滤油器体机械加工工艺规程及工艺装备设计

目 录 1 零件的分析及生产类型的确定 11.1零件的作用 11.2零件的工艺分析 11.3零件的生产类型 22 零件毛坯的设计 32.1选择毛坯 32.2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定 32.3确定毛坯尺寸 32.4设计毛坯图 53 零件的加工工艺设计 63.1定位基准的选择 63.2拟订工艺路线 63.3工艺方案的比较与分析 74 工序设计 94.1选择加工设备与工艺装备 94.2加工余量，切削用量，工时定额的确定 105 夹具设计 225.1技术要求 225.2确定夹具类型 225.3拟定定位方案 225.4选择定位元件 225.5夹紧力的计算 235.6确定引导元件 23参 考 文 献 24 1 零件的分析及生产类型的确定1.1零件的作用 “CA6140车床滤油器体”如图1所示它位于车床主轴箱上面，主要作用是给主轴箱内供油及对油液起冲作用，零件的两段有两孔用于油液的进出，零件的中间有一个48h6的外圆柱面，用于与主轴箱以基轴制形式联接。

图1.1 CA6140车床滤油器体零件图1.2零件的工艺分析“CA6140车床滤油器体”的各表面：（1）、零件的左端面（以其粗加工为基准，待其于都加工万之后再精加工）；（2）、螺栓孔3-9（用于联接车床主轴箱，起固定作用，本来用钻就行，为了6.3的粗糙度，用钻扩）；（3）、中心孔38（用于过滤及缓冲油液，加工比较简单粗糙度要求也不高6.3,用钻，扩即可）；（4）、进出油孔2-11（用于联接进出油装备，流通油液加工比较复杂，但是尺寸、精度、粗糙度都一样，俩者只是位置不同，所以相对少了一些工序，由于是通油孔粗糙度要求不高，但是加工工步比较多，淴平面，钻的螺纹等，注意到上通油孔的位置与零件轴线成一定的角度，所以要设计专用夹具才比较方便俩个孔的加工，也可以把俩个孔放在一起加工，以减少换刀的工时）（5）、外圆柱面48h6（用于与车床主轴箱联接） 各表面的相互精度要求有：（1）、外圆柱面48h6为基轴制联接，尺寸精度为IT6；（2）、其他表面无特殊精度要求，除保证其表面粗糙度外，尺寸精度为IT141.3零件的生产类型依设计题目知：Qn=10000件/年；结合生产实际，备品率和废品率可以取为=5%,=0.5%。

由此可得，该零件的生产纲领 C6140车床滤油器体的质量为1.1kg,查表可知其属中重型零件，生产类型为中大批量生产2 零件毛坯的设计2.1选择毛坯 根据生产纲领可知，CA6140滤油器体属中大批量生产，零件形状为非全圆柱体，可选零件材料为灰口铸铁HT200，毛坯制造选用铸造毛坯，这样毛坯与成品相似，加工方便，省工省料为了提高生产率，铸造方法选用砂型铸造，且为机器造型2.2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定（1）、求最大轮廓尺寸 根据零件图轮廓尺寸，可知，CA6140滤油器体最大轮廓尺寸为102mm2）、选取公差等级CT 铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，查表得，公差等级CT范围是8~12级，取为10级3）、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，查表得，公差带相对与基本尺寸对称分布4）、求机械加工余量等级 铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，查表得，机械加工余量等级范围是E~G级，取为F级5）、求RAM（要求的机械加工余量） 对所有的加工表面取同一个数值，由最大轮廓尺寸102mm、机械加工余量等级为F级，得RAM数值为1.5mm。

2.3确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6mRa1.6m的表面，余量要适当增大分析零件，各加工表面均为Ra1.6m，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上余量值即可零件上孔3-9和进出有口尺寸较小，铸成实心；A面为单侧加工，则 38盲孔属内腔加工，根据零件分析，38深度为65不变，径向为 30盲孔属内腔，且此孔为非配合孔，用钻床锪出即可，所以30盲孔铸成实心48h6外圆柱面的加工，即 如图2所示，由于38孔的深度和三角形台阶肩宽度的余量和A面余量有关，A面增量a=105.3-102=3.3mm;所以38孔的毛坯深度=65+3.3=68.3mm;三角形台阶肩宽度=34+3.3=37.3mm图1.2 根据零件尺寸计算的毛坯尺寸综合上述，确定毛坯加工部分的尺寸，见表1-1所示 表1-1：CA6140车床滤油器体毛坯（铸件）尺寸单位：mm项目A面38径向38轴向48径向三角肩宽3-92-1130公差等级CT1010101010———加工面基本尺寸10238654834———铸件尺寸公差3.62.6同A面2.8同A面———机械加工余量等级FF同A面F同A面———RMA1.51.5同A面1.5同A面———毛坯基本尺寸105.333.768.352.437.30002.4设计毛坯图（1）确定圆角半径 外圆角半径 r=1mm; 内圆角半径 R=1mm; 以上所取圆角半径数值能保证各表面的加工余量。

2）确定拔模斜度 本铸件最大尺寸为h=105.3mm，属25~500mm的铸件，所以查表，取拔模斜度为1：203）确定分型面 由铸件结构分析，选择左端面作为砂模铸造机器造型的分型面4）确定毛坯的热处理方式 灰铸铁滤油器毛坯铸造后应安排人工时效，温度，进行消除残余应力，从而改善加工性 综合上述，所设计的毛坯图如图1.2所示 图1.2 CA6140车床滤油器体毛坯3 零件的加工工艺设计3.1定位基准的选择本零件是不规则多孔零件体，其左端面是设计基准（亦是装配基准和测量基准），为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选左端面为定位基准，即遵循“基准重合”的原则 在加工中还可遵循“互为基准”的原则，重复加工38孔和48外圆柱面，使其中心线重合度较高，减小圆跳动度3.2拟订工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使其零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领中已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降 滤油器体加工包括各圆柱面、孔及端面的加工。

按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行1）工艺路线方案一 工序ⅰ 机器砂型铸造毛坯； 工序ⅱ 检验，清砂； 工序ⅲ 热处理； 工序ⅳ 磨左端面； 工序ⅴ 钻38内孔及3-9孔； 工序ⅵ 粗车外圆48； 工序ⅶ 加工出油口； 工序ⅷ 加工进油口； 工序ⅸ 磨48外圆柱面； 工序ⅹ 检验2）工艺路线方案二工序ⅰ 机器砂型铸造毛坯； 工序ⅱ 检验，清砂； 工序ⅲ 热处理； 工序ⅳ 磨左端面； 工序ⅴ 车48外圆柱面； 工序ⅵ 磨48外圆柱面； 工序ⅶ 钻3-9孔； 工序ⅷ 铣30内孔面； 工序ⅸ 扩、铰38孔； 工序ⅹ 38孔的倒角； 工序ⅹⅰ 锪平26； 工序ⅹⅱ 加工进油口； 工序ⅹⅲ 加工出油口； 工序ⅹⅳ 检验。

3）工艺路线方案三工序ⅰ 机器砂型铸造毛坯； 工序ⅱ 检验毛坯、清砂； 工序ⅲ 热处理； 工序ⅳ 粗车左端面； 工序ⅴ 先锪30内孔面，再扩38内孔； 工序ⅵ 粗车48外圆，切退刀槽； 工序ⅶ 铰38内孔，内孔倒角； 工序ⅷ 精车48外圆； 工序ⅸ 钻3-9通孔； 工序ⅹ 磨左端面； 工序ⅹⅰ 加工出油孔； 工序ⅹⅱ 加工进油孔； 工序ⅹⅲ 去毛刺； 工序ⅹⅳ 精磨48外圆； 工序ⅹⅴ 检验3.3工艺方案的比较与分析上述三个工艺方案的特点在于：方案一，将工序集中，但需要专用机床才能达到加工要求方案二，工序分散，但工艺按排的加工达不到精度要求方案三，也是分散工序，工艺安排合理，能满足用通用机床加工并达到精度的要求，除了选择万能性通用机床加工外，还要设计一些专用夹具，提高加工要求和质量因此选用第三个方案较合理，具体如下： 工序ⅰ 机器造型砂模铸造毛坯； 工序ⅱ 清砂，检验毛坯各尺寸，不得有砂眼缺陷； 工序ⅲ 热处理，人工时效温度，消除残余应力； 工序ⅳ 夹外圆，粗车左端面； 工序ⅴ 先锪30内孔面，再扩38内孔； 工序ⅵ 粗车48外圆，切退刀槽； 工序ⅶ 铰38内孔，内孔倒角； 工序ⅷ 精车48外圆； 工序ⅸ 钻3-9通孔； 工序ⅹ 磨左端面； 工序ⅹⅰ 加工出油孔（锪26平面，钻11孔，扩16孔深18mm,攻丝M181.5深14mm）； 工序ⅹⅱ 加工进油孔（锪26平面，钻11孔，扩16孔深18mm,攻丝M181.5深12mm）； 工序ⅹⅲ 用钳工去毛刺； 工序ⅹⅳ 精磨48外圆； 工序ⅹⅴ 检验，是否达到要求的精度和粗糙度。

4 工序设计4.1选择加工设备与工艺装备（1）、选择机床 根据不同的工序选择机床① 工序ⅰ、ⅱ、ⅲ 属于备坯阶段，不属于切削加工，由专门的 车间负责② 工序ⅸ 粗车左端面，选用卧式车床就能满足要求本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，根据工厂内的现有设备一般最常用CA6140型卧式车床加工③ 工序ⅴ 先锪30内孔面，再扩38内孔，精度要求不高，选用立式钻床进行加工④ 工序ⅵ 粗车48外圆柱面，在切退刀槽加工中需要换刀具，刀架最好是换位的，所以选择CA6140最经济⑤ 工序ⅶ 铰38内孔，内孔倒角，选钻床进行加工⑥ 工序ⅷ 精车48外圆，选用CA6140进行加工⑦ 工序ⅸ 钻3-9通孔，由于是通孔，刀具进给深度可以不严格控制，在其位置钻通孔即可选用立式加工中心，只要在专用夹具上设计好对刀块，然后执行程序就可以加工出3个9通孔了⑧ 工序x 磨左端面，表面粗糙度Ra1.6mm，没有要求与中心线的垂直度，所以选用普通的端面磨床即可加工达到要求⑨ 工序ⅹⅰ、ⅹⅱ加工进（出）油口孔，选用摇臂钻床进行加工⑩ 工序ⅹⅳ 精磨48外圆，公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6mm，精度要求比较高，所以这里选用外圆磨床进行加工。

2）、选择夹具 工序ⅳ 选用三爪自定心卡盘工序ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ、ⅹ、ⅹⅰ、ⅹⅱ、ⅹⅳ 都选用专用夹具3）、选择刀具 根据不同的工序选择刀具①在车床上加工的工序 一般选用硬质合金车刀切刀槽宜选用高速钢为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀架②在钻床上机加工的工序 麻花钻，锪头钻，倒孔钻等4.2加工余量，切削用量，工时定额的确定 该零件的各个工序的加工余量，切削用量，工时定额的确定只是选取其中几个主要的加工尺寸的计算，具体包括铣，车，钻加工方法而其它的则通过查表获得 表1-2：各加工工序的工序尺寸工序工位工位尺寸I铸造毛坯机器砂型铸造毛坯参见毛坯图所示II备坯检验毛坯、清砂——Ⅲ热处理人工时效——Ⅳ车左端面粗车左端面保长105.3mmⅤ锪30内孔，扩38内孔先锪30内孔平面锪30内孔保长70.5mm再扩38内孔扩内孔至37，保长68.3mmⅥ车48外圆和退刀槽粗车48外圆车外圆至49车退刀槽3x1.5mmⅦ铰38内孔和倒角铰38内孔铰内孔至38，保长68.3mm内孔倒角1CⅧ精车48外圆精车48外圆精车外圆至48.1Ⅸ钻3-9通孔钻3-9通孔钻3-9通孔Ⅹ磨左端面磨左端面保长105.3mmⅪ加工出油口空口锪平锪平26钻孔钻11孔深32mm扩孔扩孔至16孔，深18mm攻丝攻丝M18x1.5，深14Ⅻ加工进油口孔口锪平锪平26钻孔钻11孔通至下一平面扩孔扩孔至16孔 8mm攻丝攻丝M18x1.5，深12XIII去毛刺去毛刺——2.1粗铣左端面硬质合金端铣刀铣削用量选择［已知］ 加工材料——HT200，δb＝ 150MPa，铸件，有外皮； 工件尺寸——宽度 ae= 84长度 l＝ 84的平面。

如图 加工要求——用标准硬质合金端铣刀铣削，加工余量h=2 机床——X51型立铣［试求］（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时［解〕1．选择刀具1）根据表3.16，选择YG6硬质合金刀片根据表 3.1，铣削深度 ap≤4mm时，端铣刀直径d0为 80mm,ae为60mm但已知铣削宽度 ae为 84mm，故应根据铣削宽度 ae≤90mm，选择d0= 100mm由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数Z=10（表3.16） 2）铣刀几何形状（表3．2）由于δb≤800MPa，故选择kr=60°，kre=30°，kr′＝5°，α0=8°,α0′=10°λs= -15°，γ0= -5° 2．选择切削用量 1）决定铣削深度ap由于加工余量不大，故可在一次大刀内切完，则 a p=h＝2mm 2）决定每齿进给量fz采用不对称端铣以提高进给量根据表 3.5，当使用 X51铣床功率为4.5kw时，fz= 0.09～ 0.18mm／z但因采用不对称端铣，故取fz= 0.18mm／z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.8mm；由于铣刀直径d0= 100mm，故刀具寿命T=180min（表3．8）。

4）决定切削速度vc和每分钟进给量vf 切削速度vc可根据表3．27中的公式计算，也可直接由表中查出 根据表 3.13，当d0= 120mm，z＝10，ap≤5mm，fz≤0.1mm／z时, vt= 124m／min，nt＝395r／min，vft＝316mm／min各修正系数为： k MV=kMN＝k Mv＝1.25 ksv=ksn＝ ksvf＝ 0.8故 vc=vtkv=124×1.25×0.8m/min＝124m/min n＝ ntkn= 395 ×1.25×0.8r／min＝ 395r／min vf＝ vftkvt＝ 316×1.25×0.8mm/min= 316mm/min根据 X51型立铣说明书（表 3． 30）选择 nc＝380r／min，vfC＝320mm／min 因此实际切削速度和每齿进给量为 vc == 3.14 ×100×380/1000m/min=119.3m/min fzc==320/380×10mm/z=0.08mm/z5）校验机床功率根据表 3.23，当δb＝ 560～1000MPa，ae≤90mm，ap≤4mm，d0＝120mm，z=10，vf＝320mm／min，近似为 Pcc＝2.3kw 根据X51型立铣说明书，机床主轴允许的功率为 PcM＝ 4.5 × 0.75kw＝3.375kw 故Pcc＜PcM，因此所选择的切削用量可以采用，即 ap=2mm，vf＝320mm／min，n=380r／min，vc＝119.3m／min，fz=0.08mm／z, f=0.8mm/r。

6）计算基本工时 tm = 式中，L＝ l＋ y十Δ, l＝ 86不对称安装铣刀，入切量及超切量 y十Δ=40mm，则 L＝（86＋100）mm＝186mm，故 tm = 186/320=0.58min 2.2车削φ46外圆表面 加工材料——HT200，HBS＝ 160--180，铸件，有外皮； 工件尺寸——坯件φ52.4，车削后φ46mm，加工长度= 14mm， 加工要求——车削后表面粗糙度为Ra6.3μm； 车床——CA6140由工件是铸造毛坯，加工余量达2.2mm，而加工要（Ra6.3μm），分两次走刀，粗车加工余量取为2.2mm，半精车加工余量取为1mm1、粗车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金 车刀几何形状kr=60,kr’=10,α0 = 6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm,γ01=-5,bγ1=0.3mm （2）选择切削用量1） 确定切削深度。

ap=(52.4-48)/2=2.2mm2） 确定进给量 f根据表 1.4，f=0.5—0.6 3） 按CA6140车床选择f=0.56 （3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿命 T＝ 60min （4）确定切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出 根据表1．11，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁切削速度 vt＝ 114m／min 切削速度的修正系数为ktv＝1.0，kkrv＝0.88，ksv＝0.8，kTv=1.0, kkv=1.0 vc’=vtkv=1140.80.88=71.1m/minn===435r/min根据CA6140车床 选择nc=450r/min实际vc===74m/min切削速度的计算公式vc=kv 查表cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.2 kv=kmvktvkkrvksvkTvkkv=1.210.880.8=0.852代入得vc=67.4m/minn===412r/min按CA6140车床选择nc=450r/min , 所以vc=76.3m/min（5）校检机床得功率由表知 Pc=1.7kw切削功率的修正系数kkrPc=kkrFc=0.94 , kγ0Pc= kγ0Fc 1.0=1.0实际切削功率Pc=1.70.94=1.598kw也可用公式计算：Pc=FcVc/6104由表知：Fc=1700N 切削力的修正系数kkrFc=0.94,kγ0Fc=1.0, Fc=17000.94=1598NPc===1.9kw由CA6140车床说明，当nc=450r/min车床允许的功率PE=7.5kw Pc

车刀几何形状 kr=45 ,kr’=5,α0 = 8, γ0=12,λs=3, γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm （2）选择切削用量1) 确定切削深度ap=(48-46)/2=1mm2) 确定进给量 f，半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制 当表面粗糙度 Ra6.3um, γξ=1mm，f=0.4-0.5mm/r, 由CA6140车床选择 f=0.45 （3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，车刀寿命 T＝ 60min （4）确定切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出 根据表1．11，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁切削速度 vt＝ 128m／min 切削速度的修正系数为ktv＝1.0，kkrv＝1.0，ksv＝1.0， kTv=1.0, kkv=1.0 vc’=vtkv=1281.0=128m/minn===849r/min根据CA6140车床 选择nc=900r/min实际vc===135.6m/min（5）校检机床功率由表知 Pc=2.4kw Pc

1、粗车 （l）选择刀具YG6硬质合金车刀 根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金 车刀几何形状 kr=60 ,kr’=10,α0 = 6, γ0=12,λs=3, γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm （2）选择切削用量1）确定切削深度ap=(52.4-50)/2=1.2mm2） 定进给量 f根据表 1．4，f=0.5—0.6 3） 按CA6140车床选择f=0.56（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿命 T＝ 60min （4）确定切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出根据表1．11，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁切削速度 vt＝ 114m／min切削速度的修正系数为ktv＝1.0，kkrv＝0.88，ksv＝0．8， kTv=1.0, kkv=1.0 vc’=vtkv=1140.80.88=71.1m/minn===432.12r/min根据CA6140车床 选择nc=450r/min实际vc===74m/min切削速度的计算公式vc=kv 查表cv=158,xv=0.15,yv=0.4,m=0.2 kv=kmvktvkkrvksvkTvkkv=1.210.880.8=0.852代入得vc=67.4m/minn===410r/min按CA6140车床选择nc=450r/min, 所以vc=76.3m/min（5）校检机床得功率由表知 Pc=1.7kw切削功率的修正系数kkrPc=kkrFc=0.94 , kγ0Pc= kγ0Fc 1.0=1.0实际切削功率Pc=1.70.94=1.598kw也可用公式计算：Pc=FcVc/6v104由表知：Fc=1700N 切削力的修正系数kkrFc=0.94,kγ0Fc=1.0, Fc=1700v0.94=1598NPc===1.9kw 由CA6140车床说明，当nc=450r/min车床允许的功率PE=7.5kw ,Pc

车刀几何形状kr=45 ,kr’=5,α0 = 8, γ0=12,λs=3, γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm（2）选择切削用量1) 确定切削深度ap=(50-48.4)/2=0.8mm2) 确定进给量 f，半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制 当表面粗糙度 Ra3.2um, γξ=1mm，f=0.25-0.4mm/r, 由CA6140车床选择 f=0.3（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为0.7mm，车刀寿命 T＝ 60min4）确定切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出 根据表1．11，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁切削速度 vt＝ 144m／min vc=vtkv=1441.0=144m/minn===888.75r/min根据CA6140车床 选择nc=900r/min实际vc===146m/min（5）校检机床功率由表知 Pc=2kw Pc

ap=(48.4-48)/2=0.2mm2) 确定进给量 f，精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制 当表面粗糙度 Ra1.6um, γξ=1mm，f=0.15-0.2mm/r, 由CA6140车床选择 f=0.16 （3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为0.7mm，车刀寿命 T＝ 60min （4）确定切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出 根据表1．11，当用YT6硬质合金车刀加工灰铸铁切削速度 vt＝ 163m／min vc=vtkv=1631.0=163m/minn===1068r/min根据CA6140车床 选择nc=1120r/min实际vc===171m/min（5）校检机床功率由表知 Pc=2kw Pc

工艺要求——孔径 d=34nun，孔深 l＝75mm，精度为IT11，用乳化液冷却 机床——Z35型立式钻床[试求］（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时[解］1．选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径d34mm钻头几何形状为（表 2.1及表2.2）：双锥修磨横刃，β=30°，2φ=120°,2φ1 = 70°，bε＝7mm，a 12°,ψ= 50°，b＝3.5mm, l＝ 7 mm2．选择切削用量 （1）决定送给量 f l）按加工要求决定进给量：根据表2．7，当加工要求为H12～H13精度，铸件的强度σb≤200MPa， do＝34mm时，f＝1.0～1.2mm／r 由于 l／d＝2.2，故应乘孔深修正系数 klf =1，则 f=（1.0～1.2） ×1mm／r=1.0～1.2 mm／r 2）按钻头强度决定进给量：根据表 2.8，当σb =150MP， d＝ 34mm钻头强度决定的进给量 f＞2mm／r 3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表2．9，当σb ≤210MP，d＝ 34mm 床进给机构允许的轴向力为28440N（z35钻床允许的轴向力为19620N）时给量为1.1mm/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=0.25mm／r根据 z35钻床说明书，选择 f＝0．25mm/r 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 由表2．19可查出钻孔时的轴向力，当 f＝0．25mm／r， do=34mm时，轴向力 Ff=16860N 轴向力的修正系数均为1.0，故Ff =9800N 根据z35钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=19620N，由于Ff＜ Fmax，故 f= 0.25mm／r可用 （2）决定钻头磨钝标准及寿命由表 2.12，当d 34mm时，钻头后刀面最大磨损量取为 0.6mm，寿命 T= 110min （3）决定切削速度由表 2.14，σb=150MPa的灰口铸铁 F= 0．25mm／r，双横刃磨的钻头，do= 34mm时，vt=22m/min 切削速度的修正系数为：ktv1.0，kCV＝ 1.0，klv＝0.85， ktv 1.0，故 v＝vtkv=22×1.0×1.0×1.0×0.85m/min=18.7 m/minn=1000v/πdo=1000×18.7/π×34=175r/min 根据 z35钻床说明书，可考虑选择 nc＝ 170r／min 方案为 f＝0.25 mm／r，nc=170r／min ncf＝ 170×0.25mm/min＝42.5r／min （4）检验机床扭矩及功率 根据表2.20，当f≤0.26mm/r,d。

≤34mm时，Mt=130.7N·m扭矩的修正系数均为1.0,故Mc＝ 130.7N·m根据 Z35钻床说明书，当 nc＝ 170r／min时，Mm= 147N·m 根据表2.23，当σb＝150MPa，d 34mm，f≤0.25mm／r，v＝22m／min时，Pc＝ 1.7kw. 根据 Z35钻床说明书，PE＝4.5×0．81= 3.645kw 由于 Mc＜ Mm， Pc＜ PE，故选择之切削用量可用，即 f＝0.25mm／r， n＝ nc＝170r／min， vc＝22m／min. 3．计算基本工时 tm= 式中, L= l＋y十Δ，l＝75mrn，入切量及超切量由表 2.29查出 y十Δ= 15.故tm==2.11min2.5钻通油孔孔加工切削用量选择 [已知]加工材料—HT200 ,σb＝150MPa，铸铁 工艺要求—孔径d=15mm，孔深l＝18mm，精度为IT11，用乳化液 冷却。

机床——Z33S-1型立式钻床[试求］（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时[解］ 1．选择钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径d 15mm 钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨横刃，β=30°，2φ=120°，bε＝2.5mm，a 12°,ψ= 50°，b＝1.5mm, l＝3mm 2．选择切削用量（1）决定送给量 f l）按加工要求决定进给量：根据表2.7，当加工要求为H12～H13精度，铸件的强度σb≤200MPa, do＝15mm时，f＝0.61～0.75mm／r 由于 l／d＝1.2，故应乘孔深修正系数 klf =1，则 f=（0.61～0.75）×1mm／r=0.61～0.75 mm／r 2）按钻头强度决定进给量：根据表 2.8，当σb =150MP，d＝ 15mm钻头强度决定的进给量 f=1.75mm／r 3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表2.9，当σb ≤210MP，d＝ 15mm 床进给机构允许的轴向力为20100N（z33S-1钻床允许的轴向力为12262.5N）时给量为1.6mm/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=0.27mm／r根据 z33S-1钻床说明书，选择 f＝0.3mm/r 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 由表2.19可查出钻孔时的轴向力，当 f＝0.3mm／r， do=15mm时，轴向力 Ff=2500N 轴向力的修正系数均为1.0，故Ff =2500N 根据z33S-1钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=12262.5N，由于Ff＜ Fmax，故 f= 0.3mm／r可用2）决定钻头磨钝标准及寿命由表2.12，当d15mm 时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命T= 60min3）决定切削速度由表 2.14，σb=150MPa的灰口铸铁 F= 0.3mm／r，标准刃磨的钻头，do= 15mm时， vt=17m/min 切削速度的修正系数为： ktv=1.0， kCV＝ 1.0， klv＝0.85， ktv= 1.0，故 v＝vtkv=17×1.0×1.0×1.0×0.85m/min=14.45 m/minn=1000v/πdo=1000×14.45/π×15=306.75r/min 根据 z33S-1钻床说明书，可考虑选择nc ＝ 400r／min 方案为 f＝0.3mm／r，nc=400r／min ncf＝400×0.3mm/min＝120mm／min （4）检验机床扭矩及功率 根据表2.20，当f≤0.33mm/r, d。

≤16mm时，Mt=31.78N·m扭矩的修正系数均为1.0,故 Mc＝ 31.78N·m根据 Z33S-1钻床说明书，当 nc＝400r／min时，Mm= 66N·m 根据表2.23，当σb＝150MPa，d 15mm，f≤0.33mm／r，v＝18.8m／min时，Pc＜1.0kw. 根据 Z33S-1钻床说明书， PE＝ 2.8 × 0．81= 2.26kw 由于 Mc＜ Mm， Pc＜ PE，故选择之切削用量可用，即 f＝0.3mm／r，n＝nc＝400r／min, vc＝18.8m／min. 3．计算基本工时 tm= 式中， L= l＋y十Δ, l＝18mrn，入切量及超切量由表 2.29查出 y十Δ= 7.故tm==0.2min 5 夹具设计 本夹具主要加工Φ38孔，孔径很大，工件质量小，轮廓尺寸以及大批量生产，所以采用固定式钻模由于定位原理可知，为了满足工序加工精度要求需要限制五个自由度，但考虑加工时工件定位的稳定性，也可以将六个不定度全部限制可以采用平面与内孔组合定位，根据工件结构特点，其定位方案如下。

5.1技术要求 （1）工序需钻38孔，其技术要求主要有：38的轴线的角度，因此本工序的机床为立式钻床Z525，刀具为通用标准刀具2）本工序已加工的表面如下：该零件的两端面已经加工，零件的所有外圆表面已经加工5.2确定夹具类型 本工序只加工38孔，孔径很大，工件质量很小，轮廓尺寸以及大批量生产，所以采用固定式钻模5.3拟定定位方案 由定位原理可知，为了满足加工工序要求需要限制五个自由度，但考虑加工时工件定位的稳定性，也可以将六个自由度全部限制可以采用平面与内孔组合定位，根据工件结构特点，其定位方案如下： 采用工件上的左端面与2—9两孔定位定位方案是一面两孔，选择一个面和两个内孔作为定位基面，定位元件为定位板（限制Z→Y∧X∧三个自由度）加两个双头螺栓（X→Y→Z∧三个自由度），实现了完全定位 根据工序加工的要求，对定位误差分析，左端面没有基准位置误差，而内孔中心线由于内孔40与左端面垂直度误差引起的位置变动也可以忽略不计但是内孔2—9中心距误差引起的基准位置误差不可忽视 5.4选择定位元件 A、选择双头螺栓作为以内孔以及左端面的定位元件，如夹具装配图所示。

B、选择固定支承板，作为40以及9端面的定位元件，如夹具装配图所示5、定位误差分析 加工38孔时，尺寸40的定位误差计算，因为加工38孔要用底面和心轴定位400-0.15 所以当以底面定位时，由于基准重合误差，故ΔB=0，因用底面定位，且底面是平面故Δy=0，所以当底面定位时，ΔD1=ΔB+Δy=0 用双头螺栓定位时，定位基准与设计基准不重合，ΔB=1／2（δd)=1/2×0.15=0.075mm 由于用双头螺栓定位，故Δy=Dmax-dmin=40-39.95=0.05mm 所以当用双头螺栓定位时的定位误差ΔD2=ΔB+Δy=0.075+0.05=0.125mm 故尺寸40的定位误差为ΔD=ΔD1+D2=0+0.125=0.125mm 选择11孔及M18×1.5的螺纹孔的公差等级IT11,1/3δk=0.2mm, ΔD<1/3δk故该设计方案满足尺寸40的要求 参考家具设计资料，采用心轴9三孔的端面夹紧工件5.5夹紧力的计算 夹紧用的是开口垫圈以及螺母。

根据《切削手册》（表2—32计算公式） 轴向力：Ff=CFdoγFfγFkF=425×11×0.870.8×1.14=4743.25N (查《切削手册》表2-32得CF=425、2F=1、γF=0.8） 水平分力：FH=1.1Ff=5217.3N 垂直分力：Fv=1.1Ff=1442.9N 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内，安全系数K可按下式计算： K=K0K1K2K3K4K5K6=1.2×1.2×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0=2.06 所以实际所需夹紧力F=KFH=2.06×5217.3=10747.6N 5.6确定引导元件 （1）对38孔，为了适应钻加工工程效率，定位精度选用快换钻套主要尺寸由《机床夹具零部件》国家GB/T2263—80，GB/T2265—80选取选取钻套引导的是刀具的导柱部分，则钻孔时钻套内钻外经衬套内径钻套端面加工面距离10mm2）钻套轴面对基面的垂直度允许为0.02mm，麻花钻用38参 考 文 献[1] 宗凯．机械制造技术基础课程设计指南．化学工业出版社．[2] 陈明．机械制造工艺学．机械工业出版社．[3] 邹青．机械制造技术基础课程设计指导教程．机械工业出版社．[4] 吴宗泽,罗圣国．机械设计课程设计手册．高等教育出版社． 。