CA6140杠杆机械加工工艺及M8底孔工序专用机床夹具设计.doc

工艺与夹具设计说明书设计题目： CA6140杠杆机械加工工艺及M8底孔工序专用机床夹具设计 学 院： 专 业： 班 级： 指导教师： 学生姓名： 2015 年 月 日目 录第1章 绪 论11.1 课程设计的目的和意义1第2章 机械加工工艺规程设计22.1零件的作用22.2零件的工艺分析22.3 选择毛坯种类及制造方法32.4 拟定零件的机械加工工艺过程32.4.1 选择定位基准32.4.2 选择加工方法42.5 工序设计42.5.1 确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸42.5.2 确定切削用量52.5.3确定工时定额172.6填写工艺文件22第3章 M8螺纹孔的专用机床夹具设计243.1定位基准的选择243.2定位元件的设计243.3定位误差的分析253.4钻削力与夹紧力的计算263.5钻套、衬套、钻模板及夹具体的设计263.6夹紧装置的设计293.7夹具设计及操作的简要说明303.8绘制夹具装配图31结 论32致 谢33参考文献34附录.3636 / 38第1章 绪 论1.1 课程设计的目的和意义机床夹具设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产实际问题的能力，使学生进一步巩固大学期间所学的有关理论知识，掌握设计方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。另外，这次机床夹具设计也是大学期间一项重要实践性教学环节。通过本次设计，应使学生在下述各方面得到锻炼：1.熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。2.通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。3.能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等。4.在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。第2章 机械加工工艺规程设计2.1零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。2.2零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： 图2.1 零件立体图（1）主要加工面：1）小头钻250+0.023以及与此孔相通的14阶梯孔、M8螺纹孔；2）钻12.70+0.1锥孔及铣12.70+0.1锥孔平台；3）钻2M6螺纹孔；4）铣杠杆底面及2M6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：250+0.023的孔、杠杆下表面2）以250+0.023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、12.70+0.1锥孔及12.70+0.1锥孔平台、2M6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺纹孔和12.70+0.1锥孔平台。杠杆的25孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。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250+0.023 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，再用M8的丝锥攻螺纹。2.3 选择毛坯种类及制造方法零件的材料HT200，毛坯为铸件。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量达到中大批生产的水平，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。2.4 拟定零件的机械加工工艺过程2.4.1 选择定位基准（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，以限制绕z轴转动、沿z轴移动、绕y轴转动、沿y轴移动四个自由度。再以一面定位消除绕x轴转动、沿x轴移动两个自由度，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。2.4.2 选择加工方法表2.4工艺过程工序1粗精铣25孔下表面工序2钻、扩、铰孔使尺寸到达250+0.023mm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，攻螺纹孔2-M6工序8检查2.5 工序设计2.5.1 确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸杠杆的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，由于零件为大批量生产，应该采用调整法加工,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Ra=6.3m，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Ra=3.2m，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。2.5.2 确定切削用量 工序1：粗、精铣孔下平面（1）粗铣25孔下平面工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm ，齿数Z=8，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.9mm所以铣削深度ap：ap=1.9mm每齿进给量af：根据参考文献3表2.4-75，取af=0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献7表3034，取V=1.33m/s。机床主轴转速n：n=1000Vd 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：n=1000Vd=10001.33603.14100254r/min按照参考文献3表3.1-74 n=300r/min实际铣削速度v：v=dn1000=3.141003001000601.57m/s进给量Vf：Vf=afZn=0.128300604.8mm/s 工作台每分进给量fm：fm=Vf=4.8mms=288mm/min a根据参考文献7表2.4-81 a=40mm（2）精铣25 孔下平面工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D=100mm ，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ap：ap=0.1mm每齿进给量af：根据参考文献7表3031，取af=0.08mm/Z铣削速度V：参照参考文献7表3031，取V=0.32mm/S机床主轴转速，由式（2.1）有：n=1000Vd=10000.32603.1410061r/min按照参考文献7表3.1-31 n=75r/min 实际铣削速度v： v=dn1000=3.1410075100060=0.4m/s进给Vf量，由式（1.3）有：Vf=afZn=0.15127560=2.25mm/s 工作台每分进给量fm： fm=Vf=2.25mms=135mm/min 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Ra=1.6m。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f表=0.470.57mm/r，由于孔深度比ld=3022=1.36，klf=0.9，故f表=0.470.570.9=0.420.51mm/r。查Z535立式钻床说明书，取f=0.43mm/r。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量f1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量f1.8mm/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Pm 根据表28-15，由插入法得： v表=17mmin,F表=4732N T表=51.69NM,Pm表=1.2KW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，kMv=0.88，klv=0.75，故v表=17mmin0.880.75=11.22(m/min) N=1000v表d0=100011.22mmmin22mm=162rmin查Z535机床说明书，取n=195r/min。实际切削速度为：v=d0n1000=22mm195r/min1000=14m/min由表28-5，kMF=kMT=1,06，故 F=4732N1.06=5016(N) T=51.69Nm1.06=54.8Nm3）校验机床功率 切削功率Pm为 Pm=Pm表nnkMM=1.25kW(195/246)1.06=1.05kW机床有效功率PE=PE=4.5kW0.81=3.65kWPm故选择的钻削用量可用。即d0=22mm，f=0.43mm/r，n=195r/min，v=14m/min 相应地F=5016N，T=54.8Nm，Pm=1.05kW （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=0.70.8mmr0.7=0.490.56mm/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v表=25m/min。修正系数： kmv=0.88kapv=1.02(根据apRap=24.7-2221.5=0.9)故 v表=25mmin0.881.02=11.22mminn=1000v表（d0）=100011.22mmmin(24.7mm)=286rmin查机床说明书，取n=275rmin。实际切削速度为v=d0n10-3=24.7mm275rmin10-3=21.3mmin （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，f表=1.32.6mm，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取f=1.6mmr。2）确定切削速度v及n 由参考文献7表28-39，取v表=8.2mmin。由参考文献7表28-3，得修正系数kMv=0.88，kapv=0.99根据apRap=25-24.720.125=1.2 故 v表=8.2mmin0.880.99=7.14mminn=1000v表（d0）=10007.14（mmmin）25mm=91.5rmin查Z535说明书，取，实际铰孔速度v=d0n10-3=25mm100rmin10-3=7.8mmin（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：d0=22mm，f=0.43mmr，n=195rmin，v=14mmin 扩孔：d0=24.7mm，f=0.57mmr，n=275rmin，v=21.3mmin铰孔：d0=25mm，f=1.6mmr，n=100rmin，v=7.8mmin 工序3：粗精铣宽度为30mm的下平台（1）粗铣宽度为30mm的下平台工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度ap：ap=2mm每齿进给量af：根据参考文献3表2.4-75，取af=0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献7表3034，取V=1.33mms/。由式2.1得机床主轴转速n：n=1000Vd=10001.33603.14100254r/min按照参考文献3表3.1-74 n=300r/min实际铣削速度v：v=dn1000=3.141003001000601.57m/s进给量V：Vf=afZn=0.128300604.8mm/s 工作台每分进给量fm：fm=Vf=4.8mms=288mm/min a：根据参考文献7表2.4-81, a=30mm被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=30mm， 刀具切入长度l1：l1=0.5D-D2-a2+13=5.3mm 式(2.2) 刀具切出长度l2：取l2=2mm走刀次数为1（2）精铣宽度为30mm的下平台工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。由参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D=100mm ，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ap：ap=1.0mm每齿进给量af：根据参考文献7表3031，取af=0.08mm/Z铣削速度V：参照参考文献7表3031，取V=0.32mm/S机床主轴转速，由式（2.1）有：n=1000Vd=10000.32603.1410061r/min按照参考文献3表3.1-31 n=75r/min实际铣削速度v：v=dn1000=3.1410075100060=0.4m/s进给量Vf，由式（2.3）有：Vf=afZn=0.15127560=2.25mm/s工作台每分进给量fm：fm=Vf=2.25mms=135mm/min被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=40mm 刀具切入长度l1：精铣时L1=D=100mm刀具切出长度l2：取l2=2mm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Ra=6.3m。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f表=0.470.57mm，由于孔深度比ld=3022=1.36，klf=0.9，故f表=0.470.570.9=0.420.51mm/r。查Z535立式钻床说明书，取f=0.43mm/r。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量f1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量f1.8mm/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Pm 根据参考文献7表28-15，由插入法得：v表=17mmin,F表=4732N，T表=51.69NM,Pm表=1.2KW 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28-3kMv=0.88，klv=0.75，故 v表=17mmin0.880.75=11.22(m/min) N=1000v表d0=100011.22mmmin22mm=162rmin查Z535机床说明书，取n=195r/min。实际切削速度为：v=d0n1000=22mm195r/min1000=14m/min由参考文献7表28-5kMF=kMT=1,06，故 F=4732N1.06=5016(N) T=51.69Nm1.06=54.8Nm3）校验机床功率 切削功率Pm为Pm=Pm表nnkMM=1.25kW1952461.06=1.05kW机床有效功率PE=PE=4.5kW0.81=3.65kWPm即 d0=22mm，f=0.43mm/r，n=195r/min，v=14m/min 相应地 F=5016N，T=54.8Nm，Pm=1.05kW （2）确定扩孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-31，。根据Z535机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度v及n 根据参考文献7表28-33，取v表=25m/min。修正系数：kmv=0.88， kapv=1.02(根据apRap=24.7-2221.5=0.9)故 v表=25mmin0.881.02=11.22mminn=1000v表（d0）=100011.22mmmin(24.7mm)=286rmin查机床说明书，取n=275rmin。实际切削速度为v=d0n10-3=24.7mm275rmin10-3=21.3mmin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ap：ap=10.5mm进给量f：根据参考文献5表2.4-39，取f=0.25mmr切削速度V：参照参考文献5表2.4-41，取V=0.43ms由式（2.1）机床主轴转速n：n=1000Vd0=10000.43603.1471174r/min取n=900r/min实际切削速度V：V=d0n1000=3.1479001000600.33m/s被切削层长度l：l=12.5mm刀具切入长度l1：l1=D2ctgkr+12=72ctg1200+24.1mm 刀具切出长度l2：l2=0 走刀次数为1攻M81.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（M81.5）进给量f：由于其螺距p=1.5mm,因此进给量f=1.5mmr切削速度V：参照参考文献5表2.4-105，取V=0.148ms=8.88mmin由式（2.1）机床主轴转速n：n=1000Vd=10008.883.148353.5r/min取n=360r/min丝锥回转转速n0 ：取n0=360r/min实际切削速度V：V=d0n1000=3.1483601000600.15m/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Ra=3.2m。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f表=0.250.31mmr，由于孔深度比ld0=312=0.25，klf=1.0，故f表=0.250.311.0=0.250.31mm/r。查Z535立式钻床说明书，取f=0.23mm/r。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量f1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量f1.8mm/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Pm 根据表28-15，由插入法得： v表=17mmin,F表=4732N T表=51.69NM,Pm表=1.2KW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，kMv=0.88，klv=0.75，故 v表=17mmin0.880.75=11.22(m/min) n=1000v表d0=100011.22mmmin22mm=162rmin查Z535机床说明书，取n=195r/min。实际切削速度为v=d0n1000=12mm195r/min1000=7.35m/min由参考文献7表28-5，kMF=kMT=1.0，故F=4732N1.0=4732(N) T=51.69Nm1.0=51.69Nm校验机床功率 切削功率Pm为Pm=Pm表nnkMM=1.25kW1952981.0=0.82kW机床有效功率PE=PE=4.5kW0.81=3.65kWPm故选择的钻削用量可用。即d0=12mm，f=0.23mm/r，n=195r/min，v=7.35m/min 相应地 F=4732N，T=51.69Nm，Pm=0.82kW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Ra=3.2m，用回转分度仪加工，粗精铣与水平成360的台肩。用立式铣床X52K，使用组合夹具。（1）粗铣M6上端面工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm ,齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度ap：ap=2mm每齿进给量af：根据参考文献3表2.4-75，取af=0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献7表3034，取V=1.33m/s由式（2.1）机床主轴转速n：n=1000Vd=10001.33603.14100254r/min按照参考文献7表3.1-74 n=300r/min实际铣削速度v：v=dn1000=3.141003001000601.57m/s进给量Vf：Vf=afZn=0.128300604.8mm/s 工作台每分进给量fm：fm=Vf=4.8mms=288mm/min a根据参考文献7表2.4-81, a=40mm 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=40mm， 刀具切入长度l1：l1=0.5D-D2-a2+13=5.3mm 刀具切出长度l2：取l2=2mm走刀次数为1（2）精铣M6上端面工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D=100mm ，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ap：ap=1.0mm每齿进给量af：根据参考文献7表3031，取af=0.08mm/Z铣削速度V：参照参考文献7表3031，取V=0.32mm/S机床主轴转速n，由式（1.1）有：n=1000Vd=10000.32603.1410061r/min按照参考文献3表3.1-31 n=75r/min实际铣削速度v：v=dn1000=3.1410075100060=0.4m/s进给量Vf，由式（2.3）有：Vf=afZn=0.15127560=2.25mm/s工作台每分进给量fm：fm=Vf=2.25mms=135mm/min被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=40mm 刀具切入长度l1：精铣时l1=D=100mm刀具切出长度l2：取l2=2mm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ap：ap=4.25mm进给量f：根据参考文献5表2.4-39，取f=0.25mm/r。切削速度V：参照参考文献5表2.4-41，取V=0.43mms/由式（2.1）机床主轴转速n：n=1000Vd=10000.43603.1451643r/min取n=900r/min实际切削速度V：V=d0n1000=3.1464801000600.24m/s被切削层长度l：l=15mm刀具切入长度l1：l1=D2ctgkr+12=52ctg1200+23.5mm刀具切出长度l2：l2=0走刀次数为1攻M61.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（M61.5）进给量f：由于其螺距p=1.5mm,因此进给量f=1.5mm/r切削速度V：参照参考文献5表2.4-105，取V=0.148ms=8.88mmin由式（2.1）机床主轴转速n：n=1000Vd0=10008.883.146471.3r/min取n=480r/min丝锥回转转速n0：取nn=480r/min实际切削速度V：V=d0n1000=3.1464801000600.15m/min被切削层长度l：l=15mm刀具切入长度l1：l1=45mm刀具切出长度l2：l2=0走刀次数为1工序8：校验2.5.3确定工时定额（1）粗铣、精铣25孔下平面加工条件：工件材料：HT200铸铁，b=200MPa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l=90mm， 刀具切入长度l1：l1=0.5D-D2-a2+13=0.5100-1002-402+13=7mm 刀具切出长度l2：取l2=2mm走刀次数为1机动时间tj1：tj1=l+l1+l2fm=90+7+2288=0.34min根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf1=0.41精铣的切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=90mm 刀具切入长度l1：精铣时l1=D=100mm刀具切出长度l2：取l2=2mm走刀次数为1机动时间tj2：tj2=l+l1+l2fm=90+100+21351.42min根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf2=0.41铣25孔下表面的总工时为：t=tj1+tj2+tf1+tf2=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min（2）钻孔加工条件：工件材料：HT200铸铁，b=200MPa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f=0.43mmr，机床主轴转速n=195rmin， 铰孔：d0=25mm，f=1.6mmr，n=100rmin，v=7.8mmint1=（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tf1=1.77扩孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量f=0.57mmr，机床主轴转速 n=275rmin t2=（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tf2=1.77铰孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量f=1.6mmr，机床主轴转速n=100rmint3=（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tf3=1.77总工时：t=t1+t2+t3+tf1+tf2+tf3=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：t1=249/(37.53)=2.21min。根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf1=0.41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：t2=249/(37.53)=2.21min根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf1=0.41粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时： t=t1+t2+tf1+tf2=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Ra=6.3m，机床：Z535立式钻床刀具：高速钢钻头12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：t1=236/(0.64195)=0.58 min。根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf1=1.77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：=236/(0.64195)=0.58 min。根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf2=1.77总的基本工时：t=t1+t2+tf1+tf2=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：l=12.5mm刀具切入长度l1：l1=D2ctgkr+12=72ctg1200+24.1mm刀具切出长度l2：l2=0走刀次数为1机动时间=tj：tj=l+l1+l2fn=12.5+4.10.259000.07min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间攻M8螺纹的工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间tj：tj=l+l1+l2fn+l+l1+l2fn0=10+4.51.5360+10+4.51.53600.05min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf1=1.77锪钻14阶梯的工时锪钻孔进给量f=0.23mmr。，机床主轴转速n=195rmin，被切削层长l度：l=3mm刀具切入长度l1：l1=D2ctgkr+12=142ctg1200+26.2mm刀具切出长度l2：l2=0走刀次数为1机动时间tj：tj=l+l1+l2fn=3+6.20.251950.19min由参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf1=1.77t=tj+tf=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）：YT15，D=100mm ，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l=40mm， 刀具切入长度：l1=0.5D-D2-a2+13=0.5100-1002-402+13=7mm刀具切出长度l2：取l2=2mm走刀次数为1机动时间tj1：tj1=l+l1+l2fm=40+7+22880.17min根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf1=0.41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l=40mm 刀具切入长度l1：精铣时l1=D=100mm刀具切出长度l2：取l2=2mm走刀次数为1机动时间tj2：tj2=l+l1+l2fm=40+100+21351.05min根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf2=0.41铣2-M6上端面切削总工时：t=tj1+tj2+tf1+tf2=0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min（7）钻2-M6螺纹孔钻锥孔26到25。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：l=15mm刀具切入长度l1：l1=D2ctgkr+12=52ctg1200+23.5mm刀具切出长度l2：l2=0走刀次数为1机动时间tj：tj=l+l1+l2fn=15+3.50.258000.08min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf1=1.77攻M6螺纹被切削层长度l：l=15mm刀具切入长度l1：l1=4.5mm刀具切出长度l2：l2=0走刀次数为1机动时间tj：tj=l+l1+l2fn+l+l1+l2fn0=10+4.51.5360+10+4.51.53600.05min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf1=1.77总工时为：t=2tj+tf=3.75min2.6填写工艺文件机械加工工艺过程卡机械加工工序卡片第3章 M8螺纹孔的专用机床夹具设计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。3.2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3.1所示。图3.1 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3.2所示。图3.2 固定定位销主要结构尺寸参数如表3.1所示。表3.1 固定定位销的结构尺寸DD1HLCdh 12 18 14 26 41243.3定位误差的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/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mm e=0.0630/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。3.4钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 F=26Df0.8HB0.6钻削力矩 T=10D1.9F0.8HB0.6式中：D=8mm HB=HBmax-13HBmax-HBmax=255-13255-187=232 f=0.15mmr-1 F=2680.150.82320.6=1201.7N T=1081.90.150.82320.6=3003Nmm本套夹具采用移动压板夹紧，移动压板主要靠移动压板上的螺母来实现夹紧。根据参考文献11可知该机构属于单个螺旋夹紧。由式（3.1）根据参考文献11表1-2-20到表1-2-23可查得W=351045.513tg(2029+9050)=3033N 3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体的设计M8螺纹孔的加工需钻、攻螺纹两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：M8螺纹孔分钻、攻螺纹两个工步完成加工。钻、攻，加工刀具分别为：钻孔7标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；攻螺纹8的丝锥。根据参考文献11表2-1-47可查得钻套孔径结构如图3.3所示。图3.3 快换钻套钻M8孔钻套结构参数如表3.2所示。表3.2 钻套的结构尺寸dHDD1D2hh1mm1r公称尺寸允差72012+0.018+0.0072218104771650根据参考文献11表2-1-58可得衬套选用固定衬套其结构如图3.4所示。图3.4 固定衬套其结构参数如表3.3所示。表3.3 固定衬套