轴承座的加工工艺规程说明书

目 录

一 零件的分析…………………………………………………………2

二 确定生产类型…………………………………………………2 三 确定毛坯………………………………………………………2 四 工艺规程的设计………………………………………………2

（一）定位基准的选择 …………………………………………2

（二） 工艺路线的拟定…………………………………………3 （三） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 …………3 五 夹具设计………………………………………………………18 六 个人总结………………………………………………………24 七 参考文献………………………………………………………24

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一 零件的分析

（一）零件的作用

上紧定螺丝，以达到内圈周向、轴向固定的目的 但因为内圈内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。

（二）零件的工艺分析

该零件为轴承支架，安装轴承，形状一般，精度要求并不高，零件的主要技术要求分析如下：

（1）由零件图可知，零件的底座底面、内孔、端面及轴承座的顶面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是说其余的表面不需要加工，只需按照铸造时的精度即可。底座底面的精度为Ra6.3、内孔、端面及内孔的精度要求均为6.3。轴承座在工作时，静力平衡。

（2）铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。

二 确定生产类型

已知此轴承座零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量不足100Kg，查《机

械制造工艺与夹具》第7页表1.1-3，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主， 采用专用工装。

三 确定毛坯

零件材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-9。这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。

四 工艺规程的设计

（一）定位基准的选择

根据零件图纸及零件的使用情况分析，知Φ62.5的孔，轴承端面、顶面、Φ16 及Φ12的孔等均需正确定位才能保证。故对基准的选择应予以分析。

（1）粗基准的选择

按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，图中标注了底座的高度是30mm，因此为了保证加工的尺寸，应选轴承底座上表面为粗基准，以此加工轴承底座底面以及其它表面。

（2）精基准的选择

考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，即以轴承座的下底面为

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精基准。

（二） 工艺路线的拟定

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序一：粗铣：粗铣轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准，采用X6132卧式铣床加工。

工序二：钻孔：以轴承座底部的下表面作为基准，钻4个Φ12的孔。 工序二：扩孔：以轴承座底部的下表面作为基准，扩4个Φ16的孔。

1轴承座的两个端面，工序四：粗铣：○以轴承座的下底面为基准，使用X6132

卧式万能铣床进行加工。

2粗铣轴承座上面的小圆柱的上顶面，○以底座的下表面为定位基准，同样使用X6132卧式铣床铣削。

3以轴承座底部的下表面作为基准，粗铣轴承座两端面的倒角。 ○

工序五：粗镗：粗镗Ф62.5的内孔，以内孔轴线为基准，采用T616卧式镗床专用夹具。

1以Ф62.5的内孔和Φ12的阶梯孔的阶梯部分作为基准工序六：半精铣：○

精铣底部的下表面。

2以底部的下表面为基准，半精铣Φ12的阶梯孔的阶梯部分。 ○

3以底部的下表面为基准，半精铣轴承座的两个端面。 ○

工序七：半精镗：以底部的下表面为基准，半精镗Ф62.5的内孔。 工序八：钻孔：以底部的下表面为基准，钻Φ6的孔并且攻M8的螺纹。

（三） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1 .毛坯尺寸的确定，画毛坯图

轴承座其材料为HT200。由于产品的精度要求不高，生产纲领为中批生产，根据《机械制造工艺设计手册》表2.2-3可知毛坯选用砂型机器造型。毛坯铸出后进行退火处理，以消除铸件在铸造过程中产生的内应力。

由《机械制造基础》表5.7可知：该种铸件的尺寸公差等级为IT9级，根据《机械制造工艺设计手册》表2.2-5可知铸件的加工余量等级为G级别。

根据《机械制造工艺设计手册》表2.2-4可知加工余量具体如下：

轴承座底部下表面的加工余量为3mm，顶部加油孔的上部平面的加工余量为3mm，中心孔左右两侧平面的加工余量各为2.5mm，中心孔半径方向的加工余量维2.5mm。

根据《机械加工余量手册》表4.9可知，起模斜度值为α= ，a=1.6mm。 由此，可绘出其零件的毛坯图

2.粗铣底座下底面

（1） 选择刀具

刀具为YG6硬质合金端铣刀，根据《切削用量简明手册》表3-1可知当切削

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深度小于4mm，切削宽度最大处是58.8mm，按要求选择的铣刀的直径应该小于80，但是，58,。8很接近表中所给的上限值60，并且由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度，这里选择的铣刀的直径为100mm，由于采用的是标准的YG6硬质合金端铣刀，所以根据《切削用量简明手册》表3-16可知，齿数Z=10。根据《切削用量简明手册》表3-2可取可取前角γo＝５，主偏角为 κr=600，后角为?0=120。 （2）选择切削用量 1确定加工余量 ○

由毛坯图可知：总加工余量为3mm，根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-21可知精加工余量为1mm，故其粗加工余量为(3-1)=2mm。

2决定铣削宽度 : ○

由于加工余量不大，故可以在一次之内切完，则

=h=2mm

3决定每齿进给量 ： ○

根据《切削用量简明手册》表3.30 可知，铣床X6231的说明书，其功率为7.5KW，中等系统刚度。

根据《切削用量简明手册》表3.5可知，YG6硬质合金铣刀的进给量为0.14mm-0.24mm，这里取 =0.18mm。 4选择铣刀磨钝标准及其刀具的寿命： ○

根据《切削用量简明手册》表3.7可知，粗铣时，后刀面的最大磨损量为1.5mm。

根据《切削用量简明手册》表3.7可知，当刀具的直径为100mm时，刀具的寿命是120min。

4决定切削速度 和每分钟的进给量 ： ○

切削速度 可以根据切削用量简明手册》表3.27的公式求得，也可以直接查表得到。

根据《切削用量简明手册》表3.16可知，当 =100mm， =10时，

=2mm≤3.5mm，又进给量为0.18mm，于是：

=86m/min， n=275r/min, =432mm/min。

由于加工的材料是HT-200，所以，各个修正系数为：

= = =0.89， = = =0.85 。 故： = ? =（86×0.89×0.85）m/min=65.06m/min

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= ? =(275×0.89×0.85)r/min=208.04 r/min = ? =(432×0.89×0.85)mm/min=326.81 mm/min

根据《切削用量简明手册》表3.30 可知，铣床X6231的说明书,可知，选择 =235 r/min， =375mm/min。

因此，实际的切削速度和每齿的进给量为：

=

= =mm/z=0.16mm/z

=

=73.79m/min

5检验机床的功率： ○

根据《切削用量简明手册》表3.24可知，加工HT200， ≤2.2mm， ≤60mm， =100mm，z=10, =375mm/min，近似为 =1.9KW,比7.5KW的机床功率要小。因此所决定的切削用量可以选择，即， =1.5mm，

=375mm/min，n =235 r/min， = 73.79m/min， =0.16mm/z。

（3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，L=215mm,由于切削宽度是75mm，所以，根据《切削用量简明手册》表3.26 可知，入切量及超调量y+Δ=20mm,所以，

==

=0.62min。

3.钻4个Φ12的孔

（1） 选择刀具

选择高速钢麻花钻，其直径为 12mm。

钻头的几何形状为：β= ，2Φ= ， = ， =2.5mm， = ，ψ= ，b=1.5mm，l=3mm。 （2）选择切削用量 1决定进给量f： ○

a.按加工要求决定进给量：根据《切削用量简明手册》表2.7可知，当加工HT200， 12mm时，f=0.52-0.64mm/r。

由于l/d=30/12=2.5,故应乘以孔深修正系数 =1.0，则： f=[（0.52-0.64）×1.0] mm/r =0.52-0.64mm/r。 b．按钻头的强度决定进给量 :

根据《切削用量简明手册》表2.8可知，当加工HT200， 12mm时，f=1.22 mm/r。

c．按基础进给机构强度决定进给量：

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根据《切削用量简明手册》表2.9 可知，当加工HT200， 12mm≤12.1mm时，机床进给机构允许的轴向力为8330N（钻床Z525允许的轴向力为8830N，根据《切削用量简明手册》表2.35 可知）时，进给量为1.3mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量为工艺要求，其值为f=0.52-0.64mm/r。根据Z525钻床说明书，选择f=0.62mm/r。

由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故应在孔即将钻穿时。停止自动进给而采用手动进给。

机床进给机构强度也可以根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来检验。

根据《切削用量简明手册》表2.19 查出钻孔时的轴向力，当f=0.62mm/r， 12mm时，轴向力 =3580N。

轴向力的修正系数均为1.0，于是， =3580N。 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 =8830N，由于 ，故f=0.62mm/r可用。 2决定钻头磨钝标准及其寿命： ○

根据《切削用量简明手册》表2.12可知，当 12mm时，钻头的后刀面的最大磨损量为0.8mm，寿命T=45min。 3决定切削速度： ○

根据《切削用量简明手册》表2.15可知，当 =12mm时，有： =16m/min。 切削速度的各个修正系数为：

= = = =1.0。

故：V = ? =16m/min

=

=

=425.63r/min

根据Z525钻床说明书，可以考虑选择 =545r/min，但因所选转速较计算转速高一些，会使刀具的使用寿命降低，于是，将进给量降低一级，即取f=0.48mm/r；也可以选择较低一级的转速，仍用0.62mm/r，比较这两个方案：

A．第一方案 f=0.48mm/r, =545r/min;

f=545×0.48mm/min=261.6mm/min B．第二方案 f=0.62mm/r, =392r/min;

f=392×0.62mm/min=243.04mm/min

因为第一方案 f的乘积比较大，基本工时较少，所以第一方案较好，这时f=0.48mm/r, =545r/min。 5检验机床扭矩及功率： ○

根据《切削用量简明手册》表2.21可知，加工HT200，f≤0.64mm/r， ≤12.2mm， =21.58N?m，扭矩的修正系数都为1.0，故 =21.58N?m，根据Z525钻床说明书，当 =545r/min时， =52 N?m。

根据《切削用量简明手册》表2.23可知， =1.0KW。 根据Z525钻床说明书， =2.8×0.81=2.26KW。

由于： < ， < ，所以选择的切削用量可以使用，即 f=0.48mm/r,n= =545r/min, =16m/min。 （3）计算基本工时

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=

式中：L=l+y+Δ,其中，L=30mm，根据《切削用量简明手册》表2.29 可知，入切量及超调量y+Δ=6mm,所以，

==

=0.14min。

4.扩4个Φ12的沉头孔的大孔

（1） 选择刀具

对于沉头孔而言，按理应该使用锪钻，但是，此处大孔是Φ16，根据《机械加工工艺师简明手册》表3.1-14，带导柱直柄的平底锪钻没有d=16mm的规格，如果先采用锪平后用扩孔钻扩大孔的直径则会是工时增加，况且，直接使用d=16mm的扩孔钻也能保证加工表面的粗糙度达到6.3，所以，在这里使用硬质合金锥柄扩孔钻对其进行加工。 （2）选择切削用量 1决定进给量f： ○

a.按加工要求决定进给量：根据《切削用量简明手册》表2.7可知，当加工HT200， 16mm时，由于沉头孔相当于扩盲孔，所以f=0.3-0.6mm/r。 由于是扩孔，所以孔深修正系数 =1.0，则： f=[（0.3-0.6）×1.0] mm/r =0.3-0.6mm/r。 b．按钻头的强度决定进给量 : 根据《切削用量简明手册》表2.8可知，当加工HT200， 16mm时，f=2 mm/r。

c．按基础进给机构强度决定进给量：

根据《切削用量简明手册》表2.9 可知，当加工HT200， 16mm≤17.5mm时，机床进给机构允许的轴向力为8330N（钻床Z525允许的轴向力为8830N，根据《切削用量简明手册》表2.35 可知）时，进给量为0.8mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量为工艺要求，其值为f=0.3-0.6mm/r。根据Z525钻床说明书，选择f=0.48mm/r。

机床进给机构强度也可以根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来检验。

根据《切削用量简明手册》表2.19 查出钻孔时的轴向力，当f=0.48mm/r， 16mm时，轴向力 =4270N。

轴向力的修正系数均为1.0，于是， =4270N。 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 =8830N，由于 ，故f=0.48mm/r可用。 2决定钻头磨钝标准及其寿命： ○

根据《切削用量简明手册》表2.12可知，当 16mm时，钻头的后刀面的最大磨损量为0.8mm，寿命T=35min。 3决定切削速度： ○

根据《切削用量简明手册》表2.15可知，当 =16mm时，有： =14m/min。 切削速度的各个修正系数为：

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= = = =1.0。 故：V = ? =14m/min

=

=

=278.66r/min

根据Z525钻床说明书，可以考虑选择 =272r/min，这时f=0.48mm/r, =272r/min。 5检验机床扭矩及功率： ○

根据《切削用量简明手册》表2.21可知，加工HT200，f≤0.64mm/r， ≤12.2mm， =21.58N?m，扭矩的修正系数都为1.0，故 =30.41N?m，根据Z525钻床说明书，当 =272r/min时， =144.2 N?m。

根据《切削用量简明手册》表2.23可知， =1.0KW。 根据Z525钻床说明书， =2.8×0.81=2.26KW。

由于： < ， < ，所以选择的切削用量可以使用，即 f=0.48mm/r,n= =272r/min, =14m/min。 （3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，L=5mm，根据《切削用量简明手册》表2.29 可知，入切量及超调量y+Δ=7mm,所以， ==

=0.08min。

5.粗铣轴承座的两个端面

（1） 选择刀具

刀具为YG6硬质合金端铣刀，根据《切削用量简明手册》表3-1可知当切削深度小于4mm，切削宽度最大处是58.8mm，按要求选择的铣刀的直径应该小于80，但是，58,。8很接近表中所给的上限值60，并且由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度，这里选择的铣刀的直径为100mm，由于采用的是标准的YG6硬质合金端铣刀，所以根据《切削用量简明手册》表3-16可知，齿数Z=10。根据《切削用量简明手册》表3-2可取可取前角γo＝５，主偏角为 κr=600，后角为?0=120。 （2）选择切削用量 1确定加工余量 ○

由毛坯图可知：总加工余量为2.5mm，根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-21可知精加工余量为1mm，故其粗加工余量为(3-1)=1.5mm。

2决定铣削宽度 : ○

由于加工余量不大，故可以在一次之内切完，则

=h=1.5mm

3决定每齿进给量 ： ○

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根据《切削用量简明手册》表3.30 可知，铣床X6231的说明书，其功率为7.5KW，中等系统刚度。

根据《切削用量简明手册》表3.5可知，YG6硬质合金铣刀的进给量为0.14mm-0.24mm，这里取 =0.18mm。 4选择铣刀磨钝标准及其刀具的寿命： ○

根据《切削用量简明手册》表3.7可知，粗铣时，后刀面的最大磨损量为1.5mm。

根据《切削用量简明手册》表3.7可知，当刀具的直径为100mm时，刀具的寿命是120min。

5决定切削速度 和每分钟的进给量 ： ○

切削速度 可以根据切削用量简明手册》表3.27的公式求得，也可以直接查表得到。

根据《切削用量简明手册》表3.16可知，当 =100mm， =10时，

=1.5mm≤1.5mm，又进给量为0.18mm，于是：

=98m/min， n=322r/min, =490mm/min。

由于加工的材料是HT-200，所以，各个修正系数为：

= = =0.89， = = =0.85 。 故： = ? =（98×0.89×0.85）m/min=74.137m/min = ? =(322×0.89×0.85)r/min=243.593 r/min = ? =(490×0.89×0.85)mm/min=370.685 mm/min

根据《切削用量简明手册》表3.30 可知，铣床X6231的说明书,可知，选择 =235 r/min， =375mm/min。

因此，实际的切削速度和每齿的进给量为：

=

= =mm/z=0.16mm/z

=

=73.79m/min

6检验机床的功率： ○

根据《切削用量简明手册》表3.24可知，加工HT200， ≤2.2mm， ≤60mm， =100mm，z=10, =375mm/min，近似为 =1.9KW,比7.5KW的机床功率要小。因此所决定的切削用量可以选择，即， =2mm， =375mm/min，

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n =235 r/min， = 73.79m/min， =0.16mm/z。 （3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，L=295mm,由于切削宽度是31.25mm，所以，根据《切削用量简明手册》表3.26 可知，入切量及超调量y+Δ=7mm,所以，

==

=0.81min。

由于铣削左右两侧，故实际 =1.62min。

6.粗铣轴承座的倒角

由于倒角没有标注粗糙度，且其最高厚度只有3.5mm，所以只粗铣一刀即可，即其基本工时为：

==

7.粗铣轴承座顶部的平面

=0.34min。

由于铣削左右两侧，故实际 =0.68min。

由于轴承座顶部的小平面粗糙度要求为12.5，为了节省工时没有必要再换一

把刀，所以，就利用上面的铣刀即可，即其基本工时为：

==8.粗镗轴承座的中心孔

（1） 选择刀具

=0.032min。

刀具为硬质合金钢镗刀，前角为γo＝ ，这里取γo＝ ，主偏角为 =600，刃倾角=120。 （2）选择切削用量 1确定加工余量 ○

可知粗加工余量为2mm，可以在一次走刀之内完成，故，

=

2确定进给量f : ○

这里镗刀伸出长度为100mm，当 =2mm时，f=0.4-0.7mm/r，按T616设计说明

=2mm

书可知：f=0,41mm/r。

并且校验之后可知其满足要求，于是，f=0,41mm/r。 3选择镗刀的磨钝标准及其刀具的寿命： ○

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镗刀后刀面的最大磨损量取为1mm，镗刀的寿命为T=45min。

4决定切削速度 ： ○

查表的切削速度为 =1.2m/min,则转速为： 1000v1000x1.2n===61.15r/min，根据T616说明书，选n=64r/min。

?d?x62.5（3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，可知，入切量及超调量y+Δ=2.7mm,所以，

==

=3.62 min。

9.半精铣轴承座的底面

（2） 选择刀具

刀具为YG6硬质合金端铣刀，根据《切削用量简明手册》表3-1可知当切削深度小于4mm，切削宽度最大处是58.8mm，按要求选择的铣刀的直径应该小于80，但是，58,。8很接近表中所给的上限值60，并且由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度，这里选择的铣刀的直径为100mm，由于采用的是标准的YG6硬质合金端铣刀，所以根据《切削用量简明手册》表3-16可知，齿数Z=10。根据《切削用量简明手册》表3-2可取可取前角γo＝５，主偏角为 κr=600，后角为?0=120。 （2）选择切削用量 1确定加工余量 ○

可知半精加工余量为1mm。

2决定铣削宽度 : ○

由于加工余量不大，故可以在一次之内切完，则

=h=1mm

3决定每齿进给量 ： ○

根据《切削用量简明手册》表3.30 可知，铣床X6231的说明书，其功率为7.5KW，中等系统刚度。

根据《切削用量简明手册》表3.5可知，YG6硬质合金铣刀半精铣时的进给量为0.1mm-0.14mm，这里取 =0.13mm。 4选择铣刀磨钝标准及其刀具的寿命： ○

根据《切削用量简明手册》表3.7可知，粗铣时，后刀面的最大磨损量为0.3mm。

根据《切削用量简明手册》表3.7可知，当刀具的直径为100mm时，刀具的

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寿命是120min。

4决定切削速度 和每分钟的进给量 ： ○

切削速度 可以根据切削用量简明手册》表3.27的公式求得，也可以直接查表得到。

根据《切削用量简明手册》表3.16可知，当 =100mm， =10时，

=1mm≤1.5mm，又进给量为0.13mm，于是：

=110m/min， n=352r/min, =394mm/min。

由于加工的材料是HT-200，所以，各个修正系数为：

= = =0.89， = = =0.85 。 故： = ? =（110×0.89×0.85）m/min=83.215m/min = ? =(352×0.89×0.85)r/min=266.288 r/min = ? =(394×0.89×0.85)mm/min=298.061 mm/min

根据《切削用量简明手册》表3.30 可知，铣床X6231的说明书,可知，选择 =300r/min， =300mm/min。

因此，实际的切削速度和每齿的进给量为：

=

= =

5检验机床的功率： ○

=

=94.2m/min

mm/z=0.10mm/z

根据《切削用量简明手册》表3.24可知，加工HT200， ≤2.2mm， ≤60mm， =100mm，z=10, =300mm/min， 比 7.5KW的机床功率要小。因此所决定的切削用量可以选择，即， =2mm， =300mm/min，n =300 r/min，

= 94.2m/min， =0.10mm/z。

（3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，L=295mm,由于切削宽度是75mm，所以，根据《切削用量简明手册》表3.26 可知，入切量及超调量y+Δ=20mm,所以，

==

=0.78min。

10.半精铣轴承座的两个端面

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（1） 选择刀具

刀具为YG6硬质合金端铣刀，根据《切削用量简明手册》表3-1可知当切削深度小于4mm，切削宽度最大处是58.8mm，按要求选择的铣刀的直径应该小于80，但是，58,。8很接近表中所给的上限值60，并且由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度，这里选择的铣刀的直径为100mm，由于采用的是标准的YG6硬质合金端铣刀，所以根据《切削用量简明手册》表3-16可知，齿数Z=10。根据《切削用量简明手册》表3-2可取可取前角γo＝５，主偏角为 κr=600，后角为?0=120。 （2）选择切削用量 1确定加工余量 ○

可知半精加工余量为0.5mm。

2决定铣削宽度 : ○

由于加工余量不大，故可以在一次之内切完，则

=h=0.5mm

3决定每齿进给量 ： ○

根据《切削用量简明手册》表3.30 可知，铣床X6231的说明书，其功率为7.5KW，中等系统刚度。

根据《切削用量简明手册》表3.5可知，YG6硬质合金铣刀半精铣时的进给量为0.1mm-0.14mm，这里取 =0.13mm。 4选择铣刀磨钝标准及其刀具的寿命： ○

根据《切削用量简明手册》表3.7可知，粗铣时，后刀面的最大磨损量为0.3mm。

根据《切削用量简明手册》表3.7可知，当刀具的直径为100mm时，刀具的寿命是120min。

4决定切削速度 和每分钟的进给量 ： ○

切削速度 可以根据切削用量简明手册》表3.27的公式求得，也可以直接查表得到。

根据《切削用量简明手册》表3.16可知，当 =100mm， =10时，

=0.5mm≤1.5mm，又进给量为0.13mm，于是：

=110m/min， n=352r/min, =394mm/min。

由于加工的材料是HT-200，所以，各个修正系数为：

= = =0.89， = = =0.85 。

- 13 -

故： = ? =（110×0.89×0.85）m/min=83.215m/min = ? =(352×0.89×0.85)r/min=266.288 r/min = ? =(394×0.89×0.85)mm/min=298.061 mm/min

根据《切削用量简明手册》表3.30 可知，铣床X6231的说明书,可知，选择 =300r/min， =300mm/min。

因此，实际的切削速度和每齿的进给量为：

=

= =

5检验机床的功率： ○

=

=94.2m/min

mm/z=0.10mm/z

根据《切削用量简明手册》表3.24可知，加工HT200， ≤2.2mm， ≤60mm， =100mm，z=10, =300mm/min， 比 7.5KW的机床功率要小。因此所决定的切削用量可以选择，即， =2mm， =300mm/min，n =300 r/min，

= 94.2m/min， =0.10mm/z。

（3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，L=295mm,由于切削宽度是31.25mm，根据《切削用量简明手册》表3.26 可知，入切量及超调量y+Δ=7mm,所以， ==

=1min。

由于铣削左右两侧，故实际 =2min。

11.半精镗轴承座的中心孔

（1） 选择刀具

刀具为硬质合金钢镗刀，前角为γo＝ ，这里取γo＝ ，主偏角为 =600，刃倾角=120。 （2）选择切削用量 1确定加工余量 ○

可知粗加工余量为0.5mm，可以在一次走刀之内完成，故，

=

- 14 -

=0.5mm

2确定进给量f : ○

这里镗刀伸出长度为100mm，当 =0.5mm时，按T616设计说明书可知：f=0.

28mm/r。

并且校验之后可知其满足要求，于是，f=0.28mm/r。 3选择镗刀的磨钝标准及其刀具的寿命： ○

镗刀后刀面的最大磨损量取为1mm，镗刀的寿命为T=45min。

4决定切削速度 ： ○

查表的切削速度为 =1.6m/min,则转速为： 1000v1000x1.6n===81. 5r/min，根据T616说明书，选n=93r/min。

?d?x62.5（3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，可知，入切量及超调量y+Δ=2.7mm,所以，

==

=3.65 min。

12.钻Φ6的孔

（1） 选择刀具

选择高速钢麻花钻，其直径为 6mm。

钻头的几何形状为：β= ，2Φ= ， = ， =2.5mm， = ，ψ= ，b=1.5mm，l=3mm。 （2）选择切削用量 1决定进给量f： ○

a.按加工要求决定进给量：根据《切削用量简明手册》表2.7可知，当加工HT200， 6mm时，f=0.27-0.33mm/r。

由于l/d=33.75/6=5.625,故应乘以孔深修正系数 =0.9，则： f=[（0.27-0.33）×0.9] mm/r =0.243-0.297mm/r。 b．按钻头的强度决定进给量 :

根据《切削用量简明手册》表2.8可知，当加工HT200， 6mm时，f=0.72 mm/r。

c．按基础进给机构强度决定进给量：

根据《切削用量简明手册》表2.9 可知，当加工HT200， 6mm≤10.2mm时，机床进给机构允许的轴向力为8330N（钻床Z525允许的轴向力为8830N，根据《切削用量简明手册》表2.35 可知）时，进给量为2.0mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量为工艺要求，其值为f=0.243-0.297mm/r。根据Z525钻床说明书，选择f=0.28mm/r。

由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故应在孔即将钻穿时。停止自动进给而采用手动进给。

- 15 -

机床进给机构强度也可以根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来检验。

根据《切削用量简明手册》表2.19 查出钻孔时的轴向力，当f=0.28mm/r， 6mm时，轴向力 =2520N。

轴向力的修正系数均为1.0，于是， =2520N。 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 =8830N，由于 ，故f=0.28mm/r可用。 2决定钻头磨钝标准及其寿命： ○

根据《切削用量简明手册》表2.12可知，当 6mm时，钻头的后刀面的最大磨损量为0.8mm，寿命T=25min。 3决定切削速度： ○

根据《切削用量简明手册》表2.15可知，当 =6mm时，有： =14m/min。 切削速度的各个修正系数为：

= = = =1.0。

故：V = ? =14m/min

=

=

=743.10r/min

根据Z525钻床说明书，可以考虑选择 =680r/min， f=0.28mm/r。 5检验机床扭矩及功率： ○

根据《切削用量简明手册》表2.21可知，加工HT200，f≤0.64mm/r， ≤11.1mm， =10.49N?m，扭矩的修正系数都为1.0，故 =10.49N?m，根据Z525钻床说明书，当 =680r/min时， =42.2 N?m。

根据《切削用量简明手册》表2.23可知， =1.0KW。 根据Z525钻床说明书， =2.8×0.81=2.26KW。

由于： < ， < ，所以选择的切削用量可以使用，即 f=0.28mm/r,n= =680r/min, =14m/min。 （3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，L=33.75mm，根据《切削用量简明手册》表2.29 可知，入切量及超调量y+Δ=5mm,所以，

==

=0.20min。

13.攻M8的螺纹：

（1） 选择刀具和机床 根据《机械加工工艺师手册》表24-8可知，选择高速钢粗炳带颈机用丝锥，其公称直径为d=8mm，螺距为1.25mm， 8.00mm，l=22mm，L=72mm， =6mm， =13mm，方头处为a=6.3mm， =9mm；根据《机械加工工艺师手册》表40-3可知，当加工HT-200时，前角 为 - ，后角 为 - ，这里选择前角 为 ，后角 为 ，并且选择三齿槽。

根据《机械加工工艺师手册》表40-2可知，当用于批量生产时，可以在钻

- 16 -

床上加工螺纹，于是这里依旧选择Z525钻床。 （2）选择切削用量 1决定进给量f： ○

这里，因为是攻螺纹，螺纹的深度是8mm，由于采用钻床加工，但是又要保证排泄及时，所以在钻头的基础上降低一个等级，即按直径为6mm的钻头计算以保证质量。

a.按加工要求决定进给量：根据《切削用量简明手册》表2.7可知，当加工HT200， 6mm时，f=0.27-0.33mm/r。

由于l/d=33.75/6=5.625,故应乘以孔深修正系数 =0.9，则： f=[（0.27-0.33）×0.9] mm/r =0.243-0.297mm/r。 b．按钻头的强度决定进给量 :

根据《切削用量简明手册》表2.8可知，当加工HT200， 6mm时，f=0.72 mm/r。

c．按基础进给机构强度决定进给量：

根据《切削用量简明手册》表2.9 可知，当加工HT200， 6mm≤10.2mm时，机床进给机构允许的轴向力为8330N（钻床Z525允许的轴向力为8830N，根据《切削用量简明手册》表2.35 可知）时，进给量为2.0mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量为工艺要求，其值为f=0.243-0.297mm/r。根据Z525钻床说明书，选择f=0.28mm/r。

根据《切削用量简明手册》表2.19 查出轴向力，当f=0.28mm/r， 6mm时，轴向力 =2520N。

轴向力的修正系数均为1.0，于是， =2520N。 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 =8830N，由于 ，故f=0.28mm/r可用。 2决定钻头磨钝标准及其寿命： ○

根据《机械加工工艺师手册》表40-7可知，当 8mm时，丝锥的寿命T=90min。 3决定切削速度： ○

根据《机械加工工艺师手册》表40-8可知，当 =8mm时，有： =11m/min-12m/min，这里选为11m/min。

切削速度的各个修正系数为：1.0。

故：V = ? =11m/min

=

=

=439.90r/min

根据Z525钻床说明书，可以考虑选择 =545r/min， f=0.28mm/r。 5检验机床扭矩及功率： ○

根据《切削用量简明手册》表2.21可知，加工HT200，f≤0.64mm/r， ≤11.1mm， =10.49N?m，扭矩的修正系数都为1.0，故 =10.49N?m，根据Z525钻床说明书，当 =545r/min时， =52 N?m。

根据《切削用量简明手册》表2.23可知， =1.0KW。 根据Z525钻床说明书， =2.8×0.81=2.26KW。

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由于： < ， < ，所以选择的切削用量可以使用，即 f=0.28mm/r,n= =545r/min, =11m/min。 （3）计算基本工时

=

式中：L=l+y+Δ,其中，L=8mm，根据《切削用量简明手册》表2.29 可知，入切量及超调量y+Δ=5mm,所以，

==

=0.09min。

五 专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工零件时，需要设计专用夹具。

根据任务要求中的设计内容，需要设计加工钻孔夹具一套。采用Z525铣床，并采用高速钢麻花钻进行油孔的加工。

（一）机床夹具设计的基本要求和一般步骤 1. 对专用夹具的基本要求

（1）保证工件的加工精度

专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 （2）提高生产效率

应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。 （3）工艺性好

专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。

专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。 （4）使用性好

专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。 （5）经济性好

除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。

2. 专用夹具设计步骤

（1）明确设计任务与收集设计资料

夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、

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工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。

其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。 （2）拟订夹具结构方案与绘制夹具草图

1） 确定工件的定位方案，设计定位装置。 2） 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。 3） 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。

4） 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。

5） 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置

及吊装元件等。

6） 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。 7） 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。

工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。 （3）审查方案与改进设计

夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。 （4）绘制夹具装配总图

夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。

夹具总图绘制次序如下：

1用双点划线将工件的外形轮廓、○定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各

个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。

2依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连○

接元件和安装基面。

3标注必要的尺寸、公差和技术要求。 ○

4编制夹具明细表及标题栏。 ○

（5）绘制夹具零件图

夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。

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（二）问题的提出

利用本夹具主要用来钻轴承座顶部? 6油孔。对于轴承座的油孔而言，鉴于其作用，可知，其位置精度要求并不是很高，并且在加工本工序时，其他重要表面都已未加工，尤其是半精铣的大底面，4个 ? 6的通孔，因此，在本道工序加工时，完全可以通过底面和其中的两个孔采用“一面两销”的定位方式，并且轴承座的油孔和定位表面垂直，即钻孔时的轴向力是垂直于底面的，不会有切向力的作用，所以，大可选择一种比较简单的夹紧方式，节省加工时间，提高加工效率。

（三）夹具设计

1. 定位基准的选择及其定位方案

在加工本工序时，其他重要表面都已未加工，尤其是半精铣的大底面，4个 ? 12的通孔，并且轴承座的油孔和定位表面垂直，即钻孔时的轴向力是垂直于底面的，不会有切向力的作用，因此，在本道工序加工时，完全可以通过底面和其中的两个孔采用“一面两销”的定位方式已经能够满足加工要求。

2. 夹紧方式的选择

本工序考虑到本工序只是钻一个?6的油孔，精度要求不是很高，又考虑到加工的效率问题，所以，这里采用偏心轮压板夹紧机构。这种夹紧机构的特点是：

1利用转动中心与几何中心相偏移的偏心轮或偏心轴作为夹紧元件，因而结○

构简单，制造容易；

2圆偏心上各点的升角是变化的； ○

3自锁性比较差，适用于切削力不大的无振动的切削加工； ○

4夹紧行程小 ○

3. 切削力及其夹紧力的计算

1钻削的轴向力及其扭矩的计算： ○

根据《夹具设计手册》表3-3可知：但高素钢麻花钻钻削灰铸铁时，其轴向力和扭矩的计算公式如下：

轴向力 =421 D 扭矩M=0.206

其中，D是钻头的直径，可知其值为6mm，s是进给量，可知其为0.28mm/r。 于是，计算结果如下：

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轴向力 =421 D =（421×6× ）N=1170 N；

扭矩M=0.206 =（0.206 ）N =5.06 N 。

2压紧力的计算： ○

从加工的精度，高效性方面进行考虑，这里选择使用偏心轮压板夹紧装置对零件进行夹紧。

根据《夹具设计手册》表3-6可知：用压板夹紧工件进行钻削时，夹紧力的计算公式如下：

W=

其中：W是所需的压紧力；

（ ）

K是安全系数，查表可知，这里选择K=1.5即可；

和 为安全系数，根据《夹具设计手册》附表1可知： = =0.25； M是切削扭矩；

a是钻削中心到压板所压位置的距离。 于是，所需压紧力为：

W=

（ ） （ ）

=N=0.1518N 显然，所需的压紧力很小，所以，在选择压板和偏心轮时只需选择标准之中的最小值即可，而无需在进行过多的计算验证，便能够满足对工件的夹紧。

4. 定位误差的计算

定位误差的计算是指一批零件在夹具中定位时，由于定位基准与工序基准不重合或定位副制作的不准确二引起的工序相对于其理想位置沿加工尺寸方向上 + 表示基准不重合误差， 的最大位移量。用公差式表示为： = 。 表示基准位置误差。

工序基准的理想位置：指被加工尺寸处于中值时工序基准所在的位置，或者说当标准中值尺寸工件放在夹具中定位时其工序基准所在的位置。

根据《夹具设计手册》表2-3可知：以“一面两销”的方式进行定位时，其误差计算过程如下：

1削边销的最大直径 ○

- 21 -

= -式中：b：削边销的宽度； ：两孔中心距的公差；

：两定位销中心距的公差，一般取（ ：圆柱销与孔配合的最小距离； ：削边销定位孔的最小直径。

－） ；

这里，削边销的宽度为10mm，两孔的距离为（ ）mm，所以，两孔中心距的公差为0.04mm，取 为 ，于是， 为0.01mm，查表得，当选择Φ12 的

配合时，孔的尺寸为（ ）mm，于其配合的圆柱销的尺寸为（ ）mm，

则，圆柱销与孔配合的最小距离 为0mm。将数据带入公式可得：

= -

=[12- （ ）

]mm=11.96mm

2被加工尺寸沿X方向的定位误差 ○

- 22 -

这里假设相对于定位销右靠。

(A)=± ( - )= ± （

）

式中 ：以圆柱销定位的定位的定位孔的直径的公差； ：圆柱销的直径公差；

：圆柱销与定位孔的最小距离；

这里，孔的尺寸为（ ）mm，所以， =0.018mm，圆柱销的尺寸为（ ）mm，

所以， =0.012mm， =0mm。所以，带入上式可得：

(A)= ±（

）=[± （0.018+0,012+0）]mm=0.015mm

）

(B)= ± （

式中： :两孔中心距的公差。

带入得： (B)= [± （0.012+0.018+0+0.04）]mm=0.035mm 3工件的转角误差 ○

( )=±

式中 ：以削边销定位的定位孔直径的公差； ：削边销直径的公差；

：削边销与配合孔的最小间隙；

=

— — — ( )=±

- 23 -

于是，可知：

( )=± =±

— — — ( )=± =0

3被加工尺寸沿Y方向的定位误差 ○

(H)=± [ （ ）+L ]

可知： (H)= ± [ （ ）+180×0.000167]mm=±0.03mm

六 个人总结

课程设计是机械设计当中的一个非常重要的一环，本次课程设计时间一周多略显得仓促一些。但是通过本次很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是我能够完成设计任务，更重要的是在这段时间内使我深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛，更重要的是为每一个精细数字的付出!

在设计过程中，整个过程培养了我们综合运用机械制造课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，之前，机械制造我学的并不是太好，刚拿到题目的我一脸茫然，但是，我积极翻阅相关资料，认真计算，思考，逐步的有了头绪，机械制造的很多知识也有了很大的提高，这一个阶段，真正做到了学以致用。在此期间我们同学之间的那些辛酸，那些执着，那些付出。一路走来，我面对了机械设计课程设计当中遇到的许多困难，确实培养了，自己独立思考问题的能力。

大学期间一次很重要的设计，汗水中收获知识，确实难忘。

七 参考文献

[1]孟少农，机械加工工艺手册，机械工业出版社，1991

[2]张进生，机械制造工艺与夹具指导，机械工业出版社，2000 [3]李益民，机械制造工艺简明手册，机械工业出版社，1997 [4]艾兴，肖涛纲，切削用量简明手册，机械工业出版社，2000 [5]孙本绪，熊万武，机械加工余量手册，机械工业出版社，1999 [6]李洪，机械加工工艺手册，机械工业出版社，2002 [7]杨叔子，机械加工工艺师手册，机械工业出版社，2002

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gsn3.html