法兰盘机械加工工艺规程

机械制造工艺学

课程设计说明书

法兰盘机械加工工艺规程

起止日期： 年 月 日 至 年 月 日

学班学成

生姓名 级 号 绩

指导教师(签字)

目 录

1 零件的分析 .................................... 2

1.1零件的作用 .......................................... 3 1.2 零件的工艺分析 ...................................... 3

2 工艺规程设计 ................................... 4

2.1确定毛坯的制造形式 .................................. 4 2.2基面的选择 .......................................... 4 2.3制定工艺路线 ........................................ 4 2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .............. 8

3 确定切削用量及基本工时 . ......................... 3 4 夹具设计 ...................... 错误！未定义书签。 参考文献

序 言

本次课程设计的任务之一是针对一个实际生产的一个零件-法兰盘，制定其机械加工工艺规程。该零件的工艺范围广难易程度适合工艺课程设计的需要。本次课程设计是进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

希望能通过这次课程设计对学生未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼他们分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础

1 零件的分析

1.1零件的作用

题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘（见附图1）， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。

1.2 零件的工艺分析

+0. 045

法兰盘是一回转体零件, 有一组加工表面, 这一组加工表面以Φ200为中0. 120心 ,包括:两个Φ100-mm 的端面, 尺寸为Φ45-0. 34-0. 017mm 的圆柱面, 两个Φ90mm

的端面及上面的4个Φ9mm 的透孔. Φ450-0. 6mm 的外圆柱面及上面的Φ6mm 的销孔, Φ90mm 端面上距离中心线分别为34mm 和24mm 的两个平面.

+0. 045 这组加工表面是以Φ200mm 为中心, 其余加工面都与它有位置关系, 可以

先加工它的一个端面, 再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面, 然后再加工其它加工表面.

2 工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，由于零件年产量为1000件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。

2.2基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确

与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

1） 粗基准的选择

选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取Φ45外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。 2）精基准的选择

主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。

2.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使

工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 一. 工艺路线方案一

工序 10 粗铣Φ20孔两端面 工序 20 钻、粗铰孔Φ20

工序 30 粗铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 40 精铣Φ20孔两端的端面 工序 50 精绞Φ20的孔

工序 60 粗车Φ45、Φ90、Φ100的外圆，粗车B 面与Φ90的右端面

工序 70 半精车Φ45、Φ90、 Φ100的外圆，半精车B 面与Φ90

的端面，对Φ100、Φ90、Φ45的圆柱面倒角，倒Φ45两端的过度圆弧，车退刀槽，车Φ20内孔两端的倒角

工序 80 精车Φ100外圆面，精车B 面，精车Φ90的右端面，

精车Φ45的圆柱面

工序 90 精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 100 钻4-Φ9透孔

工序 110 钻Φ4孔，钻铰Φ6的销孔 工序 120 磨Φ45、Φ100的外圆

工序 130 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm 的平面 工序 140 磨B 面 工序 150 刻字划线

工序 160 Φ100外圆无光镀铬 工序 170 检查入库 二 .工艺方案二

工序 10 粗车Φ100mm 端面，粗车Φ100mm 外圆柱面，粗车B 面，

粗车Φ90的外圆柱面

工序 20 粗车Φ45端面及外圆柱面 工序 30 钻粗绞Φ20的内孔

工序 40 半精车Φ100的端面及外圆面，半精车B 面，半精车

Φ90的外圆柱面，对Φ100、Φ90的外圆柱面进行倒角，车Φ45两端的过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角

工序 50 半精车Φ45的端面及外圆柱面，车Φ20孔的右端倒

角，车Φ45的倒角，车3*2的退刀槽

工序 60 精车Φ100的端面及外圆面，精车B 面 工序 70 精车Φ45端面及外圆柱面 工序 80 精绞Φ20的孔 工序 90 钻4—Φ9透孔

工序 100 钻Φ4孔，钻绞Φ6孔

工序 110 铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 120 磨B 面

工序 130 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm 的平面 工序 140 划线刻字

工序 150 Φ100外圆无光镀铬 工序 160 检查

三. 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一 采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。由于各端面及外圆柱面都与Φ20轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Φ20孔为定位基准。经过比较修改后的具体工艺过程如下:

工序 10 粗车Φ100端面及外圆柱面, 粗车B 面，粗车Φ90的外圆柱面

工序 20 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面 工序 30 钻、扩、粗铰Φ20的孔 工序 40 钻Φ4孔，再钻Φ6孔

工序 50 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B 面，半精车

Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角

工序 60 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，

车3*2退刀槽，车Φ45的倒角，车Φ20内孔的右端倒角

工序 70 精车Φ100的端面及外圆，精车B 面 工序 80 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面 工序 90 精绞Φ20的孔

工序 100 磨Φ100、Φ45的外圆柱面

工序 110 钻4—Φ9透孔

工序 120 铣Φ90mm 圆柱面上的两个平面 工序 130 磨B 面

工序 140 磨Φ90mm 外圆柱面上距离轴线24mm 的平面 工序 150 划线刻字

工序 160 Φ100mm 外圆无光镀铬 工序 170 检查

以上加工方案大致看来还是合理的. 但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后, 就会发现仍有问题, 主要表现在

+0. 03

工序Ⅳ钻Φ4mm 孔，再钻Φ60mm 孔由于在设计夹用夹具时要以Φ90mm 圆柱面上的一个平面来定位, 所以应把铣Φ90mm 圆柱面上的

+0. 03

两个平面这一道工序放在钻Φ4孔，再钻Φ60mm 孔工序前. 因此最后确定的加工工艺路线如下：

工序 10 粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B 面，粗车Φ90的外圆柱面

工序 20 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面 工序 30 钻、扩、粗绞Φ20的孔

工序 40 粗铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 50 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B 面，半精

车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角 工序 60 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，

车3*2退刀槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20 内孔的右端倒角

工序 70 精车Φ100的端面及外圆，精车B 面 工序 80 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面 工序 90 精绞Φ20的孔

工序 100 精铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 110 钻、绞 4-Φ9的孔

工序 120 钻Φ4孔，钻、绞Φ6孔 工序 130 磨Φ100、Φ45的外圆柱面

工序 140 磨B 面

工序 150 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm 的平面 工序 160 刻线刻字 工序 170 镀铬

工序 180 检测入库

2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“法兰盘”零件材料为HT200，硬度200HBS ，毛坯重量约为2.8KG ，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。

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，工序尺寸及毛坯尺寸下： 1. Φ450-0. 017mm 外圆表面

此外圆表面为IT6级，参照《机械制造工艺学课程设计指导书》确定各工序尺寸及加工余量

0. 12

2. 外圆表面Φ

100--0. 34mm

参照《机械制造工艺学课程设计指导书》确定各工序尺寸及加工余量

3．B 面中外圆柱面

参照《机械制造工艺学课程设计指导书》确定各工序尺寸及加工余量

+0. 045

4．孔Φ200mm

参照《机械制造工艺学课程设计指导书》确定各工序尺寸及加工余量

5. Φ450-0. 017mm 的端面

1）按照《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-1，铸件重量为2.8kg ，Φ450-0. 017mm 端面的单边加工余量为2.0～3.0，取Z=2.0mm，铸件的公差按照表

0. 76-28，材质系数取M 1，复杂系数取S 2，则铸件的偏差为+-0. 8；

2）精车余量：单边为0.2mm （见《机械制造工艺学课程设计指导书》），精车公差既为零件公差-0.08；

3）半精车余量：单边为0.6mm （见《机械制造工艺学课程设计指导书》），半精车公差的加工精度为IT9，因此可以知道本工序的加工公差为-0.12mm ；

4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗车公差：现在规定本工步（粗车）的加工精度为IT11级，因此，可以知道本工序的加工公差为-0.32mm ，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量，实际上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；

Φ450-0. 017mm 端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图：

粗车后最大尺寸：94+1.2=95.2（mm ） 粗车后最小尺寸：95.2-0.32=94.88（mm ） 半精车后最大尺寸：94+0.6=94.6（mm ） 半精车后最小尺寸：94.6-0.12=94.48（mm ） 精车后尺寸为94mm

3确定切削用量及基本工时

3. 1工序10粗车Φ100mm 端面及外圆柱面，粗车B 面，粗车Φ

90的外圆面

1. 加工条件

工件材料：HT200 δb=220MPa 模铸

加工要求：粗车Φ100mm 端面及外圆柱面，粗车B 面 机床：CA6140卧式车床

刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸

2

16x25mm , K γ=90, γ0=15,

α0=12 , γε=0.5mm 2．计算切削用量

(1) 粗车Φ100mm 端面

1) 已知毛坯长度方向的加工余量，考虑的模铸拔模斜度，a p

=4mm。

a p

2) 进给量f 查表5-42, 当刀杆尺寸为16×25 mm ，>3~5mm,

2

以及工件直径为100时，f =0.7~1.0mm/r。按CA6140车床说明书，取 f =0.9mm/r

3) 计算切削速度，按《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-43, 切削速度的计算公式为(寿命T=60min)

v c =

C v x v

T m a p f

y v

k v (m/min)

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。根据表5-32修正系数k v 见, 即

k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k kv =1.04 , k krv =0.81 ,

k Bv =0.97。

所以v c =

342

60x 4

0. 2

0. 15

x 0. 5

0. 35v

x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)

4)确定机的主轴转速 ns=

1000v c 1000⨯158. 6

≈504r/min =

πx100πdW

查表5-44, 根据机床上的主轴转速选择，与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取n w =480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。

5) 切削工时：

L=

100-20

=40mm , l 1=2mm, l 2=0, l 3=0 2

tm=

l +l 1+l 2+l 340+2

==0.098(min) 480⨯0.9n w f

（2) 粗车Φ100mm 外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度

1) 切削深度 单边余量Z=2mm,分一次切除。

2) 进给量 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-41，取f=0.9mm/r

3)计算切削速度，根据表5-43的计算公式确定切削速度

v c =

C v x v

T m a p f

y v

k v ＝132m/min

4)确定机床主轴转速

ns=

1000v c 1000⨯132

≈420r/min =

πx100πdW

按查表5-44，与420r/min相近的机床转速为480r/min 所以实际切削速度 v c =

πdn s π⨯100⨯480

=150m /min =

10001000

5) 检验机床功率 由表5-45，可以查得F c 和切削功率计算公式如下：

x

f F c ＝C F a p

F c

c

y F c

v c F c k F c

c

c

n

其中 C F ＝2985，x F ＝1.0，y F ＝0.65，n F ＝-0.15，

c

c

k Mp =(

6000. 65

) =0.63 ) n F =(650650

σb

k kr =0.61

F c =2985⨯1.0⨯0.50. 65⨯150-0. 15⨯0.63⨯0.89=1122.4(N) 切削时消耗功率P c ＝

F c v c 1122. 4⨯150

＝＝2.81(KW) 44

6⨯106⨯10

根据表5-46知：CA6140主电机功率为7.5kw. 转速为480r/min

时主轴传递的最大功率为4.5kw. 所以机床功率足够，可以正常加工。 6) 校验机床进给系统强度 已知主切削力F c ＝1122.4N. 径向切削力F p

按公式计算F p ＝C F a p f

p

x F p

y F p

v c p k F p

p

p

p

n F

其中 C F ＝1940，x F ＝0.9，y F ＝0.6，n F ＝-0.3，

p

k Mp =(

2200. 85

) =0.59 ) n F =(650650

σb

k kr =0.5

所以 F c =1940⨯1.50. 9⨯0.50. 6⨯150-0. 3⨯0.59⨯0.5=203(N) 而轴向切削力 F f ＝C F a p f

f

x F f

y F f

v c f k F f

f

f

n F

其中 C F ＝2880，x F ＝1.0，y F ＝0.5，n F ＝-0.4，

f

f

k M =(

2201. 0

) =0.34 ) n F =(650650

σb

k k =1.17

轴向切削力 F f =2880⨯1.5⨯0.50. 5⨯150-0. 4⨯0.34⨯1.17=442(N) 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1,则切削罗在纵向进给

方向对进给机构的作用力为(F c +F p )=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N

F=

F f

+μ

而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N 7)切削工时 t=

l +l 1+l 2

n w f

其中l=10mm l 1=4mm l 1=2mm 所以 t=(3)粗车B 面

1) 切削深度 单边余量Z=

106-45-1

=30mm.分15次切除 2

10+4+2

＝0.1min

480⨯0.9

2) 进给量 根据表5-42 取f=0.9mm/r

3) 计算切削速度 v c =

C v x v

T m a p f

y v

k v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。修正系数k v 见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32, 即

k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k kv =1.04 , k krv =0.81 ,

k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯4

0. 2

0. 15

以

⨯0. 9

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=126m/min

1000v c 1000⨯126

≈378r/min =

π⨯106πdW

4) 确定机的主轴转速 ns=

按机床说明书(见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44), 与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取n w =400r/min。

所以实际切削速度v c =

πdn s π⨯106⨯400

=133m /min =

10001000

5) 切削工时： t t m =

m

=

l +l 1+l 2

n w f

i ; 其中l=30mm

l +l 1+l 230

i=⨯15=1.25(min) 400⨯0.9n w f

3. 2工序20粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的另一个端面

(1) 粗车Φ450-0. 017mm 端面

1) 切削深度 单边余量Z=1.2mm 2) 计算切削速度 v c =

C v

x v

T m a p f

y v

k v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。修正系数k v 见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32, 即k Mv =1.44 , k sv =0.8 ,

k kv =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯1. 2

0. 2

0. 15

以

⨯0. 9

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=187m/min

1000v c 1000⨯187

≈553r/min =

π⨯50πdW

3) 确定机床主轴转速 ns=

按机床说明书(见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44), 与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取n w =600r/min。

所以实际切削速度v c = 4) 切削工时：

πdn s π⨯50⨯600

=94m /min =

10001000

t m =

l 2=2mm;

l +l 1+l 2

i ; 其中l=25mm; l 1=4mm; n w f

tm =

l +l 1+l 231

i=x1=0.06(min) 600x0.9n w f

(2) 粗车Φ450-0. 017mm 外圆柱面

1) 切削深度 单边余量为Z=2.2mm 分两次切除。

2) 进给量 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》5-42取f=0.8mm/r

3) 计算切削速度 v c =

C v x v

T m a p f

y v

k v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。修正系数k v 见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32, 即k Mv =1.44 , k sv =0.8 ,

k kv =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯2. 2

0. 2

0. 15

以

⨯0. 8

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=89m/min

1000v c 1000x 89

≈753r/min =

πx50πdW

4) 确定机床主轴转速 ns=

按机床说明书(见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44), 与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取n w =750r/min。

所以实际切削速度v c = 5) 切削工时：

tm =

l 2=0mm;

πdn s πx 50⨯750

=94m /min =

10001000

l +l 1+l 2

i ;其中l=41mm; l 1=4mm; n w f

tm =

l +l 1+l 245

i=x2=0.09(min) 750⨯0.8n w f

(3) 粗车Φ90mm 端面

1) 切削深度 单边余量为Z=1.2mm 一次切除。

2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r

C

3) 计算切削速度 v c =m x v y k v

T a p v f v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。修正系数k v 见《机

械制造工艺学课程设计指导书》表5-32, 即k Mv =1.44 , k sv =0.8 ,

k kv =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯1. 2

0. 2

0. 15

以

⨯0. 8

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=122m/min

1000v c 1000⨯122

≈431r/min =

π⨯90πdW

4) 确定机床主轴转速 ns=

按机床说明书(见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44), 与431r/min相近的机床转速为480r/min。现选取n w =480r/min。

所以实际切削速度v c = 5) 切削工时： t m =

l +l 1+l 290-45

i ;其中l==22.5mm; l 1=4mm; l 2=0mm;

2n w f

l +l 1+l 222. 5+4

i==0.07(min) 480⨯0.8n w f

πdn s π⨯90⨯480

=135m /min =

10001000

tm =

3. 3工序30 钻、扩Φ20的孔

(1) 钻Φ18mm 孔

机床：Z525立式钻床

刀具：根据《机械制造工艺学课程设计指导书》选取高速钢钻头W18Cr4V.

1)进给量, 当铸铁≤HB200时，D=Φ18时，取f=0.3mm/r

2)切削速度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》, 查得

V=35m/min.

3)确定机床主轴转速

ns=

1000v c 1000⨯35

≈619.2r/min =

π⨯18πdW

按机床说明书(见《机械制造工艺学课程设计指导书》), 与

619.2r/min相近的机床转速为555r/min。现选取n w =555r/min。

所以实际切削速度v c =31.4m/min

4)削工时： tm =

l +l 1+l 2

i ;其中l=91mm; l 1=10mm; l 2=4mm; n w f

l +l 1+l 2105

==0.63(min) 555⨯0.3n w f

tm =

(2) Φ19.8mm 孔

根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为

f =(1. 2~1. 8) f 钻 v =(~) v 钻 式中的f 钻、v 钻——加工实心孔进的切削用量. 现已知

f 钻=0.36mm/r v 钻=42.25m/min （见《机械制造工艺学课程设

12

13

计指导书》）

1) 给量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r

2) 削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速 ns== 271.8r/min

查表5-44, 与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取n w =275r/min。

所以实际切削速度v c =17.4m/min

4) 削工时：

t m =

l +l 1+l 2

i ;其中l=91mm; l 1=10mm; l 2=4mm; n w f

l +l 1+l 2105

==0.78(min) 275⨯0.5n w f

tm =

3. 4工序40 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B 面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角

(1) 半精车Φ100mm 端面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。

进给量f 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》，取f ＝0.5mm/r

机床主轴转速n w ＝480r/min 所以切削工时 tm=

l +l 1+l 2+l 340+2

=＝0.44（min ） 480⨯0.5n w f

(2) 半精车Φ100mm 外圆柱面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略

进给量f 《机械制造工艺学课程设计指导书》取f=0.2mm/r 主轴转速 nw =480r/min 所以切削工时 t m =

l +l 1+l 2

=0.17min n w f

(3) 半精车B 面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。

进给量f 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42. 取f ＝0.5mm/r

机床主轴转速n w ＝400r/min tt m =

m

=

l +l 1+l 2

n w f

i ; 其中l=30mm

l +l 1+l 230

i=⨯15=2.25(min) 400⨯0.5n w f

3.5工序50 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，车3*2退刀槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20 内孔的右端倒角

(1) 半精车Φ450-0. 017mm 端面

1) 切削深度 单边余量Z=1.2mm

2) 进给量 《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.2mm/r

3) 计算切削速度 v c =

C v x v

T m a p f

y v

k v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32, 即 k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k kv =1.04 ,

k krv =0.81 , k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯1. 2

0. 2

0. 15

以

⨯0. 2

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=187m/min

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000v c 1000⨯187

≈553r/min =

πx50πdW

查表5-44, 与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取

n w =600r/min。

所以实际切削速度 v c = 5) 切削工时：

πdn s π⨯50⨯600

=118m /min =

10001000

tm =

l 2=2mm;

l +l 1+l 2

i ;其中l=25mm; l 1=4mm; n w f

tm =

l +l 1+l 231

i=⨯1=0.26(min) 600⨯0.2n w f

(2) 半精车Φ450-0. 017mm 外圆柱面

1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm

2) 进给量 《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.2mm/r

3) 计算切削速度 v c =

C v

x v

T m a p f

y v

k v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32, 即 k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k kv =1.04 ,

k krv =0.81 , k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯1. 2

0. 2

0. 15

以

⨯0. 2

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=96m/min

1000v c 1000⨯96

≈578r/min = π⨯50πdW

4) 确定机床主轴转速 ns=

查表5-44 ,与578r/min相近的机床转速为600r/min。现选取

n w =600r/min。

所以实际切削速度 v c =

πdn s π⨯50⨯600

=94m /min =

10001000

5)切削工时：

tm =

l 2=0mm;

l +l 1+l 2

i ;其中l=41mm; l 1=4mm; n w f

tm =

l +l 1+l 245

i==0.37(min) 600⨯0.2n w f

(3) 半精车Φ90mm 端面

1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm 一次切除。

2) 进给量《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42取f=0.2mm/r

3) 计算切削速度

v c =

C v x v

T m a p f

y v

k v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。修正系数k v 见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-41, k Mv =1.44 , k sv =0.8 ,

k kv =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯0. 3

0. 2

0. 15

以

⨯0. 2

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=134m/min

1000v c 1000⨯134

≈458r/min =

π⨯90πdW

4)确定机床主轴转速 ns=

查表5-44, 与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取

n w =480r/min。

所以实际切削速度v c = 5) 切削工时:

πdn s π⨯90⨯480

=135m /min =

10001000

t m =

l +l 1+l 290-45

i ;其中l==22.5mm; l 1=4mm; l 2=0mm;

2n w f

l +l 1+l 222. 5+4

i==0.28(min) 480⨯0.2n w f

tm =

3. 6工序60精车Φ100的端面及外圆，精车B 面

(1) 精车Φ100mm 端面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。

进给量f 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》,f ＝0.2mm/r

机床主轴转速n w ＝480r/min 所以切削工时 tm=

l +l 1+l 2+l 340+2

=＝0.44（min ） 480⨯0.2n w f

(2)精车Φ100mm 外圆柱面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在

此省略

进给量f 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42 取f=0.2mm/r

主轴转速 nw =480r/min 所以切削工时 t m =

l +l 1+l 2

=0.33 min n w f

(3)精车B 面

粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。

进给量f 根据表5-41，取f ＝0.2mm/r

机床主轴转速n w ＝480r/min tm =

l +l 1+l 2

i ;其中l=30mm n w f

l +l 1+l 230

i=⨯15=4.7min 480⨯0.2n w f

tm =

3. 7工序70 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面

(1) 精车Φ450-0. 017mm 外圆柱面

1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 分两次切除。 2) 进给量 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》取f=0.2mm/r

3) 计算切削速度 v c =

C v

x v

T m a p f

y v

k v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。修正系数k v 见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-41，即

k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k kv =1.04 , k krv =0.81 ,

k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯0. 3

0. 2

0. 15

以

⨯0. 1

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=96m/min

1000v c 1000⨯96

≈585r/min =

π⨯50πdW

4) 确定机床主轴转速 ns=

按查表5-44, 与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取

n w =600r/min。

所以实际切削速度v c =5) 切削工时：

πdn s π⨯50⨯600

=94m /min =

10001000

t

l 2=0mm;

m

=

l +l 1+l 2

i ; 其中l=41mm; l 1=4mm; n w f

tm =

l +l 1+l 245

i==0.75(min) 600⨯0.1n w f

(2) 精车Φ90mm 端面

1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 一次切除。

2) 进给量 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》取f=0.2mm/r

3) 计算切削速度 v c =

C v x v

T m a p f

y v

k v

其中：C v =342, x v =0.15, y v =0.35, m=0.2。修正系数k v 《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-41，即 k Mv =1.44 , k sv =0.8 ,

k kv =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97。

所

v c =

342

60⨯0. 3

0. 2

0. 15

以

⨯0. 2

0. 35v

⨯1.44⨯0.8⨯1.04⨯0.81⨯0.97=134m/min

1000v c 1000⨯134

≈458r/min =

π⨯90πdW

4)确定机床主轴转速 ns=

查表5-44见, 与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取

n w =480r/min。

所以实际切削速度v c = 5) 切削工时：

t m =

πdn s π⨯90⨯480

=135m /min =

10001000

l +l 1+l 290-45

i ;其中l==22.5mm; l 1=4mm; l 2=0mm;

2n w f

l +l 1+l 222. 5+4

i==0.31(min) 480⨯0.2n w f

tm =

3. 8工序80精绞Φ20的孔

+0. 045

(1) 绞孔至ΦΦ200mm

1) 进给量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r

2) 削速度 v=0.4×48.25=19.3m/min. 3) 定机床主轴转速

ns=

1000v c 1000⨯19. 3

≈298.3r/min =

π⨯20πdW

根据表5-44, 与298.3r/min相近的机床转速为275r/min。现选

取n w =275r/min。

所以实际切削速度

v c =

πdn s π⨯20⨯275

=17. 2m /min =

10001000

4) 工时：

t m =

l +l 1+l 2

i ;其中l=91mm; l 1=7mm; l 2=3mm; n w f

l +l 1+l 2101

==0.73(min) 275⨯0.5n w f

tm =

3.9工序90 粗铣Φ90圆柱面上的两个平面

(1) 铣距中心线34mm 的平面。

机床：加工中心

刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT15.

铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=40 1) 削深度 2a p =10mm 所以有a p =5mm

2) 给量 查《机械制造工艺学课程设计指导书》得, 进给量f=0.2~0.35mm/齿 按机床行选取f=0.3mm/齿

3) 切削速度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》, 及10-66, 查得

V=115min/s. 即V=6.9m/min

4) 定机床主轴转速 ns=21.97r/min

按机床说明书(见《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44), 与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取n w =22.5r/min。

所以实际切削速度 v c =

πdn s π⨯100⨯22. 5

=7. 1m /min =

10001000

当n w =22.5r/min时，工作台的每分钟进给量f m 应为

f m =fZn w =0.3⨯10⨯22.5=67.5(mm/min)

查机床说明书有f m =60(mm/min) 5) 切削工时： t m =

1

l +l 1+l 29045

==1.5(min) tm 2==0.75(min) 6060f m

铣两次的总时间为t m =1.5+0.75=2.25min

(2) 粗铣距中心线24mm 的平面。

机床：加工中心

刀具：根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-13选用硬质合金三面刃铣刀YT15.

铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=40/ 1) 切削深度 4a p =20mm 所以有a p =5mm

2) 进给量 查《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-13得, 进给量f=0.2~0.35mm/齿 按机床行选取f=0.3mm/齿

3) 切削速度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-13, 查得

V=115min/s. 即V=6.9m/min

4) 确定机床主轴转速 ns=

1000v c 1000⨯6. 9

≈21.97r/min =

π⨯100πdW

查表5-44, 与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取

n w =22.5r/min。

所以实际切削速度 v c =

πdn s π⨯100⨯22. 5

=7. 1m /min =

10001000

当n w =22.5r/min时，工作台的每分钟进给量f m 应为

f m =fZn w =0.3⨯10⨯22.5=67.5(mm/min)

查机床说明书有f m =60(mm/min)

5) 切削工时：

t m =

l +l 1+l 290

==1.5(min) 60f m

铣4次的总时间为4t m =4x1.5 =6min （3）精铣Φ90圆柱面上的两个平面

1) 切削深度 查《机械制造工艺学课程设计指导书》, 取a p =1mm 2) 进给量 查《机械制造工艺学课程设计指导书》，按机床行选取f=0.2mm/齿

3) 切削速度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》, 查得

V=190min/s. 即V=11.4m/min

4) 确定机床主轴转速

ns=

1000v c 1000⨯11. 4

≈36.3r/min =

π⨯100πdW

查表5-44, 与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取

n w =37.5r/min。

所以实际切削速度

v c =

πdn s π⨯100⨯37. 5

=11. 8m /min =

10001000

当n w =37.5r/min时，工作台的每分钟进给量f m 应为

f m =fZn w =0.2⨯10⨯37.5=75(mm/min)

查机床说明书有f m =80(mm/min)

5)切削工时：

t m =

l +l 1+l 290

==1.125(min) 80f m

铣2次的总时间为2t m =21.125=2.25min

3.10工序100 钻、绞 4-Φ9的孔

(1) 4-Φ9mm 孔

机床：Z525立式钻床

刀具： 据《机械制造工艺学课程设计指导书》选取高速钢麻花钻Φ9.

1) 给量 查《机械制造工艺学课程设计指导书》，取f=0.13mm/r

2) 削速度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》, 查得

V=30m/min.

3) 定机床主轴转速

ns=

1000v c 1000⨯30

≈1061r/min =

π⨯9πdW

查表5-44, 与1061r/min相近的机床转速为1012r/min。现选取

n w =1012r/min。

所以实际切削速度

v c =

πdn s π⨯9⨯1012

=28. 6m /min =

10001000

4) 削工时：

t m =

l +l 1+l 2

i ;其中l=8mm; l 1=4mm; l 2=3mm; n w f

l +l 1+l 215

==0.11(min) 1012⨯0.13n w f

tm =

由于有四个孔所以切削工时为4 tm =0.44min

3. 11工序110钻Φ4孔，扩Φ6孔

(1)钻Φ4mm 孔

机床：Z525立式钻床

刀具：根据《机械制造工艺学课程设计指导书》选取高速钢麻花钻Φ4.

1)进给量 查《机械制造工艺学课程设计指导书》，取f=0.13mm/r

2)切削速度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》, 查得

V=24~34m/min. 取V=30m/min

3)确定机床主轴转速 ns=1000v c 1000⨯30≈2388r/min = π⨯4πdW

查表5-44, 与2388r/min相近的机床转速为2012r/min。现选取n w =2012r/min。

所以实际切削速度v c =

4) 切削工时：

tm =πdn s π⨯4⨯2012=25. 3m /min =10001000l +l 1+l 2i ;其中l=13mm; l 1=4mm; l 2=3mm; n w f

l +l 1+l 220 ==0.08(min) 2012⨯0.13n w f tm =

(2) 扩Φ6mm 孔

刀具：根据《机械制造工艺学课程设计指导书》选取高速钢麻花钻Φ6.

1) 进给量 查《机械制造工艺学课程设计指导书》，取f=0.13mm/r

2) 切削速度 根据《机械制造工艺学课程设计指导书》, 查得

V=24~34m/min. 取V=30m/min

3) 确定机床主轴转速 ns=1000v c 1000⨯30≈1592r/min = π⨯6πdW

查表5-44, 与1592r/min相近的机床转速为1592r/min。现选取n w =1426r/min。

所以实际切削速度v c =

4) 切削工时：

tm =πdn s π⨯6⨯1426=26. 8m /min =10001000l +l 1+l 2i ;其中l=7mm; l 1=4mm; l 2=3mm; n w f

l +l 1+l 214 ==0.07(min) 1426⨯0.13n w f tm =

3. 12工序130 （磨Φ100、Φ45的外圆柱面）

(1) 磨Φ100mm 外圆柱面

机床 MQ1350A 轻型外圆磨床

1)选择砂轮。

A46KV6P 350⨯40⨯127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127

2)切削用量的选择。查《机械制造工艺学课程设计指导书》有： 工件速度 v w ＝18m/min

纵向进给量 f a ＝0.5B ＝20mm(双行程)

切削深度 f r ＝0.0157mm/st

3)切削工时 t =2πDbZ b k 1000vf a f r

式中 D---被加工直径

b----加工宽度

Z b --单边加工余量

K---系数

V---工作台移动速度

f a --工作台往返一次砂轮轴向进给量

f a --工作台往返一次砂轮径向进给量

t =2π⨯90⨯9⨯0. 15⨯1. 1＝0.55(min) 1000⨯18⨯20⨯2⨯0. 0157

(2) 磨Φ45mm 外圆柱面

机床 MQ1350A 轻型外圆磨床

1)选择砂轮。

A46KV6P 350⨯40⨯127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127

2)切削用量的选择。查《机械制造工艺学课程设计指导书》有： 工件速度 v w ＝18m/min

纵向进给量 f a ＝0.5B ＝20mm(双行程)

切削深度 f r ＝0.0157mm/st

3)切削工时 t =2πDbZ b k 1000vf a f r

式中 D---被加工直径

b----加工宽度

Z b --单边加工余量

K---系数

V---工作台移动速度

f a --工作台往返一次砂轮轴向进给量

f a --工作台往返一次砂轮径向进给量

t =2π⨯50⨯9⨯0. 15⨯1. 1＝0.3(min) 1000⨯18⨯20⨯2⨯0. 0157

3.13工序140（磨B 面）

(1) 磨B 面

机床 MQ1350A 轻型外圆磨床

1) 选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料

A46KV6P 350×40×127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127

2) 切削用量的选择。《机械制造工艺学课程设计指导书》5-30有

工件速度 v w ＝18m/min

纵向进给量 f a ＝0.5B ＝20mm(双行程)

切削深度 f r ＝0.0157mm/st

3) 切削工时 t =2πDbZ b k 1000vf a f r

式中 D---被加工直径

b----加工宽度

Z b --单边加工余量

K---系数

V---工作台移动速度

f a --工作台往返一次砂轮轴向进给量

f a --工作台往返一次砂轮径向进给量

t =2π⨯45⨯91⨯0. 15⨯1. 1＝2.5(min) 1000⨯18⨯20⨯2⨯0. 0157

3.14工序150 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm 的平面

机床 MQ1350A 轻型外圆磨床

1)选择砂轮。

A46KV6P 350⨯40⨯127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6 号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x127

2)切削用量的选择。查《机械制造工艺学课程设计指导书》有： 砂轮轮速n 砂=1500r/min (见机床说明书) v砂=27.5m/s

工件速度 v w ＝10m/min

轴向进给量 f a ＝0.5B ＝20mm(双行程)

切削深度

3)切削工时 t =f r ＝0.015mm/st 2πDbZ b k 1000vf a f r

式中 D---被加工直径

b----加工宽度

Z b --单边加工余量

K---系数

V---工作台移动速度

f a --工作台往返一次砂轮轴向进给量

f a --工作台往返一次砂轮径向进给量

t =2π⨯90⨯8⨯0. 15⨯1. 1＝0.53(min) 1000⨯10⨯20⨯2⨯0. 0157

最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺综合卡片，见所附卡片。

4夹具设计

零件的分析和加工过程的安排，以及是中小批量生产，不需设计专用卡具，不需专用机床，在车床上使用三爪自定心卡盘即可，在钻床上使用压板即可，在加工中心上使用第四轴旋转卡盘即可。

5参考文献

1、

2、 机械制造工艺学课程设计指导 [机械工业出版社 主编 王栋] 机械制造工艺学[机械工业出版社 主编 王先魁]