托盘类零件的工艺工装设计-毕业设计

1.绪论机械制造毕业设计涉及的内容比较多，它是基础课技术课以及专业课的综合，是在学完包括机械制造技术基础和机械制造工艺学在内的所有专业课，并完成毕业实习以后进行的一次更重要的实战训练，是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。本次毕业设计使我们能综合运用机械制造的基本理论并结合实践中学到的技能知识，独立地分析和解决工艺问题,初步具备设计一个中等复杂程度零件的的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册和图表等技术资料以及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。经过这次毕业设计的训练，我们应该能达到以下目的：⑴培养我们运用机械制造及有关课程（工程材料、机械设计、互换性与技术测量，机械原理、机械制图和机床夹具设计等）知识的能力，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。⑵能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。⑶培养我们熟悉并运用有关手册、规范和图表等技术资料的能力。⑷进一步培养我们识图、制图和编写技术文件等基本技能。零件的分析2.零件的分析2.1.零件的作用题目所给定的零件为一托盘，托盘中间的和的锥孔用于与轴相配合，托盘端面上两道深36mm宽50mm的槽用于承载两个箱体的导轨，端面上28个M6的螺纹孔就是用于装配箱体的导轨。2.2.零件的工艺分析零件图专用夹具的托盘共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：⒈以孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：mm的孔及其倒角，的锥孔，锥度1：5，零件的两个侧面。⒉以端面为基准的加工表面这一组加工表面包括：上下表面加工，两个深36宽50的槽，端面上二十八个M6螺纹孔，四个深30mm的M12螺纹孔，槽内四个通孔，四个深20mm的M8螺纹孔，三个深30mm的M12螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置关系，主要是：⒈锥孔中心线与上端面的垂直度公差为0.04mm;⒉锥孔中心线与孔的中心线的同轴度为0.02mm;⒊上下表面的平行度为0.04mm。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。工艺规程设计3.工艺规程设计3.1.确定毛坯的制造形式零件材料为HT200灰铸铁，该零件为盘类零件，其主要用途是承载放在其上面的两个箱体，并没有经常承受渐变载荷或者是冲击力载荷，因此选用铸造的方式就可以达到要求了。由于零件年产量为18339件，达到了大批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型铸造成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。3.2.定位基准的选择粗基准（用毛坯上未经加工的表面作为定位基准）：用不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面相对于加工表面有较高的位置精度，当工件上有几个不加工表面时，应选其中与加工表面相对位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准应选择重要表面作为粗基准，且保证各加工表面都有足够的加工余量应选择平整光洁的表面作为粗基准，以使工件定位夹紧可靠粗基准一般不得重复使用精基准（用加工过的表面作为定位基准）基准重合原则，即用设计基准作为定位基准，以免产生基准不重合误差基准统一原则，以免产生基准转换误差互为基准，反复加工的原则应遵循自为基准原则，即当精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀时，常以加工表面自身为精基准应选择定位准确，夹紧可靠的表面作为精基准辅助基准：当难以用工件上本身的表面作为定位基准时，可在工件上特意制作出供定位用的表面，或把工件原有表面提高加工精度作为定位基准3.3.制订工艺路线零件加工工艺路线的拟定是制定工艺过程总体布局的非常关键的一步，其主要任务是选择定位基准，选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目的多少等。工艺路线方案一工序1.铸造。工序2.人工时效处理。工序3.粗车下端面。工序4.粗车、半精车、精车上端面。工序5.半精车、精车下端面。工序6.粗镗、半精镗、精镗孔。工序7.粗镗、半精镗、精镗的锥孔，RC1/5。工序8.粗铣、半精铣两侧面。工序9.钻、扩通孔，钻、扩通孔，钻的螺纹孔。工序10.钻螺纹孔，钻螺纹孔。工序11.钻螺纹孔。工序12.攻螺纹。工序13.攻螺纹，攻螺纹。工序14.攻螺纹。工序15.去毛刺。2．工艺路线方案二工序1.铸造。工序2.人工时效处理。工序3.粗车上端面，保证尺寸。工序4.粗车下端面，保证尺寸。工序5.粗镗孔，尺寸，粗镗RC1/5锥度的锥孔。工序6.粗铣，半精铣两侧槽，槽深36，宽50。工序7.热处理，去应力退火。工序8.钻、扩通孔，钻、扩通孔。工序9.钻的螺纹孔。工序10.半精车，精车上端面，尺寸。工序11.半精车，精车下端面，尺寸。工序12.半精镗，精镗孔，半精镗，精镗锥孔。工序13.铣两侧面。工序14.钻螺纹孔。工序15.钻螺纹孔。工序16.钻螺纹孔。工序17.钻孔。工序18.攻螺纹。工序19.攻螺纹。工序20.攻螺纹。工序21.攻螺纹。工序22.去毛刺。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先以上下表面互为基准，粗加工，精加工出上下两个表面，然后再以已经加工好的上端面为基准加工其他的孔和面，而方案二则不同，是先以上下表面互为基准，粗加工一次，然后以粗加工过的M面为粗精准，粗加工其他孔和两侧的槽，然后经过一次热处理消除加工槽时产生的应力集中问题，热处理之后在精加工上下面，这样保证加工槽时产生的应力变化不会影响到上下面的精度。两种方案相比较可以看出，第二中方案中考虑到了加工槽时的应力变化问题。另外，第二种方案中在加工螺纹孔时是一种类型的孔就一道工序，没有考虑到几种类型的孔在同一表面上的具体情况，第一种方案中把几种类型的孔几种在一道工序中加工，这样可以避免装夹带来的位置误差。两种方案各有所长，也各有其短，综合两种方案，取长补短，确定最终的加工路线如下：工序1.铸造。工序2.人工时效处理。工序3.粗车上端面，保证尺寸。工序4.粗车下端面，保证尺寸。工序5.粗镗孔，尺寸，粗镗RC1/5锥度的锥孔。工序6.粗铣，半精铣两侧槽，槽深36，宽50。工序7.热处理，去应力退火。工序8.钻、扩通孔，钻、扩通孔，钻的螺纹孔。工序9.半精车，精车上端面，尺寸。工序10.半精车，精车下端面，尺寸。工序11.半精镗，精镗孔，半精镗，精镗锥孔。工序12.铣两侧面。工序13.钻螺纹孔，钻螺纹孔。工序14.钻螺纹孔。工序15.攻螺纹。工序16.攻螺纹，攻螺纹。工序17.攻螺纹。工序18.去毛刺。3.4零件各表面加工顺序的确定在选定零件各表面加工时使用的定位基准和表面的加工方法后，即可划分加工阶段，确定各表面的加工顺序。加工阶段的划分机械加工工艺过程一般可分为粗加工，半精加工和精加工三个阶段，当有些零件表面要求有很高的精度和很小的表面粗糙度时，需增加光整加工阶段。在拟定零件的工艺路线时，一般应遵循划分加工阶段这一原则，但具体运用时又要灵活掌握，不能绝对化。例如，对于一些毛坯质量高，加工余量少，加工精度要求较低而刚性又较好的零件，则不必划分阶段。又如，对于一些刚性好的重型零件，由于装夹调运费工费时，往往不划分阶段，而在一次安装中完成表面的粗，精加工。加工顺序的安排安排机械加工顺序时，应该遵循先粗后精、先主后次、先基面后其它的原则。对于箱体、支架类零件，应该遵循先面后孔的加工原则，即先加工平面，后加工孔。安排加工顺序还要考虑到车间设备的布置情况。当设备呈机群式布置（把相同类型机床布置在同一区域）时，应尽量把相同工种的工序安排在一起，避免工件在车间内往返流动。当机械加工顺序确定后，再在其中合理地安排热处理工序、检验工序和其他辅助工序。热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的位置，主要取决于热处理的目的。为了改善工件材料力学性能和切削加工性能的热处理（正火、退火、调质）应安排在粗加工前后。为了消除工件内应力的热处理（如时效处理），安排在粗加工以后，精加工以前；对于结构复杂的零件，应在粗加工前、后都要进行时效处理；对于要求很高的零件应安排多次时效处理。为了提高工件表面硬度的淬火处理，一般安排在半精加工之后，磨削等精加工之前。氮化，氰化等热处理工序根据零件的加工要求一般安排在精磨之后进行。检验工序的安排粗加工全部结束以后，精加工开始以前零件从一个车间转到另一个车间前后重要工序之后零件加工全部结束之后5.其它辅助工序的安排其它辅助工序主要有划线、清洗、防锈、表面处理、去毛刺等。它们一般可作如下安排划线工序一般安排在机械加工前油漆工序主要用于铸造的箱体，床身等基础零件，在内、外表面粗加工及时效处理后，即可安排清理型砂、毛刺，然后涂底漆。去毛刺、倒棱工序安排在机械加工完成后。特别是经过铣削或刨削加工的工件。发蓝、发黑及表面涂镀等表面处理工序，一般安排在工艺过程的最后进行。在零件精加工或光整加工之后，最终检验前应安排清洗工序，在零件成品入库前要安排清洗上油工序。3.5.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定专用机床托盘零件材料为HT200灰铸铁，硬度为190～210HBS，毛坯重量约为120kg,生产类型为中批量生产，采用砂型铸造毛坯。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、工序尺寸以及毛坯尺寸如下：1.上下表面：在托盘零件上其上下表面尺寸为mm，表面粗糙度值要求为。查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》），需要粗加工、半精加工和精加工。上下表面粗加工余量Z取5mm,半精加工余量Z取1.2mm，精加工余量Z取0.5mm，毛坯尺寸为2．孔和锥孔：在托盘零件上其尺寸分别为和，锥孔的锥度为RC1/5，表面粗糙度值要求为。查《工艺手册》需要粗镗、半精镗和精镗加工。孔粗加工余量2Z=9mm,半精加工余量2Z=2mm，精加工余量2Z=0.5mm，毛坯尺寸为，锥孔，锥度为RC1/5粗加工余量2Z=9mm,半精加工余量2Z=2mm，精加工余量2Z=0.5mm，毛坯尺寸为。3．两侧槽：在托盘零件图上，槽深为36mm，槽宽为50mm，槽底面的粗糙度值要求为，槽侧面的粗糙度值为，查《工艺手册》，需要粗车和半精车，粗车槽底的余量Z=4mm，粗车侧面的余量2Z=6mm，半精加工槽底的余量Z=1mm，半精加工侧槽的余量2Z=1mm.毛坯尺寸为深31mm，宽43mm。4．两侧面：在零件图上，侧面尺寸为452mm,侧面的粗糙度值为Ra6.3，铣侧面，加工余量为2Z=8mm，毛坯尺寸为460mm。5．通孔：保证孔内壁的粗糙度为Ra12.5，参照《工艺手册》确定工序尺寸及余量：钻孔：扩孔：2Z=2mm6．螺纹孔：螺纹孔mm，螺纹孔，螺纹孔，螺纹孔。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定的零件为中批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应该调整法加工方式予以确定。上下端面尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图：由图可知：毛坯名义尺寸：毛坯最大尺寸：毛坯最小尺寸：上下面粗车后最大尺寸：上下面粗车后最小尺寸：上下面半精车后最大尺寸：上下面半精车后最小尺寸：上下面精车后尺寸与零件尺寸相符，即最后将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表，如下：铸造毛坯上下端面粗车二端面半精车二端面精车二端面加工前尺寸最大95.483.5181.543最小91.483.2981.457加工后尺寸最大95.483.5181.54380.015最小91.483.2981.45779.925加工余量（单边）5最大7.113.0530.618最小2.892.7470.442加工公差（单边）20.220.0860.03加工余量计算表（mm）3.6确定切削用量及基本工时工序3.：以下端面为基准，粗车上端面，保证尺寸。加工条件工件材料：HT200灰铸铁，砂型铸造。加工要求：粗车上端面，保证尺寸。机床：C5116立式车床。刀具：硬质合金端面车刀，刀片材料YT15，刀杆尺寸。（参考《金属加工工艺及工装设计》），切削液参考《金属机械加工工艺人员手册》表1-9-5选取乳化液作为冷却液。计算切削用量.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）。其中：，，，m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28，即：，，，，。所以=73.9（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与42.3r/min相近的机床转速为45r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。被切削层长度：，刀具切入长度：，刀具切出长度：，行程次数：工序4.粗车下端面，保证尺寸。⒈加工条件工件材料：HT200灰铸铁，砂型铸造。加工要求：粗车下端面，保证尺寸。机床：C5116立式车床。刀具：硬质合金端面车刀，刀片材料YT15，刀杆尺寸。（参考《金属加工工艺及工装设计》），切削液参考《金属机械加工工艺人员手册》表1-9-5选取乳化液作为冷却液。计算切削用量.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）。其中：，，，m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28，即：，，，，。所以=73.9（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与42.3r/min相近的机床转速为45r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，工序5.粗镗孔，尺寸，粗镗RC1/5锥度的锥孔。⒈加工条件加工要求：粗镗孔，粗镗的锥孔机床：C5116立式车床。刀具：硬质合金镗刀,镗刀材料：。（参考《金属加工工艺及工装设计》），切削液参考《金属机械加工工艺人员手册》表1-9-5选取乳化液作为冷却液。⒉计算切削用量a）粗镗孔.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式：=73.9（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与42.3r/min相近的机床转速为45r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，b)粗镗的锥孔.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式：=73.9（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与42.3r/min相近的机床转速为45r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，工序6.粗铣，半精铣两侧槽，槽深36mm，宽50mm。⒈加工条件加工要求：粗铣，半精铣两侧槽。机床：X2010C龙门铣床刀具：硬质合金直齿三面刃铣刀，直径，切削液参考《金属机械加工工艺人员手册》表1-9-5选取乳化液作为冷却液。⒉计算切削用量a)粗铣两侧槽时⑴．进给量：mm/齿（参考《金属切削手册》），则进给量。⑵．切削速度：背吃刀量，则有：=54.8(m/min)⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与48.8r/min相近的机床转速为60r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时计算：，，，b)半精铣两侧槽时⑴．进给量：mm/齿（参考《金属切削手册》），则进给量。⑵．切削速度：背吃刀量，则有：=54.8(m/min)⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与48.8r/min相近的机床转速为60r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时计算：，，，工序8.钻、扩通孔，钻的螺纹孔。⒈钻、扩通孔，钻、扩通孔机床：刀具：硬质合金直柄麻花钻头。刀具材料：。⑴．钻孔进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4-52，取切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-53，取确定主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度：切削工时计算：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为i=1⑵．扩通孔进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4-52，取切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-53，取机床主轴转速：，取实际切削速度：切削工时计算：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为：⒉钻的螺纹孔进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，，取切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取机床主轴转速：，取实际切削速度：切削工时计算：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度：走刀次数：工序9.半精车，精车上端面，尺寸。⒈加工条件工件材料：HT200灰铸铁，砂型铸造。加工要求：半精车，精车上端面，尺寸。机床：C5116立式车床。刀具：硬质合金端面车刀，刀片材料YT15，刀杆尺寸。（参考《金属加工工艺及工装设计》），切削液参考《金属机械加工工艺人员手册》表1-9-5选取乳化液作为冷却液。计算切削用量a)半精车M面时.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）。其中：，，，m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28，即：，，，，。所以=84.8（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与42.3r/min相近的机床转速为45r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，b)精车上端面时.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式：=96.7（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与42.3r/min相近的机床转速为60r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，工序10.半精车，精车下端面，尺寸。⒈加工条件工件材料：HT200灰铸铁，砂型铸造。加工要求：半精车，精车下端面，尺寸。机床：C5116立式车床。刀具：硬质合金端面车刀，刀片材料YT15，刀杆尺寸。（参考《金属加工工艺及工装设计》），切削液参考《金属机械加工工艺人员手册》表1-9-5选取乳化液作为冷却液。计算切削用量a)半精车下端面时.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）。其中：，，，m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28，即：，，，，。所以=84.8（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与42.3r/min相近的机床转速为45r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，b)精车M面时.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式：=96.7（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与42.3r/min相近的机床转速为60r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，工序11.半精镗，精镗孔，半精镗，精镗锥孔⒈加工条件加工要求：半精镗，精镗孔，半精镗，精镗锥孔。机床：C5116立式车床。刀具：硬质合金镗刀,镗刀材料：。（参考《金属加工工艺及工装设计》），切削液参考《金属机械加工工艺人员手册》表1-9-5选取乳化液作为冷却液。⒉计算切削用量a）半精镗孔⑴.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式：=87.2（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与49.95r/min相近的机床转速为45r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，b)精镗孔.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式：=107.3（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与61.5r/min相近的机床转速为60r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，c）半精镗锥孔⑴.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，当刀杆尺寸为25mm×25mm，以及工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式：=87.2（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与49.95r/min相近的机床转速为45r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，d)精镗锥孔.进给量f根据《切削用量简明手册》（第3版）（以下简称《简明手册》）表1.4，工件直径为554mm时取⑵．计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式：=107.3（m/min）⑶．确定机床主轴转速按照机床说明书，与61.5r/min相近的机床转速为60r/min,故选择。所以实际切削速度为。⑷．切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。，，，工序12.铣两侧面。mm/齿（参考《切削手册》表3-3）切削速度：参考有关手册，确定即。采用高速钢镶齿三面刃铣刀，，齿数z=20。则现采用XA6132卧式铣床，根据机床说明书（见《工艺手册》表4.2-39），取，故实际切削速度：当时，工作台的每分钟进给量应为查机床说明书，刚好有，故直接选用该值。切削工时计算：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，铣刀的行程，则机动工时：工序13.钻螺纹孔，钻螺纹孔⒈钻的螺纹孔进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，，取切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取机床主轴转速：，取实际切削速度：切削工时计算：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度：走刀次数：⒉钻的螺纹孔进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，，取切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取机床主轴转速：，取实际切削速度：切削工时计算：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度：走刀次数：工序14.钻螺纹孔。钻的螺纹孔进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，，取切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取机床主轴转速：，取实际切削速度：切削工时计算：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度：走刀次数：工序15.攻螺纹。加工要求：攻螺纹机床：S4012A按机床选取：，则。机动工时：，，工序16.攻螺纹，攻螺纹。按机床选取：，则机动工时：攻螺纹：，，攻螺纹：，，工序17.攻螺纹。按机床选取：，则机动工时：，，夹具设计4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，在加工托盘零件时需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔夹具及铣两侧槽夹具各一套。其中加工N面上的螺纹孔和的螺纹孔的夹具将用于摇臂钻床上，铣两侧槽夹具将用于X2010C的龙门铣床上。4.1．钻孔夹具设计⒈提出问题本夹具主要用来钻工N面上的螺纹孔和的螺纹孔，的螺纹孔之间有精确的位置要求，在加工孔时，中心孔已经加工完成，可以以中心孔的中心线为基准加工。在本道工序加工时，既要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，孔与孔之间的位置精度也是主要问题。⒉夹具设计⑴．定位基准的选择本工序对所钻螺纹孔之间有精确的位置要求，由于需要加工的孔比较多，而且都在同一个平面内，所以采用盖板式钻模比较适合。为了使定位误差为零，选择孔中心线为定位基准，限制4个自由度，同时选择内胀器自动定心夹具。再选择螺纹孔所在的N面作为定位基准，限制1个自由度。⑵．切削力及夹紧力计算a)当加工螺纹孔时：查资料《机床夹具设计手册》表可得：切削力公式：式中查表得：即：实际所需夹紧力：《机床夹具设计手册》表得：安全系数K可按下式计算：式中：为各种因素的安全系数查《机床夹具设计手册》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，由式（2.9）有：：式中《机床夹具设计手册》可查得：其中：由《机床夹具设计手册》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。b)当加工螺纹孔时：查资料《机床夹具设计手册》表可得：切削力公式：式中查表得：即：实际所需夹紧力：《机床夹具设计手册》表得：安全系数K可按下式计算：式中：为各种因素的安全系数查《机床夹具设计手册》表：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：式中参数查《机床夹具设计手册》：其中：由《机床夹具设计手册》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。⑶．定位误差分析工件在夹具中定位产生的定位误差，其值一般应控制在工件的相应尺寸或位置公差的，为此需要对每一项工序加工要求都要逐一进行判断。在零件图上螺纹孔中心线到基准孔中心线的距离尺寸，在夹具设计时确定工序尺寸。查《机床夹具设计手册》可得：①、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一致。即：故②、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即：③、磨损造成的加工误差：通常不超过④、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。4.2．铣槽夹具设计⒈提出问题本夹具主要用来粗铣、半精铣两侧槽，从零件图的尺寸标注知道，两侧槽的设计基准是中心孔的中心线。在加工侧槽前，中心孔已经粗加工过一次，而两侧槽的位置要求不是重点，可以选择中心孔的中心线为工艺基准加工侧槽。在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。⒉夹具设计⑴．定位基准的选择从零件图的尺寸标注知道，两侧槽的设计基准是中心孔的中心线。在加工侧槽前，中心孔已经粗加工过一次，而两侧槽的位置要求不是重点，可以选择中心孔的中心线为工艺基准，限制四个自由度，在以M面为基准，限制一个自由度，然后以一个侧面为基准，限制一个自由度。⑵．切削力及夹紧力计算刀具：硬质合金直齿三面刃铣刀，，(见《切削手册》表3.28)其中：,，，，，（在加工面上测量的近似值），，，，所以：当用两把刀铣削时，查《金属切削刀具》表1-2可得：水平切削力：垂直分力：在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数。其中：为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.1；为断续切削系数1.1。所以为了使其夹具结构简单、操作方便，选用手动螺旋夹紧机构。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：式中参数参考《机床夹具设计手册》可查得：其中：螺旋夹紧力：易得：经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。⑶．夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积大，工件材料易切削，切削力较大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了螺旋夹紧机构。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，支承钉和V形块采用可调节环节。以便随时根据情况进行调整。