GY02-170@气门摇臂铣油槽夹具工艺设计毕业设计
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机械毕业设计全套
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GY02-170@气门摇臂铣油槽夹具工艺设计毕业设计,机械毕业设计全套
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表 2.1.1 机械加工工序卡 无锡职业技术学 院 机械加工工序卡 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 气门摇臂 共 页 第 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 90 铣削 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 XA5032 1 夹具编号 夹具名称 切削液 铣床平口钳 工位夹具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步名称 工艺装备 主轴转速(r/min) 切削速度(m/min) 进给量(mm) 背吃刀量(mm) 进给次数 工时 /min 机动 单件 描图 粗铣 26H7 两端面 YT15 硬质合金铣刀 770 77.4 0.41 1 1 0.0115 1.71 精铣 26H7 两端面 YT15 硬质合金铣刀 1200 120.6 0.3 0.5 1 0.0115 1.7 描校 底图号 装订号 设计 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) 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 nts nts表 2.1.2 机械加工工序卡 无锡职业技术学 院 机械加工工序卡 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 气门摇臂 共 页 第 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 150 铣槽 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 XA5032 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位夹具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步名称 工艺装备 主轴转速(r/min) 切削速度(m/min) 进给量(mm) 背吃刀量(mm) 进给次数 工时 /min 机动 单件 描图 铣 2mm油槽 D=2圆柱 立 铣刀 30 0.19 0.2 2 1 0.009 0.395 描校 底图号 装订号 设计 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) 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 nts nts表 2.3 机械加工工艺卡 无锡职业技术学院 机械加工工艺卡片 产品型号 零 (部 )件图号 共 3 页 产品名称 零 (部 )件名称 气门摇臂 第 1 页 材料牌号 45 毛坯种类 铸造 毛坯外形 尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工步 工序内容 同时加工零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量 (mm) 切削 速度m/min 每分钟转数 进给量(mm) 夹具 刀具 量具 单件 准终 10 1 铸造毛坯 1 20 1 退火 1 30 1 1 钻 26H7 孔至 25。 1 25 15.31 195 0.48 Z525 25 麻花钻 塞规 0.39 2 扩孔 25 至 25.85。 1 0.85 22.08 272 0.62 Z525 25.85扩孔钻 塞规 0.31 3 铰孔 25.85 至 26H7。 1 0.15 15.92 195 0.28 Z525 26 铰刀 塞规 0.97 40 2 1 粗铣 26H7 两端面。 1 1 77.4 770 0.41 XA5032 平口钳 D80 端铣刀 卡尺 1.71 编制 (日期 ) 审核 (日期 ) 会签 (日期 ) nts无锡职业技术学院 机械加工工艺卡片 产品型号 零 (部 )件图号 共 3 页 产品名称 零 (部 )件名称 气门摇臂 第 2 页 材料牌号 45 毛坯种类 铸造 毛坯外形 尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工步 工序内容 同时加工零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量 (mm) 切 削 速度m/min 每分钟转数 进给量(mm) 夹具 刀具 量具 单件 准终 2 精铣 26H7 两端面，并倒角1 45 并保证尺寸 29mm。 1 0.5 120.6 1200 0.3 XA5032 平口钳 D80 端铣刀 卡尺 1.7 50 1 1 粗铣 16 上 端面 1 1 28.26 375 0.18 XA5032 平口钳 D80 端铣刀 卡尺 0.23 2 精铣 16 上 端面，并保证尺寸17mm。 1 0.5 35.8 475 0.13 XA5032 平口钳 D24 端铣刀 卡尺 0.28 60 1 1 钻 M10X1-6H 螺纹底孔 8.7。 1 8.7 45.69 1360 0.1 Z525 平口钳 8.7 麻花钻 0.24 2 在螺纹底孔两端倒角 0.5 45 。 1 Z525 平口钳 9.7 麻 花钻 3 攻螺纹至要求。 1 Z525 平口钳 10 丝锥 卡尺 5 编制 (日期 ) 审核 (日期 ) 会签 (日期 ) nts无锡职业技术学院 机械加工工艺卡片 产品型号 零 (部 )件图号 共 3 页 产品名称 零 (部 )件名称 气门摇臂 第 3 页 材料牌号 45 毛坯种类 铸造 毛坯外形 尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工步 工序内容 同时加工零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量 (mm) 切削 速度m/min 每分钟转数 进给量(mm) 夹具 刀具 量具 单件 准终 70 1 1 钻斜台阶油孔 2.5、 1.6 至要求。 1 22 1360 0.1 Z525 平口钳 2.5、 1.6麻花钻 1.976 80 1 1 粗铣 R9.5 圆弧面。 1 1 3.14 100 0.18 XA5032 平口钳 D25 立铣刀 卡尺 0.19 90 1 1 对 R9.5 圆弧面高频淬火，保证充足淬火深度。 1 2 正火处理。 1 100 1 1 精磨 R9.5 圆弧面，保证淬火深度，并保证尺寸 10mm。 1 0.5 1583 1440 0.03 M7130 砂轮 卡尺 2.09 110 1 1 铣 2mm 油槽 1 2 0.19 30 0.2 XA5032 专用夹 具 D2 立铣刀 卡尺 0.395 120 1 1 钳工去毛刺，抛光 R9.5 圆弧。 1 砂纸 编制 (日期 ) 审核 (日期 ) 会签(日期 ) nts表 2.2 机械加工工艺过程卡 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 气门摇臂 共 1 页 第 1 页 材料牌号 45 毛坯种类 模锻件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作 数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序 名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 /min 10 铸造 熔模铸造毛坯 锻工 20 热处理 退火 热处理 30 钻削 钻 26H7 孔至 25 金工 Z525 40 钻削 扩孔 25 至 25.85 金工 Z525 50 钻削 绞孔 25.85 至 26H7 金工 Z525 60 钻削 钻 M10X1-6H 螺纹底孔 金工 Z525 70 铣削 粗精铣 16 上 端面 金工 XA5032 描图 80 铣削 粗铣 R9.5 圆弧面 金工 XA5032 90 铣削 粗精铣 26H7 上下两端面 金工 XA5032 描校 100 钻削 倒角 1X45 金工 Z525 110 钻削 钻 2.5、 1.6 油孔 金工 Z525 底图号 120 铣削 粗铣 R9.5 圆弧面 金工 XA5032 130 热处理 对 R9。 5 圆弧高频淬火 热处理 140 磨 磨 R9.5 圆弧面 金工 M7130 装订号 150 铣削 铣 2mm 油槽 金工 XA5032 设计 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) 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 nts nts 0 毕 业 设 计 说 明 书 系 别 （ 部 、 分 院 ） 机 械 系 班 级 机制 姓 名 学 号 课 题 名 称 气门摇臂机械加工工艺的编制、铣油槽夹具设计 指导教师 职 称 指导教师 职 称 nts 1 目 录 一、毕业设计任务书 二、毕业设计说明书 (一 )、绪论 1.1 本设计的内容及意义 1.2 课题背景知识 (二 )、零件的造型 2.1 零件造型软件介绍 (三 )、零件的工艺分析 3.1 零件的功用分析 3.2 零件的工艺分析 (四 )、零件工艺规程设计 4.1 确定毛坯的制造形式 4.2 定位基准的选择 4.3 拟定零件加工的工艺路线 4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4.5 确定切削用量及工时定额 (五 )、专用夹具设计 5.1 问题的提出 5.2 夹具设计 (六 )、存在的问题 6.1 存在的问题 三、 毕业设计小结与感悟 四、 参考文献 五、致谢 六、外文翻译 nts 2 （一）、绪论 1.1 本设计的内容及意义 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行的。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的全面的综合性的总复习，也是一次理 论联系实际的训练。其目的在于： 1. 巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验； 2. 增强我们查阅资料的能力，熟悉相关资料； 3. 树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力； 4. 通过对气门摇臂加工工艺的编制及油槽铣夹具的工装设计，使我们在机械制造工艺过程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面都得到了一次综合性的训练。初步具备了一个中等复杂程度零件的工艺规程能力。 5. 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方 案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具。 6. 通过零件图，毛坯图，夹具装配图的绘制，使我们对于 AutoCAD 绘图软件的使用熟练程度进一步提高。 本次设计的主要内容为：首先应用 AutoCAD 绘图软件绘制气门摇臂的二维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定零件的生产类型。经分析本次设计零件的生产为大批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，气门摇臂的材料为 45钢，宜采用熔模铸造的形式进行毛坯的制造。并确定零件的加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析 。最后，对铣油槽加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。 1.2 课题背景知识 题目所给定的零件是气门摇臂（如图 3.1 所示），它主要应用于发动机、柴油机等设备。此气门摇臂零件是发动机配气机构的一个重要零件，它与配气机构其他零部件配合，完成发动机的进气和排气过程的正时（定时）。 该产品年产量为 60000 件，设其备品率为 5，机械加工废品率为 2，现制定该零件的机械加工工艺规程。 技术要求： (1) 起模斜度不大于 5； (2) 未注明圆角半径为 R3； nts 3 (3) R9.5 表面淬硬，硬度 HRC50 55，深度 1.5 4mm； (4) 材料为 45 号钢。 现计算产品实际年产量为： (1 % % )6 0 0 0 1 (1 5 % 2 % ) /6 4 2 0 0 /N Q n a b 件 年件 年 柴油机气门摇臂实际年产量为 64200 件 /年，经估计该零件质量约为 0.72kg，根据教材机械制造工艺学表 1 3 生产类型与生产纲领的关系 可确定气门摇臂的生产类型为大批量生产。 （二）、零件的造型 2.1 零件造型软件介绍 现在行业内常用的造型软件主要有 UG、 PRO/E、 GATIA、 AutoCAD、 CAXA、 MasterCAM等。 UG、 PRO/E、 GATIA 比较高端，功能较强，学起来比较困难一点，而且价格比较贵。相对来说还是 AutoCAD、 CAXA和 MasterCAM比较容易上手，而且比较便宜，实用性较高。本次设计的零件为气门摇臂，所以绘制二维图选用 AutoCAD最为合理。因为在学校里， AutoCAD是最为普遍的绘图软件，操作起来相对很熟练，便于此次设计的顺利开展。 （三）、零件的工艺分析 3.1 零件的作用 题目所给定的零件是气门摇臂（如图 3.1所示），它主要应用于发动机、柴油机等设备。此气门摇臂零件是发动机配气机构的一个重要零件， 它与配气机构其他零部件配合，完成发动机的进气和排气过程的正时（定时） nts 4 图 3.1 3.2 零件的工艺分析 从零件图中不难看出气门摇臂的加工表面有： 26H7上、下两端面， 16上、下两端面， 26H7的内孔， M10 1-6H的螺纹孔、 R9.5 圆弧面、 2.5、 1.6 的斜台阶孔及 2mm的油槽。 这些加工表面之间有一定的要求： 26H7mm孔的轴线与 M10 1-6H螺纹孔轴线间垂直距离为 28 0.1mm。 26H7mm中心线与 R9.5圆弧面中心线距离为 52 0.1mm。 R9.5圆弧面母线与 26H7孔中心线的不平行度允差为 0.02mm。 （四）、零件的工艺规程设计 4.1 确定毛坯制造形 式 从零件图中确定其结构简单，尺寸较小，属于中小型零件，零件部分表面属于不加工nts 5 表面且尺寸有一定要求，宜选用铸造毛坯，铸造冷却速度快，铸件内部组织致密，机械性能高，单位生产面积产量高，铸件浇铸位置应使零件质量要求高的表面处于底面或侧面，而其加工工艺也简单明了了。 零件材料为 45 钢，要求大批量生产。毛坯采用铸造方法获得，进而考虑铸件毛坯形状简单、铸件要求精度一般、加工余量低、成产效率要尽可能高以及逐渐成本尽可能低等因素，查毛坯的特点及应用范围表，确定毛坯的制造形式为金属型浇铸钢件，以提高生产效率，保证加工质量。 但刚的吸振性、耐磨性、流动性和铸造性能都较铸铁差，成本也较铸铁高。另外，刚度相同时，铸钢件的相对重量确是铝合金铸件的两倍。 然而，铸钢件的优点在于其既有液态成形的一切长处，又可保有各种刚所特有的优异性能。由于铸钢件浇注温度比钢锭浇注温度高，铸件的形状也比较复杂，其凝固条件的控制比钢锭困难的多，而且此后又不经锻压加工，一般情况，铸钢件的结晶比较粗大，热节处和枝晶间的疏松难以避免。因此，铸钢的性能往往稍逊于成分相近的锻钢。但是如果铸钢件的工艺设计较好，凝固过程控制得当，再予以适当的热处理（特别重要的铸件还可以采用等静压处理），则铸钢的性能可接近于锻钢。 4.2 定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确、合理，可以保证零件的加工质量，体高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，是生产无法进行。 4.2.1 粗基准的选择 选择粗基准时，应考虑两个问题：一是保证加工面与不加工面之间的相互位 置精度要求；二是合理分配各加工面的余量。 通过对这些粗基准选择原则以及对零件的加工工艺分析的综合考虑，得出初步选择的粗基准为非加工圆弧面 R240及 32外圆表面。 4.2.2 精基准的选择 精基准选择时 ，应主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。 定位基准应有足够的支撑面积 ，表面粗糙度值较小，精度较高。考虑到精基准在 工工序中的各步转换，暂时不予以明细，了解其精基准选择原则既可。 4.3 拟定零件的加工工艺路线 拟定工艺路线的出发点：应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领和生产类型已确定为大批生产的条件下，可以考虑通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外应 考虑经济效果，以便降低生产成本。 nts 6 考虑了其主体方向后，对其切削加工顺序进行初步安排。在这之前应考虑到切削加工工序的安排原则。 通过对这些原则的掌握以及对零件各个加工表面和孔位置精度、表面粗糙度要求的理解后，暂安排了加 工工艺路线一如下： 加工工艺路线一： 序号 工序内容 10 铸造毛坯。 20 预备热处理。 30 粗铣轴孔上、下两端面，保证尺寸 17mm。 40 粗铣、精铣 26H7上、下两端面，保证尺寸 29mm。 50 粗铣、精铣 R9.5圆弧面保证尺寸 10mm。 60 去锐边尖角。 70 钻 M10X1-6H 底孔。 80 钻 26孔至 25。 90 扩孔 25至 25.85。 100 铰孔至要求。 110 钻斜台阶油孔 2.5、 1.6至要求。 120 两端倒角 1 45。 130 攻螺纹至要求。 140 铣 2mm油槽。 150 钳工，去毛刺，淬硬 R9.5圆弧面并抛光。 160 检验入库。 由零件图可知，此零件毛坯选择铸造方法获得，且有不加工表面，则根据选择粗基准nts 7 原则可初步确定以非加工 R240 外圆表面作为第一步加工时选择的粗基准。此工艺路线加工时工序相对集中，再同一机床上加工了多个表面或孔，节省了加工工件时多次转换机床的时间，更避免了工件屡次转换定位基准造成的误差。但突然发现，加工工序中并未做到粗、精加工分开，先粗后精，这样使加工精度要求高的表面或孔遭受到了被损坏的危险。而且每一步装夹也应该加工尽可能多的表面，应该进一步完善加工工艺路线。 此工艺路线还忽略了基准重合原则的重要性。考虑到 26H7中心线与 M10 1-6H螺纹孔中心线距离为 28 0.1mm、 26H7中心线与 R9.5圆弧面中心线距离为 52 0.1mm， R9.5圆弧面母线与 26H7 孔中心线的不平行度允差为 0.02 毫米，那么就应该先加工好 26H7孔，再以该孔为定位基准加工 R9.5 圆弧面和 M10 1-6H 螺纹底孔。在螺纹底孔定位好的基础上加工两平 26H7 上、下两端面以保证长度尺寸 29 0.1。这就要先加工孔，确定出 26H7孔中心线的位置在加工其他孔或表面。 经上综合分析，对加工工艺路线修改如下表： 加工工艺路线二： 序号 工序内容 10 铸造毛坯。 20 预备热处理。 30 粗铣 26H7 轴孔上、下两 端面，并保证尺寸 16mm。 40 钻 26H7 孔至 25。 50 粗铣 26H7 上端面。 60 粗铣 R9.5 圆弧面、粗铣 26H7 下端面。 70 精铣 16 下端面，并保证尺寸 1mm。 80 精铣 16 上端面，并保证尺寸 17mm。 90 精铣 R9.5 圆弧面 ,并保证尺寸 10mm。 100 钻 M10X1-6H底孔。 nts 8 110 扩孔 25 至 25.85。 120 铰孔至要求。 130 钻斜台阶油孔 2.5、 1.6至要求。 140 倒角 1 45，并倒角 0.5 45 150 攻螺纹至要求。 160 铣 2mm油槽。 170 钳工，去毛刺，淬硬 R9.5圆弧面并 抛光。 180 检验入库 此工艺路线已对工艺路线一中的优点进行了延续，对其暴露的缺点也进行了相应的调整与改进。对零件加工工艺过程的考虑往往要慎之又慎，它关系到加工出来的零件与零件图纸要求的复合程度、零件材料资源的合理利用以及对加工成本的花费的控制。零件先加工了孔，初步确定了其中心线的位置，但为了不让 26H7孔的表面受到损坏，把其精加工排后使 26H7孔的中心线处于浮动状态。使 26H7 孔中心线与 M10 1-6H螺纹孔中心线距离为 28 0.1mm、 26H7 中心线与 R9.5圆弧面中心线距离为 52 0.1mm 的要求得不到有效的保证了。所以要把工序： 110扩孔 25至 25.85。以及工序 120铰孔至要求提前。并且发现工序：精铣 R9.5 圆弧面 ,并保证尺寸 10mm，以及图纸要求的 R9.5 圆弧面淬火深度在1.5-4mm之间， HRC50-55之间，其余部 分正火处理。 综合考虑后再次整理好的工艺路线如下： 工艺路线三： 序号 工序内容 10 铸造毛坯。 20 退火处理。 30 钻 26H7孔至 25。 nts 9 40 扩孔 25至 25.85。 50 铰孔 25.85 至 26H7。 60 钻 M10X1-6H 螺纹底孔 8.7。 70 粗铣 16上端面。 80 精铣 16上端面，保证尺寸 17mm。并在孔两端倒角 0.5 45。 90 粗、精铣 26H7 上下两端面，并在孔两端倒角 1 45，注意保证尺寸 290.1mm。 100 攻螺纹至要求。 110 钻斜台阶油孔 2.5、 1.6至要求。 120 粗铣 R9.5圆弧面。 130 对 R9.5圆弧面高频淬火，保证充足淬火深度，其余部分正火处理。 140 精磨 R9.5圆弧面，保证淬火深度，并保证尺寸 10mm。 150 铣 2mm油槽。 160 钳工，去毛刺， R9.5圆弧面抛光。 170 检验入库。 4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “气门摇臂”零件材料为 45钢，硬度（ HRC）为 50-57。毛坯重量约为 0.72 ，生产类型为大批量生产，采用熔模铸造。 铸件加工余 量：铸件加工余量是为了保证机械加工时能满足最后零件精度要求而具有足够被切削的材料量，其大小随铸造方法不同而不同。 根据以上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 及毛坯尺寸如下所示。 4.4.1 32 外圆表面的加工余量及公差 考虑 32外圆表面为非主要加工表面，则毛坯尺寸为图纸尺寸即可。 nts 10 4.4.2 26H7 轴孔两端面的加工余量及公差 由图纸零件要求可知，两端面间尺寸要求为 29 0.1mm，切表面粗糙度均为 3.2。铸件基本尺寸在 63-100之间，由零件图纸要求及加工工艺规程确定铸件铸造公差等级为 8级，查铸件尺寸公差表可知其铸造公差为 1.6mm，设定其为上下均匀偏差 0.8mm。查铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量表可知，铸件底、侧面机械加工余量比顶面机械加工余量的等级高一级，即应该把非加工表面中更重要的的表面放在底、侧面铸造，浇铸口设置在 R9.5圆弧面垂直方向上，并将其规定在浇铸上部。其中选择毛坯底、侧面 E级加工余量 1.0mm,顶面 F级加工余量 2.0mm，又根据机械加工工序的各步余量确定出铸件毛坯图（见附录图二），其标注了 26H7轴孔两端面的加工余量加大，各为 3.0mm，以及其公差尺寸 0.8mm。 4.4.3 16 上 端面垂直方向上加工余量及公差 由图纸零件要求可知，两平面间尺寸要求为 17mm，且表面粗糙度要求均为 6.3。考虑上它铸造时的加工余量以及机械加工工序的各步余量，加大余量，先确定粗铣时余量为 2mm，又根据零件制造工艺 与装备附表 B-9平面加工余量可知：粗加工后精铣（或精刨）时，加工面长度 300mm，加工面宽度 100mm，其余量为 1.0mm,公差为+0.3mm，故确定其粗加工 余量为 1mm， 精加工余量为 0.5mm。 既得两平面机械加工总余量各为 1.5mm,而其铸造尺寸公差为 0.8mm。 4.4.4 26H7 孔、 M10 1-6H 螺纹孔、 2.5， 1.6 斜台阶油孔加工余量 由于各孔直径尺寸均小于该预留孔的尺寸要求，因此毛坯上不铸预留孔，做成实心即可。 确定其加工余量如下： 26H7孔： 工序 工序尺寸 精度等级 余量 铸件 钻孔 25mm IT12 25mm 扩孔 25.85mm IT10 0.85mm 铰孔 26 IT8 0.15mm nts 11 斜台阶油孔 2.5、 1.6： 工序 工序尺寸 精度等级 余量 铸件 钻孔 2.5mm IT12 2.5mm 钻孔 1.6mm IT12 1.6mm M10 1-6H螺纹孔： 工序 工序尺寸 精度等级 余量 铸件 钻螺纹底孔 8.7 IT12 8.7mm 攻螺纹 M10 1-6H IT12 1.3mm 4.4.5 R9.5 圆弧面垂直方向上加工余量及公差 此圆弧面经过粗铣和精铣两步，确定其机械加工工序的各步余量相加为 1.5mm。而其也符合铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量表中所需的余量。 经过以上的总结，绘制出气门摇臂的零件毛坯图如图 4.1所示。 nts 12 图 4.1 4.5 确定切削用量及工时定额 4.5.1 钻削加工条件 工 序： 30 钻 26H7孔至 25。 40 扩孔 25至 25.85。 50 铰孔 25.85至图纸要求 26H7。 60 钻 M10X1-6H螺纹底孔 8.7。 加工条件：工件材料为 45钢 ，硬度为 50 57HRC,熔模铸造。 加工要求：钻、扩、铰。 机 床： Z525型立式钻床 刀 具： YG6硬质合金钻头的高速钢麻花钻、 YG6X硬质合金高速钢扩孔钻以及 YG6X硬质合金高速钢铰刀。 nts 13 4.5.2 计算钻削切削用量、进给量及工时定额 30 钻孔 26H7 至 25。 （ 1）、选择钻头 选择高速钢麻花钻头，其钻头直径 d。 =25mm 。 查表 2.1 高速钢钻头切削部分的几何形状，及表 2.2高速钢钻头的几何参数可知：钻头几何形状为：标准麻花钻 =30， 2Kr=118， 。 =12， =50。 （ 2）、选择决定进给量 按加工要求决定进给量，根据表 2.7 高速钢钻头钻孔时进给量，可知当加工要求为H12精度，铸钢硬度 50HRC, d。 =25mm时， f=0.43 0.53mm/r。 由于 l/d。 =29/25=1.16,故无孔深修正系数。 按钻头强度决定进给量，根据表 2.8 钻头强度所允许的进给量，可知当铸钢硬度50HRC， d。 =25mm时， f=1.22mm/r。 按机床进给机构决定进给量，根据表 2.9 机床进给机构强度所允许的钻削进给量，可知当铸钢硬度 50HRC， d。 =25mm，机床进给机构允许的轴向力为 8330N 时，进给量为f=0.66mm/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，又因所选机床的限制，选择进给量为 f=0.43 0.53mm/r。又根据 Z525钻床说明书，选择 f=0.48mm/r。 由于是加工通孔。为了避免即将钻穿时钻头容易折断，故宜在即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。 机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较校验。 由表 2.19 高速钢钻头钻孔时的轴向力，可知当 f=0.48mm/r， d。 =25mm，轴向力Ff=4270N。轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=4270N。 根据 Z550 钻床说明书，机床进给机构允许的轴向力为 8330N，由于 Ff Fmax,故f=0.48mm/r，可用。 （ 3）、决定钻头磨钝标准及寿命 由表 2.12 钻头、扩孔钻 和铰刀的磨钝标准及寿命，可知当 d。 =25mm，钻头后刀面最大磨损量取为 0.6mm，寿命为 60min （ 4）、决定切削速度 由表 2.15 高速钢钻头钻铸钢时切削速度，铸刚硬度 50HRC， f=0.48mm/r， d。 =25mm，nts 14 可知 Vc=18m/min。 （ 5）、确定机床主轴转速 n n=1000 Vc/ d。 公式中： n =机床主轴转速，单位 r/min Vc =切削速度，单位 m/min =圆周率 d。 =刀具直径，单位 mm 其中选择 Vc=18m/min。导入公式计算得 n=18 1000/（ 3.14 25） =229.29r/min 按机床说明书，与 229.29r/min相近的机床转速为 195 r/min 及 272r/min，现取 195 r/min。既得实际转速 n=195r/min。 （ 6）、计算实际切削速度 V1 V1= d。 n/1000 公式 中： V1 =钻头切削速度，单位 m/min =圆周率 d。 =刀具直径，单位 mm n =机床转速，单位 r/min 各数据导入公式后得 V1 =3.14 25 195/1000 =15.31m/min。 （ 7）、校验机床扭矩及功率 根据表 2.21 高速钢钻头钻铸钢时的扭矩，可知当 d。 =25mm， f=0.48mm/r 时，Me=36.29Nm，扭矩修正系数为 1.0，故 Me=36.29Nm。 又根据 Z525钻床说明书，当 n=195r/min， Mm=195.2Nm。 根据表 2.23高速钢钻头钻铸钢时消耗的功率，可知 d。 =25mm， f=0.48mm/r 时，Pc=1.0Kw。 又根据 Z525钻床说明书， PE=2.8 0.81=2.268Kw。 由于 Me Mm， Pc PE， 所以选择的切削用量可用，所以即 f=0.48mm/r， n=195r/min，Vc=18 m/min。 （ 8）、计算基本工时 nts 15 T1=(L+L1+L2)/nf 公式中： T1 =工时定额，单位 min L =工件切削深度，单位 mm L1 =工件切入尺寸，单位 mm L2 =工件切出尺寸，单位 mm 其中 L=29mm; 由表 2.29 钻孔是的切入 量和超切量，可知 L1+L2=8mm， 故导入数据得 T1=(29+8)/（ 195 0.48） =0.39min 4.5.3 扩孔时切削用量及工时定额 40 扩孔 26 至 25.85。 （ 1）扩孔至 25.85 （ 2）确定进给量 f：查切削用量简明手册第三版，表 2-10高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量可知： d。 =25.85mm 材料： 45钢 ，其硬度 HRC200MPa时， f=0.6 0.7mm/r。 由 Z525立式钻床的机床技术资料确定 f=0.62mm/r。 （ 3）、计算扩孔钻切削速度 Vc： Vc=（ 1/3 1/2） V1 公式 中： Vc =切削速度，单位 m/min V1 =钻头的切削速度，单位 m/min 导入数据得 Vc=（ 1/3 1/2） 51.24=17.08 25.62m/min 所以取 Vc=21m/min （ 4）、确 定机床主轴转速 n n=1000Vc/ d。 公式中： Vc=21m/min d。 =25.85mm 导入数据得 n=1000 21/（ 3.14 25.85） =258.72 r/min 按机床说明书，与 258.72 r/min相近的机床转速为 272r/min 及 392r/min，现取 272r/min。既得实际转速 n=272r/min。 （ 5）、计算实际切削速度 V2 nts 16 V2= d。 n/1000 公式中： d。 =25.85mm n=272r/min。 导入数据得 V2=3.14 25.85 272/1000=22.08m/min （ 6）、计算切削工时 T2 T2=(L+L1+L2)/nf 其中 L=29+3+3=35mm; L1=d/2+(1 4)mm 所以代入数 L1=25.85/2+（ 1 4） =13.925 16.925mm 取 L1=15mm L2=1 4mm 取 L2=2mm 故导入数据得 T1=(35+15+2)/（ 272 0.62） =0.31min 50 铰孔 25.85 至图纸要求 26H7 （ 1）、铰孔至 26H7 （ 2）、确定进给量 f：查切削用量简明手册第三版，表 2-85硬质合金铰刀绞孔时的切削用量： d。 =26mm 材料： 45钢时， f=0.2 0.45mm/r， Vc=8 12m/min 由 Z525立式钻床的机床技术资料确定 f=0.28 mm/r。 （ 3）、确定机床主轴转速 n n=1000 Vc/ d。 公式中， Vc=8 12m/min 取 Vc=10 m/min， d。 =25mm。 导入数据得 n=1000 10/（ 3.14 25） =127.38r/min 按机床说明书，与 127.38r/min相近的机床转速为 195r/min 及 272 r/min，现取 195 r/min。既得实 际转速 n=195 r/min。 （ 4）、计算扩孔实际切削速度 V3 V3= d。 n/1000 公式中 d。 =26mm ,n=195 r/min。 导入数据得， V3=15.92m/min。 （ 5）、计算切削工时 T3 T3=(L+L1+L2)/nf nts 17 其中 L=29+3+3=35mm; L1=d/2+(1 4)mm 所以代入数 L1=26/2+（ 1 4） =14 17mm 取 L1=16mm L2=1 4mm 取 L2=2mm 故导入数据得 T3=(35+16+2)/（ 195 0.28） =0.97min 60 钻 M10X1-6H 螺纹底孔 8.7mm。 （ 1）、钻孔至 8.7mm （ 2）、确定进给量 f：查切削用量简明手册第三版，表 2-18硬质合金钻头钻削不同材料切削用量可知： d。 =8.7mm 材料： 45钢 时 ， f=0.05 0.1mm/r。 由 Z525立式钻床的机床技术资料确定 f=0.1 mm/r。 （ 3）、确定切削速度 Vc：查切削用量简明手册第三版，表 2-18硬质合金钻头钻削不同材料切削用量可知： d。 =8.7mm 材料： 45钢 时， Vc=45 50m/min。 （ 4）、确定机床主轴转速 n n=1000 Vc/ d。 公式中 取 Vc=45 m/min d。 =8.7mm 导入数据得 n=1000 45/（ 3.14 8.7） =1339.37 r/min 按机床说明书，与 1339.37r/min相近的机床转速为 1360 r/min 及 960 r/min，现取 1360 r/min。既得实际转速 n=1360r/min。 （ 5）、计算实际切削速度 V4 V4= d。 n/1000 公式中： d。 =8.7mm n=1360 r/min。 导入数据得 V4=3.14 8.7 1360/1000=37.15m/min （ 6）、计算切 削工时 T4 T4=(L+L1+L2)/nf 其中 L=17+4+4=25mm; L1=d/2+(1 4)mm 所以代入数 L1=8.7/2+（ 1 4） =5.35 8.35mm nts 18 取 L1=8mm L2=1 4mm 取 L2=2mm 故导入数据得 T4=(25+8+2)/1360 0.1=0.26min 70 粗铣 16 上 端面。 (1) 决定切削深度： 1pa mm，故一次走刀 切完，则： 1pa h mm。 (2) 决定每齿进给量zf：采用不对称端铣以提高进给量。当使用 YT15，铣床功率为7.5KW时， 0 . 0 9 0 . 1 8zf m m z。 但因采用不对称端铣，故取 0 .1 8zf m m z。 (3) 选择铣刀模钝标准及其刀具寿命：根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm。 (4) 决定切削速度cv和每分钟进给量fv、切削速度cv可根据公式计算，也可直接由表查出。 根据表 3.15，当0 2 4 , 4 , 1 . 5 , 0 . 2 4pzd m m z a m m f m m z 时： 1 3 9 m i n , 3 5 3 m i n , 2 9 6 m i nt t f tv m n r v m m ； 各修正系数为： 1 . 1 30 . 8M v M n M fS v S n S vk k kk k k 故： 1 3 9 1 . 1 3 0 . 8 m i n 1 2 5 . 7 m i n3 5 3 1 . 1 3 0 . 8 m i n 3 1 9 . 1 m i n2 9 6 1 . 1 3 0 . 8 m i n 2 6 7 . 6 m i nc t vc t nf f t v tv v k m mn n k r rv v k m m m m 根据 XA5032型立铣说明书选择 3 7 5 m i n , 3 0 0 m i nc f cn r v m m 因实际切削速度和每齿的进给量为： 0 3 . 1 4 2 4 3 7 5 2 8 . 2 6 m i n1 0 0 0 1 0 0 0300 0 . 23 7 5 4ccfczccdnvmvf m m znz g(5) 校验机床功率： 05 6 0 1 0 0 0 , 3 8 , 1 . 4 , 2 4 , 4 , 3 0 0 m i nb a e p fM P a m m a m m d m m z v m m 时 ， nts 19 近似为： 1.1ccp KW根据 XA5032型立铣说明书，机床主轴允许的功率为： 7 . 5 0 . 7 5 5 . 6 3cMP K W K W 故，cc cMpp，因此所选的切削用量可以采用，即 1 . 0 , 3 0 0 m i n , 3 7 5 m i n2 8 . 2 6 m i n , 0 . 2 0 , 4 0 . 8p f cc z za m m v m m n rv m f m m z f f m m r （ 6) 计算基本工时m fLtv式中， , 1 6L l y l m m V ，不对称安装铣刀，入切量及其超切量 20y mmV ，则(1 6 2 0 ) 3 6L m m ，故 36 0 . 1 2 m i n300m fLtv 0.10 m int 辅( 1 ) ( 1 0 . 0 2 0 . 0 2 ) ( 0 . 1 2 0 . 1 0 ) 0 . 2 3 m i nBtT 单 件 0 .0 3 6 m int 准 终 80 精 铣 16 上 端面。 (1) 决定切削深度： 0.5pa mm，故一次走刀切完，则： 0 .5pa h m m。 (2) 决定每齿进给量zf：采用不对称端铣以提高进给量。根据表 3.5，当使用 YT15，铣床功率为 7.5KW(表 3.30， XA5032型立铣说明书 )时， 0 . 0 9 0 . 1 8zf m m z。 但因采用不对称端铣，故取 0 .1 3zf m m z。 (3) 选择铣刀模钝标准及其刀具寿命：铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm ，刀具寿命 T=180min。 (4) 决定切削速度cv和每分钟进给量fv、切削速度cv可根据表 3.27 的公式计算，也可直接由表查出。 当 4 , 1 . 5 , 0 . 1 3 , 1 8 0 m i npzz a m m f m m z T 时 9 ： nts 20 1 7 3 m i n , 4 4 1 m i n , 2 1 2 m i nt t f tv m n r v m m； 各修正系数为： 1 . 1 30 . 8M v M n M fS v S n S vk k kk k k 故： 1 7 3 1 . 1 3 0 . 8 m i n 1 5 6 . 4 m i n4 4 1 1 . 1 3 0 . 8 m i n 3 9 8 . 7 m i n2 1 2 1 . 1 3 0 . 8 m i n 1 9 1 . 6 m i nc t vc t nf f t v tv v k m mn n k r rv v k m m m m 根据 XA5032型立铣说明书选择 4 7 5 m i n , 2 3 5 m i ncfn r v m m 因实际切削速度和每齿的进给量为： 0 3 . 1 4 2 4 4 7 5 3 5 . 8 m i n1 0 0 0 1 0 0 0235 0 . 4 9475ccfcccdnvmvf m m rn (5) 校验机床功率： 05 6 0 1 0 0 0 , 3 8 , 1 . 4 , 2 4 , 4 , 2 3 5 m i nb a e p fM P a m m a m m d m m z v m m 时 近似为 ： 1.1ccp KW根据 XA5032型立铣说明书，机床主轴允许的功率为： 7 . 5 0 . 7 5 5 . 6 3cMP K W K W 故，cc cMpp，因此所选的切削用量可以采用，即 0 . 5 , 2 3 5 m i n , 4 7 5 m i n 3 5 . 8 m i n , 0 . 4 9p f c c ca m m v m m n r v m f m m r (6) 计算基本工时： m fLtv式中， , 1 6L l y l m m V ，不对称安装铣刀，入切量及其超切量 24y mmV ，则(1 6 2 4 ) 4 0L m m ，故 40 0 . 1 7 m i n235m fLtv 0.10 m int 辅( 1 ) ( 1 0 . 0 2 0 . 0 2 ) ( 0 . 1 0 0 . 1 7 ) 0 . 2 8 m i nBtT 单 件 nts 21 0 .0 3 6 m int 准 终 90 粗铣 26H7 上、下两端面。 (1) 确定切削深度p由于粗加工余量仅为 1.0mm，可在一次走刀内完成，故1p mm 。 (2) 确定进给量 f在粗铣刀杆尺寸为 20 20mm， 1p mm ，以及工件直径为： 32mm时， 0 . 4 0 . 5 /f m m r 。 按 XA5032立式铣床说明书选择： 0 .4 1 /f m m r ； 确定的进给量尚需要满足铣床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 XA5032立式铣床说明书，其进给机构允许的进给力m ax 5100FN， 根据表 1.21，当钢强度 5 7 0 6 7 0 , 2 , 0 . 5 3b a pM P m m f m m r ，4 5 , 6 5 m i nrck v m （预计）时，进给力 630fFN ，切削时 fF 修正系数为 ： 0 1 . 0 , 1 . 0 , 1 . 1 1f s f fF F r Fk k k 故实际进给力为 6 3 0 1 . 1 1 6 9 9 . 3fF N N 由于切削时的进给力小于铣床进给机构允许的进给力，故所选 0 .4 1 /f m m r 进给量可用。 (3） 选择铣刀磨钝标准及寿命，根据表 1.9，铣刀后刀面最大磨损量取为 1mm，铣刀寿命 T=60min. (4) 确定切削速度cv，切削速度cv可根据公式计算，也可直接由表查出。 当用 YT15硬质合金铣刀加工 5 6 0 6 2 0baMP 钢料， 1 , 0 . 5 0p m m f m m r 时， 1 3 7 m in7451 .7czmvmFNP K W切削速度的修正系数为： nts 22 1 . 0 , 0 . 8 , 0 . 6 5 , 1 . 2 4 , 0 . 9 4T v S v t v k v k r vk k k k k 故： 1 3 7 1 0 . 8 0 . 6 5 1 . 2 4 0 . 9 4 8 3 . 0 4 m i n1000 1 0 0 0 8 3 . 0 4 8 2 6 . 4 m i n32c t vcv v k mvnrD 根据 XA5032立式铣床说明书，选择 7 7 0 m incnr， 这时实际切削速度 cv 为： 3 2 7 7 0 7 7 . 4 m i n1 0 0 0 1 0 0 0cc Dnvm (5) 校验机床功率 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算， 当 5 8 0 9 7 0 , 2 . 0 , 0 . 4 7 , 8 6 m i nb a p cM P m m f m m r v m 时： 2.0cP KW 切削功率的修正系数：000 .9 41 .0c r cccrP k FPFkkkk故实际切削时的功率为： 0 . 9 4 1 . 0 2 . 0 1 . 8 8cP K W 根据 XA5032立式铣床说明书，当 7 7 0 m incnr时，铣床主轴允许功率 5.5EP KW。 因cEPP，故所选择之切削用量可在 XA5032 立式铣床上进行。 最后决定切削用量为： 1 , 0 . 4 1 , 7 7 0 m i n , 7 7 . 4 m i npcm m f m m r n r v m （ 6) 计算基本工时mLt nf 式中： , 3 , 7L l y l m m y m m 37 0 . 0 3 m i n7 7 0 0 . 4 1mt 1.61mint 辅 ( 1 ) ( 1 0 . 0 2 0 . 0 2 ) ( 0 . 0 3 1 . 6 1 ) 1 . 7 1 m i nBtT 单 件 0 .0 1 1 5 m i nt 准 终 nts 23 100 精铣 26H7 上、下两端面。 (1) 确定切削深度p0.5p mm 。 (2) 确定进给量 f 精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。当表面粗糙度为3.2aRm ， 1 . 0 , 5 0 m i nr m m v m （预计）时， 0 . 3 0 0 . 3 5 /f m m r 。 按 XA5032立式铣床说明书选择： 0 .3 /f mm r 。 (3） 选择铣刀磨钝标准及寿命，铣刀后刀面最大磨损量取为 .4mm，铣刀寿命T=60min. (4) 确定切削速度cv，切削速度cv可根据公式计算，也可直接由表查出。 当用 YT15硬质合金铣刀加工 5 6 0 6 2 0baMP 钢料， 1 . 4 , 0 . 3 8p m m f m m r 时， 1 7 6 m intvm 切削速度的修正系数为： 1 . 0 , 0 . 8 , 1 . 0 , 1 . 2 4 , 1 . 0T v S v t v k v k r vk k k k k 故 1 7 6 0 . 8 1 . 2 4 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 7 4 . 6 m i n1000 1 0 0 0 1 7 4 . 6 1 7 3 7 . 7 m i n32c t vcv v k mvnrD 根据 XA5032立式铣床说明书，选择 1 2 0 0 m incnr， 这时实际切削速度cv为： 3 2 1 2 0 0 1 2 0 . 6 m i n1 0 0
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