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呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 1 页（共 57 页） 目录目录 目录目录 .1 第一章第一章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 .2 1、零件的作用.2 2、零件的工艺分析.2 3、工艺规程设计.4 （1）确定毛坯的制造形式.4 （2）基面的选择.4 （3）确定工艺路线.4 （4）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.6 （5）确定切削用量.8 第二章第二章 机床夹具设计机床夹具设计 .27 1、问题的提出.27 2、夹具设计.27 （1）定位基准的选择.27 （2）定位误差的分析.27 （3）切削力的计算.27 （4）定位元件的设计.28 （5）夹具体槽形与对刀装置设计.29 （6）夹紧装置及夹具体设计.31 （7）夹具设计及操作的简要说明.32 第三章第三章 数控编程数控编程设计设计 .33 1、数控机床的加工工艺及编程简介.33 （1）常用编程指令及编程方法.33 （2）数控车削工艺.35 （3）数控铣削加工工艺.36 2、数控编程.38 （1）选材：122mm102mm32mm 的 45 钢39 （2）工序及切削用量的选择见下表.39 （3）建立工件坐标系:如图所示（零件图所示）.41 （4）编写零件的加工程序.41 总总 结结 .49 参考文献参考文献 .50 致致 谢谢 .51 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 2 页（共 57 页） 摘 要 加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后， 对整个专业知识的一次综合运用。 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的 工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有 着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题 的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。 对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证 工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以 性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、 夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。 本设计是 CA6140 杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 CA6140 杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度 要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平 面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以 杠杆外圆面作为粗基准，以孔及其下表面作为精基准。先将底面加工4525 出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组 合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多 采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 3 页（共 57 页） 前言前言 加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后， 对整个专业知识的一次综合运用。 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的 工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有 着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题 的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。 对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证 工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以 性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、 夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。 1、发展状况 改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面的技术资源，有计划地进行 企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量和 水平以及经济效益有了很大的提高，为繁荣国内市场、扩大出口创汇、推动国 民经济的发展起了重要作用。 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具 与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和 趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化， 它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作 及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为 夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺 装备。 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求， 使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋 势，必然对机床夹具提出更高的要求。 目前，大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式 中，要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性，以缩短生产准备时间、降低生 产成本，所以，按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求，而气动、液压 夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 4 页（共 57 页） 造周期起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作 为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。 2、发展趋势 长时间以来，加工工艺及夹具设计都朝着标准化、自动化、高效率、高精 度、低劳动强度方面发展。 （1）加工工艺的发展趋势 加工工艺作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在 20 世 纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的加工工艺和加工 方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。它是制造业中重要工业部门，如汽 车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等 部门主要的加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要因素。因此，在制造 业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。 金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备，在数控加工技术的 带动下，进入了“数控刀具”的发展阶段，显示出“三高一专”(即高效率、高 精度、高可靠性和专用化)的特点。 显而易见，在 21 世纪初，尽管近净成形技 术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺，但切削加工作为制造技术主要基础 工艺的地位不会改变。从当前制造业发展的趋势中可以看到，制造业发展和人 类社会进步对切削加工提出的双重挑战，这也是 21 世纪初切削加工技术发展的 主要趋势。 （2）夹具的发展趋势 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、 智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通 用、经济方向发展。 （1）高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对 夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面 的垂直度达到 0.01mm/300mm，平行度高达 0.01mm/500mm。德国 demmeler（戴 美乐）公司制造的 4m 长、2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为 0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在 5m 以内；夹具重复安装的定位精 度高达5m；瑞士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25m。机床夹具 的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚 然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的 精度标准供选择。 （2）高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越 来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹 紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型 的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多 工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间， 瑞典 3R 夹具仅用 1 分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 5 页（共 57 页） Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机 床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间， 提高生产效率的作用。 （3）模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的 系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。 省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计 为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用 CAD 技术，可建立元件库、典 型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装 夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配 套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组 合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行 业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务 的通用化、远程信息化和经营电子商务化。 （4）通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹 具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性 功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经 济性好。德国 demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规 格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹 具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。 3、评述 综上，根据机械加工工艺及夹具设计的发展方向，现在的一般加工条件已不能 满足现在的技术要求。所以以后的多为数控技术、自动化技术、系统化。主要 体现其高效率、高精度、高可靠性、专业化程度深。这就要求从事这方面的高 科技人才，就我们现在所学的知识还远远不够。所以我们在以后的学习工作中 要多学习这些方面的知识，不断的充实自己，使自己的综合能力不断提高，从 而跟上科技发展的脚步 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 6 页（共 57 页） 第一章第一章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 1 1、零件的作用、零件的作用 题目给出的零件是 CA6140 的杠杆。它位于车床制动机构中，主要起制动 作用。杠杆一段与制动带连接，另一端通过钢球与齿条轴的凸起（或凹槽）相 接触，当离合器脱开始，齿条轴与杠杆下端接触，是起逆时针方向摆动，将制 动带拉紧，当左右离合器中任何一个接合时，杠杆都顺时针方向摆动，使制动 带放松，从而达到制动的目的。 2 2、零件的工艺分析、零件的工艺分析 立体图、零件图如下图所示： 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 7 页（共 57 页） B B-B 杠 杆 （CA6140车床） 制 图 校 核 比例 1 ：1 件数 1 2010.12 呼伦贝尔学院工程分院 08级机制专科班 指 导 重量材料 HT200 831009 王晓霞 A向旋转 刘 凯 0.85kg 技术要求 1.铸造圆角R35 2.表面应无夹渣,气孔等铸造缺陷 A 3.2 6.3 6.3 12.5 3.2 1.6 6.3 3.2 用?12. 7钢 球检查 余余 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 8 页（共 57 页） 零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、 脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下： （1）以 45 外圆面为基准的加工表面 这一组加工表面包括：25 的孔、杠杆下表面。主要采用一个大平面限制 面。三个自由度、一个窄 V 型块限制两个自由度及一个支承顶限制一个自由度， 使工件达到完全定位。这组加工表面的主要要求是： 1）25 孔内壁的表面粗糙度为 1.6m。 2）杠杆下表面的表面粗糙度为 3.2m。 （2）以 25 孔为中心的加工表面 这组加工表面包括：14 阶梯孔、M8 螺纹孔、12.7 锥孔及 锥 0.1 0 12.7 孔平台、2M6 螺纹孔及 2-M6 螺纹孔上端面。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和 12.7 锥孔平台。以杠杆下表面及 25 孔为定位基准，采用一个大平面限制 三个自由度、一个短圆柱销限制两个自由度以及一个支承顶限制一个自由度， 使工件达到完全定位。这组加工表面的主要要求是： 1）25 孔的轴线和杠杆上、下表面有垂直度要求。 2）14 阶梯孔、M8 螺纹孔的中心线与垂直方向成 10 夹角。 3）12.7 锥孔内壁的表面粗糙度为 6.3m 以及 12.7 锥孔平台的表面 粗糙度为 6.3m，12.7 锥孔的中心线与其平台有垂直度要求。 4）2-M6 螺纹孔的中心线与水平方向成 36 夹角及其倒角的表面粗糙度为 6.3m。 3 3、工艺规程设计、工艺规程设计 （1）确定毛坯的制造形式 零件的材料，考虑到灰铸铁生产工艺简单，铸造性能良好，但塑性HT200 较差、脆性高。由于年产量为 5000 件，达到中批量生产的水平，而且零件的轮 廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生 产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。 （2）基面的选择 1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加 强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行夹紧，利用一 个 V 形块支承45 圆的外轮廓作主要定位，以限制 2 个自由度，底板限制 3 个 自由度，再以压紧螺钉定位消除 1 个自由度，达到完全定位,就可加工 25 的 孔。 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 9 页（共 57 页） 2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用 25 的孔作为精基准。 （3）确定工艺路线 表 2.1 工艺路线方案一 工序 1钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm 0.023 0 25 工序 2粗、精铣 25 孔下表面 工序 3粗、精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4钻 12.7 的锥孔 工序 5钻 M8 螺纹底孔、攻 M8 螺纹、锪钻 14 阶梯孔 工序 6粗、精铣 2-M6 上端面 工序 7钻 2-M6 螺纹底孔、攻螺纹孔 2-M6 工序 8去毛刺 工序 9检查 表 2.2 工艺路线方案二 工序 1粗、精铣 25 孔下表面 工序 2钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm 0.023 0 25 工序 3钻 12.7 的锥孔 工序 4粗、精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 5钻 M8 螺纹底孔、攻 M8 螺纹、锪钻 14 阶梯孔 工序 6钻 2-M6 螺纹底孔、攻螺纹孔 2-M6 工序 7粗、精铣 2-M6 上端面 工序 8去毛刺 工序 9检查 工艺方案的比较与分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工 25 的孔，然后以此为基 准加工杠杆底面，而方案二则与此相反，先是加工杠杆底面，然后以此为基准 加工 25 的孔。由于 25 孔的中心线与杠杆的上、下表面有垂直度要求，通 过分析方案二更容易保证 25 孔的尺寸精度与位置精度。考虑到零件的结构工 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 10 页（共 57 页） 艺性，钻孔表面应与孔的轴线垂直，要符合先加工表面再钻孔的原则。所以方 案二的工序三与工序四调换，工序六与工序七调换。将两方案中的优点相结合， 最终的加工路线确定为： 表 2.3 最终工艺过程 工序 1 粗、精铣 25 孔下表面 以杠杆上表面及 45 外圆 为粗基准，保证杠杆下表面的粗糙度是 3.2m，选用 立式升降台铣床 X52K。 工序 2 钻、扩、铰孔使尺寸到达 mm 以杠杆下表面 0.023 0 25 为基准，45 外圆为辅助基准，保证 25 孔的轴线与 杠杆上、下表面垂直且 25 孔的内壁的表面粗糙度是 1.6m，选用立式钻床 Z535。采用专用夹具。 工序 3 粗、精铣宽度为 30mm 的下平台 以杠杆下表面及 25 孔为基准，保证 12.7 锥孔平台的表面粗糙度为 6.3m，仍然选用立式铣床 X52K，用组合夹具。 工序 4 钻 12.7 的锥孔 保证 12.7 锥孔的中心线与其平 台的垂直度要求且 12.7 锥孔内壁表面粗糙度 6.3m，采用立式钻床 Z535，采用专用夹具。 工序 5 钻 M8 螺纹底孔、攻 M8 螺纹、锪钻 14 阶梯孔 保证 其中心线与垂直方向成 10 夹角且 14 阶梯孔的表面 粗糙度为 3.2m，采用组合夹具。 工序 6 粗、精铣 2-M6 上端面 用回转分度仪加工，保证其与 水平成 36 角且表面粗糙度要求为 3.2m，用立式铣 床 X52K。 工序 7 钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹 保证 2-M6 螺纹孔的 中心线与其端面的垂直度要求。采用立式钻床 Z535， 采用专用夹具。 工序 8去毛刺 工序 9检查 （4）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 已知杠杆的材料是 HT200，毛坯的重量 0.85kg，生产类型为中批生产。毛 坯采用金属模铸造。 加工余量的大小对零件加工质量和生产效率均有较大的影响。加工余量过 大，不仅影响了机械加工量、降低了生产效率，而且浪费原料和能源，增加刀 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 11 页（共 57 页） 具等工具的损耗，使加工成本升高。加工余量过小则不能保证各工序的各种误 差和表面缺陷。 根据机械制造工艺设计简明手册表 2.2-5 知，杠杆选用的铸件尺寸公 差（CT）等级为 9,铸件加工余量（MA）等级为 F。查机械制造工艺设计简明 手册表 2.2-4 得，以一侧为基准进行单侧加工的加工余量为 3.0mm，进行双 侧加工时每侧加工余量为 2.5mm。 1）加工杠杆下表面。 根据机械制造工艺设计简明手册2.3-4 和表 2.3-21 综合考虑总的加工余量为 3mm，粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面 的粗糙度要求，精加工 1mm，就可以满足加工要求。 2）加工 25mm 孔。 由于内表面有粗糙度要求，查机械制造工艺学 第 241 页表 A-5，可确定加工工序为：钻孔扩孔铰孔。据机械制造 工艺设计简明手册表 2.3-8，可确定各工序加工余量及工序尺寸，查机械 制造工艺学表 A-2 可确定各工序加工精度和表面粗糙度（见表 1） 。 25mm 孔的内表面各工序加工余量及粗糙度的确定： 工序名称工序余量工序尺寸加工精度粗糙度 钻23mm23mIT 1212.5 扩1.8mm24.8mIT 106.3 铰0.2mm25mIT 83.2 3）铣削 12.7 锥孔平台。 用铣削的方法加工台阶。由于台阶的加工 表面有粗糙度要求 查机械制造工艺学表 A-6 可知粗铣 2mm,6.3 a Rm 精铣 1mm 的加工工序可以满足表面粗糙度的要求，据机械制造工艺设计手册 表 1-39，可确定各工序加工余量及工序尺寸。查机械制造工艺学表 A-3 可 确定加工精度及表面粗糙度（见表 2） 。 加工杠杆 30mm 下平台的各工序加工余量及粗糙度的确定 工序名称工序余量工序尺寸加工精度粗糙度 毛坯33mmCT 8 粗铣2mm31mmIT126.3 精铣1mm30mmIT83.2 4）钻 12.7mm 锥孔。 要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提 高生产率起见，任然采用 12mm 的钻头，切削深度是 2.5mm，为达到表面粗糙 a R 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 12 页（共 57 页） 度的要求，查机械制造工艺学表 A-5,选用钻扩的加工路线。6.3 a Rm 经济精度为 IT11，表面粗糙度 值为 12.5mm-6.3mm。加工余量及工序尺寸 （见表 3） 。 钻 12.7mm 锥孔各工序加工余量及工序尺寸的确定： 工序名称工序余量工序尺寸加工精度粗糙度 钻孔12mmIT 1212.5 扩孔7mm12.7mmIT 106.3 5）查机械制造工艺设计简明手册2.3-20 知，采用 6.8 的麻花钻， 一次钻削加工余量为 6.8mm，一次攻螺纹 1.2mm，就可达到要求。 6）锪钻 14 阶梯孔。 由于表面粗糙度要求为 3.2m，因此考虑加工 余量 3mm。可一次锪钻 3mm，就可达到要求。 7）加工 2-M6 上端面。 根据机械制造工艺设计简明手册2.3-4 和 表 2.3-21 综合考虑总的加工余量为 3mm，粗铣 2mm 到金属模铸造的质量和表面 的粗糙度要求，精铣 1mm，就可以满足加工要求。 8）加工 2-M6 螺纹孔。 查机械制造工艺设计简明手册2.3-20 可知， 其总的加工余量为 6mm，采用 5 的麻花钻，一次钻削加工余量为 5mm，一次攻 螺纹 1mm，就可以满足加工要求。 因此毛坯尺寸的确定见下图： 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 13 页（共 57 页） min36.75 1000 15016014 . 3 1000 0 m nd v c c zmm n v f c fc zc 15 . 0 14150 315 （5）确定切削用量 工序一.粗精铣 25mm 孔下平面 工件材料：，铸铁200HT 机床：X52K 立式铣床 a.粗铣杠杆下表面 1、选择刀具：硬质合金端铣刀（材料 YG6） ，据切削用量简明手册第 96 页 表 3.16 取，齿数为 14，粗齿铣刀，据切削用量简明手册第 84mmD100 页表 3.2 取 o r o s oo kar45,20,9,0 00 o r o r kk5,45 2、选择切削用量 1）决定切削深度为mm2 2）决定每齿进给量 z f 据机械制造工艺设计手册第 187 页表 416 其功率为，据切kw5 . 7 削用量简明手册第 88 页表 35，现取。zmmf24 . 0 14 . 0 2 zmmf18 . 0 2 3）选择铣刀磨钝标准及其寿命 据切削用量简明手册第 88 页表 3.7 及 3.8，铣刀刀齿后刀面最大磨 钝量为，取，刀具寿命。mm5 . 10 . 1mm2 . 1min180T 4）确定切削速度及每分钟进给量 c vf 据切削用量简明手册第 96 页表 3.16，当 mmaxmmd p 5 . 3,14,160 0 ，时。各修正系数zmmf18 . 0 min378min,172min,86mmvmnmv fttt 为：，故： 89 . 0 mvfmnmv kkk1 tvftntv kkk min54.7689 . 0 86mkvv vtc min08.15389 . 0 172rkvn nt min42.33689 . 0 378mmkvv vff 据机械制造工艺设计手册第 176 页附表 4161 及附表 4163 选 择因此实际切削速度和每齿进给量min316min,150mmvrn fcc 5）检查机床的功率 据切削用量简明手册105 页，当硬度为HBS200 。kwpmmvzmmfmmamma cfpe 3 . 2min,325,25 . 0 ,2 . 2,100 2 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 14 页（共 57 页） f m v l t 1 min58 . 0 318 21161 2 m t min46.95 1000 19016014 . 3 1000 0 m nd v c c zmm n v f c fc zc 15 . 0 14190 400 据机床允许的功率故，因此决定的切削速度可以用，即 cmc pp ，min36.95min,150,2mvrnmma ce zmmf15 . 0 2 min316mmvf 。min36.95mvc 3、计算基本工时 式中， 据切削用量简明手册第 106 页表 3.26 精铣时mmylL161 入切量及超切量 则：ymm21 b.精铣杠杆下表面 1、选择刀具：硬质合金端铣刀（材料 YG6） ，据切削用量简明手册第 96 页 表 3.16 取，齿数为 14，细齿铣刀，据切削用量简明手册第 84mmD100 页表 3.2 取。 o r o s oo kar45,20,9,0 00 o r o r kk5,45 2、选择切削用量 1）决定切削深度为mm1 2）决定每齿进给量 据机械制造工艺设计手册第 187 页表 416 z f 其功率为，据切削用量简明手册第 88 页表 35，kw5 . 7 现取。zmmf24. 014 . 0 2 zmmf14 . 0 2 3）选择铣刀磨钝标准及其寿命 据切削用量简明手册第 88 页表 3.7 及 3.8，铣刀刀齿后刀面最大磨 钝量为，取，刀具寿命。mm5 . 03 . 0mm3 . 0min180T 4）确定切削速度及每分钟进给量 c vf 据切削用量简明手册第 96 页表 3.16，当 mmaxmmd p 5 . 0,14,160 0 ，时。各修正系数zmmf18 . 0 min429min,145min,98mmvmnmv fttt 为：，故： 89 . 0 mvfmnmv kkk1 tvftntv kkk min22.8789 . 0 98mkvv vtc min55.17389 . 0 195rkvn nt min81.38189 . 0 429mmkvv vff 据机械制造工艺设计手册第 176 页附表 4161 及附表 4163 选 择因此实际切削速度和每齿进给量min400min,190mmvrn fcc 5）检查机床的功率。据切削用量简明手册105 页，当硬度为HBS200 。kwpmmvzmmfmmamma ctfpe 6 . 1min,400,25 . 0 ,1,100 2 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 15 页（共 57 页） f m v l t 2 min81. 0 400 1611161 2 m t 3 . 1 23 30 d l 据机床允许的功率故，因此决定的切削速度可以用，即 cmc pp ， min22.87min,190,1mvrnmma ce zmmf15 . 0 2 min400mmvf ， 。min22.87mvc 3、计算基本工时 式中，据切削用量简明手册第 106 页表 3.26 精铣时mmylL161 入切量及超切量则：161y 据机械制造工艺设计手册表 7.29 和表 7.30，可知两次铣削的辅助工 时： =。 fm tmin5 . 153 . 0 53 . 0 44 . 0 该工序的总工时为： = fm tmin89 . 2 5 . 181. 058 . 0 21 fmmm tttt 工序二.加工 25mm 孔到要求尺寸 工件材料为 HT200，铸铁，查工程材料及热加工第 138 页表 421 确定抗 拉强度为。Mpa b 160 工艺要求：工件的壁厚为孔的直径为 25mm，孔深为据工艺设mm30mml30 计简明手册第 64 页表 2.39，确定公差为 H8，表面粗糙度。6 . 1 a R 机床：Z535 立式钻床 a.钻 23mm 孔 1、选择钻头 选择高速钢磨出双锥修磨横刃钻头，其直径为，钻头几何形状mmd23 0 据切削用量简明手册第 44 页表 2.1 及表 2.2 查得：, o 30 o 1002 。mmlmmbammb ooo 5,5 . 2,5512,5 . 4,702 01 2、选择切削用量 1）确定进给量 f 1）按加工要求确定进给量 据切削用量简明手册表当加工要f7 . 2 求为精度，铸铁的强度，时 12HMpa b 160mmd3 . 2 0 rmmf96 . 0 78 . 0 。 由于 ，孔深系数为故。1 if krmmf96 . 0 78 . 0 2）钻头强度决定进给量 据切削用量简明手册第 51 页表 2.8 当钻头允mmdMpa b 23,160 0 许的进给量 。rmm2f 3）按机床的进给机构决定进给量 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 16 页（共 57 页） 据切削用量简明手册第 52 页表 2.9，当，d0时，Mpa b 210 mm25 机床进给机构允许的轴向力为（据机械制造工艺设计手册16860N14120N 第 176 页表 45，Z535 钻床允许的轴向力为 15696N ）时，进给量为 f= 。rmm8 . 1 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 0.780.96mmr,据机械制造工艺设计手册 ，第 177 页表 452，取 f=0.96 mmr。 4)决定钻头磨钝标准及寿命 由切削用量简明手册表 2.12，当 d0=23mm 时，钻头后刀面的最大磨钝 量取为 1mm，寿命为 T=75min。 5)决定的切削速度 v 及转速 n 据切削用量简明手册表 2.15，硬度 200HBS，f=0.57mmr,标准钻头， d0=23mm 时，vt=12mmin，查切削用量简明手册表 2.31,切削用量修正系 数.,故88 . 0 my k1 xy k 75 . 0 xy k 1 vv k v=120.8810.751=7.92 vtk vminm rmin 据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451，可以考虑选择 nc=140rmin,但因所选择转速较计算转速较高，会使刀具寿命下降，故可将进 给量降低一级，即取 f=0.72mmr,也可选择较低一级转速 nc=100rmin,仍用 0.96mmr,比较这俩种方案： a.第一方案： f=0.72mmr, nc=140rmin ncf=0.72140=100.8mmmin b.第二方案： f=0.96mmr, nc=100rmin ncf=0.96100=96mmmin 因为第一方案 ncf 的乘积较大，基本工时较少，故第一方案较好。 （4）检验机床扭矩及功率 据切削用量简明手册第 62 页表 2.21，当 d025mm,f0.8mmr 时， Mt=104.96N.m 扭矩的修正系数为 1。故 Mc=17.85N.m 据机械制造工艺设计 第 176 页表 45，Mm=392.4N.m 。据切削用量简明手册第 64 页表 2.23 当 b=170213Mpa，d0=23mm,f0.75mmr,vc13.2 时，pc=2.3kw。据机械制 造工艺手册第 176 页表 45，pe=4.50.81=3.65kw。 由于 McMm，pc pc 故选择的切削用量可用，即：f=0.72，n=140 rmin,v=10.1mmin。 3、计算基本工时 65.109 12 92 . 7 10001000 0 d v n nf L tm 1 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 17 页（共 57 页） 式中 l=L+y+,l=30mm, 由切削用量简明手册表 2.29 查出入切量及超切量 y+=12mm，故 查机械制造工艺设计手册的表 7.29 和表 7.30,可知钻孔的辅助工时： min99 . 1 08 . 0 92 . 0 28 . 0 71 . 0 1 m t b.扩 24.8 孔 1、选择扩孔钻头 选择硬质合金扩孔钻，其直径,扩孔钻几何形状据切削用量简明24.8 0 d 手册表 2.5，。 o r oo kk45,30,10 o a10 0 o r5 0 2、选择切削用量 1）确定进给量 据切削用量简明手册第 53 页表 2.10，当加工要求为精度，铸铁H10 的硬度为，时，据200HBS24.8mmd 0 0.84)mm-(0.700.7 1.2)-(1.0f 机械制造工艺设计手册第 176 页表 452，取 f=0.72mmr。 2）确定扩孔钻磨钝标准及寿命 由切削用量简明手册第 54 页表 2.21 当时，钻头后刀面最mmd 8 . 24 0 大磨损量取为，寿命。1.2mm40min.T 3）决定切削速度 v 及转速 n 据机械制造工艺手册第 109 页表 524 得： mmdrmmf25,8 . 0 0 ，查切削用量简明手册表 2.31，切削速度的修正系数为min 5 . 87mvt ，故1,15 . 1 vvmv kk8 . 0 sy k min 5 . 808 . 0115 . 1 5 . 87mkvv vt min 7 . 1033 8 . 2414 . 3 5 . 8010001000 0 r d v n 据机械制造工艺学第 176 页表 451 选择，但因选min1100rnc 择转速较计算转速高，会使刀具使用寿命下降，故可将进给量降低一级，转速 ，仍用，比较这俩种选择方案：min750rncrmmf72 . 0 a.第一方案;min627110057 . 0 min,1100,57 . 0 mmnrnrmmf cfc b.第二方案：min54075072 . 0 min,750,72 . 0 mmnrnf cf 因为第一方案的乘积较大，基本工时较少，故第一方案较好，实际切削速 度 3、计算基本工时 min66.85 1000 8 . 2414 . 3 1100 1000 m dn v min42 . 0 72 . 0 170 1230 1 m t 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 18 页（共 57 页） 9 . 29 . 1)21 (45cot 2 23 8 . 24 1 o l min86.48 2514 . 3 6 . 310001000 0 r d v n min34 . 5 1000 0 m dn v nf l tm 2 nf l tm 2 式中， 21 lllLmmL30 取取,42,5 . 2 21 mmlmmlmml5 . 3 2 所以 查切削用量简明手册第 275 页表 733 和表 734，可知扩孔的辅助 时间： min21 . 1 08 . 0 14 . 0 28 . 0 71 . 0 2 m t c.铰 25 孔 1、选择铰刀 选择高速钢铰刀，其直径，铰刀几何形状据切削用量简明手mmd25 0 册第 49 页表 2.67 确定，。,156,0 100 ooo aar o r k3 o 7 2、选择切削用量 1）确定进给量 f 据切削用量简明手册表 2.11 当硬度,时HBS170mmd25 0 按该表注 4，进给量取小值查机械制造工艺设计手册附表,6 . 23 . 1mmf 4-5-2 取。mmf6 . 1 2）决定铰刀磨钝及寿命 由切削用量简明手册表 2.12 当时铰刀后刀面最大磨钝量为mmd25 0 寿命 T=。mm7 . 0120min 3）决定切削速度 及转速vn 查机械制造工艺设计手册第 176 页表 4-5-1 取实际切削min68rn 速度 3、计算基本工时 据机械制造技术基础课程设计指导教程第 118 页表表 542 式中 ，由，以及表注 1 切入长度 增加 21 lllLmmL30mmap1 . 0 o r k3l ，所以，mm1mml9 . 219 . 1 1 mml15 2 故 查机械制造工艺设计手册275 页表 733 和 734，可知铰孔的辅助时 min06 . 0 57 . 0 1100 5 . 35 . 230 2 m t min44. 0 6 . 168 5 . 19 . 230 3 m t 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 19 页（共 57 页） 间：。 min24 . 1 08. 017 . 0 28 . 0 71 . 0 3 fm t 该工序的总工时为： min33. 524. 144 . 0 21. 106 . 0 99 . 1 42. 0 321321 fmfmfmmmm ffftttt 工序三.粗铣宽度为 30mm 的下平台 工件材料：，铸造200HT 加工要求：铣削两次，一次粗铣 2mm，一次精铣 1mm,就可达到表面粗糙度要求。 机床：X52K 立式铣床 a. 粗铣 12.7 锥孔平台 1、选择刀具 查机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-11 及表 5-13 采用高速钢 立铣刀，D=50，Z=4，此为粗齿铣刀。 2、选择切削用量 1）决定铣削深度 p a 因其单边粗铣的单边余量为 2mm，所以切削宽度为=2mm。 p a 2）决定每齿进给量 z f 据 X52K 型铣床的说明书（见切削用量简明手册表 3.30）其功率为 7.5kw，中等系统刚度，把机械制造技术基础课程设计指导教程表 5.11， 据机械制造技术基础课程设计指导教程表 4-16 选zmmfz3 . 016 . 0 。zmmfz25 . 0 3）选择铣刀磨钝标准及寿命 据切削用量简明收藏册表 3.7 及表 3.8，铣刀刀齿的后刀最大磨钝量 为 0.5mm，刀具寿命为 T=120min。 4）决定切削速度和每分钟进给量 c v f v 据机械制造技术基础课程设计教程表 5-13，故min47mv min 3 . 299 5014 . 3 4710001000 0 r d v n min7525.36.299mmonfvf 3、计算基本工时 据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-13， f m v lll t 21 1 式中,.,故30l mml261505 . 0 1 mml2 2 min77 . 0 75 22630 1 m t 查机械制造工艺设计手册第 272 页表 730 得，铣削辅助时间： 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 20 页（共 57 页） min23 . 0 1 fm t b.精铣 12.7 锥孔平台 1、选择刀具 查机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-11 及表 5-13 采用高速钢 立铣刀，D=50，Z=4。 2、选择切削用量 1）决定铣削深度 p a 因其单边粗铣的单边余量为 1mm，所以切削宽度为=1mm p a 2）决定每齿进给量 z f 据 X52K 型铣床的说明书（见切削用量简明手册表 3.30）其功率为 7.5kw，中等系统刚度。据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5.11， ，查机械制造技术基础课程设计指导教程教程表 4-16zmmfz3 . 016 . 0 选。zmmfz15. 0 3）选择铣刀磨钝标准及寿命 据切削用量简明收藏册表 3.7 及表 3.8，铣刀刀齿的后刀最大磨钝量 为 0.25mm，刀具寿命为 T=120min。 4）决定切削速度和每分钟进给量 c v f v 据机械制造技术基础课程设计教程表 5-13，故min49mv min312 5014 . 3 4910001000 0 r d v n min7515 . 0 312mmnfvf 据机械制造技术基础课程设计指导教程教程表 5-13， f m v lll t 21 2 式中,.,故30l mml261505 . 0 1 mml2 2 min18 . 1 49 22630 2 m t 查机械制造工艺设计手册表 7-30 得，铣削辅助时间：min23 . 0 2 fm t 该工序的总工时为：min41 . 2 2121 fmfmmm ttttt 工序四.钻 12.7 的锥孔 工件材料:HT200，铸造，硬度为 200HBS 工艺要求：孔的直径为 12.7mm，盲孔，表面粗糙度为。6.3 a Rm 机床： Z535 立式钻床 a.钻 12mm 孔 1、选择钻头 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 21 页（共 57 页） min/67.192 12 26 . 7 10001000 0 r d v n min35 . 7 1000 1214 . 3 195 1000 0 m dn v 选用 12mm 标准高速钢麻花钻。 2、选择切削用量 1）确定进给量 f 据机械制造工艺设计手册表 3-38，=0.52-0.64mmr，由于孔深度f 比 ld3,所以修正系数，故=0.52-0.64mmr。1 lf kf 2）钻头强度决定进给量 据切削用量简明手册表 2.8，查工程材料及热加工表 421 得， 当壁厚为 1020mm 时，b=195Mpa，再由 d0=12mm 时,钻头强度允许的进给量 。1.22mm/rf 3）按机床的进给机构强度决定进给量 据切削用量简明手册表 2.9，当 b=195Mpa，d0=12mm 时，机床进给机 构允许的轴向力为（据机械制造工艺设计手册表 416860N14120N 5，Z535 钻床允许的轴向力为 15696N ）时，进给量为。2.25mm/rf 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 0.520.64mmr,据机械制造工艺设计手册 ，表 452，取 f=0.57mmr。 4）决定钻头磨钝标准及寿命 由切削用量简明手册表 2.12，当 d0=12mm 时，钻头后刀面的最大磨钝量 取为 0.7mm，寿命为 T=60min。 5）决定的切削速度 V 及转速 n 据切削用量简明手册表 2.15，硬度 200HBS，=0.57mmr,标准钻头，f d0=12mm 时，vt=11mmin。 查切削用量简明手册表 2.31,切削用量修正系数，,88 . 0 my k1 xy k ,故 75. 0 xy k 1 lv k v=110.8810.751=7.26m/min vtk v 据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451，可以考虑选择 nc=195 rmin,但因所选择转速较计算转速较高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降 低一级，即取 f=0.43mmr,也可选择较低一级转速 nc=rmin,仍用 0.57mmr, 比较这两种方案： a.第一方案：，rmmf43 . 0 min195rnc 。min855.8319543 . 0 mmfnc b.第二方案：,rmmf57 . 0 min140rnc min 8 . 7914057 . 0 mmfnc 因为第一方案 ncf 的乘积较大，基本工时较少，故第一方案较好，实际切 削速度 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 22 页（共 57 页） 6）检验机床扭矩及功率 据切削用量简明手册表 2.21，当 d012.2mm,f0.51mmr 时， Mt=17.85Nm。扭矩的修正系数为 1。故 Mc=17.85Nm。据机械制造工艺设 计表 45，Mm=392.4Nm 。 据切削用量简明手册表 2.23，当 b=170-213Mpa，d013.2mm, 0.45mmr,vc13.2 时，pc=1.0kw，据机械制造工艺手册表 4-f 5，pE=4.50.87=3.65kw。 由于 McMm，pc pE ，故选择的切削用量可用，即：d0 =12.7mm，=0.43mm/z，n=195rmin,v=7.35mmin。f 3、计算基本工时 式中，L=l+y+，l=6mm,入切量及超切量由切削用量简明手册表 2.29 查出 y+=6mm，故 查机械制造工艺设计手册第 276 页表 7-33 和表 7-34，可知钻削的辅 助时间：min19 . 1 06. 014 . 0 28. 071 . 0 1 fm t b.扩 12.7 孔 1、选择扩孔钻头 选择 12.7mm 标准高速钢扩孔钻。 2、选择切削用量 1）确定进给量 f 据切削用量简明手册表 2.10，当加工要求为 H10 精度，铸铁的硬度为 200HBS，d0 =12.7mm 时，f=(0.9-1.1) 0.7=(0.63-0.77)mmr，据机械制 造工艺设计手册表 4-5-2，取 f=0.72mmr。 2）确定扩孔钻磨钝标准及寿命 由切削用量简明手册表 2.21 当时，钻头后刀面最大磨损mmd 7 . 12 0 量取为 0.7mm，寿命 T=30min。 3）决定切削速度 v 及转速 n 据机械制造工艺手册表 3-54 知，利用扩孔钻进行扩孔时，其进给量与 切削速度与同样尺寸的实心孔时进给量与切削速度之关系为： 现已知=0.6mmr（切削用量简明手册表 2.7） ， 钻 f =11mmin（切削用量简明手册表 2.15） 。 钻 v 令=2.3=2.30.6=1.38 mmr， （机械制造工艺设计手册附表 4-f 钻 f 5-2） 钻 ff)4 . 22 . 2( 钻 vv) 3 1 2 1 ( nf L tm 1 min15 . 0 43 . 0 195 66 1 m t 呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文 第 23 页（共 57 页） min17 . 0 6 . 0100 5 . 15 . 37 . 6 2 m t min7 . 219 . 1 19. 117 . 0 15. 0 2121 fmfmmm ttttt minm.444 . 0 钻 vv 据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451，取 n=100，所以minr 实际切削速度为 3、计算基本工时 据机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-4， 式中,l=6.7mm,据切削用量简明手册表 2.5，取 21 lllL 取mm,取mm,所以42,5 . 1 21 lmml5 . 3 2 l 据机械制造工艺设计手册表 7-33 和表 7-34，可知扩孔的辅助时间： tfm2=0.71+0.28+0.14+0.06=1.19。min 该工序的总时间为： 工序五.加工 M8 螺纹孔和锪钻 14 阶梯孔 工件材料：HT200,铸造 加工要求：钻 M8 螺纹底孔、
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