左支座零件机械加工工艺规程及钻4-φ13孔夹具设计【钻4-φ13孔】【版本3】

左支座零件机械加工工艺规程及钻4-φ13孔夹具设计【钻4-φ13孔】【版本3】,钻4-φ13孔,版本3,支座,零件,机械,加工,工艺,规程,13,夹具,设计,版本 无锡太湖学院 　信 机　系 　机械工程及自动化 　专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、题目　　基于基于左支座零件的工艺及工装设计 　 2、专题 二、课题来源及选题依据 支座体是某企业产品中的关键零件之一，本课题要求根据企业生产需要和支座体零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。本机床所用夹具的通用性强，工件采用液压定位夹紧，快速方便。定位采用一面一心轴的定位方式，夹紧采用液压加紧，采用这种方式完全能够满足精度要求。而且简易方便，制造成本低，通用性好。由于支座体的生产量比较大，为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： ① 完成左支座零件图； ② 完成左支座毛坯图； ③ 完成机械加工工艺卡过程卡； ④ 完成机械加工工序卡片； ⑤ 完成夹具设计装配图； ⑥ 完成夹具设计零件图； ⑦ 完成课程设计说明书。 四、接受任务学生： 机械97 班 　　姓名 沈 娟 五、开始及完成日期： 自2012年11月12日 至2013年5月25日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师　　　　　　　签名 签名 　　　　　　　签名 教研室主任 　 　　　　〔学科组组长研究所所长〕　　 　　　　签名 　 　　系主任 　 　　签名 2012年 11 月 12 日 VII 摘 要 此次设计任务是对做支座零件的工艺及工装设计，在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作的服务时间。选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。定位采用一面一心轴的定位方式，采用这种方式完全能够满足精度要求。而且简易方便，制造成本低，通用性好。由于支座体的生产量比较大，为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。 关键词：工艺规程；定位误差；夹紧；加工余量；夹紧力 Abstract This design task is to do the support parts of the process and tooling design, Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank, state of quality and quantity on part become always ) take place direck course of change ask craft course, it the blank is made, machining, heat treatment, assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing, this process, and entering the giving amount of the lathe, cut depth ,the rotational speed of the main shaft and speed of cutting , the jig of this process , the cutter and measuring tool , a one hundred sheets of number of time still leaves and a one hundred sheets of length leaves , calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. chooses one of its critical processes to carry on the unit clamp and the processing with the aggregate machine-tool design, and completes the essential design calculation. The localization uses a spindle's locate mode, to select this method definitely to be able to satisfy the accuracy requirement. Moreover simple convenient, the production cost is low, the versatility is good. Because the support body's productivity is quite big, for the quality assurance, raises the processing efficiency, needs to carry on the optimization design to its processing craft, and carries on the processing in the critical process use aggregate machine-tool or the special purpose machine. Key words :Technical instruction; position error; clump; the surplus of processing; clamp strength 目 录 摘 要 III ABSTRACT IV 目 录 V 1 绪论 1 1.1 本课题的研究内容和意义 1 1.2 国内外的发展概况 1 1.3 本课题应达到的要求 2 2 零件的三维造型 3 3 车床左支座零件的分析及毛坯的确定 6 3.1 车床左支座的作用和工艺分析 6 3.1.1 零件的作用 6 3.1.2 零件的工艺分析 6 3.2 零件毛坯的确定 7 3.2.1 毛坯材料的制造形式及热处理 7 3.2.2 毛坯结构的确定 7 4 左支座的加工工艺设计 9 4.1 基准的选择 9 4.2工艺设计过程中应考虑的主要问题 10 4.2.1 加工方法选择的原则 10 4.2.2 加工阶段的划分 10 4.2.3 加工顺序的安排 10 4.2.4 工序的合理组合 11 4.3 左支承座的工艺路线分析与制定 12 4.3.1 工序顺序的安排的原则 12 4.3.2 工艺路线分析及制定 12 4.4 机械加工余量 14 4.4.1 影响加工余量的因素 14 4.4.2 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 15 4.5 确定切削用量及基本工时 17 4.5.1 工序一 粗铣Ø80H9 (+00.087)mm孔大端端面 17 4.5.2 工序二 粗镗Ø80H9（+00.087）mm内孔 20 4.5.3 工序三 精铣Ø80H9（+00.087）mm大端端面 20 4.5.4 工序四 精镗Ø80H9（+00.087）mm内孔 22 4.5.5 工序五 钻削4-Ø13mm的通孔，锪沉头螺栓孔4-Ø20mm 22 4.5.6 工序六 钻削Ø21mm的通孔，扩、铰孔Ø25H7(+00.021)mm，锪削Ø38mm的沉头螺栓孔 24 4.5.7 工序七 锪削沉头螺栓孔Ø43mm 26 4.5.8 工序八 钻削M8-7H的螺纹底孔 26 4.5.9 工序九 铣削尺寸为5mm的纵槽 27 4.5.10 工序十 钻削M10-7H的螺纹底孔 27 4.5.11 工序十一 铣削尺寸为5mm的横槽 28 4.5.12 工序十二 攻螺纹M8-7H和M10-7H 28 5 专用夹具设计 30 5.1 钻夹具设计 30 5.1.1 定位基准的选择 30 5.1.2 切削力及夹紧力的计算 31 5.1.3 误差分析与计算 31 5.1.4 夹具设计及操作的简要说明 31 5.2 铣夹具设计 31 5.2.1 定位基准的选择 31 5.2.2 设计步骤 31 6结论与展望 34 6.1 结论 34 6.2不足之处及未来展望 34 致 谢 35 参考文献 36 附 录 37 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 1 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 10 粗铣面 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式升降台铣床 X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 粗铣Ø80H9()孔大端端面 YG6硬质合金镶齿面铣刀 118.65 59.56 0.2 2 1 0.25 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 2 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 20 粗镗孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式镗床 T611 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 粗镗Ø80H9()内孔 W18Cr4V高速钢镗刀 71.4 18.85 0.4 1 0.256 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 3 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 30 精铣面 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式升降台铣床 X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 精铣Ø80H9()孔大端端面 YG6硬质合金镶齿面铣刀 295 150.8 0.198 1 0.25 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 4 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 40 精镗孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式镗床 T611 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 精镗Ø80H9()内孔 镗刀 497 122.4 0.2 1 0.256 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 5 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 50 钻 孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5150 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 1 钻削4-Ø13的通孔 Ø13的硬质合金钻头 700 28.574 0.3 5.75 1 0.14 2 锪沉头孔4-Ø20 Ø20的高速钢锪孔钻 400 25.12 0.25 4.02 1 0.2 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者：沈娟 产品名称 零（部）件名称 左支座 共（ 12 ）页 第（ 6 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 60 钻 孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5150 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给 次数 工步 工时 机动 辅助 1 钻 Ø 21mm的通孔 Ø21的高速钢钻头 400 25.8 0.25 8.07 1 0.92 2 扩 Ø 25mm的沉头孔 Ø25的高速钢扩孔钻 309 24 0.25 4.1 1 0.668 3 精铰铰Ø24.7的沉头孔到Ø25H7() Ø25的高速钢铰刀 800 60 0.2 2.09 1 0.3 4 锪削 Ø 38mm的沉头孔螺栓孔 Ø38高速钢锪孔钻 200 24 0.2 5.84 1 0.37 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（7 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 70 钻孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5150 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 锪削沉头螺栓孔Ø43mm Ø43的高速钢锪孔钻 200 27.004 0.2 8.63 1 0.31 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 8 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 80 钻削螺纹孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5150 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 钻削M8-7H的螺纹底孔 Ø7.2的高速钢钻头 800 18.0864 0.2 4.1 1 0.13 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 9 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 90 铣削纵槽 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式铣床 X62K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 铣削尺寸为5mm的纵槽 Ø300高速钢锯齿圆周铣刀 65 60 3 88.7 1 0.755 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 10 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 100 钻削螺纹孔 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5150 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 钻削M10-7H的螺纹底孔 Ø9.2的高速钢钻头 500 14.4 0.21 4.65 1 0.22 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 11 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 110 铣削横槽 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式铣床 X62K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 铣削尺寸为5mm的横槽 Ø300高速钢锯齿圆周铣刀 65 61.2 3 88.7 1 0.88 无锡太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 XJX-0923806-01 设计者： 沈娟 产品名称 零（部）件名称 左 支 座 共（ 12 ）页 第（ 12 ）页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 120 攻螺纹 HT200 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸 件 140×140×100mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5150 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工工步号 工步内容 工艺装备（含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步 工时 机动 辅助 1 攻螺纹M8-7H M8的YG6硬质合金丝锥 320 8.0384 1.25 15 1 0.10 2 攻螺纹M10-7H M10的YG6硬质合金丝锥 250 7.85 1.5 18 1 0.12 无锡太湖学院 机械加工工艺卡片 产品型号 零(部)件图号 共 3 页 产品名称 零(部)件名称 左支承座 第 1 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 140×140×100 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工 步 工 序 内 容 同时加工零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量(mm) 切削 速度m/min 每分钟转数 进给量(mm) 夹具 刀 具 量 具 单件 准终 10 粗铣Ø80H9()孔大端端面 4 59.56 118.65 0.2 专用 夹具 YG6硬质合金镶齿面铣刀 游标 卡尺 20 粗镗Ø80H9内孔 5 18.85 71.4 0.4 专用 夹具 高速钢镗刀 内径百分尺 30 精铣Ø80H9大端端面 5 150.8 295 0.198 专用 夹具 YG6硬质合金镶齿面铣刀 游标 卡尺 编制(日期) 审核(日期) 会签(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡太湖学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零(部)件图号 共 3 页 产品名称 零(部)件名称 左支承座 第 2 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 140×140×100 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工 步 工 序 内 容 同时加工零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量(mm) 切削 速度m/min 每分钟转数 进给量(mm) 夹具 刀 具 量 具 单件 准终 90 铣削尺寸为5mm的纵槽 3 88.7 65 3 专用 夹具 Ø300mm高速钢锯齿圆周铣刀 游标 卡尺 100 钻削M10-7H的螺纹底孔 4.25 14.4 500 0.21 专用 夹具 Ø9.2mm的高速钢钻头 内径百分尺 110 铣削尺寸为5mm的横槽 3 61.2 65 3 专用 夹具 Ø300mm高速钢锯齿圆周铣刀 游标 卡尺 编制(日期) 审核(日期) 会签(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡太湖学院 机械加工工艺卡片 产品型号 零(部)件图号 共 3 页 产品名称 零(部)件名称 第 3 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 140×140×100 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工 步 工 序 内 容 同时加工零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量(mm) 切削 速度m/min 每分钟转数 进给量(mm) 夹具 刀 具 量 具 单件 准终 120 1 攻螺纹M8-7H 0.4 8.0384 320 1.25 专用 夹具 M8的YG6硬质合金丝锥 M10的YG6硬质合金丝锥 内径百分尺 2 攻螺纹M10-7H 0.4 7.85 250 1.5 编制(日期) 审核(日期) 会签(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡太湖学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 设计者： 沈娟 产品名称 零件名称 左支座 共3页 第1页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸造件 毛坯外形尺寸 140x140x100 每毛坯可制作数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设 备 工艺装备 工时/min 10 铣削 粗铣Ø80H9()孔的大端端面 机加 X52K立式升降铣床 YG6硬质合金镶齿面铣刀 准终 单件 20 镗削 粗镗Ø80H9()内孔 机加 T611卧式镗床 高速钢镗刀 30 铣削 精铣Ø80H9()孔的大端面 机加 X52K立式升降铣床 YG6硬质合金镶齿面铣刀 40 镗削 精镗Ø80H9()内孔 机加 T611卧式镗床 YG8硬质合金镗刀 50 钻削 钻削4-Ø13的通孔，锪沉头螺栓孔4-Ø20 机加 Z5150立式钻床 Ø13mm的硬质合金钻头 Ø20mm的高速钢锪孔钻 编制(日期) 审核(日期) 会签(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡太湖学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 设计者： 沈娟 产品名称 零件名称 左支座 共3页 第2页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸造件 毛坯外形尺寸 140x140x100 每毛坯可制作数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设 备 工艺装备 工时/min 60 60 钻削 钻削Ø21的通孔，扩、铰孔Ø25H7()， 锪铰Ø38的沉头螺栓孔 机加 Z5150立式钻床 Ø21mm的高速钢钻头 Ø24.7mm的高速钢扩孔钻 Ø25mm的高速钢铰刀 Ø38mm的高速钢锪孔钻 70 锪削 锪削沉头螺栓孔Ø43 机加 Z5150立式钻床 Ø43mm的高速钢锪孔钻 编制(日期) 审核(日期) 会签(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡太湖学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 设计者： 沈娟 产品名称 零件名称 左支座 共3页 第3页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸造件 毛坯外形尺寸 140x140x100 每毛坯可制作数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设 备 工艺装备 工时/min 描图 80 钻削 钻削M8-H7的螺纹底孔 机加 Z5150立式钻床 Ø7.2mm的高速钢钻头 90 铣削 铣削尺寸为5的纵槽 机加 X62K卧式铣床 Ø300mm高速钢锯齿圆周铣刀 描校 100 钻削 钻削M10-7H的螺纹底孔 机加 Z5150立式钻床 Ø9.2mm的高速钢钻头 110 铣削 铣削尺寸为5的横槽 机加 X62K卧式铣床 Ø300mm高速钢锯齿圆周铣刀 底图号 120 钻削 攻螺纹M10-7H和M8-7H 机加 Z5150立式钻床 M8YG6硬质合金丝锥 M10YG6硬质合金丝锥 130 终检 设计 (日期) 审核 (日期) 标准化 (日期) 会签 (日期) 装订号 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日 期 基于左支座零件的工艺及工装设计 1 绪论 1.1 本课题的研究内容和意义 毕业设计是高等院校学生在学完了大学所有科目，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。毕业设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产实际问题的能力，使学生进一步巩固大学期间所学的有关理论知识，掌握设计方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。 另外，这次毕业设计也是大学期间最后一项实践性教学环节。通过本次毕业设计，应使学生在下述各方面得到锻炼： 1、培养学生运用机械制造工艺学及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题。 2、能够根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。 3、进一步培养学生的识图，制图，运算和编写技术文件等基本技能。 4、熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。 5、能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等。 6、在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。 1.2 国内外的发展概况 随着机械设计自动化的不断发展，CAD/CAE/CAM一体化软件层出不穷。Pro/E也是其中比较出名的一种软件之一。此类软件的应用使得左支座零件能够的得以提高应用。近年来经济和技术发展很快，与五六十年代相比，机械制造业发生了很大的变化，各种柔性化设备和加工系统，如数控机床、加工中心积极柔性化制造系统等应运而生，而且速度发展。作为与上述柔性化设备和加工系统相配套使用的工艺装备，也必须具备高的柔性，以适应循序更换产品的需要。因此，左支座零件除应用在原有场合外，又开辟了新的应用领域。 当今世界正在发生的深刻变化，对制造业产生了深刻的影响，制造过程和制造工艺也有了新的内涵。传统制造业不断吸收电子信息、计算机、机械、材料以及现代管理技术等方面的最新技术成果，并将先进的制造技术综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及营销服务的制造全过程，实现优质、高效、清洁及灵活生产，即实现自动化‘生态化、信息化生产。21世纪的制造业呈现出高技术化、信息化、绿色化、极端化、服务增值等特点和趋势。 1.3 本课题应达到的要求 机械制造工艺学课程设计是在我们大学基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们进行课程设计之前对所学课程的一深入的综合性的连接，也是一次理论联系实际的训练。在毕业设计中，学生应独立承担一部分比较完整的设计任务，发挥学生主观能动性，创造性和积极性，注重培养学生独立的工作能力和解决问题的能力。因此，它在我的大学学习生活中占有十分重要的地位。这次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 通过毕业设计要达到的几点基本要求： ①　 具有工程绘图能力。 ②　 具有独立操作机床、加工相应难度零件的能力。 ③　 具有进行方案论证，分析比较、制定加工方案和检验研究方案的能力。 ④　 具有独立调查研究，查阅收集和综合文献资料的能力。 ⑤　 具有总结提高，撰写报告、技术总结或设计说明的能力。 35 2 零件的三维造型 对于零件的三维造型，首先需要分析CAD二维零件图纸，想象出零件空间结构。再根据具体尺寸利用CAD软件绘制零件三维造型。 图2.1 左支座零件图 图2.2 左支座三维图 1. 首先草绘一个140x140方框，并将四个角倒圆角，然后拉伸得到如图2.3所示。 2. 反向拉伸出2个定位销空和4个沉头螺栓孔可以得到如图2.4所示。 图2.3 草绘方框 图2.4 底座打孔 3. 另选个表面草绘图，然后拉伸，得到如图2.5所示。 4. 另选个表面绘制圆并拉伸，得到如图2.6所示。 图2.5 草绘三维图 图2.6 圆柱 5. 将图2.5和2.6合并并打孔，得到如图2.7所示。 图2.7 零件耳打孔 图2.8 反向拉伸出左侧沉头孔 6. 反向拉伸出Ø43mm右侧沉头孔，得到如图2.8所示。 7. 反向拉伸出右侧Ø25mm孔和Ø38mm沉头孔，得到如图2.9所示。 8. 将图2.9和图2.4合并，得到如图2.10所示。 图2.9反向拉伸出右侧的孔和沉头孔 图2.10两件组合图 9. 选择底座下表面为基准绘制一圆，然后反面拉伸，得到如图2.11所示。 10.绘出5mm的横槽和5mm的纵槽，得到如图2.12所示。 图2.11反向拉伸出Ø80mm大孔 图2.12绘出横槽和纵槽 11. 将图2.12攻螺纹M8-7H和M10-7H，得到如图2.13所示。 12. 利用render(渲染命令) 渲染出具有真实感的零件效果图。 图2.13 左支座零件三维图 图2.14 左支座零件渲染效果图 3 车床左支座零件的分析及毛坯的确定 在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。 3.1 车床左支座的作用和工艺分析 3.1.1 零件的作用 题目所给的零件是机床上的一左支座，它用螺钉通过4×Ø13mm孔连接于机架上，4×Ø10mm是定位销孔，底板4×Ø20mm大孔是固定支座的沉头螺栓孔，该零件纵横两方向上5mm的槽使80mm耳孔部分有一定的弹性，利用一端带M20螺纹（穿过于Ø21mm孔）一端于Ø25H7配合的杆件通过旋紧，便装在Ø80H9孔内的心轴定位并夹牢，松开螺栓后轴杆可转动或者滑动, 也可利用夹紧程度不同来调节孔与轴的间隙。 3.1.2 零件的工艺分析 该零件材料为HT200，球墨铸铁，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大的压力，要求耐磨的零件。 左支座共有两组加工表面,它们互相之间有一定的位置要求,现分别叙述如下: （一）以Ø80H9(+00.087)mm内孔为中心的加工表面。加工表面包括: Ø80H9(+00.087)mm孔的大端面A面以及大端的内圆倒角，Ø80H9(+00.087)mm的大端端面有表面粗糙度的要求为：Ra=3.2µm，且对Ø80H9(+00.087)mm孔的轴心线有垂直度要求为:0.03mm，四个Ø13mm的底座通孔和四个Ø20的沉头螺栓孔,以及两个Ø10的锥销孔,螺纹M8-7H的孔以及5(-02)mm的纵槽，其中主要加工表面为Ø80H9(+00.087)mm。 （二）以Ø25H7(+00.021)mm的孔加工中心的表面：这一组加工表面包括Ø21mm的通孔和Ø38mm的沉头螺栓孔以及Ø43mm的沉头孔,螺纹M10-7H的底孔以及尺寸为5(-02)mm的横槽，主要加工表面为Ø25H7(+00.021)mm。 加工的是Φ10的锥销孔是1.6um的粗糙度要求。其要求比较高，直径也比较小，直接钻不能达到其精度要求，在这里可采取钻-精铰的加工方法。 由上述分析可知，对于以上两组加工表面,可以先加工其中一组，然后再借助于专用夹具加工另一组加工表面，并且保证其位置精度。 3.2 零件毛坯的确定 3.2.1 毛坯材料的制造形式及热处理 （一）该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。故可以采取金属模机械砂型铸造成型，这样有助于提高生产率,保证加工质量。 灰铸体一般的工作条件：（1）承受中等载荷的零件。（2）磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa。 （二）灰铸铁（HT200）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。 3.2.2 毛坯结构的确定 根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的年生产纲领500件/年。由《机械加工工艺手册》可知，其生产类型为中批生产。毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造成型。又由于支座零件Ø80孔需铸出，故还应安放型芯，此外，为清除残余应力，铸造后应安排人工时效。 由《机械加工工艺手册》可知，该种铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故选取尺寸公差等级CT为10级，加工余量等级MA为G级。 铸件的分型面选择通过从基准孔轴线，且与侧面平行的面。浇冒口位置分别位于Ø80孔的上顶面。 由《机械加工工艺手册》用查表法确定参考面的总余量如表3-1所示。 表3-1 各加工表面总余量（单位：mm） 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量 说明 A面 140 G 4.0 底面，单侧加工 Ø80孔 80 H 5.0 孔降1级大侧加工 由《机械加工工艺手册》可知铸件主要尺寸的公差，如表3-2所示。 表3-2 毛坯主要尺寸及公差（单位：mm） 主要尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT A面中心距尺寸 100 4.0 104 3.2 Ø80孔 80 5.0 75 1.6 4 左支座的加工工艺设计 4.1 基准的选择 （1） 粗基准的选择 ① 余量均匀原则 在很多工件上有一些重要的表面，加工这些表面时希望它们被切去均匀的余量。 ② 保证不加工面位置正确的原则 工件上若有一些不加工的表面，它们与加工面之间也要求有一个正确的位置关系，这些位置关系有时并不直接标注在图样上，但是经过分析从图面上可以看出来，如果不注意它们，将会影响到零件的美观甚至零件的使用性能。 ③ 粗基准只能有效使用一次的原则 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯表面，其精度和表面粗糙度都较差，如果在某一个（或几个）自由度上重复使用粗基准，则不能保证两次装夹下工件与机床、刀具的相对位置一致，因而使得两次装夹下加工出来的表面之间位置精度降低。 ④ 粗基准平整光洁，定位可靠的原则 粗基准虽然是毛坯表面，但应当尽量平整光洁，无飞边，不应当选毛坯分型面或分模面所在的表面为粗基准。 （2）精基准的选择 ① 基准重合原则 应当尽量使定位基准与设计基准相重合，以避免因基准不重合而引起定位误差。 ② 基准统一原则 在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个(或一组)定位基准来定位，称为基准统一原则。 ③ 自为基准原则 当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面作为基准，称为自为基准原则。 ④ 互为基准原则 对于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基准反复加工的方法，这称为互为基准原则。 ⑤ 便于装夹原则 所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面。 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的时候，应该进行尺寸换算。Ø80孔和A面既是装配基准，又是设计基准，用它们做精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺规程路线遵循了“基准统一”的原则。此外，A面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。 由于生产类型为中批生产，故应该采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外还应降低生产成本。 （3）辅助基准的选择 选择辅助基准时应尽可能使工件安装定位方便，便于实现基准统一，便于加工。 4.2工艺设计过程中应考虑的主要问题 4.2.1 加工方法选择的原则 （1） 所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。 （2） 所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。 （3） 所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 （4） 加工方法要与生产类型相适应。 （5） 所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。 4.2.2 加工阶段的划分 为保证零件加工质量和合理地使用设备、人力，机械加工工艺过程一般可分为一下几个阶段： （1） 粗加工阶段 主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽可能接近成品。因此，此阶段应采取措施尽可能提高生产率。 （2） 半精加工阶段 完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备。 （3） 精加工阶段 保证各主要表面达到图样的全部技术要求，此阶段的主要目标是保证加工质量。 （4） 光整加工阶段 对质量要求很高的表面，应安排光整加工，以进一步提高尺寸精度和减少表面粗糙度。但一般不能用以纠正形状误差和位置误差。 通过划分加工阶段：① 可以逐步消除粗加工因余量大、切削力大等因素造成的加工误差，保证加工质量。② 可以合理使用机床设备。③ 便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合得更好。④ 可以及时发现毛坯缺陷，及时修补或决定报废，以免因继续盲目加工而造成工时浪费。 4.2.3 加工顺序的安排 零件的加工顺序包括切削加工顺序、热处理先后顺序及辅助工序。在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。 （一） 机械加工顺序的安排原则 ① 基面先行 ② 先主后次 ③ 先粗后精 ④ 先面后孔 有些表面的最后精加工安排在部装或总装工程中进行，以保证较高的配合精度。 （二）热处理工序的安排 热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于零件材料及热处理的目的。 预热处理的目的是改善材料的切削工艺性能、消除残余应力和为最终热处理作好组织准备。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的残余应力：调质一般安排在粗加工和半精加工之间进行，为最终热处理作好组织准备：时效处理用以消除毛坯制造和机械加工中生产的内应力。 最终热处理的目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性及防腐美观等。淬火及渗碳淬火、氰化、氮化等安排在精加工磨削之前进行；由于调质后零件的综合机械性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理，其工序位置安排在精加工之前进行；表面装饰性镀层、发蓝处理，安排在机械加工完毕后进行。 （三）辅助工序的安排 辅助工序主要包括：检验、清洗、去毛刺、去磁、到棱边、涂防锈油及平衡等。其中检验工序是主要的辅助工序，是保证产品质量的主要措施。除各工序操作者自检外，在关键工序之后、送往外车间之前、粗加工结束之后，精加工之前、零件全部加工结束之后，一般均安排检验工序。 4.2.4 工序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： （1） 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 （2） 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。中批及大批大量生产中，多采用工序工序分散的加工原则，生产中可以采用结构简单的专用机床和通用夹具，组织流水线生产。 4.3 左支承座的工艺路线分析与制定 4.3.1 工序顺序的安排的原则 （1） 对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准。 （2） 按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面。 （3） 在重要表面加工前应对精基准进行修正。 （4） 按“先主后次，先粗后精”的顺序。 （5） 对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工。 4.3.2 工艺路线分析及制定 （1）工艺路线方案一： 工序一：铸造。 工序二：时效、退火。 工序三：粗铣、精铣削Ø 80H9(+00.087)mm孔的大端端面。 工序四：粗镗、精镗Ø 80H9(+00.087) mm内孔，以及倒2×45°的倒角。 工序五：钻削底板上的4- Ø13mm的通孔，锪4-Ø20mm的沉头螺栓孔。 工序六：钻削Ø21mm的通孔，扩、铰孔Ø25H7(+00.021) mm，锪沉头螺栓孔Ø38mm 和沉头孔Ø43mm。 工序七：铣削尺寸为5mm的纵槽。 工序八：钻削M10-7H和M8-7H的螺纹底孔。 工序九：铣削尺寸为5mm的横槽。 工序十：攻螺纹M10-7H和M8-7H。 工序十一：终检。 （2） 工艺路线方案二 工序一：铸造。 工序二：时效、退火。 工序三：粗镗、精镗孔Ø 80H9(+00.087) mm孔的内圆。 工序四：粗铣、精铣Ø 80H9(+00.087) mm的大端端面。 工序五：镗Ø 80H9(+00.087) mm大端处的2×45°倒角。 工序六：钻4-Ø13mm的通孔，锪Ø 20mm的沉头螺栓孔。 工序七：铣削尺寸为5mm的纵槽。 工序八：钻削通孔Ø 21mm，扩、铰孔Ø 25H7(+00.021) mm,锪沉头螺栓孔Ø 38mm 和沉头孔Ø 43mm。 工序九：钻削M10-7H和M8-7H的螺纹底孔。 工序十：铣削尺寸为5mm的横槽。 工序十一：攻螺纹M10-7H和M8-7H。 工序十二：终检。 （3） 工艺方案分析 工艺方案路线二：本路线是先加工孔后加工平面，再以加工后的平面来加工孔。这样减少了工件因为多次装夹而带来的误差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因铸造原因引起的圆柱R55mm的底端不平整，则容易引起Ø80H9(+00.087)mm的孔在加工过程中引偏。使Ø80H9(+00.087)mm的内孔与R55mm的圆柱的同心度受到影响，造成圆筒的局部强度不够而引起废品。工艺路线方案一则是先加工平面再加工孔。本工艺路线可以减小Ø80H9(+00.087)mm的孔与底座垂直度误差，以及Ø80H9(+00.087)mm与R55mm圆柱的同心度，使圆筒的壁厚均匀外，还可以避免工艺路线二所留下的部分缺陷（即：工艺路线二中的工序六加工后再加工下面的工序的话，会由于工序六降低了工件的刚度，使后面的加工不能保证加工质量和加工要求）。 （4） 工艺方案的确定 由上述分析，工艺路线一优于工艺路线二，可以选择工艺路线一进行加工，在工艺路线一中也存在问题，粗加工和精加工放在一起也不能保证加工质量和加工要求，所以我们得出如下的工艺路线： 工艺路线三： 工序一：铸造。 工序二：时效、退火。 工序三：粗铣Ø80H9(+00.087)mm孔的大端端面。 工序四：粗镗Ø80H9(+00.087) mm内孔。 工序五：精铣Ø80H9(+00.087) mm孔的大端面。 工序六：精镗Ø80H9(+00.087) mm内孔，以及Ø80H9(+00.087) mm大端处的倒角2×45°。 工序七：钻削Ø80H9(+00.087) mm大端的4-Ø13mm的通孔，锪沉头螺栓孔4-Ø20mm。 工序八：钻削锥销孔2-Ø10mm的底孔。 工序九：钻削通孔Ø21mm，扩、铰孔Ø25H7(+00.021) mm。 工序十：锪削沉头螺栓孔Ø43mm和沉头孔Ø36mm。 工序十一：铣削尺寸为5mm的纵槽，铣削尺寸为5mm的横槽。 工序十二：钻削M8-7H和M10-7H的螺纹底孔。 工序十三：攻螺纹M10-7H和M8-7H。 工序十四：终检。 看上去此工艺路线已经没有什么问题了，也可以用了，但是这条工艺路线也存在缺陷，比如说工序四处的加工其基准的选择和定位都成问题，因为Ø80H9(+00.087)mm的小端没有经过加工不能作为基准，而且用芯轴定位的话限制的自由度也不够，会造成不完全定位或欠定位，会影响加工精度。以及Ø80H9(+00.087)mm的表面质量要求较高可以留较小的余量给最后的珩磨，以保证表面加工质量。 工艺路线四： 工序一：铸造。 工序二：时效、退火。 工序三：粗铣Ø80H9(+00.087)mm孔的大端端面，粗基准为R55外圆，选用X52K立式升降铣床和专用夹具。 工序四：粗镗Ø80H9(+00.087)mm内孔，基准为Ø80H9(+00.087)mm孔的轴心线，选用X620卧式升降铣床和专用夹具。 工序五：精铣Ø80H9(+00.087)mm孔的大端面，基准为Ø80H9(+00.087)mm内圆，选用X52K立式升降台铣床和专用夹具。 工序六：精镗Ø80H9(+00.087)mm内孔，以及Ø80H9(+00.087)mm大端处的倒角2×45°，基准为Ø80H9(+00.087)mm孔的小端端面，选用T611卧式镗床和专用夹具。 工序七：钻削4-Ø13mm的通孔，锪沉头螺栓孔4-Ø20mm，基准为Ø80H9(+00.087)mm内圆，选用Z5150立式钻床和夹具。 工序八：钻削Ø21mm的通孔，扩、铰孔Ø25H7(+00.021)mm，锪铰Ø36mm的沉头螺栓孔，基准为Ø80H9(+00.087)mm孔大端端面，选用Z3080卧式钻床和专用夹具。 工序九：锪削沉头孔Ø43mm。基准为孔Ø80H9(+00.087)mm的大端端面，选用Z5150立式钻床和专用夹具。 工序十：钻削M8-7H的螺纹底孔，基准为Ø80H9(+00.087)mm内圆，选用Z5150立式钻床和专用夹具。 工序十一：铣削尺寸为5mm的纵槽。基准为Ø80H9(+00.087)mm内圆，选用X62K卧式铣床和专用夹具。 工序十二：钻削M10-7H的螺纹底孔。基准为Ø80H9(+00.087)mm大端端面，选用Z5150立式钻床和专用夹具。 工序十三：铣削尺寸为5mm的横槽，基准为Ø80H9(+00.087)mm大端端面，选用X62K卧式铣床和专用夹具。 工序十四：珩磨Ø80H9(+00.087)mm的内圆，基准为孔Ø80H9(+00.087)mm的大端端面。 工序十五：攻螺纹M10-7H和M8-7H，选用Z5150立式钻床和专用夹具。 工序十六：终检。 4.4 机械加工余量 在机械加工过程中，为改变工件的尺寸和形状而切除的金属厚度成为加工余量。为完成某一道工序所必须切除的金属层厚度，称为工序余量。由毛坯变成成品的过程中，在某加工表面上所切除的金属层总厚度， 称为总余量。 4.4.1 影响加工余量的因素 在讨论影响加工余量的因素时，应首先研究影响最小加工余量的因素。影响最小加工余量的因素较多，现将主要影响因素分单项介绍如下。（1）前工序形成的表面粗糙度和缺陷层深度（Ra和Da）为了使工件的加工质量逐步提高，一般每到工序都应切到待加工表面以下的正常金属组织，将上道工序形成的表面粗糙度和缺陷层切掉。（2）前工序形成的形状误差和位置误差（△x和△w）当形状公差、位置公差和尺寸公差之间的关系是独立原则时，尺寸公差不控制形位公差。此时，最小加工余量应保证将前工序形成的形状和位置误差切掉以上影响因素中的误差及缺陷，有时会重叠在一起，但为了保证加工质量，可对各项进行简单叠加，以便彻底切除。 上述各项误差和缺陷都是前工序形成的，为了能将其全部切除，还要考虑本工序的装夹误差的影响。 综上所述，影响工序加工余量的因素可归纳为下列几点： ① 前工序的工序尺寸公差 ② 前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层深度 ③ 前工序形成的形状误差和位置误差 ④ 本工序的装夹误差 4.4.2 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 左支座零件的材料是HT200，抗拉强度为195Mpa-200Mpa，零件的毛坯质量为6.5kg。零件的生产类型是中批生产；参考《机械加工工艺简明手册》李益民编（哈尔滨工业大学），P8表1.3-1毛坯的制造方法及其工艺特点，选择“左支座”零件的毛坯制造类型选择为金属模机械砂型铸造成型。 由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如下： （1）Ø80H9(+00.087)mm大端其加工尺寸为140mm×140mm的平面。保证高度尺寸100mm。此尺寸是自由尺寸表面粗糙度值Ra=3.2µm，需要精加工。根据《机械加工工艺简明手册》李益民，P8表1.3-1成批生产铸件机械加工余量等级，可得：金属模机械砂型铸造成型的灰铸铁加工余量等级可取8～10级我们取9级，加工余量MA取G级。平面的加工余量，可根据表2.2-4铸件机械加工余量，可得2.5mm的加工余量。铸件尺寸公差可得1.8mm的铸造尺寸公差。 （2）Ø80H9(+00.087)mm孔内表面，其加工长度为100mm，表面粗糙度值Ra=1.6µm.需要精铰和珩磨。查《机械加工工艺简明手册》李益民，P38表2.2-1铸件尺寸公差可得1.6mm的铸造尺寸公差。P39表2.2-4铸件机械加工余量，可得2.5mm的加工余量。 （3）4个Ø80H9(+00.087)mm孔大端端面螺栓孔。只需要钻底孔和锪沉头孔即可。则加工余量为： 钻削Ø13mm的通孔 双边加工余量2Z＝13mm 锪沉头孔Ø20mm 双边加工余量2Z＝7mm （4）内表面Ø21mm、Ø25H7 (+00.021)mm、Ø38mm和Ø43mm的加工余量，这些内表面中有些需要多次加工才才能完成。加工余量分别为： 钻削Ø21mm的通孔 双边加工余量2Z＝21mm Ø25H7(+00.021)内表面： ① Ø21mm扩孔到Ø24.7mm 双边加工余量2Z＝3.7mm ② Ø24.7mm铰孔到Ø24.9mm 双边加工余量2Z＝0.2mm ③ Ø24.9mm珩磨到Ø25H7(+00.021) mm 双边加工余量2Z＝0.1mm Ø38mm的沉头孔，可以一次性锪成型 则双边加工余量2Z＝13mm Ø43mm的沉头孔，也可以一次性加工出来 则双边加工余量2Z＝22mm （5）尺寸为5-02mm的纵槽，可以一次性铣削成型。 则双边加工余量2Z＝5mm。 尺寸为5-02mm的横槽，也可以一次性铣削成型。 则双边加工余量2Z＝6mm。 （6）M10-7H和M8-7H 2个螺纹孔，机加工车间只需要加工螺纹的底孔，攻螺纹的工作可以放在钳工室。则： ① M10-7H的底孔加工的直径为Ø8.7mm 双边加工余量2Z＝8.7mm 攻丝M10-7H 双边加工余量2Z＝1.3mm ② M8-7H的底孔加工直径为Ø7.2mm 双边加工余量2Z＝7.2mm 攻丝M8-7H 双边加工余量2Z＝0.8mm （7）内孔Ø80H9(+00.087)mm的加工余量计算： ① 内孔Ø80H9(+00.087)mm为9级加工精度，铸件的毛坯重量约为6.5Kg。《机械加工工艺简明手册》李益民，P39表2.2-4铸件机械加工余量可以得到内圆的单边加工余量为Z＝2.5 mm。机械加工工艺简明手册》李益民，P38表2.2-1铸件公差，可得：IT＝1.6 mm。 ② 珩磨加工余量：查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P496表2.3-51珩磨的加工余量，可得：珩磨的单边加工余量Z＝0.05mm。 ③ 精镗加工余量：查《机械加工工艺手册》李洪主编，P495表2.3-48扩孔、镗孔、铰孔的加工余量Z＝1.5mm～2.0mm。查《机械加工工艺手册》孟少农主编，第2卷P11-45表11.4-2卧式镗床的加工公差，可得：IT＝±0.02mm～±0.05mm。这里取±0.02mm（入体方向）。 ④ 粗镗加工余量：除珩磨的加工余量和精镗的加工余量剩下的余量都给粗镗。查《机械加工工艺手册》孟少农主编，第2卷P11-45表11.4-2卧式镗床的加工公差，可得IT＝±0.1mm～±0.3mm，我们这里取±0.1mm（入体方向）。 左支座铸件毛坯图见毛坯图： 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此规定都有加工公差，所以规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上的加工余量有最大及最小之分。 由于本次设计规定的零件为大批大量生产，应该采用调整法加工。因此在计算最大、最小加工余量时应该按照调整法加工方式予确定。由此可知： 毛坯的名义尺寸：80-2.5×2＝75mm 毛坯的最大尺寸：75+0.8＝75.8mm 毛坯的最小尺寸：75-0.8＝74.2mm 粗镗后最小尺寸：80-1.5×2＝77mm 粗镗后最大尺寸：77+0.1＝77.1mm 精镗后最小尺寸：80-0.05×2＝79.9mm 精镗后最大尺寸：79.9＋0.02＝79.92mm 珩磨后尺寸与零件图纸尺寸相同，即：Ø80H9(+00.087)mm 表4-1 Ø80H9(+00.087)mm孔的加工余量计算表（单位：mm） 工序 加工尺寸公差 铸件毛坯 Ø80H9(+00.087) mm 粗镗 精镗 珩磨 加工前 小 74.2 77 79.8 大 75.8 77.1 79.82 加工后 小 74.2 77 79.8 80 大 75.8 77.1 79.82 80.087 加工余量 （单边余量） 2.5 大 1.8 1.41 0.1435 小 0.6 1.25 0.1 加工公差（单边） 1.6/2 0.2/2 0.04/2 0.087/2 4.5 确定切削用量及基本工时 4.5.1 工序一：粗铣Ø80H9(+00.087) mm孔大端端面 （1）粗铣Ø80H9(+00.087)mm孔大端端面 本工序采用计算法确定切削用时 ① 加工条件： 加工材料：HT200。 加工要求：粗铣孔Ø80H9(+00.087)mm的大端端面。 机床和夹具：X52K立式升降台铣床和专用夹具（类式于长三抓卡盘），用R55mm的外圆柱面为基准。 刀具：材料为YG6，D=160mm, L=45mm, d=50mm, Z=16, β＝10°，γ1＝15°，αn＝12°。查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P1076表4.4-2常用铣刀参考几何角度和表4.4-4镶齿套式面铣刀，可得以上的参数，刀具耐用度T＝10800 s。 ② 计算切削用量 确定Ø80H9mm大端端面最大加工余量，已知毛坯长度方向的加工余量Z＝2.5±0.9mm，考虑3°的拔模斜度，则毛坯长度方向的加工余量Z＝7.1mm。但是实际上此平面还要进行精铣所以不用全部加工，留1.5mm的加工余量给后面的精加工。因此实际大端端面的 加工余量可以按照Z=5.6mm计算。可以分两次加工则每次加工的加工余量Z＝2.8mm。铣削的宽度为140mm，则可以分两次加工，Ø80H9mm孔的小端端面在铸造时也由留了3°的拔模斜度，所以也留了加工余量Z＝3mm。长度方向的加工按照IT＝12级计算，则取0.4 mm的加工偏差（入体方向）。 确定进给量f：查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P580表2.4-73端铣刀（面铣刀）的进给量，由刀具材料为YG6和铣床功率为7.5KW，可取：f=0.14～0.24 mm/z，这里取0.2 mm/z 计算切削速度：查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P621表2.4-96各种铣削速度及功率的计算公式： v＝ 其中：Kv＝KmvKtvKsvKaevKyvKkrvKvKov，查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P612表2.4-94工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力和切削功率修正系数，可得： Kmv＝1.0，Ktv＝1.0，Ksv＝1.0，Kaev＝1.05，Kyv＝1.0，Kkrv＝0.86，Kv＝1.0，Kov＝0.8 则： Kv＝Kmv Ktv Ksv Kaev Kyv Kkrv Kv Kov＝1.0×1.0×1.0×1.05×1.0×0.86×1.0×0.8＝0.7224。 则切削速度为： V＝＝ ＝0.994 m／s ＝59.64 m／min≈1m/s 计算主轴转速： n＝＝V＝＝118.65 r／min 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P905表3.1-74铣床（立式、卧式、万能）主轴转速，与118.65 r/min相近的转速有118 r/min和150 r/min，取118 r/min，若取150 r/min则速度太大。 则实际切削速度： v＝＝59.31m／min≈0.99m/s 计算切削工时： 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P698表2.5-10铣削机动时间的计算，可得： t＝＝ 其中当≤0.6时，l＝+（1～3），这里＝0.4375， 则：l1＝+（1～3）＝82mm，l2＝2～5mm取4mm。l＝140mm。 fmz＝0.2×16×118＝377.6 mm/min走刀次数i=1。查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P905表3.1-75铣床(立式、卧式 、万能)工作台进给量，可取375mm/min。 t＝＝＝0.60min 计算机床切削力：查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P624表2.4-97圆周分力Fz的计算公式，可得： Fz＝9.81×54.5×ap0.9af0.74ae1.0×z×d-01kFz 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版）P612表2.4-94工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数，可得kFz＝1.0，则： Fz＝9.81×54.5×ap0.9af0.74ae1.0×z×d-01kFz ＝9.81×54.5×2.80.90.20.74701.0×16×160-1×1.0＝2873.2N 验证机床切削功率： 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P621表2.4-96各种铣削切 削速度及功率计算公式，可得： Pm=167.9×10-5 ap0.9af0.74ae1.0×z×n×kPm 其中：KPm=KmPmKaePmKkrPmKroPmKvPm，查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P612表2.4-94工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数和表2.4-95其他使用条件改变时切削速度、切削力及切削功率修正系数，可得： KmPm＝1.0，KaePm＝0.8，KkrPm＝1.14，KroPm＝0.79，KvPm＝1.0， 则: KPm=KmPmKaePmKkrPmKroPmKvPmKkrv＝1.0×0.8×1.14×0.79×1.0＝0.72048 则机床切削功率为： Pm=(167.9×10-5×2.80.9×0.20.74×701.0×16×118×0.72048)/60＝2.05KW 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P903表3.14-73铣床（立式、卧式、万能）参数，可得X52K铣床的电机总功率为9.125KW，主电机总功率为7.5KW，所以机床的功率足够可以正常加工。 验证机床进给系统强度：已知主切削力Fz＝2873.2N。查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P626表2.4-98各种铣刀水平分力、垂直分力、轴向力与圆周分力的比值，可得：ae＝（0.4～0.8）mm/z，af＝（0.1～0.2）mm/z，不对称铣刀铣削顺铣，水平分力FL / Fz＝（0.15～0.3），Fv / Fz＝（0.9～1.0），Fx / Fz＝（0.5～0.55）。则取： FL＝0.2 Fz＝0.2×2873.2＝574.64N， Fv＝0.9 Fz＝0.9×2873.2＝2585.88N， Fx＝0.5 Fz＝0.5×2873.2＝1436.6N。 查取机床工作台的摩擦系数μ＝0.1可得切削刀具在纵向进给方向对进给机构的作 力F ： F＝FL +μ（Fz + Fx + Fv）＝574.64+0.1（2873.2+2585.88+1436.6） ＝574.64＋689.568＝1264.208N 而机床纵向进给机构可以承受的最大纵向力为3530KN，故机床进给系统可以正常工作。 4.5.2 工序二 粗镗Ø80H9（+00.087）mm内孔 选用T611卧式镗床和专用夹具。 刀具：材料为W18Cr4V，B＝16mm,H＝16mm,L＝200mm,l＝80mm,d＝16mm,Kr＝60°。参考《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P1064表4.3-63镗刀可以得刀以上数据。 确定Ø80H9mm的最大加工余量,已知毛坯厚度方向的加工余量为Z＝2.5mm±0.8mm,考虑3°的拔模斜度，则厚度方向上的最大加工余量是Zmax＝8.54mm，由于后面要精镗核珩磨则加工余量不必全部加工，留给后面的精镗的加工余量Z＝1.5mm，珩磨的加工余量留Z＝0.05mm。则加工余量可以按照Z＝6.94mm，加工时分两次加工，每次加工的镗削余量为Z＝3.5mm。查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P573表2.4-66镗刀时的进给量及切削速度，可得进给量f＝0.35～0.7mm/r，切削速度v＝0.2～0.4m/s。参考《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P884表3.1-42卧式镗床主轴进给量，取进给量f＝0.4mm/r，切削速度v＝0.3 m/s＝18 m/min。 则主轴的转速n： n＝ ＝＝71.4 r/min 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P884表3.1-41卧式镗床的主轴转速，可得与76.4 r/min相近的转速有80 r/min核64 r/min，取80 r/min，若取64 r/min则速度损失太大。 则实际切削速度: v＝＝18.85 m/min 计算镗削加工工时： t＝＝ 其中：；l2=3～5mm；l3=0。则镗削时间为： t＝＝＝7.432 min 4.5.3 工序三 精铣Ø80H9（+00.087）mm大端端面 机床和夹具：X52K立式升降台铣床专用夹具（类式于长三抓卡盘），以Ø80H9的内孔面为基准。 刀具：材料为YG6，D=160mm,L=45mm,d=50mm,Z=16,β＝10°，γ1＝15°，αn＝12°。查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P表4.4-2常用铣刀 参考几何角度和表4.4-4镶齿套式面铣刀。可得以上的参数。刀具耐用度T＝10800 s 铣削深度ap=1.5mm，铣削宽度为：140mm可以分两次切削。 去定进给量f：查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P580表2.4-73端铣刀（面铣刀）的进给量，有刀具的材料为YG6和铣床的功率为7.5KW，可得：进给量分f＝0.2～0.3mm/z，此处取0.3mm/z。 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P588表2.4-81硬质合金端铣刀（面铣刀）铣削用量可得：v＝2.47 m/s＝148.2 m/min。则主轴转速为： n＝ ＝＝295 r/min 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P905表3.14-74铣床（立式、卧式、万能）主轴转速，与295 r/min相近的转速有235 r/min和300 r/min。取300 r/min，若取235 r/min。则速度损失太大。 则实际切削速度为 v＝＝150.8 m/min 实际进给量为： f＝16×300×0.2＝960mm/min 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P表3.1-75铣床（立式、卧式、万能）工作台进给量，可取：f实＝950mm/min , af＝＝0.198 mm/z。 计算铣削工时： 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P698表2.5-10铣削机动时间的计算，可得： t＝ 其中当≤0.6时，l1＝+(1～3)，这里 ＝0.4375。 则: l＝140mm，l1＝+(1～3)＝82mm； l2=2～5mm； 取5mm。 则： t＝＝＝0.476min 4.5.4 工序四 精镗Ø80H9（+00.087）mm内孔 选用T611卧式镗床和专用夹具（弹簧心轴），以孔Ø80H9的大端端面为基准。 刀具：参考《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P1064表4.3-63镗刀，可以选择B=12mm, H=16mm, L=80, d=12mm, Kr＝45°。刀具材料为YG8。 确定进给量,查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P573表2.4-66镗刀及切削速度，可得：进给量f＝0.15～0.25 mm/r，切削速度v＝2.04 m/s。参考《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P884表3.1-42卧式镗床主轴进给量，取进给量f＝0.19 mm/r。 切削速度： v＝2.04 m/s＝122.4 m/min 计算主轴转速： v＝＝v＝＝497 r/min 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P884表3.1-41卧式镗床主轴转速，可得与497 r/min相近的转速有400 r/min和500 r/min，取500 r/min。若取400 r/min则速度损失太大。 则实际切削速度： v＝=123.2 m／min 计算切削时间： 查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P674表2.5-3车削和镗削的机动时间计算，可得： t＝＝ 其中：l＝100mm，：＝3mm；l2=3～5mm；l3=0。 则镗削时间为： t＝＝1.14 min 4.5.5 工序五 钻削4-Ø13mm的通孔，锪沉头螺栓孔4-Ø20mm 选用Z5150立式钻床和专用夹具，以Ø80H9(+00.087)mm内圆为基准。 （1）钻削4-Ø13mm的通孔 选用Z5150立式钻床和专用夹具。 刀具：材料为Ø13mm的YG6硬质合金钻头 切削深度ap：ap=6.5mm 进给量f：根据《机械加工工艺手册》，取f=0.3mm/r 切削速度V：参照《机械加工工艺手册》，取V=0.45m/s 机床主轴转速n：，取n=700r/min 实际切削速度V，： 被切削层长度l：l=20mm 刀具切入长度l1： 刀具切出长度l2： 取 走刀次数i：i=1 机动时间tj： （2）锪沉头螺栓孔4-Ø20mm 机床：Z5150立式钻床和专用夹具 刀具：Ø20mm的高速钢锪孔钻 切削深度ap：ap=3.5mm 进给量f：根据《机械加工工艺手册》，取f=0.25mm/r 切削速度V：参照《机械加工工艺手册》，取V=0.4mm/s 机床主轴转速n：，取n=400r/min 实际切削速度： 被切削层长度l： 刀具切入长度l1： 刀具切出长度l2：l2=1～4mm 取l2=3mm 走刀次数i：i=1 机动时间t j： 4.5.6 工序六 钻削Ø21mm的通孔，扩、铰孔Ø25H7(+00.021)mm，锪削Ø38mm的沉头螺栓孔 选用Z5150立式钻床和专用夹具，以Ø80H9(+00.087)mm孔大端端面为基准。 （1）钻削Ø21mm的通孔 机床：Z5150立式钻床和专用夹具 刀具：Ø21mm的高速钢钻头 切削深度ap：ap=10.5mm 进给量f：根据《机械加工工艺手册》，取f=0.25mm/r 切削速度V：参照《机械加工工艺手册》，取V=0.4m/s 机床主轴转速n：，取n=400r/min 实际切削速度： 被切削层长度l： 刀具切入长度l1： 刀具切出长度l2：l2=1～4mm 取l2 = 3mm 走刀次数i：i=1 机动时间t j： （2）扩孔Ø25H7(+00.021)mm 机床：Z5150立式钻床和专用夹具 刀具：Ø24.7mm的高速钢扩孔钻 切削深度ap：ap=1.85mm 进给量f：根据《机械加工工艺手册》，取f=0.25mm/r 切削速度V：参照《机械加工工艺手册》，取V=0.4m/s 机床主轴转速n：，取n=300r/min 实际切削速度： 被切削层长度l： 刀具切入长度l1： 刀具切出长度l2：l2=0 走刀次数i：i=1 机动时间t j： （3）铰孔Ø25H7(+00.021)mm 机床：Z5150立式钻床和专用夹具。 刀具：Ø25mm的高速钢铰刀 切削深度ap：ap=0.15mm 进给量f：根据《机械加工工艺手册》,取f=0.2mm/r 切削速度V：参照《机械加工工艺手册》，取V=1m/s 机床主轴转速n：，取n=800r/min 实际切削速度： 被切削层长度l： 刀具切入长度l1： 刀具切出长度l2：l2=0 走刀次数i：i=1 机动时间t j： （4）锪削Ø38mm的沉头螺栓孔 机床：Z5150立式钻床 刀具：Ø38mm的高速钢锪孔钻 切削深度ap：ap=6.65mm 进给量f：根据《机械加工工艺手册》，取f=0.2