CA1340杠杆零件的加工工艺规程及钻铰Φ20毛坯孔的专用夹具设计（全套含CAD图纸）
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ca1340
杠杆
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20
毛坯
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一、零件工艺性分析1.1、零件的作用题目给定的零件是 CA1340 自动车床杠杆，它位于自动车床的自动机构中，与灵活器配合使用，起制动的作用。经查资料得知，此零件用于机床当中，并且还承受着冲击载荷，因此就要求该零件的材料具有足够的刚度和强度同时还要有足够的塑性和韧性。1.2、零件的工艺分析分析零件图可知，该杠杆的左，右端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在 Ra3.2 以上，故可用铣削加工。20H7mm 的孔的粗糙度为 Ra1.6，所以采用钻- 扩-粗铰-精铰的工艺过程在钻床上加工。30mm 内孔对精度要求较高，由于端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。该零件除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以车床和铣床的粗加工就可达到要求。30mm内孔较长，需以多步骤加工实现。杠杆共有四组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下：1、以 8H7mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：两个 8H7mm 的孔，粗糙度为 Ra1.6；尺寸为26mm 且与两个孔 8H7mm 相垂直的两个平面，尺寸为 30mm 且与两个孔8H7mm 相垂直的两个平面，粗糙度为 Ra6.3；还有有一 M4 的螺纹孔，其孔轴线与 8H7mm 的孔轴线垂直。其中，主要加工表面为两个 8H7mm 的孔和尺寸为 26mm 且与两个孔 8H7mm 相垂直的两个平面。2、以 20H7mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个 20H7mm 的孔及其倒角，粗糙度为 Ra1.6；两个与 20H7mm 孔垂直的两个平面，粗糙度为 Ra3.2；一个中心轴线与20H7mm 孔中心轴线平行且相距 11.5mm 的圆弧油槽；还有一个与 20H7mm的孔轴线成 45的油孔 3mm，并锪沉头孔。其中，20H7mm 孔及两端面为主要加工面，并且 20H7mm 的孔粗糙度为 Ra1.6、两平面的粗糙度为 Ra3.2。3、以 8H8mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个 8H8mm 的孔；以 8H8mm 的孔轴线为轴线的 20mm 的圆； M5 的螺纹孔的轴线与 8H8mm 的孔轴线相互垂直；还有一个是与 8H8mm 的孔轴线相互垂直的下端面，其粗糙度为 Ra6.3。其中，下端面为主要加工表面。4、以 M10mm 螺纹孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：M10 的螺纹孔及与其轴线相互垂直的左右端面，其中左端面的粗糙度为 Ra6.3。其中左端面为主要加工表面。1.3、 生产类型由题目知产量五万件以上，计算其年生产纲领： (1%)NQmabN零件年生产纲领（件|年）Q产品年产量（台，辆|年）m每台（辆）产品中零件的数量（件|台，辆）a%备品率b%废品率Q=50000台|年，m=1件 |台a 取 3%，b 取 0.5%计算得 N=51757.5 该偏心套的生产类型属于大量生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1、确定毛坯的制造形成该零件材料为球墨铸铁 QT50-1.5、考虑到零件结构简单，工艺性好，在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选用铸件。由于零件年产量为 50000 件，以达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，重量在 12kg 以下，从提高生产率，保证加工精度上考虑，也应选用铸件，从而使零件有较好的力学性能，保证零件的工作可靠。经查机械制造技术基础课程设计指导书表 2-1 和表 2-3 确定毛坯的公差等级 CT7 级，尺寸公差为 1.2mm。由表 2-4 可查得加工余量为 2.0mm。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。2.2、确定毛坯尺寸毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可三、选择加工方法，制定工艺路线3.1、定位基准的选择制定工艺路线3.1.1.基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.1.2.粗基准的选择粗 基 准 的 选 择 ： 按 有 关 基 准 的 选 择 原 则 ， 即 当 零 件 有 不 加 工 表 面 时 ，应 以 这 些 不 加 工 表 面 作 粗 基 准 ； 若 零 件 有 若 干 不 加 工 表 面 时 ， 则 应 以 与 加工 表 面 要 求 相 对 位 置 精 度 高 的 不 加 工 表 面 作 粗 基 准 。 现 以 零 件 的 侧 面 为 主要 的 定 位 粗 基 准 。3.1.3.精基准的选择精 基 准 的 选 择 ： 精基准选择的原则有基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则和自为基准原则。在选择时，主要应考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。3.2、零件表面加工方法的选择（ 1） 左 右 下 及 四 周 端 面 公 差 等 级 为 IT7， 表 面 粗 糙 度 为 Ra3.2， 需进 行 半 精 铣 。（ 2） 8H7mm 孔 公 差 等 级 为 IT7， 表 面 粗 糙 度 为 Ra1.6， 需要 进 行 钻、扩、粗铰、精铰。（ 3） 8H8mm 孔 公 差 等 级 为 IT8， 表 面 粗 糙 度 为 Ra3.2， 需进 行 钻、扩、粗铰、精铰。（ 4） 20mm 孔 公 差 等 级 为 IT7， 表 面 粗 糙 度 为 Ra1.6， 需进 行 钻、扩、粗铰、精铰。（ 5） 3mm 孔 公 差 等 级 为 IT9， 表 面 粗 糙 度 为 Ra6.3， 需钻 和 扩 。（ 6） 攻螺纹 M4、M5 与攻螺纹 M10 深 18 （ 7） 铣 800。 2mm 槽 公 差 等 级 为 IT9， 表 面 粗 糙 度 为 Ra6.3。3.3、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 的 情 况 下 ,可 以考 虑 采 用 万 能 性 机 床 配 以 专 用 工 卡 具 ,并 尽 量 使 工 序 集 中 来 提 高 生 产 率 。除 此 之 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 1 粗 铣 、 半 精 铣 、 精 铣 20H7mm 孔 端 面 A。工 序 2 粗 铣 、 半 精 铣 8H7mm 孔 的 四 个 端 面 及 20H7mm 孔 端 面B， 精 铣 端 面 B。工 序 3 钻 3 油 孔 。工 序 4 同 时 钻 8H8mm， 8H7mm 孔 和 R3mm 圆 弧 油 槽 。工 序 5 粗 铰 8H8mm， 8H7mm， 20H7mm 三 孔 。工 序 6 车 20H7mm 孔 两 端 倒 角 。工 序 7 粗 铣 、 精 铣 槽 。工 序 8 钻 M4 、 M5 螺 纹 底 孔 。工 序 9 攻 M10 螺 纹 孔 。工 序 10 精 铰 8H8mm， 8H7mm， 20H7mm 三 孔 。工 序 11 终 检 。2、 工 艺 路 线 方 案 二工 序 1 粗 铣 、 半 精 铣 、 精 铣 20H7mm 孔 端 面 A。工 序 2 粗 铣 、 半 精 铣 、 精 铣 8H7mm 孔 的 四 个 端 面 及 20H7mm孔 的 B 端 面 。工 序 3 钻 R3mm 圆 弧 油 槽 。工 序 4 同 时 钻 8H7mm， 8H8mm 两 孔 和 扩 20H7mm 孔 。工 序 5 粗 铰 8H7mm， 8H8mm， 20H7mm 三 孔 。工 序 6 精 铰 8H7mm， 8H8mm， 20H7mm 三 孔 。工 序 7 车 20H7mm 孔 两 端 倒 角 。工 序 8 钻 3mm 油 孔 。工 序 9 钻 M4 、 M5 螺 纹 底 孔 。工 序 10 攻 M10mm 螺 纹 孔 。工 序 11 粗 铣 、 精 铣 槽 。工 序 12 终 检 。3、 工 艺 方 案 的 比 较 与 分 析上 述 两 个 方 案 的 特 点 在 于 ： 方 案 一 与 方 案 二 在 12 两 道 工 序 相 同 ，只 是 方 案 一 先 加 工 油 槽 ， 然 后 用 它 可 以 限 制 一 个 转 动 的 自 由 度 。 另 外 ， 精铰 孔 置 于 最 后 加 工 。 而 方 案 二 却 不 同 ， 精 铰 孔 置 于 粗 铰 孔 之 后 ， 可 以 用 它作 为 精 准 来 加 工 其 它 表 面 ， 提 高 精 度 要 求 ， 但 从 两 方 案 比 较 可 以 看 出 ， 它们 在 位 置 精 度 上 的 要 求 仍 不 易 保 证 ， 并 且 在 一 道 工 序 中 同 时 钻 几 个 孔 ， 只能 选 用 专 门 设 计 的 组 合 机 床 （ 但 在 成 批 生 产 时 ， 在 能 保 证 加 工 精 度 的 情 况下 ， 应 尽 量 不 选 用 专 用 组 合 机 床 ） 加 工 ， 这 样 便 增 加 了 加 工 设 备 的 要 求 ，经 济 花 费 会 相 应 提 高 ， 因 此 ， 综 合 以 上 两 个 方 案 及 零 件 的 技 术 要 求 ， 可 以先 加 工 20H7mm 孔 的 两 端 面 ， 以 它 为 精 基 准 面 ， 35mm 外 圆 面 及R12mm 圆 弧 面 辅 助 定 位 来 钻 R3mm 的 圆 弧 油 槽 （ 精 度 要 求 可 以 不 考 虑 ） ，扩 、 铰 20H7mm 的 孔 ， 然 后 再 以 20H7mm 孔 端 面 及 其 孔 为 精 基 准 面 ，R12mm 圆 弧 面 辅 助 定 位 来 加 工 8H8mm， 8H7mm 孔 及 部 分 端 面 和 槽 ，这 样 基 准 重 合 与 统 一 ， 不 仅 可 以 保 证 尺 寸 精 度 ， 还 可 以 保 证 位 置 精 度 。 而油 孔 及 螺 纹 孔 ， 它 们 的 精 度 要 求 不 高 ， 可 以 放 于 最 后 加 工 ， 仍 以 20H7mm 孔 端 面 及 其 孔 与 8H8( 8H7)mm 孔 定 位 。 由 于 加 工 过 程 中 夹紧 也 比 较 方 便 ， 于 是 ， 最 后 的 加 工 路 线 确 定 如 下 ：工 序 ： 粗 铣 左 右 下 及 四 周 端 面 。工 序 ： 钻 R2 油 槽 1.5 深 。工 序 ： 钻 、 扩 、 粗 铰 、 精 铰 8H7mm 孔 。工 序 ： 钻 、 扩 、 粗 铰 8H8mm 孔 。工 序 ： 钻 、 扩 、 粗 铰 、 精 铰 20mm 孔 。工 序 ： 钻 、 扩 3mm 孔 。工 序 ： 攻 螺 纹 M4、 M5。工 序 ： 攻 螺 纹 M10 深 18。工 序 ： 铣 800。 2mm 槽 。工 序 ： 清 洗 。工 序 ： 终 检3.4、选择加工设备与工艺装备四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“C1340 半自动车床杠杆”零件材料为 QT50-1.5,生产类型为大批生产,采用机器造型,金属模铸造毛坯.根据上述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:1.20 孔外端面的加工余量(加工余量的计算成本长度为 )02.6工序号 设备 工 艺 装 备工序 61W 万能升降台铣床 高速钢直齿三面刃圆盘铣刀、游标卡尺、专用卡 具工序 Z525 立式钻床 高速钢长麻花钻、游标卡尺、专用卡具工序 四面组合钻床 扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规、专用卡具工序 四面组合钻床 扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规、专用卡具工序 四面组合钻床 扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规、专用卡具工序 四面组合钻床 扩孔钻、游标卡尺、专用卡具工序 立式铣床 X525 丝锥、游标卡尺工序 立式铣床 X525 丝锥、游标卡尺工序 X61W 铣床 高速钢直齿精密级三面刃铣刀、游标卡尺、量块、 专用卡具工序 清洗机工序 塞规、百分表、卡尺等加工余量计算表如下:工序加工尺寸及公差铸件毛坯(20 二端面尺寸 )02.6粗铣二端面 半精铣床两端面 精铣床两端面最大 77 69 67加工前尺寸 最小 73 68.4 66.81最大 77 69 67 66加工后尺寸 最小 73 68.7 66.81 65.8最大 2 1 0.30加工余量（单边） 2 最小 1 0.4 0.12加工公差（单边） 1-0.312 -0.1912 -0.212(1)按照金属机械加工工艺人员手册表 12-2，取毛坯的单边加工余量Z=2mm,铸件尺寸精度等级为 7，故偏差为1.2。（2）精铣余量：单边为 0.5,精铣偏差即零件偏差 .02(3)半精铣余量:单边为 Z=1mm， （见简明机械加工工艺手册表 1-22） ，加工精度等级为 IT11，所以本工序加工偏差为 （入体方向）019.（4）粗铣加工余量：分两次走刀，单边加工余量为 Z=2mm, （简明机械加工工艺手册表 1-22） ，加工精度等级为 IT12，所以加工偏差为 （入体方03.向）2.8 二孔外端面的加工余量(1) 按照金属机械加工工艺人员手册表 12-2，取毛坯的单边加工余量 Z=2mm,铸件尺寸精度等级为 7，故偏差为0.5。(2)半精铣加工余量:单边为 Z=0.7mm 见简明机械加工工艺手册表 1-22） ，加工精度等级为 IT11，即本工序加工偏差为 019.（3）粗铣加工余量： 单边为 =2-0.7=1.3mm,分两次走刀，故每次加工1Z余量为 Z= /2=0.65mm,加工精度等级为 IT12，所以加工偏差为 。1Z 03.3. 8 孔的加工余量，孔的精度要求为 IT7， 金属机械加工工艺人员手册表 13-14，确定工序尺寸及余量为钻孔： 7.8mm粗铰： 7.96mm Z=0.16mm精铰： mm Z=0.04mm012.84. 8 孔的加工余量，孔的精度要求为 IT7， 金属机械加工工艺人员手册表 13-14，确定工序尺寸及余量为钻孔： 7.8mm粗铰： 7.96mm Z=0.16mm精铰： mm Z=0.04mm012.85. 20 孔的加工余量，孔的精度要求为 IT7， 金属机械加工工艺人员手册表 13-14，确定工序尺寸及余量为毛坯孔： 18mm扩孔： 19.8mm Z=1.8mm粗铰： 19.94mm Z=0.14mm精铰： mm Z=0.05mm021.6. 槽的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册表 13-14，确定工序尺寸及余量为粗铣 ： 6mm半精铣 8mm Z=2mm由表可查得，8 00。 2mm 的槽精铰余量 a=0.30mm；粗铣槽加工之后槽的基本尺寸=7.7mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为精铣：IT9；铣：IT12；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铣：0.036mm；粗铣：0.15mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铣：8 +0.0360mm；粗铣： 8 +0.150mm.五、确定切削用量及基本时间工序 1 粗铣，半精铣，精铣 20H7mm 孔的两端面。选用机床：61W 万能升降台铣床。1粗铣 20H7mm 孔的两端面零件材料为球墨铸铁 QT50-1.5，故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册 （简称简明手册）表 11-21 和表 12-22，取铣刀直径d=125mm，粗齿，z=20 齿。由于粗铣加工单边余量为 3mm，小于 5mm，故铣削宽度 =3mm。ea查机械加工工艺人员手册 （简称工艺手册）表 11-69 可知， zf=0.060.12mm/z, 取 =0.1 mm/齿。zf查工艺手册表 14-77,取 u=38m/min 则：=1000u/d=96（r/min）sn根据机床使用说明书，查表 3.29，取主轴实际转速 =100r/min,则实际切wn削速度 =d /1000=39.27（r/min）cuwn当 =100r/min 时，刀具每分钟进给量 应为wn mf= Z =0.120100=200(mm/min)mfzw查机床说明书，取实际进给速度 =205mm/min,则实际进给量mf= /Z =0.1025(mm/Z)zfmwn切削工时：查工艺手册表 15-14，切入长度 L1=1.7mm,超出长度 L2=3 mm。于是行程长度为 L0L1L2，则机动工时为Tm= （L0L1L2）/ =（321.73）/205=0.18(min) mf2 半精铣 20H7mm 孔的端面选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm,z=20 齿。由于加工余量 1mm，经查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度 =1mmea查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.08mm/z查工艺手册表 14-77，取 U=45m/min,则=1000u/d=114.6(r/min)sn根据机床使用说明书,查表 3.29,取主轴转速 =125r/min,则实际切削速度wnUc=d /1000=49(m/min)w当 =125r/min 时,工作合每分钟进给量 为wn mf= f z=1=0.0820125=200(mm/min)mwn查机床使用说明书,取刀具实际进给速度为 =205 mm/min,则实际进给量mf为f= /z =205/(20125)=0.082(mm/z)mfwn切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为 L0L1L2，则机动工时= （L0L1L2）/ =（32+1.7+3）/205=0.18(min)t mf3.精铣 20H7mm 孔的端面选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm,z=20 齿。由于加工余量为 0.5mm，只需一次精铣，故铣削宽度 =0.5mm。ea查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.06mm/齿。查工艺手册表 14-77，取切削速度 U=54m/min,则 =1000U/d=137(r/min)sn按机床使用说明书，取主轴转速 =125r/min,则实际切削速度wnUc=d /1000=49(m/min)w当 =125r/min 时，刀具每分钟进给量 为wn mf=fz =0.0620125=150(mm/min)mfwn查机床说明书，取实际进给速度为 =166 mm/min,则进给量为mff= / z =166/(20125)=0.066(mm/z)mfw切削工时：由工步 1 可知，刀具行程为 L0L1L2，则机动工时= （L0L1L2）/ =0.22(min)t mf工序 2：钻 R2mm 圆弧油槽，扩 20H7mm 孔.选用 Z525 立式钻床。1. 钻 R2mm 圆弧油槽,选高速钢长麻花钻,d=6mm.单边切削深度 a =d/2=6/2=3mm。p查简明手册表 11-10，f=0.180.22mm/r,按机床试用说明书取f=0.22mm/r.查简明手册表 11-12，取 U=0.2m/s=12m/min,则n =1000u/d=100012/(6)=636.61(r/min)s按机床使用说明书取 n =680r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=6680/1000=12.82(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=2.4mm,L2=1.0mm,则钻 R2mm 圆弧油孔的机动工时为：T =(L+L1+L2)/f n =(80+2.4+1.0)/(0.22680)=0.557(min)mw2. 扩 19.8mm 孔,选用高速钢扩钻,d=19.8mm.单边切削深度 a =0.9mm.p根据有关资料介绍,利用扩钻进行扩孔时,其进给量和切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量和切削速度之关系为:F=(1.21.8)f 钻U=(1/2 1/3)U 钻式中, f 钻、U 钻-加工实心孔的切削用量.现已知f 钻=0.5mm/r 简明手册 U 钻=0.35m/s=21m/min 简明手册并令f=1.5f 钻=1.50.5=0.75 (mm/r)U=0.4U 钻=0.421=8.4 (mm/min)n =1000u/d=10008.4/(19.8)=135.04(r/min)s按机床使用说明书取 n =140r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=19.8140/1000=8.71(m/min)w切削工时：查工艺手册表 15-8 可得,L1=11.5mm,L2=3mm,则扩钻19.8mm 孔的机动工时为：T =(L+L1+L2)/f n =(80+11.5+3)/(0.81140)=0.83(min)mw工序 3: 粗铰、 精铰 20H7mm 孔,车 20H7mm 孔两端倒角 145。选用 Z5125 立式钻床。1.粗铰 19.94mm 两孔，选用硬质合金铰刀,d=19.94mm。单边切削深度 a =Z/2=0.14/2=0.07mm。p查工艺手册表 14-60，f=12mm/r，按机床使用说明书取 f=1mm/r.查工艺手册表 14-60，取 U=45m/min,则n =1000u/d=100045/(19.94)=718(r/min)s按机床使用说明书取 n =680r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=19.94680/1000=42.60(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=1.10mm,L2=22mm,则粗铰 19.94mm 孔的机动工时为：T =(L+L1+L2)/f n =(80+1.10+22)/(1680)=0.152(min)mw2.精铰 20H7mm 的孔，选用硬质合金铰刀,d=20H7mm。单边切削深度 a =z/2=0.06/2=0.03mm。p查工艺手册表 14-60， ，按机床使用说明书取 f=1mm/r.查工艺手册表 14-60，取 U=60m/min,则n =1000u/d=100060/(20)=954.9(r/min)s按机床使用说明书取 n =960r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=20960/1000=60.3(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=1.05mm,L2=22mm,则精铰 20H7mm 孔的机动工时为：T =(L+L1+L2)/f n =(80+1.05+22)/(1.0960)=0.107(min)mw3.车 20H7mm 孔两端倒角 145,选用 Z5125 立式钻床，90锥面锪钻,d=25mm。查工艺手册表 14-48，f=0.100.15mm/r,按机床试用说明书取f=0.13mm/r. 为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与铰孔相同，即 n =960r/min。w工序 4：钻、粗铰、精铰 8H7mm 孔。选用 Z5125 立式钻床。1.钻 d=7.8mm 孔，选用高速钢麻花钻,d=7.8mm。单边切削深度 a =d/2=7.8/2=3.9mm。p查简明手册表 11-10，f=0.180.22mm/r,按机床试用说明书取f=0.22mm/r.查简明手册表 11-12，取 U=0.2m/s=12m/min,则n =1000u/d=100012/(7.8)=489.7(r/min)s按机床使用说明书取 n =545r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=7.8545/1000=13.35(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=2.4mm,L2=1.0mm,则钻 7.8mm 孔的机动工时为：T =2(L+L1+L2)/f n =2(12+2.4+1.0)/(0.22545)=0.26(min)mw2.粗铰 7.95mm 的孔，选用高速钢铰刀,d=7.95mm。单边切削深度 a =z/2=0.15/2=0.075mm。p查简明手册 ，按机床使用说明书取 f=0.81mm/r.查简明手册表 11-19，取 U=0.173m/s=10.38m/min,则n =1000u/d=100010.38/(7.95)=415.6(r/min)s按机床使用说明书取 n =392r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=7.95392/1000=9.79(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=1.075mm,L2=11mm,则粗铰 8H7mm 孔的机动工时为：T =2(L+L1+L2)/f n =2(12+1.075+11)/(0.81392)=0.15(min)mw3.精铰 8H7mm 的孔，选用高速钢铰刀,d=8H7mm。单边切削深度 a =z/2=0.05/2=0.025mm。p查工艺手册 ，按机床使用说明书取 f=0.81mm/r.查简明手册表 11-19，取 U=0.22m/s=13.2m/min,则n =1000u/d=100013.2/(8)=525(r/min)s按机床使用说明书取 n =545r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=8545/1000=13.7(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=1.025mm,L2=11mm,则精铰 8H7mm 两孔的机动工时为：T =2(L+L1+L2)/f n =2(12+1.025+11)/(0.81545)=0.11(min)mw工序 5：粗铣，半精铣，精铣 8H7mm 孔的四个端面。选用机床：61W 万能升降台铣床。1粗铣 8H7mm 孔的四个端面查简明手册表 11-21 和表 12-22，选用硬质合金圆柱铣刀，取铣刀直径 d=40mm，Z=6，粗齿。由于粗铣加工单边余量为 2.8mm，小于 5mm，故铣削宽度 =2.8mmea查工艺手册表 11-69 可知， =0.080.12mm/z, 取 =0.08 mm/齿。zf zf查简明手册表 11-28,U=0.751.5m/s，取 u=0.75m/s=45m/min,则=1000u/d=100045/(40)=358.1（r/min）sn根据机床使用说明书，查表 3.29，取主轴实际转速 =380r/min,则实际切wn削速度=d /1000=47.75（r/min）cuwn当 =380 r/min 时，刀具每分钟进给量 应为wn mf= Z =0.086380=182.4(mm/min)mfzw查机床使用说明书，取实际进给速度 =205mm/min,则实际进给量mf= /Z =205/（6380）=0.09(mm/Z)zfmwn切削工时：查工艺手册表 15-14，切入长度 L1=10.5mm,超出长度L2=2mm。于是行程长度为 L0L1L2，则粗铣四个端面的机动工时为Tm= 4（L0L1L2）/ = 4（2010.52）/205=0.64(min) mf2半精铣 6H7mm 孔的四个端面查简明手册表 11-21 和表 12-22，选用硬质合金圆柱铣刀，取铣刀直径 d=40mm，Z=8，细齿。由于半精铣加工单边余量为 0.7mm，故铣削宽度 =0.7mmea查工艺手册表 11-69 可知，f =1.01.6mm/r, 取 f=1.0mm/r。查简明手册表 11-28,U=0.751.5m/s，取 u=1m/s=60m/min,则=1000u/d=100060/(40)=477.46（r/min）sn根据机床使用说明书，查表 3.29，取主轴实际转速 =490r/min,则实际切wn削速度=d /1000=61.58（r/min）cuwn当 =490r/min 时，刀具每分钟进给量 应为wn mf= f =1.0380=490(mm/min)mw查机床使用说明书，取实际进给速度 =510mm/min,则实际进给量mff= / =510/490=1.04(mm/r)mfwn切削工时：查工艺手册表 15-14，切入长度 L1=10.5mm,超出长度L2=2mm。于是行程长度为 L0L1L2，则粗铣四个端面的机动工时为Tm= 4（L0L1L2）/ = 4（2010.52）/510=0.26(min)mf工序 6: 钻、粗铰、精铰 8H7mm 及 8H8 孔。选用 Z5125 立式钻床。1.钻 d=7.8mm 两孔，选用高速钢麻花钻,d=7.8mm。单边切削深度 a =d/2=7.8/2=3.9mm。p查简明手册表 11-10，f=0.220.26mm/r,按机床试用说明书取f=0.22mm/r.查简明手册表 11-12，取 U=0.2m/s=12m/min,则n =1000u/d=100012/(7.8)=489.7(r/min)s按机床使用说明书取 n =545r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=7.8545/1000=13.36(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=3.4mm,L2=1.0mm,则钻 7.8mm 两孔的机动工时为：T =2(L+L1+L2)/f n =2(11+3.4+1.0)/(0.22545)=0.27(min)mw2.粗铰 7.96mm 的两孔，选用高速钢铰刀,d=7.96mm。单边切削深度 a =z/2=0.16/2=0.08mm。p查简明手册 ，按机床试用说明书取 f=0.81mm/r.查简明手册表 11-19，取 U=0.22m/s=13.2m/min,则n =1000u/d=100013.2/(7.96)=527.85(r/min)s按机床使用说明书取 n =545r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=7.96545/1000=13.63(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=1.08mm,L2=11mm,则粗铰 8H7mm 两孔的机动工时为：T =2(L+L1+L2)/f n =2(11+1.08+11)/(0.81545)=0.105(min)mw3.精铰 8H7mm 的两孔，选用高速钢铰刀,d=8H7mm。单边切削深度 a =z/2=0.04/2=0.02mm。p查简明手册 ，按机床试用说明书取 f=0.81mm/r.查简明手册表 11-19，取 U=0.278m/s=16.68m/min,则n =1000u/d=100016.68/(8)=663.68(r/min)s按机床使用说明书取 n =680r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=8680/1000=17.1(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=1.02mm,L2=11mm,则精铰 8H7mm 两孔的机动工时为：T =2(L+L1+L2)/f n =2(11+1.02+11)/(0.81680)=0.084(min)mw工序 7：钻 3mm 油孔。选用 Z5125 立式钻床与专用夹具。1.钻 3mm 的油孔，选用高速钢麻花钻,d=3mm。单边切削深度 a =d/2=3/2=1.5mm。p查简明手册表 11-10，f=0.080.13mm/r,按机床试用说明书取f=0.13mm/r.查简明手册表 11-12，取 U=0.2m/s=12m/min,则n =1000u/d=100012/(3)=1273.8(r/min)s按机床使用说明书取 n =960r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=3960/1000=9.04(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=2mm,L2=1.0mm,则钻 3mm 孔的机动工时为：T =(L+L1+L2)/f n =(7+1.5+1.0)/(0.13960)=0.076(min)mw工序 8：钻 M4mm、M5 螺纹底孔，攻 M10mm 螺纹孔。选用 Z5125 立式钻床与专用夹具。1.钻 M4mm 的螺纹底孔 3mm，选用高速钢麻花钻,d=3mm。单边切削深度 a =d/2=3/2=1.5mm。p查简明手册表 11-10，f=0.080.13mm/r,按机床试用说明书取f=0.1mm/r.查简明手册表 11-12，取 U=0.15m/s=9m/min,则n =1000u/d=10009/(3)=955(r/min)s按机床使用说明书取 n =960r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=3960/1000=9.05(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=2mm,L2=1.0mm,则钻 4mm 孔的机动工时为：T =(L+L1+L2)/f n =(7+2+1.0)/(0.1960)=0.09(min)mw2. 钻 M5mm 的螺纹底孔 4mm，选用高速钢麻花钻,d=4mm。单边切削深度 a =d/2=4/2=2mm。p查简明手册表 11-10，f=0.080.13mm/r,按机床试用说明书取f=0.1mm/r.查简明手册表 11-12，取 U=0.15m/s=9m/min,则n =1000u/d=10009/(4)=716.6(r/min)s按机床使用说明书取 n =960r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=4960/1000=12.1(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=2mm,L2=1.0mm,则钻 5mm 孔的机动工时为：T =(L+L1+L2)/f n =(7+2+1.0)/(0.1960)=0.09(min)mw2.攻 M10mm 的螺纹底孔。查工艺手册表 11-49，选用 M10 丝锥，螺距 P=0.7mm，则进给量f=0.7mm/r。查工艺手册表 11-94，取 U=6.8m/min,则n =1000u/d=10006.8/(4)=541(r/min)s按机床使用说明书取 n =490r/min,所以实际切削速度为：wU=d n /1000=4490/1000=6.16(m/min)w切削工时：查工艺手册得 L1=2mm,L2=1.4mm,则攻 M10mm 螺纹孔的机动工时为：T =(L+L1+L2)/f n =(6+2+1.4)/(0.7490)=0.055(min)mw工序 9： 粗铣，半精铣槽。选用机床：61W 万能升降台铣床。1粗铣槽，选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径 d=100mm，宽度为7mm，Z=20，粗齿。查工艺手册表 11-69 可知， =0.060.12mm/z, 取 =0.08mm/齿。zf zf查工艺手册表 14-77,取 u=38m/min 则：=1000u/d=100038/（100）=120.9（r/min）sn根据机床使用说明书，查表 3.29，取主轴实际转速 =125r/min,则实际切wn削速度=d /1000=（100125）/1000=39.27（r/min）cuwn当 =125r/min 时，每分钟进给量 应为wnmf= Z =0.0820125=200(mm/min)mfzw查机床说明书，取实际进给速度 =205mm/min,则实际进给量mf= /Z =205/（20125）=0.082(mm/Z)zfmwn切削工时：查工艺手册表 15-14，切入长度 L1=37.4mm,超出长度L2=3.0 mm。于是行程长度为 L0L1L2，则机动工时为Tm= （L0L1L2）/ =（22.8837.43.0）/205=0.31(min) mf2 半精铣槽，选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径 d=100mm，宽度为8mm，Z=20，细齿。精铣的单边切削宽度 a =0.5mm.e查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.06mm/z查工艺手册表 14-77，取 U=45m/min,则=1000U/d=100045/（100）=143(r/min)sn根据机床使用说明书,查表 3.29,取主轴转速 =125r/min,则实际切削速度wnUc=d /1000=39(m/min)w当 =125r/min 时,工作合每分钟进给量 为wn mf= f z=1=0.0612520=150(mm/min)mwn 查机床使用说明书,取刀具实际进给速度为 =166 mm/min,则实际进给量mf为f= /z =166/(20125)=0.0664(mm/z)mfwn切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为 L0L1L2，则机动工时= L0L1L2/ =（22.8+37.4+3.0）/166=0.39(min)tmf六、 夹具设计夹 具 是 一 种 能 够 使 工 件 按 一 定 的 技 术 要 求 准 确 定 位 和 牢 固 夹 紧 的 工 艺装 备 ， 它 广 泛 地 运 用 于 机 械 加 工 ， 检 测 和 装 配 等 整 个 工 艺 过 程 中 。 在 现 代化 的 机 械 和 仪 器 的 制 造 业 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 产 率 ， 降 低 制 造 成 本 ， 一直 都 是 生 产 厂 家 所 追 求 的 目 标 。 正 确 地 设 计 并 合 理 的 使 用 夹 具 ， 是 保 证 加工 质 量 和 提 高 生 产 率 ， 从 而 降 低 生 产 成 本 的 重 要 技 术 环 节 之 一 。 同 时 也 扩大 各 种 机 床 使 用 范 围 必 不 可 少 重 要 手 段 。6.1.提出问题（ 1） 怎 样 限 制 零 件 的 自 由 度 ； V 形 块 加 小 平 面 限 制 5 个 自 由 度 ， 定 位销 限 制 1 个 自 由 度 。（ 2） 怎 样 夹 紧 ； 设 计 夹 具 由 螺 旋 夹 紧 配 合 V 形 块 夹 紧 工 件 。 （ 3） 设 计 的 夹 具 怎 样 排 削 ； 此 次 加 工 利 用 拉 刀 拉 削 ， 通 过 下 底 面 排削 。（ 4） 怎 样 使 夹 具 使 用 合 理 ， 便 于 装 卸 。6.2.设计思想设 计 必 须 保 证 零 件 的 加 工 精 度 ， 保 证 夹 具 的 操 作 方 便 ， 夹 紧 可 靠 ， 使用 安 全 ， 有 合 理 的 装 卸 空 间 ， 还 要 注 意 机 构 密 封 和 防 尘 作 用 ， 使 设 计 的 夹具 完 全 符 合 要 求 。本 夹 具 主 要 用 来 对 2 0mm 孔 进 行 加 工 ， 这 个 孔 尺 寸 精 度 要 求 为 IT8，表 面 粗 糙 度 Ra6.3。 刀具为莫氏锥柄麻花钻或锥柄机用铰刀来对工件进行加工，考虑到提高劳动生产率，降低劳动强度，采用三次钻铰完成。6.3、夹具设计零件的中部分为圆柱型，根据这个特点采用 V 型块、平面的夹具来定位。6.3.1、定位分析1. （ 1） 定位基准的选择据 夹 具 手 册 知 定 位 基 准 应 尽 可 能 与 工 序 基 准 重 合 ， 在 同 一 工 件的 各 道 工 序 中 ， 应 尽 量 采 用 同 一 定 位 基 准 进 行 加 工 。 由零件图可知孔的设计基准是 20 孔的一端面，且此工序之前 8 孔已加工好，所以可用 V 型块，平面定位，以孔的设计基准为工艺基准，做到了基准统一。（ 2） 定 位 误 差 的 分 析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为 V 形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合B=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。Y=0.707d=0.7070.025mm=0.0177mm6.3.2、切削力及夹紧力计算(1)钻孔工步1、背吃刀量的确定ap=7.8mm2、进给量的确定 由表 5-22,选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r3、切削速度的计算由表 5-22,按工件材料为 45 的条件选取,切削速度 v 可取为 22m/min.由公式 n=1000v/d 可求得该工序钻头转速 n=897.6r/min 参照表 4-9 所列四面组合钻床的主轴转速,取转速 n=960r/min.再将此转速带入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度 v=nd/1000=960r/min7.8mm/1000=23.5m/min.(2)粗铰工步1、背吃刀量的确定ap=0.16mm2、进给量的确定 由表 5-31,选取该工步的每转进给量 f=0.4mm/r3、切削速度的计算由表 5-31,按工件材料为 45 的条件选取,切削速度 v 可取为 2m/min.由公式n=1000v/d 可求得该工序铰刀转速 n=80r/min 参照表 4-9 所列四面组合钻床的主轴转速,取转速 n=97r/min.再将此转速带入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度 v=nd/1000=97r/min7.96mm/1000=2.4m/min.(3)精铰工步1、背吃刀量的确定ap=0.04mm2、进给量的确定 由表 5-31,选取该工步的每转进给量 f=0.3mm/r3、切削速度的计算由表 5-31,按工件材料为 45 的条件选取,切削速度 v 可取为 4m/min.由公式n=1000v/d 可求得该工序铰刀转速 n=159.2r/min 参照表 4-9 所列四面组合钻床的主轴转速,取转速 n=195r/min.再将此转速带入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度 v=nd/1000=195r/min8mm/1000=4.86m/min.6.3.3、夹具操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸。七.体会与展望三 周 的 课 程 设 计 就 快 结 束
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