毕业设计（论文）-泵体零件加工工艺及专用机床夹具设计（全套图纸）.pdf

- I - 毕业设计报告(论文) 报告(论文)题目： 齿轮泵体零件加工工艺及 专用机床夹具设计 作者所在系部： 作者所在专业： 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： - II - 摘 要 在机床上加工工件时， 定位和夹紧的全过程称为“安装”。 在机床上用来完成工件安 装任务的重要工艺装备，就是各类夹具中应用最为广泛的“机床夹具”。 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且 有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则 需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。 本设计的主要内容是设计车床夹具和铣床 夹具，需要对齿轮泵体上 48 的孔进行车削加工 2M8 螺纹孔外侧端面的铣削加工。 泵体零件上往往都有各种不同用途和不同精度的孔需要加工。 在机械加工中， 孔的加 工量所占比例较大，其中钻头、扩孔钻、铰刀、镗刀等定尺寸刀具加工占相当多数。这时， 除了要保证孔的尺寸精度外，还要达到孔的位置精度要求。在单件小批量生产中，用划线 后找正孔轴线位置方法加工。 在批量生产中一般都采用钻床夹具与镗床夹具， 钻床夹具又 称钻模，镗床夹具又称镗模，通过钻套、镗套引导刀具进行加工可准确地确定刀具与工件 之间的相对位置。 关键词 通用夹具 专用夹具 钻床夹具 车床夹具 齿轮泵体 全套图纸加 153893706 - III - Abstract In the machine machining, positioning and clamping process called installation. The machine used to complete the task of workpiece installation of process equipment, is an important fixture in the most widely used the machine tools fixture. There are many kinds of the machine tools fixture, among them, use the widest range of general fixture, size, and there has been more standardized professional factory production. And widely used in mass production, designed for a workpiece machining processes and special fixture service to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The design of the main content is boring and milling machine fixture design jigs, need to pump body 48 holes on the attachment left end fine machining milling. Pump body parts are usually different purposes and accuracy of the hole machining. In machining, the hole of manufactured, among which the proportion of drilling, reaming, reamer, boring tools for size of such a sizable majority. At this time, except to ensure the accuracy of the size of the hole hole, but also achieve the position precision requirements. In single small batch production, use crossed for positive hole axis position after processing methods. In batch production in general by drilling and boring fixture, drilling fixture and diamond fixture, boring fixture and say, boring, boring set by drilling tools for processing guide can accurately determine tool and the relative position between the workpiece. Key word General fixture Special jig Drilling fixture turning attachment Pump body - 4 - 第 1 章 绪论 1.1 机床夹具概述 1.1.1 机床夹具 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。 1.1.2 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。 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。 1.1.3 机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面。然而，在不同的生产条件 下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求、生产成本和工人操 作方面的要求，以达到预期的效果。 1保证精度 用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其它生产条件 - 5 - 的依赖性，故在精密加工中广泛地使用夹具，并且它还是全面质量管理的一个环节。 夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、 机床的切削成 形运动的位置被确定， 所以工件在加工中的正确位置得到保证， 从而夹具能满足工件的加 工精度要求。 2提高劳动生产率 使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短 辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。 3改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便餐、省力、安全。当采用气压、液压 等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产。 4降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技 术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。 5保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。 例如，夹具设计往往也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要工艺手段之一。 6扩大机床工艺范围 这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。如 在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹以加工较复杂的成形面。 1.2 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。 1.2.1 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。 1.2.2 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 - 6 - 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 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 9000r/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。 第 2 章 工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目所给的零件是齿轮泵体零件， 该零件是机器的基础零件， 其作用是将机器和部件 中的轴、 套、 齿轮等有关零件联成一个整体， 并使之保持正确的相对位置， 彼此协调工作， 以传递动力、改变速度、完成机器或部件的预定功能。要求箱体零件要有足够的刚度和强 度， 良好的密封性和散热性。 因此， 箱体零的加工质量直接影响机器的性能、 精度和寿命。 2.1.2 零件的工艺分析 - 7 - 1、零件形状： 此齿轮泵体的外形较简单，有许多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是轴孔，轴 孔之间有相当高的位置和形状的要求 。现分析结构特点如下： （1）外形基本上是多个圆柱面组成的封闭式多面体； （2）结构形状比较简单，内部为空腔形； （3）齿轮泵体的加工面，仅为左右俩侧面，此外还有精度要求较高的配作孔。 2、技术要求如下： （1）尺寸精度 内孔的尺寸精度、表面粗糙度要求。 （2）为满足齿轮泵体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面 与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求。 2.2 毛坏的选择 根据零件图可知，零件材料为灰口铸铁，零件形状为非圆柱体，且属于大批生产，因 此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料。 2.3 工艺路线的拟定 2.3.1 孔和平面加工分析 此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，加工过程中的主要问题是保证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。 由于生产量也相当大， 怎样满足生产率的要求也是零件加工过程中的主要考虑因 素。 1、孔和平面的加工顺序 零件的加工应遵循先面后孔的原则： 即先加工齿轮泵体上的基准平面， 以基准平 面定位加工其他平面，然后再加工孔系。齿轮泵体零件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。 齿轮泵体零件的加工工艺应遵循粗精加工基准面的原则， 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。 这样处理还有一个好处就是在粗加工以 后零件表面有应力集中的现象，粗精分开可以在粗加工以后进行热处理以消除应力。 2、镗孔加工方案选择 齿轮泵体零件孔加工方案，应选择能够满足孔加工精度要求的加工方法及设备。 除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外， 也要适当考虑经济因素。 在满足精度要求及 生产率的条件下，应选择最经济的机床。 - 8 - 根据齿轮泵体零件图所示的精度要求和生产率要求， 当前应选用在组合机床上用 镗模法镗孔较为适宜。 （1）用镗模法镗孔 在大批量生产中， 泵体镗孔加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。 镗模夹具 是按照工件孔系的加工要求设计制造的。 当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时， 镗模的精 度就直接保证了关键孔的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。 因此， 可以用几把刀同时加 工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和 装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获 得的加工精度也受到一定限制。 （2）用卧式镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产 品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适 应这种要求，而卧式镗孔却能适应这种要求。 综合以上的特点，本零件镗孔的加工采用卧式镗床镗孔。 2.3.2 定位基准的选择 粗基准的选择： 采用齿轮泵体上底面做粗基准， 考虑到此面表面较为平整， 没有浇口、 冒口，符合粗基准的选择条件。 精基准的选择：采用齿轮泵体上右侧面作为精基准，考虑到此平面比较大，并且此平 面有定位孔，可以实现齿轮泵体零件“一面两孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工 也可以用它来定位,这样的工艺路线遵循了“基准统一”的原则。 2.3.3 拟定工艺路线 初步拟定的工艺路线： 工序 1 铸造毛坯。 工序 2 人工时效温度（500550）消除应力。 工序 3 非加工表面喷漆。 工序 4 粗铣右侧面。 工序 5 粗铣左侧面。 工序 6 精铣右侧面。 工序 7 精铣左侧面。 工序 8 钻沉头孔 47 孔及锪孔至 412，深度 4。 工序 9 粗镗48 内孔。 工序 10 精镗48 内孔。 - 9 - 工序 11 粗车、精车48 端面。 工序 12 粗镗52 内孔。 工序 13 精镗52 内孔。 工序 14 钻 5-M5 螺纹孔，攻螺纹。 工序 15 钻、铰孔12。 工序 16 钻孔8。 工序 17 钻、铰孔12 011 . 0 0 + 。 工序 18 铣 2M8 螺纹孔外侧端面。 工序 19 钻 2M8 螺纹孔，攻螺纹。 工序 20 检验。 工序 21 入库。 上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则但某些工序有些问题还值得进一步讨论。 如 钻孔12 和钻孔8 可在同一台钻床下完成并同时应用同一套夹具， 这样节省了一套夹具 和节约装夹时间并且保证同轴度。 修改后的工艺路线： 工序 1 铸造毛坯。 工序 2 人工时效温度（500550）消除应力。 工序 3 非加工表面喷漆。 工序 4 粗铣右侧面。以左侧面作为粗基准，内表面进行夹紧。选用 X62W 卧式万 能铣床和专用夹具。 工序 5 精铣右侧面。以左侧面作为精基准，内表面进行夹紧。选用 X62W 卧式万 能铣床和专用夹具。 工序 6 粗铣左侧面。以右侧面作为粗基准。选用立式铣床 X52 和专用夹具。 工序 7 精铣左侧面。以右侧面作为精基准。选用立式铣床 X52 和专用夹具。 工序 8 钻沉头孔 47 孔及锪孔至 412，深度 4。以左侧面作为基准，内 表面进行夹紧。选用立式钻床 Z535 和专用夹具。 工序 9 钻 5-M5 螺纹孔，攻螺纹。以右侧面及两个工艺孔作为基准。选用专用立 式钻床 Z535 和专用夹具。 工序 10 粗镗48 内孔。以左侧面作为粗基准，内表面进行夹紧。选用卧式镗床 T611 和专用夹具。 工序 11 精镗48 内孔。以左侧面作为精基准，内表面进行夹紧。选用卧式镗床 T611 和专用夹具。 工序 12 粗车、精车48 端面。以左侧面作为精基准，一面两孔定位，压板夹紧。 - 10 - 选用 C620-1 卧式车床和专用夹具。 工序 13 钻、铰孔12 和钻孔8。以右侧面及两个工艺孔作为基准。选用专用立 式钻床 Z535 和专用夹具。 工序 14 粗镗52 内孔。以右侧面作为粗基准。选用卧式镗床 T611 和专用夹具。 工序 15 精镗52 内孔。以右侧面及两个工艺孔作为精基准。选用卧式镗床 T611 和专用夹具。 工序 16 钻、铰孔12 011 . 0 0 + 。以右侧面及两个工艺孔作为基准。选用专用立式钻床 Z535 和专用夹具。 工序 17 铣 2M8 螺纹孔外侧端面。以左侧面及两个工艺孔作为基准。选用 X62W 卧式万能铣床和专用夹具。 工序 18 钻 2M8 螺纹孔，攻螺纹。以左侧面及两个工艺孔作为基准。选用专用立 式钻床 Z535 和专用夹具。 工序 19 检验。 工序 20 入库。 2.4 加工余量的确定 齿轮泵体零件材料采用灰铸铁制造。材料为 HT200，根据机械制造工艺设计简明手 册查得各种铸铁的性能比较，得灰铸铁的硬度 HB 为 143269， 灰铸铁的物理性能， HT200 密度=7.27.3)/( 3 cmg，计算零件毛坯的重量约为 1 kg。根据原始资料，该零 件为 5000 件/年的年产量，毛坯重量估算为 1kg100kg。查金属机械加工工艺手册工 艺表 17-5 机械加工车间的生产性质为轻型，确定为大批生产。查机械制造技术基础 第 3 版表 6-4，确定毛坯铸件的制造方法为金属模机器造型。 根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查机械制 造工艺设计简明手册表 2.2-5 根据铸造的类别、特点、应用范围和铸造方法的经济合理 性，按表确定机器造型金属模的加工余量等级为 F 级,尺寸公差等级为 7-9 级，选择 CT8 级精度。 2.4.1 左、右两侧面的加工余量 根据工序要求，左、右两侧面粗糙度要求均为mRa3 . 6= ，参照机械制造工艺设 计简明手册表 1.4-8，查得采用粗铣、半精铣两道加工工序完成，经济精度选为 IT11。 参照机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，其加工余量规定为mm0 . 25 . 1， 现取 mm0 . 2 。参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-21，粗铣后精铣，加工长度 mm300，加工宽度 mm100 ，那么精铣余量为 mm1 ，粗铣余量为 mm1 。则铸件毛坯的 基本尺寸为 mm700 . 20 . 266=+ ，根据机械制造工艺设计简明手册表 2.2-1，铸件尺 - 11 - 寸公差等级选用 CT8。可得铸件尺寸公差为 mm6 . 1 。 则： 毛坯的名义尺寸为：mm700 . 20 . 266=+ 毛坯最小尺寸为：mm2 .698 . 070= 毛坯最大尺寸为：mm8 .708 . 070=+ 2.4.2 镗48 孔的加工余量 48 孔：内孔表面粗糙度要求mRa2 . 3=，参照机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7，采用粗镗、半精镗两个工序完成，经济精度选为 IT10。根据机械制造工艺设计 简明手册表 2.2-1，可得铸件尺寸公差为mm4 . 1。 粗镗：48 孔，参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10,其余量值为 mm3 ； 半精镗：48 孔，参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10,其余量值为 mm2 。 则： 铸孔毛坯名义尺寸分别为：mm432348= 毛坯最小尺寸分别为：mm3 .427 . 043= 毛坯最大尺寸分别为：mm7 .437 . 043=+ 2.4.3 车48 端面的加工余量 根据工艺要求， 48 的端面粗糙度要求mRa2 . 3= ， 公差要求为自由公差， 参照 机 械制造工艺设计简明手册表 1.4-8，查得采用粗车、精车两道加工工序。 参照机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，其加工余量选为mm2。则铸件毛 坯的基本尺寸为 mm102210=+ ，根据机械制造工艺设计简明手册表 2.2-1，铸件 尺寸公差等级选用 CT8。可得铸件尺寸公差为mm0 . 1。 精车余量： 参照 机械制造工艺设计简明手册 表 2.3-5， 端面精车余量为mm5 . 0； 粗车余量： mmZ5 . 15 . 00 . 2=。现规定本工序（粗车）的加工精度为 IT11 级，因此可知本道工序的加工公差为mm22. 0（入体方向） 。 则 毛坯的名义尺寸为：mm102210=+ 毛坯最小尺寸为：mm5 .105 . 010=+ 毛坯最大尺寸为： mm5 . 95 . 010= 粗车后最大尺寸为： mm5 . 95 . 010= 粗车后最小尺寸为： mm72. 922. 05 . 9=+ 2.4.4 镗52 孔的加工余量 52 孔：内孔表面粗糙度要求mRa6 . 1=，参照机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7，采用粗镗、精镗两个工序完成，经济精度选为 IT10。根据机械制造工艺设计简 明手册表 2.2-1，可得铸件尺寸公差为mm4 . 1。 粗镗：52 孔，参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10,其余量值为 mm3 ； 半精镗：52 孔，参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10,其余量值为 mm2 。 - 12 - 则 铸孔毛坯名义尺寸分别为：mm472352= 毛坯最小尺寸分别为：mm3 .467 . 047= 毛坯最大尺寸分别为：mm7 .477 . 047=+ 2.4.5 钻、铰孔12 的加工余量 12 孔：内孔表面粗糙度要求mRa2 . 3=，参照机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7，采用钻、铰两个工序完成，经济精度选为 IT9。毛坯为实心，不冲出孔。参照机 械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 确定工序尺寸余量为： 钻孔：11.8 铰孔：12 加工余量mmZ2 . 02= 2.4.6 钻、铰孔12 011 . 0 0 + 的加工余量 12 011 . 0 0 + 孔：内孔表面粗糙度要求 mRa2 . 3= ，参照机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-7，采用钻、铰两个工序完成，经济精度选为 IT9。毛坯为实心，不冲出孔。参照 机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 确定工序尺寸余量为： 钻孔：11.8 铰孔：12 mmZ2 . 02= 2.4.7 铣 2M8 螺纹孔外侧端面的加工余量 根据工艺要求，此外侧端面粗糙度要求mRa5 .12= ，公差要求为自由公差，参 照机械制造工艺设计简明手册表 1.4-8，查得采用粗铣的加工方法即可，经济精度选 为 IT13。 参照机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，其加工余量规定为mm0 . 25 . 1， 现取 mm0 . 2 。则铸件毛坯的基本尺寸为mm760 . 20 . 272=+，根据机械制造工艺设计 简明手册表 2.2-1，铸件尺寸公差等级选用 CT8。可得铸件尺寸公差为mm6 . 1。 则 毛坯的名义尺寸为：mm760 . 20 . 272=+ 毛坯最小尺寸为：mm2 .758 . 076= 毛坯最大尺寸为：mm8 .768 . 076=+ 2.5 工序尺寸及其公差的确定 2.5.1 铣右侧面 本工序定位基准和设计基准重合，则查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-8 和 互换性与测量技术基础表 2-4 并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 半精铣 IT11 0.19 Z=1 67 0 9.10 粗铣 IT12 0.3 Z=1 69 0 .30 - 13 - 加工前 1.6 708 . 0 2.5.2 铣左侧面 本工序定位基准和设计基准重合， 则查 机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8 和 互 换性与测量技术基础表 2-4 并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 半精铣 IT11 0.19 Z=1 66 0 9.10 粗铣 IT12 0.3 Z=1 6 0 .30 加工前 1.6 698 . 0 2.5.3 钻沉头孔 47 孔及锪孔至 412 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7 和互换性与测量技术基础表 2-4 并计 算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 锪孔至 412 IT11 0.1 Z= 12 11. 0 0 + 钻 47 IT 11 0. Z= 7 09. 0 0 + 2.5.4 镗48 内孔 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7 和互换性与测量技术基础表 2-4 并计 算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 半精镗 IT9 0.062 2 48 062. 0 0 + 粗镗 IT10 0.1 3 46 1 . 0 0 + 加工前 1.4 437 . 0 2.5.5 车48 端面 由于本工序设计基准与定位基准不重合，要进行尺寸链的换算，如图所示： 本工序要要间接保证工序尺寸 0 A,则 0 A为封闭环， 1 A 为增环， 2 A为减环。 计算可得， 0 A= 1 A- 2 A=66-10=56 ES( 0 A)=ES( 1 A)-EI( 2 A)=0-(-0.022)=0.022 EI( 0 A)=EI( 1 A)-ES( 2 A)=-0.19-0=-0.19 所以，封闭环 0 A 的基本尺寸和上、下偏差按“入体原则”标注为 0 212. 0 022.56 。 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 8 和互换性与测量技术基础表 2- 4 并计 算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm - 14 - 半精车 0.5 0 212. 0 022.56 粗车 IT9 0.036 1.5 9.5 0 036. 0 加工前 1.0 85 . 0 2.5.6 镗52 孔 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 7 和互换性与测量技术基础表 2- 4 并计 算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 半精镗 IT9 0.062 2 52 062. 0 0 + 粗镗 IT10 0.1 3 50 1 . 0 0 + 加工前 1.4 477 . 0 2.5.7 钻 5-M5 螺纹孔，攻螺纹 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 7、表 1.4- 14 和互换性与测量技术基础 表 2- 4 并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 攻丝 IT7 0.012 0.8 M5 012. 0 0 + 钻孔 IT12 0.12 4.2 4.2 12. 0 0 + 2.5.8 钻、铰孔12 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 7、表 1.4- 14 和互换性与测量技术基础 表 2- 4 并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 铰孔 IT8 0.027 2Z=0.2 12 027. 0 0 + 钻孔 IT12 0.18 2Z=11.8 11.8 18. 0 0 + 2.5.9 钻8 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 7、表 1.4- 14 和互换性与测量技术基础 表 2- 4 并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 钻孔 IT12 0.18 2Z=8 8 18. 0 0 + 2.5.10 钻、铰孔12 011 . 0 0 + 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 7、表 1.4- 14 和互换性与测量技术基础 表 2- 4 并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm - 15 - 铰孔 IT8 0.011 2Z=0.2 12 011. 0 0 + 钻孔 IT12 0.18 2Z=11.8 11.8 18. 0 0 + 25.11 铣 2M8 螺纹孔外侧端面 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 8、表 1.4- 14 和互换性与测量技术基础 表 2- 4 并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 粗铣 IT13 0.46 2Z=4 72 0 .460 加工前 1.6 768 . 0 25.12 钻 2-M8 螺纹孔，攻螺纹 查机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 7、表 1.4- 14 和互换性与测量技术基础表 2- 4 并计算得(工序尺寸偏差按入体原则标注)： 加工形式 公差等级 公差值 加工余量 工序尺寸及其偏差/mm 攻丝 IT7 0.012 2Z=1.3 M8 012. 0 0 + 钻孔 IT12 0.12 6.7 6.7 12. 0 0 + 第 3 章 切削用量及工时的确定 3.1 粗铣右侧面 3.1.1 加工条件 工件材料：HT200，硬度 190HBS，金属型铸造。 加工要求：铣6868的端面，粗糙度要求mRa3 . 6=。 机床：X62W 卧式万能铣床 选择刀具：根据切削用量简明手册表 1.2，选择 YG6 的硬质合金端铣刀。 根据切削用量简明手册表 3.1，mmmmap46 . 2=，mmmmae9068= 铣刀直径选取mmmmd200100 0 =。 根据切削用量简明手册表 3.16，选择mmd125 0 =，12=z。 根据切削用量简明手册表 3.2，由于灰铸铁硬度 HBS200p ，故铣刀的几何 形状取= 5 0 、=8 0 、= 20 s 、= 45 r 、= 30 r、=5 r 、mmb2 . 1= 。 3.1.2 计算切削用量 1）决定铣削深度 p a 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则mmap6 . 2=。 2）决定每齿进给量 z f - 16 - 采用不对称铣削以提高进给量。 根据切削用量简明手册表 3.5，当使用 YG6 时，铣床功率为 Kw5 . 7 （ 机械 制造工艺设计简明手册表 4.2- 38） ，rmmfz/24 . 0 14 . 0 =，但因采用不对称铣削，故可 以取rmmfz/18 . 0 =。 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为 mm5 . 1 ，由 于铣刀直径mmd125 0 =，根据切削用量简明手册表 3.8 查得刀具寿命 min180=T 。 4）决定切削速度 c v 和每分钟进给量 f v 切削速度 c v 可以根据切削用量简明手册表 3.27 中的公式计算，也可以根据 切削用量简明手册表 3.16 查得：min/86mvt=、min/220rnt=、min/415mmvft= 各修正系数为 0 . 1= MvfMnMv kkk 0 . 1= svfsnsv kkk 1 . 1= k 所以： min/ 6 . 94min/1 . 186mmvc= min/242min/1 . 1220rrknn nt = min/ 5 . 456min/1 . 1415mmmmkvv vtftf = 根据 X62W 型铣刀说明书， 机械制造工艺设计简明手册表 4.2- 39 与 4.2- 40， 选择min/235rnc=、min/475mmvfc=。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： min/ 2 . 92 1000 23512514 . 3 1000 0 m nd vc= = zmm zn v f c fc zc /17 . 0 12235 475 = = 5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表 3.24，当190=HBS，mmae70， mmap7 . 2，mmd125 0 =，12=z，min/550min/475mmmmvf=，近似为 KwPCC3 . 3=。 根据机械制造工艺设计简明手册表 4.2- 38，机床主轴允许功率为 KwKwPCM63 . 5 75 . 0 5 . 7= 故 CMCC PP,因此所选择的切削用量可以采用。 即mmap6 . 2=，min/475mmvf=， min/235rnc=，min/ 2 . 92 mvc=，zmmfz/17 . 0 =。 3.1.3 计算切削工时 计算基本工时 - 17 - i Mf L t z m = 式中， 210 llLl+= 根据机械制造工艺设计简明手册表 6.2- 7， 512504 . 0 )05 . 0 03 . 0 ( 0 =dC 402)5125(51255 . 02)(5 . 0l 001 =+=+=CdCd 4 2 =l ， 68 0 =l min4 . 1 47517 . 0 68540 = + = =i Mf L t z m 3.2 精铣右侧面 3.2.1 加工条件 工件材料：HT200，硬度 190HBS，金属型铸造。 加工要求：铣 6868 的端面，粗糙度要求mRa3 . 6=。 机床：X62W 卧式万能铣床 选择刀具：根据切削用量简明手册表 1.2，选择 YG6 的硬质合金端铣刀。 根据切削用量简明手册表 3.1，mmmmap41=，mmmmae9068= 铣刀直径选取mmmmd200100 0 =。 根据切削用量简明手册表 3.16，选择mmd125 0 =，12=z。 根据切削用量简明手册表 3.2，由于灰铸铁硬度 HBS200p ，故铣刀的几何 形状取= 5 0 、=8 0 、= 20 s 、= 45 r 、= 30 r、=5 r 、mmb2 . 1= 。 3.2.2 计算切削用量 1）决定铣削深度 p a 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则mmap1=。 2）决定每齿进给量 z f 采用不对称铣削以提高进给量。 根据切削用量简明手册表 3.5，当使用 YG6 时，铣床功率为 Kw5 . 7 （ 机械 制造工艺设计简明手册表 4.2- 38） ，rmmfz/24 . 0 14 . 0 =，但因采用不对称铣削，故可 以取rmmfz/18 . 0 =。 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为 mm5 . 1 ，由 - 18 - 于铣刀直径 mmd125 0 = ，根据切削用量简明手册表 3.8 查得刀具寿命 min180=T 。 4）决定切削速度 c v 和每分钟进给量 f v 切削速度 c v 可以根据切削用量简明手册表 3.27 中的公式计算，也可以根据 切削用量简明手册表 3.16，mmmmap5 . 11=，查得：min/98mvt=、min/250rnt=、 min/471mmvft= 各修正系数为 0 . 1= MvfMnMv kkk 0 . 1= svfsnsv kkk 1 . 1= k 所以： min/ 8 . 107min/1 . 198mmvc= min/275min/1 . 1250rrknn nt = min/ 1 . 518min/1 . 1471mmmmkvv vtftf = 根据 X62W 型铣刀说明书， 机械制造工艺设计简明手册表 4.2- 39 与 4.2- 40， 选择min/300rnc=、min/475mmvfc=。 因此，实际切削速度与每齿进给量为： min/ 8 . 117 1000 30012514 . 3 1000 0 m nd vc= = zmm zn v f c fc zc /13 . 0 12300 475 = = 5）校验机床功率 根据切削用量简明手册表 3.24，当 190=HBS ， mmae70 ， mmap0 . 1= ， mmd125 0 =， 12=z ，min/550min/475mmmmvf=，近似为KwPCC6 . 1=。 根据机械制造工艺设计简明手册表 4.2- 38，机床主轴允许功率为 KwKwPCM63 . 5 75 . 0 5 . 7= 故 CMCC PP,因此所选择的切削用量可以采用。即mmap1=，min/475mmvf=， min/300rnc=，min/ 8 . 117 mvc=，zmmfz/13 . 0 =。 3.2.3 计算切削工时 计算基本工时 i Mf L t z m = 式中， 210 llLl+= - 19 - 根据机械制造工艺设计简明手册表 6.2- 7， 512504 . 0 )05 . 0 03 . 0 ( 0 =dC 402)5125(51255 . 02)(5 . 0l 001 =+=+=CdCd 4 2 =l ， 68 0 =l min9 . 1 47513 . 0 68540 = + = =i Mf L t z m 3.3 粗铣左侧面 3.3.1 加工条件 工件材料：HT200，硬度 190HBS，金属型铸造。 加工要求：铣削左侧面，粗糙度要求mRa3 . 6=。 机床：X52 选择刀具：根据切削用量简明手册表 1.2，选择 YG6 的硬质合金端铣刀。 根据切削用量简明手册表 3.1，mmmmap46 . 2=，mmmmae9078= 铣刀直径选取mmmmd200100 0 =。 根据切削用量简明手册表 3.16，选择mmd125 0 =，12=z。 根据切削用量简明手册表 3.2，由于灰铸铁硬度HBS200p，故铣刀的几何 形状取 = 5 0 、 = 8 0 、 =20 s 、 = 45 r 、 = 30 r 、 = 5 r 、 mmb2 . 1= 。 3.3.2 计算切削用量 1）决定铣削深度 p a 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则mmap6 . 2=。 2）决定每齿进给量 z f 采用不对称铣削以提高进给量。 根据切削用量简明手册表 3.5，当使用 YG6 时，铣床功率为Kw5 . 7（ 机械 制造工艺设计简明手册表 4.2- 38） ，rmmfz/24 . 0 14 . 0 =，但因采用不对称铣削，故可 以取 rmmfz/18 . 0 = 。 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最