杠杆零件的机械加工工艺规程和夹具设计概述

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1、青岛理工大学毕 业 设 计（论 文）题目 杠杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计学生姓名： 学生学号： 指导教师： 机械工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业 班2010年6月15日毕业设计（论文）任务书专业 机械设计制造及其自动化 班级 姓名 下发日期 题目杠杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计专题杠杆工艺规程设计；加工工艺孔及铣下平台专用夹具设计主要内容及要求要求： 在指导老师的帮助下，根据设计任务，合理安排时间和进度，认真地、有计划地按时完成任务，培养良好的工作作风。工艺规程设计应该注意理论与实践的结合，满足加工质量、生产率、经济性要求，机床夹具设计方案合理。计算步骤清晰，计算结果

2、正确；设计制图符合国家标准,计算机绘图；说明书要求文字通顺、简练，图示清洗。主要内容：（1）确定生产类型，对零件进行工艺分析。（2）选择毛坯种类及其制造方法，绘制零件毛坯图。（3）拟定零件的加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序切削用量，计算工序的工时定额。填写工艺文件，包括工艺过程卡片，工序卡片。（5）设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。（6）撰写毕业设计说明书。任务内容： 设计说明书不少于45页，查阅文献10篇以上，翻译英文资料，译文字数不少于5000字，绘制图纸折合总量不少于两张半的A0。主要技术参数零件图一张、规定年生产纲领6000件，每日一班进度及完成

3、日期1. 实习 3月 8 日-3月19 日 2周2. 绘制被加工件的零件图和毛坯图 3月22日-3 月26 日 1周3. 绘制加工工艺路线，绘制工艺卡 3月29日-4月 9 日 2周4. 进行设计和计算 4月12日-4月23日 2周5. 设计夹具装配图 4月26日-5月14日 3周6. 设计夹具的零件图 5月17日-5月28日 3周7. 翻译英文资料 5月31日-6月4日 1周8. 编制和整理设计计算说明书 6月7日-6月11日 1周9. 机动 6月14日-6月18日 1周10. 准备答辩和答辩 6月21日-6月25日 1周教学院长签字日 期教研室主任签字日 期指导教师签字日 期指 导 教 师

4、 评 语 指导教师: 年 月 日指 定 论 文 评 阅 人 评 语 评阅人: 年 月 日答 辩 委 员 会 评 语评定成绩指导教师给定成绩(30%)评阅人给定成绩(30%)答辩成绩（40%）总 评答辩委员会主席签字青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书摘要本设计是CA6140车床杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140车床杠杆零件的主要加工表面是平面和孔。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和平面的加工精度。基准的选择以杠杆45外圆面作为粗基准，以25孔及其下表面作为精基

5、准。先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用专用夹具，考虑到零件的结构尺寸简单，加紧方式多采用手动加紧，加紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。关键词：杠杆零件，加工工艺，夹具，定位，加紧图A：零件三维效果图AbstractThis paper is to design the craft processes of making the CA6140lever spare parts and some specialized tongs in the process. The CA6140 lever spare part primarily proce

6、sses the surface and bores. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes

7、and precise processes to guarantee the bore process. The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25bore and its next surface as precise basis . The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basi

8、s. In the whole processes , specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization is simple, and can satisfy the design request.Key Words : Lever spare parts, craft process, tongs, fixed posit

9、ion, tight clip目录摘要IABSTRACTII目录第一章 绪论11.1课题背景及发展趋势11.2夹具的基本结构及夹具设计的内容1第二章 杠杆加工工艺规程设计32.1零件的作用32.2零件的工艺分析42.3 工艺规程的设计42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸、工时的确定7第三章 专用夹具设计273.1加工25孔夹具设计273.2粗、精铣宽度为30mm的下平台夹具设计31总结37参考文献38致谢39附件一40附件二5858第一章 绪论加工工艺及夹具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一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为

10、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。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。1.1课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术推动设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能创造出实用、美观、经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料、加工

11、工艺、结构、产品形象有机联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。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要求。1.2夹具的基本结构及夹具设计的内容在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1.机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。1）、定位 确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹具定位元件的定位面接触成配合实现的正定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。2）.夹紧工件定位后将其固定，使其在

12、加工过程中保持定位位置不错的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。1）.对刀调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。2）.导向如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向的功能的。按在夹具中的作用和结构特点，组成夹具的元件可划分为以下几类：（1）定位元件及定位装置；（2）夹紧元件及定位装置（或者称夹紧机构）；（

13、3）夹具体；（4）对刀，引导元件及装置（包括刀具导向元件，对刀装置及靠模装置等）；（5）动力装置；（6）分度，对定装置；（7）其他的元件及装置（包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床想连接用的紧固螺钉、销钉、键和各种手柄等）；每个夹具不一定所有的各类元件都具备，如手动夹具就没有动力装置，一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之，按照加工等方面的要求，有些夹具上还需要设有其它装置及机构，例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：定位装置的设计；夹紧装置的设计；对刀引导装置的设计；夹具体的设计；其他元件及装置的设计。第二章 杠杆加工工艺规程设计

14、图2.1杠杆零件图2.1零件的作用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。2.2零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。该零件的加工表面之间又相互位置要求，现分析如下：（1）主要加工面：1）25的孔；2）25的孔的下表面；3）与25的孔相通的14的沉头孔及M8的螺纹孔；4）宽度为30的平面及其12.7的孔；5）2M6螺纹孔及其端面、倒角；（2）主

15、要基准面：1）以45外圆面为基准的加工表面2）以25的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：14的沉头孔及M8的螺纹孔、12.7的孔及其平台、2M6螺纹孔及其端面、倒角。2.3 工艺规程的设计2.3.1确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于大批生产，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。图2.2 杠杆毛坯图2.3.2基准选择1.粗基准的选择粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时应以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加

16、工表面作为粗基准。故可选45mm的外圆作为粗基准。工件以45mm的外圆以及25mm孔的下表面作为定位基准，在定位块和V形块上实现完全定位。2.精基准的选择零件中，各尺寸都以25mm孔作为尺寸基准，故可取该圆作为精基准，采用专用夹具保证精度及加工效率。2.3.3 制定工艺路线工艺路线方案一：工序1.粗铣25mm孔下表面工序2.精铣25mm孔下表面工序3.钻、扩、铰孔使尺寸达到250+0.023mm工序4.钻、扩12.7mm的锥孔，使尺寸达到12.7mm工序5.粗铣宽度为30mm的凸台工序6.精铣宽度为30mm的凸台工序7.锪钻14mm沉头孔，钻M8的螺纹底孔6.7mm并攻螺纹工序18.粗铣2-M

17、6上端面工序9.精铣2-M6上端面工序10.钻2-M6螺纹底孔6mm，并攻螺纹锪120倒角工序11.终检工艺路线方案二：工序1.粗铣25mm孔下表面工序2.精铣25mm孔下表面工序3.钻、扩、铰孔使尺寸达到250+0.023mm工序4.锪钻14mm沉头孔，钻M8的螺纹底孔6.7mm并攻螺纹工序5.粗铣2-M6上端面工序6.精铣2-M6上端面工序7.钻2-M6螺纹底孔6mm，并攻螺纹锪120倒角工序8.粗铣宽度为30mm的下平台工序9.精铣宽度为30mm的下平台工序10.钻、扩12.7mm的锥孔，使尺寸达到12mm工序11.终检2.3.4工艺方案的比较与分析第二条路线与第一条路线的区别在于路线一

18、先加工12.7mm锥孔及其平面，第二条路线则把该组面放在最后。通过分析会发现，先加工12.7mm锥孔及其平面有利于锪钻14mm沉头孔，钻M8的螺纹底孔6.7mm并攻螺纹工序的定位，从提高效率和保证精度这两个前提下，第一个方案比较合理。所以我决定以第一个方案进行生产，具体的工艺过程如下表所示。工序1粗铣25mm孔下表面。选用立式升降台铣床X52K工序2精铣25mm孔下表面。选用立式升降台铣床X52K工序3.钻、扩、铰孔使尺寸达到250+0.023mm，选用立式钻床Z535工序4粗铣宽度为30mm的下平台，选用立式升降台铣床X52K工序5精铣宽度为30mm的下平台，选用立式升降台铣床X52K工序6

19、钻、扩12.7mm的锥孔，使尺寸达到12.7mm，选用立式钻床Z535工序7锪钻14mm沉头孔，钻M8的螺纹底孔6.7mm并攻螺纹，选用立式升降台铣床X52K工序8粗铣2-M6上端面，选用卧式铣床X62W工序9精铣2-M6上端面，选用卧式铣床X62W工序10钻2-M6螺纹底孔6mm，并攻螺纹锪120倒角，选用立式钻床Z535工序11终检2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸、工时的确定2.4.1机械加工余量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。由于毛坯采用金属模铸造，毛坯的尺寸确定如下：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

20、只是名义上的加工余量。实际上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。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加工余量时应该按调整法加工方式予以确定。毛坯与零件不同的尺寸有：1.加工直径25毫米孔的下端面。粗加工1.9毫米到金属铸模的质量和表面粗糙度要求，精加工0.1毫米达到要求的表面粗糙度要求。2.加工直径25毫米的孔。由于内表面粗糙度要求为1.6，采用钻22毫米、扩到24.7毫米、铰25毫米，就可以达到要求。3.加工宽度为30毫米的下平台，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的表面粗糙度要求为6.3，铣削加工就可满足要求。故采用粗、精加工两次就可以，粗加工余量1.9

21、毫米，精加工0.1毫米。4.直径为12.7的锥孔，查工艺手册，应用钻、扩两步就可以达到要求。采用直径12毫米的钻头钻孔，再用12.7的扩孔钻加工到要求精度，具体精度控制可以控制加工转速。6.锪直径14毫米的沉头孔，此次加工决定一次锪钻就达到要求，控制转速及进给量来保证精度。7.钻M8螺纹底孔及攻螺纹。采用直径6.7的钻头钻底孔，再用M8的机用细柄丝锥攻螺纹，8.加工2-M6的端面。粗加工1.9毫米到金属铸模的质量和表面粗糙度要求，精加工0.1毫米达到要求的表面粗糙度要求。9.加工2-M6螺纹。采用直径5的钻头钻底孔，再用M6的机用细柄丝锥攻螺纹。2.4.2确定切削用量及切削工时工序一：粗铣25

22、mm孔下平面加工材料：HT200，铸造机床：X52K立式铣床1）查参考文献机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀，材料：YT15，D=100mm，齿数Z=8，此为粗齿铣刀。2）因其单边余量Z=1.9mm ，所以铣削深度3）每齿进给量af:查机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表6-27,，现取,4）铣削速度V（查机械工艺手册，王先逵）V取1.002.00m/s，现取V=1.3m/s机床主轴转速n： =248r/min查机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）,取n=300r/min实际切削速度v进给量: 工作台每分钟进给量: 5）确定切削工时被切削层长度l：由毛坯尺

23、寸可知l=160mm刀具切入长度l1: 机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-7l1=0.5D-D2-aw2+(13)故 l1=0.5100-1002-402+(13)=7mm刀具切出长度l2: 取l2=4mm走刀次数为1机动时间tj:tj=l+l1+l2fm=160+7+4288=0.59min根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-30，可查得铣削的辅助时间tf=0.23min粗铣总工时t=0.59+0.23=0.82min工序二：精铣25mm孔下平面加工材料：HT200，铸造；机床：X52K立式铣床1)查参考文献机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表4-16刀具：高速钢三

24、面刃圆盘铣刀，材料：YT15，D=100mm，齿数Z=12，此为细齿铣刀。2)因其单边余量Z=0.1mm，所以铣削深度ap=0.1mm3)每齿进给量af:根据机械工艺手册表2.1-73取af=0.056mm/z4)铣削速度V：机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表3-30 取V=0.32m/s机床主轴转速n： n=1000Vd=61r/min查机械工艺手册，取n=75 r/min实际切削速度vv=dn1000=3.14100751000600.4m/s进给量vf: vf=af .z.n=0.056207560=1.4mm/s工作台每分钟进给量fm: fm=vf=1.4mm/s=84mm/mi

25、n5）确定切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=160mm刀具切入长度l1: 精铣时l1=D=100mm刀具切出长度l2: 取l2=2mm走刀次数为1机动时间tj:tj=l+l1+l2fm=160+100+2475=0.55min根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-30，可查得铣削的辅助时间tf=0.23min粗铣总工时t=0.55+0.23=0.78min工序三：加工25mm孔到要求尺寸工件材料为HT200，硬度为200HBS。孔的直径为25mm,表面粗糙度Ra=1.6m。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22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥

26、和修磨横刃；扩孔24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔25mm标准高速钢铰刀。选择各工序切削用量（1） 确定钻削用量1） 确定进给量根据机械加工工艺设计手册（王先逵）表3.4-1，可查出f表=0.470.0.57mm/r,故可取f表=0.47mm/r根据手册，钻头强度所允许的进给量f2mm/r.由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N,允许的进给量f2mm/r.由于所选f远小于f、f，故所选f合适。2） 确定切削速度V、轴向力F、转矩T及切削功率Pm由插入法得：V表=17m/min，F表=4732NT表=51.69NM ，Pm表=1.25KW由于实际加工条件与上面所给条件不完全相同，故应

27、对所查得的数据进行修正。查上述手册，得到KMV=0.88,KIV=0.75,故V表=170.880.75=11.22m/minn=1000v表d0=100011.223.1422=162r/min查机床手册，取n=195r/min.实际切削速度为v=d0n1000=14mmin查上述手册，KMF=KMT=1.06故F=4732N1.06=5016N T=5169NM1.06=54.8 NM3)校验机床功率 切削功率Pm为Pm=Pm表nnKMM=1.25KW1952461.06=1.05KW机床有效功率PE=PE=4.5KW0.81=3.65KWPM故选择的钻削用量可用。即d0=22mm,f=0

28、.43mm/r,n=195r/min,v=14m/min相应的 F=5016N，T=54.8 NM, Pm=1.05KW（2）确定扩孔钻削用量1）确定进给量f根据机械加工工艺设计手册（王先逵）表3.4-5可查出f表=（0.70.8mm/r）0.7=（0.490.56mm/r）,根据机床参数表，取f=0.57mm/r3） 确定切削速度v及n根据机械制造工艺设计手册表3-54，取v表=25mm/min，根据机械加工工艺设计手册（王先逵），取修正系数KMV=0.88,Kapv=1.02(根据aPRap=24.7-2221.5=0.9)故v表=250.881.02=22.44m/minN=1000 v

29、表/3.14d0=289r/min查机床参数表，取n=275r/min实际切削速度为V=3.14 d0n/1000=3.1424.72751000=21.3m/min（3）确定铰孔切削用量1）确定进给量f根据机械制造工艺设计手册表3-46，f表=1.32.6mm,按该表注4，进给量取小值。查机床手册，取f=1.6mm/r.2)确定切削速度v及n根据机械制造工艺设计手册表3-50，取v表=8.2m/min，修正系数KMV=0.88,Kapv=0.99(根据aPRap=25-24.720.125=1.2)故v表=8.20.880.99=7.14m/minN=1000 v表/3.14d0=91.5r

30、/min查机床参数表，取n=100r/min实际铰削速度为V=3.14 d0n/1000=3.14251001000=7.8m/min（1） 确定钻、扩、铰工时1）钻孔工时：切入长度3mm，切出长度1mm,d0=22mm,f=0.43mm/r,n=195r/min,t1=(30+3+1)/0.47195=0.37min根据机械制造工艺设计手册表7-33,可查得钻削的辅助时间为t1f=0.67+0.23=0.9min2)扩孔工时：切入长度3mm，切出长度1mm,d0=24.7mm,f=0.57mm/r、n=275r/min、T2=(30+3+1)/0.57275=0.22min根据机械制造工艺设

31、计手册表7-33,可查得钻削的辅助时间为t2f=0.67+0.23=0.9min3)铰孔工时：切入长度3mm，切出长度1mm,d0=25mm,f=1.6mm/r、n=100r/min、T3=(30+3+1)/1.6100=0.21min根据机械制造工艺设计手册表7-33,可查得钻削的辅助时间为t3f=0.67+0.23=0.9min总工时t=t1+t1f+t2+t2f+t3+t3f=0.37+0.9+0.22+0.9+0.21+0.9=2.8min工序四 粗铣宽度为30mm的下平台加工材料：HT200，铸造；机床：X52K立式铣床1）查参考文献机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）刀具：硬质合

32、金三面刃圆盘铣刀，材料：YT15，D=100mm，齿数Z=18，此为粗齿铣刀。2）因其单边余量Z=1.9mm，所以铣削深度ap=1.9mm3）每齿进给量af:查机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表6-27af=0.10.3mm/z，现取af=0.12mm/z。4）铣削速度V（查机械工艺手册，王先逵）V取1.00-2.00m/s，现取V=1.3m/s机床主轴转速n： n=1000Vd=248r/min查机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）,取n=300r/min实际切削速度vv=dn1000=3.141003001000601.57m/s进给量vf: vf=af .z.n=0.121830

33、0/6010.8mm/s工作台每分钟进给量fm: fm=vf=10.8mm/s=648mm/min5）确定切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=30mm刀具切入长度l1: 机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-7l1=0.5D-D2-aw2+(13)故 l1=0.5100-1002-402+(13)=7mm刀具切出长度l2: 取l2=4mm走刀次数为1机动时间tj:tj=l+l1+l2fm=160+7+4288=0.59min根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-30，可查得铣削的辅助时间tf=0.23min粗铣总工时t=0.59+0.23=0.82min工序五：精铣30m

34、m孔下平面加工材料：HT200，铸造；机床：X52K立式铣床查参考文献机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀，材料：YT15，D=100mm，齿数Z=20，此为细齿铣刀。因其单边余量Z=0.1mm，所以铣削深度ap=0.1mm每齿进给量af:查手册现取af=0.08mm/z铣削速度V：取V=0.32m/s机床主轴转速n： n=1000Vd=61r/min查手册取n=75 r/min实际切削速度vv=dn1000=3.14100751000600.4m/s进给量vf: vf=af .z.n=0.082075/602mm/s工作台每分钟进给量fm: fm=vf=2mm/s

35、=120mm/min确定切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=30mm刀具切入长度l1: 精铣时l1=D=100mm刀具切出长度l2: 取l2=2mm走刀次数为1机动时间tj:tj=l+l1+l2fm=30+100+2120=1.1min根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-30，可查得铣削的辅助时间tf=0.23min粗铣总工时t=1.1+0.23=1.33min工序六 钻、扩12.7mm的孔工件材料为HT200，孔的直径为12.7毫米，表面粗糙度为6.3，加工机床为Z535立式钻床，钻孔直径12毫米标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔直径12.7的标砖高速钢扩孔钻。选择

36、各工序切削用量（1） 确定钻削用量1）确定进给量根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表3-42，可查出f表=0.150.55mm/r,故可取f表=0.43mm/r根据手册，钻头强度所允许的进给量f1.75mm/r.由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N,允许的进给量f1.2mm/r.由于所选f远小于f、f，故所选f合适。4） 确定切削速度V、轴向力F、转矩T及切削功率Pm由插入法得：V表=17m/min F表=4732NT表=51.69NM Pm表=1.25KW由于实际加工条件与上面所给条件不完全相同，故应对所查得的数据进行修正。查上述手册，得到KMV=0.88,KIV=0.

37、75,故V表=170.880.75=11.22m/minn=1000v表d0=100011.223.1422=162r/min查机床手册，取n=195r/min.实际切削速度为v=d0n1000=14mmin查上述手册，KMF=KMT=1.06故F=4732N1.06=5016N T=5169NM1.06=54.8 NM3)校验机床功率 切削功率Pm为Pm=Pm表nnKMM=1.25KW1952461.06=1.05KW机床有效功率PE=PE=4.5KW0.81=3.65KWPM故选择的钻削用量可用。即d0=22mm,f=0.43mm/r,n=195r/min,v=14m/min相应的F=50

38、16N，T=54.8 NM, Pm=1.05KW计算工时：钻孔工时：切入长度3mm，切出长度1mm,d0=12mm,f=0.43mm/r,n=195r/min,t1=(6.7+3+1)/0.47195=0.12min根据机械制造工艺设计手册表7-33,可查得钻削的辅助时间为t1f=0.67+0.23=0.9min（2）确定扩孔钻削用量1）确定进给量f根据手册可查出f表=（0.70.9mm/r）0.7=（0.490.63mm/r）,根据机床参数表，取f=0.57mm/r2）确定切削速度v及n取v表=25mm/min，修正系数KMV=0.88,Kapv=1.02(根据aPRap=24.7-2221

39、.5=0.9)故v表=250.881.02=22.44m/minN=1000 v表/3.14d0=289r/min查机床参数表，取n=275r/min实际切削速度为V=3.14 d0n/1000=3.1424.72751000=21.3m/min扩孔工时：切入长度3mm，切出长度1mm,d0=24.7mm,f=0.57mm/r、n=275r/min、T2=(6.7+3+1)/0.57275=0.07min根据机械制造工艺设计手册表7-33,可查得钻削的辅助时间为t2f=0.07+0.23=0.3min工序七 锪钻14mm沉头孔，钻M8的螺纹底孔6.7mm并攻螺纹工件材料为HT200，硬度为20

40、0HBS。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，用7的麻花钻头。攻M8的螺纹，选用M8的细柄机用丝锥攻螺纹。1)加工M8底孔切削深度ap： ap=15.5进给量f：取f=0.25mm/r切削速度v：取v=0.43mm/r故机床主轴转速n：n=1000vd0=10000.43603.147=1174r/min查机床参数，取n=750r/min实际切削速度v:v=nd01000=7503.147100016.48mm/s被切削层长度l：l=15.5mm刀具切入长度l1：l1=D2cotKr+12=72cot120+24.1mm刀具切出长度l2：l2=0走到次数为1次钻削

41、用时t1：t1=l+l1+l2fn=15.5+4.10.25750=0.092)攻M81.5的螺纹机床：Z535立式钻床； 刀具：细柄机用丝锥（M81.5）进给量f：由于螺距P=1.5，因此进给量f=1.5mm/r切削速度v：取v=0.148m/s=8.88m/min故机床主轴转速n：n=1000vd0=10008.883.148=353r/min取n=275r/min丝锥回转转速n0：取n0=275r/min实际切削速度v:v=nd01000=2753.1481000600.12m/s被切削层长度l：l=15mm刀具切入长度l1：l1=4.5mm刀具切出长度l2：l2=0走到次数为1次钻削用

42、时t1：t1=l+l1+l2fn+l+l1+l2fn0=15+4.51.5275+15+4.51.5275=0.09(2) 锪钻14mm沉头孔工件材料为HT200，硬度为200HBS。孔的直径为14mm。表面粗糙度为Ra=3.2um。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：14mm小直径端面锪钻。1）确定进给量根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表3-42，可查出f表=0.150.55mm/r,故可取f表=0.23mm/r根据手册，钻头强度所允许的进给量f1.75mm/r.由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N,允许的进给量f1.2mm/r.由于所选f远小于f

43、、f，故所选f合适。确定切削速度V、轴向力F、转矩T及切削功率Pm由插入法得：V表=17m/min F表=4732NT表=51.69NM Pm表=1.25KW由于实际加工条件与上面所给条件不完全相同，故应对所查得的数据进行修正。查上述手册，得到KMV=0.88,KIV=0.75,故V表=170.880.75=11.22m/minn=1000v表d0=100011.223.1414=255r/min查机床手册，取n=275r/min.实际切削速度为v=d0n1000=3.14142751000=12mmin查上述手册，KMF=KMT=1故F=4732N1=4732N T=51.69NM1=51.

44、69NM校验机床功率 切削功率Pm为Pm=Pm表nnKMM=1.25KW2752461.06=1.48KW机床有效功率PE=PE=4.5KW0.81=3.65KWPM故选择的钻削用量可用。即d0=14mm,f=0.23mm/r,n=275r/min,v=12m/min相应的F=5016N，T=51.69NM, Pm=1.48KW工时计算：切入长度3mm，切出长度1mm,d0=14mm,f=0.23mm/r,n=275r/min,t1=(15.5+3+1)/0.23275=0.31min根据机械制造工艺设计手册表7-33,可查得钻削的辅助时间为t1f=0.67+0.23=0.9min工序八 粗铣

45、2-M6上端面加工材料：HT200，铸造；机床：X62W卧式铣床查参考文献机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀，材料：YT15，D=100mm，齿数Z=18，此为粗齿铣刀。因其单边余量Z=1.9mm所以铣削深度ap=1.9mm每齿进给量af:查机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表6-27af=0.10.3mm/z现取af=0.12mm/z铣削速度V（查机械工艺手册，王先逵）V取1.00-2.00m/s，现取V=1.3m/s机床主轴转速n： n=1000Vd=248r/min查机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）,取n=300r/min实际切削速度vv=dn1

46、000=3.141003001000601.57m/s进给量vf: vf=af .z.n=0.1218300/6010.8mm/s工作台每分钟进给量fm: fm=vf=10.8mm/s=648mm/min5）确定切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=40mm刀具切入长度l1: 机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-7l1=0.5D-D2-aw2+(13)故 l1=0.5100-1002-402+(13)=7mm刀具切出长度l2: 取l2=4mm走刀次数为1机动时间tj:tj=l+l1+l2fm=40+7+4648=0.08min根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-30，可

47、查得铣削的辅助时间tf=0.23min粗铣总工时t=0.08+0.23=0.31min工序九：精铣2-M6上端面加工材料：HT200，铸造；机床： X62W卧式铣床查参考文献机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀，材料：YT15，D=100mm，齿数Z=20，此为细齿铣刀。因其单边余量Z=0.1mm所以铣削深度ap=0.1mm每齿进给量af:查手册现取af=0.08mm/z铣削速度V：取V=0.32m/s机床主轴转速n： n=1000Vd=61r/min查手册取n=75 r/min实际切削速度vv=dn1000=3.14100751000600.4m/s进给量vf:

48、vf=af .z.n=0.082075/602mm/s工作台每分钟进给量fm: fm=vf=2mm/s=120mm/min5）确定切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=40mm刀具切入长度l1: 精铣时l1=D=100mm刀具切出长度l2: 取l2=2mm走刀次数为1机动时间tj:tj=l+l1+l2fm=40+100+2120=1.2min根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表7-30，可查得铣削的辅助时间tf=0.23min粗铣总工时t=1.2+0.23=1.43min工序十 钻2-M6螺纹底孔6mm，并攻螺纹锪120倒角工件材料为HT200，硬度为200HBS。孔的直径为8mm

49、。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至5，用5的麻花钻头。攻M6的螺纹，选用M6的细柄机用丝锥攻螺纹。1)加工M6底孔切削深度ap： ap=20进给量f：取f=0.25mm/r切削速度v：取v=0.43mm/r故机床主轴转速n：n=1000vd0=10000.43603.145=1643r/min查机床参数，取n=750r/min实际切削速度v:v=nd01000=7503.145100011.78mm/s被切削层长度l：l=20mm刀具切入长度l1：l1=D2cotKr+12=72cot120+24.1mm刀具切出长度l2：l2=0走到次数为1次钻削用时t1：t1=l+l1+l2fn

50、=20+4.10.25750=0.132)攻M61.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（M61.5）进给量f：由于螺距P=1.5，因此进给量f=1.5mm/r切削速度v：取v=0.148m/s=8.88m/min故机床主轴转速n：n=1000vd0=10008.883.146=471r/min取n=400r/min丝锥回转转速n0：取n0=400r/min实际切削速度v:v=nd01000=4003.1461000600.13m/s被切削层长度l：l=20mm刀具切入长度l1：l1=4.5mm刀具切出长度l2：l2=0走到次数为1次钻削用时t1：t1=l+l1+l2fn+l+l1

51、+l2fn0=20+4.51.5400+20+4.51.5400=0.08(2) 锪钻120倒角工件材料为HT200，硬度为200HBS。孔的直径为6mm。表面粗糙度为Ra=6.3um。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：6小直径锪钻，磨出120刃角。1）确定进给量根据机械制造工艺设计手册（哈工大，王绍俊）表3-42，可查出f表=0.150.55mm/r,故可取f表=0.23mm/r根据手册，钻头强度所允许的进给量f1.75mm/r.由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N,允许的进给量f1.2mm/r.由于所选f远小于f、f，故所选f合适。确定切削速度V、轴向力

52、F、转矩T及切削功率Pm由插入法得：V表=17m/min F表=4732NT表=51.69NM Pm表=1.25KW由于实际加工条件与上面所给条件不完全相同，故应对所查得的数据进行修正。查上述手册，得到KMV=0.88,KIV=0.75,故V表=170.880.75=11.22m/minn=1000v表d0=100011.223.1414=255r/min查机床手册，取n=275r/min.实际切削速度为v=d0n1000=3.1462751000=5.2mmin查上述手册，KMF=KMT=1故F=4732N1=4732N T=51.69NM1=51.69NM校验机床功率 切削功率Pm为Pm=

53、Pm表nnKMM=1.25KW2752461.06=1.48KW机床有效功率PE=PE=4.5KW0.81=3.65KWPM故选择的钻削用量可用。即d0=6mm,f=0.23mm/r,n=275r/min,v=5.2m/min相应的F=5016N，T=51.69NM, Pm=1.48KW工时计算：切入长度3mm，切出长度1mm,d0=6mm,f=0.23mm/r,n=275r/min,t1=(2+3+1)/0.23275=0.1min根据机械制造工艺设计手册表7-33,可查得钻削的辅助时间为t1f=0.67+0.23=0.9min工序十一：终检第三章 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质

54、量，降低劳动强度，在杠杆加工时，需要设计专用夹具。在各工序中，我选择设计加工25孔夹具以及铣12.7孔平台的夹具各一套。其中，加工工艺孔的夹具用于组合钻床，刀具分别为麻花钻、扩孔钻、铰刀对工件进行加工。铣12.7孔平台应用组合铣床，刀具为硬质合金端铣刀YG8。3.1加工25孔夹具设计本夹具用来钻、扩、铰工艺孔25。孔的尺寸精度为+0.023，表面粗糙度要求，与底面垂直。该孔的加工质量直接影响以后各工序的加工精度，因此加工精度要求较高。本道工序为杠杆加工的第二道工序，其前面已经把该孔的底面平面加工完毕，因此该工序可以不考虑与底面垂直精度，而应该主要考虑保证尺寸精度和表面粗糙度要求，以及如何提高劳

55、动生产率，降低劳动强度。3.1.1基准的选择由零件图可知，为了保证所加工后的孔能使后续工序的加工余量均匀，根据基准重合、基准统一原则，在选择定位基准时，应尽量选择上一道工序加工完毕的表面作为定位基准，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，可以用V形块定位限制4个自由度；再以25孔下表面定位。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；最后采用标准高速钢铰刀对工艺孔进行铰孔加工，采用手动夹紧。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

56、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。由参考书【2】得：钻削力 钻削力矩 式中：D=22mm f=0.43mm/r所以，本工序加工过程中，工件的45外圆面与V形块靠紧，采用快速螺旋夹紧机构推动压头夹紧工件。属于普通螺旋夹紧，夹紧力计算工式：式中：-单个螺旋产生的夹紧力（N）；Q原始作用力（N）；L作用力臂（mm）;-螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）；-螺杆端部与工件间的摩擦角（）；-螺纹中径的半径（mm）；-螺纹升角（）；-螺旋副的当量摩擦角（）；3.1.3夹紧元件及动力装置的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，决定采

57、用采用快速螺旋夹紧机构推动压头夹紧工件，且手动夹紧夹紧可靠，机构可以不必自锁。图3.1 自定位夹紧元件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，以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求，工艺孔分为三个工步完成加工。钻、扩、铰的刀具分别为：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25mm标准高速绞刀。衬套选用固定式衬套。钻模板选用固定式钻模板夹具体的设计主要考虑零件的形状及如何将上述各元件整合成一个整体，如图3.2。3.1.5夹具精度分析由工序图可知，本工序定位基准与加工基准重合，又采用以加工面定位故定位误差很小，可忽略不计。此次加工，最重要的是保证孔的表面质量和尺寸要求。加工过程的最后采用铰加工，选用标准