卧式车床手柄座的加工工艺及夹具设计

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1、C6140卧式车床手柄座的加工工艺 及夹具设计 摘要：毕业要求需要设计一整套C6140卧式车床手柄座的加工工艺，并且设计两套 专用夹具来装夹手柄座进行快速生产。工艺设计的过程中需要考虑零件尺寸，考虑 零件是面还是孔以便选择加工方法与加工机床。首先，分析零件图，了解零件的功 用、材料、生产类型与技术要求。设计毛坯所用材料与具体大小形状，确定每道工 序的加工工艺然后制定满足要求的工艺路线。每道加工工序及时确定加工所需需要 的各种时间，其计算方法方式可以由各种文献查到。专用夹具设计可以套用以往成 熟的夹紧方案，定位由手柄座外形可以轻松确定，设计结束后进行误差计算分析合 理性。 关

2、键词：工艺设计； 专用夹具；定位 面南科技女贤布衬毕业段材（伦女J 2.2生产纲领 2.2.1生产纲领计算 生产纲领是企业的生产计划，通常以一年为期，生产零件不能只生产需要数 量，还需要考虑其他因素，比如废品的数量，因此生产纲领是根据需求与其他因素 计算出来的。机械制造工艺安排与生产纲领有关。因为工艺安排决定于生产类型， 生产类型是由生产纲领查表得出的。手柄座生产纲领计算公式如下； N = Qn（l + a）（l + h） 其中各字母代表意义如下： N…一手柄座计划生产数量（件/年）； Q—手柄座需要的一年产量（台/年）； n——台机床需要的手柄座数量（件/台）； a

3、 ----手柄座需要多加工数量，一般取为2%~4%； b----手柄座可能产生的废品数量，一般取为0.3% ~0.7%o 设手柄座的备品率为2%,废品率为0.6%,则由式子有如下计算： N = Qn（\ +。）（1 + b） =20000x1x1.02x1.006=20522 （件/年） 2.2.2生产类型确定 按照一年为期的生产类型可以查表得出，查表数据如表2-1所示。 表2-1机械加工零件生产类型的划分 生产类型 工作地点每月 担负的工序数 产品年产量/件 重型(> 2000kg) 中型 (100〜2000kg) 轻型 (< 100kg) 单件生产 不作

4、规定 <5 <20 <100 小批生产 >20 〜40 5-100 20〜200 100〜500 中批生产 >10〜20 100〜300 200〜500 500〜5000 大批生产 >1 〜10 300〜1000 500〜5000 5000〜50000 大量生产 1 >1000 >5000 >50000 由手柄座一年的生产产量N=20522件/年，又根据手柄座材料为灰铸铁与手柄座 尺寸结合可知手柄座零件的重量小于100kgo根据表2-1由数据进行比对可以确定， 手柄座为轻型零件，其生产纲领在五千到五万之间，可以确定生产类型大批生产。

5、 2.3技术要求 表2-2技术要求 加工表面 尺寸及偏 差(mm) 公差及精 度等级 表面粗糙 度值RA ( u m) 形位公差 (mm) 045圆小端面 43 IT11 3.2 中25mm孑L 025言°。33 IT8 1.6 中14mm孑L 奶扩 IT7 1.6 中10mm孑L 八 +0.015 IT7 1.6 // 100： 40.2 A O5.5mm 孑L IT8 3.2 M10螺纹孔 M10 IT7 3.2 键槽 <+0.03 6（） IT10 侧面1.6、 底面6.3

6、 槽 14mm ]4+023 *0 IT11 6.3  2.4手柄座的工艺分析 从零件图可以分析得出，除了螺纹孔M10是在圆柱面上加工之外，其他每个孔 都是在平面上加工得到的。所以除了螺纹孔M10以外，其他孔都是容易用钻头轻松 定位加工，而且从公差及精度等级看，手柄座精度最高精度等级是IT7,表面粗糙度 为RA=1.6um,精度等级不高，可以在正常条件下加工出来。M10的螺纹孔虽然位 置要求高，加工面不是平面，但在大批量生产时，可设计专用夹具解决问题。手柄 座键和键槽中，键槽侧面粗糙度要求较高，但在正常加工条件下，还是可以加工出 来。总的来说，手柄座比较容易

7、采用经济的加工方法加工出质量有保障的产品，具 有良好的工艺性。 2.4.1端面加工 手柄座共有四个端面要加工：①45外圆凸台的小端面有表面粗糙度要求，有加 工精度要求，①45圆大端面与中45外圆凸台下的端面无特殊要求，但由于①45圆 的小端面加工需要以中45圆大端面为基准，所以都需要简单加工；中14mm孔端面 也粗糙度要求，粗铳就能满足加工要求。 2.4.2孔的加工 零件有五个孔要加工：①25圆为通孔，其外圆凸台表面有加工精度要求，① 10mm孔共有两个，并都是通孔，孔间有槽形成两个对称的内端面，端面间有尺寸 要求。10mm的孔中心线与中25mm的孔中心线有位置度要求，根据

8、孔的粗糙度要 求可以查文献［1］得出孔的加工方式为钻一扩一钗可以达到零件要求精度。中14mm 孔不是通孔，并且加工的深度要求不高，但是必须保证孔的深度大致达到零件要 求。中5mm圆锥孔是通孔，孔径较小，但由于其与手柄座相连的部件有配合，且内 表面有表面有比较高的粗糙度要求，因此钻孔后还需要进行精钗以达到要求。中 5.5mm孔是通孔与键槽上的键有配合要求，又由于内表面粗糙度要求比较高，因此 中5.5mm孔进行钻孔后依然需要进行精钗以达到加工精度要求。 2.4.3螺纹孔的加工 螺纹孔中心线与①25mm孔中心线连线有30°的角度要求，再者螺纹孔的中心 与中45外圆凸台的小端面有尺寸

9、精度要求，但精度要求不高。10mm螺纹孔加工时是在中45外圆柱表面上进行加工，加工对刀难度大，用装夹要求高加工的难度比较 大。 2.4.4键槽与槽的加工 中25mm孔上的键槽每个表面都有粗糙度要求，其中两个侧面需要的粗糙度要 求最高，需要精加工才能满足要求，又因为其底面尺寸基准与①25mm有关，由于 以圆柱内表面为基准进行定位加工，难以加工，但是使用拉床可轻松达到要求，由 此可知加工还是比较容易。槽14mm两侧面虽然有粗糙度要求，但是要求并不高， 因此采用铢床进行一次铢削得到，由于槽比较深，铢削时应采用铳刀直接较大的镶 齿铁刀。 通过对每个面与孔的加工工艺进行分析，手柄座的

10、加工遵循先面后孔原则先加 工出①45mm圆柱两端面，由两个表面粗糙度分析，①45mm的小端面进行粗铢后 仍旧要进行半精铳加工，可以对螺纹孔等进行定位。而以①45小端面为基准加工出 中25H8mm的孔，后面的孔加工，键槽等的加工都以中25H8mm的孔为精基准。因 此用①45mm小端面还有①25H8mm的孔作整体定位基准，其余的面与孔加工可以 以较高精度加工出来以满足零件加工要求。 第3章毛坯设计 3.1毛坯制造方法 由于手柄座材料采用的是灰铸铁，并且零件尺寸比较小，由于零件有外圆柱面 还有一个半圆柱面因此零件形状复杂。由于为大批量生产对生产效率要考虑，精度 要求高，因此采用砂

11、型铸造中的金属模机器造型。由于手柄座上孔大部分都较小， 而且有位置要求，表面有粗糙度要求，孔都不铸出，全部由机械加工出来以满足精 度要求。 3.2毛坯尺寸 手柄座零件材料采用灰铸铁，采用铸造方法造毛坯。查阅文献［2］提供表5-7、 表5-8、表5-9可选择公差等级和加工余量等级。＜b45mm两个端面之间的距离为 43mm，但本次加工要进行端面粗铢与精铢因此将余量放大。两个端面需进行两次粗 铳以及一次半精铢，因此两个端面间的尺寸为47mm,由于加工余量等级为G级则 尺寸公差是2.8mm。①14mm孔的端面与①25mm孔中心线的距离由零件可知为 43mm，但是因为需要加工孔，因此

12、面需要粗铳，粗铳加工余量设计为2mm,因此 基本尺寸为45mm。 45 图3-1手柄座毛坯图 第4章 机械加工工艺设计 4.1基准的选择 粗基准在选择时常常选择还没有进行加工的面，如本次手柄座粗基准选择6 45mm大端面，粗基准选择需要根据加工的面选择，本次加工选择 45mm小端面，可减少误差。若选择6 45mm小端面后粗铢645mm大端面会 导致铢的面过大，使得加工的误差大量累积降低加工精度，并且由于铸件表面密度 较大，加工厚度不均匀会加速刀具的损耗。粗基准选择时需选择平整光滑表面，如 果选择作为粗基准的表面有缺陷，将直接导致

13、加工精度不合格。最为重要的是粗基 准只能够使用一次，多次使用粗基准会使选择的粗基准误差累积，降低加工精度， 因为粗基准本身未进行加工，本身精度就不高。比如选择645mm大端面为基准加 工6 45mm小端面，然后又以4>45mm大端面为基准加工6 25mm孔，将直接导致孔 的位置不对。 精基准的选择主要考虑减少定位误差，精基准选择经济合理的，有足够加工余 量，能尽量减少误差。精基准最好能在加工步骤中得到重复使用，这样能提高加工 精度，多次使用精基准能减少加工中零件的装夹次数，本次手柄座加工中将重复使 用6 25mm孔为精基准。机械加工中，尽可能使用精基准加工，使后续工序集中，

14、定位精确，选择精基准后再考虑如何选择正确粗基准加工出精基准面，由基准选择 可选择加工工艺流程重要部分。 4.2加工工艺的确定 手柄座加工部分可分为平面、孑I、螺纹孔等，相应的加工位置形式不同采用的 加工方法亦不同。每个部分有相应的表面粗糙度要求、位置度等要求。根据需要的 加工精度要求由文献[2]P24~25可查阅加工方法。 1.①45mm圆小端面。需要的精度等级IT11,表面粗糙度有要求进行粗铢半精 铢可达到精度等级要求与粗糙度要求。 2.045mm圆大端面。无特殊要求，由于其有关基准选择按一般加工要求进行粗 3. ①25H8mm孔，需要的精度等级为IT8,有很高的表面粗糙

15、度要求，直接进行 钻孔，精度达不到要求，因此需要皎孔，而钗孔之前由于孔比较大必须进行扩孔。 4. <1）10H7mm孔，需要的精度等级为IT7,表面粗糙度同样比较高，直接进行钻 孔，可是达不到精度要求，因此钻孔后再钗孔使之达到精度要求。 5. M10螺纹孔。公差及精度等级IT7,表面粗糙度为Ra3.2,进行钻达到精度等 级IT10-IT13,粗糙度Ra5~80,用丝锥攻螺纹公差带4H~7H,粗糙度Ra3.2~0.8o 6. 键槽6H9。公差及精度等级IT10,表面粗糙度为侧面Ral.6,底面Ra6.3,使 用拉床加工可以达到精度要求。 7.614H7mm孔，需要加工达到精度等级

16、为IT7,直接进行钻孔，但是钻孔后达 不到加工要求，由由于孔比较大，根据加工经验，钻孔后需进行扩孔，进行钗达到 精度等级IT6 ~IT9,粗糙度Ra0.32~10o 8.

17、 Ra0.32~10o 11. 圆锥孔（D5mm。公差及精度等级IT7,表面粗糙度Rai.6,进行钻达到精度等 级IT10-IT13,粗糙度Ra5~80,进行钗达到精度等级IT6 -IT9,粗糙Ra0.32~10。 综上，根据每个加工方法得到精度等级和表面粗糙度与零件要求做比较，可以 确定每个工序的具体加工方案，归纳如下表。 表4.1加工方法 加工表面 公差及 精度等级 表面粗糙度值RA (u m) 加工方案 045圆小端面 IT11 3.2 粗铳一半精饨 中45圆大端面 IT12 12.5 粗铢 中25mm孑L IT8 1.6 扩一钗 中14

18、mm孑L IT7 1.6 钻一扩一皎 中14mm孔端面 IT12 12.5 粗铢 中1 Omm孑L IT7 1.6 钻一皎 O5.5mm 孑L IT8 3.2 钻一钗 05mm圆锥孔 IT7 1.6 钻一皎 M10螺纹孔 IT7 3.2 钻一攻螺纹 键槽 IT10 侧面1.6、底面6.3 插削 槽 14mm IT11 6.3 粗铢 4.3制定工艺路线 在得出零件各个加工表面的加工方法后，还需要保证零件选择定位基准后加工 不影响加工精度。除此之外，还需要选择要以哪个面或者孔为基准，以保证工件的 几何精度、尺寸精度和位置精度

19、正确合理，并在此基础上保证生产效率，以此制定 工艺路线。正确的工艺路线能大大提高加工精度，提高生产速率。 4.3.1方案一 工序一：准备毛坯铸造需要材料； 工序二：毛坯铸造，毛坯不能有缺陷； 工序三：粗铢手柄座两个端面，再然后对中45mm的小端面进行合适的半精铢 加工保证加工后端面间的尺寸为43mm； 工序四：钻一扩一精钗①25H8mm孔，通孔，无预留孔，直接钻孔； 工序五：钻一粗钗一精钗孔（D10H7mm,孔比较深，加工选择合适钻头； 工序六：铢①14H7mm孔端面，由于无特殊要求，粗铳即可； 工序七：钻一粗钗一精皎①14H7mm孔，由于孔不是通孔，要保证加工深度；

20、工序八：钻一精钗（P5mm孔，因为孔径比较小，钻孔后直接皎孔； 工序九：铢槽14x43 mm,槽较深，铁刀选择镶齿铁刀； 工序十：钻一精05.5 mm孔，因为其与键槽的键配合，加工精度较高； 工序■-一:拉键槽6H9 mm,选择合适拉床，保证加工精度； 工序十二：钻一攻M10螺纹孔，钻孔时注意加工孔直径，选择丝锥机器加工螺 纹； 工序十三：终检。 4.3.2方案二 工序一：准备毛坯铸造材料 工序二：毛坯铸造，毛坯不能有凹陷等缺陷； 工序三：直接加工中45mm的小端面加工方法为粗伏一半精铳，然后对中45mm 大端面进行粗铢加工； 工序四：钻一扩一精苹交①25H8mm孔，保

21、证加工精度达到H8； 工序五：钻一粗皎一精车交孔①10H7 mm,加工精度必须达到H7； 工序六：CD14H7 mm孔端面为加工孔作准备粗供即可； 工序七：钻一粗钗一精钗0）14H7mm孔，其孔与其他部件配合且精度较高需保 证精度； 工序八：钻一精钗①5mm孔，配合孔因此孔也需精加工； 工序九：铁槽14x43 mm，保证两侧面间距离、粗糙度合适； 工序十：钻一精皎①5.5 mm孔，与键槽配合，粗糙度小精加工； 工序^一:拉键槽6H9 mm,选择拉床，可一次加工完成； 工序十二：钻一攻M10螺纹孔，机器大批量加工采用丝锥加工； 工序十三：终检、入库。 4.3.3方案三

22、工序一：准备毛坯材料； 工序二：毛坯铸造，毛坯不能有显着缺陷； 工序三：粗饨①45mm的小端面，接下来粗铢中45mm孔的大端面，最后再半 精铢加工孔①45mm的小端面； 工序四：钻一扩一精钗①25H8mm孔，孔加工精度高，因此需精皎加工； 工序五：拉键槽6H9 mm,选择拉床加工； 工序六：伏槽14x43 mm,铁刀参数必须合适，否则端面间尺寸将出错； 工序七：钻一精钗①5.5 mm孑L,通孔，与键配合，精饺加工； 工序八：钻一攻M10螺纹孔，使用机器丝锥加工； 工序九：钻一精钗（D5mm孔，通孔，精度不高，但与其他零件配合需精钗加 工； 工序十：钻一粗钗一精饺孔①10H

23、7 mm，保证加工精度； ； 工序十一：粗铢①14H7mm孔端面，由于无要求只为孔加工做准备，粗铢； 工序十二：钻一粗皎一精较①14H7mm孔，盲孔，需保证加工精度； 工序十三：终检、入库。 4.3.4工艺方案分析： 对三个方案进行分析可以得出以下结论：方案一是先加工中45mm的小端面， 然后以其为基准加工①45mm孔的大端面，而方案二则先加工大端面再加工小端 Machining Technology and Fixture Design of Handle Base of C6140 Horizontal Lathe Abstract: Graduation requir

24、ements need to design a complete set of C6140 horizontal lathe handle base processing technology, and design two sets of special fixtures to clamp handle base for rapid production. In the process of process design, it is necessary to consider the size of parts and whether the parts are faces or h

25、oles in order to select the processing methods and machine tools. Firstly, the part drawings are analyzed to understand the functions, materials, production types and technical requirements of the parts. Design the material and specific size and shape of the blank, determine the processing techno

26、logy of each process, and then formulate the process route to meet the requirements. Each processing procedure determines in time the various time required for processing, and the calculation method can be found in various documents. The design of special fixture can be applied to the mature cla

27、mping scheme in the past. The location can be easily determined by the shape of the handle seat. After the design, the rationality of error calculation and analysis can be carried out. Key words: Process design, Special fixture, Positioning 面。这种加工方式看似没有问题其实是不对的，因为这是第一次在毛坯上加工，而 毛坯由铸造而成，毛坯表面比较致密，

28、若先加工大端面，误差就会大量累积从而损 伤刀具，因此一般先加工面积较小的面，由此可见方案一比方案二优秀。方案三中 两个作为基准的孔①25H8mm与①10H7 mm没有一起加工，后续基准比较凌乱，加 工精度不高不合理，方案三①10H7mm孔在M10螺纹孔前加工，难以保证位置精 度，因此先加工①10H7 mm孔，同理先加工①10H7 mm孔能更好定位05.5 mm锥 销通孔、键槽6H9 mm和槽14x43 mm的精度。方案一在定位基准选择与工序的安 排上比方案二和方案三都要优秀，由此可见，手柄座应选择加工方案一。 工序一：备料，使用灰铸铁； 工序二：毛坯铸造，采用机器批量生产；

29、工序三：先粗铢①45mm的小端面，然后以加工的面为基准粗铳中45mm的大 端面，最后半精伏中45mm加工小端面，保证精度，选择X51立式铳床加工； 工序四：钻一扩一精钗①25H8mm孔，通孔，无预留孔，保证加工精度，选择 Z535立式钻床加工； 工序五：钻一粗钗一精皎孔①10H7mm,通孔，与（D25H8 mm孔有位置度要 求，精度较高，选择精皎，选择Z525立式钻床加工； 工序六：粗铳①14H7mm孔端面，端面无要求加工精度，为加工孔作准备粗铢 即可，选择用X51立式铳床加工； 工序七：钻一粗钗一精钗①14H7mm孔，由于其是盲孔，且加工精度高，与外 部零件连接处，精较加工

30、，选择Z525立式钻床加工； 工序八：钻一精钗①5mm孔，孔径小，与其他有配合，精加工，选择Z525立 式钻床加工； 工序九：铢槽14x43 mm,选择X62型号卧式铢床，刀具选择镶齿铁刀，刀具 直径选择合适的一次加工成功； 工序十：钻一精钗①5.5 mm孔，通孔，加工有粗糙度要求，与键配合，孔径 小，精加工选择Z525立式钻床加工; 工序十一：拉键槽6H9mm,选择L6120拉床，可一次加工成功且加工精度 高，省事高效； 工序十二：钻一攻M10螺纹孔，大批量加工，采用机器加工，攻螺纹用丝锥， 选择37摇臂钻床进行钻孔与攻螺纹； 工序十三：终检、入库。 4.4设备选择

31、和工装的选用 4.4.1机床选择 机床选择要考虑产品的生产类型，机床要保证加工到零件需要的精度要求，机 床尺寸规格要与零件外廓尺寸适应。选择结果如表4.1所示。 表4-1机床选择 工序三、六 X51立式铳床 工序五、七、八、十 Z525立式钻床 工序十一 L6120拉床 工序九 X62卧式铢床 工序四 Z535立式钻床 工序十二 Z37摇臂钻床 4.4.2刀具选择 表4-2刀具选择 加工内容 机床 刀具 粗铳大小端面 X51 d=50mm, z=6直柄立铁刀 半精锐小端面 X51 d=50mm, z=6直柄立铁刀 钻

32、mm 孑L Z535 O23mm高速钢锥柄麻花钻 扩（D25H8 mm 孑L Z535 024.8mm高速钢锥柄扩孔钻  铉①25H8 mm孑L Z535 ①25mm高速钢锥柄机用皎刀 钻孔 O10H7 mm Z525

33、5高速钢锥柄机用皎刀 精饺O14H7 mm孑L Z525 中14高速钢锥柄机用钗刀 钻05 mm锥销通孔 Z525 O4.8mm的高速钢麻花钻 精钗①5 mm锥销通孔 Z525 O5mm高速钢直柄机用较刀 铁槽 14x43 mm X62 镶齿三面刃铢刀 钻孔05.5 mm Z525 04.8的高速钢锥柄麻花钻 校孑］05.5 mm Z525 ①5.5mm的铉刀 拉键槽6H9 mm L6120拉床 拉刀 钻M10螺纹孔 Z37 08.5高速钢锥柄麻花钻 攻M10螺纹孔 Z37 MlOmm高速钢机用丝锥 4.5机械加工余量、工序尺寸与公差

34、的确定 1. ①45mm小端面由于是作为孔加工精基准，需粗铢与精饨加工，由文献［1］查 表L20可得:粗铳精度IT11,半精铢精度IT9,结果如下表。 表4-3. 1工序尺寸及公差计算表 工序名称 加工余量(mm) 工序达到精度 工序尺寸及公差 (mm)  半精铢 0.5 IT9 43+0.062 粗铢 1.5 IT11 43.5%,16 2. ①25H8mm孔，无需在毛胚上留孔铸造，那样只会加大铸造加工难度，只需 直接钻孔后加工即可，由文献⑴查表1-20可得：钻孔精度IT12,扩孔精度 IT11,铉孔精度IT8,结果如下。 表4-3. 2工序尺

35、寸及公差计算表 工序名称 加工余量(mm) 工序达到精度 工序尺寸及公差 (mm) 精铉 0.3 IT8 ①25才°°33 扩孔 1.8 IT11 0 24.8J013 钻孔 0 IT12 中 23J021 3. (D10H7mm孔，通孔，孔径较小，无法预留孔铸造，直接钻孔后钗孔加工使 其达到加工精度，由文献［1］查表L20可得：钻孔精度IT12,粗钗精度 IT10,精钗精度IT7。 表4-3. 3工序尺寸及公差计算表 工序名称 加工余量(mm) 工序达到精度 工序尺寸及公差 (mm) 精皎 0.04 IT7 ①10严15 粗钗

36、 0.16 IT10 中9.96严58 钻孔 0 IT12 中9.8严5 4. ①14H7mm孔，这个孔是盲孔，而且孔的直径不大，预留有孔会使加工难度 增大，因此不预留孔，由文献⑴查表1-20可得：钻孔精度IT12,粗钗精度 IT10,精饺精度IT7,结果如下。 表4-3.4工序尺寸及公差计算表 工序名称 加工余量(mm) 工序达到精度 工序尺寸及公差 (mm) 精钗 0.05 IT7 中 14o°015 粗钗 0.95 IT10 中 13.95J0058 钻孔 0 IT12 ①13才0.15 5. M10螺纹孔，加工时要保证

37、加工前孔径合理，用丝锥进行攻螺纹由文献⑴查 表1-20可得：钻孔精度IT12,攻螺纹为普通粗牙螺纹。 表4-3. 5工序尺寸及公差计算表 工序名称 加工余量(mm) 工序达到精度 工序尺寸及公差 (mm) 攻螺纹 1.5 6H M10 钻孔 0 IT12 0 8.5J0090 4.6加工用量与工时计算 4.6.1工序三计算相关 1. 粗铳①45mm小端面，其为第一次加工部分，加工面积较小。 (1) 进给量力 可以根据文献［1］提供的表5-11看出加工每齿进给量范围：兀=0.16〜0.3 mm/z,每齿进给量选择需要根据X51机床数据选择，选择范围内

38、有的量，否则就无 法正确加工，根据参考文献［1］的数据表5-13,选择:fz = 0.25mm/zo (2) 机床加工参数确定 同理可根据文献［1］的表5-13可以知晓铳削需要的速度，v = 47m/min,由公式 n = , 算得 n=299.36r/mino red 根据参考文献［1］提供的表4-15, X51铢床的主轴转速知晓只有取n = 300r/min 才能满足要求，实际切削速度可以由公式反推的出：u = 47.1m/min。而工作台的进 给量是可以由公式：fMz=fz X n x Z计算得出，带入所有求出的数据，不难的出结 果：/^=450mm/min,进给量为

39、计算结果还需要根据基础数据选择，选择结果表示 如下：/m =400mm/mino z (2)加工时间计算 铳削小端面的基本时间计算的公式可计算加工需要的时间，计算的公式为 ,其他时间如辅助时间、休息难以定量计算，其变动不确定，因此 7 Zwz 只计算基本时间。计算式中，由文献⑴表5-43提供铢削基本时间可知： / = 45mm,/j =0.5(d_ J】)+(1 〜3),由d = 50mm,《二45mm,有计算结果 Z, = 0.5^0-7502 - 452)+1 = 15.1mm,其中l2 = 3mm,所有的数据都是已知或者可以 由已数据计算得到，计算得tj = 0.16

40、mino 2. 粗铢①45mm大端面，大端面与对应的小端面采用的刀具和机床是相同的， 并且只存在背吃刀量不同，因此不用再重新计算进给量与切削速度，只需计算加工 时间即可。 (1)加工时间计算 / + /] + Z9 fMz I = 85.5mm,=0.5(d_ Jd。 =0*0 - a/502-452 )+1 = 15.1mm d=50mm,6z<,=45mm,可有计算结果 选择质=3mm带入计算，将前几个选择和计算 ，其中各个字母代表的意义的具体数字不存在未知。计算如下: 的数据带入计算公式可知：tj = 0.26min。 3.①45mm小端面由于有加工精度要求，其

41、表面粗糙度亦有具体要求，因此 机床加工进给量与铳削速度要单独计算。 (1)机床加工参数确定 由前面选择铢刀时可知铳刀的直径是知道的，并且铢刀选择时齿数也考虑到， 即也是己知的，同理，加工余量计算时所有数据也已知，因此可直接查查文献［1］表5-11得知每齿进给量在范围X =0.16-0.3mm/z内，由于机床进给只能够选择其中 得fz = 0.18mm/zo查文献［1］表5-13可以大概知晓铢削需要的速度，选择v = 49m/min,机床主轴转速是可以根据已知的式子〃 =〔计算的，带入选择的速度 ml 算得n=312.10r/min,根据参考文献［1］表4-15所列出的数据，可

42、以选择，而且由于 是半精铳，可以适当取大点转速取〃 = 380r/min,由〃=1。。。",实际的切削速度可 Tid 反推:v = 59.66m / min。 工作台的进给量是可以由々广介xnx z计算得到，带入前面刀具参数与计算的 每齿进给量可得；为=410mm/min。根据立式铢床工作台合理选择进给量进给数 据，可选择较合适的々7 = 400mm/mino （2）加工时间计算 由文献⑴表5-43铳削基本时间的计算选择正确计算公式,式中的 /mz 所有数据都是可以由已知数据计算的。由选择的铢削基本时间的计算公式计算 其中数据结果如下： / = 45mm,/1 =0.5

43、（d_ J，）+（1 〜3）,其中 d=50mm,ae =45mm,可知有如下结 果"=0.5伉-一45。）+1 = 15.1mm,选择l2 = 3mm进行计算，将这些计算的数据 再带入总式有q = 0.16min。 4.6.2工序四计算相关 1. 钻 CD25H8mm 孔。 （1）机床加工参数确定 可由阅文献［2］表5-78得到fr = 0.78 ~ 0.96mm /r ,但是由于手柄座的材料使用 的是灰铸铁，刚性查阅资料可得其是中等刚性，因此f, =0.59〜0.72mm/r。再根据 Z535机床进给量选择片=0.72mm/r,查阅文献［2］中表5-80选择合适钻孔数据：

44、 v = 0.45m/s = 27m/min ,根据公式〃=】°°°，计算可知主轴转速n=373.86r/mino查 nd 文献［1］中的表4-9选择机床有的主轴转速：n=400r/min,带入公式n = 1。。。口 ,可得 nd 到机床加工时的切削速度v = 28.9m/min。 (2)加工时间 钻孔的基本时间可由参考文献［1］表5-41得到：式中没有未知 m m D-d 数据Z=43mm, * = cotq + (1〜2),九=8mm,取质=3mm进行计算，带入 总式得到：tj = 0.19mmo 2. 扩①25H8mm孔。 (1) 机床加工参数确定 进行扩孔加

45、工时需选择合适的加工参数，据参考文献［2］表5-81查询每转进给量 范围为/ = 1.2mm/r ,由根据机床Z535选择fr = 0.96mm /r。翻阅文献⑵中的 表5-81可知扩孔加工切削速度是钻孔加工的倍数： vc =(上〜L)v钻=14.5〜9.6m/min , 〃 =四竺将计算得到的切削速度数据范围带入计 2 3 nd 算〃 =186.2〜123.3r/min,其中只有数据〃 = 140r/min在Z535中可以查到，因此选 择它作为转速，根据式子〃 =1 °°皈推出v = 10.9m/min。 nd (2) 加工时间 计算公式：= 4= / + « +■, 其中

46、 I = 43mm, " = ― cog+ (1 〜2)； mm 2 24 8 _ 23 D=24.8mm0 =23mm,g =60°,所以4 =—: cot60°+2 = 2.5mm,取Z2=3mm 带 入总式计算，计算结果q = 0.36min。 3. 精车交①25mmH8孑L,保证皎孔精度，选用机床刀具已知。 (1) 机床加工参数确定 由参考文献［2］中提供的表5-81列出的数据，选择钗孔在范围/ = 1.30-2.60mm/r 进行加工，据文献［1］表4-10与Z535相关机床有的数据_/；=1.60mm/r,精钗 ①25mm的孔由加工参数选择v=2〜6mm/mi

47、n。由计算： 1000% 1000 x (2〜6) nc = = — = 25 〜76(r/min) c nD yr x 25 i , ， 查阅文献［1］表4-9立式钻床主轴转速，取：n=68 r/min,带入公式〃=1°°°', 7id 其实际切削速度v=5.34m/mino (3) 加工时间 精饺孔的基本时间公式：tj = — *其中I = 43mm,带入其进行计算 m m D-d I、= co",. + (l 〜2)可得：Z1=2.05mm； D=25mm, = 24.8mm, Kr = 60°,取 Z2=3mm进行计算，所有数据带入总式计算结果：tj =

48、 0.44mino 4.6.3工序五计算相关 1,钻(P10H7mm 孔。 (1) 机床加工参数确定 考虑零件材料拥有刚性由文献［2］提供的表5-78有/=0.47~0.57mm/r,根据机床 选择范围内的数据，由文献［1］中表4-10选择的结果无=0.36mm/r。查阅文献⑴中 与钻孔相关表5-22选择速度v = 16mm/min,又由it =】可以轻松计算得到结果 兀d n = 519.95r/min,根据机床Z525数据选择n=545r/min,再根据n = '。°°，,实际加 7id 工零件时v=16.8m/mino (2) 加工时间 t- = 4 = / +

49、 < + ‘2 其中 /=38mm, " =—— cotq + (l 〜2)计算结果，t» = mm 2 0.22mino 2. 粗铉 Q10H7mm 孔。 (1) 机床加工参数确定 粗钗每转进给量范围户0.65〜l.3mm/r,由机床Z525选择fr = 0.81mm /r。初步 由文献⑵表5-82选择V = 14m/min ,同样可算出〃 =447.7(r/min),由机床Z525 数据选择n = 545r/min进行加工，实际加工时：v = 17m/min o (2) 加工时间 = 4 = / +〈 + ‘2 , /=38mm, 4= ~ coty.+ (1 〜2)推出

50、t； = 0.10mm。 7 Jh Jn 2 ； 3. 精皎孔 Q10H7mmo (1) 机床加工参数确定 精饺①10H7mm的每转进给量可由文献［1］提供表5-30得知户0.50〜l.00mm/r, 需要考虑机床进给不能超出范围，否则加工精度将大大降低，选择机床 fr = 0.62mm /r。又选择 v=3m/min,可得到n = 95r/min,由机床选取 n=97r/min, 则得出：v = 3.04m/mino (2) 机床加工参数确定 钗孔的基本时间：t： =土=' + "‘2 其中 /=38mm, < =—一 cot£. + (l 〜2), ,加 m 2 Z2

51、=3mm带入计算公式可得q = 0.73min。 4.6.4工序六计算相关 1 .粗铢(D14H7 mm孔端面。 (1)机床加工参数确定 目录 第1章绪论 1 1.1设计的意义 1 1.2发展现状 1 1.3课题目的 2 第2章零件分析 4 2.1零件作用 4 2.2生产纲领和生产类型 5 2.2.1生产纲领计算 5 2.2.2生产类型确定 5 2.3技术要求 6 2.4手柄座的工艺分析 7 2.4.1端面加工 7 2.4.2孔的加工 7 2.4.3螺纹孔的加工 7 2.4.4键槽与槽的加工 8 第3章毛坯设计 9 3.1毛坯制造方法 9 3.2毛

52、坯尺寸 9 第4章 机械加工工艺设计 10 4.1基准的选择 10 4.2加工工艺的确定 10 4.3制定工艺路线 12 4.3.1工艺路线方案一 12 由于铢面是为接下来的钻孔做准备，只需粗加工，刀具与加工机床X51参数有 £ = 0.16 〜0.3mm/z,选择fz = 0.25mm/zo 粗铳加工速度 v=47m/min,得出n = 299.36r/mino根据机床已有数据选取n = 300r/min ,得到u = 47.lm/min。 fMz~fz x n x z,带入已知数据= 450mm/min,选择= 400mm/mino (2) 加工时间 粗铁的基本时间

53、计算公式tj = ' + /i+，2 ,式中，由文献⑴表5-43铢削基本时间 fMz 的计算图表标注可知： I = 31mm, Zj = 0.5(6?-yjd2 -(1 - 3),由 d=50mm/ ae =30mm,有虹=22mm, 选择& =3mm,带入所有数据到总式q = 0.14mino 4.6.5 1序七计算相关 1. 钻①14H7 mm孔，刀具与机床各种参数己知，其不是通孔，加工中要保证深 度合适，否则将无法与其他零件连接。 (1) 机床加工参数确定 钻孔时孔比较小，刀具直径也小，据文献［1］提供表5-22有/= 0.20〜0.40mm/ r,选取f=0.28m

54、m/r。钻孔速度选择较小的，由v=16〜24m/min, 〃 =】°°。口，得 7id 到n = 391.96〜587.95r/min,根据机床选择取：〃 = 545i7min,实际加工实物时 v = 22.2m/min。 (2) 加工时间 "=4 = / +〈 +‘2 , I = 28mm； \ = 3mm ； /2 = 0mm , 计算结果：t； 仇 fri = 0.20mino 2. 粗钗①14H7mm孔。 (1)机床加工参数确定 粗铉014H7mm孔每转进给量户0.10〜2.00mm/r,选择较加工精度较低的则有 fr = 0.81mm /r , v = 12.

55、6m/ min ,因〃 =1。。。，, n - 287.7(r/min),据机床选取： red 〃 = 272r/min ,实际加工时：v = 11.9m/min。 (2) 加工时间 根据参考文献［1］表5-41,饺孔的基本时间：'=土= ' + "'2其中/=28mm, m m D-d 4 = cog. + (1〜2),质=0mm带入计算公式可得， ty=0.14min 3. 精钗CD14H7mm的孔 (1) 进给量人 查阅文献［2］提供的表5-8可以得出f = 0.10~2.00mm/r,选择机床拥有的运 行数据 fr = 0.81mm / r。 (2) 机床加

56、工参数确定 本次精饺孔时v = 4m/min ,又有n = 1。。。，, n =91.0(r/min),由机床参数 7id 取：w = 97r/min ,实际加工有 v = 4.3m/min □ (3) 加工时间 铉孔的基本时间：t, =_L=4 +匕其中/=28mm, I】="一＞ cog+ (1〜2), mm 2 l2 = 0mm带入计算公式可得， t;=0.39min 4.6.6工序八计算相关 1 .钻 孔 (1)机床加工参数确定 由文献［2］中提供的表5-78再考虑零件制造材料拥有的刚性可知/ = 0.20〜0.25mm/r,据文献［1］提供的表4-10知/

57、；. =0.22mm/r。查阅文献［1］中表5-22 数据取v = 20m/min ,所以可以得出« = 1273.9r/min ,查文献［1］中表4-9选择取 值：〃 = 1360r/min ,实际加工零件时 v = 21.4m/min。 (3) 加工时间 根据参考文献［1］中提供参考的表5-41, 孔的基本时间：t kj + l^+l^其 D-d 中 /=8mm,有= coty. + (1 〜2), l2 = 3mm带入总式可得q = 0.05mino 2. 精钗05mm的圆锥孔 (1) 机床加工参数确定 据文献［2］的表5-82可知f = 0.40〜0.80mm/r,由

58、Z525机床可选择数据中选取 f = 0.48mm/r。查阅文献［1］提供的表5・26得u = 4m/min ,贝I n = 1°°°', 7id n=254.78m/min,查文献［1］其中的表4.9可知:n=195m/mino进行实际加工时计算 得 v=3.06m/mino (2) 加工时间： 根据参考文献［1］中表5-41,皎孔的基本时间：0=g=/ + £+‘2其中/=8mm, m fit D-d ，= cotx, + (1〜2),可得虹=3mm, l2 = 3mm带入计算公式可得， ty=0.15min 4.6.7工序九计算相关 1. 铁槽14x43 mm,刀

59、具由加工槽的深度选择镶齿三面刃铢刀200X14GB/T 7953-1999,刀具齿数为22,可知晓一次走刀达到铢削宽度，使用X62型卧式铢床 进行加工。 (1)机床加工参数确定 由文献［3］中的表3-3可知fr =1.2 - 2.7mm /r,自行取1.2mm/r ,由此可计算出 上号= 0.05mm/z。计算得到"119.33m/min ,由根据 〃 ='°°°，可得/:=190r/min,由文献［1］提供表4-18参考选择〃=190r/min。实际进行 7id 加工时v = 1.99m/s ,进而进给量算出为九=209mm/min ,根据文献［1］中表4-19, 可以选

60、择fM = 235mm /min实际加工每齿进给量计算为为力=0.056mm/z。 若每次背吃刀量选择为4mm,可由尺寸数据得出总共需要走11刀才能完成加 工。有计算 11 / ao \ A = Z^x4/? + 8j = 0.88x(4 + 8 + 12 + ••• + 44)+88 = 320.32mm (2)加工时|0］ Z. ―― — 32。.32 = i.36min 7 v 235 4.6.8工序十计算相关 1 .钻孑L①5.5 (1) 机床加工参数确定 根据零件材料的刚性据文献［2］中的表5-78可矢口f = 0.20〜0.25mm/r,由Z525选 择尤=0

61、.22mm/r。查阅文献［1］表5-22取v=24m/min,所以可以得出 «=1592.4r/min,查文献⑴中表4-9提供数据取〃 = 1360r/min,实际进行本次钻孔 加工时 v = 20.5m/min。 (2) 基本时间 根据参考文献［1］中的表5-41,皎孔的基本时间：t _LJ + l^+l2其中 m m n-d /=5mm, 4= cotq + (l〜2),计算结果Z1 = 3mm,取l2 = 3mm,将得到的所 有数据带入总式t7=0.037mino 2. 饺孑L 05.5mm (1) 机床加工参数 查阅文献［2］中表5-82数据可知f = 0.6

62、5〜l.30mm/r,据Z525选取f = 0.81mm/ro 选v = 8m/min,根据〃 =1°°°口 , n=463.23m/min,查文献［1］中表 4・9 7id 提供的机床数据n=392m/mino 则实际切削速度为：v=6.77m/min (2) 加工时间 根据文献［1］提供表5-41,皎孔的基本时间：。+’2其中/=5mm, m m ，= —cot/c,. + (1 - 2),可得九=3mm,取l2 = 3mm带入计总式进行计算可以 得，tj = 0.035mino 4.6.9工序十一计算相关 拉键槽6H9 mm 采用卧式内拉床L6120o (1)进

63、给量确定:由参考文献［1］表5-33与工件材料知，户0.06〜0.2mm/z现在取 f=0.06mm/zo 伺)拉削速度确定：由参考文献［1］表5-34,按表面粗糙度Ral.6u m或公差 0.03-0.05mm,选取IV拉削速度组 3.5〜3m/min,取 v=3.5m/mino (3) 基本时间 公式可计算拉削基本时间q =；:欢七 7 1000vzfz 其中z》=3.5, 1=43mm, r\ = 1.2, K=1.4, v=3.5m/min,心=0.06mm, z=9o 得出 t;=0.13min 4.6.10 T序十二计算相关 1. 钻①8.5mm孑L,加工为攻

64、螺纹做准备，孔径要合适。 (1)机床加工参数确定 由手柄座材料拥有的刚性可知得/ = 0.35〜0.43mm/r ,根据Z37机床数据选择 每转进给量为：/=0.375mm/r。钻小孔时v=20m/min,由〃='。。。，得出主轴转速 n=749.34r/min,根据机床选择n = 710r/min,带入公式n ='。。叽实际加工时 nd i/=18.95m/mino (3) 加工时间 t； = — = / + 4 +1 其中有 /=10mm, 4 ― cot/r +(1 〜2)计算有= 3mm, 7 fii fii 2 取?2 = 3mm计算结果：q = 0.06min。

65、 2. 攻M10螺纹孔，选择机器钻孔，让它能实现大批量生产 刀具：MIOmm高速钢机用丝锥， 机床：Z37摇臂钻床。 (1) 机床加工参数确定 /•一定等于工件上的螺纹的螺距〃，否则无法正确加工零件，而该螺纹螺距 p=1.5mm由此f=1.50mm/r。查文献［1］中的表4-7,选择/=1.50mm/ro查文献⑴中 的表5-37,攻螺纹需要切削速度查到为v=5〜10m/min,实际由机床Z37取 v=8m/min。计算由〃=254.78r/mm,查文献［1］中表4-6选择主轴转速取为 〃=224r/mm,实际攻螺纹时有 v=7.03m/min。 (2) 加工时间： 查文献［

66、1］中表 5-46, tj = (1+?+人 + 】+?+■)、可知］=iomm, I. = 2 X J V fn fnQ ) 1.5 = 3mm, l2 = 2 x 1.5 = 3mm, i=l, n0 = 112r/mm,得出 tj =0.143min 第5章铢14mm槽夹具设计 5.1夹具设计分析 工序九需要在X62卧式铢床上铢14X43的槽，由于槽有粗糙度与尺寸要求，要 求精度较高，应该采用专用夹具。专用夹具不仅可以提高加工的精度，更能在大批 量生产时节约生产成本，提高生产的速度与质量。 5.2方案设计 5.2.1定位方案设计 本次加工14X43的槽在工序九，在此之前的工序四与工序五已经加工出两个 孔，工序三则已经加工出两个端面，所以本次设计采用一面两销的定位方案。工序 四中加工的O25H8mm孔是后续加工的基准，因此这个孔用圆柱短销定位可以限制两个移动自由度。再以一个菱形销插入与其同心的小孔中，由于销的结构特点其可 与圆柱短销限制一个旋转自由度：Y轴的转动。而使零件与夹具体的一个面接触可 限制一个移动自由度与两个旋转自由度，从而让零件不动。由此