齿轮座零件的工艺规程及其钻4-13孔的工装夹具设计.doc
GY03-157@齿轮座零件的工艺规程及其钻4-13孔的工装夹具设计
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机械毕业设计全套
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GY03-157@齿轮座零件的工艺规程及其钻4-13孔的工装夹具设计,机械毕业设计全套
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机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 齿轮座 工序名称 钻 4- 13孔 工序号 10 技检要求 粗糙度为 6.3，并保证图纸要求 基准面 基准 A，基准 B，基准 C 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 HT200 1 钻床 Z252 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 0.80 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫 米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 钻 4- 9-13孔 25 4 6.5 13.5 400 0.4 0.796 0.284 麻花钻 1 游标卡尺 1 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页 第 页 nts nts 四川职业技术学院 机械加工工艺过程卡 产品型号 零（部）图号 共 页 产品名称 齿轮座 零（部）名称 第 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸造 毛坯外形尺寸 155X196X195 每毛坯件数 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 准终 单件 1 铸造 2 时效处理 3 铣 铣 90 011.0 端面和基准 A 平面 金工 X51 专用夹具 0.561min 4 铣 铣 90 011.0 外圆面 金工 X51 专用夹具 0.637min 5 铣 铣 90 011.0 孔的上端面 金工 X51 专用夹具 1.007min 6 铣 铣 90 011.0 孔的外圆面（基准 C） 金工 X51 专用夹具 0.623min 7 铣 铣 62 0095.0 孔的右 侧面 金工 X51 专用夹具 0.561min 8 车 车 90 011.0 内孔 金工 CA6140 专用夹具 0.124min 9 车 车 62 0095.0 孔及 22 2.00 油槽 金工 CA6140 专用夹具 0.128min 10 钻 钻 4- 9-13 孔锪孔 20 深 12 孔 ，并钻 10 孔 。 金工 Z252 专用夹具 1.188min 11 钻 钻 5.1 的螺纹底孔，攻 M6 的螺纹 金工 Z252 专用夹具 0.167min 12 钻 钻 2- 6 孔 金工 Z252 专用夹具 0.280min 13 钻 配钻 3-M4 的螺纹底孔 3.4，并攻 3-M4 的螺纹 金工 Z252 专用夹具 0.471min 14 质检、入库 设计 （日期） 审核（日期） 标准化 （日期） 会签（日期） 标记 处记 更改文件号 签字 日期 nts 四 川职业技术学院 机械加工工艺过程卡 产品型号 零（部）图号 共 页 产品名称 零（部）名称 第 页 材料牌号 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 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 准终 单件 设计 （日期） 审核（日期） 标准化 （日期） 会签（日期） 标记 处记 更改文件号 签字 日期 nts 8 前言 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 摆架加工工艺规程及钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件； 计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 nts 9 PREFACE This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error nts 10 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2零件的工艺分析 2 二 . 工艺规程设计 3 2.1确定毛坯的制造形式 3 2.2基面的选择 传 3 2.3制定工艺路线 4 2.4机械加 工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 2.5确定切削用量及基本工时 6 三 夹具设计 21 钻夹具的设计 21 3.1 问题的提出 21 3.2 定位基准的选择 21 3.3 切削力及夹紧力计算 21 3.4 定位误差分析 21 3.5 钻套设计 22 3.6 夹具设计及简要操作说明 23 总 结 25 致 谢 26 参考文献 27 nts 8 nts 1 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国 民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 锁紧套的加工工艺规程及其钻的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念 、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 nts 2 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 齿轮座 的作用，待查 1.2 零件的工艺分析 齿轮座 有 3 个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。 1： 各表面的加工 1： 以基准 A 与基准 B 为基准的加工面 ， 这组面主要是 各个孔端面及其孔 2： 以基准 D为基准 的加工面，这组加工面主要是各个孔 。 nts 3 二 . 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 零件材 料为 HT200， 齿轮座 在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件 成批生产 ，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 2.2 基面的选择的选择 2.2.1 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均 匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （ 4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （ 5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选nts 4 取 90孔 作 为定位基准，。 2.2.2 精基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： （ 1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以 已经加工好的 基准 A和 基准 B精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复 2.3 制定工艺路线 制订 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成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案 ： 方案一 工序 ：铸造 工序 ： 时效处理 工序： 铣 90 011.0 端面 和 基准 A 平面 工序： 铣 90 011.0 外圆面 工序： 铣 90 011.0 孔的上端面 工序： 铣 90 011.0 孔的 外圆面 （基准 C） nts 5 工序： 铣 62 0095.0 孔的右侧面 工序 :车 90 011.0 内孔 工序 ： 车 62 0095.0 孔及 22 2.00 油槽 工序 X： 钻 4- 9-13 孔 锪 孔 20 深 12 孔 ，并钻 10 孔 。 工序 XI： 钻 5.1的螺纹底孔，攻 M6的螺纹 工序 XII：钻 2- 6孔 工序 XIII：配钻 3-M4的螺纹底孔 3.4，并攻 3-M4的螺纹 工序 XIIII：质检，入库 方案二 工序 ：铸造 工序 ： 时效处理 工序： 铣 90 011.0 孔的外圆面（基准 C） 工序： 铣 90 011.0 外圆面 工序： 铣 90 011.0 孔的上端面 工序： 铣 90 011.0 端面和 基准 A 平面 工序： 铣 62 0095.0 孔的右侧面 工序 :车 90 011.0 内孔 工序： 车 62 0095.0 孔及 22 2.00 油槽 工序 X： 钻 4- 9-13 孔锪孔 20 深 12 孔 ，并钻 10 孔 。 工序 XI：钻 5.1的螺纹底孔，攻 M6的螺纹 工序 XII：钻 2- 6孔 工序 XIII：配钻 3-M4的螺纹底孔 3.4，并攻 3-M4的螺纹 工序 XIIII：质检，入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案一把 铣 90 011.0 端面，基准 A 平面 放 在了前面，因为 铣 90 011.0 端面，基准 A 平面 的精度较高，且 后面的工序与此有一定的位置要求。 具体的加工路线如下 工序 ：铸造 工序 ： 时效处理 工序： 铣 90 011.0 端面和 基准 A 平面 工序： 铣 90 011.0 外圆面 工序： 铣 90 011.0 孔的上端面 工序： 铣 90 011.0 孔的外圆面（基准 C） 工序： 铣 62 0095.0 孔的右侧面 nts 6 工序 :车 90 011.0 内孔 工序： 车 62 0095.0 孔及 22 2.00 油槽 工序 X： 钻 4- 9-13 孔锪孔 20 深 12 孔 ，并钻 10 孔 。 工序 XI：钻 5.1的螺纹底孔，攻 M6的螺纹 工序 XII：钻 2- 6孔 工序 XIII：配钻 3-M4的螺纹底孔 3.4，并攻 3-M4的螺纹 工序 XIIII：质检，入库 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 的确定 齿轮座 零 件材料为 HT200 重量为 5kg 生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 2、 齿轮座 的 底面 由于 齿轮座 底面要与其他接触面 接触， 同时又是 62 孔的中心线的基准。粗糙度要求为6.3，查相关资料知余量留 2.5比较合适 。 3、 齿轮座 的孔 毛坯为空心， 铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7 IT8 之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为 2.5mm 2.5 确定切削用量及基本工时 工序 ： 铸造 工序 ：时效处理 工序 ： 铣 90 011.0 端面和 基准 A 平面 工步一： 铣 90 011.0 端面 1. 选择刀具 刀具选取 套式立 铣刀 mma p 5.2 ， mmd 1200 ， min/125 mv ， 4z 。 nts 7 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 mma p 5.2 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 mmf z ，则 m in/7.331120 12510001000 rd vn s 按机床标准选取wn 450 min/r m in/56.1691000 4501201000 mdnv w 当wn 450r/min 时 rmmznff wzm /36045042.0 按机床标准选取 rmmfm /4003） 计算工时 切削工时： mml 45 ， mml 5.21 ， mml 32 ，则机动工时为 m in561.02.0450 35.24521 xfn llltwm工步二：铣 基准 A 平面 1. 选择刀具 刀具选取套式 立 铣刀 mma p 5.2 ， mmd 1200 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 mma p 5.2 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 nts 8 根据表查出 齿/2.0 mmf z ，则 m in/7.331120 12510001000 rd vn s 按机床标准选取wn 450 min/r m in/56.1691000 4501201000 mdnv w 当wn 450r/min 时 rmmznff wzm /36045042.0 按机床标准选取 rmmfm /4003） 计算工时 切削工时： mml 30 ， mml 5.21 ， mml 32 ，则机动工时为 m in394.02.0450 35.23021 xfn llltwm工序： 铣 90 011.0 外圆面 1. 选择刀具 刀具选取 立 铣刀 2. 决定铣削用量 ： 因为加工余量不大， 一次加工完成 mma p 5.2 3.决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 mmf z ，则 m in/5.6636012510001000 rd vn s 按机床标准选取wn 750 min/r m in/3.1411 0 0 0 750601 0 0 0 mdnv w 当wn 750r/min 时 rmmznff wzm /60075042.0 nts 9 按机床标准选取 rmmfm /6004.计算工时 切削工时： mml 90 ， mml 5.21 ， mml 32 ，则机动工时为 m in6 3 7.02.07 5 0 35.29021 xfn llltwm工序： 铣 90 011.0 孔的上端面 1. 选择刀具 刀具选取 立 铣刀 mma p 5.2 ， mmd 1500 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 mma p 5.2 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 mmf z ，则 m in/4.265150 1251 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取wn 350 min/r m in/85.1641000 3501501000 mdnv w 当wn 350r/min 时 rmmznff wzm /28035042.0 按机床标准选取 rmmfm /3003） 计算工时 切削工时： mml 65 ， mml 5.21 ， mml 32 ，则机动工时为 m in0 0 7.12.03 5 0 35.26521 xfn llltwmnts 10 工序： 铣 90 011.0 孔的 半 圆面（基准 C） 1. 选择刀具 刀具选取 立 铣刀 2. 决定铣削用量 ： 因为加工余量不大， 一次加工完成 mma p 5.2 3.决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型 铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 mmf z ，则 m in/5.6636012510001000 rd vn s 按机床标准选取wn 750 min/r m in/3.1411 0 0 0 750601 0 0 0 mdnv w 当wn 750r/min 时 rmmznff wzm /60075042.0 按机床标准选取 rmmfm /6004.计算 工时 切削工时： mml 88 ， mml 5.21 ， mml 32 ，则机动工时为 m in623.02.0750 35.28821 xfn llltwm工序： 铣 62 0095.0 孔的右侧面 1. 选择刀具 刀具选取 套式立 铣刀 mma p 5.2 ， mmd 1200 ， min/125 mv ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 mma p 5.2 nts 11 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 mmf z ，则 m in/7.331120 12510001000 rd vn s 按机床标准选取wn 450 min/r m in/56.1691000 4501201000 mdnv w 当wn 450r/min 时 rmmznff wzm /36045042.0 按机床标准选取 rmmfm /4003） 计算工时 切削工时： mml 45 ， mml 5.21 ， mml 32 ，则机动工时为 m in561.02.0450 35.24521 xfn llltwm工序 :车 90 011.0 内孔 1) 切削深度 单边余量为 Z=2.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3) 计算切削速度 vyxpmvc kfaT Cvvv其中：vC=342, vx=0.15, vy=0.35, m=0.2。修正系数vk见切削手册表 1.28,即 Mvk=1.44 , svk=0.8 , kvk=1.04 , krvk=0.81 , Bvk=0.97。 所以 vcv 35.015.02.0 8.02.260 342 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速 ns=Wd1000cv = x34.5891000 x 753r/min nts 12 与 753r/min相近的机床转速为 750r/min。现选取wn=750r/min。 所以实际切削速度cv=1000sdn= m in/941000 75050 mx 5) 切削工时， tm=fnlw21 ll ;其中 l=70mm; 1l =2.5mm; 2l =2mm; tm=fnlw21 ll =0.8750 25.270 =0.124(min) 工序： 车 62 0095.0 孔及 22 2.00 油槽 工步一： 车 62 0095.0 孔 1) 切削深度 单边余量为 Z=2.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3) 计算切削速度 vyxpmvc kfaT Cvvv其中：vC=342, vx=0.15, vy=0.35, m=0.2。修正系数vk见切削手册表 1.28,即 Mvk=1.44 , svk=0.8 , kvk=1.04 , krvk=0.81 , Bvk=0.97。 所以 vcv 35.015.02.0 8.02.260 342 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速 ns=Wd1000cv = x34.5891000 x 753r/min 与 753r/min相近的机床转速为 750r/min。现选取wn=750r/min。 所以实际切削速度cv=1000sdn= m in/941000 75050 mx 5) 切削工时， tm=fnlw21 ll ;其中 l=68mm; 1l =2.5mm; 2l =2mm; nts 13 tm=fnlw21 ll =0.8750 25.268 =0.121(min) 工步二：车 22 2.00 油槽 1) 切削深度 单边余量为 Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3) 计算切削速度 vyxpmvc kfaT Cvvv其中：vC=342, vx=0.15, vy=0.35, m=0.2。修正系数vk见切削手册表 1.28,即 Mvk=1.44 , svk=0.8 , kvk=1.04 , krvk=0.81 , Bvk=0.97。 所以 vcv 35.015.02.0 8.02.260 342 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速 ns=Wd1000cv = x34.5891000 x 753r/min 与 753r/min相近的机床转速为 750r/min。现选取wn=750r/min。 所以实际切削速度cv=1000sdn= m in/941000 75050 mx 5) 切削工时， tm=fnlw21 ll ;其中 l=2mm; 1l =2mm; 2l =0mm; tm=fnlw21 ll =0.8750 022 =0.007(min) 工序 X： 钻 4- 9-13 孔锪孔 20 深 12 孔， 并钻 10 孔 工步一： 钻 4- 9-13 孔 1、加工条件 加工材料 : HT200，硬度 200220HBS，铸件。 工艺要求：孔径 d=13mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。 nts 14 机床：选用 Z525钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d=13mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表 2.1 及表 2.2）：标准钻头， 25，2 120 ,Kr，后角 0 11 ， 50，横刃长度 2.5b mm ，弧面长度 5l mm 。 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切 削用量手册表 2.7，当铸铁硬度 200H 有 rmmf /39.031.0 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200 220HBS 时， 0 .4 0 /f m m r , 0 20d mm 时， 1 8 / m incv m m 。 切削速度的修正系数为： 0.1TvK ， 0.88MvK ， 0.75SvK ， 0.1tvK ， 故 vc kvv 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i nm 13.5 / minm 01000vn d= m in/1314.3 5.131000 rXX=330.7r/min 根据 Z525 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择 4 0 0 / m incnr ， 1 3 . 0 6 / m i ncv m m 。 4计算基本工时 根据公式 nfLtm nts 15 式中， ylL ， l=25mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出6y mm ，计算得， L=（ 25+6） mm=31mm 故有： m in39.0400 31t m=0.199min 总的工时 T=4tm=0.796min 工步二：锪孔 20mm 深 10 孔 根据有关资料介绍，利用 锪孔刀 进行 锪孔 时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 钻ff )8.12.1(钻vv )3121(式中的钻f、钻v 加工实心孔进的切削用量 . 现已知 钻f=0.36mm/r (切削手册 )表 2.7 钻v=42.25m/min (切削手册 )表 2.13 1、 给量 取 f=1.5 0.36=0.51mm/r 按机床选取 0.5mm/r 2、 削速度 v=0.4 42.25=16.9m/min. 3、 定机床主轴转速 ns=Wd1000cv = 20 9.161000 271.8r/min 与 271.8r/min相近的机床转速为 275r/min。现选取wn=275r/min。 所以实际切削速度 cv=1000sdn= m in/4.1710 00 27 520 m5、切削 工时，按工艺手册表 6.2-1。 nts 16 tm=fnlw21 ll ;其中 l=10mm; 1l =3.5mm; 2l =0mm; tm=fnlw21 ll =0.5275 5.13=0.098(min) 总的工时： T=4tm=0.392min 工步三：钻 10 孔 1、加工条件 加工材料 : HT200，硬度 200220HBS，铸件 。 工艺要求：孔径 d=10mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。 机床：选用 Z525钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d=13mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表 2.1 及表 2.2）：标准钻头， 25，2 120 ,Kr，后角 0 11 ， 50，横刃长度 2.5b mm ，弧面长度 5l mm 。 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度 200H 有 rmmf /39.031.0 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200 220HBS 时， 0 .4 0 /f m m r , 0 20d mm 时， 1 8 / m incv m m 。 切削速度的修正系数为： 0.1TvK ， 0.88MvK ， 0.75SvK ， 0.1tvK ， 故 vc kvv 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i nm 13.5 / minm nts 17 01000vn d= m in/1014.3 5.131000 rXX=429.9r/min 根据 Z525 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择 nc=475r/min， 1 3 . 0 6 / m i ncv m m 。 4计算基本工时 根据公式 nfLtm 式中， ylL ， l=25mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出6y mm ，计算得， L=（ 25+6） mm=31mm 故有： m in39.0475 31t m=0.167min 工序 XI：钻 5.1 的螺纹底孔，攻 M6的螺纹 钻 mm1.5 底孔，攻螺纹 M6mm。 工步一：钻 mm1.5 底孔 选用 mm1.5 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.1 6） 由切削表 2.7 和工艺表 4.2 16 查得 0 .2 8 /f m m r机1 6 / m incVm查 （切削表 2.15） 1.5161 0 0 01 0 0 0 DVn c 钻钻=999（ r/min） 按机床选取 min/1100 rn 钻1 0 0 0 1 1 0 01.51 0 0 0n 钻DVc=17.6（ m/min） nts 18 基本工时： m in28.01100 21 lllt = min28.01100 0525 =0.097min 工步二：攻螺纹 M6mm 选择 M6mm高速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f=0.45mm/r 7 .5 / m i ncVm机 6 5.71 0 0 01 0 0 0 DVn c 丝丝=398（ r/min） 按机床选取 min/450 rn 丝6 .8 / m i ncVm机基本工时： m in45.0450 21 lllt = 13 3.0m in45.045 0 0225 min 工序 XII：钻 2- 6孔 1、加工条件 加工材料 : HT200，硬度 200220HBS，铸件。 工艺要求：孔径 d=6mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。 机床：选用 Z525钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d=13mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表 2.1 及表 2.2）：标准钻头， 25，2 120 ,Kr，后角 0 11 ， 50，横刃长度 2.5b mm ，弧面长度 5l mm 。 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度 200H 有 rmmf /39.031.0 。 （ 2）计算切削速度 nts 19 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200 220HBS 时， 0 .4 0 /f m m r , 0 20d mm 时， 1 8 / m incv m m 。 切削速度的修正系数为： 0.1TvK ， 0.88MvK ， 0.75SvK ， 0.1tvK ， 故 vc kvv 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i nm 13.5 / minm 01000vn d= m in/1014.3 5.131000 rXX=429.9r/min 根据 Z525 型钻床技术资料（见简明手册 表 4.2-12）可选择 nc=475r/min， 1 3 . 0 6 / m i ncv m m 。 4计算基本工时 根据公式 nfLtm 式中， ylL ， l=20mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出6y mm ，计算得， L=（ 20+6） mm=26mm 故有： m in39.0475 26t m=0.140min 总的工时： T=2tm=0.280min 工序 XIII：配钻 3-M4的螺纹底孔 3.4，并攻 3-M4的螺纹 工步一：钻 mm4.3 底孔 选用 mm4.3 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.1 6） 由切削表 2.7 和工艺表 4.2 16 查得 0 .2 8 /f m m r机nts 20 1 6 / m incVm查 （切削表 2.15） 4.3161 0 0 01 0 0 0 DVn c 钻钻=1499（ r/min） 按机床选取 min/1750 rn 钻1 0 0 0 1 7 5 04.31 0 0 0n 钻DVc=18.68（ m/min） 基本工时： m in28.01100 21 lllt = min28.01750 07.120 =0.044min 总的工时： T=3tm=0.132min 工步二：攻螺纹 M4mm 选择 M4mm高速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f=0.3mm/r 7 .5 / m i ncVm机 4 5.71 0 0 01 0 0 0 DVn c 丝丝=597.1（ r/min） 按机床选取 min/650 rn 丝6 .8 / m i ncVm机基本工时： m in45.0450 21 lllt = 11 3.0m in3.065 0 0220 min 总的工时： T=3tm=0.339min 工序 XIIII：质检，入库 nts 21 三、 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，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配第 X 道工序的钻 4- 13 孔的钻床夹具 。 3.1问题的提出 本夹具主要用于 钻 4- 13 孔 ， 和基准 A，基准 B 及基准 C 都有一定的要求。 3.2 定位 基准的选择 本道工序加工 钻 4- 13 孔 ，因此我们采用已加工 好的 基准 A，基准 B 及基准 C 定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求 3.3 切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔 加工， 钻 削力。由切削手册得： 钻削力 6.08.026 HBDfF 式（ 5-2） 钻削力矩 6.08.09.110 HBfDT 式（ 5-3） 式中： 10.5D mm m a x m a x m i n11 1 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 .2 0f m m r 代入公式（ 5-2）和（ 5-3）得 0 . 8 0 . 62 6 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 1 6 6 4FN 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 4 6 3 7 9T N m m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 3.4 定位误差分析 本工序选用的工件以 外圆面 定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单 边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在 Z轴方向，且向下，见下图。 0 . 0 1 2 0 . 0 2 3 0 . 0 3 2 0 . 0 6 72DYz T T d 式中 定位副间的最小配合间隙（ mm）； DT 工件圆孔直径公差（ mm）； Td 定位销外圆直径公差（ mm ）。nts 22 图 3.2 定位销 水平放置时定位分析 图 3.5钻套设计 钻 4- 13 孔 的加工需钻，然后 锪孔 ，因为钻后还要 锪孔 ，为了我们钻后能及时的的 锪孔 ，我们 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：。即先用 13的麻花钻钻孔，根据 GB1141 84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为 13。再用 锪孔刀锪孔。 图 5.3 快换钻套 图 钻套结构参数如下表： 表 5.1 钻套 数据表 d H D 1D 2D h 1h m 1m 公称尺寸 允差 13 16 18 -0.006 -0.018 30 26 10 4 11 11 5
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