杠桿CA340自動車床加工工藝規(guī)程及夾具設計設計

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1、I摘 要針對在大學中對機械制造工藝學這門基礎課的學習成果的驗收，在這次的畢業(yè)設計選題中，選擇了針對杠桿（CA1340 自動車床）加工工藝規(guī)程及其夾具設計的題目，通過對杠桿在 CA1340 自動車床上作用的分析、杠桿加工工藝的分析、杠桿的生產類型的分析，來確定杠桿（CA1340 自動車床）的工藝工程和其加工夾具的設計方案。進而鞏固所學知識，同時為日后的實踐應用做一個良好的開端。關鍵詞: 機械工藝；加工工藝規(guī)程；夾具；杠桿IIAbstractIn connection with Machinery Manufacturing Technology at the university to lear

2、n this basic course learning outcomes acceptance, in this graduation design topics, selected for the subject of the leverage (CA1340 Automatic Lathe) process planning, fixture design topic, leverage in the role of the CA1340 automatic lathe of analysis, analysis of the leverage process, analysis of

3、the leverage type of production, leverage (CA1340 Automatic Lathe) technology to determine the engineering and design of machining fixtures. Thereby strengthening the knowledge, at the same time, this has a good start for future practical application.Keywords: Mechanical process; Process planning; F

4、ixture; Leverage目 錄III摘 要.I第 1 章 緒論 .1 1.1 機械制造工藝簡介.1 1.2 零件加工過程簡介.2第 2 章 零件的工藝分析及生產類型的確定 .4 2.1 零件的作用.4 2.2 零件的工藝分析.4 2.3 零件的生產類型.5第 3 章 選擇及確定毛坯，設計毛坯 .6 3.1 選擇毛坯.6 3.2 確定毛坯尺寸和公差.6第 4 章 選擇加工方法，制定工藝路線 .8 4.1 基面的選擇.8 4.2 零件表面加工方法的選擇.8 4.3 工藝過程制定.9第 5 章 工序設計 .11 5.1 選擇機床.11 5.2 選擇夾具.11 5.3 根據(jù)不同工序選擇刀具.1

5、2 5.4 選擇量具.13 5.5 確定工序尺寸.15第 6 章 確定切削用量及基本時間 .19第 7 章 夾具設計 .36 7.1 設計鉆 4MM的油孔及锪 8MM圓錐沉頭孔專用夾具.36 7.1.1 定位方案 .36 7.1.2 裝夾設計要求 .37 7.1.3 切削力和夾緊力的計算 .37IV 7.1.4導向元件.38 7.1.5夾具與機床連接元件.38 7.1.6裝夾說明.38 7.1.7夾具特點.39 7.2 設計零件底槽的專用夾具.39 7.2.1定位方案.39 7.2.2 裝夾設計要求 .39 7.2.3切削力及夾緊力的計算.40 7.2.4 夾具設計及操作的簡要說明 .40結

6、論 .41致 謝 .42參考文獻 .4351第 1 章 緒論1.1 機械制造工藝簡介機械制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，是國家創(chuàng)造力、競爭力和綜合國力的重要體現(xiàn)。機械制造工藝是將各種原材料、半成品加工成產品的方法和過程。它是應先進工業(yè)和科學技術的發(fā)展需求而發(fā)展起來的。現(xiàn)代工業(yè)科學技術的發(fā)展又為制造業(yè)技術提供了近一步發(fā)展的技術支持，如新材料的使用、計算機技術、微電子技術、控制理論與技術、信息處理技術、測試技術、人工智能理論與技術的發(fā)展與應用都促進了制作工藝技術的發(fā)展。現(xiàn)代機械制造中較多的采用了數(shù)控機床、機器人、柔性制造的單元和系統(tǒng)等高技術的集成，來滿足產品個性化和多樣化的要求1。但是傳統(tǒng)的機械制造工

7、藝在機械制造中也是不可或缺的。它雖已經慢慢的被新的科學技術所代替，但是新的科學技術的發(fā)展和創(chuàng)新是離不開傳統(tǒng)機械制造工藝的基礎的。傳統(tǒng)的機械制造工藝一般是指：熱加工和冷加工兩種,主要熱加工有鑄造,鍛打,焊接,熱處理等；冷加工一般是指車、銑、刨、磨、鉗、拉、鏜等。機械制造工藝就是在這些加工工藝的基礎上一步一步的演變過來的，從傳統(tǒng)的車床到現(xiàn)在的自動化數(shù)控車床，從過去的人工裝夾到現(xiàn)在的全自動智能機械，從過去的生產質量低效率低到現(xiàn)在的高產高效，這一系列的進步，都是在傳統(tǒng)工藝的成熟發(fā)展下開展的2。機械制造工藝的發(fā)展，離不開市場要求的牽引和科技發(fā)展的推動。在市場需求不斷變化的驅動下，機械制造業(yè)的生產規(guī)模沿著

8、“小批量少品種大批量多品種變批量”的方向發(fā)展；在科技發(fā)展和機械制造技術本身的不斷完善下，機械制造業(yè)的資源配置沿著“勞動密集設備密集信息密集知識密集智能密集”的方向發(fā)展。與之相適應，機械制造技術的生產方式沿著“手工機械化單機自動化剛性流水自動化柔性自動化智能自動化”的方向發(fā)展；加工方法也日趨增多和完善，在傳統(tǒng)制造技術不斷完善的同時，一些新的制造技術不斷地涌現(xiàn)和被采用，機械加工所能表達到的精度也從本世紀初的0.1mm 向目前的納米級發(fā)展3。21.2 零件加工過程簡介零件在工藝規(guī)程制定之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產時還需要機床夾具。夾具是機床和工件之間

9、的連接裝置，使工件相對于機床或者刀具獲得正確的位置。機床夾具的好壞直接影響工件加工表面的位置精度和生產率；機床夾具按使用范圍分為：通用夾具、專業(yè)夾具、可調整夾具和成組夾具、組合夾具和隨行夾具等；近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術的應用對機床夾具也提出了新的要求：要能裝夾一組具有相似特征的工件、能適用于精密加工的高精度機床和各種現(xiàn)代化的制造技術的新型機床以及采用以液壓站等為動力的高效夾緊裝置。零件生產過程是指從原材料（或半成品）制成產品的全部過程。對機器生產而言包括原材料的運輸和保存，生產的準備，毛坯的制造，零件的加工和熱處理，產品的裝配、及調劑，油漆和包裝等內容。生

10、產過程的內容十分廣泛，現(xiàn)代企業(yè)用系統(tǒng)工程學的原理和方法組織生產和指導生產，將生產過程看成是一個具有輸入和輸出的生產系統(tǒng)。能使企業(yè)的管理科學化，使企業(yè)更具應變力和競爭力。其中。零件的生產過程中以零件的加工為重點部分，這一部分的設計，關系著整個零件在生產過程中的成敗，要想生產出合理、經濟、使用，同時合格優(yōu)秀的產品，加工工藝流程的設計是非常重要的4。機器的生產過程中，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。將鑄、鍛件毛坯或鋼材經機械加工方法，改變它們的形狀、尺寸、表面質量，使其成為合格零件的過程，稱為機械加工工藝過程。在熱處理車間，對機器零件的半成品通過各種

11、熱處理方法，直接改變它們的材料性質的過程，稱為熱處理工藝過程。最后，將合格的機器零件和外購件、標準件裝配成組件、部件和機器的過程，則稱為裝配工藝過程。無論是哪一種工藝過程，都是按一定順序逐步進行的加工工藝流程。為了便于組織生產，合理使用設備和勞力，以保證產品質量和提高生產效率，任何一種工藝過程又可劃分為一系列工序5。 34第 2 章 零件的工藝分析及生產類型的確定2.1 零件的作用題目所給的零件是 CA1340 自動車床上的杠桿（見圖） ，它位于自動車床的自動機構中，與靈活器配合使用，起制動的作用。圖 2-1 CA1340 自動車床的杠桿零件圖2.2 零件的工藝分析杠桿共有三組加工表面，它們之

12、間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：1.以 6H7 孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：兩個 6H7 的孔，粗糙度為 Ra1.6；尺寸為 20mm且與兩個孔 6H7 相垂直的四個平面，粗糙度為 Ra6.3。其中，主要加工表面為兩個 6H7 的孔。52.以 20H7 孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：一個 20H7 的孔及其倒角，粗糙度為 Ra1.6；兩個與 20H7 孔垂直的平面，粗糙度為 Ra3.2；一個中心軸線與 20H7 孔中心軸線平行且相距 8mm 的圓弧油槽；還有一個與 20H7 孔垂直的油孔 4，并锪沉頭孔。其中，20H7 孔及兩端面為主要加工面。3.以 8H7 孔為中心的加工表

13、面這一組加工表面包括：兩個 8H7 的孔，Ra1.6；一個槽和一個 M4mm 的螺紋孔。其中，主要加工表面為 8H7 孔。這三組加工表面之間有一定的位置要求，主要是：（1）6H7 孔與 20H7 孔具有平行度，公差為 0.06mm。（2）8H7 孔與 6H7 孔具有平行度，公差為 0.08mm。由以上分析可知，對于這三組加工表面而言，可以先加工一面一孔，以它們?yōu)榫珳始庸て渌砻?，并且可以保證加工面之間的位置精度要求。另外，該零件結構簡單，工藝性好5。2.3 零件的生產類型原始資料：該零件圖樣，Q=30000 件/年，n=1 件/臺，每日一班。依據(jù)設計的題目每年 3 萬件，零件是 CA1340

14、自動車床上的杠桿，質量為12kg，由文獻1,89-90可知,其屬輕型零件，生產類型為大批生產。6第 3 章 選擇及確定毛坯，設計毛坯3.1 選擇毛坯零件的材料為球墨鑄鐵 QT45-5?？紤]到零件結構簡單，工藝性好，在工作過程中受力不大及沒有經常承受交變載荷，因此，應該選用鑄件。由于零件年產量為 30000 件，以達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，重量在 12kg 以下，故可采用機械造型中的金屬模鑄造6。3.2 確定毛坯尺寸和公差由文獻3,5-1可知，該零件為球墨鑄鐵 QT45-5，金屬型鑄造，得公差等級 CT 為 8-10。查表 5-3，取 CT 為 9，查得鑄件各尺寸公差為 1.6

15、-3.2mm。分析本零件，除兩個 8H7 的孔和一個 20H7 的孔以及兩個 6H7 的孔的 Ra=1.6m，其余各表面 Ra1.6，因此這些面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上查得的余量和公差即可（由于有的表面只需粗加工，這時可取表中的較小值。當要粗加工和半精加工時，可取大值） 。單邊加工時： （3-1）/2RFRMACT雙側加工或外圓面時： （3-2）2/2RRFRMACT內腔加工時： （3-3）-2-/2RFRMA CT式中 R毛坯尺寸F基本尺寸RMA機械加工余量CT公差等級根據(jù)鑄件的公差等級及要求加工余量，由文獻3得知：1.對于加工 20H7 兩端面時，根據(jù)鑄件的公差等級及要求加工余量分別

16、由文獻3,5-3，由于零件基本尺寸為 80 所以毛坯單邊加工余量為 Z=3mm。2.6 二孔外端面的加工余量，由文獻3, 5-3, 5-4可知，取毛坯的單邊加工余量 Z=3.5mm,鑄件尺寸精度等級為 5，固偏差為0.5。3.6 二孔加工余量，兩內孔精度要求為 IT7 級，由文獻3, 5-3, 5-4可知，7確定工序尺寸及余量為 Z=0.2mm。4.8 孔的加工余量，孔的精度要求為 IT7，由文獻3, 5-3, 5-4可知，確定工序尺寸及余量為 Z=0.2mm。5.20 孔的加工余量，孔的精度要求為 IT7，由文獻3, 5-3, 5-4可知，確定工序尺寸及余量為 Z=2mm。6.槽的加工余量，

17、由文獻3, 5-3可知，確定工序尺寸及余量為 Z=2mm。綜上所述確定毛坯尺寸如下表 3-1：表 3-1 杠桿毛坯尺寸（鑄件）零件尺寸單邊加工余量鑄件加工80mm4.5mm89mm12mm3.5mm19mmmm0.01206.00.2mm5.8mmmm0.01208.00.2mm7.8mmmm0.0210202mm18mm8mm2mm6mm第 4 章 選擇加工方法，制定工藝路線4.1 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。8（1） 精基

18、準的選擇主要原則有：基準重合原則；基準統(tǒng)一原則；自為基準原則；互為基準原則7。 對本零件而言，是以 20H7 的孔為設計基準的，所以選 20H7 的孔為加工的精基準（符合基準重合原則） 。 （2） 粗基準的選擇選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量；二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常是不能兼顧的，但對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準是完全合理的7。 零件中 32mm 的外圓表面為不需要加工的表面，而且為了能夠保證32mm 的外圓表面與 20H7 的孔的位置關系

19、，主要是同軸度，所以綜合各種因素我們選擇 32mm 的外圓作為粗基準。4.2 零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓端面、內孔、槽等，材料為球墨鑄鐵，以公差等級和表面粗糙度要求，由文獻4,56-98可知其加工方法可如下：（1）加工 20H7 兩端面 由文獻4,66-67查得其精度為 IT11 雖不高，但其表面粗糙度為 3.2um，所以需要粗銑、半精銑、精銑。(2)加工 6 二孔孔外端面 因為未注公差等級，根據(jù)4,56-98查得公差為 IT11，表面粗 糙度為6.3m ，所以可以先粗銑再半精銑就可。(3)加工 6 二孔 因為其精度等級較高為 7 級且表面粗糙度也為 1.6，所以總體要求高，可

20、以粗鉸、精鉸。(4)加工 8 孔 因為其精度等級較高為 7 級且表面粗糙度也為 1.6，所以總體要求高，可9以粗銑、精鉸。(5)加工 20 孔 因為其精度等級較高為 7 級且表面粗糙度也為 1.6，所以總體要求高，可以粗銑、精鉸。(6)槽的加工 其表面粗糙度為 6.3m，未注公差等級,根據(jù)4,56-98查得公差為IT11IT12，所以可以粗銑、半精銑。4.3 工藝過程制定制定工藝流程的出發(fā)點，應該是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工作集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效率，以

21、便使生產成本盡量下降。工藝流程：工序 1 去應力退火；工序 2 粗銑、半精銑、精銑 20H7 孔的左端面。以 32 外圓柱面和一個未加工面為粗基準，選用 X61W 型萬能升降臺銑床并加專用夾具；工序 3 粗銑、半精銑、精銑 20H7 孔的右端面。以 32 外圓柱面和一個未加工面為粗基準，選用 X61W 型萬能升降臺銑床并加專用夾具；工序 4 鉆 R3mm 圓弧油槽，擴 20H7 孔。以 20H7 孔的一個端面和32 外圓柱面為基準,選用 Z525 型立式鉆床和專用夾具；工序 5 粗鉸、精鉸 20H7 孔，锪 20H7 孔倒角。以 20H7 孔的一個端面和 32mm 外圓柱面為基準,選用 Z52

22、5 型立式鉆床和專用夾具；工序 6 粗銑 6H7 孔的四個端面。以 20H7 孔的一個端面和 20H7孔為基準,選用 X61W 型萬能升降臺銑床和專用夾具；工序 7 半精銑 6H7 孔的四個端面。以 20H7 孔的一個端面和20H7 孔為基準,選用 X61W 型萬能升降臺銑床和專用夾具； 工序 8 鉆、粗鉸、精鉸 6H7 兩孔。以 20H7 孔的一個端面和20H7 孔為基準,選用 Z5125 型立式鉆床和專用夾具；工序 9 鉆、粗鉸、精鉸 8H7 兩孔。以 20H7 孔的一個端面和1020H7 孔為基準,選用 Z525 型立式鉆床和設計夾具；工序 10 鉆 4 油孔、锪 8 圓錐沉頭孔。以 8

23、H7 孔的一個端面和20H7 孔為基準, 20H7 孔輔助定位,選用 Z525 型立式鉆床和專用夾具；工序 11 鉆 M4 螺紋底孔、攻 M4 螺紋孔。以 20H7 孔的一個端面和20H7 孔為基準, 6H7 孔輔助定位,選用 Z525 型立式鉆床和專用夾具；工序 12 粗銑。以 20H7 孔的一個端面和 20H7 孔為基準, 6H7 孔輔助定位,選用 X61W 型萬能升降臺銑床和設計夾具；工序 13 半精銑槽。以 20H7 孔的一個端面和 20H7 孔為基準, 6H7 孔輔助定位,選用 X61W 型萬能升降臺銑床和設計夾具；工序 14 去毛刺；工序 15 清洗；工序 16 終檢。第 5 章

24、工序設計5.1 選擇機床 工序 2,3：粗銑，半精銑，精銑 20H7 孔的兩端面。選用機床：X61W萬能升降臺銑床。 工序 4：鉆 R3mm 圓弧油槽，擴 20H7 孔.選用 Z525 立式鉆床。 工序 5:粗鉸、 精鉸 20H7 孔,锪 20H7 孔兩端倒角 145。選用 Z525立式鉆床。 工序 6，7：粗銑，半精銑，精銑 6H7 孔的四個端面。選用機床：X61W萬能升降臺銑床。 工序 8：鉆、粗鉸、精鉸 6H7 兩孔。選用 Z525 立式鉆床 工序 9: 鉆、粗鉸、精鉸 8H7 孔。選用 Z525 立式鉆床。 工序 10：鉆 4 油孔，锪 8 圓錐沉頭孔。選用 Z525 立式鉆床。 工序

25、 11：鉆 M4mm 螺紋底孔，攻 M4mm 螺紋孔。選用 Z525 立式鉆床。 工序 12,13： 粗銑，半精銑槽。選用機床：X61W 萬能升降臺銑床。115.2 選擇夾具工序 2,3：粗銑，半精銑，精銑 20H7 孔的兩端面。選用專用夾具。 工序 4：鉆 R3mm 圓弧油槽，擴 20H7 孔.選用專用夾具。 工序 5：粗鉸、 精鉸 20H7 孔,锪 20H7 孔兩端倒角 145。選用專用夾具。 工序 6,7：粗銑，半精銑，精銑 6H7 孔的四個端面。選用專用夾具。 工序 8：鉆、粗鉸、精鉸 6H7 兩孔。選用專用夾具。 工序 9：鉆、粗鉸、精鉸 8H7 孔。選用專用夾具。 工序 10：鉆

26、4 油孔，锪 8 圓錐沉頭孔。選用設計夾具。 工序 11：鉆 M4mm 螺紋底孔，攻 M4mm 螺紋孔。選用專用夾具。 工序 12,13： 粗銑，半精銑槽。選用設計夾具。5.3 根據(jù)不同工序選擇刀具1.工序 2,3 中由于零件材料為球墨鑄鐵 QT45-5，在粗銑時要求的精度等不高，且是大批量生產，那么就要提高生產效率和經濟性，故可以選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀，由文獻5,117-211可知，取銑刀直徑 d=125mm，粗齒，z=20 齒。半精銑 20H7 孔的端面時也可以選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀，查機械加工工藝師手冊 ，取銑刀直徑 d=125mm，細齒，z=20 齒。精銑20H7 孔的端面

27、選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀，細齒，d=125mm，z=20 齒。2.工序 4 中鉆 R3mm 圓弧油槽時選高速鋼長麻花鉆，d=6mm，擴 19.8孔,選用高速鋼擴鉆, 由文獻5,117-211可知，d=19.8mm。3.工序 5 中粗鉸 19.94 兩孔，由于粗鉸對此處的要求精度所以選用硬質合金鉸刀,d=19.94mm。精鉸 20H7 的孔，選用硬質合金鉸刀, 由文獻5,117-211可知，d=20H7mm。锪 20H7 孔兩端倒角 145，锪 20H7 孔兩端倒角145 度。4.工序 6,7 中粗銑 6H7 孔的四個端面，由文獻5,117-211可知，選用硬質合金圓柱銑刀，取銑刀直徑 d=

28、40mm，Z=6，粗齒。半精銑 6H7 孔的四個端面，由文獻5,5-16可知，選用硬質合金圓柱銑刀，取銑刀直徑12d=40mm，Z=8，細齒。5.工序 8 中鉆 d=5.8 兩孔，選用高速鋼麻花鉆。粗鉸 5.95 的兩孔，選用高速鋼鉸刀, 由文獻5,117-211可知，d=5.95mm。精鉸 6H7 的兩孔，選用高速鋼鉸刀, 由文獻5,5-18可知，d=6H7。6.工序 9 中鉆 d=7.8mm 兩孔，選用高速鋼麻花鉆, 由文獻5,117-211可知，d=7.8mm。粗鉸 7.96 的兩孔，選用高速鋼鉸刀, 由文獻5,5-21可知，d=7.96mm。精鉸 8H7 的兩孔，選用高速鋼鉸刀, 由文

29、獻5,5-15可知，d=8H7。7.工序 10 中鉆 4 的油孔，選用高速鋼麻花鉆, 由文獻5,117-211可知，d=4mm。锪 8 圓錐沉頭孔，選用錐面锪鉆, 由文獻5,5-23-2可知，d=10mm。8.工序 11 中鉆 M4mm 的螺紋底孔 3，選用高速鋼麻花鉆, 由文獻5,117-211可知，d=3mm。攻 M4mm 的螺紋底孔其所用的為標準刀具。9.工序 12,13 中粗銑槽，選用高速鋼直齒三面刃銑刀，由文獻5,117-211可知，直徑 d=100mm，寬度為 7mm，Z=20，粗齒。5.4 選擇量具本零件屬成批生產，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求，尺寸和行狀特

30、點，參考如下：(1) 選擇加工孔用量具。發(fā)現(xiàn)三個需要加工的孔都是 7 級精度，且都是要經過粗銑、半精銑、精銑。那么對于加工出的 、0.021020012. 006根據(jù)表 5-108 中讀數(shù)值 0.01mm，測量范圍 0-30 的千分表。012. 000 . 8 （2） 選擇加工軸向所用量具 因為只需量 80尺寸，這里也可以選讀02 . 0數(shù)值為 0.01，測量范圍為 50-100 的千分表。 （3） 選擇加工槽所用量具 槽經粗銑、精銑兩次加工，但無等級要求，也可以選讀數(shù)值為 0.02，測量范圍為 5-30 的千分表。所以選擇各加工內圓面和各端面的量具如下表 5-1：13表 5-1 選用量具表工

31、序加工面尺寸尺寸公差量具2,380無讀數(shù)值為 0.01、測量范圍 50100 的外徑千分尺（由文獻4,5-108可知）520H7無讀數(shù)值為 0.01、測量范圍 530 的內徑千分尺6，712無讀數(shù)值為 0.01、測量范圍 025 的外經千分尺86H7無讀數(shù)值為 0.01、測量范圍 530 的內徑千分尺 98H7無讀數(shù)值為 0.01、測量范圍 530 的內經千分尺14104、8無讀數(shù)值為 0.01、測量范圍 010 百分表128無讀數(shù)值為 0.02、測量范圍 530 內經千分尺（4） 選擇加工軸向尺寸所用的量具 由于該零件的軸向精度不高，均選用讀數(shù)值為 0.02、測量范圍 0-150 游標卡尺（

32、由文獻4,5-108可知） 。5.5 確定工序尺寸“C1340 半自動車床杠桿”零件材料為 QT45-5,生產類型為大批生產,采用機器造型,金屬模鑄造毛坯2。根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1 20 孔外端面的加工余量(加工余量的計算成本長度為)0-0.280加工余量計算表如下:表 5-2 20 孔外端面的加工余量計算表如下:加工尺寸及公差鑄件毛坯（20 兩端面尺寸）0-0.280粗銑兩端面半精銑兩端面精銑兩端面加工前最大尺寸918381加工前最小尺寸8782.480.81加工后最大尺寸91838180加工后最小尺寸8782.780.817

33、9.8加工余量（單筆最4.151.090.615大）加工余量（單邊最小）20.70.41加工公差（單邊）1-0.312-0.19120.212（1） 由文獻14,12-2可知，取毛坯的單邊加工余量 Z=3mm,鑄件尺寸精度等級為 5，固偏差為1。（2） 粗銑加工余量：分兩次走刀，單邊加工余量為 Z=3mm, 加工精度等級為 IT12，所以加工偏差為（入體方向） 。00.3（3) 半精(銑余量:單邊為 Z=1mm，加工精度等級為 IT11，所以本工序加工偏差為（入體方向） 。019. 0（4） 精銑余量：單邊為 0.5,精銑偏差即零件偏差。02 . 02. 20 孔的加工余量，孔的精度要求為 I

34、T7，由文獻14,13-14可知，確定工序尺寸及余量為：毛坯孔： 18mm擴孔： 19.8mm Z=1.8mm粗鉸： 19.94mm Z=0.14mm精鉸： mm Z=0.05mm021. 00203.6 二孔外端面的加工余量(1) 由文獻14,12-2可知，取毛坯的單邊加工余量 Z=3.5mm,鑄件尺寸精度等級為 5，固偏差為0.5。（2）粗銑加工余量： 單邊為=3.5-0.7=2.8mm,分兩次走刀，固每次加工1Z余量為 Z=/2=1.4mm,加工精度等級為 IT12，所以加工偏差為。1Z03 . 0(3) 半精銑加工余量:單邊為 Z=0.7mm，加工精度等級為 IT11，即本工序加工偏差

35、為。019. 0 表 5-3 加工余量計算表（零件尺寸）019. 012工序加工余量（單邊）工序尺寸半精銑0.7mmmm00.191216粗銑（兩次）mm0.01202.8mm00.313.4毛坯3.5mmmm0.50.5194.6 二孔加工余量，兩內孔精度要求為 IT7 級，由文獻14,13-14可知，確定工序尺寸及余量為鉆孔： 5.8mm粗鉸： 5.95mm Z=0.15mm精鉸： mm Z=0.05mm012. 0065.8 孔的加工余量，孔的精度要求為 IT7，由文獻14,13-14可知，確定工序尺寸及余量為鉆孔： 7.8mm粗鉸： 7.96mm Z=0.16mm精鉸： mm Z=0.

36、04mm012. 000 . 86.鉆 4mm 的油孔的加工余量，和锪 8mm 圓錐沉頭孔，由文獻14,13-14可知，確定工序尺寸及余量為鉆孔 2mm粗鉸 4mm Z=0.5mm精鉸 4mm Z=0.5mm 锪 8mm 外邊與 4mm 的油孔的中心線成 45 度角7.鉆 M4 螺紋孔的加工余量，由文獻14,11-14可知，確定工序尺寸及余量為鉆 4mm Z=1.3攻 M4mm8.尾部槽的加工余量，由文獻14,1-22可知，確定工序尺寸及余量為粗銑 7mm Z=7mm半精銑 8mm Z=0.5mm9.槽 R3 的加工余量，由文獻14,13-14可知，確定工序尺寸及余量為粗銑 3mm半精銑 6m

37、m Z=3mm 17表 5-4 加工表面的工序尺寸工序單邊余量工序尺寸表面粗糙度加工表面粗半精精粗半精精粗半精精20 孔外端面310.500.38300.198100.2806.3aR6.3aR3.2aR6 兩外端面2.80.5_00.313.412_6.3aR3.2aR_6 兩孔加工_0.150.055.95_0.012066.3aR3.2aR1.6aR8 兩孔加工_0.160.047.96_0.012086.3aR3.2aR1.6aR20 孔加工1.80.150.0519.819.950.0210206.3aR6.3aR3.2aR槽的加工_2_68_6.3aR18第 6 章 確定切削用量及

38、基本時間切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度 。確定順序是先確paf1Lv定、，再確定 。pafv1.工序 2,3 的切削量及基本時間的確定 （1） 切削用量 本工序為粗銑，半精銑、精銑 20H7 孔的兩端面。選用機床：X61W 萬能升降臺銑床。零件材料為球墨鑄鐵 QT45-5，故可用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀，取銑刀直徑 d=125mm，粗齒，z=20 齒。選擇主偏角主 Kr=60，副偏角=2。Kr （2）確定粗銑階段背吃刀量 pa由于單邊加工余量為 3mm，小于 5mm ，所以背吃刀量3mm。pa （3）確定粗銑階段進給量 f由文獻5,11-69可知， =0.060.12mm/z, 取=0

39、.1 mm/齒。zfzf （4) 粗銑階段切削速度的確定 由文獻5,11-69可知， =0.060.12mm/z, 取=0.1 mm/齒。zfzf由12,14-77可知,取 =38m/min 則：v （r/min） （6-1）s 1000 /96nv d由文獻11,6-17可知，取主軸實際轉速=100r/min,則實際切削速度wn19 m/min （6-2）w /100039.27vdn 當=100r/min 時，刀具每分鐘進給量應為wnmf mm/min （6-3）mzw 0.1 20 100200ff Z n由文獻11,7-11可知，取實際進給速度=205mm/min,則實際進給量mf =

40、 /Z=0.1025 mm/Z （6-4）zfmfwn 切削工時：由文獻5,15-14可知，切入長度 L1=1.7mm,超出長度 L2=3 mm。于是行程長度為，則機動工時為012LLL min （6-5）mm 012 / 32 1.73 /2050.18tLLLf （5）確定半精銑階段背吃刀量pa由于單邊加工余量為 1mm ，所以背吃刀量=1mm。pa （6）確定半精銑階段進給量 f由文獻5,11-69可知， =0.060.12mm/z, 取=0.08 mm/齒。zfzf （7）半精銑階段切削速度的確定 由文獻5,14-69可知，=0.060.12mm/齒,取=0.08mm/zff 由文獻5

41、,14-77可知，取 =45m/min,則v r/min （6-6）s 1000 /114.6nvd 由文獻11,6-17可知,取主軸轉速=125r/min,則實際切削速度wn m/min （6-7）w /100049vdn 當=125r/min 時,工作合每分鐘進給量為wnmf20 mm/min （6-8）mw 0.08 20 125200ffnz 由文獻11,7-11可知,取刀具實際進給速度為=205 mm/min,則實際進給mf量為 =0.082 mm/z （6-9）zmw / 205/(20 125)ffz n切削工時:由粗銑加工可知,刀具行程為，則機動工時123LLL min （6-

42、10）m012m / 32 1.73 /2050.18tLLLf （8）確定精銑階段背吃刀量，由于加工余量為 0.5mm，只需一次精銑，pa所以=0.5。pa （9）確定精銑階段進給量 f由文獻5,11-69可知， =0.060.12mm/z, 取=0.06 mm/齒。zfzf （10）精銑階段切削速度的確定 由文獻5,14-77可知，取切削速度 =54m/min,則v r/min （6-11）s 1000 /137nvd由文獻11,6-17可知，取主軸轉速=125r/min,則實際切削速度wn m/min （6-12）w /100049vdn當=125r/min 時，刀具每分鐘進給量為wnm

43、f mm/min （6-13）mw 0.06 20 125150ffzn由文獻11,7-11可知，取實際進給速度為=166 mm/min,則進給量為mf21 mm/z （6-14）mw / 166/(20 125)0.066ffz n切削工時：由工步 1 可知，刀具行程為，則機動工時012LLL min （6-15）m012m ()/ 0.22tLLLf2.工序 4 的切削量及基本時間的確定（1）切削用量 鉆 R3mm 圓弧油槽,選高速鋼長麻花鉆,d=6mm。（2）確定背吃刀量 pa單邊切削深度=d/2=6/2=3mm。pa（3) 鉆削速度的確定 由文獻12,12-6可知，=0.180.22m

44、m/r,按機床試用說明書取f=0.22mm/r。f（4）切削速度的確定 查表，取 =0.2m/s=12m/min,則v r/min （6-16）s 1000 /1000 12/(6)636.61nvd由文獻11,6-17可知，n=680r/min,所以實際切削速度為：w m/min （6-17）w /10006 680/100012.82vdn 切削工時：由文獻5,11-69可知，=2.4mm, =1.0mm,則鉆 R3mm 圓1L2L弧油孔的機動工時為： min （6-18）m012w ()/ (802.4 1.0)/(0.22 680)0.557tLLLf n(5) 擴 19.8mm 孔,

45、選用高速鋼擴鉆,d=19.8mm。(6) 確定背吃刀量 單邊切削深度mm。pap0.9a22(7）根據(jù)有關資料介紹,利用擴鉆進行擴孔時,其進給量和切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量和切削速度之關系為:=(1.21.8)鉆 U=(1/2 Ff1/3)U 鉆式中, 鉆、U 鉆-加工實心孔的切削用量。f 現(xiàn)已知鉆=0.5mm/r U 鉆=0.35m/s=21m/min 并令f 鉆=1.50.5=0.75 mm/r （6-19） 1.5ff 鉆=0.421=8.4 mm/min （6-20）0.4vv r/min (6-21)s1000 /1000 8.4/(19.8)135.04nvd 由文獻1

46、1,6-17可知，n=140r/min,所以實際切削速度為：w m/min （6-22）w /100019.8 140/10008.71vdn切削工時：由文獻12,15-8可知, =11.5mm, =3mm,則擴鉆1L2L19.8mm 孔的機動工時為： min （6-23）m012w()/ (80 11.53)/(0.81 140)0.83tLLLf n3.工序 5 的切削量及基本時間的確定（1）粗鉸切削用量 粗鉸 19.94mm 兩孔，選用硬質合金鉸刀,d=19.94mm。（2）確定粗鉸背吃刀量 pa單邊切削深度=Z/2=0.14/2=0.07 mmpa（3) 粗鉸削速度的確定 由文獻5,1

47、5-60可知，取 =45m/min,則v r/min (6-24)s 1000 /1000 45/(19.94)718nvd 由文獻11,6-17可知，n =680r/min,所以實際切削速度為：w23 m/min (6-25)w /100019.94 680/100042.60vdn 切削工時：由文獻12,15-8可知,L1=1.10mm,L2=22mm,則粗鉸19.94mm 孔的機動工時為： min (6-26)mw (12)/ (80 1.1022)/(1 680)0.152tLLLf n（4）精鉸切削用量 精鉸 20H7 的孔，選用硬質合金鉸刀,d=20H7。（5）確定精鉸背吃刀量 p

48、a單邊切削深度mm。p /20.06/20.03az（6）精鉸削速度的確定 由文獻5,14-60可知，取 =60m/min,則v r/min (6-27)s 1000 /1000 60/(20)954.9nvd由文獻11,6-17可知，n=960r/min,所以實際切削速度為：w m/min (6-28)w /100020 960/100060.3vdn切削工時：由文獻12,15-8可知, =1.05mm, =22mm,則精鉸1L2L20H7mm 孔的機動工時為： min (6-29)m12w()/ (80 1.0522)/(1.0 960)0.107tLLLf n（7） 锪 20H7 孔兩端

49、倒角 145,選用 Z525 立式鉆床，90锪20H7mm 孔兩端倒角 145 查表，=0.100.15mm/r,按機床試用說明書取f=0.13mm/r. 為了縮短輔助時間，取锪沉頭孔的主軸轉速與鉸孔相同，即 nf=960r/min。w4.工序 6,7： 粗銑，半精銑，精銑 6H7 孔的四個端面。選用機床：X61W 萬能升降臺銑床。 （1） 粗銑切削用量 粗銑 6H7 孔的四個端面，選用硬質合金圓柱銑刀，取銑刀直徑 d=40mm，Z=6，粗齒。24 （2）確定粗銑背吃刀量 由于粗銑加工單邊余量為 2.8mm，小于pa5mm，故背吃刀量=2.8mm。pa （3）粗銑削速度的確定 由文獻5,11-

50、69可知， =0.080.12mm/z, 取=0.08 mm/齒。zfzf 查表, =0.751.5m/s，取 =0.75m/s=45m/min,則vv r/min (6-30)s 1000 /1000 45/(40)358.1nv d由文獻11,6-17可知，取主軸實際轉速=380r/min,則實際切削速度wn m/min (6-31)w /100047.75vdn 當=380 r/min 時，刀具每分鐘進給量應為wnmf mm/min (6-32)mzw 0.08 6 380182.4ff Z n由文獻11,7-11可知，取實際進給速度=205mm/min,則實際進給量mf mm/z （6

51、-33）zmw / 205/(6 380)0.09ffZ n 切削工時：由文獻12,15-8可知，切入長度 L1=10.5mm,超出長度L2=2mm。于是行程長度為，則粗銑四個端面的機動工時為012LLL min （6-m012 4()/ 4 (20 10.52)/2050.64wtLLLfn34）（4）半精銑切削用量 查表選用硬質合金圓柱銑刀，取銑刀直徑 d=40mm，Z=8，細齒。（5）確定半精銑背吃刀量 pa由于半精銑加工單邊余量為 0.7mm，故銑削寬度=0.7mmpa25（6）半精銑削速度的確定 由文獻5,11-69可知，=1.01.6mm/r, 取=1.0mm/r。ff由文獻5,1

52、1-69可知, =0.751.5m/s，取 u=1m/s=60m/min,則v r/min （6-35）s 1000 /1000 60/(40)477.46nv d由文獻11,6-17可知，取主軸實際轉速=490r/min,則實際切削速度wn m/min （6-36）w/100061.58vdn 當=490r/min 時，刀具每分鐘進給量應為wnmf mm/min （6-37）mw 1.0 380490ffn由文獻11,7-11可知，取實際進給速度=510mm/min,則實際進給量mf mm/r （6-38）zmw / 510/4901.04ffn 切削工時：由文獻5,14-15可知，切入長度

53、=10.5mm,超出長度1L=2mm。于是行程長度為，則粗銑四個端面的機動工時為2L012LLL min （6-m012w 4()/ 4 (20 10.52)/5100.26tLLLfn39）5.工序 8：鉆、粗鉸、精鉸 6H7 兩孔。選用 Z525 立式鉆床。（1）鉆孔的切削用量 鉆 d=5.8mm 兩孔，選用高速鋼麻花鉆,d=5.8mm。（2）確定半精銑背吃刀量 pa單邊切削深度=d/2=5.8/2=2.9mm。pa（3）速度的確定 26由文獻5,11-69可知，=0.180.22mm/r,按機床試用說明書取f=0.22mm/r.f由文獻5,11-69可知，取 =0.2m/s=12m/mi

54、n,則v r/min （6-40）s 1000 /1000 12/(5.8)658.6nvd由文獻11,6-17可知，n=680r/min,所以實際切削速度為：w m/min （6-41）w /10005.8 680/100012.39vd n 切削工時：由文獻12,15-8可知,L1=2.4mm,L2=1.0mm,則鉆 5.8mm 兩孔的機動工時為： minmw 2 (12)/ 2 (122.4 1.0)/(0.22 680)0.21tLLLf n （6-42）（4) 粗鉸的切削用量 粗鉸 5.95mm 的兩孔，選用高速鋼鉸刀,d=5.95mm。 （5）確定粗鉸的背吃刀量 單邊切削深度。p

55、/20.15/20.075azmm（6）切削速度的確定 查表，按機床使用說明書取=0.81mm/r。f查表，取 =0.173m/s=10.38m/min,則v r/min （6-43）s 1000 /1000 10.38/(5.95)555.3nvd由文獻11,6-17可知，n=545r/min，所以實際切削速度為：w m/min （6-44）w /10005.95 545/100010.19vd n27切削工時：由文獻12,15-8可知, =1.075mm, =11mm,則粗鉸1L2L6H7mm 兩孔的機動工時為： minm12w 2()/ 2 (12 1.075 11)/(0.81 545

56、)0.11tLLLf n (6-45)(7) 精鉸的切削用量 精鉸 6H7 的兩孔，選用高速鋼鉸刀,d=6H7mm(8) 確定精鉸背吃刀量 單邊切削深度。p /20.05/20.025azmm(9) 切削速度的確定 (10) 由文獻5,11-69可知，按機床使用說明書取=0.81mm/r。f 由文獻5,11-69可知，取 =0.22m/s=13.2m/min,則v r/min (6-46)s 1000 /1000 13.2/(6)700nvd由文獻11,6-17可知，n=680r/min,所以實際切削速度為：w m/min (6-47)w /10006 680/100012.8vd n 切削工

57、時：由文獻12,15-8可知,L1=1.025mm,L2=11mm,則精鉸6H7mm 兩孔的機動工時為： minmw 2(12)/ 2 (12 1.025 11)/(0.81 680)0.087tLLLf n (6-48)6.工序 9: 鉆、粗鉸、精鉸 8H7 孔。選用 Z525 立式鉆床。(1) 鉆的切削用量 鉆 d=7.8mm 兩孔，選用高速鋼麻花鉆,d=7.8mm(2) 確定切削背吃刀量 單邊切削深度。p /27.8/23.9admm28(3) 切削速度的確定 由文獻5,11-69可知，=0.220.26mm/r,按機床試用說明書取f=0.22mm/r。f 由文獻5,11-69可知，取

58、=0.2m/s=12m/min,則v r/min (6-49) s 1000 /1000 12/(7.8)489.7nvd由文獻11,6-17可知，n=545r/min,所以實際切削速度為：w m/min （6-50）w /10007.8 545/100013.36vd n切削工時：由文獻12,15-8可知,L1=3.4mm,L2=1.0mm,則鉆 7.8mm 兩孔的機動工時為： minmw 2 (12)/ 2 (11 3.4 1.0)/(0.22 545)0.27tLLLf n （6-51） (4) 粗鉸的切削用量 粗鉸 7.96mm 的兩孔，選用高速鋼鉸刀,d=7.96mm(5) 確定切削

59、背吃刀量 單邊切削深度切削速度的確定。 p /20.16/20.08azmm (6) 切削速度的確定 由文獻5,11-69可知，按機床試用說明書取=0.81mm/r。f 由文獻5,11-69可知，取 =0.22m/s=13.2m/min,則v r/min （6-52）s 1000 /1000 13.2/(7.96)527.85nvd由文獻11,6-17可知，n=545r/min,所以實際切削速度為：w m/min （6-53）w /10007.96 545/100013.63vd n29切削工時：由文獻12,15-8可知, =1.08mm,=11mm,則粗鉸 8H71L2L兩孔的機動工時為：

60、min m12w2()/ 2 (11 1.08 11)/(0.81 545)0.105tLLLf n （6-54）(7)精鉸的切削用量 精鉸 8H7 的兩孔，選用高速鋼鉸刀,d=8H7。(8)確定切削背吃刀量 單邊切削深度切削速度的確定 p /20.04/20.02azmm (9)切削速度的確定 由文獻5,11-69可知，按機床試用說明書取=0.81mm/r。f 由文獻5,11-69可知，取 =0.278m/s=16.68m/min,則v r/min （6-55）s 1000 /1000 16.68/(8)663.68nvd由文獻11,6-17可知，n=680r/min,所以實際切削速度為：w

61、 m/min （6-56）w /10008 680/100017.1vd n 切削工時：由文獻12,15-8可知,L1=1.02mm,L2=11mm,則精鉸8H7mm 兩孔的機動工時為： minmw 2(12)/ 2 (11 1.02 11)/(0.81 680)0.084tLLLf n （6-57） 7.工序 9：鉆 4mm 油孔，锪 8mm 圓錐沉頭孔。選用 Z525 立式鉆床與專用夾具。（1） 鉆的切削用量 鉆 4mm 的油孔，選用高速鋼麻花鉆,d=4mm。（2） 確定切削背吃刀量 30單邊切削深度。p /24/22admm (3） 切削速度的確定 查表，=0.080.13mm/r,按機

62、床試用說明書取=0.13mm/r。ff 查表，取 =0.2m/s=12m/min,則v r/min （6-58）s 1000 /1000 12/(4)954.9nvd由文獻11,6-17可知，n=960r/min,所以實際切削速度為：w m/min （6-59）m /10004 960/100012.06vd n 切削工時：由文獻12,15-8可知, =2mm,=1.0mm,則鉆 4mm 孔的1L2L機動工時為： minm12 w ()/(72 1.0)/(0.13 960)0.08tLLLfn （6-60）（4）锪 8mm 圓錐沉頭孔切削用量 锪 8mm 圓錐沉頭孔，選用錐面锪鉆,d=10m

63、m。（5）確定切削速度 由文獻5,14-18可知，=0.100.15mm/r,按機床試用說明書取f=0.13mm/r。為了縮短輔助時間，取锪沉頭孔的主軸轉速與鉆孔相同，即 nf=960r/min。w 8工序 10：鉆 M4mm 螺紋底孔，攻 M4mm 螺紋孔。選用 Z525 立式鉆床與專用夾具。（1）鉆的切削用量 鉆 M4mm 的螺紋底孔 3mm，選用高速鋼麻花鉆,d=3mm。 （2）確定切削背吃刀量 單邊切削深度。p /24/22admm （3）切削速度的確定 31 由文獻5,11-69可知， =0.080.13mm/r,按機床試用說明書取f=0.1mm/r.f 由文獻5,11-69可知，取

64、 =0.15m/s=9m/min,則v r/min （6-61）s1000 /1000 9/(3)955nvd由文獻11,6-17可知，n=960r/min,所以實際切削速度為：w m/min （6-62） /10003 960/10009.05vd n 切削工時：由文獻12,15-8可知, =2mm, =1.0mm,則鉆 4mm 孔的1L2L機動工時為： min（6-63）mw (12)/ (72 1.0)/(0.1 960)0.09tLLLf n （4）攻 M4mm 的螺紋底孔。 由文獻5,11-49可知，選用 M4 絲錐，螺距 P=0.7mm，則進給量f=0.7mm/r。 由文獻5,11

65、-49可知，取 =6.8m/min,則v r/min （6-64）s 1000 /1000 6.8/(4)541nvd由文獻11,6-17可知，n=490r/min,所以實際切削速度為：w m/min （6-65）w /10004 490/10006.16vd n 切削工時：由文獻12,15-8可知, =2mm,=1.4mm,則攻 M4mm 螺紋1L2L孔的機動工時為： min （6-66）m12w()/ (62 1.4)/(0.7 490)0.055tLLLf n 9工序 9： 粗銑，半精銑槽。選用機床：X61W 萬能升降臺銑床。32（1）粗銑槽的切削用量 選用高速鋼直齒三面刃銑刀，直徑 d

66、=100mm，寬度為 7mm，Z=20，粗齒。（2）粗銑槽的背吃刀量 因為粗銑所選單邊余量為 0.15mm 所以。p 0.15mma（3）粗銑槽的切削速度的確定 由文獻5,11-69可知， =0.060.12mm/z, 取=0.08mm/齒。zfzf 由文獻5,11-69可知,取 =38m/min 則：v r/min （6-67）s 1000 /1000 38/(100)120.9nv d由文獻11,6-17可知，取主軸實際轉速=125r/min,則實際切削速度wn r/min （6-68）w/1000(100 125)/100039.27vdn 當=125r/min 時，每分鐘進給量應為wnmf mm/min （6-69）mzw 0.08 20 125200ff Z n由文獻11,7-11可知，取實際進給速度=205mm/min,則實際進給量mf mm/Z （6-70）zmw / 205/(20 125)0.082ffZn切削工時：由文獻12,15-8可知，切入長度 L1=37.4mm,超出長度 L2=3.0 mm。于是行程長度為，則機動工時為012LLL minmm( 012)/