831008拨叉设计说明书

1、目录一、 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析11.3 工艺规程的设计11.4 制定工艺路线21.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定4二、 确定切削用量及基本工时52.1 加工工序152.2 加工工序272.3 加工工序382.4 加工工序4142.5 加工工序6162.6 加工工序7162.7 加工工序8182.8 加工工序9192.9 加工工序1021三、 专用夹具设计233.1 问题的提出233.2 夹具设计23设计说明书一、 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的831008型拨叉（见附图1），它位于车床变速机构中，主要起换档，使主

2、轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上的20mm孔与操纵机构相连，下方的50mm半圆孔则是用于与所控制齿轮所在轴的接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两个零件铸为一体，随后在加工时分开。1.2 零件的工艺分析831008拨叉共有两处加工表面，它们相互之间有一定的为位置要求。现分析如下：1) 以20mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：200+0.021 mm的孔及其上下两端面，以及在其孔壁上有一个M6的螺纹孔、一个需在装配时钻绞的8mm锥孔和在孔底面需铣一个47°的斜凸台。2) 以50mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：50+0.25+0.

3、50mm的孔及其上下两端面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：20mm孔的上下端面对其孔中心线的垂直度为0.05mm。50mm孔的上下端面对20孔中心线的垂直度为0.07mm。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后再以这组加工后的表面作为基准并借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。1.3 工艺规程的设计1) 确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200，考虑到零件在机床运行过程中所受的载荷和冲击不大，零件的形状也比较简单，设定此零件的年产量为5000件，该零件的重量为1.0KG，由于属于大批量生产，所以采用金属型铸造方法。这对保证加

4、工质量和提高生产效率是有利的。2) 基准的选择 粗基准的选择。按照有关粗基准的选择原则（对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应该选择不加工表面作为粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准），现选取200+0.021 mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个200+0.021 mm孔外轮廓作主要定位表面，以消除五个自由度，再用一个销钉来消除最后一个自由度，达到完全定位。 精基准的选择。精基准的选择主要应该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。1

5、.4 制定工艺路线由于生产类型为大批量生产，故采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应降低生产成本。 工艺路线方案一：工序1 粗、半精铣20mm孔上端面。工序2 钻、扩、绞、精绞20mm、50mm孔。工序3 粗、半精铣50mm孔上端面。工序4 粗、半精铣50mm、20mm孔下端面。工序5 铣断工序6 钻4mm孔（装配时钻铰锥孔）。工序7 钻5mm孔，攻M6螺纹。工序8 铣47°平面。工序9 终检。 工艺路线方案二：工序1 粗、半精铣20mm孔上端面。工序2 粗、半精铣20mm孔下端面。工序3 钻、扩、绞、精铰20mm孔。工序4 钻、扩、绞、精铰50mm

6、孔。工序5 粗、半精铣50mm孔上端面。工序6 粗、半精铣50mm孔下端面。工序7 钻4mm孔（装配时钻铰锥孔）。工序8 钻5mm孔，攻M6螺纹。工序9 铣47°平面。工序10 铣断。工序11 终检。 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一的加工效率比较高，但是同时加工三个孔对设备和夹具的精度要求比较高，并且在把零件铣断后钻侧壁孔会使工件难以固定从而导致夹具的复杂化。方案二的加工效率比方案一低，不符合大批量加工的要求，并且加工50mm孔使用钻床加工的时间比镗床加工的时间长，综合考虑以后，加工工艺路线如下所示： 工艺路线方案三：工序1 退火工序2 以32mm外圆为粗基准

7、，粗铣20mm孔上下端面和50mm下端面。选用XA6132万能升降台铣床。工序3 半精铣20mm孔上下端面和50mm孔下端面。选用XA6132万能升降台铣床。工序4 以20mm孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20mm孔，保证尺寸200+0.021mm和20mm与50mm两孔中心尺寸72-0.20mm。选用Z525立式钻床。工序5 以20mm孔为精基准，粗、半精镗50mm孔，保证尺寸50+0.25+0.50mm。选用T612卧式镗床。工序6 以20mm孔为精基准，粗、半精铣50mm孔上端面。选用XA6132万能升降台铣床。工序7 以20mm孔为精基准，铣47°平面。选用XA6132万

8、能升降台铣床。工序8 以20mm孔为精基准，钻4mm孔。选用Z525立式钻床。工序9 以20mm孔为精基准，钻5mm孔，攻M6螺纹。选用Z525立式钻床。工序10 铣断。选用XA6132万能升降台铣床。工序11 终检。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“831008拨叉”零件材料为HT200灰铸铁，硬度HBW180HBW220，毛坯重量约为2KG，生产类型为大批量生产，采用金属铸造毛坯。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) 32外圆表面为非加工表面，查实用机械制造工艺设计手

9、册（以下简称工艺设计手册）P44，表2-3，取余量公差代号9级，P46，表2-5，取偏差值+0.9-0.9mm。2) 外圆表面延轴线长度方向的加工余量及公差（20mm孔，50mm孔上下端面）。查工艺设计手册P44，表2-3，取加工余量代号G级、余量公差代号9级，查P45，表2-4，取20mm两端面长度余量值均为3mm，P46，表2-5，取偏差值为+0.9-0.9mm。（计算长度为36-0.9+0.9mm）；取50mm两端面长度余量均为3mm，取偏差值为+0.85-0.85mm。（计算长度为18-0.85+0.85mm）。参照工艺设计手册，P119，表7-25确定工序尺寸及余量为：铸造20mm孔

10、端面长度36mm粗铣20mm上端面至34mmZ=2mm粗铣20mm下端面至32mmZ=2mm半精铣20mm上端面至31mmZ=1mm半精铣20mm下端面至30mmZ=1mm铸造50mm孔端面长度18mm粗铣50mm上端面至16mmZ=2mm粗铣50mm下端面至14mmZ=2mm半精铣50mm上端面至13mmZ=1mm半精铣50mm下端面至12mmZ=1mm3) 两200+0.021mm内孔。毛坯为实心，参照工艺设计手册P111，表7-11，确定工序尺寸及余量为：钻孔：18mm2Z=18mm扩孔：19.7mm2Z=1.7mm粗铰孔：19.94mm2Z=0.24mm精铰：200+0.021mm2Z

11、=0.06mm4) 50+0.25+0.50mm孔为铸造孔，查工艺设计手册P45，表2-4，取50mm内孔余量值为6mm，P46，表2-5，取偏差值为+1.0-1.0mm。（计算直径为44-1.0+1.0mm）参照工艺设计手册，P137，表8-15，确定工序尺寸及余量为：铸造44-1.0+1.0mm孔粗镗44mm孔至49mm2Z=5.0mm半精镗49mm孔至50+0.25+0.50mm2Z=1mm由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算机最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。二、 确定切削用量及基本工时2.1 加工工序1以32mm外圆为粗基准，粗铣20mm孔

12、上下端面和50mm孔下端面。1) 粗铣20mm孔下端面 加工条件：工件材料：HT200，b=0.16GPA，HBW180HBW220，金属型铸造。加工要求：粗铣20mm孔下端面，表面粗糙度值Rz为6.3m。机床：XA6132万能升降台铣床刀具：YG6硬质合金钢端铣刀，根据机械制造工艺设计简明手册（以下简称机械工艺），P106，表3.1-37，取刀具直径d0=80mm，齿数z=10。根据工艺设计手册，P246，表11-21，选择刀具前角0=5°、后角0=8°、副后角0,=8°、刃倾角s=-10°、主偏角kr=60°、副偏角kr'=5

13、76;、过渡刃宽度be=1mm。 计算切削用量铣削深度：因切单边粗加工余量z=2mm，故选择铣削深度ap=2mm，一次走刀完成所需长度。每齿进给量：已知XA6132铣床功率为7.5KW，采用不对称铣方式，故根据切削用量简明手册（后简称切削手册）P88，表3.5，fz=0.140.24mm/z，故初选fz=0.15mm/z。切削速度：根据切削手册P89，表3.8，查得刀具寿命T=180min，根据切削手册P98，表3.16，查得各修正系数为：kMv=kMn=kMvf=0.89ksv=ksn=ksvf=1故vct=cvd0qvTmapxvfzyvaeuvzpvkv=245×80×

14、;0.21800.32×20.15×0.150.35×60×0.2×100×0.89×1=96.6m/min则nt=1000vctd0=1000×96.6×80=384.4r/min采用XA6132铣床，根据切削手册P111，表3.30，机床说明书，取nc=375r/min，故实际切削速度为：vc=dn1000=×80×3751000=94.25m/min则实际进给量为：vft=fzznc=0.15×10×375=562.5mm/min，vf=vftkvt=562.

15、5×1×0.89=500.625mm/min则根据机床说明书，选取vfc=475mm/min故fzc=vfcncz=475375×10=0.13mm/z 校验机床功率根据切削手册P105，表3.24，当铸铁硬度为>HBW208，ae60mm，ap2.2mm，fzc0.13mm/z，vfc550mm/min时，查得Pcc=3.3KW，则PcM=7.5×0.75=5.63KW，Pcc<PcM，故所选切削用量可以采用，即ap=2mm，vfc=475mm/min，nc=375r/min，vc=94.25m/min，fzc=0.13mm/z。 切削工时

16、根据切削手册P107，表3.26，查得y+=25mm 则L=l+y+=32+25=57mm，故tm=Lvfc=57475=0.12min粗铣20mm孔上端面的切削用量和参数与粗铣20mm孔下端面一致。2) 粗铣50mm孔下端面 计算切削用量其加工和切削参数与粗铣20mm孔下端面时相同，即ap=2mm，vfc=475mm/min，nc=375r/min，v=94.25m/min，fzc=0.13mm/z 切削工时L=l+y+=72+25=97mmtm=Lvfc=97475=0.204min3) 粗铣20mm孔上端面其加工参数与切削用量与粗铣20mm孔下端面时相同，即ap=2mm，vfc=475m

17、m/min，nc=375r/min，vc=94.25m/min，fzc=0.13mm/z。2.2 加工工序21) 半精铣20mm孔上下端面和50mm孔下端面。 加工条件加工要求：半精铣20mm孔上下端面，表面粗糙度值Rz为3.2m。机床：XA6132万能升降台铣床 计算切削用量铣削深度：因切单边精加工余量z=1mm，故选择铣削深度ap=1mm，一次走刀完成所需长度。每齿进给量：，已知XA6132铣床功率为7.5KW，采用不对称铣方式，根据切削手册P88，表3.5，选用fz=0.08mm/z。切削速度：其修正系数与粗铣20mm孔下端面一致故vc=cvd0qvTmapxvfzyvaeuvzpvkv

18、=245×80×0.21800.32×10.15×0.080.35×60×0.2×100×0.89×1=133.56m/min则nt=1000vctd0=1000×133.56×80=531r/min根据机床说明书，取nc=475r/min，故实际切削速度为：vc=dn1000=×80×4751000=119.4m/min则实际进给量为：vft=fzznc=0.08×10×475=380mm/min，vf=vftkvt=380×1

19、15;0.89=338.2mm/min则根据机床说明书，选取vfc=300mm/min故fzc=vfcncz=300475×10=0.06mm/z 校验机床功率由于实际进给量，切削速度都比粗铣端面小，故所选切削用量可以采用，即ap=1mm，vfc=300mm/min，nc=475r/min，vc=119.4m/min，fzc=0.06mm/z。 切削工时L=l+y+=32+25=57mmtm=Lvfc=57300=0.19min2) 半精铣50mm孔下端面 计算切削用量其加工参数与切削用量与半精铣20mm孔下端面时相同，即ap=1mm，vfc=300mm/min，nc=475r/mi

20、n，vc=119.4m/min，fzc=0.06mm/z 切削工时L=l+y+=72+25=97mmtm=Lvfc=97300=0.323min3) 半精铣20mm孔上端面的切削用量和参数与半精铣20mm孔下端面相同，即ap=1mm，vfc=300mm/min，nc=475r/min，vc=119.4m/min，fzc=0.06mm/z。2.3 加工工序3以20mm孔上端面为精基准，钻、扩、粗铰、精铰20mm孔。1) 钻18mm孔 加工条件加工要求：钻孔至18mm，孔深l=30mm通孔，精度IT12，表面粗糙度Rz为12.5m，用乳化液冷却。机床：Z525立式钻床刀具：高速麻花钻头，直径d0=

21、18mm，钻头几何尺寸：根据切削手册P44，表2-1，选择双锥修磨横刃，b=3.5，b=2mm，l=4mm，2=118°，21=70°，0=11°，=30° 计算切削用量决定进给量f根据切削手册P50，表2.7，由于ld=3018=1.6故修正系数K=1按加工要求决定进给量，根据切削手册P50，表2.7，当铸铁的硬度为>HBW200，d0=18mm时，f=0.430.53mm/r。由于ld=3080=0.375，故修正系数K=1按钻头强度决定进给量，根据切削手册P51，表2.8，当铸铁硬度为HBW180HBW220，d0=18mm时，通过差值法求得

22、钻头强度允许的进给量f=1.6mm/z。按机床进给机构强度决定进给量，根据切削手册P52，表2.9，当铸铁硬度为>HBW210，d0=18mm时，同时又根据切削手册P79，表2.35，查得机床进给机构允许的轴向力为8330N，则通过差值法求得f=0.93mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.430.53mm/r。根据机床说明书，故选择f=0.48mm/r。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。决定钻头磨钝标准及寿命，根据切削手册P54，表2.12，钻头后刀面最大磨损量取为0.50.8mm，

23、寿命T=60min。决定切削速度，根据切削手册P57，表2.15，当铸铁硬度为>HBW200，f=0.48mm/r，d0=18mm，双锥修磨横刃时，通过差值法求得vt=16.8m/min根据切削手册P70，表2.31，查得切削速度的修正系数为：kTv=1，kMv=0.88，ktv=1，kxv=1，k1v=1，得v=vtkv=16.8×1×0.88×1×1×1=14.78m/minn=1000vd0=1000×14.78×18=261.4r/min根据机床说明书，可考虑选择nc=272r/min，则实际切削速度为v=nd

24、01000=272××181000=15.38m/min 检验机床扭矩及功率根据切削手册P62，表2.21，当f0.51mm/r，d021mm时，MT=51.99NM。扭矩修正系数为1，故MC=51.99NM。根据机床说明书，当nc=272r/min时，Mm=144.2 Nm。根据切削手册P64，表2.23，当d020mm，f0.53mm/r，v15.1m/min时，Pc=1KW。根据机床说明书，PE=2.8×0.81=2.268KW。由于Mc<Mm，Pc<PE，故选择之切削用量可用，即f=0.48mm/r，nc=272r/min，v=15.38m/m

25、in。 计算基本工时根据切削手册P68，表2.29，查得y+=10mm，则L=l+y+=30+10=40mm故tm=Lnf=40272×0.48=0.31min2) 扩孔至19.7mm 加工条件加工要求：扩19.7mm孔，孔深l=30mm通孔，表面粗糙度Rz为6.3m，用乳化液冷却。机床：Z525立式钻床刀具：高速钢扩孔钻，直径d0=19.7mm钻头几何尺寸：根据切削手册P48，表2.5，0=10°，kr=60°，kr=30°，=10°，ba1=1mm。计算切削用量 决定进给量f按加工要求决定进给量，根据切削手册P53，表2.10，当铸铁的硬度

26、为>HBW200，d0=19.7mm时，选f=0.60.7mm/r。由于扩孔之后还需绞孔，故修正系数k=0.7，即f=(0.60.7)×0.7=0.420.49mm/r。按钻头强度决定进给量，根据切削手册P51，表2.8，当铸铁硬度为HBW180HBW220，d0=19.7mm时，通过差值法求得钻头强度允许的进给量f=1.74mm/r按机床进给机构强度决定进给量，根据切削手册P52，表2.9，当铸铁硬度为>HBW210，d0=19.7mm时，同时又根据机床说明书，查得机床进给机构允许的轴向力为8330N，则通过差值法求得f=0.79mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，

27、受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.420.49mm/r。根据机床说明书，故选择f=0.48mm/r。决定钻头磨钝标准及寿命，根据切削手册P54，表2.12，扩孔钻后刀面最大磨损量取为0.60.9mm，寿命T=30min。决定切削速度，根据切削手册P70，表2.31，查得切削速度的修正系数为：kTv=1，kMv=0.88，kWv=1，ktv=1，kxv=1，kapv=1通过切削速度计算公式，以及根据切削手册P69，表2.30，得vct=Cvd0zvTmapxvfyvkv=15.2×19.70.25300.125×0.90.1×0.480.4×0.88

28、=24.97m/minn=1000vctd0=1000×24.97×19.7=403.5r/min根据机床说明书，可考虑选择nc=392r/min，即实际切削速度v=nd01000=392××19.71000=24.26m/min。 检验机床扭矩及功率根据切削手册P62，表2.21，当f0.51mm/r，d021mm时，MT=51.99NM。扭矩修正系数为1，故MC=51.99NM。根据机床说明书，当nc=392r/min时，Mm=72.6 Nm。根据切削手册P64，表2.23，当d020mm，f0.53mm/r，v26.4m/min时，Pc=1.7KW

29、。根据机床说明书，PE=2.8×0.81=2.268KW。由于Mc<Mm，Pc<PE，故选择之切削用量可用，即f=0.48mm/r，nc=392r/min，v=24.26m/min。 计算基本工时根据切削手册P68，表2.29，查得y+=10mm，则L=l+y+=30+10=40mm故tm=Lnf=40392×0.48=0.213min3) 粗铰孔至19.94mm 加工条件加工要求：粗铰19.94mm孔，孔深l=30mm通孔，表面粗糙度Rz为3.2m，用乳化液冷却。机床：Z525立式钻床刀具：高速钢铰刀，直径d0=20mm铰刀几何尺寸：根据切削手册P49，表2.

30、6，0=10°，0=8°，1=18°。 计算切削用量决定进给量f按加工要求决定进给量，根据切削手册P53，表2.11，当铸铁的硬度为>HBW180，d0=20mm时，f=1.02.0mm/r，由于此工序为加工H7孔，在粗铰以后还须精绞孔，故选用中等进给量，即f=1.5mm/r。根据机床说明书，故选择f=0.81mm/r。决定钻头磨钝标准及寿命，根据切削手册P54，表2.12，铰刀后刀面最大磨损量取为0.40.6mm，寿命T=60min。决定切削速度，根据切削手册P70，表2.31，查得切削速度的修正系数为：kTv=1，kMv=0.88， ktv=1，kapv

31、=1通过切削速度计算公式，以及根据切削手册P69，表2.30，得vct=Cvd0zvTmapxvfyvkv=15.6×200.2600.3×0.070.1×0.810.5×0.88=10.61m/minn=1000vctd0=1000×10.61×20=168.9r/min根据机床说明书，可考虑选择nc=195r/min，即实际切削速度v=nd01000=195××201000=12.25m/min。 检验机床扭矩及功率根据切削手册P62，表2.21，当f1.0mm/r，d021mm时，MT=88.29NM。扭矩修

32、正系数为1，故MC=88.29NM。根据机床说明书，当nc=195r/min时，Mm=195.2 Nm。根据切削手册P64，表2.23，当d020mm，f0.9mm/r，v13.2m/min时，Pc=1.3KW。根据机床说明书，PE=2.8×0.81=2.268KW。由于Mc<Mm，Pc<PE，故选择之切削用量可用，即f=0.81mm/r，nc=195r/min，v=12.25m/min 计算基本工时tm=Lnf=40195×0.81=0.25min4) 精铰孔至20mm 加工条件加工要求：精铰200+0.021mm孔，孔深l=30mm通孔，表面粗糙度Rz为1.

33、6m，用乳化液冷却。机床：Z525立式钻床刀具：高速钢铰刀，直径d0=20mm铰刀几何尺寸：根据切削手册P49，表2.6，0=10°，0=8°，1=18°。 计算切削用量决定进给量f按加工要求决定进给量，根据切削手册P53，表2.11，当铸铁的硬度为>HBW180，d0=20mm时，f=1.02.0mm/r根据机床说明书，故选择f=0.81mm/r。决定钻头磨钝标准及寿命，根据切削手册P54，表2.12，铰刀后刀面最大磨损量取为0.40.6mm，寿命T=60min。决定切削速度切削速度修正系数同粗铰孔，即通过切削速度计算公式，得vct=Cvd0zvTmapx

34、vfyvkv=15.6×200.2600.3×0.030.1×0.810.5×0.88=13.12m/minn=1000vctd0=1000×10.61×20=208.8r/min根据机床说明书，可考虑选择nc=195r/min，即实际切削速度v=nd01000=195××201000=12.25m/min。 检验机床扭矩及功率由于切削参数同粗铰一致，故选择之切削用量可用，即f=0.81mm/r，nc=195r/min，v=12.25m/min 计算基本工时tm=Lnf=40195×0.81=0.25mi

35、n2.4 加工工序4以20mm孔为精基准，粗、半精镗50mm孔。1) 粗镗孔至49.5mm 加工条件加工要求：粗镗44mm孔至49mm，孔深l=18mm通孔，表面粗糙度Rz为6.3m。机床：T612卧式镗床刀具：YG6硬质合金单刃镗刀镗杆长度L=180mm，杆部直径d=20mm，主偏角kr=45° 计算切削用量确定切削深度ap由于粗加工余量为5mm，ap=49-442=2.5mm，根据工艺设计手册P137，表8-15，可在一次走刀内完成。即ap=2.5mm。确定进给量f根据切削手册P11，表1.5，当镗杆长度L=180mm<10d=500mm时，故选取f=0.40.6mm/r。

36、根据机械工艺P152，表4.2-21，机床说明书，取f=0.47mm/r。校验机床进给机构强度根据切削手册P27，表1.23，当当铸铁的硬度为>HBW212，ap2.8mm，f0.48mm/r时，进给力Ff=950N，根据机床说明书，最大进给抗力为29430N，故选择之切削用量可用。选择车刀磨钝标准及寿命根据切削手册P14，表1.9，镗刀后刀面最大磨损限度为0.81.0mm，寿命T=60min。确定切削速度vc根据切削手册P31，表1.28，查得切削速度的修正系数为kTv=1，kMv=0.89，kMFc=1.04，kMPc=0.93，ksv=0.85， ktv=1kv=1×0.

37、89×1.04×0.93×0.85×1=0.732通过切削速度计算公式，以及根据切削手册P30，表1.27，得vct=CVTmapxvfyvkv=158600.2×2.50.15×0.470.4×0.732=60.12m/min，因为加工方式为镗孔，故需乘上系数0.9，即vct=60.12×0.9=51.11m/minn=1000vctd=1000×51.11×49=332r/min，根据机床说明书，取n=320r/min，故实际切削速度为vc=nd01000=320××49

38、1000=49.26m/min故镗削用量为 ap=2.5mm，f=0.47mm/r，n=320r/min，vc=49.26m/min 计算基本工时根据切削手册P30，表1.26，查得y+=5.5mm，则L=l+y+=18+5.5=23.5mm，故tm=Lnf=23.5320×0.47=0.156min2) 半精镗孔至50mm 加工条件加工要求：半精镗49mm孔至50+0.25+0.50mm，孔深l=18mm通孔，表面粗糙度Rz为3.2m。机床：T612卧式镗床刀具：YG6硬质合金单刃镗刀镗杆长度L=180mm，杆部直径d=20mm，主偏角kr=45° 计算切削用量确定切削深

39、度ap由于粗加工余量为1mm，ap=50-492=0.5mm 确定进给量f根据切削手册P11，表1.5，当镗杆长度L=180mm<10d=500mm时，故选取f=0.40.6mm/r，根据机床说明书，取f=0.33mm/r选择车刀磨钝标准及寿命镗刀后刀面最大磨损限度为0.81.0mm，寿命T=60min。确定切削速度vc切削速度的修正系数与粗镗孔时一致，即vct=CVTmapxvfyvkv=158600.2×0.50.15×0.330.4×0.732=8.16m/min，因为加工方式为镗孔，故需乘上系数0.9，即vct=88.16×0.9=79.3

40、4m/minn=1000vctd=1000×79.34×50=505.1r/min，根据机床说明书，取n=460r/min，故实际切削速度为vc=nd01000=460××501000=72.26m/min故镗削用量为ap=0.5mm，f=0.33mm/r，n=460r/min，vc=72.26m/min 计算基本工时tm=Lnf=23.5460×0.33=0.155min2.5 加工工序6以20mm孔为精基准，粗、半精铣50mm孔上端面。1) 粗铣50mm孔上端面其加工和切削参数与粗铣50mm孔下端面一致。2) 半精铣50mm孔上端面其加工和

41、切削参数与精铣50mm孔下端面一致。2.6 加工工序7以20mm孔为精基准，铣47°平面。 加工条件加工要求：铣47°平面，表面粗糙度值Rz为12.5m。机床：XA6132万能升降台铣床刀具：YG6硬质合金钢端铣刀根据机械工艺P 100，表3.1-28和106，表3.1-37，取刀具直径d0=100mm，长度L=40mm，齿数z=10，根据工艺设计手册，P246，表11-21，选择刀具前角0=5°、后角0=8°、副后角0,=8°、刃倾角s=-10°、主偏角kr=60°、副偏角kr'=5°、过渡刃宽度be=1

42、mm。 计算切削用量铣削深度：因加工余量z=10mm，故选择铣削深度ap=5mm，分两次走刀完成所需长度。每齿进给量：，已知XA6132铣床功率为7.5KW，采用不对称铣方式，故根据切削手册）P88，表3.5，fz=(0.140.24)mm/z，故选用fz=0.14mm/z。切削速度：根据切削手册P89，表3.8，查得刀具寿命T=180min，根据切削手册P98，表3.16，查得各修正系数为：查得各修正系数为：kMv=kMn=kMvf=0.89ksv=ksn=ksvf=1根据切削手册P96，表3.16，通过差值法得vct=93.25m/min。则nt=1000vctd0=1000×9

43、3.25×100=297r/min采用XA6132铣床，根据切削手册P111，表3.30，机床说明书，取nc=300r/min，故实际切削速度为：vc=dn1000=×100×3001000=94.25m/min则实际进给量为：vft=fzznc=0.14×10×300=420mm/min，vf=vftkv=420×1×0.89=373.8mm/min则根据机床说明书，选取vfc=375mm/min故fzc=vfcncz=375300×10=0.125mm/z 校验机床功率根据切削手册P105，表3.24，当铸铁硬

44、度为>HBW208，ae60mm，ap=5mm，fzc0.13mm/z，vfc385mm/min时，查得Pcc=4.6KW则PcM=5.63KW，Pcc<PcM，故所选切削用量可以采用，即ap=5mm，vfc=375mm/min，nc=300r/min，vc=94.25m/min，fzc=0.125mm/z。 计算切削工时根据切削手册P107，表3.26，查得y+=25mm 则L=l+y+=26+25=51mm，因为需要两次走刀完成加工，故tm=2Lvfc=2×51375=0.272min2.7 加工工序81) 以20mm孔为精基准，钻4mm孔（装配时钻8mm锥孔）。 加

45、工条件加工要求：钻孔至4mm，孔深l=32mm，表面粗糙度Rz为1.6m机床：Z525钻床刀具：高速钢麻花钻，直径d0=4mm钻头几何尺寸：根据切削手册P44，表2-1，选择双锥修磨横刃，2=118°，21=70°，0=16°，=30° 计算切削用量决定进给量f根据切削手册P50，表2.7，由于ld=324=8，故修正系数K=0.75按加工要求决定进给量，根据切削手册P50，表2.7，当铸铁的硬度为>HBW200，d0=4mm时，f=(0.110.13)×0.75=0.0830.1mm/r。按钻头强度决定进给量，根据切削手册P51，表2.

46、8，当铸铁硬度为HBW180HBW220，d0=4mm时，通过差值法求得钻头强度允许的进给量f=0.47×0.75=0.353mm/z按机床进给机构强度决定进给量，根据切削手册P52，表2.9，当铸铁硬度为>HBW210，d0=4mm时，同时又根据切削手册P79，表2.35，查得机床进给机构允许的轴向力为8330N，查得进给量对机床进给机构强度不影响。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.0830.1mm/r。根据机床说明书，故选择f=0.1mm/r。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。

47、决定钻头磨钝标准及寿命，根据切削手册P54，表2.12，钻头后刀面最大磨损量取为0.50.8mm，寿命T=20min.决定切削速度，根据切削手册P70，表2.31，查得切削速度的修正系数为：kTv=1，kMv=0.88，ktv=1，kxv=0.84，k1v=0.6，故根据公式得v=Cvd0zvTmapxvfyvkv=9.5×40.25200.125×320×0.10.55×0.88×0.84×0.6=14.54m/minn=1000vd0=1000×14.54×4=1157.1r/min根据机床说明书，可考虑选择n

48、c=960r/min，则实际切削速度为v=nd01000=960××41000=12.06m/min。 检验机床扭矩及功率由于此工序进给量和切削速度比钻20mm孔小，故选择的切削用量可用，即f=0.1mm/r，nc=960r/min，v=12.06m/min。 计算基本工时根据切削手册P68，表2.29，查得y+=2.5mm，则L=l+y+=32+2.5=34.5mm故tm=Lnf=34.5960×0.1=0.36min2.8 加工工序9以20mm孔为精基准，钻5mm孔，攻M6螺纹。1) 钻5mm孔 加工条件加工要求：钻孔至5mm，孔深l=6mm，表面粗糙度Rz为

49、3.2m机床：Z525钻床刀具：高速钢麻花钻，直径d0=5mm钻头几何尺寸：根据切削手册P44，表2-1，选择双锥修磨横刃，2=118°，21=70°，0=16°，=30° 计算切削用量决定进给量f根据切削手册P50，表2.7，由于ld=65=1.2，故修正系数K=1按加工要求决定进给量，根据切削手册P50，表2.7，当铸铁的硬度为>HBW200，d0=5mm时，f=0.180.22mm/r。按钻头强度决定进给量，根据切削手册P51，表2.8，当铸铁硬度为HBW180HBW220，d0=5mm时，通过差值法求得钻头强度允许的进给量f=0.56mm/

50、z按机床进给机构强度决定进给量，根据切削手册P52，表2.9，当铸铁硬度为>HBW210，d0=5mm时，同时又根据切削手册P79，表2.35，查得机床进给机构允许的轴向力为8330N，查得进给量对机床进给机构强度不影响。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.180.22mm/r。根据机床说明书，故选择f=0.22mm/r。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。决定钻头磨钝标准及寿命，根据切削手册P54，表2.12，钻头后刀面最大磨损量取为0.50.8mm，寿命T=20min.决定切削速度，根据切削

51、手册P70，表2.31，查得切削速度的修正系数为：kTv=1，kMv=0.88，ktv=1，kxv=0.84，k1v=1，故根据公式得v=Cvd0zvTmapxvfyvkv=9.5×50.25200.125×60×0.220.55×0.88×0.84=16.61m/minn=1000vd0=1000×16.61×5=1057r/min根据机床说明书，可考虑选择nc=960r/min，则实际切削速度为v=nd01000=960××51000=15.08m/min。 检验机床扭矩及功率由于此工序进给量和切削速

52、度比钻20mm孔小，故选择之切削用量可用，即f=0.22mm/r，nc=960r/min，v=15.08m/min。 计算基本工时根据切削手册P68，表2.29，查得y+=2.5mm，则L=l+y+=6+2.5=8.5mm故tm=Lnf=8.5960×0.22=0.04min2) 攻M6螺纹 加工条件刀具：丝锥M6，P=1mm 计算切削用量确定切削用量为：选取V=6m/min，则n=1000vd0=1000×6×6=318.3r/min，故根据机床说明书选取nc=272r/min，则实际切削速度为v=nd01000=272××61000=5.1

53、3m/min。f=1mm/r。 计算基本工时y+=6mm，则L=l+y+=6+5=11mm故tm=Lnf=11272×1=0.04min2.9 加工工序10铣断。 加工条件加工要求：将整个工件从中心铣断，表面粗糙度Rz为6.3m机床：XA6132万能升降台铣床刀具：高速钢细牙锯片铣刀根据金属切削手册（第三版），P6.17，表6-7和机械工艺P 100，表3.1-28，取刀具直径d0=160mm，宽度B=4mm，齿数z=50，选择刀具前角0=10°、后角0=16°。 计算切削用量铣削深度：因加工余量z=12mm，故选择铣削深度ap=6mm，分两次走刀完成所需长度。每

54、齿进给量：已知XA6132铣床功率为7.5KW，采用对称铣方式，故根据切削手册）P87，表3.3，因为加工材料为铸铁，进给量需增加30%40%，即fz=(0.030.025)×1.4=0.0420.035mm/z，故选用fz=0.035mm/z。切削速度：根据切削手册P89，表3.8，查得刀具寿命T=150min，根据切削手册P92，表3.11， 查得各修正系数为：kMv=kMn=kMvf=0.9ksv=ksn=ksvf=1故 vct=cvd0qvTmapxvfzyvaeuvzpvkv=10.5×160×0.21500.15×60.2×0.03

55、50.4×4×0.5×500.1×0.9×1=143.13m/min则nt=1000vctd0=1000×143.13×160=284.75r/min根据机床说明书，取nc=300r/min，故实际切削速度为：vc=dn1000=×160×3001000=150.8m/min则实际进给量为：vft=fzznc=0.035×50×300=525mm/min，vf=vftkvt=525×1×0.9=472.5mm/min则根据机床说明书，选取vfc=475mm/min故

56、fzc=vfcncz=475300×50=0.032mm/z 校验机床功率根据公式Fc=CFaPxFfzyFaeuFZd0qfnwfkFc=30×6×0.0320.65×40.83×501600.83×3000根据公式Pc=Fcvc1000=0.032×150.81000则PcM=5.63KW，Pcc<PcM，故所选切削用量可以采用，即ap=6mm，vfc=375mm/min，nc=300r/min，vc=94.25m/min，fzc=0.125mm/z。 计算基本工时根据切削手册P107，表3.26，查得y+=25mm 则L=l+y+=72+25=97mm，因为需要两次走刀完成加工，故tm=2Lvfc=2×97375=0.52min三、 专用夹具设计为了提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具，经过小组的讨论和老师的协商，决定设计第七道加工工序铣47°凸台平面的铣床夹具。本夹具将用于XA6132万能卧式升降台铣床。刀具为YG6硬质合金钢端铣刀，铣20mm孔侧面的47°凸台平面。3.1 问题的提出本夹具主要用来铣侧面的47°凸台平面，这个平面在表面粗糙度和尺寸