机械制造装备设计课程设计说明书(doc 35页).doc

1、制造技术课程设计制造技术课程设计 题目 CA6140 车床手柄座机械加工工艺 及加工 10H7 孔夹具设计 班级 机制 1002 班 学号 20102712 姓名 赵言科 指导教师 吕宝君 日期 2013 年 12 月 20 日 机电工程学院 1 制造技术课程设计任务书制造技术课程设计任务书 设计题目：CA6140 车床手柄座机械加工工艺及加工 10H7 孔夹具设计 设计内容（需明确列出研究的问题）： 设计 CA6140 车床手柄座机械加工工艺及加工 10H7 孔夹具，生产类型为中等批 量。具体内容包括： 1、毛坯设计画出毛坯工艺简图； 2、机械加工工艺设计制订出零件的机械加工工艺规程； 3、

2、夹具设计完成指定工序（10H7 孔加工工序）的夹具结构设计。 4、说明书对工艺设计及夹具设计的详细说明。 资料、数据、技术水平等方面的要求： 1、毛坯设计 正确确定毛坯类型、加工余量、余块、分型面或分模面、浇注位置、拔模斜度、 收缩率、尺寸及型芯尺寸等，并正确绘制毛坯工艺简图。 2、工艺设计 （1）能正确选择定位基准； （2）能根据工件各加工表面的技术要求和规定的生产条件合理选择表面加工方案，并 拟定出工艺路线； （3）能运用查表的方法确定各表面加工余量及切削用量； （4）能正确确定工序尺寸及公差； （5）能正确选择刀具、量具和机床等工艺装备； （6）能运用规定的符号正确绘制工序图，正确标注各

3、项技术要求。 3、夹具设计 （1）能够正确选择和设计定位元件、夹紧元件及夹紧装置； （2）能够正确进行定位误差的分析计算； （3）能够正确计算夹紧力，合理布置夹紧力的作用位置及方向； （4）能够按照制图标准运用必要的视图完整地表达夹具结构； （5）能够完整、正确地标注夹具装配图尺寸及技术要求。 4、说明书 （1）内容要完整、充实，文字叙述条理清楚，重点突出； （2）各项分析计算完整、正确。 2 3 目录目录 设计说明.1 （一）机械加工工艺规程设计.1 第第 1 1 章章 手柄座的工艺分析及生产类型的确定手柄座的工艺分析及生产类型的确定.1 1.1 手柄座的用途 .1 1.2 手柄座的技术要求

4、 .1 1.3 手柄座的工艺性检测 .2 1.3.1 孔的加工.2 1.3.2 面的加工.3 1.3.3 槽的加工.3 1.3.4 螺纹孔的加工.3 1.4 确定手柄座生产类型 .3 第第 2 2 章章 确定毛坯、绘制毛坯简图确定毛坯、绘制毛坯简图.4 2.1 毛坯的材料 .4 2.2 毛坯的加工量块、余块 .4 2.3 毛坯的分型面、浇注位置、拔模斜度 .4 2.4 毛坯的收缩率、型芯尺寸 .4 2.5 毛坯的尺寸 .5 2.6 毛坯的尺寸公差 .5 第第 3 3 章章 拟定手柄座工艺路线拟定手柄座工艺路线.6 3.1 定位基准的选择 .6 3.1.1 精基准的选择 .6 3.1.2 粗基准

5、的选择.6 3.2 表面加工方法的确定 .7 3.3 加工阶段的划分 .8 3.3.1 粗加工阶段.8 3.3.2 半精加工阶段.8 3.3.3 精加工阶段.8 3.4 工艺路线方案的比较 .8 3.4.1 工艺路线.8 3.4.2 工艺路线及设备.9 第第 4 4 章章 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定.10 4.145 圆柱两端面毛坯尺寸加工余量计算 .10 4 4.214H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量计算 .10 4.3 其他尺寸及其加工余量的确定 .11 第第 5 5 章章 切削用切削用量量的计算的计算.13 51 切削用量的分析 .13 5.1.1 工序

6、 1：粗铣手柄座左右两端面 .13 5.1.2 工序 2：半精铣手柄座左端面 A（45mm 外圆凸台端面） .14 5.1.3 工序 3： 钻粗铰精铰25mm 孔 .15 5.1.4 工序 4：拉键槽 .17 5.1.5 工序 5: 钻粗铰精铰10mm 孔 .17 5.1.6 工序 6：粗铣半精铣槽 14mm .18 5.1.7 工序 7：粗铣14mm 孔端面 .20 5.1.8 工序 8: 钻粗铰精铰14mm 孔 .20 5.1.9 工序 9：钻攻螺纹孔 M10 .21 5.1.10 工序 10：钻配铰5mm 圆锥孔 .22 5.1.11 工序 11：钻铰5.5mm 孔 .23 （二）10H

7、7 孔夹具的设计.24 第第 6 6 章章 夹夹具具体体设计设计的相关要求的相关要求.24 6.1 定位方案 .24 6.1.1 工序要求.24 6.1.2 定位方案的确定.24 6.1.3 定位误差分析 .25 6.2 夹紧方案 .25 6.3 切削力与夹紧力的计算 .25 6.4 定位误差分析 .27 6.5 平行度误差 .27 总 结.27 参考文献.28 此页是为了满足页码设置的需要此页是为了满足页码设置的需要 1 设计说明 本次设计是 CA6140 车床手柄座，针对手柄座的结构特征、用途以及其工艺规程的 分析，然后确定合理的加工方案，加工方案要求简单，并能保证加工质量。由于手柄 座各

8、表面的精度要求比较高，所以在加工一些主要平面时都要先粗铣然后半精铣，加 工一些孔时要进行钻、粗铰然后还要进行精铰工序，因为手柄座的加工质量将直接影 响其性能和使用寿命，所以每一道工序都必须要达到其加工要求。 此外，本设计的生产类型是中等批量生产，为了提高劳动生产率，降低劳动强度， 保证加工质量，需设计专用夹具，课程设计要求是设计加工 CA6140 车床手柄座 10H7 孔工序的夹具。 （一）机械加工工艺规程设计（一）机械加工工艺规程设计 第第 1 1 章章 手柄座的工艺分析及生产类型的确定手柄座的工艺分析及生产类型的确定 1.1 手柄座的用途 该零件是 CA6140 车床的手柄座。它位于车床操

9、作机构中，可同时操纵离合器和制 动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。其作用就相当于一个连杆。车床外部 手柄的运动是通过 CA6140 车床手柄座传递到车床内部实现人为对机床的操纵。手柄与 该零件通过 25mm 孔连接,机床内部零件通过 10mm 孔与手柄座连接,即 CA6140 车床 手柄座的作用是实现运动由外部到内部的传递。操作过程如下：当手把控制手柄座向 上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动， 通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离 合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器 接

10、合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接 合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被 拉紧，使主轴制动。 1.2 手柄座的技术要求 表 1-1 手柄座零件技术要求表 加工表面尺寸偏差 （mm） 公差及精度等 级 表面粗糙度值 RA（m） 形位公差（mm） 2 圆柱左右45 两端面 43IT12 左端面（凸台 端面）3.2 孔mm25 033 . 0 0 25 IT81.6 孔mm14 018. 0 0 14 IT71.6 孔mm10 015. 0 0 10 IT71.6 圆锥孔mm55 IT71.6 孔mm5 . 55 . 5 I

11、T812.5 螺纹孔10M IT73.2 键槽03 . 0 0 6 IT10 侧面 1.6、底 面 6.3 槽mm1423 . 0 0 14 IT116.3 孔端面mm14距孔轴mm25 线 43mm IT126.3 1.3 手柄座的工艺性检测 分析零件图可知，CA6140 车床手柄座的加工表面分四种,主要是孔的加工,圆柱端 面的加工,槽的加工,螺纹孔的加工,各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的 表面加工精度要求,特别是孔的加工,几乎都要保证 Ra1.6mm 的表面粗糙度,因而需精加 工。手柄座左右两端面和孔端面均有要求切削加工，孔端面、mm14mm5 . 5 孔端面、孔端面和孔凸台端

12、面均为平面，可以防止加工过程中mm10mm14mm25 钻头钻偏，以保证孔的加工精度，而螺纹孔 M10 和圆锥孔的端面均为圆柱面保证mm5 孔的加工精度较困难；另外在轴向方向上的孔凸台端面作为定位基准加工要求mm25 较其他端面高。主要工作表面虽然加工精度也相对较高，但也可以在正常生产条件下， 采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见该零件的工艺性较好。 1.3.1 孔的加工 3 该零件共有 5 个孔要加工：45mm 外圆凸台端面（孔凸台端面）是零件的mm25 主要加工面，其他的面、孔与其有位置尺寸度要求，因而是后续工序的主要精基准面， 需精加工出来；10mm 孔与孔有平行度要求，也需要精

13、加工；14mm 是不通mm25 孔，特别注意该孔的加工深度；5mm 圆锥孔虽是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍 需精铰。5.5mm 油孔表面粗糙度有 Ra12.5。 1.3.2 面的加工 该零件共有 4 个端面要加工：45mm 外圆凸台端面精度要求较高，同时也是配合 25mm 孔作为后续工序的精基准面，需精加工；45mm 圆柱大端面、25mm 孔端面以 及 14mm 孔端面粗铣既可。 1.3.3 槽的加工 该零件仅有 2 个槽需加工：25mm 孔上键槽两侧面粗糙度为 Ra1.6mm，需精加工， 底面加工精度要求不高，加工键槽时很难以 45mm 外圆端面为定位基准，,因而要特 别注意尺寸链的推算

14、,保证加工尺寸要求，因而工序尺寸的计算较复杂；而槽 14mm 两 侧面粗糙度均为 Ra6.3mm，半精铣即可。 1.3.4 螺纹孔的加工 M10mm 螺纹孔的加工，它与 10mm 孔和 25mm 孔连心线有 30角度要求，同时 螺纹孔中心线与 45mm 圆柱端面有 11mm 的尺寸位置要求。由以上分析可知，该零件 的加工应先加工 45mm 圆柱两端面，再以端面为基准加工作为后续工序主要精基准的 25mm 孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。 1.4 确定手柄座生产类型 手柄座重量为 0.73kg，由参考文献【1】表 1-3 知，手柄座为轻型零件；由参考文 献【1】表 1-4

15、 知，该手柄座类型为中批生产。 4 第第 2 2 章章 确定毛坯、绘制毛坯简图确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1 毛坯的材料 零件材料为 HT200。根据选择毛坯应考虑的因素,该零件体积较小,工作过程中不经 常变动，受力不大，形状较复杂,外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求,零件生 产类型为中批生产,而砂型铸造生产成本低,设备简单,采用砂型铸造。 2.2 毛坯的加工余量、余块 查表确定加工余量:由参考文献【1】表 2-4 查得每侧加工余量数值为 1.4mm；故取 凸台端面的毛坯总加工余量为：1.4mm。 材料为灰铸铁,机器造型,公差等级为 CT812,取 CT10,加工余量等级 EG,取 G.

16、切削余量:查表,基本尺寸小于 100mm,加工余量为 1.4mm; 基本尺寸小于 63mm,加工余量为 0.7mm。 铸件公差等级:查表,基本尺寸小于 100mm,取 3.2mm; 基本尺寸小于 63mm,取 2.8mm。 粗铣余量：1.4mm。 45 外圆凸台端面毛坯加工总余量为：1.4mm。 半精铣余量：1.0mm； 粗铣余量：0.4mm； 手柄座大端面毛坯加工总余量为：1.4mm。 粗铣余量：0.4mm。 2.3 毛坯的分型面、浇注位置、拔模斜度 选择左视图上平面为分模面，分模线为直线，为直分模线。 由于零件上孔都较小,且都有严格的表面精度要求,故都不铸出,留待后续机械加工 反而经济实用

17、。由于该手柄座在毛坯选用铸件，为提高生产率和铸件精度，毛坯的拔 模斜度为，铸造圆角半径为 R35。 5 2.4 毛坯的收缩率、型芯尺寸 5 经查资料可知，材料的收缩率为 1%。 2.5 毛坯的尺寸 毛胚草图 CA6140 车床手柄座零件材料为 HT200,毛坯重量约为 0.73kg,生产类型为大中批生 产。由于所有孔均有精度要求,且尺寸小,均不铸出。 铸造毛坯的基本尺寸为 43+1.2+1.8+1.0=47mm 。又根据前面铸件尺寸公差标准值, 取尺寸公差为 2.8mm。故: 毛坯的最小尺寸:47-1.4=45.6mm; 毛坯的最大尺寸:47+1.4=48.4mm; 2.6 毛坯的尺寸公差 毛

18、坯总余量的确定：由参考文献【1】表 2-1 和 2-5，对于大中批量生产砂型机器 造型，取尺寸公差等级为 10 级，加工余量等级为 G 级； 6 第第 3 3 章章 拟定手柄座工艺路线拟定手柄座工艺路线 3.1 定位基准的选择 基面选择是工艺规划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,生产率得到提高,否则,会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。 3.1.1 精基准的选择 精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便, 25mm 孔为第一精基准,45mm 圆柱小端面作为基准先加工出 25mm 孔,然后作为辅助基准面配合 25mm 孔加工后续 工序中的孔,面,槽,螺纹等

19、。根据该手柄座零件的技术要求，选择手柄座孔mm 033 . 0 0 25 及外圆凸台端面作为精基准零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，mm45 遵循了“基准统一”原则。又轴孔的轴线是设计基准，选用其作为精基准mm 033 . 0 0 25 定位加工手柄座脚上孔和孔以及其他的孔和表面，实现了设计mm 015. 0 0 10mm 018 . 0 0 14 基准和工艺基准重合，保证了被加工表面的位置度要求及孔轴线和mm 015 . 0 0 10 孔轴线的平行度要求。选用手柄座外圆凸台端面作为精基准同样是mm 033 . 0 0 25mm45 遵循了“基准重合”原则，因为该手柄座上的尺寸多以

20、该端面作为设计基准。选用 孔及外圆凸台端面作为精基准，夹紧力可作用在手柄座mm 033. 0 0 25mm45 孔的大端面上，夹紧稳定可靠。mm 033 . 0 0 25 3.1.2 粗基准的选择 粗基准选择应为后续加工提供精基准,由于该零件毛坯没有铸孔,故只能以 3 个主 要端面为基准,由于 45mm 小端面表面粗糙度为 Ra3.2mm,若直接以大端面为粗基准,不 能一次达到加工精度,故先以 45mm 小端面为粗基准,粗铣 45mm 大端面,再以 45mm 大端面为基准,精铣小端面,并保证尺寸 43mm。作为粗基准的表面应平整，没有飞边、 7 毛刺或其他表面缺欠。该手柄座加工时选用孔两端面采

21、用互为基准的方法mm 033 . 0 0 25 进行加工出精基准表面。 3.2 表面加工方法的确定 根据手柄座零件图上各加工尺寸精度和表面粗糙度，确定加工零件各表面的加工 方法，如表 3-1 所示。 表 3-1 零件表面的加工方法 加工表面公差及精度等 级 表面粗糙度值 RA（m） 加工方案参考文献 【1】表 1-8 凸台端面45 IT113.2 粗铣半精铣参考文献 【1】表 1-8 孔大mm25 端面 IT1212.5 粗铣参考文献 【1】表 1-8 孔mm25 IT81.6 钻粗铰精铰参考文献 【1】表 1-7 孔mm14 IT71.6 钻粗铰精铰参考文献 【1】表 1-7 孔mm10 I

22、T71.6 钻粗铰精铰参考文献 【1】表 1-7 圆锥孔mm5 IT71.6 钻铰参考文献 【1】表 1-9 孔mm5 . 5 IT83.2 钻粗铰精铰参考文献 【1】表 1-7 螺纹孔10M IT73.2 钻攻螺纹参考文献 【1】表 1-10 键槽 IT101.6 拉参考文献 【1】表 1-7 孔端mm14 面 IT1212.5 粗铣参考文献 【1】表 1-8 槽 14mm IT116.3 粗铣半精铣参考文献 【1】表 1-8 8 3.3 加工阶段的划分 3.3.1 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并 为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能

23、及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修 补，以免浪费工时。可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以 提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内 应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 IT11IT12。 粗糙度为 Ra80100m。 3.3.2 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合 适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9IT10。表面粗糙度为 Ra101.25m。 3.3.3 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺 寸精度及表面粗

24、糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止 或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精 度精加工的加工精度一般为 IT6IT7，表面粗糙度为 Ra101.25m。 3.4 工艺方案的确定 工艺路线的内容除选择定位基准外,还要选择各加工表面的加工方法,安排工序的 先后顺序,确定加工设备,工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度, 尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证,成批生产还应考虑采用组合机床,专用 夹具,工序集中,以提高效率,还应考虑加工的经济性,以便使生产成本尽量下降。 3.4.1 工艺路线 1) 粗

25、铣手柄座 45mm 圆柱左右两端面; 2) 半精铣 45mm 圆柱凸台端面,保证尺寸 43mm; 3) 钻粗铰精铰 25H8mm 孔; 4) 拉键槽,保证尺寸 27.3H11; 5) 钻粗铰精铰 10H7mm 孔; 9 6) 铣槽,保证尺寸 14mm,深度 43mm; 7) 粗铣 14H7mm 孔端面，保证尺寸 43mm； 8) 钻粗铰精铰 14H7mm 孔; 9) 钻攻 M10mm 螺纹孔; 10)钻铰 5mm 圆锥孔; 11)钻铰 5.5mm 孔; 3.4.2 工艺路线及设备 表 3-2 手柄座工艺路线及设备，工装的选用 工序 号 工序名称机床设备刀具量具 1 粗铣 45mm 圆柱两端 面

26、; 立式铣床 X51高速钢套式面 铣刀 游标卡尺 2 半精铣 45mm 圆柱小 端面 立式铣床 X51高速钢套式面 铣刀 游标卡尺 3 钻,倒角，粗铰，精铰 25mm 孔 摇臂钻床 Z37硬质合金锥柄 麻花钻、铰刀 游标卡尺、内 径千分尺、塞 规 4 拉键槽拉床拉刀游标卡尺 5 钻,倒角，粗铰 ,精铰 10mm 孔 立式钻床 Z525 复合麻花钻、 铰刀 游标卡尺、内 径千分尺、塞 规 6 粗、精铣槽 14mm卧式铣床 X62高速钢镶齿三 面刃铣刀 游标卡尺、塞 规 7 粗铣14mm 孔端面 立式铣床 X51高速钢套式面 铣刀 游标卡尺 8 钻 ,倒角，粗铰，精 铰 14mm 孔 立式钻床 Z

27、525 复合麻花钻、 铰刀 游标卡尺、内 径千分尺、塞 规 9 钻,倒角，攻 M10mm 螺 纹孔 摇臂钻床 Z37莫氏锥柄阶梯 麻花钻、丝锥 卡尺 螺纹塞 规 10 钻，铰 5mm 圆锥孔立式钻床 Z525 麻花钻、锥柄 机用 1：50 锥 度销子铰刀 内径千分尺、 塞规 11 钻,倒角，铰 5.5mm立式钻床麻花钻、铰刀内径千分尺、 10 孔 Z525 塞规 第第 4 章章 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定 4.1 45mm 圆柱两端面毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求,45mm 圆柱两端面经过两道工序,先粗铣 45mm 圆柱大端面,再粗, 精铣 45mm 圆

28、柱小端面,各步余量如下: 粗铣:由机械加工工艺手册第一卷表 3.2-23,其余量值规定,对于小端面 (50mm)为 1.02.0mm,现取 1.8mm。表 3.2-27 粗铣平面的厚度偏差(30mm) 为0.250.39mm,现取0.30mm。 精铣:由加工工艺手册表 3.2-25,其余量规定值为 1.0mm。 粗铣大端面后的最大尺寸:43+1.0+1.2=45.2mm; 粗铣大端面后的最小尺寸:45.2-0.30=44.9mm; 粗铣小端面后的最大尺寸:43+1.0=44mm; 粗铣小端面后的最小尺寸:44-0.30=43.7mm。 精铣后尺寸与零件尺寸相同,但由于设计零件图纸并未给出具体的

29、公差等级,现按 加工工艺手册表 5.29,粗铣精铣所能达到的经济精度取 IT8,按入体原则取值。 故精铣后尺寸为 43.2 mm 4.2 14H7mm 孔端面毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求,14H7mm 孔端面仅由粗铣得到,故 14H7mm 孔端面距 25H8mm 孔 中心线的毛坯基本尺寸为 43+1.2=44.2mm,故: 毛坯的名义尺寸:43+1.2=44.2mm; 11 毛坯的最大尺寸:44.2+1.4=45.6vmm; 毛坯的最小尺寸:44.2-1.4=42.8mm。 粗铣后尺寸应于零件图尺寸相同,按前面粗铣平面厚度偏差取-0.28mm。 4.3 其他尺寸极其加工余量的确定 其他

30、工序尺寸包括 5 个孔,2 个槽,1 个螺纹孔的基本尺寸,现仅分析主要的 5 个孔 的加工余量及尺寸偏差。5 个孔均不铸出,机械加工出来,根据加工工艺手册,由于 5 个孔的表面粗糙度要求均较高,所以都要经过精铰工序,具体工序尺寸和加工余量为: (1)25H8mm 孔,Ra=1.6mm; 根据加工工艺手册表 3.2-10,加工该孔的工艺为: 钻扩铰 钻孔:23mm; 扩孔:24.8mm2Z=1.8mm(Z 为单边加工余量); 铰孔:25H8mm。 (2)10H7mm 孔,Ra=1.6mm; 根据加工工艺手册表 3.2-9,加工该孔的工艺为: 钻粗铰精铰 钻孔:9.8mm; 粗铰:9.96mm;

31、精铰:10H7mm。 12 (3)14H7mm 孔,Ra=1.6mm; 根据加工工艺手册表 3.2-9,加工该孔的工艺为: 钻扩粗铰精铰 钻孔:13.0mm; 扩孔:13.85mm;2Z=0.85mm(Z 为单边加工余量); 粗铰:13.95mm; 精铰:14H7mm。 (4)5mm 圆锥孔,Ra=1.6mm; 由于零件图纸未给出具体的公差等级,现也按 H7 公差等级加工,按表 3.2-9,加工该 孔的工艺为: 钻精铰 钻孔:4.8mm; 精铰:5H7mm。 (5)5.5mm 孔,Ra=3.2mm。 由于也未给出公差等级,现同样按 5mm 圆锥孔加工方式: 钻精铰 钻孔:4.8mm; 精铰:5

32、.5H7mm。 由参考文献【1】表 2-28 可查得，精铰余量 Z精铰=0.05mm；粗铰余量 Z粗铰 =0.95mm；钻孔余量 Z钻=13.0mm。参考文献【1】表 1-20 可依次确定各工序尺寸的加工 13 精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再标准公差数值表 可确定各工步的公差分别为，精铰：0.018mm；粗铰：0.070mm；钻：0.180mm。综上所 述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：；粗铰：mm 018 . 0 0 10 ；钻：，mm 070. 0 0 95 . 9 mm 180 . 0 0 9 图 4-1 钻粗铰精铰14MM 孔的加工

33、余量、工序尺寸和公差相互关系图 第第 5 5 章章 切削用量的计算切削用量的计算 51 切削用量的分析 5.1.1 工序 1：粗铣手柄座左右两端面 该工序分为两个工步，工步 1 是以如图 5-1 所示 B 面定位，粗铣 A 面；工步 2 是 以如图 5-1 所示 A 面定位，粗铣 B 面。这两个工步是在同一台机床上经一次走刀加工 完成的，它们所选用的切削速度 v 和进给量 f 是一样的，而背吃刀量 ap不同。 14 图 5-1 (1) 背吃刀量的确定 工步 1 的背吃刀量 ap1取值为 A 面的毛坯总余量减去工序 2 的余量，即 ap1=0.4mm；而工步 2 的背吃刀量取值为 ap2=1.4

34、mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献【1】表 5-7 机床功率5kw，工件夹具系统刚度 为中等条件选取该工序的每齿进给量 fz=0.150.3mm/z，则每分钟进给量为： fMz=fzzn=(0.150.3) 10160 mm/min=240480mm/min 参照参考文献【1】表 4-16 所列 x51 型立式铣床的横向进给量取:fMz=320mm/min。 (3) 切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-9 按镶齿铣刀，d/z=80/10 的条件选取 切削速度 v=40m/min。由参考文献【1】公式（5-1）,可求得该工序铣刀转速为: n=1000v/d=100040/(80) r/

35、min=159r/min 参照参考文献【1】表 4-15 所列 x51 型立式铣床的主轴转速取转速 n=160r/min。 再将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铣削速度： v=nd/1000=16080/1000 (m/min)=40.19 m/min 15 5.1.2 工序 2：半精铣手柄座左端面 A（45mm 外圆凸台端面） (1) 背吃刀量的确定 ap=1.4mm。 图 5-2 (2) 进给量的确定 由参考文献【2】表 2.1-73 按表面粗糙度 Ra3.2m 的条件选取 该工序的每转进给量 f=0.51.2mm/r，则每分钟进给量为： fMz=fzzn=f

36、n=(0.51.2) 10210 mm/min=105252mm/min 参照参考文献【1】表 4-16 所列 x51 型立式铣床的纵向进给量取： fMz=105mm/min。 (3) 切削速度的计算 由参考文献【2】表 2.1-77 中公式： 可计算得切削速度。 式中，d0为刀具尺寸 (mm)；ap背吃刀量(mm)；af为每齿进给量(mm/r)；aw为切削深度(mm)；z 为齿数。 由参考文献【2】表 2.1-76 查得：刀具寿命 T=180min； 由参考文献【3】表 2.1-77 查得：Cv =23；qv=0.2；m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.1；pv=0.1；kv

37、=1。 计算得切削速度为：v=50.47m/min。 由参考文献【1】公式（5-1）,可求得该工序铣刀转速为: n=1000v/d=100050.47/(80) r/min=200r/min 参照参考文献【1】表 4-15 所列 x51 型立式铣床的主轴转速取转速 n=210r/min。 再将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铣削速度： v=nd/1000=21080/1000 (m/min)=52.75 m/min v pu w y f x p m q v k zaaaT dC v v vvv v 0 16 5.1.3 工序 3： 钻粗铰精铰25mm 孔 (1) 钻

38、孔工步图 5-3 1）背吃刀量的确定 取 ap=24.5mm。 2）进给量的确定 由参考文献【3】表 3.4-2 选取该工步的每转进给量 f=0.350.5mm/r；参照参考文献【1】表 4-7 所列 z37 型摇臂钻床的主轴进给量取 f=0.375mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【3】表 3.4-8 中公式： v y p m z 0 v k faT dC v vv x v 可计算得切削速度。 式中，d0为刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；f 为进给量(mm/r) 由参考文献【3】表 3.4-7 查得：刀具寿命 T=75min； 由参考文献【3】表 3.4-8 查得：Cv =2

39、2.2；m=0.2；xv=0；yv=0.3；zv=0.45； kv=1。 计算得切削速度为：v=54m/min。 由参考文献【1】公式（5-1）,可求得该工序钻头转速为: n=1000v/d=100054/(24.5) r/min=701.9r/min 参照参考文献【1】表 4-6 所列 z37 型摇臂钻床的主轴转速取转速 n=710r/min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际钻削速度： v=nd/1000=71024.5/1000 (m/min)=54.6 m/min (2) 粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.44mm。 2）进给量的确定 由参考文

40、献【1】表 5-31 选取该工步的每转进给量 17 f=0.80.15mm/r; 参照参考文献【1】表 4-7 所列 z37 型摇臂钻床的主轴进给量取 f=1.0mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-31 选取切削速度 v=4m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为: n=1000v/d=10004/(24.94) r/min=51r/min 参照参考文献【1】表 4-6 所列 z37 型摇臂钻床的主轴转速取转速 n=56r/min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铰削速度： v=nd/1000=5624.94/1

41、000 (m/min)=4.38m/min (2) 精铰工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.06mm。 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-31 选取该工步的每转进给量 f=0.80.15mm/r; 参照参考文献【1】表 4-7 所列 z37 型摇臂钻床的主轴进给量取 f=0.75mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-31 选取切削速度 v=3m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为: n=1000v/d=10003/(25) r/min=39r/min 参照参考文献【1】表 4-6 所列 z37 型摇臂钻床的主轴转速取转速 n=45r/

42、min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铰削速度： v=nd/1000=4525/1000 (m/min)=3.46 m/min 5.1.4 工序 4：拉键槽 (1)背吃刀量的确定 取 ap=6mm。 (2)进给量的确定 由参考文献【1】表 5-33 选取该工步的每齿进给量 f=0.060.2mm/z。 (3)切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-34 按表面粗糙度 Ra1.6m 或公差值 0.030.05mm，选取 IV 级拉削速度 v=3.53m/min；现选取 v=3.5m/min。 18 5.1.5 工序 5: 钻粗铰精铰10mm 孔 (1) 钻孔工

43、步图 5-4 1）背吃刀量的确定 取 ap=9.8mm。 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-22 选取该工步的每转进给量 f=0.120.2mm/r；参照参考文献【1】表 4-10 所列 z525 型立式钻床的主轴进给量取 f=0.13mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-22 选取切削速度 v=18m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求得该工序钻头转速为: n=1000v/d=100018/(9.8) r/min=585r/min 参照参考文献【1】表 4-9 所列 z525 型立式钻床的主轴转速取转速 n=545r/min。 再将此转速代入参考文献【1

44、】公式（5-1） ，可求出该工序的实际钻削速度： v=nd/1000=5459.8/1000 (m/min)=16.77 m/min (2) 粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.16mm。 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-31 选取该工步的每转进给量 f=0.30.5mm/r；参照参考文献【1】表 4-10 所列 z525 型立式钻床的主轴进给量取 f=0.36mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-31 选取切削速度 v=3m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为: n=1000v/d=10003/(9.96) r/min=95.

45、9r/min 参照参考文献【1】表 4-9 所列 z525 型立式钻床的主轴转速取转速 n=97r/min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铰削速度： v=nd/1000=979.96/1000 (m/min)=3.03 m/min (2) 精铰工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.04mm。 19 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-31 选取该工步的每转进给量 f=0.30.5mm/r；参照参考文献【1】表 4-10 所列 z525 型立式钻床的主轴进给量取 f=0.28mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-31 选取切削速度 v

46、=4m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为: n=1000v/d=10004/(10) r/min=127.39r/min 参照参考文献【1】表 4-9 所列 z525 型立式钻床的主轴转速取转速 n=140r/min。 再将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铰削速度： v=nd/1000=14010/1000 (m/min)=4.4 m/min 5.1.6 工序 6：粗铣半精铣槽 14mm 1）粗铣工步图 5-5 (1) 背吃刀量的确定 取 ap=12mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献【2】表 2.1-71 选取该工序的每齿进给量

47、 fz=0.20.3mm/z，则每分钟进给量为： fMz=fzzn=(0.150.3) 1030 mm/min=84126mm/min 参照参考文献【1】表 4-19 所列 x62 型卧式铣床的进给量取:fMz=95mm/min。 (3) 切削速度的计算 由参考文献【2】表 2.1-77 中公式： v pu w y f x p m q v k zaaaT dC v v vvv v 0 20 可计算得切削速度。 式中，d0为刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；af为每齿进给量(mm/r)；aw为切削 深度(mm)；z 为齿数。 由参考文献【2】表 2.1-76 查得：刀具寿命 T=180mi

48、n； 由参考文献【3】表 2.1-77 查得：Cv =47；qv=0.2；m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.5；pv=0.1；kv=1。 计算得切削速度为：v=9.85m/min。由参考文献【1】公式（5-1）,可求得该工序 铣刀转速为: n=1000v/d=10009.85/(125) r/min=25.1r/min 参照参考文献【1】表 4-18 所列 x62 型卧式铣床的主轴转速取转速 n=30r/min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铣削速度： v=nd/1000=30125/1000 (m/min)=11.79 m/min 2）半

49、精铣工步 (1) 背吃刀量的确定 取 ap=2mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献【2】表 2.1-71 按表面粗糙度 Ra6.3m 和铣刀类型 选取该工序的每转进给量 f=1.22.7mm/r，则每分钟进给量为： fMz=f n=(1.22.7) 37.5 mm/min=45101.25mm/min 参照参考文献【1】表 4-19 所列 x62 型卧式铣床的进给量取:fMz=47.5mm/min。 (3) 切削速度的计算 由参考文献【2】表 2.1-77 中公式： 可计算得切削速度。 式中，d0为刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；af为每齿进给量(mm/r)；aw为切削 深度(mm

50、)；z 为齿数。 由参考文献【2】表 2.1-76 查得：刀具寿命 T=180min； 由参考文献【3】表 2.1-77 查得：Cv =47；qv=0.2；m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.5；pv=0.1；kv=1。 计算得切削速度为：v=14.1m/min。由参考文献【1】公式（5-1）,可求得该工序 铣刀转速为: n=1000v/d=100014.1/(125) r/min=35.9r/min 参照参考文献【1】表 4-18 所列 x62 型卧式铣床的主轴转速取转速 n=37.5r/min。 v pu w y f x p m q v k zaaaT dC v v vvv

51、 v 0 21 再将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铣削速度： v=nd/1000=37.5125/1000 (m/min)=14.7 m/min 5.1.7 工序 7：粗铣14mm 孔端面 图 5-6 (1) 背吃刀量的确定 该工序的背吃刀量 ap被加工面的毛坯总余量 z=1.4mm，故背 吃刀量取值为 ap=1.4mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献【1】表 5-7 机床功率5kw，工件夹具系统刚度 为中等条件选取该工序的每齿进给量 fz=0.150.3mm/z，则每分钟进给量为： fMz=fzzn=(0.150.3) 10160 mm/min=240480

52、mm/min 参照参考文献【1】表 4-16 所列 x51 型立式铣床的横向进给量取:fMz=320mm/min。 (3) 切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-9 按镶齿铣刀，d/z=80/10 的条件选取 切削速度 v=40m/min。由参考文献【1】公式（5-1）,可求得该工序铣刀转速为: n=1000v/d=100040/(80) r/min=159r/min 参照参考文献【1】表 4-15 所列 x51 型立式铣床的主轴转速取转速 n=160r/min。 再将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铣削速度： v=nd/1000=16080/1000 (m/mi

53、n)=40.19 m/min 5.1.8 工序 8: 钻粗铰精铰14mm 孔 (1) 钻孔工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=13.0mm。 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-22 选取该工步的每转进给量 f=0.20.4mm/r；参照参考文献【1】表 4-10 所列 z525 型立式钻床的主轴进给量取 22 f=0.22mm/r 。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-22 选取切削速度 v=16m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求得该工序钻头转速为: n=1000v/d=100016/(13) r/min=391.97r/min 参照参考文献【1】表 4-9

54、所列 z525 型立式钻床的主轴转速取转速 n=392r/min。 再将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际钻削速度： v=nd/1000=39213/1000 (m/min)=16 m/min (2) 粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.95mm。 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-31 选取该工步的每转进给量 f=0.51.0mm/r；参照参考文献【1】表 4-10 所列 z525 型立式钻床的主轴进给量取 f=0.62mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-31 选取切削速度 v=4m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求

55、得该工序铰刀转速为: n=1000v/d=10004/(13.95) r/min=91.3r/min 参照参考文献【1】表 4-9 所列 z525 型立式钻床的主轴转速取转速 n=97r/min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铰削速度： v=nd/1000=9713.95/1000 (m/min)=4.2 m/min (2) 精铰工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.05mm。 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-31 选取该工步的每转进给量 f=0.51.0mm/r；参照参考文献【1】表 4-10 所列 z525 型立式钻床的主轴进给量取 f=0.

56、48mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-31 选取切削速度 v=4m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为: n=1000v/d=10004/(14) r/min=91.3r/min 参照参考文献【1】表 4-9 所列 z525 型立式钻床的主轴转速取转速 n=97r/min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际铰削速度： v=nd/1000=9714/1000 (m/min)=4.2 m/min 5.1.9 工序 9：钻攻螺纹孔 M10 图 5-7 23 根据参考文献【4】表 4-6-20，M10 粗牙普通螺纹攻丝

57、前钻孔用麻花钻直径为 d0=8.5mm。 (1) 钻孔工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=8.5mm。 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-22 选取该工步的每转进给量 f=0.120.2mm/r；参照参考文献【1】表 4-7 所列 z37 型摇臂钻床的主轴进给量取 f=0.118mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-22 选取切削速度 v=16m/min。由参考文 献【1】公式（5-1）,可求得该工序钻头转速为: n=1000v/d=100016/(8.5) r/min=566r/min 参照参考文献【1】表 4-7 所列 z37 型摇臂钻床的主轴转速取转速 n=56

58、0r/min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际钻削速度： v=nd/1000=5608.5/1000 (m/min)=14.95 m/min (2) 攻螺纹工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=1.5mm。 2）进给量的确定 由于该工步为攻螺纹，所以选取该工步的每转进给量为该螺纹 的螺距 f=1.5mm/r；参照参考文献【1】表 4-7 所列 z37 型摇臂钻床的主轴进给量可选 取 f=1.5mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-37 查得攻螺纹的切削速度为 v=510m/min，现选取 v=5m/min。由参考文献【1】公式（5-1）,可求得

59、该工序丝锥转 速为: n=1000v/d=10006/(10) r/min=191r/min 参照参考文献【1】表 4-7 所列 z37 型摇臂钻床的主轴转速取转速 n=180r/min。再 将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际攻螺纹速度： v=nd/1000=18010/1000 (m/min)=5.65 m/min 5.1.10 工序 10：钻配铰5mm 圆锥孔 (1) 钻孔工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=5mm。 2）进给量的确定 由参考文献【1】表 5-22 选取该工步的每转进给量 f=0.070.12mm/r。参照参考文献【1】表 4-10 所列 z52

60、5 型立式钻床进给量取进给量 f=0.1mm/r。 3）切削速度的计算 由参考文献【1】表 5-22 选取切削速度 v=16m/min。由参考文 24 献【1】公式（5-1）,可求得该工序钻头转速为: n=1000v/d=100016/(5) r/min=1019r/min 参照参考文献【1】表 4-9 所列 z525 型立式钻床的主轴转速取转速 n=960r/min。 再将此转速代入参考文献【1】公式（5-1） ，可求出该工序的实际钻削速度： v=nd/1000=9605/1000 (m/min)=15.07 m/min (2) 铰圆锥孔工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.09mm。 2