CA6140杠杆零件的加工工艺规程及夹具设计（含全套CAD图纸）

1、 毕业综合项目成果毕业综合项目成果 （20 届） 题 目 学 院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 年 月 日 目目 录录 摘要.1 引言.1 1 ca6140 杠杆零件的工艺分析 .1 1.1 零件的作用.1 1.2 零件的工艺分析.1 2 选择毛坯，确定毛坯尺寸.2 2.1 确定毛坯的制造形式.2 2.2 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.2 3 选择加工方法，制定工艺路线.3 3.1 基面的选择.3 3.2 确定工艺路线.3 3.3 确定切削用量.5 3.4 确定基本工时.18 4 专用夹具设计.24 4.1 加工工艺孔 25 夹具设计.24 4.1.1 定位基准的选择.2

2、4 4.1.2 切削力的计算与夹紧力分析.24 4.1.3 夹紧元件及动力装置确定.25 4.1.4 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.26 4.1.5 夹具精度分析.28 4.1.6 夹具设计及操作的简要说明.29 5 结论.29 谢辞.29 参考文献.29 ca6140ca6140 杠杆零件的加工工艺规程及夹具设计杠杆零件的加工工艺规程及夹具设计 摘要摘要 本次设计是 ca6140 杠杆零件的加工工艺规程及加工 25 孔专用夹具设计。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

3、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。先将底面加工出 4525 来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。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。 关键词关键词: : 杠杆零件 加工工艺 夹具 定位 夹紧 引言引言 随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和 技术人员在技术革新中的一项重要任务。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机 床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。此次毕业设计是对所学专 业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的

4、一次深入的综合性的总复 习，也是理论联系实际的训练。 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，使我对自己未来将从事的工作进一步适 应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ， 为以后的工作打下良好的基础。 1 1 ca6140ca6140 杠杆零件的工艺分析杠杆零件的工艺分析 1.11.1 零件的作用零件的作用 题目给出的零件是 ca6140 的杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求 零件的配合要符合要求。 1

5、.21.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 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）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

6、这一组加工表面包括：14 阶梯孔、m8 螺纹孔、锥孔及 锥孔 0.1 0 12.7 0.1 0 12.7 平台、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。 0.1 0 12.7 杠杆的 25 孔的轴线合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 2 2 选择毛坯，确定毛坯尺寸选择毛坯，确定毛坯尺寸 2.12.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式

7、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。 2.22.2 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、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

8、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 30m

9、m 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， 6.3 a rm 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 3.2 a rm 次粗加工 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。

10、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。 3 3 选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线 3.13.1 基面的选择基面的选择 （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

11、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。 3.23.2 确定工艺路线确定工艺路线 表 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检查 表 2 工艺路线方案二 工序 1粗精铣 25 孔下表面

12、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 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。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。 以 25mm 的孔子外轮廓为精基准，先铣下端面。再钻锥孔

13、，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非功过否重合这个问题。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 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 24.7

14、mm；铰孔 24.7mm 到 mm。保证粗糙度是 1.6 采用立式钻床 0.023 0 25 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

15、位置度，采用专用夹具 工序 8检查 3.33.3 确定切削用量确定切削用量 工序 1：粗、精铣孔下平面 25 （1）粗铣孔下平面 25 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， 15yt100dmm8z 此为粗齿铣刀。 因其单边余量：z=1.9mm 所以铣削深度： p a1.9 p amm 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 f a0.12/ f amm z v 文献7表 3034，取。 1.33/vm s 机床主轴转速： 式（2.1） n 100

16、0v n d 式中 v铣削速度； d刀具直径。 由式 2.1 机床主轴转速： n 10001000 1.33 60 254 /min 3.14 100 v nr d 按照参考文献3表 3.1-74 300 /minnr 实际铣削速度 ： v 3.14 100 300 1.57/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f v0.12 8 300/604.8/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f4.8/288/min mf fvmm smm ：根据参考文献7表 2.4-81, a40amm （2）精铣孔下平面 25 加工条件： 工件材料： ht200，铸造。 机床：

17、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 15yt100dmm 铣刀。 精铣该平面的单边余量：z=0.1mm 铣削深度： p a0.1 p amm 每齿进给量：根据参考文献7表 3031，取 f a0.08/ f amm z 铣削速度：参照参考文献7表 3031，取 v0.32/vm s 机床主轴转速，由式（2.1）有： n 10001000 0.32 60 61 /min 3.14 100 v nr d 按照参考文献7表 3.1-31 75 /minnr 实际铣削速度 ： v 3.14 100 75 0.4/ 100010

18、00 60 dn vm s 进给量，由式（1.3）有： f v0.15 12 75/602.25/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f2.25/135/min mf fvmm smm 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： 1.6 a rm 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25mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。 （1）确定钻削用量 1）确定进给量

19、 根据参考文献7表 28-10 可查出，由 f 0.47 0.57/fmm r 表 于孔深度比，故。 0 /30/221.36l d 0.9 lf k (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r 表 查 z535 立式钻床说明书，取。 0.43/fmm r 根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构 1.75/fmm r 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 max 15690fn 。 1.8/fmm r 由于所选进给量远小于及，故所选可用。 f f ff 2）确定切削速度 、轴向力 f、转矩 t 及切削功率 根据表 2

20、8-15，由插入 vm p 法得： ， 17/minvm 表 4732fn 表 ， 51.69tn m 表 1.25 m pkw 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 0.88 mv k0.75 lv k 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm 表 0 10001000 11.22/min 162 /min 22 vmm nr dmm 表 查 z535 机床说明书，取。实际切削速度为： 195 /minnr 0 22195 /min 14/min 10001000 d nmmr vm 由表 28-5，故 1.

21、06 mfmt kk 47321.065016()fnn 51.691.0654.8tn mn m 3）校验机床功率 切削功率为 m p /) mmmm ppn n k 表 （ 1.25(195/246) 1.061.05kwkw 机床有效功率 4.50.813.65 eem ppkwkwp 故选择的钻削用量可用。即 ， 0 22dmm0.43/fmm r 195 /minnr14/minvm 相应地 ， 5016fn54.8tn m 1.05 m pkw （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 f: 表 （0. 70. 8

22、）m m / r0. 7=0. 490. 56m m / r =0.57mm/r。 f 2）确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33，取。修正系数： vn 25/minvm 表 ， 0.88 mv k 24.722 1.02(/1.50.9) 2 p pr a v p a k a 根据 故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm 表 0 1000/)nvd 表（ 1000 11.22/min/(24.7) 286 /min mmmm r 查机床说明书，取。实际切削速度为 275 /minnr 3 0 10vd n 3 24.7275 /min 10 21.3/min m

23、mr m （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， f 1.3 2.6fmm 表 进给量取小植。查 z535 说明书，取。 1.6/fmm r 2）确定切削速度 及 由参考文献7表 28-39，取。由 vn 8.2/minvm 表 参考文献7表 28-3，得修正系数， 0.88 mv k 0.99 p a v k 2524.7 (/0.1251.2) 2 pr p a a 根据 故 8.2/min 0.88 0.997.14/minvmm 表 0 1000/()nvd 表 1000 7.14(/min)/(25) 91.5 /min mmm r 查

24、z535 说明书，取，实际铰孔速度 100 /minnr 3 0 10vd n 3 25100 /min 107.8/minmmrm （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 22dmm0.43/fmm r 195 /minnr14/minvm 扩孔：， 0 24.7dmm0.57/fmm r 275 /minnr21.3/minvm 铰孔：， 0 25dmm1.6/fmm r 100 /minnr7.8/minvm 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

25、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， 15yt100dmm8z 此为粗齿铣刀。 因其单边余量：z=2mm 所以铣削深度： p a2 p amm 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 f a0.12/ f amm z v 文献7表 3034，取。 1.33/vm s 由式 2.1 得机床主轴转速： n 10001000 1.33 60 254 /min 3.14 100 v nr d 按照参考文献3表 3.1-74 300 /minnr 实际铣削速度 ： v 3.14 100 300 1.57/ 100010

26、00 60 dn vm s 进给量： f v0.12 8 300/604.8/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f4.8/288/min mf fvmm smm ：根据参考文献7表 2.4-81, a30amm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l30lmm 刀具切入长度： 1 l 式（2.2） 22 1 0.5()(1 3)ldda 22 0.5(10010030 )(1 3)5.3mm 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 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 303

27、1 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数 12，此为细齿 15yt100dmm 铣刀。 精铣该平面的单边余量：z=1.0mm 铣削深度： p a1.0 p amm 每齿进给量：根据参考文献7表 3031，取 f a0.08/ f amm z 铣削速度：参照参考文献7表 3031，取 v0.32/vm s 机床主轴转速，由式（2.1）有： n 10001000 0.32 60 61 /min 3.14 100 v nr d 按照参考文献3表 3.1-31 75 /minnr 实际铣削速度 ： v 3.14 100 75 0.4/ 10001000 60 dn vm s 进给量，由式（

28、2.3）有： f v0.15 12 75/602.25/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f2.25/135/min mf fvmm smm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l40lmm 刀具切入长度：精铣时 1 l 1 100ldmm 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 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 6.3 a rm 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。 （

29、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 f 0.47 0.57/fmm r 表 于孔深度比，故。 0 /30/221.36l d 0.9 lf k (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r 表 查 z535 立式钻床说明书，取。 0.43/fmm r 根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构 1.75/fmm r 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 max 15690fn 进给量。 1.8/fmm r 由于所选进给量远小于及，故所选可用。 f f ff 2）确定切削速度 、轴

30、向力 f、转矩 t 及切削功率 根据参考文献7表 28- vm p 15，由插入法得： ， 17/minvm 表 4732fn 表 ， 51.69tn m 表 1.25 m pkw 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 0.88 mv k0.75 lv k 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm 表 0 10001000 11.22/min 162 /min 22 vmm nr dmm 表 查 z535 机床说明书，取。实际切削速度为： 195 /minnr 0 22195 /min 14/min 10001

31、000 d nmmr vm 由参考文献7表 28-5，故 1.06 mfmt kk 47321.065016()fnn 51.691.0654.8tn mn m 3）校验机床功率 切削功率为 m p /) mmmm ppn n k 表 （ 1.25(195/246) 1.061.05kwkw 机床有效功率 4.50.813.65 eem ppkwkwp 故选择的钻削用量可用。即 ， 0 22dmm0.43/fmm r 195 /minnr14/minvm 相应地 ， 5016fn54.8tn m 1.05 m pkw （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

32、。根据 z535 机床说明书，取 f: 表 （0. 70. 8）m m / r0. 7=0. 490. 56m m / r =0.57mm/r。 f 2）确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33，取。修正系数： vn 25/minvm 表 ， 0.88 mv k 24.722 1.02(/1.50.9) 2 p pr a v p a k a 根据 故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm 表 0 1000/)nvd 表（ 1000 11.22/min/(24.7) 286 /min mmmm r 查机床说明书，取。实际切削速度为 275 /minnr 3 0 10vd

33、 n 3 24.7275 /min 10 21.3/min mmr m 工序 5：钻 m8 螺纹孔锪钻 14 阶梯孔 （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： p a10.5 p amm 进给量：根据参考文献5表 2.4-39，取 frmmf/25 . 0 切削速度：参照参考文献5表 2.4-41，取 vsmv/43 . 0 由式（2.1）机床主轴转速： n ，取 0 10001000 0.43 60 11

34、74 /min 3.14 7 v nr d 900 /minnr 实际切削速度： v 0 3.14 7 900 0.33/ 10001000 60 d n vm s 被切削层长度 ： l12.5lmm 刀具切入长度： 1 l 1 7 (1 2)12024.1 22 r d lctgkctgmm 刀具切出长度： 2 l0 2 l 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（） 8 1.5m 进给量：由于其螺距,因此进给量 fmmp5 . 1rmmf/5 . 1 切削速度：参照参考文献5表 2.4-105，取 vmin/88 . 8 /148 . 0 ms

35、mv 由式（2.1）机床主轴转速： n ，取 0 10001000 8.88 353.5 /min 3.14 8 v nr d 360 /minnr 丝锥回转转速：取 0 n360 /min n nr 实际切削速度： v 0 3.14 8 360 0.15/ 10001000 60 d n vm s （2）锪钻 14 阶梯孔 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 3.2 a rm 14mm 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

36、 f 0.25 0.31/fmm r 表 深度比，故。查 0 /3/120.25l d 1.0 lf k (0.25 0.31) 1.00.25 0.31/fmm r 表 z535 立式钻床说明书，取。 0.23/fmm r 根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构 1.75/fmm r 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 max 15690fn 进给量。 1.8/fmm r 由于所选进给量远小于及，故所选可用。 f f ff 确定切削速度 、轴向力 f、转矩 t 及切削功率 根据表 28-15，由插入法得： vm p ， 17/

37、minvm 表 4732fn 表 ， 51.69tn m 表 1.25 m pkw 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 0.88 mv k0.75 lv k 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm 表 0 10001000 11.22/min 298 /min 12 vmm nr dmm 表 查 z535 机床说明书，取。实际切削速度为 195 /minnr 0 12195 /min 7.35/min 10001000 d nmmr vm 由参考文献7表 28-5，故 1.0 mfmt kk 47321.0

38、4732()fnn 51.691.051.69tn mn m 校验机床功率 切削功率为 m p /) mmmm ppn n k 表 （ 1.25(195/298) 1.00.82kwkw 机床有效功率 4.50.813.65 eem ppkwkwp 故选择的钻削用量可用。即 ， 0 12dmm0.23/fmm r 195 /minnr7.35/minvm 相应地 ， 4732fn51.69tn m 0.82 m pkw 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 3.2 a rm 工，粗精铣与水平成 36 的台肩。用立式铣床 x5

39、2k，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， 15yt100dmm8z 此为粗齿铣刀。 因其单边余量：z=2mm 所以铣削深度： p a2 p amm 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 f a0.12/ f amm z v 文献7表 3034，取 1.33/vm s 由式（2.1）机床主轴转速： n 10001000 1.33 60 254 /min 3.14 100 v nr d 按照参考文献7表 3

40、.1-74 300 /minnr 实际铣削速度 ： v 3.14 100 300 1.57/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f v0.12 8 300/604.8/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f4.8/288/min mf fvmm smm ：根据参考文献7表 2.4-81, a40amm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l40lmm 刀具切入长度： 1 l 22 1 0.5()(1 3)ldda 22 0.5(10010040 )(1 3)7mm 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 （2）精铣 m6 上端面 加工条件： 工件材料

41、： 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 15yt100dmm 铣刀。 精铣该平面的单边余量：z=1.0mm 铣削深度： p a1.0 p amm 每齿进给量：根据参考文献7表 3031，取 f a0.08/ f amm z 铣削速度：参照参考文献7表 3031，取 v0.32/vm s 机床主轴转速，由式（1.1）有： n 10001000 0.32 60 61 /min 3.14 100 v nr d 按照参考文献3表 3.1-31 75 /minnr 实际铣削速度 ： v 3.14 10

42、0 75 0.4/ 10001000 60 dn vm s 进给量，由式（2.3）有： f v0.15 12 75/602.25/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f2.25/135/min mf fvmm smm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l40lmm 刀具切入长度：精铣时 1 l 1 100ldmm 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 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

43、。 切削深度： p ammap25 . 4 进给量：根据参考文献5表 2.4-39，取 frmmf/25 . 0 切削速度：参照参考文献5表 2.4-41，取 vsmv/43 . 0 由式（2.1）机床主轴转速： n ，取 0 10001000 0.43 60 1643 /min 3.14 5 v nr d 900 /minnr 实际切削速度： v 0 3.14 5 900 0.24/ 10001000 60 d n vm s 被切削层长度 ： l15lmm 刀具切入长度： 1 l 1 5 (1 2)12023.5 22 r d lctgkctgmm 刀具切出长度： 2 l0 2 l 走刀次数

44、为 1 攻 m61.5 的螺纹 机床：z535 立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（） 6 1.5m 进给量：由于其螺距,因此进给量 fmmp5 . 1rmmf/5 . 1 切削速度：参照参考文献5表 2.4-105，取 vmin/88 . 8 /148 . 0 msmv 由式（2.1）机床主轴转速： n ，取 0 10001000 8.88 471.3 /min 3.14 6 v nr d 480 /minnr 丝锥回转转速：取 0 n480 /min n nr 实际切削速度： v 0 3.14 6 480 0.15/ 10001000 60 d n vm s 被切削层长度 ： l15lmm 刀具

45、切入长度： 1 l 1 4.5lmm 刀具切出长度： 2 l0 2 l 走刀次数为 1 工序 8：校验 3.43.4 确定基本工时确定基本工时 （1）粗铣、精铣 25 孔下平面 加工条件： 工件材料：ht200 铸铁，200mpa b 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， l90lmm 刀具切入长度： 1 l 22 1 0.5()(1 3)ldda 22 0.5(10010040 )(1 3)7mm 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 1j t 12 1 9072 0.34min 288 j m ll

46、l t f 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 1 0.41 f t 精铣的切削工时 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l90lmm 刀具切入长度：精铣时 1 l 1 100ldmm 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 2j t 12 2 90 1002 1.42min 135 j m lll t f 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 2 0.41 f t 铣 25 孔下表面的总工时为：t=+=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min 1j t 2j t 1f t 2f t （2）钻孔 加工条件： 工件材料：ht2

47、00 铸铁，200mpa b 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/fmm r 195 /minnr 铰孔：， 0 25dmm1.6/fmm r 100 /minnr7.8/minvm =（30+3+1）/0.43195=0.41min 1 t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1 1.77 f t 扩孔工时：切入 3mm、切出 1mm，进给量，机床主轴转速 0.57/fmm r 275 /minnr =（30+3+1）/0.

48、57275=0.22min 2 t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 2 1.77 f t 铰孔工时：切入 3mm、切出 1mm，进给量，机床主轴转速 1.6/fmm r 100 /minnr =（30+3+1）/1.6100=0.21min 3 t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 3 1.77 f t 总工时：t= +=0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min 1 t 2 t 3 t 1f t 2f t 3f t （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 30m

49、m 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，走刀长度是 249mm。机床主轴转速为 37.5z/min。 切削工时： =249/(37.53)=2.21min。 1 t 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 1 0.41 f t 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

50、床主轴转速为 37.5z/min。 切削工时：=249/(37.53)=2.21min 2 t 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 2 0.41 f t 粗精铣宽度为 30mm 的下平台的总工时： t= +=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min 1 t 2 t 1f t 2f t （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， 6.3 a rm 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

51、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。 1 t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1 1.77 f t 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。 2 t 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 2 1.77 f t 总的基本工时：t= +=4.7mi

52、n。 1 t 2 t 1f t 2f t （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 ： l12.5lmm 刀具切入长度： 1 l 1 7 (1 2)12024.1 22 r d lctgkctgmm 刀具切出长度： 2 l0 2 l 走刀次数为 1 机动时间： j t 12 12.54.1 0.07min 0.25 900 j lll t fn 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1 1.77 f t 攻 m8

53、螺纹的工时 被切削层长度 ： l10lmm 刀具切入长度： 1 l 1 4.5lmm 刀具切出长度： 2 l0 2 l 走刀次数为 1 机动时间： j t 1212 0 104.5104.5 0.05min 1.5 3601.5 360 j llllll t fnfn 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1 1.77 f t 锪钻 14 阶梯的工时 锪钻孔进给量，机床主轴转速， 0.23/fmm r 195 /minnr 被切削层长度 ： l3lmm 刀具切入长度： 1 l 1 14 (1 2)12026.2 22 r d lctgkctgmm 刀具切出长度： 2 l0 2

54、l 走刀次数为 1 机动时间： j t 12 36.2 0.19min 0.25 195 j lll t fn 由参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1 1.77 f t t=+ j t f t t=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 15yt10

55、0dmm 铣刀。 粗铣 2-m6 上端面切削工时 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l40lmm 刀具切入长度： 1 l 22 1 0.5()(1 3)ldda 22 0.5(10010040 )(1 3)7mm 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 1j t 12 1 4072 0.17min 288 j m lll t f 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 1 0.41 f t 精铣 2-m6 上端面切削工时 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l40lmm 刀具切入长度：精铣时 1 l 1 100ldmm 刀具切出长度：取 2 lmml2 2

56、走刀次数为 1 机动时间： 2j t 12 2 40 1002 1.05min 135 j m lll t f 根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 2 0.41 f t 铣 2-m6 上端面切削总工时：t=+=0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min 1j t 2j t 1f t 2f t （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 ： l15lmm 刀具切入长度： 1 l 1 5 (1 2)12023.5 22 r d lctgk

57、ctgmm 刀具切出长度： 2 l0 2 l 走刀次数为 1 机动时间： j t 12 153.5 0.08min 0.25 800 j lll t fn 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1 1.77 f t 攻 m6 螺纹 被切削层长度 ： l15lmm 刀具切入长度： 1 l 1 4.5lmm 刀具切出长度： 2 l0 2 l 走刀次数为 1 机动时间： j t 1212 0 154.5154.5 0.05min 1.5 4801.5 480 j llllll t fnfn 根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间 1 1.77 f t 总工时为：t=2+

58、=3.75min j t f t 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 27.98min43.2minttt 辅实际机 所以该方案满足生产要求。 4 4 专用夹具设计专用夹具设计 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。 4.14.1 加工工艺孔加工工艺孔 2525 夹具设计夹具设计 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+

59、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 1.6 a rm 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。 4.1.14.1.1 定位基准的选择定位基准的选择 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

60、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。 4.1.24.1.2 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析 由于本