汽车转向器壳体工艺及夹具设计工艺课程设计说明书

工艺课程设计说明书

一 设计主要任务

题目：EQ140汽车转向器壳体工艺及夹具设计

工作量要求：

1. EQ140汽车转向器壳体零件图

2. 零件毛坯图

3. 机械加工工艺卡片一套

4. 工艺装备设计——典型夹具结构装配图

5. 工艺装备的主要零件图

6. 设计说明书

内容要求：

1.拟定工艺方案

2.画出8个典型工序的工序流程图

3.针对某一典型工序设计一套夹具

精镗摇臂轴内孔具——尚智 陈方

生产纲领：20000件/年

二 零件分析

1. 零件的作用分析

题目所确定的零件是EQ140汽车转向器壳体。图1显示了该零件的外形。

该零件的0.03060φ+mm 孔与两个转向器轴承的外圈相配合，用以支承固定转向操纵

机构末端的一根传动轴。0.039039φ+mm 孔则通过另一对轴承支承固定摇臂轴。两

轴在空间上互相垂直，并通过传动机构将传动轴的转动（即驾驶员对方向盘输入的转动）减速传给摇臂轴，摇臂轴的摆动又带动转向直拉杆、转向节臂和转向横拉杆运动，驱动前轮转向。壳体底平面上4个M14mm 的螺纹孔用以和车架连结；底平面上6个M8mm 的螺纹孔和端面8个M10mm 的孔用以连结端盖，使转向器传动机构完全密封于壳体中，保持轴系部件与传动副的润滑。

图一：solidworks 条件下的图示

2 零件的主要加工工作量

该零件属壳体类零件，螺栓装配面与轴承支承孔是其主要加工表面。具体说来有以下三组加工表面。

I.主轴孔及其端面

这一组加工表面包括：两个0.03060φ+mm 的孔（D3、D4面）及其倒角；尺寸

为242mm 的两端面（T1、T2面），其与主轴孔轴线有0.05/100的垂直度要求；还有在平面上的8个M10的螺纹孔。

II.摇臂轴孔

这一组加工表面包括：两个0.039039φ+mm 的孔（D1面）及其倒角；0.05

056φ+mm

的孔（D2面）；以及距底平面150mm 的轴孔端面。 III.底平面

这一组加工表面主要是底平面与其上的8个螺纹孔。 三组加工表面之间有一定的尺寸与位置要求，主要是：

（1）主轴孔与摇臂轴孔中心线联线垂直度公差为0.05/100，轴线间距72±0.05mm ；

（2）摇臂轴孔中心线与底平面垂直度公差为0.10/100； （3）底平面与主轴孔间距50±0.2mm 。

三 工艺方案的确定 （一）选择毛胚

零件年产量为2万件，材料为铸铁（HT200），应选择为铸件毛胚。又由于大批量生产，采用沙型机器造型，减少生产成本。

（二）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差

a. 选取公差等级CT 由《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.2-3，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT 范围8~10级，取为9级。

b. 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT ，由《工艺手册》表2.2-1查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。

c.求机械加工余量等级 由《工艺手册》表2.2-4可得CT9级对应有D~H 五个加工余量等级可供选择。又参考《工艺手册》表2.2-5对于成批和大量生产的铸件机械加工余量级，按铸造方法为机器造型、铸件材料为灰铸铁，得对应的机械加工余量等级为G 级。

d. 求铸件加工余量 根据加工面的基本尺寸、铸件公差等级CT 和加工余量等级MA ，由《工艺手册》表2.2-5可以查出各待加工表面铸件加工余量，也就是各表面基本加工总余量。

e. 求毛坯基本尺寸 以0.03

060φ+mm 二孔外端面（T1、T2面）为例，零件基

本尺寸F=242mm ，对于双侧加工，铸件基本尺寸R=F+2MA=242+8=250mm 。 单侧加工，R=F+MA 。 内腔加工，R=F-2MA 。

a.确定铸件圆角半径铸件的圆角半径按《工艺手册》表2.2-9计算。由于零件壁厚不大，毛坯可以取到砂型铸造的最小圆角半径R3，

b.确定铸件斜度对于砂型及硬型铸件常选3°，可以选择3°为铸件斜度。

c.分模位置的确定

（四）选择加工方法，制定工艺路线

1.定位基准的选择

（1）精基准的选择

考虑基准重合的问题，可以先加工第一部分所述的三组加工表面中一组，然后作为精基准加工另外两组。例如可以先加工主轴孔，保证72±0.05mm

的距离，加工出底平面，再保证50±0.2mm 的轴线间距与两个垂直度要求加工出摇臂孔。但要保证摇臂孔轴线相对于主轴孔轴线与底平面同时达到垂直度要求，在定位上是比较困难的。所以摇臂轴孔加工不应放在最进行。

先加工底平面，则符合先面后孔的加原则。所以精基准大致按如下方案进行安排：先加工底平面，然后以它为精基准加工摇臂孔，再以底平面和摇臂孔为精基准加工主轴孔。

（2）粗基准的选择

根据上面所选的精基准，粗基准应选择与第一道工序的加工表面——底平面有较高位置精度的不加工表面。现选取主轴孔外圆的不加工表面为粗基准，利用一组共两个V 形块支承主轴孔外圆，消除四个自由度，再用一个定位销定位台阶面，再消除一个自由度，另外一个自由度对加工底平面没有太大意义，可以不完全定位。

2. 零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有

（1）0.039039φ+mm 孔（D1面） 公差为IT8，表面粗糙度为a R 1.6μm ，根

据《工艺手册》表1.4-7，需粗镗、半精镗、精镗。

（2）0.05056φ+mm 孔（D2面） 公差为IT8~9，表面粗糙度为a R 1.6μm ，

查表得，需粗镗、半精镗、精镗。

（3）62φmm 外圆 未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度a R 3.2μm ，根据《工艺手册》表1.4-6，需粗车、半精车。

（4）底平面（T3面） 公差为IT13，表面粗糙度为a R 1.6μm ，根据《工艺手册》表1.4-8，需粗铣、精铣。

（5）0.05056φ+mm 孔端面 未注公差尺寸，未注表面粗糙度，粗车即可。

（6）0.03060φ+mm 孔（D3、D4面） 公差IT7，表面粗糙度a R 1.6μm ，

查表得，需粗镗、半精镗、精镗。

（7）0.03060φ+mm 孔外端面（T1、T2面） 未注公差，公差等级按IT14，

表面粗糙度为a R 3.2μm ，查表得，需粗铣、精铣。

3. 工艺路线的制定

方案a:

1, 粗铣底平面

2, 精铣底平面

3, 粗铣主轴孔两端平面T1,T2。

4, 粗车摇臂轴端面到距底平面150mm ，精车、半精车摇臂轴

外圆至φ62。

5, 粗镗D1孔，粗镗D2孔，并倒角1×45°。

6, 粗镗D3,D4孔，并倒角1×45°。

7, 半精镗D1,D2孔。

8, 精镗D1,D2孔.

9, 半精镗、精镗D3,D4孔。

10, 精铣主轴孔两端平面T1,T2。

11，钻底平面上4个M14mm螺纹底孔并倒角，6个M8mm螺纹

底孔并倒角。

12，攻螺纹M14mm，M8mm。

13，钻主轴孔两端面8个M10mm螺纹底孔并倒角。

14，攻螺纹M10mm。

15,清理，检验。

工艺分析：

该加工路线符合先面后孔，粗精分开，先粗后精的原则，并且考虑到大批量生产(2万件/年)，采用底面及主轴孔作为统一基准来加工，且均能满足所要求的公差等级和精度。但工序I为粗铣底平面，紧接着工序II就对底平面进行精铣，之后才是对主轴孔等进行粗加工，这样会使主轴孔等后加工的预留加工余量产生较大的误差，且在粗加工时产生的震动与夹紧力较大，会影响已经精加工过的底平面。

方案b:

结合对各表面加工方法的讨论确定工艺路线如下：1：以主轴孔外圆与台阶面定位，粗铣底平面。

2：以主轴孔外圆与台阶面定位，粗镗主轴孔。

3：以主轴孔外圆与台阶面定位，粗铣主轴孔端面。

4：以主轴孔外圆与台阶面定位，钻绞底面定位销孔。

5：以底平面与主轴孔定位，粗车摇臂轴端面到距底平面150mm，粗车、半精车摇臂轴外圆至φ62。

6：以底平面与主轴孔定位，粗镗φ39孔，粗镗φ56孔，并倒角1×45°。

7：以底平面与主轴孔定位，半精镗、精镗φ39孔，半精镗、精镗φ56孔。

8：以底平面与摇臂轴孔定位，半精镗、精镗主轴孔，并倒角1×45°。

9：以底平面与摇臂轴孔定位，精铣主轴孔两个端面。

10：以主轴孔与摇臂轴孔定位，精铣底平面。

11：以主轴孔与摇臂轴孔定位，钻底平面上4个M14mm螺纹底孔并倒角，

6个M8mm螺纹底孔并倒角。

12：攻螺纹M14mm，M8mm。

13：以底平面与摇臂轴孔定位，钻主轴孔两端面8个M10mm螺纹底孔并倒角。

14：攻螺纹M10。

15：钳工去毛刺。

16：检查。

工艺分析：

此工艺路线满足基面先行，粗精分开，先粗后精的原则，也适当地考虑了工序集中的原则，较好的保证了质量和生产率的要求。

根据以上两种方案的分析，为了优质，高产，低消耗地完成规定的年产纲领，本设计采用第二种工艺方案。

四，制定工序

1.选择加工设备与工艺装备

（1）机床的选择

工序1、3、9、10是用圆柱铣刀粗铣及精铣平面，应卧式铣床。选用X62型铣床能满足加工要求。

工序5是粗车、半精车。各工序的工步数不多，选卧式车床就能满足要求。该工序加工尺寸不大，精度要求不是很高，因此选用C620-1卧式车床。

工序2、6是粗镗并倒角，可以在车床上完成，选用C620-1卧式车床。

工序7、8是半精镗、精镗，要求精度高，需要用到导向套，选用T740型卧式金刚镗床。

工序10、12钻孔采用Z525立式钻床加工。

（2）夹具的选择本零件各工序均使用专用夹具。

（3）刀具的选择

铣削工序按《工艺手册》表3.1-27选高速钢圆柱铣刀。铣削加工余量不会超过5mm，根据《工艺手册》表3.1-28,铣刀的直径应为60~75mm，根据《工艺手册》表3.1-38，选择d=63mm，L=80，齿数为Z=10（细齿）。

车削工序在车床上的工序，一般都选用硬质合金车刀。加工铸铁零件彩YG类硬质合金，粗加工、半精加工用YG6。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀。根据《设计指南》表5-112，由于C620-1车床的中心高为200mm（《工艺手册》表4.2-7），故选刀杆尺寸B×H=16mm×25mm。

镗削工序镗刀也选用硬质合金刀具，选用YG6、直径为20mm的圆形镗刀。

倒角采用90°锪钻（《工艺手册》表3.1-12），装于车床尾座。

钻孔采用高速钢麻花钻。

攻螺纹采用高速钢机动丝锥W18Gr4V。

2.确定工序尺寸

（1）底平面（T3面，加工尺寸为50±0.2mm ）的工序尺寸

参照《工艺手册》表2.3-21与表1.4-8确定工序尺寸、表面粗糙度及工序余量为：

粗铣：00.7451-mm （入体原则，以下均同）

，Z=2.0mm ，a R 6.3μm

精铣：50±0.2mm ，Z=1.0mm ，a R 1.6μm

（2）0.05056φ+mm 孔端面的工序尺寸 只要求粗加工，工序加工余量等于铸件加工余量，即 3.5mm 。工序尺寸为150mm 。

（3）摇臂轴孔62φmm 外圆的工序尺寸

参照《工艺手册》表2.3-2与表1.4-6确定工序尺寸、表面粗糙度及工序余量为：

粗车：63.5φmm ，2Z=3.5mm ，a R 6.3μm

半精车：62φmm ，2Z=1.5mm ，a R 3.2μm

（4）0.039039φ+mm 孔（D1面）的工序尺寸

参照《工艺手册》表2.3-10与表1.4-8确定工序尺寸、表面粗糙度及工序余量为：

粗镗：0.16036.5φ+mm ，2Z=2.5mm ，a R 6.3μm

半精镗：0.062038φ+mm ，2Z=1.5mm ，a R 3.2μm

精镗：0.039039φ+mm ，2Z=1.0mm ，a R 1.6μm

（5）0.05056φ+mm 孔（D2面）的工序尺寸

粗镗：0.19053.5φ+mm ，2Z=2.5mm ，a R 6.3μm

半精镗：0.074055φ+mm ，2Z=1.5mm ，a R 3.2μm

精镗：0.05056φ+mm ，2Z=1.0mm ，a R 1.6μm

（6）0.03060φ+mm 孔（D3、D4面）的工序尺寸

粗镗：0.19057.5φ+mm ，2Z=2.5mm ，a R 6.3μm

半精镗：0.074059φ+mm ，2Z=1.5mm ，a R 3.2μm

精镗：0.03060φ+mm ，2Z=1.0mm ，a R 1.6μm

（7）0.03060φ+mm 孔外端面（T1、T2面，加工尺寸242mm ）的工序尺寸

粗铣： 244mm ，2Z=6.0mm ，a R 6.3μm

精铣：242mm ，2Z=2.0mm ，a R 3.2μm

3.确定切削用量及基本时间

工序1：粗铣底平面。

本工序为粗铣，所用刀具为镶齿盘铣刀。铣刀直径d=160mm ，宽度L=80mm ，齿数为Z=16。

（1）确定切削深度 工序余量2mm ，可一次切除。

（2）确定每齿进给量 根据《机械制造技术基础课程设计指南》，X62型卧式铣床的功率为7.5kW ，工艺系统刚性中等，镶齿盘铣刀加工铸铁，查得进给量z f =0.10~0.15mm/z ，现取z f =0.12mm/z 。

（3）选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据《机械制造技术基础课程设计指南》，

用高速钢圆柱铣刀粗加工铸铁，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm ，耐用度T=160min 。

（4）选择切削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指南》表2-17中公式计算：

0v v v v v v v x y u p m p z e C d q v k T a f a z

= 式中，v C =35，v q =0.2，v x =0.1，v y =0.4，v u =0.5，v p =0.1，m=0.15，T=160min ，p a =2mm ，z f =0.12mm/z ，e a =80mm ，z=10，d=63mm ，v k =1.0。

0.250.30.20.50.3

35630.710.38m/min 16020.128010v ??==???? 100010.3833.6r/min 63

n π?==? 根据X62型卧式铣床主轴转速表（《机械制造工艺设计手册》），选择n=37.5r/min ，实际切削速度v=0.124m/s 。

（5）选择工作台进给量

0.121037.545mm/min Mz f =??=

根据X62型卧床工作台进给量表，选择Mz f =47.5mm/min ，实际的每齿进给量为z f =0.127mm/z 。

（6）校验机床功率 根据《机械制造技术基础课程设计指南》表2-18的计算公式，铣削时的功率为

1000c c F v P = F F F c F F

x y u F p z e c F q w C a f a z F k d n =（N ） 式中，F C =58，F x =1.0，F y =0.8，F u =0.9，F w =0，F q =0.9，p a =2mm ，z f =0.127mm/z ，e a =80mm ，z=10，d=63mm ，n=47.5r/mm ，Fc k =0.63。

1.00.80.90.905820.12780100.63173.5N 6337.5c F ????=?=?

173.50.1240.0221000

c P ?==kW X62铣床主电动机的功率为7.5kW ，所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为

p a =2mm ，Mz f =60mm/min ，n=47.5r/min ，v=0.157m/s

（7）计算基本时间 根据《机械制造技术基础课程设计指南》表2-28，圆柱铣刀的基本时间为

12j Mz

l l l T i f ++= 式中，l =242mm

，1(1~3)l =，p a =2mm ，d=63mm ，1l =12mm ，2l =4mm ，Mz f =47 .5 mm/min ，i =2（底平面需经两刀才能铣完）。

242124210.86min 645s 47.5

j T ++=?==

工序2：粗镗主轴孔。

可确定切削用量如下：

p a =1.05mm ，f=0.20mm/r ，n=545r/min ，v=88.6m/min

机动时间 2424235s 0.2810

j T ++=

?≈?。 工序3：粗铣主轴孔端面。

计算过程与工序1相似，可以确定切削用量如下：

p a =1.9mm ，Mz f =0.13mm/min ，n=37.5r/min ，v=45m/s

基本时间 861242 4.29min 315s 47.5

j T ++=

?=≈ 工序4：钻绞底面定位销孔。

（1）选择钻头进给量与切削速度

由《工艺手册》表2.3-20可知，需要用到的麻花钻直径为12mm 。

对于高速钢钻头的进给量，可查《设计指南》表5-127得，f=0.52～0.64mm/r ，

参考Z525型立式钻床的进给量表（《工艺手册》表4.2-16），取f=0.52mm/r 。

根据《设计指南》表5-133，得钻头的切削速为v=14m/min

1000100014371.4r/min 12

v n D ππ?===? 按机床的转速表（《工艺手册》表4.2-15），取n=392r/min 。

倒角取n=392r/min 。手动进给。

（2）计算基本时间 按《设计指南》表2-26公式

10mm l =，1cot (1~2)4mm 2r D l κ=

+=，22mm l =，4i =（4个M14孔） 121104220.155min 10s 3920.52

j l l l T i nf ++++==?=≈? 工序5：粗车摇臂轴端面，粗车、半精车摇臂轴外圆。

i.粗车摇臂轴孔端面

（1）确定背吃刀量 工序余量为3.5mm ，一次切除，p a =3.5mm 。

（2）确定进给量 根据《设计指南》表5-114，在粗车铸铁、刀杆尺寸为16mm×25mm、3mm ＜p a ≤5mm 、工件直径为60～100mm 时，f =0.5～1.0mm/r ，按C620-1车床的进给量（《工艺手册》表4.2-9），选择f =0.52mm/r 。

校验进给机构强度略。

（3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据《设计指南》表5-119，车刀后刀面最大磨损取显1mm ，可转位车耐用度T=30min 。

（4）确定切削速度 根据《设计指南》表5-121，当用YG6硬质合金车刀加工硬度为182～199HBS 灰铸铁、p a ≤4.0mm 、f ≤0.56mm/r 时，切削速度v =80m/min 。

切削速度的修正系数为sv k =0.8，tv k =1.0，Tv k κ=0.83，Tv k =1.15，Mv k =1.0，v k κ=1.04（《设计指南》表2-9），故

0.80.83 1.15 1.048063.53m/min v =????=

1000100063.53396.52r/min 51

v n d ππ?===? 按C620-1车床的转速（《工艺手册》表4.2-8），选择n=380r/min ，则实际

切削速度v=60.9m/min 。

省略功率校验步骤，最后确定的切削用量为

p a =4.1mm ，f =0.46mm/r ，n=380r/min ，v=55.6m/min

（5）计算基本时间 根据《设计指南》表2-24，车端面的基本时间为

1j L T i fn

= 式中，11232

d d L l l l -=+++，d =67mm ，1d =51mm ，1l =2mm ，2l =4mm ，3l =0，则L =14mm ，f =0.52mm/r ，n=6.33r/s ，i =1，则

114 5.2s 0.52 6.33

j T =

=? ii.粗车摇臂轴孔外圆 p a =1.90mm ，f =0.38mm/r ，n=380r/min ，v=55.6m/min

2452412.5s 0.6 6.33

j T ++=

=? iii.半精车摇臂轴孔外圆 （1）确定背吃刀量 p a =0.75mm 。

（2）确定进给量 所选车刀形状、刀杆尺寸均与粗车相同。根据《设计指南》表5-116及C620-1车床的进给量（《工艺手册》表4.2-9），选择f =0.20mm/r 。

（3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据《设计指南》表5-119，车刀后刀面最大磨损量为0.8mm ，耐用度T=30min 。

（4）确定切削速度 根据《设计指南》表5-121，当用YG6硬质合金车刀加工硬度为182～199HBS 灰铸铁、p a ≤0.8mm 、f ≤0.23mm/r 时，切削速度v =128m/min 。

切削速度的修正系数为，Tv k κ=0.81，Tv k =1.15，其余的修正系数均为1（《设计指南》表2-9），故

1280.81 1.15119.2m/min v =??=

1000119.2=597.7r/min 63.5

n π?=? 按C620-1车床的转速（《工艺手册》表4.2-8），选择n=600r/min ，则实际

切削速度v=119.7m/min 。

最后决定的切削用量为：p a =0.75mm ，f =0.2mm/r ，n=600r/min ，

v=119.7m/min 。

（5）计算基本时间

24524 2.1s 0.2119.7

j T ++=

=? 则工序5基本时间 3

1 4.313.4 2.119.8s 20s j ji i T T ===++=≈∑

工序6：粗镗摇臂轴孔并倒角

i.粗镗56φ孔

（1）确定背吃刀量 双边余量为2.5mm ，显然p a 为单边余量，p a =1.25mm 。

（2）确定进给量 根据《设计指南》表5-115，当粗镗铸铁、镗刀直径为20mm 、p a ≤2mm ，镗刀伸出长度为100mm 时，f=0.15～0.30mm/r ，按C620-1车床的进给量（《工艺手册》表4.2-9），选择f=0.28mm/r 。

（3）确定切削速度 按《设计指南》表2-8的计算公式确定。

v v v

v x y m p C v k T a f =

式中，v C =189.8，m =0.20，v x =0.15，v y =0.20，T =60min ，v k =1。

0.20.150.2

189.8104.4m/min 60 1.250.28v ==?? 10001000104.4621.1r/min 53.5

v n d ππ?===? 按C620-1车床的转速，选择n=610r/min 。

最后确定的切削用量为

p a =1.25mm ，f=0.28mm/r ，n=610r/min ，v=102.5m/min

（4）计算基本时间 根据《设计指南》表2-24，镗孔的基本时间为

1231j l l l l L T i i fn fn +++==

式中，l =10mm ，1l =2mm ，2l =0（镗到台阶），3l =0，f =0.28mm/r ，n =10.17r/s ，i =1

1102 4.2s 0.2810.17

j T +=

=? ii.粗镗39φ孔

（1）确定背吃刀量 p a =1.25mm 。

（2）确定进给量 所选镗刀形状、尺寸均与前面相同。根据《设计指南》表5-115及C620-1车床的进给量（《工艺手册》表4.2-9），选择f =0.28mm/r 。

（3）确定切削速度 按《设计指南》表2-8的计算公式与C620-1车床的主轴转速（《工艺手册》表4.2-10）确定n=610r/min 。

所以其切用量选择与前面相同。

p a =1.25mm ，f=0.28mm/r ，n=760r/min ，v=87.1m/min （4）计算基本时间 21182434.9s 0.2812.67

j T ++=

=? iii.倒角2×45°双面 为缩短辅助时间，到倒角时的主轴转速与粗镗孔时相同：

n=760r/min

手动进给。

则工序6机动时间

2

1 4.234.939s j ji i T T ===+≈∑

工序7：以底平面与主轴孔定位，半精镗、精镗摇臂轴孔。

i.半精镗0.039039φ+孔

（1）确定背吃刀量 双边余量为1.5mm ，显然p a 为单边余量，p a =0.75mm 。

（2）确定进给量 所选镗刀形状、尺寸均与前面相同。根据《设计指南》表5-116及C620-1车床的进给量（《工艺手册》表4.2-9），选择f =0.15mm/r 。

（3）确定切削速度 根据有关手册，确定金刚镗床的切削速度为v=100m/min ，则

1000100010081639

v n D ππ?===?（r/min ） 由于T740金刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。

最后确定的切削用量为

p a =0.75mm ，f=0.15mm/r ，n=816r/min ，v=100m/min

（4）计算基本时间 根据《设计指南》表2-24，精镗孔的基本时间为

135240.33min 20s 0.15816

j T ++==≈? 为从工艺上满足0.039039φ+两孔与0.05056φ+孔同轴，三个孔的镗刀共用一个镗杆，

半精镗0.05056φ+时所用切削用量与前面相同。

ii.精镗0.039039φ+二孔

（1）确定背吃刀量 双边余量为1.0mm ，显然p a 为单边余量，p a =0.5mm 。

（2）确定进给量与切削速度 为保证加工达到a R 1.6μm 的表面粗糙度，需要更小的进给量，选择f =0.10mm/r 。切削速度与半精加工相同，以缩短辅助时间。

确定的切削用量为

p a =0.5mm ，f=0.1mm/r ，n=816r/min ，v=100m/min

（3）计算基本时间 135240.50min 30s 0.1816

j T ++=

=≈? 则工序IV 机动时间 2

1302050s j ji i T T ===+=∑

工序8：半精镗、精镗主轴孔，并倒角。

由于半精与精镗孔可共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件半精、精镗孔，故切削用量及工时只用计算半精镗过程。

计算过程与工序V 类似，可以确定切削用量和机动时间如下：

p a =0.56mm ，f=0.24mm/r ，n=816r/min ，v=85m/min

242425s 0.1513.6

j T ++=

≈? 工序9：精铣主轴孔两个端面。

计算过程与工序1相似，可以确定切削用量如下：

p a =3mm ，Mz f =60mm/min ，n=47.5r/min ，v=0.157m/s

基本时间 861242 4.29min 258s 47.5

j T ++=

?=≈ 工序10：精铣底平面

本工序为精铣底平面，所用刀具为高速钢圆柱铣刀。铣刀直径d=63mm ，宽度L=80mm ，齿数为Z=10。机床亦选用X62型卧式铣床。

（1）确定切削深度 工序余量1mm ，一次切除。

（2）确定每齿进给量 根据《机械制造技术基础课程设计指南》表5-144，本工序要求保证的表面粗糙度为a R 1.6μm ，每转进给量r f =0.6~1.3mm/r ，现取r f =0.8mm/r ，则

z f =0.08mm/z

（3）选择铣刀磨钝标准用耐用度 根据《机械制造技术基础课程设计指南》表5-148，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.3mm ；耐用度T=120min （《机械制造技术基础课程设计指南》表5-149）。

（4）确定切削速度和工作台每分钟进给量 按《机械制造技术基础课程设计指南》表2-17中公式计算，得

v=18.29mm/min=6.82mm/s ，n=41.86r/min

根据X62型卧式铣床主轴转速表机械制造技术基础课程设计指南机械制造技术基础课程设计指南，选择n=37.5r/min ，实际切削速度v=6.82mm/s ，工作台每分钟进给量为Mz f =38mm/min 。

根据X62型卧式铣床主轴转速表，选择Mz f =37.5mm/min ，则每齿进给量为

z f =0.08mm/z 。

（5）计算基本时间 242124213.76min 800s 37.5

j T ++=

?== 工序11：钻底平面上4个M14mm 螺纹底孔并倒角，6个M8mm 螺纹底孔并倒角。

i.钻M14螺纹底孔并倒角

（1）选择钻头进给量与切削速度

由《工艺手册》表2.3-20可知，需要用到的麻花钻直径为12mm 。

对于高速钢钻头的进给量，可查《设计指南》表5-127得，f=0.52～0.64mm/r ，参考Z525型立式钻床的进给量表（《工艺手册》表4.2-16），取f=0.52mm/r 。

根据《设计指南》表5-133，得钻头的切削速为v=14m/min

1000100014371.4r/min 12

v n D ππ?===? 按机床的转速表（《工艺手册》表4.2-15），取n=392r/min 。

倒角仍取n=392r/min 。手动进给。

（2）计算基本时间 按《设计指南》表2-26公式

10mm l =，1cot (1~2)4mm 2

r D l κ=+=，22mm l =，4i =（4个M14孔） 121104240.31min 19s 3920.52j l l l T i nf ++++=

=?=≈? ii.钻M8螺纹底并倒角

（1）选择钻头进给量与切削速度

f=0.36mm/r ，n=680r/min

锪钻倒角取n=680r/min ，手动进给。

（2）计算基本时间 2104260.39min 24s 6800.36

j T ++=

?=≈? 工序机动时间

21192443s j ji i T T ===+=∑

工序12：攻螺纹M14mm ，M8mm 。

i.攻M14螺纹孔

（1）选择切削用量

根据《设计指南》表5-142，查得切削速度v=10.2m/min 。即n=231.9r/min 。按机床选取n=272r/min 。

（2）机动工时 10mm l =，3mm l =，3mm l =，4i =，f =2mm/r （即螺距）。

121()2(1033)240.47min 28s 2722

j l l l T i nf ++++?==?=≈? ii.攻M8螺纹孔

（1）选择切削用量 n=272r/min 。

（2）机动工时 122()2(1033)260.56min 34s 272 1.25

j l l l T i nf ++++?=

=?=≈? 工序机动时间

21283462s j ji i T T ===+=∑

工序13：钻主轴孔两端面8个M10mm 螺纹底孔并倒角。

计算过程与工序11相似，可以确定切削用量如下：

f=0.48mm/r ，n=392r/min

锪钻倒角取n=392r/min ，手动进给。

基本时间 24428 1.28min 77s 3920.48j T ++=

?=≈?

工序14：攻螺纹M10。

计算过程与工序12相似，可以确定切削用量如下：

n=272r/min

基本时间 (2433)28 1.18min 71s 272 1.5j T ++?=

?=≈?

工序15：钳工去毛刺。

工序16：检查。

五、夹具设计

本夹具是工序VII用镗杆进给精镗轴孔的专用夹具，在金刚镗床上加工汽车转向器壳体的摇臂轴孔。有关说明如下。

定位方案工件以底面与主轴孔为定位基准，采用底面、侧面和削边销组合定位方案，其中底面定位3个自由度，侧面定位2个自由度，削边销定位1个自由度，故总共限制6个自由度，满足定位要求。

夹紧机构根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用二位螺旋压板联动夹紧机构，通过拧紧右侧夹紧螺母使一对压板同时压紧工件，实现夹紧，有效提高了工作效率。压板夹紧力主要作用繁殖工件在铣削力作用下产生的倾覆和振动，手动螺旋夹紧是可靠的，课免去夹紧力计算。

夹具与机床连接元件采用两个标准定位键A18h8 JB/T 8016-1999，固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中，用于确定镗床夹具相对于机床进给方向的正确位置，并保证定位键的宽度与机床工作台T型槽相匹配的要求。

夹具体工件的定位元件和夹紧元件由底板和支撑肋板连接起来。

使用说明安装工件时，旋开压板螺母，旋转压板90度，旋转手柄使螺钉到达直槽处，再拉出手柄，然后把工件装在定位板上，使主轴孔对准削边销，然后推进手柄，使螺钉至直槽与螺旋槽接口处，然后旋转手柄压紧工件，接着将压板旋回，拧紧螺母。这样即可定位和夹紧工件。

结构特点该夹具结构简单，操作方便，适合大批量生产。

六，感想

经过这次的设计之后，我知道了团体合作的重要性。在老师发下来了工作任务之后，我们只有通过相互之间的团队配合才能出来好的设计成果。在这次的任务中，同学们都展现了自己擅长的一面，有的擅长CAD软件，有的是天喻，有的是SW或者UG，在同学门的努力下，我们知道了各种软件的特长。不仅如此，更重要的是，我们体会到了工艺在机械设计中的重要性了。

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