CA6140杠杆课程设计说明书

课程设计说明书

课程名称： 机械制造工艺学 题目名称： CA6140车床杠杆设计 班 级：2007 级 机电专业 一 班

姓 名： 笑嘻嘻

学 号： 0740614231

指导教师： 笑嘻嘻 评定成绩： 教师评语：

指导老师签名：

2010年 12 月 15

日湖南农业大学机械制造工艺学课程设计 2

目录

1、绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2 杠杆加工工艺规程设计 ...................................... 4 2.1零件的分析 .......................................... 4 2.1.1零件的作用 ..................................................................................................... 4 2.1.2零件的工艺分析 ........................................................................................... 4 2.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 ... 5 2.2.1确定毛坯的制造形式 ................................................................................ 5 2.2.2基面的选择 ..................................................................................................... 5 2.2.3确定工艺路线 ................................................................................................ 5 2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ........................... 7 2.2.5确定切削用量 ................................................................................................ 7 2.6确定基本工时 ................................................................................................... 18 3、小结 ................................................ 23

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1、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。

夹具的基本结构及夹具设计的内容：

按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类: (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)； (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)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,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：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。

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2 杠杆加工工艺规程设计

2.1零件的分析

2.1.1零件的作用

题目给出的零件是CA6140的杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。

2.1.2零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下： （1）主要加工面：

0.0231）小头钻Φ250以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔； 0.10.12）钻Φ12.70锥孔及铣Φ12.70锥孔平台；

3）钻2—M6螺纹孔；

4）铣杠杆底面及2—M6螺纹孔端面。 （2）主要基准面：

1）以Φ45外圆面为基准的加工表面

0.023这一组加工表面包括：Φ250的孔、杠杆下表面 0.0232）以Φ250的孔为中心的加工表面

0.10.1这一组加工表面包括：Φ14阶梯孔、M8螺纹孔、Φ12.70锥孔及Φ12.700.1锥孔平台、2—M6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺纹孔和Φ12.70锥

孔平台。

杠杆的Φ25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下： 本套夹具中用于加工Φ25孔的是立式钻床。工件以Φ25孔下表面及Φ45孔外圆面为定位基准，在定位块和V型块上实现完全定位。加工Φ25时，由于孔表面粗糙度为Ra1.6m。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。

本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工Φ12.7是立式铣床。工件以

0.023

孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全250定位。加工表面：包括粗精铣宽度为30mm的下平台、钻Ф12.7的锥孔，由于30mm的下平台的表面、孔表面粗糙度都为Ra6.3m。其中主要的加工表面是孔Ф12.7，要用Ф12.7钢球检查。

本套夹具中用于加工与Φ25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。工件以

0.023孔及其下表面和宽度为30mm的下平台作为定位基准，在大端面长圆柱250销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工M8螺纹底孔时，先用Φ7麻花钻钻

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孔，再用M8的丝锥攻螺纹。

2.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施

2.2.1确定毛坯的制造形式

零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，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。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。

2.2.2基面的选择

（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个V形块支承45圆的外轮廓作主要定位，以z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工Φ25的孔。

（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用Φ25的孔作为精基准。

2.2.3确定工艺路线

表2.1工艺路线方案一

工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 工序7 工序8

粗精铣Φ25孔下表面

0.023钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф250mm

粗精铣宽度为30mm的下平台 钻Ф12.7的锥孔

加工M8螺纹孔，锪钻Ф14阶梯孔 粗精铣2-M6上端面

钻2-M6螺纹底孔孔，攻螺纹孔2-M6 检查

表2.2工艺路线方案二

工序1 工序2 工序3 工序4

粗精铣Ф25孔下表面

0.023钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф250mm

粗精铣宽度为30mm的下平台 钻Ф12.7的锥孔

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工序5 工序6

粗精铣2-M6上端面

钻2-Ф5孔，加工螺纹孔2-M6

续表2.2

工序7 工序8

加工M8螺纹孔，锪钻Ф14阶梯孔 检查

工艺路线的比较与分析：

第二条工艺路线不同于第一条是将“工序5钻Ф14孔，再加工螺纹孔M8”变为“工序7粗精铣M6上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。 以Ф25mm的孔子外轮廓为精基准，先铣下端面。再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面， 再“钻Ф14孔，加工螺纹孔M8”不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可行。

从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表2.3所示。

表2.3 最终工艺过程

工序1

粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是3.2选用立式升降台铣床X52K。

工序2

加工孔Φ25。钻孔Φ25的毛坯到Φ22mm；扩孔Φ22mm

0.023到Φ24.7mm；铰孔Φ24.7mm到Ф250mm。保证粗

糙度是1.6采用立式钻床Z535。采用专用夹具。

工序3

粗精铣宽度为30mm的下平台，仍然采用立式铣床X52K，用组合夹具。

工序4

钻Ф12.7的锥孔，采用立式钻床Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。

工序5

加工螺纹孔M8，锪钻Ф14阶梯孔。用组合夹具，保证与垂直方向成10゜。

工序6

粗精铣M6上端面 。用回转分度仪加工，粗精铣与水平成36゜的台肩。用卧式铣床X52K，使用组合夹具。

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工序7

钻2-M6螺纹底孔、攻2-M6螺纹用立式钻床Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具

工序8

检查

2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

杠杆的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：。

毛坯与零件不同的尺寸有：(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献[14]的铣刀类型及尺寸可知选用6mm的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为0.5mm。

1）加工Φ25的端面，根据参考文献[8]表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。

2）对Φ25的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求1.6。可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可达到要求。

3）加工宽度为30mm的下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求Ra6.3m，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是2.5mm。

4）钻锥孔Φ12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用Φ12的钻头，切削深度是2.5mm。

5）钻Ф14阶梯孔，由于粗糙度要求Ra3.2m，因此考虑加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15就可达到要求。

6）加工M8底孔，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。

7）加工2-M6螺纹，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。

8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。

2.2.5确定切削用量

工序1：粗、精铣25孔下平面 （1）粗铣25孔下平面 工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K立式铣床。 查参考文献[7]表30—34

YT15，D100mm ，刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：齿数Z8，

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此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=1.9mm 所以铣削深度ap：ap1.9mm

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4-75，取af0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献[7]表30—34，取V1.33m/s。

1000V机床主轴转速n：n 式（2.1）

d式中 V—铣削速度； d—刀具直径。

由式2.1机床主轴转速n：

1000V10001.3360n2r/min

d3.14100按照参考文献[3]表3.1-74 n300r/min 实际铣削速度v：vdn10003.141003001.57m/s

100060进给量Vf：VfafZn0.128300/604.8mm/s 工作台每分进给量fm：fmVf4.8mm/s288mm/min

a：根据参考文献[7]表2.4-81,a40mm

（2）精铣25孔下平面 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K立式铣床。 参考文献[7]表30—31

刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D100mm ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm 铣削深度ap：ap0.1mm

每齿进给量af：根据参考文献[7]表30—31，取af0.08mm/Z 铣削速度V：参照参考文献[7]表30—31，取V0.32m/s 机床主轴转速n，由式（2.1）有：

1000V10000.3260n61r/min

d3.14100按照参考文献[7]表3.1-31 n75r/min 实际铣削速度v：vdn10003.14100750.4m/s

100060进给量Vf，由式（1.3）有：VfafZn0.151275/602.25mm/s

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工作台每分进给量fm： fmVf2.25mm/s135mm/min

工序2：加工孔Φ25到要求尺寸

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为25mm，公差为H7，表面粗糙度Ra1.6m。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——Φ22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔——Φ25mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。

（1）确定钻削用量

1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-10可查出

f表0.47~0.57mm/r，由于孔深度比l/d030/221.36，klf0.9，故f表(0.47~0.57)0.90.42~0.51mm/r。查Z535立式钻床说明书，取

f0.43mm/r。

根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量f'1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax15690N（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量f\"1.8mm/r。

由于所选进给量f远小于f'及f\"，故所选f可用。

2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm 根据表28-15，由插入法得：

v表17m/min，F表4732N T表51.69NM，Pm表1.25kW由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表28-3，kMv0.88，klv0.75，故

v'表17m/min0.880.7511.22(m/min) 1000v'表100011.22mm/minn162r/min

d022mm'查Z535机床说明书，取n195r/min。实际切削速度为： dn22mm195r/minv014m/min

10001000由表28-5，kMFkMT1.06，故

F4732N1.065016(N) T51.69Nm1.06.8Nm

3）校验机床功率 切削功率Pm为

P（n/n')kMM mPm表1.25kW(195/246)1.061.05kW

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机床有效功率

P'EPE4.5kW0.813.65kWPm

故选择的钻削用量可用。即

d022mm，f0.43mm/r，n195r/min，v14m/min

相应地

F5016N，T.8Nm，Pm1.05kW

（2）确定扩孔切削用量

1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-31，

f表（0.70.8）mm/r0.7=0.490.56mm/r。根据Z535机床说明书，取

f=0.57mm/r。

2）确定切削速度v及n 根据参考文献[7]表28-33，取v表25m/min。修正系数：

kmv0.88，kapv1.02(根据apRap24.722/1.50.9) 2故 v'表25m/min0.881.02m11. 22/minn'1000v'表（/d0)

100011m.2m2286r/min/min/(mm24

查机床说明书，取n275r/min。实际切削速度为

vd0n103

24.m7m27r5/mi3n10

21.m3/min（3）确定铰孔切削用量

1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-36，f表1.3~2.6mm，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取f1.6mm/r。

2）确定切削速度v及n 由参考文献[7]表28-39，取v表8.2m/min。由 参考文献[7]表28-3，得修正系数kMv0.88，kapv0.99

(根据apRap2524.7/0.1251.2) 2故 v'表8.2m/min0.880.99m7. 14/minn'1000v'表/(d0)

10007.14(m/min)/(25mm)91.5r/min

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查Z535说明书，取n100r/min，实际铰孔速度

vd0n103

3mm100r/min10 25m7.8 /min（4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：d022mm，f0.43mm/r，n195r/min，v14m/min 扩孔：d024.7mm，f0.57mm/r，n275r/min，v21.3m/min 铰孔：d025mm，f1.6mm/r，n100r/min，v7.8m/min

工序3：粗精铣宽度为30mm的下平台 （1）粗铣宽度为30mm的下平台 加工条件：

工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K立式铣床。 查参考文献[7]表30—34

YT15，D100mm ，刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：齿数Z8，

此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度ap：ap2mm

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4-75，取af0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献[7]表30—34，取V1.33m/s。 由式2.1得机床主轴转速n： 1000V10001.3360n2r/min

d3.14100按照参考文献[3]表3.1-74 n300r/min 实际铣削速度v：vdn10003.141003001.57m/s

100060进给量Vf：VfafZn0.128300/604.8mm/s 工作台每分进给量fm：fmVf4.8mm/s288mm/min

a：根据参考文献[7]表2.4-81,a30mm 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l30mm， 刀具切入长度l1：

l10.5(DD2a2)(1~3) 式（2.2）

0.5(1001002302)(1~3)5.3mm 刀具切出长度l2：取l22mm 走刀次数为1

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（2）精铣宽度为30mm的下平台 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K立式铣床。 由参考文献[7]表30—31

刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D100mm ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度ap：ap1.0mm

每齿进给量af：根据参考文献[7]表30—31，取af0.08mm/Z 铣削速度V：参照参考文献[7]表30—31，取V0.32m/s 机床主轴转速n，由式（2.1）有：

1000V10000.3260n61r/min

d3.14100按照参考文献[3]表3.1-31 n75r/min 实际铣削速度v：vdn10003.14100750.4m/s

100060进给量Vf，由式（2.3）有：VfafZn0.151275/602.25mm/s 工作台每分进给量fm： fmVf2.25mm/s135mm/min 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

工序4： 钻Ф12.7的锥孔

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为12.7mm，，表面粗糙度

Ra6.3m。加工机床为Z535立式钻床，钻孔——Φ12mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ12.7mm标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。

（1）确定钻削用量

1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-10可查出

f表0.47~0.57mm/r，由于孔深度比l/d030/221.36，klf0.9，故f表(0.47~0.57)0.90.42~0.51mm/r。查Z535立式钻床说明书，取

f0.43mm/r。

根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量f'1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax15690N（由机床说明书查出），根据参考文献[7]表28-9，允许的进给量f\"1.8mm/r。

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由于所选进给量f远小于f'及f\"，故所选f可用。

2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm 根据参考文献[7]表28-15，由插入法得：

v表17m/min，F表4732N T表51.69NM，Pm表1.25kW由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表28-3，kMv0.88，klv0.75，故

v'表17m/min0.880.7511.22(m/min)

'1000v100011.22mm/min表n'162r/min

d022mm查Z535机床说明书，取n195r/min。实际切削速度为： dn22mm195r/minv014m/min

10001000由参考文献[7]表28-5，kMFkMT1.06，故

F4732N1.065016(N) T51.69Nm1.06.8Nm

3）校验机床功率 切削功率Pm为

'PP（n/n)kMM mm表1.25kW(195/246)1.061.05kW

机床有效功率

P'EPE4.5kW0.813.65kWPm

故选择的钻削用量可用。即

d022mm，f0.43mm/r，n195r/min，v14m/min 相应地

F5016N，T.8Nm，Pm1.05kW

（2）确定扩孔切削用量

1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-31，

f表（0.70.8）mm/r0.7=0.490.56mm/r。根据Z535机床说明书，取

f=0.57mm/r。

2）确定切削速度v及n 根据参考文献[7]表28-33，取v表25m/min。修正系数：

kmv0.88，kapv1.02(根据apRap24.722/1.50.9) 2故 v'表25m/min0.881.02m11. 22/min课程设计 14

n'1000v'表（/d0)

100011m.2m2286r/min/min/(mm24

查机床说明书，取n275r/min。实际切削速度为

vd0n103

24.m7m27r5/mi3n10

21.m3/min工序5：钻M8螺纹孔锪钻Φ14阶梯孔 （1）加工M8底孔

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为8mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至Φ7，选用Φ7的麻花钻头。攻M8螺纹，选用M8细柄机用丝锥攻螺纹。

切削深度ap：ap10.5mm

进给量f：根据参考文献[5]表2.4-39，取f0.25mm/r 切削速度V：参照参考文献[5]表2.4-41，取V0.43m/s 由式（2.1）机床主轴转速n：

n1000V10000.43601174r/min，取n900r/min d03.147实际切削速度V：Vd0n10003.1479000.33m/s

100060被切削层长度l：l12.5mm

D7刀具切入长度l1：l1ctgkr(1~2)ctg12024.1mm

22刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1

攻M8×1.5的螺纹 机床：Z535立式钻床

刀具：细柄机用丝锥（M81.5）

进给量f：由于其螺距p1.5mm,因此进给量f1.5mm/r

切削速度V：参照参考文献[5]表2.4-105，取V0.148m/s8.88m/min 由式（2.1）机床主轴转速n：

n1000V10008.88353.5r/min，取n360r/min d03.148课程设计 15

丝锥回转转速n0：取nn360r/min 实际切削速度V：Vd0n10003.1483600.15m/s

100060（2）锪钻Φ14阶梯孔

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为14mm，表面粗糙度

Ra3.2m。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔——Φ14mm小直径端面锪钻。

1）确定切削用量

确定进给量f 根据参考文献[7]表28-10可查出f表0.25~0.31mm/r，由于孔深度比l/d03/120.25，klf1.0，故

f表(0.25~0.31)1.00.25~0.31mm/r。查Z535立式钻床说明书，取

f0.23mm/r。

根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量f'1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax15690N（由机床说明书查出），根据参考文献[7]表28-9，允许的进给量f\"1.8mm/r。

由于所选进给量f远小于f'及f\"，故所选f可用。

确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm 根据表28-15，由插入法得：

v表17m/min，F表4732N T表51.69NM，Pm表1.25kW由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表28-3，kMv0.88，klv0.75，故

v'表17m/min0.880.7511.22(m/min)

'1000v100011.22mm/min表n'298r/min

d012mm查Z535机床说明书，取n195r/min。实际切削速度为 dn12mm195r/minv07.35m/min

10001000由参考文献[7]表28-5，kMFkMT1.0，故

F4732N1.04732(N) T51.69Nm1.051.69Nm

校验机床功率 切削功率Pm为

'PP（n/n)kMM mm表 1.25kW(195/298)1.00.82kW

课程设计 16

机床有效功率

P'EPE4.5kW0.813.65kWPm 故选择的钻削用量可用。即

d012mm，f0.23mm/r，n195r/min，v7.35m/min 相应地

F4732N，T51.69Nm，Pm0.82kW

工序6：粗精铣M6上端面

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。要求粗糙度Ra3.2m，用回转分度仪加工，粗精铣与水平成36゜的台肩。用立式铣床X52K，使用组合夹具。

（1）粗铣M6上端面 加工条件：

工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K立式铣床。 查参考文献[7]表30—34

YT15，D100mm ，刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：齿数Z8，

此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度ap：ap2mm

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4-75，取af0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献[7]表30—34，取V1.33m/s 由式（2.1）机床主轴转速n：

1000V10001.3360n2r/min

d3.14100按照参考文献[7]表3.1-74 n300r/min 实际铣削速度v：vdn10003.141003001.57m/s

100060进给量Vf：VfafZn0.128300/604.8mm/s 工作台每分进给量fm：fmVf4.8mm/s288mm/min

a：根据参考文献[7]表2.4-81,a40mm 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm， 刀具切入长度l1：

l10.5(DD2a2)(1~3)

0.5(1001002402)(1~3)7mm 刀具切出长度l2：取l22mm

课程设计 17

走刀次数为1

（2）精铣M6上端面 加工条件：

工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K立式铣床。 参考文献[7]表30—31

刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D100mm ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度ap：ap1.0mm

每齿进给量af：根据参考文献[7]表30—31，取af0.08mm/Z 铣削速度V：参照参考文献[7]表30—31，取V0.32m/s 机床主轴转速n，由式（1.1）有：

1000V10000.3260n61r/min

d3.14100按照参考文献[3]表3.1-31 n75r/min 实际铣削速度v：vdn10003.14100750.4m/s

100060进给量Vf，由式（2.3）有：VfafZn0.151275/602.25mm/s 工作台每分进给量fm： fmVf2.25mm/s135mm/min 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

工序7：钻2-M6

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为6mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至Φ5，选用Φ5的麻花钻头。攻M6螺纹，选用M6细柄机用丝锥攻螺纹。

切削深度ap：ap4.25mm

进给量f：根据参考文献[5]表2.4-39，取f0.25mm/r 切削速度V：参照参考文献[5]表2.4-41，取V0.43m/s 由式（2.1）机床主轴转速n：

n1000V10000.436013r/min，取n900r/min d03.145课程设计 18

实际切削速度V：Vd0n10003.1459000.24m/s

100060被切削层长度l：l15mm

D5刀具切入长度l1：l1ctgkr(1~2)ctg12023.5mm

22刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1

攻M6×1.5的螺纹 机床：Z535立式钻床

刀具：细柄机用丝锥（M61.5）

进给量f：由于其螺距p1.5mm,因此进给量f1.5mm/r

切削速度V：参照参考文献[5]表2.4-105，取V0.148m/s8.88m/min

由式（2.1）机床主轴转速n：

n1000V10008.88471.3r/min，取n480r/min d03.146丝锥回转转速n0：取nn480r/min 实际切削速度V：Vd0n10003.1464800.15m/s

100060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 走刀次数为1 工序8：校验

2.6确定基本工时

（1）粗铣、精铣Φ25孔下平面 加工条件：

工件材料：HT200铸铁，b200MPa 机床：X525K机床

刀具：高速钢镶齿套式面铣刀 粗铣的切削工时

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l90mm， 刀具切入长度l1：

l10.5(DD2a2)(1~3)

0.5(1001002402)(1~3)7mm

课程设计 19

刀具切出长度l2：取l22mm 走刀次数为1 机动时间tj1：tj1ll1l290720.34min fm288根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf10.41 精铣的切削工时

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l90mm 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tj2：tj2ll1l29010021.42min fm135根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf20.41

铣Φ25孔下表面的总工时为：t=tj1+tj2+tf1+tf2=0.34+1.42+0.41+0.41=2.58min

（2）钻孔 加工条件：

工件材料：HT200铸铁，b200MPa 机床：Z535立式钻床

刀具：钻孔——标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——标准高速钢扩孔钻；铰孔——标准高速铰刀

钻孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量f0.43mm/r，机床主轴转速

n195r/min，

铰孔：d025mm，f1.6mm/r，n100r/min，v7.8m/min

195=0.41min t1=（30+3+1）/0.43×

根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77

扩孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量f0.57mm/r，机床主轴转速n275r/min

275=0.22min t2=（30+3+1）/0.57×

根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf21.77

铰孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量f1.6mm/r，机床主轴转速n100r/min

100=0.21min t3=（30+3+1）/1.6×

根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf31.77

总工时：t=t1+t2+t3+tf1+tf2+tf3=0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15min

（3）粗精铣宽度为30mm的下平台 工件材料：HT200，金属模铸造

课程设计 20

加工要求：粗铣宽度为30mm的下平台，精铣宽度为30mm的下平台达到粗糙度3.2。

机床：X52K立式铣床 刀具：高速钢镶齿式面铣刀 计算切削工时

粗铣宽度为30mm的下平台

根据参考文献[9]进给量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm，走刀长度是249mm。机床主轴转速为37.5z/min。 切削工时：t1=249/(37.5×3)=2.21min。

根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf10.41 精铣宽度为30mm的下平台

根据参考文献[9]进给量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm，走刀长度是249mm。机床主轴转速为37.5z/min。 切削工时：t2=249/(37.5×3)=2.21min

根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf20.41 粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时：

t=t1+t2+tf1+tf2=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min

（4）钻锥孔Φ12.7

工件材料：HT200，金属模铸造， 加工要求：粗糙度要求Ra6.3m， 机床：Z535立式钻床 刀具：高速钢钻头Φ12， 计算基本工时

用Φ12扩孔Φ12.7的内表面。根据参考文献[9]进给量f=0.mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，机床主轴转速为195r/min。走刀长度是36mm。 基本工时：

t1=2×36/(0.×195)=0.58 min。

根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77

用Φ12.7扩孔Φ12.7的内表面。根据参考文献[9]进给量f=0.mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，机床主轴转速为195r/min。走刀长度是36mm。 基本工时：

t2=2×36/(0.×195)=0.58 min。

根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf21.77 总的基本工时：t=t1+t2+tf1+tf2=4.7min。

课程设计 21

（5）钻M8底孔及锪钻Φ14阶梯孔 加工条件：

工件材料：HT200，金属模铸造， 机床：Z535立式钻床

刀具：高速钢钻头Φ7，M8丝锥，Φ14小直径端面锪钻 钻M8底孔的工时

被切削层长度l：l12.5mm

D7刀具切入长度l1：l1ctgkr(1~2)ctg12024.1mm

22刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1 机动时间tj：tjll1l212.54.10.07min fn0.25900根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 攻M8螺纹的工时 被切削层长度l：l10mm 刀具切入长度l1：l14.5mm 刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1 机动时间tj：tjll1l2ll1l2104.5104.50.05min fnfn01.53601.5360根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 锪钻Φ14阶梯的工时

锪钻孔进给量f0.23mm/r，机床主轴转速n195r/min， 被切削层长度l：l3mm D14刀具切入长度l1：l1ctgkr(1~2)ctg12026.2mm

22刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1 机动时间tj：tjll1l236.20.19min fn0.25195由参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 t=tj+tf

t=0.19+1.77=1.96min

课程设计 22

该工序的总工时为： 1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62min

（6）粗精铣2-M6上端面 工件材料：HT200，金属模铸造

加工要求：粗铣宽度为30mm的下平台，精铣宽度为30mm的下平台达到粗糙度3.2。

机床：X52K立式铣床

刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D100mm ，齿数12，此为细齿铣刀。

粗铣2-M6上端面切削工时

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm， 刀具切入长度l1：

l10.5(DD2a2)(1~3)

0.5(1001002402)(1~3)7mm 刀具切出长度l2：取l22mm 走刀次数为1 机动时间tj1：tj1ll1l240720.17min fm288根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf10.41 精铣2-M6上端面切削工时

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tj2：tj2ll1l24010021.05min fm135根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf20.41

铣2-M6上端面切削总工时：t=tj1+tj2+tf1+tf2=0.17+1.05+0.41+0.41=2.04min

（7）钻2-M6螺纹孔

钻锥孔2－Φ6到2－Φ5。用Φ5的钻头，走刀长度38mm，切削深度2.5mm，进给量0.2mm/z，切削速度0.51m/s，

被切削层长度l：l15mm D5刀具切入长度l1：l1ctgkr(1~2)ctg12023.5mm

22刀具切出长度l2：l20

课程设计 23

走刀次数为1 机动时间tj：tjll1l2153.50.08min fn0.25800根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 攻M6螺纹

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 走刀次数为1 机动时间tj：tjll1l2ll1l2154.5154.50.05min fnfn01.54801.5480根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 总工时为：t=2tj++tf=3.75min

根据该零件的生产纲量为每年产4000件。按一年360天，每天总工作时间为8小时。则每个零件所需的额定时间为：t=360×8×60÷4000=43.2min。

根据计算所得的机动时间t机加上每道工序间的辅助时间。所用是实际时间为：t实际t机t辅27.98min43.2min

所以该方案满足生产要求。

参考文献

[1] 刘德荣，组合夹具结构简图的初步探讨，组合夹具，1982. (1) [2] 孙已德，机床夹具图册[M]，北京：机械工业出版社，1984：20-23。

[3] 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册[M]，贵阳：贵州任命出版社，1983 [4] 刘友才，机床夹具设计[Ｍ] ，北京：机械工业出版社，1992 。 [5] 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷[M]，北京：机械工业出版社，1991。

[6] 《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机械加工工艺人员手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979。

[7] 李洪，机械加工工艺师手册[M]，北京：机械工业出版社，1990。 [8] 马贤智，机械加工余量与公差手册[M]，北京：中国标准出版社，1994。 [9] 上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1984。 [10] 周永强，高等学校毕业设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，2002。

3、小结

机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对

加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体

课程设计 24 现。通过本次的课程设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、铣钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习，对我们以后的工作有很大的帮助。