(完整版)操纵杆支架机械加工工艺说明书

do-20mm时，选择钻头后刀面磨损极限值为0.8mm，耐用度T=45min。1.切削用量1)确定背吃刀梁aP钻孔时，11-02=5.5mm，故可取=5mm。2)确定进给量f按照加工要求决定进给量。钻头直径do二11mm，工件材料为HT200SH1)确定背吃刀梁aP钻孔时，11-02=5.5mm，故可取=5mm。2)确定进给量f按照加工要求决定进给量。钻头直径do二11mm，工件材料为HT200SH时，根据表5-50，钻头进给范围0.52〜0.64mm/r.根据表5-51,选取f=0-62mm/r。因为孔的深度与孔的直径相差不多，故无需修正系数来修正。(3)确定切削速度v根据表5-52的计算公式CdZVv=V_0—TmaXVfyvPk(m/min)v式中，CV=9.4,Zv=0.25,Xv=0,yv=0.4,m=0.125,apX=5mm。因本例的加工的条件与该公式应用条件不完全相同，故对切削速度进行修正，由表5-53得：根据刀具耐磨度T=45min，得修正系数kkTv=1.0;工件材料ab=200MPa，得修正系数为kMv=1；刀具材料为高速钢，得修正系数ktv=1.0；钻头为标准刃磨形状,得修正系数。所以k=kkksvkkk=1.0x1.0x1.0x1.0x0.87x1.0=0.87vTvMvtvxvlvCdZVv=V_0—TmaXVfyvP9.4x110.4450.125x50x0.630.5x0.87m/min=16.71m/min1000vn=m/mm=兀d01000x16.71兀x11m/min=483.79m/min根据Z3025机床标准主轴转速，由表5-54选取n=315m/min,实际转速为:兀x11x315m/min=10.85m/min校验机床功率由表5-55,查的转矩T和切削功率Pm计算公式如下:T=CdzTfyTk(N•m)T0T

TvP=(kW)m30d0式中，CT=°.2°6,ZT=2.0,yT=0.8,kT二kxTkvBT'由表5-56得：与加工材料有关的修正系数灰铸铁无；与刃磨形状有关的修正系数kxT二1.0；与刀具磨钝有关的修正系数kVTB二0.87。因此总的修正系数为k=kk=1.0x0.87=0.87TxTVBT所以钻孔时的转矩为T二CdzTfyTk二0.206x112x0.632x0.87二8.59(N•m)T0T切削功率为Tv30d~0Tv30d~08.59x10.8830x11二0.28(kW)由表5-14知，Z3025机床主轴的最大转矩Tm二196.2N'm，主电机功率PE=2.2kW。由于T<Tm，Pm<PE，故选用的切削用量可以用。最后确定的切削用量为aP=5mmf=0.63mm/rv=10.88m/mint2.基本时间m由表5-57的钻孔的基本时间为l+1+1t'=—f1fn式中，'w—共建切削部分长度，单位为mm；1f1f—切入量，单位mm-—超入量，单位mm,'1=(2〜4)mm：已知已知lw=14mm,-mCOSK+3l2r-mCOSK+3l2r=cos+32确定进给量f按照加工要求决定进给量。钻头直径确定进给量f按照加工要求决定进给量。钻头直径do=19mm，工件材料为铸钢且&b=200叭时,根据表5-50，进给量f取值范围为0.70~0.86mm/r。由于钻孔后不用丝锥攻螺纹，以及钻孔深度小于直径，不用乘修正系数。根据Z3025机床标准进给量，查表5-51，选取f=0.8mm/r。确定切削速度v根据表5-52的计算公式确定切削速度l=3mm1所以，加工3个空所用基本时间为t'=3lt'=3l+1+1_wf1fn14+5.83+3x=30.63x315=0.35min（四）工序20（钻2x①19mm通孔）切削用量及基本时间的确定本工序为钻2个①19mm通孔，所用机床为Z3025摇臂钻床。根据表5-19知选取d=19mm，l=233，莫氏圆锥号为2号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据表5-48选择的麻花钻参数卩=30°,2*=118°"=50O,af=12°。由表5-49知，当do-20mm时，选择钻头后刀面磨损极限值为°8mm,耐用度T=45min。切削用量（1）确定背吃刀量ap（1）确定背吃刀量ap钻孔时，19-02mm=9.5mmCdzvv=v_0一Tmaxvfy

pk(m/min)v式中，Cv=9.4,Zv=0.25,Xv=0,yv=0.4,m=0.125。因本例的加工条件与该式中，公式应用条件不完全相同，故需对切削速度进行修正，由表5-53得：根据道具耐用度T=45min，得修正系数kTv=1.0；工件材料&b=200MPa，得修正系数为

kMv二1.0；道具材料为高速钢，得修正系数ktv二山；钻头为标准刃磨形状，得修正系数0.87。所以k=kkkk=1.0x1.0x1.0x0.87=0.87vTvMvtvxvx0.87m/min=x0.87m/min=13.33m/minv=450.125x9.50x0.80.41000v1000x13.33n==r/min=217.6r/min兀d兀x19.50根据Z3025机床标准主轴转速，由表5-54选取n=200r/min，实际转速为兀x兀x19x2001000m/min=11.9m/min校验机床功率由表5-55，查得转矩T和切削功率戶加计算公式如下:T=CdzTfyTk(N•m)T0TTvP=(kW)m30d0式中，C=0.206,z=2.0,y=0.8，k=kkk，由表5-56得：与加式中，TTT，TMTxTVBT，由表5-56得：与加工材料有关的修正系数kMT=1.0；与刃磨形状有关的修正系数kxT=1.°；与刀具磨钝有关的修正系数kVBT=0.87。因此，总的修正系数为k=1.0x1.0x0.87=0.87T所以钻孔时的转矩为T=0.206x192.0x0.80.8x0.87N•m=54.12N•m切削功率为P=mP=m54.12x11.930x19kW=1.13kW由表5-14知，Z3025机床主轴最大转矩Tm=196.2N•m，主电机功率PE=2.2kW。由于T<Tm'Pm<◎，做选择的切削用量可用。最后所确定的切削用量为

a=9.5mmp；f=0.8mm/r；v=11.9m/min(n=200r/min)基本时间tm由表5-57得钻孔的基本时间为1+1+1_wf1fn式中，工件切削部分长度，单位为式中，工件切削部分长度，单位为mm;切入量，单位为mm，切入量，单位为mm，d1=cosk+2f2r；l1超出量，单位为l1超出量，单位为mm，l=(2~4)mm已知1已知1,20118。=15mmf=亍cot2+3mm=9mm1=3mmf=0.8mm/r，1，，n=200r/min。所以，加工2个孔所用的基本时间为t=2t'=2X15+9+3min=0.3375minmm0.8x200（五）工序25（精镗©20mm孔）切削用量及基本时间的确定本工序为精镗©20mm孔，机床采用最常用的CA6140卧式车床，采用YG60硬质合金刀具，根据加工条件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具参数为主偏角kr=45。、前角角0=10。、刃倾角Xs=一5。、刀尖圆弧半径《=0.8mm镗刀加工。由表5-39知,选用杆部直径为8mm的圆形镗刀。由表5-40知，镗刀合理耐用度为T=60min。1.切削用量（1）确定背吃刀量ap由前述可知精镗时双边加工余量为1mm，精镗后孔直径为©2亦，故单边余量为0.5mm，即ap=0.5mm。

（2）确定进给量f对于精加工，根据表5-42，按照CA6140机床的进给量值，选取八°.°8mm/r。（3）确定切削速度v根据表5-43的计算公式确定切削速度CvCv=vTmaxvfyv

pk(m/min)v式中，C=式中，C=189.8,x=0.15,yvvv0.2,rn=0.2，因本例的加工条件与该公式应用条件不完全相同，故需根据表5-32对镗削速度进行修正：根据刀具耐用度T=60min,得修正系数为kT-1.0；根据工件材料ab二200MPa，得修正系数为VkM二1.0；根据毛坯表面状态得修正系数为ksv二0.8，刀具材料为YG60，得修正v189.8系数ktv二0.8;主偏角Kr=45°，经插值得修正系数kKv二1.0。所以189.8v=x1.0x1.0x0.8x0.8x1.0/min=94.2m/min600-2x0.50-15x0.10.2TOC\o"1-5"\h\z1000v1000x94.2..n==r/min=1499.2r/min兀d兀x20查表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=1120厂/min，则实际切削速度为n兀d1120x兀x20”•v==r/min=70.37r/min10001000（4）检验机床功率由表5-45，查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：axFaxFzfyFzvnFzkp(N)P二Fzv(kW)m60x103=kkkkTFzMFzgFzW，由表5-32=kkkkTFzMFzgFzW，由表5-32式中，FzFzFzFz得：与刀具耐用度有关的修正系数kTF=1.0，与工件材料有关的修正系数kMF=1.0vz镗孔相对于外圆纵车时的修正系数kgFz=1.0，与主偏角相关的修正系数kKrFz=1.0；与前角有关的修正系数I©=1.0。因此总的修正系数为

k=1.0x1.0x1.0x1.0x1.0=1.0Fv所以，切削力为F=900x0.51.0x0.080.75x70.370x1.0N=67.7Nz切削功率为P=67.7x70.37kW=0.08kWm60x103根据表5-46知：CA6140机床主电机功率P=7.5kW因P<Pm，因mE，故上述切削用量可用，最后所确定的切削用量为a=0.5mm;p=0.08mm/r；v=70.37m/min(n=1120r/min)2.基本时间tm由表5-47得镗孔的基本时间为1+1+1+1.t=123imfn式中，式中，1——切削加工长度,单位为mm；11――刀具切人长度,11――刀具切人长度,单位为mm,a/=—+(2〜3)1tankrl2――刀具切入长度,l2――刀具切入长度,单位为mm,l=(3~5)mm；2已知1=15mm1=+2.5mm=3mm1tan45°1=4mm2，13=f=0.08mm/r，n=1120r/min。所以，基本时间为15+3+4+00.08x1120min=0.25min3、夹具设计接受设计任务、明确加工要求本次专用机床夹具设计任务是设计用于操纵杆支架上的三个①11的钻孔，是专用的钻床夹具，具体设计应以前文的工艺规程和后文的书籍资料为依据，有关零件的功用、工作条件方面可参照零件图样和工艺规程指定部分。由零件和课程设计任务书中能得到的本工序加工要求如下：3个①11mm寸公差等级要求不高。3个①11mm面粗糙度要求为Ra12.53个①11mm为通孔。3个①11孑L,从工件底面高12mm,后两孔相距96mm,前后孔距68mm。零件毛坯材料为HT250产品生产纲领：10000件/年。确定定位方案、选择定位元件在鉆模的设计中,工件得定位方案和定位基准的选择一般应与该工件的机械加工工艺规程一致。若工艺规程中的定位方案与定位基准的选择确有问题时,可重新进行考虑和确定。前期方案分析过程中，是将36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圆弧定位工件的前后，A面紧贴钻模板使其按要求加工，设计出来的钻模板要保证3-①11的孔间距及孔径，还要照顾到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出来。有零件图样可知，工件上3个①11孔于工件的底面和各孔之间有距离要求，表明这3个①11孔的工序基准是工件底面和后垂直面，在定位基准面和定位方案选择上要尽可能以底面和后垂直面为定位基准以避免基准不重合带来的加工误差。由零件的实际加工情况可知，由于考虑到夹紧方面的因素，工件后垂直面很难用于夹紧。若单独以底面为定位基准只能限制三个自由度，故必须另选择定位基准以满足定位要求。经综合分析比较，最终决定选择用36槽及R12圆弧作为第二基准，由此可以得到以底面为第一基准限制三个自由度，以36槽及R12圆弧作为第二基准限制三个自由度。工件的定位是通过定位基准面与定位元件接触来实现的，故定位元件的选择应与定位方案和工件定位表面相适应。第一定位基准：工件底面第二定位基准：36槽及R12圆弧确定加紧方案、设计夹紧机构（1）根据工件的形状特点和定位方案，可采用以下两种加紧方案：一种为手动螺旋带V形块夹紧机构，另一种为手动偏心轮带V形块夹紧机构。由于零件批量大，为了节约时间和制造成本，现采用偏心轮夹紧的方案较为合适，螺旋夹紧虽有一定优点，但缺点是在拆装过程中用时较多。经过以上分析，最终确定未增力比大，自锁性好的偏心夹紧机构。为了使夹紧可根据零件毛坯实际情况做出调节，现在夹具上杆与工件接触的面上配V块，并通过偏心轮的转动，可调节夹紧力。（2）夹紧力：在本夹具定位与夹紧方案确定后，现分析夹紧力。本零件是精铸件，余量较小，切削力不大，要求夹紧力也不大，手动夹紧满足要求，手动夹紧系数K=1.5-―2.5，摩擦因数：u=0.16―-0.25.。扩孔时切削力有两个，一个是主切削力，它形成扭矩；另一个是轴向进给力。对于轴向进给力来说，由于手动偏心轮上杆中偏心轮的压紧，本身可以承受很强的纵向载荷，故没有必要校核扭矩。对于扭矩，由底座上一个与36槽配合的支杆，支杆本身就与夹具底座连接与一起，类比其他结构可知扭矩无法使其发生松动和变形。确定导向方案和导向元件本次加工需要钻孔，因次采用钻套导向，，这样可以起到减少加工过程中的震动的作用，由于可换钻套磨损后，可以迅速更换，适用于大批量生产，故选用可换钻套。可换钻套的具体结构可参考机床夹具手册（[5]王光斗，王春福，机床夹具设计手册[M],上海科学技术出版社，2000。）镗套中导向孔的孔径以及其偏差应根据所选取的刀具尺寸来确定。由前文可知本工序采用的是d=11麻花钻，由课程设计指导书（［13］王栋，李大磊，机械制造工艺学课程设计指导书［M］,机械工业出版社，2010。中表5-67可知①11麻花钻的直径上偏差为0,下偏差为-0.033，由机床夹具手册（［5］王光斗，王春福，机床夹具设计手册［M］,上海科学技术出版社，2000。导向孔偏差应取F7,筒套中和衬套配合部分应取公差k6。钻套和工件之间应该有排屑间隙。由课程设计指导书（［13］王栋，李大磊，机械制造工艺学课程设计指导书［M］，机械工业出版社，2010。中表5-68，钻套与工件的间隙距离为h=（0.7~1.5）d=7.716.5mm，h值可适当减小。3.5夹具体设计本夹具主要用来钻工件上3-011的孔成，选用Z3040钻床及专用钻模，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，保证工艺要求孔距及孔径为下到序做基准。，保证工艺要求孔的尺寸精度、位置精度以及表面粗糙准。前期方案分析过程中，是将36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圆弧定位工件的前后，A面紧贴钻模板使其按要求加工，设计出来的钻模板要保证3-©11的位置及孔径，还要照顾到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出来。如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，夹具的实用性及劳动强度也要考虑在内。本零件是精铸件，余量较小，切削力不是太大，需要的压紧力也不大，所以没有必要使用气动或液压夹紧，手动压紧就可以满足需要。夹具上装有钻模板，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀与塞尺配合使用；同时，夹具体底面上的四个腰形槽可使整个夹具在机床工作台上安全加紧，以利于钻削加工