程的设计原则 . 2 1.4 课题背景及发展趋势. 3 1.5 本章小结 . 3 第 2 章 工艺规程设计 5 2.1 毛坯的制造形式 5 2. 2 零件分析 5 23 基准的选择 6 231 精基准选择的原则 . 6 2.3.2 粗基准的选择原则 . 7 24 制定工艺路线 . 8 25 毛坯尺寸、机械加工余量、工序尺寸的确定 9 26 确定切削用量及基本工时 10 2.7 本章小结 . 22 第 3 章 曲柄的夹具设计 24 31 铣床夹具设计 24 311 定位装置的设计 . 24 312 夹紧装置的设计 . 25 313 铣床夹具的示意图 . 25 32 钻床夹具设计 . 26 321 定位装置的设计 26 322 夹紧装置的设计 . 27 323 钻床夹具的示意图 . 28 33 钻床夹具设计 . 28 331 定位装置的设计 29 332 夹紧装置的设计 . 30 333 钻床夹具体的示意图 . 30 3.4 本章小结 . 31 结 论 32 致 谢 33 参考文献 34 附录 a 译文 . 35 附录 b design of tool machine prop 47 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 1 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 引言引言 毕业设计是大学生毕业之前的最后一项重要任务，作为一名机械专业的学 生， 机械毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业学习计划的最后一个极为重 要的实践性环节，要求我们能够综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技 能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。 这对我们即将从事 的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。 本人此次设计的题目是自行 车右曲柄的工装设计，通过本次设计我希望能达到以下几个目的一、锻炼自己综 合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力， 拓宽和深化所学的知 识。二、树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序 规范和方法。三、培养自己树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手 册、 图册工具书进行设计计算， 数据处理， 编写技术文件等方面的工作能力。 四、 完善自己进行调查研究，面向实际，面向生产，向同学和老师学习的基本工作态 度，工作作风和工作方法。五、认清机械制造业在国民经济中的重要地位，明确 我们机械人所肩负着振兴我国机械业的使命。 由于本人水平有限，本说明书难免存一些错误以及不足，希望各位老师和同 学提出宝贵的意见和建议。 1.2 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用 采用机械加工的方法，改变毛坯的形状、尺寸、相互位置关系和表面质量， 使其成为可完成某种使用要求的零件的过程，称为机械加工工艺规程。工艺规程 一般包括以下几个重要方面： 1） 工艺规程是指导生产的主要技术文件 机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工 成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作 为共同依据。如处理质量事故，应按工艺规程来确定各有关单位、人员的责任。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 2 2） 工艺规程是生产准备工作的主要依据 车间要生产新零件时，首先要制订该零件的机械加工工艺规程，再根据工艺 规程进行生产准备。如：新零件加工工艺中的关键工序的分析研究；准备所需的 刀、夹、量具（外购或自行制造）；原材料及毛坯的采购或制造；新设备的购置 或旧设备改装等，均必须根据工艺来进行。 3） 工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件 新建（改.扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程 确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动 力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。 此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工艺规 程可以缩短工厂摸索和试制的过程。因此，工艺规程的制订是对于工厂的生产和 发展起到非常重要的作用，是工厂的基本技术文件。 1.3 机械加工工艺规程的设计原则机械加工工艺规程的设计原则 设计机械加工工艺规程应遵循如下原则： 1）可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现。在设计机械加工工艺规程 时，如果发现图样上某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不 得擅自修改图样或不按图样上的要求去做。 2）必须能满足生产纲领的要求。 3）在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，一般要求工艺成本最低。 4）尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。 同时制定工艺规程时必须具备下列原始材料： 1)产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产 品的生产纲领。 2)毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工 艺性，以及锻件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部 位及方法。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 3 3)车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及 精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。 4)各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。 1.4 课题背景及发展趋势课题背景及发展趋势 随着科技技术的不断发展，机械制造业的生产模式发生了巨大的改变，械制 备的发展呈如下趋势； 1）向高效、高速、高精度方向发展 2）多功能复合化、柔性自动化的产品成为发展主流 3）实施绿色制造与可持续发展战略 4）智能制造技术和智能化装备快速发展 为适应生产发展的需要，当前自控机构、机器人机构、仿生机构、柔性及弹 性机构和机电光液综合机构等的研制有了很大进展。在机械的分析与综合中，也 有只考虑其运动性能过渡到同时考虑其动力性能， 考虑记协在运转时的构件振动 和弹性变形、运动服的间隙和构件的误差对机械运动及动力性能的影响，以及如 何对构件和机械进一步做好动力平衡的问题等等。 尽管，自行车曲柄作为一个传统零件，技术相对成熟，但我们仍然必须看到 其潜在的发展空间。比如，选材方面，是否可以选用新型材料从而减轻重量而改 善质量。 加工方面， 是否能够改变传统的生产模式从而提高生产效率而增加收益。 发展研究方面，是否能够通过进一步完善其形状、尺寸等从而使产品设计更加人 性化。 目前，在机械的分析和综合中日益广泛地应用了计算机技术，发展推广了计 算机辅助设计、优化设计、考虑误差的概率设计，提出了多种便于机械经分析和 综合的工具。编制了许多大型通用或专用的计算机程序。 1.5 本章小结本章小结 随着机械业的不断发展， 我们应该深刻认识到机械制造工业在发展国民经济 中的地位与作用，作为一名机械毕业生，我们要了解我国在机械制造行业方面所 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 4 取得的成绩和当前存在的主要问题，以及制造技术发展的方向。熟悉生产过程和 工艺过程的概念。了解工艺过程每个组成的定义，树立远大的理想，为我国的机 械行业做出自己的贡献。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 5 第第 2 章章 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 毛坯的制造形式毛坯的制造形式 按照设计任务书，本次设计的自行车类型年产量为 10000 辆，其上有左、右 曲柄各一个。若右曲柄的备品率为 8%，机械加工废品率为 1%，则该零件的年生 产纲领为： 10908%)11 (%)81 (110000%)1%)(1 (=+=+=baqmn件/年 可见，右曲的年产量为 10908 件。自行车右曲柄可以看成是独立的一部分， 属于轻型机械，由此，根据机械设计制造技术基础课程设计指导教程表 1-4， 由生产纲领与生产类型的关系可以确定该零件的生产为大批生产。 由该零件的功 用及自行车的工作状况知，该零件需要具备较高的强度，所以选择碳素钢材料， 它不仅能满足强度要求同时价格低廉。因此可以确定毛坯的制造形式为锻造。由 于该曲柄成批生产，根据机械设计制造技术基础课程设计指导教程表 2-1 可知。 2. 2 零件分析零件分析 1）了解零件用途 设计工艺规程时，首先应分析零件图纸以及该零件所在部件或总成的装配 图， 掌握该零件在部件或总成中得位置、功能以及部件或总成对该零件提出的技 术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工艺规程时采取措施予以保证。 2）分析零件的技术要求 从零件图上可以看出标有表面粗糙度的有平面、外圆端面、内孔等。其中， 表面粗糙度要求最高的是mm16孔，公差等级达到 it7 级，表面粗糙度为 mra6 . 1，该孔是右曲柄的主要设计基准从表面间的位置精度要求来看， mmm25. 114与mm16孔中心线平行度公差为1005 . 0，mmm25. 114与mm16 孔对底面垂直度公差为1005 . 0。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 6 3）审查零件工艺性 审查零件图样上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确、统一、完整、审查 零件的结构工艺，是否有利于机械加工、装配、热处理以及毛坯制造等方面。 对右曲柄零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整，尺寸、公 差技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。 23 基准的选择基准的选择 用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的点、线、面，称为基准，基 准又分为设计基准和工艺基准两类。拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。 231 精基准选择的原则精基准选择的原则 (1)基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免 定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 (2)基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保 证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具 比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定 位基准。 车削、 磨削都以顶针孔定位， 这样不但在一次装夹中能加工大多书表面， 而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 (3)互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准 反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准 磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 （4）.自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以 选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。 此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 （5）便于装夹原则。应该选定位可靠、装夹方便的表面作为基准。所选得 精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。 综上零件底面不但是精度要求高，而且也是零件的设计基准、装备基准与测 量基准。为避免由于基准不重合而产生误差，保证加工精度，应该选择底面作为 精基准。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 7 2.3.2 粗基准的选择原则粗基准的选择原则 选择粗基准时，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工 序提供精基准。 粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的 位置关系具有重要的影响。因此在选择时，一般遵循下列原则： (1) 保证相互位置要求原则。 对于同时具有加工表面与不加工表面的工件， 为了保证不加工表面与加工表面的位置要求，应该选择不加工表面作为粗基准， 如果零件上有多个不加工表面， 则应该以其中与加工表面相互位置要求较高的表 面作为粗基准。 (2)保证加工表面加工余量合理分配原则。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。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)便于工件装夹原则。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。 (4)粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则。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。 对本零件来说，只要加工端面和孔，粗基准就要根据加工端面和孔的原则来 选择，加工孔的一端面，用孔的另一个端面来作为粗基准，加工孔，用不加工的 外圆面作为粗基准，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应 以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，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为粗基准） 。 综上选取顶面为粗基准。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 8 24 制定工艺路线制定工艺路线 工艺路线的拟定包括：各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序顺序 的安排。 1） 各表面加工方法 （1） 顶面采用粗车。 （2） 与30mm 半圆弧相切的两端面、底面采用粗铣。 （4） 16mm 孔采用钻、铰。 （5） 17mm 孔采用扩孔方式。 （6） 14mm 孔采用钻和攻丝的方式。 （7） 9mm 孔采用钻和铰。 （8） 23mm 孔外端面采用粗车，半精车。 2） 加工阶段的划分 粗加工阶段，半精加工阶段，精加工阶段，精整和光整加工阶段 3） 工序顺序安排 表 2-1 工序过程 工序 号 工序名称 工序内容 设备 定位基准 020 粗车 粗车顶面 a 车床 底面 b 030 粗铣 粗铣底面 b 卧式铣床 顶面 a 及mm14孔 上端面 040 粗铣 粗铣前端面 c 卧式铣床 后端面 d 及mm14 孔侧端面 050 粗铣 粗铣后端面 d 卧式铣床 前端面 c 及mm14 孔侧端面 060 钻 钻mm16孔 钻床 底面半圆端面以及 mm14孔侧端面 070 铰 铰mm16孔 钻床 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 9 080 钻 钻mm17孔 钻床 090 钻 钻mm14 钻床 100 攻丝 攻mmm25. 114螺纹 机用丝攻 110 钻 钻mm9孔 钻床 底面， 顶面，mm14 孔 120 车 粗车mm23外圆端面 车床 底面，mm16孔 130 车及倒角 精车mm23外圆端面 并倒角 车床 25 毛坯尺寸、机械加工余量、工序尺寸的确定毛坯尺寸、机械加工余量、工序尺寸的确定 1）毛坯尺寸、机械加工余量的确定 由于该零件材料为锻钢，屈服强度mpa a 235=，抗拉强度mpa b 570=， 根据机械制造工艺学课程设计指导书表 2- 6 知，锻件的机械加工余量与公差 为精度等级f,根据机械加工后锻件的最大轮廓尺寸由表2- 6可查得各加工表面加 工余量如下表。 表 2- 2 加工表面加工余量 加工表面 单边余量/mm 备注 顶面 因为锻造顶面，故加大取 4.0 所有孔的孔径都小于 30mm，所以无法直接锻 造出来 底面 3.0 前、后两端面 3.0 加工表面的毛坯尺寸只需要将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可， 所得 毛坯尺寸如下表。 表 2- 3 毛坯尺寸 零件尺寸/mm 单边加工余量/mm 毛坯尺寸/mm 34,5 顶面为 4，底面为 3 41.5 30 3 36 由于其它表面精度要求不高，且不作加工要求，可直接通过零件尺寸锻得， 同时根据锻造加工要求，孔径低于mm30的孔在锻造时也不与锻出，所以整个 零件的毛坯形状相对简单，具体毛坯图如下。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 10 .2）工序尺寸确定 确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需要粗加工工序就能保 证设计要求，将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标注也按设计规定。当 加工表面精度要求较高时，往往要经过数道工序才能达到要求。 零件各外表面粗精度要求较低，粗铣即可，上表面，粗车，工序余量 4mm， 粗糙度 ra6.3。下表面，粗铣，工序余量 3mm，粗糙度 ra6.3。前后两端面，粗 铣，工序余量 3mm，粗糙度 ra6.3。mm16孔，钻，工序余量（双边）16mm，铰， 工序余量（双边）1mm，粗糙度 ra1.6。mm9孔，钻，工序余量(双边)9mm，铰， 工序余量（双边）1mm，粗糙度 ra6.3。扩mm17孔，工序余量（双边）1mm，粗 糙度 ra12.5。车mm23外圆端面，粗车，工序余量（双边）6mm，精车，工序余 量（双边）1mm，粗糙度 ra6.3。 26 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工件材料：q235，mpa b 570=。 工序 20：粗车顶面 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 11 加工要求：粗车顶面，切削量为 4mm，零件直径为 30mm。 刀具：硬质合金可转位刀具，刀杆尺寸mmhb2516=。 切削速度： vv yx p m v fat c v = 其中242= v c，15 . 0 = v x，35 . 0 = v y，20. 0=m min42.74 70 . 0 4240 242 35 . 0 15. 020 . 0 mv= 则需要的车床主轴转速范围 min 6 . 789 30 42.7410001000 r d v n = 机床：选用 ca6140 卧式车床，根据通用工艺装备选得 查金属机械加工手册选取= m n710minr 实际切削速度为 min92.66 1000 m dn v= rmm n v f09 . 0 710 92.66 = min34 . 0 71009 . 0 35 . 315 = + =t 工序 30：铣底面 加工要求：粗铣底面，切削量 3mm，铣削宽度取最大处 36mm，表面粗糙度要 求 ra6.3。 刀具：高速钢镶齿套式面铣刀,直径 d=125mm,孔径 d=40，l=40mm,z=14 每齿进给量：zmm15. 008. 0，由于本工序背吃刀量和铣削宽度较大，选 择最小的每齿进给量zmmaf08 . 0 = 切削速度：参考有关手册，高速钢铣刀铣削速度为 15-25m/min 则需要铣床主轴转速范围是 min 7 . 63 2 . 38 1000 r d v n= 机床：现选用 x60 卧室铣床，根据通用工艺装备选得 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 12 查金属机械加工手册选取min60rnm= 实际切削速度为 min56.23 1000 60125 1000 m dn v= = 工作台每分钟进给量为 min 2 . 67601408 . 0 mmznafnv ff = 根据金属机械加工手册纵向进给量取min60mmvf=，则实际每齿进给 量为 zmm zn v a f f 071 . 0 6014 60 = = 切削工时 切入长度 切出长度mmll22 21 =+ 加工长度mml33= 12 m lll t f + =min8 . 3 60 20522 = + 工序 40：粗铣前后两端面 加工要求： 粗铣两端面， 切削量 3mm， 铣削宽度 18mm， 表面粗糙度要求 ra6.3。 刀具：高速钢镶齿套式面铣刀,直径 d=125mm,孔径 d=40，l=40mm,z=14 每齿进给量：zmm15. 008. 0，由于本工序背吃刀量和铣削宽度较大，选 择最小的每齿进给量zmmaf08 . 0 = 切削速度：参考有关手册，高速钢铣刀铣削速度为 15-25m/min 则需要铣床主轴转速范围是 min 7 . 63 2 . 38 1000 r d v n= 机床：现选用 x60 卧室铣床，根据通用工艺装备选得 查金属机械加工手册选取min60rnm= 实际切削速度为 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 13 min56.23 1000 60125 1000 m dn v= = 工作台每分钟进给量为 min 2 . 67601408 . 0 mmznafnv ff = 根据金属机械加工手册纵向进给量取min60mmvf=，则实际每齿进给 量为 zmm zn v a f f 071 . 0 6014 60 = = 切削工时 切入长度 切出长度mmll22 21 =+ 加工长度mml18= 12 m lll t f + =min67 . 0 60 2218 = + 工序 50：钻mm16孔 机床：钻mm16孔，所用机床为 z3025 摇臂钻床。 刀具：根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-19 知选取 d=14mm， l=189mm,莫式圆锥号为 1 号的高速钢柄麻花钻作为道具。具体参数为 o 30=， o 1182 =， o 12= f ， o 50=。当mmd20 0 时，选择钻头后刀面磨损极限为 0.8mm，耐用度 t=45min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 p a 钻孔时，mmap7 2 014 = =。 （2）确定进给量 f 按照加工要求决定进给量。钻头直径mmd14 0 =，工件材 料 为锻钢，进给量 f 取值范围为rmm37. 031. 0，由于钻孔后要用铰刀加工， 乘以系数 0.75，最终rmmf2775. 02325. 0=。根据 z3025 机床标注进给量，选 取rmmf25. 0=。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 14 （3）确定切削速度v 根据计算公式确定切削速度 v yx p m z v k fat dc v vv v 0 = 其中，1 . 6= v c，4 . 0= v z，0= v x，5 . 0= v y，2 . 0=m，91 . 0 = v k，min45=t min 9 . 1491 . 0 25 . 0 745 141 . 6 5 . 002 . 0 4 . 0 mv= = min77.338 14 9 . 1410001000 0 r d v n= = 根据 z3025 机床标准主轴转速，选取min315rn =，实际转速为 min85.13 1000 31514 1000 0 m nd v= = 2.基本时间 fn lll t fw m 1 + = 工件切削部分长度：mmlw 5 . 34= 切入量：mm d l r m f 2 . 73cos 2 =+= 超出量：mml42 1= min55 . 0 = m t 工序 60：铰mm16孔 在钻完mm16孔以后用铰刀进行加工，要求粗糙度为 ra1.6。 刀具：选用锥柄机用铰刀mml210=，mml52=，莫氏锥柄号 2 号。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 p a 铰孔时，mmap1 2 1416 = =。 （2）确定进给量 f 按照加工要求决定进给量。铰刀直径mmd16 0 =，工件材 料 为锻钢， 进给量 f 取值范围为rmm60. 040. 0， 根据 z3025 机床标注进给量， 选取rmmf5 . 0=。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 15 (3)确定切削速度v 根据计算公式确定切削速度 v yx p m z v k fat dc v vv v 0 = 其中， 1 . 12= v c，3 . 0= v z，2 . 0= v x，65 . 0 = v y，4 . 0=m，91 . 0 = v k， min45=t min66 . 8 91 . 0 5 . 0145 16 1 . 12 65 . 0 2 . 04 . 0 3 . 0 mv= = min29.172 16 66 . 8 10001000 0 r d v n= = 根据 z3025 机床标准主轴转速，选取min125rn =，实际转速为 min28 . 6 1000 12516 1000 0 m nd v= = 2.基本时间 fn lll t fw m 1 + = 工件切削部分长度：mmlw 5 . 34= 切入量：mm d l r m f 2 . 73cos 2 =+= 超出量：mml42 1= min7 . 0= m t 工序 70：钻mm17孔 加工要求：钻mm17孔，所用机床为 z3025 摇臂钻床。根据机械制造工 艺学课程设计指导书表 5-19 知选取 d=17mm，l=223mm,莫式圆锥号为 3 号的高 速钢柄麻花钻作为道具。具体参数为 o 30=， o 1182 =， o 12= f ， o 50=。当 mmd20 0 时，选择钻头后刀面磨损极限为 0.8mm，耐用度 t=45min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 p a 钻孔时，mmap1 2 1617 = =。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 16 （2）确定进给量 f 按照加工要求决定进给量。钻头直径mmd17 0 =，工件 材料 为锻钢，进给量 f 取值范围为rmm43. 035. 0，根据 z3025 机床标注进给 量，选取rmmf4 . 0=。 （3）确定切削速度v 根据计算公式确定切削速度 v yx p m z v k fat dc v vv v 0 = 其中，1 . 6= v c，4 . 0= v z，0= v x，5 . 0= v y，2 . 0=m，91 . 0 = v k，min45=t min73.1291 . 0 4 . 05 . 045 171 . 6 5 . 002 . 0 4 . 0 mv= = min36.238 17 73.1210001000 0 r d v n= = 根据 z3025 机床标准主轴转速，选取min200rn =，实际转速为 min68.10 1000 20017 1000 0 m nd v= = 2.基本时间 fn lll t fw m 1 + = 工件切削部分长度：mmlw5= 切入量：mm d l r m f 1 . 83cos 2 =+= 超出量：mml42 1= min12 . 0 = m t 工序 80：钻25. 114m螺纹底孔 机床：钻25. 114m螺纹底孔，所用机床为 z3025 摇臂钻床。 刀具：根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-19 知选取 d=12mm， l=182mm,莫式圆锥号为 1 号的高速钢麻花钻作为道具。具体参数为 o 30=， o 1182 =， o 12= f ， o 50=。当mmd20 0 时，选择钻头后刀面磨损极限为 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 17 0.8mm，耐用度 t=45min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 p a 钻孔时，mmap6 2 012 = =。 （2）确定进给量 f 按照加工要求决定进给量。钻头直径mmd12 0 =，工件材 料 为锻钢， 进给量 f 取值范围为rmm31. 025. 0， 由于钻孔后要用丝锥攻螺纹， f 要乘以系数 0.5，最终rmmf155. 0125. 0=。根据 z3025 机床标注进给量， 选取rmmf12. 0=。 （4）确定切削速度v 根据计算公式确定切削速度 v yx p m z v k fat dc v vv v 0 = 其中，4 . 4= v c，4 . 0= v z，0= v x，7 . 0= v y，2 . 0=m，91 . 0 = v k，min45=t min28.2291 . 0 12 . 0 645 124 . 4 7 . 002 . 0 4 . 0 mv= = min99.590 12 28.2210001000 0 r d v n= = 根据 z3025 机床标准主轴转速，选取min500rn =，实际转速为 min85.18 1000 50012 1000 0 m nd v= = 2.基本时间 fn lll t fw m 1 + = 工件切削部分长度：mmlw 5 . 11= 切入量：mm d l r m f 6 . 63cos 2 =+= 超出量：mml42 1= min335 . 0 = m t 工序 90：攻螺纹25. 114m螺纹 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 18 机床：攻25. 114m螺纹，所用机床为 z3025 摇臂钻床。 刀具：根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-21 知选取细柄机用高 速钢丝锥，mml30=，mml70=， 根据加工材料取丝锥前角 o 9 0 =， 后角 o 7 0 =， 刀具耐用度 t=90min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 p a mmap1 2 1214 = =。 （2）确定进给量 f f 等于工件螺纹的螺距，即rmmf25. 1= （3）确定切削速度v 根据计算公式确定切削速度 v ym z v k pt dc v v v 0 = 其中， 8 . 64= v c，2 . 1= v z，5 . 0= v y，9 . 0=m，1= v k，dd)5 . 04 . 0( 0 =， 取75 . 0 0 =dd。 min43.101 25 . 1 90 7 8 . 64 5 . 09 . 0 2 . 1 mv= = min14.237 14 43.1010001000 r d v n= = 根据 z3025 机床标准主轴转速，选取min200rn =，实际转速为 min8 . 8 1000 20014 1000 m dn v= = 2.基本时间 + + = + + + = 0 21 0 2121 11 nnf lll fn lll fn lll tm 其中mml5 .11=，min200rn =，min250 0 rn =，rmmf25. 1=， mmp25. 1=，mmppl5 . 22)31 ( 1 =，0 2 =l min1 . 0= m t 工序 100：钻mm9孔 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 19 机床：钻mm9孔，所用机床为 z3025 摇臂钻床。 刀具： 根据 机械制造工艺学课程设计指导书 表5-19知选取d=7mm， l=223mm, 莫式圆锥号为 1 号的高速钢柄麻花钻作为刀具。具体参数为 o 29=， o 1182 =， o 16= f ， o 50=。当mmd20 0 时，选择钻头后刀面磨损极限为 0.8mm，耐用 度 t=45min。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 p a 钻孔时，mmap5 . 3 2 07 = =。 （2）确定进给量 f 按照加工要求决定进给量。钻头直径mmd7 0 =，工件材 料 为锻钢，进给量 f 取值范围为rmm22. 018. 0，由于钻孔后要用铰刀加工， 乘以系数 0.5， 又钻孔深度大于 3 倍直径， 需乘上修正系数 lf k 。 由于3 . 4 7 30 = d l ， 95 . 0 = lf k最终rmmf1045. 00855. 0=。根据 z3025 机床标注进给量，选取 rmmf08. 0=。 （5）确定切削速度v 根据计算公式确定切削速度 v yx p m z v k fat dc v vv v 0 = 其中，4 . 4= v c，4 . 0= v z，0= v x，7 . 0= v y，2 . 0=m，91 . 0 = v k，min45=t min86.2391 . 0 08 . 0 5 . 345 74 . 4 7 . 002 . 0 4 . 0 mv= = min98.1084 7 86.2310001000 0 r d v n= = 根据 z3025 机床标准主轴转速，选取min1000rn =，实际转速为 min99.21 1000 10007 1000 0 m nd v= = 3.基本时间 fn lll t fw m 1 + = 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 20 工件切削部分长度：mmlw30= 切入量：mm d l r m f 1 . 53cos 2 =+= 超出量：mml42 1= min46 . 0 = m t 工序 11：铰mm9孔 在钻完mm9孔以后用铰刀进行加工，要求粗糙度为 ra6.3。 刀具：选用锥柄机用铰刀mml162=，mml36=，莫氏锥柄号 1 号。 1.切削用量 （1）确定被吃刀量 p a 铰孔时，mmap1 2 79 = =。 （2）确定进给量 f 按照加工要求决定进给量。铰刀直径mmd9 0 =，工件材 料 为锻钢， 进给量 f 取值范围为rmm40. 030. 0， 根据 z3025 机床标注进给量， 选取rmmf4 . 0=。 (3)确定切削速度v 根据计算公式确定切削速度 v yx p m z v k fat dc v vv v 0 = 其中， 1 . 12= v c，3 . 0= v z，2 . 0= v x，65 . 0 = v y，4 . 0=m，91 . 0 = v k， min45=t min42 . 8 91 . 0 4 . 0145 9 1 . 12 65 . 0 2 . 04 . 0 3 . 0 mv= = min80.297 9 42 . 8 10001000 0 r d v n= = 根据 z3025 机床标准主轴转速，选取min250rn =，实际转速为 min07 . 7 1000 2509 1000 0 m nd v= = 2.基本时间 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 21 fn lll t fw m 1 + = 工件切削部分长度：mmlw30= 切入量：mm d l r m f 7 . 53cos 2 =+= 超出量：mml42 1= min377 . 0 = m t 工序 12：粗车mm23孔外端面 机床：ca6140 卧式车床 刀具：高速钢可转位刀具 1.切削量 （1）确定背吃刀量mmap5 . 2= （2）确定进给量 f 根据刀具材料进给量rmmf/2 . 0= （3）确定切削速度v min/5030mv = min/51.53031.318 1000 r d v n= 根据 ca6140 机床的主轴转速取min/500rn =，实际转速为 min/12.47 1000 50030 1000 m dn v= = 2.基本时间 fn lll fn l tj 21+ + = = j t0.12min 工序 12：半精车mm23孔外端面 机床：ca6140 卧式车床 刀具：高速钢可转位刀具 1.切削量 （1）确定背吃刀量mmap1= 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 22 （2）确定进给量 f 根据刀具材料rmmf/2 . 0= （3）确定切削速度v min/5030mv = min/62.63697.381 1000 r d v n= 根据 ca6140 机床的主轴转速取min/560rn =，实际转速为 min/98.43 1000 56025 1000 m dn v= = 3.基本时间 fn lll fn l tj 21+ + = = j t0.11min 2.7 本章小结本章小结 本章主要描述机械加工的工艺规程，工艺规程是指导施工的技术文件。一般 包括以下内容：零件加工的工艺路线，各工序的具体加工内容，切削用量、工时 定额以及所采用的设备和工艺装备等。 在车间生产过程包括直接改变工件形状、尺寸、位置和性质等主要过程，还 包括运输、保管、磨刀、设备维修等辅助过程。生产过程中，按一定顺序逐渐改 变生产对象的形状、尺寸、位置和性质使其成为预期产品的这部分主要过程称之 为工艺过程。零件依次通过的全部加工过程称为工艺路线或工艺流程。技术人员 根据工件产量、设备条件和工人技术情况等，确定并且用工艺文件规定的机械加 工工艺过程，称为机械加工工艺规程。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机 械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。因此，机械加工工艺规程在机械加工 中起着重要的作用，主要包括以下的几个方面： 1） 工艺规程是指导生产的主要技术文件 机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工 成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作 为共同依据。如处理质量事故，应按工艺规程来确定各有关单位、人员的责任。 2） 工艺规程是生产准备工作的主要依据 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 23 车间要生产新零件时，首先要制订该零件的机械加工工艺规程，再根据工艺 规程进行生产准备。如：新零件加工工艺中的关键工序的分析研究；准备所需的 刀、夹、量具（外购或自行制造）；原材料及毛坯的采购或制造；新设备的购置 或旧设备改装等，均必须根据工艺来进行。 3） 工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件 新建（改.扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程 确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动 力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。 此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工艺规 程可以缩短工厂摸索和试制的过程。因此，工艺规程的制订是对于工厂的生产和 发展起到非常重要的作用，是工厂的基本技术文件。 苏州科技学院天平学院本科生毕业设计（论文） 24 第第 3 章章 曲柄的夹具设计曲柄的夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。需要设计专用夹具。 在设计夹具时，必须考虑到所设计的夹具应满足下列几个要求。 1）保证加工精度。