机械专业课程设计说明书“摇臂”的机械加工工艺规程及工艺装备.doc

《机械专业课程设计说明书“摇臂”的机械加工工艺规程及工艺装备.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械专业课程设计说明书“摇臂”的机械加工工艺规程及工艺装备.doc（31页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、工艺课程设计说明书 题目:“摇臂”的机械加工工艺规程及工艺装备 设 计 者 班 级 交设0804 学 号 指导教师 中南大学交通运输工程学院 2011年 12月 25 日序言 机械制造工艺学课程设计是在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，在进行了生产实习之后所进行的又一个环节。它要求我们通过设计来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，还是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的总复习，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。通过对工艺课程的学习，掌握了一些工艺基本知识，也希望能通过这次工艺课程设计巩固、

2、扩大和强化自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计计算、运用CAD软件制图、编写技术文件的能力，学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书，并在设计中培养自己理论联系实际、严肃认真的工作作风和独立工作能力，对自己未来的将从事的学习及工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己独立发现问题、分析问题、解决问题的能力，为自己今后更好的学习和工作，为社会创造更多的价值打下一个良好的坚实基础。但是在十天左右的设计工程中，我发现个人能力有限，设计中却是遇到许多问题，希望老师指导。一、零件的分析1、零件的功能本次设计我选择的零件是发动机的气门摇臂。它位于配气机构中，气门摇臂的作用,是将推杆传来的力改变方

3、向,作用到气门上,推开或关闭气门，以使发动机能按照给定的要求产生进、排气作用，从而使发动机能正常启动和运转工作。这摇臂实际上是一个双臂杠杆,长短臂的比值约为1.2到1.8，较长的一端是推动气门的,短臂是与推杆接触的,短臂上有螺丝空,用来安装气门间隙调整螺栓.摇臂一般用45号钢模锻或精密铸造,也有球磨铸铁的和钢板冲压的.与气门接触的地方一般做成圆弧表面,并淬火提高硬度.2、零件的工艺分析零件图如下：图1 零件主视图、剖视图图2 零件俯视图零件的材料为45号钢，分析其零件图可以确定，它一共有7个加工表面，这些加工表面相互之间有一定的位置要求，而它们本身也有一定的精度和配合要求，这7组加工表面如下：

4、1）圆柱面两端面，表面粗糙度要求为；2）圆柱面两端面，表面粗糙度要求均为；3）以阶梯孔为中心的加工表面要求：孔，表面粗糙度要求为；4）以阶梯孔为中心的加工表面要求：孔（表面粗糙度要求为）、底部倒角（其中孔底面表面粗糙度要求为）、端面（表面粗糙度要求为）以及端面倒角（表面粗糙度要求为）；5）以孔为中心的加工表面要求：孔，与主中心孔的位置要求为，孔的表面粗糙度要求为；6）圆柱面两端面，要求下底面与中心面距，倒角7）以阶梯孔为中心的加工表面要求：孔，与主中心孔的位置要求为，孔的表面表面粗糙度要求为；8）阶梯孔，深度为，表面粗糙度。3、零件的技术要求1、调制硬度HB241-285；2、非加工表面喷丸处

5、理；3、发蓝。二、工艺规程设计1、确定生产类型已知此摇臂零件的生产纲领为4000件/年，零件的质量为0.216Kg/个，查机械制造工艺设计简明手册可确定该摇臂生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2、确定毛坯的制造形式零件材料为45号钢，分析零件的结构形式可知，毛坯的制造可采取焊接、铸造、锻造等方法制备。焊接在制造成本、工人技术要求上都比较高，一般用于较为复杂的零件毛坯，且承受交变载荷能力不强。铸造虽然适应性广、成本低，但需用材料和设备多、污染环境。锻造在成本上略高于铸造，但能改善毛坯的组织结构和力学性能，使锻件的

6、纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与较长的使用寿命。摇臂在发动机工作过程中所受的各种力和力矩比较大，且为交变的应力，冲击也较大，要求零件的各项力学性能比较好，耐磨和耐冲击，要有一定的寿命。由于零件结构不是太复杂，并且生产类型为大批生产，故选择机床模锻成形。3、基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不使但加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择对于机械加工来讲是至关重要的，对一般零件而言，常选择粗加工的表面为粗基准。经过分析后，本

7、零件加工基准选择如下：1）粗基准的选择初道工序，以毛坯件上对零件纵向中心面的划线作为粗基准；经过对零件的结构形状、工艺性和设计基准的分析，决定以零件圆柱面两端面为粗基准进行粗加工。经过对零件的结构形状、工艺性和设计基准的分析，加工时可以以的中心线来定位。2）精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和定位准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以精加工后的阶梯孔的中心轴为主要的定位精基准进行后续加工；精加工后的端面是工件y向的定位基准。4、制定工艺路线制定工艺路线的出发点是根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采

8、用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，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01 模锻毛坯，合格者下料；工序02 非加工表面喷丸处理；工序03 划线；工序04 以零件纵向中心面的划线为粗基准，粗铣40的两端面；工序05 以40的两端面为粗基准，粗铣20两端面；工序06 以划线基准、40的底端面为粗基准，扩、铰孔28，深度2mm；工序07 以孔28的中心线、40的底面为粗基准，扩、铰孔32，深度26mm，倒角；工序08 以粗铣后的40的两端面为基准，精铣40的两端面；工序09 以精铣后的40的两端面为基准，精铣20的两端面；工序10 以3

9、2孔中心线、40底面为基准，钻9.8孔,铰10孔；工序11 以精铣后的40的两端面为基准，铣8阶梯孔的两端面；工序12 以孔32、10中心线、40底面为基准，钻、铰孔8mm，深度15mm；工序13 以8孔中心线、40底面为基准为基准，钻14mm孔，深度1mm；工序14 调质工序15 发蓝工序16 检验。2）工艺路线方案二工序01 模锻毛坯，合格者下料；工序02 非加工表面喷丸处理；工序03 划线；工序04 以零件的划线基准为粗基准，粗铣40、20的两端面；工序05 以划线基准、40的底端面为粗基准，扩、铰孔28，深度28mm；工序06 以孔28的中心线、40的底面为粗基准，扩、铰孔32，倒角；

10、工序07 以粗铣后的40的两端面为基准，精铣40、20的两端面；工序08 以40的两端面为基准，铣8阶梯孔的两端面、倒角；工序09 以32孔中心线、40底面为基准，钻9.8孔,铰10孔；工序10 以孔32、10中心线、40底面为基准，钻、铰孔8，深度15mm；工序11 以8孔中心线、40底面为基准为基准，钻14mm孔，深度1mm；工序12 调质；工序13 发蓝；工序14 检验。3）工艺路线方案的比较上述两个方案中，主要在加工顺序和中心大阶梯孔的加工方法有所差异。方案一的特点是：以划线或是40端面为基准，分别工序粗铣、精铣40的两端面和20的两端面。这样做的好处是在铣20的两端面时，都能利用铣好

11、的40的两端面作为基准，精度较高；在铣过某端面后，立即加工对应的孔。这样的顺序如果采用万能机床切夹具设计得当，可以减少装夹次数，提高生产效率；在加工中心阶梯孔时，先加工孔28至要求深度，再从另一侧加工孔32，深度与28相接。这样做的优点是使孔32加工深度比较直观，容易控制。方案二的特点是：以划线或是40端面为基准，在粗铣和精铣两道工序中，同时加工40和20的一侧端面，然后再将翻转零件，同时加工40和20的另一侧端面。这样的加工方法，有效的减少了装夹次数；先加工所有的端面，完成后再集中加工各孔。这样的顺序可以避免加工端面产生的应力扭曲等对加工孔产生影响；在加工中心阶梯孔时，先加工孔28至全长，然

12、后再加工孔32到要求深度。这样做的优点是使孔32的加工分多次完成，每次进刀量较小，达到了骄傲高的加工精度。结论：比较这两道工序可知，方案一的采用了较为繁杂的工序，所提高的加工精度本身要求就不是很高。方案二的工序更少，加工效率更高，切保证了重要表面的加工精度。经过仔细分析和讨论后，最后采用方案二的加工工艺路线。5、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸（机械加工余量手册21）的确定(61页)“摇臂”零件的材料为45号钢，调质硬度HB241285，毛胚重量约为0.216Kg，生产类型为成批生产，采用机床模锻生产毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，参照加工余量手册分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及

13、毛坯尺寸如下所示：1）两端面锻件质量00.4之间，外表面厚度方向加工余量1.01.5mm,取粗铣端面，加工余量1.5mm；由表查得粗铣后精铣，加工余量为1.0mm，故毛坯尺寸为30.5；2）两端面锻件质量00.4之间，外表面厚度方向加工余量1.01.5mm,取粗铣端面，加工余量1.5mm；由表查得粗铣后精铣，加工余量为0.5mm，故毛坯尺寸为12；3）毛坯冲孔，内孔表面粗糙度为，确定其工序为先扩孔再铰孔。由手册查得，扩孔：（加工余量手册121页）绞孔：，表面粗糙度；参照手册，由模锻件内孔直径的单面机械加工余量表查得，锻件内孔直径加工余量为2mm，故毛坯尺寸；4） 孔（加工余量手册98页）该孔为

14、与同轴的阶梯孔，内孔表面粗糙度为，确定其工序为在的基础上先扩孔再铰孔。由手册查得，扩孔： 绞孔：，表面粗糙度；5）孔毛坯为实心，不冲出孔。表面粗糙度为，确定其工序为先钻孔再铰孔。由手册查得，钻孔: 绞孔： ，表面粗糙度；6）孔毛坯为实心，不冲出孔。内孔粗糙度为，确定其工序为先钻孔再铰孔。参照手册确定工序尺寸及加工余量为：钻孔：铰孔： ，表面粗糙度；7）孔毛坯上已钻，内孔粗糙度为，直接一次钻孔可以满足要求，工序尺寸为：钻孔：6、确定切削用量及基本工时（一） 工序04 以零件的划线基准为粗基准，粗铣40、20的两端面1）铣两端面加工条件工件材料 45钢 MPa ，模锻加工要求：粗铣40、20两端面

15、机床： XA5032立式铣床 刀具：标准硬质合金端铣刀YT15，端铣刀直径d=80mm，a=60mm，由于MPa800MPa， 故选择=-5 a=8 Kr=60 Kre=30Kr=5 s=-15a=10计算切削用量a. 计算进给量铣第一个端面的时，粗铣时选择，达到尺寸为28+1.25+0.5=29.75（留加工第二个端面的加工余量和精铣的加工余量）；铣第二个端面的时候，粗铣时，达到尺寸为28+1=29（留精铣的加工余量）；查手册，当使用YT15，XA5032立式铣床功率为7.5kw，fz=0.090.18mm/z，这里取fz=0.15mm/z。b. 计算铣削速度根据XA5032型立铣说明书（表

16、3.30）选择，因此实际切削速度和每齿进给量为c. 计算基本工时式中，=9mm，则，铣削两端面共用时间12.6x2=25.2（两个端面各走刀一次）2）铣20两端面确定切削用量铣第一个端面的时，粗铣时选择，达到尺寸为28+1+0.25=29.25（留加工第二个端面的加工余量和精铣的加工余量）；铣第二个端面的时候，粗铣时，达到尺寸为28+0.5=28.5（留精铣的加工余量）；计算进给量、铣削速度、工时，方法同上a. 计算进给量 b. 计算铣削速度刀具寿命，实际进给量机铣削速度：c. 计算工时式中，=9mm，则铣削两端面共用时间7.2x2=14.4（两个端面各走刀一次）（二） 工序05 以划线基准、

17、40的底端面为粗基准，扩、铰孔28，深度28mm；1）扩孔26a. 计算进给量 选择Z5132A型立式钻床，扩孔加工完成后孔的基本尺寸应为，则有，选择莫氏锥柄扩孔钻，刀具直径为，钻孔加工深度为。由实用金属切削加工工艺手册可查得，进给量，取1.0mm/r。b. 计算切削速度由机械加工工艺手册第2卷查得，责，理论切削速度：由此可求出机床主轴转速为：，查表可取实际主轴转速为，故由此可确定实际切削速度为：c. 计算工时钻孔深度为：，查表可确定加工工时为：。2） 铰孔28a. 计算进给量刀具为直柄机用铰刀，d0=28mm，0=0，0=8，1=18，=0。取进给量f=0.3-0.5mm/r。根据Z5132

18、A钻床说明书取f=0.48mm/r。由手册可知，耐用度T=50。b. 计算切削速度查表，得切削速度的修正系数为： =1.0， =1.0， =1.0所以kv=1.01.01.0 =1.0。Cv=12.1，z=0.3 xv=0.2，yv=0.65，m=0.4。故有：vc=m/min=11.4m/min ；n=r/min=120r/min。根据切削手册查得，nc=120r/min，但因所选转速较计算转速高，会降低刀具寿命，故将进给量降低一级，取f=0.36mm/r；也可选择较低一级转速nc=100r/min，仍用f=0.48mm/r，比较这两种方案，因为第一种方案ncf乘积较大，基本工时较少，故此方

19、案较好。故实际切削速度为：vc=m/min=10.6m/min，此时，可得f=0.48mm/r,nc=120r/min, vc =10.6m/min。c. 计算工时则有L=28mm，查表计算得：l1=4.7mm，l2=15mm，则加工工时为t=min=0.86min。（三）工序06 以孔28的中心线、40的底面为粗基准，扩、铰孔32，深度26mm，倒角；1） 扩孔30a. 计算进给量第二次平底钻孔，选择Z5132A型立式钻床，扩孔加工完成后孔的基本尺寸为，则有，选择硬质合金扩孔钻，刀具直径为，扩孔加工深度为。由实用金属切削加工工艺手册可查得，取1.0mm/r。b. 计算切削速度由机械加工工艺手

20、册第二卷表3.41可确定理论切削速度：由机械加工工艺手册第二卷表3.41可确定理论切削速度：由此可求出机床主轴转速为：，查表可取实际主轴转速为，故由此可确定实际切削速度为：c. 计算工时扩孔深度为：，查表可确定加工工时为：。2） 铰孔32a. 计算进给量刀具为硬质合金，d0=10mm，0=0，0=8，1=18，=0。取进给量f=0.3-0.5mm/r。根据Z5132A钻床说明书取f=0.48mm/r。由手册可知，耐用度T=70。b. 计算切削速度查表，得切削速度的修正系数为： =1.0， =1.0， =1.0所以kv=1.01.01.0 =1.0。Cv=12.1，z=0.3 xv=0.2，yv

21、=0.65，m=0.4。故有：vc=m/min=15.98m/min ；n=r/min=159r/min。根据切削手册表2.35，可取nc=160r/min，但因所选转速较计算转速高，会降低刀具寿命，故将进给量降低一级，取f=0.36mm/r；也可选择较低一级转速nc=100r/min，仍用f=0.48mm/r，比较这两种方案，因为第一种方案ncf乘积较大，基本工时较少，故此方案较好。故实际切削速度为：vc=m/min=16.1m/min，此时，可得f=0.48mm/r,nc=160r/min, vc =16.1m/minc. 计算工时钻孔深度为：，查表计算得：l1=4.7mm，l2=15mm

22、，则加工工时为t=min=0.6min。（四）工序07 以粗铣后的40的两端面为基准，精铣40、20的两端面；1）铣两端面加工条件工件材料 45钢 MPa ，模锻加工要求：粗铣40、20两端面机床： XA5032立式铣床 刀具：标准硬质合金端铣刀YT15，端铣刀直径d=80mm，a=60mm，由于MPa800MPa， 故选择=-5 a=8 Kr=60 Kre=30Kr=5 s=-15a=10计算切削用量a. 计算进给量铣第一个端面的时，精铣时选择，达到尺寸为28+0.5=28.5（留第二个端面的精铣加工余量）；铣第二个端面的时候，粗铣时，达到28的尺寸，并保证Ra=3.2查手册，当使用YT15

23、，XA5032立式铣床功率为7.5kw，fz=0.090.18mm/z，这里取fz=0.15mm/z。b. 计算切削速度根据XA5032型立铣说明书（表3.30）选择，因此实际切削速度和每齿进给量为c. 计算工时式中，=9mm，对称安装铣刀，入切量及超切量之和为9 mm，则，铣削两端面共用时间12.6x2=25.2（两个端面各走刀一次）铣20两端面a. 计算进给量铣第一个端面的时，粗铣时选择，达到尺寸为28+0.25=28.25（留第二个端面的精铣加工余量）；铣第二个端面的时候，粗铣时，达到28的尺寸，并保证Ra=3.2同上，b. 计算切削速度刀具寿命，实际切削速度及进给量c. 计算工时 式中

24、，=9mm，则铣削两端面共用时间7.2x2=14.4（两个端面各走刀一次）。（五）工序08 以40的两端面为基准，铣8阶梯孔的两端面、倒角；1）加工条件工件材料 45钢 MPa ，模锻加工要求：粗铣40、20两端面机床： XA5032立式铣床 刀具：标准硬质合金端铣刀YT15，端铣刀直径d=80mm，a=60mm，由于MPa800MPa， 故选择=-5 a=8 Kr=60 Kre=30Kr=5 s=-15a=103） 计算切削用量a. 计算进给量铣第一个端面的时，粗铣时选择，达到尺寸为15+0.75=15.75（留第二个端面的加工余量）；铣第二个端面的时候，粗铣，达到尺寸为15mm，加工表面无

25、特殊要求；查手册，当使用YT15，XA5032立式铣床功率为7.5kw，fz=0.090.18mm/z，这里选择fz=0.15mm/z，刀具寿命T=100min。b. 计算切削速度决定切削速度v和每齿进给量v，方法同上。得：，校验机床功率如下：，得，因此所选择的切削用量可以采用，即：，.c. 计算工时同上，式中，=9mm，对称安装铣刀，入切量及超切量之和为12 mm，则铣削两端面共用时间7.2x2=14.4（两个端面各走刀一次）。（六）工序09 以32孔中心线、40底面为基准，钻9.8孔,铰10孔；1） 钻孔9.8mma. 计算进给量选择高速钢麻花钻头，直径=9.8mm。 =4.9mm。查表，

26、选择钻头几何形状参数如下，=12，2=120，2=70，=45，f1=0.2mm,1=15，=33。按加工要求决定进给量：查切削手册表2.7得进给量f=0.22-0.28mm/r。由于l/d=10/8=1.125,故应乘以深孔修正系数=1.0，则进给量：f=（0.22-0.28）1.0 mm/r =0.22-0.28mm/r。按钻头强度决定进给量：根据切削手册表2.8，当HBS=241-285,d0=9.8mm时，f0.46mm/r。按机床进给机构强度决定进给量：根据切削手册表2.9，HBS303,d010.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N。（根据切削手册表2.35，Z525钻床允

27、许轴向力8830N）时，进给量为0.88mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为0.22-0.28 mm/r。根据Z525钻床的说明书，选择f=0.22 mm/r。b. 计算切削速度由切削手册，当d0=9.8mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm（0.4-0.8mm），寿命T=25min。切削速度的计算公式：vc=，当f=0.22 mm/r，标准钻头，d0=9.8mm的切削速度的修正系数为：kTv=1.0，kmv=1.0，=0.8， =0.87， =1.0，所以=1.00.80.871.01.0 =0.696。查切削手册， =6.6， =0.4， =0， =

28、0.5，m=0.2。vc=m/min=9.47m/min；n=r/min=308r/min；可取=392r/min，则实际切削速度为 vc=m/min=12.06m/min；此时，有f=0.22mm/r, =392r/min, =12.06m/min。根据手册，有当f0.26mm/r,d011mm时， =13.24N。扭矩修正系数均为1.0，故=13.24N；当HBS=241-285，d0=9.8mm，vt=12.06m/min时， =1.1kW。查表，Z525钻床转速为392r/min时，主轴能传递的扭矩为=72.6N。主电动机功率P=2.8kW，机床效率=0.81。=0.81P=2.26k

29、W。 ，,故选择的切削用量可用，即f=0.22mm/r,n=nc=392r/min, =12.06m/min。c. 计算工时基本工时计算公式t=，其中式中L=l+l+l,l=10mm，查表得l=，取l=3.3，l=2，则有t=min=0.18min。2） 铰孔10mma. 计算进给量刀具为高速钢铰刀，d0=10mm，0=0，0=8，1=18，=0。取进给量f=0.4-0.9mm/r。根据Z525钻床说明书取f=0.62mm/r。由手册可知，寿命T=40min。b. 计算切削速度查表，得切削速度的修正系数为： =1.0， =1.0， =1.0所以kv=1.01.01.0 =1.0。Cv=12.1

30、，z=0.3 xv=0.2，yv=0.65，m=0.4。故有：vc=m/min=11.9m/min ；n=r/min=379r/min根据切削手册，可取nc=392r/min，但因所选转速较计算转速高，会降低刀具寿命，故将进给量降低一级，取f=0.48mm/r；也可选择较低一级转速nc=272r/min，仍用f=0.62mm/r，比较这两种方案：nc=392r/min，f=0.48mm/r。ncf=3920.48mm/min=188.16mm/min。nc=272r/min，f=0.62mm/r。ncf=2720.62mm/min=168.64mm/min。因为第一种方案ncf乘积较大，基本工

31、时较少，故此方案较好。故实际切削速度为：vc=m/min=12.3m/min，此时，可得f=0.48mm/r,nc=392r/min, vc =12.3m/minc. 计算工时切削长度L=10mm，查表计算得：l1=4.7mm，l2=15mm，则加工工时为t=min=0.16min。（七）工序10 以孔32、10中心线、40底面为基准，钻、铰孔8，深度15mm；1）钻7.8孔加工条件:工件材料:45钢，硬度HB241-285，取HB266则b=900MPa机床:Z518立式钻床刀具: 选用7.8材料为高速钢麻花钻钻头 计算切削用量a. 计算进给量查得此条件下的进给量f=0.2 mm/r b.

32、计算切削速度切削速度可以确定为V=20 m/min0.33 m/s 根据公式可计算得转速为：Ns=1000V/(3.14d)=1000*0.33/3.14/7.813.47 r/s(808.2 r/min) 按机床选取为Nw=775 r/min12.92 r/s则实际的切削速度为 V实际=3.14*d*Nw/1000=3.14*7.8*12.92/10000.32 m/s走刀长度l=100mm，切削深度15mm ，切入l1=4.4 mm，切出l2=3 mmc. 计算工时工序基本工时为：T基本=(l+ l1 +l2）/Nw/f=(100+4.4+3)/775/0.2 0.69 min 铰8孔1）

33、加工条件:工件材料:45钢，硬度HB241-285，取HB266则b=900MPa机床:Z518立式钻床刀具: 选用8材料为硬质合金铰刀2 ）计算切削用量a. 计算进给量查得此条件下的切削深度ap=0.08-0.12 mm进给量f=0.15-0.25mm/r ，取f=0.2mm/rb. 计算切削速度进给量f=0.2mm/r ，可确定切削速度V=9 m/min=0.15 m/sNs=1000V/(3.14d)=1000*0.15/3.14/85.97 r/s(358.2 r/min) 按机床选取为Nw=330 r/min=5.5 r/s则实际的切削速度为 V实际=3.14dNw/1000=3.1

34、485.5/10000.14 m/s (8.4 m/min)c. 计算工时走刀长度l=60mm，切削深度15mm ，切入l1=17 mm，切出l2=3 mm工序基本工时为：T基本=(l+ l1 +l2）/Nw/f=(60+17+3)/775/0.2 1.2 min（八）工序11 以8孔中心线、40底面为基准为基准，钻14mm孔，深度1mm； a. 计算进给量查表，选择机床为Z5125A机床，刀具为莫氏锥柄锪钻，14mm，查表，可确定进给量可选取 b. 计算切削速度 ，刀具寿命，查表可得，则有：，Z5125A机床主轴转速范围为50-2000 r/min，故符合要求，所以实际切削速度v=0.178

35、m/s=242r/minc. 计算工时， =0，加工长度1mm，刀具的切入长度 ，则有=1.73mm，=1mm，=1.73mm，=0 ，代入公式中可得加工工时为：三、夹具设计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。并设计工序06中扩、铰孔32的钻床夹具。本夹具将用于Z525立式钻床，刀具为高速钢平底钻头。1、问题的提出本夹具主要用来钻32孔，其中包含扩孔、铰孔以及倒角的工步，在加工时应保证孔与底面的垂直度。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，其位置尺寸为设计基准，要保证一定的精度。2、夹具设计1、定位基准选择由分析知，模锻毛坯具有一定的精度，

36、故可以用其余不加工的表面作为加工时的辅助基准，根据基准重合原则，以已加工过的40底面和孔28的中心轴线为本道工序的定位基准。本设计采用了定位销来实现加工件一内孔为基准的定位，限制了x和y向两个自由度，40底面定好位后可以限制工件的z轴负向串动。为了有效的防止工件绕x、y两轴的旋转和沿z轴正向的串动，并且最大限度的简化夹具，我们采用了特殊的钻套，即作为导向件同时也作为夹紧件使用。需要通过夹具对另外3个自由度加以限制。最后，为了限制工件沿z轴的旋转自由度，我在夹具中加入了挡块，使得零件最终能够完全定位下来。2、夹紧力大小计算及校核（1）计算钻削力和钻削扭矩由于扩孔进给量大，引起的切削力明显大于铰孔

37、引起的切削力，此处，我们对扩孔工步中引起的作用力进行校核。查金属切削机床夹具设计手册可知：钻削轴向力： 钻削扭矩： 式中 钻削轴向力 钻削时的进给量（）钻削扭矩 钻头直径 （） 钻削轴向力系数（查得）钻头直径对轴向力影响指数（查得）钻削进给量对轴向力影响指数（查得） 钻削轴向力修正系数（查得） 钻削扭矩系数（查得） 钻头直径对扭矩影响系数（查得）钻削进给量对扭矩影响指数（查得）钻削扭矩修正系数（查得）（2）分析钻削过程中工件的受力，计算所需要的夹紧力1）钻削过程中工件的受力在本工序中的夹具设计思想中，钻削产生的轴向力由螺旋夹紧机构和机床来承担，产生的z向力相互抵消，不存在产生破坏的可能性。主要

38、是钻削产生的扭矩会使工件发生移动和转动，应该给予校核，由此计算所需的夹紧力，然后将计算结果与实际夹紧力相比较，从而确定夹具的可行性。在加工过程中，工件受到的力如下图所示：图3 工件在钻削过程中的受力分析图其中Fp为钻头和钻套给工件的纵向压紧力的合力，Fn由此引起的为工作台竖直向上的支撑力，使得z向受力平衡。M为钻削加工时产生的扭矩，F为定位销产生的作用在工件上的力，该力为径向力，不能对工件产生作用力矩，其分力F1和F2产生轴向约束力。F是挡板产生的支撑力，该力与F1平衡，并作用在工件上产生与M大小相等方向相反的平衡力矩。同时由工件z向的压紧力引起工件与工作台间的静摩擦力f，与F2相抵。具体受力

39、分析如下：F与水平方向的夹角为，其在X和Y方向的分力为F2=F*cos，F1=F*sin受力平衡方程：该工件在X方向受力平衡平衡方程：F2=f 该工件在X方向受力平衡平衡方程：F1=F 该工件所受力矩平衡方程：F*s=M 2）计算所需夹紧力由1）中工件受力分析及方程、和联立，并代入已知条件：为使s=35mm，M=127.52N*m，00.003，静摩擦力都足够平衡受力。查得无润滑的情况下0.15，故满足要求。通过上述分析计算可知，本工序中钻削扭矩和钻削力不是太大，设计的夹具能承受钻削扭矩和轴向钻削力。此外，设计的夹具有很好的加工精度，而且操纵比较方便，经过综合一定的方案之后选定，是比较理想的装

40、夹方案。3、定位误差分析本工序采用铰后的28孔作为主要定位基准。由于该孔的加工精度有限，孔的圆柱度及内表面粗糙度都存在着一定误差，使得该基准不那么准确；本工序采用了粗加工后的40端面作为辅助基准，作为工作台上的放置基面。但粗加工后的40端面仍然具有较大的粗糙度，会引起工件放斜，加工的孔轴与工作台的垂直度受到影响，与28孔轴的同轴度也自然被破坏；本工件定位使用的定位件为短定位销，只能限制x、y向的自由度，切深入基准孔的长度过浅，定位的同轴度不会特别理想。此外，定位销与孔间本身就有一定的间隙，也增加了定位误差；4、 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应

41、使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需将工件与定位销对好位后，装上钻套压紧工件即可实现装夹定位，完成加工。四、设计小结 机械加工工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造技术，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。本课程设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关实际知识，把握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。为期两周的机车车辆制造与修理工艺学课程设计结束了，在课程设计的整个过程，我觉得学到了很多东西。课程设计作为所学相关基础、专业课程的重要教学环节

42、，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，把感性认识上升到理性认识，强化了生产实习中的感性认识。另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合练习和预备。通过本次课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼：（1）纯熟的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关先修课程中的基本实际，以及在生产实习中所学到的实践知识，准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，从螟保证零件制造的质量、生产率和经济性。（2）通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。（3）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。（4）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。五、参考文献1孙凤池主编.机械加工工艺手册第2卷. 机械工业出版社，20072上海市金属切削技术协会编.金属切削手册.上海科学技术出版社，2000 3陈宏钧编.机械加工工艺装备设计员手册.机械工业出版社，20084陈宏编.金属切削速查速算手册.机械工业出版社，20035大连理工大学工程画教研室编.机械制图.高等教育出版社，20056黄健求主编.机械制造技术基础.机械工业出版社，20057王先逵主编.机械加工工艺规程制定第1卷.机械工业出版社，2008