机械制造技术课程设计-定位支座的加工工艺及钻4-M5螺纹底孔夹具设计（全套图纸）.pdf

机械制造技术基础课程设计报告书机械制造技术基础课程设计报告书 学学 院：院： 机械工程学院机械工程学院 专专 业：业： 机械电子工程机械电子工程 年年 级：级： 2007 级级 班级组别：班级组别： 2 班七组班七组 小组成员：小组成员： 指导教师：指导教师： 目目 录录 1 机械制造技术基础及夹具课程设计任务书机械制造技术基础及夹具课程设计任务书 2 序序 言言 3 第一章第一章 零件的分析零件的分析3 零件图样分析.3 零件的工艺分析4 第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计.4 确定毛坯的制造形式.4 基准面的选择4 制定工艺路线4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定8 确定切削用量及基本工时.9 第三章第三章 夹具设计夹具设计.25 夹具设计.,.29 总结总结.29 参考文献参考文献.29 附录附录.30 2 机械制造技术基础课程设计任务书机械制造技术基础课程设计任务书 题目 定位支座的夹具设计 组长 年级/班级/组别 2007 级 2 班 第 七 组 组员 设计题目：制定定位支座的加工工艺，设计钻 4- m5 螺纹底孔 夹具 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 设计要求：单件生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 20010.8.232010.9.12 设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张） ； 3、绘制毛坯图（一张） ； 4、编写工艺过程卡片（一张）和工序卡片（三张） ； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 3 7、说明书 序序 言言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课， 专业基础课 以及专业课后进行的。 这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入 的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学四年生 活中占有重要的地位。 就个人而言， 我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应 性的训练， 希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、 解决问题、 查资料的能力 ， 为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导与纠正。 第第一章、零件的分析、零件的分析 （一一）零件图样分析与作用零件图样分析与作用 1、零件以 d160h7 孔的轴心线为基准 a； 2、直径 800.0095 的外圆柱表面对基准 a 的同轴度公差为 0.02，四方下 端面.和圆顶面对基准 a 的垂直度公差为 0.02，因此工艺上应在一次装夹完成这 些部位加工； 3、d160h7 孔和 800.0095 的外圆柱表面尺寸精度要求颇高，在加工这 些部位时分粗精加工； 4、时效处理； 5、工件材料为 ht200。 6、定位支座是机械设备中箱体上确定轴的位置用的零件，主要作用是确定 4 轴 在 设 备 中 的 轴 向 位 置 同 时 起 到 支 撑 轴 的 作 用 ， 如 图 1- 1 所 示 。 剖面a-a 图 11 定位支撑 （二二）工艺分析工艺分析 该件形状结构简单，主要加工表面精度要求颇高，它有两组加工面,而且有 位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。 1、毛坯铸造出来之后，第一组加工面是 800.0095 的外圆下端面，此面表 面粗糙度为 6.3，根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节 省时间又能达到技术要求；这一组同时加工的还有 d160h7 孔、四方下端和 800.0095 的外圆柱面，其中主要的是 d160h7 孔，它将作为精基准以完成以 后的加工，它的粗糙度为 0.8，为此我们采取钻、半精镗、精镗的工序过程。 2、以圆法兰上端面为中心的加工表面，这一组包括铣 4- 12h8 平面、铣四方 上端面。 3、加工四方上端面的沉孔,先钻 4- 7 通孔，再钻 4- 11，深度为 6，4- 7 和 4- 11 粗糙度均为 6.3，一次粗钻已可达到技术要求。 4、加工圆法兰上端面的 4- m5。 第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式（一）确定毛坯的制造形式。 由零件要求可知，零件的材料为 ht200，因为零件是单件小批量，生产零件 结构又比较简单，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。 （二）基面的选择（二）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， 5 更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工 表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基 准。根据这个基准选择原则，现选圆法兰上端面及其非加工外圆柱面为粗基 准， 利用一套盘托住， 限制 5 个自由度， 再以一个销钉限制最后 1 个自由度， 达到完全定位,然后进行加工。 （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，现选取 d160h7 孔作为精基准，既保证了“基准重合”原则，也 兼顾了“基准统一”原则。 （三）制定工艺路线（三）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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机 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。 1、工艺路线方案一 工序一 铸造； 工序二 人工时效； 工序三 粗、半精铣 80 圆柱端面； 工序四 粗、精铣四方下端面； 工序五 粗、半精车、粗磨、精磨 80 圆柱外表面，车 1*45 倒角； 工序六 钻、半精镗、精镗、金刚镗 d160 孔，车 1*45 倒角； 工序七 半精车、精车圆法兰上端面； 工序八 以 d160 孔为精基准，粗、精铣 4- 12h8 平面； 工序九 以 d160 孔为精基准，划线，钻四方 4- 7 通孔、深度为 6 的 4- 11 孔； 工序十 以 d160 孔为精基准，划线，钻 4.2，深度 12，攻 m5 螺纹； 工序十一 检验 此工艺路线在基准重合和基准统一原则，但因为零件对 d160 孔轴心线有 垂直度和同轴度要求，所以此工艺路线仍然有所欠缺。总结以上路线的优缺点， 得到以下方案。 2、工艺路线方案二 工序一 铸造； 工序二 人工时效； 6 工序三 夹 d95 圆法兰外表面（非加工表面） ，找正，夹紧，车端面， 保证粗糙度 6.3； 工序四 扩、精镗 d160 孔，保证尺寸精度达到 it6，粗糙度 0.8； 工序五 以 d160 孔为精基准，粗、半精车、精车 80 圆柱外表面，保 证对精基准同轴度公差 0.02，尺寸精度达到 it6，粗糙度 0.8， 倒 1*45 角； 工序六 以 d160 孔为精基准，粗、精铣四方下端面，保证对精基准垂 直度公差 0.02，尺寸精度达到 it7，粗糙度 1.6； 工序七 以 d160 孔为精基准，粗、半精车、精车圆法兰上端面，保证 对精基准垂直度公差 0.02，尺寸精度达到 it8- 11，粗糙度 1.6； 工序八 以 d160 孔为精基准，粗、精铣 4- 12h8 平面，保证尺寸精度 达到 it7，粗糙度 3.2； 工序九 以 d160 孔为精基准，钻四方 4- 7 通孔、深度为 6 的 4- 11 孔，保证尺寸精度达到 it8- 11，粗糙度 6.3； 工序十 以 d160 孔为精基准，钻 4.8，深度 12，攻 m5 螺纹； 工序十一 检验。 此工艺路线在方案二的基础上提高了加工精度，特别是垂直度和同轴度，此 工艺路线基本上已能达到零件的技术要求，但在设备时效性上还有所欠缺。 3、工艺路线方案三 工序一 铸造； 工序二 人工时效； 工序三 粗车 80 圆柱端面，粗车、半精车圆柱外表面，粗车四方法兰 下端，车（扩）d160h7 孔； 工序四 粗车、半精车圆法兰上端面，车 d160h7 圆倒角； 工序五 精车 80 圆柱外表面，精车四方法兰下端面，车 80 圆柱面倒 角 1*45，精镗 d160h7 孔； 工序六 精车圆法兰上端面； 工序七 检验； 工序八 钻 4- 7 孔，锪 4- 11 孔； 工序九 钻 4- m5； 工序十 攻丝 4- m5； 工序十一 粗、精铣 4- 12h8 平面； 工序十二 检验。 方案选择：方案 3 工序相对集中，便于管理，且由于采用普通机床，较少使 用专业家具，易于实现。以上两个方案则采用工序分散的原则，各工序工作相对 简单，考虑到定位支座生产批量比较少，工序集中可简化操作，易于保证零件的 7 加工质量，提高生产效率，故选择方案 3 较好，本工艺路线如下表。 表 21 工艺路线 机械加工工艺过程 卡 产品名 称 零件名 称 零件图 号 零件材 料 编 制 审 核 定 位 支 座 定 位 支 座 01 ht200 吴剑平 张松辉 工序 号 工序内容 设备 工艺装备名称及编号 夹具 刀具 量具 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 铸造 人工时效 车 80 圆柱端面，车圆柱外表面， 车四方法兰下端，车 d160h7 孔 车圆法兰上端面，车 d160h7 圆 倒角； 车 80 圆柱外表面， 车四方法兰下 端面，车 80 圆柱面倒角 1*45， 精镗 d160h7 孔； 车圆法兰上端面； 检验； 钻 4- 7 孔，锪 4- 7 孔； 钻 4- m5； 攻丝 4- m5； 粗、精铣 4- 12h8 平面； 检验。 ca6140 车 床 ca6140 车 床 ca6140 车 床 ca6140 车 床 钻床 钻床 钻床 卧式铣床。 三 爪 卡 盘 三 爪 卡 盘 三 爪 卡 盘 可 涨 心 轴 钻夹具 钻夹具 钻夹具 铣夹具 yt15 yt15 yt15 yt15 群 钻 钻 头 群 钻 钻 头 群 钻 钻 头 yg6 游 标 卡 尺 游 标 卡 尺 游 标 卡 尺 游 标 卡 尺 游 标 卡 尺 游 标 卡 尺 游 标 卡 尺 游 标 卡 尺 8 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 定位支座；零件材料为 ht200，硬度 190210hb，毛坯重量 1.45kg，生产 类型为单件小批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸如下： 1、 零件底面： 此底面是最先加工的表面，由机械加工工艺设计实用手册表 6- 92 及公 式（6- 16）计算底面加工余量。 e=c 15 . 0 2 . 0 max aa 式中 e 余量值； amax 铸件的最大尺寸； a 加工表面最大尺寸； c 系数； e=0.65950.2x680.15 =3.04mm 满足机械加工工艺设计实用手册表 6- 93 的要求。 车削加工余量为： 粗车 2.8mm 半精车 0.24mm 2、d160h7 孔: 查工艺手册表 2.22.5，为了节省材料，取 60 孔已铸成孔长度余量 为 5，即铸成孔半径为 55mm。 工序尺寸加工余量： 车（扩）孔 0.48mm 精镗孔 0.02mm 3、 粗、半精车、精车 80 圆柱外表面： 工序尺寸加工余量： 粗车 3.3mm 半精车 0.95mm 精车 0.25mm 4、粗、精车四方下端面： 工序尺寸加工余量： 粗车 1.5mm 9 精车 0.7mm 5、粗车、半精车、精车圆法兰上端面 工序尺寸加工余量： 粗车 1.5mm 半精车 1.0mm 精车 0.7mm 6、粗、精铣 4- 12h8 平面： 工序尺寸加工余量： 粗铣 1.0mm 精铣 0.7mm 7、钻四方 4- 7 通孔、深度为 6 的 4- 11 孔: 该孔为沉孔，毛坯在四方法兰上并没铸孔，为实心，不冲出孔，因为此孔先 钻 7 通孔，用 7 的钢球检查，然后再钻深度为 6 的 11 孔，根据机械加工 工艺设计实用手册确定加工方法。 8、钻 4.8，深度 12，攻 m5 螺纹： 工序尺寸加工余量： 该孔为螺纹孔，毛坯在圆法兰上并没铸孔，为实心，不冲出孔，根据机 械制造工艺手册查知 m5 底孔为 4.8 为零件满足要求确定尺寸余量如下。 钻 m6 底孔 4.8； 攻丝 m6，工序尺寸加工余量 e=0.2 9、其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为单件批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最 大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 （五）确立切削用量及基本工时（五）确立切削用量及基本工时 工序三 粗车端面 1、 加工条件 工件材料：ht200,b =0.58- 0.97gpa hb=190- 240,铸造。 加工要求：粗车 80 孔下端面。 机床： ca6140。 刀具：w18cr4v 硬质合金车刀,牌号 yt15。车削宽度 ae 粗车 80 圆柱外表面 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）由于是车外圆，且基于时效性，选用外圆车刀（yt6） ； （2）刀具几何形状： =60， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 11 确定切削深度： p =3.3mm； 确定进给量 f： 当 p=3.3 时， 工件直径为 80 时， f=1.1 rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知，当用 yt15 车刀加工b=0.580.97gpa 灰铸铁 时，tv =3.64sm, tv=1.2,xrv=1.1,sv=0.94,tv=1.0,kv=1.0,故 =v vtkv=3.641.21.10.94=4.52 sm; n= d v 1000 = 10 52 . 4 1000 =143.84sr; 又由于nc=143.84sr=8630.28minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm52 . 4 1000 84.14310014 . 3 = 。 4. 计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=5,查表知，车削时的入切量和超切量 mmy1 . 4=+，则 l=5+4.1=9.1 ,故s tm 058 . 0 1 . 184.143 1 . 9 = = 半精车 80 圆柱面 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）基于时效性，选用上一工步的刀具，即外圆车刀（yt6） ； （2）刀具几何形状： =60， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 确定切削深度： p =0.95mm； 确定进给量 f：当 p =0.95 时，工件直径为 80 时， f=0.46rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知，当用 yt15 车刀加工b=0.580.97gpa 灰铸铁 时，tv =2.87sm, tv=1.0,xrv=0.92,sv=0.8,tv=1.0,kv=1.0,故 12 =v vtkv=2.871.00.920.8=2.11 sm; n= d v 1000 = 10 11 . 2 1000 =67.2sr; 又由于nc=67.2sr=40318.43minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm11 . 2 1000 2 . 671014 . 3 = 。 4.计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=5,查表知，车削时的入切量和超切量 mmy39 . 0 =+，则 l=5+0.39=5.39 ,故s tm 17 . 0 46 . 0 2 . 67 39 . 5 = = 粗车四方下端面 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）基于时效性，选用上一工步的刀具，即外圆车刀（yt6） ； （2）刀具几何形状： =60， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 确定切削深度： p =1.5mm； 确定进给量 f：当 p=1.5 时，平面为 110 时，f=0.8 rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知，当用 yt15 车刀加工b=0.580.97gpa 灰铸铁 时，tv =3.44sm, tv=1.21,xrv=0.89,sv=0.97,tv=1.1,kv=1.0,故 =v vtkv=3.441.210.890.97=3.59 sm; n= d v 1000 = 110 59 . 3 1000 =10.39sr; 又由于nc=10.39sr=623.62minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm59 . 3 1000 39.1011014 . 3 = 。 4. 计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=110,查表知，车削时的入切量和超切 13 量mmy4 . 1=+，则 l=110+1.4=111.4 ,故s tm 4 . 13 8 . 039.10 4 . 111 = = 车（扩）d160h7 孔 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）基于时效性，选用上一工步的刀具，即外圆车刀（yt6） ； （2）刀具几何形状： =60， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 确定切削深度： p =4.5mm； 确定进给量 f： 当 p=4.5 时， 工件直径为 70 时， f=0.75 rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知，当用 yt15 车刀加工b=0.580.97gpa 灰铸铁 时，tv =3.44sm, tv=1.02,xrv=1.2,sv=0.89,tv=1.01,kv=0.96,故 =v vtkv=3.441.021.20.89=3.75 sm; n= d v 1000 = 60 74 . 3 1000 =19.85sr; 又由于nc=19.85sr=1191.08minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm74 . 3 1000 85.196014 . 3 = 。 4.计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=35,查表知，车削时的入切量和超切 量mmy3 . 4=+，则 l=70+4.3=74.3 ,故s tm 99 . 4 75 . 0 85.19 3 . 74 = = 工序四 粗车圆法兰上端面 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）由于是车外端面，且基于时效性，选用端面车刀； （2）刀具几何形状： =10， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 14 确定切削深度： p =1.5mm； 确定进给量f： 当 p=1.5时， 工件直径为95时， f=0.78 rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知， 当用 端面车刀加工b=0.580.97gpa 灰铸铁时， tv =2.65sm, tv =1.2, xrv=1.01,sv =1.0, tv=0.85,kv=1.0,故 =v vtkv=2.651.21.011.0=3.21 sm; n= d v 1000 = 95 21 . 3 1000 =10.76sr; 又由于nc=10.76sr=645.60minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm21 . 3 1000 76.109514 . 3 = 。 4. 计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=46,查表知，车削时的入切量和超切 量mmy4 . 9=+，则 l=46+9.4=55.4 ,故s tm 60 . 6 78 . 0 76.10 4 . 55 = = 半精车圆法兰上端面 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）由于是车端面，且基于时效性，选用端面车刀； （2）刀具几何形状： =10， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 确定切削深度： p =1.0mm； 确定进给量 f：当 p =1.0 时，工件直径为 95mm 时， f=0.68rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知，当用 端面车刀半精车b=0.580.97gpa 灰铸铁 时，tv =3.12sm, tv=0.97,xrv=0.96,sv=0.86,tv=1.2,kv=1.01,故 =v vtkv=3.120.970.960.86=2.5 sm; 15 n= d v 1000 = 95 5 . 21000 =8.38sr; 又由于nc=8.38sr=502.84minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm50 . 2 1000 38 . 8 9514 . 3 = 。 4. 计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=46,查表知，车削端面时的入切量和 超切量mmy4 . 9=+，则 l=46+9.4=55.4 ,故s tm 02 . 8 86 . 0 03 . 8 4 . 55 = = 车 d160h7 圆倒角 工序五 精车 80 圆柱外表面 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）基于时效性，选用上一工步的刀具，即外圆车刀（yt6） ； （2）刀具几何形状： =60， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 确定切削深度： p =0.25mm； 确定进给量 f：当 p =0.25 时，工件直径为 80 时， f=0.25rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知，当用 yt15 车刀加工b=0.580.97gpa 灰铸铁 时，tv =2.64sm, tv=0.98,xrv=0.96,sv=0.95,tv=1.2,kv=1.1,故 =v vtkv=2.640.980.960.95=2.36 sm; n= d v 1000 = 80 36 . 2 1000 =9.39sr; 又由于nc=9.39sr=563.58minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm36 . 2 1000 39 . 9 8014 . 3 = 。 4.计算基本工时： 16 nf l im =，式中+=yll，l=5,查表知，车削时的入切量和超切量 mmy39 . 0 =+，则 l=5+0.39=5.39 ,故s tm 30 . 2 25 . 0 39 . 9 39 . 5 = = 精车四方法兰下端面 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）基于时效性，选用上一工步的刀具，即外圆车刀（yt6） ； （2）刀具几何形状： =60， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 确定切削深度： p =0.7mm； 确定进给量 f：当 p=0.7 时，平面为 110 时，f=0.38 rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知，当用 yt15 车刀加工b=0.580.97gpa 灰铸铁 时，tv =3.82sm, tv=1.1,xrv=0.94,sv=0.9,tv=1.1,kv=1.0,故 =v vtkv=3.821.10.940.9=3.55 sm; n= d v 1000 = 110 55 . 3 1000 =10.28sr; 又由于nc=10.28sr=616.68minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm55 . 3 1000 28.1011014 . 3 = 。 4. 计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=110,查表知，车削时的入切量和超切 量mmy54 . 1 =+，则 l=110+1.54=111.54 ,故s tm 55.28 38 . 0 28.10 54.111 = = 车 80 圆柱面倒角 1*45 精镗 d160h7 孔 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）基于时效性，选用上一工步的刀具，即外圆车刀（yt6） ； 17 （2）刀具几何形状： =60， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 确定切削深度： p =0.49mm； 确定进给量 f： 当 p=0.49 时， 工件直径为 60 时， f=0.45 rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 查 1.11 表知，当用 yt15 车刀加工b=0.580.97gpa 灰铸铁 时，tv =2.6sm, tv=0.98,xrv=0.96,sv=0.95,tv=1.2,kv=1.1,故 =v vtkv=2.60.980.960.95=2.32 sm; n= d v 1000 = 60 32 . 2 1000 =12.31sr; 又由于nc=12.31sr=738.85minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm32 . 2 1000 31.126014 . 3 = 。 4.计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=70,查表知，车削时的入切量和超切 量mmy4 . 1=+，则 l=70+1.4=71.4 ,故s tm 89.12 45 . 0 31.12 4 . 71 = = 工序六 精车圆法兰上端面 1.选择机床：ca6140。 2.选择刀具： （1）由于是车端面，且基于时效性，选用端面车刀； （2）刀具几何形状： =10， =10 , 0 =5， 0 =5， s =0, =1.0mm; 3.选择切削用量： 确定切削深度： p =0.7mm； 确定进给量 f：当 p =0.7 时，工件直径为 95mm 时， f=0.54rmm； 确定切削速度： 1000 dn v = 18 查 1.11 表知， 当用 端面车刀精车b=0.580.97gpa 灰铸铁时， tv =2.32sm, tv=1.2,xrv=1.1,sv=0.91,tv=1.01,kv=1.0,故 =v vtkv=2.321.21.10.91=2.79 sm; n= d v 1000 = 95 79 . 2 1000 =9.35sr; 又由于nc=9.35sr=561.18minr; 因此实际切削速度vc= 1000 nc d =sm79 . 2 1000 35 . 9 9514 . 3 = 。 4. 计算基本工时： nf l im =，式中+=yll，l=46,查表知，车削端面时的入切量和 超切量mmy4 . 9=+，则 l=46+9.4=55.4 ,故s tm 97.10 54 . 0 35 . 9 4 . 55 = = 工序八 钻4- 7通孔 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=7mm，后角o14，二重刃长度 1202= 20 0 = 30= 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切削用量简明手册 rmmf/3 . 0= 按钻头强度选择rmmf/30 . 0 = 按机床强度选择rmmf/35 . 0 = 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf/22 . 0 = 经校验校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 （查 切削用量简明手册 ） 为0.50.8mm， 寿命 min20=t （3）切削速度 查切削用量简明手册 rmmvc/20= 修正系数 0 . 1= tv k 0 . 1= mv k 0 . 1= tv k 0 . 1=kxv 0 . 1 1 = v k 10= apv k 故 rmmvc/18= 。 min/1485 1000 0 r d v ns= 查切削用量简明手册机床实际转速为 min/1360rnc= 19 故实际的切削速度 rmm nd v s c / 1 . 17 1000 0 = （4）校验扭矩功率 mc mm 锪4- 11孔 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=7mm，后角o14，二重刃长度 1202= 20 0 = 30= 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切削用量简明手册 rmmf/3 . 0= 按钻头强度选择rmmf/30 . 0 = 按机床强度选择rmmf/35 . 0 = 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf/22 . 0 = 经校验校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 （查 切削用量简明手册 ） 为0.50.8mm， 寿命 min20=t （3）切削速度 查切削用量简明手册 rmmvc/20= 修正系数 0 . 1= tv k 0 . 1= mv k 0 . 1= tv k 0 . 1=kxv 0 . 1 1 = v k 10= apv k 故 rmmvc/18= 。 min/1485 1000 0 r d v ns= 查切削用量简明手册机床实际转速为 min/1360rnc= 故实际的切削速度 rmm nd v s c / 1 . 17 1000 0 = （4）校验扭矩功率 mc mm 粗铣 4- 12h8 平面 1. 加工条件 工件材料：ht200,b =0.58- 0.97gpa hb=190241,铸造。 加工要求：粗铣4- 12h8平面。 机床：x6130卧式铣床。 刀具：w18cr4v硬质合金钢端铣刀,牌号yg6。铣削宽度aepcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,vfc=475mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tml/ vf=(116- 70+3.6)/475=0.10min=6.27s。 精铣4- 12h8平面。 1. 加工条件 工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,铸造。 加工要求：精铣4- 12h8平面。 机床：x6130卧式铣床。 刀具：w18cr4v硬质合金钢端铣刀,牌号yg6。铣削宽度aepcc。故校验合格。 最终确定 ap=0.7mm，nc=475r/min,vfc=490mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.17mm/z。 6）计算基本工时 tml/ vf=(46+3.6)/490=0.10min=6.27s。 钻4- 7通孔工序卡如下表： 机械加工工序卡 产品名称 零 件 名 称 零 件 图 号 零 件 材 料 编 制 审 核 定位支座 定 位 支 座 wdt3 ht200 吴剑平 张松辉 机床型号 z512 控制系统 机电系统 程序号 工步 号 工步内容 刀 具 夹 具 切削用量 刀 具 号 规 格 刃 长 s f ap 23 1 钻 4- 7 孔， 保证 粗糙度 6.3。 7 麻 花 钻 1.9 钻 夹 具 1260 0.22 7 钻4- m5螺纹底孔工序卡如下表： 机械加工工序卡 产 品 名 称 零件名称 零件图号 零 件 材 料 编 制 审 核 定 位 支 座 定位支座 wdt3 ht200 吴剑平 张松辉 机床型号 z512 控制系统 机电系统 程序号 工 步 号 工步内容 刀具 夹具 切削用量 刀 具 号 规 格 刃 长 s f ap 24 1 钻 4- m5 螺纹底孔， 保证深度为 12mm. 4.2 麻 花 钻 1.2 钻 夹 具 1245 0.19 4.2 铣4- 12h8槽工序卡如下表： 机械加工 工序卡 产品名称 零件名称 零 件 图 号 零 件 材 料 编制 审核 定位支座 定位支座 wdt3 ht200 吴剑平 张松辉 机床型号 x6130 控制系统 机电系统 程序号 工 步 号 工步内容 刀具 夹 具 切削用量 刀 具 号 规 格 刃长 s f ap 25 1 2 粗铣 4- 12h8 槽 精铣 4- 12h8 槽， 保证深度上 下偏差为0.1和 0，粗糙度 3.2 yg6 30 端 铣 刀 15mm 铣 夹 具 475mm/s； 490mm/s 0.16 mm/z 0.17mm/z 3.3； 0.7 第三章第三章 专用夹具设计专用夹具设计 本次设计中为定位支座钻 4- m5 螺纹孔设计专用夹具。以便在加工过程中 提高工作效率、保证加工质量。定位支座零件在本次夹具设计为加工80 0.0095 孔的端面上 4 个 m5 螺纹底孔的加工设计专用夹具。专用夹具的特点： 针对性强、结构简单、刚性好、容易操作、装夹速度快、以及生产效率高和定 位精高。 利用本夹具主要用来钻、锪加工顶面的四孔，其中一个孔需要精加工。加工时 除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对80h0.0095 孔的平行度公差 要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳 动生产率和降低劳动强度。 3.1 工艺分析工艺分析 a加工零件：定位支座 b加工任务：钻 4- m5 螺纹底孔 c确定 m5 螺纹底孔的尺寸，查表知应选择钻4.2 直柄麻花钻底孔。 d. 4.2 底孔轴线到60h7 孔轴线的距离为（680.1）- 60=80.1mm 且都在与60h7 孔同轴的680.1 的圆上，且成 90 度角对称分布 与 4- 7 孔夹角为 45 度。钻孔深度 12mm。 工序基准。根据以上要求，工序基准为60h7 孔、800.0095 孔及其 端面、两个对角7 孔。 3.2 钻模钻模结结构构设计：设计： 定位方案的确定 由零件图可知：顶面四孔的轴线与800.0095 孔的尺寸要求，在对孔进行 加工前，800.0095 孔及其端面已按其加工技术要求加工，因此，80 0.0095 孔及其端面定位精基准 （设计基准） 来满足其面上四孔加工的尺寸要求。 另外选择两孔一面来重复定位工件。用心轴和端面来限制 5 个自由度，在对角 26 的两个7 孔分别用菱形销和圆柱销定位，用来限制最后一个绕 z 轴旋转的自 由度。此定位方案装夹方便，定位精度较高，故选用此定位方案。 定位元件：通用套盘 菱形销 钩形压板 定位键：材料，45 钢按 gb t699- 1999 的规定。 热处理，4045hrc。 其他技术条件按 jb t8044- 1999 的规定。 钻模板 固定式钻套：材料，t10a 按 gbt1298- 1986 的规定。 热处理，t10a 为 5864hrc。 其他技术条件按 jbt8044- 1999 的规定。 27 导向方案。由于 4 个加工孔是螺纹底孔，可直接钻出，又因批量不大，故 宜选用固定钻套。在工件装卸方便的情况下尽可能选用固定式钻模板。 夹紧方案。 为了便于快速装卸工件，采用螺钉及开孔垫圈夹紧机构。为 了保证精度，采用钩形压板在两销位置夹紧工件。 夹具体。选用铸造夹具体，在夹具体上设置工艺孔。 3.3 切削力及夹紧力的计算：切削力及夹紧力的计算： 由 资 料 机 床 夹 具 设 计 手 册 查 表 721 可 得 ： 切 削 力 公 式 ： pf kfdf 75 . 0 2 . 1 412= 式 中 mmd5= rmmf/3 . 0= 查 表 821 得 ： 95 . 0 ) 190 ( 6 . 0 = hb kp 即： )(53.1094nff= 实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表 1121 得： kfw fk = 安全系数 k 可按下式计算： 6543210 kkkkkkkk = 式中： 60 kk 为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手 册表 121 可得： 25. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1=k 所以 )(68.246225 . 2 53.1094nfkw fk = 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。 取 25. 2=k ， 16 . 0 1 = ， 2 . 0 2 = 28 螺旋夹紧时产生的夹紧力： )(5830 )( 21 0 n tgtg ql w z = + = 式中参数由16机床夹具设计手册可查得： 33 . 9 = 675 . 5 = z r o 90 1 = 059 2 = o 631= o 其中： )(110 mml = )(80 nq = 由16机床夹具设计手册表 2621 得：原动力计算公式： 由上述计算易得： k ww 0 。因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 3.4 误差误差分析与计分析与计算算：该夹具以800.0095 孔及其端面为定位基准，要求保证 孔轴线与侧面间的尺寸公差。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工序公差。 孔与面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献15互换性与 技术测量表 251 可知： 取m（中等级）即 ：尺寸偏差为 2 . 015 、 3 . 0107 由16机床夹具设计手册可得： 、 定位误差： 定位尺寸公差 mm2 . 0= ， 在加工尺寸方向上的投影， 这里的方向与加工方向一致。即：故 mm wd 2 . 0 . = 夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： 0= jj 、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：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差 的五分之一取。即 mm ad 06 . 0 = 误差总和： mmmm wj 5 . 0265 . 0 =+ 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。 29 3.5 夹具设计及操作的简要说明：夹具设计及操作的简要说明： 本夹具用于在钻床上加工800.0095 孔的端 面的螺纹底孔。 工件以800.0095 孔孔及其大端端面为定位基准， 在定位销 （心 轴）和压紧元件以及防转销上实现完全定位。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈, 以便装卸。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。 总结总结 通过这次课程设计使我们加深了对机械制造技术课程的理解， 使我们初步掌 握了对平时学习知识的灵活运用。 在这次的课程设计中，我们理解了机械制造技术的一般方法和步骤，同时也 让我们初步获得了分析和解决生产流程与制造设计的能力。 在此次课程设计的过 程中，我们不断地遇到新问题，通过和同学们一起交流探讨，还有倪老师的指导 帮助，又不断地去努力解决它，使我们的意志得到了磨练，能力得到了锻炼，相 信对我们在以后的学习和工作中都会有很大帮助的。 参考文献参考文献 1 东北重型机械学院.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社 2 机械出版社.1983.机床夹具图册. 3 赵家齐.1983.机械制造工艺学课程设计指导书.哈尔滨工业大学出版 社. 4切削用量简明手册 第3版. 5机械加工工艺设计实用手册. 6 张世昌.2008.高等教育出版社机械制造技术基础 7 董庆华.2008.8.车削工艺分析及操作案例.化学工业出版社. 8 卢志文.2005.7.工程材料及成形工艺机械工业出版社. 9 陈东祥.2004.8.机械及图及cad基础.机械工业出版社. 30 附录附录 张松辉张松辉：负责工艺路线、夹具设计方案的制定和绘制夹具装配图.这次课程设计培 养了我综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题的能力，在整整三个星期的日子 里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固以前所学过 的知识， 而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。 通过这次课程设计使我懂得了理论 与实际相结合是很重要的， 只有理论知识是远远不够的， 只有把所学的理论知识与实践相结 合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思 考的能力。 在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重， ，难免会遇到过各种各样的问题，同 时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻不够深刻， 掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。 这次课程设计终于顺利完成了， 在设计中遇到了很多问题， 最后在老师的辛勤指导下， 终于游逆而解。同时，在老师的身上我学得到很多实用的知识，再次我表示感谢！同时，对 给过我帮助的所有同