油阀座加工工艺及夹具设计

河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute
毕业设计（论文）
题目油阀座的加工工艺及夹具设计
班级＿机械设计与制造 1101
姓名刘继浩＿＿＿＿
指导教师＿刘云豫＿＿
摘要
本设计的主要内容是CA6140油阀座零件的机械加工工艺规程以及其专用夹具的设计。

根据所设计出的零件的尺寸，运用CAD画出零件图、毛坯图、夹具零件图、夹具装配图。

设计的主要步骤为确定零件的生产类型，进行工艺分析，确定毛坯种类及制造方法，运用CAD对零件进行分析，通过对相关资料的查询确定出零件表面的加工方法及加工工序顺序的安排以及其专用夹具的设计，填写相关的工艺卡片。

在保证零件加工质量的前提下，还要提高生产效率，降低消耗，以取得较好的经济效益和社会效益。

关键词：油阀座、工艺、工序、夹具设计
目录
1.绪论 (4)
1.1设计目的 (5)
1.2设计意义 (5)
1.3现状分析及发展前景 (5)
2零件的分析 (7)
2.1零件的作用 (7)
2.2零件的工艺分析 (7)
3工艺规程的设计 (9)
3.1确定毛胚的制造形式 (9)
3.2基准的选择 (9)
3.3表面加工方法的选择 (10)
3.4工序的安排 (11)
3.5机械加工余量毛胚尺寸的确定 (12)
3.6有关供需尺寸及公差的确定 (14)
3.7确定切削用量及基本工时 (16)
4夹具设计 (30)
4.1问题的提出 (30)
4.2定位基准的选择 (30)
4.3切削力及加紧力的计算 (31)
4.4定位误差的分析 (32)
4.5夹具设计及操作说明 (33)
总结........................................................ (34)
致谢 (35)
参考文献........................................................ ..36
绪论
机械制造是国民经济的支柱产业，现代制造正在改变着人们的生活方式、生产方式、经济管理模式乃至社会的组织结构和文化。

我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民生产的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。

从某种意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家的国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

而随着生产的发展和产品的更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提高了加工要求。

在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。

因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。

1.1设计目的
1.培养工程意识。

通过毕业设计，结合毕业实习，贴近就业岗位，培养我们分析和解决机械制造工程中实际问题的能力，培养工程意识，做到学以致用。

2.训练基本技能。

通过毕业设计，培养掌握工艺规程和工艺装备设计的方法和步骤，初步具备设计工艺和工装的能力，进一步培养学生识图、绘图、计算和编写技术文件的基本技能。

3.培养质量意识。

通过毕业设计，以强化质量意识，使我们能学会协调技术性和经济性的矛盾。

4.培养规范意识。

通过毕业设计，养成遵守国家标准的习惯，学会使用与设计有关的手册、图册、标准和规范。

1.2设计意义
本次设计的课题是CA6140油阀座机械加工工艺规程设计及夹具设计。

我希望能够通过这次的毕业设计巩固、扩大和强化自己所学到的理论知识和技能，从中锻炼自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，并提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，并在设计中培养自己严肃认真的工作能力。

1.3现状分析及发展前景
工艺设计是制造型企业技术部门的主要工作之一，其质量之优劣及设计效率的高低，对生产组织、产品质量、生产率、产品成本、生产周期等有着极大的影响。

长期以来，依靠工艺人员根据个人的经验以手工方式进行的工艺设计，由于其固有的缺陷，难以适应当今生产发展的需要。

只有应用计算机辅助工艺设计（CAPP）,才能迅速编制出完整、详细、优化的工艺方案和各种工艺文件，从而极大地提高工艺人员的工作效率，缩短工艺准备时间，加快产品的投产。

自动化工艺设计的目的就是根据CAD设计结果，用CAPP 系统软件自动进行工艺规划。

CAPP系统直接从CAD系统的图形数据库中，提取用于工艺规划的零件的几何和拓扑信息，进行有关的工艺设计，主要包括零件加工工艺过程设计及工序内容设计，必要时CAPP还可向CAD系统反馈有关工艺评价结果。

此外，应用CAPP可以获得符合企业实际条件的优化的工艺方案、给出合理的工时定额和材料消耗。

CAPP还可以为企业管理提供必要的数据。

为了工艺设计的目的，预测将被用于决定工艺过程的类型和使用自动化的程度。

例如，预测到将来的销售量低，这就不需要什么自动化并使用工艺尽可能的简单。

如果预测的销售量越大，那么理所当然，就应该采用更高的自动化程度和包括生产线在内的复杂过程。

因为工艺决策是一个长期决策，这需要对将来的许多年进行预测[12]。

随着科学技术的进步和市场需求的日益增长，要求产品更新换代的周期越来越短。

因而导致寻求缩短生产准备周期的途径，提高产品质量和降低生产准备的成本等问题，以显得十分突出。

在现代制造业中，作为工艺装备重要组成部分的机床夹具，如何适应上述生产发展的需要，是广大工艺设计人员值得注意的问题。

根据今后各种生产组织形式的发展特点，机床夹具的发展可以归纳为以下几个方面：1.功能柔性化2.传动高效化、自动化3.夹具制造的精密化4.旋转夹具的高速化5.结构的标准化、模块化6.设计自动化7.加强机床夹具方面的基础研究8.采用新结构、新工艺、新材料来设计制造夹具。

2 零件的分析
2.1零件的作用
题目所给定的零件是CA6140油阀座。

该零件的左端通过一个Rc3/4的圆锥内管螺纹与主机相连，一管套穿过油壶体与∅24.5mm 的孔焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压的作用下，油壶内的油从∅2mm 孔流至∅22mm 孔与高压气体混合后成雾状从套筒喷出。

∅16H10装入油量调节装置。

2.2零件的工艺分析
1.零件材料
零件材料为ZG45：抗拉强度()570b MPa σ≥；屈服强度()310s MPa σ≥；伸长率
(%)15σ≥；冲击韧性值2(/)15kv J cm α≥；弹力小时率(%)21ψ≥。

2.刀具材料
铸钢为脆性材料，切屑成崩碎切屑，切削力和切削热集中在刃口附近，并有一定的冲击，要求刀具材料具有好的强度、韧性及导热性，应该选择YT 类，所以刀具材料应选择YT15类 3.零件的组成表面
（1）以∅22mm 孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括：∅22mm 和∅0.013024.5+mm 的孔，Rc3/4的圆锥内管螺纹，
∅3mm 、∅5mm 孔以及右端面上的∅2mm 孔和∅63mm 的右端面以及∅32mm 的左端面及其倒角，同时保证零件的尺寸要求。

（2）以∅16H10孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：∅16H10的孔、∅10.5mm 的孔、135°的缺口以及圆柱面上的∅2mm 的孔，上下孔加工保证同轴。

由以上的分析可知，对于这两组加工表面，可先选取第一组加工表面加工，然后借助专用夹具加工第二组表面，并保证他们之间的位置精度要求。

4.零件的总体特征
零件尺寸比较大 ，外形结构复杂，属于异形件，精度要求不高，需要精密加工的表面很少。

由于同一产品和零件可以有不用的结构，不同结构在一定条件下制造的难度也不同。

由于此零件属于异性零件，结构形状较复杂，加工时难于装夹，然而合理的装夹有利于加工，同时提高生产效率。

因此，在制定工艺过程时，分析好切削加工工艺，才有利于零件加工。

对于此异形零件，结构形状较复杂，因此难于装夹，在加工前必须考虑使用专用夹具。

从零件的组成表面可以看出，零件的组成面大多为平面和孔，而且精
度和粗糙度要求较低，所以，加工方面只需车床，铣床，钻床，镗床就能完成加工。

零件图如下图1所示：
图1 油阀座零件图
3 工艺规程的设计
3.1确定毛坯的制造形式
毛坯的选择主要包括以下几个因素：（1）零件的生产纲领（2）零件材料的工艺性（3）零件结构、形状和尺寸（4）现有的生产条件
零件年产量Q =8000台/年，m=1件/台；结合实际生产，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。

带入公式得
N =(1%)(1%)Qm a b ++=8000⨯1⨯（1+3%）⨯(1+0.5%)=8281.2件/年 该油阀座的生产类型为大批生产。

根据零件材料为ZG45，可以确定毛坯为铸造毛坯，能够满足零件大批生产时所要求的精度和生产率。

为了保证零件上孔的加工质量，将整个工件铸造成整体毛坯。

由于零件是大批量生产，根据铸造毛坯的工艺特点毛坯的材料应选择砂型铸造，机器造型。

因零件为铸件，为确保零件加工精度，零件加工前应进行去除应力处理，一般的铸件都是时效处理的，对于铸钢回火比较好，所以毛坯的热处理应该选择回火。

3.2基准的选择
本零件是带孔的油阀座，孔是其设计基准（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，应选取孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。

具体选择如下：
3.2.1 粗基准的选择
按照粗基准的选择原则，为了保证相互位置的要求，可选择一些非加工表面作为基准，为了保证壁厚的均匀及加工余量的均匀分配，同时还得保证∅22mm 孔的位置精度，综合考虑，故选零件左端的∅32mm 圆柱面作为粗基准。

3.2.2 精基准的选择
精基准的选择主要考虑的是基准重合的问题，对于该油阀座零件，孔应作为精基准先进行加工，而∅22mm 作为第一个加工孔，将该孔作为定位基准，选择其作为加工其他表面的统一基准。

此外，其面积较大，定位较稳定，夹紧方案比较简单，操作方便。

另外右端面是加工左端面和钻∅16mm 孔的精基准。

3.3表面加工方法的选择
本零件的加工表面有外圆、内孔、端面、小孔等，材料为ZG45 1.∅32mm 左端面及倒角、∅63mm 圆柱面及右端面加工采用粗车
2.∅24mm上端面及135°缺口采用粗铣
3.∅22mm孔采用钻孔，∅2
4.5mm孔在钻之后扩孔
4.铰Rc3/4锥孔，攻内螺纹
5.∅10.5mm孔直接采用钻，∅16mm孔采用粗镗，半精镗
6.∅3mm孔采用钻，再铰出∅5mm的孔
7．圆柱面上的∅2mm孔采用钻
8.右端面上的∅2mm孔采用钻
表1 油阀座零件各表面加工方案
加工表面尺寸精度要求表面粗糙度加工方案
IT13 12.5 粗车∅63mm圆柱
面
IT13 12.5 粗车∅63mm右端
面
IT13 12.5 粗车∅32mm左端
面
∅22mm孔IT13 12.5 钻
Rc3/4锥孔IT9 3.2 铰
∅24.5孔IT11 6.3 扩
IT13 12.5 粗铣∅24mm上端
面
∅10.5mm孔IT13 12.5 钻
∅16mm孔IT9 3.2 粗镗-半精镗
IT13 12.5 钻
∅3mm、
∅2mm孔
∅5mm孔IT13 12.5 铰
3.4工序的安排
根据先基准后其它的原则：先加工精基准—∅63mm圆柱的右端面
根据先粗后精的原则：先安排粗加工工序，后加工精加工工序
根据先主后次得原则：先加工主要面—右端面，∅22mm孔，Rc3/4内圆锥螺纹以及∅16mm孔，后加工次要面—∅10.5mm孔等
根据先面后孔的原则：先加工左右端面，后钻轴向孔
工艺路线方案的拟定
3.4.1 方案一
工序10 铸造，
工序20 铸件去毛刺，铸件回火
工序30 车∅63mm外圆，右端面
工序40 钻∅22mm孔，扩∅24.5mm孔
工序50 车左端面，倒角，铰Rc3/4锥孔，锪内倒角，攻内螺纹
工序60 钻∅10.5mm孔
工序70 镗∅16mm的孔以及∅16.8mm的内槽
工序80 铣∅24mm上端面、铣缺口、车倒角
工序90 钻∅3mm孔，右端面上的∅2mm孔，铰∅5mm孔
工序100 钻圆柱面上的∅2mm孔
工序110 非加工面刷防锈漆，
工序120 终检
工序130 入库
3.4.2 方案二
工序10 铸造
工序20 铸件去毛刺，铸件回火
工序30 粗车∅63外圆，以及右端面
工序40 钻∅22mm孔，钻∅10.5mm孔
工序50 车左端面，倒角，铰Rc3/4锥孔，锪内倒角，攻内螺纹
工序60 镗∅16mm的孔以及扩∅24.5mm的孔
工序70 铣∅24mm的上端面、铣缺口以及车倒角
工序80 钻右端面上的∅3mm孔、∅2mm孔
工序90 铰∅5mm孔以及钻圆柱面上的∅2mm的孔
工序100 镗∅16.8mm的内槽
工序110 非加工面刷防锈漆，
工序120 终检
工序130 入库
3.4.3 工艺方案的比较分析
上述的两个工艺方案的特点在于：
方案一中的工序70中对于∅16H10mm的孔的加工右较高的精度要求，粗加工和精加工应分开。

工序9中的钻和铰孔部分加工所用的钻模板及钻套不同，应分开。

方案二中的工序40和工序60中的孔加工所需的夹具不同，应分开；工序50锥孔加
工所用机床不同，应分开；工序90过于集中，更改夹具复杂。

并且考虑到后续工作中钻孔夹具设计时的定位，应先加工工件右端面上的孔，再加工工件竖直方向上的孔。

综上考虑，最后的加工路线确定如下：
工序10 铸造
工序20 铸件回火
工序30 以∅32mm外圆面为粗基准，粗车∅63mm外圆，以及右端面
工序40 以∅63mm外圆为基准，粗车∅32mm左端面，C1倒角
工序50 以∅63mm外圆及右端面作为基准，钻∅22mm孔
工序60 铰Rc3/4锥孔，锪内倒角260
⨯°，攻螺纹
工序70 扩∅24.5mm孔
工序80 钻右端面上的∅2mm孔、∅3mm孔、铰∅5mm孔
工序90 钻圆周上的∅2mm孔
工序100 粗铣∅24mm上端面，粗车C1倒角
工序110 钻∅10.5mm孔
工序120 粗镗、半精镗∅16mm的孔
工序130 粗镗∅16.8mm的内槽
工序140 粗铣135°缺口
工序150 非加工面刷防锈漆，
工序160 清洗
工序170 终检
以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片
3.5机械加工余量及毛坯尺寸的确定
油阀座零件材料为ZG45，生产类型为大批量生产，采用砂型铸造，机器造型。

由参考文献[1]表2.4查得，对于大批生产，砂型机器造型，取公差等级为10级，加工余量等级为G级，选取铸件错箱值为1mm。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，及毛坯尺寸如下：
3.5.1 外圆表面(∅63mm)
考虑其加工长度为9mm，与其联结的非加工表面直径为∅70mm，为简化铸造毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为∅70mm、∅63mm表面为自由尺寸公差，表面粗糙度要求为Ra12.5，只要求粗加工，此时直径余量为2Z=7mm
3.5.2 ∅63mm右端面，∅32mm左端面
外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（∅63mm右端面，∅32mm左端面）两个端面的加工余量均为2mm
3.5.3 孔∅10.5mm 及孔∅16mm 毛坯为实心，不冲孔。

内孔精度要求介于IT8-IT11之间，参照[5]表2.29，确定工序尺寸及余量 钻孔∅10.5mm
粗镗∅15.85mm 2Z=5.35mm 半精镗∅15.95mm 2Z=0.1mm 3.5.4 ∅24mm 外圆的上端面
查[1]得∅24mm 端面的单边余量为2—3mm ，取Z=2+0.4=2.4mm 3.5.5 孔∅3mm 及孔∅5mm
毛坯为实心，内孔精度要求介于IT8-IT11之间，确定工序尺寸及余量 钻∅3mm 孔 2Z=3mm 铰∅5mm 孔 2Z=2mm 3.5.6铣缺口
设计中对135°的缺口的精度要求不高，可直接粗铣余量为4mm ，经过粗铣后即可达到设计的要求
3.5.7 其它孔的加工
由于其它孔的加工要求不高，可直接采用钻的形式，加工总余量即为孔的直径。

表2 各表面总余量及毛坯尺寸
基本尺寸 加工余量数值
毛坯尺寸 上端面到∅22孔中心轴尺寸
39.6
2.4
42
∅16孔中心轴到右端面尺寸
22 2 24
∅63轴 左端面到右端面
的尺寸
63 55
7 4
70 59
3.6有关工序尺寸及公差的确定
3.6.1 工序30—以∅32mm 外圆面为粗基准，粗车∅63mm 外圆 加工外圆：粗车:IT13,公差值为0.4mm 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：φ0
4.063-
表3 工序30的工序尺寸表
工序名称 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差
粗车
63
0.4
φ04.063-
3.6.2 工序30、40—加工油阀座左右两端面至设计尺寸的工序尺寸和公差的确定
图2 工序30、40加工方案示意图
由图可知，2P =D=55mm ，查表可知粗车工序的经济加工精度等级可达到左端面的最终加工要求，因此确定该工序尺寸 公差为IT13，其公差值为0.46mm ，故2P =（55±0.23）
mm ；
由图可知，左右两端面的加工余量均为2mm ，则1P =（55+2）mm =57mm 。

由表可确定该出车工序的经济加工精度等级为IT13，其公差值为0.46mm ，故
1P =（57±0.23）mm 。

将工序尺寸按“入体原则”表示：2P =00.4655.23mm -，1P
=0
0.4657.23mm -。

表4 粗车左右端面工序的工序尺寸表
工序名称
工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差
车 55 0.46 00.4655.23- 车
57
0.46
00.4657.23-
3.6.3 工序50—以∅63mm 外圆及右端面作为基准，钻∅22mm 孔 钻：IT13，公差值为0.33mm
工序尺寸偏差按“入体原则”标注：φ33
.0022+
表5 工序50的工序尺寸表
钻
22
0.33
φ33
.0022+
3.6.4 工序70.扩∅2
4.5mm 孔
扩∅24.5mm 孔：IT11，公差值为0.13mm 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：
扩∅24.5mm 孔：φ13
.005.24+
表6 工序70的工序尺寸表
工序名称
工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差
扩
24.5
0.13
φ13
.005.24+
3.6.5 工序80.钻右端面上的∅2mm 孔、∅3mm 孔、铰∅5mm 孔 钻∅2mm 孔：IT13，公差值为0.14mm 钻∅3mm 孔：IT13，公差值为0.14mm 铰∅5mm 孔：IT13，公差值为0.18mm 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：
钻∅2mm 孔：φ14
.002+
钻∅3mm 孔：φ14.003+ 铰∅5mm 孔：φ18.005+
表7 工序80的工序尺寸表
工序名称 工序尺寸
工序公差 工序尺寸及偏差
钻∅2mm 孔 2 0.14 φ14
.002+ 铰∅5mm 孔 5 0.14 φ14.005+ 钻∅3mm 孔
3
0.18
φ18.003+
3.6.6 工序90.钻圆周上的∅2mm 孔 钻∅2mm 孔：IT13，公差值为0.14mm 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：
钻∅2mm 孔：φ14
.002+
表8 工序90的工序尺寸表
工序名称
工序尺寸
工序公差 工序尺寸及偏差
钻
2
0.14
φ14
.002+
3.6.7 工序110.钻∅10.5mm 孔
钻∅10.5mm 孔：IT13，公差值为0.27mm 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：
钻∅10.5mm 孔：φ27
.005.10+
表9 工序110的工序尺寸表
钻
10.5
0.27
φ27
.005.10+
3.6.8 工序120—粗镗、半精镗∅16mm 孔 半精镗：IT9，公差值为0.043mm 粗镗：IT11，公差值为0.11mm 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：
半精镗：φ043
.0095.15+ 粗镗：φ11.0085.15+
表10 工序120的工序尺寸表
工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差
半精镗 0.1 15.95 0.043 φ043
.0095.15+ 粗镗
5.35
15.85
0.11
φ11.0085.15+
3.7确定切削用量及基本工时
切削用量包括背吃刀量p a 、进给量f 、和切削速度v 、确定顺序是先确定p a 、f ，再确定v 。

3.7.1 工序30：以∅32mm 外圆面为粗基准，粗车∅63mm 外圆，以及右端面 粗车∅63mm 外圆 1. 加工条件：
工件材料：ZG45，b σ=0.67Gp ，铸造 加工要求：粗车∅63mm 外圆及端面 机床：CA6140车床
刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为B ×H=16×25mm ，刀片厚度为4.5mm ， 刀具几何参数：Kr=45°(主偏角),r 0=12°（前角），α0=6°（后角），R r =0.5mm （刀尖圆弧半径）。

2.确定切削用量 （1）确定背刀吃量p a
加工可在一次走刀内切完，故p a =2
63
70-=3.5mm （2）确定进给量f
根据[10]表1.4查得，当刀杆尺寸为B ⨯H=16⨯25mm ，p a =3~5mm 及工件直径为
60~100mm 时，f =0.4—0.7/mm r ，按[5]表4-2，取标准进给量f =0.51/mm r 。

（3）确定车到磨钝标准及寿命
（4）确定切削速度c v
根据[10]表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工b σ=630—700MPa ，p a ≦7mm ，f ≦0.54mm ∕r,切削速度t v =109/min m ，车刀寿命T=60min 。

切削速度的修正系数为
mv k =0.8，sv k =0.65，kv k =0.8，krv k =1.0，bv k =1.0
故
c v '=t v v k =109×0.8×0.65×0.8×1×1=45/min m n 0=
1000c v D π'=
100045
70
π⨯⨯/min r =204/min r 根据[5]表4-2选择，n=200/min r ,实际切削速度为 c v =1000Dn π=
3.1470200
1000
⨯⨯/min m =44/min m 最后确定的p a =3.5mm 、f =0.51mm ∕r 、n=200/min r 、c v =44/min m 3.计算基本工时
m t =
L nf
式中，L=l y ++∆，,l=9mm ，根据[10]表1.26，车削时的入切量及超切量y+∆=3.8mm ，则L=9+3.8mm =12.8mm ，故：
m t =12.82000.51
⨯=0.125min
粗车∅63mm 右端面
1. 加工条件：刀具的主偏角改为90°，其它不变。

2.确定切削用量
（1）确定背刀吃量p α
p α=2mm ； （2）确定进给量f
根据[10]表1.4查得，当刀杆尺寸为B ⨯H=16⨯25mm ，3p α≤mm 及工件直径为
63~100mm 时，f = 0.5~0.9/mm r ，按[5]表4-2，取标准进给量
f =0.61 /mm r ；
（3）确定车到磨钝标准及寿命
查[10]表1.9可得，车到后表面最大磨损量取为1mm ，车到寿命T=60min ；
（4）确定切削速度c v
根据表[10]表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工b σ=630—700MPa ，p a ≦3mm ，f ≦0.75/mm r ,切削速度t v =109/min m ；
车刀寿命T=60min 。

切削速度的修正系数为：
mv k =0.8，sv k =0.65，kv k =0.8，krv k =1.0，bv k =1.0；
故：
c v ＇=t v v k =109×0.8×0.65×0.8×1×1=45/min m
n 0=1000c v D π'=
100045
63
π⨯⨯/min r =227/min r 根据[5]表4-1选择，n=250/min r 实际切削速度为：
c v =1000Dn π=3.14632501000
⨯⨯m ∕min=49/min m 最后确定的p a =2mm 、f =0.61/mm r 、n=250/min r 、c v =49/min m 3.计算基本工时
m t =
L nf
式中：L =
2
d
y ++∆，d=63mm ，根据[10]表1.26，车削时的入切量及超切量y+∆=1mm ，则L =31.5+1mm 32.5mm ，故
m t =32.52500.61
⨯min=0.21min 。

3.7.2 工序40. 以∅63mm 外圆为基准，粗车∅32mm 端面，C1倒角 粗车∅32mm 端面 1.加工条件：
工件材料：ZG45，b σ=0.67Gp ，铸造 加工要求：粗车∅32mm 端面 机床：CA6140车床
刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为B ×H=16×25mm ，刀片厚度为4.5mm ， 刀具几何参数：Kr=90°(主偏角),r 0=12°（前角），0α=6°（后角），R r =0.5mm （刀尖圆弧半径）。

2.确定切削用量 （1） 确定背刀吃量p α
p α=2mm
（2）确定进给量f
根据[10]表1.4查得，当刀杆尺寸为B ⨯H=16⨯25mm ，
3p α≤mm 及工件直径为20~40mm 时，f =0.3~0.5/mm r ，按[5]表4-2，取标准进给量
f =0.4/mm r
（3） 确定车刀磨钝标准及寿命
查[10]表1.9可得，车到后表面最大磨损量取为1mm ，车到寿命T=60min （4） 确定切削速度c v
根据[10]表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工b σ=630—700MPa ，p a ≦3mm ，f ≦0.54/mm r ,切削速度t v =123/min m 车刀寿命T=60min 。

切削速度的修正系数为
mv k =0.8，sv k =0.65，kv k =0.8，krv k =1.0，bv k =1.0
故
c v '=t v v k =123×0.8×0.65×0.8×1×1=51/min m n 0=1000c v D π'=
100051
32π
⨯/min r =508/min r 根据[5]表4-1， n=500/min r 实际切削速度为
c v =1000Dn π=
3.1432500
1000
⨯⨯/min m =50/min m 最后确定的p a =2mm 、f =0.4/mm r 、n=500/min r 、c v =50/min m 3.计算基本工时
m t =
L nf
式中，L =
2
d
y ++∆，d=32mm ，根据[10]表1.26，车削时的入切量及超切量y+∆=1mm 则L =16+1mm =17mm ，故
m t =175000.4
⨯min=0.085min
粗车∅32mm 左端面上的C1倒角
1.将上述加工条件中的刀具主偏角改为45°，其它不变
2.计算切削用量
采用粗车∅32mm 左端面时一样的进给量和主轴转速，即
f =0.4/mm r ，n=500/min r
采用手动进给。

3.7.3工序50：以∅63mm 外圆及右端面作为基准，钻∅22mm 孔 1.加工条件
工件材料：ZG45，b σ=0.67Gp ，铸造
加工要求：钻∅22mm 孔，孔径d=22mm ，孔深l=55mm ，通孔，加工精度为IT12
机床：Z525型立式钻床
刀具：选择高速刚麻花钻头，其直径0d =22mm ，根据[10]表2.1和表2.3可确定钻头
几何形状为：双锥、修磨横刃，β=30°2φ=118°，21φ=70°，e b =4.5mm （双重磨法二重刃长度），b=2.5mm ，l=5mm 。

2.确定切削用量 （1）确定进给量f
按加工要求决定进给量：根据[10]表2.7，当加工要求为H12~H13精度，钢的强度
b σ＜800MPa ，0d =20mm 时，f =0.39~0.47/mm r 。

由于/l d =55/22=2.5，比值小于3，无须考虑孔深修正系数，f 不变
按钻头强度决定进给量：根据[10]表2.8，当b σ=670Mpa ，0d =22mm 时，钻头强度允许的进给量f =1.194/mm r 。

按机床紧急机构强度决定进给量：根据[10]表2.9，当b σ=670Mpa ，0d ≤25mm ，机床进给机构允许的轴向力为8330N （Z525钻床允许的轴向力为8330N ，见[10]表2.35）时，进给量为0.32/mm 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，值为
f =0.39~0.47/mm r 。

根据[5]表4-10，Z525钻床说明书，选f =0.36/mm r 。

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

（2）确定钻头磨钝标准及寿命
由[10]表2.12，当0d =21~30mm 时，钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm ，寿命T=50min 。

（3）确定切削速度c v
由[10]表2.14，b σ=670Mpa 的45钢加工性属5类。

由[10]表2.13，当加工性为第5类，f =0.36/mm r ，双横刃磨的钻头，0d ＜30mm 时t v =19/min m 。

切削速度的修正系数为:Tv k =1.0,cv k =1.0,lv k =0.85,bv k =1.0, 故
v =t v v k =19⨯1.0⨯1.0⨯1.0⨯0.85/min m =16.15/min m
0n =
01000v d π=100016.15
3.1422
⨯⨯=233.8/min r 根据[5]表4-9，可考虑选择c n =272/min r 。

实际切削速度为c v =
01000c
d n π=
3.1422272
1000
⨯⨯m ∕min=18.8/min m
最后确定的f =0.36/mm r 、c n =272/min r 、c v =18.8/min m 。

m t =c L n f
式中，L=l y ++∆，l =55mm ，入切量及超切量由[10]表2.29查出y +∆=11mm
m t =
55112720.36
+⨯min=0.67min 3.6.4工序60 ：铰Rc3/4锥孔，锪内倒角260⨯°，攻螺纹
铰Rc3/4锥孔（∅23.5mm ）
1.刀具选择：采用公制/莫氏4号锥柄铰刀，刀具材料选为184W Cr V
2.确定切削用量 ①确定进给量f
工序中所要加工的锥孔为盲孔，查相关资料知加工盲孔时的进给f 应0.5~0.6/mm r ，查[5]表4-10，取标准进给量f =0.48/mm r 。

②确定铰刀磨钝标准及寿命
由[10]表2.12，当0d =21~30mm 时，铰刀刀面最大磨损量取为0.7mm ，寿命T=80min 。

③确定切削速度c v
由[10]表2.24，当加工材料为铸钢时，背刀吃量p α=0.2mm 切削速度为5~7/min m ，取v =6/min m
n 0=1000v D π=1000623.5π
⨯r ∕min=82/min r 根据[5]表4-9， n=138/min r
实际切削速度为c v =1000Dn π=3.1423.5971000
⨯⨯/min m =11/min m 最后确定的p a =0.2mm 、f =0.48/mm r 、n=138/min r 、c v =11/min m
3.计算基本工时
m t =L nf
式中，L=l y ++∆，l =20mm ，入切量及超切量由[10]表2.29查出y =11mm ，0∆=。

m t =31970.48
⨯min=0.67min 锪内倒角260⨯°
1.加工条件
工件材料：ZG45，b σ=0.67Gp ，铸造
机床：Z525型立式钻床
刀具：选用60°直柄锥面锪钻，导柱直径的d1=10mm ，ϕ=60°，L=64mm ， l =28mm ，齿数Z=6。

2.确定切削用量
据有关资料的介绍，采用锪钻时的进给量和切削速度约为钻孔时的
11~23
，即最后确定的
f =0.24/mm r 、n=97/min r 、c v =3.5/min m 3.计算基本工时
m t =L nf
式中，L=l y ++∆，l =20mm ，入切量由表2.29查出y =9mm ，超切量∆=0。

m t =
2970.24
⨯min=0.086min 攻螺纹
1.加工条件 工件材料：ZG45，b σ=0.67Gp ，铸造
刀具:采用锥形丝锥攻锥螺纹，10p r =°~13°，13r k =°~15°°，每25mm 内的牙数为14，螺距p=1.814mm ，1l =21mm ，l =35mm ，L=83mm ，1d =22.4mm ，a =18mm ，2l =22mm
2.确定切削用量
由[2]表7.2-29查得，v =13/min m ，
所以0n =172/min r ，按[5]表4-9，选取n =195/min r ，则c v =14.7/min m
3.计算基本工时
m t =1111()l l P n n ++=2021.814195
⨯⨯=0.11min 3.7.5工序70：扩∅24.5mm 孔
1.刀具类型
选用∅24.5mm 标准高速钢扩孔钻
2.确定扩孔切削用量
（1）确定进给量f
根据[2]表3.4-5，取f =（0.8~1.0）×0.7/mm r =0.56~0.7/mm r 。

根据[5]表4-10，取标准进给量f =0.62/mm r 。

（2）确定切削速度c v
根据[2]表3.4-34，取v =49/min m
由于切削条件与上表不用，切削速度尚需乘以以下修正系数
mv k =0.88，pv k =1.02
故
v =49×0.88×1.02/min m =44/min m
0n =01000v d π=10004424.5
π⨯⨯r/min=572/min r 根据[5]表4-9，取标准转速n=5/min r 。

实际扩孔速度
c v =01000n
d π=24.55451000
π⨯⨯/min m =30/min m 3.计算基本工时 m t =
L nf 式中，L=l y ++∆，l =10mm ，入切量由[10]表2.29查出y =9mm ，超切量∆=0。

m t =1095450.62
+⨯min=0.056min 3.7.6工序80：钻右端面上的∅2mm 孔、∅3mm 孔、铰∅5mm 孔
钻右端面上的∅2mm 孔
1.加工要求：钻∅2mm 孔，孔径d=2mm ，孔深l=13mm ，通孔
2.确定切削用量
（1） 按加工要求决定进给量：根据[10]表2.7，当加工要求为H12~H13精度，钢的强度b σ＜800MPa ，0d =2mm 时，f =0.05~0.06/mm r 。

由于/l d =13/2=6.5，孔深修正系数为0.85f =0.0425~0.051/mm r 。

（2）确定切削速度c v
查[10]得，f =0.05/mm r ，v =30/min m 。

由于加工的孔径太小，据上述加工经验，主轴转速尽量取大。

根据[5]表4-9，可考虑选择c n =1360/min r 。

最后确定的f =0.05/mm r 、c n =1360/min r 、c v =30/min m 。

3. 计算基本工时
m t =c L n f
式中，L=l y ++∆，l =mm ，入切量及超切量由[10]表2.29查出y +∆=2mm 。

m t =
13213600.05
+⨯min=0.22min 钻∅3mm 孔 1. 加工要求：钻∅3mm 孔，孔径d=3mm ，孔深l=14mm ，通孔
2. 确定切削用量
（1）确定进给量f
按加工要求决定进给量：根据[10]表2.7，当加工要求为H12~H13精度，钢的强度b σ＜800MPa ，0d =3mm 时，f =0.08~0.1/mm r 。

由于/l d =14/3=4.7，孔深修正系数为0.95，则实际
f =（0.08~0.1）×0.95=0.076~0.095/mm r
（2）确定钻头磨钝标准及寿命
由[10]表2.12，当0d =2mm 时，钻头后刀面最大磨损量取为0.4mm ，寿命T=15min
（3）确定切削速度c v
由[10]表2.14，b σ=670Mpa 的45钢加工性属5类。

由[10]表2.13，当加工性为第5
类，f =0.09/mm r ，标准的钻头，0d =3mm 时t v =26/min m 。

切削速度的修正系数为:Tv k =1.0,cv k =1.0,lv k =0.85,bv k =1.0,故
v =t v v k =26⨯1.0⨯1.0⨯1.0⨯0.85/min m =22.1/min m
0n =01000v d π=100022.13.143
⨯⨯=2346/min r 根据[5]表4-9，可考虑选择c n =1360/min r
这时实际切削速度为
c v =01000c
d n π=3.14313601000
⨯⨯m ∕min=12.8/min m 最后确定的f =0.09/mm r 、c n =1360/min r 、c v =12.8/min m 。

3.计算基本工时
m t =
c L n f 式中，L=l y ++∆，l =14mm ，入切量及超切量由[10]表2.29查出y +∆=2mm 。

m t =1613600.09
⨯min=0.137min 铰∅5mm 孔
1.选用∅5mm 标准高速钢铰刀
2.确定铰孔切削用量
（1）确定进给量f 根据[2]表3.4-6，f =0.2~0.9mm/r ，按该表注4，进给量取小值。

按[5]表4-10，取标准进给量f =0.22/mm r 。

（2）确定切削速度v 及n 根据[2]表3.4-40，取t v =18.9/min m 。

切削速度的修正系数由表3.4-9查出mv k =0.88 pv k α=0.99
故
0v =18.9×0.88×0.99=16.5/min m。