卧式车床手柄座的加工工艺及夹具设计

C6140卧式车床手柄座的加工工艺及夹具设计摘要：毕业要求需要设计一整套C6140卧式车床手柄座的加工工艺，并且设计两套专用夹具来装夹手柄座进行快速生产。工艺设计的过程中需要考虑零件尺寸，考虑零件是面还是孔以便选择加工方法与加工机床。首先，分析零件图，了解零件的功用、材料、生产类型与技术要求。设计毛坯所用材料与具体大小形状，确定每道工序的加工工艺然后制定满足要求的工艺路线。每道加工工序及时确定加工所需需要的各种时间，其计算方法方式可以由各种文献查到。专用夹具设计可以套用以往成熟的夹紧方案，定位由手柄座外形可以轻松确定，设计结束后进行误差计算分析合理性。关键词：工艺设计； 专用夹具；定位面南科技女贤布衬毕业段材（伦女J2.2生产纲领2.2.1生产纲领计算生产纲领是企业的生产计划，通常以一年为期，生产零件不能只生产需要数量，还需要考虑其他因素，比如废品的数量，因此生产纲领是根据需求与其他因素计算出来的。机械制造工艺安排与生产纲领有关。因为工艺安排决定于生产类型，生产类型是由生产纲领查表得出的。手柄座生产纲领计算公式如下；N = Qn（l + a）（l + h）其中各字母代表意义如下：N一手柄座计划生产数量（件/年）；Q手柄座需要的一年产量（台/年）；n台机床需要的手柄座数量（件/台）；a -手柄座需要多加工数量，一般取为2%4%；b-手柄座可能产生的废品数量，一般取为0.3% 0.7%o设手柄座的备品率为2%,废品率为0.6%,则由式子有如下计算：N = Qn（ +。）（1 + b） =20000x1x1.02x1.006=20522 （件/年）2.2.2生产类型确定按照一年为期的生产类型可以查表得出，查表数据如表2-1所示。表2-1机械加工零件生产类型的划分生产类型工作地点每月担负的工序数产品年产量/件重型(2000kg)中型(1002000kg)轻型( 100kg)单件生产不作规定52020 405-10020200100500中批生产10201003002005005005000大批生产1 1030010005005000500050000大量生产11000500050000由手柄座一年的生产产量N=20522件/年，又根据手柄座材料为灰铸铁与手柄座尺寸结合可知手柄座零件的重量小于100kgo根据表2-1由数据进行比对可以确定，手柄座为轻型零件，其生产纲领在五千到五万之间，可以确定生产类型大批生产。2.3技术要求表2-2技术要求加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度值RA ( um)形位公差(mm)045圆小端面43IT113.2中25mm孑L025言。33IT81.6中14mm孑L奶扩IT71.6中10mm孑L八 +0.015IT71.6/ 100： 40.2 AO5.5mm 孑LIT83.2M10螺纹孔M10IT73.2键槽+0.036（）IT10侧面1.6、底面6.3槽 14mm4+023*0IT116.32.4手柄座的工艺分析从零件图可以分析得出，除了螺纹孔M10是在圆柱面上加工之外，其他每个孔都是在平面上加工得到的。所以除了螺纹孔M10以外，其他孔都是容易用钻头轻松定位加工，而且从公差及精度等级看，手柄座精度最高精度等级是IT7,表面粗糙度为RA=1.6um,精度等级不高，可以在正常条件下加工出来。M10的螺纹孔虽然位置要求高，加工面不是平面，但在大批量生产时，可设计专用夹具解决问题。手柄座键和键槽中，键槽侧面粗糙度要求较高，但在正常加工条件下，还是可以加工出来。总的来说，手柄座比较容易采用经济的加工方法加工出质量有保障的产品，具有良好的工艺性。2.4.1端面加工手柄座共有四个端面要加工：45外圆凸台的小端面有表面粗糙度要求，有加工精度要求，45圆大端面与中45外圆凸台下的端面无特殊要求，但由于45圆的小端面加工需要以中45圆大端面为基准，所以都需要简单加工；中14mm孔端面也粗糙度要求，粗铳就能满足加工要求。2.4.2孔的加工零件有五个孔要加工：25圆为通孔，其外圆凸台表面有加工精度要求，10mm孔共有两个，并都是通孔，孔间有槽形成两个对称的内端面，端面间有尺寸要求。10mm的孔中心线与中25mm的孔中心线有位置度要求，根据孔的粗糙度要求可以查文献1得出孔的加工方式为钻一扩一钗可以达到零件要求精度。中14mm孔不是通孔，并且加工的深度要求不高，但是必须保证孔的深度大致达到零件要求。中5mm圆锥孔是通孔，孔径较小，但由于其与手柄座相连的部件有配合，且内表面有表面有比较高的粗糙度要求，因此钻孔后还需要进行精钗以达到要求。中5.5mm孔是通孔与键槽上的键有配合要求，又由于内表面粗糙度要求比较高，因此中5.5mm孔进行钻孔后依然需要进行精钗以达到加工精度要求。2.4.3螺纹孔的加工螺纹孔中心线与25mm孔中心线连线有30的角度要求，再者螺纹孔的中心与中45外圆凸台的小端面有尺寸精度要求，但精度要求不高。10mm螺纹孔加工时是在中45外圆柱表面上进行加工，加工对刀难度大，用装夹要求高加工的难度比较大。2.4.4键槽与槽的加工中25mm孔上的键槽每个表面都有粗糙度要求，其中两个侧面需要的粗糙度要求最高，需要精加工才能满足要求，又因为其底面尺寸基准与25mm有关，由于以圆柱内表面为基准进行定位加工，难以加工，但是使用拉床可轻松达到要求，由此可知加工还是比较容易。槽14mm两侧面虽然有粗糙度要求，但是要求并不高，因此采用铢床进行一次铢削得到，由于槽比较深，铢削时应采用铳刀直接较大的镶齿铁刀。通过对每个面与孔的加工工艺进行分析，手柄座的加工遵循先面后孔原则先加工出45mm圆柱两端面，由两个表面粗糙度分析，45mm的小端面进行粗铢后仍旧要进行半精铳加工，可以对螺纹孔等进行定位。而以45小端面为基准加工出中25H8mm的孔，后面的孔加工，键槽等的加工都以中25H8mm的孔为精基准。因此用45mm小端面还有25H8mm的孔作整体定位基准，其余的面与孔加工可以以较高精度加工出来以满足零件加工要求。第3章毛坯设计3.1毛坯制造方法由于手柄座材料采用的是灰铸铁，并且零件尺寸比较小，由于零件有外圆柱面还有一个半圆柱面因此零件形状复杂。由于为大批量生产对生产效率要考虑，精度要求高，因此采用砂型铸造中的金属模机器造型。由于手柄座上孔大部分都较小，而且有位置要求，表面有粗糙度要求，孔都不铸出，全部由机械加工出来以满足精度要求。3.2毛坯尺寸手柄座零件材料采用灰铸铁，采用铸造方法造毛坯。查阅文献2提供表5-7、表5-8、表5-9可选择公差等级和加工余量等级。b45mm两个端面之间的距离为43mm，但本次加工要进行端面粗铢与精铢因此将余量放大。两个端面需进行两次粗铳以及一次半精铢，因此两个端面间的尺寸为47mm,由于加工余量等级为G级则尺寸公差是2.8mm。14mm孔的端面与25mm孔中心线的距离由零件可知为43mm，但是因为需要加工孔，因此面需要粗铳，粗铳加工余量设计为2mm,因此基本尺寸为45mm。45图3-1手柄座毛坯图第4章 机械加工工艺设计4.1基准的选择粗基准在选择时常常选择还没有进行加工的面，如本次手柄座粗基准选择645mm大端面，粗基准选择需要根据加工的面选择，本次加工选择 45mm小端面，可减少误差。若选择6 45mm小端面后粗铢645mm大端面会导致铢的面过大，使得加工的误差大量累积降低加工精度，并且由于铸件表面密度较大，加工厚度不均匀会加速刀具的损耗。粗基准选择时需选择平整光滑表面，如果选择作为粗基准的表面有缺陷，将直接导致加工精度不合格。最为重要的是粗基准只能够使用一次，多次使用粗基准会使选择的粗基准误差累积，降低加工精度，因为粗基准本身未进行加工，本身精度就不高。比如选择645mm大端面为基准加工6 45mm小端面，然后又以445mm大端面为基准加工6 25mm孔，将直接导致孔的位置不对。精基准的选择主要考虑减少定位误差，精基准选择经济合理的，有足够加工余量，能尽量减少误差。精基准最好能在加工步骤中得到重复使用，这样能提高加工精度，多次使用精基准能减少加工中零件的装夹次数，本次手柄座加工中将重复使用6 25mm孔为精基准。机械加工中，尽可能使用精基准加工，使后续工序集中，定位精确，选择精基准后再考虑如何选择正确粗基准加工出精基准面，由基准选择可选择加工工艺流程重要部分。4.2加工工艺的确定手柄座加工部分可分为平面、孑I、螺纹孔等，相应的加工位置形式不同采用的加工方法亦不同。每个部分有相应的表面粗糙度要求、位置度等要求。根据需要的加工精度要求由文献2P2425可查阅加工方法。1.45mm圆小端面。需要的精度等级IT11,表面粗糙度有要求进行粗铢半精铢可达到精度等级要求与粗糙度要求。2.045mm圆大端面。无特殊要求，由于其有关基准选择按一般加工要求进行粗3. 25H8mm孔，需要的精度等级为IT8,有很高的表面粗糙度要求，直接进行钻孔，精度达不到要求，因此需要皎孔，而钗孔之前由于孔比较大必须进行扩孔。4. 1）10H7mm孔，需要的精度等级为IT7,表面粗糙度同样比较高，直接进行钻孔，可是达不到精度要求，因此钻孔后再钗孔使之达到精度要求。5. M10螺纹孔。公差及精度等级IT7,表面粗糙度为Ra3.2,进行钻达到精度等级IT10-IT13,粗糙度Ra580,用丝锥攻螺纹公差带4H7H,粗糙度Ra3.20.8o6. 键槽6H9。公差及精度等级IT10,表面粗糙度为侧面Ral.6,底面Ra6.3,使用拉床加工可以达到精度要求。7.614H7mm孔，需要加工达到精度等级为IT7,直接进行钻孔，但是钻孔后达不到加工要求，由由于孔比较大，根据加工经验，钻孔后需进行扩孔，进行钗达到精度等级IT6 IT9,粗糙度Ra0.3210o8. M4H7mm孔端面。无特殊要求，按一般加工要求进行粗铳达到精度等级IT11 -IT13,粗糙度 Ra520。9. 槽14x43 mmo需要的精度等级IT11,有表面粗糙度要求，进行粗伏达到精度等级IT11 -IT13,粗糙度Ra520o10. 孔5.5mm。加工达到的公差及精度等级IT8,要求的表面粗糙度不高，但事实上直接进行钻孔达不到这种精度，因此进行钗达到精度等级IT6IT9,粗糙度Ra0.3210o11. 圆锥孔（D5mm。公差及精度等级IT7,表面粗糙度Rai.6,进行钻达到精度等级IT10-IT13,粗糙度Ra580,进行钗达到精度等级IT6 -IT9,粗糙Ra0.3210。综上，根据每个加工方法得到精度等级和表面粗糙度与零件要求做比较，可以确定每个工序的具体加工方案，归纳如下表。表4.1加工方法加工表面公差及精度等级表面粗糙度值RA(u m)加工方案045圆小端面IT113.2粗铳一半精饨中45圆大端面IT1212.5粗铢中25mm孑LIT81.6扩一钗中14mm孑LIT71.6钻一扩一皎中14mm孔端面IT1212.5粗铢中1 Omm孑LIT71.6钻一皎O5.5mm 孑LIT83.2钻一钗05mm圆锥孔IT71.6钻一皎M10螺纹孔IT73.2钻一攻螺纹键槽IT10侧面1.6、底面6.3插削槽 14mmIT116.3粗铢4.3制定工艺路线在得出零件各个加工表面的加工方法后，还需要保证零件选择定位基准后加工不影响加工精度。除此之外，还需要选择要以哪个面或者孔为基准，以保证工件的几何精度、尺寸精度和位置精度正确合理，并在此基础上保证生产效率，以此制定工艺路线。正确的工艺路线能大大提高加工精度，提高生产速率。4.3.1方案一工序一：准备毛坯铸造需要材料；工序二：毛坯铸造，毛坯不能有缺陷；工序三：粗铢手柄座两个端面，再然后对中45mm的小端面进行合适的半精铢加工保证加工后端面间的尺寸为43mm；工序四：钻一扩一精钗25H8mm孔，通孔，无预留孔，直接钻孔；工序五：钻一粗钗一精钗孔（D10H7mm,孔比较深，加工选择合适钻头；工序六：铢14H7mm孔端面，由于无特殊要求，粗铳即可；工序七：钻一粗钗一精皎14H7mm孔，由于孔不是通孔，要保证加工深度；工序八：钻一精钗（P5mm孔，因为孔径比较小，钻孔后直接皎孔；工序九：铢槽14x43 mm,槽较深，铁刀选择镶齿铁刀；工序十：钻一精05.5 mm孔，因为其与键槽的键配合，加工精度较高；工序-一:拉键槽6H9 mm,选择合适拉床，保证加工精度；工序十二：钻一攻M10螺纹孔，钻孔时注意加工孔直径，选择丝锥机器加工螺纹；工序十三：终检。4.3.2方案二工序一：准备毛坯铸造材料工序二：毛坯铸造，毛坯不能有凹陷等缺陷；工序三：直接加工中45mm的小端面加工方法为粗伏一半精铳，然后对中45mm大端面进行粗铢加工；工序四：钻一扩一精苹交25H8mm孔，保证加工精度达到H8；工序五：钻一粗皎一精车交孔10H7 mm,加工精度必须达到H7；工序六：CD14H7 mm孔端面为加工孔作准备粗供即可；工序七：钻一粗钗一精钗0）14H7mm孔，其孔与其他部件配合且精度较高需保证精度；工序八：钻一精钗5mm孔，配合孔因此孔也需精加工；工序九：铁槽14x43 mm，保证两侧面间距离、粗糙度合适；工序十：钻一精皎5.5 mm孔，与键槽配合，粗糙度小精加工；工序一:拉键槽6H9 mm,选择拉床，可一次加工完成；工序十二：钻一攻M10螺纹孔，机器大批量加工采用丝锥加工；工序十三：终检、入库。4.3.3方案三工序一：准备毛坯材料；工序二：毛坯铸造，毛坯不能有显着缺陷；工序三：粗饨45mm的小端面，接下来粗铢中45mm孔的大端面，最后再半精铢加工孔45mm的小端面；工序四：钻一扩一精钗25H8mm孔，孔加工精度高，因此需精皎加工；工序五：拉键槽6H9 mm,选择拉床加工；工序六：伏槽14x43 mm,铁刀参数必须合适，否则端面间尺寸将出错；工序七：钻一精钗5.5 mm孑L,通孔，与键配合，精饺加工；工序八：钻一攻M10螺纹孔，使用机器丝锥加工；工序九：钻一精钗（D5mm孔，通孔，精度不高，但与其他零件配合需精钗加工；工序十：钻一粗钗一精饺孔10H7 mm，保证加工精度；工序十一：粗铢14H7mm孔端面，由于无要求只为孔加工做准备，粗铢；工序十二：钻一粗皎一精较14H7mm孔，盲孔，需保证加工精度；工序十三：终检、入库。4.3.4工艺方案分析：对三个方案进行分析可以得出以下结论：方案一是先加工中45mm的小端面，然后以其为基准加工45mm孔的大端面，而方案二则先加工大端面再加工小端Machining Technology and Fixture Design ofHandle Base of C6140 Horizontal LatheAbstract: Graduation requirements need to design a complete set of C6140 horizontal lathehandle base processing technology, and design two sets of special fixtures to clamp handlebase for rapid production. In the process of process design, it is necessary to consider thesize of parts and whether the parts are faces or holes in order to select the processingmethods and machine tools. Firstly, the part drawings are analyzed to understand thefunctions, materials, production types and technical requirements of the parts. Design thematerial and specific size and shape of the blank, determine the processing technology ofeach process, and then formulate the process route to meet the requirements. Eachprocessing procedure determines in time the various time required for processing, and thecalculation method can be found in various documents. The design of special fixture can beapplied to the mature clamping scheme in the past. The location can be easily determinedby the shape of the handle seat. After the design, the rationality of error calculation andanalysis can be carried out.Key words: Process design, Special fixture, Positioning面。这种加工方式看似没有问题其实是不对的，因为这是第一次在毛坯上加工，而毛坯由铸造而成，毛坯表面比较致密，若先加工大端面，误差就会大量累积从而损伤刀具，因此一般先加工面积较小的面，由此可见方案一比方案二优秀。方案三中两个作为基准的孔25H8mm与10H7 mm没有一起加工，后续基准比较凌乱，加工精度不高不合理，方案三10H7mm孔在M10螺纹孔前加工，难以保证位置精度，因此先加工10H7 mm孔，同理先加工10H7 mm孔能更好定位05.5 mm锥销通孔、键槽6H9 mm和槽14x43 mm的精度。方案一在定位基准选择与工序的安排上比方案二和方案三都要优秀，由此可见，手柄座应选择加工方案一。工序一：备料，使用灰铸铁；工序二：毛坯铸造，采用机器批量生产；工序三：先粗铢45mm的小端面，然后以加工的面为基准粗铳中45mm的大端面，最后半精伏中45mm加工小端面，保证精度，选择X51立式铳床加工；工序四：钻一扩一精钗25H8mm孔，通孔，无预留孔，保证加工精度，选择Z535立式钻床加工；工序五：钻一粗钗一精皎孔10H7mm,通孔，与（D25H8 mm孔有位置度要求，精度较高，选择精皎，选择Z525立式钻床加工；工序六：粗铳14H7mm孔端面，端面无要求加工精度，为加工孔作准备粗铢即可，选择用X51立式铳床加工；工序七：钻一粗钗一精钗14H7mm孔，由于其是盲孔，且加工精度高，与外部零件连接处，精较加工，选择Z525立式钻床加工；工序八：钻一精钗5mm孔，孔径小，与其他有配合，精加工，选择Z525立式钻床加工；工序九：铢槽14x43 mm,选择X62型号卧式铢床，刀具选择镶齿铁刀，刀具直径选择合适的一次加工成功；工序十：钻一精钗5.5 mm孔，通孔，加工有粗糙度要求，与键配合，孔径小，精加工选择Z525立式钻床加工;工序十一：拉键槽6H9mm,选择L6120拉床，可一次加工成功且加工精度高，省事高效；工序十二：钻一攻M10螺纹孔，大批量加工，采用机器加工，攻螺纹用丝锥，选择37摇臂钻床进行钻孔与攻螺纹；工序十三：终检、入库。4.4设备选择和工装的选用4.4.1机床选择机床选择要考虑产品的生产类型，机床要保证加工到零件需要的精度要求，机床尺寸规格要与零件外廓尺寸适应。选择结果如表4.1所示。表4-1机床选择工序三、六X51立式铳床工序五、七、八、十Z525立式钻床工序十一L6120拉床工序九X62卧式铢床工序四Z535立式钻床工序十二Z37摇臂钻床4.4.2刀具选择表4-2刀具选择加工内容机床刀具粗铳大小端面X51d=50mm, z=6直柄立铁刀半精锐小端面X51d=50mm, z=6直柄立铁刀钻 D25H8mm 孑LZ535O23mm高速钢锥柄麻花钻扩（D25H8 mm 孑LZ535024.8mm高速钢锥柄扩孔钻铉25H8 mm孑LZ53525mm高速钢锥柄机用皎刀钻孔 O10H7 mmZ525D9.8mm高速钢锥柄麻花钻粗钗孔O10H7 mmZ525O9.96mm的高速钢饺刀精铉孔10H7 mmZ525OlOmm的铉刀粗貌14H7 mm孔端面X51d=50mm, z=6的直柄立铳刀车占O14H7 mm孑LZ525013高速钢锥柄麻花钻粗铉中14H7 mm孑LZ525013.95高速钢锥柄机用皎刀精饺O14H7 mm孑LZ525中14高速钢锥柄机用钗刀钻05 mm锥销通孔Z525O4.8mm的高速钢麻花钻精钗5 mm锥销通孔Z525O5mm高速钢直柄机用较刀铁槽 14x43 mmX62镶齿三面刃铢刀钻孔05.5 mmZ52504.8的高速钢锥柄麻花钻校孑05.5 mmZ5255.5mm的铉刀拉键槽6H9 mmL6120拉床拉刀钻M10螺纹孔Z3708.5高速钢锥柄麻花钻攻M10螺纹孔Z37MlOmm高速钢机用丝锥4.5机械加工余量、工序尺寸与公差的确定1. 45mm小端面由于是作为孔加工精基准，需粗铢与精饨加工，由文献1查表L20可得:粗铳精度IT11,半精铢精度IT9,结果如下表。表4-3. 1工序尺寸及公差计算表工序名称加工余量(mm)工序达到精度工序尺寸及公差(mm)半精铢0.5IT943+0.062粗铢1.5IT1143.5%,162. 25H8mm孔，无需在毛胚上留孔铸造，那样只会加大铸造加工难度，只需直接钻孔后加工即可，由文献查表1-20可得：钻孔精度IT12,扩孔精度IT11,铉孔精度IT8,结果如下。表4-3. 2工序尺寸及公差计算表工序名称加工余量(mm)工序达到精度工序尺寸及公差(mm)精铉0.3IT825才33扩孔1.8IT110 24.8J013钻孔0IT12中 23J0213. (D10H7mm孔，通孔，孔径较小，无法预留孔铸造，直接钻孔后钗孔加工使其达到加工精度，由文献1查表L20可得：钻孔精度IT12,粗钗精度IT10,精钗精度IT7。表4-3. 3工序尺寸及公差计算表工序名称加工余量(mm)工序达到精度工序尺寸及公差(mm)精皎0.04IT710严15粗钗0.16IT10中9.96严58钻孔0IT12中9.8严54. 14H7mm孔，这个孔是盲孔，而且孔的直径不大，预留有孔会使加工难度增大，因此不预留孔，由文献查表1-20可得：钻孔精度IT12,粗钗精度IT10,精饺精度IT7,结果如下。表4-3.4工序尺寸及公差计算表工序名称加工余量(mm)工序达到精度工序尺寸及公差(mm)精钗0.05IT7中 14o015粗钗0.95IT10中 13.95J0058钻孔0IT1213才0.155. M10螺纹孔，加工时要保证加工前孔径合理，用丝锥进行攻螺纹由文献查表1-20可得：钻孔精度IT12,攻螺纹为普通粗牙螺纹。表4-3. 5工序尺寸及公差计算表工序名称加工余量(mm)工序达到精度工序尺寸及公差(mm)攻螺纹1.56HM10钻孔0IT120 8.5J00904.6加工用量与工时计算4.6.1工序三计算相关1. 粗铳45mm小端面，其为第一次加工部分，加工面积较小。(1) 进给量力可以根据文献1提供的表5-11看出加工每齿进给量范围：兀=0.160.3mm/z,每齿进给量选择需要根据X51机床数据选择，选择范围内有的量，否则就无法正确加工，根据参考文献1的数据表5-13,选择:fz = 0.25mm/zo(2) 机床加工参数确定同理可根据文献1的表5-13可以知晓铳削需要的速度，v = 47m/min,由公式n =, 算得 n=299.36r/minored根据参考文献1提供的表4-15, X51铢床的主轴转速知晓只有取n = 300r/min才能满足要求，实际切削速度可以由公式反推的出：u = 47.1m/min。而工作台的进给量是可以由公式：fMz=fz X n x Z计算得出，带入所有求出的数据，不难的出结果：/=450mm/min,进给量为计算结果还需要根据基础数据选择，选择结果表示如下：/m =400mm/minoz(2)加工时间计算铳削小端面的基本时间计算的公式可计算加工需要的时间，计算的公式为,其他时间如辅助时间、休息难以定量计算，其变动不确定，因此7 Zwz只计算基本时间。计算式中，由文献表5-43提供铢削基本时间可知：/ = 45mm,/j =0.5(d_ J】)+(1 3),由d = 50mm,二45mm,有计算结果Z, = 0.50-7502 - 452)+1 = 15.1mm,其中l2 = 3mm,所有的数据都是已知或者可以由已数据计算得到，计算得tj = 0.16mino2. 粗铢45mm大端面，大端面与对应的小端面采用的刀具和机床是相同的，并且只存在背吃刀量不同，因此不用再重新计算进给量与切削速度，只需计算加工时间即可。(1)加工时间计算/ + / + Z9fMzI = 85.5mm,=0.5(d_ Jd。=0*0 - a/502-452 )+1 = 15.1mmd=50mm,6z,=45mm,可有计算结果选择质=3mm带入计算，将前几个选择和计算，其中各个字母代表的意义的具体数字不存在未知。计算如下:的数据带入计算公式可知：tj = 0.26min。3.45mm小端面由于有加工精度要求，其表面粗糙度亦有具体要求，因此机床加工进给量与铳削速度要单独计算。(1)机床加工参数确定由前面选择铢刀时可知铳刀的直径是知道的，并且铢刀选择时齿数也考虑到，即也是己知的，同理，加工余量计算时所有数据也已知，因此可直接查查文献1表5-11得知每齿进给量在范围X =0.16-0.3mm/z内，由于机床进给只能够选择其中得fz = 0.18mm/zo查文献1表5-13可以大概知晓铢削需要的速度，选择v =49m/min,机床主轴转速是可以根据已知的式子 =计算的，带入选择的速度ml算得n=312.10r/min,根据参考文献1表4-15所列出的数据，可以选择，而且由于是半精铳，可以适当取大点转速取 = 380r/min,由=1。,实际的切削速度可Tid反推:v = 59.66m / min。工作台的进给量是可以由广介xnx z计算得到，带入前面刀具参数与计算的每齿进给量可得；为=410mm/min。根据立式铢床工作台合理选择进给量进给数据，可选择较合适的7 = 400mm/mino（2）加工时间计算由文献表5-43铳削基本时间的计算选择正确计算公式,式中的/mz所有数据都是可以由已知数据计算的。由选择的铢削基本时间的计算公式计算其中数据结果如下：/ = 45mm,/1 =0.5（d_ J，）+（1 3）,其中 d=50mm,ae =45mm,可知有如下结果=0.5伉-一45。）+1 = 15.1mm,选择l2 = 3mm进行计算，将这些计算的数据再带入总式有q = 0.16min。4.6.2工序四计算相关1. 钻 CD25H8mm 孔。（1）机床加工参数确定可由阅文献2表5-78得到fr = 0.78 0.96mm /r ,但是由于手柄座的材料使用的是灰铸铁，刚性查阅资料可得其是中等刚性，因此f, =0.590.72mm/r。再根据Z535机床进给量选择片=0.72mm/r,查阅文献2中表5-80选择合适钻孔数据：v = 0.45m/s = 27m/min ,根据公式=】，计算可知主轴转速n=373.86r/mino查nd文献1中的表4-9选择机床有的主轴转速：n=400r/min,带入公式n = 1。口 ,可得nd到机床加工时的切削速度v = 28.9m/min。(2)加工时间钻孔的基本时间可由参考文献1表5-41得到：式中没有未知m mD-d数据Z=43mm, * =cotq + (12),九=8mm,取质=3mm进行计算，带入总式得到：tj = 0.19mmo2. 扩25H8mm孔。(1) 机床加工参数确定进行扩孔加工时需选择合适的加工参数，据参考文献2表5-81查询每转进给量范围为/ =1.2mm/r ,由根据机床Z535选择fr = 0.96mm /r。翻阅文献中的表5-81可知扩孔加工切削速度是钻孔加工的倍数：vc =(上L)v钻=14.59.6m/min , =四竺将计算得到的切削速度数据范围带入计2 3nd算 =186.2123.3r/min,其中只有数据 = 140r/min在Z535中可以查到，因此选择它作为转速，根据式子 =1 皈推出v = 10.9m/min。nd(2) 加工时间计算公式：= 4= / + +, 其中 I = 43mm, = cog+ (1 2)；mm224 8 _ 23D=24.8mm0 =23mm,g =60,所以4 =: cot60+2 = 2.5mm,取Z2=3mm 带入总式计算，计算结果q = 0.36min。3. 精车交25mmH8孑L,保证皎孔精度，选用机床刀具已知。(1) 机床加工参数确定由参考文献2中提供的表5-81列出的数据，选择钗孔在范围/ = 1.30-2.60mm/r进行加工，据文献1表4-10与Z535相关机床有的数据_/；=1.60mm/r,精钗25mm的孔由加工参数选择v=26mm/min。由计算：1000%1000 x (26)nc = = 25 76(r/min)c nD yr x 25i ,，查阅文献1表4-9立式钻床主轴转速，取：n=68 r/min,带入公式=1,7id其实际切削速度v=5.34m/mino(3) 加工时间精饺孔的基本时间公式：tj = *其中I = 43mm,带入其进行计算m mD-dI、= co,. + (l 2)可得：Z1=2.05mm； D=25mm, = 24.8mm, Kr = 60,取Z2=3mm进行计算，所有数据带入总式计算结果：tj = 0.44mino4.6.3工序五计算相关1,钻(P10H7mm 孔。(1) 机床加工参数确定考虑零件材料拥有刚性由文献2提供的表5-78有/=0.470.57mm/r,根据机床选择范围内的数据，由文献1中表4-10选择的结果无=0.36mm/r。查阅文献中与钻孔相关表5-22选择速度v = 16mm/min,又由it =】可以轻松计算得到结果兀dn = 519.95r/min,根据机床Z525数据选择n=545r/min,再根据n = 。，,实际加7id工零件时v=16.8m/mino(2) 加工时间t- = 4 = / + + 2 其中 /=38mm, = cotq + (l 2)计算结果，t =mm20.22mino2. 粗铉 Q10H7mm 孔。(1) 机床加工参数确定粗钗每转进给量范围户0.65l.3mm/r,由机床Z525选择fr = 0.81mm /r。初步由文献表5-82选择V = 14m/min ,同样可算出 =447.7(r/min),由机床Z525数据选择n = 545r/min进行加工，实际加工时：v = 17m/min o(2) 加工时间= 4 = / + + 2 , /=38mm, 4= coty.+ (1 2)推出t； = 0.10mm。7 Jh Jn2；3. 精皎孔 Q10H7mmo(1) 机床加工参数确定精饺10H7mm的每转进给量可由文献1提供表5-30得知户0.50l.00mm/r,需要考虑机床进给不能超出范围，否则加工精度将大大降低，选择机床fr = 0.62mm /r。又选择 v=3m/min,可得到n = 95r/min,由机床选取 n=97r/min,则得出：v = 3.04m/mino(2) 机床加工参数确定钗孔的基本时间：t： =土= + 2 其中 /=38mm, =一 cot. + (l 2),加 m2Z2=3mm带入计算公式可得q = 0.73min。4.6.4工序六计算相关1 .粗铢(D14H7 mm孔端面。(1)机床加工参数确定目录第1章绪论11.1设计的意义11.2发展现状11.3课题目的2第2章零件分析42.1零件作用42.2生产纲领和生产类型52.2.1生产纲领计算52.2.2生产类型确定52.3技术要求62.4手柄座的工艺分析72.4.1端面加工72.4.2孔的加工72.4.3螺纹孔的加工72.4.4键槽与槽的加工8第3章毛坯设计93.1毛坯制造方法93.2毛坯尺寸9第4章 机械加工工艺设计104.1基准的选择104.2加工工艺的确定104.3制定工艺路线124.3.1工艺路线方案一12由于铢面是为接下来的钻孔做准备，只需粗加工，刀具与加工机床X51参数有 = 0.16 0.3mm/z,选择fz = 0.25mm/zo 粗铳加工速度 v=47m/min,得出n =299.36r/mino根据机床已有数据选取n = 300r/min ,得到u = 47.lm/min。fMzfz x n x z,带入已知数据= 450mm/min,选择= 400mm/mino(2) 加工时间粗铁的基本时间计算公式tj = + /i+，2 ,式中，由文献表5-43铢削基本时间fMz的计算图表标注可知：I = 31mm, Zj = 0.5(6?-yjd2 -(1 - 3),由 d=50mm/ ae =30mm,有虹=22mm,选择& =3mm,带入所有数据到总式q = 0.14mino4.6.5 1序七计算相关1. 钻14H7 mm孔，刀具与机床各种参数己知，其不是通孔，加工中要保证深度合适，否则将无法与其他零件连接。(1) 机床加工参数确定钻孔时孔比较小，刀具直径也小，据文献1提供表5-22有/= 0.200.40mm/r,选取f=0.28mm/r。钻孔速度选择较小的，由v=1624m/min, =】。口，得7id到n = 391.96587.95r/min,根据机床选择取： = 545i7min,实际加工实物时v = 22.2m/min。(2) 加工时间=4 = / + +2 , I = 28mm； = 3mm ； /2 = 0mm , 计算结果：t；仇 fri= 0.20mino2. 粗钗14H7mm孔。(1)机床加工参数确定粗铉014H7mm孔每转进给量户0.102.00mm/r,选择较加工精度较低的则有fr = 0.81mm /r , v = 12.6m/ min ,因 =1。，, n - 287.7(r/min),据机床选取：red = 272r/min ,实际加工时：v = 11.9m/min。(2) 加工时间根据参考文献1表5-41,饺孔的基本时间：=土= + 2其中/=28mm,m mD-d4 = cog. + (12),质=0mm带入计算公式可得，ty=0.14min3. 精钗CD14H7mm的孔(1) 进给量人查阅文献2提供的表5-8可以得出f = 0.102.00mm/r,选择机床拥有的运行数据 fr = 0.81mm / r。(2) 机床加工参数确定本次精饺孔时v = 4m/min ,又有n = 1。，, n =91.0(r/min),由机床参数7id取：w = 97r/min ,实际加工有 v = 4.3m/min (3) 加工时间铉孔的基本时间：t, =_L=4 +匕其中/=28mm, I】=一 cog+ (12),mm2l2 = 0mm带入计算公式可得，t;=0.39min4.6.6工序八计算相关1 .钻 孔(1)机床加工参数确定由文献2中提供的表5-78再考虑零件制造材料拥有的刚性可知/ =0.200.25mm/r,据文献1提供的表4-10知/；. =0.22mm/r。查阅文献1中表5-22数据取v = 20m/min ,所以可以得出 = 1273.9r/min ,查文献1中表4-9选择取值： = 1360r/min ,实际加工零件时 v = 21.4m/min。(3) 加工时间根据参考文献1中提供参考的表5-41,孔的基本时间：t kj + l+l其D-d中 /=8mm,有=coty. + (1 2), l2 = 3mm带入总式可得q = 0.05mino2. 精钗05mm的圆锥孔(1) 机床加工参数确定据文献2的表5-82可知f = 0.400.80mm/r,由Z525机床可选择数据中选取f = 0.48mm/r。查阅文献1提供的表526得u = 4m/min ,贝I n = 1,7idn=254.78m/min,查文献1其中的表4.9可知:n=195m/mino进行实际加工时计算得 v=3.06m/mino(2) 加工时间：根据参考文献1中表5-41,皎孔的基本时间：0=g=/ + +2其中/=8mm,m fitD-d，=cotx, + (12),可得虹=3mm, l2 = 3mm带入计算公式可得，ty=0.15min4.6.7工序九计算相关1. 铁槽14x43 mm,刀具由加工槽的深度选择镶齿三面刃铢刀200X14GB/T7953-1999,刀具齿数为22,可知晓一次走刀达到铢削宽度，使用X62型卧式铢床进行加工。(1)机床加工参数确定由文献3中的表3-3可知fr =1.2 - 2.7mm /r,自行取1.2mm/r ,由此可计算出上号= 0.05mm/z。计算得到119.33m/min ,由根据 =，可得/:=190r/min,由文献1提供表4-18参考选择=190r/min。实际进行7id加工时v = 1.99m/s ,进而进给量算出为九=209mm/min ,根据文献1中表4-19,可以选择fM = 235mm /min实际加工每齿进给量计算为为力=0.056mm/z。若每次背吃刀量选择为4mm,可由尺寸数据得出总共需要走11刀才能完成加工。有计算11 / aoA = Zx4/? + 8j = 0.88x(4 + 8 + 12 + + 44)+88 = 320.32mm(2)加工时|0 Z. 32。.32 = i.36min7 v 2354.6.8工序十计算相关1 .钻孑L5.5(1) 机床加工参数确定根据零件材料的刚性据文献2中的表5-78可矢口f = 0.200.25mm/r,由Z525选择尤=0.22mm/r。查阅文献1表5-22取v=24m/min,所以可以得出=1592.4r/min,查文献中表4-9提供数据取 = 1360r/min,实际进行本次钻孔加工时 v = 20.5m/min。(2) 基本时间根据参考文献1中的表5-41,皎孔的基本时间：t _LJ + l+l2其中m mn-d/=5mm, 4= cotq + (l2),计算结果Z1 = 3mm,取l2 = 3mm,将得到的所有数据带入总式t7=0.037mino2. 饺孑L 05.5mm(1) 机床加工参数查阅文献2中表5-82数据可知f = 0.65l.30mm/r,据Z525选取f =0.81mm/ro 选v = 8m/min,根据 =1口 , n=463.23m/min,查文献1中表 497id提供的机床数据n=392m/mino则实际切削速度为：v=6.77m/min(2) 加工时间根据文献1提供表5-41,皎孔的基本时间：。+2其中/=5mm,m m，= cot/c,. + (1 - 2),可得九=3mm,取l2 = 3mm带入计总式进行计算可以得，tj = 0.035mino4.6.9工序十一计算相关拉键槽6H9 mm采用卧式内拉床L6120o(1)进给量确定:由参考文献1表5-33与工件材料知，户0.060.2mm/z现在取f=0.06mm/zo伺)拉削速度确定：由参考文献1表5-34,按表面粗糙度Ral.6u m或公差0.03-0.05mm,选取IV拉削速度组 3.53m/min,取 v=3.5m/mino(3) 基本时间公式可计算拉削基本时间q =；:欢七7 1000vzfz其中z=3.5, 1=43mm, r = 1.2, K=1.4, v=3.5m/min,心=0.06mm, z=9o得出 t;=0.13min4.6.10 T序十二计算相关1. 钻8.5mm孑L,加工为攻螺纹做准备，孔径要合适。(1)机床加工参数确定由手柄座材料拥有的刚性可知得/ = 0.350.43mm/r ,根据Z37机床数据选择每转进给量为：/=0.375mm/r。钻小孔时v=20m/min,由=。，得出主轴转速n=749.34r/min,根据机床选择n = 710r/min,带入公式n =。叽实际加工时ndi/=18.95m/mino(3) 加工时间t； = = / + 4 +1 其中有 /=10mm, 4 cot/r +(1 2)计算有= 3mm,7 fii fii2取?2 = 3mm计算结果：q = 0.06min。2. 攻M10螺纹孔，选择机器钻孔，让它能实现大批量生产刀具：MIOmm高速钢机用丝锥，机床：Z37摇臂钻床。(1) 机床加工参数确定/一定等于工件上的螺纹的螺距，否则无法正确加工零件，而该螺纹螺距p=1.5mm由此f=1.50mm/r。查文献1中的表4-7,选择/=1.50mm/ro查文献中的表5-37,攻螺纹需要切削速度查到为v=510m/min,实际由机床Z37取v=8m/min。计算由=254.78r/mm,查文献1中表4-6选择主轴转速取为=224r/mm,实际攻螺纹时有 v=7.03m/min。(2) 加工时间：查文献1中表 5-46, tj = (1+?+人 + 】+?+)、可知=iomm, I. = 2 XJ V fn fnQ )1.5 = 3mm, l2 = 2 x 1.5 = 3mm, i=l, n0 = 112r/mm,得出tj =0.143min第5章铢14mm槽夹具设计5.1夹具设计分析工序九需要在X62卧式铢床上铢14X43的槽，由于槽有粗糙度与尺寸要求，要求精度较高，应该采用专用夹具。专用夹具不仅可以提高加工的精度，更能在大批量生产时节约生产成本，提高生产的速度与质量。5.2方案设计5.2.1定位方案设计本次加工14X43的槽在工序九，在此之前的工序四与工序五已经加工出两个孔，工序三则已经加工出两个端面，所以本次设计采用一面两销的定位方案。工序四中加工的O25H8mm孔是后续加工的基准，因此这个孔用圆柱短销定位可以限制两个移动自由度。再以一个菱形销插入与其同心的小孔中，由于销的结构特点其可与圆柱短销限制一个旋转自由度：Y轴的转动。而使零件与夹具体的一个面接触可限制一个移动自由度与两个旋转自由度，从而让零件不动。由此