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1 机械制造工艺学机械制造工艺学 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 班班 级级 ： ： 学学 生：生： 指指导导老老师师 ： ： 学学 号：号： 大学机大学机电电学院学院 二零一二年三月二零一二年三月 2 目录目录 1 课程设计任务书3 2 课程设计要求4 3 零件的分析5 3.1 分析零件的作用及技术要求5 3.2 零件的工艺分析5 3.3 分析零件的材质、热处理及机械加工工艺性5 4 选择毛坯的制造方式、初步确定毛坯形状6 5 机械加工工艺规程设计7 5.1 选择定位基准.7 5.2 工件表面加工方法的选择.8 5.3 制定加工工艺路线.8 5.4 必要工序尺寸，加工余量及公差的计算.10 5.5 确定切削用量、时间定额15 6.专用夹具设计31 6. 1 设计要求31 6. 2 夹具设计的有关计算31 6. 3 夹具结构设计及操作简要说明33 7 设计小结34 8 主要参考文献35 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 3 1 1 课程设计任务书课程设计任务书 课程名称： 机械制造技术 题 目：批生产“套筒座”零件机加工工艺规程及其夹具设计 学 院： 机电学院 教研室： 机制 专 业： 机械制造及自动化 班 级： 学 号： 学生姓名： 起讫日期： 指导教师： 分管主任： 审核日期： 4 2 课程设计要求课程设计要求 1、总体要求、总体要求 1）能熟练地运用机械制造工艺学课程中的基本理论，以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决 一个零件在加工中的定位、夹紧及合理安排工艺路线等问题，以保证零件的加工质量。 2）能完成基本的结构设计。学生通过亲手设计夹具（或量具）的训练，获得根据被加工零件的加工要 求，设计出高效、省力，既经济合理，又能保证加工质量的夹具的结构设计能力。 3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称及出处，并能够做到熟练运用。 4）按时完成规定的设计工作量 2、零件图和毛坯图要求、零件图和毛坯图要求 1）在分析产品零件图纸的基础上，完成零件图的绘制。注意审查图纸上结构和技术要求。 2）根据产品零件图和给定的材料，设计产品毛坯制造结构及尺寸。 3、工艺规程设计、工艺规程设计 1）确定所有加工表面的加工方法（链） 。根据表面加工要求、零件结构，参照教材和工艺设计手册，形 成合理的工艺路线。注意生产纲领影响加工节拍、设备、加工工艺等诸方面的先进性。工艺方案必须与指导 教师审查，接收审查的方案中应该用工序简图表示加工方案。 2）完成给定格式的“机械加工工艺过程综合卡片”的填写。 4、专用机床夹具设计、专用机床夹具设计 1）在审定工艺方案后经指导教师同意并指定某一工序的专用机床夹具（或装备）的设计。 2）夹具方案的设计。夹具方案包括原理方案和结构方案。夹具原理方案指根据六点多为原理审定工艺 规程中确定的定位方案，并确定相应的定位元件，对于精加工工序要求计算定位误差判断方案的合理性；夹 具结构方案根据加工要求参照相关的夹具图册（图例）设计。夹具草图（非精确图）要求与指导教师讨论并 作方案审定。 3）夹具总装图绘制。按照总装图绘制要求完成。 5、课程设计说明书要求：参见给定的模板、课程设计说明书要求：参见给定的模板。 6、成绩评定、成绩评定 成绩评定采用申报+核定工作量+核定错误数。工作量：优，完成 1235678，良 125678（CAD 绘图） ，中， 12478，CAD 绘图，及格，12478，无 CAD 绘图要求。存在原则性错误成绩降档。 5 3 3 零件的分析零件的分析 3.1 分析零件的作用及技术要求 套筒座顾名思义就是支承套筒的作用，起定位、夹紧套筒的作用。技术要 求有套筒座的圆角为 R3-R5，倒角 1.5，套筒支承孔是重要表面，所以其45 精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基准，所以底面的粗糙度也有 很高的要求。底面的 6 个螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，还有套筒支承 孔自身有个圆柱度要求。具体的要求是：套筒支承孔对底面的平行度为 0.01； 套筒支承孔的圆柱度是 0.01；支承孔中心到底面尺寸为 800.02，支承孔尺寸 要求为 50H7 套筒支承孔内表面粗糙度 R 值为 1.6；底面的表面粗糙度要求 a 是 R 值为 1.6；底面 6 个螺栓孔上表面粗糙度要求是 R 值为 12.5；还有套筒 aa 支承孔两断面表面粗糙度是 R 值为 6.3；顶面螺纹孔上表面粗糙度要求是 R 值 aa 为 12.5。 3.2 零件的工艺分析 套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面、支承孔两端面。因为这是与 其他零件直接接触的表面，对加工及加工精度有很大的影响。套筒支承孔的内 表面必须要有足够的粗糙度才能保证零件的加工要求同时必须相对于底面又要 有很高的平行度，因为支承孔的轴线与底面的定位有很大的关系。同时底面要 有足够的粗糙度才能保证与支承孔轴线的平行度。支承孔两端面的表面粗糙度 没有前面的要求高，能达到 6.3 就可以了。 3.3 分析零件的材质、热处理及机械加工工艺性 本零件的主要作用是支承作用，根据零件的复杂程度，我们选择铸造制作 毛坯。选择 HT250，其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能 6 较优。需要进行人工时效处理，即将铸件重新加热到 530-620C，经长时间保 温（2-6h） ，利用塑性变形降低应力，然后在炉内缓慢冷却至 200C以下出炉 空冷。经时效退火后可消除 90%以上的内应力。该零件的机械加工工艺性我觉 得很好，因为其结构工艺性良好，需要精加工的内孔相对于不加工的内孔有台 阶，便于退刀。另外还有 2 个加强筋。重要加工面都有技术要求，符合使用性 能。 零件图如图所示：零件图如图所示： 4 4 选择毛坯的制造方式、初步确定毛坯形状选择毛坯的制造方式、初步确定毛坯形状 根据生产纲领的要求，本零件是中批、大批大量生产，还有零件的复杂 程度及加工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为铸造。 锻造难达到这样的形状要求，生产成本也较高。铸造可以大批量生产，成本较 低，能够造出这样零件形状复杂的铸件。根据机械制造工艺设计简明手册 （机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为 HT250 钢， 采用金属型铸造，精度可达到 3.210，因此毛坯的加工余量比较小。 毛坯图如图所示：毛坯图如图所示： 7 5 5 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.1 选择定位基准 该零件的重要加工表面是支承孔 50H7，其与底面 A 有平行度关系，所以 底面自然就成了精基准面，粗基准的选择应是未经加工的面，第一步工序是粗 铣底面 A，根据以重要加工表面为粗基准的选用原则我们选择毛坯支承孔和底 面台阶孔平面作为粗基准，考虑到第二基准面选择的方便性，同时底面的一对 螺栓孔成为工艺孔，并将其精度由原来的 10.5 提高到 10.5H7，该定位基 准组合在后续底面台阶孔及支承孔上径向孔的加工中都将作为精基准面，自然 应该在工艺开始阶段安排加工将来作为精基准的底面和底面工艺孔。支承孔为 重要加工表面，精度要求高，故采用左右支承孔互为基准，反复加工，可以保 证零件图技术要求所以粗基准就是毛坯支承孔和底面台阶孔平面，精基准就是 底面 A 和底面上的一对工艺孔以及支承孔本身（互为基准） 。 8 5.2 工件表面加工方法的选择 加工表面粗糙面度尺寸精度尺寸公差形位公差加工方法 支承孔Ra1.6IT7 025. 0 0 50 平行度 0.01 圆柱度 0.01 镗 底面 ARa 1.6IT702 . 0 80无铣 支承孔左右端 面 Ra 6.3无35无铣 底面两工艺孔Ra 1.6IT7 018 . 0 0 5 .10 无钻、扩、铰 4 个底座孔无无 5 . 10无钻、扩 底面台阶面Ra 12.5无15无铣 螺纹孔平面Ra12.5无3无铣 螺纹无无M6无攻丝 5.3 制定加工工艺路线 方案一：方案一： 工序 10： 铸造毛坯； 工序 20： 对要加工的 6 个底面孔及 2 个螺纹孔进行划线； 工序 30： 以毛坯支承孔和底面台阶孔平面定位，粗铣底面 A； 工序 40： 以左支承孔 D 及底面 A 定位，粗镗右支承孔 Emm； 25 . 0 0 49 工序 50： 以右支承孔 E 及底面 A 定位，粗镗左支承孔 Dmm； 25 . 0 0 49 工序 60： 以粗镗支承孔和底面台阶孔平面定位，半精铣底面 A； 9 工序 70： 以半精铣后的底面 A 定位，粗铣底面台阶孔平面； 工序 80： 以半精铣后的底面 A 定位，钻底面孔 9.8，扩其中四个底面孔至尺 寸 10.5，扩一对对角底面工艺孔至 10.4，铰一对工艺孔至尺寸 10.5H7； 工序 90： 以左支承孔 D 及底面定位，半精镗右支承孔 Emm； 10 . 0 0 7 . 49 工序 100： 以右支承孔 E 及底面定位，半精镗左支承孔 Dmm； 10 . 0 0 7 . 49 工序 110： 以右端面 C 和底面 A 定位，粗铣左端面 B 至尺寸； 工序 120： 以左端面 B 和底面 A 定位，粗铣右端面 C 至尺寸； 工序 130： 以支承孔和底面台阶孔平面定位，精铣底面 A 至尺寸mm；02 . 0 80 工序 140： 以精铣后的底面 A 及一对工艺孔定位，粗铣螺纹孔面； 工序 150： 以精铣的底面 A 和一对工艺孔定位，钻两螺纹孔至尺寸 5mm，攻 螺纹至尺寸 M6； 工序 160： 以左支承孔 D 及底面定位，精镗右支承孔 Emm； 025 . 0 0 50 工序 170： 以右支承孔 D 及底面定位，精镗左支承孔 Emm； 025 . 0 0 50 工序 180: 检验入库； 方案二：方案二： 工序 00： 铸造毛坯； 工序 10： 以毛坯支承孔和底面台阶孔平面定位，粗铣底面 A； 工序 20： 以粗铣后的底面 A 定位，粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面； 工序 30： 以粗铣后的底面 A 定位，钻底面孔 9.8，扩其中四个底面孔至尺寸 10.5，扩一对对角底面工艺孔至 10.4，铰一对工艺孔至尺寸 10.5H7； 工序 40： 以粗铣后底面 A 和一对工艺孔（一面两孔定位）粗镗支承孔 mm； 25 . 0 0 49 工序 50： 以右端面和底面 A 定位，粗铣左端面至尺寸； 工序 60： 以左端面和底面 A 定位，粗铣右端面至尺寸； 10 工序 70： 以支承孔和底面台阶孔平面定位；半精铣底面 A； 工序 80： 以半精铣的底面 A 和一对工艺孔定位，半精镗支承孔mm； 10 . 0 0 7 . 49 工序 90： 以支承孔和底面台阶孔平面定位，精铣底面 A 至尺寸mm；02 . 0 80 工序 100：以精铣的底面 A 和一对工艺孔定位，钻两螺纹孔至尺寸 5mm，攻螺 纹至尺寸 M6； 工序 110：以精铣的底面 A 和一对工艺孔定位，精镗支承孔至尺寸mm 025 . 0 0 50 并倒角； 工序 120：检验入库。 方案对比：方案对比： 方案一和方案二在实际加工中均可性，但经过与饶老师讨论，方案二中存 在以下几个问题：在重要加工表面即支承孔的加工中，转换了工艺基准（底面 A） ，存在基准不重合误差。可能会影响加工精度。而方案一在加工支承孔时， 采用了左右支承孔互为基准反复加工，可以保证技术要求。且方案二在钻底面 台阶孔及螺纹孔前没有进行划线找正工序，会给工人实际生产时造成诸多不便。 故综合比较，选择方案一为机械加工工艺路线更为合适。 5.4 必要工序尺寸，加工余量及公差的计算 套筒座的支承孔和底面 A 是重要的表面下面我们进行工序尺寸的计算。 5.4.1 支承孔的工序尺寸及公差计算 支承孔孔径 50H7，表面粗糙度为 1.6，加工方案为粗镗、半精镗、磨削， 下面求解各道工序尺寸及公差。 （1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下（见课程设计手册表 5-375-48） 毛坯总余量=4mm 11 精镗加工余量=0.3mm 半精镗加工余量=0.7mm 粗镗加工余量=3mm （2）计算各工序尺寸的基本尺寸 精镗后孔径应达到图样规定尺寸，因此磨削工序尺寸即图样上的尺寸= 3 D mm（设计尺寸） 。其他各道工序基本尺寸依次为 .025 . 0 0 50 半精镗=（50-0.3）mm=49.7mm 2 D 粗镗=(49.7-0.7)mm=49mm 1 D 毛坯=（49-3）mm=46mm 0 D （3）确定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械 制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基 础课程设计图 2-9 进行选择。 精镗前半精镗取 IT10 级，查表得=0.10mm(机械制造技术基础课程设计表 2 T 3-4) 粗镗取 IT12 级，查表得=0.25mm(机械制造技术基础课程设计表 3-4) 1 T 毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册 （GB/T 6414- 1999） ，取=0.7mm。 0 T （4）工序尺寸偏差按“入体原则”标注 精镗：mm 025 . 0 0 50 半精镗：mm 10. 0 0 7 . 49 粗镗：mm 25 . 0 0 49 毛坯孔：mm7 . 046 为了清楚起见，把上述计算结果汇于表 5-1 中。 12 表 5-1 孔的工序尺寸及公差的计算 mm 工序名称工序间双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差 精镗 0.3IT7 （H7） 025 . 0 0 50 半精镗 0.7IT10 10 . 0 0 7 . 49 粗镗 3IT12 25 . 0 0 49 毛坯孔 - mm7 . 0 7 . 046 5.4.2 底面 A 的工序尺寸及公差计算 底面 A 经过了粗铣、半精铣和精铣。 （1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下 毛坯总余量=4mm 精铣加工余量=0.5mm(见课程设计手册表 5-52) 半精铣加工余量=1.5mm(见课程设计手册表 5-51) 粗铣加工余量=2mm(见课程设计手册表 5-49) （2）计算各工序尺寸的基本尺寸。 精铣平面后应该达到规定的尺寸，因此精铣工序尺寸即是图样上的尺寸， 表面粗糙度 1.6，精铣能达到的等级取 H=mm。其他各工序基本02 . 0 80 尺寸依次为 半精铣 H=（80+0.5）mm=80.5mm 粗铣 H=（80.5+1.5）mm=82mm 毛坯 H=（82+2）mm=84mm （3）确定各工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械 制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基 础课程设计图 2-10 进行选择。 精铣前半精铣去 IT11 级，查表得 T =0.22mm（互换性与测量技术基础表 2 13 2-1） 粗铣取 IT12，查表得 T =0.35mm（互换性与测量技术基础表 2-1） 1 毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册 （GB/T 6414- 1999） ，取=0.8mm。 0 T (4)工序尺寸偏差的标注（按入体原则） 精铣：mm02 . 0 80 半精铣：mm 0 22 . 0 5 .80 粗铣：mm 0 35 . 0 82 毛坯： mm8 . 080 为了清楚起见，把上述计算结果汇于表 5-2 中。 表 5-2 底面的工序尺寸及公差的计算 mm 工序名称工序间余量工序达到的公差工序尺寸及公差 精铣 0.5IT8 02 . 0 80 半精铣 1.5IT11 0 22 . 0 5 . 80 粗铣 2IT12 0 35 . 0 82 毛坯 - mm8 . 0 8 . 080 5.4.3 一对工艺孔的工序尺寸及公差计算 工艺孔经过了钻孔、扩孔、铰孔三道工步 （1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下 由于铸造时无法铸出毛坯孔，故毛坯总余量=10.5mm 铰孔加工余量=0.1mm(见课程设计手册表 5-52) 扩孔加工余量=0.6mm(见课程设计手册表 5-51) 钻孔加工余量=9.8mm(见课程设计手册表 5-49) （2）计算各工序尺寸的基本尺寸。 因为是为了做精基准而加工出的工艺孔，故其精度要求为 10.5H7 14 其他各工序基本尺寸依次为扩孔 D=（10.5-0.1）mm=10.4mm 钻孔 D=（10.4-0.6）mm=9.8mm 毛坯为凸台面 D=0mm （3）确定各工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械 制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基 础课程设计图 2-10 进行选择。 铰孔前扩孔为 IT10 级，查表得 T =0.07mm（互换性与测量技术基础表 2- 2 1） 钻孔取 IT12，查表得 T =0.18mm（互换性与测量技术基础表 2-1） 1 毛坯因为是平面，无公差要求。 (4)工序尺寸偏差的标注（按入体原则） 铰孔：10.5H7mm 扩孔：mm 07 . 0 0 4 . 10 钻孔：mm 18. 0 0 8 . 9 为了清楚起见，把上述计算结果汇于表 5-2 中。 表 5-2 底面的工序尺寸及公差的计算 mm 工序名称工序间余量工序达到的公差工序尺寸及公差 铰孔 0.1IT710.5H7 扩孔 0.6IT10 07 . 0 0 4 .10 钻孔 9.8IT12 18 . 0 0 8 . 9 5.4.4 其他加工面的加工余量的确定 具体可以根据相应的表查出结果如下 粗铣底面工艺孔凸台平面（3.5mm）及螺纹上表面（3.5mm） 。 粗铣支承孔的两个端面及底面右端面（3mm） 15 根据以上数据可以画出零件的毛坯图，见上图。 5.5 确定切削用量、时间定额 5.5.1 选择机床及对应夹具、量具、刃具。 选择机床 （1）工序 30、60、70、110、120、130、140 是铣削加工，各工序的工步 数不多，成批生产不要求很高的生产率，根据工件尺寸选用 X5020A 立式铣床。 （机械制造技术基础课程设计表 5-5） （2）工序 80、150 是钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹。根据工件尺寸可以选用 Z5125A 型立式钻床。 （机械制造技术基础课程设计表 5-6） （3）工序 40、50、90、100、160、170 是粗镗、半精镗、精镗支承孔，根 据工件尺寸可以选用 T618 型卧式镗床。 （机械制造技术基础课程设计表 5-9） 选择夹具 由于生产纲领为 10 万/年，为大批大量生产，故均采用专用夹具； 选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精 度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。 （1）选择加工孔用量具。50H7mm 孔经粗镗、半精镗、精镗三次加工。粗 镗至mm，半精镗mm。 25 . 0 0 49 10. 0 0 7 . 49 粗镗孔mm，公差等级为 ITl2，选择测量范围 0mm-60mm 的内径 25 . 0 0 49 千分尺即可。 半精镗孔mm，公差等级为 IT10，选择测量范围 0mm-60mm 的 10. 0 0 7 . 49 内径千分尺即可。 16 精镗孔mm，由于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量， 025 . 0 0 50 故宜选用极限量规。根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规（GB/T 6322-1986)。 （2）选择加工工艺孔量具。10.5H7 工艺孔经钻孔、扩孔、铰孔三次加 工钻孔至 mm，扩孔至 mm。选择测量范围 0mm-20mm 的内径千 18. 0 0 8 . 9 07 . 0 0 4 .10 分尺即可。 （3）选择测量底面至支承孔轴线距离的量具。由于是测量底面至支承孔轴 线距离，故需要与支承孔相匹配的标准芯棒，其尺寸为 50h7，然后测量轴线 中心至底面距离选择测量范围 0mm-100mm 的游标卡尺即可。当然由于加工时每 个工件都需进行测量，也可以设计一个专用量具（通规止规）来测量，这样可 以大大减少劳动时间。 选择刃具 （1）铣削底面时，选用硬质合金端面铣刀，直径 D=60mm （2）铣削底凸台面和螺纹孔面时，选用硬质合金端面铣刀，直径 D=40mm （3）铣削端面时，选用硬质合金端面铣刀，直径 D=100mm （4）镗孔时选用机夹单刃高速钢镗刀直径 D=40mm （5）钻孔mm 时，选用直柄麻花钻，直径mm。8 . 98 . 9 （6）钻孔mm 时，选用直柄麻花钻，直径mm。55 （7）攻螺纹时用 M6 的螺纹刀。 （8）扩孔mm 时，用直径是mm 的高速钢锥柄扩孔钻。5 .10 5 . 10 （9）扩孔mm 时，用直径是mm 的高速钢锥柄扩孔钻。4 .10 4 . 10 （10）铰孔H7mm 时，选择mm，精度等级为 H7 级的直柄机用铰刀。5 .10 5 . 10 17 5.5 2 确定切削用量、时间定额 工序工序 3030 粗铣底面粗铣底面 A A （A A）确定切削用量）确定切削用量 a a确定背吃刀量确定背吃刀量 粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工 作行程完成，所以粗铣底面 A 的加工余量为 2mm，选择背吃刀量。mmap2 b b确定进给量确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择每齿进给量为 z f 0.3mm/z. c c选取切削速度选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择切削速度 min/ 6 . 34 mVc （2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册表 9.4-6，磨钝标准为 0.5mm，由表 9。4-7 查 得刀具的耐用度。180minT （3）确定机床主轴转速 n min/184 6014 . 3 6 .3410001000 r d v n （B B）确定时间定额（）确定时间定额（2 2 个工位）个工位） 一个工位基本时间0.614min=37s zM b f lll T 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；mml124 1 l 2 l 为工作台水平进给量。 Mz f 7.633mm)31 ()(5 . 0 2 2 1e addl 其中 d=60mm；mmae35 90 r k 18 =35，取=4mm 2 l 2 l =220.8mm/minznff zMZ 18443 . 0 工序工序 6060 半精铣底面半精铣底面 A A （A A）确定切削用量）确定切削用量 a确定背吃刀量 半精铣时，背吃刀量一般为 0.52mm，所以取背吃刀量等于其在此工序 的加工余量，即 a=1.5mm。 b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择每齿进给量为 z f 0.2mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择切削速度 。min/ 0 . 40 mvc （2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册表 9.4-6，取磨钝标准为 0.5mm，由表 9。4-7 查得刀具的耐用度。180minT （3）确定机床主轴转速 n： min/ 1 . 106 6014 . 3 0 . 4010001000 r d v n （B B）确定时间定额（）确定时间定额（2 2 次走刀）次走刀） 一次走刀基本时间1.55min=93s zM b f lll T 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；mml120 1 l 2 l 为工作台水平进给量。 Mz f 7.633mm)31 ()(5 . 0 2 2 1e addl 19 其中 d=60mm；mmae35 90 r k =35，取=4mm 2 l 2 l =84.88mm/minznff zMZ 1 . 10642 . 0 工序工序 130130 精铣底面精铣底面 A A （A A）确定切削用量）确定切削用量 a确定背吃刀量 精铣时，精铣时一般为 0.11mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加 工余量，即 a=0.5mm。 b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择每齿进给量为 z f 0.12mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择切削速度。 min/49mvc （2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册表 9.4-6，取磨钝标准为 0.5mm，由表 9。4-7 查得刀具的耐用度。180minT （3）确定机床主轴转速 n 。 min/ 1 . 260 6014 . 3 4910001000 r d v n （B B）确定时间定额（）确定时间定额（2 2 次走刀）次走刀） 一次走刀基本时间1.05min=63s zM b f lll T 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；mml120 1 l 2 l 为工作台水平进给量。 Mz f 20 7.633mm)31 ()(5 . 0 2 2 1e addl 其中 d=60mm；mmae35 90 r k =35，取=4mm 2 l 2 l =124.8mm/minznff zMZ 1 . 260412 . 0 工序工序 4040、5050 粗镗左、右支承孔粗镗左、右支承孔 （A A）确定切削用量）确定切削用量 a 确定背吃用量 粗镗时，为提高效率，一般选择镗削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程 镗完，所以粗镗大孔时加工余量为 3mm，选择背吃刀量mmap3 b确定进给量和切削速度 （1）根据机械制造技术基础课程设计表 5-69，选择进给量为 f=0.5mm/r 切削速度为 0.5m/s. （2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7 取粗镗时单刃镗刀刀具的耐用度 T=50min。 （3）确认机床主轴转速 min/ 9 . 238 4014 . 3 5 . 06000060000 r d v ns （B B）确定时间定额）确定时间定额 基本时间0.39min=23.3s fn lll Tb 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；fmml38 1 l 2 l 为主轴每转刀具的进给量。 。 4.29mm)32( tan 1 r sp k a l 其中1.5mm； sp a 40 r k 21 =35，取=4mm 2 l 2 l 工序工序 9090 、100100 半精镗左、右支承孔半精镗左、右支承孔 （A A）确定切削用量）确定切削用量 a 确定背吃用量 半精镗时，半精镗时一般为 0.51.5mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工 序的加工余量，即 a=0.7mm。 b 确定进给量和切削速度 c 根据机械制造技术基础课程设计表 5-69，选择进给量为 0.4mm/r 切削速 度为 0.6m/s. （2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7 取半精镗时单刃镗刀刀具的耐用度 T=50min。 （3）确认机床主轴转速。 min/ 6 . 286 4014 . 3 6 . 06000060000 r d v ns （B B）确定时间定额）确定时间定额 基本时间0.39min=23.5s fn lll Tb 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；fmml38 1 l 2 l 为主轴每转刀具的进给量。 2.917mm)32( tan 1 r sp k a l 其中0.2mm； sp a 40 r k =35，取=4mm 2 l 2 l 工序工序 160160、170170 精镗左、右支承孔精镗左、右支承孔 22 （A A）确定切削用量）确定切削用量 a 确定背吃用量 取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a=0.3mm。 b 确定进给量和切削速度 c 根据机械制造技术基础课程设计表 5-69，选择进给量为 0.3mm/r 切削速 度为 0.4m/s. （2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7 取半精镗时单刃镗刀刀具的耐用度 T=50min。 （3）确认机床主轴转速。 min/191 4014 . 3 4 . 06000060000 r d v ns （B B）确定时间定额）确定时间定额 基本时间0.727min=43.6s fn lll Tb 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；fmml35 1 l 2 l 为主轴每转刀具的进给量。 2.68mm)32( tan 1 r sp k a l 其中0.15mm； sp a 40 r k =35，取=4mm 2 l 2 l 工序工序 7070、140140 粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面 （A A）确定切削用量）确定切削用量 a a确定背吃刀量确定背吃刀量 粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工 作行程完成，所以粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面的加工余量为 3.5mm，选择背吃刀量。mmap5 . 3 23 b b确定进给量确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择每齿进给量为 0.3mm/z. z f c c选取切削速度选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择切削速度 min/ 6 . 34 mVc （2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册表 9.4-6，取粗铣高速钢镶齿圆柱铣刀磨钝标准 为 0.5mm，由表 9。4-7 查得刀具的耐用度。180minT （3）确定机床主轴转速 n min/276 4014 . 3 6 . 3410001000 r d v n （B B）确定时间定额）确定时间定额 1、底面凸台面：（2 2 个工位）个工位） 一个工位基本时间0.328min=20s zM b f lll T 21 其中 =100mm 为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；l 1 l 2 l 为工作台水平进给量。 Mz f 4.68mm)31 ()(5 . 0 2 2 1e addl 其中 d=40mm；mmae20 90 r k =35，取=4mm 2 l 2 l =331.2mm/minznff zMZ 27643 . 0 2、螺纹孔面（1 1 个工位）个工位） 一次走刀基本时间0.398min=24s zM b f lll T 21 其中 =125mm 为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；l 1 l 2 l 24 为工作台水平进给量。 Mz f 2.915mm)31 ()(5 . 0 2 2 1e addl 其中 d=40mm；mmae12 90 r k =35，取=4mm 2 l 2 l =331.2mm/minznff zMZ 27643 . 0 工序工序 110110 粗铣左端面粗铣左端面 B B （A A）确定切削用量）确定切削用量 a a确定背吃刀量确定背吃刀量 粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工 作行程完成，所以粗铣左端面的加工余量为 3mm，选择背吃刀量。mmap3 b b确定进给量确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择每齿进给量为 z f 0.3mm/z. c c选取切削速度选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择切削速度 min/ 6 . 34 mVc （2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册表 9.4-6，磨钝标准为 0.5mm，由表 9。4-7 查 得刀具的耐用度。180minT （3）确定机床主轴转速 n min/ 4 . 110 10014 . 3 6 . 3410001000 r d v n （B B）确定时间定额）确定时间定额 25 基本时间0.68min=41s zM b f lll T 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；mml70 1 l 2 l 为工作台水平进给量。 Mz f 16.29mm)31 ()(5 . 0 2 2 1e addl 其中 d=100mm；mmae70 90 r k =35，取=4mm 2 l 2 l =132.48mm/minznff zMZ 4 . 11043 . 0 工序工序 120120 粗铣右端面粗铣右端面 C C （A A）确定切削用量）确定切削用量 a a确定背吃刀量确定背吃刀量 粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工 作行程完成，所以粗铣右端面的加工余量为 3mm，选择背吃刀量。mmap3 b b确定进给量确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择每齿进给量为 z f 0.3mm/z. c c选取切削速度选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-72，选择切削速度 min/ 6 . 34 mVc （2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册表 9.4-6，磨钝标准为 0.5mm，由表 9。4-7 查 得刀具的耐用度。180minT （3）确定机床主轴转速 n min/ 4 . 110 10014 . 3 6 . 3410001000 r d v n 26 （B B）确定时间定额（）确定时间定额（2 2 次走刀）次走刀） 一次走刀基本时间1.08min=65s zM b f lll T 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；mml120 1 l 2 l 为工作台水平进给量。 Mz f 18.93mm)31 ()(5 . 0 2 2 1e addl 其中 d=100mm；mmae75 90 r k =35，取=4mm 2 l 2 l =132.48mm/minznff zMZ 4 . 11043 . 0 工序工序 8080 钻、扩、铰孔钻、扩、铰孔 工步工步 1 1：钻：钻 9.89.8 底面凸台孔；底面凸台孔； （A A） 确定切削用量确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为 9.8mm。一次工作行程钻完，所以选择背 吃刀量 a=9.8mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-64， （HT250 硬度为 180HBS） 选择进给量 f 为 0.45mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-66,选择切削速度 Vc=0.45m/s （2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度 T=100min。 （3）确定机床主轴转速 n min/ 4 . 877 8 . 914 . 3 45 . 0 6000060000 r d v n 27 （B B）确定时间定额（）确定时间定额（6 6 个工位钻个工位钻 6 6 个孔）个孔） 一个工位基本时间0.1min=6s fn lll Tb 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；fmml17 1 l 2 l 为主轴每转刀具的进给量。 =20mm)21 (cot)2/( 1 r kDl 其中 D=9.8mm； 15 r k =14，取=3mm 2 l 2 l 工步工步 2 2：扩：扩 4 4 个个 10.510.5 底面凸台孔底面凸台孔； a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为 0.7mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量 a=0.7mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-64， （HT250 硬度为 180HBS） 选择进给量 f 为 0.8mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-66,选择切削速度 Vc=0.18m/s （2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度 T=150min。 （3）确定机床主轴转速 n min/ 6 . 327 5 .1014 . 3 18. 06000060000 r d v n （B B）确定时间定额（）确定时间定额（4 4 个工位扩个工位扩 4 4 个孔）个孔） 一个工位基本时间0.089min=5.5s fn lll Tb 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；fmml17 1 l 2 l 28 为主轴每转刀具的进给量。 =3.3mm)21 (cot 2 1 1 r k dD l 其中 D=10.5mm；mmd8 . 9 1 15 r k =24，取=3mm 2 l 2 l 工步工步 3 3：扩一对：扩一对 10.410.4 底面工艺孔底面工艺孔； a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为 0.6mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量 a=0.6mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-64， （HT250 硬度为 180HBS） 选择进给量 f 为 0.8mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-66,选择切削速度 Vc=0.18m/s （2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度 T=150min。 （3）确定机床主轴转速 n min/ 7 . 330 4 . 1014. 3 18. 06000060000 r d v n （B B）确定时间定额（）确定时间定额（2 2 个工位扩个工位扩 2 2 个孔）个孔） 一个工位基本时间0.084min=5s fn lll Tb 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；fmml17 1 l 2 l 为主轴每转刀具的进给量。 =2.2mm)21 (cot 2 1 1 r k dD l 其中 D=10.4mm；mmd8 . 9 1 15 r k 29 =24，取=3mm 2 l 2 l 工步工步 4 4：铰一对：铰一对 10.5H710.5H7 底面工艺孔底面工艺孔； a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为 0.1mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量 a=0.1mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-68， （HT250 硬度为 180HBS） 选择进给量 f 为 1.5mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-66,选择切削速度 Vc=10m/min （2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度 T=150min。 （3）确定机床主轴转速 n min/303 5 . 1014 . 3 1010001000 r d v n （B B）确定时间定额（）确定时间定额（2 2 次走刀铰次走刀铰 2 2 个孔）个孔） 一次走刀基本时间0.071min=4s fn lll Tb 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；fmml17 1 l 2 l 为主轴每转刀具的进给量。 =2.2mm)21 (cot 2 1 1 r k dD l 其中 D=10.5mm；mmd 4 . 10 1 15 r k =13mm 2 l 工序工序 150150：钻、攻螺纹孔：钻、攻螺纹孔 工步工步 1 1：钻：钻 55 螺纹孔螺纹孔； 30 （A A） 确定切削用量确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为 5mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃 刀量 a=5mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5-64， （HT250 硬度为 180HBS） 选择进给量 f 为 0.3mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-66,选择切削速度 Vc=0.45m/s （2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度 T=100min。 （3）确定机床主轴转速 n min/1720 514 . 3 45 . 0 6000060000 r d v n （B B）确定时间定额（）确定时间定额（2 2 个工位钻个工位钻 2 2 个孔）个孔） 基本时间0.05min=3s fn lll Tb 21 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；mml 5 . 13 1 l 2 l f 为主轴每转刀具的进给量。 =9.33mm)21 (cot)2/( 1 r kDl 其中 D=5mm； 15 r k =14，取=3mm 2 l 2 l 工步工步 2 2：攻 M6 内螺纹（P=0.75mm） ； （A A） 确定切削用量确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为 1mm。一次工作行程攻完，所以选择背吃 31 刀量 a=1mm。 b. 确定进给量 进给量应为螺距 P，故 f=0.75mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表 5-83,选择切削速度 Vc=8.9m/min （2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础课程设计表 3-7,取丝锥的耐用度 T=100min。 （3）确定机床主轴转速 n min/ 4 . 472 614 . 3 9 . 810001000 r d v n （B B）确定时间定额（）确定时间定额（2 2 次走刀攻次走刀攻 2 2 个内螺纹）个内螺纹） 一次走刀基本时间+=0.1min=6s fn lll Tb 21 0 21 fn lll 其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；mml 5 . 13 1 l 2 l f 为主轴每转刀具的进给量。 =2.25mm；=2.25；n=472.4r/minPl)31 ( 1 Pl)32( 2 0 n 32 6.6.专用夹具设计专用夹具设计 6. 1 设计要求 本次设计的专用夹具为 50H7 孔车夹具设计。根据零件的特点，选择角铁 式车床夹具（角铁式车床夹具其结构不对称，用于加工壳体、支座、杠杆、接 头等零件上回转面和端面） 。该角铁式车床夹具由螺栓、压板、摆动 V 型块、过 渡盘、夹具体、平衡块、盖板、固定支撑板、活动菱形销、活动支撑板组成。 对专用夹具进行定位原理分析：对专用夹具进行定位原理分析： 本工件在加工顶面螺纹孔平面时采用一面两孔作为定位基准，易于做到工 艺过程中的基准统一，保证工件的相对位置精度，且具有支撑面大，支撑刚性 好等优点； 本工件采用底面和一对对角工艺孔作为定位基准，工件底面为第一定位基 准，限制了 x、y 方向转动，z 方向移动三个自由度；圆柱销为第二定位基准限 制了 x、y 方向移动两个自由度；菱形销为第三定位基准，它和圆柱销联合限制 了 z 方向转动自由度，所以此定位方案符合六点定位原理，采用对称压板将工 件压紧。 夹具主要设计过程如下：夹具主要设计过程如下： 33 6. 2 夹具设计的有关计算 a.a.定位销尺寸及定位误差计算定位销尺寸及定位误差计算 1.1. 确定两销中心距及尺寸公差确定两销中心距及尺寸公差（中心距公差需采用对称公差对称公差的标注形式） 两销中心距基本尺寸 Ld两孔中心距基本尺寸=134.4mm， D L 22 10880 公差按划线等级取 0.4mm 两销中心距的尺寸公差 TLd（1/31/5）TLD =1/4 0.4=0.10mm 两销中心距尺寸及公差的标注：LdLd/2=134.40.05mm 2.2. 确定圆柱销的尺寸及公差确定圆柱销的尺寸及公差 圆柱销直径的基本尺寸 d1工件孔 1 的最小极限尺寸=10.5mm min1 D 圆柱销按 g6 制造（T=0.011mm） 即=mm 1 d 006 . 0 017 . 0 5 .10 3.3. 查表确定削边销尺寸查表确定削边销尺寸 b b 及及 B B b=4mm B=10.5-2=8.5mm 4.4. 确定削边销的直径尺寸及公差确定削边销的直径尺寸及公差 =0.188mm min2 2 1min) d( d bTT dD 5 .10 4)006 . 0 1 . 04 . 0( 按 h6 级确定公差：= 2 dmm 188 . 0 199 . 0 5 . 10 5.5. 计算定位误差计算定位误差目的是分析定位方案的可行性 因为定位方向与加工尺寸方向垂直，且被加工表面无尺寸公差要求，为次要 加工表面，只要保证粗糙度为 Ra12.5，故只需进行转角误差计算即可。 “3 4 . 1342 017 . 0 018 . 0 199 . 0 018 . 0 2 max2max1 arctg L XX arctg =2“6 转角误差很小，符合定位要求，可以使用。 定位方案设计如图所示： 34 b b平衡块的计算：平衡块的计算： 毛胚中支撑孔部分：毛胚中支撑孔部分： S1=R2=352-232=2186mm2 V1=S1L1=218633=72156mm2 V2=S1L2=2186123=268945mm2 凸台：凸台： 6R2=63.14102=1884mm2 V4=S48.5=16014mm3 底座底座: : V3=S3L1=1736123=213528mm3 肋板肋板: : 5760=3420mm3 一个肋板体积一个肋板体积: : 83420=27360mm3 X X 方向方向: : X=(268945+16014+213528)61.5+27360273=34651510mm Y Y 方向方向: : Y=(26894584+21352849+1601418+273602(28+6)/V =35202984/553207 =63.6mm 毛胚重心坐标毛胚重心坐标: : Xc=(55320762.6+7215684)/(553207+72156)=71mm Yc=(55320763.6+7215684)/(55
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