CA10B前刹车调整臂外壳夹具毕业设计论文

设计题目：CA10B解放牌汽车前刹车调整臂外壳夹具设计

设 计 任 务

内装

1. 前刹车调整臂外壳的机械加工工艺过程卡片 2. C620车床专用加具总装图 3. 夹具的主要零件图

（1） 端盖零件图 1张（A3） （2） 杠杆零件图 1张（A3） （3） 夹具体零件图 1张（A3） （4） 平衡块零件图 1张（A3） （5） 压块零件图 1张（A3） （6） 滑块零件图 2张（A3） （7） 夹具体座零件图 1张（A3）

学校： 姓名： 学号： 指导教师：

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序 言 ........................................................................... 3 一、零件的分析 ............................................................... 3 （一）、零件的用途介绍。 ............................................. 3 （二）、零件的工艺分析。 ............................................. 3 二、工艺规程设计 ........................................................... 4 （一）、确定毛坯的制造形式 ........................................ 4 （二）、基准的选择 ......................................................... 4 四、 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。 8 三、夹具设计 ................................................................. 24 （一） 定位基准的选择 ............................................. 25 （二） 切削力及夹紧力计算 .................................... 25 （三）定位误差分析 ..................................................... 27 参考文献 ......................................................................... 28

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序 言

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大半部分大学基础和

专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。 它要求我们学生全面地综合地运用本课程及其有关先前修的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计，机床夹具设计和刀具、量具的正确运用。

我希望能通过这次课程设计加深一下对先前学过的专业知识的

理解和运用，培养独立的分析和解决工程实践问题的能力和熟悉并运用手册、规程及图表资料编写技术文件的基本技能，努力养成创新、严谨的工作态度。

一、零件的分析

（一）、零件的用途介绍。

我们这次题目做的零件是CA10B解放牌汽车“前刹车调整臂外壳”， 它的主要作用是对前刹车调整臂进行支撑和保护，它的中心是一个花键孔，外面是蜗轮齿。侧面有一个蜗杆轴，头上有一个四方，调整刹车用。最外头有一个孔，装销子连接刹车分泵。孔及键槽和轴配合传递扭矩达到调整刹车的作用。 （二）、零件的工艺分析。

本零件用于支撑和保护前刹车调整臂，同时也传递力矩，因此对零件有一定强度要求。选用KT350，抗拉强度达到300Mpa,而且可锻铸铁可以承受震动或冲击，这些铸件如果是大批量生产，则它的底成本优点便更加突出。

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本零件有两组主要的加工表面。它们是： （1）以φ62mm孔为中心的加工表面。

这一组的加工表面包括φ62mm孔，φ12mm二孔及它们的两个端面，键槽。φ62mm中心孔和键槽起到定位和传递力矩的作用，所以它们的表面加工要求相对较高。φ62mm孔，φ12mm二孔的中心轴线和它们的外端面要有一定的垂直度。键槽靠φ13.8mm通孔，φ62mm孔及其外端面定位。

（2）、以φ13.8mm孔为中心的加工表面。

这一组的加工表面包括φ13.8mm通孔，φ13mm通孔，φ16mm阶梯孔，左右两个端面和M10螺纹。φ13.8mm通孔，φ13mm通孔，φ16mm阶梯孔要保证一定的同轴度。

二、工艺规程设计

（一）、确定毛坯的制造形式。

毛坯的选择应根据生产批量的大小，零件的形状和尺寸，零件的受力情况，工厂现有的设备和技术水平及技术经济性等来决定。我们这个加工“前刹车调整臂外壳”的加工任务为大批量生产，材料为可锻铸铁，为了使铸件的加工余量小，一模多用（模可重复使用，减少造模时间），提高生产效率，所以选用金属型铸造。 （二）、基准的选择。

（1）粗基准的选择：按照粗基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应当以这些不加工表面作为粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有一定的相对位置关系。在这里我们选择了以φ

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62mm孔，φ12mm二孔的外轮廓为粗基准，选用两个V型块定位，限制五个自由度，加上一个支撑板对φ62mm孔，φ12mm二孔的端面起支撑左右，达到完全定位。选用这个粗基准一方面便于零件的装夹，另一方面又能达到很好的定位要求。

（2）精基准的选择：应尽可能选择所加工表面的工序基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。但当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 （三）、拟定工艺路线。

拟定工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，它的出发点是保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度和表面质量等技术要求。同时也要考虑经济和环境效果，努力降低生产成本，实现大批量快速生产，提高生产效率，因此工艺路线拟定要合理，机床和夹具的选择要与工艺路线合理配合。我们这个小组拟定了两个加工方案，我们通过对加工工艺性，经济性的讨论和分析，最后确定了一种最为合理的工艺路线加工方案。

1. 工艺路线方案一：

工序Ⅰ：铣左侧端面 （以φ62mm孔，φ12mm孔外轮廓为基准） 工序Ⅱ：扩，镗φ62mm孔 （以左侧端面为定位基准）

工序Ⅲ：粗铣，精铣上下端面 （以左侧端面和φ62mm中心孔为基准）

工序Ⅳ：钻φ12mm孔，钻φ4.3mm孔。 工序Ⅴ：铣φ30mm的右端面

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工序Ⅵ：钻，扩φ13.8mm孔，φ13mm孔，φ16mm孔，钻φM10螺纹孔，钻Rc1/8孔 工序Ⅶ：修整R11的端面 工序Ⅷ：粗铣，精铣键槽

工序Ⅸ：攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔 工序Ⅹ：检查。 2.工艺路线方案二：

工序Ⅰ:粗铣，精铣φ62mm孔，φ12mm二孔的两个端面。 工序Ⅱ：钻，扩，精扩φ62mm孔，φ12mm。 工序Ⅲ：钻φ4.3mm孔。

工序Ⅳ：粗铣φ13.8mm孔和φ13mm孔的端面。 工序Ⅴ：钻，扩φ13.8mm孔，φ13mm孔，φ16mm孔。 工序Ⅵ：修整R11端面。 工序Ⅶ：钳工去毛刺，倒角。 工序Ⅷ：钻M10螺纹内孔。 工序Ⅸ：粗铣，精铣26+0.28 +0.14键槽。 工序Ⅹ：攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔 工序XI：检查。

3.工艺路线的分析和比较。

方案一以φ62mm孔的外轮廓为粗基准加工左侧端面，再以左侧端面为精基准加工φ62mm中心孔，再以φ62mm中心孔和端面为定位基准加工其它表面。选择这种基准定位方式考虑的是互为基准的原则

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这种加工方法容易保证加工表面之间的位置精度，但是由于左侧端面面积小，铸造时可能也会存在缺陷，造成支撑面积不够，工件定位不稳，夹紧不可靠等问题。因此我们废除了这个方案。方案二基本是合理的，基准的选择和加工顺序也基本能达到生产的要求，但也有些地方要改正。如工序Ⅰ加工以φ62mm孔的外轮廓为粗基准，不符合粗基准一般不重复使用的原则，因此端面的粗，精铣应分开，以保证端面和其它表面之间的位置要求。工序Ⅱ将加工两个孔的工位分开，分别成为一个工序，对设备要求就会降低而且生产效率也会提高。 经过以上的分析和讨论确定的最优方案为：

工序Ⅰ：粗铣φ62mm，φ12mm二孔上下两个端面。以φ62mm，φ12mm二孔的外轮廓为基准，选用X53型立式铣床。

工序Ⅱ：钻，扩，精扩φ62mm孔； 以φ62mm孔的外轮廓和端面为基准。以端面为主要定位基准，限制三个自由度⌒X，⌒Y，→ Z，有以φ62mm孔外轮廓为定位基准，限制两个自由度→X，→Y，加上用V型块配合夹紧φ12mm孔外轮廓限制一个自由度⌒Z，从而实现完全定位。选用Z575立式钻床钻床。

工序Ⅲ：钻，扩，精扩φ12mm孔和钻φ4.3mm孔。 以φ62mm孔的外轮廓和端面为基准，Z2518立式钻床。

工序Ⅳ：半精铣上下两端面。 以φ62mm，φ12mm二孔和端面（一面两销）为基准。以φ62mm中心孔和端面为定位基准，短销和大支撑端面组合，定位以大支撑端面为主，限制三个自由度⌒X，⌒ Y，→Z。短销限制两个自由度→X，→Y，而挡销装在φ12mm孔内限制

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一个自由度⌒Z，达到完全定位。选用X53型立式铣床。

工序Ⅴ：铣左右两个端面 。以φ62mm，φ12mm二孔为基准，保证两端面的对称度，选用X63型卧式铣床。

工序Ⅵ：钻，扩，精扩通孔φ13.8mm，φ13mm和台阶孔φ16mm孔，钻锥螺纹Rc1/8底孔。 以φ62mm，φ12mm二孔和端面（一面两销）为基准，选用Z3025摇臂钻床。

工序Ⅶ：修整R11端面。 以φ13.8mm，φ13mm二孔为基准，端面磨床。

工序Ⅷ：钳工去毛刺，倒角。

工序Ⅸ：钻M10螺纹内孔。 以右端面和φ62mm孔端面为基准，选用Z525立式钻床及专用夹具加工。

工序Ⅹ：粗铣，精铣26+0.28 +0.14键槽。 以φ62mm, φ12mm二孔及端面和φ13.8孔为基准，选用X53型立式铣床。 工序XI：攻M10螺纹孔，攻Rc1/8孔。 工序XⅡ：检查。

（四）．机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。

“前刹车调整臂外壳”的零件材料为KT350，硬度小于150HB,毛坯重量为2.5KG，生产类型为大批量生产，采用金属型浇铸方法铸造该毛坯。

根据上述原始资料和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：

0.181 加工φ62mm，?12??0.06mm二个孔的上下两个端面。

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0加工余量的计算长度为320?0.17mm，12?0.24mm，表面粗糙度要求

为Ra6.3.

（1）.按照《机械加工余量手册》表4-1，320?0.17的铸件尺寸公差等级为IT7-IT9，取加工余量等级为F级，公差等级为IT9，则φ62mm孔的外端面加工余量为2.0-2.5mm，取Z＝2mm。120?0.24mm的铸件尺寸公差等级为IT7-IT9，按照《机械加工余量手册》表4-1取加工余量等级为F级，公差等级为IT9，则

0.18?12??0.06mm孔的外端面单边加工余量为2.0-2.5mm，取Z=2mm。

（２）铣削余量：半精铣单边余量查《金属切削手册》Z=0.5-1.0 mm，取Z=0.5mm。公差即为零件公差-0.17mm或-0.24mm。 粗铣余量：粗铣的单边公称余量为Z=2-0.5=1.5mm。

粗铣公差：现规定本工序的精度等级为IT13，因此可知本工序的加工公差为

0-0.39mm（320。 ?0.17mm端面）和-0.27mm（12?0.24mm端面）

由于本设计规定的零件为大批量生产应该采用调整加工，因此在计算最大，最小加工余量时，应调整加工方式予以确定。

φ62mm，φ12mm二孔的外端面加工余量工序间余量和公差分布如下：

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精铣 12孔外端面工序间尺寸公差分布图（图1）粗铣

精铣孔外端面工序间尺寸公差分布图（图2）粗铣由图1可知φ12mm孔的部分： 毛坯名义尺寸为：12＋2×2＝16mm

1.6?2?17.6mm 21.6毛坯最小尺寸为16??2?14.4mm

2毛坯最大尺寸为16?粗铣后最大尺寸：12＋0.5?2＝13mm

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粗铣后最小尺寸：13?0.27?2?12.73mm 2半精铣后尺寸为120?0.24mm

由图2可知φ62mm孔台阶端面部分： 毛坯名义尺寸：32?2?2?36mm

1.8?2?37.8mm 21.8毛坯最小尺寸：36??2?34.2mm

2毛坯最大尺寸：36?粗铣后最大尺寸：32+0.5?2＝33mm 粗铣后最小尺寸：33?0.39?2?32.61mm 2半精铣后尺寸为320?0.17mm。

最后将上述计算的工序间尺寸和公差整理成下表：

工序 φ62mm孔外端面 粗铣 37.8 34.2 33 32.61 最大 最小 加工公差（单边）(mm) ?0.9?0.9 φ12mm孔外端面 半精铣 毛坯 33 32.61 32 31.83 0.5 17.6 粗铣 17.6 14.4 13 半精铣 13 12.73 12 11.76 0.5 加工尺寸及公差 毛坯 加工前尺寸 最大 最小 加工后尺寸 最大 最小 37.8 34.2 144.4 12.73 2 2.3 加 工 余 量 （单边） 2 （mm） 2.4 0.795 0.39 0.805 0.485 ?0.392 ?0.17?0.82 ?0.8 ?0.272 ?0.242 第11页 共33页

该“前刹车调整臂外壳”零件的铸件毛坯图见后面附图3。 2 φ62mm孔。

φ62mm孔公差虽无标出，而由表面粗糙度为Ra6.3可考虑其精度等

?0.074级为IT8-IT9，取 IT9则其尺寸为?620。毛坯中φ62mm孔铸出，由

金属型铸造铸件。查《简明机械加工工艺手册》（简称《工艺手册》）可知该铸件精度界于IT7-IT9之间，查《机械加工余量与公差手册》表10-8得铸件机械加工余量为5.0-7.0mm，取2Z=5.0mm，确定工序尺寸及余量为：

扩钻孔：φ60mm 2Z＝60mm-（62-5）mm＝3mm 扩孔：φ61.5mm 2Z＝1.5mm

?0.074精扩孔：?620 2Z＝0.5mm

3. φ12mm孔。

φ12mm孔不铸出，毛坯为实心。精度等级界于IT11-IT12之间，参照《机械加工余量与公差手册》表4-23确定工序尺寸及余量为：

钻孔：φ11.0

扩孔：φ11.85mm 2Z＝0.85mm 精扩孔：?120.180.06 2Z＝0.15mm

4. φ13.8mm和φ13mm两通孔的端面.

由两端面的表面粗糙度为25，设其精度等级为IT10查《机械加工余量与公差手册》表5-47知，两通孔端面的单边加工余量为Z=1mm。因此铣削余量2Z=2mm。一次铣削 即可满足要求。

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5. φ13.8mm孔，φ13mm孔和φ16mm孔。

毛坯为实心，通孔φ13.8mm孔，φ13mm孔不铸出，精度等级介于IT11-IT12之间，参照《机械加工余量与公差手册》表4-23确定工序尺寸和余量为：

钻孔：φ13mm

扩钻孔：φ13.5mm 2Z=0.5mm 精扩：?13.80.120 2Z＝0.3mm

钻孔：φ12mm

扩钻孔：φ12.85mm 2Z=0.85mm

?0.12精扩：?130 2Z＝0.15mm

钻孔＝φ15mm

扩钻孔：φ15.85mm 2Z＝0.85mm

?0.12精扩：?160 2Z＝0.15mm

0.286.键槽?26??0.14mm。

0.28.键槽?26??0.14mm的精度等级介于IT11～IT12之间，查《机械加工

余量与公差手册》表4-19得键槽宽加工余量为2Z＝2.0mm。

0.28（1）精铣余量：单边0.1mm，公差为0??0.14mm.

（2）粗铣余量：2Z＝2mm-2x0.1mm＝1.8mm. （五）．确定切削用量及基本工时。

工序Ⅰ：粗铣φ62mm，φ12mm二孔的两个端面，保证尺寸330?0.39mm第13页 共33页

和130?0.27mm。

加工条件：毛坯材料是KT350，硬度小于150HB，?b?350Mpa. 铣床：X53型立式铣床。 刀具:采用高速钢镶齿三面刃铣刀。

查《金属切削手册》表9-12得进给量f2＝0.08mm／齿。铣削深度t＝1.5mm。查《金属切削手册》表9-14得切削速度V=45m/min，铣刀外径dw＝225mm,齿数Z=20，一次铣削即可达到尺寸要求。

1000v1000*45n?则铣刀每分钟转速：s?dw?225??63.7(r/min)

现采用X53型立式铣床，根据《机械制造工艺设计手册》附表4-16-1取nw?60r/min，则实际切削速度为

V??nwdw1000?60X225??42.4(m/min) 1000工作台每分钟进给量fm?f2znw?0.08?20?60?96(mm/min) 由附表4-16-2得：fm?100mm/min

切削工时：因为铣刀的行程为l?l1?l2?100?16?41?157mm，所为机动切削工时 t1?tm?2t1?3.14min

?0.074工序Ⅱ：钻，扩，精扩?620mm孔.φ62mm铸出，根据有关资料介

l?l1?l2157?min?1.57min，由于铣削两个端面故fm100绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削量与切 速度与钻同样尺寸的实心孔时的关系为：进给量：f＝（1.2～1.8）f钻，切削速度：V=

11f钻（～）V钻 231.扩钻孔φ60mm.

利用φ60mm的钻头对铸件孔进行扩钻。因加工本孔时属于低刚

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度零件，故进给量要乘以系数0.75，根据《机械制造工艺设计手册》(简称《设计手册》)表3-38查得f钻＝1.0～1.2mm／r，取f钻＝1.0mm／r，由《设计手册》表3-4查得V钻＝0.7m／s＝42m／min。 则f＝（1.2～1.8）f钻＝（1.2～1.8）x1.0x0.75＝0.9～1.35（mm／r）

（～）V＝x42＝21～14（m／min）.

1213根据《设计手册》附表4-5-2，取f＝1.09mm／r,根据机床说明书取nw＝64r／min。故实际切削速度为：V?切削工时：L＝32mm，t?2.扩孔φ61.5mm

用套式扩孔钻来加工φ61.5mm孔。

查《简明机械加工工艺手册》（简称《工艺手册》）表11－15得： f＝（2.2～2.4）查《切削用量简明手册》表2-10得f钻＝2.0～2.4mmf钻，／r，取f钻＝2.0 mm／r，故f＝4.4～4.8mm，根据《设计手册》附表4-5-2取f＝4.8mm／r。由上步骤知V＝21～14mm／min。

根据机床说明书取主轴转速n＝122r／min，则实际转速为：

V??nwdw1000?60?64??12.1(m/min) 1000l32??0.46(min) nwf64*1.09?nwdw1000?23.6m/min

切削工时：l＝32mm，l1＝3mm，l2＝3mm

tm?32?3?338??0.065min nf122?4.8?0.0743.精扩孔φ620mm孔.

同步骤2取f＝4.8mm／r，取n＝172r／min 则转速为V??nwdw1000?33.5(m/min)

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切削工时：tm?l?l1?l238??0.046(min) nf172?4.80.18工序Ⅲ：钻，扩，精扩?12??0.06mm孔。 0.18 ?12?mm孔不铸出。 ?0.061.钻φ11mm孔。

进给量：查《设计手册》表3-38得f＝0.52-0.64mm／r，查《设计手册》表4-5，Z2018机床说明书，取f＝0.2mm／r

切削速度：由《设计手册》表3-42查得V=0.7m／s＝42m／min，所以 ns?100v0??dw10?0042 in?121r6/m11?根据机床说明书表4-5取nw＝1200r／min 故实际切削速度为V??nwdw1000?11?1200??41.4(m/min) 1000切削工时：l＝12 l1+l2＝4 t＝

2.扩钻孔φ11.85mm。

查《设计手册》表4-5机床说明书得f＝0.2mm／r。由上工序步骤2知， V钻=42m/min V=(~)V钻＝21～14m/min 取V=18m/min，则

n?1000v1000?18??484(r/min) ?dw11.85?121312l?l1?l2?0.07(min) ＝

1200?0.2nwftm=l+l1+l212?3?3??0.19(min) nf484?0.2第16页 共33页

0.183.精扩孔?12??0.06

根据机床说明书取f＝0.2mm／r，n＝484r／min

?V＝

tm=?dwn1000?18.2(m/min)

l+l1+l212?3?3??0.19(min) nf484?0.2

4钻5×φ4mm孔。

同本工序步骤1取进给量f＝0.2mm／r，n＝1200r／min，V＝41.4m/min，

tm=5?l+l1+l212?3?3??0.8(min) nf1200?0.2?0.165扩钻5×????0mm孔

查《工艺手册》表11-15得f＝（1.2-1.8）f钻，V=(~)V钻，根据机床说明书f钻＝0.2mm／r，V＝42m／min

故f＝0.24～0.36（mm／r），V＝21～14（m／min）, 取f＝0.3mm／r,取n＝1200r／min，故实际切削速度V?／min

t1=l+l1+l238??0.106(min) nf0.3?12001213?dwn1000＝16.2m

tm=5t1＝0.53(min)

工序Ⅳ：半精铣φ62mm，φ12mm二孔的两个端面，保证尺寸

0320?0.17mm和12?0.24mm

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（1） 切削深度：半精铣的的单边切削余量等于切削深度为t＝

0.5mm，一次走刀即可满足要求。

（2） 进给量：查《金属切削手册》表9-12取进给量f2＝0.10mm／

齿，查《金属切削手册》表9-14铣削速度推荐范围得

V?42m/min，取铣刀外径为dw＝100mm，齿数

Z=14，则每分钟

转速ns?1000v1000?42??133.8(r/min) ?dw100?根据X53型立式铣床说明书，取nw?150r/min 故实际切削速度V??nwdw1000?47.1(m/min)

工作台每分钟进给量fm?fzznw＝0.1×14×150＝210（mm／min）

查《设计手册》附表4-16-2取fm＝200mm／min （3） 切削工时：tm?2?fm?2?工序Ⅴ：铣左右两端面

（1） 切削深度：两端的单边切削深度t＝1mm。采用高速钢镶齿三

面刃铣刀。

（2） 进给量和切削速度：查《金属切削手册》表9-12取进给量f2＝

0.10mm／齿。查《金属切削手册》表3－30取铣削速度V＝18m／min|，查《金属切削手册》表9－7取dw＝32mm，Z＝8，则

ns?1000v1000?18??179.1(r/min) ?dw32?157?1.57(min) 200根据X63型卧式铣床说明书取nw＝190r／min 故实际切削速度V??dwnw1000＝

1000?18?19.1m／min 32?第18页 共33页

工作台每分钟进给量fm＝f2Znw＝0.10×8×190＝152（mm／min），查《设计手册》附表4-17-2取fm＝150mm／min （3） 切削工时：l＝30，l1?l2?6

tm?2?30?6l?l1?l2?0.48(min) ＝2?150fm?0.12?0.12?0.12工序Ⅵ：钻、扩、精扩通孔φ13.80φ130mm，mm和台阶孔φ160mm孔。钻Rc1/8孔。采用Z3025摇臂钻床，高速钢钻头钻孔。

?0.121．加工φ13.80mm孔。

（1）钻φ13mm孔。采用Z3025摇臂钻床，高速钢钻头钻孔。 查《设计手册》表3-38得f＝0.52～0.64mm／r，因孔深与孔径之比小于3，因此不用乘于修正系数。查《设计手册》附表4-4-2，Z3052摇臂钻床说明书取f＝0.63mm／min，查《设计手册》表3-42得V＝42m／min 故ns?1000?42＝1028.9（r／min） 13?根据Z3025摇臂钻床说明书（《设计手册》附表4-4-1）取nw＝1000r／min， 故实际切削速度V?切削加工时：l＝2?(47?tm＝

?dwnw1000＝

1000?13??40.82(m/min) 100026)?68(mm)，l1＝3mm。 271l?l1＝＝0.112（min） 1000?0.63nwf（2）扩钻φ13.5mm孔。

查《工艺手册》表11－15得f＝（1.2～1.8）f钻，切削速度：V=

11f钻（～）V钻，查《设计手册》表3-117得f钻0.2～0.4mm／r，取f钻＝230.3mm／r，V钻＝0.266～0.4m／s＝15.96～24 m／min ，故f＝（1.2～

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1.8）×0.3＝0.36～0.54（mm／r），取V钻＝18m／min，V= （～）V钻＝9～6m／min，查《设计手册》附表4-4-2取f＝0.4mm／r 故ns?1000v1000?（9～6）＝＝666.7～444.4（r／min） ?dw13.5?1213查Z3025摇臂钻床说明书（附表4-4-1）取nw＝500r／min则实际切削速度为：

V??dwnw1000 ?500?13.5??21.2m／min

100071l?l1＝＝0.355min 500?0.4nwf机动工时：tm??0.12（3）精扩φ13.80mm孔。

同上取进给量f＝0.4mm／r,n＝630r／min则

V??dwnw1000 ＝

630?13.8??27.3(m/min)

1000机动工时：tm?l?l171??0.282min nwf630?0.4?0.122.加工φ130mm孔

（1）钻孔φ12mm.

步骤同本工序1-（1）取f＝0.63mm／r，V＝42m／min 故ns?

1000v1000?42?1114.6r/min ＝

?dw12?取nw＝1000r／min 故实际切削速度V??dwnw1000＝

1000??12 ?37.68(m/min) 1000切削工时：l＝2×（37-26／2）＝48mm，l1＝3mm

tm?l?l148?3??0.081min nwf1000?0.63（2）扩钻φ12.85mm孔

步骤同本工序1-（2）取f＝0.4mm／r，V＝9～6m／min

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故ns?1000v1000?(9~6)则实??223.1~148.7r/min,取nw＝200r／min，

?dw12.85?际切削速度为V?机动工时：tm??dwnw1000?12.85?200??8.07(m/min)

1000l?l151??0.64min nwf200*0.4?0.12（3）精扩130mm

同上取f＝0.4mm／r，n＝200r／min，故V?机动工时：tm?

?0.123.加工φ160mm的孔

?dwnw1000?8.16(m/min)

l?l151??0.64(min) nwf200*0.4（1）扩钻φ15mm孔。

由本工序1-（2）得f＝（1.2～1.8）f钻，V=（～）V钻， 取f钻＝0.3mm／r，V钻＝18m／min

故f＝（1.2～1.8）×0.3＝0.36～0.54mm／r，V=（～）V钻＝9～6m／min

取f＝0.5mm／r ，ns?1000v1000?(9~6)??191.1~127.4(r/min) ?dw15?12131213查Z3025摇臂钻床说明书取nw＝200r／min 故实际切削速度V??dwnw1000?15?200??9.42(m/min) 1000机动工时：l＝2×2＝4mm，l1＝3mm

tm?l?l14?3??0.07min nwf200*0.5（2）扩钻φ15.85mm孔

步骤同上取f＝0.5mm／r，n＝200r／min。

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V??dwnw1000?15?200??9.95(m/min) 1000tm?l?l14?3??0.07min nf200?0.5?0.12（3）精扩φ160mm孔

步骤同上，取f＝0.25mm／r，n＝200r／min，

V??dwn1000?16?200??10.05(m/min) 1000tm?l?l17??0.14(min) nwf200*0.254.钻Re1／8孔（φ8.8mm）。用Z3025摇臂钻床及专用钻模 查《设计手册》表3-38得f＝0.47～0.57mm／r，

查Z3025摇臂钻床说明书（《设计手册》表4-4-2）取f＝0.5mm／r 查《切削用量简明手册》表2-17取V=20m／min 故ns?1000v1000?20??723.8(r/min) ?dw8.8?查机床说明书取nw＝630r／min，故实际切削速度

V??dwnw1000?8.8?630??17.4(m/min) 1000切削工时：tm?

l?l1?l241?31?1?1??0.038min nwf630?0.5工序Ⅷ：去毛刺，倒角

手动进给取与扩孔时转速相同。n＝200r／min

工序Ⅸ：钻螺纹内孔φ8.8mm，选用Z525立式钻床及专用夹具加工。 步骤同上，取f＝0.5mm／r，nw＝630r／min V＝17.4m／min

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切削工时：tm?

31?7?1?1?0.083min

630*0.50.28工序Ⅹ：粗铣，精铣26??0.14mm键槽。

1. 粗铣26mm键槽保证尺寸25.8mm，切削余量为2Z＝1.8mm，选用粗齿圆柱立式铣刀，分两次走刀完成，可减少夹具的夹紧力减少载荷，对夹具设计有利。查《金属切削手册》表9-12取每齿进给量为f2＝0.25mm／齿; 查《工艺手册》表11-28取V＝0.3m/s=18m/min，取铣刀外径dw＝20mm.查《工艺手册》表9-7取Z=3mm,则ns?1000v1000?18??286.6(r/min) ?dw20?根据X53型立式铣床说明书（《机械制造工艺设计手册》附表4-16-1）取nw＝300r／min 故实际切削速度：V??dwnw1000?20?300??18.84(m/min) 1000每分钟进给量fm?f2Znw?0.25×3×300＝225（mm／min） 查《设计手册》附表4-16-2取fm＝200mm／min 切削工时：tm?2?l?l1?l225.8?2?2?2??0.298(min) fm2000.282. 精铣键槽，保证尺寸26??0.14mm

单边切削深度ap＝0.1mm，选用细齿圆柱立式铣刀。 步骤同上取f2＝0.1mm／齿，r＝0.35m／s＝21m／min dw＝20mm，Z＝6。 故ns?1000v1000?21??334.4(r/min) ?dw20?根据X53型铣床说明书取nw＝300r／min

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故实际切削速度为V??dwnw1000?20*300??18.84(m/min) 1000每分钟进给量fm?f2Znw?0.1x6x300=180(mm／min) 切削工时：tm?2?l?l1?l226?2??0.26(min) fm200工序Ⅺ：攻M10mm螺纹孔及Rc1／8孔. 经查资料知钻孔后攻螺纹要乘以系数0.5

查《设计手册》表3-38得f＝（0.47～0.57）×0.5＝0.235～0.114（mm／r），查机床说明书取f＝0.2mm／r，fRc1/8＝0.25mm／r，查机床说明书，取V＝20mm／min 故ns?1000v1000*20??636.9r/min ?dw10?查机床说明书，取nw＝630r／min 故实际切削速度V??dwnw1000?10*630??19.8(m/min) 1000机动工时：攻M10mm螺纹tm1?2? 攻Rc1/8孔：tm2?2?l?l1?l231?7?1?1?2??0.41(min) nf630?0.2l?l1?l241?31?1?1?2??0.15(min) nf630?0.25 最后将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果连同其它加工数据一并填入机械加工工艺过程综合卡片中。

三．夹具设计

为了提高生产效率，我们选用自己设计的夹具。经过小组人员的讨论，选取工序Ⅰ和工序Ⅱ进行专用夹具设计，本夹具将用于Z575立式钻床和X53型立式铣床。

第一节：设计要求

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此夹具用来钻Ф62mm的孔和铣端面，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便，降低劳动强度。

第二节 夹具设计的有关计算 一 定位基准的选择

对于加工此零件，我们选用Ф62mm孔的外轮廓和端面为基准。然。利用气动原件来实行对零件的加紧。

二 切削力及夹紧力计算 铣削切削力计算类别： 工件材料：可锻铸铁（KT350） 铣刀类型：高速钢镶齿三面刃铣刀 公式： F?Cp?ap1.1?fz0.8?D?1.1?B0.95?z?Kp 查《机床夹具设计手册》得参数:Cp = 294 参数:切削深度ap = 1 参数:fz = 0.08 参数:钻头D = 200 参数:铣削宽度B = 22 参数:齿数z = 20

参数:Kp = 0.77666762968139540289797331406352 计算结果 = 33.593N

水平力：FH?1.1F实＝36.9523N 垂直分力：Fv?0.3F实＝10.0779N

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安全系数：k?k1k2k3k4 查表，选用k1＝1.5 k2＝1.2 k3＝1.2 k4＝1.0 所以k?k1k2k3k4＝2.7

F'?KFH＝2.7×36.9523＝99.77N

摩擦系数f取1，所以实际夹紧力N?根据力臂平衡，气缸力为：F?KFH＝99.77N f50?N＝40N 126所以只要气缸力大于40N，就可以夹紧工件。

设计任务名称：切削力计算 钻削切削力计算类别： 切削力Ff

工件材料：可锻铸铁(KT350) 刀具材料：高速钢 加工方式：钻

公式：Ff?425?D?f0.8?Kp 参数:D = 60 参数:f = 1

参数:Kp = 0.87468965915462244509501155842851 计算结果 = 22304.586N

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安全系数：K?K1K2K3K4

又因为K1＝1.5 K2＝1.15 K3＝1.0 K4＝1.0 所以K＝1.725

F总＝KF总=1.725?22304.586=38475.41(N)

因为45号钢的屈服极限为355MPa

所以F??SA＝355?106?3.14?(0.822?0.642)/4=9.55?106(N)> F总 所以夹具的力可以保证安全

（三）定位误差分析

经过计算只要定位的支撑板精度保证，就可满足要。

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参考文献

[1]龚定安,蔡建国,葛文杰.机床夹具设计原理.陕西：科学技术出版社,1987. [2]李柱,徐振高,蒋向前.互换性与测量技术[M].1版.北京:高等教育出版社,2004.

[3]蒋知民,张洪鏸.怎样识读机械制图新标准[M].4版.北京:机械工业出版社,2005.

[4]陈锦昌,刘就女,刘林.计算机工程制图[M].2版.广州:华南理工大学出版社,2001.

[5]金忠谋.材料力学[M].1版.北京:机械工业出版社,2005.

[6]刘友才,肖继德.机床夹具设计.北京：机械工业出版社,1991. [7]孙本绪,熊万武.机械加工余量手册.北京:国防工业出版社1991. [8]马贤智.机械加工余量与公差手册.北京:中国标准出版社,1998.

[9]上海市金属切削技术协会.金属切削手册.2版.上海:上海科学技术出版社,2001.

[10]曾志新，吕明.机械制造技术基础.武汉：武汉理工大学出版社，2001.

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附件图纸

毛坯图

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零件图

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