设计“CA6140 法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备(年产量4000件)机械制造工艺学课程设计说明书1

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1、 哈尔滨理工大学 机械制造课程设计说明书 设计“CA6140法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量4000件） 院(系)、部： 机械动力学院 专 业： 机械电子工程 哈滨理工大学 机械制造工艺学课程设计任务书 题目：设计“CA6140法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件） 内容：1、 零件图 1张 2、 毛坯图

2、 1张 3、 机械加工工艺规程 1套 4、 结构设计装配图 1张 5、 结构设计零件图 1张 6、 课程设计说明书 1份 班 级 机电05-4班 学 生 张 泽 有 学 号 0501040419 指导教师

3、 王 彤 2008年6月 绪 论 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 机械制造技术是一门非常重要的技术，人类的发展过程就是一个不断的制造过程。因此，制造技术的重要性是不言而喻的，它有以下四个方面的意义。 1． 社会发展与制造技术密切相关 2． 制造技术是科学技术物化的基础 3． 制造技术是所有工业的支柱 4． 制造技术国力和国防的后盾 机械制造工

4、艺学课程设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求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工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造工艺学课程设计，应在下述各方面得到锻炼： （1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 （2）提高结构设计能力。学生通过设计借据（或量具）的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工的夹具的能力。

5、 （3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导 哈尔滨理工大学 目 录 序 言 1 1 零 件 的 分 析 2

6、1.1零件的作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 2 工 艺 规 程 设 计 3 2.1确定毛坯的制造形式 3 2.2基面的选择 3 2.3制定工艺路线 3 2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 2.5确定切削用量及基本工时 8 3 夹具设计 30 3.1问题的提出 30 3.2夹具设计 30 参考文献 34 致 谢 35 序 言 机械制造工艺学课程设计是我们在学完大学的全部课程后进行的，是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练

7、，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（CA6140车床法兰盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

8、 一、 零 件 的 分 析 （一）零件的作用 题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘（见附图1）， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。零件上精度要求较高的两个平面用以装配。 （二）零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ20为中心 ,包括:两个Φmm的端面, 尺寸为Φmm的圆柱面,两个Φ90mm的端面及上面的4个Φ9mm的透孔. Φmm的外圆柱面及上面的Φ6mm的销孔, Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面. 这组加工表面是以Φ20mm

9、为中心,其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 二、 工 艺 规 程 设 计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为HT15-33，由于零件年产量为4000件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。 (二)基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工

10、艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1） 粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取Φ45外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。 2）精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门

11、计算，此处不在重复。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1、.工艺路线方案一： 工序 1 粗铣Φ20孔两端面 工序 2 钻、粗铰孔Φ20 工序 3 粗铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 4 精铣Φ20孔两端的端面 工序 5 精绞Φ20的孔 工序 6 粗车Φ45、Φ90、Φ100的外圆，粗车B面与Φ90的右端

12、面 工序 7 半精车Φ45、Φ90、 Φ100的外圆，半精车B面与Φ90的端面，对Φ100、Φ90、Φ45的圆柱面倒角，倒Φ45两端的过度圆弧，车退刀槽，车Φ20内孔两端的倒角 工序 8 精车Φ100外圆面，精车B面，精车Φ90的右端面，精车Φ45的圆 柱面 工序 9 精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 10 钻4-Φ9透孔 工序 11 钻Φ4孔，钻铰Φ6的销孔 工序 12 磨Φ45、Φ100的外圆 工序 13 磨Φ90外圆柱面上距离轴线34mm的平面 工序 14 磨B面 工序 15 刻字划线 工序 16 检查

13、入库 2 、工艺方案二： 工序 1 粗车Φ100mm端面，粗车Φ100mm外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面 工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面 工序 3 钻粗绞Φ20的内孔 工序 4 半精车Φ100的端面及外圆面，半精车B面，半精车Φ90的外圆柱面，对Φ100、Φ90的外圆柱面进行倒角，车Φ45两端的过渡圆弧，车Φ20 孔的左端倒角 工序 5 半精车Φ45的端面及外圆柱面，车Φ20孔的右端倒角，车Φ45的倒角，车3*2的退刀槽 工序 6 精车Φ100的端面及外圆面，精车B面 工序 7 精车Φ45端面及外圆柱面 工序 8 精绞Φ20的孔

14、 工序 9 钻4—Φ9透孔 工序 10 钻Φ4孔，钻绞Φ6孔 工序 11 铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 12 磨B面 工序 13 磨Φ90外圆柱面上距离轴线34mm的平面 工序 14 划线刻字 工序 15 检查 3、工艺方案的比较与分析： 上述两个方案的特点在于：方案一 采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。由于各端面及外圆柱面都与Φ20轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Φ20孔为定位基准。工序4钻Φ4mm孔，再钻

15、Φ6mm孔由于在设计夹用夹具时要以Φ90mm圆柱面上的一个平面来定位,所以应把铣Φ90mm圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻Φ4孔，再钻Φ6mm孔 因此最后确定的加工工艺路线如下： 工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面 工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面 工序 3 钻、扩、粗绞Φ20的孔 工序 4 粗铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 5 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角 工序 6 半精车Φ45的端

16、面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，车3*2退刀槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20 内孔的右端倒角 工序 7 精车Φ100的端面及外圆，精车B面 工序 8 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面 工序 9 精绞Φ20的孔 工序 10 精铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 11 钻、绞 4-Φ9的孔 工序 12 钻Φ4孔，钻、绞Φ6孔 工序 13 磨Φ100、Φ45的外圆柱面 工序 14 磨B面 工序 15 磨Φ90外圆柱面上距离轴线34mm的平面 工序 16 刻线刻字 工序 17 检测入库 以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。 （四）机械

17、加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “法兰盘”零件材料为HT15-33，硬度200HBS，毛坯重量约为1.4KG，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下： 1.Φmm外圆表面 外圆表面为IT6级，参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精车外圆 0.6 45 0.017 Φ 半精车外圆 1.4 45.6 0.1 Φ 粗车外圆 3 47 +0.3 Φ 毛坯 5 50 0.

18、5 Φ 2.外圆表面Φmm 参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精车外圆 0.6 100 -0。46 Φ 半精车外圆 1.4 100．6 粗车外圆 4 102 毛坯 6 106 0.8 Φ 3．B面中外圆柱面 参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精磨外圆 0.2 45 -0.6 Φ 粗磨外圆 0.8 45.2 半精

19、车外圆 1 46 粗车 2 47 毛坯 60 106 1 Φ1 4．孔Φ20mm 参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 铰孔 0.2 20 +0.045 Φ20 扩孔 0.9 19.8 +0.1 Φ19.8 钻孔 9 18 +0.6 Φ18 毛坯 10 5. Φmm的端面 1）按照《工艺手册》，铸件重量为1.4kg，Φmm端面的单边加工余量为2.0～3.0，取Z=2.0mm，铸件的公差按照表6-28，材质系

20、数取，复杂系数取，则铸件的偏差为； 2）精车余量：单边为0.2mm（见《实用机械加工工艺手册》中表3.2-2），精车公差既为零件公差-0.08； 3）半精车余量：单边为0.6mm（见《实用机械加工工艺手册》中表11-27），半精车公差的加工精度为IT9，因此可以知道本工序的加工公差为-0.12mm； 4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗车公差：现在规定本工步（粗车）的加工精度为IT11级，因此，可以知道本工序的加工公差为-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量，实际上，

21、加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分； 可以知道： 毛坯名义尺寸为：94+2=96（mm） 毛坯的最大尺寸：96+0.7=96.7（mm） 毛坯的最小尺寸：96-0.8=95.2（mm） 粗车后最大尺寸：94+1.2=95.2（mm） 粗车后最小尺寸：95.2-0.32=94.88（mm） 半精车后最大尺寸：94+0.6=94.6（mm） 半精车后最小尺寸：94.6-0.12=94.48（mm） 精车后尺寸为94mm 加工余量计算表 工序 加工尺寸 及公差 铸造毛坯 粗车 半精车 精车 加工前尺寸 最大 96.

22、7 95.2 94.6 最小 95.2 94.88 94.48 加工后尺寸 最大 96.7 95.2 94.6 94.04 最小 95.2 94.88 94.48 93.96 加工余量 2 1.2 0.6 0.2 加工公差 -0.32 -0.12 -0.08 法兰盘的铸件毛坯图见附图 （五）确定切削用量及基本工时 工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面 1.加工条件 工件材料：HT15-33 δb=220MPa 模铸 加工要求：车削Φ100mm端面及外圆柱面，粗车B面 机床：

23、CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15, =12,=0.5mm 2．计算切削用量 (1) 粗车Φ100mm端面 1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0..8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm 2) 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为1625 mm >3~5mm,以及工件直径为100时，f =0.7~1.0mm/r 按CA6140车床说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r 3) 计算切削速度，按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min

24、) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)确定机的主轴转速 ns== 504r/min 按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/mi

25、n。 所以实际切削速度v=110r/min/。 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 　　　　　　　　　L==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(min) (2) 粗车Φ100mm外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度 1) 切削深度，单边余量Z=2mm,分二次切除。 2) 进给量，　根据《机械加工工艺手册》取f=0.9mm/r 3)计算切削速度　　＝132m/min 4)确定机床主轴转速　　 ns== 420r/min 与420r/min相近的机床转速为480r/min现选取480r

26、/min 所以实际切削速度　　== 5) 检验机床功率　 　　　　　　　　　＝ 　　　　　其中　＝2985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15， ===0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削时消耗功率＝＝＝2.81(KW) CA6140主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够，可以正常加工。 　　6) 校验机床进给系统强度　已知主切削力＝1122.4N.径向切

27、削力 ＝ 其中　＝1940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3， ===0.59 =0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而轴向切削力 ＝ 其中　＝2880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4， ===0.34 =1.17 轴向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而机床纵向进给机床可承受的最

28、大纵向力为3530N(见《切削手册》表1.30)故机床进给系统可正常工作。 　　7)切削工时　　　t=　 　　其中l=10mm 　 =4mm =2mm 所以　　　　t=＝0.1min (3)粗车B面 1) 切削深度。单边余量Z==30mm.分15次切除 2) 进给量　根据《机械加工工艺手册》取f=0.9mm/r 3) 计算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.

29、810.97=126m/min 4) 确定机的主轴转速 ns== 378r/min 与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l=30mm t=i=15=1.25(min) 工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面 机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸1625mm,=90,=15, =12,=0.5mm (1

30、) 粗车Φmm端面 1) 切削深度。单边余量Z=1.2mm 2) 计算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=187m/min 3) 确定机床主轴转速　 ns== 553r/min 与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　　　　　　　　 t=i ;其中l=25m

31、m; =4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min) (2) 粗车Φmm外圆柱面 1) 切削深度 单边余量为Z=2.2mm 分两次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床

32、主轴转速　 ns== 753r/min 与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，　　　　　　　　　 t=i ;其中l=41mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.09(min) (3) 粗车Φ90mm端面 1) 切削深度 单边余量为Z=1.2mm 一次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m

33、=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=122m/min 4) 确定机床主轴转速　　 ns== 431r/min 与431r/min相近的机床转速为480r/min。现选取=480r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时 　　　　　 　t=i ;其中l==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.07(min) 工序 3 钻、扩Φ20的孔 (1) 钻Φ18mm孔 机床：

34、Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢钻头W18Cr4V. 1)进给量 根据《切削手册》表10-66,当铸铁≤HB200时，D=Φ18时，取f=0.3mm/r 2)切削速度　　根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得 V=35m/min. 3)确定机床主轴转速　　 ns== 619.2r/min ,与619.2r/min相近的机床转速为555r/min。现选取=555r/min。 所以实际切削速度 == 4)削工时。 　 t=i ;其中l=91mm; =10mm;

35、=4mm; t= ==0.63(min) (2) Φ19.8mm孔 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 　　　 式中的、——加工实心孔进的切削用量. 现已知 =0.36mm/r (《切削手册》)表2.7 =42.25m/min (《切削手册》)表2.13 　　　　　　　　 1) 给量 取f=1.50.36=0.51

36、mm/r 按机床选取0.5mm/r 2) 削速度　　v=0.442.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速　　 ns== 271.8r/min 与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。 所以实际切削速度 == 5) 削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 t=i ;其中l=91mm; =10mm; =4mm; t= ==0.78(min) 工序 4 粗铣Φ90圆柱面上的两个平面 (1) 铣距中心线34mm的平面。 机床：铣机床 　刀具：根据《机械加工工艺手册》表

37、10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT15. 铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=40 1) 削深度 2=10mm 所以有=5mm 2) 给量 查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119得,进给量f=0.2~0.35mm/齿　　按机床行选取f=0.3mm/齿 3) 切削速度　　根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得 V=115min/s. 即V=6.9m/min 4) 定机床主轴转速　　 ns== 21.97r/min 按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/m

38、in。现选取=22.5r/min。 所以实际切削速度 == 当=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为 =fZ=0.31022.5=67.5(mm/min) 查机床说明书有=60(mm/min) 5) 削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t===1.5(min) t==0.75(min) 铣两次的总时间为t=1.5+0.75=2.25min (2) 粗铣距中心线24mm的平面。 机床：铣机床 　刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT15. 铣刀寿命T=18

39、0min,D/Z=100/10,B=40/ 1) 切削深度 4=20mm 所以有=5mm 2) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119得,进给量f=0.2~0.35mm/齿　　按机床行选取f=0.3mm/齿 3) 切削速度　根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得 V=115min/s. 即V=6.9m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 21.97r/min 按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取=22.5r/min。 所以实际切削速度 == 当

40、=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为 =fZ=0.31022.5=67.5(mm/min) 查机床说明书有=60(mm/min) 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 t===1.5(min) 铣4次的总时间为4t=4x1.5 =6min 工序 5 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角 (1) 半精车Φ100mm端面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略

41、。 .取f＝0.5mm/r 机床主轴转速＝480r/min 所以切削工时　tm==＝0.44（min） (2) 半精车Φ100mm外圆柱面 　　粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略 　　进给量f 根据《机械加工工艺手册》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主轴转速 n=480r/min 所以切削工时　　t==0.17min (3) 半精车B面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》表2.4-2.取f＝0.5mm/r 机床主轴转速＝400r/min 　

42、 t=i ;其中l=30mm t=i=15=2.25(min) 工序 6 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，车3*2退刀槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20 内孔的右端倒角 (1) 半精车Φmm端面 1) 切削深度 单边余量Z=1.2mm 2) 进给量　根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所

43、以 1.440.81.040.810.97=187m/min 4) 确定机床主轴转速 ns== 553r/min 与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度 == 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 　　　　　　　　　 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =2mm; t=i=1=0.26(min) (2) 半精车Φmm外圆柱面 1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切

44、削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 578r/min 与578r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度 == 5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l=41mm; =4mm; =0mm;

45、t=i==0.37(min) (3) 半精车Φ90mm端面 1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm 一次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=134m/min 4)确定机床主轴转速　　 ns== 458r/min 与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取=480r

46、/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 t=i ;其中l==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.28(min) 工序 7 精车Φ100的端面及外圆，精车B面 (1) 精车Φ100mm端面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》表2.4-2.取f＝0.2mm/r 机床主轴转速＝480r/min 所以切削工时　tm==＝0.44（min） (2)精车Φ100mm外圆柱面 　　粗精加工的切削用量除了进给量和切削

47、深度外都相同，故其余在此省略 进给量f 根据《机械加工工艺手册》表2.4-2 取f=0.2mm/r 主轴转速 n=480r/min 所以切削工时　　t==0.33 min (3) 精车B面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》表2.4-2.取f＝0.2mm/r 机床主轴转速＝480r/min 　 t=i ;其中l=30mm t=i=15=4.7min 工序 8 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面 (1) 精车Φmm外圆柱面 1) 切削深

48、度 单边余量为Z=0.3mm 分两次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 585r/min 与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度 == 5)切削工时，按《工艺手册》表6.

49、2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l=41mm; =4mm; =0mm; t=i==0.75(min) (2) 精车Φ90mm端面 1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 一次切除。 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=134m/min

50、 4)确定机床主轴转速　　 ns== 458r/min 与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取=480r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 t=i ;其中l==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.31(min) 工序 9 精绞Φ20的孔 (1) 绞孔至ΦΦ20mm 1) 进给量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r 2) 削速度　　按切削手册选取v=0.448.25=19.3m/min. 3) 定机床主轴转速

51、　　 ns== 298.3r/min 与298.3r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。 所以实际切削速度 == 4) 工时，按《工艺手册》表6.2-1。 t=i ;其中l=91mm; =7mm; =3mm; t= ==0.73(min) 工序 10 精铣Φ90圆柱面上的两个平面 (1) 精铣上两平面 1) 切削深度 查《机械加工工艺师手册》表10-119,取=1mm 2) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119　按机床行选取f=0.2mm/齿 3) 切削速度　根据《机械

52、加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得 V=190min/s. 即V=11.4m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 36.3r/min 按机床说明书(见《工艺手册》表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取=37.5r/min。 所以实际切削速度 == 当=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为 =fZ=0.21037.5=75(mm/min) 查机床说明书有=80(mm/min) 5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t===1.125(min)

53、 铣2次的总时间为2t=21.125=2.25min 工序 11 钻、绞 4-Φ9的孔 (1) 4-Φ9mm孔 机床：Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ9. 1) 给量 查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 削速度　　根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得 V=30m/min. 3) 定机床主轴转速　　 ns== 1061r/min ,与1061r/min相近的机床转速为1012r/min。现选取=1012r/min。 所以实际切削速度 =

54、= 5) 削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t=i ;其中l=8mm; =4mm; =3mm; t= ==0.11(min) 由于有四个孔所以切削工时为4 t=0.44min 工序 12 钻Φ4孔，扩Φ6孔 (1)钻Φ4mm孔 机床：Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ4. 1)进给量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)确定机床主轴转速　　 ns== 2388r/min

55、与2388r/min相近的机床转速为2012r/min。现选取=2012r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t=i ;其中l=13mm; =4mm; =3mm; t= ==0.08(min) (2) 扩Φ6mm孔 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ6. 1) 进给量 查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 切削速度　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 确定机床主轴转速　 ns==

56、1592r/min 与1592r/min相近的机床转速为1592r/min。现选取=1426r/min。 所以实际切削速度 == 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1 　 t=i ;其中l=7mm; =4mm; =3mm; t= ==0.07(min) 工序 13 磨Φ100、Φ45的外圆柱面 (1) 磨Φ100mm外圆柱面 机床　MQ1350A轻型外圆磨床 1)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 　　　　　　A46KV6P 35040127 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂

57、，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127 2)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有 工件速度　　　　＝18m/min 纵向进给量 ＝0.5B＝20mm(双行程) 切削深度　　　　　＝0.0157mm/st 　 3)切削工时　　 　式中　D---被加工直径　

58、 b----加工宽度 　　　　Z--单边加工余量 　　　　K---系数 　　　　V---工作台移动速度 　　　　--工作台往返一次砂轮轴向进给量 　　　　--工作台往返一次砂轮径向进给量　 　　　　＝0.55(min) (2) 磨Φ45mm外圆柱面 机床　MQ1350A轻型外圆磨床 1)选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 　　　　　　A46KV6P 35040127 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127 2)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有 工件速度　　　　

59、＝18m/min 纵向进给量 ＝0.5B＝20mm(双行程) 切削深度　　　　　＝0.0157mm/st 　 3)切削工时　　 　式中　D---被加工直径　 b----加工宽度 　　　　Z--单边加工余量 　　　　K---系数 　　　　V---工作台移动速度 　　　　--工作

60、台往返一次砂轮轴向进给量 　　　　--工作台往返一次砂轮径向进给量　 　　　　＝0.3(min) 工序 14 磨B面 (1) 磨B面 机床　MQ1350A轻型外圆磨床 1) 选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 　　　　　A46KV6P 35040127 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为35040127 2) 切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有 工件速度　　　　＝18m/min 纵向进给量 ＝0.5B＝20mm(双行程) 切削深度　　　　　＝0.0157mm/st

61、 3) 切削工时　　 式中　 D---被加工直径　 b----加工宽度 　　　　Z--单边加工余量 　　　　K---系数 　　　　V---工作台移动速度 　　　　--工作台往返一次砂轮轴向进给量 　　　　--工作台往返一次砂轮径向进给量　 　　　　＝2.5(min) 工序 15 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面

62、 机床　MQ1350A轻型外圆磨床 1)选择砂轮。 A46KV6P 35040127 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127 2)切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有 砂轮轮速n=1500r/min (见机床说明书)　 v=27.5m/s 工件速度　　　　＝10m/min 轴向进给量 ＝0.5B＝20mm(双行程) 切削深度　　　　　＝0.015mm/st 3)切削工时　　 式中　D---被加工直径 b----加工宽度 Z--单边加工余量 K---系数 V--

63、-工作台移动速度 --工作台往返一次砂轮轴向进给量 --工作台往返一次砂轮径向进给量 　　　　＝0.53(min) 最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺综合卡片，见所附卡片。 三、夹具设计 （一）问题的提出 为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。 本次设计加工φ6H9mm孔的钻床夹具，本夹具将用于Z3025B型摇臂钻床，刀具材料为高速钢，在法兰盘的φ45外圆表面上加工孔。 利用本夹具主要用来加工φ6H9mm，这个孔内表面的粗糙度要求为，在加工前先加工φ4mm孔，且法兰盘的φ45h6mm外

64、圆表面和φ90mm段两侧平面均已经过半精加工。加工φ6H9mm孔的整个过程包括钻、扩、铰三步，因此本工序的加工精度容易保证，主要考虑如何定位夹紧以节省操作时间提高生产率。 （二）、夹具设计 ⒈定位基准的选择 　　由零件图知，φ6H9mm孔对φ90mm段右侧端面有一定的位置度要求，为了减少定位误差，以φ90mm段右侧端面为主要定位基准面，以φ45h6mm外圆表面和φ90mm段一侧小平面为辅助定位面，共限制７个自由度，其中与φ6H9mm孔轴线同方向的自由度被重复限制，但起到增强定位稳定性的作用，因此这一定位方案可行。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，将钻套设计成快换钻套。 ⒉切削

65、力及夹紧力计算 钻φ４mm孔时切削量最大，切削力和加紧力也最大，这里只考虑钻φ４mm孔时的切削力和加紧力。 刀具：高速钢麻花钻，φ４mm。 钻孔时的轴向力 查表1-2-7文献[1]， 由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件在切削力作用下沿φ90mm段较小平面侧边倾斜，使工件离开基面所需的夹紧力为： ， 摩擦系数查[4]表3-19，=0.25。 安全系数 ， 式中 K————基本安全系数1.5； K————加工状态系数1.2； K————刀具钝化系数1.5，由文献

66、[4]表3-20查得； K————切削特点系数1.0； K————考虑加紧动力稳定性系数1.3。 L=20mm, H=42mm, l=34mm 查表3-26文献[4]，知d=10mm的螺栓许用加紧力，因 φ10mm钩型螺栓长度小于所需夹紧长度，为方便加紧，选用φ16mm的钩型夹紧螺栓夹紧，夹紧螺母上钻一φ16mm斜孔使之成为可快速拆装的螺母 且定位套在φ45h6mm外圆段的定位套对工件有辅助支撑作用，使支撑更加稳定，因此选用该螺栓加紧足以满足加紧要求。 ⒊定位误差分析 夹具的主要定位元件为定位套，该定位套是根据零件定位方案设计的专用件，各定位面加工后对φ6H9mm孔的轴向位置偏差影响可以忽略不计。钻孔位置主要由钻套钻模板引导，因此孔的位置加工偏差主要由钻套中心位置尺寸偏差决定。查文献[4]表3-17，普通精度的钻模板上固定的衬套中心位置尺寸的极限偏差取0.05mm<0.3