CN30-3A燃油泵试验台主轴箱体工艺夹具设计【钻-铣夹具】【卡片】【6张图纸】【优秀】
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CN30-3A燃油泵
试验台
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工艺夹具
设计
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钻-铣夹具
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CN30-3A燃油泵试验台主轴箱体工艺夹具设计（钻-铣夹具）
35页 12000字数+说明书+机械加工工艺过程卡+任务书+6张CAD图纸
CN30-3A燃油泵试验台主轴箱体工艺夹具设计（钻-铣夹具）说明书.doc
CN30-3A燃油泵试验台主轴箱体机械加工工序卡.doc
任务书.doc
机械加工工艺过程卡 .doc
毛坯图.dwg
答辩情况记载表.doc
综合评定表.doc
钻夹具体.dwg
钻夹具装配图.dwg
铣夹具体.dwg
铣夹具装配图.dwg
零件图.dwg
目录
1、零件的工艺规程设计1
1.1零件的分析1
1.2 主轴箱体加工的主要问题和所采用的相应措施1
1.3毛坯种类的确定2
1.4毛坯的形状及尺寸的确定3
2.确定毛坯的制造形式3
2.1基面的选择3
2.2确定工艺路线4
2.3机械加工余量，工序尺寸的确定5
2.4 确定切削用量及基本工时6
2.5 小结24
3、专用夹具设计24
3.1 问题的提出24
3.2 夹具设计24
3.3 确定两定位销的中心距25
3.4定位误差的分析26
3.5切削力的计算26
3.6夹紧力的计算及夹紧方式的确定27
3.7 小结27
结论28
致谢29
参考文献30
摘要
本设计要就“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高生产效率，降低生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方向之一。通过对CN30-3A燃油泵试验台主轴箱体零件图的分析及其结构形式的了解，因而对燃油泵试验台主轴箱体进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析，然后再对燃油泵试验台主轴箱体的轴孔加工进行夹具设计与精度与误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要就。
关键词：质量、效率、工艺、精度、夹具
- 内容简介：
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毕 业 设 计题 目CN30-3A燃油泵试验台主轴箱体设计所属系部机械系所属专业机械设计与制造所属班级学 号学生姓名指导教师起讫日期引言为了综合考察大学三年的专业课程学习情况，同时为了对专业知识的一次巩固，也为了在进行社会实践之前对所学各课程进行一次深入的综合性总复习，所以进行了毕业设计，并编写本说明书。说明书共分为两大章，第一张：零件的工艺规程设计，主要是从工艺学出发对所设计的零件进行工艺分析确定工艺路线，并计算在加工时所需的相关数据和技术参数；第二章：夹具设计，主要是对所设计的专用钻床夹具的定位分析、精度分析和技术参数的相关计算。本说明书尽量做到简明扼要。就我个人而言，我希望能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，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为参加祖国的四化建设打下一个良好的基础。由于能力有限、经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多多加以指教。摘要本设计要就“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高生产效率，降低生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方向之一。通过对CN30-3A燃油泵试验台主轴箱体零件图的分析及其结构形式的了解，因而对燃油泵试验台主轴箱体进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析，然后再对燃油泵试验台主轴箱体的轴孔加工进行夹具设计与精度与误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要就。关键词：质量、效率、工艺、精度、夹具目录1、零件的工艺规程设计11.1零件的分析11.2 主轴箱体加工的主要问题和所采用的相应措施11.3毛坯种类的确定21.4毛坯的形状及尺寸的确定32.确定毛坯的制造形式32.1基面的选择32.2确定工艺路线42.3机械加工余量，工序尺寸的确定52.4 确定切削用量及基本工时62.5 小结243、专用夹具设计243.1 问题的提出243.2 夹具设计243.3 确定两定位销的中心距253.4定位误差的分析263.5切削力的计算263.6夹紧力的计算及夹紧方式的确定273.7 小结27结论28致谢29参考文献30 1、零件的工艺规程设计1.1零件的分析1.1.1零件的作用燃油泵试验台箱体是燃油泵试验台的重要组成部分，燃油泵试验台是一种为调试发动机PT泵而设计的一种新型试验台，它不仅可以以检测PT泵的密封性，燃油动力，还可以调查怠速泄漏量AFC装置等。试验台采用变频调速，自带动力源，无需与其他试验台配套使用。燃油泵试验台主轴箱体式试验台主轴的外壳部分，在它里面存放齿轮轴等核心零件，对齿轮和轴的正常运转有着支撑作用。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响试验台质量，一旦主轴的旋转精度降低，则试验台的使用价值也将大打折扣。1.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。试验台主轴箱体需要加工表面以及加工表面的位置要就分析如下：铣底面和顶面保证高度258，顶面表面粗糙度为0.8，顶面平行度误差为0.02。底面粗糙度为3.2。锪平底面上表面 镗三个主要轴孔，保证圆度为0.008，平行度为0.02 镗端面22的孔和20的孔，内表面粗糙度为1.6 攻各面的螺纹孔 钻、扩孔并攻丝M18X1.5的排油孔 铰底面各孔，孔内表面粗糙度为6.32.主要基准面 主要定位基准是以下表面为基准，加工底面和顶面时用端面为粗基准。精加工底面和底面是底面和顶面互为基准。1.2 主轴箱体加工的主要问题和所采用的相应措施1.箱体的结构特点箱体是机器和部件的基础零件，由它将机器和部件中的许多零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，彼此能协调地运动，常见的箱体零件有：各种形式的机床主轴箱体，减速箱和变速箱等。各种箱体类零件由于功能不同，形状差别较大，但是结构上存在着相同的特点：尺寸较大：箱体通常是机器中最大的零件之一，它是其他零件的母体，如大型减速箱体长达5-6米，宽 3-4米， 重50-60吨。正因为它是一个母体，所以它是机器整体的最大零件。形状复杂：其复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及在空间的相互位置，为确定零件的载荷与作用力，尽量缩小体积，有时为了减少机械加工量或者减轻零件的重量，而又要保证足够的刚度，常在铸造时减小壁的厚度，再在必要的地方加筋板、凸台、凸边等结构来满足工艺与力的要求。 精度要求：有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，这些平面和孔德加工质量将直接影响箱体的装配精度，使用性能和寿命。 有许多紧固螺钉定位箱体孔：这些孔虽然没有什么特殊要求，但是由于分布在大型零件上，有时候给加工带来很大的困难。 由于箱体有以上共同特点，故机械加工劳动量相当大，困难也相当大，例如试验台箱体镗孔时，要如何保证位置精度问题，都是加工过程较困难的问题。1.3毛坯种类的确定常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊接件、冲压件。各种型材和工程塑料等。确定毛坯时，一般要综合考虑一下几个因素：（1）依据零件的材料及机械性能确定毛坯。例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯：强度要求高而形状不复杂的刚制品零件一般采用锻件。（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合理：结构简单的零件宜选用型材，锻件：大型轴类零件一般都采用锻造。（3）依据生产类型确定毛坯，大批量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批量生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有的生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本课题燃油泵试验台主轴箱体是大批量生产，材料为HT200用铸造成型。1.4毛坯的形状及尺寸的确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑一下问题：为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳定或者不易加工的零件要考虑增加加工工艺搭子。为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以做成一坯多件。有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至多个合制成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料利用率，降低成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但是要保证零件的使用性能。上图就为燃油泵试验台主轴箱体毛坯。2.确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200。生产方式为大批量生产而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量要求高，故采用铸造质量稳定，适合大批量生产的砂型机器造型及壳型。查机械设计基础课程设计材料的最小抗拉强度为195硬度为148-222HBS。2.1基面的选择基准面的选择，对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择端面作为加工底面和顶面的粗基准。然后用底面作为主要基准，符合基准统一和互为基准原则。利用底面为定位支承和底面作为主要定位基准，以限制五个自由度。再以两定位孔定位，达到定位目的。精基准的选择：主要考虑到基准重合和基准统一和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.2确定工艺路线方案一 工序号工序内容基准面01铸造02实效03漆底漆04粗铣底面和顶面右端面为粗基准05铣底面上端面06钻、扩、铰底面各孔底面07粗铣左右端面底面08粗铣前后端面底面09粗镗三轴孔底面10精铣底面顶面11精铣顶面底面12精铣左右端面底面13精铣前后端面底面14精镗三轴孔底面15钻、扩、铰22、32、20的孔底面16钻并攻M18X1.5的螺纹孔底面17攻并攻M8、M6的螺纹孔底面18清洗、去毛刺19检验工艺路线的比较与分析：第一条工艺路线不同于第二条工艺路线，第一条工艺路线是将铣各平面放到前面。加工完成上下平面再加工底面各孔是为了获得以后工序所需要的定位孔。其他的先后顺序均没有大的变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零件的尺寸位置精度都有太大程度的帮助。采用互为基准的原则，先加工上、下平面，然后以下、下平面为精基准再加工两端面上的各孔，这样便保证了上、下两平面的平行度要就同时为加工量端面上的各孔保证了垂直度要就。符合先加工平面再加工孔德原则。若选择第二条工艺路线加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了镗孔的轴线与轴的轴线是否平行这个问题。所以发现第二条工艺路线并不可行。如果选择第一条工艺方案，先加工上、下表面，然后再以这两个已加工表面作为精基准，加工其他各孔使能保证孔的形位公差要就。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案比较合理。所以我选择第一个工艺方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.3机械加工余量，工序尺寸的确定机械加工余量：由实验台主轴箱体材料为HT200的铸件，生产类型为大批量生产，由于毛坯采用砂型铸造机器造型和壳体。参考机械加工工艺手册得最小抗拉度为240mpa，硬度HBS为210。参考机械加工工艺手册表3.1-26得加工余量等级为G。查表3.1-24得成批生产和大批量生产铸件的尺寸公差等级CT为8-10级。查表3.1-21铸件尺寸公差等级3.2。确定加工余量：参考机械加工工艺手册卷一，表3.1-27得一下数据：方案二序号工序内容基准面01铸造02实效03漆底漆04钻、扩、铰底面各孔划线找正05粗铣底面和顶面右端面06精铣底面顶面07锪平底面上表面底面08粗镗三轴孔底面09精镗三轴孔底面10钻、扩、铰22、20、32的孔底面11精铣顶面底面12粗铣前后端面底面13精铣前后端面底面14粗铣左右端面底面15精铣左右端面底面16钻并攻M18X1.5的螺纹孔底面17钻并攻M8的螺纹孔18钻并攻M6的螺纹孔19清洗、去毛刺20检验加工顶面时的加工余量为3.5，选择粗加工一次和精加工一次，加工余量分别是3.0和0.5。 加工底面时加工余量为3.5，选择粗加工一次和精加工一次。加工余量分别是3.0和0.5。 加工四个端面时加工方法完全一致，加工余量都为3.5，选择粗加工一次和精加工一次。加工余量分别是3.0和0.5。 镗47的孔时加工余量为0.7，选择粗镗一次和精镗一次加工余量分别为0.5和0.2。 镗62的孔时加工余量为1.4，选择粗镗一次和精镗一次加工余量分别是1.0和0.4。 镗72的孔时加工余量是1.4，选择粗镗一次和精镗一次，加工余量分别是1.0和0.4。 钻、扩、铰20和22的孔 其余各孔均不铸造出来（据表3.1-29）2.4 确定切削用量及基本工时工序04：粗铣底面和顶面选择机床：根据机械加工工艺手册选择组合铣床选择刀具：据铣刀直径大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意选取，据切削用量简明手册表1.2选择YW2硬质合金刀片，根据表3.1铣削深度p4，铣刀直径d080，但是铣削宽度为240所以选择铣刀直径d0为320。由于采取标准镶齿圆柱铣刀，查表3.16齿数Z=22铣刀形状：查表3.2选择Kr=60 Kr=30 K=2 =8 =10 S=-15 =0选择切削用量：决定铣削深度p，由于加工余量不大，故可以一次进刀内完成，则p=h=3.0决定进给量fz ，采用不对称端铣以提高进给量。查切削用量简明手册表3.5当使用YW2铣床功率为7.5KW，查表3.30,XA6132型铣床说明书， Fz=0.1424但采用不对称端铣，故取Fz=0.24mmz选择铣刀磨钝标准及刀具寿命，根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由于铣刀直径d0=320mm，故刀具寿命T=300min（表3.8）决定切削速度VC和每分钟进给量Vf，切削速度可以根据表3.27中的公式计算，也可以从表中查出来。查表3.16当d0=320mm ， Z=22 ， p4 Fz=0.24mmz时，VC=65mmin nt=66rmin Vf=319mmmin各修正系数为 :KMV=KMN=0.79 KSV=KSN=KSVf=1.0故VC=VtKV=65X1.0X0.79=51.4mmin n=ntKn=66x1.0x0.79=52.1rminVf=VftKvt=319x1.0x0.79=247.3mmmin根据XA6132型立铣床说明书（表3.30）选择 Nc=60rmin ， Vfc=300mmmin因此实际切削速度和每齿进给量为：校正机床功率根据表3.24，时 , 近似为 根据XA6132型立式铣床说明书机床主轴允许的功率为： 故，因此所选择的切削用量可以采用，即： 计算基本工时： 式中，根据表切削用量简明手册表3.26，采用不对称安装铣刀，入切量及超切量,则mm 粗铣顶面和顶面一起进行，且加工方法和机床刀具都相同所以粗铣顶面计算忽略。工序06钻、扩、铰底面孔1.钻孔机床的选择：根据机械加工工艺手册第二卷表3.1-2选择Z525型立式钻床。钻头的选择： 选择10标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刀刃。确定钻削用量 确定进给量根据机械加工工艺手册表3.4-1可查出： 由于钻孔深度与孔锥比，所以 查Z525型立式钻床说明书，取 根据表3.4-3，钻头强度所允许的经给量。 机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出来） 根据表3.4-4，允许的进给量。 由于所选择地进给量远小于及，故选择可用。确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率用不同刀具才老进给钻、扩、铰孔的v、F、T、均可按机械设计工艺手册表3.4-8及表3.4-10进行计算，根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得： 由于实际加工条件与上述所给条件不一定完全相同，故应对结果进行修正。由表3.4-9知道切削速度的修正系数为： 查Z525型机床说明书取： 由表3.4-11，切削力及转矩的修正系数，故：校验机床功率，切削功率为： 机床有效功率为： （及由Z525型机床说明书查出)由于，故选择的钻床的钻削用量可用，即： 相应的：2、扩钻孔选用12.7mm标准高速钢扩孔钻。确定经给量： 查机械加工工艺手册卷二，表3.4-5，取。查切削用量简明手册Z525型机床说明书，取。确定切削速度v及n 根据表3.4-34，取由于切削条件与上表不同，切削速度尚需乘以以下修正系数： 故 根据Z525X型机床说明书，取，实际扩孔速度; 3、铰孔 铰刀选用13mm标准高速钢铰刀。确定进给量，根据机械加工工艺手册卷二表3.4-6查出，按表注释4，进给量取小值，查z525型机床说明书取切削速度v及n根据表3.4-40，取切削速度的修正系数由表3.4-9查出， 故： 根据z525型机床说明书，取，实际铰孔速度： 各工序的实际切削用量：根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：扩孔：铰孔：工序10精铣底面 加工余量，用乳化液冷却，加工余量0.5，可以一次切削完成。选择机床： 查机械加工工艺手册卷二表2.1-1选择XA6132万能升降台铣床。选择刀具： 切削用量简明手册表1.2选择硬质合金刀具，铣刀直径选择（查切削用量简明手册表3.1）。确定刀具几何参数： 查表3.2得：确定切削用量：因加工余量为0.5所以选择一次切削完成。决定每齿进给量，查切削用量简明手册表3.7得：查XA6132型铣床说明书选择：选择铣刀磨钝标准，及刀具寿命： 查切削用量简明手册表3.7得铣刀到齿后刀面最大磨损量为0.30，铣刀直径，故刀具寿命（表3.8）。选择切削速度v，主轴转速n，和查表3.16得： 故： 根据XA6132型立铣床说明书（表3.30）选择。校验机床功率查表3.24，据已知条件可得： 据切削用量简明手册表3.30，并计算的： 故因此选择的切削用量是可以采用的，即： 计算基本工时：据表3.26得 工序11精铣顶面选择机床： 根据机械加工工艺手册第二卷表2.1-1选择XA6132万能升降台铣床。 选择刀具： 根据切削用量简明手册表1.2选择硬质合金刀片。查表3.1铣刀直径。由于采用标准硬质合金端铣刀，查表3.16得齿数。 确定刀具几何参数：查切削用量简明手册表3.2得 选择切削用量：决定铣削深度，由于加工余量不大，故可以采用一次铣削完成， 决定每齿进给量，根据表3.5，当使用，铣床功率为7.5kw（表3.30），XA6132型立式铣床说明书 查XA6132铣床说明书选择： 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.3mm；由于铣刀直径，故查表3.8得刀具寿命： 决定切削速度和每分钟进给量，查表3.16得： 各修正系数为： 故： 查XA6132说明书取： 因此实际切削速度和每齿进给量为：校验机床功率，根据表3.24 查切削用量简明手册表3.30据XA6132型铣床说明书主轴允许的功率：故，因此所选择的切削用量可以采用，即：就算基本工时：工序07，粗铣左右端面选择机床查机械加工工艺手册选择组合铣床。选择刀具查切削用量简明手册选择硬质合金刀具，查表3.1得铣刀直径，查表3.16得刀具齿数。刀具几何参数为：查表3.2得选择切削用量决定切削用量，因为加工余量不大，所以选择一次进刀完成切削，选择刀具磨砘标准及刀具寿命，查表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，刀具寿命可由表3.8查出：决定切削速度，和每分钟进给量，切削速度，可以由表3.16查出： 各修正系数为： 故： 查XA6132铣床说明书选择; 实际切削速度和每齿进给量为：校验机床功率，根据表3.24 查切削用量简明手册表3.30据XA6132型铣床说明书主轴允许的功率：故，因此所选择的切削用量可以采用，即：计算基本工时：工序12，精铣左右端面选择机床： 根据机械加工工艺手册第二卷表选择组合铣床。 选择刀具： 根据切削用量简明手册表1.2选择硬质合金刀片。查表3.1铣刀直径。由于采用标准硬质合金端铣刀，查表3.16得齿数。 确定刀具几何参数：查切削用量简明手册表3.2得 选择切削用量：决定铣削深度，由于加工余量不大，故可以采用一次铣削完成， 决定每齿进给量，根据表3.5，当使用，铣床功率为7.5kw（表3.30），XA6132型立式铣床说明书 查XA6132铣床说明书选择： 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.3mm；由于铣刀直径，故查表3.8得刀具寿命： 决定切削速度和每分钟进给量，查表3.16得： 各修正系数为： 故： 查XA6132说明书取： 因此实际切削速度和每齿进给量为：校验机床功率，根据表3.24 查切削用量简明手册表3.30据XA6132型铣床说明书主轴允许的功率：故，因此所选择的切削用量可以采用，即：就算基本工时：因为四端面加工方法、尺寸、选择机床、刀具都非常相似，故其余三面计算过程忽略。工序09，粗镗72的孔选择机床： 根据机械加工工艺手册第二卷选择T68卧式镗床。选择刀具：查切削用量简明手册表1.2刀具材料为硬质合金刀具。选择镗刀几何参数：选择切削用量：决定切削深度，因为切削余量不大且是粗加工，选择一次进给完成切削，所以切削用量：确定切削速度和进给量，查实用切削手册表10-15卧式镗床切削用用量： 所以得：查T68卧式镗床说明书选择：所以实际切削速度： 经校验选择的切削用量可以使用。计算加工工时：工序14中精镗72的孔选择机床： 根据机械加工工艺手册第二卷选择T68卧式镗床。选择刀具：查切削用量简明手册表1.2刀具材料为硬质合金刀具。选择镗刀几何参数：选择切削用量：决定切削深度，因为切削余量不大且是粗加工，选择一次进给完成切削，所以切削用量： 确定切削速度和进给量，查实用切削手册表10-15卧式镗床切削用用量： 所以得：查T68卧式镗床说明书选择：所以实际切削速度： 经校验选择的切削用量可以使用。计算加工工时：工序09中粗镗42的孔选择机床： 根据机械加工工艺手册第二卷选择T68卧式镗床。选择刀具：查切削用量简明手册表1.2刀具材料为硬质合金刀具。选择镗刀几何参数：选择切削用量：决定切削深度，因为切削余量不大且是粗加工，选择一次进给完成切削，所以切削用量： 确定切削速度和进给量，查实用切削手册表10-15卧式镗床切削用用量： 所以得：查T68卧式镗床说明书选择：所以实际切削速度： 经校验选择的切削用量可以使用。计算加工工时：工序13精加工42的孔选择机床： 根据机械加工工艺手册第二卷选择T68卧式镗床。选择刀具：查切削用量简明手册表1.2刀具材料为硬质合金刀具。选择镗刀几何参数：选择切削用量：决定切削深度，因为切削余量不大且是粗加工，选择一次进给完成切削，所以切削用量： 确定切削速度和进给量，查实用切削手册表10-15卧式镗床切削用用量： 所以得：查T68卧式镗床说明书选择：所以实际切削速度： 经校验选择的切削用量可以使用。计算加工工时：其余镗孔计算都相似，故不与全部算出，详细见工序卡片。工序15，钻、攻丝M18X1.5的螺纹孔M18X1.5的螺纹孔应先钻出定位孔，查机械设计加工工艺手册卷2，表7.2-11选用17的标准高速钢麻花钻。确定钻孔用量确定进给量根据机械加工工艺手册表3.4-1可查出： 查Z525型立式钻床说明书，取 确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率用不同刀具才老进给钻、扩、铰孔的v、F、T、均可按机械设计工艺手册表3.4-8及表3.4-10进行计算，根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得： 由于实际加工条件与上述所给条件不一定完全相同，故应对结果进行修正。由表3.4-9知道切削速度的修正系数为： 查Z525型机床说明书取： 由表3.4-11，切削力及转矩的修正系数，故： 经校验机床功率大于切削功率，切削用量可以选用。攻丝选择刀具：查机械加工工艺手册表7.2-4选择M18x1.5普通螺纹细柄机用丝锥。确定进给量，查表7.2-7注释得： 取，查表得刀具的主要参数为 确定刀具的磨砘标准及刀具寿命： 丝锥的磨损主要发生在切削锥刀刃的后刀面，通常根据平均磨损量确定磨砘标准，查表7.2-9得，磨砘标准为0.5，刀具寿命可以从表7.2-12查得; 确定切削用量，查表7.2-13得： ，根据条件取。确定扭矩量M:查表7.2-14得：因为加工条件与上述条件不同：扭矩应乘以所示数 所以 查z525钻床说明书，取所以 经机床功率验算可以采用。工序16，钻并攻M8的螺纹孔钻孔查机械加工工艺手册卷二，表7.2-11。选用7.2标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃。选择选择Z525立式钻床钻孔，并攻丝。确定钻削用量确定进给量，根据表3.4-1可查出，查Z525型立式钻床说明书，取。确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率用不同刀具才老进给钻、扩、铰孔的v、F、T、均可按机械设计工艺手册表3.4-8及表3.4-10进行计算，根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得： 由于实际加工条件与上述所给条件不一定完全相同，故应对结果进行修正。由表3.4-9知道切削速度的修正系数为： 查Z525型机床说明书取： 由表3.4-11，切削力及转矩的修正系数，故： 经校验机床功率大于切削功率，切削用量可以选用。攻M8的螺纹1、选择刀具：查机械加工工艺手册表7.2-4选择M8普通螺纹细柄机用丝锥。2、确定进给量，查表7.2-7注释得： 取，查表得刀具的主要参数为 3、确定刀具的磨砘标准及刀具寿命： 丝锥的磨损主要发生在切削锥刀刃的后刀面，通常根据平均磨损量确定磨砘标准，查表7.2-9得，磨砘标准为0.25，刀具寿命可以从表7.2-12查得; 4、确定切削用量，查表7.2-13得 ，根据条件取。确定扭矩量M:查表7.2-14得：因为加工条件与上述条件不同：扭矩应乘以所示数 所以 查z525钻床说明书，取所以 经机床功率验算可以采用。工序17，攻并扩M6的螺纹孔钻孔查机械加工工艺手册卷二，表7.2-11。选用5.2标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃。选择选择Z525立式钻床钻孔，并攻丝。确定钻削用量确定进给量，根据表3.4-1可查出，查Z525型立式钻床说明书，取。确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率用不同刀具才老进给钻、扩、铰孔的v、F、T、均可按机械设计工艺手册表3.4-8及表3.4-10进行计算，根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得： 由于实际加工条件与上述所给条件不一定完全相同，故应对结果进行修正。由表3.4-9知道切削速度的修正系数为： 查Z525型机床说明书取： 由表3.4-11，切削力及转矩的修正系数，故： 经校验机床功率大于切削功率，切削用量可以选用。攻M6的螺纹1、选择刀具：查机械加工工艺手册表7.2-4选择M6普通螺纹细柄机用丝锥。2、确定进给量，查表7.2-7注释得： 取，查表得刀具的主要参数为 3、确定刀具的磨砘标准及刀具寿命：丝锥的磨损主要发生在切削锥刀刃的后刀面，通常根据平均磨损量确定磨砘标准，查表7.2-9得，磨砘标准为0.25，刀具寿命可以从表7.2-12查得; 4、确定切削用量，查表7.2-13得： ，根据条件取。确定扭矩量M:查表7.2-14得：因为加工条件与上述条件不同：扭矩应乘以所示数 所以 查z525钻床说明书，取所以 经机床功率验算可以采用。2.5 小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。成产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。3、专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。与同组同学协商，决定设计第16道工序和第17道工序钻22和32的孔。本夹具将采用组合钻床，道具为高速钢刀具。 3.1 问题的提出本夹具主要是用来钻22和32的孔，其精度要求和加工技术都不是很高。因此在本道工序中，主要应考虑如何提高劳动生产率，而孔的加工精度会在扩孔和铰孔中保证。3.2 夹具设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知，此零件为箱体零件，其结构相对复杂，钻22和32的孔时据零件图分析可得，应该采用地面作为定位基准，达到基准他那个一的目的，可选择地面上对角线上的两个孔作为基准，配以一圆柱销和一菱形销进行定位。故采用了一面两孔定位方式完全限制工件的六个自由度，进行全定位。3.2.2夹紧力的确定确定一个机构的夹紧力，即确定夹紧力的大小，方向和作用点，它必须通过综合分析工件的结构特点，加工要求、工件的定位方案以及工件在加工过程中所受的外力来确定。1、确定夹紧力作用方向原则夹紧力的作用方向不仅影响工件的加工精度，而且还影响工件夹紧的实际效果。确定夹紧力方向应考虑一下两点：一是夹紧力的作用方向不应破坏工件的已定位置；二是夹紧力的作用方向应使夹紧力尽可能最小。本夹具作用方向向下不影响工件的定位方向。2、夹紧力大小的确定夹紧力的大小关系到夹具使用的可靠性、安全性及工件的变形量。夹紧力过小加工过程中工件位置将发生变动，夹紧力过大将使工件产生变形。因此也不能过大。一套夹具的实际所需夹紧力的计算是一个很复杂的问题，为了计算简化，一般只考虑切削力对夹紧力的影响，并假设工艺系统是刚性的，窃笑过程是连续稳定的，根据静力平衡原理计算出理论夹紧力，再乘以安全系数k即实际夹紧力数值。3.确定夹紧力作用点的原则夹紧力作用点是夹紧元件与工件接触点处的面积。确定夹紧力作用点是指夹紧力方向已经确定后，确定作用点的位置，数目及面积。本夹具作用点为两个。 3.3 确定两定位销的中心距两定位销的中心距地基本尺寸应等于工件的两定位孔中心距地平均尺寸，其公差一般为孔间距为310，则销间距为310。这样两销的距离就确定下来了。3.3.1确定两定位销的尺寸圆柱销直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔德最小极限尺寸，其公差取定位孔的直径为13+0.035 0mm，则圆柱销的直径为13+0.006 -0.017菱形销基本尺寸的确定：由金属机械加工工艺人员手册表7-34菱形销定位销表查得：，并且定位孔德直径为13+0.035 0 mm，则，取菱形销的公差等级，即为0.011，所以菱形销的直径为13+0.08 -0.061。3.4定位误差的分析钻销时，两销定位会对左端面和右端面72、62、47的中心线有垂直度要求产生定位影响。工件在外力作用下单项移动时，工件的定位销中心连线会出现的转角 有零件图可知，垂直度的检验位置在105和75处，若在105处不超过最大误差0.05mm要求，那此定位方式就是可用的。此定位方式产生的垂直度误差： 综上所述，此定位方式能够保证零件的加工要求。3.5切削力的计算钻削时是两相对面同时进行，主切削力与切削速度方向相同的，即方向指向基准面，故它不影响工件在钻削时的位置，只作为计算刀具强度、机床功率的主要依据；进给力与铣面平行，左端面与右端面对称加工，故工件上受到的进给力相互抵消，故工件在定位销的保护下，已经能够保证在基面上的移动不影响加工要求；背向力与加工孔的轴线垂直，它会引起振动，影响工件的形状精度。由于加工时是两面同时铣削，且切削用量相同，计算其中一个的切削力，就可以估算出总的切削力。由机械加工工艺手册得切削力的经验公式：其中由机械加工工艺手册得,=1.0,=0.75,=0，nF=0.75,而1.5mm,f=0.18mm/r，V=95.4r/mm. 所以 此工序钻削时的切削力为372=74 (N)3.6夹紧力的计算及夹紧方式的确定钻削时需要的理论夹紧力F理等于切削力F总。实际需要的夹紧力应考虑安全系数，K=,其中各安全系数由机械加工工艺手册卷一可得,则：K=1.21.21.21.0=1.728钻削时，需要用夹紧力产生的磨擦力与切削力平衡，达到保证加工要求的目的。所以理想加紧力FjL=FCDFj=372(N)实际加紧力为F=KFj=1.782372=662.9(N)FF所以加紧力够，本夹具可以安全工作。夹具装配图及夹具体图见CAD图3.7 小结对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用，可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥可扩大机床的已有性能。本夹具设计可以反映夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚性和强度、结构工艺性等问题。结论 问题的通过近两个月的毕业设计，使我们充分掌握了一半的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际能力，而且比较系统的理解了夹具设计的整个过程。在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关的产品信息。这一次设计时大学三年来最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停地计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在设计期间也遇到很多的困难和挫折，幸好有夏老师的指导同学们的帮助，才能够在设计中少走一些弯路，顺利的完成毕业设计。本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下： （1）缺乏实际工厂经验，在对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。 （2）与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。 （3）工艺系统的设计不太完善。 （4）使用有一定的局限：工人操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。 致谢 本毕业设计是在指导老师副教授的指导下完成的，在我即将完成毕业设计之际，衷心感谢老师和悉心指导以及在思想上的教育及指导。老师不仅以其渊博的学识、创造性的思维方式、严谨的治学风范、高度的责任感使作者在学术上受益匪浅、而且言传身教，以其高尚的人格和坦荡宽广的胸怀教导了我做人的道理。三年的大学生活在这个季节即将画上一个句号,而对于我的人生却只是一个逗号。我将面对又一次的征程开始，三年的求学生涯在亲人师长的支持下虽走的辛苦，却也收获满囊。在毕业设计即将完成之际，思绪万千心情久久不能平静。伟人、名人为我崇拜可我更急切的把我的敬意和赞美献给一个平凡的的人我的导师夏宝林副教授。我不是你最出色的学生，可你是我最崇敬的老师。你治学严谨，学识渊博、思维敏捷，为我们营造了一个良好的精神氛围。在最后向所有在这三年中对我有过帮助的老师致师们，你们幸苦了 参考文献1. 罗洪涛、万征编著.AUTOCAD2007机械设计教程.西北工商大学出版社，20072. 徐亮、杜长征编著.机械制图.北京航空航天大学出版社.20073. 恽达明编著.金属切削机床.机械工业出版社20094. 孙学强主编.机械制造基础第二版.机械工业出版社.20075. 薛源顺主编.机床夹具设计.20096. 徐嘉元、曾家驹主编.机械制造工艺学.机械工业出版社20097. 东北重型机械学院、洛阳农业机械学院、长春汽车厂工人大学编.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社19808. 梁炳文主编.机械加工工艺图集.北京航空航天大学出版社.19919. 孔凌嘉、张春林主编机械基础综合课程设计.北京理工大学出版社.200410. 金属机械加工工艺人员手册修订组.金属机械加工工艺人员手册。上海科学技术出版社.198211. 机械加工工艺手册卷一12. 机械加工工艺手册卷二第 30 页 共 23 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号工序名称铣工序号20技检要求基准面面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200190HBS1专用铣床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级专用夹具4.05工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗铣M、N面至尺寸260K11mm28512.50.78537.50.2 1.9 2.15硬质合金面铣刀 游标卡尺拟制丁进日期2011-10-28审核日期批准日期共 12 页第 1 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号工序名称钻 扩铰工序号25技检要求基准面M面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200190HBS1专用钻床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级专用夹具2.47工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻2-13mm孔、钻2- 13mm孔至12.25mm2110.10.182750.60.210.85标准高速钢麻花钻 塞规2扩2-13mm孔至12.85mm2110.10.202751.20.110.55标准高速钢扩孔钻塞规3铰2-13H8mm孔2110.10.1927510.10.65高速钢铰刀塞规拟制丁进日期2011-10-28审核日期批准日期共 12 页第 8 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号工序名称铣工序号30技检要求基准面M面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200190HBS1专用机床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级专用夹具3.45工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗铣P、Q面205K11mm 24011.51.4537.50.21.61.85硬质合金面铣刀 游标卡尺拟制丁进日期2011-10-28审核日期批准日期共 12 页第 2 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号工序名称铣 工序号35 技检要求基准面M面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200190HBS1专用机床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级专用夹具2.36工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗精铣H、G面至2mm 13711.51.051250.30.831.53硬质合金面铣刀 游标卡尺拟制丁进日期2011-10-28审核日期批准日期共 12 页第 3 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号工序名称镗工序号40 技检要求基准面M面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200190HBS1专用机床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级专用夹具3.21工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗镗2-72mm孔至2-71.8mm孔2412.750.752000.50.340.85硬质合金镗刀 塞规2粗镗2-62mm孔2-61.7mm孔2412.750.812500.30.320.80硬质合金镗刀 塞规3粗镗2-47mm孔2-46.7mm孔 2412.750.763150.30.250.65硬质合金镗刀 塞规拟制丁进日期2011-10-28审核日期批准日期共 12 页第 6 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号工序名称铣 工序号45技检要求基准面面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200190HBS1专用铣床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级专用夹具2.7工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1精铣M、N面258K9mm 285110.78547.50.180.951.75硬质合金面铣刀 游标卡尺拟制丁进日期2011-10-28审核日期批准日期共 12 页第 4 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号工序名称铣 工序号50 技检要求基准面M面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200190HBS1专用铣床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级专用夹具1.63工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1精铣P、Q面至203K9mm 203110.9947.50.180.680.95硬质合金面铣刀 游标卡尺拟制丁进日期2011-10-28审核日期批准日期共 12 页第 5 页机械制造教研室机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号工序名称镗
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