CA6140车床杠杆[831009] 加工工艺和铣30×30面夹具设计[版本2]说明书资料

摘 要 本设计是 CA6140 杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 CA6140杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，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孔的加工精度。基准的选择以杠杆 45 外圆面作为粗基准，以 25 孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个 加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。 关键词 杠杆零件，加工工艺，夹具，定位，夹紧 攀枝花学院本科毕业设计 ABSTRACT II ABSTRACT This paper is to design the craft processes of making the CA6140 lever spare parts and some specialized tongs in the process. The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes. The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25 bore and its next surface as precise basis. The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basis. The whole processes choose the machine bed. In the aspects of tongs choosing, specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization design is simple, and can satisfy the design request. Key Words Lever spare parts, craft proces , tongs, fixed position, tight clip 攀枝花学院本科毕业设计 目录 1 攀枝花学院本科毕业设计 目录 2 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605 摘 要 . ABSTRSCT . 1 绪论 . 1 1.1 课题背景及发展趋势 . 1 1.2 夹具的基本结构及设计内容 . 1 2 杠杆加工工艺规程设计 . 3 2.1 零件的分析 . 3 2.1.1 零件的作用 . 3 2.1.2 零件的工艺分析 . 3 2.2 杠杆加工的 主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 . 4 2.2.1 确定毛坯的制造形式 . 4 2.2.2 基面的选择 . 4 2.2.3 确定工艺路线 . 4 2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 5 2.2.5 确定切削用量 . 6 攀枝花学院本科毕业设计 目录 3 2.2.6 确定基本工时 .17 2.3 小结 .23 3 专用夹具设计 .24 3.1 加工工艺孔 25 夹 具设计 .24 3.1.1 定位基准的选择 .24 3.1.2 切削力的计算与夹紧力分析 .24 3.1.3 夹紧元件及动力装置确定 .25 3.1.4 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 .26 3.1.5 夹具精度分析 .27 3.1.6 夹具设计及操作的简要说明 .27 3.2 粗精铣宽度为 30mm 的下平台夹具设计 .28 3.2.1 定位基准的选择 .28 3.2.2 定位元件的设计 .28 3.2.3 定位误差分析 .29 3.2.4 铣削力与夹紧力计算 .29 3.2.5 夹具体槽形与对刀 装置设计 .30 3.2.6 夹紧装置及夹具体设计 .33 3.2.7 夹具设计及操作的简要说明 .34 3.3 钻 M8 螺纹孔夹具设计 .34 3.3.1 定位基准的选择 .34 3.3.2 定位元件的设计 .35 3.3.3 定位误差分析 .36 3.3.4 钻削力与夹紧力的计算 .36 3.3.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 .37 3.3.6 夹紧装置的设计 .38 3.3.7 夹具设计及操作的简要说明 .38 3.4 小结 .39 4 总结 .40 参考文献 .41 致 谢 .42 攀枝花学院本科毕业设计 目录 4 攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论 1 1 绪论 加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。 机床夹具已成为 机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展 ,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。 1.1 课题背景及发展趋势 材料 、 结构 、 工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的 “ 功能 ” 作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的 “ 功能 ” 。 技术是 产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。 工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种 ，对 中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对 机床夹具提出更高的要求。 1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容 按在夹具中的作用 ,地位结构特点 ,组成夹具的元件可以划分为以下几类 : (1)定位元件及定位装置； (2)夹紧元件及定 位装置 (或者称夹紧机构 )； (3)夹具体； (4)对刀 ,引导元件及装置 (包括刀具导向元件 ,对刀装置及靠模装置等 )； (5)动力装置； (6)分度 ,对定装置； (7)其它的元件及装置 (包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉 ,销钉 ,键和各种手柄等 )； 每个夹具不一定所有的各类元件都具备 ,如手动夹具就没有动力装置 ,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夹具上还需要设有其它装置及机构 ,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。 攀枝花学院本科毕业设计 1 绪论 2 专用夹具的设计主要是对以下几 项内容进行设计：（ 1）定位装置的设计；（ 2）夹紧装置的设计；（ 3）对刀 -引导装置的设计；（ 4）夹具体的设计；（ 5）其他元件及装置的设计。攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 3 2 杠杆加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1零件的作用 题目给出的零件是 CA6140 的杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。 2.1.2零件的工艺分析 零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下： （ 1）主要加工 面： 1）小头钻 0.023025以及与此孔相通的 14 阶梯孔、 M8螺纹孔； 2）钻 0.1012.7锥 孔及铣 0.1012.7锥孔平台； 3）钻 2 M6 螺纹孔； 4）铣杠杆底面及 2 M6 螺纹孔端面。 （ 2）主要基准面： 1）以 45 外圆面为基准的加工表面 这一组加工表面包括： 0.023025的孔、杠杆下表面 2） 以 0.023025的孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 14 阶梯孔、 M8螺纹孔、 0.1012.7锥 孔及 0.1012.7锥孔平台、 2 M6 螺纹孔及其倒角。 其中主要加工面是 M8 螺纹孔和 0.1012.7锥孔平台。 杠杆的 25 孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下： 本套夹具中用于加工 25 孔的是立式钻床。工件以 25 孔下表面及 45 孔外圆面为定位基准，在定位块和 V 型块上 实现完全定位。加工 25 时，由于孔表面粗糙度为 1.6aRm。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。 本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工 12.7 是立式铣床。工件以 0.023025 孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工表面：包括粗精铣宽度为 30mm 的下平台、钻 12.7 的锥孔， 由于 30mm的下平台 的表面、 孔表面粗糙度都为 6.3aRm。其中主要的加工表面是 孔 12.7，要用 12.7 钢球检查。 本套夹具中用于加工与 25 孔相通的 M8 螺纹底孔是用立式钻床。工件以0.023025 孔及其下表面和宽度为 30mm 的下平台作为定位基准，在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工 M8 螺纹底孔时，先用 7 麻花钻钻孔，攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 4 再用 M8 的丝锥攻螺纹。 2.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 2.2.1确定毛坯的制造形式 零件的材料 HT200。由于年产量为 4000 件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质 量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。 2.2.2基面的选择 （ 1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗 基 准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个 V 形块支承 45 圆的外轮廓作主要定位，以限制 z、 z、 y、 y四个自由度。再以一面定位消除 x、 x 两个自由度，达到完全定位 ,就可加工 25的孔。 （ 2）精基准的选择 主要考虑到 基准重合的问题，和便于装夹，采用 25 的孔作为精基准。 2.2.3确定工艺路线 表 2.1 工艺路线方案一 工序 1 粗精铣 25 孔下表面 工序 2 钻、扩、铰孔使尺寸到达 0.023025mm 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4 钻 12.7 的锥孔 工序 5 加工 M8 螺纹孔，锪钻 14 阶梯孔 工序 6 粗精铣 2-M6 上端面 工序 7 钻 2-M6 螺纹底孔孔，攻螺纹孔 2-M6 工序 8 检查 表 2.2 工艺路线方案二 工序 1 粗精铣 25 孔下表面 工序 2 钻、 扩、铰孔使尺寸到达 0.023025mm 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4 钻 12.7 的锥孔 工序 5 粗精铣 2-M6 上端面 工序 6 钻 2- 5 孔，加工螺纹孔 2-M6 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 5 续表 2.2 工序 7 加工 M8 螺纹孔，锪钻 14 阶梯孔 工序 8 检查 工艺路线的比较与分析： 第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5钻 14 孔，再加工螺纹孔 M8”变为“工序 7粗精铣 M6 上端面 ”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精 度都没有太大程度的帮助。 以 25mm 的孔子外轮廓为精基准，先铣下端面。再钻 锥 孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选 第二条工艺路线 而先 上端面 ， 再“ 钻 14 孔，加工螺纹孔 M8” 不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可行。 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 2.3 所示。 表 2.3 最终工艺过程 工序 1 粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 3.2 选用立式升降台铣床 X52K。 工序 2 加工孔 25。钻孔 25 的毛坯到 22mm；扩孔 22mm到 24.7mm；铰孔 24.7mm 到 0.023025mm。保证粗糙度是 1.6 采用立式钻床 Z535。采用专用夹具。 工序 3 粗精铣宽度为 30mm 的下平台，仍然采用立式铣床X52K，用组合夹具。 工序 4 钻 12.7 的锥孔，采用立式钻床 Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。 工序 5 加工螺纹孔 M8，锪钻 14 阶梯孔。用 组合夹具，保证与垂直方向成 10。 工序 6 粗精铣 M6 上端面 。用回转分度仪加工，粗精铣与水平成 36的台肩。用卧式铣床 X52K，使用组合夹具。 工序 7 钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹用立式钻床 Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具 工序 8 检查 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 6 2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 杠杆的材料是 HT200，毛坯的重量 0.85kg，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造 , 毛坯尺寸的确定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是 名义 上 的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 毛坯与零件不同的尺寸有： (具体见零件图 )故台阶已被铸出 ,根据 参考文献 14的铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工 ,半精铣与精铣的加工余量都为 0.5mm。 1）加工 25 的端面，根据 参考文献 8表 4-35 和表 4-37 考虑 3mm，粗加工2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工 1mm，同理上下端面的加工 余量都是 2mm。 2）对 25 的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 1.6。可用一次粗加工1.9mm，一次精加工 0.1mm就可达到要求。 3）加工宽度为 30mm的下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求 6.3aRm，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是 2.5mm。 4）钻锥孔 12.7 时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用 12 的钻头，切削深度是 2.5mm。 5）钻 14 阶梯孔，由于粗糙度 要求 3.2aRm，因此考虑加工余量 2mm。可一次粗加工 1.85mm，一次精加工 0.15 就可达到要求。 6）加工 M8 底孔，根据 参考文献 8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm，一次攻螺纹 0.1 就可达到要求。 7）加工 2-M6 螺纹，根据 参考文献 8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm，一次攻螺纹 0.1mm就可达到要求。 8）加工 2-M6 端面，粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工 1mm，可达到要求。 2.2.5确定切削用量 工序 1：粗、精铣 25 孔 下平面 （ 1）粗铣 25 孔下平面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 7 机床： X52K 立式铣床。 查 参考文献 7表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=1.9mm 所以 铣削深度pa： 1.9pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4-75，取 0 .1 2 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 7表 30 34，取 1.33 /V m s 。 机床主轴转速 n ： 1000Vnd 式（ 2.1） 式中 V 铣削速度； d 刀具直径。 由式 2.1 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1-74 300 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根据参考文献 7表 2.4-81, 40a mm （ 2）精铣 25 孔下平面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 参考文献 7表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15YT ， 100D mm ，齿数 12，此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量： Z=0.1mm 铣削深度pa： 0.1pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 7表 30 31，取 0 .0 8 /fa m m Z 铣削速度 V ：参照 参考文献 7表 30 31，取 0.32 /V m s 机床主轴转速 n ，由式（ 2.1）有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 8 按照参考文献 7表 3.1-31 75 / minnr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV，由式（ 1.3）有： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i nmff V m m s m m 工序 2：加工孔 25 到要求尺寸 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 25mm，公差为 H7，表面粗糙度 1.6aRm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔 22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔 24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔 25mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。 （ 1）确定钻削用量 1）确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28-10可查出 0 . 4 7 0 . 5 7 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 0 / 2 2 1 . 3 6ld ， 0.9lfk ，故( 0 . 4 7 0 . 5 7 ) 0 . 9 0 . 4 2 0 . 5 1 /f m m r 表 。查 Z535 立式钻床说明书，取0 .4 3 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 1 .7 5 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690FN（由 机床说明书查出），根据表 28-9，允许的进给量 1 .8 /f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 2）确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T及切削功率mP 根据表 28-15，由插入法得： 1 7 / m invm表 ， 4732FN表 5 1 .6 9T N M表 ， 1 .2 5mP kW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28-3， 0.88Mvk ， 0.75lvk ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 6 2 / m i n22v mmnrd m m 表 查 Z535 机床说明书，取 195 / m innr 。实际切削速度为： 0 2 2 1 9 5 / m i n 1 4 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dn m m rvm 由表 28-5， 1 .0 6M F M Tkk，故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6 ( )F N N 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 9 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 3）校验机床功率 切削功率mP为 /)m M MmP P n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 4 6 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E mP P k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 22d mm， 0 .4 3 /f m m r ， 195 / m innr ， 14 / minvm 相应地 5016FN ， 54.8T N m， 1.05mP kW （ 2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28-31，f 表 （ 0 . 7 0 . 8 ） m m / r 0 . 7 = 0 . 4 9 0 . 5 6 m m / r。根据 Z535 机床说明书 ，取f =0.57mm/r。 2）确定切削速度 v 及 n 根据 参考文献 7表 28-33，取 2 5 / m invm表。修正系数： 0.88mvk ， 2 4 . 7 2 21 . 0 2 ( / 1 . 5 0 . 9 )2ppRavpaka 根 据 故 2 5 / m i n 0 . 8 8 1 . 0 2 1 1 . 2 2 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / )n v d 表 （ 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n / ( 2 4 . 7 )2 8 6 / m i nm m m mr 查机床说明书，取 275 / m innr 。实际切削速度为 30 10v d n 32 4 . 7 2 7 5 / m i n 1 02 1 . 3 / m i nm m rm （ 3）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28-36， 1 . 3 2 . 6f m m表，按该表注4，进给量取小植。查 Z535 说明书，取 1.6 /f mm r 。 2）确定切削速度 v 及 n 由 参考文献 7表 28-39，取 8 .2 / m invm表。由 参考文献 7表 28-3，得修正系数 0.88Mvk ， 0.99pavk 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 10 2 5 2 4 . 7( / 0 . 1 2 5 1 . 2 )2pRpaa根 据 故 8 . 2 / m i n 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / ( )n v d 表 1 0 0 0 7 . 1 4 ( / m i n ) / ( 2 5 )9 1 . 5 / m i n m m mr 查 Z535 说明书，取 100 / m innr ，实际铰孔速度 30 10v d n 32 5 1 0 0 / m i n 1 0 7 . 8 / m i nm m r m （ 4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：0 22d mm， 0 .4 3 /f m m r ， 195 / m innr ， 14 / minvm 扩孔：0 24.7d mm， 0 .5 7 /f m m r ， 275 / m innr ， 2 1 .3 / m invm 铰孔：0 25d mm， 1.6 /f mm r ， 100 / m innr ， 7.8 / m invm 工序 3：粗精铣宽度为 30mm的下平台 （ 1）粗铣宽度为 30mm的下平台 加工条件： 工件材料 ： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 查 参考文献 7表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2mm 所以铣削深度pa： 2pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4-75，取 0 .1 2 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 7表 30 34，取 1.33 /V m s 。 由式 2.1 得机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1-74 300 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 11 a：根据参考文献 7表 2.4-81, 30a mm 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 30l mm ， 刀具切入长度1l： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 式（ 2.2） 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 3 0 ) ( 1 3 ) 5 . 3 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 （ 2）精铣宽度为 30mm的下平台 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 由参考文献 7表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15YT ， 100D mm ，齿数 12，此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量： Z=1.0mm 铣削深度pa： 1.0pa mm 每齿进给量fa：根据 参考文献 7表 30 31，取 0 .0 8 /fa m m Z 铣削速度 V ：参照 参考文献 7表 30 31，取 0.32 /V m s 机床主轴转速 n ，由式（ 2.1）有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1-31 75 / minnr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV，由式（ 2.3）有： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i nmff V m m s m m 被切削层 长度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm 刀具切入长度 1l ：精铣时1 100l D m m 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走刀次数为 1 工序 4： 钻 12.7 的锥孔 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 12.7mm，表面粗糙度6.3aRm 。加工 机床为 Z535 立式钻床，钻孔 12mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔 12.7mm标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 12 量。 （ 1）确定钻削用量 1）确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28-10可查出 0 . 4 7 0 . 5 7 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 0 / 2 2 1 . 3 6ld ， 0.9lfk ，故( 0 . 4 7 0 . 5 7 ) 0 . 9 0 . 4 2 0 . 5 1 /f m m r 表 。 查 Z535 立式钻床说明书，取0 .4 3 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 1 .7 5 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690FN（由机床说明书查出），根据 参考文献 7表 28-9，允许的进给量 1 .8 /f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 2）确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T及切削功率mP 根据 参考文献 7表 28-15，由插入法得： 1 7 / m invm表 ， 4732FN表 5 1 .6 9T N M表 ， 1 .2 5mP kW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28-3， 0.88Mvk ， 0.75lvk ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 6 2 / m i n22v mmnrd m m 表 查 Z535 机床说明书，取 195 / m innr 。实际切削速度为： 0 2 2 1 9 5 / m i n 1 4 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dn m m rvm 由 参考文献 7表 28-5， 1 .0 6M F M Tkk，故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 3）校验机床功率 切削功率mP为 /)m M MmP P n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 4 6 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E mP P k W k W P 故选择的钻削用量 可用。即 0 22d mm， 0 .4 3 /f m m r ， 195 / m innr ， 14 / minvm 相应地 5016FN ， 54.8T N m， 1.05mP kW 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 13 （ 2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 根 据 参考文献 7表 28-31，f 表 （ 0 . 7 0 . 8 ） m m / r 0 . 7 = 0 . 4 9 0 . 5 6 m m / r。根据 Z535 机床说明书 ，取f =0.57mm/r。 2）确定切削速度 v 及 n 根据 参考文献 7表 28-33，取 2 5 / m invm表。修正系数： 0.88mvk ， 2 4 . 7 2 21 . 0 2 ( / 1 . 5 0 . 9 )2ppRavpaka 根 据 故 2 5 / m i n 0 . 8 8 1 . 0 2 1 1 . 2 2 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / )n v d 表 （ 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n / ( 2 4 . 7 )2 8 6 / m i nm m m mr 查机床说明书，取 275 / m innr 。实际切削速度为 30 10v d n 32 4 . 7 2 7 5 / m i n 1 02 1 . 3 / m i nm m rm 工序 5：钻 M8 螺纹孔锪钻 14 阶梯孔 （ 1）加工 M8 底孔 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。 孔的直径为 8mm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为钻孔至 7，选用 7 的麻花钻头。攻 M8 螺纹，选用 M8 细柄机用丝锥攻螺纹。 切削深度pa： 10.5pa mm 进给量 f ：根据 参考文献 5表 2.4-39，取 rmmf /25.0 切削速度 V ：参照 参考文献 5表 2.4-41，取 smV /43.0 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 6 0 1 1 7 4 / m i n3 . 1 4 7Vnrd ，取 900 / m innr 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 7 9 0 0 0 . 3 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削层长度 l ： 12.5l mm 刀具切入长度 1l ：1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 4 . 122rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 02 l 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 14 走刀次数为 1 攻 M8 1.5 的螺纹 机床： Z535 立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（ 8 1.5M ） 进给量 f ：由于其螺距 mmp 5.1 ,因此进给量 rmmf /5.1 切削速度 V ：参照 参考文献 5表 2.4-105，取 m in/88.8/148.0 msmV 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 8 . 8 8 3 5 3 . 5 / m i n3 . 1 4 8Vnrd ，取 360 / m innr 丝锥回转转速0n：取 3 6 0 / m innnr 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 8 3 6 0 0 . 1 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s （ 2）锪钻 14 阶梯孔 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 14mm，表面粗糙度3.2aRm 。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔 14mm 小直径端面锪钻。 1）确定切削用量 确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28-10可查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5ld ， 1.0lfk ，故( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表 。查 Z535 立式钻床说明书，取0 .2 3 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 1 .7 5 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690FN（由机床说明书查出），根据 参考文献 7表 28-9，允许的进给量 1 .8 /f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T及切削功率mP 根据表 28-15，由插入法得： 1 7 / m invm表 ， 4732FN表 5 1 .6 9T N M表 ， 1 .2 5mP kW表 由 于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28-3， 0.88Mvk ， 0.75lvk ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 15 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i n12v mmnrd m m 表 查 Z535 机床说明书，取 195 / m innr 。实际切削速度为 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dn m m rvm 由 参考文献 7表 28-5， 1 .0M F M Tkk，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校验机床功率 切削功率mP为 /)m M MmP P n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E mP P k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 12d mm， 0 .2 3 /f m m r ， 195 / m innr ， 7 .3 5 / m invm 相应地 4732FN ， 5 1 .6 9T N m， 0.82mP kW 工序 6：粗精铣 M6 上端面 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。要求粗糙度 3.2aRm，用回转分度仪加工，粗 精铣与水平成 36的台肩。用立式铣床 X52K，使用组合夹具。 （ 1）粗铣 M6 上端面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 查 参考文献 7表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2mm 所以铣削深度pa： 2pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4-75，取 0 .1 2 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 7表 30 34，取 1.33 /V m s 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 16 按照参考文献 7表 3.1-74 300 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根据参考文献 7表 2.4-81, 40a mm 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸 可知 40l mm ， 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 4 0 ) ( 1 3 ) 7 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 （ 2）精铣 M6 上端面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 参考文献 7表 30 31 刀具：高速钢三 面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15YT ， 100D mm ，齿数 12，此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量： Z=1.0mm 铣削深度pa： 1.0pa mm 每齿进给量fa：根据 参考文献 7表 30 31，取 0 .0 8 /fa m m Z 铣削速度 V ：参照 参考文献 7表 30 31，取 0.32 /V m s 机床主轴转速 n ，由式（ 1.1）有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1-31 75 / minnr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV，由式（ 2.3）有： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i nmff V m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm 刀具切入长度 1l ：精铣时1 100l D m m 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 17 走刀次数为 1 工序 7：钻 2-M6 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 6mm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为钻孔至 5，选用 5 的麻花钻头。攻 M6 螺纹，选用 M6 细柄机用丝锥攻螺纹。 切削深度pa： mmap 25.4 进给量 f ：根据 参考文献 5表 2.4-39，取 rmmf /25.0 切削速度 V ：参照 参考文献 5表 2.4-41，取 smV /43.0 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 6 0 1 6 4 3 / m i n3 . 1 4 5Vnrd ，取 900 / m innr 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 5 9 0 0 0 . 2 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削层长度 l ： 15l mm 刀具切入长度 1l ：1 5( 1 2 ) 1 2 0 2 3 . 522rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 攻 M6 1.5 的螺纹 机床： Z535 立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（ 6 1.5M ） 进给量 f ：由于其螺距 mmp 5.1 ,因此进给量 rmmf /5.1 切削速度 V ：参照 参考文献 5表 2.4-105，取 m in/88.8/148.0 msmV 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 8 . 8 8 4 7 1 . 3 / m i n3 . 1 4 6Vnrd ，取 480 / m innr 丝锥回转转速0n：取 4 8 0 / m innnr 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 6 4 8 0 0 . 1 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削层长度 l ： 15l mm 刀具切入长度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 18 工序 8：校验 2.2.6确定基本工时 （ 1）粗铣 、 精铣 25 孔 下平面 加工条件： 工件材料： HT200 铸铁，b200MPa 机床： X525K 机床 刀具：高速钢镶齿套式面铣刀 粗铣的切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 90l mm ， 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 4 0 ) ( 1 3 ) 7 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 9 0 7 2 0 . 3 4 m i n288jml l ltf 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间1 0.41ft 精铣的切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 90l mm 刀具切入长度 1l ：精铣时1 100l D m m 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间2jt：122 9 0 1 0 0 2 1 . 4 2 m i n135jml l ltf 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间2 0.41ft 铣 25 孔下表面的总工时为： t=1jt+2jt+1ft+2ft=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min （ 2）钻孔 加工条件： 工件材料： HT200 铸铁，b200MPa 机床： Z535 立 式钻床 刀具：钻孔 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔 标准高速钢扩孔钻；铰孔 标准高速铰刀 钻孔工时： 切入 3mm、切出 1mm，进给量 0 .4 3 /f m m r ，机床主轴转速 195 / m innr ， 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 19 铰孔：0 25d mm， 1.6 /f mm r ， 100 / m innr ， 7.8 / m invm 1t=（ 30+3+1） /0.43195=0.41min 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 扩孔工时： 切入 3mm、切出 1mm，进给量 0 .5 7 /f m m r ，机床主轴转速 275 / m innr 2t=（ 30+3+1） /0.57275=0.22min 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间2 1.77ft 铰孔工时： 切入 3mm、切出 1mm，进给量 1.6 /f mm r ，机床主轴转速 100 / m innr 3t=（ 30+3+1） /1.6100=0.21min 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间3 1.77ft 总工时： t=1t+2t+3t+1ft+2ft+3ft=0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min （ 3）粗精铣宽度为 30mm的下平台 工件材料： HT200，金属模铸造 加工要求：粗铣宽度为 30mm 的下平台，精铣宽度为 30mm 的下平台达到粗 糙度3.2。 机床： X52K 立式铣床 刀具：高速钢镶齿式面铣刀 计算切削工时 粗铣宽度为 30mm的下平台 根据 参考文献 9进给量 f=3mm/z，切削速度 0.442m/s，切削深度 1.9mm，走刀长度是 249mm。机床主轴转速为 37.5z/min。 切削工时：1t=249/(37.5 3)=2.21min。 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间1 0.41ft 精铣宽度为 30mm的下平台 根据 参考文献 9进给量 f=3mm/z，切削速度 0.442m/s，切削深度 0.1mm，走刀长度是 249mm。机床主轴转速为 37.5z/min。 切削工时：2t=249/(37.5 3)=2.21min 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间2 0.41ft 粗精铣宽度为 30mm的下平台的总工时： t=1t+2t+1ft+2ft=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min （ 4） 钻锥孔 12.7 工件材料： HT200，金属模铸造， 加工要求：粗糙度要求 6.3aRm， 机床： Z535 立式钻床 刀具：高速钢钻头 12， 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 20 计算基本工时 用 12 扩孔 12.7 的内表面。根据 参考文献 9进给量 f=0.64mm/z，切削速度 0.193m/s，切削深度是 1.5mm，机床主轴转速为 195r/min。走刀长度是 36mm。 基本工时： 1t=2 36/(0.64 195)=0.58 min。 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 用 12.7 扩孔 12.7 的内表面。根据 参考文献 9进给量 f=0.64mm/z，切削速度 0.204m/s，切削深度是 0.5mm，机床主轴转速为 195r/min。走刀长度是 36mm。 基本工时： 2t=2 36/(0.64 195)=0.58 min。 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间2 1.77ft 总的基本工时： t=1t+2t+1ft+2ft=4.7min。 （ 5）钻 M8 底孔及锪 钻 14 阶梯孔 加工条件： 工件材料： HT200，金属模铸造， 机床： Z535 立式钻床 刀具：高速钢钻头 7， M8 丝锥， 14 小直径端面锪钻 钻 M8 底孔的工时 被切削层长度 l ： 12.5l mm 刀具切入长度 1l ：1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 4 . 122rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：12 1 2 . 5 4 . 1 0 . 0 7 m i n0 . 2 5 9 0 0j l l lt fn 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 攻 M8 螺纹的工时 被切削层长度 l ： 10l mm 刀具切入长度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：1 2 1 201 0 4 . 5 1 0 4 . 5 0 . 0 5 m i n1 . 5 3 6 0 1 . 5 3 6 0jl l l l l ltf n f n 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 21 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 锪钻 14 阶梯的工时 锪钻孔进给量 0 .2 3 /f m m r ，机床主轴转速 195 / m innr ， 被切削层长度 l ： 3l mm 刀具切入长度1l：1 14( 1 2 ) 1 2 0 2 6 . 222rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度2l： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：12 3 6 . 2 0 . 1 9 m i n0 . 2 5 1 9 5j l l lt fn 由 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft t=jt+ft t=0.19+1.77=1.96min 该工序的总工时为： 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min （ 6）粗精铣 2-M6 上端面 工件材料： HT200，金属模铸造 加工要求：粗铣宽度为 30mm 的下平台，精铣宽度为 30mm 的下平台达到粗糙度3.2。 机床： X52K 立式铣床 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15YT ， 100D mm ，齿数 12，此为细齿铣刀。 粗铣 2-M6 上端面 切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm ， 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 4 0 ) ( 1 3 ) 7 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 4 0 7 2 0 . 1 7 m i n288jml l ltf 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间1 0.41ft 精铣 2-M6 上端面 切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm 刀具切入长度 1l ：精铣时1 100l D m m 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 22 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间2jt：122 4 0 1 0 0 2 1 . 0 5 m i n135jml l ltf 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间2 0.41ft 铣 2-M6 上端面 切削总工时： t=1jt+2jt+1ft+2ft=0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min （ 7）钻 2-M6 螺纹孔 钻锥孔 2 6 到 2 5。用 5 的钻头，走刀长度 38mm，切削深度 2.5mm，进给量 0.2mm/z，切削速度 0.51m/s， 被切削层长度 l ： 15l mm 刀具切入长度 1l ：1 5( 1 2 ) 1 2 0 2 3 . 522rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：12 1 5 3 . 5 0 . 0 8 m i n0 . 2 5 8 0 0j l l lt fn 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查 得钻削的辅助时间1 1.77ft 攻 M6 螺纹 被切削层长度 l ： 15l mm 刀具切入长度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：1 2 1 201 5 4 . 5 1 5 4 . 5 0 . 0 5 m i n1 . 5 4 8 0 1 . 5 4 8 0jl l l l l ltf n f n 根 据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 总工时为： t=2jt+ft=3.75min 根据该零件的生产纲量为每年产 4000 件。按一年 360 天，每天总工作时间为8 小时。则每个零件所需的额定时间为： t=360 8 60 4000=43.2min。 根据计算所得的机动时间 t机加上每道工序间的辅助时间。所用是实际时间为：2 7 . 9 8 m i n 4 3 . 2 m i nt t t 辅实 际 机 所以该方案满足生产要求。 攀枝花学院本科毕业设计 2 杆杆加工工艺规程设计 23 2.3 小结 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。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 24 3 专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。 根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔 25 夹具、铣宽度为 30mm的下平台夹具及钻 M8 底孔夹具各一套。其中加工工艺孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别为麻花钻、扩孔钻、铰刀对工件上的工艺孔进行加工。铣宽度为 30mm的下平台将用于组合铣床，刀具为硬质合金端铣刀 YG8 对杠杆的 25 孔下表面进行加工。钻 M8 底孔夹具采用立式钻床，先用麻花钻钻孔，再用丝锥攻螺纹。 3.1 加工工艺孔 25 夹具设计 本夹具主要用来钻、扩、铰工艺孔 25。这个工艺孔有尺寸精度要求为 +0.023，表面粗糙度要求，表面粗糙度为 1.6aRm，与顶面垂直。并用于以后各 面各孔加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第二道工序，加工到本道工序时只完成了杠杆下表面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 3.1.1定位基准的选择 由零件图可知，工艺孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻、铰的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时 ，应尽量选择上一道工序即粗、精铣 25 下表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用 45 外圆面作为定位基准，用 V 型块定位限制 4 个自由度。再以25 下表面加 3 个支撑钉定位作为主要定位基面以限制工件的三个自由度。 为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准高速钢麻花钻刀具对工艺孔25 进行钻削加工；然后采用 标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工；最后采用标准高速铰刀对 工艺孔 25 进行铰孔加工。准备采用手动夹紧方式夹紧。 3.1.2切削力的计算与夹紧力分析 由于本道工序主要完成工艺 孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由 参考文献 9得： 钻削力 6.08.026 HBDfF 钻削力矩 6.08.09.110 HBfDT 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 25 式中： 25D mm 2321872553125531 m i nm a xm a x HBHBHBHB 115.0 rmmf 0 . 8 0 . 62 6 2 5 0 . 1 5 2 3 2 3 7 5 5 . 2FN 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 2 5 0 . 1 5 2 3 2 2 6 1 7 4T N m m 本道工序加工工艺孔时，工件的 45 外圆面与 V 形块靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据 参考文献 11可查得夹 紧力计算公式： 0 12()ZQLW r tg r tg 式（ 3.1） 式中： 0W 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（ N）； Q 原始作用力（ N）； L 作用力臂（ mm）； r 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（ mm）； 1 螺杆端部与工件间的摩擦角（）； Zr 螺纹中径之半（ mm）； 螺纹升角（）； 2 螺旋副的当量摩擦角（）。 由式（ 3.1）根据参考文献 11表 1-2-23 可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力： 0 3 5 5 0 18954 ( 3 1 0 9 5 0 )WN 3.1.3夹紧元件及动力装置确定 由于杠杆的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。 本道工序夹 具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。带光面压块的压紧螺钉的结构如图 3.1 所示。 图 3.1 带光面压块的压紧螺钉 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 26 3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔 25mm分钻、扩、铰三个工步完成加工。钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔 22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和 修磨横刃；扩孔 24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔 0.023025mm 标准高速铰刀。 根据 参考文献 11表 2-1-47 可查得钻套 孔径结构尺寸如图 3.2 及表 3.1 所示。 图 3.2 快换钻套 表 3.1 铰工艺孔钻套结构参数如下表： d H D 1D 2D h 1h m 1m r 公称尺寸 公差 22 25 30 +0.021 +0.008 46 42 12 5.5 18 18 29.5 55 衬套选用固定衬套其结构如图 3.3 所示。 图 3.3 固定衬套 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 27 衬套选用固定衬套其结构参数如 表 3.2 所示。 表 3.2 固定衬套的结构尺寸 d H D C 1C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 30 +0.041 +0.020 25 42 +0.033 +0.017 1 3 根据 参考文献 11表 2-1-27 固定 V 型块的结构及主要尺寸如图 3.4 及表 3.3 所示。 图 3.4 V 型块 表 3.3 V 型块的主要尺寸 N D B H L l l A A1 d d1 d2 h b 42 45 52 20 68 20 14 26 22 10 11 18 10 12 注： T=L+0.707D-0.5N 钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及 45 外圆面分别靠在夹具支架的定位快及 V 型块上定位，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图ZJZ-01 所示。 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 28 3.1.5夹具精度分析 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系 ，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差wd很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺孔尺寸 0.023025mm 及表面粗糙度 1.6aRm。本道工序最后采用铰加工，选用标准高速铰刀，直径为 0.023025mm，并采用钻套，铰刀导套孔径为 0 .0 3 90 .0 2 125d m m，外径为 0 .0 2 30 .0 1 230D m m同轴度公差为 0.005mm 。固定衬套采用孔径为 0.0340.01630 mm，同轴度公差为 0.005mm 。 该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（ 1）各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为 2 5 0 . 1 2 4 . 9 mm 的理想圆柱面的控制。（ 2）各孔的体外作 用尺寸不能小于最大实体实效尺寸 25mm 。（ 3）当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸 25mm 时可将偏离量补偿给位置度公差。（ 4）如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为25.023mm 时，相对于最大实体尺寸 25mm 的偏离量为 0.023mm ，此时轴线的位置度误差可达到其最大值 0 . 1 0 . 0 2 3 0 . 1 2 3 mm 。即孔的位置度公差最小值为 0.1mm 。 工艺孔的尺寸 0.02325 mm ，由选用的铰刀尺寸 0.0150.00825 mm满足。 工艺孔的表面粗糙度 1.6aRm，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。 影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）： （ 1）钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差： mm005.01 （ 2）两衬套的同轴度公差： mm005.02 （ 3）衬套与钻套配合的最大间隙：3 2 5 . 0 3 4 2 5 . 0 1 2 0 . 0 2 2 mm （ 4）钻套的同轴度公差： mm005.04 （ 5）钻套与铰刀配合的最大间隙：5 2 5 . 0 3 9 2 5 . 0 0 8 0 . 0 3 1 mm 2 2 2 2 2 21 2 3 4 52 2 0 . 0 3 9 0 . 0 7 8 0 . 1wd m m m m 所以能满足加工要求。 3.1.6夹具设计及操作的简要说明 钻铰 25 孔的夹具如夹具装配图 ZJZ-01 所示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；再把工件向固定 V 行块靠拢，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后， 将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 29 3.2 粗精铣宽度为 30mm 的下平台夹具设计 本夹具主要用来粗精铣杠杆宽度为 30mm的下平台。由加工本道工序的工序简图可知。粗精铣杠杆宽度为 30mm的下平台时，杠杆宽度为 30mm的下平台有粗糙度要求 6.3aRm，杠杆宽度为 30mm的下平台与工艺孔轴线分别有尺寸要求 0.23025 mm。本道工序是对杠杆宽度为 30mm的下平台进行粗精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应 保证加工尺寸精度和表面质量。 3.2.1定位基准的选择 由零件图可知 25 孔的轴线所在平面和右端面有垂直度的要求是 10，从定位和夹紧的角度来看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基准是右端面，设计基准是孔 25 的轴线，定位基准与设计基准不重合，需要重新计算上下端面的平行度，来保证垂直度的要求。在本工序只需要确定右端面放平。 为了提高加工效率，现决定用两把铣刀对杠杆宽度为 30mm的下平台同时进行粗精铣加工。同时为了采用手动夹紧。 3.2.2定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上 的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。 根据 参考文献 11带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图 3.5 所示。 图 3.5 带大端面的短圆柱销 根据 参考文献 11固定挡销的结构如图 3.6 所示。 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 30 图 3.6 固定挡销 主要结构尺寸参数如下表 3.4 所示。 表 3.4 固定挡销的结构尺寸 D 1D H L C d h 12 18 14 26 4 12 4 3.2.3定位误差分析 本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为： 销与孔的配合 0.05mm，铣 /钻模与销的误 差 0.02mm，铣 /钻套与衬套 0.029mm 由公式 e=(H/2+h+b) max/H max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.06 30/32=0.05625 可见这种定位方案是可行的。 3.2.4铣削力与夹紧力计算 本夹具是在铣 钻床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“ 17”六角螺母和 ”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg( + 1)/2+rtg 2) 式（ 3.2） Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母 L作用力的力臂 (mm) 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 31 d0螺纹中径 (mm) 螺纹升角 ( ) 1螺纹副的当量摩擦 ( ) 2螺杆 (或螺母 )端部与工件 (或压块 )的摩擦角 ( ) r螺杆 (或螺母 )端部与工件 (或压块 )的当量摩擦半径 ( ) 根据 参考文献 6其回归方程为 Fj ktTs 其中 Fj螺栓夹紧力 (N)； kt力矩系数 (cm 1) Ts作用在螺母上的力矩 (N.cm)； Fj =5 2000=10000N 3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 U 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。 根据 参考文献 11定向键的结构如图 3.7 所示。 图 3.7 定向键 根据 参考文献 11夹具 U 型槽的结构如图 3.8 所示。 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 32 图 3.8 U 型槽 主要结构尺寸参数如下表 3.5 所示。 表 3.5 U 型槽的结构尺寸 螺栓直径 d D 1D L 12 14 30 20 对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。 由于本道工序是完成杠杆宽度为 30mm下平台的粗精铣加工，所以选用直角对刀块。根据 GB2243 80 直角对到刀块的结构和尺寸如图 3.9 所示。 1014737825 图 3.9 直角对刀块 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 33 塞尺选用平塞尺，其结构如图 3.10 所示。 标记 四周倒圆 图 3.10 平塞尺 塞尺尺寸如表 3.6 所示。 表 3.6 平塞尺结构尺寸 公称尺寸 H 允差 d C 3 -0.006 0.25 3.2.6夹紧装置及夹具体设计 夹紧装置采用移动的 A 型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。 移动压板的结构如图 3.11 所示。 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 34 图 3.11 移动压板 主要结构尺寸参数如表 3.7 所示。 表 3.7 移动压板结构尺寸 L B b l 1l K H h 1h m 97 30 11 36 40 8 16 4 1.5 12 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图ZJX-02 所示。 3.2.7夹具设计及操作的简要说明 本夹具用于在立式铣床上加工杠杆的小平面和加工 12.7。工件以 0.023025孔及端面和水平面底为定位基准，在短销、支承板和支承钉上实现完全定位。采用转动 A 型压板夹紧工件。当加工完一边，可松开螺钉、螺母、支承钉来加工另一边。一次加工小平面和加工 12.7，如夹具装配图 ZJX-02 所示。 3.3 钻 M8 螺纹孔夹具设计 3.3.1定位基准的选择 在加工 M8 螺纹孔工序时， 25 孔和宽度为 30mm的下平台已经加工到要求攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 35 尺寸。因此选用和 25 孔及 25 孔下表面加上宽度为 30mm的作为定位基准。选择 25 孔限制了工件的 3 个自由度，选择 45 外圆面定位时，限制了 3 个自由度。即一面两销定位。工件以一面两销定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为 25 孔下表面，两销为短圆柱销和固定挡销。 3.3.2定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹 具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和固定挡销进行设计 根据 参考文献 11，可查得短圆柱销的结构和尺寸，如图 3.12 所示。 图 3.12 短圆柱销 根据 参考文献 11表 2-1-2 固定定位销的结构及主要尺寸如图 3.13 所示。 图 3.13 固定定位销 主要结构尺寸参数如表 3.8 所示。 攀枝花学院本科毕业设计 3 专用夹具设计 36 表 3.8 固定定位销的结构尺寸 D 1D H L C d h 12 18 14 26 4 12 4 3.3.3定位误差分析 机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关 。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为： 销与孔的配合 0.05mm，钻模与销的误差 0.02mm，钻套与衬套 0.029mm 由公式 e=(H/2+h+b) max/H max=(0.052+0.02