泵盖工艺规程及法兰面12-M12孔夹具设计说明书

摘要

本次毕业设计是对泵盖零件加工工艺和专用夹具的设计。对泵盖的工艺设计,

我先对工艺零件进行分析和生产类型的确定，然后确定毛坯、选择定位基准和加

工方法，再然后制订工艺路线、确定加工余量及毛坯尺寸和工序设计，最后确定

切削用量和基本时间。

在对该泵盖夹具设计时，分析对该零件的加工要求，应限制几个自由度，及

零件的表面特征而确定出定位方案与定位误差，而后分析夹紧力的方向及大小与

夹紧点的位置，在此基础上考虑夹紧的效率与夹紧的刚度和强度的需求进而确定

出专用夹具的夹紧方案。在确定夹具的基本方案后根据生产条件确定出夹具动力

装置的类型，最后对专用夹具进行装配图和主要零件图的绘制。

关键词：泵盖，工艺，夹具

ABSTRACT

Thisgraduationprojectisthedesignofprocessingtechnologyandspecialfixture

ofaxlesleeveparts.Theprocessdesignoftheshaftsleeve,Ifirstanalyzetheprocess

partsanddeterminetheproductiontype,andthendeterminetheblank,selecttheposit

ioningdatumandprocessingmethod,andthenformulatetheprocessroute,determine

theprocessingallowanceandblanksizeandprocessdesign,andfinallydeterminethe

amountofcuttingandbasictime.

Whendesigningthefixtureforthegearbox,analyzetheprocessingrequirements

forthepart,limitseveraldegreesoffreedomandthesurfacecharacteristicsofthepart

todeterminethepositioningschemeandpositioningerror,andthenanalyzethe

directionandsizeoftheclampingforceandthepositionoftheclampingpoint.Onthis

basis,considertherequirementsofclampingefficiency,clampingstiffnessandstrength,

andthendeterminetheclampingschemeofthespecialfixture.Afterdeterminingthe

basicschemeofthefixture,thetypeoffixturepowerdeviceisdeterminedaccordingto

theproductionconditions.Finally,theassemblydrawingandmainpartdrawingofthe

specialfixturearcdrawn.

Keyword:Gearbox,Processes,Fixture

目录

摘要..................................................................I

ABSTRACT..................................................................................................................................II

1绪论................................................................3

1.1课题目的及意义..................................................3

1.2国内外发展动态..................................................3

1.3主要研究内容和设计思路.........................................5

2零件分析............................................................7

2.1零件的功用分析.................................................7

2.2零件的工艺分析.................................................7

3机械加工工艺规程制定................................................9

3.1确定生产类型....................................................9

3.2确定毛坯制造形式...............................................9

3.3选择定位基准..................................................10

3.4选择加工方法..................................................10

3.5制定工艺路线..................................................11

3.6确定加工余量及毛坯尺寸........................................13

3.6.1确定加工余量..............................................13

3.6.2确定毛坯基本尺寸..........................................14

3.6.3确定毛坯尺寸公差..........................................15

3.6.4绘制毛坯简图..............................................15

3.7工序设计......................................................16

3.7.1选择加工设备与工艺装备....................................16

3.7.2确定工序尺寸..............................................18

3.8确定切削用量和基本时间........................................19

4专用机床夹具设计（翻转钻模板）....................................30

4.1接受设计任务、明确加工要求....................................30

4.2确定定位方案、选择定位元件...................................30

I

4.3确定夹紧方案、设计夹紧机构....................................31

4.4确定定位元件...................................................33

4.5确定导向方案和选择导向元件....................................33

4.6钻模板的设计...................................................34

4.7夹具精度分析...................................................35

4.8绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求........................36

5结论..............................................................38

参考文献...........................................................39

致谢...............................................................40

2

1绪论

1.1课题目的及意义

1、目的

本课题来源于实际生产，主要解决的问题是泵盖零件的机械加工工艺规程制定及专用

夹具设计。随着机械加工技术的发展和满足生产进度的需要，生产中工装、夹具、辅具的

应用越来越广。针对不同的产品、不同的尺寸及精度要求，合理地设计工装、夹具、辅具

来解决生产问题，是一个合格的工程帅的基本要求。

2、意义

机械制造工艺及夹具毕业设计是对自己所学专业课和自己今后所要从事的工作方向

进行的一次综合性训练，也是对自己四年所学的一次检测。

（1）学会正确的设计思路、设计构思，掌握工艺设计的一般程序和方法；

（2）学会使用技术资料，国家标准，进行设计计算，数据处理的能力；

（3）培养独立分析问题、解决问题、理论联系实际的能力：

（4）能熟练运用CAD等制图软件来设计零件和绘图；

（5）能够运用所学的工艺及夹具的基本理论知识，制定合理的工艺规程，解决工艺尺

寸、工件的加紧、定位等问题。

毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应训练，从中锻炼自己独立分析问题、

解决问题及团队合作精神的能力，为今后的技术工作打下一个良好的基础。为实现现代化

强国贡献自己的力量。

1.2国内外发展动态

泵盖件是数控车床加工中最常见的零件，也是工业生产中应用最广泛的零件，其作用

主要是限位、导正、止转及定位。数控车床加工的轴类零件一般由圆柱面、圆锥面、圆弧

面、台阶、端面、内孔、螺纹和沟槽构成，材料一般为ZG230-450铸钢。由于应用广泛,

一般采用批零生产，传统加工效率低，废品多，因此设计合理的数控加工工艺及编程可以

大大提高效率，同时提高精度。

国际现状：随着科技的发展和各国对制造业的不断重视，发达国家对于轴类的加工普

遍采用开放式通用机床实时动态全闭环模式以FANUC和SIIOERIK为代表的数控系统不断

优化，实现高效、高速、高效控制。加工过程中可以自动修正、调节、补偿各项参数。实

3

现CAD/CAM与数控车床的相互配合。在轴类零件的数控加工工艺以及编程中，通过计算机

CAPP分析大量信息并进行计算编制文件等，制定最优方案。大大提高轴类的精度要求，同

时不断改进优化。通过新材料，以新型刀具为创新研制大量高精尖泵盖件满足不同层次需

求。

国内现状：针对我国泵盖组合件的加工，近年来已取得显著进步。但多数中小企业以

人工加工为主，少数采取半自动化。生产效率低，零件精度低。尤其在高精度方面，因此

寿命较低。目前，我国对于泵盖件的加工也有许多好的方法比如间接控制尺寸泵盖加工工

艺、双层复合材料泵盖、薄壁件泵盖加工等不断提高泵盖质量，数字化无人值守加工技术

等技术也在蓬勃发展。目前，以华中为代表规模化数控系统，大规模集成电路已经大大提

高了泵盖件加工水平及精度。通过对先进技术推广以及与计算机的配合使用，数控车床加

工的泵盖件质量不断提高，但仍存在核心技术缺乏的现状。因此我们更应该提高对泵盖件

数控加工工艺的研究，以此不断提高自身。

图17车床夹具图1-2铳床夹具

4

1.3主要研究内容和设计思路

1、研究内容

如图1T所示是泵盖零件图,中批量生产，完成该零件的机械加工工艺设计及夹具

的设计。

I

ZG2J0450

图1-1泵盖零件

5

2、设计思路

6

2零件分析

2.1零件的功用分析

题目所给零件是泵盖零件。泵盖，涉及转向助力叶片泵泵盖，特别是汽车动力转向系

统里转向泵泵盖的设计和制造。现有国内外转向泵泵盖均为铸铁或钢件加工成型，重量轻

重，成本较高。本实用新型提供一种重量轻且成本低的泵盖，泵盖为曲面，曲面径向剖面

呈M型，泵盖曲面设计合理，重量轻，壁用均匀，采用铸造成型，加工工艺简单，且成本

低，可广泛用于各种车型转向泉。泉盖实物图如图2-1所示。

图2-1泵盖实物图

2.2零件的工艺分析

从零件图1-1上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有外圆柱面、内圆柱面、端面

和内孔等。其中，表面粗糙度要求最高的是向70『04〃必、冷磊。046〃〃〃内孔，公差等级达到

/T7级，表面粗糙度为2,该孔是泵盖零件主要的设计基准。从表面间的位置精度要求

来看，刎70；明加、姬4片，川〃两内孔有同轴度要求0.02mm。

其他表面尺寸及表面粗糙度如下：

1）左端面表面粗糙度要求Ral2.5；

2）台阶孔尺寸。194产,皿，表面粗糙度要求Ra6.4；

3）<M70内孔台阶面表面粗糙度要求Ral2.5；

4）右端面表面粗糙度要求Ra6.4,台阶面表面粗糙度要求Ral2.5；

5）底面表面粗糙度要求Ra6.4,台阶面表面粗糙度要求Ral2.5；

7

6）法兰面有螺纹孔需要加工；

对泵盖零件图进行工艺审核后可进行机械加工工艺规程制定。

8

3机械加工工艺规程制定

3.1确定生产类型

按设计任务书，泵盖零件为中批量生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应

呈现中批生产的工艺特点，毛坯的制造方法及加工余量，部分铸件用金属型；部分锻件用

模锻。毛坯精度中等、加工余量中等；机床设备及其布置形式，部分采用通用机床，部分

采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式。广泛采用专用夹具，

可调夹具。刀具和量具，按零件的产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用

刀具和量具。工件的装夹方法，部分采用划线找正，广泛采用通用或专用夹具装夹。要求

操作工人平均技术水平一般；生产率及成本一般。

3.2确定毛坯制造形式

由该零件的功用及轴与泵盖配合的使用场合可知，轴与泵盖为间隙配合，存在高频率

的相对滑动，要求该泵盖具有较高的耐磨性和较高的强度。所以选择既能满足使用要求，

价格乂相对低廉的ZG230-450铸钢，另外泵盖表面存在较大尺寸内孔，表面有螺纹孔，因

比可以确定毛坯的制造形式为铸造。由于该泵盖为成批量生产，查表37可知，选择砂型

铸造机器造型，铸钢件的公差等级为CT9级。

表3-1成批和大量生产铸件的尺寸公差等级

公差等级CT

铸件材料

方法

球墨可锻铜合锌合轻金属银基钻基

钢灰铸铁

铸铁铸铁金金合金合金合金

10-

砂型铸造手工造型11-1411-1411-1411-1410-139-1211-1411-14

13

砂型铸造机器造型和

8-128-128-128-128-108-107-98-128-12

壳形

金属型铸造8-108-108-108-107-97-9

压力铸造6-84-64-7

该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近。内孔

a70产〃〃八。547叫加〃、如由于直径比较大，应铸造出毛坯孔；方孔及例22mm

9

@6（加〃〃°42〃〃〃内孔直接不需要机加工，直接毛坯铸出；泵'本表面的螺纹孔铸造成实体，由

机加工完成加工。

3.3选择定位基准

定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。

正确与合理的选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种

类、提高生产率。

1.精基准的选择

泵盖零件为回转体零件，工件的设计基准是。170/%加内孔轴线，若是按照“基准重

合”原则应当选择例70产〃〃〃内孔轴线为精基准，另外根据泵盖零件图外圆姬4片轴

线与设计基准。170/3加内孔轴线有同轴度要求，所以外圆姬4廿°，皿轴线同样可以作为

精基准来使用，这时存在由于基准不重合而带来的误差，具体工序具体分析。在泉盖的后

续加工中，该组合精基准可以进行大部分的表面加工，体现了“基准统一”的原则。

2.粗基准的选择

根据泵盖零件图，加70:~?加内孔轴线为设计基准，根据“基准先行”原则，应优先

加工该内孔，另外泵盖的毛坯为回转体零件，故可以选择毛坯上的。140〃〃〃毛坯面为粗基

准，在车床的三爪卡盘上定位夹紧，待刎70：3〃阳内孔加工完成后，可以反过来选择其为

精基准.加T其他面.

3.4选择加工方法

1.端面的加工

端面的加工方法有很多，可以采用铳削、车削、刨削、磨削、拉削等。泵盖左右端面

之间尺寸为119〃〃〃，且存在若干台阶面，表面粗糙度&注2,相当于/77级，，可以考虑粗

铳和粗车，考虑到泵盖零件为回转体零件，采用车削加工端面采用三爪卡盘，相比于在铳

床上加工车床操作更简单、方便，所以决定采用车削方式来加工泵盖的左右端面以及其他

台阶面。

2.内孔及槽的加工

孔的加工方法有很多，包括钻、扩、校、馍、拉、磨及铳等。泵盖零件中的。170产.、

10

姬加94产〃内孔已经在毛坯中铸出其毛坯孔，可以采取在车床上镶孔的方式

进行加工，原因是泵盖零件为回转体零件，结构紧凑且质量不大，适合采用车削加工。

近70泮3〃/八姬4『由〃"〃、创94；°%〃〃内孔可以采用粗镣f精钱的方式加工出来。操作简

单、方便。对于小尺寸的螺纹孔采用麻花钻钻出螺纹底孔后，选择丝锥攻丝。

3.外圆柱面的加工

泵体表面存在4>125、<t>140外圆需要加工，选择在车床上车削加_1完成。

3.5制定工艺路线

制定工艺路线是工艺人员制订工艺规程时最重要的工作，也是体现工艺师工艺水平的

重要方面。其原则是，在合理保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度、表面质量的前

提下，尽可能提高生产率，降低生产成本，取得较好的经济效益。制订工艺路线应遵循以

下几点：

(1)工艺路线的制订是实践性很强的工作，在具体制订时，一定要充分考虑本企业的

实际加工条件与能力。

(2)工艺师应具备较丰富的实际生产经验，制订机械加工工艺规程过程也是不断积累

经验的过程。对于一个零件的加工，虽然可以安排不同的加工路线，但其中只有一条在一

定的生产条件下是最佳的，工艺师的任务就是要把这条最佳的线路找出来。

(3)制定机械加工工艺规程的发展方向是计算机辅助工艺编制，即CAPP。工艺路线

的制订可以利用成组技术、人工智能技术自动进行。

泵盖零件的生产类型是中批量生产，具工艺特点是尽量选用通用机床并配以专用夹具。

在安排泵盖零件工艺路线的过程中应主要考虑以下几个问题：

(1)泵盖表面加工中加力704〃〃〃内孔的精度最高，并且其轴线为零件设计基准，所有

工序安排的目的为保证该孔的加工精度。该孔的加工应该安排在前面，符合“基准先行”

原则。

(2)公品。046〃〃“外圆柱面的轴向相对于如70对4内孔轴线有同轴度要求，所以在

加工姬4136〃〃〃内孔时应以刎70；刈加〃内孔为定位基准，这样就可以避免由于“基准不重

合”而带来的加工误差。

(3)内孔由于精度较高，所以在作为精基准之前应留最后的精加工，原因

II

是在作为其他次要表面的定位基准时候有可能损坏其表面，所以对于该内孔留精加工在工

序的最后进行。

(4)按照“粗精分离”原则，将表面加工的粗加工和精加工安排在不同的工序中，而

不是安排在同一工序的不同工步当中。

在制订整体工艺路线时往往要提出两个或多个可行性方案，经过充分的比较、论证，

选择其中最佳的一种方案。同时对于选择加工方式及局部工艺路线时，也要拿出不同的方

案进行分析。泵盖底部4)67台阶面和e125外圆柱面可以采用方案一车削加工，也可以采

用方案二数控铳削加工。分析方案一在车床上加工底部外圆和台阶面，需要设计一套专用

的车床专用夹具，对于加工机床的自动化程度要求不高，对于操作人员的技术水平要求不

高，总体方案--加工成本较低。方案二需要采用数控机床加工，对于加工机床和操作人员

的要求都比较高，总体加工成本较高，另外泵体底面的外圆和台阶面要求不高，在车床上

加工可以满足要求。根据以上分析，采用方案一制定了以下工艺路线：

工序1：粗车刎707，出〃内孔、左端面、6170mm台阶、6194mm止口

定位基准：例40勿〃〃外圆及端面

工序2：粗车姬内孔、右端面、681台阶面、6140外圆

定位基准:例70对“〃〃〃内孔

工序3：精车例70丁吟加内孔

定位基准：。140/72/22外圆及端面

工序4：精车。“；046〃〃〃内孔

定位基准：。170产恤内孔

工序5：粗车底部端面、667台阶面、0125外圆

定位基准：回70；°g〃〃〃内孔

工序6：钻攻左端面12-M12螺纹孔

定位基准:例70胪4〃〃〃内孔

工序7：钻右端面4-小19内孔

定位基准：

工序8：钻底面4-619内孔

定位基准：例内孔

工序9：钻攻2-G3/8螺纹孔

定位基准：加70}%〃〃?内孔

3.6确定加工余量及毛坯尺寸

3.6.1确定加工余量

该泵盖材料为ZG230-450,屈服强度巴=23OM&,抗拉强度力,=450MPa,采用砂型

铸造机器造型，且为成批生产。查表3-1可知，铸钢件采用砂型铸造机器造型时;铸件尺

寸公差为CT8-CT12级，此处选为CT9级。按照表3-2选择加工余量为H级，根据机械加

工后铸件的最大轮廓尺寸，按照表3-3可查得各加工表面的加工余量，见表3-4。

表3-2成批和大量生产的铸件机械加工余量等级

要求的机械加_E余量等级

铸件材料

方法轻金

灰铸球墨可锻铜合锌合银基钻基

钢属

铁铸铁铸铁金金合金合金

合金

砂型铸造手工造型G-KF-IIF-HF-HF-HF-1IF-HG-KG-K

砂型铸造机器造型和壳型F-HE-GE-GE-GE-GE-GE-GF-HF-H

金属型D-FD-FD-FD-?D-FD-F

压力铸造B-DB-DB-D

熔模铸造EEE—E—EEE

表3-2成批和大量生产的铸件机械加工余量等级

最大尺寸要求的机械加工余量等级

大于至ABCDEFGHJK

-400.10.10.20.30.40.50.50.711.4

40630.10.20.30.30.40.50.711.42

13

631000.20.30.40.50.711.422.84

1001600.30.40.50.81.11.52.2346

1602500.30.50.711.422.845.58

2504000.40.70.91.31.42.53.55710

4006300.50.91.11.52.2346912

63010000.60.91.21.82.53.5571014

100016000.711.422.845.581116

160025000.81.11.62.23.24.5691418

250040000.91.31.82.53.557101420

4000630011.422.845.58II1622

6300100001.11.52.234.569121724

表3-3泵盖各加工表面加_£余星

加工表面单边余量双边余量备注

精度较高，基本尺寸选

加产内孔

7048

择170

精度较高，参照6170

姬4廿叫加内孔48

选取

一般精度，基本尺寸为

底面4

180

左端而3双侧加工，精度一般，

6

右端面3基本尺寸选择119

零件质量约为11.2kg,加・卜・加工余量，经过估算，毛坯质量约为13kg。

3.6.2确定毛坯基本尺寸

加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可，所得泵盖的毛坯

尺寸见表3-4o

表3-4泵盖毛坯尺寸

零件尺寸单边加工余量毛坯尺寸

14

“170『明加内孔4例62

W内孔4。46

底面4184

左端面3

125

右端面3

3.6.3确定毛坯尺寸公差

查表（铸件尺寸公差数值），查得各铸件加工尺寸公差见表3-5。

表3-5泵盖铸件加工尺寸公差

毛坯尺寸公差按“对称”标注结果

01623.2±1.6。162±1.6

0462.0±1.0446±1

1843.2±1.60184±1.6

1252.8±1.4125±1.4

3.6.4绘制毛坯简图

根据以上内容及砂型铸造的有关标准与规定，绘出毛环简图，如图3-1所示。

15

图3/泵盖毛坏简图

3.7工序设计

3.7.1选择加工设备与工艺装备

1.选择加工设备

选择加工设备即选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择/加工方

法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场的设备情况。若零件

的加工余量较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。

选择加工设备要考虑加工经济精度。所谓加工经济精度是指在正常条件下（采用符合

质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精

度。需要指出的是：每一种机床，都有相应的加工经济精度，也就是说任何机床在最经济

的情况下的加工精度和表面粗糙度都有一定的范围。若精心操作、细心调整、选择小的切

削用量，其加工精度也可以提高，但肯定是耗时费工。如车外圆时经“粗车一半精车一精

车”加工的经济精度与表面粗糙度为IT7〜IT8,Rai.25T3,也就是说，在正常的生产

条件下很容易满足此要求。若要一名高技术工人精心操作，也能车出IT6甚至是IT5级的

外圆来，但经济上太不划算了。总而言之，最终选择的机床，其经济精度应与零件表面的

设计要求相适应，初步选定各工序机床如下：

16

1）工序1、2、3、4、5车外圆、车端面、馍内孔

由于泵盖零件外轮廓尺寸不大，所以适合在车床上车削加工，选择C620-1卧式车床；

2）工序6、7、8、9钻孔

选择组合钻床和Z3O5O摇臂钻床，主要技术参数参见组合钻床和Z3O5O摇臂钻床说明

书；

2.选择夹具

对于成品生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高

效的前提下，也可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中由于好几道工序都是车削加

工，所以车削工序均采用了三爪卡盘通用夹具，其他工序采用专用机床夹具、需要专门设

计制造。

3.选择刀具

在泵盖的加工中，采用了车、镇、钻等多种加工方式，与之相对应，初选刀具情况如

下：

（1）车刀

在车床上加工的工序，一般都选择硬质合金刀具。加工钢质零件时可采用YT类硬质

和今年，粗加工时选择YT5牌号硬质合金，半精加工时选择YT15牌号硬质合金，精加工

时选择YT30牌号硬质合金，为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀。切槽刀宜选用

高速钢。选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角力=12。，后角4=6。，主偏角

3=90。，副偏角K；二10。，刃倾角4=0。，刀尖圆弧半精心=0.8〃〃〃。

（2）钻头

从零件要求和加工经济性考虑，采用锥柄麻花钻头完成加工工序。对于螺纹孔的加工

选择高速钢麻花钻先钻出螺纹底孔，在选择丝锥进行攻丝。

（4）镣刀

在车床上加工的工序，一般都选择硬质合金刀具。加工钢质零件时可采用YT类硬质

和今年，粗加工时选择YT5牌号硬质合金，半精加工时选择YT15牌号硬质合金，精加工

时选择YT30牌号硬质合金。可采用勺=45。，直径为20mm的圆形镂刀进行加工。

4.选择量具

17

选择量具的原则是根据被测量对象的要求，在满足测量精度的前提下，尽量选用操作

方便、测量效率高的量具。量具有通用量具（如游标卡尺、千分尺、比较仪、量块等）和

各种专用高效量具，其种类的选择主要应考虑被测尺寸的性质，如内径、外径、深度、角

度、几何形状等以及被测工件的特点，如工件的形状、大小、精度、生产类型等。

本零件属于成批生产，一般均采用通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器

具的不确定度选择。一•般根据被测对象的公差带宽度先查得相应的安全裕度A和计量器具

的不确定度允许值q（a=0.94）,然后在量具手册中选择一种不确定度等于或小于q的量

具。二是按照计量器具的测量方法极限误差选择。

下面以精车。60〃7内孔工序为例来说明量具的选择。工序精车例70y.内孔，尺寸

公差7=0.04〃〃〃（公差等级IT7级），现按计量器具的测量方法极限误差选择量具。

1）根据工件公差等级确定精度系数K。查表3-6可知，K=27.5%o

表3-6泵盖铸件加工尺寸公差

公差等级1T5IT6IT7IT8IT9IT10IT11-16

K(%)32.53027.525201510

2）求计量器具测量方法的极限误差4而。=KT=0.275x0.04=0.011"〃〃。

3）选择合适的量具。查表（常用测量工具和测量方法的极限误差）可选择刻度值为0.01

迪米的千分尺。

在人为需要及条件允许的情况下，可以设计专用量规，以量规的通端和止端测量零件

加工的极限偏差，这时可以显著地提高测量的效率。

3.7.2确定工序尺寸

确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需粗加工工序就能保证设计要求,

将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标准也按照设计规定。当加工表面精度要求较

高时，往往要经过数道工序才能达到要求。

下面以。170廿04〃〃〃内孔加工为例计算工序尺寸、余量及确定公差。

刎70『a〃〃〃孔的加工需要经过两道工序，并且定位基准与工序基准重合。由上述可知

其总加工余量（双边余量）为4mm,其公差等级为IT7级。参考卧式铳镇床的切削用量和

18

加工精度参数，杳表（卧式镇铳床镇削用量）和（卧式獴铳床加工精度）可知，精像时直

径上切削深度为4=0.6-1.2〃〃〃，表面粗糙度为&63-1.64〃，孔径公差等级H6-H8；半

精膛时（=1.5-3mm、Ra25-12.5Mn,孔径公差等级H8-H9,粗锋时%,=5-8〃"〃、Ra25pm,

孔径公差等级H10-H12。按照上述方法，确定。170俨2〃〃〃孔的工序加工余量、工序尺寸公

差及表面粗糙度，见表3-7。

表3-7。170r明加孔加工工序尺寸及公差

加工表面：

精镇粗镇毛坯

0170「，刖孔

工序双边余量/mm13

工序尺寸及公差/mm刎70产加。168列例62±1.6

表面粗糙度/um3.212.5

按照同样的计算方法，外圆立以；046〃〃〃的工序尺寸及公差如表3-8所示

表3-8孔加工工序尺寸及公差

加工表面：

精车粗车毛坯

054TM6〃〃〃外圆

工序双边余量/mm13

工序尺寸及公差/mm054『叫皿西2卅046±1

表面粗糙度/Um3.212.5

3.8确定切削用量和基本时间

切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量三项，确定方法是先确定背吃刀量、进给

量，而后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，在选择

切削用量时，考虑的侧重点也应有所区别。

粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可

能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具耐用度要求和余下的机床功率，

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确定合适的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要求，故一般选

用较小的进给量和背吃刀量，而尽可能选用较高的切削速度。

1.工序1（粗车刎70;侬〃切内孔、左端面、6170mm台阶、<t>194mm止口）切削用量

及基本时间的确定

工步1：粗车例内孔

（1）选择切削用量已知加工材料为ZG230-450铸钢，s=450MPa,铸件；机床为

C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。

所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。由于C620-1车床的中心高为200mm,故选刀

杆尺寸8x//=16〃〃〃x25〃〃〃，刀片厚度为5mmo选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀

面，前角为=12。，后角劭=6。，主偏角3=90。，副偏角”；=10。，刃倾角4=0。，刀尖

圆弧半精4=0.8〃〃〃。

i.确定背吃刀量与。粗车双边余量为6mm,显然与为单边余量，ap=^=3mmo

ii.确定进给量杳表，在粗车钢料、刀杆尺寸为16加〃x25/〃〃?、工件直

径为168mm,/=0.6〜0.9min/r,按C620-I车床的进给量，选择/=0.65〃〃〃/r。

确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。

查表确定C620-1车床进给机构允许的进给力4a、=5100N。

查表，当钢料％=670MPa>ap=3itun、f=0.65"?，〃〃、Kr=90°>V.=100〃?/min（预

计），进给力f）=760N。

F,的修正系数为攵-=10、=1.0、g=1.17,故实际进给力为

JrorfAirfKrrf

Ff=760x1x1x1.17=889.2N

F/V/ax，所选的进给量/=0.65〃〃〃/r可用。

iii.选择车刀磨钝标准及耐用度查表，选择车刀后到面最大磨损量为1mm,可转位车

刀耐用度T=30min。

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M确定切削速度匕。查表，当用YT15硬质合金加工巧,=600・700MPa钢料、%=3伽、

Vf<0.75mm/r,切肖U速度匕=125/min。

切削速度的修正系数为3,=1、绘=1、切,=1.15、6=0.81、kMv=kw=1.0

咤=125x0.81xl.15=116.4(w/niin)

100匕lOOOxJ16.4

==220.7(r/min)

nd乃xl68

按车床C620-1车床的转速,选择〃=185/7min=3.h/s,则实际切削速度

nml185x3.14x168

=97.6加min

100()1000

v.校验机床功率。查表，当6,=580-970M4、HBS=166-277、ap=3mm.

f=0.65〃〃〃/〃、vc=97.6/〃/nin时，P=\.2kwo

切削功率的修正系数为kKf,=117、原储=k“p=k0=1.0.kTP=1.13.ksp=OS、

%=0.65,故实际切削功率为Q=0.84kw

查表，当〃=185r/min时，机床主轴允许功率心=5.9Aw。P<PE,故所选切削用量可

在C620-1车床上进行。

最后确定的切削用量为：

ap=3mm>f=0.65〃〃〃/厂、n=\85r/min、vc=97.6m/min

（2）计算基本时间

按照下式计算基本时间

T=—/xZ+Z|+/2xz,其中

加力？

式中：/为切削加工长度，单位为mm；

4为刀具切入长度，单位为mm；

a2

1.=—+(2〜3)=--------+2.5=4.5"?〃7

tan/crtan45°

A为刀具切出长度，单位为mm,4=3-5〃"，?；

21

故基本时间为

T_/+/,+/84+3+4.5

2=0.76niin

,-fa-185x0.65

工步2：粗车由194mm止口

（1）选择切削用量

按照工步1选择切削参数，即/=0.65〃?“2〃、〃=185r/min、计算背吃刀量和切削参

如"士一」“，山心卡心〃衣/194x3.14x185r,.

数，其中a,,=1.5"〃〃，切削速度v=------=----------------------112.7m/min

Pc10001000

最后确定的切削用量为：

4P=1.5"〃〃、/=0.65，〃m/r、〃=18577min、匕.=112.7〃?/min

（2）计算基本时间

按照下式计算基本时间

T=­/x'+"xi,其中

力>

式中：/为切削加工长度，单位为mm；

4为刀具切入长度，单位为mm：

a2

—+(2〜3)=---------+2.5=4.5mm

tanKrtan45°

。为刀具切出长度，单位为mm,12=3-5^»；

故基木时间为

97+3+4.5

/+4+4=0.87min

185x0.65

工序2：粗车。54；°叫恤内孔、右端面、681台阶面、6140外圆

工步1：粗车内孔姬2

（1）选择切削用量已知加工材料为:230-450铸钢，CT/:=450MPa,铸件:机床为C620-

1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。

所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。由于C620-1车床的中心高为200mm,故选刀

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杆尺寸Hx〃=16,初〃x25，〃〃，刀片厚度为5mmo选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀

面，前角为=12。，后角4=6。，主偏角3=90。，副偏角K；=10。，刃倾角4=0。，刀尖

圆弧半精4=0.8〃〃〃o

i.确定背吃刀量与。粗车双边余量为6mm,显然与为单边余量，ap=^=3mmo

ii.确定进给量/。查表，在粗车钢料、刀杆尺寸为16W7X25机〃?、ap<3mm.工件直

径为52mm,/=0.5-0.7mm/r,按C620-1车床的进给量，选择/=0.5〃〃〃/厂。

确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。

查表确定C620-I车床进给机构允许的进给力^ax=5100/V。

查表，当钢料％=450MPa、ap=3nun>f=0.6mm/r>K,.=90°、Vc=100/?//min（预

计），进给力〃=760N。

匕J的修正系数/0r为f=10、A&trFf=1.0、K如Trf=1.17,故实际进给力为

=760x1x1x1.17=889.2N

Ff<Fn^,所选的进给量f=0.5〃?〃"，•可用。

iii.选择车刀磨钝标准及耐用度查表，选择车刀后到面最大磨损量为1mm,可转位车

刀耐用度T=30min。

M确定切削速度匕。查表，当用YT15硬质合金加工q=600-700MPa钢料、外,=3必z、

f<0.75〃〃〃/r时，切削速度V,=110/??/min。

切削速度的修正系数为痣=1、除=0.61、%=1.15、原,=0.81、七八=",=1.0

匕=110x0.61x0.81xl.15=62.5(〃?/min)

100匕1000x62.5__、

n=----=----------=38Q2.8(r/min)

7nl冗义52

按车床C620-1车床的转速，选择〃=305〃min=5.1r/s,则实际切削速度

〃成305x3.14x5