踏脚座加工工艺及钻Φ8孔夹具设计（全套含CAD图纸）
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1 附录 1 外文翻译 基于事例推理的夹具设计研究与应用 摘要 :根据基于事例的设计方法 ,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征信息来描述夹具的相似性 ,并建立了包括这 2方面主要特征信息为基础的事例索引码 ,设计了事例库的结构形式 ,创建了层次化的事例组织方式 ;同时 ,提出了基于知识引导的夹具事例检索算法 ,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似事例的存贮 ,形成了基于事例推理的夹具设计 并取得了令人满意的使用效果 . 关键词 : 基于事例的推理 夹具设计 具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位 ,所以它的设计是制造过程中的瓶颈 ,制约着效率的提高 . 夹具设计是一个复杂的过程 ,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅长绘制详细设计图的传统的 具（如 )时 ,这仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些益处 ,而这正是提高效率的关键因素 . 基于事例推理 (的方法适应以往个案解决的办法 ,建立一个新问题的方法 ,主要有以下四步骤 :检索、利用、修改 ,并保留 为提出一个类似的情况 ,和采用一些修改 ,似乎不言自明 ,而且比人类更直观 在注射成型及设计、建筑设计、模具设计投死 , 规划过程中 ,还有夹具设计 . 孙用六个数字组成代码参数 ,包括工件的形状、机械部分、轴衬 ,第一定位装置 ,第二定位装置和夹紧装置 . 但这个系统不能 用于除钻床夹具外的其他夹具类型 ,不能解决储存需要保留的同一参数代码的问题 ,这在 是非常重要的 . 1 事例参数和事例图书馆的建立 例参数 事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具 . 使用他们能够使操作方便 . 因为零件的形状是多种多样的 , 在生产企业中制造的技术要求也不断发展 ,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低 ,其主要特征是不 2 重要的 ,因为分配给每个特征的比重必须减少 . 另一方面 ,事例参数包含所有的特征是困难的。 因此 ,考虑到实际和快速设计的需求 ,事例参数要包含工件的主要特征和 夹具的结构。事例参数代码由 16 位数组成： 13 位数是事例特征 3 位数是事例识别数字。 前 13 位数代表 13 个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致 ,这可能是*、 ？ 、 1、 2， ， A、 B, ， Z， ，等其中的一个。其中， *是指任何一个 ,?代表不确定 ,0代表没有。 系统规定 :夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是 *和 ?。在设计系统时 ,三个项目的属性信息没有这些选择 ,这就意味着必须选择确定的属性。 最后三位数是事例识别号码 ,如果事例特征的 13 位数是一样的 ,这三个数字就 用来区别他们。 该系统还规定 :000是用于修正的一个典型事例 ,其他事例 001、 002、 ,这些是用于设计师查找参考事例的 . 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例 ,首先它必须要求改成 000,前面的自动变成参考事例 . 事例索引码的结构如图 1 所示。 1 夹具类型； 6 工件重量； 11 夹紧模型； 2 工件形状； 7 工件刚度； 12 夹具体； 3 工件材料； 8 加工内容； 13 其他； 4 批 量； 9 过程所有物； 14 到 16 事例识别码； 5 工件比例； 10 定位模型； 图 1 事例索引码的结构 例库 事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的问题之一。所以由索引码复合。 例的层次化 夹具的结构相似被认为是整个夹具，成分和内容相似。所以，整个夹具事例库，成分事例库，夹具的成分事例库形成相同。整个夹具的设计资料通常是由工件资料和工件加工资料组成 ,这就意味着夹具的设计应满足特别功能的需求 成分组成，它是用功能成分的名字和数字来进行描述 3 的。成分事例代表成员（成分功能和其他结构成分，主要驱动参数，数字，和它们的约束关系）。成分事例（夹具的最低层）是功能成分和和其他成分的结构。在现代夹具设计中有很多参数化准件和普通非标准件。所以成分事例图书馆应记录特殊参数和保持它们的方法。 2 事例修改的策略 在基于事例的夹具设计中，最重要的是相似点的修改，这样能有助于获得最相似的事例，以及缩短适应时间。根据夹具设计的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知识指导结合起来。首先在深度上查找，然后在宽度上；知识指 导策略意味着在来自客观事物根源的知识规则上查找，这就要首先查找固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。例如，如果事例索引码包括夹具类型的磨削夹具，就只查找所有的磨削夹具，然后查找工件形状的盒子，第三查找一个平面两个销的定位方法。如果没有合适的，就查找深度标点，然后回到最上层，然后再找所有与宽度相关的事例。 修改方法： 1） 根据夹具事例库的事例索引信息，查找有关事例库。 2） 将事例索引码与事例库的每个事例码匹配，然后计算相似尺寸的价值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最类似的事例。 两个事例之间的相似 点是基于两个事例特征之间的相似点。相似点尺寸的计算依靠特征的类型。相似点的价值可以通过数字化的价值来计算，例如比较重量分别是 50 20工件。非数字化的价值也能计算，例如，现在前13 位索引码都是非数字化的价值。一个夹具的相似尺寸的计算公式如下： 其中 S 表示通用夹具的相似尺寸， n 表示索引特性数， 表示每个特性的重量，表示事例库中特性 和相关夹具的特性 的相似尺寸。同时，数值计算如下： 4 其中 表示第 i 个特征的索引特性值， 表示事例库中第 j 个事例的 第 i 个特征的特性值。 所以有两种方法选择相似夹具。一个方法是建立数值。如果通用事例的相似尺寸值比给定的数值小，这些事例就不能选来作相似事例。事例库最初建立的时候，只有一些事例，数值可以建小一点。如果有大量的相似事例，数值就应该建的大一些。另外一个方法是只建立相似事例的数字（例如 10），这是类型单里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存储 例的修改 夹具设计中相似事例的修改包括以下三个阶段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不变，调整成分的特性 3） 模型重新设计 如果夹具的成分是普通的物品，它们能通过 使用工具被修改，代替以及删除，这些已经被设计好了。 例的存储 在将一个新的事例保存到事例库之前，设计者必须考虑保存是否有价值。如果这个事例不能增加系统的知识，就没有必要把它保存到事例库里。如果它有价值的话，设计者在保存之前必须分析一下，看看这个事例是否作为标准事例或参考事例被存储了。一个标准事例是一个描述同族事例主要特征的标准。一个同族事例是有事例库中索引码前 13 位相同而最后三位不同的那些事例组成的。一个标准事例的最后三位通常是“ 000”。一个参考事例属于同族标准事例， 5 最后三位用不同数字区分。 从被解释的概念中，可采用以下方法： 1）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，和一个存在的标准事例的前 13 位数相同，那么这个事例就不能存储因为已经这种标准事例了。或者只能作为一个参考事例保存（最后三位不是“ 000”，而且和其它的不一样）在事例库中。 2）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，并且被认为代替这个事例族要比以前的标准事例好，那么这个标准事例就被这个新的事例代替，以前的标准事例作为一个参考事例保存。 3）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族不一致，一个新的事例族将会自动产生，并 作为标准事例保存到事例库中。 4 夹具设计中基于事例推理的过程 根据夹具设计的特性，夹具设计的基本信息，例如夹具的名字，零件，生产和设计者等等，必须先输入。然后，输入或设计工件的模型。输入有关工件的细节信息，建立事例索引码，然后 始依靠相似尺寸查找相似事例，选出最相似的事例。如果需要的话，事例要满足通用性设计，再存储到事例库中。程序流程图如图 2 所示 图 2 基于事例推理的夹具设计流程图 6 5 基于事例推理的夹具设计说明 这是一个工件如图 3 所示。材料是 45 钢，底座，形状为块状，生产批量为中批等。需要设计 成一个用来旋转孔的旋转夹具。 图 3 需要设计夹具的一个工件 （最大尺寸 80 工件的特征值，属性值，事例索引码和重量在表 1 中列出。 表 1 工件的事例索引码和重量 特征名称 特性值 索引码 重量 夹具类型 车床夹具 1 100 工件形状 块状 9 90 工件材料 中 碳钢 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 轻 5 60 工件刚度 硬度强 1 60 加工内容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三个平面 1 100 夹紧方法 不确定 ？ 90 夹具体 复合 4 80 其他 没有 0 60 7 通 过 查 找 和 计 算 相 似 点 ， 最 相 似 的 事 例 的 事 例 索 引 码是19325513321402000，细节信息在表 2 中列出。 表 2 最相似事例的事例索引码 特征名称 特性值 索引码 夹具类型 车床夹具 1 工件形状 块状 9 工件材料 中碳钢 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 轻 5 工件刚度 硬度强 1 加工内容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三个平面 1 夹紧方法 不确定 ？ 夹具体 复合 4 其他 没有 0 相似点的计算如下： 所以夹具的相似尺寸值是 是在事例库中用于设计的最相似的事例，最相似的事例的结构如图 4 所示 8 图 4 最相似的夹具 当成分替代，修改定位模型和夹紧模型，以及调节相关尺寸之后，新的夹具被设计出来，图形如图 6 所示 图 5 需要设计的新夹具 因为在事例库中没有相似夹具，新夹具被储存到事例库中。事例索引码是19325523311402000。 6 结论 基于事例推理，作为一个问题解决的方法，是一个比模仿人类思想的专业系统更有效的方法 ，已经在很多难获取知识的领域里得到发展。基于事例推理的优点如下：它和人类的思想很相似；一个事例库通过保存新事例获得自学能力，它比有惯例库更快更容易，它可以更好的传递和解释新的知识，这和惯例库有 9 很大的不同。基于事例推理中提出的一个夹具设计的框架已经被实行了，使用的是支持基础数据的 ， 脑绘图软件。这个框架也已经和普通成分库和典型夹具库结合起来。这个发展的标准系统，用于航空项目，帮助夹具设计者提高设计效率和重新使用先前的设计资源。 1 O m is on of up on of at of in K K a to of m to im e. a of m e AD ), . is am m to an s So m e of of m s of of m in m it is in of m 613 33”,“？”,“1”,“2”,“A”,“B”,“Z”, *”m ?”0”. s m of e, of 000”is 01”,“002”, to be If it m 00”, er is im of is as ed of es em (m of In m m 2im of e of of if m of s:1)to of )of m 3is of m of of At e e, If of sm If is to of m m of ) )m on m of it is it it to is as 3of 00”e ) If a m it 3Or is 00”,e If a m at If m e m of m of is or m m is of e of m to m p m is in as a is a m an an in m it an m is a im +, as 2m m 江阴职业技术学院 机械加工工序卡 产品型号 零件图号 产品名称 踏脚座 零件名称 共 2 页 第 1 页 车 间 工 序 号 工序名称 材料牌号 金工 5 铣 凸台上 16 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣 床 01 1 夹具编号 夹具名称 切削液 用夹具 有 工位器具编号 工位器具名称 工序 工时 专用 器具 准终 单件 工步号 工 步 名 称 工 艺 装 备 主轴 转速 / 1r 切削 速度 / 1m 进给 量 吃 刀量 / 给 次数 工 时 机动 单件 1 铣凸台上 16 专用夹具 400 1 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 江阴职业技术学院 机械加工工序卡 产品型号 零件图号 产品名称 踏脚座 零件名称 共 2 页 第 2 页 车 间 工 序 号 工序名称 材料牌号 金工 5 钻凸台上 8 的孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 有 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 名 称 工 艺 装 备 主轴 转速 / 1r 切削 速度 / 1m 进给 量 吃 刀量 / 给 次数 工 时 机动 单件 1 钻 8 的孔 专用夹具 320 1 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械工艺过程卡片 产品型号 踏脚座 零件图号 踏脚座 产品名称 踏脚座 零件名称 踏脚座 共 1 页 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯可 制件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 / 终 单件 1 铣 铣 底部 大平面 金工 柱形铣 刀 2 铣 铣 38的两端面 金工 柱形铣 刀 3 钻 钻 扩铰 20的孔 金 工 刀 4 铣 铣 16的凸台 金工 柱形铣 刀 5 钻 钻 8的孔 金工 刀 6 钻，铣 先钻后铣相距 60金工 铣刀 7 去毛刺 金工 8 终检 金工 描图 描校 底图号 装订号 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化（日期） 会签 （日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 签字 日期 I 江阴职业技术学院 毕业设计 课 题： 踏脚座 加工工艺及 钻 8 孔 夹具设计 专 题： 专 业： 机 械 制 造 及 自 动 化 学 生 姓 名： 班 级 ： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 要 踏脚座 零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。 本设计是 基于 踏脚座 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。因 此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以 踏脚座 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以 底面 与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，机构可以不必自锁 ， 因此生产效率较高 ， 适用于大批量、流水线上加工 ， 能够满足设计要求。 关键词： 踏脚座 类 零件； 工艺 ； 夹具 ； he is a of In of to of is to to of as a as a of is to of In to of is 录 摘 要 一 章 加工工艺规程设计 1 件的分析 1 件的作用 1 脚座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 2 和平面的加工顺序 2 系加工方案选择 2 脚座加工定位基准的选择 3 基准的选择 3 基准的选择 3 脚座加工主要工序安排 4 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 定切削用量及基本工时（机动时间） 6 间定额计算及生产安排 12 第二章 钻 8 孔夹具设计 16 究原始质料 16 位、夹紧方案的选择 16 削力及夹紧力的计算 17 差分析与计算 18 套、衬套、钻模板设计与选用 19 具体的设计 20 具设计及操作的简要说明 21 总结 22 参 考 文 献 23 1 第 一 章 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 踏脚座 。 它在车辆上面应用范围很广。该类零件的结构和尺寸有着很大的差异，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为精度要求较高的孔、零件由内孔、外圆、端面等表面构成。 因此 踏脚座 零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精 度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 踏脚座 零件的 底面 用以安装盖，实现功能。 2 件的工艺分析 由 踏脚座 零件图可知 。分析如下： 0 90 的平面 C 为设计基准的加工表面 这组加工表面包括 ： 38 的两个端面粗糙度 及直径为 20 孔粗糙度要求为 及相距 60两槽粗糙度要求为 . 20 孔为基准加工表面 这组加工表面包括直径为 16 的凸台端面粗糙度要求为 B 基准的平行度公差为 及 8 的孔粗糙度要求为 脚座 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该 踏脚座 零件的主要加工表面是平面 及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于 踏脚座 来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 和平面的加工顺序 踏脚座 类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工 踏脚座 上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。 踏脚座 的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面 可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 踏脚座 零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 系加工方案选择 踏脚座 孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据 踏脚座 零件图所示的 踏脚座 的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为 适宜。 （ 1） 用镗模法镗孔 在大批量生产中， 踏脚座 孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 3 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （ 2） 用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求 产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用坐标法镗孔，需要将 踏脚座 孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 脚座 加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1） 保证各重要支承孔的加工余量均匀； （ 2） 保证装入 踏脚座 的 零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以 踏脚座 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 基准的选择 从保证 踏脚座 孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精 基准的选择应能保证 踏脚座 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 踏脚座 零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是 踏脚座 的装配基准，但因为它与 踏脚座 的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 4 脚座 加工主要工序安排 对于大批量生产的零件， 一般总是首先加工出统一的基准。 踏脚座 加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到 踏脚座 加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此， 底面 上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于 踏脚座 ，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系， 但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 打及 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现将 踏脚座 加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 工序 工序 工序 30 铣 80 90 的平面，以其背面为加工基准。 工序 40 铣 38 的两个端面，以平面的端面为加工基准 工序 50 钻扩铰 20 的通孔，以大平面的端面为加工基准。 工序 60 铣 16 的凸台平面，以中心轴线为加工基准。 工序 70 凸台上 8 的孔，以平面的端面为工序基准。 工序 80 先钻后铣大平面上的两槽，以平面的端面为工序基准。 工 序 90 去毛刺 工序 100 终检 5 工艺路线二： 工序 工序 工序 30 铣 80 90 的平面，以其背面为加工基准。 工序 40 铣 38 的两个端面，以平面的端面为加工基准 工序 70 铣 16 的凸台平面，以中心轴线为加工基准。 工序 60 钻扩铰 20 的通孔，以大平面的端面为加工基准。 工序 70 凸台上 8 的孔，以平面的端面为工序基准。 工序 80 先钻后铣大平面上的两槽，以平面的端面为工序基准。 工序 90 去毛刺 工序 100 终检 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题， 方案 二 把底面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工 定位基准不足，特别镗孔工序。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。 综合选择方案一： 工序 工序 工序 30 铣 80 90 的平面，以其背面为加工基准。 工序 40 铣 38 的两个端面，以平面的端面为加工基准 工序 50 钻扩铰 20 的通孔，以大平面的端面为加工基准。 工序 60 铣 16 的凸台平面，以中心轴线为加工基准。 工序 70 凸台上 8 的孔，以平面的端面为工序基准。 工序 80 先钻后铣大平面上的两槽，以平面的端面为工序基准。 工序 90 去毛刺 工序 100 终检 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 踏脚座 ”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 度 170 241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （ 1） 底面 的加工余量。 根据工序要求， 底面 加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照机械加工工 艺手册第 1 卷表 余量值规定为 6 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 余量值规定为 （ 2） 两侧面孔加工余量 毛坯为实心，不冲孔。 定切削用量及基本工时（机动时间） 工序： 铣 80 90 的平面 C，以其背面为加工基准。 1） 加工条件 加工材料： 45 钢正火，硬度为 207241锻。 加工要求：粗铣 80 90 的平面 C，粗糙度 机床： 式铣床。 刀具：圆柱铣刀齿数 z=8. 2） 计算加工工时 由机 械制造工艺设计手册表 切削用量为 由表 得铣刀进给量 7 根据切削用量手册表 切削用量 取00m/公式： 1000s p= 得： 削工时计算： + D= L=90择机床90r/ t= 序 ：铣 38 的两个端面，以平面的端面为工序基准，以平面 C 的中心平面为设计基准。 1） 加工条件 加工材料： 45 钢正火，硬度为 207241锻。 加工要求：铣 38 的两个端面，粗糙度 机床： 式铣床。 刀具：圆柱铣刀。 2） 计算加工工时 由机械制造工艺设计手册表 切削用量为 由表 得铣刀进给量据切削用量手册表 切削用量 5选用铣刀直径为 80表 大磨损限度为 据表 刀寿命 T=120 由切削用量手册表 D +y=17据铣削速度公式 0dp a f a z= 查表80，0d=80, 5,m= 8 则取00m/公式： 1000s p= 得： 切削工时计算： + D=L=60择机床75r/ t= 于工艺基准与设计基准不重合，故需要进行尺寸换算，加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为 30寸 30终结环，给定尺寸 40及 30于基准不重合加工时应保证尺寸 A A=400定尺寸：因终结环公差等于个组成环公差之和，采用等公差分配尺寸 303， 10=序 ：钻、扩、铰 20 9H 孔。 机床： 立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9 选 高速钢 锥柄麻花钻头。 钻孔 20 9H 钻孔 20 9H 时先采取的是钻 17 孔，再扩到 ，所以 17D 。 切削深度给量 f ：根据参考文献 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 1 7 ， 按照参考文献 3表 31，取 630 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 7 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 9 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 扩孔 20 9H 刀具：根据参照参考文献 3表 31 选择硬质合金锥柄麻花 扩孔钻头。 片型号： 钻孔 20 9H 时先采取的是先钻到 17 孔再扩到 ，所以 ，1 17d 切削深度给量 f ：根据参考文献 3表 52，取 f mm r 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 53，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 4 6 0 4 2 6 . 7 8 / m i 1 4 1 9 . 7 按照参考文献 3表 31，取 500 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 9 . 7 5 0 0 0 . 5 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l 有： 11 1 9 . 7 1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 ， 取 2 走刀次数为 1 机动时间24 2 3 3 0 . 1 6 m i 6 5 0 0 铰孔 20 9H 刀具：根据参照参考文献 3表 54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度且 20D 。 进给量 f ：根 据参考文献 3表 58， 取 。 10 切削速度 V ：参照参考文献 3表 60，取 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i 1 4 2 0 按照参考文献 3表 31 取 315 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 6 0 0 0 . 6 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ， 01 2 0 1 9 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间34 2 2 . 0 9 3 0 . 0 7 m i 1 5 该工序的加工机动时间的总和是0 . 2 5 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 4 8 m i 工序 ：铣 16 的凸台平面，以中心轴线为工序基准。 1） 加工条件 加工材料： 45 钢正火，硬度为 207241锻。 加工要求：铣 f 16 的凸台平面，粗糙度 机床： 式铣床。 刀具：圆柱铣刀。 2） 计算加工工时 由机械制造工艺设计手册表 切削用量为 由表 得铣刀进给量据切削用量手册表 切削用量 5选用铣刀直径为 40表 大磨损限度为 据表 刀寿命 T=120 由切削用量手册表 D +y=12m 根据铣削速度公式 0dp a f a z= 查表80，0d=80, 5,m=取00m/ 11 由公式： 1000得： 切削工时计算： + D=L=16择机床00r/ t= 序 ：钻凸台上 8 的孔，以平面的端面为工序基准，以平面的中心平面为设计基准。 根据切削用量手册表 =r。 V 钻 = 5m/ 选用 床。 根据主轴转速的计算公式 1000s p= 得 床选取 320r/际切削速度 1000 p= 得 v=削工时（选用切入切出量 y+ D = + D= 得 t=于工艺基准与设计基准不重合，故需要进行尺寸换算，加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为 0寸 0终结环，给定尺寸 45及 45于基准不重合加工时应保证尺寸 A A=45 12 规定尺寸：因终结环公差等于个组成环公差之和，采用等公差分配尺寸 03， 0/2=序 ：先钻后铣大平面 C 上的两槽，以平面的端面为工序基准，以平面的中心平面为设计 基准。 铣刀类型：直柄立铣刀（硬质合金） 槽的半圆形槽的直径为 10度为 15机械制造工艺设计简明手册表 柄立铣刀（ 平型直立铣刀（ ，知 16 凸台 =10择标准型 准型72，粗糙度精度低，选择粗齿， z=3. 由金属切削速查手册表 5质合金立铣刀铣削平面和凸台的进给量带整体刀头的立铣刀，铣刀直径0d=10mm，3z. 选用 铣床 主轴转速 V=进给量 f=l=20用 v=375r/T=l/f=t=2T=于工艺基准与设计基准不重合，故需要进行尺寸换算，加工完毕需要保证两端面度平面的中心平面的距离为 30 寸 30终结环，给定尺寸 15及 45于基准不重合加工时应保证尺寸 A A=450定尺寸：因终结环公差等于个组成环公差之和，采用等公差分配尺寸 303， 30/2=后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见表一。 间定额计算及生产安排 假设该零件 年产量为 10 万件。一年以 240 个工作日计算，每天的产量应不低于 417 件。设每天的产量为 420 件。再 以每天 8 小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于 参照机械加工工艺手册表 械加工单件（生产类型：中批以上） 13 时间定额的计算公式为： %)1)( （大量生产时 0/ 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)( 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序 1：粗、精铣 底面 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m i i 131)()1)( 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时 ，m dd 即能满足生产要求 工序 2：钻 底面 孔 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 k 单间时间定额 m i i )1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 3：粗铣两侧面及凸台 14 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m i i 131)()1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 4：钻 侧面孔 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 k 单间时间定额 m i i )1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 5：粗铣前后端面 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m i i 131)()1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 6：铣前后端面 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则 15 m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m i i 131)()1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 15：精 铣两侧面 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m i i 131)()1)( 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，m dd 即能满足生产要求 工序 17： 底面 螺纹孔攻丝 机动时间照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为 工步辅助时间为 则 m 参照钻孔 k 值，取 k 单间时间定额 m i i )1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 16 第 二 章 钻 8 孔 夹具设计 究原始质料 利 用本夹具主要用来加工 8 孔 ，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。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。 位、夹紧方案的选择 由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工， 中心 孔 进行了钻、 铰加工。 由零件图可知：在 进行加工前， 端面 平面进行了粗、精铣加工，孔 20 9H 进行了钻、扩、铰加工 。 因此 ，定位、夹紧方案有： 方案 ：选底平面、 20 9H 工艺孔和 大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小孔。 17 方案 ： 20 9H 工艺孔用短圆柱销，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面二种方案： 方案 中的心轴夹紧、定位是不正确的， 20 9H 孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。 图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择 底平面和两孔 为定位基准来设计钻模，从而 满足孔 的加工要求。工件定位用底面和两孔定位 限制 5 个自由度。 削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用：台式钻床 具用高速钢刀具。 由参考文献 5查表 721 可得： 切削力公式： 1 f K式中 6D 0 /f m m r 查表 821 得： 0 ()736其中： 即： 9 5 5 ( )际所需夹紧力： 由 参考文献 5表 1 2 12 得： 12 有：120 . 7 , 0 . 1 6安全系数 K 可按下式计算 有： 6543210 式中：60 全系数，见 参考文献 5表 121 可得： 1 . 2 1 .
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