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序 言
機械制造工藝學(xué)設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程以及專業(yè)課程并進行了生產(chǎn)實習(xí)以后進行的一次畢業(yè)設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。其目的培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)和基礎(chǔ)理論知識，獨立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題能力，樹立正確的設(shè)計思想和工作作風(fēng)。畢業(yè)設(shè)計說明書不只反映了設(shè)計的思想內(nèi)容，方法和步驟，而且還反映了學(xué)生的文理修養(yǎng)和作風(fēng)。
這是我們結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)對所學(xué)課程的一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，又是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們大四年的學(xué)生活中占有重要地位。
本書在編寫過程中，得到了指導(dǎo)老師鄧興貴教授和各位老師及同學(xué)的大力支持和熱心幫助，在此表示謝意。
由于本人水平有限，說明書中有一些錯誤和欠妥之處, 歡迎各位老師及同學(xué)提出意見和建議。
1. 零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給定的零件是解放牌汽車的后橋差速器殼（見附圖1）。汽車差速器是驅(qū)動轎的主件。差速器的作用就是在向兩邊半軸傳遞動力的同時，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。普通差速器由行星齒輪、差速器殼（行星輪架）、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動機的動力經(jīng)傳動軸進入差速器，直接驅(qū)動差速器殼帶動行星輪軸，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅(qū)動左、右車輪。
1.2 零件的工藝分析
差速器殼的零件可以分四組加工表面，圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：現(xiàn)分?jǐn)⑷缦拢?
1.零件上各段外圓表面：
ф50 公差等級 IT6，粗糙度Ra 1.6。
ф154 公差等級 IT7，粗糙度Ra 1.6。
ф200 粗糙度Ra 12.5。
ф150 粗糙度Ra 6.3。
2.內(nèi)圓孔表面：
ф40 公差等級IT11，粗糙度Ra 6.3。
ф50 公差等級IT8，粗糙度Ra 1.6。
ф122 公差等級IT10 ，粗糙度Ra 6.3。
ф130 公差等級IT7。
3.端面：
ф50端面，粗糙度Ra 12.5
ф50臺階面，粗糙度Ra 3.2
ф200前端面，粗糙度Ra6.3
ф200后端面，粗糙度Ra3.2
4.凸臺孔系
凸臺上距中心線74.5的平面，粗糙度Ra 6.3
2×ф22H8 公差等級IT8，粗糙度Ra 3.2。
2×ф8H8 公差等級IT8，粗糙度Ra 3.2。
ф4H13 公差等級IT8
12×ф12.5
他們之間的要求：
1.基準(zhǔn)A2為孔ф50H8，基準(zhǔn)A3為孔ф130H7。
2.ф50外圓對A2-A3基準(zhǔn)的跳動為0.03，位置度為ф0.03，精度等級：6級。
3.ф154、ф122內(nèi)孔對A2-A3基準(zhǔn)跳動為0.05，精度等級：8級。
4.兩ф20孔之間的同軸度要求為0.025，精度等級： 6級。
5.ф200端面及后端面對基準(zhǔn)A2-A3的跳動為0.05、0.06，精度等級：8級。
6.兩ф20孔對A2-A3基準(zhǔn)位置度為ф0.06，精度等級：8級。
7.ф8H孔對兩ф20孔的位置度為0.1，精度等級：8級。
8.12個ф12.5的孔對A3的位置度為0.2，精度等級：8級。
由上分析可知，對于這幾組加工表面，可以先加工好端面，內(nèi)外圓表面可以用加工好的端面為基準(zhǔn)先加工其中一組，然后借助專用夾具加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。
2. 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為QT420-10，球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，具有很高的強度，又有良好的塑性和韌性，起綜合性能接近鋼，其鑄性能好，成本低廉，生產(chǎn)方便，工業(yè)中廣泛應(yīng)用。由于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用砂型機械造型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
2.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，若工件必須保證不加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求，如壁厚均勻，先取不加工表面做粗基準(zhǔn)）可以取鑄件的大端作粗基準(zhǔn)加工小端面，再以小端面為基準(zhǔn)加工大端面，也可以取鑄件的兩個凸臺作為粗基準(zhǔn)，先加工好端面和要求不高的ф200外圓。
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（互為基準(zhǔn)原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，外圓和內(nèi)圓兩組加工表面相互之間有一定的精度要求，內(nèi)圓粗加工時可以先選擇加工好的端面作為加工基準(zhǔn)，再以粗加工好的內(nèi)圓表面為基準(zhǔn)粗加工外圓表面，然后以粗加工好外圓表面為基準(zhǔn)精加工內(nèi)圓，最后再以基準(zhǔn)精加工好的內(nèi)圓精加工外圓。
后面加工零件肩上的行星輪軸孔可以用夾具以大端面為基準(zhǔn)銑出兩側(cè)平面，再用專用夾具以端面和平面為基準(zhǔn)加工孔。
2.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機床配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
2.3.1. 工藝線路方案一
工序Ⅰ 鑄造。
工序Ⅱ 熱處理：正火。
工序Ⅲ 銑兩端面。
工序Ⅳ 粗、半精車ф50、ф150、ф154外圓，車ф200外圓，
工序Ⅴ 粗鏜ф40、ф50、ф122、ф130孔。
工序Ⅵ 精鏜ф50及端面、ф40、ф122、ф130孔，倒角。
工序Ⅶ 精車ф50，ф154外圓及端面，倒角。
工序Ⅷ 銑兩凸臺上平面。
工序Ⅸ 鉆ф4孔。
工序Ⅹ 鉆、絞兩組ф22、ф8孔，ф8孔倒角。
工序Ⅺ 鉆大端法蘭上12個ф12.5孔。
工序Ⅻ 去毛刺，檢查。
2.3.2 工藝路線方案二
工序Ⅰ 鑄造。
工序Ⅱ 熱處理：退火。
工序Ⅲ 粗車、精車ф200及端面，倒角，鉆ф40孔，粗鏜ф40、ф50孔及端面、ф122、ф130孔。
工序Ⅳ 粗、半精車ф50、ф154外圓及端面，車凸臺上ф150外圓。
工序Ⅴ 精鏜ф50及端面、ф122、ф130孔，倒角。
工序Ⅵ 精車ф50，ф154外圓及端面，倒角。
工序Ⅶ 銑兩凸臺上平面。
工序Ⅷ 鉆ф4孔。
工序Ⅸ 鉆、絞兩組ф22、ф8孔，ф8孔倒角。
工序Ⅹ 鉆大端法蘭上12個ф12.5孔。
工序Ⅺ 去毛刺，檢查。
2.3.3. 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：方案一在銑床上先加工小端面，再以小端面定位加工大端面，方案二是在車床上車出大端面，直接粗鏜內(nèi)孔，然后以孔和大端面定位，加工其它部分。兩相比較起來可以看出，方案二的裝夾次數(shù)要少于前者，精度更高，對工人的技術(shù)水平要求低一些。在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。但是仔細(xì)考慮，在線路二中，工序Ⅲ中在車床上鉆ф40孔再鏜孔刀具伸出太長，改為下一道工序中鉆，鉆后不再在車床上鏜孔，精度不高，最后再在金剛鏜床上一次加工即可。工序Ⅳ中粗、半精車ф50、ф154外圓及端面一次裝夾不便，改為分開兩頭加工兩道工序，因此，最后的加工工藝路線確定如下：
工序Ⅰ 鑄造。
工序Ⅱ 熱處理：退火。
工序Ⅲ 車ф200及端面，倒角，粗鏜ф50及端面、ф122、ф130孔。以兩凸臺側(cè)面為粗基準(zhǔn)，粗。半、精車ф50孔端面。選用CA6140臥式車床及專用夾具。
工序Ⅳ 鉆ф40孔，粗、半精車ф50外圓及端面，倒角。以加工好的端面和外圓定位，選用CA6140臥式車床及專用夾具。
工序Ⅴ 車ф150外圓，粗、半精車ф150外圓及端面，倒角。以加工好的端面和外圓定位，選用CA6140臥式車床及專用夾具。
工序Ⅵ 精鏜ф50、ф122、ф130孔，以端面和ф154外圓定位，選用T740K金剛鏜床及專用夾具。
工序Ⅶ 精車ф50、ф154外圓及端面，倒角。以加工好的ф50、ф130孔定位，選用CA6140臥式車床及專用夾具。
工序Ⅷ 銑兩凸臺上平面。以加工好的ф50、ф130孔定位，選用X53K立式銑床及專用夾具。
工序Ⅸ 鉆ф4孔。以ф50孔和端面定位，選用Z525立式鉆床及專用夾具。
工序Ⅹ 鉆、絞兩組ф22、ф8孔，ф8孔倒角。以ф50、ф130孔和端面定位，選用Z525立式鉆床及專用夾具。
工序Ⅺ 鉆大端法蘭上12個ф12.5孔。以ф130孔及端面定位，選用Z3025搖臂鉆床及專用夾具。
工序XII 去毛刺，檢查。
以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
差速器殼零件材料為QT420-10，硬度為156～197HBS，毛坯質(zhì)量約為2.4kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用砂型機械造型鑄造。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-5，毛坯鑄造精度等級取9G。
根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
2.4.1 外圓表面
⑴.ф50mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差為2，所以其外圓毛坯名義直徑為ф551mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—2至2.3—5，確定ф50外圓的加工余量和工序間余量分布見下圖：
圖1-1毛坯余量分布圖
由圖可知：
毛坯名義直徑：
50＋2.5×2＝55 mm
毛坯最大直徑：
55＋2/2=55 mm
毛坯最小直徑：
55-2/2=53 mm
粗車后最大直徑：
55-3.5=51.5 mm
粗車后最小直徑：
51.5-0.39=51.11 mm
半精車后最大直徑：
51.5-1.2=50.3 mm
半精車后最小直徑：
50.3-0.062=50.238 mm
精車后尺寸為零件尺寸，即ф50 mm
將上剛上敘計算的工序間尺寸及公差整理成表1.1。
表1.1 加工余量計算表
工序名稱
工序余量（mm）
工序基本尺寸
(mm)
工序尺寸及公差(mm)
精車外圓
0.3
50
ф50
半精車外圓
1.2
50+0.3=50.3
ф50.3
粗車外圓
3.5
50.3+1.2=51.5
ф51.5
毛坯
50+5=55
ф551
⑵.ф200
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量為4mm，尺寸公差為2.8，所以其外圓毛坯名義直徑為ф2081.4mm。
參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—2至2.3—5，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：ф2081.4mm
車：ф200mm 2Z=8mm
⑶.ф154
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量為3mm，尺寸公差為2.5，所以其外圓毛坯名義直徑為ф1601.25mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—2至2.3—5，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：ф1601.25mm
粗車：ф155.6mm 2Z=4.4mm
半精車：ф154.3mm 2Z=1.3mm
精車：ф154mm ? 2Z=0.3mm
⑷.ф150
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量為3mm，尺寸公差為2.5，所以其外圓毛坯名義直徑為ф1561.25mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—2至2.3—5，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：ф1561.25mm
車：ф150mm 2Z=6mm
2.4.2 內(nèi)圓表面
⑴.ф130mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5，所以其孔毛坯名義直徑為ф1241.25mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：ф1241.2mm
粗鏜：ф129.5mm 2Z=5.5mm
半精鏜：ф129.9mm 2Z=0.4mm
精鏜：ф130mm 2Z=0.1mm
⑵.ф50mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差為2mm，所以其孔毛坯名義直徑為ф451mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：ф451mm
粗鏜：ф49.6mm 2Z=4.5mm
半精鏜：ф49.9mm 2Z=0.4mm
精鏜：ф50mm 2Z=0.1mm
⑶.ф122mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5mm，所以其孔毛坯名義直徑為ф1161.25mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：ф451mm
粗鏜：ф121.6mm 2Z=5.5mm
半精鏜：ф122mm 2Z=0.4mm
⑷.ф40mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差為2mm，所以其孔毛坯名義直徑為ф351mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：ф351mm
鉆孔：ф39.5mm 2Z=4.5mm
鏜： ф40mm 2Z=0.5mm
2.4.3 端面
⑴.ф200前端面
毛坯： 160mm
粗車：157mm Z=3mm
⑵. ф50端面
車前：157mm
粗車：153mm Z=4mm
⑶.ф50臺階面
車前： 135.5mm
粗車：134.5mm Z=1mm
半精車：133.5mm Z=1mm
⑷.ф200后端面
車前：11mm
粗車：9mm Z=2mm
半精車：8 mm Z=1mm
2.4.4 凸臺孔系
⑴.凸臺上平面
銑前：距中心線75
銑后：距中心線74.5， Z=0.5mm
⑵.2×ф22H8孔
鉆：ф20 2Z=20mm
擴鉆：ф21.8 2Z=1.8mm
絞：ф22 2Z=0.2mm
⑶.2×ф8H8孔
鉆：ф7.8孔 2Z=7.8mm
絞：ф8 2Z=0.2mm
⑷.ф4H13、12×ф12.5 孔
一次鉆好即可。
2.5 確定切削用量及基本工時
工序Ⅰ 鑄造。
工序Ⅱ 熱處理：退火。
工序Ⅲ 粗車、精車大頭ф200及端面，倒角。粗鏜ф50及端面、ф122、ф130孔。
2.5.3.1 加工條件
工件材料：QT420-10，鑄造
加工要求：車大頭ф200外圓及端面，倒角。Ra 6.3。
機床：CA6140臥式車床。
刀具：刀片材料YG6，刀稈尺寸25×25mm，k=90°,a=5。
2.5.3.2 計算切削用量
⑴車ф200端面
1）切削深度：余量Z=3mm，分兩次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13，車刀刀桿尺寸：25×25mm，
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度： 查《工藝師手冊》表27-12，其速度計算公式為
V=k （m/min） ………………………………2.1
式中T=60min,C=158,x=0.15,y=0.40,m=0.2
查《工藝師手冊》表27-17,修正系數(shù)取
k=0.85, k=0.6, k=1.2, k=0.89, k=1.0,
k=0.85×0.6×1.2×0.89×1.0=0.54
V==33.4（m/min）
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===51.4（r/min）
按照機床說明書，取n=50r/min
所以實際切削速度：
V= n= =32.67 (m/min)
5）檢驗機床功率：
主切削力 查《工藝師手冊》 表2-14
F=Cafvk………………………………2.2
式中C=900 ,x=1.0 , y=0.85 , n=0, k=0.89 , k=1.0
主偏角k=90o , k=0.89
代入公式得
F=
=1629 (N)
切削時消耗功率：
P===0.87（KW）
CA6140機床電機功率為7.5KW, 所以機床功率足夠。
6）檢驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力為徑向切削力F
參考《工藝師手冊》
F=Cafvk ………………………………2.3
其中C=530, x=0.90, y=0.75, n=0
查表27—16《機械工藝師手冊》
k=0.89,
代入得：
F=530×1.5×1.02×1×0.89
=881(N)
軸向切削力（走刀力）：查表2-17《機械工藝師手冊》
F=Cafvk ………………………………2.4
其中 C=450, x=1.0, y=0.4 , n=0 , k=0.89
軸向切削力：
F=450×1.5×1.02×1×0.89
=801(N)
取機床導(dǎo)軌與床鞍摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)C床的作用力：
F= F+u（F+ F）
=1049(N)
查機床說明書，機床最大縱向力為3530N,故機床進給系統(tǒng)可以正常工作.
7）切削工時:
……………………………………2.5
其中：L=++2+3=45 (mm)
代入得：
T==1.96 (min)
2.車ф200外圓
1）切削深度：余量Z=4mm，分兩次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度
查《工藝師手冊》表27-12：
V=k
==33.4(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===51.4r/min
按照機床說明書，取n=50r/min
所以實際切削速度：
V= n= =32.67m/min
5）檢驗機床功率：
主切削力 查《工藝師手冊》 表2-14
F=Cafvk ………………………………2.6
式中C=900 ,x=1.0 , y=0.85 , n=0，
k=0.89 k=1.0， k=0.89
代入公式得
F=
=2729(N)
切削時消耗功率：
P===1.48（KW）
CA6140機床電機功率為7.5KW, 所以機床功率足夠。
6）檢驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力為徑向切削力F
參考《工藝師手冊》
F=Cafvk ………………………………2.7
其中C=530, x=0.90, y=0.75, n=0
查表27—16《機械工藝師手冊》
k=0.89,
代入得：
F=530×3.35×1.02×1×0.89
=1416(N)
軸向切削力（走刀力）：查表2-17《機械工藝師手冊》
F=Cafvk ………………………………2.8
其中 C=450, x=1.0, y=0.4 , n=0 , k=0.89
軸向切削力：
F=450×3.35×1.02×1×0.89
=1351(N)
取機床導(dǎo)軌與床鞍摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)C床的作用力：
F= F+u（F+ F）
=1765(N)
查機床說明書，機床最大縱向力為3530N,故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。
7）切削工時：
刀具行程L==14+2+2+2=45 (mm)
=×2=0.78(min)
3.粗鏜ф130孔
1）切削深度：余量Z=2.75mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15
f=0.15～0.4(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.41mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=46.6(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===119(r/min)
按照機床說明書，取n=125r/min
所以實際切削速度：
V= n= 125 =48.7(m/min)
5）檢驗機床功率：
主切削力 查《工藝師手冊》 表2-14
F=Cafvk==1526(N)
切削時消耗功率：
P===1.24（KW）
CA6140機床電機功率為7.5KW, 所以機床功率足夠。
6）檢驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力為徑向切削力F
參考《工藝師手冊》
F=Cafvk
=530×2.75×0.41×1×0.89
=676(N)
軸向切削力（走刀力）：查表2-17《機械工藝師手冊》
F=Cafvk
=450×2.75×0.41×1×0.89
=763(N)
取機床導(dǎo)軌與床鞍摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)C床的作用力：
F= F+u（F+ F）
=904(N)
查機床說明書，機床最大縱向力為3530N,故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。
7）切削工時:
刀具行程L==8+2+3=13 (mm)
==0.26(min)
4.粗鏜ф122孔
1）切削深度：余量Z=2.8mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15，
f=0.15～.04mm/r,此處為非連續(xù)表面，查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k ………………………………2.9
取T=60min,C=158,x=0.15,y=0.40,m=0.2
查《工藝師手冊》表27-17
k=0.85, k=0.6, k=1.2, k=0.89, k=1.0,
k=0.85×0.6×1.2×0.89×1.0=0.54
V==52.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===143(r/min)
按照機床說明書，取n=125r/min。
所以實際切削速度：
V= n=125=45.5(m/min)
5）切削工時:
刀具行程L==50+3+3=56 (mm)
==1.49(min)
5.粗鏜ф50孔
1）切削深度：余量Z=2.3mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=40.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===284(r/min)
按照機床說明書，取n=250r/min。
所以實際切削速度：
V= n=250=35.3(m/min)
5）切削工時:
刀具行程L==19+2+3=22 mm
==0.29(min)
6.粗鏜ф50孔端面
1）切削深度：余量Z=2mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=54.8(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===212(r/min)
按照機床說明書，取n=200r/min。
所以實際切削速度：
V= n=200=51.5 (m/min)
5）切削工時:
刀具行程L==++2+3=21 (mm)
==0.35 (min)
6.半精鏜ф50孔端面
1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=60.6(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===245(r/min)
按照機床說明書，取n=250r/min。
所以實際切削速度：
V= n=250=61.4(m/min)
5）切削工時:
刀具行程L==++2+3=21 (mm)
==0.028 (min)
工序Ⅳ 鉆ф40孔，粗、半精車ф50外圓及端面。
2.5.4.1 加工條件
工件材料：QT420-10，鑄造
加工要求：鉆ф40孔，粗、半精車ф50、ф154外圓及端面，車ф150外圓。
機床：C6140臥式車床。
刀具：鉆孔ф39.5錐柄高速鋼麻花鉆加鉆套，車刀刀片材料YG6，刀稈尺寸25×25mm，k=90°,a=5°。
2.5.4.2 計算切削用量
⑴鉆ф40鑄造孔至ф39.5
1）切削深度：考慮拔摸斜度，余量2Z=8mm，鉆削一次。
2）進給量：手動進給。
查《工藝師手冊》表28-32,V=18.7m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===148(r/min)
按照機床說明書，取n=160r/min。
所以實際切削速度：
V= n=160=21.7(m/min)
⑵車ф50端面
1）切削深度：余量Z=4mm，分兩次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=33.4(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===212 (r/min)
按照機床說明書，取n=200 r/min
所以實際切削速度：
V= n=200 =31.4(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==++2+3=15 (mm)
=2=0.146 (min)
⑶粗車ф50外圓
1）切削深度：余量Z=1.75mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=36.5(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===211 (r/min)
按照機床說明書，取n=200 r/min
所以實際切削速度：
V= n=200 =31.4(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==20++3=23 (mm)
==0.112 (min)
⑷粗車ф50階梯面
1）切削深度：余量Z=2mm，可一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=33.4(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===171 (r/min)
按照機床說明書，取n=160 r/min
所以實際切削速度：
V= n=160 =31.1(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==++2+3=15 (mm)
==0.073 (min)
⑸半精車ф50外圓
1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.55～0.7(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.61mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=48.9(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===302 (r/min)
按照機床說明書，取n=320 r/min
所以實際切削速度：
V= n=320 =51.7(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==20++3=23 mm
==0.117 (min)
工序V：車ф150外圓，粗、半精車ф154外圓及端面
2.5.5.1 加工條件
工件材料：QT420-10，鑄造
加工要求：車大頭ф200外圓及端面，倒角。Ra 6.3。
機床：CA6140臥式車床。
刀具：刀片材料YG6，刀稈尺寸25×25mm，k=90°,a=5°。
2.5.5.2 計算切削用量
⑴.車ф150外圓
1）切削深度：余量Z=3mm，分兩次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，加工表面不連續(xù)，取f=0.81mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=35.9(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===73.2 (r/min)
按照機床說明書，取n=80 r/min
所以實際切削速度：
V= n=80 =39.1(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==78+0+2=80 mm
=2=2.46 (min)
⑵.粗車ф154外圓
1）切削深度：余量Z=2.2mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=33.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===65(r/min)
按照機床說明書，取n=63 r/min
所以實際切削速度：
V= n=63 =31.6(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==16+0+2=18 mm
==0.28(min)
⑶.半精車ф154外圓
1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.55～0.7(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.61mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=48.9(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===101 (r/min)
按照機床說明書，取n=100 r/min
所以實際切削速度：
V= n=100 =48.3(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==16+0+2=18 mm
==0.295(min)
⑵.粗車ф154端面
1）切削深度：余量Z=2mm，可一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=33.6(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===53.5 (r/min)
按照機床說明書，取n=50 r/min
所以實際切削速度：
V= n=50 =31.4(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==++2+3=15 (mm)
==0.294 (min)
工序VI 精鏜ф40、ф50、ф122、ф130孔，以端面和ф154外圓定位，選用T740K精鏜床及專用夾具。
5.5.6.1 加工條件
工件材料：QT420-10
加工要求：精鏜ф50、ф122、ф130孔。
機床：T740K金剛鏜床
刀具：金剛石鏜刀
5.5.6.2 計算切削用量
⑴.半精鏜ф130孔
1）切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，取f=0.08mm/r
3）計算切削速度 查有關(guān)資料,V=150～500 m/min,取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===489 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=489 (r/min)
5）切削工時
刀具行程L=其中：=8+2+3=13 mm
==0.332 (min)
⑵.半精鏜ф122孔
1）切削深度：余量Z=0.25mm，可以一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，現(xiàn)取f=0.08mm/r
3）計算切削速度 ，查有關(guān)資料：
V=150～500 m/min
取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===521 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=521 r/min
5）切削工時
刀具行程L==51+2+3=56 mm
==1.34(min)
⑶.半精鏜ф50孔
1）切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，取f=0.08mm/r
3）計算切削速度,取V=200m/min。
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1170 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=1170 r/min
5）切削工時
刀具行程L==19+2+3=22 mm
==0.235 (min)
⑷.半精鏜ф40孔
1）切削深度：余量Z=0.3mm，可以一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，現(xiàn)取f=0.08mm/r
3）計算切削速度 ，取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1590 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=1590 r/min
5）切削工時
刀具行程L==39+2+3=42 mm
==0.33 (min)
⑸.精鏜ф130孔
1）切削深度：余量Z=0.05mm，一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，取f=0.05mm/r
3）計算切削速度，取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===489 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=489 r/min
5）切削工時
刀具行程L==8+2+3=13 mm
==0.531 (min)
⑹.精鏜ф50孔
1）切削深度：余量Z=0.05mm，可以一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，取f=0.05mm/r
3）計算切削速度 查有關(guān)資料
V=150～500 m/min
取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1170 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=1170 r/min
5）切削工時
刀具行程L==19+2+3=22 mm
==0.376(min)
工序VII 精車ф50、ф154外圓及端面
2.5.7.1加工條件
工件材料：QT420-10
加工要求：精車ф50、ф154外圓及端面。
機床：CA6140臥式車床。
刀具：刀片材料YG6，刀稈尺寸25×25mm，k=90°,a=5°。
2.5.7.2計算切削用量
⑴精車ф50外圓
1）切削深度：余量Z=0.15mm，一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.15～0.25(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.2mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=95.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===605 (r/min)
按照機床說明書，取n=560 r/min
所以實際切削速度：
V= n=560 =87.9（m/min）
5）切削工時
刀具行程L==20++3=23 (mm)
==0.205 (min)
⑵精車ф50臺階面
1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.25～0.4(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k]
=
=60.8(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===387 (r/min)
按照機床說明書，取n=400 r/min
所以實際切削速度：
V= n=400 =62.8(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==20++3=23 (mm)
==0.091( min)
⑶精車ф154外圓
1）切削深度：余量Z=0.15mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.15～0.25(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.2mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=95.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===196 (r/min)
按照機床說明書，取n=200 r/min
所以實際切削速度：
V= n=200 =96.7(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==16+0+2=18 (mm)
==0.45(min)_
⑷精車ф154后端面
1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.25～0.4(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=64.2(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===132 (r/min)
按照機床說明書，取n=125 r/min
所以實際切削速度：
V= n=125 =60.5(m/min)
5）切削工時
刀具行程=+0+3=24 (mm)
==0.64 (min)
工序VIII 銑兩凸臺上平面。
2.5.8.1 加工條件
工件材料：QT420-10
加工要求：銑兩凸臺上平面,R=6.3。
機床：X53K立式銑床。
刀具：ф50標(biāo)準(zhǔn)高速鋼錐柄立銑刀，齒數(shù)為6。
2.5.8.2 切削用量
查《工藝師手冊》表3-30
V=0.25～0.35 m/s,取0.2 m/s即18m/min,
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===114 (r/min)
按照機床說明書，取n=118 r/min
所以實際切削速度：
V= n=118 =18.5(m/min)
查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-28,每齒進給量af=0.07～0.18mm，取0.1mm，
工作臺進給速度
=0.16118=70.8 (mm/min)
取縱向進給速度=75 mm/min,
切削工時:
T= ………………………………………2.10
其中：l =40 mm
代入得：
t==0.533(min)
工序IX 鉆ф4孔。以ф50孔和端面定位，選用Z525立式鉆床及專用夾具。
2.5.9.1 加工條件
工件材料：QT420-10
加工要求：鉆ф4×5.5孔。
機床：Z525立式鉆床。
刀具：ф4標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆頭
2.5.9.2切削用量
查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—42
V=0.35m/s,即0.35×60=21 (m/min)
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1671 (r/min)
按照機床說明書，取n=1360 r/min
所以實際切削速度：
V= n=1360 =17.1(m/min)
查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—38，f=0.08～0.12mm/r ，
按照機床說明書，取0.1mm/r,
切削工時:
T= ………………………………………2.11
其中：=5.5+2=7.5 mm
代入得：
t==0.055 (min)
工序Ⅹ 鉆、絞兩組ф22、ф8孔，ф8孔倒角。
2.5.10.1加工條件
工件材料：QT420-10
加工要求：鉆、絞兩組ф22、ф8孔，ф8孔倒角。
機床：Z525立式鉆床。
刀具：鉆用ф20、ф21.8、ф8高速鋼錐柄麻花鉆頭，鉸用ф22、ф8高速鋼錐柄機用絞刀，倒角用45°高速鋼錐柄機用锪鉆。
2.5.10.2 切削用量
⑴.鉆ф22孔至ф20
查《工藝師手冊》表28-13，V=18m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===272 (r/min)
按照機床說明書，取n=272 r/min
所以實際切削速度：
V= n=272 =17.1(m/min)
查《工藝師手冊》表28-13，f=0.32mm/r，
按照機床說明書，取0.28mm/r,
切削工時:
刀具行程L==15+1+3=19 (mm)
==0.25 (min)
以上為鉆一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為
T=2 =0.25×2=0.5 (min)
⑵.擴鉆ф22孔至ф21.8
查《工藝師手冊》表28-32，V=18.7m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===273 (r/min)
按照機床說明書，取n=272 r/min
所以實際切削速度：
V= n=272 =18.4(m/min)
查《工藝師手冊》表28-30
f=0.9～1.2mm/r ，取系數(shù)0.5，
按照機床說明書，取0.48mm/r,
切削工時:
刀具行程L= =15+1+3=19 (mm)
==0.145 (min)
以上為擴鉆一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為
T=2 =0.145×2=0.29 (min)
⑶.絞ф22孔
查《工藝師手冊》表28-13，V=29m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===419 (r/min)
按照機床說明書，取n=392 (r/min)
所以實際切削速度：
V= n=392 =26.7(m/min)
查《工藝師手冊》表28-13，f=0.32mm/r ，
按照機床說明書，取0.28mm/r,
切削工時:
刀具行程L= =15+1+3=19(mm)
==0.135 (min)
以上為絞一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為
T=2=0.135×2=0.27 ( min)
⑷.鉆ф8孔至ф7.8
查《工藝師手冊》表28-13，V=18m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===716 (r/min)
按照機床說明書，取n=680 r/min
所以實際切削速度：
V= n=680 =17.1(m/min)
查《工藝師手冊》表28-13，f=0.2mm/r ，
按照機床說明書，取0.17mm/r,
切削工時:
刀具行程L= =15+1+3=19 mm
==0.165 (min)
以上為鉆一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為
T=2=0.165×2=0.33 (min)
⑸.絞ф8孔
查《工藝師手冊》表28-13，V=26m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1035 (r/min)
按照機床說明書，取n=960 r/min
所以實際切削速度：
V= n=960 =24.1(m/min)
查《工藝師手冊》表28-13,取f=0.17mm/r
切削工時:
刀具行程L= =15+1+3=19 mm
==0.135(min)
以上為鉆一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為
T=2=0.135×2=0.27 (min)
⑹.锪鉆2個ф8孔
采用90°锪鉆，為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔時相同：
n=960 r/min，手動進給。
工序Ⅺ 鉆大端法蘭上12個ф12.5孔。
刀具：ф12.5高速鋼錐柄麻花鉆頭
查《工藝師手冊》表28-13，V=18m/min
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===453 (r/min)
按照機床說明書，取n=392 r/min
所以實際切削速度：
V= n=392 =15.3(m/min)
查《工藝師手冊》表28-13，f=0.2mm/r ，
按照機床說明書，取0.17mm/r,
切削工時:
刀具行程L= =8+2+4=14 mm
==0.21 (min)
以上為鉆一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為
T=12=0.21×12=2.52 (min)
工序Ⅻ 去毛刺，檢查。
3.夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。需要設(shè)計專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計工序Ⅺ 鉆大端法蘭上12個ф12.5孔的鉆床夾具，本夾具將用于Z3050搖臂鉆床。刀具為ф12.5高速鋼錐柄麻花鉆頭。對工件端面法蘭上進行鉆孔