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1、湖南科技大学毕业论文 1 摘要：壳体的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。本次设计旨在提高 Z3050 摇臂钻床壳体的加工效率，由此我们首先对壳体的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。在制定加工工艺规程的顺序如下：1 分析被加工零件；2 选择毛坯；3 设计工艺过程：包括划分工艺过程的组成，选择定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工顺序等；4 工序设计：包括选择机床和工艺装备，确定加工余量，计算工序尺寸及其公差，确定切削用量及计算工时等；5 编制工艺文件。此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需
2、设计专用夹具，本次设计选择了第八道工序钻 5-17，M48，M16 的夹具设计，以满足加工过程的需要。关键词：壳体;工艺规程;夹具 Abstract：The shell processing quality directly will affect the machine the performance and the service life.This design is for the purpose of enhancing the Z3050 radial drill drilling machine shell the processing efficiency,first has
3、carried on the careful analysis from this us to the shell structure characteristic and the craft,then had determined set of reasonable processings plans,the processing plan request are simple,the ease of operation,and can guarantee the components the processing quality.In formulation processing tech
4、nological process order as follows:1 analysis is processed the components;2 choices semifinished materials;3 designs technological process:Including division technological process composition,preferred orientation datum,choice components surface processing method,arrangement processing order and so
5、on;4 working procedures designs:Including chooses the engine bed and the craft equipment,the determination processing remainder,the computation working procedure size and its the common difference,the determination cutting specifications and the computation man-hour and so on;5 establishments techno
6、logical document.In addition,in order to enhance the labor productivity,reduces the labor intensity,guaranteed the processing quality,must design the unit clamp,this design chose the eighth working procedure to drill 5-17,M48,the M16 jig design,by satisfied the processing process the need.Key word:S
7、hell;technological process;jig。目录 前言.3 1 机械设计工艺设计任务书.4 湖南科技大学毕业论文 2 1.1 设计题目.4 1.2 原始资料.4 1.3 设计内容.5 2 壳体的技术要求分析.5 2.1 摇臂钻床的介绍.5 2.2 技术要求分析.6 3 壳体的材料及毛坯种类的选择.8 4 壳体机械加工时的主要问题.8 41 孔和平面的加工工序.8 42 精粗加工后阶段进行.8 43 孔系加工方案的选择.8 5 壳体机械加工时定位基准的选择.9 5.1 粗基准的选择.9 5.2 精基准的选择.9 6 工艺路线的拟定.9 7 确定机械加工余量.11 7.1 平面加
8、工.12 7.2 孔的加工.13 8 选择加工设备.14 8.1 选择机床.14 8.2 选择夹具.14 8.3 选择刀具.14 8.4 选择量具.14 9 确定切削用量，工时定额，切削力及其功率.15 9.1 切削用量的选择原则.15 9.2 铣平面.16 9.2.1 铣N 面.16 9.2.2 铣M 面.18 9.2.3 铣R 面.19 9.2.4 铣S 面.20 9.2.5 铣Q 面.20 9.2.6 铣P 面.21 9.3 孔加工.21 9.3.1 镗孔1，孔3，孔4.21 9.3.2 半精镗孔.22 9.3.3 精镗孔.23 9.3.4 粗镗孔2.24 湖南科技大学毕业论文 3 9.
9、4 钻孔.24 9.4.1 钻孔5-M18-7H.24 9.4.2 钻5-18-7H.25 9.4.3 钻M482-7H.25 9.4.4 钻M161.5-7H.25 9.4.5 钻M421.5-7H.26 9.4.6 钻5-17.26 9.4.7 钻4-M5-7H.26 9.5 螺纹加工.27 9.5.1 攻5-M8深15mm.27 9.5.2 攻M482-7H.27 9.5.3 攻M421.5-7H.27 9.5.4 攻M161.5-7H.28 9.5.5 攻4-M5-7H.28 10 绘制毛坯图和编制工艺卡.28 10.1 绘制零件-毛坯合图.28 10.2 编制工艺文件.29 11 夹
10、具设计.30 11.1 夹具的定义.30 11.2 机床夹具的结构.31 11.3 第九道工序夹具的设计.31 11.3.1 确定工作方案.31 11.3.2 确定定位方案.32 11.3.3 计算夹紧力.32 11.3.4 夹紧结构的选择.33 11.3.5 其它元件的选择.33 11.3.6 绘制夹具总装配图.34 结论.36 谢 辞.37 参考文献.38 前言 本次设计是提高 Z3050 摇臂钻床壳体的加工效率，适应壳体镗面和加工孔的要求，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具。这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识，是一次全面，系统地检查自己在
11、大学期间对专业知识学习的情况，在整个设湖南科技大学毕业论文 4 计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。由于时间短促，经验不足以及水平有限，本次设计难免许多不妥和错误之处，敬请批评指正，以便及时改正。1 机械设计工艺设计任务书 1.1 设计题目 设计 Z305016 摇臂钻床的机械加工工艺规程及其工装设备。1.2 原始资料 生产类型：中批生产。湖南科技大学毕业论文 5 1.3 设计内容（1）零件图 一张（2）毛坯图 一张（3）机
12、械加工工艺规程卡片 一套（4）夹具总装图 一张（5）零件图 一套（6）设计说明书 一份 2 壳体的技术要求分析 2.1 摇臂钻床的介绍 机床是人类在改造自然的长期斗争中随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展、不断完善的。早在 6000 多年前,就有了原始的钻床和木工车床.使用弓钻在石斧、陶瓷上钻孔，并出现了把工件支湖南科技大学毕业论文 6 承在两个架上，拉动绕在其上的绳子使要料旋转，用手握刀具“车削”回转体的加工方法。17 世纪中叶，开始用畜力代替人力作为机床的动力，但仍然用手握刀具加工，其加工质量完全决于操作者的熟练程度，且劳动条件十分艰苦，生产效率极低。与此同时，又创造了加工天文仪器
13、上大铜环的平面铣床和磨床。18 世纪，随着蒸汽机的发明问世，以及机动走刀架的创造，以蒸汽为动力，对机床进行驱动或通过天轴对机床进行集群驱动，才其本上解放了操伯都的双手，并使加工质量和加工效率有了明显的提高，初步形成机床的雏形。19 世纪 20 年代初，随着电动机的问世，电动机又取代了蒸汽机，通过天轴对机床进行集群驱动，以后又用单独电动机的全齿轮传动，机床才基本具备了现代的结构形式。本世纪初至 40 年代，由于高速钢和硬质合金的相继出现，促使机床沿着加工转、转功率和提高刚性结构的方向发展。同时，由于交流电动机、齿轮、滚动轴承、电气、液压等技术都有了很大进步，使机床的传动、结构和控制等方面得到很大
14、改进，机床的加工精度和生产效率显著提高。此外，在原有的车床、钻床、刨拉床、铣床、齿轮加工机床等基本形式上，机床的品种有了进一步的发展。例如各种高效率自动化机床、重型机床和精密机床相继制造成功，至此，机床已发展成类型品种繁多、结构性能相当完善的现代化加工设备。钻床是一种用途广泛的孔加工机床，主要用于加工外形复杂、没有对称旋转轴线的工件，如杠杆、盖板、箱体、机架等到零件上的单孔或孔系。钻床主要是用钻头钻削加工精度要求不高的孔，还能完成扩孔、铰孔、攻螺纹和端面等加工。钻床的主要类型有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床能及专门化钻床等。其中摇臂钻床一般用来实现、实现中型零件的钻孔、扩孔等加工。Z3050 摇
15、臂钻床的主要特点：主要关键件选用高强度铸铁和特供钢材。经世界第一流执处理设备处理，经久耐用。经专门化设备连续加工，确保基础部件精良。液压动大实现各部大紧和主轴爱速，灵敏可靠。16 级主轴转速与进给可选配出经济高效切削。机电液操纵均集中在主轴箱上，方便快捷。新工艺涂装和不断改进的外观展示时代风范。2.2 技术要求分析 湖南科技大学毕业论文 7 NMS孔1孔2 孔3P孔4 图一：加工的各平面和孔的位置 (1)孔的尺寸精度及形状精度 孔 1220 和孔 3 85 与孔 4 60 其孔径尺寸精度等级为 IT7 级。(2)孔距公差 壳体孔 1 和孔 3 为05.0mm 壳体孔 3 和孔 4 为06.0m
16、m(3)平面的几何形状精度 壳体 N 面的平面度公差为 0.03mm(4)孔的中心线与面的垂直度 孔 3 85 对 N 的垂直度为 0.03mm(5)平行孔的中心线的平行度 孔中心线的平行度与齿轮传动精度和齿宽等因素有关，该壳体的孔中心线的平行度公差为0.05mm(6)孔及平面的表面粗糙度 湖南科技大学毕业论文 8 N 面，M 面，R 面，S 面，Q 面的粗糙度为Ra1.6um，孔 1，孔 3，孔 4 的表面粗糙度为Ra1.6um其余为Ra3.2-Ra12.5.3 壳体的材料及毛坯种类的选择 毛坯选择时有以下几点要求：（1）选择毛坯应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制造方法
17、的经济性。（2）选择毛坯应该考虑工作结构形状和尺寸大小。（3）选择毛坯应该考虑零件的机械性能要求。（4）选择毛坯应从本厂的现有设备和技术水平出发，考虑可能性和经济性。（5）选择毛坯应该考虑利用新工艺，新技术和新材料的可能性。由于机体的结构复杂，其抗振性和耐磨性要求较高故选择成型，切削性，抗振性耐磨性匀较好。同时价格低廉的 HT200。为毛坯材料。由于生产量大。因此为了提高生产率采用砂型机器造型及壳型。4 壳体机械加工时的主要问题 零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗，精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分的原
18、则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可划分不同的阶段。作为箱体类零件的壳体其主要加工表面是平面及孔等，一般情况下碰面的加工精度比孔的加工精度易实现。因此对于摇臂钻床的壳体来设计机械加工过程是的主要问题是如何实现孔的加工精度，如何处理好孔与平面间的相互关系。由于其生产类型为中批生产，因此满足其生产率的要求也是壳体加工过程中应考虑的主要问 41 孔和平面的加工工序 箱体类零件的机械加工应遵循“先面后孔”的加工原则，此壳体也是如此。这样处理的主要原因是平面的面积较大定位时稳定可靠且夹紧牢固。因而容易保证孔的加工精度。其次先加工平面可以先切去铸件表面凹凸部分，为提高孔的加工精度创造条件。而且这样做便于
19、对刀调整，同时也有利于保护刀具。防止打刀和崩刀。42 精粗加工后阶段进行 对于壳体的主要表面加工时应将粗精加工后阶段进行，这是因为壳体的结构形状复杂，主要表面的加工精度较高，将粗精加工各阶段进行可以消除由粗加工所加工精度的影响，有利于保证壳体的加工精度，同时还能根据粗精加工的不同要求来合理选用设备，有利于提高生主率。43 孔系加工方案的选择 加工壳体的孔系时应选择能满足孔系加工精度和加工效率，此外还应考虑影响经济效益的因素，在满足精度要求及生产率的条件中应选择价格最低的通用机床。根据该机床的加工精度和生产率要求宜采用镗模法镗孔和钻铰孔的加工方案。湖南科技大学毕业论文 9 5 壳体机械加工时定位
20、基准的选择 5.1 粗基准的选择 粗基准的选择应满足以下要求：（1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。（2）如果必须首先保证工作某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。（3）选作粗基准的表面应平整，没有浇口，冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。（4）粗基准一般只能使用一次，即不应重使用，以免产生较大的位置误差。为了满足上述要求应选择壳体的重要 N 面，为主要基准和侧面定位为粗基准，限制工件的六个自由度，铣 M 面，S 面，镗孔 1。5.2 精基准的选择 精基准的选择应满足以下要求:（1）用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差，即所谓“基
21、准重合”原则。（2）当工作以某一组精基准定位可以方便的加工其它各表面时，应尽可能在多数工序中采用此精基准定位，即所谓“基准统一”原则。（3）当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其它表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循“自为基准”原则。（4）为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择基准时，可遵循“互为基准”原则。（5）精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠，为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。壳体的 N 面和孔 1 既是装配基准又是设计基准，因它作为基准能使加工遵循“基准重合”的原则。其余各
22、面，孔的加工也能用它定位，这样工艺路线遵循了“基准统一”的原则，此外，N 面的面积较大，定位比较稳定，夹紧也简单可靠。6 工艺路线的拟定 在对零件的工艺必进行分析和选定毛坯之后，即可制订机械加工工艺过程，一般可分两步进行。第一步是设计零件从毛坯到成品所经过的整个工艺过程，这一步是零件加工的总体方案设计；第二步是拟定各个工序的具体内容，也就是工序设计。这两步内容是紧密联系的，在设计工艺过程时应考虑有关工序设计的问题，在进行工序设计时，又有可能修改已设计的工艺过程。由于零件的加工质量、生产率、经济性和工人的劳动强度等，都与工艺过程有着密切关系，为此应在进行充分调查研究的基础上，多设想一些方案，经分
23、析比较，最后确定一个最合理的工艺过程 1 工艺方案 I:N01：铸造 湖南科技大学毕业论文 10 N02：热处理退火 N03：毛坯检验。N04：涂油漆。N05：以 N 面为基准粗车 M 面 N06：以 M 面为基准粗车 N 面 N07：半精车，精车 N 面 N08：半精车，精车 M 面，粗车孔230 N09：粗铣 P 面，Q 面粗铣 Q 面。N10：粗精铣 S 面 R 面 N11：钻 5-M8，2-8，4-M5 N12：钻 M42 N13：以 N 面为基准用钻模钻 5-17，M16*48 N14：锪平 5-17 N15：粗半精，精镗220 N16：粗半精，精镗85，60 N17：攻螺纹 5-M
24、8，M16，M42，M48，4-M5 N18：倒角 N19：检验 N20：入库 2 工艺方案 2:N01：铸造 N02：热处理退火 N03：毛坯检验 N04：涂油漆 N05：以 N 面为基准粗车 M 面、S 面 N06：以 M 面为基准粗、半精、精铣 N 面 N07:以 M 面为基准 粗、半精、精铣 Q 面、R 面,粗铣 P 面 N08：以 N 面为基准，半精，精铣 S 面 N09：钻 5-17,M16,M48 N10：钻 5-M8，2-8，4-M5 10 湖南科技大学毕业论文 11 N11：钻 M42 N12：粗、半精镗，精镗220 N13：粗镗230 N14：粗、半精镗85，60 N15：
25、锪平 5-17，5-M8-7H，M16*1.5-7H N16：倒角 N17：检验 N18：入库 3 工艺方案的比较，分析 上述两种方案遵循了工艺路线的一般原则：1 平面加工 方案 1 中平面以车为主，由于工件的尺寸较大，在车床上加工时其惯性就大平衡困难，又由于 N面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削，容易引起工艺系统的振动，而且 N 面的平面度为 0.03mm，此精度在车床上是难以保证的，而方案 2 中采用铣平面的方法，便解决了上述问题。2 孔加工 方案 1 中三个孔220，85，和60 是在一道工序完成的，由于三孔直径相差较大，采用镗模夹具尺寸太大，而且孔 3，孔 4 的设计基准是孔 1，
26、这样会产生基准不重合误差，方案 2 中将 220，85和60 分开加工，先加工好220 再以220 为基准加工85 和60，而85 和60 之间的孔中心距由镗模来保证。3 钻孔 方案 1 中钻孔在一道工序中完成的，工步太多，工时太长，考虑到整个生产线的节拍，应将分成几个工序，在方案 2 中则解决了这个问题。综上所述，应优先录用方案 2。7 确定机械加工余量 加工余量的大小，对零件的加工质量和生产率以及经济性均有较大的影响。余量过大将增加金属材料、动力、刀具和劳动量的消耗，并使切削力增大而引起工件的变形较大。反之，余量过小则不能保证零件的加工质量。确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下尽
27、量减少加工余量，目前，工厂中确定加工余量的方法一般有两种，一是靠经验确定，但这种方法不够准确，为了保证不出废品，余量总是偏大，多用于单件小批生产。另一种是查阅有关加工余量的手册来确定，这种方法应用比较湖南科技大学毕业论文 12 广泛。根据第二种方法，按 GB64414-86 铸件尺寸公关。GB711351-89 加工余量。根据壳体最大尺寸为530mm，造型方法为砂型机器造型，根据参考文献 4，按表 2.2-3 和表 2.2-5 选择铸件精度为 9 级和铸件加工余量等级为 G 级，然后按表 2.2-4 分别确定铸件尺寸公关和各工序尺寸公关。各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度如下：7.1
28、平面加工(1)N 面：精铣：表面粗糙度Ra1.6um;工序余量 Z=0.25mm 半精铣：表面粗糙度Ra6.3um;工序余量 Z=1.25mm 粗铣：表面粗糙度Ra12.5um;工序余量 Z=3.5mm 毛坯尺寸：214.58.2(2)M 面:精铣：表面粗糙度Ra1.6um;工序余量 Z=0.25mm 半精铣：表面粗糙度Ra6.3um;工序余量 Z=0.75mm 粗铣：表面粗糙度Ra12.5um;工序余量 Z=3.5mm 毛坯尺寸：214.58.2(3)P 面：粗铣：表面粗糙度Ra12.5um;工序余量 Z=3.0mm 毛坯尺寸：620.2(4)Q 面:精铣：表面粗糙度Ra1.6um;工序余量
29、 Z=0.25mm 半精铣：表面粗糙度Ra3.2um;工序余量 Z=0.5mm 粗铣：表面粗糙度Ra6.3um;工序余量 Z=1.75mm 毛坯尺寸：550.2(5)R 面：精铣：表面粗糙度Ra1.6um;工序余量 Z=0.25mm 半精铣：表面粗糙度Ra3.2um;工序余量 Z=0.5mm 粗铣：表面粗糙度Ra6.3um;工序余量 Z=0.75mm 毛坯尺寸：450.2(6)S 面：精铣：表面粗糙度Ra1.6um;工序余量 Z=0.25mm 半精铣：表面粗糙度Ra3.2um;工序余量 Z=0.5mm 粗铣：表面粗糙度Ra6.3um;工序余量 Z=1.75mm 毛坯尺寸：450.2 表一：各加
30、工面的加工余量(单位：毫米)湖南科技大学毕业论文 13 加工面 毛坯尺寸 加工余量 加工等级 N 面 2145 5 9 M 面 2145 4.5 9 P 面 62 3 9 Q 面 55 2.5 9 R 面 45 2.5 9 S 面 45 2.5 9 7.2 孔的加工(1)孔 1 220H7 IT=7 精镗：表面粗糙度Ra1.6um;工序余量 Z=1mm 半精镗：219 精度 IT=11。表面粗糙度Ra3.2um;工序余量 Z=2mm 粗镗：217 精度 IT=12。表面粗糙度Ra6.3um;工序余量 Z=5mm 毛坯尺寸2120.4mm(2)孔 2：加工好孔 1 后，再加工孔 2 粗镗：230
31、 精度 IT=11。表面粗糙度Ra12.5um;工序余量 Z=10mm 毛坯尺寸2120.4(3)孔 3：精镗：85H7 精度 IT=11。表面粗糙度Ra3.6um;工序余量 Z=0.5mm 半精镗：84.5 精度 IT=11。表面粗糙度Ra3.2um;工序余量 Z=1.5mm 粗镗：83 精度 IT=12。表面粗糙度Ra6.3um;工序余量 Z=3mm 毛坯尺寸802.3mm(4)孔 4:精镗：60H7 精度 IT=7。表面粗糙度Ra1.6um;工序余量 Z=0.5mm 半精镗：59.5 精度 IT=11。表面粗糙度Ra3.2um;工序余量 Z=1.5mm 粗镗：58 精度 IT=12。表面
32、粗糙度Ra6.3um;工序余量 Z=3mm 湖南科技大学毕业论文 14 毛坯尺寸558.2mm 表 2：各加工孔的毛坯尺寸及加工余量（单位：mm）加工孔 毛坯尺寸 加工余量 孔 1 212 8 孔 2 212 18 孔 3 80 5 孔 4 55 5 8 选择加工设备 8.1 选择机床（1）铣平面各工序工步太多，中批生产要求较高的生产率，根据参考文献1,故选择 T612 卧式铣镗床（2）镗孔：由于加工零件直径较大，故选择卧式铣床镗床。由于要求的精度较高，孔与孔之间的位置精度较高，表面粗糙度的参数值较小，根据参考文献1中的表 4.2-25,故选择 T612 型（3）钻孔，锪平，攻丝可采用专用的钻
33、模在摇臂钻床。8.2 选择夹具 本零件在铣平面，镗孔，钻孔都采用专用夹具。8.3 选择刀具（1）在锪平面的工序中一般都选择硬质合金的铣刀，根据参考文献 2中表 1-2,加工铸铁中零件采用 YG6 硬质合金刀具（2）在镗孔的工序中，一般都选择硬质合金的镗刀。加工铸铁零件采用 YG6 硬质合金刀具（3）在钻孔，锪平面，攻丝的工序中，一般都选择硬质合金刀具，根据参考文献 2中表 1-2,加工铸铁零件采用 YG6 硬质合金刀具。8.4 选择量具 本零件中属于中批生产，一般均采用通用量具，选择量具方法有三种：一是按计量器的不确定度选择，二是按计量器的测量方法极限误差选择，选择时采用其中的一种方法即可。（
34、1）选择加工孔用的量具：85H7 孔径粗镗，半精镗，精镗三次，加工粗镗至83mm，半精镗至84.522.00mm。粗镗孔8322.00mm。公差等级为 IT12 级，按表查得精度系数 K=10%。计量器具的测量湖南科技大学毕业论文 15 方法的极性误差，m=KT=0.10.19=0.019mm,查表可选内径百分尺，从表中选分度值为 0.01mm，测量范围 50-125mm 的内径百分尺（GB8177-87）即可（2）半精镗孔84.5mm，公差等级为 IT11，按表中精度系数 K=2%。计量器具测量方法的极限误差。m=KT=0.20.09=0.018mm 查表选测量范围 50-100mm，测孔深
35、为 I 型的一级内径百分尺。（3）精镗孔85H7。由于精度要求较高，加工时每个工件都必须进行测量，故宜选用极限量规，根据孔径可选择三牙紧式圆柱塞规。其余选用游标卡尺分度值为 0.01mm 9 确定切削用量，工时定额，切削力及其功率 9.1 切削用量的选择原则 正确地选择切削用量,对提高切削效率,保证必要的刀具耐用度和经济性,保证加工质量,具有重要的作用。1.粗加工切削用量的选择原则:粗加工时加工精度与表面光洁度要求不高,毛坯余量较大。因此,选择粗加工的切削用量时,要尽可能保证较高的单位时间金属切除量(金属切除率)和必要的刀具耐用度,以提高生产效率和降低加工成本。金属切除率可以用下式计算:100
36、0PWafvZ 式中:WZ单位时间内的金属切除量（smm/3）V 切削速度（sm/）f 进给量（rmm/）pa 切削深度（mm）提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度pa，其次选择一个较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度 V。选用较大的pa和f以后，刀具耐用度 t 显然也会下降，但要比 V 对 t 的影响小得多，只要稍微降低一下 V 便可以使回升到规定的合理数值，因此，能使 V、f、pa的乘积较大，从而保证较高的湖南
37、科技大学毕业论文 16 金属切除率。此外，增大pa可使走刀次数减少，增大f又有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。(2)切削深度的选择：粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切掉。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。(3)进给量的选择：粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长
38、度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。(4)切削速度的选择：粗加工时，切削速度主要是受刀具耐用度和机床功率的限制。合理的切削速度一般不需要经过精确计算，而是根据生产实践经验和有关资料确定。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。2.精加工时切削用量的选择原则：精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且较均匀。因此，选择精加工的切削用量时应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。(5)切削深度的选择：精加工时的切
39、削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。(6)进给量的选择：精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。(7)切削速度的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制面不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生范围。由此可见，精加工时应选用较小的吃刀深度pa和进给量f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高
40、的切削速度 V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。9.2 铣平面 9.2.1 铣 N 面 1 选择刀具 湖南科技大学毕业论文 17(1)刀具选用 YG6 硬质合金刀片镶齿盘铣刀，根据查表，铣削深度为pa5mm,ca=256mm,就选择标准的镶齿盘铣刀齿数 Z=22 个，md=315mm(2)铣刀的形状：由于铸件硬度220HBS，取0r=015，rk=030，K=05，0=08，=010，s=15 1 选择切削用量(1)决定铣床削深度pa由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则pa=3.5mm(2)确定每齿进给量zf.采用不对称的镶齿盘铣刀提高进给量，根据表得，当先用 YG6。铣
41、床的功率为 10KW.T612 型卧式镗床的zf=0.14-0.24mm/z，故取zf=0.2mm/z.(3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命。根据表可知，铣刀刀龂一刀面最大磨损量为 1.5mm.由于铣刀直径0d=315mm，故刀具的寿命为：T=300min.(4)决定切削速度cv和每分钟进给量cn。切削速度可根据参考文献 2中表 3.15 查出，当md=315mm,Z=22,pa10mm,zf0.24mm/z 时 cv=73m/min,zn=74r/min,nv=256mm/min.各修正系数为：MvMnMvkkk=1.0 svsnsvkkk=0.8 故cv=cvck=731.00.8=58.4m
42、/min n=cnck=741.00.8=59.2r/min 查表得 T612 型卧式铣镗床的说明书,选择:cn=60r/min,1cv=240mm/min 因此实际的切削速度和每齿的进给量：zf=1000dmn=3.1431560/1000=59.346m/min cv=1cv/cn=240/6022=0.18mm/z(5)校验机床功率：湖南科技大学毕业论文 18 根据参考文献 2中表 3.24 得，当 ea256mm pa3.5mm 0d=315mm z=22mm,fv=240mm/min 近似为：cp=9.5km 根据 T612 型卧式铣镗床说明书，机床主轴充许的功率为 10kw，上述查
43、表所得功率为铣一个平面的功率，但由于此加工平面只有边上一个圈，因此所选择的切削用量可以采用,即：pa=3.5mm,fv=240mm/min n=60r/min,cv=59.346m/min zf=0.18min/z (6)计算基本工时：mt=fvL2 式中 L=l+y+l=530mm 根据表得不对称边装铣刀入切量及超切量 y+=110mm 则：L=l+y+=530+110=640mm 故mt=2640/240=5.4min 9.2.2 铣 M 面 用上述铣刀和同样的方法计算的结果如下：铣刀进给量：zf=0.18mm/z 主轴转速：sn=60r/min 实际切削速度：cv=59.346m/min
44、 铣削深度：pa=3.5mm 刀具耐用度：dt=300min 湖南科技大学毕业论文 19 铣削时间：jt=2t=4.08min 9.2.3 铣 R 面 1 选择刀具(1)刀具选择YG6 硬质合金刀片端面刀。根据参考文献 2中查表 3.1 得铣削深度为 pa2.5mm 时，ea=112mm 就选择标准的镶齿盘铣刀，齿数 Z=12 个，0d=125mm。(2)铣刀的形状。由于铸铁硬度220HBS，故选择0=05，tR=030，rk=05，0=08，=010，s=-15 2 选择切削用量(1)决定铣削深度pa，由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成则pa=1.175mm(2)决定每齿进给量zf。采用
45、不对称镶齿盘铣刀以提高进给量，根据参考文献 2,查表 3.5 可知，当选用 YG6 铣床的功率为 10kw，根据 T612 型卧式铣镗床的说明书可知zf=0.14-0.24mm/z,故取zf=0.24mm/z(3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命。根据参考文献 2中表 3.17 可知铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1。由于铣刀直径0d=125mm。故刀具的寿命为 T=180min.(4)决定切削速度cv和每分钟进给量zn，切削速度可由表查出。当md=125mm,z=12 个,pa2.5mm,zf0.24mm/z 时 tv=8.7mm/min,tn=222r/min,fv=586mm/min 各修正系数：M
46、vMnMvkkk=1.0 svsnsvkkk=0.8 故 cv=tvvk=8.71.00.8=69.3mm/min n=tnvk=2221.00.8=177.6r/min rv=rtVrtR=5861.00.8=468.8mm/min 根据 T612 型卧式铣镗床的说明书选择 cn=205r/min,rcV=480mm/min 湖南科技大学毕业论文 20 因此，实际的切削速度和每齿进给量为：cv=mdn/100=3.14125205/1000=80m/min zf=znzvcc/=480/20512=0.2mm/z (5)校验机床功率：根据参考文献 2中表 3.24，当p=180-220Mpa
47、 ca 112mm pa=2.5mm md=125mm z=12 个 rv=480mm/min 近似为：ccp=5.5km 根据 T612 型卧式铣镗床说明书，机床主轴充许的功率cmp=1075%=7.5km 故机床的功率满足要求 因此，所选择的切削用量可以采用，即：pa=2.5mm rv=480mm/min n=205r/min cv=80m/min zf=0.2mm/z(6)计算基本工时：rmvLt/式中：L=l+y+l=190mm 根据表可知，不对称安装刀具入切量及超切量 y+=417mm 则：L=l+y+=190+407=237mm 故 mt=237/480=0.5min 9.2.4
48、铣 S 面 铣 S 面与铣 R 面的切削用量，工时定额，切削力及切削功率完全相同。即：zf=0.2mm/z cv=80m/min pa=2.5mm 01t=180min ccp=5.5km jt=0.5min 9.2.5 铣 Q 面 用上述同样的方法计算结果如下：湖南科技大学毕业论文 21 zf=0.1mm/z,cv=88m/min,pa=2.5mm 01t=18min,ccp=2.3km,jt=2t=0.77min 9.2.6 铣 P 面 用上述同样的方法选自结果如下：zf=0.1mm/z,cv=88m/min,pa=3.0mm 01t=180min,ccp=2.3km,jt=2t=0.45
49、min 9.3 孔加工 9.3.1 镗孔 1，孔 3，孔 4(1)粗镗孔 1 220，工序尺寸为217 孔 1 用一根镗杆加工，根据参考文献1中按表 3-123，取 v=0.8m/s,f=0.57mm/r 则主轴转速：dvns/1000=70r/min 查表得：zF=9.81 znfyfxpfnfkfvfaCzzzfzz60 310vfPzm 取zCf=180,zXf=1,zYf=0.75,znf=0,zkf=1 则:zF=1452.3N,mP=1.16kw 取机床的效率为 0.75，则：5.50.75=4.125kw1.16kw 故机床的功率足够。基本工时计算计算如下：L=25mm,jt=l
50、/fsn=70517.025=0.63min（2）孔 385，孔 4 60，使用镗模一次加工完成，工序尺寸分别为83，58。按表 3-123，取 v=0.8m/s,f=0.57mm/r 则主轴转速：dvns1000=21714.38.01000=1.17=70r/min 湖南科技大学毕业论文 22 查表得：zF=9.81 znfyfxpfnfkfvfaCzzzfzz60 310vfPzm 取 zCf=180,zXf=1,zYf=0.75,znf=0,zkf=1 则 zF=1452.3n,mP=1.16kw 取机床的效率为 0.75kw，则 5.50.75=4.125kw1.16kw 故机床的功