定位支承套的工艺工装设计

沈阳理工大学应用技术学院毕业设计说明书摘要此毕业设计的题目为定位支承套的工艺工装设计，其主要设计任务包括：根据给定的零件草图，画出零件工作图，零件毛坯设计，画出零件毛坯图，零件的机械加工工艺规程设计，画出零件机械加工工艺过程卡，完成指定工序的机床专用夹具设计，画出夹具装配图及部分夹具零件图。零件的材料为灰铸铁，这种材料可以承受较大的弯曲应力，有良好的耐热性和良好的减振性。毛坯的类型我们选择了铸件，而毛坯的制造方法我们选择了砂模铸造。在设计机械加工工艺规程中，由于零件比较简单，所以加工方法都属于比较常规的方法。在设计12的孔的钻床夹具时我们选择了心轴定位，快速螺旋夹紧机构，可换钻套和铰链式钻模板。在设计完成后，机械加工方法的设计能够做到加工集中，准确，在保证了装夹次数最少的情况下简单、明了的加工工件；夹具的设计便于操作，方便，快捷，总体上能够较好的满足设计要求和生产要求。关键词：零件；毛坯；工艺路线；钻床夹具 AbstractThe graduation project is entitled Positioning supporting sets of process tooling design, the main design task includes: set of parts according to the sketches, the work plan drawn parts, spare parts rough design, draw part blank map, parts machining process planning, to draw parts machining process card to complete the assigned special fixture design process of machine tools, draw diagrams and part of the jig fixture assembly parts diagram.Part of the material is gray cast iron, this material can withstand greater bending stress, good heat resistance and good vibration damping. We have chosen the type of rough castings, while the blank manufacturing methods we have chosen to sand casting. In the design of machining process planning, because of relatively simple parts, so processing methods belong to the more conventional methods. Dedicated fixture design we have chosen spindle positioning, rapid screw clamp body, which may change hinged drill drill kits and templates.In the design is complete, mechanical processing methods are designed to be centralized processing, accurate, and in ensuring the case of clamping the least number of simple, straightforward workpiece; fixture design easy to operate, convenient, fast and generally better able meet design requirements and production requirements.Key Words：Parts; blank; process route; drilling jig.- 2 -目录摘要1Abstract2绪论1 1 工艺工装设计任务2 2零件的技术要求分析32.1零件的材料性能分析32.2零件的形状及尺寸分析32.3零件的工艺性要求33 零件毛坯选择及毛坯图设计53.1确定毛坯的类型及制造方法53.2确定毛坯的形状、尺寸及公差54 机械加工工艺规程的制定74.1主要加工表面定位基准的选择74.1.1精基准的选择74.1.2粗基准的选择74.2拟定机械加工工艺路线84.2.1确定各加工表面的加工方法84.2.2拟定加工工艺路线84.2.3工艺路线分析比较104.3确定机械加工工序余量、工序尺寸及表面粗糙度114.4选择机械加工设备及工艺装备124.5确定工序的切削用量及基本工时124.6绘制零件机械加工工艺过程卡（含工序简图）14 5夹具设计155.1夹具总体方案的确定155.1.1定位方案及定位元件的选择155.1.2夹紧方案及夹紧元件的选择165.1.3夹紧力的计算175.1.4夹具的安装及对刀方案的选择和设计195.1.5夹具体的结构和尺寸确定195.2绘制夹具装配图205.3夹具零件图设计20结论21致谢22参考文献23沈阳理工大学应用技术学院毕业设计说明书绪 论毕业设计(论文)是大学生在学校学习的最后一个重要环节,既是对学生学习、实践与研究的全面总结，又是对学生素质与能力的一次综合检验，还是学生毕业资格与学位资格认证的重要依据。这次我毕业设计的题目是定位支承套的工艺工装设计。工艺工装类题目的设计任务主要有两方面：一是零件的机械加工工艺规程设计；二是指定工序的机床专用夹具设计。所谓工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺装备及工艺措施，切削用量及工时定额、工人等级等。零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。因此工厂或车间的每个工人、技术人员或干部度必须按照工艺规程进行生产，以确保产品质量，提高生产率，降低成本和安全生产。机床夹具是机械制造中一项重要的工艺装备。它在机械加工中具有如下作用：1、 可以缩短辅助时间，提高劳动生产率2、 易于保证加工精度的稳定3、 可扩大机床的使用范围4、 可以减轻劳动强度，保证安全生产对于这次的毕业设计，学校及指导老师对我们提出了如下三点要求：1我们应在教师指导下按时完成所规定的设计内容和工作量，编写符合要求的设计计算说明书，并正确绘制零件的工作图、零件的毛坯图、零件机械加工工艺过程卡、夹具装配图等工程图纸。2我们应依据毕业设计课题任务，进行资料收集、加工、整理和正确使用工具书；掌握有关工程设计的程序、方法和技术规范，锻炼分析与解决工程实际问题的能力。3工程图量不少于折合成图幅为A0图纸4张，要求计算机绘图。机械制造工艺工装设计是在我们全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的最后一个教学环节。它要求我们全面地综合运用本课程及其有关的理论和实践知识进行工艺及结构设计，也为我们将来走上工作岗位进行了一次预备训练。1工艺工装设计任务 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们对之前所学各课程的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，他在我们大学四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的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，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。工艺工装的设计主要就是将毛坯加工成符合产品要求的零件，设计过程主要包括零件机械加工工艺过程的设计和指定工序专用夹具的设计，为了完成一个机械零件的生产工艺过程，必须在详细分析零件的设计要求以后，才能开展后续的各项工作。不论是简单还是复杂的零件，一般均需要经过对零件图样的分析，根据被加工零件的材料、热处理要求、加工质量要求、生产批量等实际情况，安排相应的加工工艺过程，从而选用适当的工艺装备。 所以在这次工艺工装的毕业设计时，我们主要的任务是根据工艺工装设计的技术规范和定位支承套零件图，进行零件的机械加工工艺规程设计和指定工序的专用夹具设计，并完成设计计算说明书的撰写。学生最终完成：零件的工作图、零件的毛坯图、零件机械加工工艺过程卡、夹具装配图及部分夹具零件图，总计为计算机打印的设计图纸A0四张以上；设计计算说明书1.2万字以上。2零件的技术要求分析2.1零件的材料性能分析这次我所设计的课题的零件时定位支承套。它的材料是灰铸铁，牌号为HT200。这种材料的机械性能主要是他可以承受较大的弯曲应力，有良好的耐热性和良好的减振性。用于强度、耐磨性要求较高的重要零件和要求气密性的铸件。2.2零件的形状及尺寸分析在了解了零件的材料性能之后就要对零件的形状及尺寸进行分析，并且合理的绘制出零件图。这是零件的工艺工装设计十分重要也十分基础的一步。合理的绘制出零件图可以使我们很好的了解零件的形状结构特点、尺寸精度及技术要求。我的零件时定位支承套，这个零件的尺寸比较大，零件的主体为一个圆柱，圆柱的直径为104mm，高为224mm，在圆柱内部有一个80的圆孔，在圆柱外部有一个292的圆盘，圆盘上有4个12的圆孔，这次夹具的设计就是要设计一套加工这4个圆孔时所用的钻床夹具。零件的精度要求不高，所有的表面和孔的精度都精度要求都为3.2um，只是在加工80的内孔时要注意有同轴度要求。以下就是我的定位支承套的零件图：图2.1定位支承套零件图2.3零件的工艺性要求 在对零件进行正式的加工之前还要对分析零件的工艺性要求，工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。本次毕业设计定位支承套的加工中主要是对零件进行两个方向的加工现在分述如下：1、首先要先对左端面和104的外圆进行粗加工，这是加工过程的先决条件，因为本次加工要以这两个面作为粗基准。2、接下来就是要对零件右端的部分进行加工，要加工的包括：零件右端面、130的外圆以及292圆盘的右端面。由于这些部分的精度要求都是3.2um，所以半精加工就可以达到精度要求。3、然后是对零件左端的部分进行加工，要加工的包括：零件左端面、104的外圆、292圆盘的左端面、52的孔以及80的孔。需要说明的是由于需要加工的两个孔的尺寸都较大，所以加工方法都是镗，不同的是52的孔没有精度要求粗镗即可，而80的孔有精度要求需要半精加工。4、最后要在返回右端对12的孔进行加工，由于该孔的尺寸较小又有一定的精度要求，所以用的加工方法是钻、扩、铰。3零件的毛坯选择及毛坯图设计3.1确定毛坯的类型及制造方法毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。选择毛坯时应考虑如下几方面的因素：1、零件的生产纲领：大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。2、零件材料的工艺性：例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。3、零件的结构形状和尺寸：形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。4、现有的生产条件：选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以及外协的可能性和经济性等。 鉴于对以上四点因素的考虑，毛坯的类型我们选择了铸件，而毛坯的制造方法我们选择了砂模铸造。砂模铸造适用于各种金属材料的铸造成型。手工造型适用于单件及小批量生产，也用于大型零件的铸造。机器造型适用于大批量生产，比手工有较高的效率和精度。3.2确定毛坯的形状、尺寸及公差 毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。 毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。如铸造毛坯的加工余量，是由铸件最大尺寸、公称尺寸（两相对加工表面的最大距离或基准面到加工面的距离）、毛坯浇注时的位置（顶面、底面、侧面）、铸孔的尺寸等因素确定的。对于单件小批生产，铸件上直径小 30mm 和铸钢件上直径小于 60mm 的孔可以不铸出。而对于锻件，若用自由锻，当孔径小于 30mm 或长径比大于 3 的孔可以不锻出。对于锻件应考虑锻造圆角和模锻斜度。带孔的模锻件不能直接锻出通孔，应留冲孔连皮等。毛坯的形状和尺寸的确定，除了将毛坯余量附在零件相应的加工表面上之外，有时还要考虑到毛坯的制造、机械加工及热处理等工艺因素的影响，有时为了提高生产率和加工过程中便于装夹，可以将一些小零件多件合成一个毛坯。通过对毛坯尺寸、形状及公差的考虑和分析我最终确定的毛坯图如下： 图3.1定位支承套毛坯图4机械加工工艺规程的制定4.1主要加工表面定位基准的选择4.1.1精基准的选择所谓精基准是指以加工过的表面进行定位的基准。选择精基准时主要考虑应保证加工精度并使工件装夹得方便、准确、可靠。因此，要遵循以下几个原则：1、基准重合的原则：应尽量选择工序基准（或设计基准）为定位基准。这样可以减少由于定位不准确引起的加工误差。2、基准不变的原则：尽可能使各个工序的定位基准相同。基准不变的好处是，可使各工序所用的夹具统一，从而减少了设计和制造夹具的时间和费用，加速了生产准备工作，降低了生产成本；多数表面用同一组定位基准进行加工，避免因基准转换过多带来的误差，有利于保证其相互位置精度；由于基准不变就可能在一次装夹中加工许多表面，使各表面之间达到很高的位置精度，又可避免由于多次装夹带来的装夹误差和减少多次装载工件的辅助时间，有利于提高生产率。3、互为基准，反复加工的原则：当两个表面相互位置精度要求较高时，则两个表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间相互位置精度。4、自为基准的原则：当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀时，可选择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率。5、应能使工件装夹稳定可靠、夹具简单一般常采用面积大，精度较高和粗糙度较低的表面为精基准。通过对以上精基准选择原则的考虑和分析，本次定位支承套工艺工装的设计以右端面为精基准。4.1.2粗基准的选择在零件加工过程的第一道工序，定位基准必然是毛坯表面，即粗基准。选择粗基准时应从以下几个方面考虑：1、选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。2、某些表面不需加工，则应选择其中与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。3、选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准，不允许有浇、冒口的残迹和飞边，以确保安全、可靠、误差小。4、粗基准在一般情况下只允许在第一道工序中使用一次，尽量避免重复使用。 通过对以上粗基准选择原则的考虑和分析，本次定位支承套工艺工装的设计以左端面和104外圆为粗基准。4.2拟定机械加工工艺路线4.2.1确定各加工表面的加工方法不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用途各不相同，所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。所以在分析研究零件图的基础上，对各加工表面选择相应的加工方法和加工方案。1、首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案。 这里主要的问题是，所选择零件表面的加工方案，必须能稳定而可靠地保证零件达到图纸要求，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。 2、决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。 3、选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。 4、选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件。应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力，发挥工人群众的积极性和创造性。 此外，选择加工方法还应该考虑一些其它因素，例如，工件的形状和质量以及加工方法所能达到的表面物理机械能等。 鉴于以上因素的考虑，对于端面的加工，我们都选择了粗铣加工半精铣加工的方法、外圆的加工我们选择了粗车加工半精车加工的方法、80和52的孔我们选择了粗镗加工半精镗加工的方法、12的孔我们选择了钻扩铰的加工方法。4.2.2拟定加工工艺路线制定工艺路线是一个反复斟酌、修改的过程。它主要是根据被加工零件的几何表面特征，依据加工精度原则拟定工艺路线，然后再将相似或相同的加工方法组合起来，逆向递推到毛坯设计为止的反复修改完善的过程。常见的加工表面主要有内、外回转表面，平面等。常见的机械加工方法主要有：车削、铣削、刨削、镗削、钻削、磨削等。在工艺路线拟定的过程中应考虑的问题有：1、 始终考虑的是经济性即制造成本低；一般来说若要制造成本低，主要是从现有资源的重复利用和提高加工效率两方面出发。2、始终考虑的是合理性即技术上能够制造出合格零件。根据以上两点原则，我指定了两种工艺路线：1、工艺路线方案一：工序1：车左端面，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求工序2：车104外圆，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求工序3：车292圆盘左端面，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求，切84的槽工序4：车右端面，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求工序5：车292圆盘右端面，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求工序6：车130外圆，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求，切82的槽工序7：镗孔，41的孔、52的孔和80的孔（其中52的孔粗镗即可，80的孔需要粗镗和半精镗两道工步），切螺纹退刀槽，切内倒角工序8：车外圆螺纹工序9：加工12的孔，通过钻、扩、铰三道工步以达到加工要求工序10：车内圆螺纹工序11：终检2、工艺路线方案二：工序1：粗车左端面及104外圆工序2：车右端面，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求工序3：车104外圆，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求工序4：车292圆盘左端面，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求，切84的槽工序5：半精车左端面工序6：车292圆盘左端面，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求，切84的槽工序7：镗孔，42的孔、52的孔和80的孔（其中52的孔粗镗即可，80的孔需要粗镗和半精镗两道工步），切螺纹退刀槽，切内倒角工序8：车外圆螺纹工序9：加工12的孔，通过钻、扩、铰三道工步以达到加工要求工序10：车内圆螺纹工序11：终检4.2.3工艺路线分析比较在上节中，我根据拟定工艺路线的一般原则拟定两套工艺路线方案，比较这两个方案不难发现，方案一是将左端面和104的外圆在一道工序中就加工到精度要求的水平，这样坐的原因主要是为了减少装夹次数，从而减少误差，但是这样一来，在后面整个的加工过程中都没有一个粗基准，使得后面的加工显的杂乱无章，没有头绪，而方案二先是对左端面和104的外圆进行粗加工，这样一来，后面的加工就以这两个粗加工的表面作为粗基准，这样就使得后面加工变得比较有序，但是方案二也不是十分完善，一下为最终确定的方案工序1：砂模铸造工序2：毛坯检验工序3：人工时效处理工序4：粗车左端面及104外圆工序5：车右端面，以粗车后的左端面作为粗基准，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求工序6：车130外圆，以粗车后的104外圆作为粗基准，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求 工序7：车292圆盘右端面，以粗车后的左端面作为粗基准，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求，切82的槽工序8：半精车左端面工序9：车292圆盘左端面，以半精车后的292圆盘右端面作为精基准，通过粗车和半精车两道工步达到加工要求，切84的槽工序10：镗孔，42的孔、52的孔和80的孔（其中52的孔和42的孔粗镗即可，80的孔需要粗镗和半精镗两道工步），切螺纹退刀槽，镗内圆螺纹工序11：车外圆螺纹工序12：加工12的孔，通过钻、扩、铰三道工步以达到加工要求工序13：终检4.3确定机械加工工序余量、工序尺寸及表面粗糙度为了保证零件图上某平面的精度和粗糙度值，需要从其毛皮表面上切去全部多余的金属层，这一金属层的总厚度称为该表面的加工余量。其中每一工序所切除的金属厚度称为工序余量。而工序尺寸的确定一般有以下两个原则：1、 加工余量应尽量小。2、 加工余量应能保证按此余量加工后能达到零件图样要求的尺寸、形状、位置公差和表面粗糙度。根据上面的确定原则，查书实用机械制造工艺设计手册课的到机械加工工序余量及工序尺寸为：工序1：粗车左端面及104外圆，加工余量2Z=4mm工序2：车右端面，粗车加工余量2Z=4mm，半精车加工余量2Z=2mm，表面粗糙度为3.2um。工序3：车292圆盘右端面，粗车加工余量2Z=4mm，半精车加工余量2Z=2mm，表面粗糙度为3.2um。工序4：车130外圆，粗车加工余量2Z=4mm，半精车加工余量2Z=2mm，表面粗糙度为3.2um。工序5：半精车左端面及104外圆，加工余量2Z=2mm，表面粗糙度为3.2um。工序6：车292圆盘左端面，粗车加工余量2Z=4mm，半精车加工余量2Z=2mm，表面粗糙度为3.2um。工序7：镗孔，粗镗加工余量2Z=2mm，半精车加工余量2Z=1mm，表面粗糙度为3.2um。工序8：加工12的孔，扩孔的加工余量为2Z=0.8，铰孔的加工余量2Z=0.3mm，表面粗糙度为3.2um。4.4选择机械加工设备及工艺装备在对定位支承套的加工过程中能主要要用到以下机械设备及工艺装备：机床、夹具、刀具、量具。1、 机床的选择。零件的加工精度和生产率在很大程度上是由使用的机床所决定的。机床设备的选择应遵循以下原则： （1）机床的加工尺寸范围应与工件外形轮廓尺寸相适应； （2）机床的精度应与工序精度要求相适应； （3）机床是生产率与工件的生产类型相适应； 所以遵循以上的原则，对于要车削加工的面和外圆，我选择了卧式车床；对于需要镗削加工的孔，我选择了卧式铣镗床；对于需要钻扩铰的孔，我选择了摇臂钻床。2、 夹具的选择。夹具的选择要与工件的生产类型相适应，所选夹具的精度应与工件的加工精度相适应。 由于本次加工属于大批量生产，所以应该选择专用夹具。3、 刀具的选择。主要取决于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用机床的性能、生产率及经济性等。选择时主要确定刀具的材料、型号、主要切削参数等。基于以上方面考虑，需要车削加工的端面，我选择端面车刀；需要车削加工的外圆，我选择了75外圆车刀；需要切的槽，我选择了内孔切槽刀；需要镗的孔，我选择了双刃镗刀；车螺纹时，我选择了螺纹车刀；需要钻、扩孔时，我选择了高速钢麻花钻；需要铰孔时，我选择了机用铰刀。4、量具的选择。量具主要根据生产类型和所要求检验的精度来选择。所以，在本次加工中我选择了游标卡尺。4.5确定工序的切削用量与基本工时切削用量主要包括背吃刀量、进给量和切削速度三个要素，在切削用量的选择上主要要考虑如下三点因素：1、 提高切削加工生产率；2、 延长或稳定刀具寿命；3、 加工表面粗糙度。而工时定额是指在一定条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需要的时间。时间定额合理，应考虑最有效地利用生产工具。所以根据以上因素考虑，通过查书实用机械制造工艺设计手册查得各工序的切削用量及基本工时如下：1、 粗车端面及外圆由于粗车时的加工余量为2mm，而每次加工需要一次走刀就可完成，所以粗车端面及外圆时，切削深度即ap选择为2mm，由此查表可得进给量f为0.8mm，所以可以得出切削速度v为1.1m/s。2、 半精车端面及外圆 由于半精车时的加工余量为1mm，而每次加工需要一次走刀就可完成，所以半精车端面及外圆时，切削深度即ap选择为1mm，由此查表可得进给量f为0.3mm，所以可以得出切削速度v为1.7m/s。3、 粗镗内孔由于毛坯尺寸中，内孔的毛坯的尺寸为36mm，而粗镗要求加工的尺寸为70mm，所以在粗镗内孔时需要6次走刀，每次走刀深度即ap选择为5mm，由此查表可得进给量f为0.4mm，所以可以得出切削速度v为0.7m/s。4、 半精镗内孔粗镗后，内孔的尺寸为70mm，而半精镗要求加工的尺寸为80mm，故半精镗内孔时需要4次走刀，每次走刀深度即ap选择为2.5mm，由此查表可得进给量f为0.25mm，所以可以得出切削速度v为0.85m/s。5、 加工4个12的孔由于这4个孔有3.2um的粗糙度要求，所以需要钻扩铰三步加工，钻孔时，将孔加工到7，所以背吃刀量为3.5mm，由此查表可得进给量f为0.4mm，切削速度v为0.35m/s；扩孔时，将孔加工到11，所以背吃刀量为2mm，由此查表可得进给量f为0.7mm，切削速度v为0.18m/s；铰孔时，将孔加工到12，所以背吃刀量为0.5mm，由此查表可得进给量f为1.5mm，切削速度v为0.1m/s。4.6绘制零件机械加工工艺过程卡 在完成了一个零件的机械加工工艺路线的拟定后，就要确定各个工序的具体内容了，例如确定工序尺寸及公差、工序余量、选择工艺装备、切削用量、时间定额等。在此基础上我们要将所选择的内容以卡片的形式表现出来，习惯上称为机械加工工序卡片。它是在过程卡片的基础上，分别为每一道机械加工工序设计的工艺文件，其内容比较详细，用来具体指导操作者进行生产，主要用在大批量生产中。我的机械加工工序卡片见图纸。 5夹具设计（工序12加工12的孔夹具设计）5.1夹具总体方案的确定5.1.1定位方案及定位元件的选择零件在工艺规程制定之后，就要按工艺规程顺序进行加工。加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的联接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计时机械设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素的之一。在机械加工过程中，通过定位使工件在夹具中占有一个正确的加工位置。因此，在编制零件加工工艺过程中每道工序的一个重要内容就是工件定位方案的确定。即必须根据被加工零件的几何结构特点和加工要求来确定工件定位时需要限制哪些自由度。夹具定位元件的结构和尺寸，主要取决于工件上已被选定的定位基准面的结构形状、大小及工件的重量等。关于定位元件在夹具中的布置，一方面要符合六点定位原理，所谓六点定位原理就是指用正确分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，使工件在夹具中得到正确位置的规律；另一方面为保证工件定位的稳定性，要使支承点之间的距离尽量取大，这样可使工件的重力和切削力的作用点都落在支承点连线所组成的平面内。对于定位，典型的定位方式主要有：平面定位、孔定位和外圆定位，由于我这次需要加工在工件上四个12的孔，所以在选择定位方式时，我选择了孔定位，孔定位主要有两种，分别是心轴定位和定位销定位。所以根据以上原则，我设计了两个定位方案，一个是心轴定位和销组合定位的方式，另一个是在零件的3个面布置6个支撑钉或底面放一个支撑板，两个侧面布置3个支撑钉。这两个方案相比较，第一个方案设计思路比较简单明了，而且可以限制工件的五个自由度，而第二个方案较为复杂，且不利于夹紧结构的布置，所以最后我选择了第一种定位方案。以下为我所选择的定位元件的零件图：图5.1定位心轴5.1.2夹紧方案及夹紧元件的选择夹紧是为了克服切削力等外力干扰而使工件在空间中保持正确的定位位置的一种手段。夹紧装置一般由力源装置、中间传力机构、夹紧元件与夹紧机构所组成。设计夹紧装置时，一般应满足以下基本要求：1、 夹紧过程中不改变工件定位时所占据的正确位置。2、 夹紧力的大小适当，既要保证加工过程中工件不会产生位移和振动，又要使工件不产生不允许的变形或损伤。 3、夹紧装置的自动化程度，应与工件的生产批量相适应。4、结构要简单、力求体积小、重量轻、并有足够的强度；工艺性好便于制造与维修。5、使用性能好、操作简单、省力、安全可靠。常见的夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构。根据选择夹紧装置时的原则，这三种夹紧机构相比较，螺旋夹紧机构更适合这次设计。它的特点是：夹紧行程不受限制，自锁性好，结构简单，制造方便，适应性强，但是动作慢，操作难度大。但是为了克服螺旋夹紧动作慢、效率低的缺点我们最后设计了快速螺旋夹紧机构。即用开口垫圈快速夹紧工件，带有开口垫圈螺母夹紧，螺母外径小于工件外径。梢送螺母，取下开口垫圈，工件即可穿过螺母取出。以下就是我所选择的夹紧元件的零件图图5.2螺旋夹紧机构5.1.3夹紧力的计算夹紧力包括力的大小、方向和作用点，这三要素是夹紧装置设计和选择的核心问题。1、 夹紧力方向的确定夹紧力的方向与工件的装夹方式、工件受外力的方向以及工件的刚性有关（1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。（2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。（3） 夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致、有利于减小夹紧力。2、夹紧力作用点的选择当夹紧力方向确定后，夹紧力的作用点的位置和数目的选择将直接影响工件定位后的可靠性和夹紧后的变形。对作用点位置的选择和数目的确定应注意以下几个方面：（1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。（2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。（3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。（4） 夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。3、夹紧力大小的确定夹紧力大小需要准确的场合，一般可经过实验来确定。通常，由于切削本身是估算的，工件与支承件间的摩擦系数也是近似的，因此夹紧力也是粗略估算。在计算夹紧力时，将夹具和工件看作一个刚性系统，以切削力的作用点、方向和大小处于最不利夹紧时的状况为工件的受力状况。由机床夹具设计（王启平主编）查得加紧件是螺钉时的加紧力为 （5.1）式中加紧力 N原始作用力 N（一般取80100N）作用力臂 （一般取=14）螺纹中径 螺纹升角（取=）螺纹处摩擦角（取=）螺杆端部与工件的摩擦角螺杆端部与工件（或压角）的当量摩擦半径（螺杆端部为球面时=0）把以上数据代入公式得 为了保证工件的装夹安全可靠，应将理论加紧力乘以安全系数K。考虑到切削力的变化和工艺系统变形等因素，一般K=1.53。那么实际所需的加紧力为 5.1.4夹具的安装及对刀方案的选择和设计机床夹具在某些情况下还需要其它一些装置才能符合使用要求，这些装置有导向装置、对刀装置、分度装置和对定装置。而我这次设计的是一个钻床夹具，钻床夹具主要是需要一个导向装置，刀具的导向是为了保证孔的位置精度，增加钻头的支承以提高其刚度，减少刀具的变形，确保孔加工的位置精度。钻床夹具中钻头的导向采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种。由于我这次需要加工的不是连续的孔而且又是大批量生产，所以选择了可换钻套，它是先把衬套用过盈配合H7/n6或H7/r6固定在钻模板或夹具体空上，再采用间隙配合H6/g5或H7/g6将可换钻套装入衬套中，并用螺钉压住钻套。这种钻套更换方便，适用于中批以上生产。钻套安装在钻模板上，钻模板一般装在夹具体或支架上，常见的类型有固定式钻模板、可卸式钻模板、铰链式钻模板、悬挂式钻模板、滑柱式钻模板。在这次设计中，我选择了铰链式钻模板，这种钻模板是悬臂的，铰链孔和铰销轴之间的配合存在间隙，故加工精度低于固定式钻模板，但是装卸工件比较方便、简单，适合大批量生产。5.1.5夹具体的结构和尺寸确定夹具体是整个夹具的基体。在夹具体上要安装组成该夹具所需要的各种元件、机构、装置等；还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。因此夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具上各组成件的分布情况、工件形状、尺寸及加工特性等。对于夹具体的设计有如下一些要求：1、 根据机床工作台或主轴的结构，确定夹具和机床的连接方式。2、 应有足够的强度和刚度，以保证在加工过程中在夹紧力、切削力等外力作用下不致产生不允许的变形和振动。3、 要有良好的结构工艺性和使用性，便于制造、装配和使用。4、 结构应简单，操作要方便、安全，在保证强度和刚度的前提下，