CA6140车床手柄座工艺规程

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1、目录摘要I（一）机械加工工艺规程设计1第一章 手柄座的工艺分析与生产类型的确定111手柄座的用途11.2手柄座的技术要求11.3审查手柄座的工艺性21.3.1孔的加工21.3.2面的加工31.3.3槽的加工31.3.4螺纹孔的加工31.4确定手柄座生产类型3第二章 确定毛坯、绘制毛坯简图42.1选择毛坯42.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量4第三章 拟定手柄座工艺路线53.1定位基准的选择53.1.1 精基准的选择53.1.2粗基准的选择53.2表面加工方法的确定53.3加工阶段的划分6331粗加工阶段6332半精加工阶段7333精加工阶段73.4工艺路线方案的比较7341工艺路线方案一73

2、42工艺路线方案二8343工艺方案的比较与分析8第四章 加工余量、工序尺寸和公差的确定1041工序8：钻粗铰精铰14mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定10第五章 切削用量、时间定额的计算1151切削用量的计算11511工序1：粗铣手柄座左右两端面11512工序2：半精铣手柄座左端面A（45mm外圆凸台端面）11513工序3： 钻粗铰精铰25mm孔12514工序4：拉键槽13515 工序5: 钻粗铰精铰10mm孔14516 工序6：粗铣半精铣槽14mm14517 工序7：粗铣14mm孔端面16518 工序8: 钻粗铰精铰14mm孔16519 工序9：钻攻螺纹孔M10175110 工序10：钻

3、配铰5mm圆锥孔185111 工序11：钻铰5.5mm孔1952时间定额的计算19521基本时间tj的计算19522 辅助时间tf的计算27523其他时间的计算28524 单件时间tdj的计算30（二）专用夹具的设计32第六章 夹具体的设计3261定位方案设计32611工件的定位基准与定位基面32612定位元件的选用3262定位误差分析3263导向装置的设计33631钻套的设计33632钻套高度和排屑间隙3364夹紧装置设计33总 结34参考文献35 44 / 52摘要本次设计是设计CA6140车床手柄座，内容涉与了机械加工工艺与机床夹具设计、金属切削机床、公差配合等多方面的知识,我们首先对手

4、柄座的结构特征、用途以与其工艺规程进行了详细的分析，在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，关键是决定出各个工序的工艺设备与切削用量,然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，并能保证加工质量。由于手柄座各表面的精度要求比较高，所以我们在加工一些主要平面时都要先粗铣然后半精铣，加工一些孔时要进行钻、粗铰然后还要进行精铰工序，因为手柄座的加工质量将直接影响其性能和使用寿命，所以每一道工序都必须要达到其加工要求。 此外，本设计的生产类型是单间小批量生产，为了保证加工质量，需设计专用夹具，本设计是设计加工CA6140车床手柄座14H7mm孔工

5、序的夹具。1 序言1.1 设计目的机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。毕业之前进行这次设计是为了给我们将要毕业的大学生一次进一步学习和锻炼的机会，学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺与结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论与在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以与工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培

6、养学生熟悉并运用有关手册、规X、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。1.2 设计意义我设计的课题是CA6140车床手柄座的工艺规程与夹具设计，设计的意义就在于，在设计过程中了解该零件存在的问题，找出解决这些问题的方法，通过自己的设计对该零件的结构进行进一步改进，以达到改善零件工作性能，提高零件工作效率的目的。对夹具创新设计的研究，对国内机械制造有着重要意义：（1） 保证加工精度采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高且稳定。（2） 提高生产率、降低成本用夹具装夹工件，无需

7、找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。（3） 扩大机床的工艺X围使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用X围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。（4） 减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻

8、工人的劳动强度。1.3 现状分析手柄座已经广泛被用到各个技术领域，它的存在使机床的操作很方便，大大提高了工业领域生产的效率，随着技术的不断进步，生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。这就要求企业提高生产率，提高利用率。减少浪费，降低成本。现阶段国内手柄座的设计和制造还存在一些问题，设计水平不是很高，在零件的加工技术方面，国内技术水平还不与西方发达国家那么先进，这些问题急需得到解决。设计中包含机床夹具的设计，国内外机床夹具的发展现状分析：国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求

9、与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3-4年就要更新50%-80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10%-20%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：（1） 能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；（2） 能装夹一组具有相似性特征的工件；（3） 能适用于精密加工的高精度机床夹具；（4） 能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；（5） 采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以

10、进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；（6） 提高机床夹具的标准化程度。1.4 发展前景机床夹具是机械加工不可缺少的部件，机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展，在其带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向研究。（1） 高精化：高精机床加工精度提高，降低定位误差，提高加工精度对夹具制造精度要求，机床夹具精度已提高到微米级，世界知名夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，适应不同行业需求和经济性，夹具有不同型号，以与不同档次精度标准供选择。（2） 高效化：提高机床生产效率，双面、四面和多件装夹夹具产品越来越多。减少工件安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹

11、紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断推陈出新。新型电控永磁夹具，夹紧和松开工件只需1-2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。（3） 模块、组合化：夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具已成为夹具技术开发基点。省工、省时，节材、节能，体现各种先进夹具系统创新之中。模块化设计为夹具计算机辅助设计与组装打下了基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。（4） 通用、经济化：夹具通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式夹具系统，一次性投资比较

12、大，夹具系统可重组性、可重构性与可扩展性功能强，应用X围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国戴美乐公司孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样焊接夹具。元件功能强，使夹具通用性好，元件少而精，配套费用低，经济实用，很有推广应用价值。（一）机械加工工艺规程设计第一章 手柄座的工艺分析与生产类型的确定11手柄座的用途题目所给的零件是CA6140车床的手柄座。它位于车床操作机构中，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下：当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移

13、动，通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动。零件的分析2.2 零件的工艺分析CA6140车床手柄座有多处加工表面，其间有一定位置要求,分述如下：1.3审查手柄座的工艺性分析零件图可知，手柄座左右两端面和孔端面均有要求切削加工，孔端面、孔端面、孔端面和孔凸台端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度，而螺纹孔

14、M10和圆锥孔的端面均为圆柱面保证孔的加工精度较困难；另外在轴向方向上的孔凸台端面作为定位基准加工要求较其他端面高。主要工作表面虽然加工精度也相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见该零件的工艺性较好。现将主要加工面分述如下：1.3.1孔的加工1以为中心的加工表面这一组的加工表面有的孔，以与上下端面，下端面为的圆柱端面；孔壁上有距下端面11mm、与孔中心轴所在前视面呈角的螺纹孔，尺寸为M10，另外还有一个尺寸为6H9mm的键槽，孔与键槽的总宽度为27.3H11mm。2以为中心的加工表面该组的加工表面有的孔(有位置要求)，加工时测量深度为25mm，钻孔深度

15、为28mm。上孔壁有一个配铰的锥销通孔，该通孔有位置要求。以与孔的端面。3以为中心的加工表面本组的加工表面有的孔(两个)，与其两个内端面(对称)，两端面均有位置要求，端面之间的距离为mm，孔除了有位置要求以外还有平行度的形状公差要求(与孔壁之间的平行度公差为)4以为中心的加工表面这组的加工表面有的孔，该孔通至上的槽，并有位置要求。由上面的分析可知，加工时应先加工完一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。综上所述，该零件共有5个孔要加工：45mm外圆凸台端面（孔凸台端面）是零件的主要加工面，其他的面、孔与其有位置尺寸度要求，因而是后续工序的主要精基准面，需精加工出来；10mm孔与孔有平

16、行度要求，也需要精加工；14mm是不通孔，特别注意该孔的加工深度；5mm圆锥孔虽是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍需精铰。5.5mm油孔表面粗糙度有Ra3.2m的要求，因此对其也应该要进行精铰。1.3.2面的加工该零件共有4个端面要加工：45mm外圆凸台端面精度要求较高，同时也是配合25mm孔作为后续工序的精基准面，需精加工；45mm圆柱大端面、25mm孔端面以与14mm孔端面粗铣既可。1.3.3槽的加工该零件仅有2个槽需加工：25mm孔上键槽两侧面粗糙度为Ra1.6mm，需精加工，底面加工精度要求不高，加工键槽时很难以45mm外圆端面为定位基准，因而工序尺寸的计算较复杂；而槽14mm两侧面粗

17、糙度均为Ra6.3mm，半精铣即可。1.3.4螺纹孔的加工M10mm螺纹孔的加工，它与10mm孔和25mm孔连心线有30角度要求，同时螺纹孔中心线与45mm圆柱端面有11mm的尺寸位置要求。由以上分析可知，该零件的加工应先加工45mm圆柱两端面，再以端面为基准加工作为后续工序主要精基准的25mm孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。1.4确定手柄座生产类型依设计题目知：该手柄座类型为单件小批量生产。第二章 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯选择毛坯应考虑的因素有：零件的力学性能要求、零件的结构形状和外廓尺寸、生产纲领和批量、现场生产条件和发展等。我此次设计的CA6140车床

18、手柄座零件的材料为HT1533，重量为0.73kg。手柄座在使用过程中不经常的变动，它只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度请求，由于零件生产类型为小批量生产，而砂型铸造生产成本低，设备简略，故本零件毛坯采用砂型铸造。由于零件上孔都较小，且都有严格的表面精度请求，故都不铸出，留后续机械加工反而经济实用。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量毛坯总余量的确定：由参考文献1表2-1和2-5，对于大批量生产砂型机器造型，取尺寸

19、公差等级为10级，加工余量等级为G级；再由参考文献1表2-4查得每侧加工余量数值为1.4mm；故取凸台端面的毛坯总加工余量为：。粗铣余量：外圆凸台端面毛坯加工总余量为：。半精铣余量：；粗铣余量：；手柄座大端面毛坯加工总余量为：。粗铣余量：。毛坯简图见图纸：（MPT-A4）第三章 拟定手柄座工艺路线3.1定位基准的选择3.2 基面的选择 基面选择是工艺设计中的重要工作之一。基面选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.1.2粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加

20、工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。粗基准选择应为后续加工提供精基准。故该手柄座加工时选用孔两端面采用互为基准的方法进行加工出精基准表面。3.1.1 精基准的选择根据该手柄座零件的技术要求和装配要求，选择手柄座孔与外圆凸台端面作为精基准零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，遵循了“基准统一”原则。又轴孔的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工手柄座脚上孔和孔以与其他的孔和表面，实现了设计基准和工艺基准重合，保证了被加工表面的位置度要求与孔轴线和孔轴线的平行度要求。选用手柄座外圆凸台端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该手柄座上的尺寸多以

21、该端面作为设计基准。选用孔与外圆凸台端面作为精基准，夹紧力可作用在手柄座孔的大端面上，夹紧稳定可靠。3.2表面加工方法的确定根据手柄座零件图上各加工尺寸精度和表面粗糙度，确定加工零件各表面的加工方法，如表3-1所示。表3-1零件表面的加工方法加工表面公差与精度等级表面粗糙度值RA（mm）加工方案机床设备凸台端面IT113.2粗铣半精铣立式铣床孔大端面IT1212.5粗铣卧式铣床孔IT81.6钻粗铰精铰摇臂钻床孔IT71.6钻粗铰精铰立式钻床孔IT71.6钻粗铰精铰立式钻床圆锥孔IT71.6钻铰立式钻床孔IT83.2钻粗铰精铰立式钻床螺纹孔IT73.2钻攻螺纹摇臂钻床键槽IT101.6拉拉床孔端

22、面IT1212.5粗铣卧式铣床槽14mmIT116.3粗铣半精铣卧式铣床3.3加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：331粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能与早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra80100m。332半精加工阶段半精加工阶

23、段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。333精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度与表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。3.4工艺路线方案的比较拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装

24、备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度与位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。341工艺路线方案一 工序一：备料 工序二：铸造毛坯1) 粗铣手柄座45mm圆柱左右两端面;2) 半精铣45mm圆柱凸台端面,保证尺寸43mm;3) 钻粗铰精铰25H8mm孔;4) 拉键槽,保证尺寸27.3H11;5) 钻粗铰精铰10H7mm孔;6) 铣槽,保证尺寸14mm,深度43mm;7) 粗铣14H7mm孔端面，保证尺寸43mm；8) 钻粗铰精铰14H7mm孔;9) 钻攻M10mm螺纹孔;10

25、) 钻铰5mm圆锥孔;11) 钻铰5.5mm孔;12) 去锐边,毛刺;13) 清洗；14) 终检,入库; 342工艺路线方案二 工序一：备料 工序二：铸造毛坯1) 粗铣手柄座45mm圆大端面;2) 粗铣半精铣45mm圆柱小端面,保证尺寸43mm;3) 钻粗铰精铰25H8mm孔;4) 钻粗铰精铰10H7mm孔;5) 钻粗铰精铰14H7mm孔;6) 粗铣半精铣槽保证尺寸14mm,深度43mm;7) 拉键槽,保证尺寸27.3H11mm；8) 钻攻M10螺纹孔;9) 钻铰5.5mm孔;10) 钻铰5mm圆锥孔；11) 去锐边,毛刺;12) 清洗；13) 终检,入库;343工艺方案的比较与分析上述两个方

26、案区别在:一是方案一以手柄座45mm圆柱左右两端面互为基准加工两端面,然后加工的孔，再以的孔的孔为基准加工的孔；方案二先粗铣45mm圆柱大端面，再粗铣半精铣45mm圆柱小端面;二是方案二没有铣14mm孔端面,但由于14mm孔有严格深度要求,故最好还是粗铣一遍。在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，选取工艺方案一。手柄座工艺路线与设备，工装的选用如下表3-2：1、工艺路线方案一：.铣45mm圆柱小端面;.粗铣45mm圆柱大端面,保证尺寸43mm;.钻、扩、铰25H8mm孔;.钻、粗铰、精铰10H7mm孔;.钻、粗铰、精铰14H7mm孔;.钻、攻M10mm螺纹孔;. 拉键槽6H9mm,保证尺寸2

27、7.3H10mm;.钻、铰5mm圆锥孔;.铣1443mm槽,保证尺寸14mm,深度43mm;.钻、铰5.5mm孔;.去锐边、毛刺;.终检,入库。2、工艺路线方案二.粗铣45mm圆柱大端面;.半精铣45mm圆柱小端面,保证尺寸43mm;.钻、扩、铰25H8mm孔;.粗铣14H7mm孔端面;.钻、粗铰、精铰14H7mm孔;.钻、铰5mm圆锥孔,钻、粗铰、精铰10H7mm孔;.钻、攻M10螺纹孔;. 拉键槽6H9mm,保证尺寸27.3H10mm.铣1443mm槽,保证尺寸14mm,深度43mm;.钻、铰5.5mm孔;.去锐边、毛刺;.终检,入库。3、工艺方案的比较与分析上述两个方案差别在两点:一是方

28、案一先加工有Ra3.2mm表面精度请求的小端面,再加工大端面,而方案二是先粗铣大端面,再加工小端面;二是方案一将5mm圆锥孔和10mm孔按部就班次序加工,而方案二显得更机动聪慧,看出这两个孔的定位方法,夹紧方法雷同,故而在一台机床上同时加工出来.另外,方案一没有铣14mm孔端面,但由于14mm孔有严格深度请求,故最好还是粗铣一遍。两套方案显然方案二更简洁更契合请求,但正如前面所分析的,方案二将5mm圆锥孔和10mm孔的加工合并在一道工序中,虽然减少了装夹次数,简化了工艺设计 ,但在一道工序中完成这两个钻孔,由于两孔的加工深度,加工刀具尺寸,加工时产生的轴向力等等都相差较大,且两孔的加工精度请求

29、都较高，显然组合机床不实用。如果采用摇臂钻床，对于大批量生产，则要频繁调换钻头刀具，大大增长了劳动强度，降低了生产效率，因此，决定还是将两个孔离开加工。综上所述，零件的最后加工路线如下：4、 工艺方案的断定.粗铣45mm圆柱大端面,以45mm圆柱小端面为定位基准;.粗铣、半精铣45mm圆柱小端面,以45mm大端面为定位基准;.钻、扩、铰25H8mm孔,以45mm圆柱大端面为定位基准;.钻、粗铰、精铰10H7mm,以25H8mm孔和45mm圆柱小端面为基准;.粗铣14mm孔端面,利用45mm圆柱小端面, 25H8mm孔和10H7mm孔定位,保证尺寸43mm;.钻、粗铰、精铰14H7mm孔,定位与

30、工序雷同,保证孔深度25mm;.钻、攻M10mm螺纹孔,定位与工序雷同;.钻、铰5mm圆锥孔,定位与工序雷同;.拉键槽6H9mm,为便于加工,以45mm圆柱小端面, 10H7mm孔和14H7mm孔端面定位,同时要保证尺寸27.3H10mm;.铣1443mm槽,定位与工序雷同,保证尺寸43mm;.钻,铰5.5mm孔,定位与工序雷同;.去锐边,毛刺,尤其注意25H8mm孔表面可能因为钻M10mm螺纹孔以与插槽带来的表面鳞次损伤;.终检,入库。表3-2手柄座工艺路线与设备，工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣45mm圆柱两端面;立式铣床X51高速钢套式面铣刀游标卡尺2精铣45mm圆柱小端面

31、立式铣床X51高速钢套式面铣刀游标卡尺3钻,倒角，粗铰，精铰25mm孔摇臂钻床Z37硬质合金锥柄麻花钻、铰刀游标卡尺、内径千分尺、塞规4拉键槽拉床拉刀游标卡尺5钻,倒角，粗铰 ,精铰10mm孔立式钻床Z525复合麻花钻、铰刀游标卡尺、内径千分尺、塞规6粗、精铣槽14mm卧式铣床X62高速钢镶齿三面刃铣刀游标卡尺、塞规7粗铣14mm孔端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀游标卡尺8钻 ,倒角，粗铰，精铰14mm孔立式钻床Z525复合麻花钻、铰刀游标卡尺、内径千分尺、塞规9钻,倒角，攻M10mm螺纹孔摇臂钻床Z37莫氏锥柄阶梯麻花钻、丝锥卡尺 螺纹塞规10钻，铰5mm圆锥孔立式钻床Z525麻花钻、锥柄

32、机用1：50锥度销子铰刀内径千分尺、塞规11钻,倒角，铰5.5mm孔立式钻床Z525麻花钻、铰刀内径千分尺、塞规12去锐边,毛刺钳工台平锉13清洗清洗机14终检游标卡尺、内径千分尺、塞规、螺纹塞规3.4 机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸的确定“手柄座”零件材料为铸铁HT15-33，硬度为HBS165187，毛坯的重量约为1Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸造。相关数据参见零件图。据以上原始资料与加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸如下：由于所有孔均有精度请求，且尺寸小，均不铸出。故仅断定三个端面的相干尺寸。查表断定加工余量：砂型铸造，材料为灰铸铁，机器造型，公差等

33、级为CT8-12,取CT10，加工余量等级E-G,取G.切削余量：查4表24，基础尺寸小于100mm，加工余量为1.4mm；基础尺寸小于63mm，加工余量为0.7mm。铸件公差等级：查4,23表，基础尺寸小于100mm，取3.2mm；基础尺寸小于63mm，取2.8mm。1、45mm圆柱两端面毛坯尺寸与加工余量根据工序要求，45mm圆柱两端面经过两道工序，先粗铣45mm圆柱大端面，再粗、半精铣45mm圆柱小端面，各步余量如下：粗铣：查3表5-45，其余量值规定，对于小端面（50mm）为1.02.0mm，现取1.8mm。表5-49粗铣平面的厚度偏差（30mm）为0.250.39mm，现取0.30m

34、m。半精铣：由3表5-47，其余量规定值为1.0mm。故铸造毛坯的基础尺寸为431.21.81.047mm 。又根据前面铸件尺寸公差标准值，取尺寸公差为2.8mm。故：毛坯的名义尺寸：431.21.81.047mm；毛坯的最小尺寸：471.445.6mm；毛坯的最大尺寸：471.448.4mm；粗铣大端面后的最大尺寸：431.01.245.2mm；粗铣大端面后的最小尺寸：45.20.3044.9mm；粗铣小端面后的最大尺寸：:431.044mm；粗铣小端面后的最小尺寸：:440.3043.7mm。精铣后尺寸与零件尺寸雷同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按1表5.29，粗铣精铣所能

35、达到的经济精度取IT8=0.039,按入体原则取值,故精铣后尺寸为43-0.039=42.961mm。2、14H7mm孔端面毛坯尺寸与加工余量根据工序请求，14H7mm孔端面仅由粗铣得到，故14H7mm孔端面距25H8mm孔中心线的毛坯基础尺寸为431.244.2mm，故：毛坯的名义尺寸：431.244.2mm；毛坯的最大尺寸：44.21.445.6mm；毛坯的最小尺寸：44.21.442.8mm。粗铣后尺寸应于零件图尺寸雷同，但由于零件图纸并未给出具体的公差等级，现按前面粗铣平面厚度偏差取0.28mm。故粗铣后的尺寸为43.92mm。其他毛坯尺寸由于零件图纸未做具体的工序尺寸请求，且对后面诸

36、孔，槽的加工影响不大，仅荒铣即可，故不再一一赘述分析。3、其他尺寸与其加工余量的断定其他工序尺寸包含5个孔，2个槽，1个螺纹孔的基础尺寸，现仅分析重要的5个孔的加工余量与尺寸偏差。5个孔均不铸出，机械加工出来，根据1，由于5个孔的表面粗糙度请求均较高，所以都要经过精铰工序，具体工序尺寸和加工余量为：（1）25H8mm孔，Ra1.6mm；根据1表3.2-10，加工该孔的工艺为：钻扩铰钻孔：23mm；扩孔：24.8mm 2Z1.8mm（Z为单边加工余量）； 铰孔：25H8mm。表2-1 工序尺寸表(Procedure sizes table)工序名称 基本尺寸 加工余量 工序尺寸钻 23 0 23

37、扩 23 1.8 24.8铰 24.8 0.2 25（2）10H7mm孔，Ra1.6mm；根据1表3.2-9，加工该孔的工艺为：钻粗铰精铰钻孔：9.8mm；粗铰：9.96mm；精铰：10H7mm。表2-2 工序尺寸表(Procedure sizes table)工序名称 基本尺寸 加工余量 工序尺寸钻 9.8 0 9.8粗铰 9.8 1.8 9.96精铰 9.96 0.2 10（3）14H7mm孔，Ra1.6mm；根据1表3.2-9，加工该孔的工艺为：钻扩粗铰精铰钻孔：13.0mm；扩孔：13.85mm； 2Z0.85mm（Z为单边加工余量）；粗铰：13.95mm；精铰：14H7mm。表2-3

38、 工序尺寸表(Procedure sizes table)工序名称 基本尺寸 加工余量 工序尺寸钻 13 0 13扩 13 0.85 13.85粗铰 13.85 0.1 13.95精铰 13.95 0.05 14（4）5mm圆锥孔，Ra1.6mm；由于零件图纸未给出具体的公差等级，现也按H7公差等级加工，按1表3.2-9，加工该孔的工艺为：钻精铰钻孔：4.8mm；精铰：5H7mm。表2-4 工序尺寸表(Procedure sizes table)工序名称 基本尺寸 加工余量 工序尺寸钻 4.8 0 4.8精铰 4.8 0.2 5（5）5.5mm孔，Ra3.2mm。由于也未给出公差等级，现同样按

39、5mm圆锥孔加工方法：钻精铰钻孔：4.8mm；精铰：5.5H7mm。表2-5 工序尺寸表(Procedure sizes table)工序名称 基本尺寸 加工余量 工序尺寸钻 4.8 0 4.8精铰 4.8 0.7 5.5（6）外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量与公差（端面）。查1表2.22.5，取端面长度余量均为2.5mm（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0.2mm（7）其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。第四章 加工余量、工序尺寸和公差的确定根据设计题目要求只对指定工序进行加工余

40、量、工序尺寸和公差的计算。41工序8：钻粗铰精铰14mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定由参考文献1表2-28可查得，精铰余量Z精铰=0.05mm；粗铰余量Z粗铰=0.95mm；钻孔余量Z钻=13.0mm。参考文献1表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再标准公差数值表可确定各工步的公差分别为，精铰：0.018mm；粗铰：0.070mm；钻：0.180mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸与公差分别为，精铰：；粗铰：；钻：，它们的相互关系如图4-1所示。图4-1 钻粗铰精铰14MM孔的加工余量、工序尺寸和公差相互关系图第五章

41、 切削用量、时间定额的计算51切削用量的计算511工序1：粗铣手柄座左右两端面该工序分为两个工步，工步1是以如图5-1所示B面定位，粗铣A面；工步2是以如图5-1所示A面定位，粗铣B面。这两个工步是在同一台机床上经一次走刀加工完成的，它们所选用的切削速度v和进给量f是一样的，而背吃刀量ap不同。图5-1(1) 背吃刀量的确定 工步1的背吃刀量ap1取值为A面的毛坯总余量减去工序2的余量，即ap1=0.4mm；而工步2的背吃刀量取值为ap2=1.4mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献1表5-7机床功率5kw，工件夹具系统刚度为中等条件选取该工序的每齿进给量fz=0.150.3mm/z，则每分

42、钟进给量为：fMz=fzzn=(0.150.3) 10160 mm/min=240480mm/min参照参考文献1表4-16所列x51型立式铣床的横向进给量取:fMz=320mm/min。(3) 切削速度的计算 由参考文献1表5-9按镶齿铣刀，d/z=80/10的条件选取切削速度v=40m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序铣刀转速为:n=1000v/pd=100040/(p80) r/min=159r/min参照参考文献1表4-15所列x51型立式铣床的主轴转速取转速n=160r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际铣削速度：v=npd/1000=

43、160p80/1000 (m/min)=40.19 m/min512工序2：半精铣手柄座左端面A（45mm外圆凸台端面）(1) 背吃刀量的确定 ap=1.4mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献2表2.1-73按表面粗糙度Ra3.2mm的条件选取该工序的每转进给量f=0.51.2mm/r，则每分钟进给量为：fMz=fzzn=f n=(0.51.2) 10210 mm/min=105252mm/min参照参考文献1表4-16所列x51型立式铣床的纵向进给量取：fMz=105mm/min。(3) 切削速度的计算 由参考文献2表2.1-77中公式：可计算得切削速度。式中，d0为刀具尺寸(mm)；a

44、p背吃刀量(mm)；af为每齿进给量(mm/r)；aw为切削深度(mm)；z为齿数。由参考文献2表2.1-76查得：刀具寿命T=180min；由参考文献3表2.1-77查得：Cv =23；qv=0.2；m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.1；pv=0.1；kv=1。计算得切削速度为：v=50.47m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序铣刀转速为:n=1000v/pd=100050.47/(p80) r/min=200r/min参照参考文献1表4-15所列x51型立式铣床的主轴转速取转速n=210r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际

45、铣削速度：v=npd/1000=210p80/1000 (m/min)=52.75 m/min513工序3： 钻粗铰精铰25mm孔(1) 钻孔工步1）背吃刀量的确定 取ap=24.5mm。2）进给量的确定 由参考文献3表3.4-2选取该工步的每转进给量f=0.350.5mm/r；参照参考文献1表4-7所列z37型摇臂钻床的主轴进给量取f=0.375mm/r。3）切削速度的计算 由参考文献3表3.4-8中公式：可计算得切削速度。式中，d0为刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；f为进给量(mm/r)由参考文献3表3.4-7查得：刀具寿命T=75min；由参考文献3表3.4-8查得：Cv =22

46、.2；m=0.2；xv=0；yv=0.3；zv=0.45； kv=1。计算得切削速度为：v=54m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序钻头转速为:n=1000v/pd=100054/(p24.5) r/min=701.9r/min参照参考文献1表4-6所列z37型摇臂钻床的主轴转速取转速n=710r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度：v=npd/1000=710p24.5/1000 (m/min)=54.6 m/min(2) 粗铰工步1）背吃刀量的确定 取ap=0.44mm。2）进给量的确定 由参考文献1表5-31选取该工步的每转进给量f

47、=0.80.15mm/r; 参照参考文献1表4-7所列z37型摇臂钻床的主轴进给量取f=1.0mm/r。3）切削速度的计算 由参考文献1表5-31选取切削速度v=4m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为:n=1000v/pd=10004/(p24.94) r/min=51r/min参照参考文献1表4-6所列z37型摇臂钻床的主轴转速取转速n=56r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际铰削速度：v=npd/1000=56p24.94/1000 (m/min)=4.38m/min(2) 精铰工步1）背吃刀量的确定 取ap=0.06mm。2）进

48、给量的确定 由参考文献1表5-31选取该工步的每转进给量f=0.80.15mm/r; 参照参考文献1表4-7所列z37型摇臂钻床的主轴进给量取f=0.75mm/r。3）切削速度的计算 由参考文献1表5-31选取切削速度v=3m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为:n=1000v/pd=10003/(p25) r/min=39r/min参照参考文献1表4-6所列z37型摇臂钻床的主轴转速取转速n=45r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际铰削速度：v=npd/1000=45p25/1000 (m/min)=3.46 m/min514工序4：

49、拉键槽(1)背吃刀量的确定 取ap=6mm。(2)进给量的确定 由参考文献1表5-33选取该工步的每齿进给量f=0.060.2mm/z。(3)切削速度的计算 由参考文献1表5-34按表面粗糙度Ra1.6mm或公差值0.030.05mm，选取IV级拉削速度v=3.53m/min；现选取v=3.5m/min。515 工序5: 钻粗铰精铰10mm孔(1) 钻孔工步1）背吃刀量的确定 取ap=9.8mm。2）进给量的确定 由参考文献1表5-22选取该工步的每转进给量f=0.120.2mm/r；参照参考文献1表4-10所列z525型立式钻床的主轴进给量取f=0.13mm/r。3）切削速度的计算 由参考文

50、献1表5-22选取切削速度v=18m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序钻头转速为:n=1000v/pd=100018/(p9.8) r/min=585r/min参照参考文献1表4-9所列z525型立式钻床的主轴转速取转速n=545r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度：v=npd/1000=545p9.8/1000 (m/min)=16.77 m/min(2) 粗铰工步1）背吃刀量的确定 取ap=0.16mm。2）进给量的确定 由参考文献1表5-31选取该工步的每转进给量f=0.30.5mm/r；参照参考文献1表4-10所列z525型立式

51、钻床的主轴进给量取f=0.36mm/r。3）切削速度的计算 由参考文献1表5-31选取切削速度v=3m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为:n=1000v/pd=10003/(p9.96) r/min=95.9r/min参照参考文献1表4-9所列z525型立式钻床的主轴转速取转速n=97r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际铰削速度：v=npd/1000=97p9.96/1000 (m/min)=3.03 m/min(2) 精铰工步1）背吃刀量的确定 取ap=0.04mm。2）进给量的确定 由参考文献1表5-31选取该工步的每转进给量f=

52、0.30.5mm/r；参照参考文献1表4-10所列z525型立式钻床的主轴进给量取f=0.28mm/r。3）切削速度的计算 由参考文献1表5-31选取切削速度v=4m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序铰刀转速为:n=1000v/pd=10004/(p10) r/min=127.39r/min参照参考文献1表4-9所列z525型立式钻床的主轴转速取转速n=140r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际铰削速度：v=npd/1000=140p10/1000 (m/min)=4.4 m/min516 工序6：粗铣半精铣槽14mm1）粗铣工步(1) 背吃刀

53、量的确定 取ap=12mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献2表2.1-71选取该工序的每齿进给量fz=0.20.3mm/z，则每分钟进给量为：fMz=fzzn=(0.150.3) 1030 mm/min=84126mm/min参照参考文献1表4-19所列x62型卧式铣床的进给量取:fMz=95mm/min。(3) 切削速度的计算 由参考文献2表2.1-77中公式：可计算得切削速度。式中，d0为刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；af为每齿进给量(mm/r)；aw为切削深度(mm)；z为齿数。由参考文献2表2.1-76查得：刀具寿命T=180min；由参考文献3表2.1-77查得：Cv

54、=47；qv=0.2；m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.5；pv=0.1；kv=1。计算得切削速度为：v=9.85m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序铣刀转速为:n=1000v/pd=10009.85/(p125) r/min=25.1r/min参照参考文献1表4-18所列x62型卧式铣床的主轴转速取转速n=30r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际铣削速度：v=npd/1000=30p125/1000 (m/min)=11.79 m/min2）半精铣工步(1) 背吃刀量的确定 取ap=2mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献

55、2表2.1-71按表面粗糙度Ra6.3mm和铣刀类型选取该工序的每转进给量f=1.22.7mm/r，则每分钟进给量为：fMz=f n=(1.22.7) 37.5 mm/min=45101.25mm/min参照参考文献1表4-19所列x62型卧式铣床的进给量取:fMz=47.5mm/min。(3) 切削速度的计算 由参考文献2表2.1-77中公式：可计算得切削速度。式中，d0为刀具尺寸(mm)；ap背吃刀量(mm)；af为每齿进给量(mm/r)；aw为切削深度(mm)；z为齿数。由参考文献2表2.1-76查得：刀具寿命T=180min；由参考文献3表2.1-77查得：Cv =47；qv=0.2；

56、m=0.15；xv=0.1；yv=0.4；uv=0.5；pv=0.1；kv=1。计算得切削速度为：v=14.1m/min。由参考文献1公式（5-1）,可求得该工序铣刀转速为:n=1000v/pd=100014.1/(p125) r/min=35.9r/min参照参考文献1表4-18所列x62型卧式铣床的主轴转速取转速n=37.5r/min。再将此转速代入参考文献1公式（5-1），可求出该工序的实际铣削速度：v=npd/1000=37.5p125/1000 (m/min)=14.7 m/min517 工序7：粗铣14mm孔端面(1) 背吃刀量的确定 该工序的背吃刀量ap被加工面的毛坯总余量z=1.4mm，故背吃刀量取值为ap=1.4mm。 (2) 进给量的确定 由参考文献1表5-7机床功率5kw，工件夹具系统刚度为中等条件选取该工序的每齿进给量fz=0.150.3mm/z，则每分钟进给量为：fMz=fzzn=(0.150.3) 10160 mm/min=240480mm/min参照参考文献1表4-16所列x51型立式铣床的横向进给量取:fMz=320mm/min。(3) 切削速度的计算 由参考文献1表5-9按镶齿铣刀，d/z=80/10的条件选取切削速度v=4