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摘 要
本設計設計的是機械零件的加工工序、設計方案、計算過程以及夾具設計。機械零件的表面加工方法的選擇、加工順序的安排、工序集中與分散的處理、加工階段的劃分、機床和工藝裝備的選擇、加工余量與工序尺寸及公差的確定等都是編制工藝規(guī)程的主要問題。而夾具設計所面臨的是設計方案的確定、定位元件的選擇、定位誤差的分析與計算、夾緊力的計算、夾具體毛坯結構及夾具元件配合的確定。還有毛坯圖、零件圖和夾具裝配圖的繪制，如何保證用技術條件是加工過程最為重要的問題，而夾具也起著至關重要的作用。
機械零件的合理結構設計、加工工藝性設計，保證零件的加工質量，對提高生產效率有著重要意義，它是保證產品質量的關鍵所在。通過對機械零件加工過程的設計，可以發(fā)現一個產品的設計需要各個加工過程很好的配合才能成功。
關鍵詞：機械零件； 工藝； 夾具； 夾緊； 定位
Abstract
In this paper, the design of the fork processing speed, design, calculation and design of drilling jig. Fork the surface of the choice of processing methods, processing sequence of the arrangement, process centralization and decentralization of treatment, the division stage of processing, machine tools and process equipment selection, allowance and processes determine the size and tolerance of the preparation process are the main point of order problem. Fixture Design and facing the program is designed to identify, locate component selection, positioning errors of analysis and calculation, the calculation of clamping force, the specific folder structure and the rough with the determination of fixture elements. There are fork blank map, fixture assembly parts diagram and mapping how to ensure the technical conditions fork is the most important process, and fixture also plays a vital role.
Fork reasonable structural design, design process to ensure quality processing fork, to improve the productivity of great significance, it is to ensure that the key to product quality. Fork through the design process can be found in a product design process requires a good co-ordination to succeed.
Keywords: fork; technology; fixture; clamping; positioning
目 錄
摘要 1
Abstract 2
目錄 3
前言 4
第1章 零件的分析 6
1.1 生產綱領和生產類型的確定 6
1.2 零件的作用與分析 7
1.3 確定毛坯制造形式 8
1. 4 毛坯尺寸與機械加工工藝尺寸確定 8
1.4.1 加工余量的確定 8
1.4.2 工序尺寸及其公差的確定 9
第2章 工藝規(guī)程設計 10
2.1 定位基準的選擇 10
2.2 零件表面加工方法的選擇 10
2.3 工藝方案的制定 11
2.4 切削用量與工時的計算 12
第3章 選擇加工設備及工藝裝備 35
3.1 機床的選擇 35
3.2 刀具的選擇 35
3.3 量具的選擇 35
第4章 擴孔夾具設計 36
4.1 設計任務 36
4.2 夾緊方案的確定 40
4.3 分度裝置的確定 40
4.4 導向元件的選擇 41
4.5 鉆模板結構的設計 42
4.6 夾具體的設計 42
4.7 夾具精度分析與計算 43
4.8 繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸及技術要求 45
結論與展望 47
致謝 48
參考文獻 49
前言
機械工業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，現代機械制造技術是機械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證。隨著科技不斷的發(fā)展，特別是近年來機械工業(yè)領域正朝著高精度、高質量、高效率、低成本方向發(fā)展，使機械工業(yè)得到了很大的提高。
機械加工工藝是制造機械產品的技巧、方法和程序；是實現產品設計、保證產品質量、節(jié)約能源和降低成本的重要手段；是企業(yè)進行生產準備、計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據；也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現。機械制造中，需要的加工順序、裝配工序及檢驗工序等，使用著小批的夾具，可以提高勞動效率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造的一項重要工藝裝備，它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義。機床夾具已成為機械加工時的重要裝備，同時是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。機床夾具的設計和使用是促進機械工業(yè)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產的不斷發(fā)展，機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術人員在技術革新中的一項重要任務。
機械制造工藝學設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的，這是我們在進行設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們幾年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
材料、機構、工藝是產品設計的物質技術基礎，一方面，技術制約著設計；另一方面，技術也推動著設計。技術使產品形態(tài)發(fā)展的先導，新材料，新工藝的出現，必然給產品帶來新的機構、新的形態(tài)和新的造型風格。
材料、加工工藝、結構和產品形象有機的聯系在一起的，某各環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。隨著機床加精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制造精度要求更高精度夾具的定位孔距精度也隨著提高，機床夾具的精度以提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經濟行，夾具有不同的型號，以及不同檔位的精度標準供選擇。
工業(yè)的模塊、組合夾具元件模塊化實現組合化的基礎。利用模塊設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型家具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經驗，了解市場需求，不斷的改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)網站，位夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經營電子商務化。迅速發(fā)展對產品的品種和生產率提出了越來越高的要求，使多品種，對中小批生產作為機械生產的主流，為了適應機械生產的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。
零件要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計者的要求。
夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。
高精
隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達±5μm，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。德國戴美樂公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內；夾具重復安裝的定位精度高達±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復定位精度高達2~5μm。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。
高效
為了提高機床的生產效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1~2秒，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國杰金斯公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產效率的作用。
第1章 零件的分析
1.1 生產綱領和生產類型的確定
生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。
零件生產綱領可按下式計算。
N=Qn（1+a%）（1+b%）
N——零件的年產量
Q——產品年產量
n——每臺產品中該零件的件數
——備品百分率
——廢品百分率
根據教材中生產綱領與生產類型及產品大小和復雜程度的關系，確定其生產類型。
N=Qn（1+a%）（1+b%）
=5000*1*（1+10%）（1+3%）
=5700件/年
此零件零件的年產量為5700件，現已知該產品屬于輕型機械，根據生產類型與生產綱領的關系查閱參考文獻 ，確定其生產類型為批量生產。
1.2 零件的作用與分析
此零件與其它泵零部件相配，構成一個結合體，然后裝于泵上，與其它零件配合工件，成為一個重要組成部分，此零件是機械中的一個關鍵零件。由于此零件承件伴隨其它零件工作，又是機械中的支承件，因此它對于機器加工零件的同軸度、軸向壓力、機件的磨損、及周圍機件安裝的準確性和零件的回轉平穩(wěn)度都有不可忽視的影響。
此機械零件共有幾組主要的加工方面，它們相互間有一定的關聯和要求。
此工件結構較復雜、加工面較多、技術要求高、機械加工的勞動量大。因此機械結構工藝性對保證加工質量、提高生產效率、降低生產成本有重要意義。
機械零件幾個加工表面它們之間有一定的位置要求，現分述如下：
.是面與面要保證一定的平面度要求公差為0.05mm。
.底面與側面都有一定的粗造度要求為12.5，6.3
.孔與孔有一定的位置度要求公差為0.04mm；且有一定的位置要求，保證相互位置尺寸；與側面也有一定的位置要求尺寸偏差。
.由于加工孔時要以面為基準，必須了保證機械零件上下面的精度所以加工表面時必須先加工面為基準加工面，確保其精度。
從機械的各個需要加工的表面來分析：后平面與機體相連，其長度尺寸精度不高，而表面質量較高；孔和面，因需要裝配進行連接，還要用于夾具定位，其加工精度可定為IT9級；端面位置精度要求不高；孔面需要定位，表面質量要求比較高；其他有些面，其表面質量要求高；各加工面之間的尺寸精度要求不高。
從以上分析可知，該零件在批量生產條件下，不需要采用專用的機床進行加工，用普通機床配專用夾具即可保證其加工精度和表面質量要求。因此，該零件的加工不存在技術難題。
1.3 確定毛坯制造形式
毛坯種類的選擇主要依據的是以下幾種因素：
（1）設計圖樣規(guī)定的材料及機械性能；
（2）零件的結構形狀及外形尺寸；
（3）零件制造經濟性；
（4）生產綱領；
（5）現有的毛坯制造水平。
由零件圖可知零件材料為ZG310-570，生產批量為批量，零件結構一般復雜，所以選擇金屬型澆鑄，因為生產率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸較小，單邊余量不大，需要結構細密，能承受較大的壓力，所以選擇鑄件做毛坯。
確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量
1. 4 毛坯尺寸與機械加工工藝尺寸確定
1.4.1 加工余量的確定
在切削加工時，為了保證零件的加工質量，從某加工表面上所必須切除的一層金屬層厚度成為加工余量。加工余量分為總余量和工序余量兩種。在由毛坯加工成成品的過程中，毛坯尺寸與成品零件圖的設計尺寸之差，成為加工總余量，即某加工表面上切除的金屬層總厚度。
完成一道工序時，從某一表面上所必須切除的金屬層厚度，稱為該工序的工序余量，即上道工序的工序尺寸與本道工序的工序尺寸之差。對于外圓和孔等旋轉表面而言，加工余量是從直徑上考慮的，故稱為雙邊余量，但實際上所切除的金屬層厚度是直徑上的加工余量的一半。加工平面時，加工余量是非對稱的單邊余量，它等于實際所切除的金屬層厚度。各工序的工序余量之和等于這一表面的加工總余量。
任何加工方法加工之后的尺寸都有一定的誤差，因而毛坯和各個工序尺寸都有公差，所以加工余量也就是變化的，因此加工余量可分為公稱余量、最小余量和最大余量。
工序尺寸的公差按各種加工方法的經濟精度等級選定，并按“入體原則”標主。即對于被包容面（如軸，鍵寬等），工序尺寸的公差帶都取上偏差為零，即加工后的基本尺寸與最大極限尺寸相等；對于包容面（如孔，鍵槽寬等），工序尺寸公差帶都取下偏差為零，即加工后的基本尺寸與最小極限尺寸相等。孔距工序尺寸公差，一般按對稱偏差標住，毛坯尺寸公差可取對稱偏差，也可取非對稱偏差。
加工余量大小對制定工藝過程有一定的影響?？傆嗔坎粔颍荒鼙ＷC加工質量；總余量過大，不但增加機械加工的勞動量，而且也增加了材料、刀具、電力等的成本消耗。
加工總余量的數值，一般與毛坯的制造精度有關。同樣的毛坯制造方法，總余量的大小又與生產類型有關，批量大，總余量就可以小些。由于粗加工的工序余量的變化范圍很大，半精加工和精加工的加工余量較小，所以，在一般情況下，加工總余量總是足夠分配的。但是在個別余量分布極其不均勻的情況下，也可能發(fā)生毛坯上有缺陷的表面層都切不掉，甚至留下了毛坯表面。
對于工序余量，目前一般采用經驗估計的方法，或按照技術手冊等資料推薦的數據為基礎，并結合實際生產情況確定其加工余量的數值。對于一些精加工工序（例如：磨削、研磨、金剛鏜等）又以最合適的加工余量范圍。加工余量過大，會使精加工工時過大，甚至不能達到精加工的目的(破壞了精度和表面質量)；加工余量過小，會使工件的某些部位加工不出來。此外，精加工的工序余量不均勻，還會影響加工精度。所以，對于精加工工序余量的大小和均勻性都必須予以保證。
1.4.2 工序尺寸及其公差的確定
工序尺寸是工件在加工過程中各工序應保證的加工尺寸。因此，正確的確定工序尺寸及其公差，是制定工藝規(guī)程的一項重要工作。
工序尺寸的計算要根據零件圖上的設計尺寸、已經確定的各個工序的加工余量及定位基準的轉換來進行。確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后一道工序開始依次向前推算，最后工序的工序尺寸按設計尺寸標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序的加工余量有關。當定位基準與工序基準不重合或工序尺寸尚需從繼續(xù)加工的表面標注時，工序尺寸應用尺寸鏈解算。分析該零件圖樣，其工序基準與定位基準重合，故其工序尺寸只與各個加工工序的余量有關。具體的計算步驟如下：
1）確定某一被加工表面各個加工工序的加工余量 由查表法確定各工序的加工余量；
2）計算各工序尺寸的基本尺寸 從終加工工序開始，即從設計尺寸開始，到第一道加工工序，逐次加上（對被包容面）或減去（對包容面）每道加工工序的基本余量，便可得到各工序尺寸的基本尺寸（包括毛坯尺寸）；
3）確定各工序尺寸公差及其偏差 除終加工以外，根據各工序所采用的加工方法及其經濟加工精度，確定各工序的工序尺寸公差（終加工工序的公差按設計要求確定），并按照“入體原則”標注工序尺寸公差。
第2章 工藝規(guī)程設計
2.1 定位基準的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。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，使生產無法正常進行。
（1）粗基準的選擇
由于零件的結構比較復雜，加工的表面較多，粗基準選擇的是否合理，對各加工能否非配到合理的加工余量及加工面與不加工面的相對位置關系有很大影響。因此在選擇粗基準時應考慮以下幾個方面；
a在保證各加工面均有加工余量的前提下，應使重要孔的加工余量盡量均勻；
b裝入零件內的旋轉零件（如齒輪、軸套）應與零件內壁有足夠的間隙；
c注意保持機械零件必要的外形尺寸；
d能保證定位、夾緊可靠。
按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為基準），現選取面作為粗基準，利用這一平面做定位面，以消除、、。
（2）精基準的選擇
由于機械零件面加工的要求較高，又可能需要經過多次的安裝，因此應盡可能采用統(tǒng)一的精基準?？紤]零件有較大的平面，所以一般選機械零件合適的組成作為統(tǒng)一的精基準，這樣不僅可以避免因基準轉換過多而帶來的累積誤差，有利于保證機械零件各主要表面的相互位置精度，而且可以減少夾具數量和安裝次數，以縮短生產周期和降低成本，同時，零件底面又是設計基準和安配基準，符合基準重合原則，因此也避免基準不重合誤差的產生。
2.2 零件表面加工方法的選擇
生產過程是指將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運輸、保管于準備，產品的技術、生產準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理，部件及產品的裝配、檢驗調試、油漆包裝、以及產品的銷售和售后服務等。
機械工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為零件的全過程。
機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。
規(guī)定產品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：
1.機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據。根據它來組織原料和毛坯的供應，進行機床調整、專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。
2.機械加工工藝規(guī)程也是組織生產、進行計劃調度的依據。有了它就可以制定進度計劃，實現優(yōu)質高產和低消耗。
3.機械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術文件。根據它和生產綱領，才能確定所須機床的種類和數量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排
機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機床完成的工序，還有機床調整卡片。
機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。
機械加工工序卡片是每個工序詳細制訂時，用于直接指導生產，用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。
制訂機械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：
1.產品的全套技術文件，包括產品的全套圖紙、產品的驗收質量標準以及產品的生產綱領。
2.毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應研究毛坯圖，了解毛坯余量，結構工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。
3.車間的生產條件。即了解工廠的設備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產面積；工人的技術水平；專用設備；工藝裝備的制造性能等。
4.各種技術資料。包括有關的手冊、標準、以及國內外先進的工藝技術等。
零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，還須考慮生產率和經濟性方面的要求，在選擇時，應根據各種加工方法的特點
及其經濟加工精度和表面粗糙度，結合零件的特點和技術要求，慎重決定[6]。
2.3 工藝方案的制定
鑄
鑄造出毛坯130x118.1x100
熱處理
毛坯退火處理
銑
銑頂面A面
銑
銑右支架座底面B,C
鏜
粗鏜Φ49孔及倒角
鏜
粗鏜Φ55孔
擴
擴2xΦ43.5孔
忽
2xΦ43.5孔倒角
鉆
6xΦ20孔
鉆
4xM20螺紋孔底孔Φ18mm
鏜
精鏜Φ55孔及倒角
鉗
去毛刺
終檢
入庫
2.4 切削用量與工時的計算
切削用量包含切削速度、進給量及背吃刀量三項，確定的方法是先確定背吃刀量，進給量f，而后確定切削速度v。不同的加工性質，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側重點也有所不區(qū)別。
1銑頂面A面
⑴切削用量
本道工序是粗細端面，已知加工材料為ZG310-570,=570MPa,鑄件無外皮，機床為X52K型立式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數：直徑d=125mm，孔徑D=40mm，寬L=40mm，齒數z=14.根據表5-143確定銑刀角度，選擇前角=20°，后角=12°，主偏角，螺旋角。已知銑削寬度=94mm，銑削背吃刀量=4mm。
① 確定每齒進給量 根據表5-74知X52K型立式銑床的主電動機功率為7.5kW，查表5-144知當工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鋼料時，每齒進給量=0.08～0.15mm/z。由于本工序背吃刀量和銑削寬度較大，選擇最小的吃進給量=0.08mm/z
② 選擇銑刀鈍磨標準和耐用度 根據表5-148，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鋼料時，選擇銑刀后刀面磨損極限為1.8mm，已知銑刀直徑d=125mm，查表5-149經插值的端銑刀的合理耐用度T=150min。
③ 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 根據表2-17中公式計算：
（5-1-1）
式中：、m=0.2、T=150min、mm.
查表5-72得：mm/z，mm，z=14，d=125mm，有：
=22.5m/min
則所需銑床主軸轉速：
r/min
根據X52K型立式銑床轉速表，選擇n=60r/min=1r/s，則實際切削速度v：
=23.55m/min
工作臺每分鐘進給量為：
=×z×n=0.08×14×60=67.2mm/min
根據X52K型立式銑床工作臺進給量表5-73，選擇標準縱向進給量，選取=60mm/min，則實際的每齒進給量為：
=0.071mm/z
④ 校驗機床功率根據表2-18的計算公式，銑削時的功率（kw）和切削力的計算公式為：
(kW) （5-1-2）
（N） （5-1-3）
式中：
所以切削力為：
切削時的功率為：
kW=1.31kW
X52K銑床主電動機功率為7.5kW，故所選切削用量合適。最后所確定的切削用量為：。
⑵ 基本時間
根據表2-28知，＜90°的端銑刀對稱銑削的基本時間為：
（5-1-3）
其中：L——工件銑削部分長度，單位mm；
——切入行程長度，單位mm ，～2）
——切出行程長度，單位mm，=1～3
——工作臺每分鐘進給量，單位mm/min。
已知：=60mm/min，=94mm，=1mm，
=0.5（125-+（1～2）=25mm，+=26mm；
所以：=2min。
工序4 銑右支架座底面B,C
⑴ 切削用量
本道工序是粗細端面，已知加工材料為ZG310-570,=570MPa,鑄件無外皮，機床為X52K型立式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數：直徑d=125mm，孔徑D=40mm，寬L=40mm，齒數z=14.根據表5-143確定銑刀角度，選擇前角=20°，后角=12°，主偏角，螺旋角。已知銑削寬度B面為=94mm。
① 確定每齒進給量 根據表5-74知X52K型立式銑床的主電動機功率為7.5kW，查表5-144知當工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鋼料時，每齒進給量=0.08～0.15mm/z。由于本工序背吃刀量和銑削寬度較大，選擇最小的吃進給量=0.08mm/z
② 選擇銑刀鈍磨標準和耐用度 根據表5-148，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鋼料時，選擇銑刀后刀面磨損極限為1.8mm，已知銑刀直徑d=125mm，查表5-149經插值的端銑刀的合理耐用度T=150min。
③ 確定切削速度v和工作臺每分鐘進給量 根據表2-17中公式計算：
（5-2-1）
式中：、m=0.2、T=150min、mm.
查表5-72得：mm/z，mm，z=14，d=125mm，有：
=23.28m/min
則所需銑床主軸轉速：
r/min
根據X52K型立式銑床轉速表，選擇n=60r/min=1r/s，則實際切削速度v：
=23.55m/min
工作臺每分鐘進給量為：
=×z×n=0.08×14×60=67.2mm/min
根據X52K型立式銑床工作臺進給量表5-73，選擇標準縱向進給量，選取=60mm/min，則實際的每齒進給量為：
=0.071mm/z
④ 校驗機床功率根據表2-18的計算公式，銑削時的功率（kw）和切削力的計算公式為：
(kW) （5-2-2）
（N） （5-2-3）
式中：
所以切削力為：
切削時的功率為：
kW=0.996kW
X52K銑床主電動機功率為7.5kW，故所選切削用量合適。最后所確定的切削用量為：。
2 基本時間
根據表2-28知，＜90°的端銑刀對稱銑削的基本時間為：
（5-2-4）
其中：L——工件銑削部分長度，單位mm；
——切入行程長度，單位mm ，～2）
——切出行程長度，單位mm，=1～3
——工作臺每分鐘進給量，單位mm/min。
已知：=60mm/min，=94mm，=1mm，
=0.5（125-+（1～2）=24mm，+=25mm；
所以：=1.98min.
工序5 粗鏜Φ49孔及倒角及槽位
本工序為粗鏜及切退刀槽，已知條件與工序05相同，機床采用最常用的
T68臥式車床，工步1采用YT5硬質合金刀具，根據加工條件和工件材料由表5-112、表5-113得刀具參數為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-119知鏜刀的鈍磨標準為1.4mm，鏜刀合理耐用度為T=60min。工步2采用高速鋼內孔切槽加工完成。
1 確定粗鏜Φ49mm孔的切削用量
① 確定背吃刀量: 由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為6mm，粗鏜后孔直徑為Φ49mm，故單邊余量為3mm，即=3mm。
② 確定進給量: 根據表5-115，當粗鏜鋼料，鏜刀桿直徑為20mm，=3mm，鏜刀伸出長度為100mm時，=0.15～0.25mm/r。按T68車床的進給量（表5-57），選擇=0.20mm/r。
③ 確定切削速度v ： 根據表2-8的計算公式確定切削速度
（5-3-1）
式中，，，，m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據表2-9對鏜削速度進行修正：根據刀具耐用度T=60min，的修正系數=1.0；根據工件材料MPa，得修正系數；根據毛坯表面狀態(tài)得修正系數為=1.0；刀具材料為YT5，的修正系數=0.65；此處為鏜孔，經插值得修正系數=0.765；主偏角，得修正系數=1.0。所以
m/min=88.1m/min
查表5-56，根據T68機床上的主軸轉速n=560r/min,則實際切削速度為
④ 檢驗機床功率： 由表2-10查得切削力和切削功率計算公式如下：
(N) （5-3-2）
（kW） （5-3-3）
其中，=2650，=1.0，=0.75，=-0.15，，由表2-9得：與刀具耐用度有關的修正系數=1.0；與工件材料有關的修正系數=0.92；經插值得鏜孔相對于外圓縱車時的修正系數=1.04；與主偏角有關的修正系數=1.0；與前角有關的修正系數=1.04。因此總的修正系數為
=1.0×0.92×1.04×1.0×1.04=1.0
所以，切削力為
N=1214.06N
切削功率為
kW=1.45kW
根據表5-55知：T68機床主軸電動機功率=7.5kW，因＜，故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為：=3mm，=0.2mm/r，=88.1m/min(n=560r/min)。
2 確定加工退刀槽的切削用量
選用高速鋼切槽刀，采用手動進給，選擇主軸轉速n=40r/min,切削速度為：
3 基本時間
由表2-24得鏜孔的基本時間為
（5-3-4）
式中，——切削加工長度，單位為mm；
——刀具切入長度，單位為mm，～3）；
——刀具切出長度，單位為mm，=（3～5）mm；
——單件小批生產時的試切長度，單位為mm；
——進給次數。
已知=9mm，=mm=5.5mm，=4mm，=0，=0.2mm/r,n=560r/min,=1。所以，基本時間為
=0.165min
工序6 粗鏜Φ55孔
本工序為粗鏜及倒角C2，機床采用最常用的T68，兩個工步采用YT5硬質合金刀具，根據加工條件和工件材料由表5-112、表5-113得刀具參數為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-119知鏜刀的鈍磨標準為1.4mm，鏜刀合理耐用度為T=60min。
1 確定粗鏜Φ55mm孔的切削用量
① 確定背吃刀量: 由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為4mm，粗鏜后孔直徑為Φ53mm，故單邊余量為2mm，即=2mm。
② 確定進給量: 根據表5-115，當粗鏜鋼料，鏜刀桿直徑為20mm，=2mm，鏜刀伸出長度為100mm時，=0.15～0.30mm/r。按T68車床的進給量（表5-57），選擇=0.20mm/r。
③ 確定切削速度v ： 根據表2-8的計算公式確定切削速度
（5-4-1）
式中，，，，m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據表2-9對鏜削速度進行修正：根據刀具耐用度T=60min，的修正系數=1.0；根據工件材料MPa，得修正系數=1.18；根據毛坯表面狀態(tài)得修正系數為=1.0；刀具材料為YT5，的修正系數=0.65；此處為鏜孔，經插值得修正系數=0.765；主偏角，得修正系數=1.0。所以
m/min=93.6m/min
查表5-56，根據T68機床上的主軸轉速n=560r/min,則實際切削速度為
④ 檢驗機床功率： 由表2-10查得切削力和切削功率計算公式如下：
(N) （5-4-2）
（kW） （5-4-3）
其中，=2650，=1.0，=0.75，=-0.15，，由表2-9得：與刀具耐用度有關的修正系數=1.0；與工件材料有關的修正系數=0.92；經插值得鏜孔相對于外圓縱車時的修正系數=1.04；與主偏角有關的修正系數=1.0；與前角有關的修正系數=1.04。因此總的修正系數為
=1.0×0.92×1.04×1.0×1.04=1.0
所以，切削力為
N=802.99N
切削功率為
kW=1.25kW
根據表5-55知：T68機床主軸電動機功率=7.5kW，因＜，故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為：=2mm，=0.2mm/r，=93.2m/min(n=560r/min)。
2 確定加工倒角切削用量
因為該工序中的倒角主要是為了裝配方便，故在實際生產過程中，加工倒角時并不需要詳細的計算，切削用量與粗鏜Φ55mm孔的相同即可。
3 基本時間
由表2-24得鏜孔的基本時間為
（5-4-4）
式中，——切削加工長度，單位為mm；
——刀具切入長度，單位為mm，～3）；
——刀具切出長度，單位為mm，=（3～5）mm；
——單件小批生產時的試切長度，單位為mm；
——進給次數。
已知=91mm，=mm=4.5mm，=4mm，=0，=0.2mm/r,n=560r/min,=1。所以，基本時間為
=0.89min
工序7 擴2xΦ43.5孔
本工序為擴2個Φ43.5mm孔，所用機床為Z35搖臂鉆床。根據表5-84知選取d=43.5mm，L=359mm，莫氏圓錐號為4號的莫氏錐柄麻花鉆作為刀具。根據表5-84選擇的鉆頭參數，2Φ=120°，ψ=50°，°。由表5-130知，當＞20mm時，選擇鉆頭刀面磨損極限為1.2mm，耐用度T=90min。
1 確定擴2×Φ43.5mm孔的切削用量
① 確定背吃刀量： 由前述可知，擴孔時雙邊加工余量為6.0mm，擴孔后孔直徑為43.5mm故單邊加工余量為3mm，即為3mm。
② 確定進給量： 按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑=43.5mm，工件材料為鑄鋼且=570MPa時，根據表5-127，進給量取值范圍為0.60-0.70mm/r。根據Z35機床標準進給量，查表5-63，選取=0.7mm/r。
③ 確定切削速度： 根據表2-13的計算公式確定切削速度
（m/min） （5-6-1）
式中,=0.3，，=0.5，m=0.3.因本例的加工條件與該公式應用條件不完全相同，故需要對切削速度進行修正。由表2-14得：根據刀具耐用度T=90min，得修正系數；工件材料=570MPa，得修正系數；擴孔時工件經過退火熱處理，得修正系數=0.9；刀具材料為高速鋼，得修正系數=1.0；所以
=1.0×1.16×0.9×1.0=1.044
×1.044=14.97m/min
=109.6r/min
根據Z35機床標準主軸轉速，由表5-62選取n=105r/min，實際轉速為
m/min
④ 校驗機床功率
由表2-15知，查得轉矩和切削功率計算公式如下：
=(N·m) （5-6-2）
（5-6-3）
式中：=0.305，=2.0，=0.8，,由表2-16得：與加工材料有關的修正系數=0.88；與刃磨形狀有關的修正系數=1.0；與刀具磨鈍有關的修正系數=0.87。因此總的修正系數為：
=0.88×1.0×0.87=0.77。
所以擴孔時轉矩為
N·m=334.1N·m
切削功率為
Kw
由表5-61知，Z35機床主軸最大轉速=735.75N·m。主電動機功率=4.5kW。由于＜，＜，故選擇的切削用量可用。最后所確定的切削用量為=3mm，=0.7mm/r，=14.34m/min(n=105r/min)。
2 基本時間
由表2-26得擴孔的基本時間為
（5-6-4）
式中，——工件切削部分長度，單位為mm；
——刀具切入長度，單位為mm，+(1～2）；
——刀具切出長度，單位為mm，=（2～4）mm；
已知：=62mm，=4+0.6=4.6mm，=3mm。所以加工2個孔所用的基本時間為
工序8 2xΦ43.5孔倒角
本工序為2×Φ43.5孔倒角C2，所用機床為Z525搖臂鉆床。根據表5-88知采用90°錐柄錐面锪鉆加工，d=50mm，L=150mm，莫氏圓錐號為3號。由表5-130知，刀具耐用度為T=50min。
⑴ 確定倒角的切削用量
① 確定進給量： 按照加工要求決定進給量。根據表5-140，進給量取值范圍為0.12～0.20mm/r。根據Z525機床標準進給量，查表5-63，選取=0.16mm/r。
② 確定切削速度： 根據表5-140知锪鉆加工的切削速度為10～18m/min,則所需銑床主軸轉速范圍為
63.69～114.65r/min
根據Z525機床標準主軸轉速，由表5-62選取n=80r/min，實際轉速為
m/min
最后所確定的切削用量為：=0.16mm/r；m/min（n=80r/min）。
⑵ 基本時間
根據表5-57知锪倒角的基本時間為：
式中，——工件切削部分長度，單位為mm；
——切入量，單位為mm，=（1.5～3）mm
已知=2mm，取為2mm。所以，加工四個孔所用的基本時間為
min=0.625min
工序96xΦ20孔
本工序為鉆6個Φ20mm孔，所用機床為Z525搖臂鉆床。根據表5-84知選取d=20mm，L=238mm，莫氏圓錐號為2號的莫氏錐柄麻花鉆作為刀具。根據表5-84選擇的鉆頭參數，2Φ=118°，ψ=50°，°。由表5-128知，當≤20mm時，選擇鉆頭刀面磨損極限為0.8mm，耐用度T=45min。
1 確定鉆6×Φ20mm孔的切削用量
① 確定背吃刀量： 擴孔時=10mm。
② 確定進給量： 按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑=20mm，工件材料為鑄鋼且=570MPa時，根據表5-127，進給量取值范圍為0.35-0.43mm/r。根據Z525機床標準進給量，查表5-63，選取=0.4mm/r。
③ 確定切削速度： 根據表2-13的計算公式確定切削速度
（m/min） （5-8-1）
式中,=0.4，，=0.5，m=0.2。因本例的加工條件與該公式應用條件不完全相同，故需要對切削速度進行修正。由表2-14得：根據刀具耐用度T=45min，得修正系數；工件材料=570MPa，得修正系數；擴孔時工件經過退火熱處理，得修正系數=0.9；刀具材料為高速鋼，得修正系數=1.0；鉆頭為標準刃磨形狀，得修正系數=0.87。所以
=1.0×1.16×0.9×1.0×0.87=0.906
×0.906=14.64m/min
=233.05r/min
根據Z525機床標準主軸轉速，由表5-62選取n=200r/min，實際轉速為
m/min
④ 校驗機床功率
由表2-15知，查得轉矩和切削功率計算公式如下：
=(N·m) （5-8-2）
（5-8-3）
式中：=0.305，=2.0，=0.8，,由表2-16得：與加工材料有關的修正系數=0.88；與刃磨形狀有關的修正系數=1.0；與刀具磨鈍有關的修正系數=0.87。因此總的修正系數為：
=0.88×1.0×0.87=0.77。
所以擴孔時轉矩為
N·m=45.13N·m
切削功率為
kW
由表5-61知，Z525機床主軸最大轉速=196.2N·m。主電動機功率=2.2kW。由于＜，＜，故選擇的切削用量可用。最后所確定的切削用量為=10mm，=0.4mm/r，=12.56m/min(n=200r/min)。
2 基本時間
由表2-26得擴孔的基本時間為
（5-8-4）
式中，——工件切削部分長度，單位為mm；
——刀具切入長度，單位為mm，+(1～2）；
——刀具切出長度，單位為mm，=（1～4）mm；
已知：=8.5mm，=17.64mm，=2mm。所以加工6個孔所用的基本時間為
工序10 4xM20螺紋孔底孔Φ18mm
本工序為鉆4個M20mm孔，所用機床為Z525搖臂鉆床。根據表5-84知選取d=18mm，L=228mm，莫氏圓錐號為2號的莫氏錐柄麻花鉆作為刀具。根據表5-84選擇的鉆頭參數，2Φ=118°，ψ=50°，°。由表5-128知，當≤20mm時，選擇鉆頭刀面磨損極限為0.8mm，耐用度T=45min。
1 確定鉆4×M20螺紋底孔Φ18mm的切削用量
① 確定背吃刀量： 擴孔時,=9mm。
② 確定進給量： 按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑=18mm，工件材料為鑄鋼且=570MPa時，根據表5-127，進給量取值范圍為0.35-0.43mm/r。由于擴孔后要用絲錐螺紋，需乘上系數0.5，又由于擴孔深度大于3倍直徑，需乘上修正系數。由于，經插值得=0.95。綜上得進給量的取值范圍=（0.35～0.43）×0.5×0.95mm/r=(0.166～0.204)mm/r。根據Z525機床標準進給量，查表5-63，選取=0.2mm/r。
③ 確定切削速度： 根據表2-13的計算公式確定切削速度
（m/min） （5-9-1）
式中,=0.4，，=0.7，m=0.2。因本例的加工條件與該公式應用條件不完全相同，故需要對切削速度進行修正。由表2-14得：根據刀具耐用度T=45min，得修正系數；工件材料=570MPa，得修正系數；擴孔時工件經過退火熱處理，得修正系數=0.9；刀具材料為高速鋼，得修正系數=1.0；鉆頭為標準刃磨形狀，得修正系數=0.87；擴孔深度，得修正系數。所以
=1.0×1.16×0.9×1.0×0.87×0.85=0.77
×0.77=15.51m/min
=274.4r/min
根據Z525機床標準主軸轉速，由表5-62選取n=250r/min，實際轉速為
m/min
④ 校驗機床功率： 由表2-15知，查得轉矩和切削功率計算公式如下：
=(N·m) （5-9-2）
（5-9-3）
式中：=0.305，=2.0，=0.8，,由表2-16得：與加工材料有關的修正系數=0.88；與刃磨形狀有關的修正系數=1.0；與刀具磨鈍有關的修正系數=0.87。因此總的修正系數為：
=0.88×1.0×0.87=0.77。
所以擴孔時轉矩為
N·m=21N·m
切削功率為
kW
由表5-61知，Z525機床主軸最大轉速=196.2N·m。主電動機功率=2.2kW。由于＜，＜，故選擇的切削用量可用。最后所確定的切削用量為=9mm，=0.2mm/r，=14.1m/min(n=250r/min)。
⑵ 基本時間
由表2-26得擴孔的基本時間為
（5-9-4）
式中，——工件切削部分長度，單位為mm；
——刀具切入長度，單位為mm，+3；
——刀具超出長度，單位為mm，=（2～4）mm；
已知：=70mm，=8.4mm，=3mm，=0.2mm/r，n=250r/min。所以，加工4個孔所用的基本時間為
工序11精鏜Φ55孔及倒角
本工序為精鏜及倒角C2，機床采用最常用的T68臥式車床，兩個工步采用YT30硬質合金刀具，根據加工條件和工件材料由表5-112、表5-113得刀具參數為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。選用桿部直徑為20mm得圓形鏜刀。由表5-119知鏜刀的鈍磨標準為0.6mm，鏜刀合理耐用度為T=60min。
1 確定精鏜Φ55mm孔的切削用量
① 確定背吃刀量: 由前述可知粗鏜是雙邊加工余量為0.5mm，粗鏜后孔直徑為Φ55mm，故單邊余量為0.25mm，即=0.25mm。
② 確定進給量: 對于精加工，根據表5-57，按照T68車床的進給量，選擇=0.08mm/r。
③ 確定切削速度v ： 根據表2-8的計算公式確定切削速度
（5-10-1）
式中，，，，m=0.20。因本例中的加工條件與公式條件不完全相同，故需根據表2-9對鏜削速度進行修正：根據刀具耐用度T=60min，的修正系數=1.0；根據工件材料MPa，得修正系數=1.18；根據毛坯表面狀態(tài)得修正系數為=1.0；刀具材料為YT30，得修正系數=1.4；此處為鏜孔，經插值得修正系數=0.765；主偏角，得修正系數=1.0。所以
m/min=330.8m/min
查表5-56，根據T68機床上的主軸轉速n=1400r/min,則實際切削速度為
④ 檢驗機床功率： 由表2-10查得切削力和切削功率計算公式如下：
(N) （5-10-2）
（kW） （5-10-3）
其中，=2650，=1.0，=0.75，=-0.15，，由表2-9得：與刀具耐用度有關的修正系數=1.0；與工件材料有關的修正系數=0.92；經插值得鏜孔相對于外圓縱車時的修正系數=1.04；與主偏角有關的修正系數=1.0；與前角有關的修正系數=1.04。因此總的修正系數為
=1.0×0.92×1.04×1.