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1、文字 文档 目 录 3 3 3 4 4 4 4 6 15 15 15 16 17 18 一、零件的分析 （一）零件的作用 （二）零件的分析 二、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 （二）制定工艺路线 制定工艺路线 机械加工余量、 （三） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 （四）确定主要切削用量及基本工时 确定主要切削用量及基本工 主要切削用量及基本 三、夹具设计 （一）问题的提出 （二）夹具设计 （三）夹具优缺点分析 四、小结 五、参考文献 -2- 一、零件的分析 （一）零件的作用 自动车床上的杠杆（见附图） ，它位于自动车床 题目所给的零件是 CA1340 自动车床上的杠杆（见附图

2、） 它位于自动车床 ， 的自动机构中，与灵活器配合使用，起制动的作用。 的自动机构中，与灵活器配合使用，起制动的作用。 （二）零件的工艺分析 杠杆共有四组加工表面 现分述如下： 组加工表面， 杠杆共有四组加工表面，现分述如下： 1以20H7mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个 的孔及其倒角， Ra1.6； 这一组加工表面包括：一个20H7mm 的孔及其倒角，粗糙度为 Ra1.6；尺 寸为 且与孔 相垂直的两个平面 粗糙度为 Ra3.2； *1.5mm 深， Ra3.2； R2*1.5mm 寸为35mm 且与孔20H7mm 相垂直的两个平面， R2 长的油槽； 60 的孔。 55m

3、m 长的油槽；3 沉孔 60深 3mm 的孔。 2以10mm 孔为中心的加工表面 10mm 这一组加工表面包括：一个10mm 的螺纹； 且与 这一组加工表面包括：一个10mm 的孔及 M10 深 18 的螺纹；20 且与 孔相垂直的凸台面， Ra4mm6.3 6.3。 10mm 孔相垂直的凸台面，粗糙度为 Ra4mm6.3。 3以8H7mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个 的孔，Ra1.6； 这一组加工表面包括：一个8H7mm 的孔，Ra1.6；一个 Ra6.3 的槽和一个 的螺纹孔，二者皆与 孔垂直。 M4mm 的螺纹孔，二者皆与8H7mm 孔垂直。 4以8H8mm 孔为中心的

4、加工表面 这一组加工表面包括：一个8H8mm， 的孔； 这一组加工表面包括：一个8H8mm，深 18mm 的孔；与之垂直的一个 M5 的 螺纹孔和 的平面， Ra6.3。 螺纹孔和20 的平面，粗糙度 Ra6.3。 由以上分析可知，对于这四组加工表面而言，可以先加工一面一孔， 由以上分析可知，对于这四组加工表面而言，可以先加工一面一孔，以它 们为精准加工其它表面。另外，该零件结构简单，工艺性好。 们为精准加工其它表面。另外，该零件结构简单，工艺性好。 -3- 二 、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 QT50-1.5。考虑到零件结构简单，工艺性好， 零件的材料为球墨铸铁 QT50-1.5。

5、考虑到零件结构简单，工艺性好，在工 作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选用铸件。 作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选用铸件。由于零件 应该达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大， 以下， 应该达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，重量在 12kg 以下，故可 采用机械造型中的金属模铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑， 采用机械造型中的金属模铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是 应该的。 应该的。 （二）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度 等技术

6、要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下， 等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以 考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工作集中来提高生产率。 考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工作集中来提高生产率。除此以 还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。 外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案： 工艺路线方案： 去应力退火。 工序 1 去应力退火。 粗铣，半精铣 右端面。 立式铣床和专用夹具 和专用夹具。 工序 2 粗铣，半精铣35 右端面。选用 X52K 立式铣床和专用夹具。 立式铣床和专用夹具。 粗铣，半精铣 左

7、端面。 工序 3 粗铣，半精铣35 左端面。选用 X52K 立式铣床和专用夹具。 粗铣，半精铣 凸台面。 立式铣床和专用夹具。 工序 4 粗铣，半精铣20 凸台面。选用 X52K 立式铣床和专用夹具。 粗铣，半精铣杠杆尾部槽。 立式铣床和专用夹具。 工序 5 粗铣，半精铣杠杆尾部槽。选用 X52K 立式铣床和专用夹具。 粗铰，精铰 立式钻床和专用夹具。 工序 6 扩，粗铰，精铰20 孔。选用 Z550 立式钻床和专用夹具。 孔倒角。 立式钻床和专用夹具 和专用夹具。 工序 7 锪20 孔倒角。选用 Z550 立式钻床和专用夹具。 圆角。 立式铣床和专用夹具。 工序 8 铣 R5 圆角。选用 X

8、52K 立式铣床和专用夹具。 油槽。 立式铣床和专用夹具。 工序 9 铣 R2 油槽。选用 X52K 立式铣床和专用夹具。 粗铰，精铰 立式钻床和专用夹具 钻床和专用夹具。 工序 10 钻，粗铰，精铰8 孔。选用 Z550 立式钻床和专用夹具。 立式钻床和 钻床和专用夹 工序 11 钻20，10，5，4，3 孔。选用 Z550 立式钻床和专用夹 ， ， ， ， 具。 孔攻丝。 立式钻床和专用夹具 钻床和专用夹具。 工序 12 M10，M5，M4 孔攻丝。选用 Z550 立式钻床和专用夹具。 ， ， 去毛刺。在钳工台完成 完成。 工序 13 去毛刺。在钳工台完成。 终检。 工序 14 终检。 (

9、三)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 机械加工余量、 半自动车床杠杆” QT50-1.5,生产类型为大批生产 生产类型为大批生产, “C1340 半自动车床杠杆”零件材料为 QT50-1.5,生产类型为大批生产,采 用机器造型,金属模铸造毛坯。 用机器造型,金属模铸造毛坯。 根据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、 根据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: 尺寸及毛坯尺寸如下: 孔外端面的加工余量( 66) 1. 20 孔外端面的加工余量(加工余量的计算成本长度为 66) 加工余量计算表如下: 加工余量计算表如下: -

10、4- 工序 加工 尺寸及公差 加工前尺 寸 加工后尺 寸 最大 最小 最大 最小 铸件毛坯 (20 二端面尺 66) 寸 66) 粗铣二端面 70 68 半精铣 两端面 68 66 66 66 70 68 最大 2 68 66 1 1 0.5 0.5 加工余量（单边） 加工余量（单边） 最小 (1)按照金属机械加工工艺人员手册 12(1)按照金属机械加工工艺人员手册表 12-2，取毛坯的单边加工余量 按照 Z=2mm,铸件尺寸精度等级为 固偏差为 Z=2mm,铸件尺寸精度等级为 5，固偏差为1。 Z=0.5mm， 0.5mm （ （见 简明机械加工工艺手册 22） (2)半精铣余量:单边为 Z

11、=0.5mm， 见简明机械加工工艺手册表 1-22） 半精铣余量: ， IT11。 加工精度等级为 IT11。 (3)粗铣加工余量：分两次走刀， Z=1.5 1.5mm, 简明机械 (3)粗铣加工余量：分两次走刀，单边加工余量为 Z=1.5mm, （ 简明机械 粗铣加工余量 加工工艺手册 22） ，加工精度等级为 IT12。 加工工艺手册表 1-22） 加工精度等级为 IT12。 ， 螺纹孔外端面的加工余量 2. M10 螺纹孔外端面的加工余量 按照金属机械加工工艺人员手册 12(1) 按照金属机械加工工艺人员手册表 12-2，取毛坯的单边加工余量 Z=2mm, mm,铸件尺寸精度等级为 固偏

12、差为0.5。 Z=2mm,铸件尺寸精度等级为 5，固偏差为0.5。 (2)半精铣加工余量 半精铣加工余量: Z=0.5 (2)半精铣加工余量:单边为 Z=0.5mm 见 简明机械加工工艺手册 1-22） 简明机械加工工艺手册 表 22） ， 加工精度等级为 IT11。 IT11。 粗铣加工余量： =2-0.5=1.5mm,分两次走刀 固每次加工量为 分两次走刀， (3) 粗铣加工余量： 单边为 =2-0.5=1.5mm,分两次走刀， /2=0.75mm,加工精 加工精度等级为 IT12。 Z= /2=0.75mm,加工精度等级为 IT12。 加工余量计算表（ 28） 加工余量计算表（零件尺寸

13、28） 加工余量（单边） 工序 加工余量（单边） 0.5 半精铣 0.5mm 粗铣（两次） 1.5mm 粗铣（两次） 1.5mm 毛坯 2.0mm 工序尺寸 28mm 28mm 30mm 30mm 32mm 孔的加工余量， IT7， 金属机械加工工艺人员手 3. 8 孔的加工余量，孔的精度要求为 IT7， 金属机械加工工艺人员手 13-14， 册表 13-14，确定工序尺寸及余量为 钻孔 7.8mm -5- 粗铰 精铰 7.96mm 8.0 0.012 mm 0 Z=0.16mm Z=0.04mm 孔的加工余量， IT7， 金属机械加工工艺人员手 4. 20 孔的加工余量，孔的精度要求为 IT

14、7， 金属机械加工工艺人员手 13-14， 册表 13-14，确定工序尺寸及余量为 毛坯孔 18mm 扩孔 19.8mm Z=1.8mm 粗铰 19.94mm Z=0.14mm 精铰 20 0.021 mm 0 Z=0.05mm 的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册 13-14， 5. 槽 R2 的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册表 13-14，确 定工序尺寸及余量为 粗铣 1mm Z=0.5 0.5mm 半精铣 2mm Z=0.5mm 孔的加工余量， IT8， 金属机械加工工艺人员手 6. 8 孔的加工余量，孔的精度要求为 IT8， 金属机械加工工艺人员手 13-14， 册表 13

15、-14，确定工序尺寸及余量为 钻孔 8.2mm 尾部槽的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册 13-14， 7. 尾部槽的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册表 13-14，确 定工序尺寸及余量为 粗铣 4mm Z=1 半精铣 6mm Z=15mm 确定主要切削用量及基本工 主要切削用量及基本 (四)确定主要切削用量及基本工时 粗铣，半精铣 两端面。选用机床： 立式铣床。 工序 2，3 粗铣，半精铣35 两端面。选用机床：X52K 立式铣床。 1粗铣35 孔的右端面 粗铣 QT50-1.5， 故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。 零件材料为球墨铸铁 QT50-1.5， 故可用高速钢直齿三面刃圆

16、盘铣刀。 简 查 明机械加工工艺手册 简称简明手册） （简称简明手册 1112-22， 明机械加工工艺手册 简称简明手册 ） 表 11-21 和表 12-22 ， 取铣刀直径 （ d=125mm，粗齿， d=125mm，粗齿，z=20 齿。 2mm， 5mm， =2mm。 由于粗铣加工单边余量为 2mm，小于 5mm，故铣削宽度 ae =2mm。 11查 机 械 加 工 工 艺 人 员 手 册 简 称 工 艺 手 册 ） 表 11-69 可 知 ， f z （ =0.060.12mm/z, mm/齿 =0.060.12mm/z, 取 f z =0.1 mm/齿。 查工艺手册表 14-77,取

17、u=38m/min 则： 工艺手册 14-77,取 n s =1000u/d=96（r/min） =1000u/d=96（r/min） -6- 根据机床使用说明书， 3.29， =100r/min,则实际切 根据机床使用说明书，查表 3.29，取主轴实际转速 n w =100r/min,则实际切 削速度 u c =d n w /1000=39.27（r/min） /1000=39.27（r/min min） 当 n w =100r/min 时，刀具每分钟进给量 f m 应为 f m = f z Z n w =0.120100=200(mm/min) =0.120 查机床说明书， =205mm/

18、min,则实际进给量 查机床说明书，取实际进给速度 f m =205mm/min,则实际进给量 f z = f m /Z n w =0.1025(mm/Z) 切削工时： 工艺手册 15-14， 查 表 L1=1.7mm,超出长度 mm。 切削工时： 工艺手册 15-14， 切入长度 L1=1.7mm,超出长度 L2=3 mm。 L0L1L2， 于是行程长度为 L0L1L2，则机动工时为 L0L1L2） 351.7 /205=0.19(min) Tm= （L0L1L2）/ f m =（351.73）/205=0.19(min) 2半精铣35 孔两端面 半精铣 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，

19、 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm,z=20 齿。 0.5mm 经查手册，只需一次半精铣， 由于加工余量 0.5mm，经查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度 ae =0.5mm 查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.08mm/z 工艺手册 14-69，f=0.060.12mm/齿 工艺手册 14-77， U=45m/min,则 查工艺手册表 14-77，取 U=45m/min,则 n s =1000u/d=114.6(r/min) =1000u/ 根据机床使用说明书, 3.29,取主轴转速 =125r/min,则实际切削速度 根据机床使用说明书,查

20、表 3.29,取主轴转速 n w =125r/min,则实际切削速度 Uc= Uc=d n w /1000=49(m/min) 当 n w =125r/min 时,工作合每分钟进给量 f m 为 f m = f n w z=0.0820125=200(mm/min) =0.0820 查机床使用说明书, mm/min,则实际进给量 查机床使用说明书, 取刀具实际进给速度为 f m =205 mm/min, 则实际进给量 为 f = f m /z n w =205/(20125)=0.082(mm/z) =205/(20 切削工时:由粗铣加工可知, L0L1L2，则机动工时为 切削工时:由粗铣加工

21、可知,刀具行程为 L0L1L2，则机动工时为 t m = （L0L1L2）/ f m =（35+1.7+3）/205=0.19(min) 35+1.7+3） L0L1L2） 粗铣，半精铣 凸台面。选用机床： 立式铣床。 工序 4 粗铣，半精铣20 凸台面。选用机床：X52K 立式铣床。 -7- 1粗铣20 凸台面 粗铣 QT50-1.5， 故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。 零件材料为球墨铸铁 QT50-1.5， 故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。 简 查 明机械加工工艺手册 简称简明手册） （简称简明手册 1112-22， 明机械加工工艺手册 简称简明手册 ） 表 11-21 和表 12-22

22、， 取铣刀直径 （ d=120mm，粗齿， d=120mm，粗齿，z=20 齿。 1.5mm， 5mm， =1.5mm。 由于粗铣加工单边余量为 1.5mm，小于 5mm，故铣削宽度 ae =1.5mm。 11查 机 械 加 工 工 艺 人 员 手 册 简 称 工 艺 手 册 ） 表 11-69 可 知 ， f z （ mm/齿 =0.060.12mm/z, 取 f z =0.1 mm/齿。 查工艺手册表 14-77,取 u=38m/min 则 工艺手册 14-77,取 n s =1000u/d=100（r/min） =1000u/d=100（r/min） =100r/min,则实际切 根据机

23、床使用说明书， 3.29， 根据机床使用说明书，查表 3.29，取主轴实际转速 n w =100r/min,则实际切 削速度 u c =d n w /1000=37.68（r/min） /1000=37.68（r/min） 当 n w =100r/min 时，刀具每分钟进给量 f m 应为 f m = f z Z n w =0.120100=200(mm/min) =0.120 查机床说明书， =205mm/min,则实际进给量 查机床说明书，取实际进给速度 f m =205mm/min,则实际进给量 f z = f m /Z n w =0.1025(mm/Z) 切削工时： 工艺手册 15-1

24、4， 查 表 L1=1.5mm,超出长度 mm。 切削工时： 工艺手册 15-14， 切入长度 L1=1.5mm,超出长度 L2=2 mm。 L0L1L2， 于是行程长度为 L0L1L2，则机动工时为 L0L1L2） 201.5 Tm= （L0L1L2）/ f m =（201.52）/205=0.12(min) 2半精铣20 凸台面 半精铣 凸台面 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=120 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=120mm,z=20 齿。 0.5mm，经查手册，只需一次半精铣， =0.5mm。 由于加工余量 0.5mm，经查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度 ae =0.

25、5mm。 查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.08mm/z 工艺手册 14-69，f=0.060.12mm/齿 工艺手册 14-77， U=45m/min,则 查工艺手册表 14-77，取 U=45m/min,则 n s =1000u/d=119.4(r/min) =1000u/d=119. 根据机床使用说明书, 3.29,取主轴转速 =125r/min,则实际切削速度 根据机床使用说明书,查表 3.29,取主轴转速 n w =125r/min,则实际切削速度 /1000=47.1 7.1(m/min) Uc= Uc=d n w /1000=47.1(m/min

26、) -8- 当 n w =125r/min 时,工作合每分钟进给量 f m 为 f m = f n w z=0.0820125=200(mm/min) =0.0820 查机床使用说明书, mm/min,则实际进给量 查机床使用说明书, 取刀具实际进给速度为 f m =205 mm/min, 则实际进给量 为 f = f m /z n w =205/(20120)=0.085(mm/z) =205/(20 20)=0.085(mm/z) 切削工时:由粗铣加工可知, L0L1L2， 切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为 L0L1L2，则机动工时 t m = （L0L1L2）/ f m =（201.

27、52）/205=0.12(min) 201.5 L0L1L2） 粗铣，半精铣杠杆尾部槽。选用机床： 立式铣床。 工序 5 粗铣，半精铣杠杆尾部槽。选用机床：X52K 立式铣床。 1粗铣杠杆尾部槽 粗铣杠杆尾部槽 QT50-1.5， 选用高速钢直齿三面刃铣刀， d=100mm， 零件材料为球墨铸铁 QT50-1.5， 选用高速钢直齿三面刃铣刀， 直径 d=100mm， 8mm，Z=20，粗齿。 宽度为 8mm，Z=20，粗齿。 查工艺手册表 11-69 可知， f z =0.060.12mm/z, 取 f z =0.08mm/齿。 工艺手册 11- 可知， =0.08mm/齿 查工艺手册表 14

28、-77,取 u=38m/min 则 工艺手册 14-77,取 n s =1000u/d=100038/（100）=120.9（r/min） =1000u/d=100038/（100 =120.9（r/min） 根据机床使用说明书， 3.29， =125r/min,则实际切 根据机床使用说明书，查表 3.29，取主轴实际转速 n w =125r/min,则实际切 削速度 u c =d n w /1000=（100125）/1000=39.27（r/min） /1000=（ 100125）/1000=39.27（r/min） 当 n w =125r/min 时，每分钟进给量 f m 应为 f m

29、= f z Z n w =0.0820125=200(mm/min) =0.0820 查机床说明书， =205mm/min,则实际进给量 查机床说明书，取实际进给速度 f m =205mm/min,则实际进给量 f z = f m /Z n w =205/（20125）=0.082(mm/Z) =205/（20125） 切削工时： 工艺手册 15-14， 查 表 L1=1.5mm,超出长度 L2=3.0mm。 切削工时： 工艺手册 15-14， 切入长度 L1=1.5mm,超出长度 L2=3.0mm。 L0L1L2， 于是行程长度为 L0L1L2，则机动工时为 L0L1L2） 261.53.0

30、） Tm= （L0L1L2）/ f m =（261.53.0）/205=0.15(min) 2 半精铣杠杆尾部槽 选用高速钢直齿三面刃铣刀， d=100mm， 8mm，Z=20，细齿。 选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径 d=100mm，宽度为 8mm，Z=20，细齿。 -9- =0.5mm。 半精铣的单边切削宽度 a e =0.5mm。 f=0.06mm/z。 查工艺手册表 14-69，f=0.060.12mm/齿,取 f=0.06mm/z。 工艺手册 14-69，f=0.060.12mm/齿 工艺手册 14-77， U=45m/min,则 查工艺手册表 14-77，取 U=45m/min,则

31、n s =1000U/d=100045/（100）=143(r/min) =1000U/d=100045/（ 100） 根据机床使用说明书, 3.29,取主轴转速 =125r/min,则实际切削速度 根据机床使用说明书,查表 3.29,取主轴转速 n w =125r/min,则实际切削速度 Uc=d n w /1000=39(m/min) c= 当 n w =125r/min 时,工作合每分钟进给量 f m 为 f m = f n w z=1=0.0612520=150(mm/min) z=1=0.06125 查机床使用说明书, mm/min,则实际进给量 查机床使用说明书, 取刀具实际进给速度为 f m =166 mm/min, 则实际进给量 为 f = f m /z n w =166/(20125)=0.0664(mm/z) =166/(20 切削工时:由粗铣加工