推动架加工工艺及夹具设计

变速器轴承外壳是汽车的重要零件。本次设计的主要内容为三部分：零件的机械工

艺分析、工装设计和数控加工。其中零件的机械工艺分析包括：零件的作用分析、工艺路线的分析、工序卡片和工艺过程卡片的填写；工装设计包括：零件的定位分析、误差分析、夹具的设计和液压系统的设计；数控加工包括：三维造型、数控工序的编写和数控加工的G代码的生成。

关键词：工艺、误差分析、数控加工

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ABSTRACT

ABSTRACT

Transmission Bearing shell is an important vehicle parts.The design main content contains thress big part: Components mechanical craft analysis, work lothes design and numerical control processing. Components mechanical craft analysis including: Components function analysis, craft route analysis, working procedure card and technological process card filling in; The work clothes design includes: components localization analysis, error analysis, jig design and hydraulic system design; The numerical control processing includes: Three dimensional modelling, umerical control working procedure compilation and numerical control processing G code production.

Key word:craft;error analysis;numerical control processing.

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第一章 绪 论

机械制造业就是制造具有一定形状和尺寸的零件或产品，并把它们装配成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其他行业的生产提供装备，这些行业的产品再被人们所使用。社会的各行各业使用的各式各样的机器、机械、仪器和工具等都是机械制造业的产品。因此，机械制造业在国民经济中占有重要地位，是一个国家和一个地区发展的重要基础及有力支柱，尤其在发达国家它创造了1/4-1/3的国民收入。在我国工业占国民经济比重的45％，是我国经济的战略重点。从某种意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

随着科学技术的不断发展，对产品的制造精度要求越来越高，产品形状也越来越复杂，品种越来越多，且小批量占主导地位，这就更加要求加工设备不仅要精度高，而且要生产效率高，自动化程度高，工人操作简单，劳动强度低。自20世纪80年代发展到21世纪初，制造技术，特别是自动化制造技术向着柔性化、集成化、智能化方向发展，并随着高精密数控机床的出现在超精密加工技术方面，其加工精度已进入纳米级，表面粗糙度已小于0.0005m；在切削速度方面，国外车削钢最高已达到915m/min；对于不断出现的难加工材料、复杂型面、型腔以及微小深孔，通过特种加工方法逐步得以解决。

随着我国综合实力、机械制造业的不断发展壮大。目前，我国已形成品种繁多、门类齐全、布局合理的机械制造工业体系。许多科研机构、大专院校和企业研制出一大批成套技术装备和多种高精尖产品，有些已接近或达到国家先进水平。通过对这些产品的研发，我国已建立了自己的人才培养和软件控制技术开发基地以及高精加工设备生产基地，从而使我国的国民经济综合实力和科学技术水平迅速提高。国防尖端的生产、“神州六号”载人飞船的成功发射与回收、人们生活用品的质量提高，有力地说明了我国要械业的发展状况。

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第二章 零件分析

第二章 零件的分析

零件为“跃进”牌汽车第二轴变速器轴承外壳，零件通过Φ80h8定位，利用凸缘上

的5-Φ10.5mm的孔连接变速箱上Φ80h8端面压在装于第二轴上的轴承外圈上使之轴向固定。Φ24H8孔与Φ8孔上支承装于该零件C面上的里程表轴，该齿轮与第二轴端上的大斜齿轮啮合将运动传于里程表轴，使里程指针转动完成记数与指示的功能。

2.1零件的工艺分析:

变速器轴承外壳共有3组加工表面，现分述如下：

1、 76E8孔为中心加工的表面：

这一组加工表面包括：右端面、Φ76E8孔、Φ76底面及倒角。其中，主要加工表面为Φ76E8孔。该孔表面粗糙度为6.3,精度要求为8级,因此需粗、精车才能达到要求。

2、 以Φ80h8外圆为中心加工的表面:

这一组加工表面包括：左端面、Φ80h8外圆及Φ80右平面。这三个表面都是主要加工表面。其中表面粗糙度均为6.3、外圆精度要求为8级、长度方向的精度要求为12级，需要粗、精车才能达到要求。

3、 以Φ24H8孔为中心加工的表面：

0.05这一组加工表面包括：Φ24H8、Φ80孔及锪平Φ22。其中，主要加工表面为Φ0.0524H8、Φ80。其表面粗糙度均为6.3,精度要求为8级和10级。需要钻孔、扩孔、铰

孔才能达到要求。

4、位置度要求：

0.05 左端面与Φ80右平面平行度要求为0.04，Φ24H8和Φ80对端面C的垂直度要

求为0.05。

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第三章 工艺规程设计

3.1毛坯制造形式的确定

零件材料为HT200，考虑该零件在实际运行中所受载荷较小，零件属成批或大批生产，零件外轮廓尺寸不大，零件内部有凹槽铸造时需采用活块，故可采用金属性铸造。

3.2基面的选择 3.2.1粗基准的选择：

按照有关粗基准的选择原则和考虑工件各加工表面的余量分配及不 需加工表面与加工表面的位置精度的要求，选用零件外圆弧轮廓作为粗准利用三爪卡盘进行装夹，以消除零件的四个自由度。在利用三爪卡盘进行装夹时零件的重量存在一定的不对称，但考虑零件的尺寸较小不对称重量较少，故此零件在装夹时不需作配重处理。

3.2.2精基准的选择：精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与

工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算。因此精加工基准在下面的工序中详细说明。

3.3 制定工艺路线 3.3.1 工艺路线方案一：

工序I 粗车零件左端面、Φ80外圆、退刀槽及Φ80的右垂直平面，以零件

的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。

工序II 粗车右端面、孔Φ76及其底平面，以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。

工序III 铣削Φ24端面及M6端面到要求并保证200.25 ，以零件Φ80及左端面为基准，选用X5020A立式升降台铣床，夹具为专用夹具。

工序IV 钻孔Φ24、Φ8及锪平Φ22以零件左端面及Φ80的外圆作为基准。选用Z525钻床，夹具为专用夹具。，

工序V 精车孔Φ76E8、1×45°倒角及R1.5的倒角。以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。

工序VI 精车左端面、Φ80外圆、倒0.5×45°角及Φ80的右垂直平面到要求并保证尺寸5.30以零件右端面及Φ76孔为基准。选用C620-1卧式车床，夹具0.12，为专用夹具。

工序VII 扩、铰孔Φ24、锪平Φ22、扩孔Φ8、沉孔Φ9.5×90°、钻螺纹孔

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第三章 工艺规程设计

及攻螺纹。以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用 Z525 钻床夹具为专用夹具。

工序VIII 锪平Φ19及钻孔5-Φ10.5，以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用Z520钻床，夹具为专用夹具。

工序IX 终检

3.3.2工艺路线方案二：

工序I 粗车右端面、孔Φ76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。

工序II 粗车零件左端面、Φ80外圆、退刀槽及Φ80的右垂直平面。以零件Φ76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。

工序III 铣削Φ24端面及M6端面到要求，以零件Φ80外圆及左端面为基准，选用X5020A立式升降台铣床，夹具为专用夹具。

工序IV 钻孔Φ24以零件左端面及Φ80的外圆作为基准。选用Z525钻床，夹具为专用夹具。，

工序V 精车孔Φ76E8、1×45°倒角及R1.5的倒角。以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。

工序VI 精车左端面、Φ80外圆、倒0.5×45°角及Φ80的右垂直平面到要求并保证尺寸5.300.12，以零件右端面及Φ76孔为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。

工序VII 扩、铰孔Φ24，锪平Φ22，钻、扩孔Φ8，沉孔Φ9.5×90°到要求，钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹。以零件Φ80外圆及C面为基准。选用Z525钻床，夹具为专用夹具。

工序VIII 锪平Φ19及钻孔5-Φ10.5，以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用Z520钻床，夹具为专用夹具。

工序IX 终检

方案比较：

以上加工方案大致看来还合理，但通过仔细考虑零件的技术要求以

及可能采取的加工手段之后就会发现仍有问题。主要表现在两端面的加工先后和加工孔Φ8及基准的选择。1、如果以外轮廓为粗基准、采用三爪卡盘夹持加工左端面及Φ80外圆右端平面，由于夹持工件过短加工时车刀容易加工到卡盘上造成

0.05卡盘的损坏，所以要以外轮廓为粗基准加工右端面。2、图样规定：Φ80和Φ24H8表0.05面对端面C的垂直度为0.05，由此可以看出因为Φ80和Φ24H8表面对端面C有垂直

度的要求因此加工及测量都应以C平面为基准。这样做可以保证设计基准和工艺基准相

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重合。

3.3.3最终的加工路线：

工序I 粗车右端面、孔Φ76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。

工序II 粗车零件左端面、Φ80外圆、退刀槽及Φ80的右垂直平面。以零件Φ76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。

工序III 钻孔Φ24、Φ8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹，锪平Φ36、Φ22及、M6端面到要求以零件左端面及Φ80的外圆作为基准。选用Z550立式钻床，夹具为专用夹具。

工序IV 精车孔Φ76E8、1×45°倒角及R1.5的倒角。以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。

工序 V 精车零件左端面、Φ80h8及Φ80的右平面，以零件Φ76E8内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。

工序VI 扩、铰孔Φ24H8孔Φ8，沉孔Φ9.5×90°到要求。以零件Φ80外圆及C面为基准。选用Z525立式钻床，夹具为专用夹具。

工序VII 锪平Φ19及钻孔5-Φ10.5，以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用Z525立式钻床，夹具为专用夹具。

工序VII 终检

3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

变速器轴承外壳零件材料为HT200，硬度为200HBS，毛坯重量约为0.6Kg，生产类型为大批或成批生产，采用在金属型铸造。

各工序的加工余量及工序余量见附表A；

根据其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：

表4.1 Φ76E8内孔工序余量：

毛坯名义尺寸：Φ76-2＝Φ74

毛坯最大尺寸：Φ74+0.8＝Φ74.8 毛坯最小尺寸：Φ74-0.8＝Φ73.2 粗车最大尺寸：Φ75.3+0.3＝Φ75.6 粗车最小尺寸：Φ76-0.7＝Φ75.3 精车后与零件图尺寸应符合：Φ76E8

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第三章 工艺规程设计 加工尺 工 序 毛 坯 寸及公差 加工 前极限尺寸 加工后极限尺寸 最大尺寸 最小尺寸 最大尺寸 最小尺寸 Φ74.8 Φ73.2 最大 加工余量（双边） 2 最小 加工公差（单边） 0.80.8粗 车 精 车 Φ74.8 Φ73.2 Φ75.6 Φ75.3 2.4 0.5 0.30 0Φ75.6 Φ75.3 Φ76.106 Φ76.06 0.806 0.46 0.1060.06 表4.2 Φ80h8外圆工序余量：

毛坯名义尺寸：Φ80+2＝Φ82（mm）

毛坯最大尺寸：Φ82+0.8=Φ82.8 毛坯最小尺寸：Φ82-0.8=Φ81.2 粗车最大尺寸: Φ80+0.7=Φ80.7 粗车最小尺寸：Φ80.7-0.3=Φ80.4 精车后与零件图尺寸应符合，即Φ80h8。

加工尺 工 序 毛 坯 寸及公差 加 工 前 极限尺寸 加工后 极限尺寸 最大尺寸 最小尺寸 最大尺寸 最小尺寸 Φ82.8 Φ81.2 最大 加工余量（双边） 2 最小 加工公差（单边） 0.80.8 粗 车 精 车 Φ82.8 Φ81.2 Φ80.7 Φ80.4 1.4 0.5 00.30 Φ80.7 Φ80.4 Φ80 Φ79.954 0.746 0.4 00.046

4.3 24H8孔工序余量计算表：

钻孔最大尺寸：Φ22+0.21＝Φ22.21 钻孔最小尺寸：Φ22-0＝Φ22 扩孔最大尺寸：Φ22.2+0.084＝Φ22.284 扩孔最小尺寸：Φ24－1.8＝Φ22.2 铰孔后与零件尺寸应符合，即：Φ24H8。

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加工尺 工 序 钻 孔 寸及公差 加工前 极限尺寸 加工后 极限尺寸 最大尺寸 最小尺寸 最大尺寸 最小尺寸 Φ22.21 Φ22 最大 加工余量（双边） 22 最小 加工公差（单边） 0.21 0扩 孔 铰 孔 Φ22.21 Φ22 Φ23.8 Φ23.716 1.8 1.506 0.0840Φ23.8 Φ23.716 Φ24.052 Φ24 0.252 0.2 0.0520

3.5 确定切削用量及基本工时： 3.5.1 车右端面、Φ76内孔及孔底平面

1、车右端面：  加工条件：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ

加工要求：粗车右端面

机床：Ｃ620-1卧式车床。

刀具：根据《切削用量简明手册》表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选

用Ｃ620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。  刀具材料：查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为ＹＧ 6.

 车刀几何形状的选择:查《切削用量简明手册》表1.3车刀切削部分的几何 形 状：前角=6°前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角0=6°(6°-8°)主偏角

0Ｋ=90°, 副偏角Ｋ’=10°(10°-15°), 刃角=-10°, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸b=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角Ｋ=45°。

rrssrs 切削用量：

 吃刀深度ap：

余量Ｚ＝1.5+0.7＝2.2mm，查《切削用量简明手册》表1.4《硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量》f=0.6—0.8mm/r, ap<3mm, 工件直径60—100mm按Ｃ620-1车床说明书选择：f=0.6mm/r.

 切削速度Ｖ： c第9页

 后刀面最大磨损限度为0.8—1.0取0.8,硬质合金车刀的车刀

第三章 工艺规程设计

寿命为60min查《切削用量简明手册》表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。

 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0,

 切削速度的计算：查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计 算公式

（3-1） CkxyTapfvmvＶcvv 式中：Ｃ＝54.8,y＝0.4,m=0.2（查《切削用量简明手册》表1.27切vv削速度计算公式.）Ｋmv＝1.15, Ｋ＝1.0,tvＫ＝1.04,Ｋkvkrv＝0.73,

Ｋbv＝0.97（查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系

数。）

2.20.654.8 ＝1.151.040.730.97

2.272.20.815Ｖc54.8600.20.41.151.01.040.730.97

＝11.4 m/min

ns1000vc=100011.4dw3.1485=42.7r/min （3-2）

查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与42.7r/min

相近的有37.5r/min与46r/min现取46r/min所以实际切削速度为：

Ｄnc3.148546Ｖ＝＝＝12.3m/min （3-3）

10001000 检验机床功率：

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式：

式中：Ｃ＝900,ap＝2.2mm,xfc＝1,y＝0.75,vc＝11.4r/min,nfc=0, fcfcFcCfcapxfcfvcnkfcyfcfc （3-4）

（查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

kfc=kmf

kkr＝(HBSnF)kkrfkrfksf （3-5）

o190＝1.02×0.89×1.0×1.0＝0.91

kmf查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力

的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时

切削力的修正系数。

0.7509002.20.610.221.020.89＝1223Ｎ （3-6） Fc查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

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pcFv＝122311.2＝0.23 kw （3-7） 610610cc44查《切削用量简明手册》表1.30机床技术资料知当主轴转速为30r/min时功率为5.9kw

 检验机床进给系统强度：

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

y FpCpcapxfpffpvnfpkfp （3-8）

c式中：Ｃ＝530,ap＝2.2mm,xfp＝0.9,y＝0.75,vc＝fpfp11.2r/min,nfp=0,f=0.6m/min. （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

kfp=kmp

HBSnFkkr＝(190)kkrfkrofksf （3-9）

＝1.05×0.5×1.0×1.5＝0.79

k

mp

查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削

力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时

切削力的修正系数。

0.90.7505302.20.611.20.79=581N （3-10） Fp查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

xffyffnffFfCffapfvckff （3-11）

式中：Ｃ＝450,ap＝2.2mm,xff＝1.0,y＝0.4,vc＝ffff11.2r/min,nff=0,f=0.6m/min. （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

kff= kmf

kkr＝(HBSnF)kkrfkrfksf （3-12）

o190＝1.04×1.17×1.0×0.75＝0.91

k

mp

查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削

力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变

时切削力的修正系数。

1.00.404502.20.611.20.91=734 N （3-13） Ff现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数μ＝0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：

FＦ(FcFp)＝734+0.1×（581+1223）＝914.4N （3-14） f第11页

第三章 工艺规程设计

查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料,机构可承受有最大纵向力为：Ｆmax＝3530Ｎ，所以符合要求.  切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），2.5-3车削机动时间的计算，可得： tj LLi （3-15） fnddtl1l2l3 （3-16）

2 l1atgkp(2~3)r2.2(2~3)3 （3-17） tg90 l23~5

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表2.5-4

ddt807635515mm 2试切附加长度l3，l3=5

L 所以：tj2L15i0.54min fn0.646l1l2l32、粗车Φ76内孔及孔底平面： 加工条件：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ 加工要求：粗车Φ76内孔及孔底平面

机床：Ｃ620-1卧式车床。

刀具：根据《切削用量简明手册》表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行

选用Ｃ620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。

 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为ＹＧ6.

 车刀几何形状的选择:查《切削用量简明手册》表1.3,车刀切削部分的几何形状：

前角=6°前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角0=6°(6°--8°),主

0Ｋ=92°, 副偏角Ｋ’=6°, 刃角=0°, 刀尖圆弧半径=1.5mm, 过度尺寸b=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角Ｋ=46°

偏角

rrssrs 切削用量：

1、吃刀深度ap：

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第13页余量Ｚ＝(1.3+0.8)/2+(tan2°×9.3)=1.37一次进给完成，查《切削用量简明手册》表1.4《硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量》f=0.6—0.8mm/r, ap<3mm,工件直径60—100mm按Ｃ620-1车床说明书选择：f=0.8mm/r.

2、后刀面最大磨损限度为0.8—1.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为

60min查《切削用量简明手册》表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。

3、硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0,

4、加工工序尺寸链：

表5.1尺寸链计算表

基本尺寸 es ei -5.3 0.12 0 -44 -2 0.7 -0.7 1.5 +0.15 -0.15 1.5 0.15 -0.15 +3 +37 A=8.3 1.12 -1 因此车刀的走刀深度为8.31.121 根据附表1建立工艺过程及工序尺寸链作图

图5.1 粗车Φ76内孔及孔底平面工序尺寸链图

切削速度的计算：查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式， 注：内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9



第三章 工艺规程设计

Ｖc （3-18） CxykTapfvmvvv 其中：Ｃ＝158, Ｘ＝0.15,y＝0.4,m=0.2, vv

v查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

＝1.0,Ｋ＝1.0,Ｋ＝0.73, bv＝0.98 kvtvkrvＫmv＝1.15, ＫＫ查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。

Ｖc1581581.150.730.980.9＝54.2m/min ＝

2.271.040.9151000vc100054.2 ns==233.2r/min （3-19）

3.1474dw查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与

233.2r/min相近的有230/min与305r/min现取230r/min所以实际切削速度为：

Ｄnc3.1474230 Ｖ＝＝53.44m/min （3-20） ＝10001000 检验机床功率：

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式：

601.30.20.150.80.41.151.01.00.730.980.9

xfc FcCfcapnfcfvckfc （3-21）

其中：Ｃfc＝900,ap＝1.3mm,xfc＝1,y＝0.75,vc＝53.44r/min,nfc=0,

fcyfc（查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

HBSnF()kkrfkrfksf （3-22） = ＝kfckmfkkro190＝1.02×0.89×1.0×1.0＝0.91

k

mf

查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削

力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变

时切削力的修正系数。

Fc9001.30.80.7553.4400.91＝905Ｎ （3-23）

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

pcFv＝90553.44＝0.8 kw （3-24）

610610cc44查《切削用量简明手册》表1.30机床技术资料知当主轴转速为230r/min时功率为5.9kw

 检验机床进给系统强度：

第14页

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

x FpCpcapfp其中：Ｃ＝530,fpf=0.8m/min.

fvckapyfpnfpfp （3-25）

＝1.3mm,

xfp＝0.9,

y＝0.75,

fpvc＝

53.44r/min,nfp=0, （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

kfp= kmpHBSnF)kkrfkrfksf （3-26）

o190＝1.05×0.5×1.24×1.0＝0.65

kkr＝(k

mp

查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削

力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变

时切削力的修正系数。

0.90.750Fp5301.30.853.440.65=381N （3-27） 查表《切削用量简明手册》1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

F其中：

fffffCffappxfffvckffyffnffff （3-28）

Ｃ＝450,a＝1.3mm,x53.44r/min,n=0,f=0.8m/min，

kff= kmf＝1.0,

yff＝0.4,

vc＝

HBSnF)kkrfkrfksf （3-29）

o190＝1.04×1.17×1.24×1＝1.51

kkr＝(kmp查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削

力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变

时切削力的修正系数。

1.00.404501.30.853.441.51=808 N （3-30） Ff现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数μ＝0.1,则切削力在纵向进给方向对进

给机构的作用力为：

FＦ(FcFp)＝808+0.1×（381+905）＝936.6Ｎ （3-31） f查《切削用量简明手册》表1.30,机构可承受有最大纵向力为：Ｆmax＝3530Ｎ，所以符合要求.  切削用时的计算:

１、 粗车Φ76内孔切削用时的计算: 查《机械加工工艺手册》

tjLi （3-32） fn第15页

第三章 工艺规程设计

Lllll12 （3-33） 3 l1atgkp(2~3)r1.37(2~3)3 （3-34） tg92 l23~5

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表

9.335522.3

2.5-4试切附加长度l3，l3=5

Lllll123 所以：tjL22.3i0.15min fn0.81842、车底平面切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》 Ltjfni （3-35） ddt Ll1l2l3 （3-36）

2

l1atgkp(2~3)r1.37(2~3)3 （3-37） tg92 l23~5

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表2.5-4

试切附加长度l3，l3=5

Lllll123235515

所以：tjL15i0.1min fn0.81843.5.2 粗车左端面、Φ80外圆及Φ80右平面：

 车刀的选择：

加工条件：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ

加工要求：粗车左端面、Φ80右平面及Φ80外圆

机床：Ｃ620-1卧式车床。

刀具：根据《切削用量简明手册》表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用Ｃ620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。

刀具材料：查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为ＹＧ

6.

第16页

 车刀几何形状的选择:查《切削用量简明手册》表1.3,车刀切削部分的几何形状： 前角=6°前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角0=6°(6°

0Ｋ=45°。

吃刀深度a及进给量f：

rsp-8°),主偏角Ｋ=92°, 副偏角Ｋ’=10°(10°-15°), 刃角=-10°, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸b=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角

rrss左端面加工余量：Ｚ＝1.5+0.7＝2.2mm，一次进给完成ap＝2.2mm。Φ80右平面加工余量：Ｚ＝1.5+0.6+（tan4°×23）=3.7 mm，分二次进给完成ap＝1.8 mm。Φ80外圆加工余量：Ｚ＝（1.3+0.8）/2+5.3×tan4°=1.４一次进给完成ap＝1.4mm。

左端面进给量：f=0.6—0.8mm/r, ap<3mm,工件直径60—100mm，取f=0.6 mm/r，Φ80右平面进给量f＝0.7—1.0 mm/r, ap＞3.0 mm，工件直径＞100 mm,现取f=0.7。Φ80外圆进给量：f=0.8—1.2, ap<3mm,工件直径60—100mm，f=0.8mm。取按Ｃ620-1车床说明书选择及查《切削用量简明手册》表1.4《硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量》。  后刀面最大磨损限度为0.8—1.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查《切 削用量简明手册》表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。

硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0,  粗车左端面

切削速度的计算：

查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式：

ＶcCxykTapf （3-38）

vmvvv其中：Ｃ＝54.8,y＝0.4,m=0.2，ap＝2.2mm，f=0.6 mm/r vv查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

Ｋmv＝1.15, Ｋ＝1.0,Ｋ＝1.04,Ｋ＝0.73, Ｋ＝0.97 tvkvkrvbv查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。

54.81.151.040.730.97 ＝

2.272.20.815 ＝11.4 m/min

1000vc100011.4 ns==44.3r/min （3-39）

3.1482dw查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与44.3r/min

相近的有37.5r/min与46r/min现取46r/min所以实际切削速度为：

第17页

第三章 工艺规程设计

1000 检验机床功率：

Ｖ＝Ｄnc＝3.148246＝11.8m/min。

1000 查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式：

y FcCfcapxfcffcvnfckfc （3-40）

c其中：Ｃ＝900,ap＝2.2mm,xfc＝1,y＝0.75,vc＝11.4r/min,nfc=0, fcfcf=0.6 mm/r

kfc= kmfk

mf

HBSnF)kkrfkrfksf （3-41）

o190＝1.02×0.89×1.07×0.87＝0.85

kkr＝(查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切

削力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改

变时切削力的修正系数。

Fc9002.20.60.7511.400.85＝1144Ｎ （3-42）

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

114411.4vF＝＝0.22 kw （3-43） p610610ccc44查《切削用量简明手册》表1.30机床技术资料知当主轴转速为30r/min时功率为5.9kw

 检验机床进给系统强度：

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

y FpCpcapxfpffpvcnfpkfp （3-44）

其中：Ｃ＝530,ap＝2.2mm,xfp＝0.9,y＝0.75,vc＝fpfp11.4r/min,nfp=0,f=0.6m/min. （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

kfp=kmp

HBSnF)kkrfkrfksf （3-45）

o190＝1.05×0.5×1.24×1.5＝0.98

kkr＝(k

mp

查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切

削力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改

变时切削力的修正系数。

0.90.7505302.20.611.40.98Fp=717 N （3-46）

第18页

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

xffyffnffFfCffapfvckff （3-47）

其中：Ｃ＝450,ap＝2.2mm,xff＝1.0,y＝0.4,vc＝ffff11.4r/min,nff=0,f=0.6m/min. （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

HBSnF)kkrfkrfksf （3-48）

o190＝1.04×1.17×1.24×0.75＝1.13

kff= kmfkkr＝(k

mp

查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时

切削力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数

改变时切削力的修正系数。

1.00.404502.20.611.41.13=917 N （3-49） Ff现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数μ＝0.1,则切削力在纵向进给方向

对进给机构的作用力为：

FＦ(FcFp)＝917+0.1×（717+1144）＝1103Ｎ （3-50） f查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料,机构可承受有最大纵向力为：Ｆmax＝3530Ｎ，所以符合要求.

 切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），表2.5-3车削机动时间的计算，可得：

Li （3-51） tjfn  （3-52）

Lllll123 l1atgkp(2~3)r2.2(2~3)3 （3-53） tg92 l23~5

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表2.5-4

试切附加长度l3，l3=5

Lllll1231.535514.5

所以：tj 粗车Φ80外圆：

L14.5i0.53min fn0.646 切削速度的计算：

查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式：

第19页

第三章 工艺规程设计

C （3-54） xykTapf其中：Ｃ＝158, xv=0.15,y＝0.4,m=0.2，ap＝1.4mm，f=0.8 mm/r vＶcvmvvvv查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

＝1.0,Ｋ＝1.0,Ｋ＝0.73, Ｋ＝0.97 tvkvkrvbvＫmv＝1.15, Ｋ查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。

158Ｖc1581.150.730.97

2.271.050.91 ＝59.3 m/min

1000vc100059.3 ns==230.3r/min （3-56）

3.1482dw601.40.20.150.80.41.151.01.00.730.97 （3-55）

＝

查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与230.3r/min

相近的有230/min与305r/min现取230r/min所以实际切削速度为：

Ｖ＝Ｄnc1000＝3.1482230＝59m/min （3-57）

1000 检验机床功率：

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式：

y FcCfcapxfcffcvnfckfc （3-58）

c其中：Ｃ＝900,ap＝2.2mm,xfc＝1,y＝0.75,vc＝fcfc11.4r/min,nfc=0, （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

HBSnF)kkrfkrfksf （3-59）

o190＝1.02×0.89×1.0×1.0

＝0.91

kfc=kmfkkr＝(kmf查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时

切削力的修正系数。

k

kr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数

改变时切削力的修正系数。

0.7509002.20.610.221.020.89＝1223Ｎ （3-60） Fc 查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

pcFv＝122311.2＝0.23 kw （3-61） 610610cc44查《切削用量简明手册》表1.30机床技术资料知当主轴转速为30r/min时功率为5.9kw

第20页

 检验机床进给系统强度：

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

y FCaxfpffpvnfpk （3-62）

c 第21页ppcpfp其中：Ｃfp＝530,ap＝2.2mm,xfp＝0.9,yfp＝0.75,vc＝11.4r/min,nfp=0,f=0.8m/min. （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

kHBSfp=kmp

kkr＝(190)nFkkrfkrfksf （3-63）o

＝1.05×0.5×1.24×1.0＝0.79

kmp查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切

削力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改

变时切削力的修正系数。

F2.20.90.60.7511.20p5300.79=581N （3-64） 查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

FxffyffnfCaffffpfvckff （3-65）

其中：Ｃff＝450,ap＝2.2mm,xff＝1.0,yff＝0.4,vc＝11.2r/min,nff=0,f=0.6m/min. （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

kkHBSff= kmfkr＝(190)nFkkrfkrfksf （3-66）o

＝1.04×1.17×1.0×1.0

＝0.91

k

mp

查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时

切削力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数

改变时切削力的修正系数。

F4502.21.00.60.411.20f0.91=734 N

现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数μ＝0.1,则切削力在纵向进给方向

对进给机构的作用力为：

FＦf(FcFp)＝734+0.1×（581+1223）＝914.4Ｎ （3-67） 查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料,机构可承受有最大纵向力为：Ｆmax＝3530Ｎ，所以符合要求. 切削用时的计算:



第三章 工艺规程设计

查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），表2.5-3车削机动时间的计算，可得：

Li （3-68） tjfn Lll1l2l3 （3-69） l1atgkp(2~3)r2.2(2~3)3mm （3-70） tg92 l23~5 （3-71）

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表2.5-4

4.335517.3mm

试切附加长度l3，l3=5mm

Lllll123所以：tjL17.3i9.4min fn0.8230 粗车Φ80右平面：  工序尺寸计算：

根据附表1“工序余量及偏差表”，作工序尺寸链图

图5.2 粗车左端面、台阶面工序尺寸链图

因此加工Φ80右台阶面时的走刀距离为：

表5.1 工序尺寸计算表

基本尺寸 1.5 -1.5 2 -5.3 -2 A=5.3 es 0.15 0.15 0.7 +0.12 0.7 1.82 ei -0.15 -0.15 -0.7 0 -0.7 -1.7 第22页

1.7因此刀具的走刀深度为5.31.82mm。

 切削速度的计算：

查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式：

ＶcCxaTpfvmvyvk （3-72）

v其中：Ｃ＝54.8,y＝0.4,m=0.2，ap＝1.8mm，f=0.7 mm/r vv查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

Ｋmv＝1.15, Ｋ＝1.0,Ｋ＝1.18,Ｋ＝0.73, Ｋ＝0.97 tvkvkrvbv查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。

54.81.151.01.180.730.97 Ｖc0.20.4601.80.754.81.151.180.730.97 ＝

2.271.80.87＝14.8 m/min

1000vc100014.8==40.3r/min （3-73） ns3.14117dw 查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与40.3r/min

相

近的有37.5r/min与46r/min现取37.5r/min所以实际切削速度为：

Ｄnc3.1411737.5＝13.8m/min。 （3-74） Ｖ＝＝10001000 检验机床功率：

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式：

y FcCfcapxfcffcvnfckfc （3-75）

c其中：（查Ｃfc＝900,ap＝1.8mm,xfc＝1,y＝0.75,vc＝11.8r/min,nfc=0,

fc《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）

HBSnF(=＝kfckmfkkr190)kkrfkrofksf （3-76）

＝1.02×0.89×1.0×1.0 ＝0.91

k

mf

查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力

的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时

切削力的修正系数。

Fc9001.80.70.7511.801.020.89＝1132.4Ｎ （3-77）

第23页

第三章 工艺规程设计

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

p率为5.9kw

cFv＝1132.411.8＝0.22 kw （3-78） 610610cc44查《切削用量简明手册》表1.30机床技术资料知当主轴转速为30r/min时功

 检验机床进给系统强度：

查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

y FpCpcapxfpffpvnfpkfp （3-79）

c其中:Ｃ＝530,ap＝1.8mm,xfp＝0.9,y＝0.75,vc＝fpfp11.8r/min,nfp=0, （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）f=0.7m/min.

kfp=kmp

k

mp

HBSnF)kkrfkrfksf （3-80）

o190＝1.05×0.5×1.24×1.0＝0.65

kkr＝(查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切

削力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改

变时切削力的修正系数。

0.90.7505301.80.711.80.65=451N （3-81） Fp查《切削用量简明手册》表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式：

xffyffnffFfCffapfvckff （3-82）

其中：Ｃ＝450,ap＝1.8mm,xff＝1.0,y＝0.4,vc＝ffff11.8r/min,nff=0, （查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.）f=0.7m/min.

kff=kmfHBSnF)kkrfkrfksf （3-83）

o190＝1.04×1.17×1.24×1.0＝1.5

kkr＝(kmp查《切削用量简明手册》表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切

削力的修正系数。

kkr查《切削用量简明手册》表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变

时切削力的修正系数。

1.00.40 4501.80.711.81.5=1057 N （3-84）Ff 现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数μ＝0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：

第24页

FＦ (FcFp)＝1057+0.1×（451+1132.4）＝1215.3Ｎ （3-85）

f查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料,机构可承受有最大纵向力为：Ｆmax＝3530Ｎ，所以符合要求.

 切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），表2.5-3车削机动时间的计算，可得：

L tji （3-86）

fnddt Ll1l2l3 （3-87）

2ap(2~3)2.2(2~3)3 （3-88）

l1tgkrtg92 l23~5 （3-89）

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表2.5-4试

切附加长度l3，l3=5

L所以：tjddt2l1l2l322680.735585.65 2L85.65i26.6min fn0.737.53.5.3 钻孔Φ24、Φ8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹，锪平Φ36、Φ22及、

M6端面

 钻孔Φ24：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ

工艺要求：孔径Φ22mm，孔深为22+2+2=26mm通孔、精度为IT12

机床：z525立式钻床

 钻头的选择：

选择高速钢麻花钻

d0=22mm，查《切削用量简明手册》表

2.2钻头几何

形状为：2Φ=90°~150°现取2Φ=120°, =45°~55°现取=55°，

0=7°~15°现取

0=12°，=24°~32°现取=30°。

 切削用量：

 进给量

f：

 按加工要求决定进给量：查《切削用量简明手册》表2.7，加工要求为12级、铸铁硬度为200HBS、当

d=22mm时f=0.78—0.96 mm/r

0 按钻头强度，查《切削用量简明手册》表2.8钻头强度允许的进给量为

f=1.75—2 mm/r

第25页

第三章 工艺规程设计

 按机床进给机构强度决定进给量：查《切削用量简明手册》表2.9机床进给机构强度所允许的钻削进给量，d0>25mm（z525钻床允许的轴向力为8830N查《切削用量简明手册》表2.35 Z525立式钻床技术资料）

f=0.52 mm/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

f=0.78—0.96 mm/r根据Z525钻床说明书选择

f=0.81mm/r。由于

加工通孔为避免孔即将钻穿时钻头容易折断故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。

机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，查《切削用量简明手册》表2.19、查出钻孔时轴向力，当

f=0.81mm/r、d0>25mm、ft=8630 N轴向力修正系数KMF=1.0、

KfFF=1.0、

KWF=1.0故

ft=8630 N，根据Z525钻床说明书机床进给机

构强度允许的最大轴向力为

Fmax=8830 N.由于

ft<

Fmax故

=0.81mm/r可用。

 决定钻头磨钝标准及寿命：查《切削用量简明手册》表2.12，d0=22mm时钻头后刀面最大磨损量为0.8-1.2，寿命T=75min

 切削速度：查《切削用量简明手册》表2.15高速钢钻头钻削灰铸铁时切削速度。f=0.81mm/r，铸铁硬度为200HBS，d0>20mm查得 V0=14m/min

切削速度修正系数：KTV=1.0、Kmv=1.0、Ksv=0.75、Kxv=1.0、Klv=1.0

VVKtv141.01.00.751.01.010.5 m/min （3-90）

n1000vd0100010.5152 r/min （3-91）

3.1422根据Z525钻床说明书可考虑n=195 r/min但因所选转数较计算转速高会使刀具寿命下降故可将进给量降低一级，即取速n=140 r/min,

方案1： n*

f=0.52mm/r，也可选较低转

f=0.81mm/r，故比较两方案：

f=0.52mm/r、 n=195 r/min

ff=195*0.52=101.4 mm/min

方案2： n*

f=0.81mm/r、n=140 r/min

=0.81*140=113.4 mm/min

因方案2乘积较大、基本工时较少故第2方案较好此时vc=9.6 m/min、

f=0.81mm/r。

 校验机床扭矩及功率：

根据《切削用量简明手册》表2.21，当

f=0.81mm/r、d0=22mm、

第26页

Mv88.29Nm、kmm=1.0故Mc88.29Nm。

根据Z525钻床说明书，当nc=140 r/min、Mm203.1Nm

根据《切削用量简明手册》表2.23高速钢钻头钻灰铸铁时消耗的功率 f=0.81mm/r、d0=22mm、vc=9.6 m/min、p=1.0 KW

c 根据Z525钻床说明书、

pE=2.8×0.81=2.26 KW，由于Mcp 切削力的计算：

查《切削用量简明手册》表2.32钻孔时轴向力、扭矩、功率的计算公式：

y 轴向力：FtCtd0zFfFkF （3-92） 其中：Ct420、d022mm、zF1.0、f所以：FtCtd0zF0.81mm/r、

yF0.8、

kkm1.0

fkmyFF420221.00.810.81.07807.8N

ymm 扭矩：MCCcd0z所以：MCCcd0zm功率：pcfk （3-93）

0.81mm/r、

其中：Cm0.205、d022mm、zm2.0、fyF0.8、

kkm1.0

fkcc0ym20.80.205220.811.084.3Nm mMv30dc （3-94）

其中：Mc84.3Nm、vc0.96m/min、d022mm

vM所以：p30dcc01.226KW

 切削用时的计算：

查《机械加工工艺手册》孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，

P10183表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式：

Li （3-95） tjfn Lll1l2 （3-96）

Dctkgr(1~2)8.4 （3-97） 2 l23~5 （3-98）

l1Llll12268.4539.4

所以：tj 钻孔Φ8：

L39.4i0.35min fn0.81140 加工条件：

第27页

第三章 工艺规程设计

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ；

工艺要求：孔径Φ7.2mm，孔深为9mm通孔、精度为IT12；

机床：Z525立式钻床；

 钻头的选择：

选择高速钢麻花钻d0=7.2mm，查《切削用量简明手册》表2.2钻头几何形状为：2Φ=90°~150°现取2Φ=120°, =45°~55°现取=55°，

l10=7°~15°现取

0=12°，=24°~32°现取=30°，l=165mm,

=109mm .

 进给量f：

A．按加工要求决定进给量：查《机械加工工艺手册》表2.4-38，加工要求为12级、铸铁硬度为200HBS、当mm/r；

B.按钻头强度，查《机械加工工艺手册》表2.4-40钻头强度允许的进给量为

 切削用量：

d0=7.2mm

时

f=0.36—0.44

f=0.72—0.88 mm/r；

C．按机床进给机构强度决定进给量：查《切削用量简明手册》表2.9机床进给机构强度所允许的钻削进给量，

d0>10.2mm（z525

钻床允

许的轴向力为8830N查《切削用量简明手册》表2.35 Z525立式钻床技术资料）

f=0.75 mm/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

f=0.36—0.44 mm/r根据Z525钻床说明书选择

f=0.36mm/r。由于

加工通孔为避免孔即将钻穿时钻头容易折断故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。

机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进

行比较来校验，查《切削用量简明手册》表2.19、查出钻孔时轴向力，当f=0.36mm/r、d0<12mm、f=2110 N轴向力修正系数KMF=1.0、

tKfFF=1.0、KWF=1.0故

ft=2110 N，根据Z525钻床说明书机床进给机

构强度允许的最大轴向力为=0.36mm/r可用。

Fmax=8830 N.由于

ft<

Fmax故

 决定钻头磨钝标准及寿命：查《机械加工工艺手册》表2.4-37，当d0=10mm时钻头后刀面最大磨损量为0.5-0.8，寿命T=1500s；

 切削速度、轴向力及扭矩：查《机械加工工艺手册》表2.4-41高速钢钻头切削时切削速度、扭矩及轴向力。d0=7.2mm、f=0.36mm/r，铸铁硬度为

第28页

第29页200HBS查得V0=0.4m/s=24m/min；

切削速度修正系数：

KTV=1.0、Kmv=1.0、Ksv=0.75、Kxv=1.0、Klv=1.0

VVtKv241.01.00.751.01.018 m/min （3-99）

n1000v100018d3.147.2796.2 r/min （3-100）

0根据Z525钻床说明书可考虑n=980 r/min但因所选转数较计算转速高会使刀具寿命下降故可将进给量降低一级，即取f=0.28mm/r，也可选较低转

速n=680 r/min,

f=0.48mm/r，故比较两方案：

方案1：f=0.28mm/r、 n=980 r/min

n*

f=0.28×980=274.4mm/min 方案2：f=0.48mm/r、n=680 r/min

n*

f=0.48×680=326.4 mm/min

因方案2乘积较大、基本工时较少故第2方案较好此时vc=15.4 m/min、

f=0.48mm/r,n=680r/min

 切削力的计算：

查《切削用量简明手册》表2.32钻孔时轴向力、扭矩、功率的计算公式： 轴向力：FFtCztd0fyFkF （3-101）

其中：Ct420、d07.2mm、zF1.0、f0.48mm/r、yF0.8、

kkm1.0

所以：FFfyF1.00.8tCtdz0kF4207.20.481.01693.4N 扭矩：MmmCCcdz0fykm （3-102）

其中：Cm0.205、d07.2mm、zm2.0、f0.48mm/r、

yF0.8、

kkm1.0

所以：MCCzmcd0fymkm0.2057.220.480.81.06Nm 功率：pMcccdv30 （3-103）

0其中：Mc6Nm、vc15.4m/min、d07.2mm 所以：pMcvc）

c30d=0.43 KW （3-1040 切削用时的计算：

查《机械加工工艺手册》孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，

P10183表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式：

tLjfni （3-105）

第三章 工艺规程设计

Lll1l2 （3-106）

Dctkgr(1~2)4.1 （3-107） 2 l23~5 （3-108）

l1Lllll123114.1520.1

所以：tjL20.1i0.062min fn0.48680 锪平Φ36、Φ22及、M6端面：

按有关资料介绍锪平按扩孔加工方式进行计算，M6端面及Φ36采用同一刀具及切削用量。

 刀具的几何角度的选择：

锪平Φ36刀具：查《机械加工工艺手册》表4.3-38锪刀为带可换导柱锥柄

平底锪钻（GB4261-84）,d=36mm，d1=20mm, d2=10mm, d3=M8,L=190mm,l=40mm，

莫氏号为3，适用螺栓或螺钉规格为M18.

锪平Φ22刀具：查《机械加工工艺手册》表4.3-38锪刀为带可换导柱锥柄平底锪钻（GB4261-84）,d=22mm，d1=14mm, d2=6mm, d3=M5,L=150mm,l=30mm，莫氏号为2，适用螺栓或螺钉规格为M12.

M6端面刀具：采用自制锪孔钻d=36mm，

d1=4mm,

d2=10mm,

d3=M8,L=190mm,l=40mm，莫氏号为3，适用螺栓或螺钉规格为M18.  进给量f：

 机床为Z525立式钻床

查《机械加工工艺手册》表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔时的进给量： 锪平Φ36 及M6端面时：d0=35mm—40mm，f=1.4mm/r—1.7mm/r； 锪平Φ22时：d0=20mm—25mm,f=1.0mm/r—1.2mm/r；

 切削速度v:

查《机械加工工艺手册》表2.4-53高速钢扩孔钻扩孔时切削速度： 锪平Φ36 及M6端面时：d0>35mm,f=1.6mm/r时 v=18.6m/min； 锪平Φ22时：d0>20mm,f=1.0时v=0.36m/s=21.6m/min；

 转速n：

1000v100018.6164.5 r/min （3-109） d3.1436 查《切削用量简明手册》表2.35 Z525立式钻床技术资料，转速n取195r/min。

因此v=22m/min

锪平Φ22时：

1000v100021.6n312.7r/min （3-110）

d3.1422查《切削用量简明手册》表2.35 Z525立式钻床技术资料，转速n取392r/min。因此v=27 m/min

锪平Φ36 及M6端面时：n 第30页



切削工时的计算：  锪平Φ36端面:

查《机械加工工艺手册》表2.5-7钻削机动时间的计算：

ll1Lii （3-111） tj＝fnfnll1L42ii0.02min 因此t=2mmjl1fnfn1.6195 锪平M6端面: 查《机械加工工艺手册》表2.5-7钻削机动时间的计算：

ll1Lii （3-112） tj＝fnfnll1L22ii0.013min 因此t=2mmjl1fnfn1.6195 锪平Φ22端面: 查《机械加工工艺手册》表2.5-7钻削机动时间的计 算：

ll1Lii （3-113） tj＝fnfnll1L3.52ii0.014min 因此t=2mmjl1fnfn1390 M6螺纹孔及攻螺纹：



机床的选择：选用Z525立式钻床。

 钻头的选择：查《金属切削机床夹具设计手册》表1-63可得：加工M6得螺纹底孔的钻头为ф5.2mm， 查《机械加工工艺手册》孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P1011表10.2-6标准高速钢麻花钻的直径系列(摘自GB6137-85),选择锥柄麻花钻Φ5.2mm,参考查《机械加工工艺手册》孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P10113表10.2-7标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度(GB6137-85),可得:l62mm;l126mm;β＝29°；锋角2Φ＝118°；后角af14°；横刃斜角Φ＝45°；Rr45°。高速钢麻花钻的直径公差es=0,ei=-0.022.

丝锥的选择：查《机械加工工艺手册》孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷表16.2-4选择丝锥为粗柄带颈机用和手用丝锥：M6，d=6，p=1.0，l19mm，L=66mm，d2min4.5mm，l111.0mm，方头a=5.0mm，l28mm。

 确定进给量f：

 钻底孔：参考《机械加工工艺手册》表2.4-38高速钢钻头钻孔时的进给量，可以得到f＝0.20～0.24 r/min，参考《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P881表3.1-36立式钻床主轴转速及进给量，可以取f＝0.20 mm/r。

 攻螺纹：f=p=1mm

 确定切削速度v及转速n：

 钻底孔切削速度v：查《机械加工工艺手册》表10.4-17高速钢钻头在灰铸铁（190HB）上钻孔得切削速度、轴向力、扭矩记功率，可得v＝17.5 m/min。

第31页

第三章 工艺规程设计

参考《机械加工工艺手册》孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P10145表10.4-10钻、扩、铰孔条件改变时切削速度修正系数，可得： Kmv＝1.0；Ktv＝1.0；Ksv＝1.0； Kxv＝1.0，

则： Kv＝KmvKtvKsv Kxv ＝1.0。 （3-114）

则： v＝17.5×1.0＝17.5m/min （3-115）

 主轴转速n：

1000v100017.5＝1071.8 r/min （3-116） n＝ ＝

d5.2查《切削用量简明手册》表3.1-36立式钻床得主轴转速及进给量，可得与1071.8 r/min转速相近的有950 r/min和1100 r/min。取1100 r/min 则:实际切削速度：

nd11005.2v实＝18 m/min （3-117）

10001000攻螺纹切削速度v：查查《机械加工工艺手册》表16.2-15在单轴普通钻床攻螺纹的切削速度表：v=10-11m/min取11m/min

 主轴转速n：

1000v100011＝584 r/min （3-118）n＝ ＝

d6参考《切削用量简明手册》表2.32 Z525立式钻床主轴转速，可得：与584r/min相近的转速有545 r/min和680 r/min，取545 r/min，若取680 r/min则速度太大。

nd5456则：实际切削速度：v实＝＝10.3 m/min （3-120） 10001000 计算切削时间：

 钻孔：查《机械加工工艺手册》表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式：

Llwl1lf tj＝i （3-121）

fnfn其中：lfdwcotkr/2＝6.24 mm；lw15mm；钻削盲孔时：l1＝0mm；

156.24010.1 min

0.21100 攻螺纹：参考《机械加工工艺手册》表2.5-10螺纹加工机动时间的计算,可得:

ll111()i （3-122） tj＝

pnn1其中：l1＝11mm，（攻盲孔是l2＝0mm)，n0为工件或丝锥回程时的每分钟转速

tj＝

（r/min）；取回程转速为：600r/min。

121111()i tj＝1545600＝0.08 min

3.5.4精车孔Φ76E8、1×45°倒角及R1.5的倒角：

 精车Φ76内孔及R1.5的倒角：

第32页

 加工条件：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ 加工要求：精车Φ76内孔

机床：Ｃ620-1卧式车床。

刀具：根据《切削用量简明手册》表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于

第33页行选用Ｃ620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。

 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为ＹＧ6.

 车刀几何形状的选择:查《切削用量简明手册》表1.3,车刀切削部分的几何形状：前角0=6°前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角0=8°(6°

--8°),主偏角Ｋr=92°, 副偏角Ｋr’=6°, 刃角s=0°, 刀尖圆弧半径

=1.5mm, 过度尺寸bs=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角Ｋrs=46°  切削用量：

 吃刀深度ap：

ap=0.7+0.15=0.85mm，查《切削用量简明手册》表1.4《硬质合金

外圆车刀半精车的进给量》f=0.4—0.5mm/r，按Ｃ620-1车床说明书选

择：f=0.5mm/r.  切削速度Ｖc：  后刀面最大磨损限度为0.8—1.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查《切削用量简明手册》表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。

 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0,  切削速度的计算：查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式，注：内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9

ＶCv （3-123）

cTmaxvvpfyvk其中：Ｃv＝158, Ｘv＝0.15,yv＝0.4,m=0.2,f=0.5mm/r, ap=0.85mm 查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

Ｋmv＝1.15, Ｋtv＝1.0,Ｋkv＝1.0,Ｋkrv＝0.73, Ｋbv＝0.98 查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。 Ｖc158600.20.850.150.50.41.151.01.00.730.980.9

第三章 工艺规程设计

1581.150.730.980.9＝70.6m/min

2.270.960.761000vc100070.6 ns==298.6r/min （3-124）

dw3.1475.3＝

查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与298.6r/min相近的有230r/min与305r/min现取305r/min所以实际切削速度为：

Ｄnc3.1475.3305＝72m/min。 Ｖ＝＝10001000 切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》2.5-3车削机动时间的计算，可得： Ltjfni （3-125）

Lll1l2l3 （3-126） l1atgkp(2~3)r1.37(2~3)3 （3-127） tg92 l23~5

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表

9.335522.3

2.5-4试切附加长度l3，l3=5

Lllll123 所以：tj 1×45°倒角：

 加工条件：

L22.3i0.15min fn0.8184 工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ

加工要求：1×45°倒角

机床：Ｃ620-1卧式车床。

刀具：根据《切削用量简明手册》表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行

选用Ｃ620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。

 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为ＹＧ6.

 车刀几何形状的选择:查《切削用量简明手册》表1.3,车刀切削部分的几何形状：前角=6°前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角0=8°(6°--8°),

0主偏角Ｋr=45°, 副偏角Ｋr’=6°, 刃角

s=0°, 刀尖圆弧半径=1.5mm,

第34页

第35页过度尺寸bs=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角Ｋrs=46°  切削用量：

 吃刀深度

ap：

ap=0.7mm，查《切削用量简明手册》表1.4《硬质合金外圆车刀半

精车进给量》f=0.4—0.5mm/r，按Ｃ620-1车床说明书选择：f=0.5mm/r.

 切削速度Ｖc：  后刀面最大磨损限度为0.8—1.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查《切削用量简明手册》表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。

 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0,  切削速度的计算：查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式，注：内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9

ＶC （3-128） cvTmapxvfyvkv其中：Ｃv＝158, Ｘv＝0.15,yv＝0.4,m=0.2,f=0.5mm/r, ap=0.7mm 查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

Ｋmv＝1.15, Ｋtv＝1.0,Ｋkv＝1.0,Ｋkrv＝0.73, Ｋbv＝0.98 查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系

数。

Ｖ158c600.20.70.150.50.41.151.01.00.730.980.9

＝

1582.270.950.761.150.730.980.9＝71.4m/min

n1000vc100071.4sd==299.2r/min （w3.14763-129）

查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与

299.2r/min相近的有230r/min与305r/min现取305r/min所以实际切

削速度为： Ｖ＝Ｄnc31000＝.14763051000＝72.8m/min。



切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》2.5-3车削机动时间的计算，可得：

tLjfni （3-130）

Lll1l2l3 （3-131）

第三章 工艺规程设计

l1atgkp(2~3)r0.7(2~3)3 tg92 l23~5

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表2.5-4

试切附加长度l3，l3=5

Lllll1230.735513.7

所以：tjL13.7i0.09min fn0.53053.5.5 精车零件左端面、Φ80外圆及Φ80的右平面

 车刀的选择：

 加工条件：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ

加工要求：精车左端面、Φ80右平面及Φ80外圆

机床：Ｃ620-1卧式车床。

刀具：根据《切削用量简明手册》表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行

选用Ｃ620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。

 刀具材料：查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为 ＹＧ6.

 车刀几何形状的选择:查《切削用量简明手册》表1.3,车刀切削部分的几何形状：前角=6°前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角0=8°(6°

0-8°)，主偏角Ｋr=93°, 副偏角Ｋr’=10°(10°-15°), 刃角

s=-10°,

Ｋ=45°

rs刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸bs=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角 切削用量：

 吃刀深度ap及进给量f：

左端面加工：ap＝0.7+0.15=0.85mm。Φ80右平面加工余量：ap＝0.7+0.2=0.9 mm。Φ80外圆加工余量： ap＝0.7+0.15=0.85mm。左端面进给量：查《切削用量简明手册》表1.6硬质合金外圆车刀半精车进给量，f=0.25—0.4mm/r根据C620-1车床技术资料现取f=0.3mm/r；Φ80右平面进给量：查《切削用量简明手册》表1.6硬质合金外圆车刀半精车进给量f＝0.25—0.4 mm/r根据C620-1车床技术资料现取

第36页

第37页f=0.3mm/r；Φ80外圆进给量：查《切削用量简明手册》表1.6硬质合金外圆车刀半精车进给量f=0.25—0.4mm/r, 根据C620-1车床技术资料现取f=0.3mm/r。  切削速度Ｖc：  后刀面最大磨损限度为0.8—1.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查《切削用量简明手册》表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。

 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0,  车左端面切削速度的计算：

查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式：

ＶCvc （3-132Tmaxvykv）

pfv

其中：Ｃv＝54.8,yv＝0.4,m=0.2，ap＝0.85mm，f=0.3 mm/r

查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

Ｋmv＝1.15, Ｋtv＝1.0,Ｋkv＝1.04,Ｋkrv＝0.73, Ｋbv＝0.97 查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正

系数。

Ｖc54.8600.20.850.30.41.151.01.040.730.97

＝

54.82.270.850.6181.151.040.730.97 ＝38.9m/min

n1000vc100038.9sd=3.1479.3=157r/min （3-133）

w查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：

与157r/min相近的有150/min与187r/min现取150r/min所以实际切削

速度为：Ｖ＝Ｄnc3.1000＝1479.31501000＝37.4m/min。

 切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》2.5-3车削机动时间的计算，可得： tLjfni （3-134） Lll1l2l3 （3-135）

第三章 工艺规程设计

l1atgkp(2~3)r2.2(2~3)3 （3-136） tg92 l23~5

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表

5.335518.3

2.5-4试切附加长度l3，l3=5

Lllll123 所以：tj 精车Φ80外圆

L18.3i0.41min fn0.3150切削速度的计算：

查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式：

ＶcCxykTapfvmvvv （3-137）

其中：Ｃ＝189.8, xv=0.15,y＝0.2,m=0.2，ap＝0.85mm，f=0.3 mm/r vv查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

Ｋmv＝1.15, Ｋ＝1.0,Ｋ＝1.0,Ｋ＝0.73, Ｋ＝0.97 tvkvkrvbv查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。

189.81.151.01.00.730.97 Ｖc0.20.150.2600.850.3 ＝88.76m/min

1000vc100088.76 ns==350.28r/min （3-138）

3.1480.7dw查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与

343.3r/min相近的有305/min与380r/min现取380r/min所以实际切削速度为：

Ｄnc3.1480.7380＝96.3m/min。 Ｖ＝＝10001000 切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》表2.5-3车削机动时间的计算，可得：

Li （3-139） tjfn Lll1l2l3 （3-140） l1atgkp(2~3)r0.9(2~3)3 （3-141） tg92 l23~5

第38页

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表2.5-4

5.335518.3

试切附加长度l3，l3=5

Lllll123 所以：tjL18.3i0.16min fn0.3380 精车Φ80右平面：

第39页  切削速度的计算：查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式：

ＶCcv （3-142） Tmavvpxfyvk

其中：Ｃv＝54.8,yv＝0.4,m=0.2，ap＝0.9mm，f=0.3 mm/r

查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式.

Ｋmv＝1.15, Ｋtv＝1.0,Ｋkv＝1.18,Ｋkrv＝0.73, Ｋbv＝0.97 查《切削用量简明手册》表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。

Ｖc54.8600.20.90.30.41.151.01.180.730.97 ＝41.76 m/min

n1000vcd=100041.76s=105.6r/min （3-143）

w3.14126查《切削用量简明手册》表1.30Ｃ620-1卧式车床技术资料：与

105.6r/min相近的有120r/min与96r/min现取96r/min所以实际切削速度为：

Ｖ＝Ｄnc3.14126961000＝1000＝37.98m/min。  切削用时的计算:

查《机械加工工艺手册》表2.5-3车削机动时间的计算，可得：

tLjfni （3-143） Lddt2l1l2l3 （3-144） l1aptgk(2~3)0.9tg92(2~3)3 （3-145） rl23~5

l3为单件小批生产时的试切附加长度，查《机械加工工艺手册》表2.5-4

试切附加长度l3，l3=5

Lddtl2268021l2l3235586

第三章 工艺规程设计

所以：tjL86i6.86min fn0.341.763.5.6 扩、铰孔Φ24，扩孔Φ8，沉孔Φ9.5×90°

 扩孔Φ23.8：

 加工条件：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ 工艺要求：孔径Φ23.8mm，孔深为22mm通孔

机床：z525立式钻床

 钻头的选择：

查《机械加工工艺手册》表4.3-31选择扩孔钻为锥柄扩孔钻几何参数如下： d＝23.8mm，L＝281mm，l＝160mm，d1＝15.3mm，莫氏号3，主偏角Kr＝30-60°选为Kr＝60°，齿数为3，圆柱部分切削刃前角＝0°，圆柱部

0分切削刃后角0＝0°，切削部分后角0＝8°，螺旋角＝10°  切削用量：

 扩孔时进给量f：

查《机械加工工艺手册》表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔钻扩孔

时的进给量，d0＝20－25mm，铸铁硬度为200HBS，f=1.0-1.2mm/r现取f=1.0mm/r

 切削速度：查《机械加工工艺手册》表2.4-41高速钢钻头切削时切削速度、扭矩及轴向力

d0＝20－25mm,

f=1.0mm/r，铸铁硬度为200HBS，用插值法求得

1000v100020.4273 r/min （3-147） =

d3.1423.8查《切削用量简明手册》表2.35 Z525立式钻床技术资料取其主轴转速为272r/min；因此实际切削转速为：

nd2723.1423.8v20.33m/min （3-148） 10001000nv＝0.34m/s=20.4m/min

 扩孔钻磨钝标准及耐用度：

查《机械加工工艺手册》表2.4-37高速钢d0>20,加工铸铁，后刀面最大磨损限度为：0.9-1.4mm，耐用度T=3000s  切削力的计算：

查《机床夹具设计手册》表3-71钻削力计算公式： 轴向力：

px235ap1.2f0.4kp （3-149）

1mm/r、

其中： ap0.9mmfkp1.03

第40页

所以：

px2350.91.210.41.03213.3N

扭矩：T210d02f0.8kmp （3-150）

1mm/r、

其中：d023.8mm、fkp1.03

所以：T21023.8210.81.03122.67Nm

Tvc功率：p （3-151）

c30d0其中：T122.67Nm、vc20.4m/min、d023.8mm 所以：

pcTvc30d0=3.5 Kw

 切削用时的计算：

查《机械加工工艺手册》表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式：

Li （3-152） tjfn Lll1l2 （3-153）

Dctkgr(1~2)9mm （3-154） 2 l23~5

l1Lllll1232295541

所以：tj 扩孔Φ8：

L41i2.02min fn120.33 加工条件：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ 工艺要求：孔径Φ8mm，孔深为9mm通孔

机床：Z525立式钻床

 钻头的选择：

查《机械加工工艺手册》表4.3-31选择扩孔钻为锥柄扩孔钻几何参数如

下：

d＝8mm，L＝162mm，l＝81mm，d1＝5.8mm，莫氏号3，主偏角Kr＝30-60°选为Kr＝60°，齿数为3，圆柱部分切削刃前角＝0°，圆柱部分切削刃

0后角0＝0°，切削部分后角0＝8°，螺旋角＝10°  切削用量：

 扩孔时进给量f：

查《机械加工工艺手册》表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔钻扩孔时

第41页

第三章 工艺规程设计

的进给量，d0<15mm，铸铁硬度为200HBS，f=0.7-0.9mm/r现取f=0.8mm/r

 切削速度：查《机械加工工艺手册》表d0<15mm, f=0.8mm/r，铸铁硬度为200HBS，用插值法求得：v＝0.37m/s=21.2m/min

1000v100021.2937.7 r/min （3-155） =

d3.147.2查《切削用量简明手册》表2.35 Z525立式钻床技术资料取其主轴转速为950r/min；因此实际切削转速为：

nd9503.147.2v21.5m/min （3-156） 10001000n 扩孔钻磨钝标准及耐用度：

查《机械加工工艺手册》表2.4-37高速钢d0=8mm,加工铸铁，后刀面最大磨损限度为：0.6—0.9mm，耐用度T=1800s  切削力的计算：

查《机床夹具设计手册》表3-71钻削力计算公式： 轴向力：

pxx235ap1.2f0.4kp （3-157）

其中： ap 所以：

0.4mm、f0.8mm/r、kp1.03

2350.41.20.80.41.0373.5N

p 扭矩：T210d02f0.8kmp （3-158）

其中：d08mm、f0.8mm/r、

kp1.03

所以：T21082080.81.0311.58Nm Tvc功率：p （3-159） c30d0其中：T11.58Nm、vc21.2m/min、d08mm 所以：

pcTvc30d0=1.023 Kw

 切削用时的计算：

查《机械加工工艺手册》表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式

tj L

Li （3-160） fnll1l2 （3-161）

Dctgkr(1~2)4.1mm （3-162） 2 l23~5

l1 第42页

Lllll1237.54.1516.6mm

所以：tj 铰孔Φ24：

L16.6i0.022min fn0.8950 加工条件：

工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ 工艺要求：孔径Φ24mm，孔深为22mm通孔

第43页 机床：Z525立式钻床

 铰刀的选择：

查《机械加工工艺手册》表4.3-31选择锥柄机用铰刀，几何参数如下：d＝24mm，L＝264mm，l＝66mm，莫氏号3，主偏角Kr＝3-5°，选为Kr＝5°，齿数为3，圆柱部分切削刃前角0＝0°，主切削刃后角0＝6-15°取0＝

15°，副切削刃后角0＝0°，刃倾角为8°。  切削用量：

 铰孔时进给量

f：

查《机械加工工艺手册》表2.4-58机铰刀铰孔时的进给量，

d0>20--30mm，铸铁硬度为200HBS，f=1.3-2.6mm/r现取f=1.3mm/r

 切削速度：查《机械加工工艺手册》表d0<25mm,

f=1.3mm/r，铸

铁硬度为200HBS，用插值法求得：v＝0.15m/s=9m/min  扩孔钻磨钝标准及耐用度：

查《机械加工工艺手册》表表2.4-37高速钢d0>20mm,加工铸铁，后刀面最大磨损限度为：0.4—0.6mm，耐用度T=3600s 切削力的计算：

查《机床夹具设计手册》表3-71钻削力计算公式： 轴向力：

p0.4x235a1.2pfkp （3-163）

其中： ap0.1mm、f1.3mm/r、kp1.03

所以：

px2350.11.21.30.41.0317N

扭矩：T210d28m0f0.kp （3-164）

其中：d024mm、f1.3mm/r、

kp1.03

所以：T2102421.30.81.03153.6Nm

功率：pTcvc30d （3-165）

0其中：T153.6Nm、vc9m/min、d024mm



第三章 工艺规程设计

所以：

pcTvc30d0=2 Kw

 切削用时的计算：

查《机械加工工艺手册》孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，P10183 表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式

Li （3-166）

tjfn Lll1l2 （3-167） l1Dctgkr(1~2)9mm （3-168）

2 l23~5 （3-169）

Lll1l2229536 （3-170） 所以：

tjL36i0.2min fn1.3140 沉孔Φ9.5×90°

按有关资料介绍锪平按扩孔加工方式进行计算

 刀具的几何角度的选择：

锪刀为自制高速钢锪孔钻，d=9.5mm，d1=8mm, d2=8mm, L=190mm,l=40mm，

l14.5mm适用螺栓或螺钉规格为M4.5（设计数据参考《机械加工工艺设计

实用手册》表12-47 带导致直柄锥柄90°锥面锪钻）；  进给量f：

查《机械加工工艺手册》表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔时的进给量：

d0=9.5mm，f=1.0mm/r ；

 切削速度v:

查《机械加工工艺手册》表2.4-53高速钢扩孔钻扩孔时切削速度： d0<10mm,f=1mm/r时 v=12m/min；

1000vc100012402r/min （3-171） 主轴转速：ns=

dw3.149.5根据《切削用量简明手册》Z525技术资料选择机床主轴转速为392r/min,因此切削速度v=11.7m/min

 切削工时的计算：

查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P696表2.5-7钻削机动时间的计算：

tj＝

ll1Lii （3-172） fnfnll1L1.52ii0.009min 因此t=2mmjl1fnfn1392

第44页

3.5.7 锪平Φ19及钻孔5-Φ10.5

 钻孔5-Φ10.5

第45页  工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ

 工艺要求：孔径Φ10.5mm，孔深为8mm通孔、精度为IT12  机床：Z3025摇臂钻床

 钻头的选择：

选择高速钢麻花钻d0=10.5mm，查《切削用量简明手册》表2.2钻头几何形状为：2Φ=90°~150°现取2Φ=120°, =45°~55°现取=55°，

0=7°~15°现取

0=12°，=24°~32°现取=30°

 切削用量：  进给量f：

 按加工要求决定进给量：查《切削用量简明手册》表2.4-38，加工要求为12级、铸铁硬度为200HBS、当d0=10.5mm时f=0.47-0.54 mm/r

 按钻头强度，查《机械加工工艺手册》表2.4-40钻头强度允许的

进给量为

f=1.0mm/r

 按机床进给机构强度决定进给量：查《切削用量简明手册》表2.9机床进给机构强度所允许的钻削进给量，d0>10.2mm（Z3025钻床允许的轴向力为7840N查《机械加工工艺手册》表3.1-30 Z3025立式钻床技术资料）

f=1.3 mm/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

f=0.47-0.54 mm/r根据Z3025钻床说明书选择

f=0.5mm/r。由于加工

通孔为避免孔即将钻穿时钻头容易折断故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。

机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，查《切削用量简明手册》表2.19、查出钻孔时轴向力，当f=0.5mm/r、d0<12mm、ft=3580N轴向力修正系数KMF=1.0、

KFF=1.0、KWF=1.0故

ft=3580 N，根据Z525钻床说明书机床进给机

构强度允许的最大轴向力为Fmax=7840 N.由于ftf=0.5mm/r

可用。

 决定钻头磨钝标准及寿命：查《机械加工工艺手册》表2.4-37，当d0>10mm时钻头后刀面最大磨损量为0.5-0.8，寿命T=1500s

 切削速度、轴向力及扭矩：查《机械加工工艺手册》表2.4-41高速钢钻头切削时切削速度、扭矩及轴向力。d0=10.5mm、f=0.5mm/r，铸铁硬度为200HBS查得V0=0.38m/s=22.8m/min，扭矩M＝12.666 N·M，轴向

第三章 工艺规程设计

 量：

力F＝3257N

n1000v100022.8d3.1410.5691.5 r/min

0根据Z525钻床说明书可考虑n=950 r/min但因所选转数较计算转速高会使刀具寿命下降故可将进给量降低一级，即取

f=0.4mm/r，也可选较

低转速n=630 r/min, f=0.5mm/r，故比较两方案：

方案1：f=0.4mm/r、 n=950 r/min n*f=0.4×950=380mm/min

方案2：f=0.5mm/r、n=630 r/min

n*f=0.5×630=315 mm/min

因方案2乘积较大、基本工时较少故第1方案较好此时vc=31.3 m/min、

f=0.4mm/r 、n=950 r/min。

 切削用时的计算：

查《机械加工工艺手册》孟少农主编（机械工业出版社出版）第二卷，

P10183 表10.4-3钻、扩、铰孔的加工机动时间计算公式

tLjfni （3-173） Lll1l2 （3-174）

lD12ctgkr(1~2)5mm （3-175） l23~5 （3-176）

Lll1l2l3125522mm

所以：tLjfni220.49500.06min 锪平Φ19：

按有关资料介绍锪平按扩孔加工方式进行计算

 刀具的几何角度的选择：

 锪平Φ19：查《机械加工工艺手册》表4.3-38锪刀为带可换导柱锥柄平底锪钻（GB4261-84）,d=36mm，d1=20mm, d2=10mm,

d3=M8,L=190mm,l=40mm，莫氏号为3，适用螺栓或螺钉规格为M18.

 进给量f：

查《机械加工工艺手册》表2.4-52高速钢及硬质合金扩孔时的进给d0=15mm—20mm，f=1mm/r (0.9mm/r—1.1mm/r)；

 切削速度v

第46页

查《机械加工工艺手册》表2.4-53高速钢扩孔钻扩孔时切削速度： 锪平Φ19：d0>20mm,f=1mm/r时 v=11m/min；

1000vc100011185r/min （3-177） 主轴转速：ns=

dw3.1419根据《切削用量简明手册》Z525技术资料选择机床主轴转速为195r/min,因此切削速度v=12m/min

 切削工时的计算：

查《机械加工工艺手册》李洪主编（北京出版社出版），P696表2.5-7钻削机动时间的计算：

ll1Lii （3-178） tj＝fnfnll1L32ii0.03min 因此t=2mmjl1fnfn1195

第四章 夹具的设计

4.1 工件的定位 4.1.1 工装分析

本夹具为加工对Φ24H8孔与Φ8孔进行扩孔和铰孔，一般来说扩孔、铰孔时除与钻头旋转方向一致的旋转自由度不需限制外其余的5个自由度都需限制。在加工本工序前也加工的表面有左右两端面、Φ76内孔、Φ80外圆、Φ80右台阶面。

4.1.2 定位方案的制定

方案1：采用心轴以Φ76内孔定位及采用支承钉或支承板以右端面定位；

方案2：采用套筒以Φ80外圆定位及采用支承钉或支承板以左端面定位； 方案3：采用套筒以Φ80外圆定位及采用支承钉或支承板以Φ80右台阶面定位；

y属欠定位；方案2可限制工件的x、z、x，z，y也属欠定位；方案3可限制工

件的x、z、x，z，y同样属于欠定位。因此除采用以上的定位基准面外还应当添

加一个基准面以限制工件的y自由度以达到完全定位。分析零件得知可采用Φ24外轮廓作为基准，以此作为基准不但可以限制y自由度还可以保证孔的壁厚均匀。从夹具的制作方便上比较，方案1的定位上夹具的制造较方便但定位后零件的夹紧不是很方便；方案2，Φ80外圆与左端面之间的距离较短定位时夹具不好设计制造；方案3，不但定位是夹具方便制造而且零件的夹紧也很方便。因此夹具的最终定位方案为采用套筒以Φ80外圆定位、采用支承钉以Φ80右台阶面定位和采用Φ24外轮廓用V型块定位。

方案比较：从限制的自由度上比较，方案1可限制工件的

x、z、x，z，

4.1.3 定位元件的选择

第47页

第四章 夹具设计

图4.2 套筒设计尺寸

支承钉：查《机械夹具设计手册》表2-176，选择支承钉为A20×10； 套筒：采用自制，对于加工孔Φ24H8来说以Φ80h8定位属于基准重合。所以考虑定位误差时只考虑定位基准位置误差，而外圆柱面定位时，定位基准的位置误差与用心轴对孔定位时相似

0.032[2]。考虑到配合间隙对加工要求中心距3200.1影响较大应选用较紧密

的配合所以配合时应有过盈方便安装工件因此过盈量不宜过大所以定位套筒的孔径Φ80P9（0.106），设计尺寸如图4.2；

V型块：为方便安装，V型块采用自制。

4.1.4 钻套与工件的距离

参考《机械夹具设计》教程，加工铸铁时，h=（0.3-0.7）d，因此h=25mm。 4.1.5定位误差分析

工件采用套筒以Φ80外圆定位、采用支承钉以Φ80右台阶面定位，属于一孔一平面定位并且在钻削时定位套筒受力为固定边接触。因此由《机床夹具设计手册》第二版表1-1-12可知：

DWdD （4-1） 2d工件轴的直径公差； D定位套筒孔的直径公差；

因此以套筒定位时基准位置误差为：

DW4.2 确定对刀元件 4.2.1 钻套设计：

dD=-0.046+0.076=0.03mm

2此项误差只占加工允许误差0.1mm的三分之一，因此定位误差满足要求。

第48页

图4.3Φ23.8扩孔钻套 图4.4 Φ8扩孔钻套设计尺寸

由工序可知，Φ23.8孔与Φ8孔在扩孔后还需要铰孔，因此采用可换钻套，以方便换刀后能迅速更换钻套。

查《机械夹具设计手册》Φ23.8扩孔钻套为图4.3，具体数据如下： d=

0.04123.80.020,

0.025D350..009 ，

D152,D246,H25,h12,h15.5,r=30mm,m=18,

C=1mm, C12.5,C23,k=0.012，螺钉为M8；

考虑钻模板的设计Φ8孔的扩加工钻套采用自制设计如图4.4： Φ8扩孔钻套设计数据为： d=

0.02880.013,

D120，

D152,

D246，

0.025D3350..009,H25,H122h12,h15.5,

r=30mm,m=18,C=1mm, C12.5,C23,k=0.012，螺钉为M8；

4.2.2 衬套设计：

为方便安装Φ8扩孔钻套所以衬套为自制，设计图为图4.5：

图4.5 自制衬套

第49页

第五章 夹具设计

4.3夹紧力计算

夹具为对Φ24H8孔与Φ8孔进行扩、铰孔，因此在考虑加工力时只考虑其中大者来进行计算就可保证其余加工时力的要求。由第二章对Φ24H8孔与Φ8孔进行扩、铰的轴向力和扭矩得知：轴向力为p213.3N，扭矩为：T153.6Nm。分析夹具力建立

x力学平衡式为：

3F1f1px （4-2） 3F2f1r1pxr2 （4-3） 3F总kQf2 （4-4） 其中：f1=0.25，f2=0.25，r1=55mm，r2=32mm，

K=kk1k2k3k4k5k6=1.8

f1为支承钉与工件的摩擦系数；

f2为压板与工件的摩擦系数； r1为支承钉到Φ80轴心线的距离； r2为Φ24轴心线到Φ80轴心线的距离； K为安全系数；

Q为夹具的夹紧力；

213.3213.332284.4N，F2165.5N 所以：F130.2530.2555 由于F1、F2力方向相同，因此F总F1F2284.4165.5450N 所以Q=450×3×1.8/0.25=9720N

第

5.1 液压系统分析 5.1.1系统要求分析

液压系统设计

该系统需“快进→工进→保压→快退→停止”的工作循环，在工进时要求系统要有保压的功能。快进和快退的速度为V1V37m/min，分析夹具设计快进的行程长度为

l150mm，工进行程长度为l210mm，要求活塞的往复运动的加速、减速时间不希望超过0.2s就能满足夹具的夹紧和取下工件的要求。

5.1.2 负载分析

 工作负载 由第三章夹紧力计算得知夹具所需的夹紧力为：Q=9720N因此液压系统工进时的力为9720N。

 工作部件总重量 工作时工作部件有：圆压板、垫圈、螺母、活塞杆、活塞。材料均为45钢，查《？》表 密度为7.8g/cm3。

圆压板重量：T=V×=3×7.85=23.07g=0.23N （5-1） 垫圈重量：T=V×=133.6×7.85=1049g=10.3N （5-2）

第50页

螺母重量：T=V×=6.57×7.85=52g=0.5N （5-3） 活塞和活塞的重量约为：71N，因此工作部件的总重量约为F1=80N。

Gv807 惯性负载 Fm()()()()4.7N （5-4）

gt9.81600.2表5-1 液压缸在各工作阶段的负载值

负载组成 负载值F（N） 拉力F/m （N） F=F1 80N 4.7N 80N 9720N 80N 89N 5.2N 89N 10800N 89N 工况 启动 加速 快进 工进 快退 Fm F1 Ft F1 注：液压缸的机械效率取m=0.9

 负载图和速度图的绘制 负载图按上面数值绘制，如图4-1所示。l150mm、

l210mm、快退行程l3l1l2501060mm和工进速度v2等绘制，如图

4-1所示，其中v2取0.2m/min。

图5-1 液压缸的负载图和速度图

5.2 液压系统主要零件参数确定 5.2.1液压缸主要参数的确定

由《液压传动》教程表11-2和表11-3可知，钻床液压系统在最大负载为10800N

时宜取P1=4MP，在设计时要求工进、快退的速度相等，因此可选用单杆式的，并在快进时作差动连接。由《液压传动》教程第五章得知，这种情况下液压缸无杆腔工作面积A1应为有杆腔工作面积A2的两倍，即活塞杆直径d与缸筒直径D成d=0.707D的关系。 在液压缸回油路上必须具有背压P2，以满足活塞杆后退要求。根据《液压工程手册》表12.3-13中推荐值，可取P2=0.5MP。

由工进时的拉力按《液压传动》教程第五章式（5-4）：

F2(p1A2p2A1)m(2p1A1p2A1) （5-5）

第51页

第五章 夹具设计

Fp97204故有A1(2)/(1p2)()/(0.5)7200m20.92cm2 （5-6）

所以D4A1/=917 mm

当按GB2384-80将其圆整成近标准值，D=100mm，d=0.707D=70mm 查《机械零件设计手册》第二版.下册.式31-5薄壁筒计算公式得：

PD t1 （5-7）

2p 其中：pbs常用材料的主要力学性能；b598MPa，S范围为3.5-5为安全现取S=5，因此

598p120MPa；

5P40.1 所以：t11.67mm，因液压缸的安装采用半环连接式，缸筒部因开

2p2120，当缸体材料选用45缸时查《材料力学》教程第四版表2.1几种

了环而削弱了强度因此缸筒的厚度选择为10mm。

所以：D/t100/1010，当D/t10时为薄壁，壁厚按下式进行校核[3]。

pD6100因此按《液压传动》式5-20，t2y2.5mm （5-8）

2[]2120598120MPa,D100mm 其中：py1.5pn1.546Mpa,[]bn5 所以：t>t2 合格，根据校核活塞杆的强度符合要求。

5.2.2 缸盖固定螺栓直径

按《液压传动》式5-23液压缸盖固定螺栓直径为：

5.2kF （5-9）

Z[] 其中：K=1.5，[]s/(1.2~2.5)333/2.5133.2MPa，固定螺栓材料选用45钢。Z=6，F=10800N。

5.2kF5.21.510800 所以：d5.796mm

Z[]3.146133.2 取d=10mm d5.2.3 活塞杆最小直径计算

活塞缸内径为D=100mm，缸内压力为p14MPa，活塞杆材料选用45钢，所以

[]s120MPa （5-10）

sFPD231.4KN （5-11）

4d2FN A2.6104m2,d0.018m18mm. （5-12）

4[]5.2.4 压力、流量和功率值

表5-2 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值

第52页

工况 快 进 启动 （差动） 加速 恒速 工进 启动 快退 加速 恒速 负载F（N） 回油腔压力p2（MPa） 89 5.2 89 10800 89 5.2 89 0 进油腔压力 输入流量 输入功率 p1（MPa） Q(L/min) P（KW） 0.023 1.022 1.021 3.7 0.011 0.256 0.266 - - 26.93 0.8 - - 54.95 - - 0.46 0.049 - - 0.244 p1p 0.5 0 0.5 5.3 液压系统图的拟定 5.3.1 液压回路的选择

首先是选择快速运动和换向回路。系统采用单杆液压缸作差动连接，它的快进 、快

退换向回路采用如图5-2所示的形式。

其次是选择保压回路。采用如图5-3所示的形式。

图5-2 换向回路 图5-3 保压回路

图5-4液压缸工况图 图5-5速度换接回路

再次是选择速度换好、接回路。由工况图5-4中的q-l曲线得知，输入液压缸的流量由26.93L/min降为0.8L/min，活塞杆的速度变化较大，宜选用行程阀来控制速度的换向，以减少液压的冲击（见图5-5）。

第53页

第五章 夹具设计

5.3.2液压回路的综合

将回路进行综合，就可以得到以下的液压系统图：

图5-6 液压系统图

1-单级叶片泵 2-三位五通电液阀 3-三位四通电液阀 4-调速阀 5-单向阀6-行程阀 7-背压阀 8-顺序阀 9-溢流阀 10-压力继电器 11-单向阀 12-单向阀 13-滤油器 14-压力表开关 15-单向阀

5.4 液压元件的选择 5.4.1 液压泵的选择

液压缸在整个工作循环的最大工作压力为3.7MPa，如取进油路上的压力损失为

0.5MPa（表5-2），压力继电器调整压力高出系统最大工作压力之压力值为0.5MPa，则流量泵的最

大工作压力应为

pP1(3.70.50.5)4.7MPa （5-13）

液压泵应向液压缸提供的最大流量为54.95L/min，若回路中的泄露按液压缸输入流

量的10％估计，则泵的总流量应为qp1.154.9560.45L/min，溢流阀的最小稳定溢流量为3L/min，工进时输入液压缸的流量为0.8L/min，所以小流量泵规格应为3.8L/min。

根据以上的压力和流量的数值查阅《机械设计手册》，最后确定选取液压泵型号为

YB-63叶片泵。

5.4.2 阀类元件及辅助元件的选择

根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件的实际流量，可选出这些元件的型

第54页

号及规格，表5-3所示为选出的一种方案。

表5-3 元件的型号及规格

序 号 元件名称 估计通过流量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 叶片泵 三位五通电液阀 三位四通电液阀 调速阀 单向阀 行程阀 背压阀 顺序阀 溢流阀 压力继电器 单向阀 单向阀 滤油器 压力表开关 单向阀 63 63 <1 63 70 <1 25 10 - 80 60 40 - 60 YB-63 35 Y-63B 34 Y-63 BZ QCI-25 I-63 B 22 C-25 BH B-100（0.3-0.5） XY-25B P-B 10 DPI-63 I-100 B I-63 B TLW-50 K-1 B I-63 B 型 号 规 格 (公斤/cm) 63 63 63 63 63 63 63 63 25 10-63 63 63 25 63 63 25.4.3 油管的计算

各元件间的连接管道的规格按元件接口处尺寸决定，液压缸进、出油管则按

输入、排出的最大流量计算。根据表5-2数值，考虑到损失的问题所以取液压缸的进出油管的最大流量为65L/min，当油液在压力管中速度取4m/s时，按《液压传动》教程式（7-8）算得和液压缸无杆腔和有杆腔连接的油管内径分别为：

d2q65218mm （5-14） v3.144q62d2218mm （5-15）

v3.144按《机械设计手册》表23.9-2钢管公称通经、外径、壁厚联接螺纹和推荐流量表。选用内径为18mm，外径为22mm的无缝钢管。

第55页

第六章 数控编程

第六章 数控编程

6.1 三维建模

6.2 数控加工工序编制

工序I 粗车右端面、孔Φ76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。

工序II 粗车零件左端面、Φ80外圆、退刀槽及Φ80的右垂直平面。以零件Φ76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。

工序III 钻孔Φ24、Φ8以零件左端面及Φ80的外圆作为基准。选用Z550立式钻床，夹具为专用夹具。

工序IV 精车孔Φ76E8、1×45°倒角及R1.5的倒角。以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。

工序 V 精车零件左端面、Φ80h8及Φ80的右平面，以零件Φ76E8内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。

工序VI 扩、铰孔Φ24H8孔Φ8，沉孔Φ9.5×90°、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹，锪平Φ36、Φ22及铣M6端面到要求。以零件Φ80外圆及C面为基准。选用数控钻床，夹具为专用夹具。

工序VII 锪平Φ19及钻孔5-Φ10.5，以零件Φ80外圆及左端面为基准。选用Z525立式钻床，夹具为专用夹具。

工序VII 终检

6.3 数控程序的生成

6.3.1 确定加工轨迹

第56页

6.3.2 数控程序

工步1 扩孔Φ23.8 N10G90G54G00Z60.000 N12S1000M03

N14X32.000Y18.500Z60.000 N16Z55.000

N18G98G81X32.000Y18.500Z-22.000R0.500F300

N20G80G00Z60.000 N22M05 N24M30

工步3 铰孔Φ24H8 N10G90G54G00Z60.000 N12S1000M03

N14X32.000Y18.500Z60.000 N16Z55.000

工步4钻螺纹孔Φ5.2 N10G90G54G00Z60.000 N12S1000M03

N14X0.000Y22.000Z60.000 N16Z50.000

N18G98G81X0.000Y22.000Z-15.000R0.500F100

N20G80G00Z60.000 N22M05 N24M30

工步6 铣M6端面到要求 N10G90G54G00Z60.000 N12S10M03

N14X0.000Y35.000Z60.000 N16Z50.000 N18Z17.000

N20G01Z2.000F5 N22X18.500F10

N24G02X23.500Y30.000I0.000J-5.000 N26G01X-10.247

工步2 扩孔Φ8

N10G90G54G00Z90.000 N12S1000M03

N14X32.144Y18.725Z90.000 N16Z70.000

N18G98G81X32.144Y18.725Z-7.500R0.500F300

N20G80G00Z90.000 N22M05 N24M30

N18G98G81X32.000Y18.500Z-22.000R0.500F300

N20G80G00Z60.000 N22M05 N24M30

工步5 攻丝M6

N10G90G54G00Z65.000 N12S1000M03

N14X0.000Y0.000Z65.000 N16Z56.000

N18G98G81X0.000Y0.000Z-12.000R0.500F300

N20G80G00Z65.000 N22M05 N24M30

N28G03X-12.649Y25.000I10.247J-8.000 N30G01X23.500 N32Y20.000 N34X-13.000 N36Y16.125

N38G03X-12.872Y15.000I5.000J0.000 N40G01X23.500 N42Y14.169

N44G02X22.328Y10.000I-8.000J0.000

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第六章 数控编程

N46G01X8.307 N86Z15.000 N48Z50.000F20 N88G01Z0.000F5 N50G00X0.000Y35.000 N90X18.500F10 N52Z16.000 N92G02X23.500Y30.000I0.000J-5.000 N54G01Z1.000F5 N94G01X-10.247 N56X18.500F10 N96G03X-12.649Y25.000I10.247J-8.000 N58G02X23.500Y30.000I0.000J-5.000 N98G01X23.500 N60G01X-10.247 N100Y20.000 N62G03X-12.649Y25.000I10.247J-8.000 N102X-13.000 N64G01X23.500 N104Y16.125 N66Y20.000 N106G03X-12.872Y15.000I5.000J0.000 N68X-13.000 N108G01X23.500 N70Y16.125 N110Y14.169 N72G03X-12.872Y15.000I5.000J0.000 N112G02X22.328Y10.000I-8.000J0.000 N74G01X23.500 N114G01X8.307 N76Y14.169 N116Z50.000F20 N78G02X22.328Y10.000I-8.000J0.000 N118G00Z60.000 N80G01X8.307 N120M05 N82Z50.000F20 N122M30 N84G00X0.000Y35.000 工步7 锪孔Φ36到要求 N10G90G54G00Z60.000 N12S1000M03

N14X0.000Y0.000Z60.000 N16Z50.000

N18G98G81X0.000Y0.000Z-0.500R0.500F100 N20G80G00Z60.000 N22M05 N24M30

工步8 锪孔Φ22到要求 N10G90G54G00Z60.000 N12S1000M03

N14X0.000Y0.000Z60.000 N16Z50.000

N18G98G81X0.000Y0.000Z-22.000R0.500F100 N20G80G00Z60.000 N22M05 N24M30

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工步 9沉孔Φ9.5×90° N10G90G54G00Z90.000 N12S1000M03

N14X32.000Y18.500Z90.000 N16Z70.000

N18G98G81X32.000Y18.500Z-4.750R0.500F300 N20G80G00Z90.000 N22M05 N24M30

第7章 结论

机械制造工艺与机床夹具设计使我全面地综合运用有关选修课程的理论和实践知识

进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。

通过毕业设计说明书及相关技术文件的编写，培养了我编制机械加工工艺规程卡、机械加工工序卡，综合运用机械制造工艺学及相关专业课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等）的理论知识合理的选择零件工艺路线、各工序的加工机床，各工序的切削用量计算和一些工序的验算、校核。结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力；能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具的夹紧、定位和刀具的对定方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力；能熟悉和应用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。

通过手工绘图和计算机绘图进一步培养了我对机械制图、CAD、设计计算、结构设计的基本技能。同时也培养了我耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好习惯。

通过对加工零件的三维建模和数控程序的自动生成使我对三维设计软件（Pro/E，Caxa）有了更深得认识和了解。

当然通过毕业设计更重要的是使我知道了许多自身存在的不足，为以后在这些方面的改进和加强提供了很好的铺垫，更为以后去工厂从事相关工作积累了宝贵的经验具有十分重要的意义。

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参考文献

参 考 文 献

[1]吴宗泽、罗圣国，机械设计课程设计手册[M]，北京：高等教育出版社，2004.4 [2]李益民，机械制造工艺设计简明手册[M]，北京：机械工业出版社，1994.7 [3]孟少农，机械加工工艺手册第1.2.3卷[M]，北京：机械工业出版社，1991.9 [4]黄如林，切削加工简明实用手册[M]，北京：化学工业出版社，2004.7 [5]四川省机械工业局，复杂刀具设计手册[M]，北京：机械工业出版社，2000.9 [6]李洪，机械加工工艺手册[M]，北京：北京出版社，1990.12

[7]艾兴、肖诗纲，切削用量简明手册第3版[M]，北京：机械工业出版社，1993 [8] 东北重型机械学院、洛阳工学院、第一汽车制造厂职工大学，机床夹具设计手册第二版[M]，上海：上海科学技术出版社，1994.4

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[10]李儒荀，刀具设计原理与计算[M]，江苏：江苏科学技术出版社，2003.5 [11]邱宣怀，机械设计第四版[M]，北京：高等教育出版社，2004.4

[12]赵家齐，机械制造工艺学课程设计指导书[M]，北京：机械工业出版社，2000.11 [13]张捷，机械制造技术基础[M]，成都：西南交通大学出版社，2006.2 [14]梁德本、叶玉驹，机械制图手册[M]，北京：机械工业出版社，2003.6 [15]肖续德、陈宁平，机床夹具设计[M]，北京：机械工业出版社，1998.5 [16]孙光华，工装设计[M]，北京：机械工业出版社，2000.5

[17]任福君，简明机械制造工艺手册[M]，北京：中国标准出版社，1995.1

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致 谢

经过进一学期的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

因此在这里首先要感谢我的导师老师。他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。对于学习机械设计专业的学生机械加工工艺设计是较为复杂烦琐的工作，但是老师仍然细心地纠正我在各阶段出现的错误。除了敬佩田老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

其次要感谢我的同学，在毕业设计过程中他们给我提了许多建设性的意见和建议，

为我打开思路、顺利完成设计提供了很好的帮助。由于毕业设计工作复杂烦琐设计所以经常加一些班，难免会打扰同学们的休息和学习，在这里对同学们的理解表示衷心的感谢。

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