机械制造技术课程设计-C1318自动车床手柄工艺及铣φ32上端面夹具设计（全套图纸） .pdf

南 京 理 工 大 学 毕业设计说明书(论文) 作作 者者: 学学 号：号： 教学点教学点: 专专 业业: 题题 目目: 手柄手柄(c1318 自动车床手柄自动车床手柄) 工艺及 夹具设计 工艺及 夹具设计 指导者：指导者： (姓 名) (专业技术职务) 评阅者：评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 年 月 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 本文是对手柄(c1318 自动车床手柄)零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包 括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、 切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工 工艺过程。此外还对手柄(c1318 自动车床手柄)零件的两道工序的加工设计了专 用夹具. 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化， 并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的 专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的 主要内容是设计手柄(c1318 自动车床手柄)钻床夹具设计。 关键词：手柄(c1318 自动车床手柄)，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 title handle (c1318 automatic lathe handle) process and fixture design abstract this article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. choose the correct processing methods, design the reasonable process. in addition to the bearing part two process designing special fixture. machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. while widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. in this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design. key words: bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第4 页 共31 页 目 次 第第 1 章章 序序 言言 6 第第 2 章章 手柄手柄(c1318 自动车床手柄自动车床手柄)的加工工艺规程设计的加工工艺规程设计 . 7 2.1 零件的分析零件的分析 7 2.1.1 零件的作用 . 7 2.1.2 零件的工艺分析 . 7 2.2 确定生产类型确定生产类型 8 2.3 确定毛坯确定毛坯 9 2.3.1 确定毛坯种类 . 9 2.3.2 确定铸造加工余量及形状 . 9 2.3.3 绘制铸造零件图 . 10 2.4 工艺规程设计工艺规程设计 10 2.4.1 选择定位基准 . 10 2.4.2 零件表面加工方法的选择 . 11 2.4.3 制定工艺路线 11 2.4.4 选择加工设备和工艺设备 . 14 2.4.5 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 14 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 15 2.6 本章小结本章小结 21 第第 3 章章 铣铣 32 上端面夹具设计上端面夹具设计 23 3.1 研究原始质料研究原始质料 . 23 3.2 定位、夹紧方案的选择定位、夹紧方案的选择 . 23 3.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算 23 3.4 误差分析与计算误差分析与计算 . 26 3.5 夹紧装置的选用夹紧装置的选用 27 3.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构确定夹具体结构尺寸和总体结构 . 27 3.7 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 . 28 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第5 页 共31 页 结 论 29 参考文献 30 致谢 31 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第6 页 共31 页 第第 1 章章 序序 言言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成 机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业 的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活 离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展 的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家 国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 机壳零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机 械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零 件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专 用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。 因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概 念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合， 才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第7 页 共31 页 第第 2 章章 手柄手柄(c1318 自动车床手柄自动车床手柄)的加工工艺规程设计的加工工艺规程设计 2.1 零件的分析零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目所给的零件是手柄(c1318 自动车床手柄)。,手柄(c1318 自动车床手柄) 的概念就是集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用, 减少了使用厂家的成本.至于形状,多种多样,可以安装在其中. 2.1.2 零件的工艺分析 图图 1.1 手柄手柄(c1318 自动车床手柄自动车床手柄)零件图零件图 零件的材料为 ht200，铸造性能和切削加工性能优良。以下是手柄(c1318 自 动车床手柄)需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第8 页 共31 页 经分析，原图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。各表面的 加工精度和表面粗糙度都不难获得。 16 的孔精度要求较高， 公差等级为 it7， 并 且和总长和中间手柄都有位置要求，其轴向设计基准是16 孔的下表面。m16 螺 纹孔要求和中间手柄在同轴上，所以加工时应利用16 孔制作专用夹具，保证其 加工面在同轴向上。其余小孔尺寸容易保证，加工方便。总体来看，这个零件的 工艺性良好。 2.2 确定生产类型确定生产类型 已知此手柄(c1318 自动车床手柄)零件的生产类型为大批量生产， 所以初步确 定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主， 大量采用专用工装。 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第9 页 共31 页 2.3 确定毛坯确定毛坯 2.3.1 确定毛坯种类 零件材料为 ht200。考虑零件零件结构简单，根据任务书，故选择铸造毛 坯。毛坯类型：铸件，由于零件生产类型为成批生产，零件较为复杂，而铸 造生产成本低，设备简单，故选择毛坯类型为铸件。铸造类型：砂型手工造 型 2.3.2 确定铸造加工余量及形状 查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册172 页表 1-4-7 机械加工实用手册 p242， 表5.2.2， 砂型手工造型加工余量等级： it11-it13， 选择加工余量等级 it12；加工余量等级：h ；表 5.2.1，孔和端面尺寸均小于 100mm，加工余量数值为：3.0-4.0mm；长度为 167mm 的加工余量为 3.5-4.5mm； m16 螺孔取螺距 p 为 2 则大径为 16mm，小径为 14mm。 表 2-1 /mm 确定毛坯尺寸公差 表 2-2 /mm 毛坯尺寸 公差 偏差 10 4.4 2.2 8 4.4 2.2 30 5.0 2.5 170 8 4 31 5.0 2.5 零件尺寸 单面加工余量 毛坯尺寸 根据 16h7 3 及 3 10 参考文献 1 ：表 5.2.1 m16（14mm） 3 及 3 8 24 3 及 3 30 167 3 170 25 3 及 3 31 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 0 页 共31 页 2.3.3 绘制铸造零件图 图图 2.1 零件毛坯图零件毛坯图 2.4 工艺规程设计工艺规程设计 2.4.1 选择定位基准 a.粗基准：以32 外圆作为粗基准，加工16h7 孔，可保证壁厚均匀，减 小偏心。同时铣16h7 的两端面，保证端面对16h7 孔中心线的垂直度。 b.精基准：主要考虑基准重合问题。选择16h7 孔的轴心线作为精基准， 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 1 页 共31 页 加工右端面(m16 端面)。 2.4.2 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有内孔，端面，小孔，螺纹孔等，材料为 ht200。以公差 等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。 a. 16h7 孔 公差为 it7，表面粗糙度为 ra 3.2m，需进行钻、半精镗、 精镗。 b. 尺寸 24mm 的两端面，为未注公差尺寸，表面粗糙度为 ra 3.2m，根 据 gb1800-79 规定其公差等级选 it7，需进行粗铣、半粗铣、精铣。 c. 螺纹孔 m16 的端面，为未注公差尺寸，根据 gb1800-79 规定其公差等 级选 it7，表面粗糙度为 ra 3.2m，需进行粗铣、半粗铣、精铣。 d. m16 螺纹孔，为未注公差尺寸，根据 gb197-1981 规定其顶径公差等级 选 it7，基本偏差为 g(+0.038、0)，底孔需进行钻、半精镗、精镗， 最后在螺孔加工机床加工螺纹。 e. 工艺螺孔5，在螺孔加工机床上完成 f. 锥销孔4 配作，先钻底孔，然后用锥铰刀铰成与锥销尺寸相同的锥 孔。 g. 中间手柄的加工表面，上下端面和侧表面，粗糙度为 ra 3.2m，需 进行粗车和半精车。 h. 半径为 r20 的面，表面粗糙度 ra6.3m 用锉刀挫光。 2.4.3 制定工艺路线 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，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹 具,并尽量使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： 表 2 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在镗床粗镗16h7 孔； 工序： 以32 孔外圆和下端面定位， 在铣床粗铣 24mm 上端面； 粗铣 167 的右端面；粗铣 25mm 上端面、侧面； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在镗床半精镗16h7 孔； 工序：以16h7 孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣 25mm 下端面； 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 2 页 共31 页 半精铣 167 的右端面；粗铣、半精铣 24mm 下端面； 工序：以中间手柄和 167 的右端面定位，在镗床精镗16h7 孔； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣 24mm 上端面； 半精铣 25mm 上端面、侧面； 工序：以32 孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣 24mm 下端面； 精铣 m16 处的端面；倒圆角 r2； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻 m16 底孔；钻 m5 底 孔 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗 m16 孔 工序：丝锥加工 m16 螺纹，丝锥加工 m5 螺纹 工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工 30角度的锥销孔4； 工序：r20 圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度 ra6.3m 工序：终检 表 2.2 工艺路线方案二 工序： 以32 孔外圆和下端面定位， 在铣床粗铣 24mm 上端面； 粗铣 167 的右端面；粗铣 25mm 上端面、侧面； 工序：以16h7 孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣 25mm 下端面； 半精铣 167 的右端面；粗铣、半精铣 24mm 下端面； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣 24mm 上端面； 半精铣 25mm 上端面、侧面； 工序：以32 孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣 24mm 下端面； 精铣 m16 处的端面；倒圆角 r2； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰16h7 孔； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻 m16 底孔；钻 m5 底 孔 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗 m16 孔 工序：丝锥加工 m16 螺纹，丝锥加工 m5 螺纹 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 3 页 共31 页 工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工 30角度的锥销孔4； 工序：r20 圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度 ra6.3m 工序：终检 工艺方案的比较与分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产， 缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常 清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得 很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产 要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且 还是大批生产，所以采用方案二比较合适。 工序： 以32 孔外圆和下端面定位， 在铣床粗铣 24mm 上端面； 粗铣 167 的右端面；粗铣 25mm 上端面、侧面； 工序：以16h7 孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣 25mm 下端面； 半精铣 167 的右端面；粗铣、半精铣 24mm 下端面； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣 24mm 上端面； 半精铣 25mm 上端面、侧面； 工序：以32 孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣 24mm 下端面； 精铣 m16 处的端面；倒圆角 r2； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰16h7 孔； 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻 m16 底孔；钻 m5 底 孔 工序：以32 孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗 m16 孔 工序：丝锥加工 m16 螺纹，丝锥加工 m5 螺纹 工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工 30角度的锥销孔4； 工序：r20 圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度 ra6.3m 工序：终检 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 4 页 共31 页 2.4.4 选择加工设备和工艺设备 机床的选择 工序 3、4、5、6、7、8、9 采用 x52k 铣床 工序 5、6、7、11 采用 z525 钻床 选择夹具 该手柄(c1318 自动车床手柄)的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 选择刀具 在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。选择量具 加工的孔均采用极限量规。 其他 对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺 寸采用通用量具即可。 2.4.5 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加 工工序的加工余量如下： 表 2.3 各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度 工序 号 工序内容 加 工 余 量 经济 精度 表面 粗糙 度 工序余量 最小 最大 1 粗铣32h8的 两侧面 3 it11 6.3 -0.1 0.1 2 粗铣上端孔侧 面的工艺凸台 3 it11 6.3 -0.1 0.1 3 粗镗32h8通 孔 it11 6.3 -1 1 4 精镗32h8通 孔 2.0 it11 3.2 -0.05 0.05 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 5 页 共31 页 5 粗铣 32h8 的两 侧面 粗铣 左面 3 it11 6.3 -0.1 0.1 粗铣 右面 6 钻8 的孔 it13 6.3 - 1 1 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 2.5.1 以32 孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣 24mm 上端面；粗铣 167 的右 端面；粗铣 25mm 上端面、侧面； 机床：x52k 铣床 刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为 80)，材料： 15yt ， 100dmm= ，齿数 20z = ，为粗齿铣刀。 因其单边余量：z=3mm 所以铣削深度 p a ： 3 p amm= 每齿进给量 f a ：根据参考文献3表 2.4-73，取 0.15/ f amm z= 铣削速度v： 参照参考文献3表 2.4-81，取 2.54/vm s= 机床主轴转速n： 10001000 2.54 60 242.68 /min 3.14 200 v nr d = ， 按照参考文献3表 3.1-74 245 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 200 245 2.56/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f v ： 0.15 20245/6012.25/ ff va znmm s= 工作台每分进给量 m f ： 12.25/735/min mf fvmm smm= a ：根据参考文献3表 2.4-81, mma60= 切削工时 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 6 页 共31 页 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 42lmm= ， 刀具切入长度 1 l ： 22 1 0.5()(1 3)ldda=+ 22 0.5(20020060 )(1 3)7.6mm=+= 刀具切出长度 2 l ：取 mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t ： 12 1 427.62 0.07min 735 j m lll t f + = 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.23min 2.5.2 以16h7 孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣 25mm 下端面；半精铣 167 的右端面；粗铣、半精铣 24mm 下端面； 机床：x52k 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw400= 齿数 14=z 粗铣 a 面 铣削深度 :3 pp aamm= 每齿进给量 f a ：根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取 0.15/ f amm z= 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取 6/vm s= 机床主轴转速n： 0 10001000 6 60 287 /min 3.14 400 v nr d = ，取 300 /minnr= 实际铣削速度 v ： 0 3.14 400 300 6.28/ 10001000 60 d n vm s = = 进给量 f v ： 0.15 14 300/6010.5/ ff va znmm s= 工作台每分进给量 m f ： 10.5/630/min mf fvmm smm= a ：根据机械加工工艺手册表 2.4-81, mma240= 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 16lmm= 刀具切入长度 1 l ： mmaddl42) 31 (5 . 0 22 1 =+= 刀具切出长度 2 l ：取 mml2 2 = 走刀次数为 1 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 7 页 共31 页 机动时间 1 j t ： 12 1 16422 0.095min 630 j m lll t f + = 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.52min 2.5.3 以32 孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣 24mm 上端面；半精 铣 25mm 上端面、侧面； 机床：x52k 铣床 刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为 80)，材料： 15yt ， 200dmm= ，齿数 20z = ，为粗齿铣刀。 因其单边余量：z=3mm 所以铣削深度 p a ： 3 p amm= 每齿进给量 f a ：根据参考文献3表 2.4-73，取 0.15/ f amm z= 铣削速度v： 参照参考文献3表 2.4-81，取 2.54/vm s= 机床主轴转速n： 10001000 2.54 60 242.68 /min 3.14 200 v nr d = ， 按照参考文献3表 3.1-74 245 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 200 245 2.56/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f v ： 0.15 20245/6012.25/ ff va znmm s= 工作台每分进给量 m f ： 12.25/735/min mf fvmm smm= a ：根据参考文献3表 2.4-81, mma60= 切削工时 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 42lmm= ， 刀具切入长度 1 l ： 22 1 0.5()(1 3)ldda=+ 22 0.5(20020060 )(1 3)7.6mm=+= 刀具切出长度 2 l ：取 mml2 2 = 走刀次数为 1 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 8 页 共31 页 机动时间 1 j t ： 12 1 427.62 0.07min 735 j m lll t f + = 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.23min 2.5.6 以32 孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰16h7 孔； 机床：z525 钻床 刀具：16h7 直柄短麻花钻 确定钻削用量 确定进给量 f 根据参考文献2，表 28-10 可查出 0.47 0.57/fmm r= 表 ， 查 z525 钻床说明书，取 0.43/fmm r= 。 根据参考文献2表 28-8，钻头强度所允许是进给量 1.75/fmm r 。由于机 床进给机构允许的轴向力 max 15690fn= （由机床说明书查出） ，根据参考文献2， 表 28-9，允许的进给量 “ 1.8/fmm r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 “ f ，故所选 f 可用。 确定切削速度v、轴向力 f、转矩 t 及切削功率 m p 根据参考文献2，表 28-15，由插入法得 17/minvm= 表 ， 4732fn= 表 51.69tn m= 表 ， 1.25 m pkw= 表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 根据参考文献2，由表 28-3， 0.88 mv k= ， 0.75 lv k = ，故 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm= 表 0 10001000 11.22/min 174.3 /min 20.5 vmm nr dmm = 表 查 z525 机床说明书，取 175 /minnr= 。实际切削速度为 0 20.5175 /min 11.26/min 10001000 d nmmr vm = 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第1 9 页 共31 页 由参考文献2，表 28-5， 1.06 mfmt kk= ，故 47321.065016()fnn= 51.691.0654.8tn mn m= 校验机床功率 切削功率 m p 为 /) mmmm ppn n k= 表 （ 1.25(195/246) 1.061.05kwkw= 机床有效功率 4.50.813.65 eem ppkwkwp= 故选择的钻削用量可用。即 0 20.5dmm= ， 0.43/fmm r= ， 175 /minnr= ， 11.22/minvm= 相应地 5016fn= ， 54.8tn m= ， 1.05 m pkw= 切削工时 被切削层长度l： 32lmm= 刀具切入长度 1 l ： 1 20.5 (1 2)12016.9 22 r d lctgkctgmm=+=+ = 刀具切出长度 2 l ： mml41 2 = 取 mml3 2 = 走刀次数为 1 机动时间 2j t ： 2 326.93 0.56min 0.43 175 j l t nf + = 查参考文献1，表 2.5-41 工步辅助时间为：1.58min 2.5.7 以32 孔外圆和下端面定位，钻 m16 底孔，丝锥加工 m5 螺纹底孔 钻孔选用机床为 z525 摇臂机床，刀具选用 gb1436-85 直柄短麻花钻， 机械 加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻头直径小于 10mm的钻孔 进给量为 0.200.35 rmm 。 则取 rmmf30 . 0 = 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 0 页 共31 页 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9 切削速度计算公式为 min 0 mk fat dc v v yx p m z v vv v = （3-20） 查得参数为 125 . 0 ,55 . 0 , 0,25 . 0 , 1 . 8=myxzc vvvv ， 刀具耐用度 t=35min 则 v= 55. 00125 . 0 25 . 0 3 . 0535 71 . 8 =1.6 minm 所以 n= 714 . 3 6 . 11000 =72 minr 选取 min120rn = 所以实际切削速度为 1000 714 . 3 120 =v =2.64 minm 确定切削时间（一个孔） t= s20 3 . 02 228 = + 2.5.8 钻孔攻丝 m16，丝锥加工 m5 螺纹采用专用的分度夹具在立式钻床加工 30角度的锥销孔4； 机床：立式钻床 z525 刀具：根据参照参考文献3表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔 切削深度 p a ： 进给量 f ：根据参考文献3表 2.438，取 rmmf/33. 0= 。 切削速度v：参照参考文献3表 2.441，取 0.48/vm s= 。 机床主轴转速n： 10001000 0.48 60 539.53 /min 3.14 17 v nr d = ， 按照参考文献3表 3.131，取 630 /minnr= 所以实际切削速度v： 3.14 17 630 0.56/ 10001000 60 dn vm s = 切削工时 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 1 页 共31 页 被切削层长度l： 42lmm= 刀具切入长度 1 l ： 1 17 (1 2)12015.96 22 r d lctgkctgmmmm=+=+ = 刀具切出长度 2 l ： mml41 2 = 取 mml3 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t ： 1 4263 0.25min 0.33 630 j l t fn + = 攻丝 m16 机床：组合攻丝机 刀具：钒钢机动丝锥 进给量 f ：由于其螺距 mmp5 . 1= ,因此进给量 rmmf/5 . 1= 切 削 速 度 v ： 参 照 机 械 加 工 工 艺 手 册 表2.4.105 ， 取 min/88. 8/148. 0msmv= 机床主轴转速n： min/283 1014. 3 88. 810001000 0 r d v n = ，取 min/250rn = 丝锥回转转速 0 n ：取 min/250rnn= 实际切削速度 v ： sm nd v/13. 0 601000 0251014. 3 1000 0 = 由工序 2 可知： mml20= mml5 . 4 1 = 0 2 =l 走刀次数为 1 机动时间 j t ： min13. 0 2505 . 1 5 . 420 2505 . 1 5 . 420 0 2121 + + + = + + + = fn lll fn lll tj 工序：r20 圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度 ra6.3m 手工加工没有切削计算。 2.6 本章小结本章小结 本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查 阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 2 页 共31 页 较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再 查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它 的一值。算切削速度、机动时间等。 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 3 页 共31 页 第第 3 章章 铣铣 32 上端面夹具设计上端面夹具设计 3.1 研究原始质料研究原始质料 利用本夹具主要用来铣32 上端面，加工时除了要满足粗糙度要求外， 由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低 生产成本和降低劳动强度。 3.2 定位、夹紧方案的选择定位、夹紧方案的选择 定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用 同一定位基准进行加工。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选 择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质 量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困 难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。 因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合 理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度 要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。圆台 外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位 精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。 首先必须明确其加工时应如图所示，这样放置，便于加工。那么要使其完全定 位，可以采用:一面加滑动 v 型块定位，这样既简单又方便。如上图所示，一底面 限制的自由度有 3 个，一个滑动 v 型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加 工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部 6 个自由度，属于完全定 位。 3.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算 刀具：铣刀 d=50 面铣刀。 则轴向力：见工艺师手册表 28.4 f=c f d0 f z f f y kf3.1 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 4 页 共31 页 式中： c f =420， zf=1.0, yf=0.8, f=0.35 kf=( 07 . 1 ) 190 200 () 190 3 . 1 = f n hb f=420 )(212307 . 1 35 . 0 5 . 13 8 . 00 . 1 n= 转矩 t=ctd0 t z f t y kt 式中: ct=0.206, zt=2.0, yt=0.8 t=0.206 )(34.1707. 135 . 0 5 . 13 8 . 00 . 2 mn = 功率 pm=kw d tv 726 . 0 830 95.1634.17 30 0 = = 在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 k=k1k2k 3k4 式中 k1基本安全系数，1.5; k2加工性质系数，1.1; k 3 刀具钝化系数, 1.1; k4断续切削系数, 1.1 则 f / =kf=1.5 )(423921231 . 11 . 11 . 1n= 钻削时 t=17.34 n m 切向方向所受力: f1= n l t 267 1065 34.17 3 = = 取 1 . 0=f f f =4416 )( 6 . 4411 . 0n= f f f1 所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利 的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 5 页 共31 页 安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： fkwk= 安全系数 k 可按下式计算有： ： 6543210 kkkkkkkk = 式中： 60 kk为各种因素的安全系数，查参考文献5表121可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56 c k = 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36 p k = 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25 f k = 所以有： 1193.08() kcc wkfn= 766.37() kpp wkfn= 1359.90() kff wkfn= 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： )( 21 0 + = tgtg ql w z 式中参数由参考文献5可查得： 6.22 = 2.76 z r = o 90 1 = 059 2 = o 2 29 = o 其中：33()lmm= )(80 nq = 螺旋夹紧力： 0 4748.2()wn= 该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下： 16 33 图 4.1 移动压板受力简图 由表2621得：原动力计算公式 0 0 1 k l ww l = 即： 004748.2 33 0.98 9032.75() 17 k w l wn l = 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 6 页 共31 页 由上述计算易得： kk ww 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便， 决定选用手动螺旋夹紧机构。 3.4 误差分析与计算误差分析与计算 该夹具以一个平面和和 1 个 v 型块 支撑钉定位，要求保证孔轴线间的尺寸公 差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定 的尺寸公差。 （1）定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面和 v 型块间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时， 孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是 用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。 此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多 一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线 方向相同，则其定位误差为： td=dmax-dmin 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定 的尺寸公差。 gwj + 与机床夹具有关的加工误差 j ，一般可用下式表示： mjjjwdadzwj += 制造误差zz （1）中心线对定位件中心线位置精度 mm05 . 0 03 . 0 2 = . 取 mm04 . 0 2 = . （2）内外圆同轴度误差（查表 p297） mm008 . 0 3 = 故， mmdw142 . 0 16 . 0 05 . 0 08 . 0 04 . 0 125 . 0 22222 2 5 2 4 2 3 2 2 2 =+=+ . 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 7 页 共31 页 则 533 . 0 3 2 142 . 0 = . 夹紧误差 ：cos)( minmax yy jj = 其中接触变形位移值： 1 ()() 19.62 n hbz yrazaz kn krc hbl =+ 查5表 1215 有 1 0.004,0.0016,0.412,0.7 razhb kkcn= =。 cos0.0028 j jy mm = = 磨损造成的加工误差： mj 通常不超过mm005. 0 夹具相对刀具位置误差： ad 取mm01. 0 误差总和：0.0850.3 jw mmmm + = 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.5 夹紧装置的选用夹紧装置的选用 该夹紧装置选用移动压板，其参数如下表： 表 4.3 移动压板参数 公称直径 l b h b 1 b d k 6 45 20 8 6.6 7 m6 5 3.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构确定夹具体结构尺寸和总体结构 夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接， 而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和 振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一 部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设 计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以 及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑。 夹具体设计的基本要求 （1）应有适当的精度和尺寸稳定性 本科毕业设计说明书（论文）本科毕业设计说明书（论文） 第2 8 页 共31 页 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表 面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当 的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具 体要进行退火处理。 （2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变 形和振动，夹具