【《CA1340自动车床杠杆工装夹具设计》16000字】

第二章零件的工艺分析及生产类型的确定2.1零件的作用杠杆是一种简单机械，本文设计的零件是CA1340自动车床杠杆，其作用也是明显的，主要是制动，以及和灵活器配合使用，主要位于自动车床中。该零件为不对称零件，结构较复杂，需经多种加工，主要用于机床，该杠杆在日常的生产中需要承受冲击载荷。零件如下图1.1图2.SEQ图1.\*ARABIC1零件图2.2零件的工艺分析主要加工表面之间的位置要求如下:两个Φ8H7mm的孔，其表面粗糙度要求为Ra1.6；尺寸为26mm的两个平面和尺寸为30mm的两个平面，其表面粗糙度要求为Ra6.3；Φ20H7mm的孔，其表面粗糙度要求为Ra1.6；与Φ8H8mm的孔轴线垂直的端面，其表面粗糙度要求为Ra6.3。M10的螺纹孔的左端面，其表表面粗糙度要求为Ra3.2。两个与Φ35mm孔的两个平面，其表面粗糙度要求为Ra3.2；与Φ20H7mm的孔轴线之间成45°的油孔Φ3mm，并且锪沉头孔。一个Φ8H8mm的孔；一个R2*1.5深的圆弧油槽；一个M5的螺纹孔；一个M4的螺纹孔，其孔轴线与Φ8H7mm的孔轴线垂直。分析零件图可知，该零件没有复杂的曲面，其表面质量和加工精度的要求并不高，采用常规加工工艺，按照各加工方法的经济加工精度及机床就能达到图纸的要求，左，右端面及上下端面精度要求并不太高，可以先粗加工，然后以此作为基准采用夹具进行后续加工，就可以保证其加工精度。2.3零件的生产类型根据该零件图样以及相关的生产要求，大批量生产是CA1340自动车床杠杆的生产类型，我们为了达到加工精度和表面质量的要求，确定其加工过程要分为粗加工和精加工等步骤，工序需要适当集中，加工的设备尽量以通用设备为主，多采用专用机床夹具。2.4选择毛坯本设计在设计之时考虑到零件结构简单，以及零件承受交变载荷的频率不大及，通过这些考虑，所以选用铸件，批量生产，选用金属型铸造铸件毛坯，查阅《机械制造技术基础课程设计指导书》表2-1和表2-3确，公差等级为CT8级，尺寸公差为1.2mm。表2-4可查得加工余量为2.0mm。2.5确定毛坯尺寸毛坯的尺寸我们只需要将所加工的零件尺寸加上工具手册上的余量值就可以了。2.6本章小结本章通过对零件的作用开始进行介绍，接着进行对工艺分析，确定生产类型，选择好毛坯，接着确定出毛坯尺寸，最终目的是降低制造成本，方便加工制造，方便后续加工，提高加工质量，提升加工效率。第三章加工方法及工艺路线3.1基面的选择基准面的选择是十分重要的，基面的选择关系到加工是否便捷，基面选择的好可减低零件报废率，便于生产的正常进行，减少生产中一些不必要的麻烦。3.2粗基准的选择粗基准的一般选用原则是选择平面的光洁度较好，较大的加工平面，方便工件夹紧与定位。因此本设计的定位粗基准为零件的侧面。3.3精基准的选择在零件的实际加工中，本设计为了考虑零件的装夹的方便的程度以及去保证加工的精度，定位精基准的选择是本设计粗加工后的端面，一端的外圆柱表面是辅助的定位精基准。3.4零件表面加工方法的选择（1）根据Φ8H8mm、Ф8H7mm、M10孔的各个端面的我们需要对待加工表面进行粗铣，精铣的工序内容。（2）Ф20mm孔的端面我们需要对待加工表面进行粗铣，精铣的工序内容。（3）Φ8H7mm孔我们需要对待加工孔进行钻、粗铰、精铰的工序内容。（4）Φ8H8mm孔我们需要对待加工孔进行钻、粗铰、精铰的工序内容。（5）Φ20mm孔我们需要对待加工孔进行钻、粗铰、精铰的工序内容。（6）Φ3mm孔我们需要对待加工孔进行钻、粗铰、精铰的工序内容。（7）钻攻螺纹M4、钻攻螺纹M5和钻攻螺纹M10我们需要对待加工孔进行钻孔和攻螺纹的工序内容。（8）铣槽我们需要对待加工槽进行插槽的工序内容。3.5制定机械加工工艺路线1、工艺路线方案一工序10粗铣Φ20H7mm孔的端面。工序20粗铣M10螺纹孔的端面。工序30粗铣Φ8H7mm孔的四个端面。工序40粗铣Φ8H8mm孔端面。工序50精铣Φ20H7mm孔的端面。工序60精铣M10螺纹孔的端面。工序70精铣Φ8H7mm孔的端面。工序80精铣Φ8H8mm孔端面。工序90钻、粗铰、精铰Φ3mm油孔。工序100钻M4螺纹底孔，攻M4螺纹孔。工序110钻M5螺纹底孔，攻M5螺纹孔。工序120钻M10螺纹底孔，攻M10螺纹孔。工序130粗铣、精铣槽。工序140钻Φ8H7mm，Φ8H8mm孔工序150钻Φ20H7mm的孔。工序160插R2mm圆弧油槽。工序170钻、粗铰、精铰Φ8H7mm的孔。工序180钻、粗铰、精铰Φ8H8mm的孔。工序190钻、粗铰、精铰Φ20H7mm的孔工序200终检。2、工艺路线方案二工序10粗铣Φ20H7mm孔的端面。工序20粗铣M10螺纹孔的端面。工序30粗铣Φ8H7mm孔的端面。工序40粗铣Φ8H8mm孔端面。工序50钻、粗铰、精铰Φ3mm油孔。工序60钻M4螺纹底孔，攻M4螺纹孔。工序70钻M5螺纹底孔，攻M5螺纹孔。工序80钻、粗铰、精铰Φ20H7mm的孔。工序90钻、粗铰、精铰Φ8H7mm的孔。工序100钻、粗铰、精铰Φ8H8mm的孔。工序110插R2mm圆弧油槽。工序120粗铣、精铣槽。工序130精铣Φ20H7mm孔的端面。工序140精铣M10螺纹孔的端面。工序150精铣Φ8H7mm孔的端面。工序160精铣Φ8H8mm孔端面。工序170钻M10螺纹底孔，攻M10螺纹孔。工序180终检。3、工艺方案的比较与分析在加工一个零件时，零件的待加工工序我们应该对工序有一个合理的安排，这样不仅可以提高生产效率、降低一些不必要的成本，缩减开资，而且可以保证零件是加工质量，提升零件的收益值。因此工艺方案是十分有必要的，可以大大的方便加工，提升加工的效率。比较上面两个方案的特点在于：方案一与方案二在1-4四道工序相同，也都按照了先面后孔的原则，但后面的工序中，方案二是接着先加工孔，而方案一则是进行螺纹孔的步骤的加工，分析比较可知方案二更方便进行加工，加工的路线如下：工序10粗铣Φ20H7mm孔的端面。工序20粗铣M10螺纹孔的端面。工序30粗铣Φ8H7mm孔的端面。工序40粗铣Φ8H8mm孔端面。工序50钻、粗铰、精铰Φ3mm油孔。工序60钻M4螺纹底孔，攻M4螺纹孔。工序70钻M5螺纹底孔，攻M5螺纹孔。工序80钻、粗铰、精铰Φ20H7mm的孔。工序90钻、粗铰、精铰Φ8H7mm的孔。工序100钻、粗铰、精铰Φ8H8mm的孔。工序110插R2mm圆弧油槽。工序120粗铣、精铣槽。工序130精铣Φ20H7mm孔的端面。工序140精铣M10螺纹孔的端面。工序150精铣Φ8H7mm孔的端面。工序160精铣Φ8H8mm孔端面。工序170钻M10螺纹底孔，攻M10螺纹孔。工序180终检。3.6本章小结零件的加工是机械加工流程中必不可少的步骤，加工工艺影响着车间中加工产品的质量，想要零件的质量得到保证，重要的是控制好机械加工工艺，工艺路线的制定要向着提升加工效率的方向，好的工艺路线可以大大的提升加工效率，保证生产安全，也可以减轻车间工人的劳动强度。第四章加工设备及刀具、量具的选择零件是大批量生产，所以在选择加工设备时，我们选择的主要是通用机床，少量的选择专用机床，夹具主要是专用夹具为主，零件的拆装和工序之间的传递。4.1根据不同的工序选择不同的机床工序10考虑到是粗铣Φ20H7mm孔的端面，因此我们选择了XA5032立式铣床。工序20考虑到是粗铣M10螺纹孔的端面，因此我们选择了XA5032立式铣床。工序30考虑到是粗铣Φ8H7mm孔的端面，因此我们选择了XA5032立式铣床。工序40考虑到是粗铣Φ8H8mm孔的端面，因此我们选择了XA5032立式铣床。工序50考虑到是钻、粗铰、精铰Φ3mm油孔，因此我们选择了Z525立式钻床。工序60考虑到是钻M4螺纹底孔，攻M4螺纹孔，因此我们选择了Z525立式钻床。工序70考虑到是钻M5螺纹底孔，攻M5螺纹孔，因此我们选择了Z525立式钻床。工序80考虑到是钻、粗铰、精铰Φ20H7mm的孔，因此我们选择了Z525立式钻床。工序90考虑到是钻、粗铰、精铰Φ8H7mm的孔，因此我们选择了Z525立式钻床。工序100考虑到是钻、粗铰、精铰Φ8H8mm的孔，因此我们选择了Z525立式钻床。工序110考虑到是插R2mm圆弧油槽，因此我们选择了B50125插床。工序120考虑到是粗铣、精铣槽，因此我们选择了XA6132型万能铣床。工序130考虑到是精铣Φ20H7mm孔的端面，因此我们选择了XA5032立式铣床。工序140考虑到是精铣M10螺纹孔的端面，因此我们选择了XA5032立式铣床。工序150考虑到是精铣Φ8H7mm孔的端面，因此我们选择了XA5032立式铣床。工序160考虑到是精铣Φ8H8mm孔的端面，因此我们选择了XA5032立式铣床。工序170考虑到是钻M10螺纹底孔，攻M10螺纹孔，因此我们选择了Z525立式钻床。工序180终检。4.2刀具的选择在选择刀具时，我们主要根据原材料，加工条件，加工要求我们所需要的刀具应该具有较好的强度、韧性、高温耐热性，且化学稳定性和导热性也有要求，硬度和耐磨性都要求较高，通过查阅参考书，选择了硬质合金铣刀、高速钢麻花钻、丝锥、硬质合金铰刀、高速钢键槽插刀。各工序所需刀具如下表：表4.SEQ表4.2.\*ARABIC1刀具工序工序内容所选刀具10粗铣Φ20H7mm孔的端面YG6硬质合金端铣刀表4.1刀具(续上表)20粗铣M10螺纹孔的端面YG6硬质合金端铣刀30粗铣Φ8H7mm孔的端面YG6硬质合金端铣刀40粗铣Φ8H8mm孔的端面YG6硬质合金端铣刀50钻、粗铰、精铰Φ3mm油孔高速钢麻花钻、硬质合金铰刀、60钻M4螺纹底孔，攻M4螺纹孔高速钢麻花钻、丝锥70钻M5螺纹底孔，攻M5螺纹孔高速钢麻花钻、丝锥80钻、粗铰、精铰Φ20H7mm的孔高速钢麻花钻、硬质合金铰刀90钻、粗铰、精铰Φ8H7mm的孔高速钢麻花钻、硬质合金铰刀100钻、粗铰、精铰Φ8H8mm的孔高速钢麻花钻、硬质合金铰刀110插R2mm圆弧油槽高速钢键槽插刀120粗铣、精铣槽盘铣刀130精铣Φ20H7mm孔的端面YG6硬质合金端铣刀140精铣M10螺纹孔的端面YG6硬质合金端铣刀150精铣Φ8H7mm孔的端面YG6硬质合金端铣刀160精铣Φ8H8mm孔端面YG6硬质合金端铣刀170钻M10螺纹底孔，攻M10螺纹孔高速钢麻花钻、丝锥180终检4.3量具的选择在进行零件加工的过程中，我们必不可少的要对零件进行测量，测量的主要目的是已加工的工序是否达到要求。在选择量具的时候也要根据零件的重量、表面的加工情况以及零件的形状等进行考虑。本设计的零件为批量生产，再根据精度要求和相关的生产经验，查阅相关资料，我们采用通用夹具，具体的量具如下：1.游标卡尺2.塞规3.螺纹塞规4.百分表5.卡尺4.4本章小结根据所要加工的工序选择合适的加工设备可以大大的节约成本，提升加工效率，根据原材料，加工条件，加工要求选择合适的刀具，量具的选择主要考虑零件的重量、表面的加工情况以及零件的形状。第五章确定切削用量及基本时间我们所加工的CA1340自动车床杠杆的零件材料为HT200,大批生产,查阅资料，采用机器造型,金属模铸造。如下表所示：表5.SEQ表5.1.\*ARABIC1孔加工加工表面加工内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸（mm）表面粗糙度（um）Φ3mm孔钻2.8IT10Ф2.86.3粗铰0.14IT9Ф2.943.2精铰0.06IT8Ф31.6Ф8H7mm孔钻7.8.IT10Ф7.86.3粗铰0.14IT9Ф7.943.2精铰0.06IT8Ф81.6Ф8H8mm孔钻7.8IT10Ф7.86.3粗铰0.14IT9Ф7.943.2精铰0.06IT8Ф81.6Ф20H7mm孔钻19.8IT10Ф19.86.3粗铰0.14IT9Ф19.943.2精铰0.06IT8Ф201.6表5.SEQ表5.1.\*ARABIC2端面加工工序内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸（mm）表面粗糙度（um）粗铣Ф8H7mm孔的端面1.51230.56.3粗铣Ф8H8mm孔的端面1.51227.56.3粗铣Ф20H7mm孔的端面1.51266.56.3粗铣M10螺纹孔的端面1.51228.56.3精铣Ф8H7mm孔的端面0.58303.2表5.2（续上表）精铣Ф8H8mm孔的端面0.58273.2精铣Ф20H7mm孔的端面0.58663.2精铣M10螺纹孔的端面0.58283.25.1工序的切削用量与时间定额5.1.1工序10的切削用量与时间定额1.加工条件加工的零件的材料为HT200,其σb=170~240MPa，零件为铸件；零件的尺寸如下：宽度aemax=35mm,本道工序为粗铣Ф20H7mm孔的端面，根据加工条件和技术要求我们选择了XA5032立式铣床，,效率为0.75，功率为7.5kW；端铣刀，宽度为ae≤60mm，深度为ap≤4,齿数z=10，查阅资料《切削用量简明手册》表3.1,2.选择切削用量

(1)确定切削深度a由于本道工序的加工余量较小，因此本设计选择ap=1.5mm,通过一次走刀(2)确定每齿进给量不对称端铣，查阅资料表3.5,功率为7.5kW时，fz=0.14~0.24mm/z,取fz=0.18mm/z查阅资料表3.7,最大磨损量为1.5mm;铣刀直径d=80mm,我们可以再根据表3.8,选刀具使用寿命T=180min。(4)计算切削速度查阅资料表3.16,当d=80mm，Z=10，ap≤1.5，fz≤0.18mm/z时，经插值后取vt=80m/min，nt=330r/min，vftn（5.1）根据表3.30,选择机床的主轴转速n=300r/min,vf=150mm/min,实际加工中的铣削速度v（5.2）f（5.3）（5）校验机床功率查阅资料表3.24，近似为Pe=1.0kW,根据机床使用说明书，主轴允许功率ap=1.5,n=300/min,vf=150mm/s3.计算基本工时tm=L/vf,L=l+y+∆，l=35mm，t（5.4）5.1.2工序20的切削用量与时间定额1.加工条件加工的零件的材料为HT200,其σb=170~240MPa，零件为铸件；零件的尺寸如下：

宽度本道工序为粗铣M10孔的端面，根据加工条件和技术要求我们选择了XA5032立式铣床，,效率为0.75，功率为7.5kW；端铣刀，宽度为ae≤60mm，深度为ap≤4,齿数z=10，查阅资料《切削用量简明手册》表3.1,2.选择切削用量

(1)确定切削深度a由于本道工序的加工余量较小，因此本设计选择ap=1.5mm,通过一次走刀就可以达到要求。

不对称端铣，查阅资料表3.5,功率为7.5kW时，fz=0.14~0.24mm/z,取fz=0.18mm/z查阅资料表3.7,最大磨损量为1.5mm;铣刀直径d=80mm,我们可以再根据表3.8,选刀具使用寿命T=180min。

(4)计算切削速度查阅资料表3.16,当d=80mm,Z=10,ap≤1.5,fz≤0.18mm/z时，经插值后取vt=65m/min,nt=310r/min，n（5.5）根据表3.30,选择机床的主轴转速n=235r/min,vf=118mm/min,实际加工中的铣削速度v（5.6）f（5.7）（5）校验机床功率查阅资料表3.24，近似为Pe=1.0kW,根据机床使用说明书，主轴允许功率ap=1.5,n=235/min,vf=118mm/s3.计算基本工时tm=L/vf,L=l+y+∆，l=20mm,t（5.8）5.1.3工序30的切削用量与时间定额1.加工条件加工的零件的材料为HT200,其σb=170~240MPa，零件为铸件；零件的尺寸如下：宽度本道工序为粗铣Ф8H7mm孔的端面，根据加工条件和技术要求我们选择了XA5032立式铣床，,效率为0.75，功率为7.5kW；端铣刀，宽度为ae≤60mm，深度为ap≤4,齿数z=10，查阅资料《切削用量简明手册》表3.1,2.选择切削用量

(1)确定切削深度a由于本道工序的加工余量较小，因此本设计选择ap=1.5mm,通过一次走刀就可以达到要求。

不对称端铣，查阅资料表3.5,功率为7.5kW时，fz=0.14~0.24mm/z,取fz=0.18mm/z查阅资料表3.7,最大磨损量为1.5mm;铣刀直径d=80mm,我们可以再根据表3.8,选刀具使用寿命T=180min。

(4)计算切削速度查阅资料表3.16,当d=80mm,Z=10,ap≤1.5,fz≤0.18mm/z时，经插值后取vt=70m/min,nt=300r/min，n（5.9）根据表3.30,选择机床的主轴转速n=235r/min,vf=150mm/min,实际加工中的铣削速度v（5.10）f（5.11）（5）校验机床功率查阅资料表3.24，近似为Pe=1.0kW,根据机床使用说明书，主轴允许功率ap=1.5,n=235/min,vf=150mm/s3.计算基本工时tm=L/vf,L=l+y+∆，l=30mm,t（5.12）5.1.4工序40的切削用量与时间定额1.加工条件加工的零件的材料为HT200,其σb=170~240MPa，零件为铸件；零件的尺寸如下：

宽度本道工序为粗铣Ф8H8mm孔的端面，根据加工条件和技术要求我们选择了XA5032立式铣床，,效率为0.75，功率为7.5kW；端铣刀，宽度为ae≤60mm，深度为ap≤4,齿数z=10，查阅资料《切削用量简明手册》表3.1,2.选择切削用量

(1)确定切削深度a由于本道工序的加工余量较小，因此本设计选择ap=1.5mm,通过一次走刀就可以达到要求。

不对称端铣，查阅资料表3.5,功率为7.5kW时，fz=0.14~0.24mm/z,取fz=0.18mm/z查阅资料表3.7,最大磨损量为1.5mm;铣刀直径d=80mm,我们可以再根据表3.8,选刀具使用寿命T=180min。

(4)计算切削速度查阅资料表3.16,当d=80mm,Z=10,ap≤1.5,fz≤0.18mm/z时，经插值后取vt=65m/min,nt=310r/min，n(5.13)根据表3.30,选择机床的主轴转速n=235r/min,vf=118mm/min,实际加工中的铣削速度v(5.14)f(5.15)（5）校验机床功率查阅资料表3.24，近似为Pe=1.0kW,根据机床使用说明书，主轴允许功率ap=1.5,n=235/min,vf3.计算基本工时tm=L/vf,L=l+y+∆，l=20mm,t(5.16)5.1.5工序50的切削用量与时间定额1.加工条件加工的零件的材料为HT200，其σb根据加工条件和技术要求我们选择了Z525立式钻床，主电动机的功率为2.8kW，效率为0.81；查阅资料表2.1和表2.2，刀具选择为高速钢麻花钻钻头，粗钻时d=2.8mm。2.选择切削用量（1）确定进给量。查阅资料表2.7加工σb≥200MPa的铸铁:f=0.11～0.13mm/r；本道工序的钻头强度：表2.8钻头工作时允许进给量为:f=0.35mm/r;表2.9允许轴向力为3430N时，因此选择进给量通过上述条件，再考虑到工艺要求，f=0.11～0.13mm/r.根据表2.35,本设计最终选择每转进给量f=0.27mm/r.通孔加工时要考虑在加工中钻穿时可能导致钻头折断，在即将钻穿时将自动进给改变为手动进给。查阅表2.19,经线性插值得，钻孔时的轴向力约为F=1480N,修正系数1.0，因此Ff=1480N。3430N>F（2）确定钻头磨钝标准及寿命。查阅表2.12.后刀面的最大的磨损限度为0.8mm,T=60min。（3）切削速度。查阅表2.30，该切削速度:vc(5.17)其中,Cv=11.1，d=2.8mm，zv=0.25，m=0.125，ap=10，xf=0.13,T=60min查得修正系数：kTv=0.78，klv=1，将上述数据代入公式得，v=15.2m/min则机床的主轴转速为:n=1000(5.18)再依据Z525立式钻床的使用说明书:本设计选择主轴转速n=272r/min,因此实际工作的切削速度为:v(5.19)（4）检验机床扭矩及功率。查阅表2.20，经线性插值，Mt=3.76N∙m,本设计的修正系数均为1.2，因此查阅表2.35，主轴转速1360m/min时，钻床所能传递的扭矩为Mm=20.6N∙m。且钻床查阅表2.23，钻头消耗功率大约为：0.6kW。由于Mc<Mm，Pcf=0.13mm/r，n=nc3.计算基本工时tm=L/nf，L=l+y+∆，查阅表2.29，钻孔时y+t(5.20)（1）粗铰至Φ2.94mm刀具：硬质合金铰刀Φ2.94mm机床：Z525立式钻床；查阅资料《切削用量简明手册》表2.25，ap=0.05~0.15mm，进给量f=0.2~0.4mm/r，v=6~10m/min。再依据加工工序的需要，选取切削的深度ap=0.14mm，工作时进给量f=0.3mm/rv=(5.21)在机动粗铰孔时的切削工时，y+∆=2mm，切削时间为：t(5.22)（1）精铰至Φ3mm刀具：硬质合金铰刀dw机床：Z525立式钻床；查阅资料《切削用量简明手册》表2.25，ap=0.05～0.15mm，f=0.2～0.4mm/r，v=6～10m/min。再依据加工工序的需要，选取切削的深度ap=0.06mm，工作时进给量f=v(5.23)在机动粗铰孔时的切削工时，y+∆=2mm，切削时间为：t(5.24)5.1.6工序60的切削用量与时间定额内容：钻M4底孔，攻螺纹。（1）钻螺纹底孔Φ2.8mm机床：Z525立式钻床刀具：高速钢麻花钻查阅表2.7，f=0.11～0.13mm/r；因为我们需要考虑到在攻螺纹前需要钻孔，需乘系数0.5，因此取进给量f=0.06mm/r，切削速度v=13m/min，主轴转速为：n(5.25)查阅表2.35，工作时取n=1360r/min。因此工作时实际切削速度为：v(5.26)查阅表2.29，参考钻孔情况y+∆=2mm，切削时间为：t(5.27)(2)攻螺纹M4工作时选用Z525立式钻床，丝锥M4为刀具,P=0.85mm。切削速度在8~10m/min上选择，切削速度v=8m/min，f=P=0.85mm/r，主轴转速ns=318.5r/min，再依据Z525立式钻床的使用说明书：nw=392r/min，工作时实际切削速度为vt(5.28)5.1.7工序70的切削用量与时间定额内容：钻M5底孔，攻螺纹。（1）钻螺纹底孔Φ3.8mm机床：Z525立式钻床刀具：高速钢麻花钻查阅表2.7，f=0.11～0.13mm/r；因为我们需要考虑到在攻螺纹前需要钻孔，需乘系数0.5，因此取进给量f=0.06mm/r，切削速度v=13m/min，主轴转速为：n(5.29)查阅表2.35，工作时取n=1360r/min。因此工作时实际切削速度为：v(5.30)查阅表2.29，参考钻孔情况y+∆=2.5mm，切削时间为：t(5.31)(2)攻螺纹M5工作时选用Z525立式钻床，丝锥M5为刀具,P=0.95mm。切削速度在8~10m/min上选择，切削速度v=8m/min，f=P=0.95mm/r，主轴转速ns=318.5r/min，再依据Z525立式钻床的使用说明书：nw=392r/min，工作时实际切削速度为vt(5.32)5.1.8工序80的切削用量与时间定额1.加工条件加工的零件的材料为HT200，其σb根据加工条件和技术要求我们选择了Z525立式钻床，主电动机的功率为2.8kW，效率为0.81；查阅资料表2.1和表2.2，刀具选择为高速钢麻花钻钻头，粗钻时d=19.8mm。2.选择切削用量（1）确定进给量。查阅资料表2.7加工σb≥200MPa的铸铁:f=0.43～0.53mm/r；本道工序的钻头强度：表2.8钻头工作时允许进给量为:f=1.45mm/r;表2.9允许轴向力为8330N时，因此选择进给量通过上述条件，再考虑到工艺要求，f=0.43～0.53mm/r.根据表2.35,本设计最终选择每转进给量f=0.48mm/r.通孔加工时要考虑在加工中钻穿时可能导致钻头折断，在即将钻穿时将自动进给改变为手动进给。查阅表2.19,经线性插值得，钻孔时的轴向力约为F=4860N,修正系数1.0，因此Ff=14860N。8330N>F（2）确定钻头磨钝标准及寿命。查阅表2.12.后刀面的最大的磨损限度为0.8mm,T=60min。（3）切削速度。查阅表2.30，该切削速度:vc(5.33)其中,Cv=11.1，d=19.8mm，zv=0.25，m=0.125，ap=10，xf=0.48,T=60min查得修正系数：kTv=0.78，klv=1，将上述数据代入公式得，v=14.68m/min则机床的主轴转速为:n=1000(5.34)再依据Z525立式钻床的使用说明书:本设计选择主轴转速n=272r/min,因此实际工作的切削速度为:v(5.35)（4）检验机床扭矩及功率。查阅表2.20，经线性插值，Mt=55.36N∙m,本设计的修正系数均为1.2，因此查阅表2.35，主轴转速272m/min时，钻床所能传递的扭矩为Mm=144.2N∙m。且钻床查阅表2.23，钻头消耗功率大约为：1.2kW。由于Mc<Mm，Pcf=0.48mm/r，n=nc3.计算基本工时tm=L/nf，L=l+y+∆，查阅表2.29，钻孔时y+t(5.36)（1）粗铰至Φ19.94mm刀具：硬质合金铰刀Φ19.94mm机床：Z525立式钻床；查阅资料《切削用量简明手册》表2.25，ap=0.05~0.15mm，进给量f=0.2~0.4mm/r，v=6~10m/min。再依据加工工序的需要，选取切削的深度ap=0.14mm，工作时进给量f=0.3mm/rv=(5.37)在机动粗铰孔时的切削工时，y+∆=10mm，切削时间为：t(5.38)（1）精铰至Φ20mm刀具：硬质合金铰刀dw机床：Z525立式钻床；查阅资料《切削用量简明手册》表2.25，ap=0.05～0.15mm，f=0.2～0.4mm/r，v=6～10m/min。再依据加工工序的需要，选取切削的深度ap=0.06mm，工作时进给量f=v(5.39)在机动粗铰孔时的切削工时，y+∆=10mm，切削时间为：t(5.40)5.1.9工序90的切削用量与时间定额1.加工条件加工的零件的材料为HT200，其σb根据加工条件和技术要求我们选择了Z525立式钻床，主电动机的功率为2.8kW，效率为0.81；查阅资料表2.1和表2.2，刀具选择为高速钢麻花钻钻头，粗钻时d=7.8mm。2.选择切削用量（1）确定进给量。查阅资料表2.7加工σb≥200MPa的铸铁:f=0.28～0.34mm/r；本道工序的钻头强度：表2.8钻头工作时允许进给量为:f=0.35mm/r;表2.9允许轴向力为3430N时，因此选择进给量通过上述条件，再考虑到工艺要求，f=0.28～0.34mm/r.根据表2.35,本设计最终选择每转进给量f=0.28mm/r.通孔加工时要考虑在加工中钻穿时可能导致钻头折断，在即将钻穿时将自动进给改变为手动进给。查阅表2.19,经线性插值得，钻孔时的轴向力约为F=2720N,修正系数1.0，因此Ff=2720N。3430N>F（2）确定钻头磨钝标准及寿命。查阅表2.12.后刀面的最大的磨损限度为0.8mm,T=60min。（3）切削速度。查阅表2.30，该切削速度:vc=C(5.41)其中,Cv=11.1，d=7.8mm，zv=0.25，m=0.125，ap=10，xf=0.28,T=60min查得修正系数：kTv=0.78，klv=1，将上述数据代入公式得，v=14.43m/min则机床的主轴转速为:n=1000(5.42)再依据Z525立式钻床的使用说明书:本设计选择主轴转速n=680r/min,因此实际工作的切削速度为:v(5.43)（4）检验机床扭矩及功率。查阅表2.20，经线性插值，Mt=11.34N∙m,本设计的修正系数均为1.2，因此查阅表2.35，主轴转速680m/min时，钻床所能传递的扭矩为Mm=144.2N∙m。且钻床主电动机的功率是2.8kW，机床的效率是0.81查阅表2.23，钻头消耗功率大约为：1.2kW。由于Mc<Mm，Pcf=0.28mm/r，n=nc3.计算基本工时tm=L/nf，L=l+y+∆，查阅表2.29，钻孔时y+∆t(5.44)（1）粗铰至Φ7.94mm刀具：硬质合金铰刀Φ7.94mm机床：Z525立式钻床；查阅资料《切削用量简明手册》表2.25，ap=0.05~0.15mm，进给量f=0.2~0.4mm/r，v=6~10m/min。再依据加工工序的需要，选取切削的深度ap=0.14mm，工作时进给量f=0.3mm/rv=(5.45)机动粗铰孔时的切削工时，y+∆=5mm，则本工序切削时间为：t(5.46)（1）精铰至Φ8mm刀具：硬质合金铰刀dw机床：Z525立式钻床；查阅资料《切削用量简明手册》表2.25，ap=0.05～0.15mm，进给量f=0.2～0.4mm/r，v=6～10m/min。再依据加工工序的需要，选取切削的深度ap=0.06mm，工作时进给量f=v=(5.47)机动粗铰孔时的切削工时，y+∆=5mm，切削时间为：t(5.48)5.1.10工序100的切削用量与时间定额1.加工条件加工的零件的材料为HT200，其σb根据加工条件和技术要求我们选择了Z525立式钻床，主电动机的功率为2.8kW，效率为0.81；查阅资料表2.1和表2.2，刀具选择为高速钢麻花钻钻头，粗钻时d=7.8mm。2.选择切削用量（1）确定进给量。查阅资料表2.7加工σb≥200MPa的铸铁:f=0.28～0.34mm/r；本道工序的钻头强度：表2.8钻头工作时允许进给量为:f=0.70mm/r;表2.9允许轴向力为3430N时，因此选择进给量通过上述条件，再考虑到工艺要求，f=0.28～0.34mm/r.根据表2.35,本设计最终选择每转进给量f=0.28mm/r.通孔加工时要考虑在加工中钻穿时可能导致钻头折断，在即将钻穿时将自动进给改变为手动进给。查阅表2.19,经线性插值得，钻孔时的轴向力约为F=2720N,修正系数1.0，因此Ff=2720N。3430N>F（2）确定钻头磨钝标准及寿命。查阅表2.12.后刀面的最大的磨损限度为0.8mm,T=60min。（3）切削速度。查阅表2.30，该切削速度:vc(5.49)其中,Cv=11.1，d=7.8mm，zv=0.25，m=0.125，ap=10，xf=0.28,T=60min查得修正系数kTv=0.78，klv=1，将上述数据代入公式得，v=14.43m/min则机床的主轴转速为:n=1000(5.50)再依据Z525立式钻床的使用说明书:本设计选择主轴转速n=680r/min,因此实际工作的切削速度为:v(5.51)（4）检验机床扭矩及功率。查阅表2.20，经线性插值，Mt=11.34N∙m,本设计的修正系数均为1.2，因此查阅表2.35，主轴转速680m/min时，钻床所能传递的扭矩为Mm=144.2N∙m。且钻床查阅表2.23，钻头消耗功率大约为：1.2kW。由于Mc<Mm，Pcf=0.28mm/r，n=nc3.计算基本工时tm=L/nf，L=l+y+∆，查阅表2.29，钻孔时y+t(5.52)（1）粗铰至Φ7.94mm刀具：硬质合金铰刀Φ7.94mm机床：Z525立式钻床；查阅资料《切削用量简明手册》表2.25，ap=0.05~0.15mm，进给量f=0.2~0.4mm/r，v=6~10m/min。再依据加工工序的需要，选取切削的深度ap=0.14mm，工作时进给量f=0.3mm/rv=(5.53)机动粗铰孔时的切削工时，y+∆=5mm，切削时间为：t(5.54)（1）精铰至Φ8mm刀具：硬质合金铰刀dw机床：Z525立式钻床；查阅资料《切削用量简明手册》表2.25，ap=0.05～0.15mm，f=0.2～0.4mm/r，v=6～10m/min。再依据加工工序的需要，选取切削的深度ap=0.06mm，工作时进给量f=v=(5.55)机动粗铰孔时的切削工时，y+∆=5mm，切削时间为：t(5.56)5.1.11工序110的切削用量与时间定额机床：B50125插床。刀具：高速钢键槽插刀,d=4mm。单边切削深度ap根据资料《简明机械加工工艺手册》表11.10，f=0.18~0.22mm/r,取f=0.22mm/r。根据资料《简明机械加工工艺手册》表11.12，取v=0.2m/s=12m/min,则ns=1000v/πd=1000×12/(πnwv=πd(5.57)本道工序在切削加工时，根据《机械加工工艺人员手册》得L1=2.4mm,L2=1.0mm,工时为：Tm=(L+L1+L2)/fn(5.58)5.1.12工序120的切削用量与时间定额内容：粗铣、精铣槽。机床：XA6132型万能铣床。粗铣槽刀具：盘铣刀，直径d=100mm，宽度为7mm，Z=10,粗齿。查阅资料《切削用量简明手册》表3.5，工作时进给量为:fz=0.14～0.24mm/r，本道工序加工时取:查阅资料《切削用量简明手册》表3.16，本道工序取v=77m/min，则：n(5.59)查表3.30，在加工时取主轴实际转速nv(5.60)当nw=300r/min时，每分钟进给量f(5.61)工作时实际进给速度fm=600mm/min，f(5.62)查阅表2.29，y+∆=23mm，l=26mm，则本工序切削时间为：t(5.63)精铣槽刀具：盘铣刀，直径d=100mm，宽度为8mm，Z=10,粗齿。查阅资料《切削用量简明手册》表3.5，工作时进给量为:fz=0.14～0.24mm/r，本道工序加工时取:f查阅资料《切削用量简明手册》表3.16，取v=98m/min，则：n(5.64)查表3.30，在加工时取主轴实际转速nwv(5.65)当nw=300r/min时，每分钟进给量f(5.66)工作时实际进给速度fm=600mm/minf(5.67)查阅表2.29，y+∆=23mm，l=26mm，则本工序切削时间为：t(5.68)5.1.13工序130的切削用量与时间定额选用端铣刀，铣刀直径d=80mm，齿数z=10。查阅表3.5,进给量f=0.4~0.6mm/r,取f=0.5mm/r。

查阅表3.16,确定铣削速度v=124m/min，则：n(5.69)查阅表3.30，取nw=600r/min，实际的切削速度v=(5.70)nw=600r/min时，工作台进给量：fm=f⋅n根据图可知，铣削平面的长度为l=35mm，根据表3.26，y+∆取值等于铣刀直径80mm，则本工序切削时间为：t(5.71)5.1.14工序140的切削用量与时间定额选用端铣刀，铣刀直径d=80mm，齿数z=10。查阅表3.5,进给量f=0.5~1.0mm/r,取f=0.75mm/r。

查阅表3.16,确定铣削速度v=124m/min，则：n(5.72)查阅表3.30，取nw=600r/min，实际的切削速度v=(5.73)当nw=600r/min时，工作台每分钟进给量：fm=f⋅nw=0.75×600=450mm/min，根据图可知，铣削平面的长度为l=20mm，根据表3.26，y+∆取值等于铣刀直径80mm，则本工序切削时间为：t(5.74)5.1.15工序150的切削用量与时间定额选用端铣刀，铣刀直径d=80mm，齿数z=10。查阅表3.5,精铣时每转进给量f=0.5~1.0mm/r,取f=0.75mm/r。

查阅表3.16,确定铣削速度v=124m/min，则：n(5.75)查阅表3.30，取nw=600r/min，实际的切削速度v=(5.76)当nw=600r/min时，工作台进给量：fm=f⋅nw=0.75×600=450mm/min，根据图可知，铣削平面的长度为l=30mm，根据表3.26y+∆取值等于铣刀直径80mm，则本工序切削时间为：t(5.77)5.1.16工序160的切削用量与时间定额选用端铣刀，铣刀直径d=80mm，齿数z=10。查阅表3.5,精铣时每转进给量f=0.5~1.0mm/r,取f=0.75mm/r。

查阅表3.16,确定铣削速度v=124m/min，则：n(5.78)查阅表3.30，取nw=600r/min，实际的切削速度v=(5.79)nw=600r/min时，工作台进给量：fm=f⋅nw=0.75×600=450mm/min，根据图可知，铣削平面的长度为l=20mm，根据表3.26，y+∆取值等于铣刀直径80mm，则本工序切削时间为：t(5.80)5.1.17工序170的切削用量与时间定额内容：钻M10底孔，攻螺纹。（1）钻螺纹底孔Φ8.8mm机床：Z525立式钻床刀具：高速钢麻花钻查阅表2.7，f=0.28～0.34mm/r；因为我们需要考虑到在攻螺纹前需要钻孔，需乘系数0.5，因此取进给量f=0.15mm/r，切削速度v=17m/min，主轴转速为：n(5.81)查阅表2.35，工作时取n=680r/min。因此工作时实际切削速度为：v(5.82)查阅表2.29，参考钻孔情况y+∆=4mm，切削时间为：t(5.83)(2)攻螺纹M4工作时选用Z525立式钻床，丝锥M10为刀具,P=1.25mm。切削速度在8~10m/min上选择，切削速度v=8m/min，f=P=1.25mm/r，主轴转速ns=318.5r/min，再依据Z525立式钻床的使用说明书：nw=392r/min，工作时实际切削速度为vt(5.84)5.2本章小结根据工艺路线进行加工，再根据工件材料、工件尺寸，加工要求中的加工余量进行切削时间的计算。第六章夹具设计6.1M10螺纹孔夹具设计实际生产中我们为了使劳动程度降低，使加工质量得到保证，以及进一步提高生产效率，我们会进行专用夹具的设计，本设计是对M10螺纹孔的加工进行专用夹具的设计，M10螺纹孔的加工我们所采用的机床为Z525立式钻床，在加工对加工零件先用麻花钻进行钻孔，然后用丝锥对已加工的孔进行攻螺纹。6.1.1定位基准的选择加工M10螺纹孔工序时，Φ20H7mm的孔和Φ8H7mm的孔已经加工完成，所以我们的基准可以选择Φ20H7mm的孔和Φ8H7mm的孔，定位基准选择为Φ20H7mm孔和Φ8H7mm孔以及Φ20H7mm的下端面。定位方案采用平面与定位销和基准轴组合，在Φ8H7mm的孔采用圆轴定位，在Φ20H7mm的孔采用削角销进行定位，通过专业课学习所掌握的知识，可知削角销限制1个自由度，螺栓限制2个自由度，面限制3个自由度。6.1.2定位误差的分析：我们在进行机械加工过程中，机床夹具造成的加工误差是不可忽视的，夹具的设计要满足要求，本设计的定位元件为削角销和螺栓，轴线为孔的定位基准，基准重合，但是零件配合时会存在间隙，相对位置会发生变化，即存在基准位移误差。本设计中削与孔的配合会发生定位误差为0.05mm，以及在右端方便钻孔的钻套与衬套的0.029mm，钻模与削的0.02mm。公式：e=（(6.1)∆e=0.06×32/34=0.05647综上此方案是可行的。6.1.3钻削力与夹紧力本套夹具中设计的工序主要钻孔和攻螺纹，主要是钻孔的钻削力和攻螺纹的切削力，钻削力远远大于切削力，所以本设计中以钻削力为准。根据之前的计算f=0.15mm/r，vc=19.21m/min，n=680r/min使用的是高速钢麻花钻，CF=(6.2)CT=(6.3)查表知M8螺栓的夹紧力为4650N。综上我们可知满足要求。6.2Φ8H7mm孔的夹具设计本套夹具设计是对Φ8H7mm孔的加工专门进行设计的，Φ8H7mm孔的加工所采用的机床为Z525立式钻床，在加工零件先用麻花钻进行钻孔，然后用铰刀对已加工的孔进行铰孔。6.2.1定位基准的选择加工Φ8H7mm孔工序时，Φ20H7mm孔的端面已经粗铣完成，圆柱表面也达到要求，所以本设计采用的装夹的方式为一个平面，以及与其相平行的外圆柱表面的组合。一个平面限制了3个自由度，固定V型块限制了2个自由度，调整V型块限制了1个自由度。可以保证孔的加工要求。6.2.2定位误差的分析我们在进行机械加工过程中，机床夹具造成的加工误差是不可忽视的，夹具的设计要满足要求，定位误差的公式如下：∆(6.4)∆(6.5)其中∆min为彼此最小间隙，经过分析可得：δD=0.056∆(6.6)综上此方案是可行的。6.2.3钻削力与夹紧力本套夹具中设计的工序主要钻孔和攻螺纹，主要是钻孔的钻削力和攻螺纹的切削力，钻削力远远大于切削力，所以本设计中以钻削力为准。根据之前的计算f=0.28mm/r，vc=16.70m/min，n=680r/min使用的是高速钢麻花钻，CF=(6.7)CT=(6.8)W=(6.9)综上我们可知满足要求。6.3本章小结本章的夹具设计主