支架加工工艺及夹具设计-钻25孔夹具【含CAD图纸和文档全套资料】
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航空报国 壮志凌云 成都航空职业技术学院 航空制造工程系1965毕业设计任务书姓 名王鸿雁专 业飞机制造专业班 级112344题 目支架的机加工工艺设计与夹具设计任务要求工作内容：砂轮架的支架的机加工工艺设计与夹具设计。任务要求：1.识读支架零件图，掌握零件的结构和零件的用途。2.支架的二维平面图绘制。3.支架的三维模型建立。4.零件的工工艺性分析与零件工艺设计。5.专用夹具设计。6.完成毕业论文。工作进度：1月01日-1月10日：确定课题。1月10日-1月15日：开题报告。1月16日-1月25日：阅读文献，查阅相关国家标准，做好毕业设计相关准备工作。1月26日-4月30日：完成毕业设计相关工作。5月01日-5月31日：完成毕业论文。6月01日-6月10日：答辩。成果形式：1.零件的零件图、毛坯图。2.支架的加工工艺卡片。3.专用夹具的三维模型与装配图。4.毕业论文。参考文献：机械制图 工程力学 公差配合与测量技术 机械设计手册 机械加工工艺手册 机械设计基础 机械制造工艺学 学 生： 指导教师： 教研室主任： 注：1.任务书由指导教师填写，学生、教师、室主任签字生效，必须以书面形式下达给学生。2.任务书是评定学生毕业设计成绩的重要依据，任务和要求应该具体明确。3.此表仅给各专业下达毕业设计任务书时做参考。机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 1 页车间工段工序号材料牌号机加工二30HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣40圆柱台上端面面铣刀，专用夹具，游标卡尺5002.670.2310.1123机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 2 页车间工段工序号材料牌号机加工二40HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣40圆柱台下端面面铣刀，专用夹具，游标卡尺1000.330.0330.310. 22机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 3 页车间工段工序号材料牌号机加工二50HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣40圆柱台下端面面铣刀，专用夹具，游标卡尺2000.320.80.110.17机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 4 页车间工段工序号材料牌号机加工二60HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣R30半圆柱下端面面铣刀，专用夹具，游标卡尺4001.270.5310.723机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 5 页车间工段工序号材料牌号机加工二70HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件摇臂钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1钻扩铰25mm的孔钻头，铰刀，专用夹具，游标卡尺1500.490.015210.452机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 6 页车间工段工序号材料牌号机加工二80HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣宽度为50h6的台阶面面铣刀，专用夹具，游标卡尺7500.20.1110.22机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 7 页车间工段工序号材料牌号机加工二90HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件摇臂钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1钻2-13mm 的孔钻头，铰刀，专用夹具，游标卡尺8002.720.3310.38机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 8 页车间工段工序号材料牌号机加工二100HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件摇臂钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1钻M6底孔，然后攻丝M6孔钻头，铰刀，专用夹具，游标卡尺10000.20.2110.38机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架零件名称支架共9页第 9 页车间工段工序号材料牌号机加工二110HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件镗床T681夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1镗40H7mm孔(与其他工件装配好)镗刀，专用夹具，游标卡尺6800.20.2110.38工 艺 过 程 卡产品型号零（部）件图号共1 页产品名称支架零（部）件名称支架第1 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间设 备工 艺 装 备工 时名称、型号编号夹 具辅具刀、量具准终单件10铸造铸造铸20时效时效热30铣铣40圆柱台上端面金立式铣床X52K专用夹具游标卡尺面铣刀6min6min40铣铣40圆柱台下端面金立式铣床X52K专用夹具游标卡尺面铣刀6min6min50铣铣R30半圆柱上端面金立式铣床X52K专用夹具游标卡尺面铣刀5min5min60铣铣R30半圆柱下端面金立式铣床X52K专用夹具游标卡尺面铣刀5min5min70钻钻扩铰25mm的孔金摇臂钻床Z525专用夹具游标卡尺钻头，铰刀14min14min80铣铣宽度为50h6的台阶面金立式铣床X52K专用夹具游标卡尺面铣刀5min5min90钻钻2-13mm 的孔金摇臂钻床Z525专用夹具游标卡尺钻头，铰刀14min14min100钻钻M6底孔，然后攻丝M6孔金摇臂钻床Z525专用夹具游标卡尺钻头，丝锥14min14min110镗镗40H7mm孔(与其他工件装配好)金镗床T68专用夹具游标卡尺镗刀14min14min120去毛刺清洗去毛刺130验收验收140入库入库编 制审 核会 签标记处数更改文件号签 字日 期标 记处数更改文件号签 字日 期高卉林I 设 计 题 目支架加工工艺和夹具设计 所属系部所属专业 所属班级学 号 学生姓名指导教师 起讫日期 摘要 II 本次设计是对支架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。支架零件 的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证 孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划 分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以支架大外圆端面作为粗基准， 以支架大外圆端面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支架大外圆 端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序 外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。整个加工过程均选用机床。 关键词关键词:支架，加工工艺，专用夹具 III AbstractAbstract The design of a wide range of knowledge concerning the manufacturing process and mechanical design of jigs and fixtures , metal -cutting machine tools , tolerance and measurement. Fork fixture design process planning and milling machining parts that include process design, process design, and special fixture design of three parts. In the process of designing the parts to be the first analysis to understand the parts of the process re-design the structure of the blank , and select the machining datum good parts , the design process route parts ; then the part of each step of the process to calculate the size of a key is to determine the technical equipment and cutting the amount of each process ; then dedicated fixture design , select the design of the various components of the fixture , such as positioning elements , clamping elements , guiding element , clamp connections and machine parts and other components ; positioning error generated when calculating the fixture , analytical rationality and inadequacies fixture structure and attention to improving the design in the future . Keywords : fork , processes, cutting the amount of clamping IV 目 录 摘要.II 目 录IV 第 1 章 序言1 1.1 机械加工工艺概述.1 1.2 机械加工工艺流程1 1.3 夹具概述2 1.4 机床夹具的功能2 1.5 机床夹具的发展趋势3 1.5.1 机床夹具的现状.3 1.5.2 现代机床夹具的发展方向.3 第 2 章 支架加工工艺规程设计5 2.1 零件的分析5 2.1.1 零件的作用.5 2.1.2 零件的工艺分析.5 2.2 工艺过程设计所应采取的相应措施5 2.3 支架加工定位基准的选择6 2.3.1 确定毛坯的制造形式6 2.3.2 粗基准的选择.6 2.3.3 精基准的选择.6 2.4 工艺路线的制定.6 2.4.1 工艺方案一7 2.4.2 工艺方案二7 2.4.3 工艺方案的比较与分析8 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定9 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）10 2.7 时间定额计算及生产安排22 V 2.8 本章小结.24 3 钻孔夹具设计25 3.1 夹具的夹紧装置和定位装置.25 3.2 夹具的导向.26 3.3 定位方案分析与比较（列举了 3 种方案）.26 3.4 钻孔与工件之间的切屑间隙28 3.5 钻模板.29 3.6 定位误差的分析29 3.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用.30 3.8 确定夹具体结构和总体结构32 3.9 夹具设计及操作的简要说明.33 结论34 致谢35 参考文献36 1 第 1 章 序言 1.1 机械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质 使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直 接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过 程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个 加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和 性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面 说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等 等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程， 并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每 个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某 个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 1.2 机械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一， 它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书 写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工 件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目 及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 2 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高 经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变 化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程 进行修订和完善。 1.3 夹具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、 热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一 种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本 等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的 地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺 正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依 靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和 某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状 复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展， 极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工 艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革 新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有 着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺 装备。 1.4 机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准 面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位 置精度要求。 （2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。 因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 3 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀 块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导 其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模） 也具有导向功能。 1.5 机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发 展成为门类齐全的工艺装备。 1.5.1 机床夹具的现状机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件 种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应 市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面， 在多品种生产的企业中，约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损 量仅为 15%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术 （GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 1.5.2 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方 面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹 具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密 车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1m 内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 0.20.5m。 高效化 4 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率， 减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧 动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右； 在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/min 的 条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组 合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件 的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹 具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹 具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基 础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能 用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹 具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要 是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我 国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991 以及各类通用夹具、组合 夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备 周期，降低生产总成本。 5 第 2 章 支架加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.12.1.1 零件的作用零件的作用 题目给出的零件是支架。支架的主要作用是载重后，使能够得到延伸，伸展，能有正常的 固定安装作用。加工质量会影响的工作精度、使用性能和寿命。支架主要作用是固定工件部分 功能、导向功能。 图 2.1 支架零件图 2.1.22.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 由支架零件图知可将其分为两组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （1）以上下端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：。上下端面端面的铣削， 加侧面6.3Ram （2）以孔为主要加工表面的加工孔25mm （3）以孔为主要加工表面的加工孔 40mm 2.2 工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度 要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的 尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工 6 其他平面。然后再加工孔系。支架的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平 面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切 去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 支架零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和 精加工阶段以保证孔系加工精度。 由于支架的生产量很大。怎样满足支架生产率要求也是过程中的主要考虑因素。 2.3 支架加工定位基准的选择 2.3.12.3.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以 采用铸造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。 2.3.22.3.2 粗基准的选择粗基准的选择 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。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。 为了满足上述要求，基准选择以支架大外圆端面作为粗基准，先以支架大外圆端面互为基 准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定 位加工其他孔与平面。 2.3.32.3.3 精基准的选择精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸 换算。 7 2.4 工艺路线的制定 由于生产类型为大批生产，应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 2.4.12.4.1 工艺工艺 方案一方案一 表表 2.12.1 工艺工艺 方案一表方案一表 10铸造铸造 20时效时效 30铣铣 40 圆柱台上端面 40铣铣 40 圆柱台下端面 50铣铣 R30 半圆柱上端面 60铣铣 R30 半圆柱下端面 70钻钻扩铰 25mm 的孔 80铣铣宽度为 50h6 的台阶面 90钻钻 2-13mm 的孔 100钻钻 M6 底孔，然后攻丝 M6 孔 110镗镗40H7mm 孔(与其他工件装 配好)120去毛刺清洗去毛刺 130验收验收 140入库入库 8 2.4.22.4.2 工艺方案二工艺方案二 表表 2.22.2 工艺方案二表工艺方案二表 10铸造铸造 20时效时效 30铣铣 40 圆柱台上端面 40铣铣 40 圆柱台下端面 50铣铣 R30 半圆柱上端面 60铣铣 R30 半圆柱下端面 70铣铣宽度为 50h6 的台阶面 80钻钻扩铰 25mm 的孔 90钻钻 2-13mm 的孔 100钻钻 M6 底孔，然后攻丝 M6 孔 110镗镗40H7mm 孔(与其他工件装 配好)120去毛刺清洗去毛刺 130验收验收 140入库入库 9 2.4.32.4.3 工艺方案的比较与分析工艺方案的比较与分析 上述两 个工艺方 案的特点 在于：方案 一是先加 工端面， 然后再以 此为基面 加工孔， 再加工， 最后加工 孔的内外 侧面以及 宽度为 4 mm的开 口槽铣， 则与方案 二相反， 所以合理 具体加工 艺如下： 表表 2.32.3 工工 艺方案表艺方案表 10铸造铸造 20时效时效 30铣铣 40 圆柱台上端面 40铣铣 40 圆柱台下端面 50铣铣 R30 半圆柱上端面 60铣铣 R30 半圆柱下端面 70钻钻扩铰 25mm 的孔 80铣铣宽度为 50h6 的台阶面 90钻钻 2-13mm 的孔 100钻钻 M6 底孔，然后攻丝 M6 孔 110镗镗40H7mm 孔(与其他工件装 配好)120去毛刺清洗去毛刺 130验收验收 140入库入库 10 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “支架”零件材料为 HT200，硬度 HBS 为 149187，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 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： (1) 铣端面 考虑其加工表面粗糙度要求为，可以先粗铣，再精铣，根据机械加工工艺手册6.3Ram 表 2.3-5，取 2Z=5已能满足要求mm (2) 加工孔 其表面粗糙度要求较高为，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，根据机械加1.6Ram 工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为： 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 30：铣 40 圆柱台上端面 11 机床：铣床X52K 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数，细齿数63dmm6Z 10Z （1）、粗铣 铣削深度： w a3 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.08/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 机床主轴转速： 式（2-1）n 0 1000V n d 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d n 1000 30 (101 201) /min 3.14 63 r 根据机械加工工艺师手册表 11-4，取169 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 169 33.4/min 10001000 d n Vm 工作台每分进给量： 式（2-2） m f mzw ff zn 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n169n m f0.08 6 16981.12/minmm 取80/min m fmm 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度： 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 式（2-3） 1j t 12 1 j m lll t f 取，, 代入公式（2-3）得：60l 1 30l 2 2l 80 m f 1 j t 60302 1.15min 80 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为 11 22 1.152.3min j tt （2）、精铣 12 铣削深度： w a2 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.06/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师n 0 10001000 30 (101 201) /min 3.14 63 V nr d 手册表 11-4，取210 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 210 41.5/min 10001000 d n Vm 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n210n 工作台每分进给量： m f0.06 10 210126/min mzw ff znmm 根据机械加工工艺师手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取，代入公式（2-3）得：60lmm 1 30l mml2 2 机动时间：以上为铣一个端面的机动时间， 1j t 12 2 60302 0.73min 126 j m lll t f 故本工序机动工时为 11 22 0.731.46min j tt 工序 40：铣 40 圆柱台下端面 机床：铣床X52K 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数，细齿数63dmm6Z 10Z （1）、粗铣 铣削深度： w a3 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.08/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 机床主轴转速： 式（2-n 0 1000V n d 1） 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d 13 n 1000 30 (101 201) /min 3.14 63 r 根据机械加工工艺师手册表 11-4，取169 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 169 33.4/min 10001000 d n Vm 工作台每分进给量： 式（2-2） m f mzw ff zn 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n169n m f0.08 6 16981.12/minmm 取80/min m fmm 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度： 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 式（2-3） 1j t 12 1 j m lll t f 取，, 代入公式（2-3）得：60l 1 30l 2 2l 80 m f 1 j t 60302 1.15min 80 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为 11 22 1.152.3min j tt （2）、精铣 铣削深度： w a2 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.06/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师n 0 10001000 30 (101 201) /min 3.14 63 V nr d 手册表 11-4，取210 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 210 41.5/min 10001000 d n Vm 14 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n210n 工作台每分进给量： m f0.06 10 210126/min mzw ff znmm 根据机械加工工艺师手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取，代入公式（2-3）得：60lmm 1 30l mml2 2 机动时间：以上为铣一个端面的机动时间， 1j t 12 2 60302 0.73min 126 j m lll t f 故本工序机动工时为 11 22 0.731.46min j tt 工序 50：铣 R30 半圆柱上端面 机床：铣床X52K 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数，细齿数63dmm6Z 10Z （1）、粗铣 铣削深度： w a3 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.08/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 机床主轴转速： 式（2-1）n 0 1000V n d 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d n 1000 30 (101 201) /min 3.14 63 r 根据机械加工工艺师手册表 11-4，取169 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 169 33.4/min 10001000 d n Vm 工作台每分进给量： 式（2-2） m f mzw ff zn 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n169n m f0.08 6 16981.12/minmm 15 取80/min m fmm 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度： 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 式（2-3） 1j t 12 1 j m lll t f 取，, 代入公式（2-3）得：60l 1 30l 2 2l 80 m f 1 j t 60302 1.15min 80 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为 11 22 1.152.3min j tt （2）、精铣 铣削深度： w a2 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.06/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师n 0 10001000 30 (101 201) /min 3.14 63 V nr d 手册表 11-4，取210 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 210 41.5/min 10001000 d n Vm 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n210n 工作台每分进给量： m f0.06 10 210126/min mzw ff znmm 根据机械加工工艺师手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 16 取，代入公式（2-3）得：60lmm 1 30l mml2 2 机动时间：以上为铣一个端面的机动时间， 1j t 12 2 60302 0.73min 126 j m lll t f 故本工序机动工时为 11 22 0.731.46min j tt 工序 60：铣 R30 半圆柱下端面 机床：铣床X52K 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数，细齿数63dmm6Z 10Z （1）、粗铣 铣削深度： w a3 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.08/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 机床主轴转速： 式（2-1）n 0 1000V n d 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d n 1000 30 (101 201) /min 3.14 63 r 根据机械加工工艺师手册表 11-4，取169 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 169 33.4/min 10001000 d n Vm 工作台每分进给量： 式（2-2） m f mzw ff zn 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n169n m f0.08 6 16981.12/minmm 取80/min m fmm 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度： 2 lmml2 2 走刀次数为 1 17 机动时间： 式（2-3） 1j t 12 1 j m lll t f 取，, 代入公式（2-3）得：60l 1 30l 2 2l 80 m f 1 j t 60302 1.15min 80 以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为 11 22 1.152.3min j tt （2）、精铣 铣削深度： w a2 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.06/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师n 0 10001000 30 (101 201) /min 3.14 63 V nr d 手册表 11-4，取210 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 210 41.5/min 10001000 d n Vm 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n210n 工作台每分进给量： m f0.06 10 210126/min mzw ff znmm 根据机械加工工艺师手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取，代入公式（2-3）得：60lmm 1 30l mml2 2 机动时间：以上为铣一个端面的机动时间， 1j t 12 2 60302 0.73min 126 j m lll t f 故本工序机动工时为 11 22 0.731.46min j tt 工序 70：钻扩铰 25mm 的孔 18 机床：钻床Z525 刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 （1）、钻孔 切削深度： p a12.5 p amm 进给量：根据机械加工工艺师手册表 28-10，取f(0.60 0.70)/fmm r 由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则30mm (0.60 0.70) 0.75/(0.63 0.525)/fmm rmm r 根据机械加工工艺师手册表 28-13，取0.45/fmm r 取切削速度24/minVm 取=24, =35 代入公式（2-1）得V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册n 0 1000100024 218 / min 3.1430 V nr d 表 9-3，取233 /minnr 实际切削速度： V 0 3.1430233 25.6/ min 10001000 d n Vm 被切削层长度 ：l76lmm 刀具切入长度： 1 l20lmm 刀具切出长度： 2 l3lmm 走刀次数为 1 机动时间： 式 (2-4) j t 12 1 j lll t fn 取，, ,代入公式（2-4）得：60l 1 30l 2 2l 0.45f 233n 1 j t 76203 0.94min 233 0.45 （2）、扩孔 切削深度： p a1.5 p amm 进给量：根据机械加工工艺师手册表 28-30，f (0.9 1.2) 0.7(0.63 0.84)f /mm r 参照机械加工工艺师手册表 28-31，取0.72f /mm r 切削速度：参照机械加工工艺师手册表 28-31，取V19/minVm 取=19, =36.8 代入公式（2-1）得V 0 d 19 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册n 0 10001000 19 164 /min 3.14 36.8 V nr d 表 9-3 取174 /minnr 实际切削速度： V 0 3.14 36.8 174 20.1/min 10001000 d n Vm 根据机械加工工艺师手册表 28-42 被切削层长度 ：l76lmm 刀具切入长度 1 l4lmm 刀具切出长度： 2 l3lmm 走刀次数为 1 取，, ,代入公式（2-4）得：74l 1 4l 2 3l 0.72f 174n 机动时间： 1j t 12 1 7643 0.66min 174 0.72 j lll t fn （3）铰孔 切削深度： p a0.15 p amm 进给量：根据机械加工工艺师手册表 28-35，取f(0.95 2.1)/fmm r 根据机械加工工艺师手册表 28-36，取1.2/fmm r 取切削速度9.1/minVm 取=9.1, =37 代入公式（2-1）得V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册表n 0 10001000 9.1 78 /min 3.14 37 V nr d 9-3，取72 /minnr 实际切削速度： V 0 3.14 37 72 8/min 10001000 d n Vm 被切削层长度 ：l76lmm 刀具切入长度： 1 l5lmm 刀具切出长度： 2 l20lmm 走刀次数为 1 取，, ,代入公式（2-4）得：76l 1 5l 2 20l 1.2f 72n 机动时间： j t 12 1 76520 1.16min 72 1.2 j lll t fn 20 工序 80：铣宽度为 50h6 的台阶面 机床：专用铣床 刀具：高速刚锯片铣刀 粗齿数 80dmm20Z 4L 铣削深度： w a2 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a0.05/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取，V(20 40)/minVm 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册表n 0 10001000 30 120 /min 3.14 80 V nr d 11-5，取118 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 80 115 28.8/min 10001000 d n Vm 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.05 f a 20Z w n118n 工作台每分进给量： m f0.05 20 118118/min mzw ff znmm 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l20lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取，, 代入公式（2-3）得：20l 1 30l 2 2l 118 m f 机动时间： 1j t 12 1 20302 0.44min 118 j m lll t f 工序90：钻2-13mm 的孔 机床：专用钻床 Z525 刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 （1）、钻孔 进给量：根据机械加工工艺师手册表 28-10，取f(0.45 0.55)/fmm r 由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 (0.45 0.55) 0.75/(0.33 0.41)/fmm rmm r 根据机械加工工艺师手册表 28-13，取0.32/fmm r 取切削速度24/minVm 21 取=24, =28 代入公式（2-1）得V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册表n 0 10001000 24 272 /min 3.14 28 V nr d 9-3，取233 /minnr 实际切削速度： V 0 3.14 28 233 20.4/min 10001000 d n Vm 被切削层长度 ：l22lmm 刀具切入长度： 1 l20lmm 刀具切出长度： 2 l3lmm 走刀次数为 1 取，, ,代入公式（2-4）得：22l 1 20l 2 3l 0.45f 233n 机动时间： j t 12 1 22203 0.43min 233 0.45 j lll t fn 以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 11 22 0.430.86min j tt （2）、扩孔 切削深度： p a1.5 p amm 进给量：根据机械加工工艺师手册表 28-30，f (0.8 1.0) 0.7(0.560.7)f /mm r 参照机械加工工艺师手册表 28-31，取0.6f /mm r 切削速度：参照机械加工工艺师手册表 28-31，取V19.8/minVm 取=19.8, =29.8 代入公式（2-1）得V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册n 0 10001000 19.8 211 /min 3.14 29.8 V nr d 表 9-3 取233 /minnr 实际切削速度： V 0 3.14 29.8 233 21.8/min 10001000 d n Vm 根据机械加工工艺师手册表 28-42 被切削层长度 ：l22lmm 刀具切入长度 1 l4lmm 刀具切出长度： 2 l3lmm 22 走刀次数为 1 取，, ,代入公式（2-4）得：22l 1 4l 2 3l 0.6f 233n 机动时间： 1j t 12 1 2243 0.20min 233 0.6 j lll t fn 以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 11 22 0.200.40min j tt 工序 100：钻 M6 底孔 5，攻丝 M6 孔 （1）、钻孔 切削深度： p a2.5 p amm 进给量：根据机械加工工艺师手册表 28-10，取f(0.22 0.28)/fmm r 由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 (0.20 0.28) 0.75/(0.165 0.21)/fmm rmm r 根据机械加工工艺师手册表 28-13，取0.20/fmm r 取切削速度24/minVm 取=24, =9 代入公式（2-1）得V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺师手册n 0 1000100024 849 / min 3.146.8 V nr d 表 9-3，取772 /minnr 实际切削速度： V 0 3.146.8772 21.8/ min 10001000 d n Vm 被切削层长度 ：l48lmm 刀具切入长度： 1 l8lmm 刀具切出长度： 2 l3lmm 走刀次数为 1 取，,
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