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4张CAD图纸、说明书 小型涡轮的夹具设计 张CAD图纸】 夹具设计【4张CAD图纸 4张CAD图纸】 CAD图纸】 CAD图纸 说明书

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本科毕业论文题 目： 小型涡轮的夹具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学生姓名： 指导教师： 论文提交日期： 年 6 月 1 日论文答辩日期： 年 6 月 4 日毕业设计（论文）任务书机制专业毕业设计（论文）题目：小型涡轮的夹具设计毕业设计（论文）内容： （1）设计图纸：钻床夹具总装图1张；夹具体零件图1张；涡轮零件图1张；涡轮工序卡1张。（2）说明书主要内容：1）中英文摘要；2）涡轮综述；3）涡轮机械加工工艺规程分析；4）涡轮钻床夹具设计。毕业设计（论文）专题部分： 根据涡轮零件图，了解零件的作用，分析零件的结构，然后拟定工艺路线及设计钻床专用夹具，参考文献。起止时间：3月10日-6月4日指导教师： 签字 年 月 日摘 要本次毕业设计的主要内容是小型涡轮的夹具设计。我将机械制造技术基础和其它课程的基本理论和方法结合起来，为了能够完成小型涡轮的夹具的设计任务，首先应该归纳发挥所学的知识，选取正确的设计方法。首先确立了涡轮的机械加工工艺过程。确立了正确的工艺设计内容，接下来应用正确的工艺计算方法，对具体工艺内容进行了合理的分析、设计、计算。本文主要涉及到工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、夹紧力。确立了对涡轮的加工工艺路线，以底面作为基准符合该零件的加工要求，该加工工艺方案满足粗基准选择的基本要，并且满足精基准选择的四项原则。本夹具为使用钻床加工的专用夹具，钻床专用夹具的特点是针对性强、布局紧凑、操纵简单、生产率高。在小型涡轮的夹具设计的具体设计中，夹具的设计满足小型涡轮的夹具设计的总体方案，保证零件加工的精度等基本要求，具有较高的生产效能和低的制造成本，具有优秀的构造工艺性。关键词： 加工工艺； 专用夹具； 涡轮 Abstract This graduation design main content is small turbine jig design.I will combine the basic theory and method of foundation of mechanical manufacturing technology and other courses, in order to be able to complete the design of small sized turbine fixture, first of all should induction play learned knowledge, the selection of the correct design method.Firstly, the machining process of the turbine is established.The correct technological design content is established, and the correct technology calculation method is applied, and the reasonable analysis, design and calculation of the concrete technology are carried out.This paper mainly involves the process parameters, cutting force, cutting power, cutting speed, positioning error and clamping force.Established on the turbine machining line, to the bottom surface as a benchmark in line with the parts of the processing requirements, the processing program meet the benchmark crude selection of basic, and meet a fine selection of basis of the four principles.This jig for the use of special fixture, drilling machine tool, special fixture is targeted, compact layout, simple operation, high productivity.In the specific design of the small turbine of fixture design, fixture design meet the overall scheme of the fixture design of small turbine and ensure machining precision of the basic requirements and has high production efficiency and low manufacturing cost, has excellent structure of the process.Key words: Process technology; Special fixture; Turbine目 录 第1章 引 言 1 1.1 涡轮综述 1 1.2 机械制造技术的地位与发展 1 1.3 涡轮夹具的发展概况 2 1.4 设计说明书简述 3 第2章 涡轮机械加工的总体设计 4 2.1 涡轮工艺分析 4 2.1.1 涡轮作用 4 2.1.2 涡轮工艺分析 42.2 选择毛坯 52.3 确定铸件机械加工余量、毛坯尺寸和公差 52.4 设计毛坯图 6 2.4.1 确定圆角半径 6 2.4.2 确定毛坯的热处理方式 62.5 机械加工工艺路线的制订 7 2.5.1 选择定位基准 7 2.5.2 制订工艺路线 8 2.5.3 分析加工工艺过程 10 2.5.4 选择加工设备 11 2.5.5 确定工序尺寸 11 2.5.6 确定工序使用机床 12 第3章 夹具的设计 16 3.1 明确设计任务 163.2 确定定位方案 163.3 设计夹紧机构 163.4 计算切削力和夹紧力 163.5 分析与计算定位误差 17 3.5.1 确定定位元件尺寸及公差 17 3.5.2 计算定位误差 173.6 设计夹具体 183.7 选择夹具与机床连接元件 183.8 夹具的使用说明 183.9 夹具的结构特点 18 结论 19 参考文献 20 致谢 21 第一章 引言第一章 引言1.1 涡轮综述涡轮部件是机器或部件的基础零件，并组装成一个整体的轴，该机器或部件的套筒和齿轮，使它们保持在正确的位置，并按照一定的协调运动或动力传递。所以有，涡轮的加工质量将直接影响机械或部件的精度、机能和寿命。涡轮的布局方式固然是多种多样，但仍有重要类似处：外形驳杂、壁薄且不匀称，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度需求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。因此，一般中型机床制造厂用于涡轮类零件的机械加工劳动量约占全部产物加工量的15%20%。对工件开始机器加工时，为了保障加工需求，最初要使工件相对机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的改变而改变。为此，在开始加工前，先要将工件装夹好。用夹具装夹工件时，工件相对夹具及机床的位置精度由夹具保障，不受工人技术水平的改变而改变，使一批工件的加工精度趋于绝对，保证工件的加工精度。同时，夹具装紧工件的使用方便、快速，工件不需要划线找正，能显著的减少辅助工时，提高劳动生产率；在工件在夹具中的刚度的增加，可以提高切削用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可选用高效夹紧部分，进一步提高劳动生产率。在批量生产中使用夹具后，因为劳动生产率的升高、使用技能品级较低的人员以及废品率降低等缘由，明显的下降了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上。每项工作的成本是最小的，远远低于劳动生产率的提高成本。工件数量大，使经济效益显著的方法就是合理的使用夹具。1.2 机械制造技术的地位与发展机械制造技术作为国民经济支柱产业是全面建设小康社会的第一支柱产业，是国家高技术产业的基础和国家安全的保障。现代机械制造技术是传统制造技术、电器自动化技术、信息技术、管理技术的综合应用，信息技术促使着现代化技术，加工制造的精密化、快速化、自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。在工业发达国家都把机械制造技术作为国家级关键技术和优先发展的领域，尽管决定国家竞争力的因素有很多种，但制造业的基础地位不能忽视，20世纪90年代以来，各发达国家和地区，如，美国、日本欧共体等都针对机械制造领域做出了国家级发展计划，旨在提高本国的制造业在全球范围的影响力和竞争能力。目前我国成为了一个制造大国，但还不是一个制造强国，很多技能不熟练，很多大型装备不能自己制造，缺乏创新。据统计，我国光电子制造设备的90%，IC制造装备的85%。高档数控机床的70%都需要进口。机械制造技术的发展将具有一下三个特点：1. 制造科学体系不断完善。现代制造业正从技艺，技术走向科学。“数字化”、“虚拟化”、“集成化”、“网络化”、“智能化”、“精密化”、“极限化”都是当今制造科学与技术发展研究的焦点。2. 机械制造技术与其他领域的科学将不断融合，一起丰富和发展。例如：制造科学与生命科学、生物学交叉的生物制造、仿生物制造。3. 绿色制造将是机械制造重点发展的领域。人类社会必然发展方向是人与自然的和谐相处，制造必须充分保障自然环境，所以必然会走向“绿色”之路，这是实现国民经济可持续发展的一项重要途径。1.3 涡轮夹具的发展概况通用夹具一般被认为是在19世纪后期出现的，当时欧美工厂中出现天轴传动的车床，同时又有了夹持的卡盘，因为两者不可分割，这是最早出现的夹具。20世纪初，美国美国福特汽车公司推出T型轿车，订单随之激增。当时的机床精度还较差，为了保证零件的互换性，达到要求的孔距精度，出现壳钻模和镗模，有效地提高了生产率。到了20世纪20年代初，美国汽车工业的年产量已超过百万辆以上的规模。“普通通用机床+专用夹具”这一生产方式拉开了近现代大批量生产的帷幕11。夹具的发展历程，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，这时夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，使得加工效率提高；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；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1。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。20世纪80年代以后，夹具在制造业中不仅应用于传统的机械加工领域，而且扩大到了检验、焊接等多种生产过程2。夹具结构和设计的发展主要受生产模式、制造工艺、机床或设备发展的影响。随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化加工设备的广泛应用，传统的机械加工方法发生了重大变革，由一次装夹多面加工代替了传统的多次装夹和多次加工，由大批量生产转变为多品种小批量的生产。而数字化设备加工功能的扩大化，已经将夹具引导刀具的功能完全替代了，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求3。随着机械制造业的飞速发展，产品的更新换代越来越快，传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代，机械制造系统欲适应这种变化需具备较高的柔性。国外己把柔性制造系统（FMS）作为开发新产品的有效手段，对机床夹具提出了新的要求，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济以及计算机辅助夹具设计等方向发展4。夹具元件多功能模块化，能单独使用也能与其他元件组合在一起使用的多功能模块化单元体的比例将进一步增加，如现在使用的各种定位夹紧座、定位压紧支承、精密虎钳等模块式单元体具有定位、夹紧以及调节的综合功能，可以一件单独使用，也可以几件组装在一起使用，T形基础、方箱能组装成一次能装夹多件相同或不相同的工件的夹具，使用这种夹具可以减少机床的停机时间，最大限度发挥数控、加工中心机床的高效性能5。专用夹具、组合夹具一体化，现代化加工设备的多功能化，使工艺过程高度集中、工件一次定位装夹后能完成多工序加工，这就需要一种通用而又能重复使用的组合可调式的夹具系统。它是由一系列统一化、标准化的元件和合件组成，利用这些元件、合件组装成各种不同形式、不同结构、可重复使用的夹具，供单件或中小批量生产使用。这种夹具系统保留了组合夹具的各种优点，组装又像专用夹具那样简单可靠。为了便于夹具与机床定位连接，夹具基体有统一标准的定位连接位置，使之专用、组合夹具向着一体化、组合化方向发展，以满足现代化加工设备的需要5。夹具设计自动化，也是现代夹具发展的趋势之一。随着市场竞争日益激烈，传统人工设计夹具的方法已无法满足现代制造业生产的需要。20世纪70年代后期，随着计算机技术的普及、CAD的出现，由于夹具的图形不大、结构比一般机械设备的结构简单，因此自然而然地想到将CAD技术用于夹具设计。因而，出现了计算机辅助夹具设计（CAFD）技术6。1.4 设计说明书简述第一部分为引言。其中包括涡轮综述，机械制造技术的地位和发展，涡轮夹具的发展概况。该部分主要是为了让人在阅读是时候对本篇论文有一个方向上的把握，了解设计目的。第二部分是加工涡轮的机械加工设计部分。本次论文的题目是小型涡轮的夹具设计，要想设计夹具，首先要了解如何制造涡轮，所以工艺的设计是十分必要的，这样可以更明确的了解论文的制作。第三部分是小型涡轮的夹具设计。该部分是本篇论文的主要部分，前面两部分就是为了这部分服务的。而且这部分也迎合了论文题目。第四部分是结论，对该论文做总结。第五部分是参考文献，主要列出本次论文书写中参考的部分。第六部分是致谢，对本次论文设计过程中帮助过我的人致以感谢。2121 第二章 涡轮机械加工的总体设计第二章 涡轮机械加工的总体设计2.1 涡轮工艺分析2.1.1 涡轮作用涡轮将许多零件连接成一个整体,使他们的相互位置保持正确,彼此间的运动能协调。习见的涡轮零件有:各种各样的机床主轴箱、减速箱和变速箱等。各类涡轮类零件因为所起的公用差别,构造外形差异较大,但构造上也存在着相似的特征。2.1.2 涡轮工艺分析该零件的加工面有三组,位置方面没有明显的硬性要求,所需要加工的涡轮需要加工的孔有五组孔,此中有两组孔有位置方面的要求、精度方面的要求，经过以上的分析，可以得到该零件的加工工艺分析：（1）底面，这个面是作为粗基准的面，毛坯铸造完成后第一个需要加工的面，外观粗糙度为。根据表面粗糙度需求，以粗加工的机械加工方法，粗加工的机械加工方法的优点是所用时间明显比较其他的加工方式短，而且这个面需求不高，可以很好的满足。（2）在加工底14，4个孔的加工，和孔的加工是由底面要求。和钻24孔的顶部4孔工艺以满足问题的要求。这是在接下来的两个销所需要的定位方面做一下提前处理准备。（3）按照以前所学的知识中“先面后孔”的加工理论，选用其中所学的两个定位销组成一壁两销的道理，以底面为基准来先粗铣和后精铣涡轮工件的左边和98的旁边端面，这样就可以达到技术要求。（4）接下来加工少许次要的面，65的旁边端面和36只要粗铣就可以了。（5）钻、扩、铰这个相对来说重要的孔，务必先粗加工继而再精扩铰，选用钢球进行检查，技术上的要求就可以被得到。（6）加工好孔后再来镗和这两个孔，根据所查资料和所学的知识由于这个孔与孔有绝对的位置需求，所以应放在后头来加工可以依靠前面的工序，也就是依赖这个孔来找正将要开始加工的镗孔的中心线，就可以更好的达到加工所需要的精度，保证工件的质量作出合格的产品。（7）4M10-7H螺纹孔，底孔为8.5mm7，由于本孔是螺纹孔，并考虑到工艺需求，选择第一步钻、第二部攻丝来加工。（8）4M8-7H螺纹孔，底孔为6.8mm7，选用先钻、再倒角、末了攻丝三个工步来进行加工。在加工的适当时候对产物举行质量上的检查，这样可以满足工艺需求。（9）M12-6H螺纹孔，底孔为10.2mm7，选用第一步钻、第二步倒角、第三步攻丝的加工方法，可以满足需求。按照上述方法处理工件可以完成所需要的技术要求。2.2 选择毛坯HT200作为工件的原材料，因为该工件在工作的时候免不了需要受某方面的一些力的作用，而且零件的需求量大，需要中批量生产。综合分析，砂型铸造可以提高生产率，还可以节约成本，而且满足批量生产所需要的质量要求，结合成本要求，质量要求，精度要求，得出结论该工件铸造方法选取砂型铸造，可以满足分析后的需求。2.3 确定铸件机械加工余量、毛坯尺寸和公差根据前文关于毛坯所用材料分析后确定毛坯用灰铸铁，结合自己所学知识与一些专业的资料可以得出结论，涡轮因其生产量大所需要生产类型为中批量生产时，可采选“一箱多件砂型”的铸造方法来铸造毛坯，通过走访有关铸造的工厂了解到“一箱多件砂型”的铸造方法相比较其他铸造方法而言所耗费的时间被大大的缩短了，而且使成本得到很好的节约，符合企业某方面的经济效益。因为mm和mm这两个孔根据要求需要铸造出来，为了保证产品品质需要安置型心。除此之外，因为铸造完成后有残余应力，该残余应力为不利影响，为了消除这一部分的不利影响铸造后安排进行人员进行时效处理，可以保证工件品质。铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为HG级8。综上所述,毛坯主要加工表面的总余量及尺寸允许偏差见下表：表2-1 主要加工表面的总余量主要加工表面公称尺寸（mm）加工余量等级加工余量数值（mm）底面74的孔98的外圆端面132的孔65的凸台端面36凸台20741011321843HHHHGH344533.5 表2-2铸件主要尺寸允许偏差主要加工表面毛坯尺寸（mm）尺寸允许偏差（mm）底面74的孔98的外圆端面132的孔65的凸台端面36凸台23661091221906.50.50.80.80.80.80.52.4 设计毛坯图2.4.1 确定圆角半径铸件的内外圆角半径为4：外圆角半径：r=3；内圆角半径：R=5。这两个数值都能保证各表面的加工余量。2.4.2 确定毛坯的热处理方式毛坯安排人员进行时效处理，用以消弭残余的应力的影响，改善加工性能，提高工件质量本零件的毛坯三视图图如图2-1所示：图2-1涡轮毛坯三视图2.5 工艺路线的制订2.5.1 选择定位基准基准是用来确定出产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。基准依据其作用的差别可分别为设计基准、工艺基准两种。经过走访工厂，我了解到。在工件工序图中，加工外观与工序基准之间，有两次核查位置：一、加工表面对工序基准的要求；二、加工表面对工序基准的位置需求，比如平行度。对定位基准的选择是制造工件过程中一部非常重要的步骤，正确的选择可以使质量、精度等很多方面得到保证，减少不必要的时间的浪费，使生产率得到提高。否则，由于对定位基准选择不当，会在加工的时候产生很多不必要的问题，严重的时候，会造成零件大量报废，造成不必要的损失，影响经济效益。 1.选择粗基准选取粗基准的意义：为接下来将要进行的工序提供精基准，这样可以方便地加工出精基准，使精基准面得到所需加工精度，粗基的服务目的是定位，工件只有定位好了才能进行加工。否则会出现卡刀，掉刀，折钻头等现象。经过查阅有关资料得知粗基准的选择需要有以下思量：一、合理分配加工表面的余量；二、保证不加工表面与加工表面间的尺寸及绝对位置需求。资料中明确表明粗基准选择一般按四个原则：（1）工件务必最初保障某重要表面的加工余量，则应优先选取该表面为粗基准；（2）工件每一个表面都有加工要求，为了保障各表面符合要求，应选择加工量最少的表面为粗基准；（3）工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准；（4）选取粗基准的表面应尽最大可能平坦，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺点。粗基准一般只允许使用一次8。结合上述所说，经过对工件的分析了解，涡轮以左侧面作为粗基准。2. 选择精基准精基准的选取原则：选择精基准，首先从整个制作过程保证工件的尺寸精度，还要在整个过程中保证位置精度，并且实用，也就是说使用起来应该简单明确。一般应按下列原则来选择：（1） 基准重合原则；该应与设计保持一致，选择设计基准作为定位基准；（2） 基准统一原则；在进行多道工序的制作时，在这多道工序中，选择一组统一的定位基准，应尽可能用这组定位基准来加工其他各表面。基准转换过程所产生的误差就可以被有效的减少或者规避，而且可以用同一组夹具，简化夹具的设计，节省人力，省却了夹具的制造，节省了物力。提高效率和经济效益；（3） 自为基准原则；精加工的面自己可以作为自己的基准；（4） 互为基准原则；对于相互之间的绝对位置精度要求高的几个表面，互为基准，反复加工，这样可以使他们互相满足要求；（5） 可靠方便原则；采选定位可靠，装夹方便的表面作为精基准7。经过分析，结合所学知识与所采纳材料，该工件选择底面作为精基准是合理的。2.5.2 制订工艺路线制定工艺路线应该使工件的技术要求得到妥善保证，而且在生产要求下，尽量集中工序，简单化工艺、并且可以降低成本。1. 工艺路线方案工序1 铣底面。工序2 钻414锪平24的孔。工序3 粗铣98的左右侧面和工件的左侧面。工序4 铣前后65的凸台面。工序5 铣36凸台面。工序6 钻、扩、铰孔，孔口倒角145。工序7 粗镗孔、孔口倒角2.545，粗镗132孔。工序8 98凸台的左侧面和工件的左侧面精铣。工序9 精镗孔和132的孔。工序10 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角245，攻螺纹M12-6H。工序11 钻4M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4M10-7H。工序12 钻4M8-7H螺纹底孔，攻螺纹4M8-7H。2. 工艺方案分析该工艺方案是根据先粗后精，加工面再加工孔的原则进行加工。先钻、扩、铰孔，倒角45，然后以孔的中心线为基准找正孔的中心线来加工孔，这样来制作垂直度和精度得到保障，并且定位和装夹方便。而且通过走访工厂我了解到，这种方法很实用，避免了不必要的浪费，工件的制作就是为了保证其价值而使更多人受益，我的这种方法得到了认可。这个经过上述分析与实际验证，可以确定选择该方案是合理的。3. 确定工艺过程方案该零件拟定工艺过程见表2-3所示：表2-3拟定工艺过程工序号工序内容简要说明010020030040050060070080090010001100120013001400150一箱多件砂型铸造进行人工时效处理涂漆铣底面钻414锪平24的孔粗铣98的左右侧面和工件的左侧面精铣98凸台的左侧面和工件的左侧面铣前后65的凸台面铣36凸台面钻扩铰18孔,孔口倒角145粗镗74孔、孔口倒角2.545，粗镗132孔精镗74孔和132孔钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角245，攻螺纹M12-6H钻4M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4M10-7H钻4M8-7H螺纹底孔，攻螺纹4M8-7H检验入库消除内应力防止生锈先加工面先粗加工后精加工后加工孔2.5.3 分析加工工艺过程1. 保证相互位置精度多道工序的加工都是以大孔、小孔和平面配合定位，这种方法既削减工件在人工安装时产生的不必要安置误差，又能获取很高的绝对位置精度，再加上其布局单一易懂，使用方便，制造精度很容易就得到了保障，从而保证了工件的品质，避免了产生不必要的浪费。2. 防止变形的措施在加工过程中，常由于一些生产过程中的不利因素的影响而产生变形，致使工件加工精度降低，影响质量，为了尽量减少这些不利影响应注意以下几点：（1）削减切削力和切削热。比方：粗、精加工分散开展，粗加工中产生的变形在精加工中可以获得改正。（2）减少夹紧力的影响。不妨扩散应力，某一点所受的夹紧力不过于集中，使应力分布在比较大的面积上，力的总体不变，这样就使工件单位面积上所受力跟原来比较变少了，力缩小，影响缩小，变形缩小。2.5.4 选择加工设备生产型为中等批量生产，生产方法是专用机床，专用夹具以及一些专用机床的流水生产线的补充。从工件在机床与机床的转移工作由人员去做。1. 选择夹具本零件除铣、镗及钻孔等工序使用专用夹具，别的各工序利用通用夹具。2. 选择刀具 （1）铣刀选择硬质合金铣刀。 （2）钻孔、攻螺纹采选高速钢麻花钻、机用丝锥。2.5.5 确定工序尺寸1. 确定所有面的加工凭据加工长度为60mm，毛坯余量为3mm，粗加工的量为2mm。加工的宽度为60mm、加工长度为60mm，粗加工后的加工余量为0.5mm9。2. 确定孔的加工（1）mm毛坯为空心，通孔，孔内需求精度介于IT7IT8之间。确定工序尺寸及余量。粗镗：mm 2Z=1.6mm精镗：mm 9（2）mm毛坯为空心，通孔，孔内需求精度介于IT7IT8之间。确定工序尺寸及余量。粗镗：mm 2Z=1.0mm精镗：mm 9（3）mm毛坯为实心、不冲出孔，孔内需求精度介于IT6IT7之间。确定工序尺寸及余量。钻孔：mm 2Z=2mm扩孔：mm 2Z=0.4mm铰孔：mm 9（4）钻414mm锪平24mm的孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内需求精度介于IT8IT9之间。确定工序尺寸及余量。铰孔：414mm 锪平：424mm 9（5）钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角245，攻螺纹M12-6H毛坯为实心、不冲出孔，孔内需求精度介于IT8IT9之间。确定工序尺寸及余量。钻孔：10.2mm 2Z=0.9mm孔口倒角：245攻丝:： M12-6H 9（6）钻4M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4M10-7H毛坯为实心、不冲出孔，孔内需求精度介于IT8IT9之间。确定工序尺寸及余量。钻孔：8.5mm 2Z=0.75mm攻丝：M10 9（7）钻4M8-7H螺纹底孔，攻螺纹4M8-7H毛坯为实心、不冲出孔，孔内需求精度介于IT8IT9之间。确定工序尺寸及余量。钻孔：46.8mm 2Z=0.6mm攻丝：4M8-7H 92.5.6 确定工序使用机床1. 工序40本工序为铣底面。工件原料为HT200，铣削宽度ae=60mm，铣削深度ap=3mm。选择硬质合金YG8端面铣刀直径d=200mm，齿数z=10。机床采选X62W型卧式万能铣床10。1）确定每齿进给量fzX62W型卧式铣床的功率为7.5kW，工艺体系刚性为中等。硬质合金端面铣刀加工灰铸铁，每齿进给量fz=0.20.29mm/z，取fz=0.2mm/z11。2）确定切削速度和工作台每分钟进给量fM铣刀直径d=200mm，齿数z=10，铣削深度ap=3mm，耐用度T=300min时，相应的切削速度11： （2-1）式中 d铣刀直径，mm； T耐用度，mm； ap铣削深度，mm； fz每齿进给量，mm/r； ae铣削宽度，mm； z铣刀齿数。查取=203，qv=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，uv=0.2，pv=0，kv=1。则切削速度： =61.76m/min (2-2)再根据公式： =98.34r/min (2-3)根据X62W型卧式万能铣床主轴转速表，选择n=95r/min，则实际切削速度为： =60m/min (2-4)工作台每分钟进给量为： fMz=fzzn=0.21095=190mm/min (2-5)3）校验机床功率 切削功率为12： (2-6)式中z=10，n=150/60=2.5r/s，=60mm，ap=3mm，=0.3mm/z，kpm=1。带入上式得：kW (2-7)机床功率为7.5kW，取效率为0.8512， 7.50.85=6.375kW2.78kW故机床功率足够。（以下计算方式相同，便不一一列出）2. 工序50本工序为钻414mm的孔和锪424的沉头孔。采选硬质合金刀具，机床为Z3025摇臂钻床，用专用夹具装卡工件，使用切削液。3. 工序60本工序为粗铣98凸台的左右侧面和涡轮的左边面，精铣98凸台的左侧面和涡轮的左侧面，机床采选X61W型卧式铣床。4. 工序70本工序为铣前后65的凸台面。采选的刀具是硬质合金YG8端面铣刀，铣刀直径 d=80mm，z=10。故机床采选X62W卧式铣床。5. 工序80 本工序铣36凸台面，刀具采选硬质合金YG8端面铣刀，d=50mm，z=8。采选X62W机床。6. 工序90本工序为钻、扩、铰孔，孔口倒角145，刀具采选高速钢复合钻头，直径d=16mm，17.6mm扩孔钻和18mm的铰刀，采选机床为立式钻床Z535型，使用切削液。7. 工序100工序为粗镗孔、孔口倒角2.545、粗镗孔,然后再精镗孔和的孔。刀具采选YT15硬质合金、主偏角kr=45、直径d=20mm的圆形镗刀。采选CA6140型卧式车床。8. 工序110本工序为钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角245，攻螺纹M12-6H，刀具采选锥柄阶梯麻花钻，直径d=10.2mm,以及M12机用丝锥。钻床采选Z525立式钻床，使用切削液。9. 工序120本工序为钻4M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4M10-7H，刀具采选锥柄麻花钻，直径d=8.5mm，以及机用丝锥。钻床采选Z3025摇臂钻床，使用切削液。10. 工序130本工序为钻4M8-7H螺纹底孔，攻螺纹4M8-7H，刀具采选锥柄阶梯麻花钻，直径d=6.8mm，以及机用丝锥。钻床采选Z3025摇臂钻床，使用切削液。 第三章 夹具的设计第三章 夹具的设计3.1 明确设计任务本次专用夹具设计任务是：用钻床钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角245和攻螺纹M12-6H的专用夹具。3.2 确定定位方案由工序卡可知，螺纹孔没有位置要求，在本夹具设计中，限制该零件的六个自由度。用“一面两孔”组合定位方法的具体定位。由零件图已知，M12-6H孔不垂直度要求和平行度要求，选择箱体表面的定位基准平面的底部，两侧面和定位块定位辅助，所以三自由度是有限制的。再用底面的两个对角孔进行定位，为避免重复定位，其中一个用削边销，另一个用定位销。如此六个自由度全被制约，工件被彻底定位。为了便于加工，采选可换钻套。本工序基本定位面选择底面，运用了箱体加工中“一面两孔”的定位方法，定位精度较高。3.3 设计夹紧机构根据生产要求，手动夹紧方式便可以满足要求。再使用快速螺旋夹紧机构进行夹紧，可以方便夹紧。夹具的夹紧力可以防止工件的翻转和振动钻削力的作用下避免影响工件质量。3.4 计算切削力和夹紧力刀具采选高速钢标准钻头直柄麻花钻。d=10.2，L=133，l=87已知切削前提为：钻头直径d=10.2，进给量f=0.5，钻头转速n=5r/s，工件原料HT200。钻削轴向力： (3-1)其中：CF=588.6，do=10.2，ZF=1，f=0.5，YF=0.8，KF=1（见参考文献13表3-36） F=588.610.20.50.8=3448.23N (3-2)切削扭矩： Nm (3-3)其中：CM=225.63,XM=2,YM=0.8,KM=1（见参考文献13表3-36） M=225.6310.220.50.8110-3 =13.48Nm (3-4)当HB=210时，查参考文献11表3-36中修正系数为： K料F=K料M=（210/190）0.6=1.059 (3-5)实际切削扭矩及轴向力为： M=13.481.059=14.28 Nm (3-6) F=3448.231.059=3651.68N (3-7)切削功率： PM=23.1414.28510-3=0.45kW (3-8)夹紧力为： N (3-9)取系数 S1=1.5， S2=S3=S4=1.1。则实际夹紧力为： = S1S2S3S4F=16.77N (3-10) 利用迅速螺旋定位机构快速人为夹紧，调节夹紧力调节装配，使可获得牢靠夹紧力。3.5 分析与计算定位误差3.5.1 确定定位元件尺寸及公差夹具的重要定位元件为两块支撑板、一个削边销、一个定位销。此中削边销、定位销与14mm的孔相组合，其组合都为14，孔14H6配合为，公差值为0.027mm。销14n5配合为，公差值为0.027mm。3.5.2 计算定位误差本工作序列工件底面为工序基准，与定位基准重叠，故基准不重合误差为B=0。工件用两销定位，故存在基准的位置误差Y=Xmax=（0.027-0.012）=0.015mm。故定位误差为： D=B+Y=0.015+0=0.015 (3-11) D=0.015mmT=0.1=0.03mm (3-12) 所以该定位方案能满足需求的精准定位。3.6 设计夹具体夹具上的种种装置和元件经过夹具体连接成一个全体。是以，夹具体的外形及尺寸取决于夹具上各种装置的安放及夹具与机床的衔接。在设计夹具时对夹具体有以下要求：（1） 有适当的精度和尺寸稳定性。夹具体上的重要表面，是由于适当的尺寸和形状精度和重要的表面适当的位置精度。铸造夹具体举行时效处理，焊接和锻造夹具体进行退火处理，可以使夹具体尺寸不乱。（2） 有充足的强度和刚度。加工过程当中，夹具体担当的力较大。容易产生变形和震动，所以夹具体应有足够的强度和刚度。是以夹具体要有可接受的壁厚，铸造和焊接夹具体设备加强肋，在不影响工件装卸的情况下采选框架式夹具体，有效地夹具体变形和震荡。（3） 结构工艺性好。夹具体应便于制造、装配和检验。夹具体表面与工件之间应留有足够的间隙。夹具体结构形式应便于工件的装卸。（4） 排屑方便。夹具体上应考虑排屑布局。在机床上安装稳定可靠。夹具在机床上的安置都是经过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或组合达成的。当夹具在机床工作台上安置时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支撑面越大;夹具底面四边应凸出，使得夹具的安置基面与机床的工作台面接触优秀。工件是铸造件加工，属于崩削加工，而且加工在高处，所以排屑利便。由于铸造夹具体性能好，在生产上宽泛应用，故采选铸造夹具，原料选用HT200。为保证夹具体尺寸稳定，需进行时效处置，用来消弭内应力，厚度采选20mm，加助板的厚度用0.70.9H，采选16mm。采选添加助板来增加刚度。3.7 选择夹具与机床连接元件夹具在机床上安置时是经过夹具体上的安装基面是与机床上相应表面的接触和相互配合达成的。本设计中夹具与机床的连接元件用四个螺栓连接，钻床Z535的工作台是T型槽，其尺寸为15H9，所以设计夹具的耳座也用宽度为15mm。3.8 夹具的使用说明使用夹具的工