制订LH520ATV后HUB工序卡及第一道机加工夹具设计
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南京大学毕业设计说明书（论文）作 者:学 号：系部:机械工程学院专 业:机械工程及自动化题 目:制订LH520ATV后HUB工序卡及第一道机加工夹具设计毕业设计说明书（论文）中文摘要LH520ATV沙滩车产品，主要用于各种不规则路况及地形的代步及小批运输作业。本文对LH520ATV沙滩车后HUB进行了生产纲领、生产节拍的计算、零件的作用、提出了制定加工工序卡注意点、零件的工艺性分析、工艺规程的设计、确定毛坯的制造形式、基面的选择、制定工艺路线、机械加工中每一道工步的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定编写、确定切削用量及基本工时、论述了专用夹具设计的基本要求及第一道机加工专用夹具设计、夹具在设计时遇到的问题。关键词 毛坯 工艺规程 夹具设计Title After Drawing Up LH520ATV, HUB Travel Chart and First Machining Jig Design AbstractLH520ATV atv product development by the ravine, mainly used for various irregular topography and the road car and small batch transportation operations. This HUB of paper LH520ATV beach car finished the production program, on the calculation and parts production beats, puts forward the process card for careful analysis of technology, parts of the design procedure, and determine the blank of manufacturing, the choice and forms for machining process route, in every step of machining allowance work procedure sizes, and the size of Semifinished materials, determine the cutting dosages and the basic work hours, discusses the basic requirements for a special machining jigs ,the design of the first Machining Jig Designin and the problems of jigs design. Keywords Semifinished materials Technological process Jig design目 录 1 引言12 生产纲领22.1 计算生产纲领决定生产类型22.2 计算生产节拍33 零件的分析43.1 零件的作用43.2 零件的工艺分析44 工艺规程设计64.1 确定毛坯的制造形式64.2 基面的选择84.3 制订工艺路线104.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定124.5 确定切削用量及基本工时155 夹具的设计365.1 问题的提出395.2 夹具设计40结束语43致谢44参考文献45附录146 本科毕业设计说明书（论文） 第 51 页 共 56 页1 引言毕业设计是在学校教学中的最后一个也是最为重要的一个环节。毕业设计是培养学生独立思考和对大学四年来在学校中所学到的基础知识和专业知识重要的实践性过程。毕业设计的目的和要求在于培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决机械工程问题的能力。熟悉一般简单工件在工厂里加工的全部流程，培养学生树立机械工程技术必备的全局观点、生产观点和经济观点。树立正确的设计思想和严肃认真的工作态度，培养学生调查研究，查阅技术文献资料，图样的绘制及编写技术文件的独立工作的能力，而且对日后走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。通过到。的实际学习，大量资料的查阅，并在两位老师的指导下完成这次设计任务，本次设计是设计制订LH520ATV后HUB工序卡及第二道机加工夹具设计。所用机床主要是车床、铣床、钻床以等。本次设计要求是单班制年产2万台；夹具设计须定位准确，夹紧可靠。以及节约劳动力，节约生产成本，提高生产的效率。但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够做到很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，请老师给以指导和批评1。2 生产纲领2.1 计算生产纲领决定生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。（计划期常为一年，所以生产纲领也称年产量。）LH520ATV.4.6-1后左HUB壳体，则该产品年产量为2万台,设备品率为17%机械加工废品率为0.5%,现制定该零件的机械加工工艺流程。技术要求；(1) 材料按样品，取样分析，所选材料各项指标不得低于样品材料；(2) 采用液态模锻的制造工艺，其强度不得低于样品水平；(3) 未注拔模斜度1.5-2；(4) 不允许磕碰划伤；(5) 锻件尺寸公差按GB6414-1999CT要求；(6) 硬度HB80,试样抗拉强度b270MPa；(7) 压锻件材料为ADC12；(8) 本图提供的为主要加工尺寸，其型面及圆角过渡面要求按三维数据。生产纲领N N=Qn(1+a%+b%) =200001(1+17%+0.5%) =23500(件/年)年产量为23500(件/年)，现通过计算, 生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有着决定性的作用，包括各工作点的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装等。同一种产品，生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有着完全不同的生产组织类型。根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为单件生产，成批生产，和大量生产三种，其中成批生产可分为大批生产，中批生产和小批生产，下表1是各种生产组织管理类型的划分，从工艺特点上看单件生产与小批生产相近，大批生产和大量生产相近，因此在生产中一般按单件小批，中批，大批大量生产来划分生产类型，这三种类型有着各自的工艺特点。生产组织管理类型的划分生产类型零件年生产类型（件/年）重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000 500030000大量生产1000500050000所以综上所述，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定该产品的生产类型为大批量生产2。2.2 计算生产节拍生产节拍=22天12个月8小时60分单双班90%/生产纲领=2212860190%/20000=5.7分钟。3 零件的分析3.1 零件的作用壳体零件是机器的基础件之一，主要功用是保持各轴、套及齿轮等零件在空间的位置关系，使其能够协调地运动，并起到支撑各零件的作用。壳体结构较复杂，内部呈腔形，壁厚较薄且不均匀。有许多孔距精度较多的孔系和许多螺纹紧固孔要加工，还有一些较大的平面要加工。加工精度高、加工部位多、加工量大是主要特点。壳体的主要加工面就是孔系和装配基准平面。孔系主要是轴承支承孔，除了孔本身的尺寸，形状精度有较高要求外，各同轴孔系的同轴度。孔系主要是轴承支承孔，平面孔系的平行度均有较高的要求。孔系主要是轴承支承孔，平面孔系的平行度均有较高的要求。各支承孔对装配基准平面有尺寸和位置精度要求。主要平面有平面和垂直、平行等要求。题目所给定的壳体是LH520ATV沙滩车有广泛的用途，主要用于：海滨、公园娱乐、休闲运动、农业、林业中农场、草原作业及各种不规则路况及地形（如沙滩、泥地、洼地、雪地、坡地、草地、建筑工地等）的代步及小批运输作业4。3.2 零件的工艺分析后左HUB的零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-26机械制造工艺设计简明手册），即LH520ATV.4.6-1共有三组加工面，它们之间有一定的要求。现分析如下：(1) 以78 mm外圆为中心的加工表面这组加工表面包括：、84.8的孔以及62的孔，其中，主要加工表面为84.8的孔。(2) 以孔84.8 mm为中心的加工表面这组加工表面包括：端面、外圆74、58的孔、59的孔、61的槽、四个小端面以及钻4个小端面孔4X8.5。其中，主要加工58的孔。(3) 以孔58 mm为中心的加工表面这组加工表面包括：、铣上端左右端面、铣下端左右端面以及钻上下端21.5的通孔。其中，主要加工21.5的通孔。这三组加工表面之间有一定的要求，主要是：(1) 保证59的轴线必须位于半径直为0.05mm的两同轴圆柱面之间；(2) 保证下端孔轴线必须位于距离为公差值0.05mm，且平行于基准表面A(基准平面)的两平行平面之间；(3) 保证61槽必须位于距51端面24 mm；(4) 保证尺寸(770.1)mm和(1000.2)mm；由以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先加工78 mm外圆，然后借助于专用夹具对另外两组进行加工，并保证它们之间的精度要求1。4 工艺规程设计对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成。在特定条件下，总存在一种相对而言最为合理的工艺规程，将这工艺规程用工艺文件形式加以规定，由此得到的工艺文件统称工艺规程2。工艺规程是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据，是指导工人操作的主要技术文件，也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工艺规程的制订须严格按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完善3。(1) 根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备）。在产品投入生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，技术关键的分析与研究；刀、夹、量具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开。(2) 机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。(3) 新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量等4。4.1 确定毛坯的制造形式液锻原理 液锻是使注入模腔的金属，在高压下凝固成型。液态金属在高压之下，其固相线向高温方向移动，与原固相线出现一个T，其大小取决于施加力的大小。若液态金属在接近固相线时，施加的压力使液态金属处于过冷状态。在大的过冷度条件下，液态金属便能生核并长大，形成晶粒的内生长，阻碍了原来(未加压时)枝晶的单向延伸，而形成等轴晶组织结构。也避免了未加压时先结晶区与后结晶区组织成分差异偏析。由于结晶是在压力下进行的，其制件内部组织致密，无空洞与疏松。 液锻特点 (1) 液锻模具的充填性高于固体金属模锻的充填性。 (2) 液锻件组织致密，无成分偏析，基本为等轴晶结构，无各向异性。又因为有锻件的基因而具有高的抗腐蚀性能。 (3) 液锻模具的设计，考虑了模具中气体排出的结构形式，而压锻过程由于金属高速流动裹入了大量气体，不能排出而凝留于金属之中，造成锻件强度和延伸率低于液锻件。 (4) 密度、力学性能基本同锻件。 液锻必须具备的条件 金属熔炼包括熔炼设备及熔炼出符合要求的高质量液态金属。 液锻用的压力机必须可装置液锻模具，操作方便，压力机满足液锻的要求。现代用的液锻压力机为多液压缸、可数控的液锻设备，生产效率高。 液锻的分类 (1) 固液态(半固态)模锻：把金属毛坯加热到似熔非熔状态，能从加热炉中以固体形式转移到模锻模具中。它具有低的变形抗力，省去了复杂的熔炼过程，接近普通模锻，但其工艺要求较高。 (2) 液态挤压模锻：液态挤压模锻是省力，又能生产出高质量型材的工艺。该工艺是液态金属处于准固态进入挤压模定径区成形。其型材质量不低于固态金属挤压型材。 (3) 液态金属与固体构件组合(如双金属构件)液锻；液态金属与高强度或具有其它优良性能的长、短纤维(如矿纤维、陶瓷纤维等)浸润复合模锻或挤压，形成一种新性能材质的液锻件或挤压型材。 液态模锻的应用 (1) 铝合金液锻。铝合金液锻当前应用最为广泛，例如大、中、小型柴油机活塞(裙)，小汽车摩托车零件。液锻活塞生产的原因是由于亚共晶、共晶、过共晶的Al-Si合金材质，液锻件综合性能超过了普通的模锻件。另外液锻时，可以直接把耐磨环及冷却通道埋入其中，大大地提高了活塞寿命，是普通模锻远不能相比的。在其它一些铝合金及其复合材料的液锻方面，在国内外亦有大的进展及应用。铝合金属于各种金属材料应用最多的。 (2) 铜合金液锻。铜锌系黄铜，液锻可细化组织，对铅黄铜能细化质点，其组织与锻造组织很相似，无显微空洞与疏松，而液锻件组织中的基体各向同性,易细化。锡青铜和铅青铜液锻均可获得细小等轴晶组织，是改善合金性能的重要手段。铅锡青铜的耐磨性也得到了改善。铅青铜及其它无铅青铜，在压力下结晶，改变其(+)共晶组织为很细的+(+)共晶相，即成为新的共晶组织(是固熔体，硬而脆)。压力下，共晶体右移有利于合金塑性提高。从整体来看，压力下结晶，可以大幅度提高力学性能。 (3) 锻铁液锻压力下结晶，抑制石墨化，可出现白口。压力下结晶会使共晶锻铁、过共晶锻铁获得亚共晶组织或共晶组织，同时促使石墨细化，并成为蠕虫状、球状析出，有类似于球化剂的作用。锻铁在压力下结晶所生成的渗碳体，在石墨化退火时，析出速度明显增加，并生成石墨化高的石墨相。在压力下结晶可细化组织，明显地提高其力学性能。 (4) 钢的液锻。压力下使铁-碳平衡图发生变化，液相线和固相线温度升高，相区缩小，Fe-Fe3C共析点向低温和碳含量降低方向移动，相区扩大，相区缩小。压力下结晶可细化结晶组织，提高成分的均匀性，使金属夹杂细化并分布均匀。 (5) 其它合金液锻。如镁合金、锌合金等，压力下结晶均有细化晶粒致密组织，提高力学性能的作用。 零件材料为ADC12铝合金。考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,由于年产量为2万台，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，再者，考虑到锻造方法生产工艺简单、生产周期短、适合批量生产，保证零件工作的可靠, 故可以采用液态模锻。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。为了消除在压力后的残余应力，完成后的将锻件低温加热过程中使合金产生强化，以消除应力即人工时效1。4.2 基面的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高，否则，加工工艺规程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行5。4.2.1 基准的概念及其分类基准是指确定零件上某些点，线，面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面6。按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指零件设计图上用来确定其他点，线，面位置关系所采用的基准。工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同，又可分为工序基准，定位基准，测量基准和装配基准四种。(1) 工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸，形状，位置的基准，及工序图上的基准。(2) 定位基准 在加工时用作定位点基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点，线，面。(3) 测量基准 在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准(4) 装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。4.2.2 基准问题的分析分析基准时，必须注意以下几点：(1) 基准是制订工艺的依据，必须是客观存在的。当作为基准的是轮廓要素，如平面，圆柱面等时，容易直接接触到，也比较直观。但是有些作为基准的是中心要素，如圆心，球心，对称轴线等时，则无法触及，然而它们却也是客观存在的。(2) 当作为基准的要素无法触及时，通常由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面。如轴的定位则可以外圆柱面为定位基面，这类定位基准的选择则转化为恰当地选择定位基面的问题。(3) 作为基准，可以是没有面积的点，线以及面积极小的面。但是工件上代表这种基准的基面总是有一定接触面。(4) 不仅表示尺寸关系的基准问题如上所述，表示位置精度的基准关系也是如此7。4.2.3 定位基准的选择选择定位基准时应符合两点要求：(1) 各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合设计要求；(2) 定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受打打切削力，保证定位稳定可靠。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基准考虑的重点是如何减少误差。在选择定位基准时，通常是保证加工精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准8。(1) 精基准的选择。选择精基准的目的是使装夹方便正确可靠，以保证加工精度。主要应该考虑基准重合和统一基准的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），为了加工精基准面才选择了粗基准面。对于壳体，我是以78mm的毛坯外圆为粗基准来加工孔84.8mm。先保证精基准的表面粗糙度，可以以孔84.8mm作为统一的基准，在以后的加工过程中精度就会得到提高。(2) 粗基准的选择。对于刚性差、批量较大、要求精度较高的壳体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。大批生产时，毛坯精度较高，可直接以孔在夹具上定位，采用专用夹具装夹，但对本壳体来说，如果以孔作为粗基准，则无法合理地加工出所要加工得到的加工精度等级，按照有关粗基准的选择原则（即选择重要表面作为粗基准，以保证各重要加工面都有足够的加工余量），现取78mm的毛坯外圆作为粗基准并夹紧，利用端面定位；以消除五个自由度，从而达到不完全定位9。4.3 制订工艺路线拟订零件的机械加工工艺路线是制订工艺规程的一项重要工作，拟订工艺路线时主要解决的问题有：选定各加工表面的加工方法；划分加工阶段；合理安排各工序的先后顺序；确定工序的集中和分散程度10。制订工艺路线时需要考虑的主题要问题有：怎样选择定位基准，怎样选择加工方法，怎样安排加工顺序以及热处理、检验等工序。而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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可考虑采用加工中心配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降11。工艺路线一工序I 锻造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II 锻检。工序III 加工74mm端面 保证尺寸45.1mm 27.6mm、74mm外圆、4个小凸台端面 保证尺寸28.6mm、内孔58 深32.6mm、内孔 59mm 保证尺寸24mm、内孔61mm 槽宽2.2mm。工序IV 钻扩4个小凸台通孔8.5mm。工序V 加工内孔62mm 保证尺寸8.2mm、内孔84.8mm 保证尺寸47.1mm。工序VI 加工上下端的左端面和右端面 保证总长尺寸77 mm和100 mm。工序VII 加工上下通孔21.5mm。工序VIII 去刺、清洗、检入库。工艺路线二工序I 锻造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II 锻检。工序III 加工内孔84.8mm，保证尺寸47.1mm，内孔62mm 保证尺寸8.2mm。工序IV 加工74mm端面 保证尺寸45.1mm 27.6mm、74mm外圆、 内孔58 深32.6mm、内孔59mm 保证尺寸24mm、 内孔61mm 槽宽2.2mm、4个小凸台端面 保证尺寸28.6mm。工序V 钻扩4个小凸台通孔8.5mm。工序VI 加工上下端的左端面和右端面 保证总长尺寸77 mm和100 mm。工序VII 加工上下通孔21.5mm。工序VIII 去刺、清洗、检入库。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案不同之处在于：方案一（工序III）以粗基准来定位，加工内容较多，难以保证内孔59mm轴线的同轴度要求；而方案二在（工序III）就把精基准加工出来了，为以后的加工做好了准备。两方案相比较可以看出，方案二较为合理，符合工艺制定原则中的基准先行原则。以上加工方案大致看来似乎只是采用的基准不同。但通过仔细考虑零件图纸和技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现方案二，最主要解决了基准问题，保证了基准统一和基准重合。因而选用方案二的方式来加工。这样修改后就可以修正由于基准不重合造成的加工误差。因此，最后的加工路线确定如下：工序I 锻造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II 锻检。工序III 加工84.8mm内孔，以78mm外圆为粗基准，端面定向，保证孔底距端面尺寸47.1mm；加工内孔62mm 保证空深8.2mm；选用SK360型卧式车床。工序IV 加工端面，以84.8mm内孔为精基准定位，保证尺寸45.1mm 27.6mm；加工74mm外圆；加工孔58保证尺寸32.6 mm、加工孔59mm保证尺寸24mm、加工槽61保证尺寸24mm和槽宽2.2 mm、加工4个小凸台端面 保证尺寸28.60.1； 选用SK360型卧式车床。工序V 钻扩加工4X8.5mm孔。以内孔84.8mm为精基准，以4个小凸台端面之一的外圆轮廓为定向，保证圆心在R67上，各孔中心距660.1mm；选用台式钻床Z516。工序VI 加工上端左端面，以内孔58mm为精基准，以上下右端面为定向，保证尺寸38.50.05mm；加工下端左端面，保证尺寸500.1mm；选用X5032型立式铣床。 工序VII 加工上端右端面，以内孔58mm为精基准，以上下左端面为定向，保证尺寸770.1mm，加工下端右端面，保证尺1000.2mm选用 X5032型立式铣床。 工序VIII 加工上端孔21.5mm，以内孔58mm为精基准 保证尺寸102.7mm；加工下端孔21.5mm，保证尺寸37.4mm；选用钻床Z4023。工序IX 去刺、清洗、检入库。4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1P64F壳体的材料为ADC12铝合金，硬度HB80，试样抗拉强度b270Mpa；毛坯重量为1.2千克。生产类型为大批生产，采用液态模锻毛坯7。根据上述原始资料及加工工艺，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) 84.8mm内孔参照机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，壳体的最大基本尺寸50100mm，锻造毛坯时一般采取11级尺寸公差等级和E级加工余量等级进行液态模锻7，所以毛坯的加工余量Z=2.0mm 3.0mm。而该孔内表面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，要求达到粗车加工，该孔的最大加工长度40mm，所以加工余量Z=2.0mm。因此，只要进行一次粗加工就已能满足加工要求。(2) 62内孔孔内表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，要求达到半精车加工，该孔的最大加工长度8.2mm，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-8确定该孔的加工余量分配：粗车： 61mm 2Z=3mm半精车： 62mm 2Z=1mm(3) 端面端面表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，要求达到粗车加工，该端面的最大加工长度2mm，因此，只要进行一次粗加工就已能满足加工要求。(4) 74外圆外圆表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，要求达到粗车加工，该端面的最大加工长度27.6mm，因此，只要进行一次粗加工就已能满足加工要求。(5) 58内孔 孔内表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为0.8um，孔端面表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，要求达到精车加工，该孔的最大加工长度32.6mm，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-8确定该孔的加工余量分配：粗车： 57.4mm 2Z=3.4mm半精车： 57.9mm 2Z=0.5mm 精车： 58mm 2Z=0.1mm(6) 59内孔 保证尺寸24mm 圆柱度0.05，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，要求达到精车加工，该孔的最大加工长度8.6mm，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-8确定该孔的加工余量分配：粗车： 58.4mm 2Z=3.4mm半精车： 58.9mm 2Z=0.5mm精车： 59mm 2Z=0.1mm(7) 61内槽 保证尺寸24mm 和槽宽2.2mm，槽宽尺寸由刀具保证，因此，只要进行一次加工就已能满足加工要求。(8) 4个小凸台端面 4个小凸台端面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um ，保证尺寸 28.60.1mm，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，要求达到粗车加工，该端面的最大加工长度2mm，因此，只要进行一次粗加工就已能满足加工要求。(9) 4X8.5mm内孔考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9 只要分钻扩加工，此时直径余量2Z=0.04mm确定该孔的加工余量分配：钻孔 8.46mm 2Z=8.46mm扩孔 8.5mm 2Z=0.04mm (10) 上端左端面 上端左端面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um，保证尺寸38.50.05mm，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，该端面的最大加工长度2mm，要求达到粗铣加工，该零件厚度50mm，因此，只要进行一次粗加工就已能满足加工要求。(11) 下端左端面 下端左端面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um， 保证尺寸500.1mm，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，该端面的最大加工长度2mm，要求达到粗铣加工，该零件厚度50mm，因此，只要进行一次粗加工就已能满足加工要求。(12) 上端右端面 上端右端面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um， 保证尺寸770.1mm，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，该端面的最大加工长度2mm，要求达到粗铣加工，该零件厚度50mm，因此，只要进行一次粗加工就已能满足加工要求。(13) 下端右端面 下端右端面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um， 保证尺寸1000.1mm，参照机械制造工艺设计简明手册表1.4-6，该端面的最大加工长度2mm，要求达到粗铣加工，该零件厚度50mm，因此，只要进行一次粗加工就已能满足加工要求。(14) 上端21.5mm内孔 上端孔的内表面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um， 保证尺寸102.7mm，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9 只要分扩扩加工，此时确定该孔的加工余量分配：钻孔 21.2mm 2Z=1.2mm扩孔 21.5mm 2Z=0.3mm(15) 下端21.5mm内孔 下端孔的内表面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um， 保证尺寸37.4mm，平行度0.05且平行于基准表面A，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9 只要分扩扩加工，此时确定该孔的加工余量分配：钻孔 21.2mm 2Z=1.2mm扩孔 21.5mm 2Z=0.3mm4.5 确定切削用量及基本工时在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间称为时间定额。合理的时间定额能促进工人的生产技能和技术熟练程度的不断提高，调动工人的积极性，从而不断促进生产向前发展和不断提高劳动生产率。时间定额是安排生产计划、成本核算的主要依据，在设计新厂时，又是计算设备数量、布置车间、计算工人数量的依据2。工序I： 锻造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II： 锻检。工序III： 加工84.8mm内孔，以78mm外圆为粗基准，端面定向，保证孔底距端面尺寸47.1mm；加工内孔62mm 保证空深8.2mm；选用SK360型卧式车床。本工序采用计算法确定切削用量。加工84.8mm内孔(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、液态模锻。加工要求：加工84.8mm内孔，保证尺寸47.1，表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um。机床：SK360型卧式车床。刀具：成型车刀。刀具材料：硬质合金（YT15）。(2) 计算切削用量加工84.8mm内孔(a) 已知加工84.8mm内孔毛坯厚度方向的加工余量为Z=2mm，但考虑到壳体结合面毛坯长度方向不是规则形状，因此可以把其考虑为长方形的形状考虑，又由于液态模锻的毛坯精度本身就较高，所以只要加工一次就行，ap =2mm计。(b) 进给量 根据切削用量简明手册表3.5，当要求达到表面粗糙度Ra= 6.3um时，车刀每转进给量0.75mm/r。取=0.8mm/r；(c) 计算切削速度 按切削用量简明手册表3.27，切削速度的计算公式为（寿命T=60min） （4-1） 其中：CV = 362, t = 2, s =0.8,所以m/min(d) 确定机床主轴转速 r/min （4-2）按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），与622.75r/min相近的卧式车床转速为500r/min及700r/min。现取n=700r/min。所以实际切削速度 177.6m/min(e) 检验机床功率根据切削用量简明手册表3.23，当硬度HB160，试样抗拉强度560Mpa，ap2mm,do =80.8mm,Z=4, =177.6mm,近似为Pcc=2.3KW。根据切削用量简明手册SK360型卧式车床说明书表3.30，机床主轴允许的功率为PcM =5.5KW0.75=4.125KW（其中机床效率为0.75）。故Pcc0.75mm/r。取=0.8mm/r。(c) 计算切削速度 由式（4-1）得 其中：CV = 362, t = 1.5, s =0.8,所以m/min (d) 确定机床主轴转速 由式（4-2）得r/min 按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），与906r/min相近的卧式车床转速为700r/min及1000r/min。现取n=1000r/min。所以实际切削速度 182.12m/min(f) 切削工时，由式（4-3）得 式中： mm， mm， mm所以，=min(b) 进给量 根据切削用量简明手册表3.5，半径内车要求达到表面粗糙度Ra= 3.2um时，车刀每转进给量0.75mm/r。取=0.7mm/r。(c) 计算切削速度 由式（4-1）得 其中：CV = 371, t = 0.5, s =0.7,所以m/min(d) 确定机床主轴转速 由式（4-2）得 r/min 按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），与1075.5r/min相近的卧式车床转速为700r/min及1000r/min。现取n=1000r/min。所以实际切削速度 191.54m/min(f) 切削工时，由式（4-3）得 式中： mm， mm， mm所以，=min所以，加工62mm内孔的总切削工时min工序IV 加工端面，以84.8mm内孔为精基准定位，保证尺寸45.1mm 27.6mm；加工74mm外圆；加工孔58保证尺寸32.6 mm、加工孔59mm保证尺寸24mm、加工槽61保证尺寸24mm和槽宽2.2 mm、加工4个小凸台端面 保证尺寸28.60.1； 选用SK360型卧式车床。(1) 加工端面加工端面，以84.8mm内孔为精基准定位，保证尺寸45.1mm 27.6mm，表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um；刀具材料：硬质合金（YT15）。(2) 计算切削用量车端面(a) 已知端面毛坯厚度方向的加工余量为Z=2mm，液态模锻的毛坯精度本身就较高，所以只要加工一次就行，ap =2mm计：(b) 进给量 根据机械加工切削数据手册 表3.24，当要求达到表面粗糙度Ra=6.3um时，车刀每转进给量0.75mm/r。取=0.8mm/r；(c) 计算切削速度 由式（4-1）得 其中：CV = 362, t = 2, s =0.8,所以m/min(d) 确定机床主轴转速 由式（4-2）得 r/min 按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），与645.1r/min相近的卧式车床转速为500r/min及700r/min。现取n=700r/min。所以实际切削速度 171.4m/min(e) 切削工时，由式（4-3）得 式中： mm， mm， mm所以，=min加工74mm外圆(a) 已知外圆毛坯厚度方向的加工余量为Z=2mm，考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺学表1-12，液态模锻的毛坯精度本身就较高，所以只要加工一次就行，ap =2mm计： (b) 进给量 根据机械加工切削数据手册 表2.44, =0.8mm/r(c) 切削速度 由式（4-1）得, =158m/min(d) 确定主轴速度 根据式（4-2），645.1r/min按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），与645.1r/min相近的卧式车床转速为500r/min及700r/min。现取n=700r/min。所以实际切削速度 171.4m/min (e) 切削工时，根据式（4-3）式，式中： mm， mm， mm所以，=mm加工孔58(a) 已知该孔毛坯厚度方向的加工余量为Z=4mm，考虑到轴承孔的形状规则，尽管液态模锻的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经过粗车-半精车-精车加工才能达到Ra的最大允许值为0.8um的精度要求。所以， 粗车：2Z=3.4mm 单边余量Z=1.7mm一次车去全部余量，ap =1.7mm半精车：2Z=0.5mm 单边余量Z=0.25mm一次车去全部余量，ap =0.25mm 精车：2Z=0.1mm单边余量Z=0.05mm 一次车去全部余量，ap =0.05mm (b) 进给量 根据机械加工切削数据手册 表3.24，当要求达到表面粗糙度Ra=0.8um时，粗车每转进给量=0.8mm/r，半精车每转进给量=0.6mm/r，精车每转进给量=0.27mm/r；(c) 计算切削速度 由式（4-1）得，粗加工时的切削速度为=164.2m/min，半精加工时的切削速度为=249.4m/min，精加工时的切削速度为=399m/min。(d) 确定机床主轴转速根据（4-2）式，粗车加工时的机床主轴转速：911.0r/min半精车加工时的机床主轴转速：1371.79r/min精车加工时的机床主轴转速：1585.9r/min按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），粗车现取n=1000r/min。半精车现取n=2000r/min。 精车现取n=2000r/min。所以实际切削速度 粗车180.2m/min半精车363.6m/min精车364.2m/min(e) 切削工时， 根据（4-3）式，式中： mm， mm， mm所以，粗车切削工时，切削工时：=min半精镗切削工时，切削工时：=min精车切削工时，切削工时：=min所以加工孔58的总切削工时 =0.0445+0.06+0.132=0.2365min。加工孔59mm保证尺寸24mm (a) 已知该孔毛坯厚度方向的加工余量为Z=4mm，考虑到轴承孔的形状规则，尽管液态模锻的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经过粗车-半精车-精车加工才能达到保证圆柱度公差0.05的精度要求。所以， 粗车：2Z=3.4mm 单边余量Z=1.7mm一次车去全部余量，ap =1.7mm半精车：2Z=0.5mm 单边余量Z=0.25mm一次车去全部余量，ap =0.25mm 精车：2Z=0.1mm单边余量Z=0.05mm 一次车去全部余量，ap =0.05mm (b) 进给量 根据机械加工切削数据手册 表3.24，当要求达到表面粗糙度Ra=0.8um时，粗车每转进给量=0.8mm/r，半精车每转进给量=0.6mm/r，精镗每转进给量=0.27mm/r；(c) 计算切削速度 由式（4-1）得，粗加工时的切削速度为=164.2m/min，半精加工时的切削速度为=249.4m/min，精加工时的切削速度为=399m/min。(d) 确定机床主轴转速根据（4-2）式，粗车加工时的机床主轴转速：895.4r/min半精车加工时的机床主轴转速：1348.5r/min精车加工时的机床主轴转速：1531.7r/min按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），粗车现取n=1000r/min。半精车现取n=2000r/min。 精车现取n=2000r/min。所以实际切削速度 粗车183.4m/min半精车369.9m/min精车370.5m/min(e) 切削工时， 根据（4-3）式，式中： mm， mm， mm所以，粗车切削工时，切削工时：=min半精镗切削工时，切削工时：=min精车切削工时，切削工时：=min所以加工孔58的总切削工时 =0.0145+0.0194+0.043=0.0769min。加工槽61加工要求：保证尺寸24mm和槽宽2.2 mm 刀具：切槽车刀。刀具材料：硬质合金（YT15）。(a) 根据机械加工切削数据手册 表3.24，切槽每转进给量=0.05mm/r，由式（4-1）得 =266.1m/min(b) 确定主轴速度根据（4-2）式，1436.4r/min按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），现取n=2000r/min。所以实际切削速度 粗车370.52m/min (c)切削工时计算：根据（4-3）式，=加工4个小凸台端面；加工要求：加工4个小凸台端面，其底面表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，保证保证尺寸28.60.1mm。刀具：车刀。刀具材料：硬质合金（YT15）。(a) 已知凸台毛坯厚度方向的加工余量为Z=2mm，所以只要加工一次就行，ap =2mm计。(b) 进给量 根据切削用量简明手册表3.5，当要求达到表面粗糙度Ra= 6.3um时，车刀每转进给量0.75mm/r。取=0.8mm/r；(c) 切削速度 由式（4-1）得, =159.8m/min；(d) 确定主轴速度 根据（4-2）式， 434.97r/min按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），粗车现取n=500r/min。所以实际切削速度 粗车183.69m/min (e)切削工时计算：根据（4-3）式，式中： mm， mm， mm=min工序V 钻扩加工4X8.5mm孔。以内孔84.8mm为精基准，以4个小凸台端面之一的外圆轮廓为定向，保证圆心在R67上，各孔中心距660.1mm；选用台式钻床Z516。钻加工4X8.5mm通孔(1) 加工条件加工要求：钻4X8.5mm孔，其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，机床：台式钻床Z516 。刀具：麻花钻。刀具材料：高速钢。(2) 计算切削用量钻孔8-A2.5(a) 进给量 根据机械加工切削数据手册, =0.3mm/r(b) 切削速度 由式（4-1）得, =43.1m/min(c) 确定主轴速度 根据（4-2）式，1653.7r/min按机床选取=2150r/min。所以实际切削速度=56m/min.(d) 切削工时，根据（4-3）式，、式中： mm， mm， mm所以，=min扩4X8.5mm通孔参照机械加工切削数据手册表4.1-29, =0.2mm/r，由式（4-1）得=12.78m/min，根据（4-2）式，主轴速度：478.8r/min 根据车床说明书（见金属机械加工工艺人员手册表10-71），现取=600r/min。所以实际切削速度m/min根据（4-3）式，计算切削工时式中： mm， mm， mm所以，=min所以加工4*8.5mm通孔的摆杆孔的总切削工时为4t t=0.029min +0.157min =0.186min，4t=4*0.186=0.672 min。工序VI 加工上端左端面，以内孔58mm为精基准，以上下右端面为定向，保证尺寸38.50.05mm；加工下端左端面，保证尺寸500.1mm；选用X5032型立式铣床。 加工上端左端面 (1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、液态模锻。加工要求：其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um，机床：X5032型立式铣床刀具：10mm面铣刀。刀具材料：硬质合金（YT15）。(2) 计算切削用量本工序考虑用复合刀一次加工完成，参照机械加工切削数据手册表4.1-29, =0.2mm/r ，由式（4-1）得=299.6m/min。根据（4-2）式，主轴速度：1178r/min 根据ZX7025机床的相关性能，查机械制造工艺设计简明手册，与1178r/min相近的机床转速为950r/min及1180r/min。现取=1180r/min。如果取=950r/min，则速度损失太大。所以实际切削速度m/min根据（4-3）式，切削工时式中： mm， mm， mm所以，=min加工下端左端面(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、液态模锻。加工要求：其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um，机床：X5032型立式铣床刀具：10mm面铣刀。刀具材料：硬质合金（YT15）。(2) 计算切削用量本工序考虑用复合刀一次加工完成，参照机械加工切削数据手册表4.1-29, =0.2mm/r ，由式（4-1）得=299.6m/min。根据（4-2）式，主轴速度：917.4r/min 根据ZX7025机床的相关性能，查机械制造工艺设计简明手册，取=950r/min。所以实际切削速度m/min根据（4-3）式，切削工时式中： mm， mm， mm所以，=min工序VII 加工上端右端面，以内孔58mm为精基准，以上下左端面为定向，保证尺寸770.1mm，加工下端右端面，保证尺寸1000.2mm选用 X5032型立式铣床。 加工上端右端面(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、液态模锻。加工要求：其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um，机床：X5032型立式铣床刀具：10mm面铣刀。刀具材料：硬质合金（YT15）。(2) 计算切削用量本工序考虑用复合刀一次加工完成，参照机械加工切削数据手册表4.1-29, =0.2mm/r ，由式（4-1）得=299.6m/min。根据（4-2）式，主轴速度：1207.8r/min 根据ZX7025机床的相关性能，查机械制造工艺设计简明手册，取=1500r/min。所以实际切削速度m/min根据（4-3）式，切削工时式中： mm， mm， mm所以，=min加工下端右端面(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、液态模锻。加工要求：其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um机床：X5032型立式铣床刀具：10mm面铣刀。刀具材料：硬质合金（YT15）。(2) 计算切削用量本工序考虑用复合刀一次加工完成，参照机械加工切削数据手册表4.1-29, =0.2mm/r ，由式（4-1）得=299.6m/min。根据（4-2）式，主轴速度：935.4r/min 根据ZX7025机床的相关性能，查机械制造工艺设计简明手册，取=950r/min。所以实际切削速度m/min根据（4-3）式，切削工时式中： mm， mm， mm所以，=min工序VIII 加工上端孔21.5 mm，以内孔58mm为精基准 保证尺寸102.7mm；加工下端孔21.5mm，保证尺寸37.4mm；选用钻床Z4023。加工上端孔21.5mm (1) 加工条件加工要求：扩21.5mm孔，保证尺寸102.7mm，机床：台式钻床Z4023 。刀具：麻花钻。刀具材料：高速钢。(2) 计算切削用量 (a) 进给量 根据机械加工切削数据手册, =1.2mm/r(b) 切削速度 由式（4-1）得, =43.83m/min(c) 确定主轴速度 根据（4-2）式，655.3r/min按机床选取=1100r/min。所以实际切削速度=73.57m/min.(d) 切削工时，根据（4-3）式，、式中： mm， mm， mm所以，=min铰孔21.5通孔加工要求：铰21.5mm孔，其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um参照机械加工切削数据手册表4.1-29, =1mm/r，由式（4-1）得=16.73m/min，根据（4-2）式，主轴速度：247.8r/min 根据车床说明书（见金属机械加工工艺人员手册表10-71），现取=600r/min。所以实际切削速度m/min根据（4-3）式，计算切削工时式中： mm， mm， mm所以，=min所以加工上端孔21.5mm的总切削工时为t=0.064min +0.141min =0.205min。加工下端孔21.5mm(1) 加工条件加工要求：扩21.5mm孔，保证尺寸37.4mm，机床：台式钻床Z4023 。刀具：麻花钻。刀具材料：高速钢。(2) 计算切削用量钻孔4X8.5mm(a) 进给量 根据机械加工切削数据手册, =1.2mm/r(b) 切削速度 由式（4-1）得, =43.83m/min(c) 确定主轴速度 根据（4-2）式，655.3r/min按机床选取=2150r/min。所以实际切削速度=143.8m/min.(d) 切削工时，根据（4-3）式，、式中： mm， mm， mm所以，=min扩4X8.5mm通孔加工要求：扩21.5mm孔，其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为3.2um，平行度0.05 参照机械加工切削数据手册表4.1-29, =1mm/r，由式（4-1）得=16.73m/min，根据（4-2）式，主轴速度：247.8r/min 根据车床说明书（见金属机械加工工艺人员手册表10-71），现取=2150r/min。所以实际切削速度m/min根据（4-3）式，计算切削工时式中： mm， mm， mm所以，=min所以加工上端孔21.5mm的总切削工时为t=0.419min +0.05min =0.469min。工序IX 去刺、清洗、检入库最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片,见附表1。5 夹具的设计由机械制造工艺系统的组成机床、工件、刀具和夹具可看出夹具在机械加工占有很重要的地位。尤其在成批生产时更是大量的采用机床夹具。它们是机床工件之间的联结装置，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，所以机床夹具设计是装配设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一，是一种在金属切削机床上实现装夹任务的工艺装备，是机械加工工艺系统的一个重要组成部分8。机床上工件的安装方法，可归结为三种：直接找正法、划线找正法、夹具定位法。其中机床夹具又分为：通用夹具和专用夹具。在车床上使用夹具有三个目的：提高机床的生产率、保证产品质量和解决疑难工艺、扩大机床用途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。凡是直接承受定位基准的夹具零件，称为定位元件。使工件在夹具中定位用的定位元件，又叫支承。支承可分为主要支承和辅助支承。用来限制工件的全部自由度或其中的几个自由度，使工件在夹具中占有一定位置的定位元件，叫主要支承；在夹具中只用来加强工件定位时的稳定性及刚性的支承，叫辅助支承。夹具上的定位元件应满足：定位元件的工作表面需具有高度的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度；定位元件在夹具中的位置须使它们在磨损或损坏后，易于更换或修理，以节省修理夹具所需要的时间和费用，所以通常不允许直接利用夹具体作为定位元件；为了使定位元件的工作表面保持清洁，以便和工件定位基准接触良好，定位元件的工作表面尺寸应尽可能的小，更不必和工件的定位表面全部接触；为了使工件在加工时稳固可靠，定位元件的排列应使切削力和夹紧力落在支承点上或落在几个支承点的中间。在车床加工中，除了在角铁和花盘或特殊夹具上加工外，很少用平面定位加工，以下几种是以：平面定位所用的定位元件：钉头支承、板型支承、可调支承。工件以外圆柱面作为定位基准的定位元件：用V型块作为定位元件、用圆柱孔作为定位元件、使用定心夹紧装置（双爪卡盘、三爪卡盘、弹簧夹头）。工件以内孔作为定位基准的定位元件：定位销、心轴（整体式心轴、胀力心轴、组合心轴、球式心轴、自动夹紧心轴、盘形弹簧心轴、塑料心轴、橡胶心轴、花键心轴）工件以中心孔、端面外圆及端面内孔作为定位基准的定位元件：工件以中心孔作为定位基准用的顶针（前顶针、后顶针）、工件以端面外圆及端面内孔作为定位基准用的顶针（前顶针、后顶针）、传动装置（机心夹头、自动卡紧鸡心夹头、传动盘/拨盘、自动夹紧传动夹头、气压传动夹头）工件以螺纹作为定位基准（整体式螺纹定位、活动式螺纹定位）工件以曲型面作为定位基准工件以燕尾槽作为定位基准夹紧装置：工件在固定和夹紧时的装置，可用手动夹紧、机动夹紧、自动夹紧和液体塑料夹紧。手动夹紧指直接利用人力和扳手来操作的。机动夹紧指压缩空气和真空夹紧、液压传动夹紧和电磁夹紧等。自动夹紧指夹紧力（把工件压向夹具定位支承所使用的力）利用机床运动部分来自动操纵的。液体塑料夹紧指利用液体塑料的压力通过衬套薄壁的弹性变形把夹紧力传给工件。在车床上加工时，夹紧工件的方法一般有三种：装在顶针之间、装在心轴上和夹在夹头（或卡盘）内。常用夹紧装置的种类：简单的压板装置、螺旋压板装置、铰链式压板装置螺钉式夹紧装置、螺母式夹紧装置、气动夹紧装置工件在固定和夹紧时应注意事项：(1) 夹紧时必须保证不破坏工件的正确定位，并且有足够的稳固性。(2) 在与车床主轴中心线平行的定位元件上装夹工件时，夹紧时所需的力最好是从上向下。夹紧力的大小，必须保证加工过程中工件位置不发生变化，而且各作用点的夹紧力应力求均匀。通常（用平面定位时）压向主要基面的夹紧力要大一些，压向导向基面和支承基面的夹紧力要小一些。(3) 工件夹压部位和夹紧力的作用点，应尽量设置在夹具支撑面上，由支撑面直接承受或位于几个支承所组成的面积之内，不能压空，并应在工件刚度最大的部分，以免工件变形，影响加工精度和造成事故。(4) 夹紧力的作用点，应尽量设置在距切削力做用点和加工表面近些，这样可增加工件的刚性和稳定性，保证加工质量。(5) 夹紧时，夹紧机构必须保证不使夹具本身产生变形。(6) 夹紧力的方向对夹紧力的大小影响很大，应特别注意。如果夹紧力和切削力的方相一致，显然只需很小的夹紧力，工件在加工中也不会移动，所以应避免夹紧力和切削力方向相反的夹紧形式。(7) 夹紧机构在可靠的基础上，应结构简单、刚型好、操作方便、使用安全、便于制造和修理。(8) 夹紧机构的零件，最好与夹具体联系在一起，这样使用起来不但方便，同时免得丢失而影响工作。(9) 夹紧机构不能妨碍工件的装卸、加工、检查和测量等工作。(10) 夹紧机构的夹紧力，应具有调整的可能性，并且调整要方便。(11) 在一个夹具内，最好只有一种或不多与两种形式的夹紧机构，而且夹紧元件应尽量标准化、规格化和统一化。夹具的设计原则：(1) 要注意工件的形状及精度要求。(2) 夹紧力大小的决定及材料的选择。(3) 夹具在旋转时应保持平衡。(4) 操作要安全。(5) 要注意加工方式。(6) 安装次数要少。设计夹具的程序如下：(1) 分析研究加工的工件。研究部件的装配图，明了加工工件的性能和作用，以及与其它零件的相互关系；研究工件的工作图，明了工件的形状尺寸、加工表面、精度等级、几何精度、技术要求、材料牌号及其硬度等；研究工件的工艺要求，根据装配图和工作图，分析选用工件的定位基面。(2) 拟定夹具的类型和结构。研究工艺人员对夹具结构提出的特殊要求和技术问题；研究过去设计使用过的同类型夹具的结构，分析它们的优缺点，以改进夹具的设计；根据以选定的工件定位基面，拟定在夹具中的定位方法和结构形式；研究和确定工件的夹紧部位和夹紧方法，设计可靠的夹紧机构；研究和了解所选用的机床的规格、性能和精度等条件，以便确定夹具安装在机床上的位置及其相应的连接方法和固定方法；了解制造夹具的有关设备情况，以便确定夹具体和主要零件的工艺性和制造方法。(3) 绘制夹具的总图。首先画出工件的外部轮廓（用双点划线或红色铅笔来表示）以便确定夹具的有关尺寸。再画出工件加工的部位和加工余量（用交叉线来表示），以便确定刀具和辅助工具的尺寸和相对的工作位置；夹具的总图上应当具有23个投影图和必要的剖面图。按照这些图可以了解和判断出夹具的任何一个零件；夹具总图的正视图，应当是以夹具实际工作时在机床上的安装位置，或按工人的操作位置设计；在图上应注出所有适当公差的基面尺寸、座标尺寸、定位尺寸和夹具的外形尺寸，根据这些尺寸，可以作夹具的检查和测量；所有连接件和配合件，都应注出连接尺寸、配合尺寸和配合公差，以及几何形状的偏差；对夹具零件进行编号，并按厂内所规定的格式作出夹具的零件明细表，图纸应合乎国家标准的规定；在图上应当注出夹具的技术要求、定期检查的时间和周期。(4) 测绘夹具零件的工作图。根据夹具总图测绘出每一个零件的工作图（标准件可不绘）；根据夹具的结构和工艺上的条件来决定零件的形状和注出全部尺寸、配合公差，允许的几何形状偏差、热处理以及其他技术要求；零件加工的表面光洁度一般与尺寸精度和几何精度有关，夹具零件最常用的是69。(5) 选用零件的材料。夹具零件一般选择用较好的材料制造，因此，必须注明零件所使用的材料牌号；根据夹具的结构和零件的工作情况，以及所起的作用，就能够确定对零件材料的基本要求，从而按材料的性能和工厂材料的供应情况来选用合适的材料；确定材料的热处理规范，以及应达到的硬度要求等，使零件具有相当的韧性和耐磨性。步骤：选择工件的定位基准决定工件的定位方法、定位元件选择夹紧装置考虑夹具与机床的连接方法解决夹具旋转时的平衡夹具的加工夹具的强度和刚度等。经过与指导老师协商，决定设计第二道机加工夹具设计车削端面和内孔的车床专用夹具。本夹具将用于SK360型车床。刀具为一把硬质合金车刀8。5.1 问题的提出在金属切削机床上进行加工时，为了保证工件加工表面的尺寸，几何形状和相互位置的精度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的问题之一是使工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置（即工件的定位）并把工件压紧夹牢，以保证这个确定了的位置在加工过程中稳定不变（即工件的夹紧）就是工件在上的正确安装8。本夹具主要用来车削端面和内孔的，由于对表面粗糙度的要求和对尺寸的要求比较高，所以以84.8mm内孔端面为定位，以84.8mm内孔表面涨紧来作为精基准，就足以保证尺寸和位置精度。但由于工件形状比较复杂，加工内容多，精度要求较高，所以设计夹具时必须考虑到夹具本身的制造精度和定位的精度，并以方便高效的方式进行夹紧。5.2 夹具设计5.2.1 定位基准的选择由于壳体件结构复杂、壁薄较薄，夹紧力过大或夹紧力着力点不适当，都会使工件产生夹紧变形。在这种状态下加工，虽然工件“合格”，但加工后撤去夹紧力，工件便恢复原状，破坏了已加工好的精度，在壳体加工中，必须注意夹紧对工件加工精度的影响，采取有效措施保证加工精度。夹紧力作用点的选择应选择工件刚度较大的部位，并保证夹紧力作用于主要定位面上。例如，夹紧力施于壳体的较大的内孔表面；提高接触刚度 孔系加工时，应尽量提高壳体基准面与夹具定位元件的接触刚度。目前，最常见的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧、气压夹紧，其三种方法比较如下表： 机械夹紧、液压夹紧、气压夹紧三种方法的比较比较项目机械夹紧液压夹紧气压夹紧夹紧力较大最大中等动作快慢慢较慢较快环境要求一般较高适应性好构造一般复杂简单载荷变化影响没有有一些稍有远距离操纵短距离短距离中距离工作寿命一般一般长维护简单要求高一般价格一般稍贵便宜综上所述，机械夹没有紧载荷变化影响，适合短距离操作维护简单，是铝合金壳体加工件的理想夹紧方式11。由零件图可知，此壳体59内孔有圆柱度度要求，其设计基准为59孔端面。为了使定位误差为零，应选择以84孔端面为定位及84孔内定位并夹紧的夹具。提高加工效率及方便加工，现决定采用硬质合金车刀对端面和内孔面进行加工。同时，为了减少价格，易于操作和更换，准备采用机械夹紧装置。 该机械夹紧装置夹具工作原理：带斜槽的双排模式卡爪自动定心装置，用在车床上按内孔将工件定心和夹紧。当拧紧螺母时，使导套1右移，依靠斜槽把左排3个卡爪张开；同时，螺栓带动导套2左移，依靠斜槽把右排3个卡爪张开，使工件自动夹定心和夹紧，并使两排的夹紧力相等。松开时，依靠弹簧和弹簧卡圈的弹簧力把各卡爪延导套斜面退回，这种装置结构简单，双排卡爪可使工件夹紧可靠，但由于卡爪上无固紧螺钉，不便于装配后磨削外圆，故要保证较高的定心精度会给制造带来困难12。5.2.2 切削力及夹紧力计算刀具：硬质合金（YT15）车刀切削力的计算：（见切削用量简明手册表3.28） 切向力： =132.3N轴向分力：=73.6N径向分力：=71.5N夹紧力的计算：碳素钢螺栓 d2：外螺纹中径 d1：外螺纹小径d3：计算直径 d3=d1-H/6(H为原始三角形高度)M12的螺纹大径为12mm 螺纹小径为10.7mm=1.04mmd3=10.5mm d2=11.61mm=95.9mm2夹紧力 =27619.2N夹紧力 =27619.2N 大于 切向力 =132.3N，故本夹具可安全工作。5.2.2 定位误差的分析夹具在装夹时，由于6个卡爪在制造时存在制造误差，从而在定位时造成圆周上存在定位误差；夹具体在零件的内孔端面上定位时，也存在定位误差，从而会造成由原来的面接触变成点接触，从而使零件在定位时发生误差，进而影响加工精度，只要误差在允许范围内就可以满足加工要求。5.2.3 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此应先着眼于机动夹紧而不采用手动加紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的车床夹具就选择了机械夹紧方式。在清洗夹具各定位表面，保证各表面间无杂质存在。 结束语这次能够顺利的完成毕业设计，也归功于各位任课老师的认证负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。毕业设计应该是我大学生涯中交上的最后一个作业了，老师和同学给我的帮助是最大的，你们是我这一生中最宝贵的财富，是我生命中不可或缺的一部分。毕业设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和参考过程。通过本次毕业设计，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。对我来说，收获最大的是方法和能力那些分析和解决问题的方法与能力。在整个设计过程中，我发现我们这些学生最最缺少的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节。此次设计需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进。通过这次毕业设计，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。在设计的过
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