后钢板弹簧吊耳工艺设计过程卡+工序卡+说明书

.. . .

工序容

铣端面

钻孔

标

记签字

日

期

机械制造工艺学

课程设计说明书

设计题目设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为10000件）

设计者:

指导老师:

2011年3月8日

机械制造工艺学课程设计任务书

题目：设计“后钢板弹簧吊耳”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为100000件）

容：1、零件图 1

2、毛坯图 1

3、机械加工工艺过程综合卡 1

4、机械结构装配图 1

5、结构设计零件图 1

6、课程设计说明书1份

班级:

学生: 指导老师:

目录

设计任务书序言—————————————————4一.零件的分析二.工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式———————————— 4

（二）基面的选择———————————————— 5

（三）制订工艺路线———————————————5（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定——7

（五）确定切削用量及基本工时——————————8

三.夹具设计

（一）问题的提出————————————————13

（二）卡具设计—————————————————13

四.参考文献—————————————————14

序言

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次的课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的四化建设打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给与指教。

一、零件分析

（一）、零件的作用：题目给出的零件是CA10B解放牌汽车后钢板弹簧吊耳。后钢板弹簧吊耳的主要作用是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。因此汽车后钢板弹簧吊耳零件的加工质量会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车后钢板弹簧吊耳主要作用是减震功能、阻尼缓冲部分功能、导向功能。

（二）、零件的工艺分析：

后钢板弹簧吊耳共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分析如下：

以φ60mm两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：φ60mm两外圆端面的铣削，加工

3705.00+

φ

的孔，其中φ60mm两外圆端面表

面粗糙度要求为Ra6.3um，

3705.00+

φ

的孔表面粗糙度要求为Ra1.6um。

以

30045.00+

φ

孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个

30045.00+

φ

的孔，2个φ10.5mm的孔、2个

30045.00+

φ

孔的外两侧面的铣削，

宽度为4mm的开口槽的铣削，2个在

30045.00+

φ

同一中心线上数值为φ0.01的同轴度要求。其中2个

30045.00+

φ

的孔表面粗糙度要求为Ra1.6um，2

个φ10.5mm的孔表面粗糙度要求为Ra12.5um，2个

30045.00+

φ

孔的侧面表面粗糙度要求为Ra12.5um，2个

30045.00+

φ

孔的外侧面表面粗糙度要求为

Ra50um，宽度为4mm的开口槽的表面粗糙度要求为Ra50um。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：

该零件是CA6140车床上的拨叉，按照指导老师的要求，年生产纲领10万件，属于大量生产。零件材料为35钢，考虑到该零件在汽车中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，因此，毛坯可采用模锻成型。毛坯图如下：

（二）、基面的选择

定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无常进行。

1、粗基准的选择：

在零件加工过程的第一道工序，定位基准必然是毛坯表面，即粗基准。选择粗基准时应该从以下几个方面考虑：

选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。

某些表面不需加工，则应选择其中与加工表面有互相位置精度要求的表面为粗基准。

选择平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准，以确保安全、可靠、误差小。

粗基准在一般情况下只允许在第一道工序中使用一次，尽量避免重复使用。

综合上述，则对本零件，我们以?30mm孔一侧端面为粗基准，以消除，，三个自由度，然后加一个辅助支承。

2、精基准的选择：

根据基准重合和互为基准原则，选用设计基准作为精基准,当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

1、工艺路线方案一：

工序Ⅰ粗铣大孔

3705.00+

φ

的两圆端面，以两端面互为粗基准，以及φ52加工圆外轮廓为定位基准。选用卧式升降台铣床加专用夹具

工序Ⅱ钻、扩、精扩

3705.00+

φ

孔，以φ52不加工圆外轮廓为基准,对大孔

3705.00+

φ

进行

30

5.1o

?

的倒角

工序Ⅲ铣

30045.00+

φ

二孔端面，以大孔

3705.00+

φ

左端面及大孔

3705.00+

φ

的中心轴为定位基准。使用立式升降台加专用夹具的铣床

工序Ⅳ铣

30045.00+

φ

二孔外端面，以大孔

3705.00+

φ

左端面及大孔

3705.00+

φ

的中心轴为定位基准。

工序Ⅴ钻、、扩、精扩

30045.00+

φ

二孔，以大孔

3705.00+

φ

及

30045.00+

φ

二孔不加工圆外轮廓为定位基准。使用立式升降台加专用夹具的机床。对

30045.00+

φ

外端倒角45

1o

?

。工序Ⅵ钻、扩两φ10.5的孔。

工序Ⅶ铣

30045.00+

φ

二孔开缝，以大孔

3705.00+

φ

及

30045.00+

φ

二孔不加工圆外轮廓为定位基准。

工序Ⅷ终检。

2、工艺路线方案二：

工序Ⅰ铣

30045.00+

φ

二孔端面，以两端面互为粗基准，以及φ52加工圆外轮廓为定位基准。使用立式升降台加专用夹具的铣床。

工序Ⅱ铣

30045.00+

φ

二孔外端面，以两外端面互为粗基准，以及φ52加工圆外轮廓为定位基准。使用立式升降台加专用夹具的铣床。

工序Ⅲ钻、扩两φ10.5的孔。

工序Ⅳ钻、精扩

30045.00+

φ

二孔，以大孔

3705.00+

φ

及

30045.00+

φ

二孔不加工圆外轮廓为定位基准。使用立式升降台加专用夹具的机床。

工序Ⅴ对

30045.00+

φ

外端倒角

45

1o

?

工序Ⅵ锯

30045.00+

φ

二孔开缝，以大孔

3705.00+

φ

及

30045.00+

φ

二孔不加工圆外轮廓为定位基准

工序Ⅶ粗铣大孔

3705.00+

φ

的两圆端面，以两端面互为粗基准，以及φ52加工圆外轮廓为定位基准。选用卧式升降台铣床加专用夹具

工序Ⅷ钻、扩、精扩

3705.00+

φ

孔，以φ52不加工圆外轮廓为基准

工序Ⅸ磨

3705.00+

φ

孔的两个端面，以

3705.00+

φ

孔定位，并互为基准，保证尺寸

762.0-6.0-

，采用磨床及专用夹具

工序Ⅹ对大孔

3705.00+

φ

进行

30

5.1o

?

的倒角

工序Ⅺ终检

3、工艺方案的比较与分析：

上述两工艺方案的特点在于：方案一是先加工φ60mm两外圆端面，然后在以此为基面加工

3705.00+

φ

孔，在加工φ10.5孔，

30045.00+

φ

孔，最后加工

30045.00+

φ

孔的外侧端面以及宽度为4mm的开口槽铣。

方案二则相反，先加工

30045.00+

φ

孔的外侧端面，然后以此为基面加工φ10.5孔，和

30045.00+

φ

孔以及宽度为4mm的开口槽，最后加工φ60mm两外

圆端面，

3705.00+

φ

孔。

通过以上的两工艺路线的优、缺点分析比较可见，先加工φ60mm两外圆端面，在后续加工过程中位置度较易保证，并且定位及装夹都较方便，但方案一

中先加工φ10.5孔，

30045.00+

φ

孔，再加工

30045.00+

φ

孔的外侧面，不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，所用加工时间更多，这样加工路线

就不合理，同理，宽度为4的开口槽应放在最后一个工序加工。因此，整合两种方案，我们最终确定加工工艺路线如下：

工序Ⅰ粗铣大孔

3705.00+

φ

的两圆端面，以两端面互为粗基准，以及φ52加工圆外轮廓为定位基准。选用卧式升降台铣床加专用夹具

工序Ⅱ钻、扩、精扩

3705.00+

φ

孔，以φ52不加工圆外轮廓为基准，对大孔

3705.00+

φ

进行

30

5.1o

?

的倒角

工序Ⅲ半精铣

30045.00+

φ

二孔端面，以大孔

3705.00+

φ

左端面及大孔

3705.00+

φ

的中心轴为定位基准。使用立式升降台加专用夹具的铣床。

工序Ⅳ铣

30045.00+

φ

二孔外端面，以大孔

3705.00+

φ

左端面及大孔

3705.00+

φ

的中心轴为定位基准。

工序Ⅴ钻、精扩

30045.00+

φ

二孔，以大孔

3705.00+

φ

及

30045.00+

φ

二孔不加工圆外轮廓为定位基准。使用Z35钻床加专用夹具，对

30045.00+

φ

外

端倒角45

1o

?

。

工序Ⅵ钻两φ10.5的孔。

工序Ⅶ铣

30045.00+

φ

二孔开缝，以大孔

3705.00+

φ

及

30045.00+

φ

二孔不加工圆外轮廓为定位基准

工序Ⅷ终检

以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”

（四）、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“后钢板弹簧吊耳”零件材料为35钢，毛坯重量约为2.6Kg，生产

类型为中批生产，采用锻造模锻毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的饿机械加工余量

工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1、铣大孔

mm

05

.0

37+

φ

的两端面

考虑其加工表面粗糙度要求为

6.3

Ra m

μ

，可以先粗铣，再精铣，参照《工艺手册》，取加工精度F2 ,由锻件复杂系数为S3,锻件重2.6KG, 确定锻件偏

差为

2.1

6.0

+

-mm。两孔外侧单边加工余量为Z=2mm。粗铣2Z=4.0mm

精铣2Z=1.0mm

2、加工

mm

05

.0

37+

φ

孔

其表面粗糙度要求较高为

1.6

Ra m

μ

，由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取M1根据《工艺手册》表9-21，确定工序尺寸及余量为：

钻孔：

mm 20

φ

钻扩：

35mm φ

扩孔：

mm

7.

36

φ

2Z=1.7

mm

铰孔：

mm

05

.0

37+

φ

2Z=0.2

mm

3、铣

mm

045

.0

30+

φ

孔的侧面

考虑其表面粗糙度要求为

12.5

Ra m

μ

，只要求粗加工，根据《机械加工工艺手册》表2.3-5，取2Z=3

mm

已能满足要求。

4、铣

mm

045

.0

30+

φ

孔的外侧面

考虑其表面粗糙度要求为

50

Ra m

μ

，只要求粗加工，取加工精度F2，锻件材质系数取M1, 复杂系数为S3, 确定锻件偏差为

1.1

5.0

+

-mm。根据《工艺手册》

表2.3-5，取2Z=3mm

已能满足要求。

5、加工

mm

045

.0

30+

φ

孔

其表面粗糙度要求较高为

1.6

Ra m

μ

，毛坯为实心，参照《机械加工工艺手册》，确定工序尺寸为Z=2.0mm。由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取M1,

毛坯尺寸根据《机械加工工艺手册》加工余量分别为：钻孔：?28mm

铰孔：?30mm 2Z=2mm

6、加工

10.5mm φ

孔

其表面粗糙度要求较高为

12.5

Ra m

μ

，毛坯为实心，不出孔，为自由工差。根据《工艺手册》加工余量分别为：

钻孔：?10.5mm 2Z=10.5mm

7、铣宽度为4mm

的开口槽

考虑其表面粗糙度要求为

50

Ra m

μ

，只要求粗加工，根据《工艺手册》表2.3—48，取2Z=2

mm

已能满足要求。

由于本设计规定的零件为大批生产，可采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，可按调整法加工方式予以确定。

（五）、确定切削用量及基本工时

工序I：铣削Φ60mm端面。

1、加工条件

工件材料：35刚正火，模锻。

加工要求：粗铣Φ60mm端面，粗糙度R a=6.3μm.

机床：X51立式铣床。

刀具：硬质合金端铣刀YG6，铣刀直径d0=80mm，齿数z=10

2、计算切削用量

粗铣Φ60mm端面

1）毛坯的长度方向的单边加工余量为22.16.0+-mm，因为7o的拔模斜度，毛坯的长度方向单边最大加工余

量Z max=7mm。为了满足尺寸精度，先分别铣去两个端面5mm的加工余量，后再铣一次，以保证76

2.0

6.0

-

-mm，

即共加工三次。长度加工公差为IT12级。

2）、每齿进给量fz，根据《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《简明手册》）表3.5，机床功率为5～10kw时，fz=0.14~0.24mm/z，现取fz=0.14mm/z。

3）、计算铣削速度：根据《简明手册》表3.16 当d0=80mm，z=10，铣削深度ap≤7.5mm时，可选v t=87m/min，n t=345r/min，v ft=386mm/min

各修正系数为：k mv=k mn=k mv f=1.26

k Bv=k an=k av=1

故

v c=v t k v=87×1.26×1m/min=109.6m/min

n=n t k n=345×1.26×1r/min=435r/min

v f=v ft k v t=386×1.26×1=486mm/min

根据X51铣床说明，选择

n c=380r/min v fc=480mm/min

因此实际切削速度和每齿进给量为

v c=πd0n c/1000=3.14×80×380m/min=95m/min

f zc=v fc/n c z=480/(380×10)mm/z=0.13mm/z

4）、检验机床功率

根据《简明手册》表3.24 当每齿进给量f zc=0.13mm/z，每分进给量为v fc=480mm/min，铣削深度为5mm时，功率为3.8kw，而机床X51的功率是4.5kw，所以机床可以正常工作。

5）、铣削工时

铣削长度l=60mm

刀具切入长度l1=30mm

刀具切出长度l2=3mm

走刀次数：1，故

t=(l+l1+l2)/v fc=(60+30+3)/480min=0.2min

以上是铣一个端面的机动时间，故本工序的机动工时为

t1=3t=3×0.2min=0.6min

工序II：钻、扩、铰Φ37

05

.0

mm孔，倒角1.5×30o

机床：立式钻床Z550

刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀

1、钻Φ20mm孔

进给量：f=0.39~0.43mm/r（见《简化手册》表2.7）

由《工艺手册》表4.2-16的机床说明，取f=0.4mm/r

根据《简明手册》表2.19，可查出这时的轴向力为6500N，而机床允许的最大轴向力是24525N，故f=0.4mm/r可用。

切削速度：v=17m/min（见《简明手册》表2.13和表2.14，按5类加工性考虑）

则主轴转速：

n=(1000v)/(πd0)=270r/min

根据Z550说明书，选择n=250r/min

检验机床功率

根据《简明手册》表2.22，当n=250r/min，v=17m/min，f=0.4mm/r时，所需功率为1.3kw，而机床功率为7kw，故机床可正常工作。计算工时

t=L/(nf)（其中L=l+y+Δ, l=76mm,根据《简明手册》表2.29 y+Δ=10mm）

故

t=(76+10)/(250×0.4)min=0.86min

2、钻孔Φ35mm

根据有关资料介绍，扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之间的关系为：

f=(1.2~1.8)f钻

v=(2

1

~

3

1

)v钻

而

f钻=0.60~0.70mm/r（见《简明手册》表2.7）现取f钻=0.6mm/r

v钻=14m/min（见《简明手册》表2.13）

令

f=1.5f钻=0.9mm/r，根据机床说明，恰有f=0.9mm/r可选

v=0.4v钻=5.6m/min

所以，主轴转速为：

n=(1000v)/(πd0)=(1000×5.6)/(π×35)r/min=51r/min

按机床说明选：

n=47r/min

所以实际切削速度为：

v=(π×35×47)/1000m/min=5.2m/min

计算工时：

t=L/(nf)(其中L=l+ y+Δ，l=76mm, 根据《简明手册》表2.29 y+Δ=15mm) 所以

t=(76+15)/(47×0.9)min=2.15min

3、扩Φ36.75mm孔

1）进给量

根据《简明手册》表2.10，进给量为：

f=0.9~1.1mm/r，

又根据机床说明，选f=0.9mm/r

2)切削速度

根据有关资料，确定为

v=0.4v钻

其中v钻=12m/min（见《简明手册》表2.13），故

v=0.4v钻=0.4×12m/min=4.8m/min

所以主轴转速为

n=(1000×4.8)/(π×36.75)r/min=42r/min 按机床说明，取n=47r/min

所以实际切削速度为

v=(π×36.75×47)/1000m/min=5.4m/min

3)计算工时

刀具切入长度l1=3mm，切出长度l2=1.5mm

所以

t=(76+3+1.5)/(47×0.9)min=1.9min

4铰Φ37

05

.0

+

mm孔

1）进给量

根据《简明手册》表2.11 为f=1.3~2.8mm/r

又根据机床说明，确定为

f=1.8mm/r

2)切削速度

根据《简明手册》表2.24 v=5~7m/min,现取v=6m/min

则主轴转速为

n=(1000×v)/(πd0)=(1000×6)/(3.14×3)r/min=52r/min

由机床说明，确定为

n=47r/min

所以实际切削速度为

v=(π×37×47)/1000=5.5m/min

4)计算工时

t=L/(nf)（其中L=l+ y+Δ，l=76mm，根据《简明手册》表2.29 y+Δ=15mm）所以

t=(76+15)/(47×1.8)min=1.08min

5)倒角1.5×30o

使用150o锪钻，钻速n=185r/min，手动进给。

工序Ⅲ：粗铣

mm

045

.0

30+

φ

二孔端面

1）、加工条件：工件材料，35钢正火，模锻有外皮。

工件尺寸：加工约为R24圆大小的平面，加工余量约为3mm.

刀具：标准直柄立铣刀，Z=6，用乳化液作为切削液。

机床：X52K 立式铣床

2）、计算切削用量

已知毛坯长度方向加工余量为3mm，考虑5错误!未找到引用源。的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的加工余量为Z=3.5mm，故分二次加工，ap=2mm计。进给量f，根据《切削用量简明手册》表3.4，当刀杆18mm X 25mm，a p≤3mm，工件直径为24mm时，f=0.08~0.05mm/r，取f=0.08mm/r

计算切削速度，根据《切削用量简明手册》表3.27，切削速度的公式为（取寿命T=60min）。

V c=c v d o q v k v/T m a p fa e u v z pv

,由于毛坯为锻件，所以修正系数为kv=0.8，cv=21.5，qv=0.45，xv=0.1，yv=0.5，uv=0.5，p v=0.1，m=0.33，所以v c= 21.5X18X0.45X0.8 / 600.33X2X0.08X24X0.5X0.1X0.5X60.1=30 m/min

取v=30，d o=18代入以下公式得

机床主轴转速n：n=1000r/πdo=1000X30 / 3.14X18=530r/min

根据《机械制造工艺简介手册》表4.2—36，取n=600r/min

实际切削速度v’：v’=πd o n/1000=3.14X18X600/1000=33.9m/min

工作台每分进给量fm：f m=f z n w=0.08X6X600=288mm/min

被切削层长度: l=24mm

刀具切入长度：l1=9mm

刀具切出长度：l2=2mm

本工序要走刀两次，所以机动时间：t1=(l+l1+l2)X2/f m=(24+9+2)X2/288=0.24min

本工序加工两个端面，故加工工时为：t=2t1=0.48min

工序Ⅳ：以互为基准的方式加工Φ30孔的两个外端面

由于两外端面的特征性质和上一工序端面的性质基本一致，故切削用量和加工工时是一样的。

取，（1）切削深度a p=2mm，进给量f=0.08mm/z

（2）切削速度：v=33.9m/min

（3）机动时间：0.48min

工序Ⅴ：钻、扩

mm

045

.0

30+

φ

二孔

钻孔Φ25mm，机床Z35钻床

确定进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.7，当钢的σb<800mpa，d o=Φ25mm时，f=0.39~0.47mm/r。由于本零件在加工Φ25mm孔时属于低刚度

零件，进给量应乘以系数0.75，则

F=（0.39~0.47）X0.75=0.29~0.35（mm/r）

根据X52K立式铣床说明书，取f=0.35mm/r。

切削速度：根据《切削用量简明手册》表2.13及2.14，查得切削速度v=22m/min。

所以：n s=1000X22 / 错误!未找到引用源。X25=280r/min,

根据《机械制造工艺手册》表4.2—12，机床最接近的转速为265r/min，

则实际切削速度为：v=πdwnw/1000=20.8m/min

切削工时：l=22mm，l1=10mm，l2=3mm

则机动加工工时为t1=（l+l1+l2）/fn=0.32min

由于零件有两个孔，而且中间有较大一段空行程，取空行程用的时间为手动加速，t2=0.5min

本工步总时间是：t=2t1+t2=1.14,min

扩钻Φ29mm孔

利用Φ29mm的钻头对Φ25mm的孔进行扩钻。根据有关规定，扩钻的切削用量可以根据钻孔的切削用量选取F=（1.2~1.8）f钻=（1.2~1.8）X0.35=0.42~0.63mm/r

取f=0.63mm/r

V=（1/2~1/3）X24.7=12.35~8.1m/min

则机床的主轴转速：n=1000v/πX29=135~88.9r/min

根据《机械制造工艺手册》表4.2—12，在这区域的机床转速为n=132r/min，

则实际切削速度为：v=πd w n/1000=12m/min

加工工时：被切削长度：l=22，l1=10，l2=3

t1=（l+l1+l2）/fn=0.42min

本工步加工工时：t=2t1+t2=0.84+0.5=1.34min

精扩孔

mm

045

.0

30+

φ

是满足尺寸精度要求

有：f=（0.9~1.2）X0.7=0.63~0.84mm/r，

取f=0.72mm/r

切削速度：n=68r/min, 则v=8.26m/min

加工工时：l=22mm, l1=10mm, l2=3mm

t1=(22+10+3)/fn=0.71min

本工步的总工时为：t=2t1+t2=1.42+0.5=1.92min

4、倒角1X45°双面

采用90°惚钻。

为缩短辅助时间，取倒角是的主轴转速与扩孔时相同：

n=68r/min

手动进给。

工序VI 钻二孔Φ10.5，采用Z35钻床

为提高生产效率，采用Φ10.5的钻头一次加工完成。

进给量：由《切削用量简明手册.》表2.7得，在直径为10.5的进给量为

f=0.25~0.31mm/r

取f=0.31mm/r,

由《切削手册》表2.13查得，切削速度为：v=17m/min

机床主轴转速：n=1000v/πd=515.4r/min

由《机械制造工艺手册》表4.2—12有，最接近的转速为n=530r/min

则，实际切削速度为：v=17.5m/min

再由其中的表6.2—5有，l=24mm,l1=5mm, l2=3mm,

则加工工时：t1=(l+l1+l2)/nf=0.19min

本工序有两个孔要加工，所以有：t=2t1=0.38min

工序VII 铣双耳开缝

为了简化整个零件的加工设备，本工序选用和上面工序相同的机床，X52k铣床

刀具：Φ60的锯片铣刀，细齿，z=48，厚度l=4mm

进给量：由《切削用量简明手册》表3.4查得，当直径为60mm时，进给量f=0.02~0.01mm/z

取f=0.02mm/z.

切削速度：

参照《机械制造工艺手册》取v=235m/min

则机床主轴转速：n=1000X235/(3.14X 60)=1247r/min

由《切削用量简明手册》有，最近为n=1180r/min，

则实际切削速度为：v=πx60X1180/1000=222m/min

机动工时l=14mm ，l1=3mm ，l2=2mm

t1=(l+l1+l2)/nf=0.8min

本工序总加工时间：t=2t1=1.6min

三、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，需要设计专用夹具。

经过与指导老师协商，决定设计第I道工序——铣削Φ60mm端面。本夹具将用于X51立式铣床，刀具为硬质合金端铣刀YG6

（一）提出问题

本夹具用来铣削Φ60mm 端面加工本道工序时，该平面表面粗糙度没有过高的精度要求，但2面距离有较高的尺寸精度。因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证两平面的定位，如何降低劳动强度、提高劳动生产率。

（二）夹具设计

1、定位基准的饿选择

由零件图可知，以?52mm 的外圆柱和?37mm 孔的一个端面为定位基准，采用V 形块来做定位，平面支架辅助支承，同时为了缩短本工序的辅助时间，应设计一个可以快速更换工件的夹紧装置，采用气动夹紧。 2、切削力和夹紧力的计算

刀具：硬质合金端铣刀YG6，?80mm ，z=20

F

F F F F

w q u e y z x p F n

d z a f C F 0a =

（见《切学手册》表3.28）

其中：F C =245,p a =3.1mm ，F x =0.15，z f =0.14mm,F y =0.35,e a =40mm(在加工表面测量的近似

值)F u =0.2,

0d =80mm ，F q =0.2,F w =0,z =20

所以 12708010

4014.01.32452

.02.035.015.0=????=F (N)

因为就一把刀铣削，实

F =1270（N ）

水平分力：H F =1.1实

F =1397(N)

垂直分力：

V F =0.3实F =381(N)

在计算切削力时，必须把安全系数考虑在。安全系数K=4

321K K K K 。

其中：1K 为基本安全系数1.5； 2K 为加工性质系数1.1；

3K 为刀具钝化系数1.1；

4K 为断续切削系数1.1;

所以 278913971.11.11.15.1'=????==H KF F (N ）

选用气缸-斜楔夹紧机构，楔角?=10α，其结构形式选用IV 型，则扩力比i=3.42。 为克服水平切削力，实际夹紧力N 应为

所以 2

1f f KF N H +=

其中

1f 及2f 为夹具定位面及加紧面上的摩擦系数，1f =2f =0.25。则

5578

5.02789==N （N ）

气缸选用mm 100φ。当压缩空气单位压力p=0.5MPa 时，气缸推力为3900N 。由于已知斜楔机构的扩力比i=3.42，故

由气缸产生的实际夹紧力为 )

(1333842.339003900N i N =?==气

此时气N

已大于所需的5578N 的夹紧力，故本夹具可安全工作。

3、定位误差分析

定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为60φ端面的另一面，该圆柱面是直接锻造成，它的平面度会影响

到MM 2.0-6

.0-76的尺寸要求，但影响的作用很小，在要求围。 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的辅助定位元件为52φ的外圆柱，该圆柱是直接锻造成，他的圆柱度会直接影响到

60 端面的直径大小。但该圆面的面积尺寸没有公差要求，所以影响很小。

4.夹具设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率，为此，应首先着眼于机动夹紧装置以减少更换工件的辅助时间。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床就选择了气动加紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这样将是整个夹具过于庞大，因此应首先设法降低切削力。而且本夹具总体结构设计比较简单、紧凑。

四、参考文献

《机械制造工艺设计简明手册》…………………………. 《切削用量简明手册》 《切削手册》

《夹具工程师手册》………………文剑编，科学技术 《机械制造技术基础》…………..曾志新编，理工大学

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