CA6140杠杆加工工艺及钻Φ25孔的夹具设计(全套图纸)

CA6140杠杆加工工艺及钻Φ25孔的夹具设计
摘要
本设计是CA6140杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。

CA6140杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。

一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。

因此，本设计遵循先面后孔的原则。

并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。

基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准，以孔及其下表面作为精基准。

先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。

整个加工过程选用组合机床。

在夹具方面选用专用夹具。

考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。

关键词：杠杆零件，加工工艺，夹具，定位，夹紧
Ca6140 Leverage processing technology andΦ25 hole drilling of fixture design Abstract
This paper is to design the craft processes of making the CA6140 lever spare parts and some specialized tongs in the process. The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes. The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25 bore and its next surface as precise basis. The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basis. The whole processes choose the machine bed. In the aspects of tongs choosing, specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization design is simple, and can satisfy the design request.
Key words: Lever spare parts, craft proces , tongs, fixed position, tight clip
目录
第一章前言.......................................................................................... (6)
1.1加工工艺及夹具设计的发展 (6)
1.1.1发展状
况 (6)
1.2发展趋势 (6)
1.2.1加工工艺的发展趋
势 (6)
1.2.2夹具的发展趋
势 (7)
2.1评述 (8)
3.1课题背景及发展趋
势 (8)
4.1夹具的基本结构及夹具设计的内
容 (8)
第二章杠杆加工工艺规程设计 (10)
2.1零件的分析 (10)
2.1.1零件的作用 (10)
2.1.2零件的工艺分析 (10)
2.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 (11)
2.2.1确定毛坯的制造形式 (11)
2.2.2基面的选择 (11)
2.2.3确定工艺路线
(11)
2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (12)
2.2.5确定切削用量 (13)
2.2.6确定基本工时 (24)
2.3小结 (29)
第三章专用夹具设计 (31)
3.1加工工艺孔Φ25夹具设计 (31)
3.1.1定位基准的选择 (31)
3.1.2切削力的计算与夹紧力分析 (31)
3.1.3夹紧元件及动力装置确定 (32)
3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 (33)
3.1.5夹具精度分析 (35)
3.1.6夹具设计及操作的简要说明 (35)
3.2粗精铣宽度为30MM的下平台夹具设计 (36)
3.2.1定位基准的选择 (36)
3.2.2定位元件的设计 (36)
3.2.3定位误差分析 (37)
3.2.4铣削力与夹紧力计算 (37)
3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计 (38)
3.2.6夹紧装置及夹具体设计 (40)
3.2.7夹具设计及操作的简要说明 (41)
3.3钻M8螺纹孔夹具设计 (41)
3.3.1定位基准的选择 (41)
3.3.2定位元件的设计 (42)
3.3.3定位误差分析…………………………………………………………………….
43
3.3.4钻削力与夹紧力的计算………………………………………………………….
43
3.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计…………………………………………….
44
3.3.6夹紧装置的设计………………………………………………………………….
45
3.3.7夹具设计及操作的简要说明…………………………………………………….
46
3.4小结 (46)
总结与展望 (47)
参考文献 (48)
致谢 (50)
前言
1.1加工工艺及夹具设计的发展
1.1.1发展状况
改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面的技术资源，有计划地进行企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量和水平以及经济效益有了很大的提高，为繁荣国内市场、扩大出口创汇、推动国民经济的发展起了重要作用。

夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。

人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。

随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。

目前，大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。

在这种模式中，要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性，以缩短生产准备时间、降低生产成本，所以，按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求，而气动、液压夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。

它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。

国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。

1.2发展趋势
长时间以来，加工工艺及夹具设计都朝着标准化、自动化、高效率、高精度、低劳动强度方面发展。

1.2.1加工工艺的发展趋势
加工工艺作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在20世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的加工工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。

它是制造业中重要工业部门，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要因素。

因此，在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。

金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备，在数控加工技术的带动
下，进入了“数控刀具”的发展阶段，显示出“三高一专”(即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的特点。

显而易见，在21世纪初，尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺，但切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。

从当前制造业发展的趋势中可以看到，制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战，这也是21世纪初切削加工技术发展的主要趋势。

1.2.2夹具的发展趋势
夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

（1）高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。

德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；夹具重复安装的定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2～5μm。

机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。

诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。

（2）高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。

为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。

新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1～2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。

为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。

采用美国Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。

（3）模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。

利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。

省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。

模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。

模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。

组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。

（4）通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。

采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。

德国demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。

元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。

2.1 评述
综上，根据机械加工工艺及夹具设计的发展方向，现在的一般加工条件已不能满足现在的技术要求。

所以以后的多为数控技术、自动化技术、系统化。

主要体现其高效率、高精度、高可靠性、专业化程度深。

这就要求从事这方面的高科技人才，就我们现在所学的知识还远远不够。

所以我们在以后的学习工作中要多学习这些方面的知识，不断的充实自己，使自己的综合能力不断提高，从而跟上科技发展的脚步。

加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。

机床夹具已成为机械加工中的重要装备。

机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。

随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。

3.1 课题背景及发展趋势
材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。

从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。

技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。

材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。

工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对
机床夹具提出更高的要求。

4.1 夹具的基本结构及夹具设计的内容
按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:
(1)定位元件及定位装置；
(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)；
(3)夹具体；
(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；
(5)动力装置；
(6)分度,对定装置；
(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；
每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。

反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。

专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。

第二章 杠杆加工工艺规程设计
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
题目给出的零件是CA6140的杠杆。

它的主要的作用是用来支承、固定的。

要求零件的配合要符合要求。

2.1.2零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。

现分析如下： （1）主要加工面：
1）小头钻Φ0.023
025+以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔；
2）钻Φ0.1012.7+锥孔及铣Φ0.1012.7+锥孔平台；
3）钻2—M6螺纹孔；
4）铣杠杆底面及2—M6螺纹孔端面。

（2）主要基准面：
1）以Φ45外圆面为基准的加工表面
这一组加工表面包括：Φ0.023
025+的孔、杠杆下表面
2）以Φ0.023025+的孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φ14阶梯孔、M8螺纹孔、Φ0.1012.7+锥孔及Φ0.1
012.7+锥孔平台、2—M6螺纹孔及其倒角。

其中主要加工面是M8螺纹孔和Φ0.1
012.7+锥孔平
台。

杠杆的Φ25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。

现分述如下： 本套夹具中用于加工Φ25孔的是立式钻床。

工件以Φ25孔下表面及Φ45孔外圆面为定位基准，在定位块和V 型块上实现完全定位。

加工Φ25时，由于孔表面粗糙度为 1.6a R m μ=。

主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。

本套夹具中用于加工杠杆的小平面和加工Φ12.7是立式铣床。

工件以0.0230
25+Φ
孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。

加工表面：包括粗精铣宽度为30mm 的下平台、钻Ф12.7的锥孔，由于30mm 的下平台的表面、孔表面粗糙度都为 6.3a R m μ=。

其中主要的加工表面是孔Ф12.7，要用Ф12.7钢球检查。

本套夹具中用于加工与Φ25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。

工件以
0.023
25+Φ孔及其下表面和宽度为30mm 的下平台作为定位基准，在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。

加工M8螺纹底孔时，先用Φ7麻花钻钻孔，再
用M8的丝锥攻螺纹。

2.2杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。

由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。

便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。

2.2.2基面的选择
（1）粗基准的选择对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个V形块支承Φ45圆的外轮廓作主要定位，以限制z、z、y、y 四个自由度。

再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工Φ25的孔。

（2）精基准的选择主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用Φ25的孔作为精基准。

2.2.3确定工艺路线
表2.1工艺路线方案一
表2.2工艺路线方案二
工艺路线的比较与分析：
第二条工艺路线不同于第一条是将“工序5钻Ф14孔，再加工螺纹孔M8”变为“工序7粗精铣M6上端面”其它的先后顺序均没变化。

通过分析发现这样的变动影响生产效率。

而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。

以Ф25mm的孔子外轮廓为精基准，先铣下端面。

再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。

符合先加工面再钻孔的原则。

若选第二条工艺路线而先上端面，再“钻Ф14孔，加工螺纹孔M8”不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个问题。

所以发现第二条工艺路线并不可行。

从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。

所以我决定以第一个方案进行生产。

具体的工艺过程如表2.3所示。

表2.3 最终工艺过程
2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
杠杆的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg ，生产类型为大批生产。

由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。

由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与
最小余量时应按调整法加工方式予以确定。

毛坯与零件不同的尺寸有：(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献[14]的铣刀类型及尺寸可知选用6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为0.5mm 。

1）加工Φ25的端面，根据参考文献[2]表4-35和表4-37考虑3mm ，粗加工2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm ，同理上下端面的加工余量都是2mm 。

2）对Φ25的内表面加工。

由于内表面有粗糙度要求 1.6。

可用一次粗加工1.9mm ，一次精加工0.1mm 就可达到要求。

3）加工宽度为30mm 的下平台时，用铣削的方法加工台肩。

由于台肩的加工表面有粗糙度的要求 6.3a R m μ=，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是2.5mm 。

4）钻锥孔Φ12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用Φ12的钻头，切削深度是2.5mm 。

5）钻Ф14阶梯孔，由于粗糙度要求 3.2a R m μ=，因此考虑加工余量2mm 。

可一次粗加工1.85mm ，一次精加工0.15就可达到要求。

6）加工M8底孔，根据参考文献[2]表4-23考虑加工余量1.2mm 。

可一次钻削加工余量1.1mm ，一次攻螺纹0.1就可达到要求。

7）加工2-M6螺纹，根据参考文献[2]表4-23考虑加工余量1.2mm 。

可一次钻削加工余量1.1mm ，一次攻螺纹0.1mm 就可达到要求。

8）加工2-M6端面，粗加工2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm ，可达到要求。

2.2.5确定切削用量
工序1：粗、精铣25Φ孔下平面 （1）粗铣25Φ孔下平面
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。

机床：X52K 立式铣床。

查参考文献[1]表30—34
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT ，100D mm = ，齿数8Z =，此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=1.9mm 所以铣削深度p a ： 1.9p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[3]表2.4-75，取0.12/f a mm Z =铣削速度V ：参照参考文献[1]表30—34，取 1.33/V m s =。

机床主轴转速n ：1000V
n d π= （2.1）
式中 V —铣削速度； d —刀具直径。

由式2.1机床主轴转速n ：
10001000 1.3360254/min 3.14100V n r d π⨯⨯==≈⨯
按照参考文献[3]表3.1-74 300/min n r = 实际铣削速度v ： 3.14100300
1.57/1000
100060
dn
v m s π⨯⨯=
=
≈⨯
进给量f V ：0.128300/60 4.8/f f V a Zn mm s ==⨯⨯≈ 工作台每分进给量m f ： 4.8/288/min m f f V mm s mm ===
εa ：根据参考文献[1]表2.4-81,40a mm ε=
（2）精铣25Φ孔下平面 加工条件：
工件材料： HT200，铸造。

机床： X52K 立式铣床。

参考文献[1]表30—31
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT ，100D mm = ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm 铣削深度p a ：0.1p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[1]表30—31，取0.08/f a mm Z = 铣削速度V ：参照参考文献[1]表30—31，取0.32/V m s
=
机床主轴转速n ，由式（2.1）有：
100010000.326061/min 3.14100V n r d π⨯⨯==≈⨯
按照参考文献[1]表3.1-31 75/min n r = 实际铣削速度v ： 3.1410075
0.4/1000
100060
dn
v m s π⨯⨯=
=
=⨯
进给量f V ，由式（1.3）有：0.151275/60 2.25/f f V a Zn mm s ==⨯⨯= 工作台每分进给量m f ： 2.25/135/min m f f V mm s mm ===
工序2：加工孔Φ25到要求尺寸
工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。

孔的直径为25mm ，公差为H7，表面粗糙度 1.6a R m μ。

加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔——Φ22mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ24.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔——Φ25mm 标准高速铰刀。

选择各工序切削用量。

（1）确定钻削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[1]表28-10可查出0.47~0.57/f mm r =表，由于孔深度比0/30/22 1.36l d ==，0.9lf k =，故
(0.47~0.57)0.90.42~0.51/f mm r =⨯=表。

查Z535立式钻床说明书，取
0.43/f mm r =。

根据参考文献[1]表28-8，钻头强度所允许是进给量' 1.75/f mm r >。

由于机床进给机构允许的轴向力max 15690F N =（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量" 1.8/f mm r >。

由于所选进给量f 远小于'f 及"f ，故所选f 可用。

2）确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率m P 根据表28-15，由插入法得：
17/min v m =表，4732F N =表 51.69T N M =⋅表， 1.25m P kW
=表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。

由参考文献[1]表28-3，0.88Mv k =，0.75lv k =，故
'17/min 0.880.7511.22(/min)v m m =⨯⨯=表 ''
010********.22/min
162/min 22v mm n r d mm
ππ⨯===⨯表
查Z535机床说明书，取195/min n r =。

实际切削速度为：
022195/min
14/min 1000
1000
d n
mm r v m ππ⨯⨯=
=
=
由表28-5， 1.06MF MT k k ==，故
4732 1.065016()F N N =⨯= 51.69 1.0654.8T N m N m =⋅⨯=⋅
3）校验机床功率 切削功率m P 为
'
/)m MM m P P n n k =表
（ 1.25(195/246) 1.06 1.05kW kW =⨯⨯=
机床有效功率
' 4.50.81 3.65E E m P P kW kW P η==⨯=>
故选择的钻削用量可用。

即
022d mm =，0.43/f mm r =，195/min n r =，14/min v m =
相应地
5016F N =，54.8T N m =⋅， 1.05m P kW =
（2）确定扩孔切削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[1]表28-31，
f =⨯表（0.70.8）mm/r 0.7=0.490.56mm/r 。

根据Z535机床说明书，取
f =0.57mm/r 。

2）确定切削速度v 及n 根据参考文献[1]表28-33，取25/min v m =表。

修正系数：
0.88mv k =，24.722
1.02(/1.50.9)2
p pR a v p
a k a -==
=根据
故 '25/min 0.88 1.0211.22/min v m m =⨯⨯=表
''01000/)n v d π=表（
100011.22/min/(24.7)286/min
mm mm r π=⨯⨯=
查机床说明书，取275/min n r =。

实际切削速度为
3010v d n π-=⨯
324.7275/min 1021.3/min
mm r m π-=⨯⨯⨯=
（3）确定铰孔切削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[7]表28-36， 1.3~2.6f mm =表，按该表注4，进给量取小植。

查Z535说明书，取 1.6/f mm r =。

2）确定切削速度v 及n 由参考文献[1]表28-39，取8.2/min v m =表。

由 参考文献[1]表28-3，得修正系数0.88Mv k =，0.99p a v k =
2524.7
(/0.125 1.2)2
pR p
a a -=
=根据
故 '8.2/min 0.880.997.14/min v m m =⨯⨯=表
''01000/()n v d π=表
10007.14(/min)/(25)91.5/min
m mm r π=⨯⨯=
查Z535说明书，取100/min n r =，实际铰孔速度
3010v d n π-=⨯
325100/min 107.8/min mm r m π-=⨯⨯⨯=
（4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：022d mm =，0.43/f mm r =，195/min n r =，14/min v m = 扩孔：024.7d mm =，0.57/f mm r =，275/min n r =，21.3/min v m = 铰孔：025d mm =， 1.6/f mm r =，100/min n r =，7.8/min v m =
工序3：粗精铣宽度为30mm 的下平台 （1）粗铣宽度为30mm 的下平台 加工条件：
工件材料： HT200，铸造。

机床：X52K 立式铣床。

查参考文献[1]表30—34
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT ，100D mm = ，齿数8Z =，此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度p a ：2p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[3]表2.4-75，取0.12/f a mm Z =铣削速度V ：参照参考文献[1]表30—34，取 1.33/V m s =。

由式2.1得机床主轴转速n ：
10001000 1.3360254/min 3.14100V n r d π⨯⨯==≈⨯
按照参考文献[3]表3.1-74 300/min n r = 实际铣削速度v ： 3.14100300
1.57/1000
100060
dn
v m s
π⨯⨯=
=
≈⨯
进给量f V ：0.128300/60 4.8/f f V a Zn mm s ==⨯⨯≈
工作台每分进给量m f ： 4.8/288/min m f f V mm s mm ===
εa ：根据参考文献[1]表2.4-81,30a mm ε=
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知30l mm =，
刀具切入长度l ：
10.5(~3)l D = （2.2）
0.5(100(1~3) 5.3mm =+=
刀具切出长度2l ：取mm l 22=
走刀次数为1
（2）精铣宽度为30mm 的下平台
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。

机床： X52K 立式铣床。

由参考文献[1]表30—31
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT ，100D mm = ，齿数12，此为细
齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm
铣削深度p a ： 1.0p a mm =
每齿进给量f a ：根据参考文献[1]表30—31，取0.08/f a mm Z =
铣削速度V ：参照参考文献[1]表30—31，取0.32/V m s =
机床主轴转速n ，由式（2.1）有： 100010000.326061/min 3.14100
V n r d π⨯⨯==≈⨯ 按照参考文献[3]表3.1-31 75/min n r =
实际铣削速度v ： 3.14100750.4/1000100060
dn
v m s π⨯⨯===⨯ 进给量f V ，由式（2.3）有：0.151275/60 2.25/f f V a Zn mm s ==⨯⨯=
工作台每分进给量m f ： 2.25/135/min m f f V mm s mm ===
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知40l mm =
刀具切入长度1l ：精铣时1100l D mm ==
刀具切出长度2l ：取mm l 22=
走刀次数为1
工序4： 钻Ф12.7的锥孔
工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。

孔的直径为12.7mm ，，表面粗糙度
6.3a R m μ=。

加工机床为Z535立式钻床，钻孔——Φ12mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ12.7mm 标准高速钢扩孔钻。

选择各工序切削用
量。

（1）确定钻削用量
1）确定进给量f 根据参考文献[1]表28-10可查出0.47~0.57/f mm r =表，
由于孔深度比0/30/22 1.36l d ==，0.9lf k =，故
(0.47~0.57)0.90.42~0.51/f mm r =⨯=表。

查Z535立式钻床说明书，取
0.43/f mm r =。

根据参考文献[1]表28-8，钻头强度所允许是进给量' 1.75/f mm r >。

由于机床进
给机构允许的轴向力max 15690F N =（由机床说明书查出），根据参考文献[1]表
28-9，允许的进给量" 1.8/f mm r >。

由于所选进给量f 远小于'f 及"f ，故所选f 可用。

2）确定切削速度v 、轴向力F 、转矩T 及切削功率m P 根据参考文献[1]
表28-15，由插入法得：
17/min v m =表，4732F N =表
51.69T N M =⋅表， 1.25m P kW
=表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。

由参考文献[1]表28-3，0.88Mv k =，0.75lv k =，故
'
17/min 0.880.7511.22(/min)v m m =⨯⨯=表
'
'
010********.22/min 162/min 22v mm n r d mm ππ⨯===⨯表 查Z535机床说明书，取195/min n r =。

实际切削速度为：
022195/min 14/min 10001000
d n mm r v m ππ⨯⨯=== 由参考文献[1]表28-5， 1.06MF MT k k ==，故
4732 1.065016()F N N =⨯=
51.69 1.0654.8T N m N m =⋅⨯=⋅
3）校验机床功率 切削功率m P 为
'/)m MM m P P n n k =表
（ 1.25(195/246) 1.06 1.05kW kW =⨯⨯=
机床有效功率
'
4.50.81 3.65E E m P P kW kW P η==⨯=>
故选择的钻削用量可用。

即
022d mm =，0.43/f mm r =，195/min n r =，14/min
v m =。