基于proe的手柄机械加工工艺及工装设计本科论文.doc

西南大学本科毕业论文（设计） 基于PRO/E的手柄机械加工工艺及工装设计摘要：本文主要介绍了手柄零件的工艺分析，指出手柄零件的形状特点及主要加工表面，按照零件图上的技术要求，分析零件的加工工艺，主要的设计内容包括手柄零件的毛坯图，零件图，手柄钻夹具装配图及装配图上的部分零件图，一份工艺过程卡片和4张工序卡。按照零件图上的技术要求，逐步确定各个表面的加工方法，设计出手柄零件的机械加工工艺规程，然后是机械加工工序设计，最后是机床夹具的结构设计，同时利用proe绘出设计出来的毛坯、夹具及其各零部件的三维图。关键词：手柄；工艺规程；加工工序；夹具设计Based on the handle Pro/E machining process planning and process equipment design*College of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstract：This paper mainly introduces the handle, and points out that the analysis of the technology of parts of the handle parts processing surface shape features and main, according to the technical requirements in detail drawing, analyzes the processing of this part, the design of the main content includes the blank figure, handle parts part drawings, handle drill fixture on the assembly drawings and detail drawings, a part process card and 4 zhang process card. According to the technical requirements in detail drawing, gradually determine various surface processing methods, design the handle machining process planning, and then is mechanical processing process design, the last is the machine tools fixture structural design, and using proe draw design the blank, fixture and out of parts of three-dimensional diagram.Key Words：handle；process；mechanical processing process；fixture design0文献综述0.1机械制造业机械制造指从事各种动力机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。机械制造业是每个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，它已经历了几个世纪的发展，完成了三种模式的演变，即：从早期的手工作坊式的单件小批量生产模式，到后期的机械自动化的大批量生产模式，再到现代计算机控制的柔性化多品种的成批大量生产模式。近年来，随着计算机、微电子、信息处理、自动控制等现代技术与机械制造的交叉渗透与融汇，让古老的机械制造业重新焕发了生机，产生了许多新的制造技术和装备。例如特种加工（激光束加工、等离子体加工、超声加工、快速成形技术等）的出现是近代物理、化学和机械工艺学的产物；数控机床则是典型的机电融合的机电一体化产品；CAD/CAM/CAPP是计算机科学和机械制造交叉融合的结果。计算机集成制造、并行工程、敏捷制造、虚拟制造等先进制造模式正深刻影响和引导制造技术的应用于发展，将成为21世纪制造技术的主要发展方向。近年来，随着机械制造工业的迅猛发展，基于全球化发展的环境，我国机械制造工程技术水平也得到了显著的提高，一个自立的机械工业体系已基本形成。但与发达国家相比较，我们还存在着相当明显的差距。如果定义出口额与进口额之比为竞争力，发达国家机械产品名义竞争力一般为1，而我国2000年为0.466,2003年为0.376,2005年为0.28。可以看出我国的机械制造业还处于一个相对落后的阶段，未来的发展之路还是任重而道远。0.2机械加工工艺规程任何零件的机械加工工艺过程都可以是各种各样的。将其中最合理的机械加工工艺过程的各项内容编写成文件并经审批后用来指导生产，这种文件就称为机械加工工艺规程，简称工艺规程。一个合理的工艺规程，应该有利于可靠地保证零件的加工质量，有利于提高生产效率，有利于取得好的经济效益。为了更好实现这些目的，制定工艺规程时必须遵行以下原则：1. 工艺规程应保证加工质量，达到图纸所要求的各项技术要求。2. 在保证质量的基础上，应使工艺过程具有较高的生产率和较好的经济性。一般在制定工艺规程时，应根据零件产量和现有设备条件，综合考虑加工质量、生产率、经济性要求，经过反复分析比较，确定最优或最合适的工艺过程。1引言 工艺规程和工艺装备的设计是对大学本科所学知识的综合及应用，在这样的设计中需要应用到多门课程的知识并要将它们融合起来做综合的分析和比较。本文通过对手柄零件的结构分析和工艺分析，对手柄零件的机械加工工艺规程设计、机械加工工序设计和夹具设计三大部分进行了具体设计说明。其中，机械加工工艺规程设计部分包括生产类型的确定，零件结构工艺性和技术要求的分析，毛坯选择，加工余量的确定，工艺路线的安排，机床、夹具、刀具的选择。机械加工工序设计部分包括切削用量的确定，工序余量的计算，工时的计算等。夹具设计部分包括夹具总体方案的确定，各类夹具元件的选用，夹具动作原理及操作说明方法等。2零件分析2.1零件的生产纲领及生产类型生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。在毕业设计题目中，手柄的生产纲领为5000件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。不同生产类型的零件的加工工艺有很大的不同。产量大、产品固定时，有条件采用各种高生产率的专用机床和专用工装，因而劳动生产率高、成本低。但在产量小、产品品种多时，就不宜采用专用设备和工装，因为调整时间长，机床利用率低、折旧率高，成本反而增加。因此，在制定工艺规程时，首先应根据零件的生产纲领确定其相应的生产类型。生产类型的划分主要取决于生产纲领，但也要考虑产品本身的大小和结构的复杂程度。本次设计的零件为手柄，轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于中批生产。2.2零件的作用如图1-1所示为手柄零件图。从该零件图可以判断出图示典型的杆类零件，而且为连杆类。手柄一头通过38mm孔连接，另一头通过22mm孔其它部件连接，即该手柄的作用是实现运动和动力的传递。图1-1 手柄零件图Fig.1-1 handle parts drawing2.3零件的工艺分析如图1-1所示为手柄零件图。从该零件图可以判断出图示典型的杆类零件，而且为连杆类。因此，其主要的要素应该包括两侧面，大、小头孔。另外，还有其他的辅助要素：小头的槽和大头的径向孔以及杆身部分的锻造结构。由此，该零件的主要技术要求如下：（1） 两侧面主要要保证其表面粗糙度Ra为6.3m，并要求有一定的对中性；（2） 大头孔直径为,与侧面垂直度0.08，其表面粗糙度Ra为3.2m；（3） 小头孔直径为，与大头孔中心距为1280.2，其表面粗糙度Ra为3.2m；（4） 小头孔槽槽宽为，槽长控制与大头孔中心距离为85，其表面粗糙度Ra为6.3m；（5） 大头径向孔直径为，通过两孔中心连线及两侧面对称面；（6） 杆身部分的锻造结构主要保证其壁厚为8mm，并要求有一定的对中性。3 确定毛坯3.1确定毛坯的制造方式零件材料为45钢，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较简单，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为中批生产，故本零件毛坯选择锻件。 选择模锻加工工艺有如下几点优势： 生产率较高，对工人技术水平要求不高。模锻时，金属变形是在模膛内进行变形，故能较快获得所需形状。 锻件的形状和尺寸较精确，表面质量较好，机械加工余量和锻造公差较小，允许零件上有不经加工的黑皮毛面，故节省加工工时，材料利用率高。 可以锻制形状较复杂的模锻件，一般外形都不必简化，不用余块，可省工省料。 操作简单，易于实现机械化生产，工人劳动强度较小。从零件材料及力学性能要求，零件的结构形状与大小，生产类型，现有生产条件，充分利用新工艺、新材料等多方面综合考虑选择模锻加工工艺中的锤上模锻。3.2 锤上模锻工艺规程制订锤上模锻生产的的工艺规程包括绘制锻件图、计算坯料重量和尺寸、确定模锻工序、锻模模膛设计、选择模锻设备、坯料的加热、模锻件的修整工序(切飞边、冲孔、校正、热处理)等。3.2.1模锻锻件图的绘制模锻锻件图是根据零件图绘制的，是供设计和制造锻模、计算坯料以及成品检验用的技术文件。绘制模锻锻件图时，应考虑以下几个问题：1. （1）确定分模面位置 分模面即是上下锻模在模锻件上的分界面。制定模锻锻件图时必须首先确定分模面，分模面位置选择是否合理，关系到锻件成形、锻件出模、模具加工、工步安排和材料利用率等一系列问题。根据分模面的选择原则：保证顺利出模；保证能及时发现错模；保证金属易于充满模膛；保证减少余块，节约金属材料；保证锻模制造简单。所以，该锻件的分模面选在锻件上下两侧面的中部，以便发现上下错模，分模应尽可能呈直线状。 （2）确定加工余量和锻件公差 模锻时金属坯料是在锻模内成形的，因此模锻件的精度和表面质量都较好，其加工余量和锻造公差比自由锻锻件小得多。加工余量一般为14mm，锻造公差一般取0.33mm。模锻件也要规定锻造公差，以防锻件由于上、下模没有闭合，金属没有完全充满模膛，上、下模发生错模，以及模膛磨损和变形所产生的误差。对于重量约为15N，材质系数为M1，锻件复杂系数为S1，锻件尺寸为26mm的手柄零件。查参考文献7表10-14得，锻造公差取；查参考文献7表10-16得，厚度方向余量为1.52.0mm，取为2.0mm；查参考文献7表10-17得，内孔直径加工余量为2.0mm。故毛坯尺寸为30，内孔为。 （3）确定冲孔连皮 锻件在模锻时不能锻出透孔，只能锻出盲孔，即中间有一层金属，称为冲孔连皮。对于孔径d25mm的带孔模锻件上的孔应锻出，但应留出冲孔连皮，模锻后再进行冲孔，将冲孔连皮冲去。冲孔连皮不宜太薄，以免损坏锻模。冲孔连皮的厚度与孔径d有关：当孔径为3080mm时，冲孔连皮的厚度为48mm(孔径小取下限，孔径大取上限)，但当d25mm时，则因锻模的冲孔部分太弱，易折断，一般不锻出，由于小头孔直径为22mm，所以选择不锻出。 （4）模锻斜度 为了便于金属坯料充满模膛，并从模膛中取出锻件，模锻件的侧面即平行于锤击方向的表面必须具有一定斜度，这个斜度称为模锻斜度。模锻斜度一般为515。模锻斜度增加了金属消耗和机械加工量，故应尽量取小一些。查参考文献2表2-9得，取外模锻斜度为5。内模锻斜度比外模锻斜度大25，这是因为内壁在锻件冷却后容易被夹紧，使锻件很难取出。故内模锻斜度为7。 （5）模锻圆角半径 在模锻件上所有面与面的交接处，都必须采用圆角过渡。这样可以增大锻件强度；模锻时金属易于流动而充满模膛；避免锻模内尖角处产生裂纹。减缓锻模外尖角处的磨损，从而提高锻模的使用寿命。查参考文献2表2-10得，内圆角半径 （3-1）优先取；外圆角半径 （3-2）优先取。3.2.2模锻工艺分析手柄零件属于短轴类锻件，模锻时坯料轴线方向与打击方向相同，金属沿高度、宽度和长度方向同时流动。锻造工艺过程为：制坯(镦粗、压扁)终锻。3.2.3修整工序终锻并不是模锻过程的终结，只是完成了锻件最重要的成形过程，还需要经过切边、冲孔、校正、清理等一系列精整工序，才能得到合格的模锻件。对于精度和表面质量要求严格的模锻件，还要进行精压。 4制定零件的机械加工工艺路线 拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。4.1基面的选择 基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。4.1.1粗基准的选择 按照保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定的位置精度的粗基准选择原则，我们知道，如果必须保证工件某重要的表面的余量均匀，应该选择该表面作为粗基准。很显然，在手柄的粗基准的选择上应该考虑到两侧面的加工余量要均匀而且要求有一定的对中性，所以选择两侧面作为粗基准，并按互为基准原则来加工两侧面。4.1.2精基准的选择 考虑到要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”和“基准统一”原则，以加工后的两侧面为主要的定位精基准。4.2工艺路线的拟定 拟定零件的机械加工工艺路线是制定工艺规程的一项重要工作。拟定工艺路线时需要解决的主要问题是：选定各表面的加工方法，划分加工阶段，安排工序的先后顺序，确定工序的集中与分散程度。4.2.1零件表面加工方法的选择 在选择加工方法时应注意：（1）被加工材料的性质；（2）生产率和经济性；（3）生产现场的生产条件。根据零件图中对各加工表面的加工要求，再综合考虑上述几点要求，确定各加工表面的加工方法如下表1所示。表1手柄零件加工方法选择Tab.1 Handle parts processing methods selection加工面加工精度要求表面质量要求加工方法选择两侧面A、B厚度为26，为注公差尺寸要求并要求有一定的对中性Ra6.3粗铣A粗铣B精铣A精铣B大头孔直径，孔口倒角145，与侧面垂直度0.08Ra3.2扩孔铰孔小头孔直径，与大头孔中心距离为1280.2Ra3.2钻孔扩孔铰孔小头槽孔槽宽，槽长控制与大头孔中心距离为85Ra6.3铣槽大头径向孔注油孔，通过两孔中心连线及两侧面对称面Ra12.5钻孔辅助工序孔口及锐边手工倒角、去毛刺4.2.2加工阶段的划分和工序的排序加工阶段的划分有利于保证零件的加工质量；有利于合理使用设备和保持精密机床的精度；有利于热处理工序的安插；有利于及早发现毛坯或在制品的缺陷，以减少损失。手柄零件的加工阶段划分如下表2所示。机加工工序的排序应遵行以下几点原则：(1) 工件上的定位精基准面，一般在工艺过程一开始就进行粗、精加工。这就是“基准先行” ；(2) 先安排粗加工工序，再安排精加工工序，即“先粗后精” ；(3) 精度要求较高的主要表面的粗加工一般安排在次要表面的加工之前，这样有利于及时发现原材料缺陷和防止浪费次要表面的加工工时，但重要表面的最终加工应安排在最后。这就是“先主后次” ；(4) 一般先安排平面加工，再安排孔的加工，有利于提高孔加工刀具的耐用度和保证孔的位置精度。这就是“先面后孔” ；(5) 工序安排要与工厂条件、机床类型、机床布置结合起来。表2 手柄零件加工阶段的划分和工序的排列 Tab.2 Handle parts processing stage division and process arrangement加工阶段加工内容说明基准面加工粗铣A面互为基准，反复加工；基准先行，先面后孔。 先主后次，但次要表面的加工并非是安排在最后面加工，次要表面的加工要考虑到对主要表面加工质量的影响粗铣B面精铣A面精铣B面粗加工钻小头孔扩小头孔扩大头孔铣槽 若放在铰孔工序之后，将会使得大、小头孔内的毛刺难以去除钻大头径向孔精加工铰小头孔铰大头孔4.2.3确定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已经确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量用工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：32（1）工艺路线方案一工序01 模锻毛坯；工序02 粗铣A面；工序03 粗铣B面；工序04 精铣A面；工序05 精铣B面；工序06 钻小头孔；工序07 扩小头孔；工序08 扩大头孔；工序09 铣槽；工序10 钻大头径向孔；工序11 铰小头孔；工序12 铰大头孔；工序13 倒大头孔角； （2）工艺路线方案二工序01 模锻毛坯；工序02 粗铣A面粗铣B面；工序03 精铣A面精铣B面；工序04 钻小头孔扩小头孔扩大头孔；工序05 铣槽；工序06 钻大头径向孔；工序07 铰小头孔铰大头孔；工序08 倒大头孔角；工序09 去锐边，去毛刺；工序10 终检,入库。 工序15 终检,入库。方案一 工序分散，其特点为：工序多，工艺路线长，每道工序所包含的加工内容少，每道工序只有一个工步；所使用的工艺设备与装备比较简单，易于调整与掌握；有利于选用合理的切削用量，减少基本时间；设备数量多，生产面积大；设备投资少，易于更换产品。方案二 工序比较集中，其特点为:零件各个表面的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的内容和工步都较多；有利于采用高效的专用设备和工艺装备，生产率较高；生产计划和组织工作得到简化；生产面积和操作工人数量减少；工件装夹次数减少，辅助时间缩短。加工表面的位置精度易于保证；设备、工装投资大，调整、维护复杂，生产设备工作量大，更换新产品困难。本设计采用通用机床加工，此时对于方案二来说工件的装夹和刀具的调整使得工序的辅助时间延长，效率低。再根据生产规模（中批量）、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件综合分析，最后决定采用方案一所述的加工工艺路线，如表3所示。表3 手柄零件加工工艺路线Tab.3 Handle parts processing process line工序号加工内容说明01模锻毛坯锤上模锻02粗铣A面03粗铣B面04精铣A面留B面的精铣余量05精铣B面达到A、B面图样要求06钻小头孔以A面为定位基准，保证大、小头孔中心距128mm07扩小头孔以A面为定位基准，保证大、小头孔中心距128mm08扩大头孔以A面为定位基准，保证大、小头孔中心距128mm09铣槽达到图样要求10钻大头径向孔达到图样要求11铰小头孔达到图样要求12铰大头孔达到图样要求13倒大头孔角手工倒角14去锐边，去毛刺15终检入库4.3选择机床及工艺设备4.3.1机床的选择正确选择机床设备是一件很需要的工作，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。选择机床时应考虑以下几个因素：(1) 机床尺寸规格与工件的形状尺寸应相适应(2) 机床精度等级与本工序加工需求相适应(3) 机床电动机功率与本工序所需功率应相适应(4) 机床自动化程度和生产效率与生产类型相适应综合以上因素，手柄零件各机械加工工序机床选择如表4所示。表4 手柄零件各机械加工工序机床选择 Tab.4 Handle various machining process machine parts choice工序号加工内容机床设备01模锻毛坯02粗铣A面X503203粗铣B面X503204精铣A面X503205精铣B面X503206钻小头孔Z5150A07扩小头孔Z5150A08扩大头孔Z5150A09铣槽X623010钻大头径向孔Z5150A11铰小头孔Z5150A12铰大头孔Z5150A13倒大头孔角14去锐边，去毛刺15终检入库4.3.2刀具的选择刀具的选择主要取决于所采用的加工方法、工件材料、加工尺寸、精度和表面粗糙度的要求，生产率要求和加工经济性等。应尽量采用标准刀具，在大批量生产中应采用高生产率的复合刀具。本设计中各机械加工工序刀具选择如表5所示。表5 手柄零件各机械加工工序刀具选择 Tab.5 Handle various machining processes parts of cutters工序号加工内容机床设备刀具说明01模锻毛坯符合要求02粗铣A面X5032镶齿套式面铣刀，刀盘直径选用YT15硬质合金刀片，大头直径，查表可以选择刀盘直径为 03粗铣B面X503204精铣A面X503205精铣B面X503206钻小头孔Z5150A直柄麻花钻（见表6）07扩小头孔Z5150A整体高速钢扩孔钻（见表6）08扩大头孔Z5150A整体高速钢扩孔钻（见表6）09铣槽X6230直齿三面刃铣刀锯片铣刀的厚度太小，不能满足槽宽10mm的要求10钻大头径向孔Z5150A直柄麻花钻根据加工直径选择11铰小头孔Z5150AB型直柄机用铰刀12铰大头孔Z5150AB型直柄机用铰刀13倒大头孔角14去锐边，去毛刺15终检入库4.4工序余量、工序间尺寸及公差的确定 4.4.1铣削两侧面 毛坯设计时已确定毛坯尺寸为30，双边加工余量为4mm。查参考文献7表1-21得，精铣加工余量为0.60.8mm，取0.6mm。故粗铣加工余量为1.4mm。根据侧面的精度要求，参照参考文献7，确定工序尺寸及余量，具体如下表6所示。4.4.2加工小头孔查参考文献2确定各道工序的加工余量如下。钻孔加工余量=18mm；扩孔加工余量=1.5mm；铰孔加工余量=0.5mm。工序尺寸的公差按加工方法所能达到的经济精度确定，按照参考文献2进行选择：铰孔取IT9级，得T3=0.052m扩孔取IT12级，得T2=0.21mm；钻孔取IT12级，得T3=0.33mm。各道工序的加工余量及公差具体如下表6所示。4.4.3加工大头孔查参考文献2确定各道工序的加工余量如下。扩孔加工余量=1.5mm；铰孔加工余量=0.5mm。工序尺寸的公差按加工方法所能达到的经济精度确定，按照参考文献2进行选择：铰孔取IT8级，得T=0.039mm；扩孔取IT12级，得T=0.25mm。各道工序的加工余量及公差具体如下表6所示。4.4.4钻径向孔 该孔加工精度要求不高，可以一次钻孔加工出来，加工余量为4mm。表6 工序尺寸表Tab.6 Procedure sizes table工序名称工序间余量/mm加工精度等级工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/m铣削两侧面精铣B面0.6IT8266.3精铣A面0.6IT826.66.3粗铣B面1.4IT1227.212.5粗铣A面1.4IT1228.612.5加工小头孔铰孔0.5IT93.2扩孔1.5IT126.3钻孔18IT1312.5加工大头孔铰孔0.5IT83.2扩孔1.5IT126.3毛坯25钻径向孔钻径向孔4IT13412.54.5切削用量及工时的确定确定切削用量，就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上，合理的确定背吃刀量、进给量和切削速度。所谓合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能，在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。正确的选用切削用量，对保证产品质量、提高切削效率和经济效益，具有重要作用。切削用量的选择主要依据工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚度及机床功率的条件。4.5.1粗铣A面 选择背吃刀量。单边加工余量为1.4mm，在粗加工中可以一次性去除，故取 =1.4mm。选择进给量。铣床X5032的功率为9.09kW；工艺系统刚度为中级；采用镶齿式面铣刀；零件材料为45钢。查参考文献7表11-22得，粗铣时每齿进给量=0.080.18mm/z，粗加工中主要是保证加工效率，故可取=0.18mm/z。选择切削速度和每分钟进给量。由于刀具直径d0=80mm，查参考文献6表3.8得刀具寿命T=180min。根据参考文献6表3.15，当d0=80mm，Z=8，=1.4mm，=0.18mm/z时，m/min，mm/min，r/min；各修正系数为 ；。 代入修正系数计算得铣削速度为： （4-1）进给速度为： （4-2）主轴转速为： （4-3）根据X5032型立铣床说明书（见参考文献6表3.30）选择475r/min；375mm/min因此，实际切削速度和每齿进给量为 （4-4) （4-5)校验机床功率。根据参考文献6表3.23，670MPa，=54mm，=1.4mm，d0=80mm，375mm/min，Z=8时，可近似取切削功率。根据X5032型立铣床说明书（见参考文献6表3.30）知，主电动机功率,机床效率为，则 （4-6）故机床功率够用，所选择的切削用量可以采用，即=1.4mm，375mm/min，475r/min，m/min，=0.10mm/z。计算基本工时 （4-7）式中，,根据参考文献6表3.26,按不对称安装铣刀方式查得入切量及超切量25mm，则=170+25=195mm，故基本工时为 4.5.2粗铣B面 由于该工序与粗铣A面时所用机床设备一样，且加工方法和加工余量都一样，所以该工序的切削用量及工时与上一工序完全一样，即切削用量选择为=1.4mm，375mm/min，475r/min，m/min，=0.10mm/z；基本工时为 。4.5.3精铣A面 选择背吃刀量。单边加工余量为0.6mm，在粗加工中可以一次性去除，故取 =0.6mm。选择进给量。精铣后的表面粗糙度Ra要求达到,根据参考文献7表5-72查得，铣刀每转进给量=0.51.2mm/r，可取=1.2mm/r。选择切削速度和每分钟进给量。由于刀具直径d0=80mm，查参考文献6表3.8得刀具寿命T=180min。根据参考文献6表3.15，当d0=80mm，Z=8，=0.6mm，=1.2mm/r时，m/min，mm/min，r/min；各修正系数为 ；。 将修正系数代入式4-1、4-2和4-3计算得 根据X5032型立铣床说明书（见参考文献6表3.30）选择600r/min；300mm/min因此，实际切削速度和每齿进给量为 （见式4-4） （见式4-5）校验机床功率。根据参考文献6表3.23，670MPa，=54mm，=0.6mm，d0=80mm，300mm/min，Z=8时，可近似取切削功率。根据X5032型立铣床说明书（见参考文献6表3.30）知，主电动机功率,机床效率为，则 （见式4-6）故机床功率够用，所选择的切削用量可以采用，即 =0.6mm，300mm/min，600r/min，m/min，=0.06mm/z。计算基本工时 （见式4-7）式中，,根据参考文献6表3.26,知道精铣时的取值与铣刀直径相等，即入切量及超切量80mm，则=170+80=250mm，故基本工时为 4.5.4精铣B面 由于该工序与粗铣A面时所用机床设备一样，且加工方法和加工余量都一样，所以该工序的切削用量及工时与上一工序完全一样，即切削用量选择为=0.6mm，300mm/min，600r/min，m/min，=0.06mm/z；基本工时为 。4.5.5钻小头孔 根据钻孔直径为18mm，则选用高速钢直柄麻花钻，其直径为18mm。选择进给量。（1）按加工要求选择进给量：根据参考文献6表2.7，当加工精度要求为IT13级，45钢的强度为670MPa，18mm时，0.350.43mm/r。（2） 按钻头强度选择进给量：根据参考文献6表2.8，当670MPa，18mm时，钻头强度允许的进给量为=1.11mm/r,。采用线性插值法有，计算得=1.02mm/r。 （3）按机床进给机构强度选择进给量：根据参考文献6表2.9，当670MPa，18mm，机床进给机构允许的最大轴向力为24520N（查参考文献6表2.36，Z5150型立式钻床说明书）时，进给量=1.6mm/r。以上三个进给量比较可以看出，按加工要求选择的进给量最小，即受限制的进给量是工艺要求，其值为0.350.43mm/r。查Z5150型立式钻床说明书，选择进给量为0.4mm/r。由于是加工通孔，为了避免钻头在孔即将钻通时容易折断，故宜在孔即将钻通时停止自动进给采用手动进给。选择切削速度。查参考文献6表2.14，知670MPa的45钢的加工性属5类。由参考文献6表2.13，当加工性为5类，0.4mm/r，双横刃磨得钻头，18mm时，16m/min。切削修正系数为：1.0，1.0，1.0，1.0，0.8，故有161.01.01.01.00.8=12.8m/min （见式4-1） （4-8） 根据Z5150型立式钻床说明书，可以考虑选择250r/min。 检验机床扭矩及功率。根据参考文献6表2.20，当0.4mm/r，18mm时，45.03Nm。扭矩的修正系数均为1.0，故 。 （4-9）根据Z5150型立式钻床说明书，当250r/min时，284.5Nm。根据参考文献6表2.22，当670MPa，0.4mm/r，18mm，v=12.8m/min时，1.1kW。根据Z5150型立式钻床说明书，。由于，,故所选择的切削用量均可用，即0.4mm/r，250r/min，12.8m/min。计算基本工时。 （4-10）式中，查参考文献6表2.29得，入切量及超切量，故基本工时为。4.5.6扩小头孔本工序采用整体高速钢扩孔钻在Z5150型立式钻床上完成，扩孔钻直径为21mm，即21mm。 选择背吃刀量。单边加工余量为1.5mm，在扩孔加工中可以一次性去除，故取 =1.5mm。选择进给量。根据参考文献6表2.10，当加工精度要求为IT12级，45钢的强度为670MPa，21mm时，0.70.9mm/r,查Z5150型立式钻床说明书，选择进给量为0.9mm/r。选择切削速度。查参考文献2表5-67，得切削速度为（1/21/3）。 （4-11） 当采用直径为21mm的麻花钻钻孔时，选择切削速度如下：查参考文献6表2.14，知670MPa的45钢的加工性属5类。由参考文献6表2.13，当加工性为5类，0.9mm/r，双横刃磨得钻头，21mm时，11m/min。切削修正系数为：1.0，1.0，1.0，1.0，0.8，故有111.01.01.01.00.8=8.8m/min。所以得到扩孔时的切削速度为（1/21/3）（1/21/3）8.8=4.42.9m/min （见式4-11）则66.744.0r/min，根据Z5150型立式钻床说明书，可以考虑选择63r/min。故实际切削速度为。 检验机床扭矩及功率。根据参考文献6表2.20，当0.9mm/r，21mm时，110Nm。扭矩的修正系数均为1.0，故 。 （见式4-9）根据Z5150型立式钻床说明书，当63r/min时，814Nm。根据参考文献6表2.22，当670MPa，0.9mm/r，21mm，时，1.1kW。根据Z5150型立式钻床说明书，。由于，,故所选择的切削用量均可用，即