零件的机械加工工艺规程设计及_夹具设计

中北大学中北大学 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 学生姓名：学 号： 学院：机械工程与自动化学院 专业：工业工程 题目： 指导教师：指导教师：温海骏温海骏职称职称: :讲师讲师 2013 年 06 月 03 日 中北大学 课 程 设 计 任 务 书 20122013 学年第 二 学期 学院：机械工程与自动化学院 专业：工业工程 学 生 姓 名：学 号： 课程设计题目：起 迄 日 期：06月 03 日06 月 09 日 课程设计地点：中北大学 指 导 教 师：温海骏 系主任：李瑞琴机械制造 技术基础课程设计 说明书说明书 设计题目：零件的机械加工工艺规程设计及 夹具设计 学生姓名：郭强学号：0914112105 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师： 晋中学院 2012 年 6 月 3 日 目目 录录 零件的分析 零件的作用 零件的工艺分析 工艺规程的设计 毛坯的制造形式 基准面的选择 粗基准的选择 精基准的选择 制定的工艺路线 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 确定切削用量及基本工时 绘制零件图和编制工艺卡 夹具设计 夹具设计任务 绘制夹具装配图 1 1.零件分析 1 1.1.1 零件的作用零件的作用 题所给的是 CA6140 车床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴 回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。零件上方的20mm 的孔与操作 机构相连，下方的50mm 的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，通过上方的力拨动 下方的齿轮变速，两零件铸造为一体，加工时分开。 1 1.2.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 CA6140 车床上的拨叉共有两处加工表面。其间有一定的位置要求，分述如下： 1.2.1 以20mm 为中心的加工表面 这一组加工表面包括：20mm 的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的 8mm 的锥孔，一个 M6 的螺纹孔，和一个缺口。 1.2.2 以50mm 为中心的加工表面 这一组加工表面包括：50mm 的孔，以及其上、下端面； 这两组表面有一定的位置要求； （1）50mm 的孔的上、下表面与20 的孔的垂直度误差为 0.07mm。 （2）20mm 的孔的上、下表面与20 的孔的垂直度误差为 0.05mm。 （3）50mm、 20mm 的孔的上、 下表面以及50mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 3.2um。 （4）20mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 1.6um，精度为 IT7。 2. 工艺规程设计 2.1 毛坯的制造形式毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单， 故选择铸造毛坯。 图一毛坯图 2.2基准面的选择基准面的选择 2.2.1 粗基准的选择对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对若干个不加 工表面的工件， 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粗基准， 根据这个 基准原则，现取20mm 的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短 V 形块支 承两个20mm 孔的外轮廓作主要定位面，以消除 3 个自由度，再用一个支承板支撑在 72mm 的上表面，以消除 3 个自由度。 2.2.2 精基准的选择主要应考虑基准重合问题。 当设计基准不重合时， 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， 应当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中批生产的条件下， 可以考虑采用万能性机床配以专 用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成 本尽量下降。 1、 工艺路线方案一： 工序一：退火 工序二：粗、精铣20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um 工序三：以20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣20 mm 的孔的上表面，保证 其粗糙度为 3.2 um,其上、下表面尺寸为 30mm， 工序四：以20 mm的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰20 mm 的孔，保 证其内表面粗糙度为 1.6 um，垂直度误差不超过 0.05mm 工序五：以20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗50 mm 的孔，保证其内表 面粗糙度为 3.2 um 工序六；以20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣50 mm 的上表面，保证其与 孔的垂直度误差不超过 0.07mm，其上、下表面尺寸为 12mm 工序七：铣断 工序八：以20 mm 的孔为精基准，钻8 mm 的锥孔的一半4 mm，装配时钻铰 工序九：以20mm 的孔为精基准，钻5mm 的孔，攻 M6 的螺纹 工序十：以20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5um 工序十一：检查 上面的工序可以是中批生产， 但是其效率不高， 并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能 会偏离中心。经综合考虑，采用下面的方案二。 工艺路线方案二： 工序一；退火 工序二：粗、精铣20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um 工序三：以20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣20 mm、50 mm 的孔的上表 面，保证其粗糙度为 3.2 um，20 mm 的上、下表面尺寸为 30mm，50 mm 的上、下表面尺寸为 12mm 工序四：以20 mm的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰2 0 mm 的孔，保 证其内表面粗糙度为 1.6 um，垂直度误差不超过 0.05 mm 工序五：以20 mm的下表面为精基准，粗、半精镗50 mm 的孔，保证其内 表面粗糙度为 3.2 um 工序六：铣断 工序七：以20 mm 的孔为精基准，钻8 mm 的锥孔的一半4 mm，装配时钻 铰 工序八：以20 mm 的孔为精基准，钻5 mm 的孔，攻 M6 的螺纹 工序九：以20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5 um 工序十：检查 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 “CA6140 车床拨叉”零件的材料为 HT200 硬度为 190210HB，毛坯重量为 2.2Kg,生 产类型为中批量，铸件毛坯。又由（以下称 工艺手册 表 1.3-1 查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，表 2.2-4 查得加工余量等级为 G 级，选取尺 寸公差等级为 CT10。 根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下： 1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差（20mm、50mm 端面） 查工艺手册 表 2.24 取20mm、50mm 端面长度余量为 2.5mm(均为双边加工)。 铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mmb)精铣：1mm 毛坯尺寸及公差为： （35 土 0.3）mm（ 17 土 0.25）mm 2、内孔（50mm 已铸成孔）查工艺手册表 2.22.5，取50mm 已铸成长度余量为 3mm，即已铸成孔44mm。 镗削加工余量为：a)粗镗：2mmb)半精镗：1mm 毛坯尺寸及公差为： （48 土 0.3）mm（ 0.50 0.25 50 ）mm 3、其他尺寸直接铸造得到。 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 2.5.1工序二：粗、精铣孔20mm、50mm 的下表面 （1）加工条件 工件材料：HT200。b=0.16GPaHBS=190210，铸件 机床：XA5032 立式铣床 刀具；W18Cr4V 硬质合金端铣刀 W18Cr4V 硬质合金端铣刀，牌号为 YG6，由切削用量简明手册 后称切削手册表 3.1 查得铣削宽度 ae Pcc,故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm nc=475r/minvfc=375mm/minvc=119.3mm/min f)计算基本工时 m f L t V 公式中：L=l+y+； 根据 切削手册 表 3.26， 可得 l+=80mm, 所以 L=l+y+=32+80=112mm 故 m t=112/375=0.3min 2)精铣50mm 的下表面 a)铣削50mm 的下表面与铣削20mm 的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/minvfc=375mm/minvc=119.3mm/m b)计算基本工时 m f L t V 公式中：L=l+y+； 根据 切削手册 表3.26， 可得 l+=80mm所以L=l+y+=72+80=152mm 故 m f L t V =152/375=0.405min 2.5.2 工序三：粗、精铣孔20mm、50mm 的上表面 本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔20mm、50mm 的下表面相同。 2.5.3 工序四：钻、扩、铰、精铰20mm 的孔 （一）钻18mm 的孔 （1）加工条件 工艺要求：孔径 d=18mm, 孔深 l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却 机床：Z535 型立式钻床 刀具：高速钢麻花钻头 选择高速钢麻花钻头， 其直径 do=18mm,钻头几何形状为： 由 切削手册 表 2.1 及表 2.2选 修磨横刃，=28oo=10o2=118o21=70ob=3.5mmb=2mml=4mm (2) 切削用量 1) 决定进给量 f a)、按加工要求决定进给量根据切削手册表 2.7，当铸铁的强度 b=200HBSdo=18mm 时，f=0.700.86mm/r 由于 L/d=30/18=1.673,故取修正系数 K=1 所以f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/r b) 按钻头强度决定进给量根据表 2.8，当b=190MPa,do=18mm,钻头强度允许的进给量 f=1.6mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量根据表 2.9，当b210MPa,do20.5mm,机床进给 机构允许的轴向力为 11760N（Z535 钻床允许的轴向力为 15696N（见工艺设计手册表 4.2-14）时，进给量为 1.5mm/r。 从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=0.700.86mm/r， 根据 Z535 钻床说明书，选 f=0.80mm/r（见工艺设计手册表 4.2-16） ，又由切削手册 表 2.19 可以查出钻孔时的轴向力，当 f=0.80mm/rdo=21mm 时，轴向力 Ff=7260N 轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=7260N 根据 Z535 钻床说明书， 机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N， 由于 FfFmax, 故 f=0.80mm/r 可以用。 2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表 2.12，当 do=18 mm 时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿 命 T=60min 3)决定切削速度由 切削手册 表 2.15 可知 f=0.80mm/r 时， 双修磨横刃的钻头， do=18 mm 时，Vt=17m/min 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31 可知 Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85 所以V=VtxKv=17x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=14.4m/min 1000 o V n d 所以n= 1000 14.4 3.14 18 =255r/min 根据 Z535 钻床说明书,可考虑选择 nc=275r/min(见工艺设计手册表 4.2-15) 4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表 2.21，当 f=0.8mm/r，do Mc 又 根 据 切 削 手 册 表 2.23 ， 当 b=(170213)MPado=20mmf=0.9mm/r vc=17.4m/min 时 Pc=1.7KW 根据 Z535 钻床说明书,PcPE 所以有 Mc MmPcPE故选择的切削用量可用。 即f=0.80mm/rn=nc=275r/minvc=14.4m/min (3)计算基本工时 m L t nf L=l+y+由切削手册表 2.29 查得 y+=9mm 故 309 275 0.8 m t =0.18min （二） 扩19.8mm 的孔 （1）加工条件 工艺要求：孔径 d=19.8mm, 孔深 l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却 机床：Z535 型立式钻床 刀具：高速钢扩孔钻头 选择高速钢扩孔钻头，其直径 do=19.8mm,钻头几何形状为：由切削手册表 2.5ro=18o ao=10okr=60okr=30o=15oba1=1mm (2) 切削用量 1) 决定进给量 f a)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表 2.10，当铸铁的强度b200HBS do=19.8mm 时，f=(0.91.1)mm/r 由于 L/d=30/19.8=1.52因扩孔之后还须铰孔 ，故取修正系数 K=0.7 所以f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/r b) 按钻头强度决定进给量根据表 2.8，当b=190MPa,do=19.8mm,钻头强度允许的进给量 f=1.75mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量根据表 2.9， 当b210MPa,do20.5mm,机床进给机 构允许的轴向力为 11760N （Z535 钻床允许的轴向力为 15696N （见 工艺设计手册 表 4.2-14） 时，进给量为 1.5mm/r。 从以上三个进给量比较可以看出， 受限制的进给量是工艺要求， 其值为 f= （0.630.77） mm/r， 根据 Z535 钻床说明书，选 f=0.64mm/r（见工艺设计手册表 4.2-16） ，又由切削手册 表 2.19 可以查出钻孔时的轴向力，当 f=0.64mm/rdo=21mm 时，轴向力 Ff=6080N 轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=6080N 根据 Z535 钻床说明书， 机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N， 由于 FfFmax, 故 f=0.64mm/r 可以用。 2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表 2.12，当 do=19.8 mm 时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.60.9）mm, 寿命 T=30min 3)决定切削速度由切削手册表 2.30 中的公式： v vv z vo cv xym p c d vk T af 可知 f=0.64mm/r 时， do=19.8 mm 时，Vt=27m/min 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31 可知 Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85 所以V=VtxKv=27x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=23m/min 1000 o V n d n= 1000 23 3.14 19.8 =370r/min 根据 Z535 钻床说明书,可考虑选择 nc=375r/min(见工艺设计手册表 4.2-15) 4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表 2.21，当 f=0.8mm/r，do Mc 又 根 据 切 削 手 册 表 2.23 ， 当 b=(170213)MPado=20mmf=0.75mm/r vc=20m/min 时 Pc=1.7KW 根据 Z535 钻床说明书,PcPE 所以有 Mc MmPcPE故选择的切削用量可用。 即f=0.64mm/rn=nc=375r/minvc=23m/min (3)计算基本工时 L=l+y+由切削手册表 2.29 查得 y+=10mm 故 30 10 375 0.8 m t =0.13min (三) 粗铰19.94mm 的孔 （1）加工条件 工艺要求：孔径 d=19.94mm, 孔深 l=30mm,通孔 机床：Z535 型立式钻床 刀具：高速钢铰刀 选择高速钢铰刀，其直径 do=19.94mm,钻头几何形状为：由切削手册表 2.6ro=18o ao=10okr=60okr=30o=15oba1=1mm (2) 切削用量 1) 决定进给量 f 根据 切削手册 表 2.11， 当铸铁的强度b170HBSdo=19.94mm 时， f=(1.02.0)mm/r， 又由于粗铰之后还要精铰，所以应该选最大的进给量 即 f=2.0mm/r 2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表 2.12，当 do=20 mm 时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.40.6）mm,寿 命 T=60min 3)决定切削速度由切削手册表 2.30 中的公式 v vv z vo cv xym p c d vk T af 可知，vc=7.7m/min 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31 可知 Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85 所以V=VtxKv=7.7x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=6.55mm/min 1000 o V n d 所以n= 1000 6.55 3.14 19.94 =105r/min 根据 Z535 钻床说明书,可考虑选择 nc=140r/min(见工艺设计手册表 4.2-15) 4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表 2.21，当 f=2.0mm/r，do Mc 又 根 据 切 削 手 册 表 2.23 ， 当 b=(170213)MPado=20mmf=2.0mm/r vc=10m/min 时 Pc=1.7KW 根据 Z535 钻床说明书,PcPE 所以有 Mc MmPcPE故选择的切削用量可用。 即f=2.0mm/rn=nc=140r/minvc=6.55m/min (3)计算基本工时 m L t nf L=l+y+由切削手册表2.29查得y+=10mm 故 30 10 140 2.0 m t =0.14min (四) 精铰20mm 的孔 （1）加工条件 工艺要求：孔径 d=19.94mm, 孔深 l=30mm,通孔，精度等级为 IT7 机床：Z535 型立式钻床 刀具：高速钢铰刀 选择高速钢铰刀， 其直径 do=20mm： 钻头几何形状为： 由 切削手册 表 2.6ro=0ao=7o a1=18o （2）切削用量 1) 决定进给量 f 根据切削手册表 2.11，当铸铁的强度b170HBSdo=20mm,加工精度要求为 H7 精度时，f=(1.02.0)mm/r，由于这是粗铰之后的精铰，所以应该选中等的进给量 即 f=1.5mm/r 2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表 2.12，当 do=20 mm 时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.40.6）mm,寿 命 T=60min 3)决定切削速度由切削手册表 2.30 中的公式 v vv z vo cv xym p c d vk T af 可知，vc=9.64m/min 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31 可知 Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85 所以V=VtxKv=9.64x1.0 x1.0 x0.85 x1.0=8.2m/min 1000 o V n d 所以n= 1000 8.2 3.14 20 =131r/min 根据 Z535 钻床说明书,可考虑选择 nc=140r/min(见工艺设计手册表 4.2-15) 4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表 2.21，当 f=1.6mdo=21 mm 时 Mt=125.6Nm 扭矩的修正系数均为 1.0，故 Mc=125.6 Nm 又 根 据 切 削 手 册 表 2.23 ， 当 b=(170213)MPado=20mmf=1.5mm/r vc=10m/min 时 Pc=1.5KW 根据 Z535 钻床说明书,PcPE 所以有 Mc MmPcPE故选择的切削用量可用。 即f=1.5mm/rn=nc=140r/minvc=8.2m/min (3)计算基本工时 m L t nf L=l+y+由切削手册表 2.29 查得 y+=10mm 故 30 10 140 1.5 m t =0.19min 2.5.4工序五：粗、精镗50 mm 的孔 （1）粗镗48mm 孔 1）加工条件 工艺要求：孔径 d=44mm 的孔加工成 d=48mm,通孔 机床 ：T616 镗床 刀具：YG6 的硬质合金刀 刀具为 YG6 的硬质合金刀，且直径为 20mm 的圆形镗刀 （2）切削用量 a)确定切削深度 ap ap= 4844 2 =2mm b)确定进给量 f 根据切削手册表 1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为 20mm, ap=2mm, 孔径 d=50mm, 镗刀伸长长度 l=100mm 时 f=0.400.60mm/r 按 T616 机床进给量（ 工艺设计手册表 4.2-21）选 f=0.58mm/r c)确定切削速度 v 按 切削手册表 1.27 和表 1.28 v v mxvyv p c vk T af 其中：cv=158xv=0.15yv=0.40m=0.20T=60min KTv=1.0Kmv=1.0Ksv=0.8Ktv=1.0 K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0 x1.0 x0.8x1.0=0.8 所以 0.20.150.40 158 0.8 6020.58 v =62.4m/min 1000 62.4 3.14 48 n =414r/min 又按 T616 机床上的转速 选 n=370r/min d) 确定粗镗48mm 孔的基本时间 选镗刀的主偏角 xr=45o则 l1=3.5mml2=4mml=12mml3=0又 f=0.58mm/r n=370r/mini=1 123 m llll ti nf 所以 3.5 124 1 0.58 370 m t =0.09min (2)半精镗50mm 的孔 1）加工条件 工艺要求：孔径 d=48mm 的孔加工成 d=50mm,通孔 机床 ：T616 镗床 刀具：YG6 的硬质合金刀 刀具为 YG6 的硬质合金刀，且直径为 20mm 的圆形镗刀 2）切削用量 e)确定切削深度 ap ap= 5048 2 =1mm f)确定进给量 f 根据切削手册表 1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为 20mm, ap=2mm, 孔径 d=50mm, 镗刀伸长长度 l3,故取修正系数 K=0.8 所以f=(0.180.22)x0.8=(0.1440.176) mm/r b) 按钻头强度决定进给量根据表 2.8，当b=190MPa,do=4.3mm,钻头强度允许的进给量 f=0.5mm/rc)按机床进给机构强度决定进给量根据表 2.9， 当b210MPa,do10.2mm, 机床进给机构允许的轴向力为 8330N（Z525 钻床允许的轴向力为 8830N（见工艺设计手 册表 4.2-14）时，进给量为 1.63mm/r。 从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=(0.1440.176) mm/r，根据 Z525 钻床说明书，选 f=0.17mm/r（见工艺设计手册表 4.2-16） ，又由切 削手册 表2.19可以查出钻孔时的轴向力， 当f=0.17mm/rdo=12mm时， 轴向力Ff=1230N 轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=1230N 根据 Z525 钻床说明书， 机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N， 由于FfFmax, 故 f=0.17mm/r 可以用。 2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表 2.12，当 do= 6 mm 时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿 命 T=20min 3)决定切削速度由切削手册表 2.15 可知 f=0.20mm/r 时，标准钻头，do=4 mm 时， Vt=20m/min 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31 可知 Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85 所以V=VtxKv=20 x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=17m/min 1000 o V n d 所以n= 1000 17 3.14 4 =1354r/min 根据 Z525 钻床说明书,可考虑选择 nc=1360r/min(见工艺设计手册表 4.2-15) 4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表 2.21，当 f=0.17mm/r，do Mc 又 根 据 切 削 手 册 表 2.23 ， 当 b=(170213)MPado=10mmf=0.53mm/r vc=17.4m/min 时 Pc=0.8KW 根据 Z525 钻床说明书,PcPE 所以有 Mc MmPcPE故选择的切削用量可用。 即f=0.17mm/rn=nc=1360r/minvc=17m/min (3)计算基本工时 m L t nf L=l+y+由切削手册表 2.29 查得 y+=2.5mm 故 322.5 1360 0.17 m t =0.15min 2.5.7工序八：钻5mm 的孔，攻螺纹 M6 （1）加工条件 工艺要求；孔径 do=5mm ,孔深 l=6mm, 通孔 机床；Z525 立式钻床 刀具： 高速钢麻花钻 选择的高速钢麻花钻的直径为 do=5mm 钻头的几何形状为（由切削手册表 2.7 可知 铸铁的强度头几何形状为：由切削手册表 2.1 及表 2.2选=30oo=16o2=118o 21=70o （2）切削用量 1) 决定进给量 f a)、按加工要求决定进给量根据切削手册表 2.7，当铸铁的强度 b200HBSdo=5mm 时，f=0.270.33mm/r 由于 L/d=6/5=1.23,故取修正系数 K=1 所以f=(0.270.33)x1=(0.270.33) mm/r b) 按钻头强度决定进给量根据表 2.8，当b=190MPa,do=5.4mm,钻头强度允许的进给量 f=0.6mm/rc)按机床进给机构强度决定进给量根据表 2.9， 当b210MPa,do10.2mm, 机床进给机构允许的轴向力为 8330N（Z525 钻床允许的轴向力为 8830N（见工艺设计手 册表 4.2-14）时，进给量为 1.63mm/r。 从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=(0.270.33) mm/r， 根据 Z525 钻床说明书，选 f=0.28mm/r（见工艺设计手册表 4.2-16） ，又由切削手册 表 2.19 可以查出钻孔时的轴向力，当 f=0.33mm/rdo=12mm 时，轴向力 Ff=2110N 轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=2110N 根据 Z525 钻床说明书， 机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N， 由于FfFmax, 故 f=0.28mm/r 可以用。 2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表 2.12，当 do= 6 mm 时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿 命 T=20min 3)决定切削速度由切削手册表 2.15 可知 f=0.30mm/r 时，标准钻头，do=5 mm 时， Vt=16m/min 切削速度的修正系数由切削手册表 2.31 可知 Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85 所以V=VtxKv=16x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=13.6m/min 1000 o V n d 所以n= 1000 13.6 3.14 5 =866r/min 根据 Z525 钻床说明书,可考虑选择 nc=960r/min(见工艺设计手册表 4.2-15) 4）检验机床扭转及功率 根据切削手册表 2.21，当 f=0.33mm/r，do Mc 又 根 据 切 削 手 册 表 2.23 ， 当 b=(170213)MPado=10mmf=0.53mm/r vc=15.1m/min 时 Pc=1.0KW 根据 Z525 钻床说明书,PcPE 所以有 Mc MmPcPE故选择的切削用量可用。 即f=0.28mm/rn=nc=960r/minvc=13.6m/min (3)计算基本工时 m L t nf L=l+y+由切削手册表 2.29 查得 y+=2.5mm 故 62.5 960 0.28 m t =0.03min （2）攻 M6 的螺纹 由 工艺设计手册 表 6.2-14 可知 1212 m o LllLll ti fnfn 其中：l1=(13)pl2=(23)p 公式中的 no为丝锥或工件回程的每分钟转数（r/min）; i 为使用丝锥的数量；n 为丝锥或工 件每分钟转数（r/min） ；d 为螺纹大径；f 为工件每转进给量 等于工件螺纹的螺距 p 由上述条件及相关资料有； f=p=1mm/rd=6mmn=680r/min no=680r/mini=1所以 (1)切削速度 1000 o d n v 所以v= 3.14 6 680 1000 =10.7m/min (2)基本工时 2 622.5622.5 1 680 1680 1 m t =0.03min 2.5.8工序九：铣缺口 （1）加工条件 工件尺寸：长为 25mm,宽为 10mm 机床：XA5032 立式铣床 刀具；W18Cr4V 硬质合金端铣刀 W18Cr4V 硬质合金端铣刀，牌号为 YG6，由切削用量简明手册后称切削手册表 3.1 查得铣削宽度 ae=90mm,深度 ap=6mm,齿数 Z=10 时，取刀具直径 do=100mm。又由切削手 册表 3.2 选择刀具的前角 ro=+5o;后角 ao=8o;副后角 ao=8o,刀齿斜角s=-10o,主刃 Kr=60o, 过渡刃 Kr=30o,副刃 Kr=5o,过渡刃宽 b=1mm (2)切削用量 a)切削深度因切削用量较小，故可以选择 ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齿进给量：由切削手册表 3.30 可知机床的功为 7.5KW，查切削手册表 3.5 可 得 f=0.140.24mm/z,由于是对称铣，选较小量 f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为（1.01.5）mm 查切削手册表 3.8, 寿命 T=180min d)计算切削速度按切削手册表 3.27 中的公式 vov cv mpr pvzvve c d q vk T a x f y u a z 也可以由表 3.16 查得 c v=77m/minnt=245r/minvft=385m/min 各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故Vc=VtKv=77x1.0 x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0 x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0 x0.8=308mm/min 又根据 XA5032 铣床参数，选 n=235r/minvf=375mm/s，则实际的切削速度为： 1000 oc c d n v 所以 c v= 3.14 100 235 1000 =73.8m/min,实际进给量为： f c z v c v f nz 所以 zv f= 375 235 10 =0.16mm/z e)校验机床功率查切削手册表 3.24， 当b=(174207)MPaae=70mmap=6mm do=100mmZ=10vfc=385mm/min近似为 Pcc=4.6KW 根 据 XA5032 型 立 铣 说 明 书 （ 切 削 手 册 表 3.30 ） ， 机 床 主 轴 允 许 的 功 率 为 Pcm=7.5x0.75=5.63KW 故 PccPcm因此选择的切削用量可以采用 即 ap=6mmvf=375mm/minn=235r/minvc=73.8m/minfz=0.14mm/z f)计算基本工时 m f L t V 公式中： L=l+y+；根据切削手册表 3.26，可得 l+=0mm, 所以 L=l+y+=25mm 故 m f L t V =25/375=0.07min 3. 绘制零件图和编制工艺文件 3.1 绘制零件图绘制零件图 图二:零件图 3.2 编制工艺文件编制工艺文件 1 机械加工工艺过程的组成 工艺过程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的过 程。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。 机械加工工艺过程用机械加工方法,改变毛坯的形状、尺寸和表面质量,使其成为零件 的过程。 零件的机械加工工艺过程由许多工序组合而成,每个工序又可分为若干个安装、工位、 工步和走刀。 工序一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部 分工艺过程。 安装工件经一次装夹(定位和夹紧)后所完成的那一部分工序。 工位为了完成一定的工序部分,一次装夹工件后,工件与夹具或设备的可动部分一起, 相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。 工步当加工表面、加工工具和切削用量中的转速和进给量均保持不变的情况下完成的 那一部分工序。 2 工序的合理组合 确定加工方法以后,就要按生产类型、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.确定工序数有两种基本原则可供选择. 工序分散原则工序多,工艺过程长,每