毕业设计（论文）-电机座的加工工艺及夹具设计

电机座的加工工艺及夹具设计目录5727摘要 I27956ABSTRACT II15637第1章绪论 2245801.1课题目的及意义 2205991.2国内外发展动态 31371.3主要研究内容和设计思路 41154第2章零件分析 7129882.1零件的功用分析 7219002.2零件的工艺分析 74308第3章机械加工工艺规程制定 8120993.1确定生产类型 8288793.2确定毛坯制造形式 8277923.3选择定位基准 9131333.4选择加工方法 10326453.5制定工艺路线 1036533.6确定加工余量及毛坯尺寸 12188773.6.1确定加工余量 12231303.6.2确定毛坯基本尺寸 14125163.6.3确定毛坯尺寸公差 14245363.6.4绘制毛坯简图 1561963.7工序设计 15185973.7.1选择加工设备与工艺装备 15284643.7.2确定工序尺寸 18180883.8确定切削用量和基本时间 1918149第4章专用机床夹具设计 34149624.1接受设计任务、明确加工要求 34108654.2确定定位方案、选择定位元件 34174564.3确定夹紧方案、设计夹紧机构 3673424.4确定定位元件 38146404.5确定导向方案和选择导向元件 39276884.6选择夹具与机床工作台的定位元件 3926814.7夹具体的设计 40224714.8夹具精度分析 41197894.9绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求 424568第5章总结与展望 42236935.1总结 42236455.2展望 43591参考文献 434293致谢 44第1章绪论1.1课题目的及意义1、目的本课题来源于实际生产，主要解决的问题是电机座零件的机械加工工艺规程制定及专用夹具设计。随着机械加工技术的发展和满足生产进度的需要，生产中工装、夹具、辅具的应用越来越广。针对不同的产品、不同的尺寸及精度要求，合理地设计工装、夹具、辅具来解决生产问题，是一个合格的工程师的基本要求。2、意义机械制造工艺及夹具毕业设计是对自己所学专业课和自己今后所要从事的工作方向进行的一次综合性训练，也是对自己四年所学的一次检测。（1）学会正确的设计思路、设计构思，掌握工艺设计的一般程序和方法；（2）学会使用技术资料，国家标准，进行设计计算，数据处理的能力；（3）培养独立分析问题、解决问题、理论联系实际的能力；（4）能熟练运用CAD等制图软件来设计零件和绘图；（5）能够运用所学的工艺及夹具的基本理论知识，制定合理的工艺规程，解决工艺尺寸、工件的加紧、定位等问题。毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应训练，从中锻炼自己独立分析问题、解决问题及团队合作精神的能力，为今后的技术工作打下一个良好的基础。为实现现代化强国贡献自己的力量。1.2国内外发展动态电机座件是数控车床加工中最常见的零件，也是工业生产中应用最广泛的零件，其作用主要是限位、导正、止转及定位。数控车床加工的轴类零件一般由圆柱面、圆锥面、圆弧面、台阶、端面、内孔、螺纹和沟槽构成，材料一般为铝合金。由于应用广泛，一般采用批零生产，传统加工效率低，废品多，因此设计合理的数控加工工艺及编程可以大大提高效率，同时提高精度。国际现状：随着科技的发展和各国对制造业的不断重视，发达国家对于轴类的加工普遍采用开放式通用机床实时动态全闭环模式以FANUC和SINUMERIK为代表的数控系统不断优化，实现高效、高速、高效控制。加工过程中可以自动修正、调节、补偿各项参数。实现CAD/CAM与数控车床的相互配合。在轴类零件的数控加工工艺以及编程中，通过计算机CAPP分析大量信息并进行计算编制文件等，制定最优方案。大大提高轴类的精度要求，同时不断改进优化。通过新材料，以新型刀具为创新研制大量高精尖电机座件满足不同层次需求。国内现状：针对我国电机座组合件的加工，近年来已取得显著进步。但多数中小企业以人工加工为主，少数采取半自动化。生产效率低，零件精度低。尤其在高精度方面，因此寿命较低。目前，我国对于电机座件的加工也有许多好的方法比如间接控制尺寸电机座加工工艺、双层复合材料电机座、薄壁件电机座加工等不断提高电机座质量，数字化无人值守加工技术等技术也在蓬勃发展。目前，以华中为代表规模化数控系统，大规模集成电路已经大大提高了电机座件加工水平及精度。通过对先进技术推广以及与计算机的配合使用，数控车床加工的电机座件质量不断提高，但仍存在核心技术缺乏的现状。因此我们更应该提高对电机座件数控加工工艺的研究，以此不断提高自身。图1-1车床夹具图1-2铣床夹具1.3主要研究内容和设计思路1、研究内容如图1-1所示是电机座零件图，中批量生产，完成该零件的机械加工工艺设计及夹具的设计。图1-1电机座零件图2、设计思路调研和查阅资料调研和查阅资料确定电机座零件的加工工艺和夹具设计方案确定电机座零件的结构特点和工艺性分析确定夹具设计的要求规范电机座零件的工艺过程卡片编写定位方案的确定和夹紧方案的确定设计夹具图的草图完成设计图纸，说明书夹具零件图绘制第2章零件分析2.1零件的功用分析题目所给零件是电机座零件。机座是电机的主要结构零件，对电机的互换性和空气隙的均匀度影响较大，加工又比较复杂。因此，合理地选择机座的加工方案和加工方法，对提高电机质量和降低机械加工费用关系很大。机座的种类很多，从不同的观点出发，可分成许多不同的类型。机座需要加工的部位有两端止口、端面、内圆、底脚平面、底脚孔、固定端盖、出线盒与吊装用的螺栓孔等。对于分离型机座，还需要加工拼合面、拼合螺栓孔和销钉孔等。机座各加工部位的尺寸精度和粗糙度应符合图纸规定。其中两端止口和内圆的精度与粗糙度要求都较高，中心高的尺寸精度也要准确。电机座各加工面的形位公差应符合图纸规定。其中两端止口与内圆的同轴度、两端面对轴心线的端面阅跳动是机座加工的关键，必须特别注意。如未规定形位公差，则其最大值与最小值应在尺寸公差范围之内。此外，底脚平面应与轴心线平行。机座底脚孔对机座中心线的距离应左右对称，且符合规定公差。导磁机座加工后，磁轭各部分的厚度应均匀。磁极孔的分度应该相等，其位置须符合图纸规定。分离型机座的拼合面要求接合稳定，定位可靠，拆后重装时仍能达到原来要求。电机座实物图如图2-1所示。图2-1电机座实物图2.2零件的工艺分析从零件图1-1上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有外圆柱面、內圆柱面、端面和内孔等。其中，表面粗糙度要求最高的是内孔，公差等级达到级，表面粗糙度为，外圆，公差等级达到级，表面粗糙度为，该孔是电机座零件主要的设计基准，另外安装面的背面为设计基准A。从表面间的位置精度要求来看，内孔和外圆柱面的轴线与安装面背面垂直。内孔轴线相对于安装面背面有垂直度要求，与外圆轴线有同轴度要求。对电机座零件图进行工艺审核后可进行机械加工工艺规程制定。第3章机械加工工艺规程制定3.1确定生产类型按设计任务书，电机座零件为中批量生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现中批生产的工艺特点，毛坯的制造方法及加工余量，部分铸件用金属型；部分锻件用模锻。毛坯精度中等、加工余量中等；机床设备及其布置形式，部分采用通用机床，部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式。广泛采用专用夹具，可调夹具。刀具和量具，按零件的产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具。工件的装夹方法，部分采用划线找正，广泛采用通用或专用夹具装夹。要求操作工人平均技术水平一般；生产率及成本一般。3.2确定毛坯制造形式由该零件的功用及轴与电机座配合的使用场合可知，轴与电机座为间隙配合，存在高频率的相对滑动，要求该电机座具有较高的耐磨性和较高的强度。所以选择既能满足使用要求，价格又相对低廉的ZL107铝合金，另外电机座内部有内孔，因此可以确定毛坯的制造形式为铸造。由于该电机座为成批量生产，查表3-1可知，选择砂型铸造机器造型，铸铝件的公差等级为级。表3-1成批和大量生产铸件的尺寸公差等级方法公差等级CT铸件材料钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型铸造手工造型11-1411-1411-1411-1410-1310-139-1211-1411-14砂型铸造机器造型和壳形8-128-128-128-128-108-107-98-128-12金属型铸造8-108-108-108-107-97-9压力铸造6-84-64-7该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近。内孔以及内孔由于直径比较大，应铸造出毛坯孔。3.3选择定位基准定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理的选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类、提高生产率。1.精基准的选择电机座零件为回转体零件，工件的设计基准是外圆轴线和安装面的背面，若是按照“基准重合”原则应当选择外圆轴线为精基准，另外根据电机座零件图外圆内孔轴线与设计基准外圆轴线有同轴度要求，所以内孔同样可以作为精基准来使用，这时存在由于基准不重合而带来的误差，具体工序具体分析。车加工工序均以加工过的外圆柱面为精基准定位，外圆柱面限制工件4个自由度，轴向移动的自由度可以端面或者安装面的背面来限制。在电机座的后续加工中，该组合精基准可以进行大部分的表面加工，体现了“基准统一”的原则。2.粗基准的选择根据电机座零件图，外圆轴线为设计基准，根据“基准先行”原则，应优先加工该外圆，另外电机座的毛坯为回转体零件，故可以选择毛坯上的毛坯面为粗基准，在车床的三爪卡盘上定位夹紧，待外圆精加工完成后，可以反过来选择其为精基准，加工外圆柱面，符合“互为基准”原则。3.4选择加工方法1.端面的加工端面的加工方法有很多，可以采用铣削、车削、刨削、磨削、拉削等。电机座上下端面之间尺寸为，表面粗糙度，相当于级，，可以考虑粗铣和粗车，考虑到电机座零件为回转体零件，采用车削加工端面采用三爪卡盘，相比于在铣床上加工车床操作更简单、方便，所以决定采用车削方式来加工电机座的左右端面。2.内孔及槽的加工孔的加工方法有很多，包括钻、扩、铰、镗、拉、磨及铣等。电机座零件中的内孔已经在毛坯中铸出其毛坯孔，可以采取在车床上镗孔的方式进行加工，原因是电机座零件为回转体零件，结构紧凑且质量不大，适合采用车削加工。内孔可以采用粗车→半精车→精车的方式加工出来。操作简单、方便。3.外圆的加工外圆加工方法有车削、铣削及磨削，其中铣削外圆需要数控机床才可以完成，通常采用车削加工外圆。电机座外圆柱面直径，表面粗糙度，尺寸精度达到了6级。可以采用粗车→半精车→精车完成加工。3.5制定工艺路线制定工艺路线是工艺人员制订工艺规程时最重要的工作，也是体现工艺师工艺水平的重要方面。其原则是，在合理保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度、表面质量的前提下，尽可能提高生产率，降低生产成本，取得较好的经济效益。制订工艺路线应遵循以下几点：（1）工艺路线的制订是实践性很强的工作，在具体制订时，一定要充分考虑本企业的实际加工条件与能力。（2）工艺师应具备较丰富的实际生产经验，制订机械加工工艺规程过程也是不断积累经验的过程。对于一个零件的加工，虽然可以安排不同的加工路线，但其中只有一条在一定的生产条件下是最佳的，工艺师的任务就是要把这条最佳的线路找出来。（3）制定机械加工工艺规程的发展方向是计算机辅助工艺编制，即CAPP。工艺路线的制订可以利用成组技术、人工智能技术自动进行。电机座零件的生产类型是中批量生产，其工艺特点是尽量选用通用机床并配以专用夹具。在安排电机座零件工艺路线的过程中应主要考虑以下几个问题：（1）电机座表面加工中外圆的精度最高，并且其轴线为零件设计基准，所有工序安排的目的为保证该孔的加工精度。该孔的加工应该安排在前面，符合“基准先行”原则。（2）内圆柱面相对于外圆轴线有同轴度要求，所以在加工内圆柱面时应以外圆轴为定位基准，这样就可以避免由于“基准不重合”而带来的加工误差。（3）外圆由于精度较高，所以在作为精基准之前应留最后的精加工，原因是在作为其他次要表面的定位基准时候有可能损坏其表面，所以对于该内孔留精加工在工序的最后进行。（4）按照“粗精分离”原则，将表面加工的粗加工和精加工安排在不同的工序中，而不是安排在同一工序的不同工步当中。在制订整体工艺路线时往往要提出两个或多个可行性方案，经过充分的比较、论证，选择其中最佳的一种方案。同时对于选择加工方式及局部工艺路线时，也要拿出不同的方案进行分析。电机座上下端面的加工，方案一，在车床上三爪夹外圆柱面定位，对端面进行车削加工，优点是容易保证端面与轴线的垂直度，该精度由机床的精度保证；缺点是只能进行单件加工，加工效率不高。电机座左右端面还可以在铣床上加工，采用铣削的方式进行，缺点是只能保证左右端面之间的平行度，但是无法保证端面与轴线的垂直度；优点是可以进行多件加工，即设计专用夹具一次可以加工多个零件，效率高。根据以上分析，制定了以下工艺路线：工序号工序名称工序内容10铸造铸造毛坯20时效毛坯进行人工时效30车∅73.8外圆柱面及上端面定位，车下端面，保证总高19.6mm粗车∅69内孔至∅68.5车∅30外圆端面粗车∅73.8外圆至∅74.8,A基准面留精加工余量0.5mm粗车内孔∅26内孔至∅25，深度方向留精加工余量0.5mm粗车∅23内孔至∅22.540车车上端面，保证总长17.6车槽∅54.3、倒角C0.550车∅73.8外圆柱面及上端面定位，半精车∅69内孔至图纸尺寸半精车∅30外圆端面，保证与下端面尺寸8mm半精车∅73.8外圆至∅74.1,A基准面留精加工余量0.15mm半精车内孔∅26内孔至∅25.7，深度方向留精加工余量0.15mm半精车∅23内孔至图纸尺寸60车∅73.8外圆柱面及上端面定位，精车∅73.8外圆至图纸尺寸车外圆∅73.6精车内孔∅26内孔至图纸尺寸，保证尺寸15.9+0.03/0倒角2-C0.570铣铣4-6mm宽安装座面80钻钻4-∅3.5安装孔90检验检验100入库入库3.6确定加工余量及毛坯尺寸3.6.1确定加工余量该电机座材料为ZL107铝合金，抗拉强度，采用砂型铸造机器造型，且为成批生产。查表3-1可知，铸铝件采用砂型铸造机器造型时，铸件尺寸公差为级，此处选为级。按照表3-2选择加工余量为H级，根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸，按照表3-3可查得各加工表面的加工余量，见表3-4。表3-2成批和大量生产的铸件机械加工余量等级方法要求的机械加工余量等级铸件材料钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型铸造手工造型G-KF-HF-HF-HF-HF-HF-HG-KG-K砂型铸造机器造型和壳型F-HE-GE-GE-GE-GE-GE-GF-HF-H金属型D-FD-FD-FD-FD-FD-F压力铸造B-DB-DB-D熔模铸造EEE-E-EEE表3-2零件尺寸及加工余量等级与铸件机械加工余量关系最大尺寸要求的机械加工余量等级大于至ABCDEFGHJK-400.50.711.44060.711.42631000.50.711.422.841001602.234616025011.422.845.582504003.557104006301.52.23469126301000571014100016000.711.422.845.58111616002500691418250040002.53.5571014204000630011.422.845.5811162263001000034.569121724表3-3电机座各加工表面加工余量加工表面单边余量双边余量备注内孔24/外圆24/上端面24/下端面2零件质量约为0.2kg，加上加工余量，经过估算，毛坯质量约为0.3kg。3.6.2确定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可，所得电机座的毛坯尺寸见表3-4。表3-4电机座毛坯尺寸零件尺寸单边加工余量毛坯尺寸内孔2外圆217.6确定毛坯尺寸公差查表（铸件尺寸公差数值），查得各铸件加工尺寸公差见表3-5。表3-5电机座铸件加工尺寸公差毛坯尺寸公差按“对称”标注结果内孔2±0.5外圆2±1.517.62±0.521.6±绘制毛坯简图根据以上内容及砂型铸造的有关标准与规定，绘出毛坯简图，如图3-1所示。图3-1电机座毛坯简图3.7工序设计3.7.1选择加工设备与工艺装备1.选择加工设备选择加工设备即选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场的设备情况。若零件的加工余量较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。选择加工设备要考虑加工经济精度。所谓加工经济精度是指在正常条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。需要指出的是：每一种机床，都有相应的加工经济精度，也就是说任何机床在最经济的情况下的加工精度和表面粗糙度都有一定的范围。若精心操作、细心调整、选择小的切削用量，其加工精度也可以提高，但肯定是耗时费工。如车外圆时经“粗车→半精车→精车”加工的经济精度与表面粗糙度为IT7～IT8，，也就是说，在正常的生产条件下很容易满足此要求。若要一名高技术工人精心操作，也能车出IT6甚至是IT5级的外圆来，但经济上太不划算了。总而言之，最终选择的机床，其经济精度应与零件表面的设计要求相适应，初步选定各工序机床如下：1）工序30、40、50、60车外圆、车端面、车内孔由于电机座零件外轮廓尺寸不大，所以适合在车床上车削加工，选择C620-1卧式车床；2）工序80钻孔选择Z525立式钻床，主要技术参数参见Z525立式钻床说明书；3）工序70铣端面选择X51立式铣床，主要技术参数参见X51立式铣床说明书；2.选择夹具对于成品生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高效的前提下，也可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中由于好几道工序都是车削加工，所以车削工序均采用了三爪卡盘通用夹具，其他工序采用专用机床夹具、需要专门设计制造。3.选择刀具在电机座的加工中，采用了车、镗、钻、铣等多种加工方式，与之相对应，初选刀具情况如下：（1）车刀在车床上加工的工序，一般都选择硬质合金刀具。加工钢质零件时可采用YT类硬质和今年，粗加工时选择YT5牌号硬质合金，半精加工时选择YT15牌号硬质合金，精加工时选择YT30牌号硬质合金，为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀。切槽刀宜选用高速钢。选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半精。（2）铣刀工序70中的端面采用端铣刀来加工，要求的铣削深度为2mm，查表（端铣刀、槽铣刀及锯片铣刀），选择铣刀直径50mm。（3）钻头从零件要求和加工经济性考虑，采用锥柄麻花钻头完成加工工序。工序80中，钻孔的直径较小，直接钻孔完成，所以选择的高速钢麻花钻钻孔。（4）镗刀在车床上加工的工序，一般都选择硬质合金刀具。加工钢质零件时可采用YT类硬质和今年，粗加工时选择YT5牌号硬质合金，半精加工时选择YT15牌号硬质合金，精加工时选择YT30牌号硬质合金。可采用，直径为20mm的圆形镗刀进行加工。4.选择量具选择量具的原则是根据被测量对象的要求，在满足测量精度的前提下，尽量选用操作方便、测量效率高的量具。量具有通用量具（如游标卡尺、千分尺、比较仪、量块等）和各种专用高效量具，其种类的选择主要应考虑被测尺寸的性质，如内径、外径、深度、角度、几何形状等以及被测工件的特点，如工件的形状、大小、精度、生产类型等。本零件属于成批生产，一般均采用通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择。一般根据被测对象的公差带宽度先查得相应的安全裕度A和计量器具的不确定度允许值，然后在量具手册中选择一种不确定度等于或小于的量具。二是按照计量器具的测量方法极限误差选择。下面以精车内孔工序为例来说明量具的选择。工序精车内孔，尺寸公差（公差等级IT6级），现按计量器具的测量方法极限误差选择量具。1）根据工件公差等级确定精度系数K。查表3-6可知，K=27.5%。表3-6电机座铸件加工尺寸公差公差等级IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11-16K（%）32.53027.5252015102）求计量器具测量方法的极限误差。。3）选择合适的量具。查表（常用测量工具和测量方法的极限误差）可选择刻度值为0.001毫米的千分尺。在人为需要及条件允许的情况下，可以设计专用量规，以量规的通端和止端测量零件加工的极限偏差，这时可以显著地提高测量的效率。3.7.2确定工序尺寸确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需粗加工工序就能保证设计要求，将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标准也按照设计规定。当加工表面精度要求较高时，往往要经过数道工序才能达到要求。下面以内孔加工为例计算工序尺寸、余量及确定公差。孔的加工需要经过三道工序，并且定位基准与工序基准重合。由上述可知其总加工余量（双边余量）为4mm，其公差等级为IT6级。参考卧式铣镗床的切削用量和加工精度参数，查表（卧式镗铣床镗削用量）和（卧式镗铣床加工精度）可知，精镗时直径上切削深度为，表面粗糙度为，孔径公差等级H6-H8；半精镗时、，孔径公差等级H8-H9，粗镗时、，孔径公差等级H10-H12。按照上述方法，确定孔的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度，见表3-7。表3-7孔加工工序尺寸及公差加工表面：孔精镗半精镗粗镗毛坯工序双边余量/mm0.30.73工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/μm3.8确定切削用量和基本时间切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量三项，确定方法是先确定背吃刀量、进给量，而后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，在选择切削用量时，考虑的侧重点也应有所区别。粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具耐用度要求和余下的机床功率，确定合适的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要求，故一般选用较小的进给量和背吃刀量，而尽可能选用较高的切削速度。1.工序03切削用量及基本时间的确定工步1：粗车下端面（1）选择切削用量已知加工材料为铝合金，，铸件；机床为C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。由于C620-1车床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸，刀片厚度为5mm。选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半精。ⅰ.确定背吃刀量。粗车双边余量为3mm，显然为单边余量，。ⅱ.确定进给量。查表，在粗车铝合金、刀杆尺寸为、、工件直径为78mm，=0.6～0.9mm/r，按C620-1车床的进给量，选择。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。查表确定C620-1车床进给机构允许的进给力。查表，当铝合金、、、、（预计），进给力。的修正系数为、、，故实际进给力为，所选的进给量可用。ⅲ.选择车刀磨钝标准及耐用度查表，选择车刀后到面最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。ⅳ.确定切削速度。查表，当用YT15硬质合金加工钢料、、时，切削速度。切削速度的修正系数为、、、、按车床C620-1车床的转速，选择，则实际切削速度ⅴ.校验机床功率。查表，当、、、、时，。切削功率的修正系数为、、、、，故实际切削功率为查表，当时，机床主轴允许功率。，故所选切削用量可在C620-1车床上进行。最后确定的切削用量为：、、、（2）计算基本时间按照下式计算基本时间，其中式中：为切削加工长度，单位为mm；为刀具切入长度，单位为mm；为刀具切出长度，单位为mm，；故基本时间为工步2：粗车∅69内孔至∅68.5（1）选择切削用量按照工步1选择切削参数，即计算背吃刀量和切削参数，其中，按车床C620-1车床的转速，选择，则实际切削速度切削速度最后确定的切削用量为：、、、（2）计算基本时间按照下式计算基本时间工步4：粗车∅73.8外圆至∅74.8按照工步1选择切削参数，即计算背吃刀量和切削参数，其中，按车床C620-1车床的转速，选择，则实际切削速度切削速度最后确定的切削用量为：、、、（2）计算基本时间按照下式计算基本时间工步5：粗车内孔∅26内孔至∅25按照工步1选择切削参数，即计算背吃刀量和切削参数，其中，按车床C620-1车床的转速，选择，则实际切削速度切削速度最后确定的切削用量为：、、、（2）计算基本时间按照下式计算基本时间2.工序40切削用量及基本时间的确定工步1：车上端面，保证总长17.6工序参数参照工序30中的工步1执行。3.工序50切削用量及基本时间的确定工步1：半精车∅69内孔至图纸尺寸（1）选择切削参数所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半精。ⅰ.确定背吃刀量：粗车双边余量为1mm，显然为单边余量，ⅱ.确定进给量：查询《机械加工工艺手册》，当加工材料为铝合金，表面粗糙度要求Ra3.2，切削速度预估，得到进给量，由于采用的是C620-1卧式车床，选择半精车进给量。由于是半精加工，切削力比较小，故不需要校核机床进给机构强度。ⅲ.选择车刀磨钝标准及耐用度。查表选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm，耐用度T=30min。ⅳ确定切削速度。查表，当用YT15硬质合金加工铝合金、、时，切削速度。切削速度的修正系数为、、、、按车床C620-1车床的转速，选择，则实际切削速度同样半精加工机床功率可不校验。最后决定的切削用量为：、、、。（2）计算基本时间按照下式计算基本时间，其中式中：为切削加工长度，单位为mm；为刀具切入长度，单位为mm；为刀具切出长度，单位为mm，；故基本时间为工步2：半精车半精车∅73.8外圆至∅74.1（1）选择切削参数按照工步1的切削参数选择，即、、计算背吃刀量和切削参数，其中，按车床C620-1车床的转速，选择，则实际切削速度切削速度最后确定的切削用量为：、、、（2）计算基本时间按照下式计算基本时间，其中式中：为切削加工长度，单位为mm；为刀具切入长度，单位为mm；为刀具切出长度，单位为mm，；故基本时间为4.工序60切削用量及基本时间的确定工步1：精车∅73.8外圆至图纸尺寸（1）选择切削参数ⅰ.确定背吃刀量：粗车双边余量为0.3mm，显然为单边余量，ⅱ.确定进给量：查询《机械加工工艺手册》，当加工材料为铝合金，表面粗糙度要求Ra0.8，切削速度预估，得到进给量，选择精车进给量。由于是精加工，切削力比较小，故不需要校核机床进给机构强度。ⅲ.选择车刀磨钝标准及耐用度。查表选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm，耐用度T=30min。ⅳ确定切削速度。查表，当用YT15硬质合金加工铝合金、、时，切削速度。切削速度的修正系数为、、、、按C620-1卧式车床的转速，选择，则实际切削速度同样精加工机床功率可不校验。最后决定的切削用量为：、、、。（2）计算基本时间按照下式计算基本时间，其中式中：为切削加工长度，单位为mm；为刀具切入长度，单位为mm；为刀具切出长度，单位为mm，；故基本时间为5.工序70切削用量及基本时间的确定工步1：铣4-6mm宽安装座面本工序为粗铣导轨面，所选刀具为高速钢端铣刀，铣刀直径，齿数。选择铣刀的基本形状，由于加工铝合金材料的，故选前角，后角，已知铣削宽度，铣削深度，机床选择X51立式铣床。ⅰ.确定每齿进给量。查表（高速钢端铣刀、圆柱铣刀和盘铣刀加工时的进给量）X51立式铣床的功率为大于7.5KW，工艺系统刚性为中等，细齿立铣刀加工铝合金的进给量为，现取。ⅱ.选择铣刀磨钝标准及耐用度。查表（铣刀磨钝标准），用高速钢端铣刀加工HT250灰铸铁料铣刀刀齿后刀面最大磨损限度为1.5mm。铣刀直径，查表（铣刀平均寿命）得到耐用度T=240min。ⅲ.确定切削速度和工作台每分钟进给量。计算公式如下：式中：根据X51立式铣床的主轴速度，选择则实际切削速度工作台每分钟进给量为④校验机床功率。查表得到铣削时的功率计算公式如下式中，X51立式铣床主电机的功率为7.5KW，故所选的切削用量可以采用，所确定的切削用量为、、、（2）计算基本时间当主偏角时当主偏角时则6.工序80切削用量及基本时间的确定工步1：钻4-∅3.5安装孔①选择钻头。选择高速钢麻花钻头，其直径。钻头的几何形状为：双锥修磨横刃，②选择切削用量ⅰ.决定进给量1）按加工要求决定进给量：查表（高速钢钻头钻孔时的进给量），钻头直径，灰铸铁的强度时，。由于，故应乘孔深修正系数，则2）按钻头强度决定进给量：查表（钻头强度所允许的进给量），当，，钻头强度所允许的进给量3）按机床进给机构强度决定进给量：查表（机床进给机构强度所允许的钻削进给量），当，，机床进给机构允许的轴向力为8830N时，进给量为。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。根据Z525钻床说明书，选择。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来验证。查表（高速钢钻头钻孔时的轴向力），当，，时轴向力。轴向力的修正系数均为1.0，故。根据Z525钻床说明书，机床进给机构允许的轴向力为，由于，故可用。2.决定钻头磨钝标准及寿命。查表（钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命），当时，钻头后刀面最大磨损量取为0.5mm，寿命T=45min。3.确定切削速度。查表的铝合金加工性属5类。查表（高速钢钻头钻碳钢及合金钢时的切削速度），当加工性为第5类，，双横刃磨的钻头，时，。切削速度的修正系数为：，故选择4.检验机床扭矩及功率。查表（高速钢钻头钻钢时的扭矩），当，时，。扭矩的修正系数均为1.0，故。根据Z525立式钻床说明书，当时，。查表（高速钢钻头钻钢时消耗的功率），当当，，，，时，根据机床说明书，。由于,故选择的切削用量可用，即，，计算基本时间：，取第4章专用机床夹具设计4.1接受设计任务、明确加工要求本次夹具设计是针对电机座4-Φ3.5内孔的钻削加工。应该考虑到该内孔相对于基准轴线的位置要求，加工将达到7级精度，进行加工的时候也需要为后面的精加工作铺垫，由于该零件是大批量生产还应考虑到如何提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量。由零件图样得到本工序的加工要求如下：1.钻4-Φ3.5内孔；2.未注尺寸公差，按照GB/T1804-m执行3.内孔表面粗糙度为Ra3.2。表4-1线性尺寸的极限偏差数值4.2确定定位方案、选择定位元件涉及工序：钻4-Φ3.5内孔详细的工序图见图4-2图4-2工序简图定位基准的选择：钻4-Φ3.5内孔的这道工序中，对于定位方式的设计应注意工件在夹具中的定位方式应有较高的定位精度，不发生过定位干涉，便于安装工件，为保证工件定位正确，应使工件在空间的自由度都受到限制满足工件的加工要求。分析电机座零件图选择电机座φ73.8外圆柱面、安装面背面以及安装面一个侧面为基准进行定位。4.3确定夹紧方案、设计夹紧机构当工件的定位方案确定以后，还必须进行夹紧方案和夹紧机构的设计，以保证在切削加工过程中工件的正确位置不会在切削力、重力、惯性力等的作用下发生变化。夹具夹紧装置需要满足以下要求：1）由于夹紧是在定位之后，工件的定位是加工过程中直接保证加工精度的过程，所以夹紧之后工件还需要保证正确的定位位置。2）夹紧力要足够大，要可以抵抗加工过过程中的切削力，工件在加工过程中不可以移动。常见的几种夹紧机构螺旋夹紧机构图4-3螺旋夹紧机构偏心夹紧机构图4-4偏心夹紧机构斜楔夹紧机构图4-5斜楔夹紧机构定心夹紧机构图4-6定心夹紧机构图4-7气动斜楔夹紧机构简图本夹具采用的夹紧机构为气动斜楔夹紧机构，考虑到电机座零件为典型的薄壁零件，若直接采用压板等夹紧元件，会破坏电机座，夹紧不牢固，本次夹具设计了带锥度的内外锥度套从电机座的外圆柱面进行多点夹紧，消除了电机座被夹坏的问题。。4.4确定定位元件夹具的定位方法是确定出定位基准面后根据零件表面特征分析来选择定位元件，该工序的定位在基准是电机座斜面和两个侧面，故可在该基础上进行定位元件的设计。本夹具为钻削专用夹具，所设计的定位元件套筒，零件的主要定位基准面为Φ73.8外圆柱面，其中固定锥度套结构如下图所示图4-8固定锥度套结构简图4.5确定导向方案和选择导向元件本夹具为键槽铣削加工，采用铣床进行，其中键槽铣刀需要选择对刀元件，常用的铣刀对刀元件为对刀块，这里选择直角对刀块，其结构简图如图4-9所示。图4-9可换钻套块结构简图4.6钻模板结构设计本夹具为钻床专用夹具，在钻床上安装使用，为了保证工件相对于机床又一个确定的加工位置，必须保证钻套相对于夹具体有一个固定的位置，因此需要设计钻套使用的钻模板，钻套安装在钻模板上，钻套衬套外圆柱面与钻模板内孔采用过盈配合，另外钻模板与夹具体之间的销孔采用配作加工，钻模板的结构简图如图4-10所示夹具为内孔钻削加工，采用钻床进行，其中麻花钻需要选择对刀元件，常用的麻花钻对刀元件为钻套，这里选择可换钻套，其结构简图如图4-10所示。图4-12钻模板结构简图4.7夹具体的设计由于铸造夹具体工艺性好，可铸出各种复杂形状，且具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，在生产中广泛应用，故选用铸造夹具体，材料选用HT200。为使夹具体尺寸稳定，需要进行时效处理，以消除内应力。为了便于夹具体的制造、装配和检验，铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸造出凸台，以减少加工面。另外对于拼装式夹具，在平板上安装各种组成元件，也可以选用精度较高的成型钢板，切割成一定的尺寸作为夹具底板来使用，本次设计的底板如图4-13所示。图4-13夹具体尺寸图4.8夹具精度分析工件定位误差的来源主要有两个方面：（1）由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不准确引起的定位误差，称为基准位置误差，常用表示。（2）由于工件的工序基准与定位基准不重合引起的定位误差，称为基准不重合误差，常用表示。在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。因此，计算定位误差首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在加工尺寸方向上的最大变动量即可。分析电机座零件图，电机座的设计基准为底面和φ73.8外圆轴线，分析该工序的工序简图，工艺基准为电机座的外圆柱面φ73.8，基准重复，不存在基准不重合误差，即。基准位置误差即电机座φ73.8外圆柱面直径的公差，为，故基准位置误差，该误差型对于钻孔位置的未注尺寸公差可以忽略不计。4.9绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求图4-14钻床夹具装配图第5章总结与展望5.1总结本次毕业设计的过程可以说对我的影响是非常大的，从开始拿到设计题目时的一筹莫展，到毕业设计结束后的运筹帷幄，一路走过来的艰辛真是很难忘记。在这里，我要感谢设计过程中我的指导教师，从最开始的课题下发，到过程中的修改、指导、学习，再到最后的答辩指导，我的指导老师给了我很大的帮助。再次感谢我的指导老师，要是没有你的悉心指导，发现我的问题并指导我改正，也不会有后来我的顺利完成毕业设计。我的这次毕业论文设计时关于零件加工工艺及夹具的设计，通过这个设计，我比较全面完整地综合运用了机械加工工艺及加工夹具的设计方面相关的知识，真正做到了理论联系实际，通过这次设计我能够通过零件的加工要求来设计零件的机械加工工艺规程和加工过程中的夹具设计，同时我还学会了相关专业书籍和工具书的查找，这个过程也对我的机械相关知识做了一个巩固，提高了我的分析问题、解决问题的能力。通过本次机械加工工工艺及夹具的设计我可以比较准确的设计出一个零件的加工工艺规程和指定工艺的加工夹具的设计。这个是我专业知识方面的提升，在态度方面我也得到了一定的提升：学会了一宗独立分析问题和解决问题的态度，一种在遇到困难不言放弃的从容不迫的态度，这些都增强了我以后工作当中的工作信心。5.2展望机械制造工艺夹具的设计涉及到的方面比较多，涵盖