机械制造与机械设计毕业论文.doc

黑龙江八一农垦大学本科毕业设计机械制造与机械设计毕业论文目录摘要 ABSTRACT 目录 前言 1 国内外工艺夹具设计的现状及前景 11.1 国外工艺夹具设计的现状及前景 1 1.2 国内工艺夹具设计的现状及前景 22 本课题研究的内容及目的 3 2.1本课题研究的内容 3 2.2本课题研究的目的 33 零件的分析 5 3.1 零件的作用 5 3.2 零件的工艺分析 54 工艺规程设计 7 4.1 确定毛坯的制造形式 74.2 基准的选择 7 4.3 制定工艺路线 7 4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 10 4.5 确定切削用量及基本工时 155 夹具设计 32 5.1 工序13夹具设计 32 5.2 工序14夹具设计 34 5.3 工序16夹具设计 366 结论 39参考文献 .40致谢 .41附录 42前言机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。本设计考虑到提高效率，均采用气动夹紧，使得机床夹具达到自动化的要求。1 国内外工艺夹具设计的现状及前景1.1 国外工艺夹具设计的现状及前景近年来，国外机械制造工艺有着飞速的发展。比如，应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式加工工艺，它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展，人们开始尝试利用这一技术来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。同时，在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案。我们都知道减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。然而零件加工过程中的精确定位和装夹的重复精度也是改进效率和质量的关键。譬如柔性加工中心的产生就是为了减少产品循环周期。1.2国内工艺夹具设计现状及前景目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上，因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然，在满足了柔性的条件下也有着不同的解决方案，如：模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案，使用高性能的自动化夹具都显得尤为重要，现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额。使用自动化夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明自动化夹紧相比机械夹紧节省90%-95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本。自动化夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性，由于变形造成的废品率将会微乎其微。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济的方向发展。2本课题研究的内容及目的2.1本课题研究的内容套筒的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。在此基础上通过运用机械制造工艺学的知识将此零件的工艺规程设计出来，然后运用夹具，机械设计，CAD技术等将部分工序的夹具设计出来，这就是本课题研究的内容。2.2本课题研究的目的为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。在整个设计过程中,我们将学习到更多的知识。（1）我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图，培养我们独立识图能力,增强我们对零件图的认识和了解,通过对零件图的绘制,不仅能增强我们的绘图能力和运用autoCAD软件的能力。（2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。（3）在这个设计过程中,我们还必须考虑工件的安装和夹紧。安装的正确与否直接影响工件加工精度,安装是否方便和迅速，又会影响辅助时间的长短,从而影响生产率,夹具是加工工件时，为完成某道工序,用来正确迅速安装工件的装置.它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点,也是一个难点。- 4 -3零件的分析3.1零件的作用套筒类零件是机械中常见的一种零件，它的应用范围很广。如支承旋转轴的各种形式的滑动轴承，夹具上引导刀具的导向套，内燃机气缸，液压系统中的的液压缸以及一般用途的套筒。套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别，但其结构上仍有共同点，即：1. 零件的主要表明为同轴度要求较高的内外圆表面。2. 零件壁的厚度较薄且易变形。3. 零件长度一般大于直径。3.2零件的工艺分析题目所给套筒是可以通过四种方法加工出来：车、钻、铣、镗。（1）车削加工95mm内圆、78mm内圆，1320.2mm外圆、95mm外圆、85mm外圆及它们的端面与过渡表面都可以通过车削加工加工出来，其中主要加工表面为1320.2mm外圆及端面。（2）钻削加工60H7mm孔、四个40mm预钻孔、两个10mm斜孔及6个M8盲孔、6个M6盲孔都可以通过钻削加工加工出来，其中主要加工表面60H7mm的内孔。（3）铣削加工4个边长为36mm的方孔及宽度为16mm的槽可以通过铣削完成工件的加工，其中主要加工的是4个边长为36mm的方孔。（4）镗削加工由于4个40mm的孔太大，不可以通过钻削加工完成，只能先预钻小孔，然后在通过镗削加工完成4个40mm的孔的加工。题中所要求的位置要求：95h6mm外圆与60H7mm内孔轴线同轴度误差为0.04mm，由此可以确定，此工件可以先加工外圆表面及端面然后加工60H7内孔，最后加工其余孔。- 40 -4工艺规程设计4.1确定毛坯的制造形式由于套筒类零件的壁厚较薄且易变形等特点，因此应选用材料为45钢的锻件作为毛坯，以使套筒满足使用要求，保证零件工作可靠，由于零件为大批量生产，故可选用模锻提高生产率，又可以提高精度，而且加工余量小。4.2基准的选择（1）粗基准的选择对于一般套筒类零件而言，一般选取外圆作为粗基准，因此，为保证加工精度，保证各表面有足够的加工余量，先选择外表面作为粗基准来加工内孔，为后面的工序准备好精基准。（2）精基准的选择套筒内孔和外圆表面有较高的同轴度要求，因此应该用互为基准的原则先以孔为基准加工外圆表面再以外圆表面为基准加工孔。4.3制定工艺路线根据套筒零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法如下表4.1表4.1 各个表面加工方案加工表面经济加工精度Ra加工方案查表左端面IT1212.5粗车1.4-6右端面IT83.2粗车-半精车1.4-6宽16凹槽IT1212.5粗铣1.4-8内孔表面IT71.6粗扩-粗铰-精铰1.4-7长270外圆面IT71.6粗车-半精车-精车1.4-6长20外圆面IT1212.5粗车1.4-6深8凹孔IT83.2粗车-半精车1.4-6距右端面20的面IT83.2粗车-半精车1.4-6长49凹外圆面IT1212.5粗车1.4-6空刀槽IT1212.5粗车1.4-6宽40内槽IT1212.5粗车1.4-610斜孔IT1212.5钻1.4-7边长36方孔IT1212.5铣1.4-740的孔IT1212.5钻-扩钻-镗1.4-7M8螺纹IT1212.5钻底孔-攻螺纹1.4-14M6螺纹IT1212.5钻底孔-攻螺纹1.4-14以上为各表面的加工方案，在此基础上应选择工序集中的原则安排加工工序，该零件的生产类型为大批生产，可以采用专用夹具来提高生产率，而且用工序集中的原则使得工件装夹次数减少，不但可以缩短辅助时间，而且可以在一次装夹中完成多个表面的加工，有利于保证各个表面之间的相对位置和精度要求。此套筒加工阶段分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段，粗加工阶段高效切除各加工表面上包括孔和外表面上的各部分余量，半精加工加工出除了精度要求不高的表面，并为精加工做准备，精加工阶段完成内孔和外表面的加工，使其满足精度要求和同轴度要求。综合以上因素，可以确定加工路线如下：工序1：车左右两个端面，以60H7内孔作为基准，选用CA6140卧式车床并加专用夹具。工序2：扩内孔60H7，以95h6外圆作为粗基准，选用Z575立式钻床并加专用夹具。工序3：车空刀槽及车距右端面20的面，以60H7内孔作为基准，选用CA6140卧式车床并加专用夹具。工序4：车长270外表面，以60H7内孔作为基准，选用CA6140卧式车床并加专用夹具。工序5：车长20的外表面及长49的凹面，选用60H7内孔作为基准，选用CA6140卧式车床并加专用夹具。工序6：铰内孔，以95外圆作为基准，选用Z575立式钻床并加专用夹具。工序7：车宽40的内槽，用95外圆作为基准，使用CA6140车床并加专用夹具。工序8：车深8的凹孔，用95外圆作为基准，使用CA6140车床并加专用夹具。工序9：去毛刺，在钳工台用平锉手工去毛刺。工序10：中检。工序11：钻扩4个40的孔，以内孔及左端面定位，选用Z550立式钻床并加专用夹具。工序12：镗4个40的孔，以内孔及左端面定位，选用T740金刚镗床并加专用夹具。工序13：铣边长为36的方孔及宽度为16的槽，以内孔40的孔及右端面定位，选用X51立式铣床并加专用夹具。工序14：钻M6及M8底孔，用内表面右端面及方孔定位，选用Z550立式钻床并加专用夹具。工序15：攻M8及M6螺纹，用内表面右端面及方孔定位，选用Z550立式钻床并加专用夹具。工序16：钻两个10的斜孔，以内孔及右端面和M6螺纹孔定位，选用Z575立式钻床并加专用夹具。工序17：终检。4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件的材料为45钢，硬度207-241HBS，毛坯重量约为8kg，生产类型为大批大量生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。（1）确定毛坯尺寸查机械制造工艺简明手册表2.2-25，锻件重量5.0-10.0，一般加工精度F，锻件复杂系数S，得直径方向单边余量2.0-2.5mm，水平方向加工余量单边2.0-2.5mm，都取2.0mm。查机械制造工艺简明手册表2.2-14，其中锻件重量为1.0-10.0，一般材质系数M，锻件复杂系数S，锻件长度方向180-315，故长度方向上偏差为+1.5，下偏差为-0.7。经过以上查表可以确定各个尺寸的公差，根据各个尺寸大小就可以确定毛坯的尺寸。确定毛坯各主要尺寸如下表4.2表4.2 毛坯各主要尺寸尺寸上偏差下偏差298+1.5-0.7136+1.3-0.799+1.2-0.656+1.1-0.524+1.2-0.4确定毛坯图如下图4-1所示：图4-1 套筒毛坯图（2）60H7内孔加工步骤查机械制造工艺简明手册表2.3-8确定加工步骤如下表4.3表4.3 60H7内孔加工步骤步骤尺寸余量毛坯扩孔59.5mm2Z=3.5mm粗铰59.9mm2Z=0.4mm精铰60H7mm2Z=0.1mm如下图4-2所示：图4-2 60H7内孔加工示意图（3）长270外圆表面的加工步骤查机械制造工艺简明手册表2.3-3及2.3-2确定加工步骤如下表4.4表4.4长270外圆表面的加工步骤步骤尺寸余量毛坯粗车96.5mm2Z=2.5mm半精车95.3mm2Z=1.2mm精车95h6mm2Z=0.3mm如下图4-3所示：图4-3 长270外圆表面的加工示意图（4） 2940.2全长的加工步骤如下表4.5表4.5 2940.2全长的加工步骤步骤尺寸余量毛坯右粗车296.8mmZ=1.2mm左粗车295mmZ=1.8mm右半精车2940.2mmZ=1.0mm如下图4-4所示：图4-4 2940.2全长的加工示意图（5） 距右端面20的面的加工步骤如下表4.6所示表4.6 距右端面20的面的加工步骤步骤尺寸余量毛坯24-1.2-1.0=21.8mm粗车20.8mmZ=1mm半精车200.1mmZ=0.8mm如下图4-5所示：图4-5 距右端面20的面的加工示意图（6） 深8的凹孔加工步骤如下表4.7所示表4.7 深8的凹孔加工步骤步骤尺寸余量粗车7.2mmZ=7.2mm半精车80.1mmZ=0.8mm如下图4-6所示：图4-6 深8的凹孔加工示意图（7） 四个40的孔的加工步骤如下表4.8所示表4.8 四个40的孔的加工步骤步骤尺寸余量钻孔25mm2Z=25mm扩孔38mm2Z=13mm镗孔40mm2Z=2mm如下图4-7所示：图4-7 四个40的孔的加工示意图4.5确定切削用量及基本工时工序1：车两端面工件材料：45钢正火，=0.6GPa，模锻机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸1625 =90=15=12=0.5mm（1）粗车右端面 Z=1.2mm进给量查切削用量简明手册表1.4知f=0.60.9mm/r按机床选取f=0.8mm/r按切削用量简明手册表1.27，切削速度计算公式为 m/min （4- 1）其中：T=60 =235 =0.15 =0.45 m=0.20修正系数查切削用量简明手册表1.28即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 代入数据得到=91.45m/mim216r/mim （4- 2）根据机床选取=250r/min实际=106m/min （4- 3）切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=80mm =2mm =0 =0 （4- 4）（2）粗车左端面 Z=1.8mm进给量f按切削用量简明手册表1.4 f=0.60.9mm/r按机床选取f=0.8mm/r m/min （4- 5）其中：T=60 =235 =0.15 =0.45 m=0.20修正系数查切削用量简明手册表1.28即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 代入数据得到=91.45m/mim291r/mim （4- 6）根据机床选取=320r/min实际=100m/min （4- 7）切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=43mm =2mm =0 =0 （4- 8）（3）半精车右端面 Z=1.0mm进给量f按切削用量简明手册表1.6 f=0.250.30mm/r按机床选取f=0.30mm/r m/min （4- 9）其中：T=60 =291 =0.15 =0.20 m=0.20修正系数查切削用量简明手册表1.28即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 代入数据得到=130m/mim306r/mim （4- 10）根据机床选取=320r/min实际=135m/min （4- 11）切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=80mm =2mm =0 =0 （4- 12）工序2：扩内孔至59.5mm采用刀具59.5mm专用扩孔钻进给量查切削用量简明手册知f=0.7(1.11.3)=0.770.91mm/r根据机床取f=0.9mm/r n=88r/min则 （4- 13）L=298mm =3mm =3mm则 （4- 14）工序3： 车距右端面20的面及空刀槽机床：CA6140车床 刀具：左切外圆车刀，刀片同工序2（1）粗车面 Z=1mm 进给量f选取与工序2中粗车右端面相同，则： f=0.8mm则：=250r/min实际V=106m/min切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=37mm =2mm =0 =0 （4- 15）（2）半精车 Z=0.8mm 进给量f选取与工序2中半精车右端面相同，则： f=0.30mm则：=320r/min实际V=135m/min切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=37mm =2mm =0 =0 （4- 16）（3）车空刀槽 Z=1mm 刀具：刀宽4mm切槽刀选用同（2）中转速=320r/minf=0.2mm/r=95m/min （4- 17） （4- 18）工序4：车长270外表面机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸1625 =90=15=12=0.5mm（1）粗车至96.5mm切削深度 单边余量1.25mm进给量查切削用量简明手册表1.4知f=0.60.9mm/r按机床选取f=0.8mm/r按切削用量简明手册表1.27，切削速度计算公式为 m/min （4- 19）其中：T=60 =235 =0.15 =0.45 m=0.20修正系数查切削用量简明手册表1.28即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 代入数据得到=91.45m/mim291r/mim （4- 20）根据机床选取=320r/min实际=100m/min （4- 21）切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=272mm =2mm =3mm =0 （4- 22）（2）半精车至95.3mm切削深度 单边余量0.6mm进给量查切削用量简明手册表1.6按机床选取f=0.28mm/r按切削用量简明手册表1.27，切削速度计算公式为 m/min （4- 23）其中：T=60 =291 =0.15 =0.20 m=0.20修正系数查切削用量简明手册表1.28即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 代入数据得到=132m/mim420r/mim （4- 24）根据机床选取=450r/min实际=132m/min （4- 25）切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=272mm =2mm =3mm =0 （4- 26）（3）精车至95h6mm切削深度 单边余量0.15mm进给量查切削用量简明手册表1.6按机床选取f=0.18mm/r按切削用量简明手册表1.27，切削速度计算公式为 m/min （4- 27）其中：T=60 =291 =0.15 =0.20 m=0.20修正系数查切削用量简明手册表1.28即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 代入数据得到=144m/mim483r/mim （4- 28）根据机床选取=500r/min实际=149m/min （4- 29）切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=272mm =2mm =3mm =0 （4- 30）工序5：车长49的凹面及车长20的外圆面机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸1625 =90=15=12=0.5mm（1）车长20的外圆面至1320.2mm切削深度 单边余量2mm进给量查切削用量简明手册表1.4知f=0.60.9mm/r按机床选取f=0.8mm/r按切削用量简明手册表1.27，切削速度计算公式为 m/min （4- 31）其中：T=60 =235 =0.15 =0.45 m=0.20修正系数查切削用量简明手册表1.28即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 代入数据得到=91.45m/mim216r/mim （4- 32）根据机床选取=250r/min实际=106m/min （4- 33）切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=20mm =2mm =3mm =0 （4- 34）（2）车长49的凹面切削深度单边余量5mm，分两次加工，=3mm计进给量查切削用量简明手册表1.4知f=0.60.9mm/r按机床选取f=0.8mm/r按切削用量简明手册表1.27，切削速度计算公式为 m/min （4- 35）其中：T=60 =235 =0.15 =0.45 m=0.20修正系数查切削用量简明手册表1.28即：=1.44 =0.8 =1.04 =0.81 =0.97 代入数据得到=91.45m/mim306r/mim （4- 36）根据机床选取=320r/min实际=95m/min （4- 37）切削工时按机械制造工艺简明手册表6.2-1L=49mm =2mm =3mm =0 （4- 38）工序6：粗绞精绞内孔机床：Z575立式钻床（1）粗绞内孔至59.9mm 刀具：59.9专用铰刀（硬质合金）进给量查机械制造工艺设计手册表3-46选择最大进给量0.9mm/r根据机床取 n=88r/min则 （4- 39）L=294mm =3mm =3mm则 （4- 40）（2）精绞内孔至60H7mm 刀具：60镶齿套式机用铰刀进给量查机械制造工艺设计手册表3-46选择中等进给量0.8mm/r根据机床取 n=88r/min则 （4- 41）L=294mm =3mm =3mm则 （4- 42）工序7：车宽40内槽刀具选择不通孔镗刀，刀杆尺寸2030机床：CA6140单边余量9mm，分三次加工，=3mm计进给量查机械制造工艺设计手册表3-15取f=0.3mm/r选择机床转速为n=450r/min （4- 43）L=40mm =3mm =4mm则 （4- 44）工序8：车深8凹孔刀具选择不通孔镗刀，刀杆尺寸2030 机床：CA6140（1）粗车单边余量7.2mm，分三次加工，=3mm计进给量查机械制造工艺设计手册表3-15取f=0.3mm/r选择机床转速为n=450r/min （4- 45）L=17.5mm =0 =0则 （4- 46）（2）半精车单边余量0.8mm，进给量查机械制造工艺设计手册表3-15取f=0.5mm/r选择机床转速为n=450r/min （4- 47）L=17.5mm =0 =0则 （4- 48）工序11：钻扩四个40的孔机床：Z550立式钻床（1）钻孔25mm 刀具：25直柄麻花钻查机械制造工艺设计手册表3-41取f=0.2mm/r 表3-42取v=20m/min则：255r/mim （4- 49）根据机床选取=250r/min实际=19.6m/min （4- 50）切削工时 （4- 51）（2）扩孔至38mm采用刀具38mm专用扩孔钻进给量查切削用量简明手册根据机床取f=0.8mm/r n=250r/min则 （4- 52）L=15mm =2mm =3mm则 （4- 53）工序12：镗四个40的孔机床T740金刚镗床 单边余量1mm，一次镗去全部余量，进给量f=0.1mm/r根据有关手册确定金刚镗床的切削速度为v=100m/min，则816r/mim （4- 54）切削工时L=15mm =2mm =3mm则 （4- 55）工序13：铣边长36的方孔及铣宽16的槽（1）铣边长36的方孔机床：X51立式铣床 刀具：16直柄立铣刀，中齿 Z=6余量Z=8.5mm，分两次进给根据切削用量简明手册表3.4 取=0.08mm/z选机床转速=300r/min （4- 56）当=300r/min时，工作台每分钟进给量=0.086300=144mm/min （4- 57）根据表4.2-37选择横向150mm/min纵向165mm/min则 （4- 58）四个孔两次进给24t=240.5=4min（2）铣宽16的槽 机床：X51立式铣床 刀具：16直柄立铣刀，中齿 Z=6根据切削用量简明手册表3.4 取=0.08mm/z选机床转速=300r/min （4- 59）当=300r/min时，工作台每分钟进给量=0.086300=144mm/min （4- 60）根据表4.2-37选择横向150mm/min则 （4- 61）两个槽2t=20.3=0.6min工序14：钻M8及M6底孔机床：Z550立式钻床（1）钻M6螺纹底孔6-4.6mm 并倒角145 查机械制造工艺设计手册表3-41取f=0.2mm/r 表3-42取v=10m/min则：692r/mim （4- 62）根据机床选取=700r/min实际=10.1m/min （4- 63）切削工时 （4- 64）倒角取n=700r/min 手动进给（2）钻M8螺纹底孔6-6.7mm 并倒角145 查机械制造工艺设计手册表3-41取f=0.1mm/r 表3-42取v=20m/min则：950r/mim （4- 65）根据机床选取=996r/min实际=20.9m/min （4- 66）切削工时 （4- 67） 倒角取n=996r/min 手动进给工序15：攻M8及M6螺纹（1）攻M8螺纹V=6m/min按机床取=250r/min则：=6.28m/min （4- 68）切削工时 （4- 69）（2）攻M6螺纹V=6m/min按机床取=250r/min则：=4.7m/min （4- 70）切削工时 （4- 71）工序16：钻两个10的斜孔刀具：10直柄麻花钻 Z575立式钻床查机械制造工艺设计手册表3-41取f=0.2mm/r 表3-42取v=20m/min则：636r/mim （4- 72）根据机床选取=697r/min实际=21.8m/min （4- 73）切削工时 （4- 74）5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。因此决定设计三道工序的夹具分别为工序13、工序14及工序16。5.1工序13夹具设计 本工序为铣边长36的孔及铣宽16的槽，此道工序的夹具为铣床夹具，此夹具将用于X51立式铣床。刀具为16直柄立铣刀，中齿Z=6。由于两个被加工要素都为IT12级精度，且没有严格的形位公差要求，因此，本道工序加工时应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。（1）定位基准的选择由零件图综合分析，用内孔定位限制YZ方向转动自由度和移动自由度，用一个端面限制X移动自由度，由工序12钻出来的40的孔作为分度和防X转动的孔，这样就可以满足工序自由度限制要求，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。（2）定位误差的分析由于工件与长心轴采用60H8/h7的配合，所以心轴中心对工件中心最大误差为0.030mm，由于对刀块与心轴中心误差为0.015mm，则经过准确对刀后，心轴中心线与刀具中心线误差为0.015+0.030=0.045mm，而方孔与槽的精度都为IT12级，因此这样的误差能够满足加工要求（3）对刀装置的设计对刀块选择直角对刀块，安装在夹具体上，目的是将刀具中心线与工件中心线重合，当对刀时，在直角对刀块直角边放塞尺，然后移动刀具靠近塞尺，直到压紧力恰当时，刀具所在的横向方向就是工件的中心线上方。如下图5-1所示：图5-1 对刀示意图（4）切削力及夹紧力的计算刀具：16直柄立铣刀，中齿Z=6根据机械制造工艺设计手册表3-25 （5- 1）其中=68.2 =16mm 最大为铣宽16的槽时=5mm =0.08mm/r =16mm Z=6 代入数值得到=3257N 水平分力：=0.8=2605.6N （5- 2）在计算切削力时，必须考虑安全系数 （5- 3）其中为基本安全系数1.5为加工性质安全系数1.1为刀具钝化系数1.1为断续切削系数1.1所以：=K=5202N （5- 4）气缸选用150mm，当空气单位压力P=0.5MPa时，气缸推力为7000N，采用直接夹紧无需扩力机构即可满足要求。（5）夹具设计及操作简要说明在夹具设计时，应该注意提高劳动生产率。为此，首先应着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就采用了气动夹紧方式。本夹具利用气动活塞缸直接夹紧，利用已加工的40的孔和一个手动分度销作为分度装置，加工时，先将工件放入长圆柱销上，然后拉开分度销，将销对入40孔内，放开拉环，然后打开气压阀门，推动活塞夹紧，加工完成一个孔或槽后，气缸缩回，拉开分度销转动工件，重复以上操作即可加工另一个孔或槽。5.2工序14夹具设计本工序为钻M6及M8底孔，此道工序的夹具为钻床夹具，此夹具将用于Z550立式钻床。刀具为6.7和4.6直柄麻花钻。由于两个被加工要素都为IT12级精度，且没有严格的形位公差要求，因此，本道工序加工时考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。因此采用气动夹紧的方式。（1）定位基准的选择由零件图综合分析，用内孔定位限制YZ方向转动自由度和移动自由度，用一个端面限制X移动自由度，由工序13钻出来的方孔插入一个销限制X转动自由度，这样就可以满足工序自由度限制要求。（2）定位误差的分析由于工件与长心轴采用60H8/h7的配合，所以心轴中心对工件中心最大误差为0.030mm，钻模轴与夹具体中心线误差为0.025mm，心轴盘与夹具体中心线误差为0.009mm，钻模板中心线与钻套中心的误差为0.015，钻模轴的安装误差为0.006mm，则6个钻孔所在的中心与工件中心线误差为0.030+0.025+0.009+0.006=0.06mm，由于加工要素为IT12级精度，因此夹具能满足加工要求。（3）钻套的选择及钻模板的设计由于钻的孔直径小于10mm，且钻孔不深，因此采用固定钻套可以满足钻孔要求，钻套与钻模板之间采用过盈配合完全可以满足钻孔要求。（4）夹具设计及操作简要说明此套夹具为保证提高效率，缩短辅助时间，采用气动夹紧的方式，同时为了将钻M6、M8底孔工序集中为一道工序，采用转动式钻模板，心轴盘上的凹槽有如下功能：当右端面向下放置时，M8底孔向上，可以加工M8底孔，此时，用于放入长销以便夹紧的长36方孔正好处于拉杆孔所在位置，当左端面向下放置时，左端面正好放入心轴盘的凹槽内，此时可以钻M6底孔，而方孔所在位置正好与钻M8底孔所在位置相同。如下图所示：右端面向下图5-2图5-2 右端面安装示意图左端面向下图5-3图5-3 左端面安装示意图为了将工件方便取下，钻模板设计为转动式，钻模板上有正方形的卡块，可以卡入钻模柱上的凹槽内，以便固定钻模板。操作说明如下钻M8底孔：拉开防转销，将工件右端面向下放入心轴，转动工件，将防