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方刀架的机械加工工艺规程及钻8-M12侧面螺纹底孔夹具设计2


XXXX 大学
毕 业 设 计 说 明 书

学 专 题

院: 业: 目:
方刀架的机械加工工艺规程及钻侧面的

M 12 - 6H 螺纹孔的底孔夹具设计

指导教师:

职称: 职称:

20**年**月**日

I<

br />
一 机械制造工艺及夹具课程设计任务书
(一)设计题目
“方刀架”的机械加工工艺规程及此零件“钻 8-M12-6H 螺纹底孔”工序的钻床夹具设 计。

(二)设计要求
中批量生产,手动夹紧,通用工艺装备。

(三)设计时间
20**年 7 月 2 日——20**年 7 月 20 日

(四)设计内容
1.绘制零件图一张。 2.编制零件的加工工艺过程,并填写加工工艺过程卡及工序卡全套。 3.设计指定工序的夹具,绘制夹具装配总图。 (要求计算机绘图) 4.绘制夹具的非标准零件图。 (要求计算机绘图) 5.编写设计说明书一份。 (按毕业论文的格式,打印文稿。 )

II


绪 第1章 1.1 1.2



论............................................................................................................................................I 零件分析.........................................................................................................................1 零件的作用....................................................................................................................1 零件的工艺分析............................................................................................................1 1.2.1 零件图样分析.......................................................................................................1 1.2.2 工艺分析...............................................................................................................1 1.3 确定零件的生产类型................................................................................................... 2 确定毛坯、绘制毛坯简图............................................................................................ 2 选择毛坯........................................................................................................................2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量....................................................................... 2 2.2.1 公差等级...............................................................................................................2 2.2.2 锻件重量...............................................................................................................2 2.2.3 锻件复杂系数.......................................................................................................2 2.2.4 锻件材质系数.......................................................................................................3 2.2.5 锻件分模线形状.................................................................................................. 3 2.2.6 零件表面粗糙度................................................................................................... 3 2.3 绘制方刀架锻造毛坯简图........................................................................................... 3 工艺规程设计.................................................................................................................3 定位基准的选择............................................................................................................3 3.1.1 精基准的选择........................................................................................................3 3.1.2 粗基准的选择.......................................................................................................4 3.2 拟订工艺路线................................................................................................................4 3.2.1 表面加工方法的确定.......................................................................................... 4 3.2.2 加工阶段的划分.................................................................................................. 5 3.2.3 工序的集中与分散.............................................................................................. 5 3.2.4 工序顺序的安排.................................................................................................. 5 3.3 3.4 加工设备及工艺装备的选用....................................................................................... 6 加工余量、工序尺寸和公差的确定........................................................................... 8 III

第2章 2.1 2.2

第3章 3.1

3.4.1 工序 6 铣和工序 14 磨........................................................................................ 8 3.4.2 工序 15 钻铰 8×12-6H 螺纹孔.......................................................................... 8 3.4.3 工序 16 钻铰孔.................................................................................................... 8 3.4.4 工序 17 钻粗精铰孔攻螺纹 M12-6H................................................................. 8 3.5 切削用量的计算............................................................................................................8 3.5.1 工序 4 粗车...........................................................................................................8 3.5.2 工序 5..................................................................................................................10 3.5.3 工序 6 铣四侧面...............................................................................................11

3.5.4 工序 7 铣四侧面环槽......................................................................................... 12 3.5.5 工序 8 精铣 C 面和工序 9 倒八条边角........................................................... 12 3.5.6 工序 11 车孔和端面环槽及倒角...................................................................... 13 3.5.7 工序 12 和工序 13 磨端面................................................................................. 14 3.5.8 工序 14 磨四侧面保证....................................................................................... 15 3.5.9 工序 15 钻 8×M17-6H 螺纹孔......................................................................... 15 3.5.10 工序 16 钻铰孔................................................................................................. 16 3.5.11 工序 17..............................................................................................................17 3.6 时间定额计算.................................................................................................................18 3.6.1 工序 4 各工步工时计算..................................................................................... 18 3.6.2 工序 5 粗车左端面............................................................................................ 19 3.6.3 工序 6 铣四侧面................................................................................................ 19 3.6.4 工序 7 铣四侧面环槽........................................................................................ 19 3.6.5 工序 8 精铣槽 C 面............................................................................................20 3.6.6 工序 11 车...........................................................................................................20 3.6.7 3.6.8 3.6.9 工序 12 磨右端面............................................................................................ 21 工序 13 磨右端面........................................................................................... 21 工序 14 磨四侧面保证................................................................................. 21

3.6.10 工序 15 钻 8×M12—6H 螺纹孔...................................................................22 3.6.11 工序 16 钻.......................................................................................................22 第4章 4.1 专用钻床夹具设计.......................................................................................................23 夹具设计任务..............................................................................................................23 IV

4.1.1 定位基准的选择................................................................................................ 23 4.1.2 切削力与夹紧力的计算.................................................................................... 23 4.1.3 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计................................................................ 24 4.1.4 4.1.5 第五章 夹具使用说明.................................................................................................. 25 结构特点...........................................................................................................25

结束语...........................................................................................................................25

参 考 文 献.................................................................................................................................27

V





机械制造加工工艺与机床夹具设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础 课以及全部专业课之后进行的一次理论联系实际的综合运用,进而使对机械有了 进一步的认识,为以后的工作打下基础。它是主要是对零件的加工工艺和对零件 的某几个工序加工进行专用夹具的设计,从零件的工艺来说,它主要是分析零件 在进行加工时应注意什么问题,采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精 度,提高劳动生产率。就专用夹具而言,好的夹具设计可以提高产品生产率、精 度、降低成本等,还可以扩大机床的使用范围,从而使产品在保证精度的前提下 提高效率、降低成本。通过这次设计,培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具 设计的能力,这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复 习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们的大学生活中占有十分重要 的地位。 就个人而言,希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次 适应性训练,从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的现 代化建设打下一个良好的基础。由于能力有限,设计尚有许多不足之处,还望老 师给以指导。

I

第1章
1.1

零件分析

零件的作用

方刀架是车床溜板箱中的一个主要零件。 方刀架位于溜板箱上的小托板上用来安装刀具, 小托板又固定在转盘上面,通过转盘的转动来带动方刀架的转动从而改变刀具的方向和进刀 的角度。以便加工出不同的工件外形满足生产的需要。

1.2
1.2.1 零件图样分析

零件的工艺分析

由零件图可知,其材料为 45 钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性,适用于承受弯曲 应力和冲载荷作用的工作条件。 (1) ?150
?0.019

mm 孔对基准 B 的位置度要求为 ? 0.05mm 。

(2)图中左端(方刀架底面)平面度公差为 0.008mm 。 (3)图中左端对基准 B 的垂直度要求为 0.05mm 。 (4)C 表面热处理 40~45HRC. (5)材料为 45 钢。

1.2.2 工艺分析
(1)该零件为车床用方刀架,中建周围槽用于装夹车刀,其 C 面直接与车刀接触,所 以要求有一定的硬度。因此表面淬火 40~45HRC. (2)该零件左端面与车床托板面结合,并可以转动。 ?150 用,以保证刀架与主轴的位置,其精度直接影响机床的精度。 (3)该零件在加工中多次装夹,均以 ? 360 统一从而保证了工件的加工精度。 (4)零件中四个侧面和左右两端面均有较高的精度要求, 因此在工序中安排磨削以保证 定位时的精度。
?0.03 ?0.019

mm 孔用于刀架定位时使

mm 孔及右端面定位,保证了加工基准的

1

1.3

确定零件的生产类型

依设计题目知:产品的年产量为 8000 台/年,每台产品中该零件数量为 1 件/台;结合 生产实际,备品率 ? %和废品率 ? %分别取 3%和 0.5%,零件年产量为: N=8000 台/年×1 件/台×(1+3%)×(1+0.5%)=8281.2 件/年 方刀架为轻型零件,查《机械制造工艺设计简明手册》表 1.1—2 机械加工零件生产类型 划分知,该方刀架的生产类型为大量生产。

第2章

确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1 选择毛坯

由于该方刀架为 45 钢, 在工作过程中要承受冲击载荷, 为增强方刀架的强度和冲击韧度, 获得纤维组织,毛坯选用锻件。该方刀架的轮廓尺寸不大,且生产类型属大批生产,为提高 生产率和锻件精度,宜采用模锻方法制造毛坯。

2.2
2.2.1 公差等级

确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

由方刀架的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。

2.2.2 锻件重量
由毛坯图上基本尺寸估算机械加工前方刀架件锻件毛坯的重量为 11kg。

2.2.3 锻件复杂系数
对方刀架零件图进行分析计算,可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度,即

l ? b ? 135mm, h ? 82mm ,该方刀架锻件的形状复杂系数为:

S ? mt / mN ? 6 /(lbh? ) =6kg/(135mm×135mm×82mm×7.8×10-6kg/mm3)≈11/
12.7≈0.899 由于 0.899 介于 0.63 和 1 之间,故该方刀架的形状复杂系数属 S1 级。 2

2.2.4 锻件材质系数
由于该方刀架材料为 45 钢, 是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢, 故该锻件的材质系数 属 M1 级。

2.2.5 锻件分模线形状
根据该方刀架件的形位特点,选择零件高度方向的对称平面为分模面,属平直分模线。

2.2.6 零件表面粗糙度
由零件图可知,该方刀架各加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6μm。 根据上述诸因素,可查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2—13 锻件内外表面加工余 量,确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果列于表 2.1 中。
表 2.1 方刀架机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差 加工表面 零件尺寸/mm 机械加工余量/mm 毛坯公差/mm 3.2 上下表面 毛坯尺寸/mm

125

0 ? 0.60

2.0~3.0 (取 2.5)

? 2 .1 ( ?1.1 )

2.1 130 ? ?1.1

2.5 四周侧面

72

0 ? 0.12

2.0~3.0 (取 2.5)

? 1 .7 ( ? 0 .8

)

1.7 77 ? ? 0.8

2.3

绘制方刀架锻造毛坯简图

由表 2.1 所得结果,绘制毛坯简图如附图 1—方刀架毛坯图所示。

第3章
3.1

工艺规程设计

定位基准的选择

定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。

3.1.1 精基准的选择
?0.03 孔 ? 360 mm 的轴线是方刀架四侧面和环槽的设计基准,右端面是孔 M12—6H 的设计

3

?0.03 基准, 选用 ? 360 mm 的轴线和方刀架头左右端面作精基准定位加工方刀架四侧面和四周环

槽,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的垂直度要求。

3.1.2 粗基准的选择
?0.03 选择方刀架的四个侧面为粗基准加工孔 ? 360 mm 和右端面可以为后续工序准备好精

基准。

3.2

拟订工艺路线

工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局,包括:确定加工方法,划分加工阶段,决 定工序的集中与分散,加工顺序的安排,以及安排热处理、检验及其他辅助工序(去毛刺、 倒 角等)。它不但影响加工的质量和效率,而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、 生产成本等。 因此,拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步,必须在充分调查研究的基础上,提 出工艺方案,并加以分析比较,最终确定一个最经济合理的方案。

3.2.1 表面加工方法的确定
根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,查《机械制造工艺设计简明手册》 确定方刀架零件各表面的加工方法,如表 3.1 所示。
表 3.1 方刀架零件各表面加工方案 加工表面 左右两端面 四侧面 尺寸及偏差 尺寸精度等级 IT12 IT10 表面粗糙度 Ra1.6μm Ra1.6μm Ra2.5μm Ra3.2 μm Φ25±0.1mm
?0.03 ? 360 mm ?0.023 ? 250 mm ?0.019 ?150 mm

加工方案 车—磨 铣—粗磨—精磨

1250 ? 0.60 mm 720 ? 0.12 mm 750 ? 0.40 mm

四周环槽 C面 Φ37 环槽 Φ36 孔 Φ25 孔 4×φ15 孔

IT12

铣 粗铣—精铣 车 钻—扩 钻—车 钻—粗铰—精铰—攻螺纹

IT11 IT8 IT7 IT7

Ra25 μm Ra25 μm Ra25 μm Ra25 μm

4

8×M12 孔 左端面环槽 M12 孔

M12-6H Φ103×φ67

IT7 IT12 IT6

Ra25 μm Ra25 μm Ra25 μm

钻—攻螺纹 车 钻—粗铰—精铰—攻螺纹

3.2.2 加工阶段的划分
该方刀架加工质量要求较高, 可将加工阶段划分成粗加工、 半精加工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段,首先将精基准(方刀架右端面)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加 工,保证其他加工表面的精度要求;然后粗铣方刀架头四周侧面、方刀架的四周环槽和倒角。 在半精加工阶段,完成方刀架 C 面的精铣加工和四侧面的磨削加工保证各表面的垂直度和平 面度。最后进行各孔的钻、铰和螺纹的加工。

3.2.3 工序的集中与分散
选用工序集中原则安排方刀架的加工工序。该方刀架的生产类型为大批生产,可以采用 万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少, 不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面之间 的相对位置精度要求。

3.2.4 工序顺序的安排
?0.03 遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准——方刀架头右端面和孔 ? 360 遵 mm ;

循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序;遵循“先主后次”原则,先 加工主要表面——方刀架两端面和四周侧面,后加工次要表面——四周环槽和左端面环槽; 遵循“先面后孔”原则,先加工方刀架头个表面最后加工各孔。由于 C 面有硬度要求所以中 间过程要有热处理。 在综合考虑上述工序顺序原则上, 拟定方刀架机械加工工序安排如表 3.2 所示。
表 3.2 工序号 1 2 3 工序名称 下料 锻造 热处理 工序内容 棒料Φ120 ㎜×135 ㎜ 模锻,锻件尺寸 130 ㎜×130 ㎜×77 ㎜ 正火 方刀架机械加工工序安排 选定基准

5

粗车右端面钻Φ22 ㎜孔,扩孔至Φ33 ㎜深 35 4 粗车
?0.03 ㎜ , 车 孔 至 ? 360 Φ mm 深39.50 ? 0.3 mm

四侧面和左端面

切槽? 37 ? 0.1? 3mm 倒角1.5 ? 450
5 6 粗车 铣 到头车左端面保证厚度尺寸为 730 ? 0.12 mm 铣床 125mm ?125mm至尺寸126mm ?126mm 铣四侧面环槽保证距右端面 24.5mm 距左端面 7 铣
0 19mm 保证 750 ? 0.4 ? 75? 0.4 mm及圆角R3

右端面
? 36mm孔及 右端面 ? 36mm孔及 右端面 ? 36mm孔及 右端面 ? 36mm孔及 右端面 ? 36mm孔及 右端面

8 9 10

铣 铣 热处理

精铣 C 面保证距左端面 18.5mm 倒八条面角 1? 45? C 面淬火至 40~45HRC
?0.025 车 ? 250 mm

11



的孔至图样车环槽尺寸至
?

? 36mm孔及 右端面

?103mm ? ? 67mm ? 2.5mm 倒角1? 45
12 13 磨 磨 磨右端面保证 390 ? 0.3 mm 磨左端面保证 720 18mm ? 0.2 mm和尺寸

? 25mm孔及 左端面 ? 36mm孔及 右端面

0 粗 精磨 四 侧 面保 证 1250 ? 0.6 mm ? 125? 0.6 mm

14





? 25mm孔及 左端面

要对 B 基准对称,四面相互垂直
15 16 17 18 19 钻 钻 钻 检验 入库

钻4 ? ?10.2mm孔攻螺纹M 12
?0.03 钻粗精铰 4 ? ?100 mm孔 ?0.03 钻粗精铰 ?100 mm

? 36mm孔及 右端面及一侧面 ? 25mm孔及 左端面和一侧面

攻螺纹 M12-6H

右端面及两侧面

按图样要求坚持各部分尺寸和精度 涂油入库

3.3

加工设备及工艺装备的选用

机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提 下,与生产批量和生产节拍相适应,并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条 件,以降低生产准备费用。 方刀架的生产类型为大批生产,可以选用高效的专用设备和组合机床,也可选用通用设 备,所选用的夹具均为专用夹具。各工序加工设备及工艺装备的选用如表 3.4 所示。 6

表 3.4

加工设备及工艺装备

工序号 1 2 3

工序内容 棒料Φ120 ㎜×135 ㎜ 模锻,锻件尺寸 130 ㎜×130 ㎜×77 ㎜ 正火 粗车右端面钻Φ22 ㎜孔,扩孔至Φ33 ㎜深 35

加工设备 锯床 锻床

工艺设备 游标卡尺 游标卡尺

4

?0.03 ㎜,车孔至 ? 360 Φ mm 深39.50 ? 0.3 mm

卧式车床 C620-1

麻花钻、扩孔钻、卡尺

切槽? 37 ? 0.1? 3mm 倒角1.5 ? 450
5 6 到头车左端面保证厚度尺寸为 730 ? 0.12 mm 铣床 125mm ?125mm至尺寸126mm ?126mm 铣四侧面环槽保证距右端面 24.5mm 距左端面 7
0 19mm 保证 750 ? 0.4 ? 75? 0.4 mm及圆角R3

卧式车床 C620-1 卧式万能铣床 X62W

车刀、卡尺
高速钢套式面铣刀、卡尺

卧式万能铣床 X62W

三面刃铣刀、卡尺

8 9 10

精铣 C 面保证距左端面 18.5mm 倒八条面角 1? 45? C 面淬火至 40~45HRC
?0.025 车 ? 250 mm

卧式万能铣床 X62W 卧式万能铣床 X62W 淬火机等

面铣刀、卡尺 面铣刀

11

的孔至图样车环槽尺寸至
?

卧式车床 C620-1

车刀、卡尺

?103mm ? ? 67mm ? 2.5mm 倒角1? 45
12 13 14 15 16 17 18 19 磨右端面保证 390 ? 0.3 mm 磨左端面保证 720 18mm ? 0.2 mm和尺寸 粗精磨四侧面保证

平面磨床 M7120 平面磨床 M7120 平面磨床 M7120 钻床 Z550 钻床 Z550 钻床 Z550

砂轮、卡尺 砂轮、卡尺 砂轮、卡尺 高速钢麻花钻、铰刀、丝锥 高速钢麻花钻、铰刀、丝锥 高速钢麻花钻、铰刀、丝锥 塞规、游标卡尺、百分表

钻4 ? ?10.2mm孔攻螺纹M 12
?0.03 钻粗精铰 4 ? ?100 mm孔 ?0.03 钻粗精铰 ?100 mm

攻螺纹 M12-6H

按图样要求坚持各部分尺寸和精度 涂油入库

7

3.4

加工余量、工序尺寸和公差的确定

3.4.1 工序 6 铣和工序 14 磨
查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.3—21 磨削余量 Z=0.5 ㎜.已知总余量为 2.5 ㎜.故 粗加工余量为 2.5-0.5=2 保证工序尺寸 126 ㎜×126 ㎜.

3.4.2 工序 15 钻铰 8×12-6H 螺纹孔
查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.3-20 钻 ?10.2mm孔 攻螺纹 M12。

3.4.3 工序 16 钻铰孔
查 《机械制造工艺设计简明手册》 表 2.3-8 基孔制 IT7 级精度孔的加工得精铰余量为 0.05 ㎜, 粗铰余量 0.15 ㎜, 钻孔余量 1.0 ㎜,查《机械制造工艺设计简明手册》表 1.4-7 孔加 工方案的经济精度和表面粗糙度可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为:精铰 IT7 级粗铰 IT10 级,钻 IT12 级。根据上述结果再查标准公差数值表可确定各工序的公差值分别为精铰
?0.018 0.018 ㎜.粗铰 0.070 ㎜钻 0.18 ㎜.综上所述该工步的工序尺寸及等级分别为精铰 ?150 mm 粗铰

?0.070 ?0.18 ?14.950 mm 钻 ?14.850 mm 。

3.4.4 工序 17 钻粗精铰孔 ?10

?0.03 0

mm 攻螺纹

M12-6H

查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.3-8 基孔制 IT7 级精度孔的加工得精铰余量 0.04 ㎜,粗铰余量 0.16 ㎜, 钻孔余量 0.2 ㎜,查《机械制造工艺设计简明手册》表 1.4-7 孔加工 方案的经济精度和表面粗糙度可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为:精铰 IT7 级粗铰 IT10 级,钻 IT12 级。根据上述结果再查标准公差数值表可确定各工序的公差值分别为精铰
?0.030 0.018 ㎜.粗铰 0.070 ㎜钻 0.18 ㎜.综上所述该工步的工序尺寸及等级分别为精铰 ?100 mm 粗铰

?0.070 ?0.18 ? 9.960 mm 钻 ? 9.80 mm 。然后攻螺纹 M12-6H。

3.5
3.5.1 工序 4 粗车

切削用量的计算

该工序分为 6 个工步,工步 1 是粗车右端面。工步 2 是钻 ? 22mm 孔工步 3 是扩 ? 33mm 孔, 8

?0.030 工步 4 是车孔 ? 360 mm 深 39.5 ㎜.工步 5 是切槽 ? 37 ? 0.3 ? 3mm 工步 6 是倒角。

1.工步 1 粗车右端面 (1) 背吃刀量 工步 1 的背吃刀量 a p1 取为 Zl,Z1 等于 Z1=2.5mm - 0.5mm = 2mm;而工步 2 的背吃 刀量 a p 2 取为 Z2,故 a p 2 = Z2=2mm。 (2) 进给量 查《切削用量手册》表 1.30 得 C620-1 车床的中心高为 200 ㎜.查《切削用量手册》表 1.1 选择刀杆尺寸为 B×H=16 ㎜×25 ㎜.刀片的厚度为 4.5 ㎜查 《切削用量手册》 表 1.2 粗车锻件 的毛坯可选择 YT5 牌号硬质合金刀。车刀计划形状查《切削用量手册》表 1.3 需安装卷屑槽

? ? 10 ,? ? ? 6 ,? ? ? 12 ,?? ? 0 带倒棱刀。前刀面 k?
? ? ?

?

查《切削用量手册》表 1.4 在粗

车钢料刀杆尺寸为 B×H=16 ㎜×25 ㎜., 背吃刀量 a p1 =3~5mm 以及工件直径为 100~400mm 时,进给量 f=0.5~1.0mm/r 按 C620-1 说明书选择进给量 f=0.5mm/r. (3)切削速度 根据《切削用量手册》表 1.10 当用 YT15 硬质合金车刀加工钢料时 a p1 ? 7 mm 进给量

f ? 0.5mm 时切削速度 vt ? 109m / min 。查《切削用量手册》表 1.28 得切削速度的修正参
数 k tv ? 0.65, k atv ? 0.92, k sv ? 0.8, kTV ? 1.0, K KV ? 1.0 。所以

vc ? vt kv ? 109 ? 0.65 ? 0.92 ? 0.8m / min ? 52.1m / min
所以 ns ?

1000v 1000 ? 52.1 ? ? 93.7 r / min ?d ? ? 177

由本工序采用 C620-1 车床,取转速 nw =96r/min,故实际铣削速度

v?

?dnw
1000

?

? ? 177 ? 196
1000

? 53.35m / min

综上得 a p ? 2mm, v ? 53.35m / min, f ? 0.55mm / r , n ? 96r / min

(2)工步 2 钻φ22 孔 由工件材料 45 号钢, 孔φ22 选用高速钢, 麻花钻头查 《切削用量手册》 表 2.7 知进给量 f=0.39~0.46mm/r, 取 f ? 0.46 mm/r 查 《切削用量手册》 表 2.13 和 2.14 得 v ? 16 m min 。
9

1000 v 1000 ? 15 ? ? 217 .1 r min ,由于本工序在 C620-1 上加工取机床 ?d 3.14 ? 22 n?d 230 ? 3.14 ? 22 ? ? 15.89 m min 。 转速 n ? 230 r min ,而实际切削速度 v ? 1000 1000 ? n3 ?
(3)工步 3 扩φ33mm 孔深 35mm 由工件材料 45 号钢,孔φ12 选用高速钢,扩孔钻由背吃刀量

ap ?

33 ? 22 ? 5.5mm 查《切削用量手册》表 2.10 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔 2

时得进给量 f ? 0.3 ~ 1.1 mm/r, 取 f ? 1.0 mm r 由于和工步二在同一台机床上加工, 所以机床转速 n ? 230 r min 切削速度 v ?

n?d 230 ? 3.14 ? 33 ? ? 23.8 m min 。 1000 1000

?0.03 mm 深 39.5mm 孔 (4)工步 4 车φ 360

背吃刀量 a p ?

36 ? 33 ? 1.5mm , 可一次走刀完成, 选用硬质合金车刀, 查 《切 2

削用量手册》表 1.4 知进给量 f ? 0.3 ~ 0.5mm/r ,取 f ? 0.4mm/r 查《切削用量手 册》表 1.10 得切削速度 v ? 138 ~ 156 m min ,取 v ? 138 m min 。

?n ?

1000v 1000 ? 138 ? ? 1220.8 r min , ?d 3.14 ? 36

按机床 c620-1 取 n ? 1200 r min ,所以实际

v?

n?d 1200 ? 3.14 ? 36 ? ? 135 m min 。 1000 1000
(5)工步 5 切槽φ 37 ? 0.1 ? 3mm 背吃刀量 a p ?

37 ? 36 ? 0.5mm , 可一次走刀完成, 选用硬质合金车刀, 查 《切 2

削用量手册》表 1.4 知进给量 f ? 0.3 ~ 0.5mm/r ,取 f ? 0.3mm/r ,查《切削用量 手册》表 1.10 得切削速度 v ? 156 ~ 176 m min ,取 v ? 156 m min 。

1000v 1000 ? 156 ? ? 1342 r min ,按机床 c620-1 取 n ? 1200 r min , 所 ?d 3.14 ? 37 n?d 1200 ? 3.14 ? 37 ? ? 139.4 m min 。 以实际 v ? 1000 1000 ?n ?

3.5.2 工序 5
工序 5 和工序 4 的第一工步,加工条件完全一样,所以 a p ? 2 mm ,

r ? 53.35 m min , f ? 0.55 mm r , n ? 96 r min 。
10

3.5.3 工序 6 铣四侧面
3.5.3.1 刀具选择 根据《切削用量手册》表 1.2 选择 YT15 硬质合金刀片,根据表 3.1 铣削深度

a p ? 4mm 时,端铣刀直径 d 0 ? 80mm, Ge为60mm, 但已知铣削宽度 a e ? 77 mm ,故
应根据铣削宽度 a e ? 90mm , 选择 d 0 ? 125mm, 由于采用硬质合金端铣刀, 故 Z=4, 铣刀几何形状查《切削用量手册》表 3.2 得

k r ? 60 ? , k re ? 30 ? , k r? ? 5 ? , a 0 ? 8 ? , ? 0 ? 10 ? , ? s ? ?15 ? , r0 ? ?5 ? 。
3.5.3.2 选择切削用量 1.背吃刀量 由于加工余量不大,故可一次走刀内切完成,则 a p ? 2mm 。 2.每次进给量 f 2 ,采用不对称端铣以提高进给量查表 3.5,当使用 YT 刀, 铣 床功率为 7.5kw 时 f 2 ? 0.09 ~ 0.18 mm s ,但因采用不对称端铣刀,故取

f 2 ? 0.18 mm s 。
3. 选择铣刀抹钝标准及刀具寿命,查《切削用量手册》表 3.7 铣刀后刀面最 大磨损量为 1.0mm 。由于铣刀直径 d 0 ? 125mm ,故刀具寿命 T ? 180 min 查《切削用量手册》表 3.8) 4.切削速度 vc 和每分钟进给量 V f 查《切削用量手册》表 3.10 得 nvc ? 313 r min,V fc ? 263 mm min 根据 X62W 铣 床主要技术参数查《切削用量手册》表得 nc ? 300 r min,V fc ? 235 mm min 因此实 际切削速度和每次进给量为
Vc ? f 2c 3.14 ? 125 ? 300 ? 117 .8 m min 1000 1000 v fc 235 ? ? ? 0.20 mm s nc 2 300 ? 4 ?

(见

?d 0 n

综上

a p ? 2mm, v fc ? 235 mm min , n ? 300 r min , vc ? 117 .8 m min , f 2 ? 0.20 mm s
11

3.5.4 工序 7 铣四侧面环槽
3.5.4.1 选择刀具 查《工艺手册》表 3.1-27 铣刀种类及应用范围选用高速镶齿面铣刀,查《工 艺手册》表 3.1-28 选择铣刀直径 d 0 ? 160 mm, L ? 28mm , 齿数 Z=26 3.5.4.2 切削用量的选择 1.背吃刀量 a p ? L ? 28mm 铣削宽度 ae ? 25 .5mm 取

2.每次进给量查《切削用量手册》表 3.3 知 f 2 ? 0.08 ~ 0.15 mm s

f 2 ? 0.15 mm s
3.铣刀磨钝标准和刀具寿命,查《切削用量手册》表 3.7 铣刀后刀面最大磨 损量为 0.6mm 查《切削用量手册》表 3.8 铣刀平均寿命为 T ? 180 min 4. 切削速度 vc 和每分钟进给量 v f 根据 X62W 铣床主要技术参数查《切削用量手册》表得

nc ? 190 r min,V fc ? 300 mm min
因此实际切削速度和每次进给量为
Vc ? f 2c 3.14 ? 160 ? 190 ? 95.4 m min 1000 1000 v fc 300 ? ? ? 0.06 mm s nc 2 190 ? 26 ?

?d 0 n

终上

a p ? 28mm, v fc ? 300 mm min , n ? 190 r min , vc ? 95.4 m min , f 2 ? 0.06 mm s
3.5.5 工序 8 精铣 C 面和工序 9 倒八条边角 3.5.5.1 选择刀具 查《工艺手册》表 3.1-27 铣刀种类及应用范围选用高速镶齿面铣刀,查《工 艺手册》表 3.1-28 选择铣刀直径 d 0 ? 160 mm, L ? 28mm , 齿数 Z=26 3.5.5.2 切削用量的选择 1.背吃刀量 a p ? L ? 2mm 铣削宽度 ae ? 25 .5mm
12

2.每次进给量查《切削用量手册》表 3.3 知 f 2 ? 0.08 ~ 0.15 mm s



f 2 ? 0.15 mm s
3.铣刀磨钝标准和刀具寿命,查《切削用量手册》表 3.7 铣刀后刀面最大磨 损量为 0.6mm 查《切削用量手册》表 3.8 铣刀平均寿命为 T ? 180 min 4. 切削速度 vc 和每分钟进给量 v f 根据 X62W 铣床主要技术参数查《切削用量手册》表得

nc ? 190 r min,V fc ? 300 mm min 因此实际切削速度和每次进给量为
Vc ? f 2c 3.14 ? 160 ? 190 ? 95.4 m min 1000 1000 v fc 300 ? ? ? 0.06 mm s nc 2 190 ? 26 ?

?d 0 n

终上

a p ? 2mm, v fc ? 300 mm min , n ? 190 r min , vc ? 95.4 m min , f 2 ? 0.06 mm s
?0.025 3.5.6 工序 11 车的孔φ 250 mm 和端面环槽及倒角 1 ? 45 ?

?0.025 该工序分为三个工步:车φ 25 0 的孔

ap ?

25 ? 22 ? 1.5mm 2
倒角 1 ? 45 ?

车端面环槽φ103 ? φ67 ? 215mm

a p ? 2.5mm

a p ? 1mm
(1) (2)
?0.025 工步 1 车φ 25 0 的孔

背吃刀量 a p ?

25 ? 22 ? 1.5mm 2

选用 YT15 硬质合金车刀查《切削用量手册》表 1.4 知 f ? 0.3 ~ 0.5 mm s 取 f ? 0.3 mm s 查《切削用量手册》表 1.10 得 v ? 76.8 ~ 86.4 mm s 取

v ? 86.4 mm s 。 ?n ? 1000v 1000 ? 86.4 ? ? 1100 .62 r min ?d 3.14 ? 25
因此实际切削速度

按机床 C620-1 取 n ? 1200 r min ,

13

v?

n?D 1200 ? 3.14 ? 25 ? ? 94.2 m min 。 1000 1000
(2)工步 2 车端面环槽 背吃刀量 a p ? 2.5mm 选用 YT15 硬质合金车刀查《切削用量手册》表 1.4 知

f ? 0.5 ~ 0.9 mm s 取 f ? 0.6 mm s v ? 123 ~ 138 mm s

查《切削用量手册》表 1.10 得

取 v ? 130 mm s ? n ?

1000v 1000 ? 130 ? ? 390.5 r min ?d 3.14 ? 106

按机床 C620-1 取 n ? 380 r min ,

因此实际切削速度

v?

n?D 380 ? 3.14 ? 106 ? ? 126 m min 。 1000 1000

3.5.7 工序 12 和工序 13 磨端面
(1)选择砂轮 查《工艺手册》第三章中磨料选择各表依表选为 WA46.kv6p250×25×25×127 其含义为 砂轮磨料为白刚玉粒度为 40 号硬度为中软.陶瓷法合剂 6 号组织平软砂轮其尺寸为 250×25 ×75(d×b×D) (2)切削用量的选择 查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-31 砂轮转速 Nb=3000r/min

780 ? 13m/min轴向进给量 f a ? 0.5 B ? 0.5 ? 25 ? 12.5mm 60 工件速度 v w ? 10 m/min径向进给量 f r ? 0.015 mm

v



?

切削工时 当加工一个表面时 t1 ? 2 L bZ b K (见《工艺手册》表 6.2 ? 8) 1000 v f f a
r

式中 L为加工长度 L ? 125 mm b为加工宽度 b ? 125 mm Z b为单面加工余量 Z b ? 0.5mm k系数 K ? 1.10

v工作台放出速度10 (m / min)

f f

a r

工作台往返一次砂轮轴向进给量0.015 (mm) 工作台往返一次砂轮径向进给量12.( 5 mm) 2 ? 125 ? 125 ? 1.1? 0.5 ? 0.917 min 1000 ? 10 ? 12.5 ? 0.015
14

t1 ?

0 3.5.8 工序 14 磨四侧面保证 1250 ? 0.6 ? 125 ? 0.6 mm

(1)选择砂轮 查《工艺手册》第三章中磨料选择各表依表选为 WA46.kv6p250×25×25×127 其含义为 砂轮磨料为白刚玉粒度为 40 号硬度为中软.陶瓷法合剂 6 号组织平软砂轮其尺寸为 250×25 ×75(d×b×D) (2)切削用量的选择 查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-31 砂轮转速 Nb=3000r/min

780 ? 13m/min轴向进给量 f a ? 0.5 B ? 0.5 ? 25 ? 12.5mm 60 工件速度 v w ? 10 m/min径向进给量 f r ? 0.015 mm

v



?

切削工时 当加工一个表面时 t1 ? 2 L bZ b K (见《工艺手册》表 6.2 ? 8) 1000 v f f a
r

式中 L为加工长度 L ? 125 mm b为加工宽度 b ? 72 mm Z b为单面加工余量 Z b ? 1mm k系数 K ? 1.10

v工作台放出速度10 (m / min)

f f

a r

工作台往返一次砂轮轴向进给量0.015 (mm) 工作台往返一次砂轮径向进给量12.( 5 mm) 2 ? 125 ? 72 ? 1.1 ? 10.51min 1000 ? 10 ? 12.5 ? 0.015

t1 ?

3.5.9 工序 15 钻 8×M17-6H 螺纹孔
(1)钻φ10.2mm 孔 由工件材料 45 钢孔φ10.2 孔高速钢钻头查《切削用量手册》表 2.7 高速钢钻头钻孔时 的进给量得 f=0.25~0.3mm/r 取 f=0.25m/r 查《切削用量手册》表 2.13 及 2.14 得 v=12m/min 取 ap=

10.2 ? 5.1mm 2

? ns ?

1000 v 1000 ? 12 ? ? 374 .7 r / min πD 3.14 ? 10 .2

由于本工序采用 Z550 型立式钻床取转数 n=351 r/min 15

故实际切削速度 V=

? dw n w
100 v

?

3.14 ? 10.2 ? 392 ? 11 .25m/min 100 v

(2) 攻螺纹M12 - 6H
.019 3.5.10 工序 16 钻铰 4×φ 15 0 mm孔 0

(1)钻 14 . 85 0

? 0 . 18

mm

粗铰 14 . 95
? 0 . 18 0

? 0 . 019 0

mm

精铰 15 0

?0.019

mm孔

由于工件材料为 45 钢孔 14 . 85 进给量

mm

高速钢钻头查《切削用量手册》表 2.7 知

f=0.31~0.37m/r 取 f=0.36m/r.查切表 2.13 及 2.14 得 v=11~12m/min 取 v=12m/min 取 ap=14.85mm?

n

s

?

1000 v 1000 ? 12 ? ? 257 .4r / min πD 3.14 ? 14.85

由于本工序理由 Z550 型立式钻床取转速 n=250 r/min

? 实际切削速度 v ?
(2)粗铰 ?14 .95 0 取背吃刀量

? dw n w
1000

?

3.14 ? 14.85 ? 250 ? 11 .66m / min 1000

?0.070

mm 孔工步

a

p

?0.070 ? 0.1mm 又工件材料为 45 钢孔 ?14.95 0 《切削用量手册》 表 2.2 mm 查

知进给量 f=0.3~0.5 取 f=0.4m/r 切削量为 v=5~7m/min 取 v=6m/min

? ns ?

1000 v 1000 ? 6 ? ? 127 .8r / min πD 3.14 ? 14.95

根据 Z550 钻床取 n=125 r/min

? 实际切削速度 v ?
(3)精铰工步 取背吃刀量

? dw n w
1000

?

3.14 ? 14.95 ? 125 ? 5087 m / min 1000

a

p

?0.070 ? 0.05mm 又工件材料为 45 钢孔 ?14.95 0 mm 查《切削用量手册》表

2.2 知进给量 f=0.3~0.5mm/r 取 f=0.3mm/r 切削量为 v=5~7m/min 取 v=5m/min

? ns ?

1000 v 1000 ? 5 ? ? 106 .2r / min πD 3.14 ? 15

? 实际切削速度 v ?

? dw n w
1000

?

3.14 ? 15 ? 125 ? 5.88m / min 1000

16

3.5.11 工序 17
(1)钻 ? 9.8 0
?0.18

mm孔工步
?0.18

取由工件材料为 45 钢 ? 9.8 0

mm 高速钢钻头查《切削用量手册》表 2.7 得进给量

f=0.22~0.28 取 f=0.27 查《切削用量手册》表 2.13 及 2.14 得切削速度 v=12~14m/min 取 v=14m/min

? ns ?

1000 v 1000 ? 14 ? ? 454.96r / min πD 3.14 ? 9.8

由于本工序采用 Z550 型立式钻床取转速 n=500r/min

? 实际切削速度 v ?
(2)粗铰 ? 9.96 0
?0.070

? dw n w
1000

?

3.14 ? 9.8 ? 500 ? 15.39m / min 1000

mm孔工步
?0.070

由于工件材料为 45 钢孔 ? 9.96 0

mm 查《切削用量手册》表 2.24 知进给量 f=0.3~

0.5mm/r 取 f=0.4mm/r 切削量为 v=5~7m/min 取 v=6m/min? n ? s

1000 v 1000 ? 6 ? ? 191.8r / min πD 3.14 ? 9.96

根据 Z550 钻床取 n=185r/min

? 实际切削速度 v ?
(2)粗铰 ?10 0
?0.030

? dw n w
1000

?

3.14 ? 9.96 ? 185 ? 5.78m / min 1000

mm孔工步
?0.030

由于工件材料为 45 钢孔 ?10 0

mm 查《切削用量手册》表 2.24 知进给量 f=0.3~0.5

取 f=0.3m/r 切削量为 v=5~7m/min 取 v=5m/min? n ? 1000 v ? 1000 ? 5 ? 159 .2r / min S πD 3.14 ? 10 根据 2550 钻床取 n=185r/min

? 实际切削速度 v ?

? dw n w
1000

?

3.14 ? 10 ? 185 ? 5.8m / min 1000

(4)攻 M12-6H 螺纹

17

3.6 时间定额计算
3.6.1 工序 4 各工步工时计算
(1)工步粗车右端面

tj ?

L 30 2 其中 L ? l ? y ? ? , l ? mm ,根据《切削用量手册》表 1.26 车削时的切量 fn 2 130 2 ? 12.5 ? 104.41 2

不超切量 y ? ? ? 12.5mm, ?L ?

tj ?

t

f

104 .41 ? 1.977 min 96 ? 0.55 ? (0.15 ~ 0.2) t j ? 0.15 ?1.977 ? 0.297 min

其他时 t q ? 16% (t j ? tf ) ? 6% ? (1.977 ? 0.297) ? 0.136 min ? t dj ? t j ? t f ? t q ? 1.977 ? 0.297 ? 0.136 ? 2.41min
(2)工步 2 钻φ22mm 孔

L 其中 L ? l ? y ? ?,l ? 77,入切量及超切量由《 切削用量手册》表 2.21查出 y ? ? ? 8mm; nf 77 ? 8 t j ? 230 ? 0.46 ? 0.803min ? 0.15 ? t j ? 0.15 ? 0.803 ? 0.120 min

t

j

?

t

q

? 6% (t j ? tf ) ? 6% ? (0.803 ? 0.120) ? 0.055 min

? t dj ? t j ? t f ? t q ? 0.803 ? 0.120 ? 0.055 ? 0.978 min
(3)工步 3 扩φ33mm 孔

L 其中 L ? l ? y ? ?,l ? 35.5入切及超切量 y ? ? ? 0 nf 35.5 ?tj ? ? 0.154 min 230 ? 1.0 t f ? 0.2 t j ? 0.2 ? 0.154 ? 0.308min

t

j

?

t t

q dj

? 6% (t j ? tf ) ? 6% ? (0.154 ? 0.308) ? 0.028 min ? t j ? t f ? t q ? 0.154 ? 0.308 ? 0.028 ? 0.49 min

(4)工步 4 车φ36 深 39.5mm 孔

18

t t t
t

j

?

f q

L 39.5 其中 l ? 39.5mm ? t j ? ? 0.082 min nf 1200 ? 0.4 ? 0.15 min t j ? 0.15 ? 0.082 ? 0.012 min ? 6% (t j ? tf ) ? 0.082 ? 0.012 ? 0.006 ? 0.10 min
L 3 ? ? 0.008 min nf 0.3 ? 1200

(5)工步 5 切槽φ33mm
j

?

t t

f q

? 0.2 t j ? 0.2 ? 0.008 ? 0.0016 min ? 6% (0.008 ? 0.0016) ? 0.0006 min

? t dj ? t j ? t f ? t q ? 0.008 ? 0.0016 ? 0.0006 ? 0.01min

3.6.2 工序 5 粗车左端面
该工序与工序 4 的工步 1 的加工条件完全一样 所以

t

j

? 1.977 min, t f ? 0.297 min t q ? 0.136 min, t dj ? 2.41min

3.6.3 工序 6 铣四侧面
L 式中 L ? l ? y ? ?,l ? 126查《切》表 3.26入切量及超切量 y ? ? ? 0 vf 126 ?tj ? ? 0.536 min 235 t f ? 0.15, t j ? 0.15 ? 0.536 ? 0.08min

t

j

?

t t

q dj

? 6%( t j ? t f ) ? 0.037 min ? t j ? t f ? t q ? 0.536 ? 0.08 ? 0.037 ? 0.154 min

铣四个侧面的时间 t 总 ? 4 t dj ? 4 ? 0.154 ? 0.616 min

3.6.4 工序 7 铣四侧面环槽

t

j

?

L 式中 L ? l ? l1 ? l2 ,其中 l ? 73 vf

l?
1

ae ( d ? ae ) ? (1 ~ 3) ? 25.5 ? (160 ? 25.5) ? (1 ~ 3) ? 58.56 ? (1 ~ 3) ? 59.56 ~ 61.56取 l1 ? 61 73 ? 4 ? 61 ? 0.46 min 300

?tj ?

19

t t

f q

? 0.55 t j ? 0.15 ? 0.46 ? 0.069 min ? 6% (t j ? tf ) ? 6% ? (0.46 ? 0.069) ? 0.032 min

单侧槽 t ? t j ? t f ? t q ? 0.56 min
? 工序总时间 t dj ? 4 t j ? 2.24 min

3.6.5 工序 8 精铣槽 C 面
(1)工步 1 该工序与工序 ? 7 完全一样

t

j

? 0 . 46 min , t f ? 0 . 069 min , t q ? 0 . 032 min , t ? 0 . 56 min

? 工序总时间 t dj ? 4 t j ? 2.24 min
(2)工步 2 倒角
?0.023 3.6.6 工序 11 车 ? 25 0 的孔和断面环槽及倒角 1? 45?

3.6.6.1 工步 1 车 ? 25 0

?0.023

mm的孔

t

j

?

L 式中 l ? l ? y ? ?;其中 l ? 33mm nf

根据《切削用量手册》表 1.26 车削时的入切量和超切量 y ? ? ? 4.3mm 则 l=33+4.3=37.3mm

t t t t
t
j

j

?

f q dj

37 .3 ? 0 .01min 1200 ? 0.3 ? 0 .2 t j ? 0 .2 ? 0 .01 ? 0 .002 min ? 6% ( t j ? tf) ? 6% ? (0 .01 ? 0 .002) ? 0 .00072 min ?

t ?t ?t
j f

q

? 0 .01 ? 0 .002 ? 0 .00072 ? 0 .01272 min
工步 2 车端面环槽

3.6.6.2

?

L 103 ? 67 式中 l ? l ? y ? ?;其中 l ? ? 18mm nf 2

y?? ?0

? tj ?

t t

f q

18 ? 0.025 min 1200 ? 0.6 ? 0.2 t j ? 0.2 ? 0.025 ? 0.005 min ? 6% (t j ? tf ) ? 6% ? (0.025 ? 0.005) ? 0.06 ? 0.03 ? 0.0018 min

? t dj ?

t ?t ?t
j f

q

? 0.025 ? 0.005 ? 0.0018 ? 0.0318 min
20

3.6.7

工序 12 磨右端面
砂轮转速 Nb=3000r/min

查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-31

780 ? 13m/min轴向进给量 f a ? 0.5 B ? 0.5 ? 25 ? 12.5mm 60 工件速度 v w ? 10 m/min径向进给量 f r ? 0.015 mm

v



?

切削工时 当加工一个表面时 t1 ? 2 L bZ b K (见《工艺手册》表 6.2 ? 8) 1000 v f f a
r

式中 L为加工长度 L ? 125 mm b为加工宽度 b ? 125 mm Z b为单面加工余量 Z b ? 0.5mm k系数 K ? 1.10

v工作台放出速度10 (m / min)

f f

a r

工作台往返一次砂轮轴向进给量0.015 (mm) 工作台往返一次砂轮径向进给量12.( 5 mm) 2 ? 125 ? 125 ? 1.1? 0.5 ? 0.917 min 1000 ? 10 ? 12.5 ? 0.015

t1 ?

其结果为:

t t t

j f q

? 1.834 min ? 0.15 t j ? 0.15 ? 1.834 ? 0.2751min ? 6% (t j ? t f ) ? 6% ? (1.834 ? 0.2751) ? 0.1265min

? t dj ? t j ? t f ? t q ? 2.236 min

3.6.8 工序 13 磨右端面
该工序加工过程与工序 12 完全一样,所以结果为:

t t t

j f q

? 1.834 min ? 0.15 t j ? 0.15 ? 1.834 ? 0.2751min ? 6% (t j ? t f ) ? 6% ? (1.834 ? 0.2751) ? 0.1265min

? t dj ? t j ? t f ? t q ? 2.236 min
0 3.6.9 工序 14 磨四侧面保证1250 mm ?125?0.6 mm ? 0 .6

查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-31

砂轮转速

Nb=3000r/min 21

780 ? 13m/min轴向进给量 f a ? 0.5 B ? 0.5 ? 25 ? 12.5mm 60 工件速度 v w ? 10 m/min径向进给量 f r ? 0.015 mm

v



?

切削工时 当加工一个表面时 t1 ? 2 L bZ b K (见《工艺手册》表 6.2 ? 8) 1000 v f f a
r

式中 L为加工长度 L ? 125 mm b为加工宽度 b ? 72 mm Z b为单面加工余量 Z b ? 1mm k系数 K ? 1.10

v工作台放出速度10 (m / min)

f f

a r

工作台往返一次砂轮轴向进给量0.015 (mm) 工作台往返一次砂轮径向进给量12.( 5 mm) 2 ? 125 ? 72 ? 1.1 ? 10.51min 1000 ? 10 ? 12.5 ? 0.015

t1 ?

3.6.10 工序 15 钻 8×M12—6H 螺纹孔
该工序分为两个工步,分别计算。 (1)工步 1 钻 ?10.2mm 底孔

L 其中L ? l ? y ? ? l=24mm 查《切削用量手册》表 2.29 得入切量与超切量 nf 24 ? 5 y+ ? =5mm 故 t j = =0.33min nf351 ? 0.25

t

j

?

t t

f q

? 0.2 t j ? 0.2 ? 0.33 ? 0.066 min ? 6% (t j ? tf ) ? 6% (0.31 ? 0.061) ? 0.024 min

? 加工孔的时间 t ? t j ? t f ? t q ? 0.33 ? 0.66 ? 0.024 ? 0.42 min 所以该工序的加工时间 t dj ? 8 ? 0.42 ? 3.38min
.19 3.6.11 工序 16 钻 4 ? ?15 0 mm孔 0

(1)工步 1 钻 ?14.850 mm的底孔
0.18

22

L 其中l ? l ? y ? ?其中l ? 9mm查《切削用量手册》表 2.29入切量及超切量 y ? ? ? 6m nf L 9?6 ?tj ? ? ? 0.1667 min nf 250 ? 0.36 t f ? 0.2 t j ? 0.2 ? 0.1667 ? 0.033min

t

j

?

t

y

? 6% ( t f ? t j) ? 6%(0.1667 ? 0.033) ? 0.012 min

所以钻一个孔的时间 t ? t j ? t f ? t y ? 0.1667 ? 0.033 ? 0.012 ? 0.2117 min 该工步总时间 t dj ? 4 ? t ? 4 ? 0.2117 ? 0.8468min
(2)工步2粗钻 ?14.950
?0.070

mm 的孔

第4章
4.1

专用钻床夹具设计
夹具设计任务

为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需设计专用夹具。为工序 17 钻方 刀架侧面孔设计钻床夹具,所用机床为 Z550 型立式钻床,大批大量生产规模。本夹具主要 用来钻方刀架侧面的 M 12 - 6H 螺纹孔的底孔。这个孔距右平面有尺寸精度要求为 12mm.因 为位置精度要求不高,也无需表面粗糙度要求,故再本道工序加工时主要应考虑如何提高劳 动生产率,降低劳动强度。

4.1.1 定位基准的选择
此零件放在 Z550 立式钻床上加工,刀具为 ? 9.8 高速钢麻花钻。由零件分析,选择右端 面和两个侧面为定位基准。其中右端面约束 3 个自由度。挡板约束 2 个自由度,侧面固定式 定位销约束一个自由度实现完全定位。

4.1.2 切削力与夹紧力的计算
由于本道工序完成螺纹底孔的钻削,因此切削力为钻削力。由《机械加工工艺手册》表 2.4-69 得: 轴向力 F: 扭矩 M:

F ? 9.81? 42d?1.2 f 0.75 k F
M ? 9.81? 0.012d ? 2.2 f 0.8 k M

式中: d ? ? ?10mm

f ? 0.27mm/r
1.2

k MF ? k MM ? k MPm ? 1.16
23

∴ F ? 9.81? 42 ? 9.8

? 0.27 0.75 ? 1.16 ? 2769.3 N

M ? 9.81? 0.012 ? 9.82.2 ? 0.27 0.8 ? 1.16 ? 7.26 N ? mm
夹紧力的方向在轴线上,与 M 产生的转矩同轴,所以夹紧力 F 不需要太大,只要工件相 对与夹具体没有移动就可以了。

4.1.3 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计
螺纹底孔的加工只需钻削加工就能满足加工要求。考虑到钻套可能出现的磨损,故《机 械加工工艺手册》表 5.2-13 选用可换钻套(GB2264-80 其结构如下图所示) ,当磨损就可更 换。与其装配的是钻套用衬套(GB2263-80 查表 5.2-14) ,起固定的是钻套螺钉(GB2268-80 查表 5.2-16) 。

图 4.1

可换钻套

图 4.2

钻套用衬套 24

图 4.3

钻套螺钉

钻模板选用伸出式钻模板,用螺钉将其连接在夹具体上。安装前先调整好位置然后用销 定位,最后用螺钉将其拧紧在夹具体上。钻模板参见钻孔装配图。

4.1.4 夹具使用说明
本夹具是专用固定式钻模,用于夹具车床方刀架 M12-6H 螺纹底孔,本工序前,方刀架 上各表面均已经加工过,并且中孔已进行过精加工。工件以右端面限制 3 个自由度,一侧面 限制 2 个自由度另一侧面限制 1 个自由度, 实现完全定位。 夹具采用手动螺旋夹紧机构工件。 为了防止钻孔时偏斜,采用加长钻套 2 并做成快换形式来完成钻、扩的加工内容。钻模板 1 可以翻转, 以便装卸工件。 安装工件时先将加紧螺母 3 拧松, 移动开口垫圈 4, 打开钻模板 1, 将工件中孔套在夹具螺栓上,让工件靠紧各定位表面,插上开口垫圈 4,拧紧螺母 3,放下钻 模 1,固定后便可以进行加工。

4.1.5 结构特点
该夹具结构简单,操作也比较方便。适合与中大批生产。

25

第五章

结束语

为期两周的夹具课程设计已经接近尾声,回顾整个过程,我组七名同学在刘老师的指导 下,取得了可喜的成绩,课程设计作为《机械制造工艺学》 、 《机床夹具设计》课程的重要环 节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性认识。 本次课程设计主要经历了两个阶段:第一阶段是机械加工工艺规程设计,第二阶段是专 用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算 等方面的知识;夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 通过此次设计,使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设 计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。 总的来说,这次设计,使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了 一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力,为以后的设计工作打下了 较好的基础。 指导老师刘老师在此次课程设计中认真细心地辅导我们,开拓我们的思路,给我们指明 方向,给予我们极大的帮助和支持。在此特别感谢!

26

参 考 文 献

[1] 陈宏钧.实用金属切削手册.北京:机械工业出版社,2005.1. [2] 纪名刚,濮良贵.机械设计.北京:高等教育出版社,2001.8. [3] 李 洪.机械加工工艺手册 .北京出版社,1996.1. [4] 李 洪.机械加工工艺手册.北京出版社,1996.1. [5] 陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,2003.1. [6] 杨叔子.机械加工工艺师手册.北京:机械工业出版社,2001.8. [7] 王光斗,王春福.机床夹具设计手册.上海:上海科学技术出版社,2000.11. [8] 唐云支.机床夹具.中国劳动社会保障,2001.1 [9] 李家宝.夹具工程师手册.黑龙江科学技术出版社,1987

27

产品型号 河北工程大学 机械加工工艺过程卡片 产品名称 毛坯外形 材料牌号 45 钢 毛坯种类 锻件 尺寸 (mm) 工序号 工序名称 1 2 3 下料 锻造 热处理 工 序 内 容 130×130×77

零(部)件图号 零(部)件名称 每个毛坯可制 1 件数 车间 工段 设备 工艺装备 工时 min 准终 锻床 热处理 锻模 单件 每台件数 1 备注 共( 2 )页 第( 1 )页

棒料Φ120 ㎜×135 ㎜ 模锻,锻件尺寸 130 ㎜×130 ㎜×77 ㎜ 正火 粗车右端面钻Φ22 ㎜孔,扩孔至Φ33 ㎜深 35 ㎜,车孔

4

粗车

?0.03 ? 360 mm深39.50 ? 0.3 mm 切槽? 37 ? 0.1? 3mm

硬质合金车刀、卡尺高速钢麻花钻头、 C620-1 塞规、扩孔钻 3.988

倒角1.5 ? 450
5 6 粗车 铣 到头车左端面保证厚度尺寸为 73?0.12 mm 铣床 125mm ?125mm至尺寸126mm ?126mm 铣四侧面环槽保证距右端面 24.5mm 距左端面 19mm 保证 7 铣
0 750 ? 0.4 ? 75? 0.4 mm及圆角R3

0

C620-1 X62W

硬质合金车刀、卡尺 高速钢套式面铣刀、游标卡尺

2.41 2.464

X62W

三面刃铣刀、游标卡尺

2.24

8 9 10 标记

铣 铣 热处理 处数 更改文件号

精铣 C 面保证距左端面 18.5mm 倒八条面角 1? 45
?

X62W X62W 淬火机

三面刃铣刀、卡尺 面铣刀、卡尺

2.24 0.112

C 面淬火至 40~45HRC 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字

日期 设计 (日期) 审核 (日期) 标准化(日期)

会签 (日期)

1

产品型号 河北工程大学 机械加工工艺过程卡片 产品名称 毛坯外形 材料牌号 45 钢 毛坯种类 锻件 尺寸 (mm) 130×130×77

零(部)件图号 零(部)件名称 每个毛坯可制 1 件数 工时 min 每台件数 1 备注 共( 2 )页 第( 2 )页

工序号 工序名称


?0.025 车 ? 250 mm







车间

工段

设备

工艺装备 准终 单件

的孔至图样车环槽尺寸至 C620-1 车刀、游标卡尺 0.12

11



?103mm ? ? 67mm ? 2.5mm 倒角1? 45?
磨右端面保证 39 ?0.3 mm 磨左端面保证 72 ?0.2 mm和尺寸18mm 粗精磨四侧面保证 125?0.6 mm ? 125?0.6 mm
0 0
0
0

12 13

磨 磨

M7120 M7120

砂轮、游标卡尺 砂轮、游标卡尺

4.4688 4.4688

14



并要对 B

M7120

砂轮、游标卡尺、百分表

3.528

基准对称,四面相互垂直 15 16 17 18 19 标记 钻 钻 钻 检验 入库 处数 更改文件号 签字

钻4 ? ?10.2mm孔攻螺纹M 12
?0.03 钻粗精铰 4 ? ?100 mm孔

Z550 Z550 Z550

高速麻花钢钻头、丝锥 高速钢钻头、铰刀 高速钢麻花钻头、丝锥、铰刀 游标卡尺、塞规、百分表

6.76 4.4 2.449

钻粗精铰 ?100

?0.03

mm

攻螺纹 M12-6H

按图样要求坚持各部分尺寸和精度 涂油入库 日期 标记 处数 更改文件号 签字

日期 设计 (日期) 审核 (日期) 标准化(日期)

会签 (日期)

2

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



1

张 4

零(部)件名称 设备名称、牌号 卧式车床 C620-1 夹具名称、编号 刀具 名称 车刀 麻花钻、 扩孔钻 技术 等级 规格

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 量具 名称 塞规 规格 名称 辅具 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 3.988

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 2 3 4 5 6 粗车 钻 扩 车 切槽 倒角 粗车右端面 钻φ22mm 孔 扩φ33mm 孔 车φ36mm 孔深 39.5mm 切槽φ37mm×3mm 孔 倒角 96 230 230 1200 1200 1200

切削速度 m/min 53.35 15.89 23.8 135 139.4 135

进给量 mm/r 0.55 0.46 1.0 0.4 0.3 手动

切削深度 进给次数 mm 2 11 5.5 1.5 0.5 1 1 1 1 1 1

编制

设计

审核

批准

描图

校对 3

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架

第 2

张 5

零(部)件名称 设备名称、牌号 卧式车床 C620-1 夹具名称、编号 刀具 名称 车刀 技术 等级 规格 名称 卡尺 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 2.41

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 粗车 粗车左端面 96

切削速度 m/min 53.35

进给量 mm/r 0.55

切削深度 进给次数 mm 2 1

编制

设计

审核

批准

描图

校对

4

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架

第 3

张 6

零(部)件名称 设备名称、牌号 卧式万能铣床 X62W 夹具名称、编号 刀具 名称 套式面铣刀 技术 等级 规格 名称 游标卡 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 2.464

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 铣四侧面 铣四侧面 300

切削速度 m/min 117.8

进给量 mm/r 0.8

切削深度 进给次数 mm 2 1

编制

设计

审核

批准

描图

校对

5

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



4 张 7

零(部)件名称 设备名称、牌号 卧式万能铣床 X62W 夹具名称、编号 刀具 名称 三面刃铣刀 技术 等级 规格 名称 游标卡 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 2.24

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 铣 铣四侧面环槽 190

切削速度 m/min 95.4

进给量 mm/r 1.56

切削深度 进给次数 mm 28 2

编制

设计

审核

批准

描图

校对

6

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架

第 5

张 8

零(部)件名称 设备名称、牌号 卧式万能铣床 X62W 夹具名称、编号 刀具 名称 三面刃铣刀 技术 等级 规格 名称 游标卡 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 2.24

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 精铣 C 面 精铣 C 面 190

切削速度 m/min 95.4

进给量 mm/r 1.56

切削深度 进给次数 mm 28 1

编制

设计

审核

批准

描图

校对

7

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



6

张 9

零(部)件名称 设备名称、牌号 卧式万能铣床 X62W 夹具名称、编号 刀具 名称 面铣刀 技术 等级 规格 名称 卡尺 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 0.112

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 倒角 倒角 1.5 ? 45
?

切削速度 m/min 95.4

进给量 mm/r 手动

切削深度 进给次数 mm 1

190

编制

设计

审核

批准

描图

校对

8

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



7

张 11

零(部)件名称 设备名称、牌号 卧式车床 C620-1 夹具名称、编号 刀具 名称 车刀 技术 等级 规格 名称 游标卡 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 0.12

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 2 3

?0.023 车? 250 mm孔

切削速度 m/min 94.2 126 94.2

进给量 mm/r 0.3 0.6 手动

切削深度 进给次数 mm 1.5 2.5 1 1 1

1200 380 1200

车端面环槽
倒角

车端面环槽
倒角1.5 ? 45 ?

编制

设计

审核

批准

描图

校对

9

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



8 张 12

零(部)件名称 设备名称、牌号 平面磨床 M7120 夹具名称、编号 刀具 名称 砂轮 技术 等级 规格 名称 游标卡 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 4.4688

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 磨 磨右端面 3000

切削速度 m/min 780

进给量 mm/r 12.5

切削深度 进给次数 mm 0.5 1

编制

设计

审核

批准

描图

校对

10

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



9

张 13

零(部)件名称 设备名称、牌号 平面磨床 M7120 夹具名称、编号 刀具 名称 砂轮 技术 等级 规格 名称 游标卡 百分表 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 4.4688

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 磨 磨左端面 3000

切削速度 m/min 780

进给量 mm/r 12.5

切削深度 进给次数 mm 0.5 1

编制

设计

审核

批准

描图

校对

11

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架

第 10

张 14

零(部)件名称 设备名称、牌号 平面磨床 M7120 夹具名称、编号 刀具 名称 砂轮 技术 等级 规格 名称 游标卡 百分表 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 4.4688

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 磨 磨四侧面保证 125 ? 0.6 mm ? 125 ? 0.6 mm
0 0

切削速度 m/min 780

进给量 mm/r 12.5

切削深度 进给次数 mm 0.5 1

3000

编制

设计

审核

批准

描图

校对

12

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



11

张 15

零(部)件名称 设备名称、牌号 立式钻床 Z550 夹具名称、编号 刀具 名称 麻花钻 丝锥 技术 等级 规格 名称 塞规 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 6.76

主轴转速 工步号
钻 ?10.2mm 底孔

切削速度 m/min 11.2 11.2

进给量 mm/r 0.25

切削深度 进给次数 mm 5.1 1 1

工步名称及内容 r/min
钻 ?10.2mm 底孔

1 2

351 351

攻螺纹

攻螺纹

编制

设计

审核

批准

描图

校对

13

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



12

张 16

零(部)件名称 设备名称、牌号 立式钻床 Z550 夹具名称、编号 刀具 名称 麻花钻 铰刀 技术 等级 规格 名称 塞规 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 4.4

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 2 3
钻 粗铰
?0.18 钻?14.850 mm底孔

切削速度 m/min 11.66 5.87 5.88

进给量 mm/r 0.36 0.4 0.3

切削深度 进给次数 mm 7.425 0.1 0.05 1 1 1

250 125 125

?0.70 粗铰?14.950 mm孔

精铰

?0.019 精铰?150 mm孔

编制

设计

审核

批准

描图

校对 14

机械加工工序卡片 河北工程大学 产品代号 零件代号



13

张 方刀架



13

张 17

零(部)件名称 设备名称、牌号 立式钻床 Z550 夹具名称、编号 刀具 名称 麻花钻 丝锥、铰刀 技术 等级 规格 名称 塞规 量具

工序号

材料名称、牌号 45 钢 专用夹具 辅具 规格 名称 规格

工序工时(min) 班产量 准终时间 单件时间 2.449

主轴转速 工步号 工步名称及内容 r/min 1 2 3 4
钻 粗铰
?0.18 钻 ? 9 .8 0 mm底孔

切削速度 m/min 15.39 5.78 5.8 5.8

进给量 mm/r 0.27 0.4 0.3

切削深度 进给次数 mm 4.9 0.08 0.02 1 1 1 1

500 185 185 185

?0.70 粗铰? 9.96 0 mm孔

精铰 攻螺纹

?0.019 精铰?10 0 mm孔

攻螺纹 M12-6H

编制

设计

审核

批准

描图

校对

15

附件图纸

零件图

16

毛坯图

17

夹具体

18

钻模板

19

夹具装配图

20

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