CA6140车床手柄轴课程设计

机机 械械 制制 造造 技技 术术 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 设计题目“手柄轴”零件的机械加工工艺规程设计题目“手柄轴”零件的机械加工工艺规程 及夹具设计及夹具设计 班班级级 设设 计计 者者 指导教师指导教师 目目录录 前言 1. 零件工艺性分析（包括零件作用、结构特点、结构工艺性、关键表面的技术 要求分析等） 2. 工艺设计与计算. 2.1 毛坯选择与毛坯图说明 2.2 工艺路线的确定 2.3 加工余量、切削用量的确定 2.4 工序尺寸与公差的确定 3. 夹具设计. 3.1 设计思想与不同方案对比 3.2 定位分析与定位误差计算 3.3 对刀与导引装置设计 3.4 夹紧机构设计与夹紧力计算 3.5 夹具操作动作说明 4. 设计总结或心得体会. 参考文献 机械制造技术课程设计任务书机械制造技术课程设计任务书 题题 目：目： “手柄轴”零件的机械加工工艺规程及 夹具设计（小批量或大批量） 班班级级 设设 计计 者者 指导教师指导教师 日日期期年- -月 引言 毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的。这 是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次 理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言， 我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分 析问题，解决问题的能力。 本毕业设计的内容是制订操纵手柄加工工艺规程及夹具设计。详细讨论操纵手柄从毛坯 到成品的机械加工工艺过程，分析总结操纵手柄的结构特点、主要加工表面，并制定相应的 机械加工工艺规程；针对操纵手柄零件的主要技术要求，设计钻孔用的钻床夹具。 本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次毕业设计达到了综合运用基本理论知识， 解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足 之处，恳请各位老师给予指教。 1. 零件工艺性分析 1.1 零件的生产纲领及生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中，操纵手柄的生产纲领 为 5000 件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。 操纵手柄轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的 生产类型属于大批生产。 1.2 零件的作用 毕业设计题目给定的零件是车床操纵手柄，属于板块类零件，是机床操纵杆上的一个零 件，该零件的功用是传递扭矩。工人操纵手柄即可使操纵杆获得不同的转动位置，从而使机 床主轴正转、反转或停止转动。 1.3 零件的加工工艺分析 该零件主要有平面、孔和键槽，是一个形状比较简单的零件。 以工件的上下表面为中心加工孔和槽。 钻 10H7 的孔， 钻 12H7 的孔， 铣 16mm8mm 的槽。 以 10 mm 的孔为中心加工表面和孔。钻 9H7，钻 16H7 的孔。 有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于 主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。 2. 工艺设计与计算 2.1 毛坯选择与毛坯图说明 1. 选择毛坯 该材料为 45 钢。该零件在工作过程中则经常承受交变载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维 尽量不被切断，保证零件工作可靠。零件属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用摸 锻成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。 2确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差 钢质摸锻件的公差及机械加工余量按 GB/T12362-2003 确定。 要确定毛坯尺寸公差及机械加工 余量， ，应先确定如下各项因素。 （1） 锻件公差等级由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。 （2） 锻件质量 Mf根据零件 0.445kg,估算为 mf=1.0kg. （3） 锻件形状复杂系数 S S=Mf/Mn 该锻件为圆形，假设其最大直径为 46mm,长 126mm Mn = 1.6kg S = 1/1.6 = 0.62 故该零件的形状复杂系数 S 属 S2 级。 （4） 锻件材质系数 M由于该零件材料为 45 钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢， 故该锻件的材质系数属 M1 级。 （5） 零件表面粗糙度由零件图可知， 除 17.2mm, 15.7mm 粗糙度 Ra = 1.6,圆锥面处 Ra=0.8，其余均为 6.3。 3. 确定机械加工余量 根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表 5-9，由此得单边余量在厚度方向为 1.7-2.2mm，水平方向亦为 1.7-2.2mm，即锻件各外径的单面余量为 1.7-2.2mm，各轴向尺寸 的单面余量为 1.7-2.2mm。 4 确定毛坯尺寸 上面查的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra 大于等于 1.6m。Ra 小于 1.6m 的表面， 余量要适当加大。 分析本零件，除 17.2mm, 15.7mm 粗糙度 Ra = 1.6, 其余均为 6.3，因此这些表面的毛坯 尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。 综上所述，确定毛坯尺寸见下表 手柄轴毛坯（锻件）尺寸 零件尺寸 17.2 单面加工余量 2 锻件尺寸 21.2 0.007 20 0.020 2 2 24 44大端 40 圆锥面 5. 确定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根据锻件质量，材质系数，形状复杂系数从表 5-6，表 5-7 中查的。本零件 毛坯尺寸允许偏差见下表 手柄轴毛坯（锻件）尺寸允许偏差 锻件尺寸 21.2 24 44 22 偏差 0.9 0.3 根据 1.0 0.4 表 5-6 0.2 0.4 1.0 0.4 102 126 6 设计毛坯图 1.2 0.6 表 5-7 1.4 0.6 （1） 确定圆角半径 锻件的外圆角半径按表 5-12 确定，内圆角半径按表 5-13 确定。 分析本锻件可确定外圆角 R2, R3 内圆角 R3 (2) 确定模锻斜度 按表 5-11，外模锻斜度 = 3 （3）确定分模位置 由于毛坯为轴类锻件，应采取轴向分模。 为了便于起模及便于发现上，下模在模锻过程中的错移，选择最大直径即圆锥面处的对 称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。 （4）确定毛坯的热处理方式 钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结 晶而得到细化，均匀的组织，从而改善加工性。 2.2 工艺路线的确定 1.定位基准的选择 以 44 的外圆和端面为粗基准，以 17.2 的外圆和端面为精基准。 2.零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆，端面，键槽，倒角，倒圆，沟槽，锥面，孔，螺纹。 （1） 17.2 的外圆面，未标注公差尺寸，表面粗糙度 Ra 1.6，需要粗车，半精车，精车 （2） 20 的外圆，公差等级 IT6，需要粗车，半精车，精车。 （3）圆锥面，为保证镀铬均匀，在镀铬之前圆锥面需要粗车，半精车，精车，保证 Ra = 1.6 然后抛光。 （4）槽 3x2.15表面粗糙度为 Ra3.2,需要粗车，半精车 槽 1.5x1表面粗糙度为 Ra6.3,粗车即可。 槽 3x0.5表面粗糙度为 Ra6.3,粗车即可 (5) 两孔的表面粗糙度 Ra6.3 需钻，扩 （6）键槽 5314 粗糙度 Ra6.3 需要粗铣，半精铣。 （7）端面本零件为回转体端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗车即可满足要求，但 是小端面作为精基准应该粗车，半精车 3 制定工艺路线 方案一 工序 1正火 工序 2 以 20mm 处的外圆及端面定位，车大端面，粗车 41 的外圆 工序 3 以粗车后的 40mm 处外圆面及端面定位，粗车另一端面，粗车 17.2mm 的 外圆，粗车 20mm 的外圆，车 1.5mm1mm 沟槽，粗车 3mm0.5mm 沟槽，粗车 3mm 2.15mm 沟槽 工序 4 以粗车的 20mm 的外圆及端面定位 ，半精车，精车 40mm 的外圆。 工序 5 以精车后的 40mm 的外圆及端面定位，半精车， 17.2mm 的外圆，半精车 20mm 的外圆，半精车 3mm2.15 mm的沟槽 工序 6 精车 17.2mm 的外圆，精车 20mm 的外圆，车倒角。 工序 7 以 20mm 的外圆定位，粗车，半精车，精车圆锥面。 工序 8 粗铣，半精铣键槽 工序 9 抛光 工序 10 镀铬 工序 11 钻，扩 14mm 孔及 8.5mm 的螺纹孔 工序 12 攻螺纹 工序 13 去毛刺 工序 14 终检 方案 二 工序 1 正火 工序 2 粗车小端面，粗车 17.2mm 的 外圆，粗车 20mm 的外圆粗车，车 1.5mmx1mm 沟槽，粗车 3mmx0.5mm 沟槽，粗车 3mm 2.15mm 沟槽 工序 3 粗车大端面及 41mm 的外圆 工序 4 半精车小端面，半精车， 17.2mm 的外圆，半精车 20mm 的外圆，半精车 3mm 2.15mm 的沟槽，车倒角 工序 5精车 17.2mm 的外圆，精车 20mm 的外圆 工序 6 以加工过的 20mm 外圆及端面定位，粗车圆锥面 工序 7 半精车圆锥面 工序 8 精车圆锥面 工序 9 抛光 工序 10 镀铬 工序 11 钻 14mm 的孔和 8.5mm 的螺纹孔 工序 12 扩 14mm 的孔和 8.5mm 的螺纹孔 工序 13 攻 M10 的螺纹 工序 14 以 20mm 圆柱面及端面定位铣键槽 5mm3mm14mm 工序 15 去毛刺 工序 16 终检 方案比较： 方案二比方案一更容易保证尺寸精度，方案二以车过的 41mm 的外圆定位保证了定位精度， 方案一的小端面知粗车一次可能不能保证要求的表面粗糙度，方案一的粗加工，精加工拍的 比较混乱，不符合加工要求。 综上所述，工艺路线应选择方案二。 2.3 加工余量、切削用量的确定 工序 30 车 24mm 外圆，车 18mm，倒角 3*45，4*45。 1. 车 24mm 外圆： 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，由车削宽度a e=045mm，选择高速钢车刀，根据 切削用量简明手册表 1.2，选择 YT5 硬质合金刀片，齿数 z = 6，机床选择 C1640 车床。 选择切削用量 切削深度a p 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取a p = 3.5mm。 每齿进给量f z 采用不对称端车以提高进给量，查切削用量简明手册 ，当使用高速钢圆柱车刀及查阅 机械制造工艺设计简明手册 ，故取f z = 0.15mm/z。 确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查切削用量 简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 180min。 切削速度v c 和每分钟进给量v f 根据切削用量简明手册表3.16，当d 0 =80mm，z = 6，a p 7.5mm，f z 0.24mm/z 时， V c查 20m/min，n 查 1000V c查 100020 79.62(r /min) d 0 80 各修正系数：k Mv K Mn k Mvf 0.89 k tv K tn k tvf 1.0 2 0 0 . 8 9 1 . 01 . 0(m/min)故v c v c k v k 7 9 . 6 2 0 . 891. 0 1 . 0(r/min)n n n 按机床选取：n c = 100r/min，则实际切削速度和进给量为： 实际切削速度：V c机 n 机 d n 1000 100 80 1000 25.12( mm / min) 工作台每分钟进给量：V f f ZZn机 0.156100 90(mm/min) 车床工作台进给量： 检验机床功率 根据切削用量简明手册 ，当工件的硬度在 HBS =174207 时，所选择的切削用量是 可以采用的。 计算基本工时 t 4520 0.43(min) 150 V f 横向 150mm/min 2. 车 18mm 外圆： 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，由车削宽度a e =045mm，选择高速钢圆柱车刀， 根据切削用量简明手册表 1.2，选择 YT5 硬质合金刀片，齿数 z = 6，机床选择 C1640 车 床。 选择切削用量 切削深度a p 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取a p = 1mm。 每齿进给量f z 采用不对称端车以提高进给量，查切削用量简明手册 ，当使用高速钢圆柱车刀及查阅 机械制造工艺设计简明手册 ，故取f z = 0.15mm/z。 确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查切削用量 简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 180min。 切削速度v c 和每分钟进给量v f 根据切削用量简明手册表3.16，当d 0 =80mm，z = 6，a p 7.5mm，f z 0.24mm/z 时， V c查 1000V c查 100020 79.62(r /min)， 20m/min，n 查 d 0 80 各修正系数：k Mv K Mn k Mvf 0.89 k tv K tn k tvf 1.0 2 0 0 . 8 9 1 . 01 . 0(m/min)故v c v c k v k 7 9 . 6 2 0 . 891. 0 1 . 0(r/min)n n n 按机床选取：n c = 100r/min，则进给量为： 工作台每分钟进给量：V f f ZZn机 0.156100 90(mm/min) 检验机床功率 根据切削用量简明手册 ，当工件的硬度在 HBS =174207 时，所选择的切削用量是 可以采用的。 计算基本工时 t 4520 0.65(min) 100 3.倒角倒角 3*45，4*45 车削完成后，接着倒角即可。 工序 40 铣 D 端面至尺寸 18 mm、铣左端面至尺寸 8 mm。 1. 铣 D 端面至尺寸 18 mm 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择d 0 =80mm 的高速钢镶齿圆柱铣刀，根据切 削用量简明手册表 1.2，选择 YT5 硬质合金刀片，齿数 z = 6，机床选择 X51 立式铣床。 选择切削用量 切削深度a p 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取a p = 3.5mm。 每齿进给量f z 采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册 ，当使用高速钢镶齿圆柱铣刀及 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，故取f z = 0.15mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm，由铣刀直径 d 0 =80mm，查切削用量简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 180min。 切削速度v c 和每分钟进给量v f 根据切削用量简明手册表3.16，当d 0 =80mm，z = 6，a p 7.5mm，f z 0.24mm/z 时， V c查 20m/min，n 查 1000V c查 100020 79.62(r /min) d 0 80 各修正系数：k Mv K Mn k Mvf 0.89 k tv K tn k tvf 1.0 2 0 0 . 8 9 1 . 01 . 0(m/min)故v c v c k v k 7 9 . 6 2 0 . 891. 0 1 . 0(r/min)n n n 按机床选取：n c = 100r/min，则实际切削速度和进给量为： 实际切削速度：V c机 n 机 d n 1000 100 80 1000 25.12( mm / min) 工作台每分钟进给量：V f f ZZn机 0.156100 90(mm/min) 检验机床功率 根据切削用量简明手册 ，当工件的硬度在 HBS =174207 时，所选择的切削用量是 可以采用的。 计算基本工时 t 50151320 0.65(min) 150 2. 铣左端面至尺寸 8 mm 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择d 0 =80mm 的高速钢镶齿圆柱铣刀，根据切 削用量简明手册表 1.2，选择 YT5 硬质合金刀片，齿数 z = 6，机床选择 X51 立式铣床。 选择切削用量 切削深度a p 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取a p = 3.5mm。 每齿进给量f z 采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册 ，当使用高速钢镶齿圆柱铣刀及 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，故取f z = 0.15mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm，由铣刀直径 d 0 =80mm，查切削用量简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 180min。 切削速度v c 和每分钟进给量v f 根据切削用量简明手册表3.16，当d 0 =80mm，z = 6，a p 7.5mm，f z 0.24mm/z 时， V c查 20m/min，n 查 1000V c查 100020 79.62(r /min) d 0 80 各修正系数：k Mv K Mn k Mvf 0.89 k tv K tn k tvf 1.0 2 0 0 . 8 9 1 . 01 . 0(m/min)故v c v c k v n nk n 79.620.891.01.0 70.86(r/min) 按机床选取：n c = 100r/min，则实际切削速度和进给量为： 实际切削速度：V c机 n 机 d n 1000 100 80 1000 25.12( mm / min) 工作台每分钟进给量：V f f ZZn机 0.156100 90(mm/min) 检验机床功率 根据切削用量简明手册 ，当工件的硬度在 HBS =174207 时，所选择的切削用量是 可以采用的。 计算基本工时 t 50151320 0.65(min) 150 工序 50 铣键槽至尺寸。 1. 铣 14mm 槽 选择刀具和机床 查阅 机械制造工艺设计简明手册 ， 选用高速钢圆柱形铣刀， 根据 切削用量简明手册 表 1.2，选择 YT5 硬质合金刀片，齿数 z = 6，机床选择 X63 卧式铣床。 选择切削用量 切削深度a p 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取a p = 40mm。 每齿进给量f z 采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册 ，当使用高速钢圆柱形铣刀及查 阅机械制造工艺设计简明手册 ，故取f z = 0.25mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm，由铣刀直径 d 0 =mm，查切削用量简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 180min。 切削速度v c 和每分钟进给量v f 根据切削用量简明手册表 3.16，当d 0 =mm，z = 6，a p 7.5mm，f z 0.24mm/z 时， V c查 15m/min ，n 查 1000V c查 100015 367.5(r /min)， d 0 13 各修正系数：k Mv K Mn k Mvf 0.89 k tv K tn k tvf 1.0 k sv K sn k svf 1.0 1 5 0 . 8 9 1 . 01 . 0(m/min)1故v c v c k v k 3 6 7 . 5 0 . 891. 0 1 . 0(r/min)3n n n 按机床选取：n c = 375r/min，则进给量为： 工作台每分钟进给量： 检验机床功率 根据切削用量简明手册 ，当工件的硬度在 HBS =174207 时，所选择的切削用量是 可以采用的。 计算基本工时 t L4310 0.94(min) V f 56.25 V f f Z Zn 机 0.256375 56.25(mm/min) 2. 铣 16mm 槽： 择刀具和机床 查阅 机械制造工艺设计简明手册 ， 选用高速钢圆柱形铣刀， 根据 切削用量简明手册 表 1.2，选择 YT5 硬质合金刀片，齿数 z = 6，机床选择 X63 卧式铣床。 选择切削用量 切削深度a p 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取a p =3mm。 每齿进给量f z 采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册 ，当使用高速钢圆柱形铣刀及查 阅机械制造工艺设计简明手册 ，故取f z = 0.25mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm，由铣刀直径 d 0 =80mm，查切削用量简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 180min。 切削速度v c 和每分钟进给量v f 根据切削用量简明手册表3.16，当d 0 =80mm，z = 6，a p 7.5mm，f z 0.24mm/z 时， V c查 15m/min ，n 查 1000V c查 100015 367.5(r /min)， d 0 13 各修正系数：k Mv K Mn k Mvf 0.89 k tv K tn k tvf 1.0 k sv K sn k svf 1.0 1 5 0 . 8 9 1 . 01 . 0(m/min)1故v c v c k v k 3 6 7 . 5 0 . 891. 0 1 . 0(r/min)3n n n 按机床选取：n c = 375r/min，则进给量为： 工作台每分钟进给量： 检验机床功率 根据切削用量简明手册 ，当工件的硬度在 HBS =174207 时，所选择的切削用量是 可以采用的。 计算基本工时 t L4310 0.94(min) V f 56.25 V f f Z Zn 机 0.256375 56.25(mm/min) 工序 60 钻扩铰 12H8mm 通孔。 1. 钻孔 10mm： 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择 10mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手 册表 3.16） ，机床选择 Z535 立式钻床。 选择切削用量 进给量 f 根据切削用量简明手册表 2.7，取 f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查阅机械制造工艺 设计简明手册表 4.2-16，故取 f = 0.43mm/r。 根据 切削用量简明手册 表 2.19， 可以查出钻孔时的轴向力， 当 f 0.51mm/r，d 0 25mm 时，轴向力F f = 4270N。轴向力的修正系数均为 1.0，故F f = 4270N。根据立式钻床 Z535 说 明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力F max = 8829N，由于F f F max ，故 f = 0.43mm/r 可 用。 切削速度v c 根据切削用量简明手册表 2.15，根据 f = 0.43mm/r 和铸铁硬度为 HBS = 200 5 m /m n i217， 取V c查 1。 根据 切削用量简明手册 表 2.31， 切削速度的修正系数为：k Tv 1.0， k Mv 0.88，k Sv 0.9，k xv 0.84，k 1v 1.0，k Tv 1.0，故： v v c k v =151.00.880.90.841.01.0 9.98(m/min) n 查 1000V c查 100015 208(r /min) D23 根据立式钻床 Z535 说明书，可以考虑选择选取：n 机 195r /min，降低转速，使刀具磨 钝寿命上升，所以， V c机 Dn 机 1000 23195 1000 14.08(m/min) 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当d 0 = 23mm 时，钻头后刀面最大磨损量为 1.2mm， 故刀具磨钝寿命 T =75min。 检验机床扭矩及功率 根据切削用量简明手册表 2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即： f = 0.43mm/r，n c =195r/min，v c = 14.08m/min。 计算基本工时 t l l 1 l 2 4383 0.64(min) n 机 f 机 1950.43 2. 扩孔 11.8mm： 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择11.8mm 高速钢锥柄扩孔钻（ 工艺表3.18） ， 机床选择 Z535 立式钻床。 选择切削用量 进给量 f 由切削表2.10 得扩孔 11.8mm 孔时的进给量f 0.70.8mm/r，并由工艺表 4.216 取f 机 0.72mm/r，根据切削用量简明手册表 2.19，可以查出钻孔时的轴向力， 当 f 0.80mm/r，d 0 25mm 时， 轴向力F f =6080N。 轴向力的修正系数均为 1.0， 故F f =6080N。 根据Z535立式钻床说明书， 机床进给机构强度允许的最大轴向力F max = 8829N， 由于F f F max ， 故 f = 0.72mm/r 可用。 切削速度v c 根据切削用量简明手册表 2.15，根据 f = 0.72mm/r 和铸铁硬度为 HBS = 200 11 217，扩孔钻扩孔时的切削速度V c ( )V c钻 ，由切削表 2.15 得V c钻 14m/min故： 23 1111 V c ( )V c钻 ( )14 74.7(m/min)。 2323 k Tv 1.0，k Mv 0.88，k Sv 0.9，根据 切削用量简明手册 表2.31， 切削速度的修正系数为： k xv 0.84，k 1v 1.0，k Tv 1.0，故 v v c k v =61.00.880.90.841.01.0 4.00(m/min) n 1000V c 1000(74.7) 8960(r /min) D24.8 根据 Z535 立式钻床说明书，可以考虑选择选取：n机 68r /min，降低转速，使刀具磨 钝寿命上升，所以， V c机 Dn 机 1000 24.868 1000 5.29(m/min) 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 切削用量简明手册 表 2.12， 当d 0 = 24.8mm 时， 钻头后刀面最大磨损量为 1.4mm， 故刀具磨钝寿命 T =75min。 检验机床扭矩及功率 根据切削用量简明手册表 2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即： f =.072mm/r，n c =8960r/min，v c = 5.29m/min。 计算基本工时 t l l 1 l 2 4383 1.1(min) n 机 f 机 680.72 3. 铰孔 12： 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择 12 高速钢锥柄机用铰刀（ 工艺表 3.1 17） ，机床选择 Z535 立式钻床。 选择切削用量 进给量 f 查阅切削用量简明手册表 2.11 及表 2.24，并根据机床说明书取f 1.01.5mm/r。 由工艺表 4.216 得f 机 1.22mm/r。 切削速度v c 根据切削用量简明手册表 2.24，取Vc 48m/min。根据切削用量简明手册表 2.31，切削速度的修正系数为：k Tv 1.0，k Mv 0.88，故： v v c k v =6 (m/min) n c 1000V c 1000(48) 51102(r /min) D25 根据 Z535 立式钻床说明书选取：n 机 68r /min，所以， V 机 2568 1000 5.34(m/min) 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当d 0 = 25mm 时，铰刀后刀面最大磨损量为 0.9mm， 故刀具磨钝寿命 T =75min。因此，所选择的切削用量： f =1.22mm/r，n c =51102r/min，v c = 5.34m/min。 计算基本工时 t l l 1 l 2 4383 0.65(min) n 机 f 机 681.22 工序 70 钻孔 10mm： 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择 10mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手 册表 3.16） ，机床选择 Z535 立式钻床。 选择切削用量 进给量 f 根据切削用量简明手册表 2.7，取 f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查阅机械制造工艺 设计简明手册表 4.2-16，故取 f = 0.43mm/r。 根据 切削用量简明手册 表 2.19， 可以查出钻孔时的轴向力， 当 f 0.51mm/r，d 0 25mm 时，轴向力F f = 4270N。轴向力的修正系数均为 1.0，故F f = 4270N。根据立式钻床 Z535 说 明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力F max = 8829N，由于F f F max ，故 f = 0.43mm/r 可 用。 切削速度v c 根据切削用量简明手册表 2.15，根据 f = 0.43mm/r 和铸铁硬度为 HBS = 200 5 m /m n i217， 取V c查 1。 根据 切削用量简明手册 表 2.31， 切削速度的修正系数为：k Tv 1.0， k Mv 0.88，k Sv 0.9，k xv 0.84，k 1v 1.0，k Tv 1.0，故： v v c k v =151.00.880.90.841.01.0 9.98(m/min) n 查 1000V c查 100015 208(r /min) D23 根据立式钻床 Z535 说明书，可以考虑选择选取：n机195r /min，降低转速，使刀具磨 钝寿命上升，所以， V c机 Dn 机 1000 23195 1000 14.08(m/min) 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当d 0 = 23mm 时，钻头后刀面最大磨损量为 1.2mm， 故刀具磨钝寿命 T =75min。 检验机床扭矩及功率 根据切削用量简明手册表 2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即： f = 0.43mm/r，n c =195r/min，v c = 14.08m/min。 计算基本工时 t l l 1 l 2 4383 0.64(min) n 机 f 机 1950.43 工序 80钻孔 8 mm，扩孔至 9 mm，扩孔至 16 mm。 1. 钻 8 孔： 选择刀具和机床 查阅 机械制造工艺设计简明手册 ， 选择 8mm 高速钢锥柄麻花钻 （ 工艺 表 3.16） ， 机床选择 Z525 立式钻床。 选择切削用量 进给量 f 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得f 机 0.28mm/r。 d 0 12mm根据 切削用量简明手册 表 2.19 ， 可以查出钻孔时的轴向力， 当 f 0.28mm/r， 时，轴向力F f = 1230N。轴向力的修正系数均为 1.0，故F f = 1230N。根据 Z525 立式钻床说 明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力F max = 8829N， 由于F f F max ，故 f =0.28mm/r 可 用。 切削速度v c 根据切削用量简明手册表 2-15，根据 f = 0.28mm/r 和铸铁硬度为 HBS = 200217， 取v c =16m/min。根据切削用量简明手册表 2.31，切削速度的修正系数为：k Tv 1.0， k Mv 0.88，k Sv 0.9，k xv 0.84，k 1v 1.0，k Tv 1.0，故： v v c k v =161.00.880.90.841.01.0 10.64(m/min) n 查 1000V c查 100016 519.95(r /min) d 0 9.8 根据 Z525 立式钻床说明书，可以考虑选择选取：n 机 545r /min，所以， V c机 d 0n机 1000 9.8545 1000 16.77(r /min) 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当d 0 = 9.8mm 时，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm， 故刀具磨钝寿命 T = 35min。 检验机床扭矩及功率 根据切削用量简明手册表2.21，2.23，P cc = 1.0kw， 根据立式钻床 Z525 说明书，所 选择的切削用量是可以采用的，即 f = 0.28mm/r，n c = 519.95r/min，v c = 16.77m/min。 计算基本工时 t l l 1 l 2 4343 0.33(min) n 机 f 机 5450.28 2. 扩孔 9mm： 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择 9mm 的高速钢铰刀（ 工艺表 2.11） ，机 床选择 Z525 立式钻床。 选择切削用量 进给量 f 由切削表 2.24 和工艺表 4.215 查得f 机 0.81mm/r。 切削速度v c 根据切削用量简明手册表 2.24，取V c查 6mm/min。根据切削用量简明手册表 2.31，切削速度的修正系数为：k Tv 1.0，k Mv 0.88，故： v v c k v =61.00.885.28(m/min) n 查 1000V c查 10006 191.85(r /min) d 0 9.96 根据 Z525 立式钻床说明书选取：n c =195r/min，所以， v c d 0 n 1000 3.149.96195 6.1(m/min)。 1000 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 切削用量简明手册 表 2.12， 当d 0 = 9.96mm 时， 铰刀后刀面最大磨损量为 0.6mm， 故刀具磨钝寿命 T = 35min。因此，所选择的切削用量： f =0.81mm/r，n c = 191.85r/min，v c = 6.1m/min。 计算基本工时 t l l 1 l 2 4323 0.30(min) n 机 f 机 1950.81 3. 精铰 16mm 孔： 选择刀具和机床 查阅 机械制造工艺设计简明手册 ， 选择d 0 =16mm 高速钢锥柄机用铰刀， 机床选择 Z525 立式钻床。 选择切削用量 进给量 f 查阅切削用量简明手册表 2.11 及表 2.24，并根据机床说明书取f 机 0.81mm/r。 切削速度v c n根据根据切削用量简明手册表 2.24， 取V c查 6 m m/ m i。切削用量简明手册表 2.31， 切削速度的修正系数为：k Tv 1.0，k Mv 0.88，故： v v c k v =61.00.885.28(m/min) n 查 1000V c查 10006 191.1(r /min) d 0 10 根据 Z525 立式钻床说明书选取：n机195r /min，所以， V c机 d 0n机 1000 10195 1000 6.123(mm/min) 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表 2.12，当d 0 =10mm 时，铰刀后刀面最大磨损量为 06mm， 故刀具磨钝寿命 T = 35min。因此，所选择的切削用量： f = 0.8mm/r，n c = 191.1r/min，v c = 6.123m/min。 计算基本工时 t l l 1 l 2 4323 0.30(min) n 机 f 机 1950.81 工序 90 倒角 0.5*45 钳工倒角 0.5*45 2.4 工序尺寸与公差的确定 根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、 毛坯尺寸如下： 1. 12 mm 的孔： 毛坯为实心， 而 12 mm 的孔的精度为 H8 （参考 机械制造工艺设计简明手册 表 2.3-9） ， 确定工序尺寸及余量： 钻孔：10 mm； 扩孔：11.8 mm， 2Z=1.8mm； 铰孔：12H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体工序尺寸见表 1。 表 1工序尺寸表 工序 名称 铰孔 扩孔 钻孔 工序间 余量/mm 0.2 1.8 23 工序间 经济精度 /m H8 H10 H12 表面粗糙度 /m Ra3.2 Ra6.3 Ra12.5 工序间 尺寸/mm 12 11.8 10 工序间 尺寸公差 /mm 0.02712 0 0.211.8 0 表面粗糙度 /m Ra3.2 Ra6.3 Ra12.5 10 2. 10 的孔 毛坯为实心，参照机械制造工艺设计简明手册 ，确定工序尺寸及余量： 钻孔：9.8mm； 粗铰孔：9.96mm，2Z = 0.16mm； 精铰孔：10H7mm，2Z = 0.04mm。 具体工序尺寸见表2。 表 2工序尺寸表 工序 名称 精铰孔 粗铰孔 钻孔 工序间 余量/mm 0.04 0.16 9.8 工序间 经济精度 /m H7 H9 H11 表面粗糙度 /m Ra3.2 Ra6.3 Ra12.5 工序间 尺寸/mm 10 9.96 9.8 工序间 尺寸公差 /mm 0.015 10 0 表面粗糙度 /m Ra3.2 0.0369.96 0 0.0909.8 0 Ra6.3 Ra12.5 3. 9 mm 的孔 毛坯为实心，而 9 mm 的孔的精度为 H8（参考机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9） ， 确定工序尺寸及余量： 钻孔：7 mm； 扩孔：8.8 mm， 2Z=1.8mm； 铰孔：9H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体工序尺寸见表 3。 表 3工序尺寸表 工序 名称 铰孔 工序间 余量/mm 0.2 工序间 经济精度 /m H8 表面粗糙度 /m Ra3.2 工序间 尺寸/mm 9 工序间 尺寸公差 /mm 0.29 0 表面粗糙度 /m Ra3.2 扩孔 钻孔 1.8 23 H10 H12 Ra6.3 Ra12.5 8.8 7 0.28.8 0 Ra6.3 Ra12.5 7 4. 16mm 的孔 毛坯为 9 mm 孔，而16 mm 的孔的精度为 H8（参考机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9） ，确定工序尺寸及余量： 扩孔：14 mm； 扩孔：15.8 mm， 2Z=1.8mm； 铰孔：16H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体工序尺寸见表 4。 表 4工序尺寸表 工序 名称 铰孔 扩孔 钻孔 工序间 余量/mm 0.2 1.8 23 工序间 经济精度 /m H8 H10 H12 表面粗糙度 /m Ra3.2 Ra6.3 Ra12.5 工序间 尺寸/mm 16 15.8 14 工序间 尺寸公差 /mm 0.1216 0 表面粗糙度 /m Ra3.2 Ra6.3 Ra12.5 0.215.8 0 14 5. 车外圆端面 根据端面的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量： 车：Z = 3.5mm；具体工序尺寸见表 5。 表 5工序尺寸表 工序 名称 车 毛坯 工序间 余量/mm 3.5 工序间 经济精度 /m H11 H13 表面粗糙度 /m Ra12.5 Ra25 工序间 尺寸/mm 175 178.5 工序间 尺寸公差 /mm 175 178.5 表面粗糙度 /m Ra12.5 Ra25 6. 车 24 外圆端面 根据端面的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量： 车：Z = 3.5mm；具体工序尺寸见表 6。 表 6工序尺寸表 工序 名称 车 毛坯 工序间 余量/mm 3.5 工序间 经济精度 /m H11 H13 表面粗糙度 /m Ra12.5 Ra25 工序间 尺寸/mm 24 27.5 工序间 尺寸公差 /mm 24 27.5 表面粗糙度 /m Ra12.5 Ra25 7. 车 18 外圆端面 根据端面的精度要求，