要设计此零件的加工工艺，首先是零件的分析；其次是确定毛坯的制造形式以及制订工艺路线，翻阅《切削余量手册》，确定机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸、切削用量及基本工时的确定。专用夹具的设计，首先要想好设计方案，找准定位面及各个定位元件所限制的自由度。翻阅《夹具设计手册》及《机械制造工艺手册》确定各个夹具体零件的具体尺寸。

关键词：工艺夹具夹紧定位

ABSTRACT

To design parts of this processing, the first parts of the analysis; secondly, to determine the blank forms and the development of manufacturing process line, read "Cutting cushion manual," setting machinery allowance, processes size, rough size, cutting parameters and the basic hours of work identified. Special fixture design, the design must first consider good programs, pinpoint positioning face and positioning components of the various restrictions of freedom. Read "Fixture Design Manual" and "Machinery Manufacturing Technology Handbook" establish specific folder size of the specific components.

Keywords : Process Fixture Synchronizing Location

摘要I

ABSTRACTII

第1章绪论1

1.1 定位装置2

1.2 夹紧装置3

1.3 对刀－引导装置4

1.4 其他元件及装置5

1.5 夹紧体6

第2章箱盖零件的分析7

2.1 零件的作用8

2.2 零件的工艺分析9

第3章箱盖零件的规程设计10

3.1 确定毛坯的制造形式11

3.2 基面的选择12

3.3 基准的选择13

3.3.1.粗基准的选择13

3.3.2精基准的选择14

3．4制订工艺路线14

第4章曲轴箱盖工艺过程15

第5章确定切削和用量及基本工时16

第6章夹具设计23

6.1 铣上端平面夹具设计24

6.2 钻12-M8孔夹具设计25

结论26

参考文献27

致谢28

绪论

机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工位置，提高加工效率，以减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性性。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。而专用夹具是指专为某一工件的某一道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。

专用夹具由定位装置、夹紧装置、对刀－引导装置、其他元件及装置、夹具体。

1.1定位装置

这种装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置，即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确的位置，如支承钉、支承板、V形块、定位销等。

1.2夹紧装置

它的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。它通常是一种机构，包括夹紧元件（如夹爪、压板等），增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副、斜楔，凸轮等）以及动力装置（如气缸、油缸）等。

1.3对刀－引导装置

它的作用是确定夹具相对于刀具的位置，或引导刀具进行加工，如对刀块、钻套、镗套等。

1.4其他元件及装置

如定位件、操作件以及根据夹具特殊功用需要设置的一些装置，如分度装置、工件顶出装置、上下料装置等。

1.5夹具体

用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有关

部位连接，以确定夹具相对于机床的装置。

就我而言，我希望能通过这次做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。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

第二章零件的分析

2.1零件的作用

曲轴箱盖和箱体是一个整体，它将有关零件（轴、套、齿轮）连接在一起，保证它们之间有正确的相对位置关系，使它们能按一定的传动关系协调的运动。因此，箱盖的加工质量对机械精度、性能和使用寿命都有直接关系。

3.2基面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面的选择是正确与合理，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，更有甚者，还会造成零件报废，使生产无法正常进行。

3.3基准的选择

3.3.1粗基准的选择

按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，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为粗基准）。

由于此零件的精度要求较高，每个面都需要加工，按照粗基准选择原则：以要求加工余量均匀的重要加工表面作为粗基准，所以选择该零件上的平面为粗基准。

3.3.2精基准的选择

主要考虑基准重合的问题，当定位基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。在加工2-φ100、镗结合面φ100孔时，用底面和底面孔φ16作为精基准，这样，符合“基准重合”的原则，可以避免定位误差。

3.4制订工艺路线

制订工艺路线的出发点，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，在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此以外，还应考虑选择经济效果，以便使生产成本尽量下降。

第四章曲轴箱盖工艺过程

零件机械加工工艺过程是工艺规程的中心问题，其内容包括确定定位基准、选择各加工表面的加工方法、安排加工顺序及组织整个加工工艺过程中各个工序的内容、确定各个工序所采用机床设备和工艺装备等。设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。根据曲轴箱盖零件为中批生产，所以采用通用机床，并配以专用的夹具、刀具，并考虑工序集中，以提高生产率，减少机床数量，降低生产成本。经零件工艺分析，零件毛坯为砂型机械造型，并经人工时效处理消除铸件内应力，改善工件的可切削性。先确定工艺路线如下：

工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的特点在于：方案一是，面和孔加工顺序比较混乱；方案二则与一有所不同，采用先面后孔的原则，先加工面再以面为基准加工孔；两者比较可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也较易保证，定位及夹紧等都比较方便；但方案二也有不合适的地方，面可以一起加工减少装夹次数及夹具设计，因此可以合为一道工序，从上述分析可知，采用方案二比较合理。

第六章夹具设计

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.

经过与指导老师的协商,决定设计工序钻12-M8孔与铣上端平面夹具.可以选用机床Z535钻床和铣床X52K，铣床夹具主要用于铣上端平面夹具设计

6.2铣上端平面床夹具的设计

本夹具将用于X52K铣床。刀具为硬质合金镶齿三面刃铣刀，直径选用d=80mm。

6.2.1 问题的提出

利用本夹具主要用来铣上端面，由于是铣面，其要求比较低，但为了保证零件的厚度，故主要用与背面相对的前面作为定位基准，定位元件为支承钉。由于是铣加工，在保证加工要求的前提下尽量提高劳动生产率，降低劳动强度。

6.2.2 定位基准的选择

由零件图可知，底面相对于其前面有一定厚度要求，其设计基准为与背面相对的前面，在其底面用压紧螺钉对其进行压紧。通过这次毕业设计，使我对零件制造过程、加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学四年中所学基础知识的学习和理解。毕业设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，毕业设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。

在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铣、钻等工序。在夹具设计中，先确定工件的基准，然后通过一面两销定位，将工件固定夹紧在夹具上。在设计过程中计算了刀具的切削力、夹具的夹紧力等，最后再通过autoCAD进行零件图和装配图的绘制。整个设计过程将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，巩固了所学知识，提高了我的学习能力。在本次设计中已无大的问题，基本达到了要求。但是也有存在一些不足之处：

（1）对工艺规程相关知识了解欠缺，许多知识学习不到位；

（2）在夹具的设计中没有能提出多中方案进行分析比较，有所不足。参考文献

吴宗泽主编.机械设计课程设计手册［M］.第二版.北京.高等教育出版社.1999.6

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[14] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.

工序图.gif

零件图.gif

毛坯图.gif

铣上端面夹具体.gif

铣上端面夹具总装图.gif

内容简介：: 中文摘要要设计此零件的加工工艺，首先是零件的分析；其次是确定毛坯的制造形式以及制订工艺路线，翻阅切削余量手册，确定机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸、切削用量及基本工时的确定。专用夹具的设计，首先要想好设计方案，找准定位面及各个定位元件所限制的自由度。翻阅夹具设计手册及机械制造工艺手册确定各个夹具体零件的具体尺寸。关键词：工艺夹具夹紧定位ABSTRACTTo design parts of this processing, the first parts of the analysis; secondly, to determine the blank forms and the development of manufacturing process line, read Cutting cushion manual, setting machinery allowance, processes size, rough size, cutting parameters and the basic hours of work identified. Special fixture design, the design must first consider good programs, pinpoint positioning face and positioning components of the various restrictions of freedom. Read Fixture Design Manual and Machinery Manufacturing Technology Handbook establish specific folder size of the specific components. Keywords : Process Fixture Synchronizing Location目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 定位装置21.2 夹紧装置31.3 对刀引导装置41.4 其他元件及装置51.5 夹紧体6第2章箱盖零件的分析72.1 零件的作用82.2 零件的工艺分析9第3章箱盖零件的规程设计103.1 确定毛坯的制造形式113.2 基面的选择123.3 基准的选择133.3.1.粗基准的选择133.3.2精基准的选择1434制订工艺路线14第4章曲轴箱盖工艺过程15第5章确定切削和用量及基本工时16第6章夹具设计236.1 铣上端平面夹具设计246.2 钻12-M8孔夹具设计25结论26参考文献27致谢28第一章绪论机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工位置，提高加工效率，以减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性性。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。而专用夹具是指专为某一工件的某一道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。专用夹具由定位装置、夹紧装置、对刀引导装置、其他元件及装置、夹具体。1.1定位装置这种装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置，即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确的位置，如支承钉、支承板、V形块、定位销等。1.2夹紧装置它的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。它通常是一种机构，包括夹紧元件（如夹爪、压板等），增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副、斜楔，凸轮等）以及动力装置（如气缸、油缸）等。1.3对刀引导装置它的作用是确定夹具相对于刀具的位置，或引导刀具进行加工，如对刀块、钻套、镗套等。1.4其他元件及装置如定位件、操作件以及根据夹具特殊功用需要设置的一些装置，如分度装置、工件顶出装置、上下料装置等。1.5夹具体用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有关部位连接，以确定夹具相对于机床的装置。就我而言，我希望能通过这次做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。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。第二章零件的分析2.1零件的作用曲轴箱盖和箱体是一个整体，它将有关零件（轴、套、齿轮）连接在一起，保证它们之间有正确的相对位置关系，使它们能按一定的传动关系协调的运动。因此，箱盖的加工质量对机械精度、性能和使用寿命都有直接关系。2.2 零件的工艺分析曲轴箱盖结构较复杂、加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱盖结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义。曲轴箱盖几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下：尺寸300两平面要保证一定的平行度要求平行度公差为0.05mm。箱盖底面与侧端面都有一定的垂直度要求垂直度公差为0.05mm。钻2-100与底平面有一定的角度要求度公差为0.05mm；且有一定的位置要求。第三章工艺规程设计 3.1确定毛坯的制造形式箱盖零件材料为HT200，考虑到零件的材料是铸铁，形状比较复杂，所以选用砂型铸造。3.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面的选择是正确与合理，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，更有甚者，还会造成零件报废，使生产无法正常进行。3.3基准的选择3.3.1粗基准的选择按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，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为粗基准）。由于此零件的精度要求较高，每个面都需要加工，按照粗基准选择原则：以要求加工余量均匀的重要加工表面作为粗基准，所以选择该零件上的平面为粗基准。3.3.2精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当定位基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。在加工2-100、镗结合面100孔时，用底面和底面孔16作为精基准，这样，符合“基准重合”的原则，可以避免定位误差。3.4制订工艺路线制订工艺路线的出发点，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，在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此以外，还应考虑选择经济效果，以便使生产成本尽量下降。第四章曲轴箱盖工艺过程零件机械加工工艺过程是工艺规程的中心问题，其内容包括确定定位基准、选择各加工表面的加工方法、安排加工顺序及组织整个加工工艺过程中各个工序的内容、确定各个工序所采用机床设备和工艺装备等。设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。根据曲轴箱盖零件为中批生产，所以采用通用机床，并配以专用的夹具、刀具，并考虑工序集中，以提高生产率，减少机床数量，降低生产成本。经零件工艺分析，零件毛坯为砂型机械造型，并经人工时效处理消除铸件内应力，改善工件的可切削性。先确定工艺路线如下：方案一工序号工序名称工序内容1铸件2热处理时效处理3铣铣底面，保证尺寸18mm4钻钻斜面2-100孔端孔12-M8孔5铣铣两侧面，保证尺寸296mm6镗镗100孔7钻钻底平面12-168钻钻底平面各孔及攻丝，保证各尺寸要求10铣铣2-100孔端面，保证尺寸28mm及45度11钻钻结合面100孔端孔6-M8孔12铣铣上端平面保证尺寸230mm13镗镗结合面100孔14去毛刺去除锐毛剌15终检对零件各尺寸进行完工检测16防锈用毛刷沾防锈油为零件防锈17入库按照仓库标识进行摆放方案二工序号工序名称工序内容1铸件2热处理时效处理3铣铣底面，保证尺寸18mm4铣铣2-100孔端面，保证尺寸28mm及45度5铣铣两侧面，保证尺寸296mm6铣铣上端平面保证尺寸230mm7钻钻底平面12-168钻钻底平面各孔及攻丝，保证各尺寸要求10钻钻斜面2-100孔端孔12-M8孔11钻钻结合面100孔端孔6-M8孔12镗镗100孔13镗镗结合面100孔14去毛刺去除锐毛剌15终检对零件各尺寸进行完工检测16防锈用毛刷沾防锈油为零件防锈17入库按照仓库标识进行摆放工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是，面和孔加工顺序比较混乱；方案二则与一有所不同，采用先面后孔的原则，先加工面再以面为基准加工孔；两者比较可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也较易保证，定位及夹紧等都比较方便；但方案二也有不合适的地方，面可以一起加工减少装夹次数及夹具设计，因此可以合为一道工序，从上述分析可知，采用方案二比较合理。第五章确定切削和用量及基本工时工序：粗铣上端平面，同时检验机床功率。加工材料HT200，200HBS铸件加工要求用标准锥齿圆柱铣刀粗铣，加工余量h=3,用乳化液冷却。机床X52K 1.选择刀具1)铣刀直径的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，切削用量简明手册表3.1可作为参考，根据表3.1,铣削宽度ae5mm时，直径为d080mm,ap70mm. (由于高速刚圆柱铣刀最大铣削深度为小于100,本工序的铣削深度为138,所以分两次铣削)由于采用标准镶齿圆柱铣刀，故齿数为Z=6(表3.9)；(2)铣刀几何形状（表3.2）：ra=15,a0=12。2选择切削用量(1)决定铣削宽度ae,由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则ae=h=3mm.(2)决定每齿进给量fz 根据铣床说明书，其功率为7.5kw,中等系统刚度。根据表3.3,fz=0.200.30mm/z,现取Fz=0.30mm/z(3)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 0.6mm,镶齿铣刀(do=80mm),刀具寿命T180min,(表3.8)；(4)决定切削速度vc和每分钟进给量vr 切削速度vc可根据表3.27中的公式计算，也可直接由表中查出。根据表3.9,当do=80mm时，z=6,ap= 41130mm,ae=3mm,fz0.20.3mm时,vc=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min。各修正系数为：kmv=kmn=kmvf=1.0 Kbv=kbn=kvb=0.80.85，取0.8故：vc=vikv=181.00.814.4m/minn=nikn=721.00.857.6r/minvi=vrikv=911.00.872.8mm/min根据X52K机床说明书，选择nc=60r/min,vfc=75mm/min 因此，切削速度和每齿进给量为：vc=d0nc/1000=3.148060100015m/minfxc=vfc/ncz=75/(606)mm/z=0.21mm/z(5)检验机床功率根据表3.28,当,ap=41130mm,ae=3mm,fz0.20.3mm时,vi=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min时，Pct=1.1kw.切削功率的修正系数kmpo=1.故实际的切削功率为：Pcc=pct=1.1kw根据X52K型铣床说明书，机床主轴允许的功率为：Pcm7.50.75kw=5.63kw故pccpcm,因此所决定的切削用量可以采用，即ae=3mm,uf=91mm/min, nt=72r/min, vc=18m/min,fa=0.3mm/z。3.计算基本工时 tm=L/vtvt:切削速度 L:切削总长度 tm:切削时间式中，L=l+y+,l=138mm,根据表3.25,入切量与超切量y+17mm,则L=(138+17)mm=155故： tm=155/75=2.06min由于铣削深度较大，一次铣销不能铣削所有的，所以得分两次铣削，即基本工时为：tm=2.0624.12min工序：粗铣底平面（由于粗铣底面的加工刀具选择和切削用量相同，所以就不再分析加工刀具和切削用量，现只对其加工工进进行分析）。铣削平面的加工工时为： Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=200mm,根据表3.25,入切量与超切量y+17mm,则L=(200+17)mm=217故： tm=217/75=2.89min由于是两次铣削，所以基本工时为：tm=2.8925.78min工序：粗铣削斜面加工工时为：m=L/vt式中，L=l+y+,l=40mm,根据表3.25,入切量与超切量y+17mm,则L=(40+17)mm=57故： tm=57/75=0.76min工序：精铣上端平面。1.选择刀具1)铣刀直径的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，切削用量简明手册表3.1可作为参考，根据表3.1,铣削宽度ae5mm时，直径为d080mm,ap70mm. (由于高速刚圆柱铣刀最大铣削深度为小于100,本工序的铣削深度为138,所以分两次铣削)由于采用标准镶齿圆柱铣刀，故齿数为Z=6(表3.9)；2)铣刀几何形状（表3.2）：ra=15,a0=12。2选择切削用量(1)决定铣削宽度ae,由于加工余量不大，帮可在一次走刀内切完，则ae=h=1mm.(2)决定每齿进给量fz 根据X52K型铣床说明书，其功率为7.5kw,中等系统刚度。根据表3.3,fz=0.100.15mm/z,现取Fz=0.10mm/z（由于是精铣，故选择细齿铣刀）(3)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 0.25mm,镶齿铣刀(do=80mm),刀具寿命T180min,(表3.8)；(4)决定切削速度vc和每分钟进给量vr 切削速度vc可根据表3.27中的公式计算，也可直接由表中查出。根据表3.9,当do=80mm时，z=6,ap= 41130mm,ae=1mm,fz0.10.15mm时,vc=26m/min ,nt=102r/min vri=46mm/min。各修正系数为：kmv=kmn=kmvf=1.0，Kbv=kbn=kvb=0.80.85，取0.8故：vc=vikv=261.00.820.8m/min n=nikn=1021.00.881.6r/min vi=vrikv=461.00.836.8mm/min根据X52K机床说明书，选择nc=95r/min,vfc=37.5mm/min因此，切削速度和每齿进给量为：vc=d0nc/1000=3.14809510023.86m/minfxc=vfc/ncz=37.5/(956)mm/z=0.07mm/z3.计算基本工时 Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=138mm,根据表3.25,入切量与超切量y+17mm,则L=(138+17)mm=155故： tm=155/37.5=4.12min由于铣削深度较大，一次铣削不能完成，所以得分两次铣削，即基本工时为：tm=4.1228.24min工序：精铣底平面（由于刀具与切削用量与上一个平面精铣一样，故不再分析）。故：精铣底端平面的基本工时为：Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=200mm,根据表3.25,入切量与超切量y+17mm,则L=(200+17)mm=217故： tm=217/37.5=5.77min由于铣削深度较大，一次铣削不能完成，所以得分两次铣削，即基本工时为：tm=5.77211.57min工序：精铣斜平面切削基本工时：Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=40mm,根据表3.25,入切量与超切量y+17mm,则L=(40+17)mm=57故： tm=57/37.5=1.52min工序：钻底平面12-16 材料：HT200工艺要求：孔径d=16,孔深：通孔。机床：选用Z535钻床加工选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径d0=16钻关几何形状为：（表2.1及表2.2）,双锥修磨横刃2（）9150。4535,0=715,=2432，bg=5.5,b=3,l=6,l1=2, 加工材料越硬，应取最大值，0则取较小值，为一定值。选择切削用量(1)，决定进给量f1)按加工工艺决定进给量，根据表2.7,当加工要求为H12H13精度，铸件的强度为200HBS，d0=104mm时，f=0.70.86mm/r由于l/d341041.7,故应乘以修正系数kiv=0.95,则 f=(0.70.86)0.95mm/r0.6650.817m/r (2) 按钻头强度决定进给量，根据表2.8,当HBS=169218，d0=20mm,钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r(3) 按机床进给机构强度决定进给量，根据表2.9,当HBS210,d0 20.5,机床进给机构的轴向力为6960N，进给量为0.41mm/r（Z535钻床允许的轴向力为8830N，见表2.36）从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为0.6650.817mm/r，根据Z535钻床说明书，选择：f=0.81mm/r.由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿进钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。机床进给强度也可以根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，由表2.19可查出钻孔时的轴向力，当f=0.81mm/r，d021mm时，轴向力Ff=8740,轴向力的修正系数为1.0,故Ff=8740N.根据Z535钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为：Fmax=2.8KN,由于FfFmax,故f=0.81mm/r可用。决定钻头磨钝标准及寿命。由表2.12,当d0=38mm时，钻头后刀面最大磨损量取0.8,寿命T=60min.决定切削速度由于2.15铸铁硬度200217HBS,进给量0.81mm/r，切削速度为vc=14m/min.切削速度的修正系数为：Ktv=1.0,kcv=1.0,kfv=0.85,k0v=1.0,故V=vi*kv=141.01.01.00.8511.9m/minn=1000V/(3.14*d0)=100011.9/(3.1420)r/min=189.49r/min 根据Z535钻床说明书，可考虑195r/min,这时: V=n*3.14*d0/1000=1953.1420/1000=12.25m/min检验机床扭矩及功率根据表2.20,当f1.0,d0=20，扭矩Mc=109.4N.m.扭矩的修正系数为1.0,故Mc109.4N.m根据Z535钻床说明书，当n0=195r/min,扭矩为Mm=195.2N.m根据表2.23,当灰铸铁硬度为170213HBS时，钻头直径d0=20主电动机功率Pe=2.8kw,机床功率为：0.81根据Z535钻床说明书，Pc=2.80.812.268kw由于McMm,PcPe,故选择的切削用量可用。即：F=0.81mm/r ,n=nc=125r/mm,vc=14mm/min计算基本工时：Tm=l/nf式中：L=l+y+.l=34,入切量与超切量由2.29查出y+=10,故：tm=(34+10)/(1250.81)=0.44min工序：钻斜面2-100孔端孔12-M8孔利用f6.8mm的钻头对M8mm的孔进行钻，根据有关手册的规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取f=(1.21.8)f钻令：f=1.35f钻v=(1/21/3)v钻令：v=0.4钻式中：f钻、v钻加工实心孔时的切削用量。现已知：f钻0.91.1mm/r取：f钻1.0mm/r(切削用量简明手册表2.7)v钻=17m/min (切削用量简明手册表2.13)所以：f=1.35f钻=1.351.01.35mm/r v=0.4钻0.4176.8m/min ns=1000v/3.14d=10006.8/3.14/30=72.19(r/min)按机床选取nw=89r/min所以实际切削速度为：V=3.14d*ns/1000=3.143089/1000=8.38(m/min)切削工时：Tm=l/nf式中：L=l+y+.l=34,入切量与超切量由2.29查出y+=10,故：tm=(34+10)/(891.35)=0.37 min攻丝12-M8mm采用刀具：M8丝攻进给量：f=(1.41.7)1.01.41.7(mm/r)查机床说明书，取f=1.9mm/r机床主轴转速：取n=89r/min。则其切削速度v=8.9(m/min)其基本工时：tm=l/nf式中：L=l+y+.l=34,入切量与超切量由2.29查出y+=10,故：tm=(34+10)/(891.9)=0.26 minTm=l/nf工序：铣侧平面机床：铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为14)，材料：，，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：较大所以铣削深度暂定：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据参考文献3表2.4-81,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为5机动时间：，0.12753=1.91查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.57min工序：粗镗100的孔:机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.5mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min工序精镗孔100:机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86minin 2.6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。第六章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.经过与指导老师的协商,决定设计工序钻12-M8孔与铣上端平面夹具.可以选用机床Z535钻床和铣床X52K，铣床夹具主要用于铣上端平面夹具设计。机床夹具的作用及其分类1 机床夹具的作用夹具是机械加工中的一种工艺设备，它在机械加工中起着十分重要的作用，主要有以下的几个方面。1）便于工件的正确定位，以保证加工精度工件装夹在夹具上后，工件上各有关的几何元素（点、线、面）之间的相互位置精度在一定程度上就由夹具保证。当夹具在机床上正确定位及固定以后，工件在夹具中又得到正确定位并被夹紧，这样就保证了再加工过程中“同批”工件对刀具和机床保持确定的相对位置，使加工得以顺利进行。2）提高劳动生产效率和降低加工成本采用夹具以后，可以省去即十分费时又不很紧缺的划线、找正工序，减少了辅助时间。若采用联动夹具装置、快速夹紧装置，既能降低劳动强度，又能提高生产效率。例如采用气压、液压等传动装置，只需要几秒钟旧可以完成夹紧动作。3）改善工人的劳动条件采用夹具后，工件的装卸比不用夹具要方便、省力、安全。如果生产规模较大，还可以采用机械化传动装置和自动装卸工件的自动化夹具，以实现生产过程中的自动化，进一步提高劳动生产效率和改善工人的劳动条件。4）扩大机床工艺范围在单件小批量生产的条件下，工件的种类、规格多，而机床的数量、品种却有限。为了解决这种矛盾，可以设计制造专用的夹具，使机床“一机多用”。例如，可以采用专用的夹具，在车床上实现拉削。夹具在机械加工中的作用是重要的，但是在不同的生产规模和不同的生产条件下，夹具的功用也有所侧重，其结构的复杂程度也有很大的不同。例如，在单件小批生产条件下，宜于使用通用的可调夹具，若采用专用的夹具，其结构也应求简单。在大批量生产的条件下，夹具的作用则主要是在保证加工精度的前提下提高生产效率，因此夹具的结构更完善些是必要的。虽然此时夹具的制造费用大一些，但由于生产效率的提高，产品质量的稳定，技术经济效果还是好的。2. 机床夹具的分类夹具的分类方法比较多，一般可分为通用夹具和专用夹具。近年来为适应现代机械制造业的发展，还发展了通用可调夹具、成组夹具和组合夹具等类型。1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的、在一定范围内可以用于加工不同工件的夹具。如三爪或四爪卡盘、机器虎钳、回转工作台、磁力工作台等。这些夹具已经作为机床的附件，由专门的工厂制造供应。2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而设计制造夹具。3）通用可调夹具和成组夹具着两种夹具的结构很相似，它们的共同点是：在加工完多种工件。但通用可调夹具的加工对象并不是很明确，其通用范围较大，如滑柱钻模、带各种钳口的机器虎钳等即是这类夹具。而成组夹具则是专门为成组加工工艺中某一组零件而设计的，针对性强，加工对象和适用范围明确，结构更为紧凑。4）组合夹具组合夹具是指按照某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先准备好的通用的标准元件和部件组合而成的夹具。这种夹具用完之后可以拆卸存放，或重新组装成新的夹具。由于组合夹具是由各种标准元件、部件组装而成，故具有组装迅速、周期短、能反复使用等特点，所以在多品种、小批量生产或新产品试制中尤为适用。若按夹具所适用的机床来分类，可分为车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具和其他机床夹具等类型。若按驱动夹具工作的力源来分类，还可以分为手动夹具，气动夹具，液压夹具，电磁和电动夹具等等。不顾一般多按夹具的使用特点和使用机床进行分类。机床夹具的组成夹具的种类虽然很多，但是他们的工作原理基本上相同，一般有如下几个组成部分。（1）定位元件是用来确定工件再夹具中的位置的元件，它包括元件或元件的组合。（2）夹紧装置这种装置包括夹紧元件或其组合及动力源。其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因外力而破坏。（3）确定夹具对机床相互位置的元件此类的元件是为了用来确定夹具对机床工作台、导轨或主轴的相互位置。（4）对刀导引元件这类元件的共同作用是保证工件和刀具之间的正确加工位置。（5）其他装置或元件这类装置或元件主要有：为使工件在依次装夹中多次转位而加工不同位置上的表面所设置的分度装置，为了便于卸下工件而设置的顶出器；以及标准话了的连件元件等。（6）夹具体夹具体是夹具的基座和骨架。其他装置都安在夹具体上使之成为一个夹具的整体。当然上述的各组成部分，不是每个夹具都必须完全具备的。但一般来说，定位元件、夹紧装置、夹具体则是夹具的基本组成部分。机床夹具的多工位加工对于一般的机床而言，一个夹具只能夹持一个工件加工一道工序，然而对与本设计而言，一个夹具在夹持了一个工件之后被安装在数控加工中心上，数控加工中心帮助完成了多个工位的零件加工，那么对于设计出的夹具而言，使得夹具能夹持零件并能保证该零件的加工精度就显的尤为重要，本次的毕业设计中，由于齿轮箱零件的外形比较的不规则，不同面上要加工的孔系又比较的多，那么设计出来的夹具的关键就在于能否集中能加工的表面于一个夹具上的问题，使得数控加工中心在一次加工中能获得最多的工位的加工次数。因此多工位的保证也来源于夹具的设计。在本设本设计中，除了对工件的定位和夹紧外，还有一些问题需要解决，如专用夹具的设计步骤、夹具体的设计、夹具总图上尺寸公差及技术要求的标注、工件在夹具中加工的精度分析、夹具的经济分析及机床夹具的计算机辅助设计等。这些问题将在下面做论述。6.1钻12-M8孔夹具设计. 6.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻12个6.8mm孔并攻M8螺纹。加工时应保证螺纹孔与侧面的位置距离及螺纹孔中心线与锥孔中心线距离。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。6.1.2 定位基准的选择由零件图可知：两螺纹孔与侧面有位置要求，在对螺纹孔进行加工前，因此，选底面定位，为了限制X轴的旋转自由度，可在工件底面采用一面两销定位，从而来满足螺纹孔与端面的位置要求。6.1.3 夹具方案的设计选择根据任务书要求，螺纹孔分布在零件孔圆周，利用心轴上加工螺栓来夹紧，其夹紧刚度比较低，且夹紧、定位在一起相互有一定影响，夹紧力比较理想，但夹具装备比较复杂，成本也高，因此选用方案一采用移动板夹紧，夹紧、定位分开，且夹具装备简单。6.1.4 切削力及夹紧力的计算由参考文献3查表可得：切削力公式：式中查表得：即：实际所需夹紧力：由参考文献3表得：安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献3表可得：所以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，螺旋夹紧时产生的夹紧力，有：式中参数由参考文献3可查得：其中：由参考文献3表得：原动力计算公式：由上述计算易得：因此采用该夹紧机构工作是可靠的。6.1.5 误差分析与计算该夹具以底面和底面内孔为定位基准，要求保证孔轴线与斜面间的尺寸公差。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。孔与斜侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献参考文献2表可知：取（中等级）即：尺寸偏差为、由参考文献3可得：定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向垂直。即：故。夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即：磨损造成的加工误差：通常不超过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。即误差总和：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。6.1.6 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工斜端面的螺纹孔。工件以底平面和内孔为定位基准，在棱型销和定位销上实现完全定位。采用手动螺旋移动压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。6.2铣上端平面床夹具的设计本夹具将用于X52K铣床。刀具为硬质合金镶齿三面刃铣刀，直径选用d=80mm。6.2.1 问题的提出利用本夹具主要用来铣上端面，由于是铣面，其要求比较低，但为了保证零件的厚度，故主要用与背面相对的前面作为定位基准，定位元件为支承钉。由于是铣加工，在保证加工要求的前提下尽量提高劳动生产率，降低劳动强度。6.2.2 定位基准的选择由零件图可知，底面相对于其前面有一定厚度要求，其设计基准为与背面相对的前面，在其底面用压紧螺钉对其进行压紧。6.2.3切削力及夹紧力的计算刀具：硬质合金镶耻三面刃铣刀，d=80mm,Z=10实际所需夹紧力Wk=Wk-实际所需夹紧力K-安全系数，安全系数计算公式如下：=故取-考虑工件材料及加工雨余量均匀性的基本安全系数-加工性质-刀具钝化程度-切削特点-夹紧力的稳定性-手动夹紧时的手柄位置-仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触情况 6.2.4 定位误差分析定位元件尺寸及公差确定。夹具主要定位元件是支承钉，该支承钉用于支撑未加工表面，即粗基准，加工要求不高。6.2.5 夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能地布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献定向键的结构如图所示。定向键根据参考文献夹具U型槽的结构如图所示 U型槽对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成小端面粗铣加工，所以选用直角对刀块。根据GB22401991直角对刀块的结构和尺寸如图所示。6.2.6 夹具体的设计夹具体的设计主要考虑零件的形状及上述各主要元件连成一个整体，这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。6.2.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于铣床上加工上端平面，工件以与此相平行的前面作为定位基准，用支承钉定位，采用活动手柄压紧螺钉对工件进行夹紧。当加工完成时，可拧松压紧螺钉，取下工件。结论通过这次毕业设计，使我对零件制造过程、加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学四年中所学基础知识的学习和理解。毕业设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，毕业设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铣、钻等工序。在夹具设计中，先确定工件的基准，然后通过一面两销定位，将工件固定夹紧在夹具上。在设计过程中计算了刀具的切削力、夹具的夹紧力等，最后再通过autoCAD进行零件图和装配图的绘制。整个设计过程将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，巩固了所学知识，提高了我的学习能力。在本次设计中已无大的问题，基本达到了要

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