CA6140车床杠杆Φ25孔夹具设计说明书

Aaaa学院本科生毕业论文 - 1 -论文题目：CA6140 车床杠杆 25 孔夹具设计摘 要本夹具设计是 C6140 杠杆零件的加工工艺规程及一工序的专用夹具设计。C6140 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德加工精度容易。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空的加工精度。基准的选择以杠杆 45 外援面作为粗基准，以 25 孔及其下表面为精基准。先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面做为精基准加工孔。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，夹紧方式采用手动加紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。总之，设计要以科学，严谨的态度按机械制图的标准及工艺要求去设计。关键词夹具；钻套；钻模板；夹紧机构；定位机构SUBJECT:C6140 lathe lever 25 hole fixture designCLASS: 0806962 STUDENT ID: 080696222Aaaa学院本科生毕业论文 - 2 -AUTHOR: MAO LI XIN SIGNATURE: TEACHER: JIANG ZHI QIANG (prof.) SIGNATURE: (prof.)AbstractThe fixture design is part of the processing technology C6140 lever procedures and a special fixture design process.C6140 lever parts machined surface is flat and the main hole.In general, to ensure dimensional precision than the precision to ensure easy Comte.Therefore, the design follows the principles of the hole after the first plane.Hole and surface processing and a clear division into coarse and fine stage to ensure that empty precision.The benchmark chosen to leverage foreign aid face as a rough benchmark 45,25 hole in its base under the surface of sperm.Processing out of the bottom first, then as a positioning reference, in reference to the bottom as a fine hole processing.Choose the combination of machine processing.Special fixture used in the fixture side.Taking into account the structural dimensions of simple parts, clamping means manually tightened, clamping simple mechanical design is simple, and can meet the design requirements.In short, designed to make the scientific, rigorous approach by mechanical drawing standards and technical requirements to design.Key wordsFixture；Drilling units；Moban drilling；Clamping；Fixing目 录Aaaa学院本科生毕业论文 - 3 -摘 要 .1ABSTRACT .2目 录 .31 序言 .42 杠杆加工工艺规程设计 .42.1 零件的分析 .42.1.1 零件的作用 42.1.2 零件的工艺分析 42.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 .52.2.1 确定毛坯的制造形式 52.2.2 基面的选择 52.2.3 确定工艺路线 52.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.2.5 确定切削用量 72.2.6 确定基本工时 172.3 小结 .213 专用夹具设计 .223.1 加工工艺孔 25夹具设计 223.1.1 定位基准的选择 223.1.2 切削力的计算与夹紧力分析 223.1.3 夹紧元件及动力装置确定 233.1.4 钻套、 衬套、钻模板及夹具体设计 .233.1.5 夹具精度分析 263.1.6 夹具设计及操作的简要说明 31设计小结 .32致 谢. 33参考文献. 341 序言Aaaa学院本科生毕业论文 - 4 -随着我国经济和社会的飞速发展，机床加工已逐渐成为机械制造业的一种重要工具。人们对机床不仅要求具有良好的使用性能，而且对外形、内部结构也越来越高。在分析和说明车床内部结构件杠杆的重要意义和现状后，研究车床的杠杆在车床内部的作用具有现实意义。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。2 杠杆加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的杠杆。它位于车床制动机构中，主要起制动作用。杠杆一端与制动带连接，另一端通过刚球与齿条轴的凸起（或凹槽）相接触，当离合器脱开时，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。2.1.2 零件的工艺分析所加工零件立体图，零件图如下图所视Aaaa学院本科生毕业论文 - 5 -Aaaa学院本科生毕业论文 - 6 -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；0.2352）钻 锥孔及铣 锥孔平台；.170.173）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Aaaa学院本科生毕业论文 - 7 -这一组加工表面包括： 的孔、杠杆下表面0.2352）以 的孔为中心的加工表面0.235这一组加工表面包括：14 阶梯孔、M8 螺纹孔、 锥孔及 锥孔平0.1270.127台、2M6 螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是 M8 螺纹孔和 锥孔平台。 .0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。1.6aRm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 0.235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 。其中主要的加工表面是孔 12.7，要用 12.7钢6.3aRm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，在大端面长圆柱销、0.235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。2.2 杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。由于年产量为 4000 件，达到大批生 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，适合大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。2.2.2 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筋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加紧，利用一个 V 形块支承 45 圆的外轮廓作主要定位，以限制 z、z、y、y 四个自由度。再以一面定位消除 x、x 两个自由度，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。Aaaa学院本科生毕业论文 - 8 -2.2.3 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 mm0.235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 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 mm0.235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 上端面工序 6 钻 2-5 孔，加工螺纹 孔 2-M6工序 7 加工 M8 螺纹孔， 锪钻 14阶梯孔工序 8 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 的孔外轮廓为精基准，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。Aaaa学院本科生毕业论文 - 9 -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22mm；扩孔 22mm 到 24.7mm；铰孔 24.7mm 到 mm。保证粗糙0.235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 检查2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定杠杆的材料是 HT200，毛坯的重量 0.85kg，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。毛坯与零件不同的尺寸有：(具体见零件图) 故台阶已被铸出,根据参考文献14的铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都Aaaa学院本科生毕业论文 - 10 -为 0.5mm。1）加工 25 的端面，根据参考文献8表 4-35 和表 4-37 考虑 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，同理上下端面的加工余量都是 2mm。2）对 25 的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 1.6。可用一次粗加工1.9mm，一次精加工 0.1mm 就可达到要求。3）加工宽度为 30mm 的下平台 时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求 ，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，6.3aRm每次铣削的深度是 2.5mm。 4）钻锥孔 12.7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，仍然采用 12 的钻头，切削深度是 2.5mm。5）钻 14阶 梯孔，由于粗糙度要求 ，因此考虑加工余量 2mm。可一次3.2aRm粗加工 1.85mm，一次精加工 0.15 就可达到要求。6）加工 M8 底孔，根据参考文献8表 4-23 考 虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm，一次攻螺 纹 0.1 就可达到要求。7）加工 2-M6 螺纹，根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm，一次攻螺 纹 0.1mm 就可达到要求。8）加工 2-M6 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。2.2.5 确定切削用量工序 1：粗、精铣 孔下平面25（1）粗铣 孔下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： ， ，齿数 ，此为15YT0Dm8Z粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.9mm所以铣削深度 ：pa1.9m每齿进给量 ：根据参考文献3表 2.4-75，取 铣削速度 ：参照参考文f 0.12/faZV献7表 3034，取 。.3/Vs机床主轴转速 ： 式（2.1）n0d式中 V铣削速度；Aaaa学院本科生毕业论文 - 11 -d刀具直径。由式 2.1 机床主轴转速 ：n101.360254/min4Vnr按照参考文献3表 3.1-74 实际铣削速度 ：v3.101.57/06dns进给量 ： fV.28/4.8/ffaZm工作台每分进给量 ： m.2infVs：根据参考文献7表 2.4-81,a 0a（2）精铣 孔下平面5加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K 立式铣床。参考文献7表 3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： ， ，齿数 12，此为细齿铣刀。15YT0Dm精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm铣削深度 ：pa0.1m每齿进给量 ：根据参考文献7表 3031，取f .8/faZ铣削速度 ：参照参考文献7 表 3031，取V032Vs机床主轴转速 ，由式（2.1）有：n100.3261/in14rd按照参考文献7表 3.1-31 75m实际铣削速度 ：v.0.4/06dns进给量 ，由式（ 1.3）有：fV.1527/60.25/ffVaZms工作台每分进给量 ： mf /3ins工序 2：加工孔 25 到要求尺寸工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 25mm，公差为 H7，表面粗糙度 。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻1.6aR孔22mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔24.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔25mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。Aaaa学院本科生毕业论文 - 12 -（1）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献7 表 28-10 可查出 ，由于f 0.47.5/fmr表孔深度比 ， ，故 。查 Z5350/3/21.6ld0.9lfk(0.47.5).921f表立式钻床说明书，取 。43/fmr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许的 进给量 。由于机床进给机1./fr构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据表 28-9，允许的进给量max5FN。“1.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。ff“f2）确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插入v mP法得：，17/invm表 4732FN表，5.69NM表 1.5mkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk17/in08.7.2(/in)表 01/i16n rdm表查 Z535 机床说明书，取 。实际切削速度 为：195/ir0295/in4/i10rv由表 28-5， ，故.6MFTk473.6()FN5.954.8Tm3）校验机床功率 切削功率 为P/)Mnk表（1.2(261.0kWW机床有效功率 4.5.835E mPkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，02dm0.3/fr19/inr14/inv相应地， ，516FN54.8T.05mPkWAaaa学院本科生毕业论文 - 13 -（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7 表 28-31，f。根据 Z535 机床说明书，取 =0.57mm/r。f:表 （ 0.78） m/r0.7=49.56m/r f2）确定切削速度 及 根据参考文献7 表 28-33，取 。修正系数：vn 25/minv表， .8mvk24.71.02(/1.09)ppRava根 据故 25/in0.12./inv表 1)nd表 （./i(4.7)86/ir查机床说明书，取 。实际切削速度 为25/minr301vdn324.7/i10/i（3）确定铰孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7 表 28-36， ，按该表注 4，进f 1.326fm表给量取小值。 查 Z535 说明书，取 。1.6/fmr2）确定切削速度 及 由参考文献7 表 28-39，取 。由vn 8./inv表参考文献7表 28-3，得修正系数 ，0.8Mvk.9pavk524.7(/015.2)pRa根 据故 8./min.89.4/minv表 01()nd表 7.4/i(25)95/ir查 Z535 说明书，取 ，实际铰孔速度1/inr30vdn325/mi07.8/i（4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔： ， ， ，0.4/fr195/minr14/inv扩孔： ， ， ，.7d522.3Aaaa学院本科生毕业论文 - 14 -铰孔： ， ， ，025dm1.6/fr10/minr7.8/inv工序 3：粗精铣宽度为 30mm 的下平台（1）粗铣宽度为 30mm 的下平台加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： ， ，齿数 ，此为15YT0Dm8Z粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度 ：pa2m每齿进给量 ：根据参考文献3表 2.4-75，取 铣削速度 ：参照参考文f 0.12/faZV献7表 3034，取 。1.3/Vs由式 2.1 得机床主轴转速 ：n10.60254/in4nrd按照参考文献3表 3.1-74 3m实际铣削速度 ：v.101.57/06dns进给量 ： fV.283/4.8/ffaZ工作台每分进给量 ： m.2infVsm：根据参考文献7表 2.4-81,a 0a被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ， l l刀具切入长度 ：1式（2.2）210.5()(3lD201)5.m刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1（2）精铣宽度为 30mm 的下平台加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K 立式铣床。由参考文献7表 3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： ， ，齿数 12，此为细齿铣刀。15YT0DmAaaa学院本科生毕业论文 - 15 -精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度 ：pa1.0m每齿进给量 ：根据参考文献7表 3031，取f 0.8/famZ铣削速度 ：参照参考文献7 表 3031，取V32Vs机床主轴转速 ，由式（2.1）有：n100.3261/in14rd按照参考文献3表 3.1-31 75m实际铣削速度 ：v.0.4/06dns进给量 ，由式（ 2.3）有：fV.1527/60.25/ffVaZms工作台每分进给量 ： mf /3ins被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l 40lm刀具切入长度 ：精铣时11lD刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1工序 4： 钻 12.7 的锥孔工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 12.7mm，表面粗糙度。加工机床 为 Z535 立式钻床，钻孔12mm 标准高速钢麻花钻，磨出6.3aRm双锥和修磨横刃；扩孔12.7mm 标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献7 表 28-10 可查出 ，由于f 0.47.5/fmr表孔深度比 ， ，故 。查 Z5350/3/21.6ld0.9lfk(0.47.5).921f表立式钻床说明书，取 。43/fmr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是 进给量 。由于机床进给机1./fr构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表 28-9，允许的max5FN进给量 。“1.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。ff“f2）确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据参考文献7表 28-v mP15，由插入法得：，17/invm表 4732FN表，5.69NM表 1.5mkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvkAaaa学院本科生毕业论文 - 16 -17/min0.8751.2(/min)v表 0/i6n rd表查 Z535 机床说明书，取 。实际切削速度 为：195/ir02195/in4/i0rv由参考文献7表 28-5， ，故.6MFTk473.6()N51.954.8m3）校验机床功率 切削功率 为P/)mMnk表（ .2(/26)1.0WkW机床有效功率 4.5.835E mPkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，02dm0.43/fr19/inr1/inv相应地， ，516FN5.8T.05mPkW（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7 表 28-31，f。根据 Z535 机床说明书，取 =0.57mm/r。f:表 （ 0.78） /r0.7=49.56/r f2）确定切削速度 及 根据参考文献7 表 28-33，取 。修正系数：vn 25/minv表，.mvk2.71.2(/1.09)ppRavak根 据故 25/in0.8./min表 1)nd表 （./i(24.7)86/ir查机床说明书，取 。实际切削速度 为5/inr301vdn324.7/mi10/i工序 5：钻 M8 螺纹孔锪钻 14阶梯孔Aaaa学院本科生毕业论文 - 17 -（1）加工 M8 底孔工件材料为 HT200 铁，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 7，选用 7 的麻花钻头。攻 M8 螺纹，选用 M8 细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度 ：pa10.5m进给量 ：根据参考文献5 表 2.4-39，取f rmf/25.0切削速度 ：参照参考文献5 表 2.4-41，取V sV43由式（2.1）机床主轴转速 ：n，取01.436017/innrd90/inr实际切削速度 ：V0.9.3/60nms被切削层长度 ：l12.5m刀具切入长度 ： 7(2)124.rDctgkctg刀具切出长度 ：2l0走刀次数为 1攻 M81.5 的螺纹机床：Z535 立式钻床刀具：细柄机用丝锥（ ）81.5M进给量 ：由于其螺距 ,因此进给量f mprmf/5.1切削速度 ：参照参考文献5 表 2.4-105，取V in/8.40sV由式（2.1）机床主轴转速 ：n，取018.35./in4nrd36/ir丝锥回转转速 ：取 6/minr实际切削速度 ： V0.1860.15/s（2）锪钻 14阶梯孔Aaaa学院本科生毕业论文 - 18 -工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 14mm，表面粗糙度。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序 为锪钻，加工刀具为：锪钻孔3.2aRm14mm 小直径端面锪钻。 1）确定切削用量确定进给量 根据参考文献7 表 28-10 可查出 ，由于孔f 0.25.31/fmr表深度比 ， ，故 。查 Z535 立0/3/2.5ld1.0lfk(.250.31).f表式钻床说明书，取 。3/fmr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是 进给量 。由于机床进给机.7/fr构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表 28-9，允许的ax69FN进给量 。“1.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。ff“f确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插入法v mP得：，17/minv表 4732N表，5.69TM表 1.5PkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8v.75lv17/in.72(/min)v表 019n rd表查 Z535 机床说明书，取 。实际切削速度 为5/inr0297.3/i110mv由参考文献7表 28-5， ，故10MFTk473.473()FN5.695.69TN校验机床功率 切削功率 为mP/)mMPnk表（1.2(/28)1.02WkW机床有效功率 4.5.365E mkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，012dm0.2/fr19/inr7.35/inv相应地， ， 473FN51.6T0.82mPkWAaaa学院本科生毕业论文 - 19 -工序 6：粗精铣 M6 上端面工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。要求粗糙度 ，用回转分度仪加3.2aRm工，粗精铣 与水平成 36 的台肩。用立式铣床 X52K，使用组合夹具。（1）粗铣 M6 上端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： ， ，齿数 ，此为15YT0Dm8Z粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度 ：pa2m每齿进给量 ：根据参考文献3表 2.4-75，取 铣削速度 ：参照参考文f 0.12/faZV献7表 3034，取 1.3/Vs由式（2.1）机床主轴转速 ：n10.60254/in4nrd按照参考文献7表 3.1-74 3m实际铣削速度 ：v.101.57/06dns进给量 ： fV.283/4.8/ffaZ工作台每分进给量 ： m.2infVs：根据参考文献7表 2.4-81,a 0am被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ， l l刀具切入长度 ：1210.5()(13lD240)7刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1（2）精铣 M6 上端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K 立式铣床。参考文献7表 3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： ， ，齿数 12，此为细齿铣刀。15YT0DmAaaa学院本科生毕业论文 - 20 -精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度 ：pa1.0m每齿进给量 ：根据参考文献7表 3031，取f 0.8/famZ铣削速度 ：参照参考文献7 表 3031，取V32Vs机床主轴转速 ，由式（1.1）有：n100.3261/in14rd按照参考文献3表 3.1-31 75m实际铣削速度 ：v.0.4/06dns进给量 ，由式（ 2.3）有：fV.1527/60.25/ffVaZms工作台每分进给量 ： mf /3ins被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l 40lm刀具切入长度 ：精铣时11lD刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1工序 7：钻 2-M6工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 6mm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为钻孔至 5，选用 5 的麻花钻头。攻 M6 螺纹，选用 M6 细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度 ：pam25.4进给量 ：根据参考文献5 表 2.4-39，取f rmf/25.0切削速度 ：参照参考文献5 表 2.4-41，取V sV43由式（2.1）机床主轴转速 ：n，取01.43601/in5nrd90/inr实际切削速度 ：V0.9.24/160nms被切削层长度 ：l5m刀具切入长度 ：1 5(2)13.52rDctgkctg刀具切出长度 ：l0走刀次数为 1Aaaa学院本科生毕业论文 - 21 -攻 M61.5 的螺纹机床：Z535 立式钻床刀具：细柄机用丝锥（ ）61.5M进给量 ：由于其螺距 ,因此进给量f mprmf/5.1切削速度 ：参照参考文献5 表 2.4-105，取V in/8.40sV由式（2.1）机床主轴转速 ：n，取018.471.3/in36nrd/inr丝锥回转转速 ：取 0/min实际切削速度 ： V.80.15/16s被切削层长度 ：l5刀具切入长度 ：14.刀具切出长度 ：2l0走刀次数为 1工序 8：校验2.2.6 确定基本工时（1）粗铣、精铣 25 孔下平面加工条件：工件材料：HT200 铸铁， 200MPab机床：X525K 机床刀具：高速钢镶齿套式面铣刀粗铣的切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 90lm刀具切入长度 ：1210.5()(3lDa2401)7刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：jt1290.34min8jmlf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 10.4ft精铣的切削工时Aaaa学院本科生毕业论文 - 22 -被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l 90lm刀具切入长度 ：精铣时11lD刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：2jt129021.4in35jmlf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 20.41ft铣 25 孔下表面的总工时为：t= + + + =0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min1jt2j1ft2f（2）钻孔加工条件：工件材料：HT200 铸铁， 200MPab机床：Z535 立式钻床 刀具：钻孔标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔标准高速钢扩孔钻；铰孔标准高速铰刀钻孔工时：切入 3mm、切出 1mm，进给量 ，机床主轴转速 ， 0.43/fmr195/minr铰孔： ， ， ，025dm1.6/fr1/inr78inv=（30+3+1）/0.43195=0.41min1t根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.ft扩孔工时：切入 3mm、切出 1mm，进给量 ，机床主轴转速0.5/fr275/inr=（30+3+1）/0.57275=0.22min2t根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 2.7ft铰孔工时：切入 3mm、切出 1mm，进给量 ，机床主轴转速1.6/fmr10/minr=（30+3+1）/1.6100=0.21min3t根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 3.ft总工时：t= + + + + + =0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min1t23t1f2ft3f（3）粗精铣宽度为 30mm 的下平台工件材料：HT200，金属模铸造加工要求：粗铣宽度为 30mm 的下平台，精铣宽度为 30mm 的下平台达到粗糙度3.2。机床：X52K 立式铣床刀具：高速钢镶齿式面铣刀计算切削工时粗铣宽度为 30mm 的下平台根据参考文献9进给量 f=3mm/z，切削速度 0.442m/s，切削深度 1.9mm，走刀长度Aaaa学院本科生毕业论文 - 23 -是 249mm。机床主 轴转 速为 37.5z/min。切削工时： =249/(37.53)=2.21min。1t根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 10.4ft精铣宽度为 30mm 的下平台根据参考文献9进给量 f=3mm/z，切削速度 0.442m/s，切削深度 0.1mm，走刀长度是 249mm。机床主 轴转 速为 37.5z/min。切削工时： =249/(37.53)=2.21min2t根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 20.41ft粗精铣宽度为 30mm 的下平台的 总工时：t= + + + =2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min1t21ft2f（4）钻锥孔 12.7工件材料：HT200，金属模铸造，加工要求：粗糙度要求 ，6.3aRm机床：Z535 立式钻床刀具：高速钢钻头 12，计算基本工时用 12扩孔 12.7 的内表面。根据参考文献9进给量 f=0.64mm/z，切削速度 0.193m/s，切削深度是 1.5mm，机床主轴转速为 195r/min。走刀长度是 36mm。基本工时：=236/(0.64195)=0.58 min。1t根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft用 12.7扩孔 12.7 的内表面。根据参考文献9进给量 f=0.64mm/z，切削速度 0.204m/s，切削深度是 0.5mm，机床主轴转速为 195r/min。走刀长度是 36mm。基本工时：=236/(0.64195)=0.58 min。2t根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 21.7ft总的基本工时：t= + + + =4.7min。1t21ft2f（5）钻 M8 底孔及锪钻 14阶梯孔加工条件：工件材料：HT200，金属模铸造，机床：Z535 立式钻床刀具：高速钢钻头 7，M8 丝锥，14 小直径端面锪钻钻 M8 底孔的工时被切削层长度 ：l12.5mAaaa学院本科生毕业论文 - 24 -刀具切入长度 ：1l 7(12)024.12rDctgkctgm刀具切出长度 ： 0走刀次数为 1机动时间 ：jt12.5410.7in9lfn根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft攻 M8 螺纹的工时被切削层长度 ：l10m刀具切入长度 ： 4.5刀具切出长度 ：2l走刀次数为 1机动时间 ：jt121204.510.5min36llfnf根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft锪钻 14阶梯的工时锪钻孔进给量 ，机床主 轴转速 ，0.23/fmr95/inr被切削层长度 ：l刀具切入长度 ：1 14(2)026.rDctgkctgm刀具切出长度 ：2l0走刀次数为 1机动时间 ：jt1236.0.19in5lfn由参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ftt= +jtft=0.19+1.77=1.96min该工序的总工时为： 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min（6）粗精铣 2-M6 上端面工件材料：HT200，金属模铸造加工要求：粗铣宽度为 30mm 的下平台，精铣宽度为 30mm 的下平台达到粗糙度3.2。机床：X52K 立式铣床刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： ， ，齿数 12，此为细齿铣刀。15YT0DmAaaa学院本科生毕业论文 - 25 -粗铣 2-M6 上端面切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 40lm刀具切入长度 ：1210.5()(13lDa240)7刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：jt120.17min8jmlf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 10.4ft精铣 2-M6 上端面切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l 40l刀具切入长度 ：精铣时11lD刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1机动时间 ：2jt124021.05min3jmlf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 20.41ft铣 2-M6 上端面切削总工时：t= + + + =0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min1jt2j1ft2f（7）钻 2-M6 螺纹孔钻锥孔 26 到 25。用 5 的钻头，走刀长度 38mm，切削深度 2.5mm，进给量0.2mm/z，切削速度 0.51m/s，被切削层长度 ：l15m刀具切入长度 ： 5(2)1023.52rDctgkctgm刀具切出长度 ：l0走刀次数为 1机动时间 ：jt1253.0.8inlfn根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft攻 M6 螺纹被切削层长度 ：l15m刀具切入长度 ： 4.刀具切出长度 ：2l0Aaaa学院本科生毕业论文 - 26 -走刀次数为 1机动时间 ：jt1212054.1.50min80llfnf根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1.7ft总工时为：t=2 + =3.75minjtf根据该零件的生产纲量为每年产 4000 件。按一年 360 天，每天总工作时间为 8小时。 则每个零件所需的额定时间为：t=3608604000=43.2min。根据计算所得的机动时间 加上每道工序间的辅助时间。所用是实际时间为：t机27.98min43.2itt辅实 际 机所以该方案满足生产要求。2.3 小结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。3 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔 25夹具、铣宽度为 30mm的下平台夹具及钻 M8 底孔夹具各一套。其中加工工艺孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别为麻花钻、扩孔钻、铰刀对工件上的工艺孔进行加工。铣宽度为 30mm 的下平台将用于组合铣床，刀具为硬质合金端铣刀 YG8 对杠杆的 25 孔下表面进行加工。钻 M8 底孔夹具采用立式钻床，先用麻花钻钻孔，再用丝锥攻螺纹。3.1 加工工艺孔 25 夹具设计本夹具主要用来钻、扩、铰工艺孔 25。这个工艺孔有尺寸精度要求为+0.023，表面粗糙度要求，表面粗糙度为 ，与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工1.6aRm中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第二道工序，加工到本道工序时只完成了杠杆下表面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强 度。3.1.1 定位基准的选择由零件图可知，工艺孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要Aaaa学院本科生毕业论文 - 27 -求并应与顶面垂直。为了保证所钻、铰的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣 25 下表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用45 外圆面作为定位基准，用 V 型块定位限制 4 个自由度。再以 25 下表面加 3 个支撑钉定位作为主要定位基面以限制工件的三个自由度。为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准高速钢麻花钻刀具对工艺孔 25进行钻削加工；然后采用标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工；最后采用标准高速铰刀对工艺孔 25进行铰孔加工。准备采用手动夹紧方式夹紧。3.1.2 切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 6.08.2HBDfF钻削力矩 91T式中： 25Dm231875323minaxmax 1.0rf0.80.665275.FN1.914T本道工序加工工艺孔时，工件的 45 外圆面与 V 形块靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧 力计算公式：式（3.1）0 12()ZQLWrtgt式中： 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）；0原始作用力（N）；作用力臂（mm ）；L螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm ）；r螺杆端部与工件间的摩擦角（）；1螺纹中径之半（mm ）；Z螺纹升角（）；螺旋副的当量摩擦角（）。2由式（3.1）根据参考文献11表 1-2-23 可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力：035018954(1)WNAaaa学院本科生毕业论文 - 28 -3.1.3 夹紧元件及动力装置确定由于杠杆的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。带光面压块的压紧螺钉的结构如图 3.1 所示。图 3.1 带光面压块的压紧螺钉3.1.4 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔 25mm 分钻、扩、 铰三个工步完成加工。钻、 扩、铰，加工刀具分别为：钻孔22mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔24.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔mm 标准高速铰 刀。0.235根据参考文献11表 2-1-47 可查得钻套孔径结构尺寸如图 3.2 及表 3.1 所示。图 3.2 快换钻套表 3.1 铰工艺孔钻套结构参数如下表：Aaaa学院本科生毕业论文 - 29 -Dd H 公称尺寸公差12Dh1m1r22 25 30+0.021+0.00846 42 12 5.5 18 1829.555衬套选用固定衬套其结构如图 3.3 所示。图 3.3 固定衬套Aaaa学院本科生毕业论文 - 30 -衬套选用固定衬套其结构参数如表 3.2 所示。表 3.2 固定衬套的结构尺寸d D公称尺寸允差H 公称尺寸允差C 130+0.041+0.0202542+0.033+0.0171 3根据参考文献11表 2-1-27 固定 V 型块的结构及主要尺寸如图 3.4 及表 3.3 所示。图 3.4 V 型块