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机制专业毕业论文 第 1 页（共 46 页） 前言前言 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 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 机制专业毕业论文 第 2 页（共 46 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 机制专业毕业论文 第 3 页（共 46 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 机制专业毕业论文 第 4 页（共 46 页） 目录目录 前言1 第一章 机械加工工艺规程设计5 1、零件的作用5 2、零件的工艺分析5 （1）主要加工面：.5 （2）主要基准面：.6 3、工艺规程设计6 （1）确定毛坯的制造形式.6 （2）基面的选择.7 （3）确定工艺路线.7 （4）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.9 （5）确定切削用量.11 第二章 机床夹具设计31 1、问题的提出31 2、夹具设计32 （1）定位基准点选择.32 （2）切削力及夹紧力的计算.32 （3）夹具精度分析.33 （3）夹具设计及操作的简要说明.33 （4）钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.34 第三章 数控编程设计36 1. 常用编程指令及编程方法36 总结44 机制专业毕业论文 第 5 页（共 46 页） 参考文献44 致 谢45 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、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、零件的工艺分析、零件的工艺分析 零件图如下图所示： B B-B A向旋转 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 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， 机制专业毕业论文 第 6 页（共 46 页） 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）主要加工面： 1）小头钻 以及与此孔相通的 14 阶梯孔、M8 螺纹孔； 0.023 0 25 2）钻 锥孔及铣 锥孔平台； 0.1 0 12.7 0.1 0 12.7 3）钻 2M6 螺纹孔； 4）铣杠杆底面及 2M6 螺纹孔端面。 （2）主要基准面： 1）以 45 外圆面为基准的加工表面 这一组加工表面包括：的孔、杠杆下表面 0.023 0 25 2）以 的孔为中心的加工表面 0.023 0 25 这一组加工表面包括：14 阶梯孔、M8 螺纹孔、锥孔及 0.1 0 12.7 锥孔平台、2M6 螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和 0.1 0 12.7 锥孔平台。 0.1 0 12.7 杠杆的 25 孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下： 本套夹具中用于加工 25 孔的是立式钻床。工件以 25 孔下表面及 45 孔外圆面为定位基准，在定位块和 V 型块上实现完全定位。加工 25 时，由 于孔表面粗糙度为。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。1.6 a Rm 本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工 12.7 是立式铣床。工件以 孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完 0.023 0 25 全定位。加工表面：包括粗精铣宽度为 30mm 的下平台、钻 12.7 的锥孔，由 于 30mm 的下平台的表面、孔表面粗糙度都为。其中主要的加工表6.3 a Rm 面是孔 12.7，要用 12.7 钢球检查。 本套夹具中用于加工与 25 孔相通的 M8 螺纹底孔是用立式钻床。工件以 孔及其下表面和宽度为 30mm 的下平台作为定位基准，在大端面长圆 0.023 0 25 柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工 M8 螺纹底孔时，先用 7 麻花 钻钻孔，再用 M8 的丝锥攻螺纹。 （3）零件的生产类型 依设计题目知 Q=5000 件/年，质量 0.85kg，查机械制造工艺学第 7 页 表 1-1，知其属轻型零件，生产类型为大批生产。 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。由于年产量为 5000 件，达到批量生产的水平，而且HT200 零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高。查机械制造工艺设计简明手 册第 38 页表 2.2-3，选用铸造公差等级为 CT8 级。采用铸造质量稳定的，适 机制专业毕业论文 第 7 页（共 46 页） 合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。 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粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4钻 12.7 的锥孔 工序 5加工 M8 螺纹孔，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粗精铣宽度为 30mm 的下平台 工序 4钻 12.7 的锥孔 工序 5粗精铣 2-M6 上端面 机制专业毕业论文 第 8 页（共 46 页） 工序 6钻 2-5 孔，加工螺纹孔 2-M6 续表 2.2 工序 7加工 M8 螺纹孔，锪钻 14 阶梯孔 工序 8去毛刺 工序 9检查 工艺路线的比较与分析： 第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5 钻 14 孔，再加工螺纹孔 M8”变为“工序 7 粗精铣 M6 上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发 现这样的变动影响生产效率。而对于零件的尺寸精度和位置精度都没有太大程 度的帮助。 以 25mm 孔外轮廓为精基准，先铣下端面。再钻锥孔，从而保证了两孔中 心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺 路线而先上端面， 再“钻 14 孔，加工螺纹孔 M8”不便于装夹，并且毛坯的 端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是否重合这个问 题。所以发现第二条工艺路线并不可行。 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所 以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 2.3 所示。 表 2.3 最终工艺过程 工序 1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是 3.2 选用立式升降台 铣床 X52K。 工序 2加工孔 25。钻孔 25 的毛坯到 23mm；扩孔 23mm 到 24.8mm；铰孔 24.8mm 到 mm。保 0.023 0 25 证粗糙度是 1.6 采用立式钻床 Z535。采用专用夹具。 工序 3粗精铣宽度为 30mm 的下平台，仍然采用立式铣床 X52K，用组合夹具。 工序 4钻 12.7 的锥孔，采用立式钻床 Z535，为保证加工的 孔的位置度，采用专用夹具。 工序 5加工螺纹孔 M8，锪钻 14 阶梯孔。用组合夹具，保证 与垂直方向成 10 。 工序 6粗精铣 M6 上端面。用回转分度仪加工，粗精铣与水 平成 36 的台肩。用卧式铣床 X52K，使用组合夹具。 工序 7钻 2-M6 螺纹底孔、攻 2-M6 螺纹用立式钻床 Z535，为 保证加工的孔的位置度，采用专用夹具 工序 8去毛刺 工序 9检查 机制专业毕业论文 第 9 页（共 46 页） （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，生产类型为大批生产。 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 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。 查切削用量简明手册 （第三版） 第 41 页表 2.2-5，选用加工余量为 MA-F 级，并查表 2.2-4 确定各个加工面得铸件加工余量为 3mm。 1.加工 25mm 孔的端面，据切削用量简明手册 （第三版）第 74 页表 2.3-21，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， 同理上下端面的加工余量都是 2mm。 2. 对 25mm 孔的内表面加工。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第 65 页表 2.3-8，可确定各工序加工余量及工 序尺寸，查机械制造工艺学第 239 页表 A-2 可确定各工序加工精度和表面 粗糙度。 （见表 1） 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 1. 加工宽度为 30mm 的下平台时，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 查机械制造工艺学第 2426.3 a Rm 页表 A-6 可知粗铣 2mm,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第 31 页表 1-39，可确定各工 序加工余量及工序尺寸。查机械制造工艺学第 240 页表 A-3 可确 定加工精度及表面粗糙度。 （见表 2） 机制专业毕业论文 第 10 页（共 46 页） 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. 钻削孔 12.7mm 时要求加工一半，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，为达到表面粗糙度 的要求，查机械制造工艺学第 241 页表 A-5,选用钻扩的加6.3 a Rm 工路线。经济精度为 IT11，表面粗糙度 值为 12.5mm6.3mm。加工余量及工序尺寸（见表 3） 表 3 钻锥孔 12.7mm 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07mm12.7mmIT 106.3 5.加工 M8 底孔，据机械制造工艺设计简明手册第 70 页表 2.3-20，可一 次钻削加工余量为 6.8mm，用 6.8 麻花钻加工，再用 M8 丝锥攻螺纹。 6. 锪钻 14mm 阶梯孔，加工余量 3mm，一次走到完成。 7. 加工 2M6 端面，粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求， 精加工 1mm，可达到要求。 8. 加工 2M6 螺纹，据机械制造工艺设计简明手册第 70 页表 2.3-20， 可一次钻削加工余量 5mm，用 5mm 麻花钻加工；再用 M6 丝锥攻螺纹，可 达到要求。 因此毛坯尺寸的确定见下图： a R 机制专业毕业论文 第 11 页（共 46 页） （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 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 84 页表 3.2mmD100 取 o r o s oo kar45,20,9,0 00 o r o r kk5,45 1.粗铣宽度为 25mm 孔的下表面 1）选择切削用量 决定切削深度为mm2 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，据切削用kw5 . 7 量简明手册第 88 页表 35，zmmf24 . 0 14 . 0 2 现取zmmf18 . 0 2 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 及表 3.8，铣刀刀齿后刀面最大磨钝量 为，取，刀具寿命mm5 . 10 . 1mm2 . 1min180T 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 机制专业毕业论文 第 12 页（共 46 页） min36.75 1000 15016014.3 1000 0 m nd v c c zmm n v f c fc zc 15.0 14150 315 f mz v l t mmy21min58 . 0 316 21161 1 m t ,时，mmaZmmd p 5 . 3,14,160 0 zmmf18 . 0 min378min,172min,86mmvmnmv fttt 各修正系数为： ，89 . 0 mvfmnmv kkk 0 . 1 tvftntv kkk 故 ，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 416 3 选择min316min,150mmvrn fcc 因此实际切削速度和每齿进给量为 （1） 检验机床的功率 据切削用量简明手册105 页表 3.24， ，当硬度为，HBS200 kwpmmvzmmfmmamma cfpe 3 . 2min325,25. 0,2 . 2,100 t2 时， 据机床主轴允许的功率为KWKWPM63 . 5 75 . 0 5 . 7 故，因此决定的切削用量可以用采用，即 cmc pp min36.75min,150,2mvrnmma ce zmmf15 . 0 2 min316mmvf （1） 计算基本工时 式中，。据切削用量简明手册第 106 页表 3.26mmlylL161， 粗铣时入切量及超切量 ，则 2.精铣宽度为 25mm 孔的下表面 1）选择切削用量 （1）决定切削深度为mm1 （2）决定每齿进给量 2 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 zmmf14 . 0 2 机制专业毕业论文 第 13 页（共 46 页） min46.95 1000 19016014 . 3 1000 0 m nd v c c zmm n v f c fc zc 15 . 0 14190 400 f mz v l t min81 . 0 400 161161 1 m t （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 及表 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 zmmaZmmd p /5 . 1,14,160 0 时，zmmf18 . 0 min429min,195min,98mmvmnmv fttt 各修正系数为： ，89 . 0 mvfmnmv kkk 1 tvftntv kkk 故： min22.87189 . 0 98mkvv vtc ， min55.173189 . 0 195mmkvn nt min81.381189 . 0 429mmkvv vff 据机械制造工艺设计手册第 187 页附表 4161 及附表 4 162 选择min400min,190mmvrn fcc 因此实际切削速度和每齿进给量 （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 据机床主轴允许的功率为KWKWPM63 . 5 75 . 0 5 . 7 故，因此决定的切削用量可以用，即 cmc pp min22.87min,190,1mvrnmma ce zmmf15 . 0 2 min400mmvf min22.87mvc （2） 计算基本工时 式中， 。据切削用量简明手册第 106 页表 3.26mmlylL161， 精铣时入切量及超切量 ，在精铣时与铣刀直径相等为 161mm，则 据机械制造工艺设计手册第 272 页表 7-29 和 7-30 知两次铣削的辅助工时： = fm tmin5 . 153 . 0 53. 044 . 0 机制专业毕业论文 第 14 页（共 46 页） 该工序的总工时为： = fm tmin89 . 2 5 . 181 . 0 58 . 0 21 fmmm tttt 工序二.加工 25mm 孔到要求尺寸 【已知】： 工件材料HT200 铁，硬度 200HBS。由铸件壁厚为 30mm,查工程 材料及热加工第 138 页表 421 确定抗拉强度为Mpa b 160 工艺要求孔径 d=25mm，孔深，通孔。据工艺设计简明mml30 手册第 64 页表 2.39，确定公差为 H8，表面粗糙度。加工机床为6 . 1 a R Z535 立式钻床，加工工序为钻扩铰。加工刀具分别为：钻孔 23mm 高速钢，磨出双锥和修磨横刃钻头；扩孔24.8mm 硬质合金扩孔 钻；铰孔25mm 标准高速铰刀。选择各工序刀具、切削用量、基本工时。 1.确定钻削用量，切削用量，基本工时 （1）选择钻头 选择高速钢磨出双锥修磨横刃钻头，其直径，钻头几何形状据mmd23 0 切削用量简明手册第 44 页表 2.1 及表 2.2， o 30 o 1002 mmlmmbammb ooo 5,5 . 2,5512,5 . 4,702 01 （2）切削用量的选择 1） a.按加工要求确定进给量 f 按加工要求决定进给量：据切削用量简明手册表当加工要求为7 . 2 精度，铸铁的强度，时， 。12HMpa b 160mmd3 . 2 0 rmm0.960.78f 由于 l/d=30/23=1.3,故孔深修正系数为0 . 1 lf f b.按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mmdMpa b 23,160 0 头允许的进给量rmm2f c.按机床的进给机构决定进给量 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 0.78-0.96mmr,据机械制造工艺设计手册 ，第 177 页表 452，取 f=0.96mmr (2)决定钻头磨钝标准及寿命 机制专业毕业论文 第 15 页（共 46 页） min/65.109 23 92. 710001000 0 r d v n 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 (3)决定的切削速度 V 及 n 据切削用量简明手册表 2.15，硬度 200HBS，f=0.96mmr,修模双锥及 横刃，d0=23mm 时，时 ，mmd3 . 2 0 min/12mVt 查切削用量简明手册表 2.31,切削用量修正系数为.,88 . 0 my k1 xy k ,故，75. 0 sv k1 lv k v=120.8810.751=7.92 vtk vminm 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：，rmmf27 . 0 min140rnc 。min 8 . 10014027 . 0 mmfnc b.第二方案：,rmmf96 . 0 min100rnc min9610096 . 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 （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=104.96Nm，扭矩的修正系数为 1。故 Mc=104.96Nm。据机械制造工 艺设计第 176 页表 45，Mm=392.4Nm 。据切削用量简明手册第 64 页表 2.23 当 b,时HBS170mmd25 0 按该标注 4，进给量取小值，查机械制造工艺设计手册附,6 . 23 . 1mmf 表 452，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mmd25 0 为，寿命 T=mm7 . 0120min 3）决定切削速度 及vn 查机械制造工艺设计手册第 176 页附表 451，取实min68rn 际铰孔速度 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 542，式中 ，由 ， 以及表 21 lllLmmL30 o r k3 注 1，切入长度 增加，所以，lmm1mml9 . 219 . 1 1 mml15 2 所以 查机械制造技术基础课程设计指导教程275 页表 733 和 734，可 知饺孔的辅助时间为，根据以上计算，min24 . 1 08 . 0 17 . 0 28 . 0 71 . 0 3 fm t 各工序切削用量如下： 钻孔：min11.10min,140,72. 0,23 0 mvrnrmmfmmd 扩孔：min66.85min,1100,57 . 0 , 8 . 24 0 mvrnrmmfmmd 饺孔：min3 . 5min,6,6 . 1,25 0 mvrnrmmfmmd 2.各工序时间总和 min44. 0 6 . 168 5 . 19 . 230 3 m t mm dD ap1 . 0 2 8 . 2425 2 机制专业毕业论文 第 18 页（共 46 页） min33 . 5 24 . 1 44 . 0 21 . 1 06 . 0 99 . 1 42 . 0 321321 fmfmfmmmm ffftttt 工序三，粗铣宽度为 30mm 的下平台 1）粗铣宽度为 30mm 的下平台 工件材料 HT200，铸造 机床，X52K 立式铣床 查机械制造技术基础课程设计指导教程第 103 页表 511 及表 5 13，刀具：高速钢立铣刀，D=50，Z=4，此为粗齿铣刀 （1） 决定切削宽度 e a 因其单边粗铣的单边余量为 2mm，所以切削宽度为=2mm e a （2） 决定每齿进给量 2 f 据 X52K 型铣床的说明书（见切削用量简明手册第 111 页表 3.30）其 功率为 25kw，中等系统刚度，把机械制造技术基础课程设计指导教程 第 103 页表 5.11，据教程第 95 页表 416 选zmmf3 . 016 . 0 2 zmmf25. 0 2 （3） 选择铣刀磨钝标准及寿命 据切削用量简明收藏册第 88 页表 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） 决定切削速度及和每分钟进给量 c v f v 据机械制造技术基础课程设计教程第 104 页表 513，min47mv min 3 . 299 5014 . 3 4710001000 0 r d v n min7525.36.299mmonfvf 据教程118 页表 513，式中, f m v lll t 21 1 30l .,mml261505 . 0 1 mml2 2 min77 . 0 75 22630 mi t 机械制造工艺设计手册第 272 页表 730 查的铣削辅助时间 ，min23 . 0 1 fm t 2）精铣宽度为 30mm 的下平台 （1）决定切削宽度 e a 因其单边粗铣的单边余量为 1mm，所以切削宽度为=1mm e a （2）决定每齿进给量 2 f 据 X52K 型铣床的说明书（见切削用量简明手册第 111 页表 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第 103 页表 5.11， 据教程第 95 页表 416 选zmmf3 . 016 . 0 2 zmmf15 . 0 2 （3）选择铣刀磨钝标准及寿命 据切削用量简明收藏册第 88 页表 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 机制专业毕业论文 第 19 页（共 46 页） （4）决定切削速度及和每分钟进给量 c v f v 据机械制造技术基础课程设计教程第 104 页表 513，min49mv min7515 . 0 312mmnfvf 据教程118 页表 513 式中,.,30l mml261505 . 0 1 mml2 2 机械制造工艺设计手册第 272 页表 730 查的铣削辅助时间 min23 . 0 1 fm t 该工序的时间总和min41 . 2 2121 fmfmmm ttttt 工序四：钻 12.7 的锥孔 工件材料为 HT200，硬度为 200HBS，孔的直径为 12.7mm，表面粗糙度为 ，加工机床为 Z575 立式钻床，钻孔12mm 标准高速钢麻花钻，6.3 a Rm 扩孔12.7mm 标准高速钢扩孔钻，选择各工序切削用量如下： 1）确定切削用量 （1）确定进给量 f a 按加工要求确定进给量， 据机械制造工艺设计手册第 97 页表 338，=0.520.64mmr，由f 于孔深度比 ld3,所以修正系数，故=0.520.64mmr1 lf kf b.钻头强度决定进给量 据切削用量简明手册第 51 页表 2.8，查工程材料及热加工第 138 页表 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 c.按机床的进给机构强度决定进给量 据切削用量简明手册第 52 页表 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16860N14120N 第 176 页表 45，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 ，第 177 页表 452，取 f=0.57mmr min312 5014 . 3 4910001000 0 r d v n min18 . 1 49 22630 mi t 机制专业毕业论文 第 20 页（共 46 页） min/67.192 12 26. 710001000 0 r d v n min35 . 7 1000 1214 . 3 195 1000 0 m dn v (2)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 (3)决定的切削速度 V 及 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 , 75 . 0 xy k 1 lv k 故： 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=195rmin,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,比较这俩种方案： 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： (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 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 设计第 176 页表 45，Mm=392.4Nm 据切削用量简明手册第 64 页表 2.23，当 b=170213Mpa d013.2mm, 0.45mmr,vc13.2 时，pc=1.0kw，据机械制造工艺手册f 第 176 页表 45，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=7.35mminf （5）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 nf L tm 1 min15 . 0 43 . 0 195 66 1 m t 机制专业毕业论文 第 21 页（共 46 页） 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 （2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 据切削用量简明手册第 53 页表 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 7 . 12 0 大磨损量取为 0.7mm，寿命 T=30min. (3)决定切削速度 v 及 n 据机械制造工艺手册第 107 页表 354 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 并令：=2.3=2.30.6=1.38 mmr， （机械制造工艺设计手册附表f 钻 f 4-5-2） ,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117 页表 541 式中 21 lllL ,l=6.7mm,据切削用量简明手册表 2.5，取 取mm,取mm,所以42,5 . 1 21 lmml5 . 3 2 l 0 45 r k 钻 ff)4 . 22 . 2( 钻 vv) 3 1 2 1 ( min34.110 7 . 12 4 . 410001000 0 r d v ns min99. 3 1000 100 7 . 1214 . 3 1000 0 m nd v nf l tm 2 mml35 . 2 35 . 1 )21 (45cot 2 12 7 . 12 0 1 机制专业毕业论文 第 22 页（共 46 页） min17. 0 6 . 0100 5 . 15 . 37 . 6 2 m t min7 . 219 . 1 19. 117 . 0 15. 0 2121 fmfmmm ttttt 据机械制造工艺设计手册第 276 页表 733 和表 734，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 加工 M8 底孔，硬度 200HBS，孔的直径为 8mm，加工机床为 Z535 立式钻 床，加工工序为钻孔至 6.8，选用 6.8 标准高速钢麻花钻；攻 M8 螺纹，选 用 M812.5 细柄机用丝锥攻螺纹。 1.加工 M8 底孔 1）确定钻销用量 （1)选用进给量 f a.按加工要求确定进给量 据机械制造工艺设计手册第 97 页表 338， ，由于孔的深度比 3，所以rmmf22 . 0 18. 05 . 0)44 . 0 36 . 0 ( 修正系数，故。1 lf krmmf22 . 0 18 . 0 b.按钻头强度决定进给量 据切削用量切削手册第 55 页表 2.8,当硬度 200HBS，时，确mmd8 0 定钻头强度允许的进给量rmmf86 . 0 c.按机床进给机构决定进给量 据切削用量简明手册第 52 页表 2.9，当mmdMpa b 8 . 6,195 0 时机 床进给机构允许的轴向力为 1412016860N(据机械制造工艺设计手册)第 176 页表 45，Z235 机床允许的轴向力为 15696N）时，进给量为rmmf3 . 2 从以上三个进给量可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 ，据机械制造工艺设计手册第 177 页表 453 取rmm22 . 0 18 . 0 。rmmf20 . 0 （2）决定钻头磨钝标准及寿命 据切削用量简明手册第 54 页表 2.12，当时，钻头的厚刀面mmd8 . 6 0 最大磨损量取为 0.7mm，寿命 T=35min. （3）决定切削用量 v 及 n 据切削用量简明手册第 57 页表 2.15，硬度为 200,HBSrmmf20 . 0 标准钻头，据切削用量简明手册第 71 页表min18,8 . 6 0 mvmmd t 2.31，切削速度修正系数为1,75 . 0 ,84 . 0 ,88 . 0 lvsyxvmv kkkk 故： min98 . 9 175 . 0 84 . 0 88 . 0 1880mkvv vt 8 15 o d l min37.467 8 . 614 . 3 98. 910001000 0 r d v n 机制专业毕业论文 第 23 页（共 46 页） nf L tm 1 min25. 0 20. 0400 515 1 m t 据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451 可考虑选则 但因选择转速较计算转速为高，会使刀具寿命下降，故可将进给min530rnc 量降低一级，即取，也可选择降低一级转速，仍rmmf15 . 0 min400rnc 用，比较这俩种方案：rmmf20 . 0 a.第一方案：，rmmf15 . 0 min530rnc 。min 5 . 7953015 . 0 mmfnc b.第二方案：,rmmf20 . 0 min400rnc min8040020 . 0 mmfnc 因为第二方案的乘积较大，基本工时少，故第二方案较好，实际切削fnc 速度 。 （）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,时mmd 1 . 11 0 zmmf/21 . 0 ，扭矩的修正系数为 1，故，据机械制造工艺设mNmt.35 . 7 mNMc.35 . 7 计手册第 176 页表 4-5，。mNMm. 4 . 392 据切削用量简明手册第 64 页表 2.23 当硬度为 170213，HBS 时 min20,53 . 0 ,10mvrmmfmmd c kwPc0 . 1 据机械制造工艺手册第 176 页表 45，由于kwpE65 . 3 81. 05 . 4 故选择之切削用量可用， Ecmc PPMM, 即：min54 . 8 min,400,7 . 0, 8 . 6 0 mvrnrmmfd 3.计算基本工时（走刀次数为 1 次） 式中，切入量和超切入量由切削用量简明手册mmLylL15, 表 2.29 查出，故mmy5 查机械制造设计手册第 276 页表 733，和表 734，可知钻削的辅助 时间：min17 . 1 04 . 0 14 . 0 28 . 0 71 . 0 1 m t 2.攻螺纹（走刀次数为 1 次） 5 . 128M 机床 Z535 立式钻床 刀具：细柄机用丝锥 5 . 128M （1） 进给量：由于其螺距 P=1.25mm，因此进给量为frmmf25 . 1 （2） 切削速度：据机械制造技术基础课程设计指导教程第 114 页表 5- 38， 确定min0 . 8mv min54 . 8 100 8 . 640014 . 3 1000 0 m nd v 机制专业毕业论文 第 24 页（共 46 页） 查金属切削原理与刀具第 57 页式（7.5）知 据机械制造工艺设计手册第 176 页表 451，取，min275rnn 实际切削速度 （3） 检验机床扭矩及功率 由于直径小，进给量小，所以可以满足 （4） 计算基本工时 据机械制造工艺设计手册第 251 页表 78，知 fl)21 ( 1 fl)32( 2 其中，为丝锥或工件回程的每分钟转速， 为使用丝锥数量，, 1 nimml15 取取，再取， 1 l 2 ,5 . 225 . 1 22lmmfmmf5 . 2225 . 1 2min275 1 rnn 则 查机械制造工艺设计手册第 276 页表 733 和表 734，可知用丝锥 攻螺纹的辅助时间min2 . 106 . 0 15 . 0 28 . 0 71 . 0 2 fm T 3. 锪钻 14 阶梯孔 工件材料为,硬度为,孔的直径为表面粗糙度200HTHBS200mm14 ，加工机床为 Z535 钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为锪孔钻mRa2 .
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