杠杆的工艺与工装设计

湖南省技师综合评审加工中心职业文章国家职业资格二级文章类型：案例报告文章题目：杠杆的工艺与工装设计姓 名：张 亮准考证号：所在省市：湖南省株洲市工作单位：湖南工贸技师学院杠杆的工艺与工装设计湖南工贸技师学院 张 亮摘要：本文对杠杆零件的加工难点、生产类型进行了分析，针对零件的结构特点进行毛坯设计，对其工艺过程进行了分析。为提高生产效率，设计了加工杠杆零件的专用夹具，对其他杠杆类零件的加工有一定的借鉴意义。关键词：杠杆 工艺 夹具 设计一、零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的作用该零件是CA1340自动车床上的杠杆（见图1-1），它位于自动车床的自动机构中，与离合器配合使用，起制动的作用。图1-1 杠杆立体图图1-2 杠杆零件图2、零件的图纸及工艺分析通过重新绘制零件图（见图1-2），知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件共有三组加工表面,现分述如下：以20H7mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个20H7mm的孔以及145的倒角，粗糙度Ra=1.6um；20H7mm孔的两端面，宽为66mm，粗糙度Ra=3.2um；R2mm圆弧油槽；一个与20H7mm孔中心轴线成45的3mm油孔，并锪沉头孔。其中主要加工表面为20H7mm孔。以8H7mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个8H7mm的通孔，粗糙度为Ra=1.6um；一个宽度为8mm、深度为26mm的通槽；M4的螺纹孔、M10的螺纹孔及其端面。其中，8H7mm孔为主要加工表面。以8H8mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个深度为18mm的8H8mm孔及其端面；一个M5的螺纹孔。其中，主要加工表面为一个8H8mm的通孔。由以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先加工一面一孔，以它们为精准加工其它表面。另外，该零件结构简单，工艺性好。3、零件的生产类型依设计题目知：Q=6000台/年，n=2件/台；结合生产实际，备品率a和废品率b都为4%。带入公式（2-1）得该零件的生产纲领N=60002（1+4%）（1+4%）=12979.2件/年零件是机床上的杠杆,质量为 0.59 kg,查表2-1可知其为轻型零件，生产类型为大批生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、选择毛坯毛坯的选择是制订工艺规程中的一项重要内容，选择不同的毛坯就会有不同的加工工艺，采取不同设备、工装，从而影响零件加工的生产率和成本。零件的材料为球墨铸铁QT50-1.5，抗拉强度b为50GPa/mm2，延伸率为1.5%，硬度为187255 HB。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。由于零件已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，重量在8kg以下，故可采用机械造型中的金属型铸造，其精度比砂型铸造的铸件好，表面质量和力学性能较好，而且有较高的生产率。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差“C1340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。参见机械制造技术基础课程设计指南第五章第一节，球墨铸铁的公差及机械加工余量按GB/T 6414-1999 确定。公差等级铸件公差有16级，代号为CT1CT16，常用的为CT4CT13，该零件采用机械造型中的金属型铸造，材料是球墨铸铁，查表5-1得，公差为CT8CT10。确定机械加工余量根据表5-4和5-5查得，铸件的机械加工余量为24mm。3、确定毛坯尺寸分析本零件，除20H7mm、8H7mm通孔为Ra1.6um以外，其余各加工表面为Ra3.2um,因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。综上所述，确定毛坯尺寸见表2-1。零件尺寸单边余量毛坯尺寸 零件尺寸单边余量毛坯尺寸20H7mm实心66 mm2708H7mm实心12 mm2148H8mm实心62 mm264M10螺纹实心8 mm实心表2-1 杠杆的毛坯（铸件）尺寸4、确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据铸件基本尺寸、铸件尺寸公差等级从表5-3中查得，尺寸公差为1.52.2，公差带应相对于基本尺寸对称分布。5、设计毛坯图根据以上数据，设计出该零件的毛坯图（见图2-1）。图2-1 杠杆毛坯图三、选择加工方法，制定工艺路线1、定位基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，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。在加工过程中，也必须相应地以某个或某几个表面为依据来加工其他表面，以保证零件图上所规定的要求。精基准的选择精基准是选择定位基准时首先应该考虑。所选的精基准应有利于保证工件的加工精度，并能使夹具夹紧方便、牢固、可靠。精基准的选择原则有：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。在选择基准时，主要应考虑基准重合的问题。选用工件上尺寸较大，精度较高的表面作为定位基准，使定位牢固可靠。应尽可能工件装夹和加工方便，夹具设计、制造简单。本零件属于通孔零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。精加工外圆时也可用外圆本身定位，即安装工件时以支承轴颈本身找正。具体而言，即选20H7mm孔及其端面作为精基准。粗基准的选择在选择工件上的粗基准面时，应保证所有加工表面都有足够的加工余量，且各加工表面对不同加工表面应具有一定的位置精度。选用工件上的不加工表面为粗基准，可保证不加工表面与加工表面之间的相互位置精度，同时可能在一次装夹中加工出较多的表面。按照有关粗基准原则，粗基准的选择方案如下：以35mm外圆柱面为粗基准面（两个短V形块定位），限制4个自由度，用不加工面（挡销定位）限制一个移动的自由度，再用8H7mm孔的外圆面（V形块定位）限定一个转动的自由度，达到完全定位。2、零件表面加工方法的选择零件加工方法的选择，不但影响加工精度和表面粗糙度，而且还影响生产率和制造成本。由于加工表面的精度和表面粗糙度不是由一种加工方法，一次加工就能达到的。因此，在选择加工方法时，应首先确定主要表面的最后加工方法，然后再确定其他一系列准备工序的加工方法，既由粗到精地逐步达到要求。在选择好主要表面的加工方法后，再选定次要表面的加工方法。本零件的加工面有内孔、端面、槽、油孔及螺纹等，材料为QT50-1.5。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关指南资料，其加工方法的选择如下： 孔的加工方法A、20H7mm通孔 公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6um,孔未铸出，需钻、扩、粗铰、精铰。B、8H7mm两孔和8H8mm盲孔 公差等级分别为IT7和IT8，表面粗糙度为Ra1.6um,孔未铸出，需钻、粗铰、精铰。C、3油孔沉孔60深3mm 未注公差等级，需钻孔、锪沉头孔。 端面的加工方法A、20H7mm孔两端面 为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra3.2um，需进行粗铣、半精铣、精铣。B、M10螺纹孔端面和8H8mm孔端面 为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra6.3um，需进行粗铣、半精铣。 槽的加工A、通槽（宽为8mm、深为26mm） 槽宽和槽深的公差等级都为IT14，表面粗糙度为Ra6.3um，需采用高速钢直齿三面刃铣刀，粗铣、半精铣。B、R2圆弧油槽（长为55mm、深为1.5mm） 采用插铣法铣出即可。 螺纹的加工方法（M10、M5和M4） 需钻孔，攻丝时用机用丝锥即可。3、制定工艺路线机械加工工序顺序的安排原则“先基面后其他” 前工序为后面工序准备好定位基准，因此第一道工序总是把精基准加工出来。“先主后次” 先安排主要表面（指装配基面、工作表面等），后安排次要表面（指槽、油孔等），但要放在最终精加工和光整加工之前。“先粗后精” 主要表面粗、精加工要分开，按照粗加工半精加工精加工光整加工顺序安排工序。“先面后孔” 由于平面定位比较稳定，装夹方便，一般零件多选用平面做精基准，因此总是先加工平面后加工孔。但有些零件平面小，不方便定位，则应先加工孔。工序的划分组合工序有两个不同的原则，即工序集中原则和工序分散原则。工序集中或分散的程度，即工序数目的多少，主要取决于生产类型、机床设备、零件结构和技术要求等。数控加工一般采用工序集中的方法，根据零件的技术要求，可采取以一次安装的加工作为一道工序。确定加工路线制定工艺路线的出发点，应该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大批生产的条件下，可以考虑采用数控机床配以专用夹具，并尽量使工作集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。根据零件的技术要求，可以先加工中心线与20H7mm孔中心线平行的20mm外圆端面和20H7mm孔的两端面，以35mm外圆柱面为粗基准面，钻、扩、铰20H7mm的孔，然后再以20H7mm孔及其端面为精基准，R12mm圆弧面辅助定位来加工8H7mm两孔和M10螺纹孔；8H7mm孔辅助定位来加工中心线与20H7mm孔中心线垂直的20mm外圆端面和8H8mm盲孔；M10螺纹孔辅助定位来加工通槽和M4螺纹孔，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3油孔的精度要求不高，可以放于最后加工，仍以20H7mm孔及其端面与6H7(8H7)mm孔定位。由于在加工过程中夹紧也比较方便，因此，最后的加工路线确定如下：工序一 粗铣、半精铣中心线与20H7mm孔中心线平行的20mm外圆端面；粗铣、半精铣、精铣20H7mm孔的左端面。工序二 粗铣、半精铣、精铣20H7mm孔的右端面。工序三 钻、扩、粗铰、精铰20H7mm孔，锪20H7mm孔倒角；铣R2mm圆弧油槽。工序四 钻、粗铰、精铰8H7mm两孔；钻M10mm螺纹底孔、攻M10mm螺纹孔。工序五 粗铣、半精铣中心线与20H7mm孔中心线垂直的20mm外圆端面；钻、粗铰、精铰8H8mm盲孔。工序六 钻M5mm螺纹底孔、攻M5mm螺纹孔。工序七 粗铣、半精铣通槽；钻M4mm螺纹底孔、攻M4mm螺纹孔。工序八 钻3mm油孔、锪60圆锥沉头孔。工序九 钳工去毛刺。工序十 终检。四、工序设计1、选择加工设备和工艺装备选择机床 根据不同的工序选择机床。此零件为杠杆类零件，各个工序之间完成的工作较多，且有大量的孔及螺纹，为了提高生产效率，该零件的所有工序都选择在立式加式中心上完成，这样能在较大程度上减少零件加工过程中的装夹次数，从而保证加工精度。选择夹具 为了保证加工精度，考虑以面孔定位。本零件除铣端面使用通用夹具外，其他各工序都需要使用专用夹具。选择刀具 根据不同的工序选择刀具。工序一、二、五 中的端面，可采用硬质合金直齿三面刃圆盘铣刀进行加工。工序三、四、五中的孔，可先根据孔径大小采用普通钻头一次钻出即可，然后采用普通钻头扩孔，最后采用铰刀铰孔，其大小根据加工要求而定，有20H7mm、8H7mm和8H8mm三种类型。20H7mm孔倒角采用锪孔钻锪出即可。工序四、六、七中的螺纹孔，可先用普通钻头钻出底孔，再根据螺纹大小采用机用丝锥攻丝即可，有M4、M5和M10三种类型。工序三中的R2mm圆弧油槽，可采用成型铣刀铣出即可。工序八中的3油孔，由于带60的倒角，深度为3mm,可先钻3孔，再用60直柄锥面锪钻锪沉头孔。工序七中的通槽，可采用高速钢直齿三面刃铣刀。选择量具 本零件属于大批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。选择各外圆加工面的量具采用读数值为0.02mm、测量范围为0125mm游标卡尺即可。选择加工孔用量具20H7mm孔经钻、扩、粗铰、精铰四次加工，8H7mm和8H8mm孔经钻、粗铰、精铰三次加工，M4、M5和M10螺纹经钻孔、攻丝两次加工，钻、扩采用读数值为0.02mm、测量范围为0125mm游标卡尺；粗铰采用读数值为0.01mm、测量范围为1835mm的内径百分表；精铰由于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量，故宜采用极限量规。按表5-109，根据根据孔径可选锥柄圆柱塞规。选择加工通槽所用量具通槽经粗铣、半精铣两次加工。采用读数值为0.02mm、测量范围为0125mm游标卡尺即可。2、确定工序尺寸外圆表面沿轴线方向的长度加工余量查机械制造工艺设计简明手册表3.126，取20H7mm孔两端面、中心线与20H7mm孔中心线平行的20mm外圆端面、中心线与20H7mm孔中心线垂直的20mm外圆端面长度单边余量均为2mm。粗铣：单边加工量为1mm半精铣：单边加工量为0.7mm，零件偏差为 mm精铣：单边加工量为0.3mm，零件偏差为 mm20H7mm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：18mm扩孔：19.8mm Z=1.8mm粗铰：19.94mm Z=0.14mm精铰：20mm Z=0.06mm8H7mm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：8mm Z=0.04mm8H8mm盲孔的加工余量，孔的精度要求为IT8，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：8mm Z=0.04mm螺纹孔的加工余量M10：钻孔8.5 mmM5：钻孔4.2 mmM4：钻孔3.3 mm通槽的加工余量半精铣可达到零件图样的要求，则该工序尺寸：槽宽为8mm，槽深为26mm。粗铣时，为半精铣留有加工余量：槽宽双边余量为0.6mm，槽深余量为0.5mm。则粗铣工序尺寸：槽宽为7.4mm，槽深25.5mm。其他外形尺寸直接铸造得到五、确定切削用量及基本时间1、切削用量的选择切削用量指切削速度v、进给量f和背吃刀量三个参数，称为切削用量三要素。切削用量的选择，对生产率、加工成本和加工质量均有重要影响。合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，能取得较高生产率和较低成本的切削用量。切削用量的选择原则与步骤制定切削用量，就是要在已经选择好刀具类型、材料和几何角度的基础上，合理确定刀具的切削速度、进给量和背吃刀量。选择切削用量的基本原则和步骤是：首先选择尽可能大的背吃刀量；其次根据机床进给机构强度、刀杆刚度等限制条件（粗加工时）或已加工表面粗糙度要求（精加工时），选取尽可能大的进给量；最后通过查表或计算确定切削速度。需要强调的是：不同的加工性质，对切削加工的不要是不一样的，在选择切削用量时的侧重点也有所不同。粗加工切削用量的选择原则尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故优先考虑采用最大的背吃刀量，其次考虑采用大的进给量，最后才根据刀具耐用度的要求选择合理的切削速度。粗加工时背吃刀量应根据工件的加工余量和由机床、刀具、夹具及工件组成的工艺系统刚度来确定。粗加工的进给量应根据工艺系统的刚度和强度来确定。粗加工的切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。根据工件材料和刀具材料在已选定背吃刀量和进给量基础上使切削速度达到规定的刀具耐用度。同时使背吃刀量、进给量和切削速度三者决定的切削功率不超过机床的使用功率。精加工切削用量的选择原则选择精加工的切削用量时应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高切削效率。背吃刀量应根据机械加工余量表格查出的余量确定；进给量应按表面粗糙度的要求选择；切削速度在保证合理刀具耐用度的前提下，应选取进可能高的切削速度。多刀切削时，为使各种刀具有较合理的切削用量，一般按各类刀具选择较合理的转速及每转进给量，然后用拼凑法进行适当的调整，使各种刀具的每分进给量一致。切削用量的选择方法无论哪一种切削用量的选择都需要了解以下情况：工件材料、强度或硬度；工件加工部位的尺寸及其精度和粗糙度要求；机床的功率、走刀机构强度、转速级数和进给级数等；刀具种类、刀片材料、刀杆尺寸和几何参数等。2、切削用量及基本时间的确定工序一 本工序为粗铣、半精铣中心线与20H7mm孔中心线平行的20mm外圆端面；粗铣、半精铣、精铣20H7mm孔的左端面。加工材料为QT50-1.5，机床为立式加式中心。粗铣20mm外圆端面零件材料为球墨铸铁QT50-1.5，故可用硬质合金直齿三面刃圆盘铣刀。查机械制造工艺设计简明手册表11-21和表12-22，取铣刀直径d=80mm，粗齿，z=16齿。由于粗铣加工单边余量为1mm，小于5mm，故铣削宽度=1mm。查金属机械加工工艺人员手册表11-69可知， =0.060.12mm/z取=0.1 mm/齿查金属机械加工工艺人员手册表14-77,取u=38m/min，则： =1000u/d=100038/（80）=151.3（r/min）查表3.29，取主轴实际转速=160r/min,则实际切削速度=d/1000=80160/1000=40.19（r/min）当=160r/min时，刀具每分钟进给量应为= Z=0.116160=256(mm/min)取实际进给速度=260mm/min,则实际进给量= /Z=260/（16160）=0.102(mm/Z)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册表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）/=（201.73）/260=0.095(min) 半精铣20mm外圆端面选用硬质合金直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=80mm,z=16齿。由于加工余量0.7mm，经查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度=0.7mm查金属机械加工工艺人员手册表14-69，f=0.060.12mm/齿，取f=0.08mm/z查金属机械加工工艺人员手册表14-77，取u=45m/min,则=1000u/d=100045/（80）=179.14(r/min)查表3.29,取主轴转速=180r/min,则实际切削速度=d/1000=80180/1000=45.2(m/min)当=180r/min时,工作合每分钟进给量为=fz=0.0818016=230.4(mm/min)取刀具实际进给速度为=240 mm/min,则实际进给量为f= /z=240/(16180)=0.083(mm/z)切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为L0L1L2，则机动工时= （L0L1L2）/=（20+1.7+3）/240=0.103(min)粗铣20H7mm孔的左端面选用硬质合金直齿三面刃圆盘铣刀，取铣刀直径d=80mm，粗齿，z=16齿。由于粗铣加工单边余量为1mm，小于5mm，故铣削宽度=1mm。查金属机械加工工艺人员手册表11-69可知， =0.060.12mm/z取=0.1 mm/齿查金属机械加工工艺人员手册表14-77,取u=38m/min，则： =1000u/d=100038/（80）=151.3（r/min）查表3.29，取主轴实际转速=160r/min,则实际切削速度=d/1000=80160/1000=40.19（r/min）当=160r/min时，刀具每分钟进给量应为= Z=0.116160=256(mm/min)取实际进给速度=260mm/min,则实际进给量= /Z=260/（16160）=0.102(mm/Z)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册表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）/=（351.73）/260=0.153(min) 半精铣20H7mm孔的左端面选用硬质合金直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=80mm,z=16齿。由于加工余量0.7mm，经查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度=0.7mm查金属机械加工工艺人员手册表14-69，f=0.060.12mm/齿,取f=0.08mm/z查金属机械加工工艺人员手册表14-77，取u=45m/min,则=1000u/d=100045/（80）=179.14(r/min)查表3.29,取主轴转速=180r/min,则实际切削速度=d/1000=80180/1000=45.2(m/min)当=180r/min时,工作合每分钟进给量为=fz=0.0818016=230.4(mm/min)取刀具实际进给速度为=240 mm/min,则实际进给量为f= /z=240/(16180)=0.083(mm/z)切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为L0L1L2，则机动工时= （L0L1L2）/=（35+1.7+3）/240=0.165(min)精铣20H7mm孔的左端面选用硬质合金直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm,z=20齿。由于加工余量为0.3mm，只需一次精铣，故铣削宽度=0.3mm。查金属机械加工工艺人员手册表14-69，f=0.060.12mm/齿取f=0.06mm/齿。查金属机械加工工艺人员手册表14-77，取u=54m/min,则=1000u/d=100054/（80）=214.97(r/min)取主轴转速=220r/min,则实际切削速度=d/1000=80220/1000=55.3(m/min)当=220r/min时，刀具每分钟进给量为=fz=0.0616220=211.2(mm/min)取实际进给速度为=210mm/min,则进给量为f= / z=210/(16220)=0.060(mm/z)切削工时：由工步1可知，刀具行程为L0L1L2，则机动工时= （L0L1L2）/=（35+1.7+3）/210=0.189(min)工序二 本工序为粗铣、半精铣、精铣20H7mm孔的右端面。加工材料为QT50-1.5，机床为立式加式中心。本工序的切削用量及基本时间同工序一中加工20H7mm孔的左端面。工序三 本工序为钻、扩、粗铰、精铰20H7mm孔，锪20H7mm孔倒角；铣R2mm圆弧油槽。加工材料为QT50-1.5，机床为立式加式中心。钻20H7mm孔钻孔18mm,选用高速钢麻花钻,d=18mm, 单边切削深度a=d/2=18/2=9mm。查机械制造工艺设计简明手册知f钻=0.5mm/r v钻=0.35m/s=21m/minn=1000u/d=100021/(18)=371.55(r/min)取n=380r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=18380/1000=21.48(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册表15-8可得,L1=11.5mm,L2=3mm,则钻18mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(66+11.5+3)/(0.5380)=0.42(min)扩20H7mm孔扩孔19.8mm,选用高速钢扩钻,d=19.8mm，单边切削深度a=0.9mm。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=(1/21/3)v钻式中, f钻、v钻-加工实心孔的切削用量。查机械制造工艺设计简明手册知f钻=0.5mm/r v钻=0.35m/s=21m/min则 f=1.5f钻=1.50.5=0.75 (mm/r) u=0.4v钻=0.421=8.4 (mm/min) n=1000u/d=10008.4/(19.8)=135.04(r/min)取n=140r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=19.8140/1000=8.71(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册表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=(66+11.5+3)/(0.75140)=0.77(min)粗铰20H7mm孔粗铰19.94mm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。查金属机械加工工艺人员手册表14-60，f=12mm/r，取f=1mm/r。查金属机械加工工艺人员手册表14-60，取u=45m/min,则n=1000u/d=100045/(19.94)=718.72(r/min)取n=720r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=19.94720/1000=45.08(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=1.10mm,L2=22mm则粗铰19.94mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(66+1.10+22)/(1720)=0.12(min)精铰20H7mm孔精铰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。查金属机械加工工艺人员手册表14-60，取f=1mm/r。查金属机械加工工艺人员手册表14-60，取u=60m/min,则n=1000u/d=100060/(20)=955.41(r/min)取n=960r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=20960/1000=60.3(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=1.05mm,L2=22mm则精铰20H7mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(66+1.05+22)/(1.0960)=0.09(min)锪20H7mm孔倒角锪20H7mm孔两端倒角145,选用90锥面锪钻,d=25mm。查金属机械加工工艺人员手册表14-48，f=0.100.15mm/r,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。铣R2mm圆弧油槽采用插铣法，选用成型铣刀，a=0.6mm，f=0.5mm/r。工序四 本工序为钻、粗铰、精铰8H7mm两孔；钻M10mm螺纹底孔、攻M10mm螺纹孔。加工材料为QT50-1.5，机床为立式加式中心。钻8H7mm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。查机械制造工艺设计简明手册表11-10，f=0.220.26mm/r,取f=0.22mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,则n=1000u/d=100012/(7.8)=489.7(r/min)取n=545r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=7.8545/1000=13.36(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得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)粗铰8H7mm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。查机械制造工艺设计简明手册，取f=0.81mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-19，取u=0.22m/s=13.2m/min,则n=1000u/d=100013.2/(7.96)=527.85(r/min)取n=545r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=7.96545/1000=13.63(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得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)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。查机械制造工艺设计简明手册，取f=0.81mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-19，取u=0.278m/s=16.68m/min,则n=1000u/d=100016.68/(8)=663.68(r/min)取n=680r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=8680/1000=17.1(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得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)钻M10mm螺纹底孔钻螺纹底孔8.5mm，选用高速钢麻花钻,d=8.5mm。单边切削深度a=d/2=8.5/2=4.25mm。查机械制造工艺设计简明手册表11-10，f=0.080.13mm/r,取f=0.1mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-12，取u=0.15m/s=9m/min,则n=1000u/d=10009/(8.5)=337.2(r/min)取n=350r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=8.5350/1000=9.34(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=2mm,L2=1.0mm,则钻8.5mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(18+2+1.0)/(0.1350)=0.6(min)攻M10mm螺纹孔。查金属机械加工工艺人员手册表11-49，选用M10mm丝锥，螺距P=1.5mm，则进给量f=1.5mm/r。查金属机械加工工艺人员手册表11-94，取u=6.8m/min,则n=1000u/d=10006.8/(10)=216.56(r/min)取n=240r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=10240/1000=7.536(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=2mm,L2=1.4mm则攻M10mm螺纹孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(18+2+1.4)/(1.5240)=0.059(min)工序五 本工序为粗铣、半精铣中心线与20H7mm孔中心线垂直的20mm外圆端面；钻、粗铰、精铰8H8mm盲孔。加工材料为QT50-1.5，机床为立式加式中心。采用工序一中加工20mm外圆端面的方法，得本工序中加工中心线与20H7mm孔中心线垂直的20mm外圆端面的切削用量及基本时间。钻8H7mm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。查机械制造工艺设计简明手册表11-10，f=0.220.26mm/r,取f=0.22mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,则n=1000u/d=100012/(7.8)=489.7(r/min)取n=545r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=7.8545/1000=13.36(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得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)粗铰8H8mm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。查机械制造工艺设计简明手册，取f=0.81mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-19，取u=0.22m/s=13.2m/min,则n=1000u/d=100013.2/(7.96)=527.85(r/min)取n=545r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=7.96545/1000=13.63(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得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)精铰8H8mm的两孔选用高速钢铰刀,d=8H8mm。单边切削深度a=z/2=0.04/2=0.02mm。查机械制造工艺设计简明手册，取f=0.81mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-19，取u=0.278m/s=16.68m/min,则n=1000u/d=100016.68/(8)=663.68(r/min)取n=680r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=8680/1000=17.1(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=1.02mm,L2=11mm则精铰8H8mm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)工序六 本工序为钻M5mm螺纹底孔、攻M5mm螺纹孔。加工材料为QT50-1.5，机床为立式加式中心。钻M5mm螺纹底孔钻螺纹底孔4mm，选用高速钢麻花钻,d=4mm。单边切削深度a=d/2=4/2=2mm。查机械制造工艺设计简明手册表11-10，f=0.080.13mm/r,取f=0.1mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-12，取u=0.15m/s=9m/min,则n=1000u/d=10009/(4)=716.56(r/min)取n=720r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=4720/1000=9.04(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得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)/(0.1720)=0.139(min)攻M5mm螺纹孔。查金属机械加工工艺人员手册表11-49，选用M5mm丝锥，螺距P=0.8mm，则进给量f=0.8mm/r。查金属机械加工工艺人员手册表11-94，取u=6.8m/min,则n=1000u/d=10006.8/(5)=433.1(r/min)取n=450r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=5450/1000=7.065(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=2mm,L2=1.4mm则攻M5mm螺纹孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(6+2+1.4)/(0.8450)=0.026(min)工序七 本工序为粗铣、半精铣通槽；钻M4mm螺纹底孔、攻M4mm螺纹孔。加工材料为QT50-1.5，机床为立式加式中心。粗铣通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。查金属机械加工工艺人员手册表11-69可知， =0.060.12mm/z取=0.08mm/齿。查金属机械加工工艺人员手册表14-77,取u=38m/min，则： =1000u/d=100038/（100）=120.9（r/min）查表3.29，取主轴实际转速=125r/min,则实际切削速度=d/1000=（100125）/1000=39.27（r/min）当=125r/min时，每分钟进给量应为= Z=0.0820125=200(mm/min)取实际进给速度=205mm/min,则实际进给量= /Z=205/（20125）=0.082(mm/Z)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册表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）/=（26.8837.43.0）/205=0.33(min) 半精铣通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.查金属机械加工工艺人员手册表14-69，f=0.060.12mm/齿取f=0.06mm/z查金属机械加工工艺人员手册表14-77，取u=45m/min,则=1000u/d=100045/（100）=143(r/min)查表3.29,取主轴转速=125r/min,则实际切削速度=d/1000=（100125）/1000=39.25(m/min)当=125r/min时,工作合每分钟进给量为=fz=1=0.0612520=150(mm/min)取刀具实际进给速度为=166 mm/min,则实际进给量为f= /z=166/(20125)=0.0664(mm/z)切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为L0L1L2，则机动工时= L0L1L2/=（26.8+37.4+3.0）/166=0.40(min)钻M4mm螺纹底孔钻螺纹底孔3mm，选用高速钢麻花钻,d=3mm。单边切削深度a=d/2=3/2=1.5mm。查机械制造工艺设计简明手册表11-10，f=0.080.13mm/r取f=0.1mm/r查机械制造工艺设计简明手册表11-12，取u=0.15m/s=9m/min,则n=1000u/d=10009/(3)=955(r/min)取n=960r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=3960/1000=9.05(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=2mm,L2=1.0mm,则钻3mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(9+2+1.0)/(0.1960)=0.13(min)攻M4mm螺纹孔。查金属机械加工工艺人员手册表11-49，选用M4mm丝锥，螺距P=0.7mm，则进给量f=0.7mm/r。查金属机械加工工艺人员手册表11-94，取u=6.8m/min,则n=1000u/d=10006.8/(4)=541(r/min)取n=490r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=4490/1000=6.16(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=2mm,L2=1.4mm则攻M4mm螺纹孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(8+2+1.4)/(0.7490)=0.033(min)工序八 本工序为钻3mm油孔、锪60圆锥沉头孔。加工材料为QT50-1.5，机床为立式加式中心。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。查机械制造工艺设计简明手册表11-10，f=0.080.13mm/r,取f=0.1mm/r。查机械制造工艺设计简明手册表11-12，取u=0.15m/s=9m/min,则n=1000u/d=10009/(3)=955(r/min)取n=960r/min,所以实际切削速度为：v=d n/1000=3960/1000=9.05(m/min)切削工时：查金属机械加工工艺人员手册得L1=2mm,L2=1.0mm则钻3mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(9+2+1.0)/(0.1960)=0.13(min)锪60沉头孔选用60直柄锥面锪钻,d=10mm。查金属机械加工工艺人员手册表14-48，f=0.100.15mm/r,取f=0.13mm/r。为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与钻孔相同，即n=960r/min。将前面进行的工作所得的结果，填入工艺文件。作为示例的表5-1列出了杠杆的机械加工工艺过程；表5-2表5-9分别给出了杠杆加工工序一工序八的机械加工工序卡片。六、夹具设计1、夹具设计的基本要求设计专用夹具，必须满足以下基本要求。保证加工精度夹具应有合理定位方案、夹紧方案、正确的刀具导向方案以及合适的尺寸、公差和技术要求，应有足够的强度、刚度，确保夹具能满足工件