阀体底座机械加工工艺规程及工艺装备夹具设计

第一章绪论1.1机械制造的重要性在我们的工业制造中，机械制造业已经不可或缺。而机械设计和自动化控制是关键，对于一国的工业制造起到了非常重要的作用。我们在发展工业制造中，需要重视机械设计，提高机械制造业的发展水平。只有这样，才能够发展制造业，才能够推进工业化发展。机械制造业的自动化水平较高，这也依赖于我们将自动化控制系统运用在工业生产中。我们需要将高新技术运用到实际的生产中。作为即将进入机械行业的学术，我们首先需要有扎实的机械基础知识，只有打好了基础才能够有更好的发展和更高的眼界。在有了扎实的基础知识之上，我们需要对所学知识进行扩展学习，围绕机械制造的重心，学习到加工工业和制作流程，只有将这些知识学会并且融会贯通，这样才能实现我们的设计，制造出我们设计的部件。在加工工艺中，我们需要对原料进行处理，这也需要运用机床和刀具进行加工处理。在经过一系列的工艺之后我们才能够得到一个完美的产品。机械制造业涵盖的行业非常多，在我们的工业生产中处处都能见到机械制造业的踪迹。这一行业是一个国家工业化发展的体现，也关系着国计民生。我们国家虽然对机械制造业相当的重视，但是由于发展的时间较短，同西方先进技术水平来比还是有着不小的差距。对于国家而言，机械制造的重要性不言而喻；那么对于一个企业而言，机械制造水平的高低就直接决定了其在市场经济中能够占据市场的多少。企业也只有不断提高其机械制造水平，才能够在市场竞争中处于一个有利的地位。现在，机械制造业也不仅仅只是工业领域，它已经渗透到我们生活的方方面面了，我们的生活已经离不开机械制造业了。机械制造技术水平的高低决定一个国家的经济命脉，我们可以从以下几个方面来说明:1.生产技术水平决定着社会的发展程度;2.科学技术的发展直接服务于制造业；3.制造技术是所有工业的支柱；4.国力和国防的后盾。1.2夹具的发展历史最初，我们使用夹具只是为了固定住我们需要加工的部件。当然这一功能仍是夹具最为基础的功能。但是传统的只是起到固定作用的功能已不太适应我们的生产需要了，我们需要改进夹具的工艺，提高其技术含量，使其能够发挥出更多的作用。我们需要在工业制造中高效快速的进行生产，但是又不希望增加成本和开支。这就需要我们在夹具的工业上进行改进，使其能够除了固定这个单一的功能外，还能够提高我们的生产效率，降低我们在生产中的消耗。同时由于夹具的功能的增加，例如可以对部件进行定位处理，这就降低了我们工人生产的难度和生产的强度，提高生产效率。现代工业生产已经离不开夹具了，而夹具也是随着工业生产的发展而不断发展，并且发挥出越来越大的作用。1.3课题背景加工工艺是指机械加工对毛坯进行尺寸变化，使零件逐渐接近图纸尺寸。零件的加工工艺对零件的加工精度有着密切的关系，使用正确的加工工艺可能可以使零件的精度上一个台阶。传统的加工是指粗加工到精加工的一个过程。而加工工艺是指在零件从毛坯到成品的过程中，这个过程包括加工流程和加工步骤。在每一个加工流程和加工步骤中都有自己相应的标准和要求。比如，在对毛坯进行加工时要有粗糙度和工序的要求。加工工艺包括根据零件选择相应的机床，零件的加工工艺路线和加工工序。在零件加工过程中，加工工艺对零件的精度有着决定性的作用。1.4底座、夹具的介绍底座类零件主要是由内外面组成腔体、有较多空间布局的孔系的零件，其内部应力沿厚度均匀分布，所以底座类零件就能够更好的利用材料本身的强度来抗击外来载荷。底座类零件往往有好多立体的孔系，且尺寸和外置精度要求都比较高。国内的普通机床对于底座零件的加工，产品的精度达不到要求和机床本身精度的限制，生产效率也比较低，加工的质量相对不稳定，我们可以从零件的加工工艺上下手，来进行一些改进，提高产品的品质。在生产过程中的零部件，通过几个不同的技术方案，最终选定了合理的工艺方案，从而制备工艺卡，该过程的每个步骤，以确定加工机床，加工刀具测量仪的选择比较，并做好切削用量和基本时间的计算。夹具已有2个世纪的历史，已经经历了三个阶段。第一阶段，在工件加工中，夹具作为基本夹紧装置起着工件装夹基本技能的使用。夹具的发展的第二阶段，夹具在大规模制造中有很明显的优势，而且效率高，定位准确。夹具逐步发展到一台机器-工件-加工系统工艺设备非常重要的组成部分。第三阶段，夹具开始走向的高精度化并极大的提高了适应能力。在数控技术的带领下，夹具和机床的开始融合一体，使生产水平不断提高从，生产从小批量走向专业化大批量生产。1.5课题的研究方法毕业设计是结合大学所学的专业知识的一个综合性的体现。通过这次对底座类零件的工艺设计，让我对机械加工工艺有更深刻的认知。也让我对加工工艺有了更深的了解。经过这次设计，不但系统回顾了在学校所学的专业知识，也让我学会了怎样查读有关资料文件，提升了自己独立思考解决问题的能力。在设计专用夹具时，最先分析零件，挑选定位基准，再根据切削力的大小，零件夹紧情况来做最终决定。有了这个毕业，我们的设计不断扩大和加强自己的理论知识和技能，而且我们可以学会提高自己的设计计算，绘图能力，学会正确的访问使用和文学书籍和其他资料，和发展自己的理论和实践中的设计认真的工作作风和独立工作共同为未来的能力奠定基础。1.6小结本次设计就是对我们大学四年的一次检验。在我的求学道路上，我又有了新的认识。以前才说读万卷书行万里路，到现在才明白了这句话真正的含义。以往我都是机械的把理论学会，而在实际运用中却是一片空白。通过这次毕业设计，我才明白，做比说要难得多。我想在之后的学习和工作中，我会时刻牢记今日的经验。在这次设计中，我打破以往的章节的知识体系，终于能够融会贯通的运用所学知识。将基础理论与实际的设计相结合，譬如一个设计图如何绘制；一个零件如何放置；元件如何进行有机的组合。这就需要我们胸有成竹，对于我们平时所学的知识有着扎实的理解和运用。我们不单单只是对某一个部分或者某一个理论有了理解，而忘记了在我们的知识体系中融合到其他的知识。例如在设计和加工零件时，我们就需要运用机床，也需要用刀具进行切割和处理，这就需要我们有机床、刀具等的知识储备。我们要了解生产过程中的方方面面，只有这样，才能够制作出一个好的产品。经过这次毕业设计，我深深地认识到了自己的不足，在某些方面还存在着较大的漏洞，同时在理论设计时，发现自己捉襟见肘，很多理论都是囫囵吞枣的学习并没有真切的理解和融会贯通。在理论和实际间还存在着一定的距离。很多设计并不是像我想象的那么简单，也不是照搬书本上的知识就可以。这次设计对我来说是一次检验也是一次开始。经过了系统的学习，我已经有了完整的知识架构，通过这次毕业设计，我想我自己有能力面对将来的工作，有能力面对接下来的困难与挑战；但是这并不是结束，这是新的开始。我要开始独立面对设计项目，面对未知，需要调动我所学来解决我所面对的问题与挑战。即使毕业了，我也需要不断地学习，充实与提高自己。只有这样才能更上一层楼。

第二章零件分析2.1零件图样分析图2-1底座零件图该零件的主要加工面由圆台端面、腔体端面、上端面及Φ30、Φ18孔组成，其中这两处的孔不在一个平面上，成空间垂直分布，彼此的尺寸和位置度要求都比较高。整体零件的内孔表面粗糙度要求较高。外表面的可以不需要去除材料来获得粗糙度。零件毛坯为铸铁的铸造件，无热处理要求。为了保证部件总成的可靠性和动作准确性，对该零件的精度要求较高。2.2结构工艺分析对零件上给定的精度要求比较高的尺寸，因各公差之间没有冲突，故编程时不必取平均值，全部取基本尺寸即可。2.3零件的作用底座类零件主要是由内外面组成，厚度均匀的薄壁件，其内部应力沿厚度均匀分布，所以底座类零件就能够更好的利用材料本身的强度来抗击外来载荷。。典型的底座有电机底座、减速器底座、进气管底座和机器外壳底座等。底座的这种内力特征使得它比平板能更充分地利用材料强度，从而具有更大的承载能力。在水利工程中，底座也有应用广泛，例如双曲扁壳闸门、拱坝等。底座是传动类零件的箱体，其加工质量影响整个系统运行的流畅性。通过传统普通机床组成的生产线进行此类零件的加工，具有生产效率低，成本高，加工质量不稳定，工人劳动强度大，安全防护不足等缺点。2.4零件加工表面的技术要求分析零件图样的视图、尺寸、公差和技术要求齐全、正确，主要加工表面的技术要求如下：1.铸造圆角半径R2-R3。2.锐角倒钝，未注倒角C1。3.未注线性尺寸公差应符合GB/T1804-2000的要求。4.未注形位公差应符合GB/T1184-1996的要求。5.除加工表面外，表面涂深灰色皱纹漆。6.铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷（如欠铸、机械损伤等）。根据加工方法的经济精度及各种机床所能达到的位置精度，该零件的腔体的销孔和上端面的孔及端面槽，需要找到可靠的精基准。上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均能可以保证。已知零件的年生产纲领为年产5000件，加工工艺按中批量生产方式。故初步确定工艺安排的基本倾向为：加工工艺过程的划分阶段；工序适当集中；加工设备以现有数控机床和通用机床可选择的加工设备为主；大量采用通用工装。这样生产准备，投产快、生产率高。2.5确定铸件余量及形状根据零件材料确定毛坯的成型方法为铸造。依据零件的结构形状、尺寸大小和生产批量，拟采用金属模机器造型。查阅《机械制造工艺及设备设计指导手册》，确定各表面的铸件机械加工余量。根据第321页，表15－5铸件尺寸的公差等级，该零件为HT200，属于“金属合金”，采用沙模铸造，毛坯公差等级可取5级、6级、7级。考虑到便于铸造，采用CT7级。查阅表15－6，确定各表面的铸件机械加工余量，具体数据见下表。图2－2表面代号基本尺寸（mm）加工余量等级加工余量（mm）备注T1100CT73铣加工T2/T392CT7单边3铣加工T4/T560CT7单边3铣加工D1Φ30CT73镗加工工D2Φ18CT7/不铸造,钻加工注：低于Φ20的孔都不予铸造表2-1零件主要表面的加工余量2.6绘制毛坯图毛坯图见图2-3。图2-3底座毛坯图

第三章机械加工工艺过程设计3.1选择定位基准1）选择精基准底座的圆台端面、腔体端面均互为基准加工，并尽量遵循“基准重合”的原则。D1/D2内孔采用底面定位。这样基准统一，保证工件定位稳定，夹具设计简单及操作也较简单。2）选择粗基准以底座的圆台端面及底部外圆为粗基准，先对底座腔体端面、左右凸台进行粗铣和精铣。在根据各主要内孔端面均互为基准加工，并尽量遵循“基准重合”的原则，再以底座底面为粗基准，对底座下表面进行精加工。3.2拟订工艺过程1．选择表面加工方法根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，该零件主要表面的加工方法与方案如下：底座上端面T1：粗车（IT12）—半精车（IT10）。底座左右凸台面T2/T3：粗铣（IT12）—精铣（IT8）。底座圆台端面T4：粗铣（IT12）—精铣（IT8）。底座腔体端面T5：粗铣（IT12）—精铣（IT8）。底座内圆D1：粗镗（IT12）—半精镗（IT10）—精镗（IT8）。底座销孔D2：钻孔（IT11）—扩孔（IT10）—铰孔（IT8）。2．确定工艺过程方案拟定方案由于各表面加工方法及粗精基准已基本确定，现按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”“基准先行”的原则。工序号工名序称工序内容1铸铸造毛坯2时效人工时效3涂漆毛坯不加工面涂防锈漆4铣粗铣圆台端面精铣圆台端面至图纸尺寸5铣粗铣腔体端面精铣腔体端面至图纸尺寸6铣粗铣左凸台面精铣左凸台面，保证宽度和厚度7铣粗铣右凸台面精铣右凸台面，保证宽度和厚度8镗以腔体端面为基准，粗镗孔Φ30+0.0210至Φ28，贯穿半精镗孔Φ30+0.0210至Φ29.5精镗孔Φ30+0.0210至图纸要求9车粗车上端面，保证长度尺寸，留0.5mm半精加工余量粗车Φ31-0.025-0.05至Φ34，单边留1.5mm半精加工余量10车半精车上端面至图纸尺寸半精车Φ31-0.025-0.05至Φ32，单边留0.5mm半精加工余量11车精车Φ31-0.025-0.05至图纸尺寸，保证尺寸312车车削端面槽，保证深度尺寸2.513钻钻孔Φ12贯穿扩孔Φ16扩孔Φ17.8铰孔Φ18+0.0180至图纸要求14钻钻4-M6底孔Φ5贯穿，3-M6底孔Φ5深15攻丝4-M6贯穿，攻丝3-M6深1215钻钻4-M5底孔Φ4.2深15，M5底孔Φ4.2贯穿攻丝4-M5深12，M5贯穿16钻钻4-M10底孔Φ8.5深22钻4-M10深1817钻钻4-M4底孔Φ4.2深12钻4-M4深1018清洗去毛刺，清洗。19检验终检。20入库入库。表3-1工艺过程方案1工序号工名序称工序内容1铸铸造毛坯2时效人工时效3涂漆毛坯不加工面涂防锈漆4铣粗铣圆台端面精铣圆台端面至图纸尺寸5铣粗铣腔体端面精铣腔体端面至图纸尺寸6铣粗铣左凸台面精铣左凸台面，保证宽度和厚度7铣粗铣右凸台面精铣右凸台面，保证宽度和厚度8铣粗铣上端面精铣上端面至图纸尺寸9车粗车Φ31-0.025-0.05至Φ34，单边留1.5mm半精加工余量10车半精车Φ31-0.025-0.05至Φ32，单边留0.5mm半精加工余量11车精车Φ31-0.025-0.05至图纸尺寸，保证尺寸312车车削端面槽，保证深度尺寸2.513钻钻孔Φ12贯穿扩孔Φ16扩孔Φ17.8铰孔Φ18+0.0180至图纸要求14镗以腔体端面为基准，粗镗孔Φ30+0.0210至Φ28，贯穿半精镗孔Φ30+0.0210至Φ29.5精镗孔Φ30+0.0210至图纸要求15钻钻4-M6底孔Φ5贯穿，3-M6底孔Φ5深15攻丝4-M6贯穿，攻丝3-M6深1216钻钻4-M5底孔Φ4.2深15，M5底孔Φ4.2贯穿攻丝4-M5深12，M5贯穿17钻钻4-M10底孔Φ8.5深22钻4-M10深1818钻钻4-M4底孔Φ4.2深12钻4-M4深1019清洗去毛刺，清洗。20检验终检。21入库入库。表3-2工艺过程方案2工艺方案分析：方案一各表面粗、精加工交替进行，互为基准，精度逐级提高。钻、镗、铣、车加工三者有序进行，较方案二增加了装夹次数。底座上端面及端面槽和销孔Φ18、Φ30的加工需要有可靠的精基准，方案一将上端面的加工安排在后面，且为车加工确保了其有可靠的加工基准。缺点是车、铣、钻加工三者穿插进行，需要多次装夹拆卸，增加了加工世间。优点是零件的加工精度得到了保证。方案二的粗、精加工连续进行，工序集中，装夹次数少，缩短加工周期，操作人员劳动强度小。缺点是加工精度难以保证。根据生产纲领，该产品年产量为5000件，如果产品精度要求高，可采用方案一提高加工精度。本课题中零件精度要求相对高，因此本课题采用方案一作为底座零件加工的工艺路线。

第四章加工设备及工艺装备的选择4.1根据不同的工序选择不同的机床考虑到零件的加工精度要求及生产率，选择数控机床。1）2）工序4至工序7铣削加工，表面尺寸和粗糙度有较高的要求，所以本道工序采用高精度、高效率的铣床进行铣削加工。2）工序9至工序13车削加工，表面精度较高，且有难加工端面槽，所以本道工序采用高精度、高效率的车床加工，高精度的孔进行铰孔。3）工序8为镗孔加工，表面精度较高，所以本道工序采用高精度、高效率的镗床进行镗削加工。4）工序14至工序17钻削加工，没有较高表面粗糙度要求，都是螺纹孔，所以本道工序采用钻床进行钻削加工。4.2选择刀具，夹具，量具工序号工名序称工序内容夹具刀具量具1铸铸造毛坯2时效人工时效3涂漆毛坯不加工面涂防锈漆4铣粗铣圆台端面专用夹具YT端铣刀游标卡尺精铣圆台端面至图纸尺寸专用夹具YT端铣刀游标卡尺5铣粗铣腔体端面专用夹具YT端铣刀游标卡尺精铣腔体端面至图纸尺寸专用夹具YT端铣刀游标卡尺6铣粗铣左凸台面专用夹具YT端铣刀游标卡尺精铣左凸台面，保证宽度和厚度专用夹具YT端铣刀游标卡尺7铣粗铣右凸台面专用夹具YT端铣刀游标卡尺精铣右凸台面，保证宽度和厚度专用夹具YT端铣刀游标卡尺8镗以腔体端面为基准，粗镗孔Φ30+0.0210至Φ28，贯穿专用夹具YT内孔镗刀千分尺半精镗孔Φ30+0.0210至Φ29.5专用夹具YT内孔镗刀千分尺精镗孔Φ30+0.0210至图纸要求专用夹具YT内孔镗刀千分尺9车粗车上端面，保证长度尺寸，留0.5mm半精加工余量三爪卡盘90度偏刀游标卡尺粗车Φ31-0.025-0.05至Φ34，单边留1.5mm半精加工余量三爪卡盘外圆车刀游标卡尺10车半精车上端面至图纸尺寸三爪卡盘90度偏刀游标卡尺半精车Φ31-0.025-0.05至Φ32，单边留0.5mm半精加工余量三爪卡盘外圆车刀游标卡尺11车精车Φ31-0.025-0.05至图纸尺寸，保证尺寸3三爪卡盘外圆车刀游标卡尺12车车削端面槽，保证深度尺寸2.5三爪卡盘端面槽刀游标卡尺13钻钻孔Φ12贯穿三爪卡盘YT麻花钻游标卡尺扩孔Φ16三爪卡盘YT麻花钻游标卡尺扩孔Φ17.8三爪卡盘YT麻花钻游标卡尺铰孔Φ18+0.0180至图纸要求三爪卡盘铰刀游标卡尺14钻钻4-M6底孔Φ5贯穿，3-M6底孔Φ5深15专用夹具YT麻花钻游标卡尺攻丝4-M6贯穿，攻丝3-M6深12专用夹具丝攻游标卡尺15钻钻4-M5底孔Φ4.2深15，M5底孔Φ4.2贯穿专用夹具YT麻花钻游标卡尺攻丝4-M5深12，M5贯穿专用夹具丝攻游标卡尺16钻钻4-M10底孔Φ8.5深22专用夹具YT麻花钻游标卡尺钻4-M10深18专用夹具丝攻游标卡尺17钻钻4-M4底孔Φ4.2深12专用夹具YT麻花钻游标卡尺钻4-M4深10专用夹具丝攻游标卡尺18清洗去毛刺，清洗。19检验终检。20入库入库。

第五章确定工序尺寸和确定切削用量5.1工件主要加工面尺寸工件主要加工面如图1－1所示。各表面加工时的工艺基准与设计基准重合。前面根据资料已初定工件各面的总加工余量，现依据有关资料确定各表面精加工、粗精加工余量，由后向前推算工序尺寸，并确定其公差，见表4－1。加工对象工序内容加工余量工序尺寸表面粗糙度RaT1铸件3103粗车1101精车1003.2T2/T3铸件398粗铣194精铣926.3T4/T5铸件366粗铣162精铣606.3……………表4－1工件主要加工面工序尺寸及公差5.2孔系工序尺寸向各端面加工定位基准多次相互转换。确定各表面粗加工、精加工余量，推算工序尺寸并确定其公差见表6－2。加工对象工序内容表面粗糙度RaΦ30+0.0210粗镗孔Φ28半精镗孔Φ54.5精镗孔Φ29.51.6Φ18+0.0180钻孔Φ12扩孔Φ16扩孔Φ17.8铰孔Φ18+0.01801.6表4-2孔系工序尺寸及公差5.3确定各表面切削用量及基本工时工序4：粗铣圆台端面，精铣圆台端面至图纸尺寸工步一、粗铣圆台端面本工序为粗铣底座底面，选用铣床、专用夹具，刀具选择如下：刀具材料直径齿数Z硬质合金Φ1004：：根据相关的文献资料和设计工艺，取：参照相关的文献资料和设计工艺，取：，取：：：：1：工步二、精铣圆台端面至图纸尺寸本工序为精铣底座底面，选用铣床、专用夹具，刀具选择如下：刀具材料直径齿数Z硬质合金Φ1004：：根据相关的文献资料和设计工艺，取：参照相关的文献资料和设计工艺，取：，取：：：：1：工序5：粗铣腔体端面，精铣腔体端面至图纸尺寸工步一、粗铣腔体端面本工序为粗铣底座上端面，选用铣床、专用夹具，刀具选择如下：刀具材料直径齿数Z硬质合金Φ1004：：根据相关的文献资料和设计工艺，取：参照相关的文献资料和设计工艺，取：，取：：：：1：工步二、精铣腔体端面至图纸尺寸本工序为精铣底座上端面，选用铣床、专用夹具，刀具选择如下：刀具材料直径齿数Z硬质合金Φ1004：：根据相关的文献资料和设计工艺，取：参照相关的文献资料和设计工艺，取：，取：：：：1：工序6：粗铣左凸台面，精铣左凸台面，保证宽度和厚度，与工序5类似，具体计算方法参照工序5。工序7：粗铣右凸台面，精铣右凸台面，保证宽度和厚度，与工序5类似，具体计算方法参照工序5。工序8：以腔体端面为基准，粗镗孔Φ30+0.0210至Φ28，贯穿，半精镗孔Φ30+0.0210至Φ29.5，精镗孔Φ30+0.0210至图纸要求工步一：粗镗孔Φ30+0.0210至Φ28，走刀长度为30：：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取：，取：：：：1：工步二：半精镗孔Φ30+0.0210至Φ29.5，走刀长度为30：：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取：，取：：：：1：工步三：半精镗孔Φ30+0.0210至图纸尺寸，走刀长度为30：：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取：，取：：：：1：工序9：粗车上端面，保证长度尺寸，留0.5mm半精加工余量，粗车Φ31-0.025-0.05至Φ34，单边留1.5mm半精加工余量选用CA6140卧式车床，硬质合金可转位车刀，刀杆尺寸16mm×25mm,刀片材料为YG8,。刀具的几何角度为：，，，，，。选定刀具寿命为60min。工步一、粗车上端面1、根据《机械切削工艺参数速查手册》1.2.3切削用量的选择原则，粗车是背吃刀量取最大，一次切完余量，=2mm。2、根据工件材料、刀杆尺寸、工件直径及背吃刀量，从《机械切削工艺参数速查手册》表2-38查得f=0.4~0.5mm/r,根据机床说明书中实有的进给量，取f=0.4mm/r,根据加工材料为铸铁、=2mm、f=0.4mm/r，由《机械切削工艺参数速查手册》表2-41查出切削速度为82m/min(考虑各种因素对切削速度的影响，须乘以修正系数)由表2-42查得，刀具寿命修正系数1.0；工件材料修正系数为0.63，由表2-47查得，主偏角修正系数为0.83。故计算出的切削速度为：计算转速：据机床说明书选用实际的机床主轴转速为250（r/min），故实际的切削速度为：工步一时间定额：由《表机械制造技术基础与工艺学课程设计教程》表16-1得：，（其中,,为单件小批生产时的试切附加长度）根据实际个参数代入得：，，，，（查《表机械制造技术基础与工艺学课程设计教程》表16-2）求出,工步二：粗车Φ31-0.025-0.05至Φ341、根据《机械切削工艺参数速查手册》1.2.3切削用量的选择原则，粗车是背吃刀量取最大，一次切完余量，=2mm。2、根据工件材料、刀杆尺寸、工件直径及背吃刀量，从《机械切削工艺参数速查手册》表2-38查得f=0.4~0.5mm/r,根据机床说明书中实有的进给量，取f=0.4mm/r,根据加工材料为铸铁、=3mm、f=0.4mm/r，由《机械切削工艺参数速查手册》表2-41查出切削速度为90m/min(考虑各种因素对切削速度的影响，须乘以修正系数)由表2-42查得，刀具寿命修正系数1.0；工件材料修正系数为0.63，由表2-47查得，主偏角修正系数为0.83。故计算出的切削速度为：计算转速：据机床说明书选用实际的机床主轴转速400（r/min），故实际的切削速度为：工步二时间定额：由《表机械制造技术基础与工艺学课程设计教程》表16-1得：，（其中,,为单件小批生产时的试切附加长度）根据实际个参数代入得：，，，，（查《表机械制造技术基础与工艺学课程设计教程》表16-2）求出,工序10：粗车上端面，保证长度尺寸，留0.5mm半精加工余量，粗车Φ31-0.025-0.05至Φ34，单边留1.5mm半精加工余量，与工序9类似，具体计算方法参照工序9工序11：精车Φ31-0.025-0.05至图纸尺寸，保证尺寸3，与工序9类似，具体计算方法参照工序9工序12：车削端面槽，保证深度尺寸2.5，与工序9类似，具体计算方法参照工序13：钻孔Φ12贯穿，扩孔Φ16，扩孔Φ16.8，铰孔Φ18+0.0180至图纸要求工步一，钻孔Φ12本工序为钻φ12孔，选用φ12直径的高速钢钻头。：查《钻削切削用量选择参考表》表，第二部分“高速钢钻头切削用量选择表：工件材料为HT200，选择“铸铁、铜及铝合金HB≤200”一栏，得钻孔进给量：f＝0.61～0.75mm/r，取：根据铝合金工件、高速钢刀具，查《钻削切削用量选择参考表》表第三部分“高速钢钻头加工不同材料的切削速度”得：：，取：：：：取1：工步二，扩孔Φ16本工序为钻φ16孔，选用φ16直径的高速钢钻头。：查《钻削切削用量选择参考表》表，第二部分“高速钢钻头切削用量选择表：工件材料为HT200，选择“铸铁、铜及铝合金HB≤200”一栏，得钻孔进给量：f＝0.61～0.75mm/r，取：根据铝合金工件、高速钢刀具，查《钻削切削用量选择参考表》表第三部分“高速钢钻头加工不同材料的切削速度”得：：，取：：：：取1：工步三，扩孔Φ17.8本工序为钻φ17.8孔，选用φ17.8直径的高速钢钻头。：查《钻削切削用量选择参考表》表，第二部分“高速钢钻头切削用量选择表：工件材料为ZL103，选择“铸铁、铜及铝合金HB≤200”一栏，得钻孔进给量：f＝0.61～0.75mm/r，取：根据铝合金工件、高速钢刀具，查《钻削切削用量选择参考表》表第三部分“高速钢钻头加工不同材料的切削速度”得：：，取：：：：取1：工序14：钻4-M6底孔Φ5贯穿，3-M6底孔Φ5深15,攻丝4-M6贯穿，攻丝3-M6深12，与工序13类似，具体计算方法参照工序13.工序15：钻4-M5底孔Φ4.2深15，M5底孔Φ4.2贯穿,攻丝4-M5深12，M5贯穿,与工序13类似，具体计算方法参照工序13.工序16：钻4-M10底孔Φ8.5深22,钻4-M10深18，与工序13类似，具体计算方法参照工序13.工序17：钻4-M4底孔Φ4.2深12,钻4-M4深10，与工序13类似，具体计算参照工序13。

第六章专用夹具结构设计6.1明确设计任务及收集分析原始资料1）加工工件的零件图2）零件的工序卡3）生产纲领（设计任务，见表4-3）工件名称底座夹具类型专用夹具材料HT200生产类型大批量生产机床型号TX41立式镗床同时装夹工件数1个表6-1生产纲领1）确定工件的定位方式，按照加工要求来分析其必须限制的自由度数目及其基准选择的合理性。2）选择定位元件，设计定位装置根据已确定的定位基面结构形状，确定定位元件的类型和结构尺寸。（1）定位原理：V型块定位（2）定位元件：夹具体、V型块3）确定工件的夹紧装置可按下述步骤进行（1）确定夹具的类型：依据本工序所加工内容，需设计专用夹具，设计原则为定位准确、夹紧可靠、材料及工艺的成本低。（2）确定夹具的夹紧方式和夹紧机构：（结合夹具装配图原理说明）我设计的这个夹具是通过螺母带动压头来夹紧的。该夹具主要由夹具体、V型块、限位钉、压头等组成，夹具的定位原件为V型块、限位钉，为典型的V型块定位，其中夹具体端面限制工件X、Y向的旋转自由度以及Z向移动自由度，V型块限制工件的X、Y向的移动自由度，限位钉限制工件Z旋转自由度，工件6个自由度都被限制，为完全定位，满足加工要求。该夹具的优点在于便于零件的定位和夹紧，缺点在于是需要人工夹紧。（3）估算夹紧的可靠性：对加工此工序来说，镗削切削力与夹紧力方向平行，夹紧力有足够的安全系数，可不进行夹紧力验算。5）制定夹具技术条件夹具技术条件的制定原则与方法，本夹具设计的技术条件如下：（1）装配时定位销与零件左侧面贴和、轴线与定位板侧面垂直。（2）夹具底座安装在工作台面保持水平贴合，最大间隙不大于0.02。机床夹具是工件在加工过程中必不可少的工艺装备，夹具的作用不仅仅是对零件进行夹紧，更重要的是需要对待加工零件进行准确定位，夹具已经不再是传统意义的工件夹紧，一副好的夹具可以大幅度降低工人的劳动强度，大幅提高工件的加工效率，所以在设计零件加工夹具的时候更加重要的是设计如何对工件进行最有效的定位，其次才是如何正确的对工件进行装夹。夹具设计所适用的工序：工序8：以腔体端面为基准，粗镗孔Φ30+0.0210至Φ28，贯穿，半精镗孔Φ30+0.0210至Φ29.5，精镗孔Φ30+0.0210至图纸要求工序图见图6.1图6.16.2夹具结构和类型机床专用加工夹具有很多种类，大致可以分为以下几种：（1）通用夹具（2）专用夹具（3）可调夹具（4）组合夹具（5）随行夹具本论文中所涉及的夹具是诸多夹具类型当中的专用夹具，该夹具是在加工中心上加工底座体T1面；专用夹具可分为以下几类：（1）车床类夹具（2）铣床类夹具（3）钻镗床类夹具（4）其他机床夹具专用夹具的主要功用有以下几个方面：（1）保证被加工表面的位置精度（2）提高劳动生产率、降低成本、缩短工序时间（3）扩大机床工艺范围（4）改善工人劳动条件车床夹具所具有如下设计特点：（1）车床夹具需要承受的切削力比较大，所以需要车床夹具由足够大的夹紧力，可以抗衡切削力；（2）对于铣削加工一般需要设计对刀装置，并且对刀装置需要与夹具体刚性连接；（3）铣床夹具必须要有定位键来确定夹具在机床上的位置；（4）车加工时间一般比较短，所以需要降低加工辅助时间；专用夹具通常由定位件、夹紧件、导向对刀元件、连接元件、夹具体、其他装置和元件，几部分组成。在上述组成部分中，定位件、夹紧件和夹具体是必需的，其他不是所有夹具都需要的。6.3工件定位基准的选择和自由度分析分析上图6-1工序简图，在该道加工工序是以型腔端面定位的，符合基准统一原则；该夹具主要由夹具体、V型块、限位钉、压头等组成，夹具的定位原件为V型块、限位钉，为典型的V型块定位，其中夹具体端面限制工件X、Y向的旋转自由度以及Z向移动自由度，V型块限制工件的X、Y向的移动自由度，限位钉限制工件Z旋转自由度，工件6个自由度都被限制，为完全定位，满足加工要求。6.4夹具的结构参考了一些加工类专用夹具的设计，最终确定下图所示的加工夹具：图3-2镗夹具总装图6.5夹具精度分析在夹具结构方案确定及总图设计完成之后，还应该对夹具精度进行分析和计算，以确保设计的夹具能满足工件的加工要求。1.影响精度的因素（造成误差的原因）在加工工序所规定的精度要求中，与夹具密切相关的是被加工表面的位置精度——位置尺寸和相互位置关系的要求。影响该位置精度的因素可分为δ定基δ安装，δ加工三部分，夹具设计者应充分考虑估算各部分的误差，使其综合影响不致超过工序所允许的限度。δ定基是指由于定位基准与原始基准（亦称工序基准）不重合而引起的原始尺寸（工序尺寸）的误差，它的大小已由工艺规程所确定，夹具设计者对它无法直接控制，如果要减少或消除δ定基，则可建议修改工艺规程，另选定基准，最好采用基准重合的原则。在25工序里基准重合，所以定基误差为零δ安装是指与工件在夹具上以及夹具在机床上安装的有关误差，它包括以下因素：（1）工件在夹具上定位所产生的定位误差δ定位，夹具设计者可以通过合理（2）工件因夹紧而产生的误差，是指在夹紧力作用下，因夹具和工件的变形而引起的原始基准或加工表面在原始尺寸方向上的位移。在成批生产中，如果这一变形量比较稳定，则可通过调整刀具与工件之间的位置等措施，将它基本消除。（3）夹具在机床上的安装误差δ夹安，是指由于夹具在机床上的位置不正确而引起的原始基准的原始尺寸方向上的最大位移。造成δ夹安的主要因素有二：其一是夹具安装面与定位件之间的位置误差，这可在夹具总图上作出规定；其二是夹具安装面与机床配合间隙所引起的误差或安装找正时的误差。δ夹安的数值一般都很小。在安装夹具中可以采用仔细校正或精修定位面等办法来减小δ夹安。δ加工是指在加工中由于工艺系统变形、磨损以及调整不准确等而造成的原始尺寸的误差，它包括下列因素：（1）与机床有关的误差δ机床。如车床主轴的跳动、主轴轴线对溜板导轨的平行度或垂直度误差等。（2）与刀具有关的误差δ刀具。如刀具的形状误差、刀柄与切削部分的不同轴线以及刀具的磨损等。（3）与调整有关的误差δ调整。如定距装刀的误差、钻套轴线对定位件的位置误差等（这项可在夹具总图中予以限定）。（4）与变形有关的误差δ变形。这取决于工件、刀具和机床受力变形和热变形。以上诸因素都是造成被加工表面位置误差的原因，它们在原始尺寸方向上的总和应小于该尺寸的公差δ，即应满足不等式δ≥δ定基+δ定位+δ夹安+δ加工+δ夹紧此式称为计算不等式，各符号分别代表各误差在原始尺寸方向上的最大值。当原始尺寸不只一个时，应分别计算。当然，这些误差也不会都按最大值出现，在校核计算中，应该按上述因素分析后，对总误差的合成宜按概率法计算，使其小于工件