杠杆(CA6140车床)零件的机械加工工艺规程及工艺装备1

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1、机机 械械 制制 造造 工工 艺艺 学学课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书设计题目设计题目 设计“杠杆（CA6140 车床）零件的机械加工工艺规程及工艺装备 设 计 者 学 号指导老师 机械制造工艺学课程设计任务书机械制造工艺学课程设计任务书 目录目录1 序言.2 22 杠杆加工工艺规程设计.3 32.12.1 零件的分析零件的分析.42.1.1 零件的作用.42.1.2 零件的工艺分析.4 2.2.1 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.1

2、73 专用夹具设计.2 22 23.1.1 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.26参考文献参考文献.28序言序言2 2 杠杆加工工艺规程设计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

3、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；0.0230252）钻 锥孔及铣 锥孔平台；0.1012.70.1012.73）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.

4、0230252）以 的孔为中心的加工表面0.023025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 mm0.023025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 mm0.023025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

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

6、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22mm；扩孔 22mm 到 24.7mm；铰孔 24.7mm 到 mm。保证粗糙0.023025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

7、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

8、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

9、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，每次铣削6.3aRm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。可一次粗3.2aRm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

10、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

11、单边余量：Z=1.9mm所以铣削深度：pa1.9pamm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fa0.12/famm ZV献7表 3034，取。1.33/Vm s机床主轴转速： 式（2.1）n1000Vnd式中 V铣削速度； d刀具直径。由式 2.1 机床主轴转速：n10001000 1.33 60254 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-74 300 /minnr实际铣削速度 ：v3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量： fV0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： m

12、f4.8/288/minmffVmm 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： 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。15YT100Dmm精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm铣削深度：pa0.1pamm每齿进给量：根据参考文献7表 3031，取fa0.08/famm 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：n10001000 0.32 6061 /min3.14 100Vnrd按照参考文献

13、7表 3.1-31 75 /minnr实际铣削速度 ：v3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量，由式（1.3）有：fV0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量： mf2.25/135/minmffVmm 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：钻孔1.6aRm22mm 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

14、刀。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f0.47 0.57/fmm r表孔深度比，故。查0/30/221.36l d 0.9lfk (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r表Z535 立式钻床说明书，取。0.43/fmm r根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许的进给量。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max15690FN。1.8/fmm r由于所选进给量远小于及，故所选可用。ffff2）确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据

15、表 28-15，由插入法vmP得：，17/minvm表4732FN表，51.69TN M表1.25mPkW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0.88Mvk0.75lvk 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/min162 /min22vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书，取。实际切削速度为：195 /minnr022195 /min14/min10001000d nmmrvm由表 28-5，故1.06MFMTkk47321.065016()FNN51.691.0654.8

16、TN mN m3）校验机床功率 切削功率为mP/)mMMmPPn n k表（1.25(195/246) 1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即，022dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm相应地，5016FN54.8TN m1.05mPkW（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. 70. 8）m m / r0. 7=0. 490. 56m m / rf2）确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33，取。修正系数：

17、vn25/minvm表，0.88mvk24.7221.02(/1.50.9)2ppRa vpaka根据故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm表01000/)nvd表（ 1000 11.22/min/(24.7)286 /minmmmmr查机床说明书，取。实际切削速度为275 /minnr3010vd n 324.7275 /min 1021.3/minmmrm（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f1.3 2.6fmm表给量取小值。查 Z535 说明书，取。1.6/fmm r2）确定切削速度 及 由参考文献7表 28-39，取

18、。由vn8.2/minvm表参考文献7表 28-3，得修正系数，0.88Mvk0.99pa vk2524.7(/0.1251.2)2pRpaa根据故 8.2/min 0.88 0.997.14/minvmm表01000/()nvd表1000 7.14(/min)/(25)91.5 /minmmmr查 Z535 说明书，取，实际铰孔速度100 /minnr3010vd n 325100 /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：，022dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm扩孔：，024.7dmm0.57/fmm

19、 r275 /minnr21.3/minvm铰孔：，025dmm1.6/fmm r100 /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：pa2pamm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fa0.12/famm ZV献7表 3034，取。1.33/Vm s由式 2.1 得机床主轴转速

20、：n10001000 1.33 60254 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-74 300 /minnr实际铣削速度 ：v3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量： fV0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf4.8/288/minmffVmm 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：1l 式（2.2）2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010030 )(1 3)5.3mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数

21、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。15YT100Dmm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：根据参考文献7表 3031，取fa0.08/famm 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：n10001000 0.32 6061 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-31 75 /minnr实际铣削速度 ：v3.14 1

22、00 750.4/10001000 60dnvm s进给量，由式（2.3）有：fV0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量： mf2.25/135/minmffVmm smm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l40lmm刀具切入长度：精铣时1l1100lDmm刀具切出长度：取2lmml22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。6.3aRm加工机床为 Z535 立式钻床，钻孔12mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔12.7mm 标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削

23、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f0.47 0.57/fmm r表孔深度比，故。查0/30/221.36l d 0.9lfk (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r表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，允许的进max15690FN给量。1.8/fmm r由于所选进给量远小于及，故所选可用。ffff2）确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据参考文献

24、7表 28-vmP15，由插入法得：，17/minvm表4732FN表，51.69TN M表1.25mPkW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0.88Mvk0.75lvk 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/min162 /min22vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书，取。实际切削速度为：195 /minnr022195 /min14/min10001000d nmmrvm由参考文献7表 28-5，故1.06MFMTkk47321.065016()FNN51.691.

25、0654.8TN mN m3）校验机床功率 切削功率为mP/)mMMmPPn n k表（1.25(195/246) 1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即，022dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm相应地，5016FN54.8TN m1.05mPkW（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. 70. 8）m m / r0. 7=0. 490. 56m m / rf2）确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33，取

26、。修正系数：vn25/minvm表，0.88mvk24.7221.02(/1.50.9)2ppRa vpaka根据故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm表01000/)nvd表（ 1000 11.22/min/(24.7)286 /minmmmmr查机床说明书，取。实际切削速度为275 /minnr3010vd n 324.7275 /min 1021.3/minmmrm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

27、钻头。攻 M8 螺纹，选用 M8 细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度：pa10.5pamm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010001000 0.43 601174 /min3.14 7Vnrd900 /minnr实际切削速度：V03.14 7 9000.33/10001000 60d nVm s 被切削层长度 ：l12.5lmm刀具切入长度：1l17(1 2)12024.122rDlctgkctgmm刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1攻 M81.5 的螺纹机床：Z5

28、35 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. 0msmV由式（2.1）机床主轴转速：n，取010001000 8.88353.5 /min3.14 8Vnrd360 /minnr丝锥回转转速：取0n360 /minnnr实际切削速度： V03.14 8 3600.15/10001000 60d nVm 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3.2aRm工机床为 Z535 立

29、式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔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，由于孔深f0.25 0.31/fmm r表度比，故。查 Z5350/3/120.25l d 1.0lfk (0.25 0.31) 1.00.25 0.31/fmm r表立式钻床说明书，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，允许的进max15690FN给量。1.8/fmm r由于所选进给量远小于及，故所选可用。ffff确定切削速

30、度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插入法得：vmP，17/minvm表4732FN表，51.69TN M表1.25mPkW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0.88Mvk0.75lvk 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/min298 /min12vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书，取。实际切削速度为195 /minnr012195 /min7.35/min10001000d nmmrvm由参考文献7表 28-5，故1.0MFMTkk473

31、21.04732()FNN51.691.051.69TN mN m校验机床功率 切削功率为mP /)mMMmPPn n k表（ 1.25(195/298) 1.00.82kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即，012dmm0.23/fmm r195 /minnr7.35/minvm相应地， 4732FN51.69TN m0.82mPkW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，用回转分度仪加工，3.2aRm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

32、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：pa2pamm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fa0.12/famm ZV献7表 3034，取1.33/Vm s由式（2.1）机床主轴转速：n10001000 1.33 60254 /min3.14 100Vnrd按照参考文献7表 3.1-74 300 /minnr实际铣削速度 ：v3.14 100 3001.57/10001000 60dn

33、vm s进给量： fV0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf4.8/288/minmffVmm 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：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010040 )(1 3)7mm刀具切出长度：取2lmml22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。15YT100Dmm精铣该平面的

34、单边余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：根据参考文献7表 3031，取fa0.08/famm 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：n10001000 0.32 6061 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.1-31 75 /minnr实际铣削速度 ：v3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量，由式（2.3）有：fV0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量： mf2.25/135/minmffVmm smm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可

35、知 l40lmm刀具切入长度：精铣时1l1100lDmm刀具切出长度：取2lmml22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：pammap25. 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010001000 0.43 601643 /min3.14 5Vnrd900 /minnr

36、实际切削速度：V03.14 5 9000.24/10001000 60d nVm s 被切削层长度 ：l15lmm刀具切入长度：1l15(1 2)12023.522rDlctgkctgmm刀具切出长度：2l02l走刀次数为 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. 0msmV由式（2.1）机床主轴转速：n，取010001000 8.88471.3 /min3.14 6Vnrd480 /minnr丝锥回转转速：

37、取0n480 /minnnr实际切削速度： V03.14 6 4800.15/10001000 60d nVm s 被切削层长度 ：l15lmm刀具切入长度：1l14.5lmm刀具切出长度：2l02l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， l90lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010040 )(1 3)7mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：

38、1jt12190720.34min288jmllltf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间10.41ft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1l1100lDmm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：2jt12290 10021.42min135jmllltf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=2.58min1jt2jt1ft2ft（2）钻孔加工条件：工件材料：HT200 铸铁，200MPab机床：Z535 立式钻床

39、 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 r195 /minnr铰孔：，025dmm1.6/fmm r100 /minnr7.8/minvm=（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11.77ft扩孔工时：切入 3mm、切出 1mm，进给量，机床主轴转速0.57/fmm r275 /minnr=（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21.77

40、ft铰孔工时：切入 3mm、切出 1mm，进给量，机床主轴转速1.6/fmm r100 /minnr=（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31.77ft总工时：t= +=0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min1t2t3t1ft2ft3ft（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

41、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。1t根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间10.41ft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

42、： t= +=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min1t2t1ft2ft（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11.77ft用 12.7 扩孔 12.7 的内表面。根据参

43、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21.77ft总的基本工时：t= +=4.7min。1t2t1ft2ft（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：1l17(1 2)12024.122rD

44、lctgkctgmm刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1机动时间：jt1212.54.10.07min0.25 900jllltfn根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间11.77ft攻 M8 螺纹的工时被切削层长度 ：l10lmm刀具切入长度：1l14.5lmm刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1机动时间：jt12120104.5104.50.05min1.5 3601.5 360jlllllltfnfn根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间11.77ft锪钻 14 阶梯的工时锪钻孔进给量，机床主轴转速，0.23/fmm r195 /minnr被切削层长度 ：

45、l3lmm刀具切入长度：1l114(1 2)12026.222rDlctgkctgmm刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1机动时间：jt1236.20.19min0.25 195jllltfn由参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间11.77ftt=+jtftt=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（

46、面铣刀）：， ，齿数 12，此为细齿铣刀。15YT100Dmm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：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010040 )(1 3)7mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：1jt12140720.17min288jmllltf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间10.41ft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1l1100lDmm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：2jt12240

47、10021.05min135jmllltf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=2.04min1jt2jt1ft2ft（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：1l15(1 2)12023.522rDlctgkctgmm刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1机动时间：jt12153.50.08min0.25 800jllltfn根据参

48、考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间11.77ft攻 M6 螺纹被切削层长度 ：l15lmm刀具切入长度：1l14.5lmm刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1机动时间：jt12120154.5154.50.05min1.5 4801.5 480jlllllltfnfn根据参考文献5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间11.77ft总工时为：t=2+=3.75minjtft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。

49、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。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

50、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中的定1.6aRm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

51、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

52、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 . 026HBDfF 钻削力矩 6 . 08 . 09 . 110HBfDT 式中： 25Dmm2321872553125531minmaxmaxHBHBHBHB115. 0rmmf 0.80.626 25 0.152323755.2FN 1

53、.90.80.610 250.1523226174TN mm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）012()ZQLWrtgr tg式中： 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）；0W 原始作用力（N）；Q 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）；Zr 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

54、旋夹紧力：035 5018954 (3109 50 )WN3.1.3 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 2

55、5mm 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0.023025准高速铰刀。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：DdH公称尺寸公差1D2Dh1hm1mr22 2530+0.021+0.0084642125.5181829.555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

56、D公称尺寸允差H公称尺寸允差C 1C30+0.041+0.0202542+0.033+0.01713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 型块表 3.3 V 型块的主要尺寸NDBHLllAA1dd1d2hb4245522068201426221011181012注：T=L+0.707D-0.5N钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及 45 外圆面分别靠在夹具支架的定位快及V 型块上定位，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装

57、配草图。整个夹具的结构见夹具装配图 ZJZ-01 所示。3.1.5 夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺孔尺寸wdmm 及表面粗糙度。本道工序最后采用铰加工，选用标准高速铰刀，直0.0230251.6aRm径为 mm，并采用钻套，铰刀导套孔径为，外径为0.0230250.0390.021

58、25dmm 同轴度公差为。固定衬套采用孔径为，同轴度公差0.0230.01230Dmm0.005mm0.0340.01630mm为。0.005mm该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面的控制。（2）各孔的250.124.9mm 体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）当各孔的实际轮廓偏离其最大25mm实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）25mm如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺25.023mm寸的偏离量为，此时轴线的位置度误差可达到其最大值25mm0.

59、023mm。即孔的位置度公差最小值为。0.10.0230.123mm 0.1mm工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。0.02325mm0.0150.00825mm工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。1.6aRm影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）：（1）钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差：mm005. 01（2）两衬套的同轴度公差：mm005. 02（3）衬套与钻套配合的最大间隙：325.03425.0120.022mm （4）钻套的同轴度公差：mm005. 04（5）钻套与铰刀配合的最大间隙：525.03925.0080.031mm 2222221234522 0.0

60、390.0780.1wdmmmm 所以能满足加工要求。3.1.6 夹具设计及操作的简要说明钻铰 25 孔的夹具如夹具装配图 ZJZ-01 所示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；再把工件向固定 V 行块靠拢，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。设计小结设计小结通过本次设计过程，我对机械制造技术基础，机械制造装备设计和大部分专业课知识进行了复习，加深了对专业课知识的认识，同样了解到了自己在知识实际运用方面的不足。在设计中，我通过查寻各种资料，结合所学知识，在老师的指导下掌握了夹具设计的过程方法，更加深该了机械行业需要严谨态度的认识

61、。本次设计对以后的专业课设计，毕业设计都起到了很大的作用，同样为以后工作打下了基础。参考文献参考文献 1 刘德荣，组合夹具结构简图的初步探讨，组合夹具，1982. (1) 2 孙已德，机床夹具图册M，北京：机械工业出版社，1984：20-23。3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册M，贵阳：贵州任命出版社，1983：42-50。4 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社，1992 。5 孟少龙，机械加工工艺手册第 1 卷M，北京：机械工业出版社，1991。6 金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册 M，上海：上海科学技术出版社，1979。7 李洪，机械加工工

62、艺师手册M，北京：机械工业出版社，1990。8 马贤智，机械加工余量与公差手册M，北京：中国标准出版社，1994。9 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，1984。10 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。11 薛源顺,机床夹具设计(第二版) M,机械工业出版社,2003.112 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。13 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980。14 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991。15 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M，中国计量出版社，2000：9-19。16 哈尔滨工业大学,哈尔滨市教育局,专用机床夹具设计与制造,黑农江人民出版社,1979.1217 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2005：4-17。