CA6140车床滤油器体的加工工艺及夹具设计方案

序言

这次课程设计的题目是“CA6140车床滤油器体的加工工艺及加工M181.5孔的工装设计”。设计是在完成了全部基础课程以及参加了生产实习之后进行的。这是我在大学所学各门课程后的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我的大学生活中占有重要的地位。此次设计主要通过分析产品零件图和相关技术要求，查阅车床滤油器体相关资料，结合生产批量要求，安排了15道工序来完成车床滤油器体的加工，其中包括各道工序的加工方法以及所使用的机床、刀具、夹具的选择，基准面的选择，定位和夹紧方案的拟定。滤油器体在车床上是一个必不可少的部件，它有着过滤油液及缓冲的作用。另外，被加工零件的结构比较复杂，加工难度大，需进行专用夹具的设计与装配。此外，主要就钻M181.5深12孔这个工序进行了夹具方案的分析并用装配图和家具零件图来表达设计方案。

由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。

第一章 滤油器体零件分析

1．1 滤油器体零件的作用

“CA6140车床滤油器体”如图1所示。它位于车床主轴箱上

图1：CA6140车床滤油器体零件图

面，主要作用是给主轴箱内供油及对油液起冲作用，零件的两段有两孔用于油液的进出，零件的中间有一个48h6的外圆柱面，用于与主轴箱以基轴制形式联接。

1．2．1 滤油器体零件的分析

a 零件的左端面（用于精基准加工其他表面）； b 螺栓孔3-9（用于联接车床主轴箱，起固定作用）； c 中心孔38（用于过滤及缓冲油液）；

d 进出油孔2-11（用于联接进出油装备，流通油液）； e 外圆柱面48h6（用于与车床主轴箱联接）。 1．2．2 滤油器体各表面的相互精度要求

（1）外圆柱面48h6为基轴制联接，尺寸精度为IT6；

（2）其他表面无特殊精度要求，除保证其表面粗糙度外，尺寸精度为IT14。

经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借用专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。零件材料选HT150，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度的前提下可选用铸造成型。零件的形状并不复杂，因此毛坯的形状可以与零件的形状尽量接近，三个孔需要铸出，毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。

第二章 滤油器体的机械加工工艺规程

2．1 滤油器体零件毛坯的设计

2．1．1 选择毛坯

根据任务书上的年生产纲领可知，CA6140滤油器体属大批生产，零件形状为非全圆柱体，可选零件材料为灰口铸铁，毛坯制造选用铸造毛坯，这样毛坯与成品相似，加工方便，省工省料。为了提高生产率，铸造方法选用砂型铸造，且为机器造型。

2．1．2 毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定 （1）求最大轮廓尺寸

根据零件图轮廓尺寸，可知，CA6140滤油器体最大轮廓尺寸为102mm。

（2）选取公差等级CT

铸造方法按机器砂型造型、铸件材料按灰铸铁，查表得，公差等级CT范围是8~10级，取为10级。 （3）求铸件尺寸公差

根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，查表得，公差带相对与基本尺寸对称分布。 （4）求机械加工余量等级

铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，查表得，机械加工余量等级范围是E~H级，取为F级。 （5）求RAM（要求的机械加工余量）

对所有的加工表面取同一个数值，由最大轮廓尺寸102mm、机械加工余量等级为F级，得RAM数值为1.5mm。

2．1．3 确定毛坯尺寸

上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m。Ra1.6m的表面，余量要适当增大。

分析零件，各加工表面均为Ra1.6m，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上余量值即可。

零件上孔3-9和进出有口尺寸较小，铸成实心；A面为单侧加工，则

RFRMACT/21021.53.6/2 105.3mm38盲孔属内腔加工，根据零件分析，38深度为65不变，径

向为

RFRMACT/2 3821.52.6/2 33.7mm且此孔为非配合孔，用钻床锪出即可，所以3030盲孔属内腔，盲孔铸成实心。

48h6外圆柱面的加工，即

RFRMACT/24821.52.8/2 52.4mm如图2所示，由于38孔的深度和三角形台阶肩宽度的余量和A面余量有关，A面增量a=105.3-102=3.3mm;所以38孔的毛坯深度=65+3.3=68.3mm;三角形台阶肩宽度=34+3.3=37.3mm。

综合上述，确定毛坯加工部分的尺寸，见表1所示。 表1：CA6140车床滤油器体毛坯（铸件）尺寸 单位：mm。

项目 公差等级CT 加工面基本尺寸 铸件尺寸公差 机械加工余量等级 RMA 毛坯基本尺寸 A面 38径向 38轴向 48径向 10 38 2.6 F 三角肩宽 3-9 2-11 30 — — — — — 0 10 102 3.6 F 1.5 105.3 1.5 33.7 10 65 同A面 同A面 同A面 68.3 10 48 2.8 F 1.5 52.4 10 34 同A面 同A面 同A面 37.3 — — — — — 0 — — — — — 0

2．1．4 设计毛坯图 （1）确定圆角半径

外圆角半径 r=1mm; 内圆角半径 R=1mm;

以上所取圆角半径数值能保证各表面的加工余量。 （2）确定拔模斜度

本铸件最大尺寸为h=105.3mm，属25~500mm的铸件，所以查表得拔模斜度为1:10~1:20，取拔模斜度为1：20。 （3）确定分型面

由铸件结构分析，选择左端面作为砂模铸造机器造型的分型面。（4）确定毛坯的热处理方式

灰铸铁滤油器毛坯铸造后应安排人工时效，温度5000~5500，进行消除残余应力，从而改善加工性。

综合上述，所设计的毛坯图如图3所示。

图3：CA6140车床滤油器体毛坯

2．2 滤油器体零件的机械加工工艺规程

2．2．1 定位基准的选择

本零件是不规则多孔零件体，其左端面是设计基准（亦是装配基准和测量基准），为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选左端面为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。

在加工中还可遵循“互为基准”的原则，重复加工38孔和48外圆柱面，使其中心线重合度较高，减小圆跳动度。

2．2．2 零件表面加工方法的选择

本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工，材料为HT150。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下： （1）左端面

左端面为精基准加工其它表面，表面粗糙度为Ra1.6m，加工方法为先车后磨。 （2）38内孔

未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3m，由于毛坯上已经铸造出孔留出有加工余量，所以选择先粗扩孔再精扩孔即可达到要求。 （3）3-9孔

未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3m，只需用9mm麻花钻直接在其位置钻孔即可。 （4）48外圆柱面

公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6，加工方法可采用粗车——精车——精磨。 （5）进出油孔

这两个孔用于联接油管，用于输通油液，密封性需要比较高。连结部分采用螺纹联接。由于毛坯中这两孔是铸为实心，所以此部分的加工为先锪沉头孔，然后在其位置钻11孔，接着扩孔到16深18mm，最后攻丝M18。

2．2．3 拟订工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是使其零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领中已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

滤油器体加工包括各圆柱面、孔及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。 （1）工艺路线方案一

工序00 机器砂型铸造毛坯； 工序01 检验，清砂； 工序02 热处理；

工序03 磨左端面；

工序04 钻38内孔及3-9孔； 工序05 粗车外圆48； 工序06 加工出油口； 工序07 加工进油口； 工序08 工序09 2）工艺路线方案二

工序00 工序01 工序02 工序03 工序04 工序05 工序06 工序07 工序08 工序09 工序10 工序11 工序12 工序13 磨48外圆柱面； 检验。 机器砂型铸造毛坯； 检验，清砂； 热处理； 磨左端面； 车48外圆柱面； 磨48外圆柱面； 钻3-9孔； 铣30内孔面； 扩、铰38孔； 38孔的倒角； 锪平26； 加工进油口； 加工出油口； 检验。

（

（3）工艺路线方案三

工序00 机器砂型铸造毛坯； 工序01 检验毛坯、清砂； 工序02 热处理； 工序03 粗车左端面；

工序04 先锪30内孔面，再粗扩38内孔； 工序05 粗车48外圆，切退刀槽； 工序06 精扩38内孔，内孔倒角，1200； 工序07 精车48外圆； 工序08 钻3-9通孔； 工序09 精磨左端面； 工序10 加工出油孔； 工序11 加工进油孔； 工序12 去毛刺； 工序13 精磨48外圆； 工序14 检验。

2．2．4 工艺方案的比较与分析

上述三个工艺方案的特点.在于：方案一，工序集中，但需要专用机床才能达到加工要求；方案二，工序分散，但工艺按排的加工达不到精度要求；方案三，也是分散工序，工艺安排合理，能满足用通

用机床加工并达到精度的要求。除了选择万能性通用机床加工外，还要设计一些专用夹具，提高加工要求和质量。因此选用第三个方案较合理，具体如下：

工序00 机器造型砂模铸造毛坯；

工序01 清砂，检验毛坯各尺寸，不得有砂眼缺陷； 工序02 工序03 工序04 工序05 工序06 工序07 工序08 工序09 工序10 工序11 工序12 热处理，人工时效温度5000~5500，消除残

余应力；

以48外圆和右端面定位，粗车左端面； 以48外圆和右端面定位，先锪30内孔面，

再粗扩38内孔；

以左端面和38内孔定位，粗车48外圆，

切退刀槽；

以48外圆和右端面定位精扩38内孔，内

孔倒角，1200；

以左端面和38内孔定位，精车48外圆； 钻3-9通孔；

以48外圆和右端面定位精磨左端面； 加工出油孔（锪26平面，钻11孔，扩16

孔深18mm,攻丝M181.5深14mm）；

加工进油孔（锪26平面，钻11孔，扩16

孔深18mm,攻丝M181.5深12mm）；

用钳工去毛刺；

工序13 以左端面和38内孔定位，精磨48外圆； 工序14 检验，是否达到要求的尺寸精度和粗糙度。

2．3工序设计

2．3．1选择加工设备与工艺装备 （1）选择机床

根据不同的工序选择机床。 ① 工序00、01、02

属于备坯阶段，不属于切削加工，由专门的车间负责。 ② 工序03

粗车左端面，选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，根据工厂内的现有设备一般最常用C620-1型卧式车床加工。 ③ 工序04

先锪30内孔面，再粗扩38内孔，精度要求不高，选用立式钻床进行加工。 ④ 工序05

粗车48外圆柱面，在切退刀槽。加工中需要换刀具，刀架最好是换位的，所以选择C620-1型卧式车床最经济。 ⑤ 工序06

精扩38内孔，内孔倒角，1200。选钻床进行加工。

⑥ 工序07

精车48外圆，选用C620-1型卧式车床进行加工。 ⑦ 工序08

钻3-9通孔，由于是通孔，刀具进给深度可以不严格控制，在其位置钻通孔即可。选用立式加工中心，只要在专用夹具上设计好对刀块，然后执行程序就可以加工出3个9通孔了。 ⑧ 工序09

精磨左端面，表面粗糙度Ra1.6mm，没有要求与中心线的垂直度，所以选用普通的端面磨床即可加工达到要求。 ⑨ 工序10、11

加工进（出）油口孔，选用钻床进行加工。 ⑩ 工序13

精磨48外圆，公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6mm，精度要求比较高，所以这里选用外圆磨床进行加工。 （2）选择夹具

工序03 选用三爪自定心卡盘。

工序04、05、06、07、08、09、10、11、13都选用专用夹具。 （3）选择刀具

根据不同的工序选择刀具。 ① 在车床上加工的工序

一般选用硬质合金车刀。切刀槽宜选用高速钢。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀架。

② 在钻床上机加工的工序 麻花钻，锪头钻，倒孔钻等。 （3） 选择量具 ① 加工部分的量具

工序03 卡尺； 工序04 卡尺； 工序05 卡尺； 工序06 卡尺；

工序07 卡尺； 工序08 卡尺； 工序09 卡尺； ； 工序10 卡尺，螺纹塞规； 工序11 卡尺，螺纹塞规； 工序13 千分尺。 ② 检验部分的量具

检查内容 测量工具

砂眼、清砂是否干净、裂缝 观察表面及磁力探伤； 轴向尺寸 卡尺； 外圆径向尺寸 外径千分尺； 角度 角度卡尺； 孔内径 内径千分尺； 检查粗糙度 专用仪器；

检查配合表面精度 专用仪器。

综合上述，CA6140车床滤油器体的机械加工工艺过程如表2所示。 工序号 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 工序内容 机器砂型铸造毛坯 检验毛坯、清砂 热处理 粗车左端面 先锪30内孔面，再粗扩38内孔 粗车48外圆，切退刀槽 精扩38内孔，倒角，1200 精车48外圆 钻3-9通孔 精磨左端面 加工出油孔 加工进油孔 去毛刺 精磨48外圆 检验 机床 —— —— —— C620-1 Z535 C620-1 Z535 C620-1 Z525 M7150 立式钻床 立式钻床 —— M1432 —— 表2：CA6140车床滤油器体的机械加工工艺过程及设备

2．3．2确定工序尺寸

根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，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：

“CA6140车床滤油器体”零件材料为灰口铸铁，硬度为150HBS至200HBS，毛坯的重量约为1.1千克。生产类型为大批生产，采用机械砂型铸造毛坯。

（1）确定圆柱面的工序尺寸

① 38，30，11，3-9由于无特殊加工精度等，在满足其表面粗糙度的条件下直接钻孔或扩孔来完成。 ② 外圆柱面46h6和46：

考虑其长度为14mm,因为46粗糙度为Ra6.3,精度等级为IT14，

砂型铸造等级为IT14左右，能满足加工需求，因此直接铸造成型。

48h6所需精度要求高，需进行粗车—精车—精磨。精车此时直径余

量为1.3mm，精磨此时直径余量为0.1mm， 剩下的粗车时直径余量为52.4-48-1.3-0.1=3mm，能满足加工要求，考虑48h6长度为40，精度等级为14，由铸造直接完成。48h6的外圆柱面的加工余量表如下。

表3:48h6外圆柱面的加工工序尺寸（单位：mm）

工序名称 工序双边余量 精磨 精车 0.1 1.3 工序公差 IT6(0-0.016) IT11(0-0.160) 工序基本尺寸 工序尺寸及公差 48 4800.016 48.100.16048.1

粗车 毛坯 3.0 IT13(0-0.390) F(0-3.6) 49.4 52.4 49.400.39052.41.8 （2）确定轴向工序尺寸

如图4所示，图中尺寸均未标注公差，均按毛坯公差等级确定为IT14.

图4：工序轴向尺寸

L2工序尺寸按L1的工序尺寸确定。粗车余量为2.8mm，工序尺寸为102.5mm，粗糙度精度为Ra6.3；精磨端面余量为0.5mm，工序尺寸为102mm,粗糙度为Ra1.6。

L3和L4由铸造直接完成，L3=40mm,L4=14mm。 L6由锪30孔工序一次加工 ，L6=70mm。 L5由第一次扩38孔完成，L5=65mm。 综合上述，加工的工序尺寸如表4所示。

工序 工位 机器砂型铸造毛坯 检验毛坯、清砂 人工时效 粗车左端面 先锪30内孔平面 再扩38内孔 粗车48外圆 车退刀槽 工位尺寸 参见毛坯图所示 —— —— 保长102.5mm 锪30内孔保长70.5mm 扩内孔至37，保长65.5mm 车外圆至49.4 00铸造毛坯 01备坯 02热处理 03车左端面 04锪30内孔，粗扩38内孔 05粗车48外圆和退刀槽 31.5mm 铰内孔至38，保长65.5mm 06精扩38内孔和倒角 07精车48外圆 08钻3-9通孔 09精磨左端面 铰38内孔 内孔倒角 精车48外圆 钻3-9通孔 磨左端面 孔口锪平 钻孔 扩孔 攻丝 孔口锪平 钻孔 扩孔 攻丝 1C 精车外圆至48.1 钻3-9通孔 保长102mm 锪平26 钻11孔，深32mm 扩孔至16孔，深18mm 攻丝M18x1.5，深14mm 锪平26 钻11孔通至下一平面 扩孔至16孔，深18mm 攻丝M18x1.5，深12mm —— 精磨外圆至48 —— 10加工出油口 11加工进油口 12去毛刺 13精磨48外圆 14检验 去毛刺 精磨48外圆 检验 表4：各加工工序的工序尺寸

2．4确定切削用量及基本时间

2．4．1工序03 粗车左端面

（1）本工序为粗车左端面，已知加工材料为HT150，机床为C620-1型卧式车床，工件装在三爪自定心卡盘上，所选刀具为YG6硬质合金可转位端面车刀。根据《切削用量手册》表1，由于C620-1机床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸为16mm25mm，刀片厚度取为6mm，根据《切削用量手册》表3，选择平面带倒棱型前刀面，刀具

'的几何参数为：0100,k750,k150,s100,00'60，

r0.8，01=50 确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

取粗车余量为2.8mm，可一次走刀切除，留0.5mm作为精磨余量，故取粗车背吃刀量为ap=2.8mm。 （3）确定进给量f

根据《切削用量手册》表4，在加工材料为HT150，车刀刀杆尺寸为16mm25mm，工件直径为62~105mm，ap=2.8mm时，f=0.6~1.2mm/r，按C620-1车床说明书，纵向进给量初步取f=0.8mm/r。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削用量手册》表10，硬质合金可转位车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，耐用度为1800s。 （5）确定切削速度vc

根据《切削用量手册》表12，当用YG6硬质合金可转位车刀加

工b=165~181Mpa的灰铸铁，ap4mm，f0.8mm/r时，切削速度

vc=79.8m/min。由《切削用量手册》表21-6,21-7,21-5,11,21-9查得一

系列切削速度修正系数分别为：

ktv=1.0，kxrv=0.83，ksv=0.8，kTv=1.15，kkv=1.24

故

vc=79.8kv=79.81.00.830.81.151.24=75.6m/min

则机床主轴转速

1000vc100075.6n===229.2r/min

D105根据C620-1机床说明书，选择n=230r/min 这时的实际切削速度

vc=

Dn1052301000=

1000=75.9m/min

（6）计算机床进给机构的强度

根据C620-1机床说明书，其进给机构允许的横走刀力

Fmax=5100N，根据《切削用量手册》表17，当b=170~212Mpa，

ap2.8mm，f0.8mm/r，kr=450，vc=1.26m/s，走刀力Fx=950N，由于实际切削时使用条件的变化，根据《切削用量手册》表22-3查得Fx的修正系数为：kFk=0.75，=1.0，sFx0xkkFrx=1.13

Fxc=9501.00.751.13=805.1N

故实际走刀力为

因为Fxc=805.1N<5100N，故进给量合理。 （7）校验机床功率

根据《切削用量手册》表19，当b=165~200Mpa，ap2.8mm，f0.8mm/r，vc=1.26m/s时，Pm=2.4KW。

切削功率的修正系数根据《切削用量手册》表22-3查得

kkp=kkF=0.92，krmrz0pm=kF=1.0

0z故实际切削功率

Pmc=2.40.921.0=2.2 KW

根据C620-1机床说明书，当n=230r/min时，机床主轴允许的功率

PE=5.9KW

因为Pmc最后确定的切削用量为

ap=2.8mm，f=0.8mm/r，vc=75.9m/min，n=230r/min

（8）计算基本工时 基本工时的计算公式为

Lly 由《切削用量手册》表20，查得y+=2mm，则 tj==

nfnftj=

52.22=0.3min

2300.82．4．2工序04 先锪30内孔面，再粗扩38内孔

工步1 锪30内孔面

（1）本工步为锪30内孔，使内孔径达到30，孔壁粗糙度值达到Ra3.2m，机床为Z535型立式钻床，工件装在专用夹具上，所选刀具为YG8焊接硬质合金刀片式平面锪钻，其直径为30mm。 确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

铸件上铸出孔径为27.2，工件要求孔径为30，则初取背吃刀量ap=（30-27.2）/2=1.4mm。 （3）确定进给量f

由《切削加工简明实用手册》表8-80，对于HT150，硬度为150~200HBS，当所用刀具为硬质合金锪钻时，进给量f=0.15~0.30mm/r，按Z535机床说明书，取f=0.20mm/r。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削加工简明实用手册》表8-77，硬质合金锪刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，耐用度为50min。 （5）确定切削速度vc

由《切削加工简明实用手册》表8-80，对于HT150，硬度为150~200HBS,当所用刀具为硬质合金锪钻时，切削速度

vc=90~106.8m/min，取vc=95m/min，则机床主轴转速

n=

1000vc100095==1008r/min D30按Z535机床说明书，取n=1100r/min，这时的实际切削速度

vc=

Dn3011001000=

1000=103.7 m/min

（6）计算切削力，扭矩及功率

按《切削加工简明实用手册》表8-78得 轴向力

F=CFdxfYkf=588.60300.20.80.97=4726.5N

Ff切削扭矩

M=CMdXfYkMx103=225.63301.90.20.80.97103=38.7NM

MM切削功率

Pmc=2Mn103=238.718.3103=4.4KW

由于上述计算结果与机床说明书允许值相比，均允许，故确定采用切削用量

ap=1.4mm，f=0.2mm/r，vc=103.7 m/min，n=1100r/min

（7）计算基本工时

按《简明机加工生产线工手册》表1-104得基本工时计算公式

tj=

Lll1=，其中l1取1mm，则 nfnftj=

41=0.02min

11000.2工步2 粗扩38内孔

（1）本工步为粗扩38内孔，铸件上铸出的孔径为33.7，粗扩后，使孔径达到37。机床为Z535型立式钻床，工件装在专用夹具上，所选刀具为YG8焊接硬质合金直柄扩孔钻，其直径为37mm。扩刀的几何参数为

050，100，kr450，k300，100，ba11.0mm

确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

粗扩直径余量为3.3mm，则背吃刀量ap=3.3/2=1.65mm。 （3）确定进给量f

由《切削用量手册》表27注释，对于HT150，硬度为150~200HBS，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，钻37盲孔时，进给量f=0.3~0.6mm/r，按Z535机床说明书，取f=0.32mm/r。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削加工简明实用手册》表8-77，硬质合金扩孔钻后刀面最大磨损量取为1.0mm，耐用度为50min。 （5）确定切削速度vc

由《切削加工简明实用手册》表8-84，对于HT150，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，刀具直径为37mm，ap=1.65mm，f=0.32mm/r时，切削速度vc=67.8m/min，则机床主轴转速

n=

1000vc100067.8==583.3r/min D37按Z535机床说明书，取n=530r/min，这时的实际切削速度

vc=

Dn375301000=

1000=61.6 m/min

（6）计算切削力，扭矩及功率

按《切削加工简明实用手册》表8-78得 轴向力

F=CFdxfYkf=588.60370.320.80.90=7877.4N

Ff切削扭矩

M=CMdXfYkMx103=225.63371.90.320.80.90103=77.9NM

MM切削功率

Pmc=2Mn103=277.98.83103=4.3KW

由于上述计算结果与机床说明书允许值相比，均允许，故确定采用切削用量

ap=1.65mm，f=0.32mm/r，vc=61.6 m/min，n=530r/min

（7）计算基本工时

按《简明机加工生产线工手册》表1-104得基本工时计算公式

tj=

Dd1Lll1l2=，其中l2取3mm，l1=cotkr+1，则 nfnf265.51.65cot45013=0.42min tj=

0.32530

2．4．3工序05 粗车48外圆，切退刀槽

工步1 粗车48外圆

（1）本工序为粗车48外圆，机床为C620-1型卧式车床，工件装在专用夹具上，所选刀具为YG6硬质合金可转位外圆车刀。根据《切削用量手册》表1，由于C620-1机床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸为16mm25mm，刀片厚度取为6mm，根据《切削用量手册》表3，选择平面带倒棱型前刀面，刀具的几何参数为：

'0120,k600,k100,s100,00'60，r0.8，01=50。

确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

根据48外圆工序尺寸的计算，取粗车背吃刀量为ap=1.5mm。 （3）确定进给量f

根据《切削用量手册》表4，在加工材料为HT150，车刀刀杆尺寸为16mm25mm，工件直径为52.4mm，ap=1.5mm时，f=0.40~0.80mm/r，按C620-1车床说明书，纵向进给量初步取f=0.50mm/r。

（4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削用量手册》表10，硬质合金可转位车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，耐用度为1800s。 （5）确定切削速度vc

根据《切削用量手册》表12，当用YG6硬质合金可转位车刀加工b=165~181Mpa的灰铸铁，ap1.8mm，f0.56mm/r时，切削速度vc=114m/min。由《切削用量手册》表21-6，21-7，21-5，11，21-9查得一系列切削速度修正系数分别为：

ktv=1.0，kxrv=0.83，ksv=0.8，kTv=1.15，kkv=1.0

故

vc=114kv=1141.00.830.81.151.0=87m/min

则机床主轴转速

1000vc100087n===528.5r/min

D52.4根据C620-1机床说明书，选择n=480r/min 这时的实际切削速度

vc=

Dn1052301000=

1000=79m/min

（6）计算机床进给机构的强度

根据C620-1机床说明书，其进给机构允许的纵走刀力

Fmax=3530N，根据《切削用量手册》表17，当b=170~212Mpa，

ap2.8mm，f0.48mm/r，kr=450，vc=1.32m/s，走刀力Fx=670N，由于实际切削时使用条件的变化，根据《切削用量手册》表22-3查得Fx的修正系数为：kF=1.0，kF=0.75，kkF=1.11

0xsxrx故实际走刀力为

Fxc=6701.00.751.11=557.8N

因为Fxc=557.8N<3530N，故进给量合理。 （7）校验机床功率

根据《切削用量手册》表19，当b=165~200Mpa，ap2.8mm，f0.47mm/r，vc1.4m/s时，Pm=1.7KW。

切削功率的修正系数根据《切削用量手册》表22-3查得

kkp=kkF=0.94，krmrz0pm=kF=1.0

0z故实际切削功率

Pmc=1.70.941.0=1.6 KW

根据C620-1机床说明书，当n=480r/min时，机床主轴允许的功率

PE=5.5KW

因为Pmc最后确定的切削用量为

ap=1.5mm，f=0.5mm/r，vc=79m/min，n=480r/min

（8）计算基本工时 基本工时的计算公式为

tj=

Lly= 由《切削用量手册》表20，查得y+=2mm，则 nfnf402=0.18min tj=

4800.5

工步2 切退刀槽

（1）本工序为切退刀槽，机床为C620-1型卧式车床，工件装在专用夹具上，所选刀具为YG6焊接式硬质合金切槽刀。根据《切削用量手册》表1，由于C620-1机床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸为16mm25mm，刀片宽度取为3mm，根据《切削用量手册》表3，刀具的几何参数为：000,k450,0140。 确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

根据48外圆工序尺寸的计算，取背吃刀量为

ap=

49.4480.5=1.2mm。 2（3）确定进给量f

根据《切削加工简明实用手册》表8-52，在加工材料为HT150，

工件直径为49.4mm，切刀宽度为3mm时，f=0.11~0.14mm/r，按C620-1车床说明书，横向进给量初步取f=0.11mm/r。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削用量手册》表10，硬质合金切槽刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，耐用度为3600s。 （5）确定切削速度vc

根据《切削加工简明实用手册》表8-55，当用硬质合金切槽刀加工b=165~181Mpa的灰铸铁，ap=1.5mm，f=0.11mm/r时，切削速度

vc=73.2m/min。由于最终直径与初始直径之比不同，比值为

48

=0.95，故切削速度修正为：vc=69.5 m/min。则机床主轴转速 49.4

1000vc100069.5n===447.8r/min

D49.4根据C620-1机床说明书，选择n=460r/min 这时的实际切削速度

vc=

Dn49.44601000=

1000=71.4m/min

（6）计算机床进给机构的强度

根据C620-1机床说明书，其进给机构允许的横走刀力

Fmax=5100N，根据《切削用量手册》表17，当b=170~212Mpa，

ap2.8mm，f0.12mm/r，kr=450，vc=1.19m/s，走刀力Fx=950N， 因为Fxc=950N<5100N，故进给量合理。 （7）校验机床功率

根据《切削用量手册》表19，当b=165~200Mpa，ap2.8mm，

f0.12mm/r，vc1.19m/s时，Pm=2.9KW。

切削功率的修正系数根据《切削用量手册》表22-3查得

kkp=kkF=1.0，krmrz0pm=kF=1.1

0z故实际切削功率

Pmc=2.91.01.1=3.19 KW

根据C620-1机床说明书，当n=460r/min时，机床主轴允许的功率

PE=6.2KW

因为Pmc最后确定的切削用量为

ap=1.2mm，f=0.11mm/r，vc=71.4m/min，n=460r/min

（8）计算基本工时

由《简明机加工生产线工手册》表1-104得基本工时的计算公式为

dd2l1l2l3Lll1l2l31.23.242=2==0.21min tj==

nfnfnf4600.11其中 l1=

aptankr+2=1.2+2=3.2mm

l2=3~5mm，l3=2mm

2．4．4工序06 精扩38内孔

（1）本工步为精扩38内孔使孔壁表面粗糙度值为Ra6.3。机床为Z535型立式钻床，工件装在专用夹具上，所选刀具为YG8焊接刀片式硬质合金直柄扩孔钻，其直径为38mm。扩刀的几何参数为

050，100，kr450，k300，100，ba10.8mm

确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

精扩直径余量为1mm，则背吃刀量ap=1/2=0.5mm。 （3）确定进给量f

由《切削用量手册》表27注释，对于HT150，硬度为150~200HBS，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，钻38盲孔时，进给量f=0.3~0.6mm/r，按Z535机床说明书，取f=0.32mm/r。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削加工简明实用手册》表8-77，硬质合金扩孔钻后刀面最大磨损量取为1.0mm，耐用度为50min。 （5）确定切削速度vc

由《切削加工简明实用手册》表8-84，对于HT150，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，刀具直径为38mm，ap=0.5mm，f=0.32mm/r时，切削速度vc=60.6m/min，则机床主轴转速

n=

1000vc100060.6==507.6r/min D38按Z535机床说明书，取n=400r/min，这时的实际切削速度

vc=

Dn384001000=

1000=47.8m/min

（6）计算切削力，扭矩及功率

按《切削加工简明实用手册》表8-78得 轴向力

F=CFdxfYkf=588.60380.320.80.90=8090.3N

Ff切削扭矩

M=CMdXfYkMx103=225.63381.90.320.80.90103=81.9NM

MM切削功率

Pmc=2Mn103=281.96.7103=3.45KW

由于上述计算结果与机床说明书允许值相比，均允许，故确定采用切削用量

ap=0.5mm，f=0.32mm/r，vc=47.8m/min，n=400r/min

（7）计算基本工时

按《简明机加工生产线工手册》表1-104得基本工时计算公式

tj=

Dd1Lll1l2=，其中l2取3mm，l1=cotkr+1，则 nfnf265.50.5cot45013=0.55min tj=

0.32400

2．4．5工序07 精车48外圆

（1）本工序为精车48外圆，机床为C620-1型卧式车床，工件装在专用夹具上，所选刀具为YG6硬质合金可转位外圆车刀。根据《切削用量手册》表1，由于C620-1机床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸为16mm25mm，刀片厚度取为6mm，根据《切削用量手册》表3，选择平面带倒棱型前刀面，刀具的几何参数为：

'0100,k300,k100,s50,00'80，r0.4，01=50

确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

根据48外圆工序尺寸的计算，取背吃刀量为

ap=

49.448.1=0.65mm。 2（3）确定进给量f

根据《切削用量手册》表6，在加工材料为HT150，车刀刀杆尺寸为16mm25mm，工件直径为49.4mm，ap=0.65mm时，f=0.12~0.25mm/r，按C620-1车床说明书，纵向进给量初步取f=0.12mm/r。

（4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削用量手册》表10，硬质合金可转位车刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，耐用度为1800s。 （5）确定切削速度vc

根据《切削用量手册》表12，当用YG6硬质合金可转位车刀加工b=165~181Mpa的灰铸铁，ap0.8mm，f0.14mm/r时，切削速度vc=162.6m/min。由《切削用量手册》表21-6，21-7，21-5，11，21-9查得一系列切削速度修正系数分别为：

ktv=1.0，kxrv=0.88，ksv=1.0，kTv=1.15，kkv=1.0

故

vc=162.6kv=162.61.00.881.01.151.0=164.6m/min

则机床主轴转速

1000vc1000164.6n===1060.6r/min

D49.4

根据C620-1机床说明书，选择n=960r/min 这时的实际切削速度

vc=

Dn49.49601000=

1000=149m/min

（6）计算机床进给机构的强度

根据C620-1机床说明书，其进给机构允许的纵走刀力

Fmax=3530N，根据《切削用量手册》表17，当b=170~212Mpa，

ap2.8mm，f0.3mm/r，kr=450，vc=2.48m/s，走刀力Fx=670N，由于实际切削时使用条件的变化，根据《切削用量手册》表22-3查得Fx的修正系数为：kF=1.0，kF=1.0，kkF=0.78

0xsxrx故实际走刀力为

Fxc=6701.01.00.78=522.6N

因为Fxc=522.6N<3530N，故进给量合理。 （7）校验机床功率

根据《切削用量手册》表19，当b=165~200Mpa，ap2.8mm，f0.25mm/r，vc2.83m/s时，Pm=2.0KW。

切削功率的修正系数根据《切削用量手册》表22-3查得

kkp=kkF=1.08，krmrz0pm=kF=1.0

0z故实际切削功率

Pmc=2.01.081.0=1.6 KW

根据C620-1机床说明书，当n=960r/min时，机床主轴允许的功率

PE=5.2KW

因为Pmc最后确定的切削用量为

ap=0.65mm，f=0.12mm/r，vc=149m/min，n=960r/min

（8）计算基本工时 基本工时的计算公式为

tj=则

Lly= ，由《切削用量手册》表20，查得y+=1.6mm，nfnftj=

401.6=0.36min

9600.122．4．6工序08 钻3-9通孔

（1）本工序为钻3-9通孔，孔壁内表面粗糙度为Ra6.3，在铸件上直接用麻花钻钻出。机床为Z525立式钻床，工件装在专用夹具上，所选刀具为高速钢标准麻花钻，其直径为9。由《切削用量手册》孔加工用量选择部分表1取标准钻头几何参数为300，21180，

0100，450。

确定切削用量

该工序是在实心铸件上钻9通孔，背吃刀量为ap=9/2=4.5mm。 （3）确定进给量f

由《切削加工简明实用手册》表8-69，对于HT150，硬度为150~200HBS，当所用刀具为高速钢标准麻花钻，钻9通孔时，进给量f=0.47~0.57mm/r，按Z525机床说明书，取f=0.48mm/r。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削加工简明实用手册》表8-77，高速钢标准麻花钻后刀面最大磨损量取为0.6mm，耐用度为35min。 （5）确定切削速度vc

根据《切削加工简明实用手册》表8-71，对于HT150，硬度为140~190HBS，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，刀具直径为9mm，

ap=4.5mm，f=0.48mm/r时，切削速度vc=27m/min，则机床主轴转速

n=

1000vc100027==954.9r/min D9按Z525机床说明书，取n=960r/min，这时的实际切削速度

vc=

Dn99601000=

1000=27.1m/min

（6）计算切削力，扭矩及功率

按《切削加工简明实用手册》表8-78得 轴向力

F=CFdxfYkf=588.6090.480.8=2944.8N

Ff切削扭矩

M=CMdXfYkMx103=225.6391.90.480.8103=8.2NM

MM切削功率

Pmc=2Mn103=28.216103=0.82KW

由于上述计算结果与机床说明书允许值相比，均允许，故确定采用切削用量

ap=4.5mm，f=0.48mm/r，vc=27.1m/min，n=960r/min

（7）计算基本工时

基本工时的计算公式为

Lly， 由《切削用量手册》表20，查得y+=5mm，则 tj==

nfnftj=

34.55=0.08min

9600.482．4．7工序09 精磨左端面

（1）本工序为精磨左端面，使左端面加工表面的粗糙度值为Ra1.6，机床选用M7150型端面磨床，工件安装在专用夹具上，所选砂轮材料为黑色sic，粒度号为F80，硬度代号为L，磨具组织号为1，结合剂代号为v，砂轮尺寸为：外径宽度内径=500mm80mm203mm。 确定切削用量 （2）确定背吃刀量

精磨左端面的工序余量为0.5mm，可一次走刀完成，背吃刀量

ap=0.5mm

（3）确定横向走刀进给量fb

由《切削加工简明实用手册》表8-125查得砂轮宽度为80cm时，工作台单行程的横向进给量为fb=15mm/r。 （4）确定砂轮耐用度

根据《切削加工简明实用手册》，表8-138查得砂轮耐用度为40min。 （5）确定砂轮的圆周速度

由《切削加工简明实用手册》表8-123查得圆周平面精磨灰铸铁时，砂轮的圆周速度为15~25m/s，取vc=15m/s，则主轴转速为

1000vc1000900n===573r/min

d500按M7150说明书，取n=1000r/min，则实际切削速度为

vc=

dn1000=

50010001000=1570.8m/min=26.2m/s

（6）确定工件运动速度

查《切削加工简明实用手册》表8-124，取工件运动速度为5m/s。 （7）机床功率校验 由《磨工》得 磨削生产效率为

Zs1000vapfB0100050.515=468.8mm3/（minmm）

80磨削功率

pmCpZs0.7B0K01000，由磨工表1-1查得Cp4.1，k01.0，则

pm4.1468.8801.0=24.3KW

1000上述计算结果与机床允许值相比，均允许，故确定采用的切削用量为

ap=0.5mm，fb=15mm/r，vc=26.2m/s，n=1000r/min

（8）计算基本工时

由《简明机加工生产线工手册》得机加工时间计算公式

LbZbk105800.51.0tj=0.04min

1000vfafrsz1000150.5151.0

2．4．8工序10 加工出油口

工步1 锪26沉头孔

（1）本工步为锪26沉头孔，使锪出平面的粗糙度值为Ra6.3，机床为Z525型立式钻床，工件装在专用夹具上，所选刀具为YG8焊接硬质合金刀片式平面锪钻，其直径为26mm。 确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

因为锪出沉头孔的深度t只要求能制出与孔轴线垂直的圆平面即可，故该工步只需确定背吃刀量ap和切削速度vc。

背吃刀量ap=26/2=13mm。 （3）确定切削速度vc

由《切削加工简明实用手册》表8-80，对于HT150，硬度为150~200HBS，当所用刀具为硬质合金锪钻时，切削速度

vc=90~106.8m/min，取vc=90m/min，则主轴转速为

1000vc100090n==1100r/min d26按Z525机床说明书，取n=1100r/min，则实际切削速度vc=90m/min 类比前面锪30工步可知以上计算结果与机床说明书允许值相比均允许，故确定采用的切削用量为

ap=13mm，f=0.2mm/r，vc=90m/min，n=1100r/min

工步2 钻11孔

（1）本工步为钻11孔，所用机床为Z525型立式钻床，选择高速

钢麻花钻头，其直径为11mm，钻头的几何形状为：双锥修磨横刀，b=2mm，b3.5mm，300，21800，550，21700，0120，l=4mm。 确定切削用量 （2）确定进给量

按加工要求确定进给量，查《切削手册》表2.7知，当加工要求为IT14精度，铸件强度为200HBS，d=11mm时，f=0.52~0.64mm/r，由于l/d=1.36，按机床说明书，取f=0.87mm/r。由《切削手册》表2.19可查出钻孔时，当f=0.87mm/r，d=11mm时，轴向力为Ff=5065N，轴向力的修正系数为1.0，故Ff=5065N。根据Z525机床说明书，机床进给机构允许的最大轴向力Fmax=8830N，故所取进给量可用。 （3）确定钻头磨钝标准及耐用度

由《切削手册》表2.12查得，当d=11mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，耐用度为60min。 （4）确定切削速度

查《切削手册》表2.15，取切削速度vc=14m/min，切削速度修正系数分别为

ktv=1.0，ksv=1.0，kTv=1.0，kkv=0.85，故

vc=141.01.01.00.85=11.9m/min

则机床主轴转速为

1000vc100011.9n===344.5r/min

d11按Z525机床说明书，取机床主轴转速为n=392r/min。

这时的实际切削速度为

vc=

dn1000=

113921000=13.5m/min

（5）校验机床扭矩及功率

根据《切削手册》表2.21，取M=21.58NM，扭矩的修正系数为1.0，故M=21.58NM。根据Z525机床说明书，此时机床所允许的最大扭矩为72.6NM。

根据《切削手册》表2.23得，当200HBS，d=11mm ，f=0.87mm/r，vc=13.5m/min时，Pc=1.0KW，根据机床说明书，当n=392r/min时，机床允许的最大功率为PE=2.26KW。由此可知所取切削用量可用，最后确定的切削用量为

f=0.87mm/r，vc=13.5m/min，n=392r/min

（6）计算基本工工时 基本工时的计算公式为

tj=

Lly=，由《切削用量手册》表20，查得y+=6mm，则 nfnftj=

工步3 扩16孔

186=0.07min

3920.87（1）本工步为在11内孔的基础上扩16内孔，扩孔深度为16mm。机床为Z525型立式钻床，工件装在专用夹具上，所选刀具为YG8焊接硬质合金直柄扩孔钻，其直径为16mm。扩刀的几何参数为

050，100，kr450，k300，100，ba11.0mm

确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

背吃刀量ap=（16-11）/2=2.5mm。 （3）确定进给量f

由《切削用量手册》表27注释，对于HT150，硬度为150~200HBS，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，钻16盲孔时，进给量f=0.3~0.6mm/r，按Z525机床说明书，取f=0.36mm/r。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度

根据《切削加工简明实用手册》表8-77，硬质合金扩孔钻后刀面最大磨损量取为1.0mm，耐用度为50min。 （5）确定切削速度vc

由《切削加工简明实用手册》表8-84，对于HT150，当所用刀具为硬质合金扩孔钻，刀具直径为16mm，ap=2.5mm，f=0.36mm/r时，切削速度vc=58.2m/min，则机床主轴转速

1000vc100058.2n===1157.9r/min

D16按Z525机床说明书，取n=960r/min，这时的实际切削速度

vc=

Dn169601000=

1000=48.3m/min

（6）计算切削力，扭矩及功率

按《切削加工简明实用手册》表8-78得 轴向力

F=CFdxfYkf=588.60160.360.80.90=3743N

Ff

切削扭矩

M=CMdXfYkMx103=225.63161.90.360.80.90103=17.4NM

MM切削功率

Pmc=2Mn103=217.416103=1.75KW

由于上述计算结果与机床说明书允许值相比，均允许，故确定采用切削用量

ap=2.5mm，f=0.36mm/r，vc=48.3m/min，n=960r/min

（7）计算基本工时

按《简明机加工生产线工手册》表1-104得基本工时计算公式

tj=

Dd1Lll1l2=，其中l2取3mm，l1=cotkr+1，则 nfnf2162.5cot45013=0.07min tj=

0.36960

工步4 攻螺纹M181.5

（1）本工序为攻M181.5螺纹，所用机床为Z525型立式钻床，由《金属机械加工工艺人员手册》表14-90选取刀具为高速钢机动丝锥，刀具的耐用度为40min。 确定切削用量

（2）确定背吃刀量ap

查《切削手册》确定细牙普通内螺纹螺距P=1.5mm的牙形高度为h=1.8mm，即单边余量为1.8mm，则ap=1.8mm。 （3）确定进给量f

由于螺距P=0.15mm，且为单头螺纹，所以工件转一转，刀具应走过一个导程，即f=1.5mm/r。 （4）确定切削速度

根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-94，当螺纹直径为18mm，螺距为1.5mm，使用高速钢机动丝锥加工铸铁时，选取

vc=15.5m/min，则机床主轴转速为

n1000vcd100015.518274.1r/min 根据Z525机床说明书，选取主轴转速为

n=272r/min

则实际切削速度为

vnd1810002721000=15.4m/min

（5）计算基本工时

由《简明机加工生产线工手册》得机加工时间计算公式

tll1l2)Z12.752.j(nfa=4232721.51.8=0.025min

p其中 l=0.75+12=12.75mm

lap1tank2

rl2=3~5mm，取l2=3mm

2．4．9工序11 加工进油口

加工进油口时使用专用夹具，其余工步所用切削用量与加工出油口时所用切削用量相同。加工出油口时，攻螺纹深度为12mmm，加工进油口时，攻螺纹深度14mm，故，加工出油口螺纹时，加工工时为

(ll1l2)Z14.752.423tj==0.027min

nfap2721.51.8

2．4．10工序13 精磨18外圆

（1）本工序为精磨18外圆，使外圆尺寸精度达到IT6，表面粗糙度值为Ra1.6，机床选用M1432型外圆磨床，工件安装在专用夹具上，所选砂轮材料为黑色sic，粒度号为F80，硬度代号为L，磨具组织号为1，结合剂代号为v，砂轮尺寸为：外径宽度内径=400mm50mm203mm。 确定切削用量

（2）确定工件回转圆周速度vw

由《切削加工简明实用手册》表8-120查得工件回转速度

vw=20~40m/min，取vw=20m/min。 （3）确定横向进给量ft

由《切削加工简明实用手册》表8-120查得横向进给量为：0.0122mm/r。

（4）确定砂轮耐用度

根据《切削加工简明实用手册》，表8-138查得砂轮耐用度为24min。

（5）确定砂轮的圆周速度

由《切削加工简明实用手册》表8-119查得砂轮的圆周速度为

vc35m/s，取vc=35m/s，则主轴转速为

n=

1000vc10002100==1671.1r/min d400按M7150说明书，取n=1670r/min，则实际切削速度为

vc=

dn1000=

40016701000=35m/s

（6）机床功率校验 由《磨工》得 磨削生产效率为

Zs1000vapfB01000200.01225=122mm3/（minmm）

50磨削功率

pmCpZs0.7B0K01000，由磨工表1-1查得Cp2.6，k01.0，则

2.61220.7501.0=3.8KW pm1000上述计算结果与机床允许值相比，均允许，故确定采用的切削用量为

ap=fa=5mm/r，vc=35m/s，n=1670r/min

（8）计算基本工时

由《简明机加工生产线工手册》得机加工时间计算公式

tjLbZbk40500.051.0=0.08min

1000vfafrsz1000200.012251.0

第三章 夹具设计

3．1夹具的设计

本夹具是在Z525立式钻床进行工序10的时侯，用11麻花钻直接钻斜孔以及扩16孔和攻M181.5螺纹的专用夹具。所设计的夹具装配图如附图1所示。

3．1．1工件的定位 （1）定位方案

本工序加工要求保证的位置精度主要是11中心线与26沉头孔平面的交点到左端面A的尺寸94IT14；即940.435mm。根据基准重合原则，应选左端面A为主要定位基准。该工序钻斜孔时受力不大，但受力不平衡，所以要实现完全定位，在此可以用“一面两孔”组合定位原则，已知左端面A为主要定位基准，然后可以再选38孔和下面的9孔作为定位孔。左端面A可以限制3个自由度，38孔与定位销配合可以限制2个自由度，9孔与定位销配合可限制1个自由度，即实现完全定位。 （2）计算定位销尺寸

38孔选用圆柱销定位，9孔选用菱形销定位。下面只计算定

位销的配合尺寸，其余尺寸按标准查表。

① 确定两销中心距

按IT14查表，得9孔的公差为0.36mm，38孔的公差为0.62mm。取孔的中心偏差等于孔的公差的1/5，则9孔的中心偏差

11为0.360.072mm，38孔的中心偏差为0.620.124mm。那

55么两孔中心距偏差为LD0.0720.1240.098mm。两孔偏差较大，

211那么两销中心距的偏差为LdLD0.0980.020mm。

55② 确定圆柱定位销直径尺寸d1 取

0.018d132k638m 0.002m③ 确定菱形销宽度b和B值

有《机械制造技术基础》表7-4查得 b=4mm ， B=7mm ④ 计算菱形销的直径尺寸d2

2min2b(LDLd)24(0.0980.020)0.105mm

D29d2D22min90.1058.895mm

取偏差为g6，查表得d2上述式中的：

0.0050.1218.89590.0140.130mm

2min——削边销与孔配合的最小间隙，单位为mm;

b——削边销的宽度，单位为;

LD,Ld——分别为工件上两孔中心距公差和夹具上两销中心距公差，

单位为mm；

D2——工件上削边销定位孔直径，单位为mm； d2——削边销直径尺寸，单位为mm。

3．1．2工件的夹紧

（1）如图8所示，这是通用的夹紧元件。参见夹具装配图，通过拧紧压紧螺钉，使夹头夹紧工件，夹紧后，靠螺纹副间产生摩擦力而自锁，达到夹紧作用。

图8：螺钉压板机构

（2）定位误差分析

所加工的是11斜孔，本工序加工要求保证的位置精度主要是 11孔中心线与沉头孔平面的交点到左端面A的尺寸940.435mm。

由于左端面A是主要定位基准，那么定位基准与工序基准不重合误差B0；

由于定位副制造误差引起的定位误差是受两定位销影响的；在左端面A平面方向移动的定位误差由38圆柱销确定，由于圆柱销与

38孔为过盈配合，所以Y10。绕左端面A的垂直线旋转方向

的定位误差由9菱形销确定，9孔的尺寸为90.180mm，菱形销

0.121为9mm，那么Y20.180.1312min0.415mm。由上述得0.130YY1Y200.4150.415mm，由三角函数关系换算成

940.435mm尺寸方向得Y0.415tan3000.24mm。那么

该方案的定位误差小于该工序尺寸DBY00.240.24mm，制造公差0.87mm的1/3 （

3．1．3对刀装置

如装配图所示，由专用夹具的定位与夹紧，11变为竖直孔，只要让钻头竖直进给加工就可以了。

由于零件是斜着安装到夹具上的，为了方便装卸工件，把钻模板设计成铰链翻开式的。

已知生产类型为大批生产，而且钻好11孔后好要进行扩孔与攻丝，就需要更换刀具，所以选用快换钻套比较合适。

3．1．4夹具体

工件的定位是由夹具体的斜面和两个可换定位销连接起来的。然后通过螺旋压板组合夹紧机构实现夹紧。通过钻模板连接套筒和夹具体，实现对刀。这样该夹具便有机连接起来，实现了定位、夹紧、对刀等功能。

3．2结构特点

0.87，故该定位方案可行。 0.29mm）

3

该夹具结构简单，操作方便。

本夹具更换钻套后，又可以进行16扩孔和M18X1.5mm攻丝的工位。

第四章 课程设计设计小结

这是我大学期间，在学完全部课程和生产实习之后的又一次实践性学习。经过了近六个星期努力，我终于完成了任务。

在这次毕业设计中，使我懂得了运用学过的知识，把理论融入到实践中。以前在课本中不明白的很多问题，也得到了彻底的解决。

这次毕业设计主要是根据要求设计工艺和某道工序的专用夹具。设计工艺与设计夹具，我都是第一次实践，经过老师的指导，我都顺利完成了。

在毕业设计中，我懂得了解决问题并不是只有一种方法的道理，要实事求是，要以花钱少办好事为原则，这样才能成为一名优秀的设计人员。

在此，感谢学校和老师给了我这个难得的学习机会，我将会更加努力的学习。

第五章 参考文献

1 杨叔子，李斌，张福润. 机械加工工艺是手册. 北京：机械工业出

版社，2011

2 赵如福. 金属机械加工工艺人员手册. 上海：上海科学技术出版社，2006

3 艾兴，肖诗纲. 切削用量手册. 北京：机械工业出版社，1985 4 黄如林. 切削加工简明实用手册. 北京：化学工业出版社，2004 5 陈明. 机械制造工艺学. 北京：机械工业出版社，2005 6 华楚生. 机械制造技术基础. 重庆：重庆大学出版社，2007 7 吴宗泽，罗圣国. 机械设计课程设计手册. 北京，高等教育出版社，2006

8 甘永立. 几何量公差与检测. 上海：上海科学技术出版社，2010 9 机械工业专评技师复习丛书编审委员会. 磨工. 北京：机械工业出版社，1990

10 焦建民. 切削手册. 北京：电子工业出版社，2007