机械制造技术课程设计-蝴蝶阀体加工工艺及夹具设计

1、摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。蝴蝶阀阀体及其铣蝴蝶阀阀体顶面的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关

2、键词：切削用量 夹紧 定位 误差。全套图纸加扣 3346389411或3012250582Abstract This design involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement of various aspects of knowledge.The butterfly valve body and the fixture design for the top of the b

3、utterfly valve body are three parts, including the process design, the process design and the special fixture design. In the process design, the parts are analyzed first, the process of the parts is redesigned and the structure of the blank is redesigned. The process datum of the parts is selected a

4、nd the process route of the part is designed. Then the size calculation of the working procedure of the parts is calculated, the key is to determine the process equipment and the cutting amount of the various working order; then, the key is to determine the amount of the process equipment and the cu

5、tting amount. The design of the special fixture is carried out, and the components of the fixture are designed, such as the positioning element, the clamping element, the guiding element, the connecting parts with the machine tool and the other parts. The positioning error is calculated when the fix

6、ture is positioned, and the rationality and inadequacies of the fixture structure are analyzed, and the design is injected in the future. It is intended to be improved.Keywords: cutting amount clamping positioning error.目 录绪论11 概述发展21.1机床夹具简介21.1.1机床夹具的主要功能21.1.2机床夹具的组成21.1.3夹具设计的步骤和基本要求22零件的分析92.1零

7、件的作用92.2零件的工艺分析93确定毛坯制造形式93.1确定毛坯的制造形式93.2毛坯尺寸公差103.3毛坯图104工艺规程设计104.1基面的选择104.2确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差124.3选择机床及工装144.4制订工艺路线144.5确定切削用量以及时间定额155铣床夹具设计305.1问题的提出305.2定位基准的选择305.3定位元件的设计305.4定位误差分析305.5切削力的计算与夹紧力分析315.6夹具设计及操作简要说明32谢 辞33参 考 文 献34IV绪论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直

8、接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。蝴蝶阀阀体及其铣蝴蝶阀阀体顶面的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行毕业设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能

9、力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本设计选用蝴蝶阀阀体来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手册与国家标准为附来进行详细说明。1 概述发展1.1机床夹具简介1.1.1机床夹具的主要功能机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用 、经济方向发展。机床夹具的主要功能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，

10、保证其被加工表面达到工序所规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生位置改变。为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。安装方法有找正法和用专用夹具，找正法用于单件、小批生产中，而专用夹具用于生产批量较大或特殊需要时。1.1.2机床夹具的组成1）定位支承元件 确定工件在夹具中的正确位置并支承工件。2）夹紧装置 将工件夹紧不发生移动。3）对刀或导向元件 保证刀具与工件加工表面的正确位置。4）夹具体 将夹具的所有组成部分组成一体，并保证它们之间的相对位置关系。1.1.3夹具设计的步

11、骤和基本要求一：夹具设计的基本要求夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人的劳动强度、生产率和加工成本。因此对设计的夹具，提出以下几点基本要求。1）能稳定可靠地保证工件的加工技术要求。若工件达不到加工技术要求，成为废品，则夹具设计是失败的，该夹具不能用与生产。2）操作简单，便于工件安装，减轻工人的劳动强度，节省工件安装时间，降低辅助工时，保证高的生产效率。3）具有良好的工艺性，便于制造，降低夹具制造成本，从而降低分摊在工件上的加工成本。为保证上述基本要求，夹具的生产过程应按下面程序进行：夹具生产任务书夹具的结构设计使用、制造部门会签夹具制造夹具验收生产使用。夹具生产任务书

12、是由工艺人员在编制工艺规程时，根据生产需要而提出的。任务书中包含内容有设计理由、使用车间、使用设备，该夹具所使用工件工序的工序图并在工序图上要标明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基准、夹紧点。这是设计夹具的依据，也是验收制造夹具的依据。夹具结构设计是设计人根据夹具设计任务书的加工要求，提出几种可行方案、分析比较、进行误差计算，以确定出合理方案，进行设计。夹具结构设计完成后，要会同使用部门、制造部门就夹具的结构合理性、结构工艺性和经济性进行审核、会签、交付制造。制成的夹具要同设计人员。工艺人员、使用部门、制造部门共同进行验证。当确认夹具可保证工件该工序加工要求，能保证生产率、操作方便、

13、安全，就可交付生产车间使用。二:夹具的设计步骤当接到夹具设计任务书后，按下面6个步骤，逐步设计。1）明确设计任务，收集研究设计的原始资料。原始资料包括如下内容。 A：加工零件的零件图、毛坯图及加工工艺过程，所设计夹具应有的工序图，并了解该工序所使用的设备、刀具、量具、其他辅具以及该工序的加工余量、切削用量、加工要求、生产节拍等参数。 B：了解零件的生产类型，就是决定夹具采用简单结构或复杂结构的依据。若属大批量生产，则力求夹具结构完善、生产率高 或是单件小批量生产或急于应付生产，则夹具结构应简单，以便迅速制造交付使用。C：收集该夹具所用机床的资料，主要指与夹具连接部分的安装尺寸。如铣床夹具要安装

14、在工作台上，要收集工作如大小，工作如T形槽及槽距，以及机床的技术参数。D：收集所使用刀具的资料如刀具的精度、安装方式、使用要求及技术条件等。E：收集国内外同类型夹具资料，吸收其中先进而又能结合本厂情况的合理部分。F：了解本厂制造夹具的能力和使用的条件，如夹具制造的条件及精度水平，有无压缩空气压值等。G：收集有关夹具部件的标准（包括国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构图册等。2）确定夹具结构方案，绘制结构草图，其主要内容如下。A：根据工件加工尺寸、要求和开关，确定工件的定位方式，选择或设计定位元件，计算定位误差。B：确定刀具的引导方式及引导元件（指钻夹具、铣夹具）。C：确定工件夹紧方式 ，选择

15、或设计夹紧机构，计算夹紧力。D：确定其他装置（如分度装置、顶出装置）的结构型式。E：确定和设计其他结构，如铣床夹具与机床的连接装置、对刀装置。在确定夹具结构的各组成部分时，可提出几种不同方案，分别画出草图，进行分析比较，从中选择出合理方案。3）绘制夹具总图。应注意以下几点。A：绘制夹具总图，尽量按1：1绘制，以保证直观性。B：主视图尽量符合操作者的正面位置。C：工件轮廓用双点画线绘制，并视为假想透明体，不影响其他元件的绘制。 D：绘图顺序为：工件定位元件引导元件夹紧装置其他装置夹具体。4）标注总图上的尺寸、公差与配合和技术条件。夹具总图结构绘制完成后，需标注五类尺寸和四类技术条件。5）编写零件

16、明细表。明细表应包括零件序号、名称、代号（指标准件代号或通用件代号 ）、数量、材料、热处理、质量等。6）绘制总图中非标准件的零件图。三：夹具总图上尺寸、公差与配合和技术条件的标注在夹具设计中，对于初设计者，在夹具总图上如何标注尺寸及技术条件，往往是难点之一，以下对此作简要阐述。1）夹具总图上应标注的五类尺寸A：夹具外形轮廓尺寸指夹具在长、宽、高三个方向上的最大极限尺寸。若有可动部分，则指运动部件在空间达到的极限位置的尺寸。标注夹具外形尺寸的目的是避免夹具与机床或刀具在空间发生干涉。B：工件与定位元件间的联系尺寸主要指工件定位面与定位元件工作面的配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它们直接影响工件加

17、工精度，是计算工件定位误差的依据。C：夹具与刀具的联系尺寸主要指对刀元件或引导元件与夹具定位元件之间的位置尺寸、引导元件之间的位置尺寸或引导与导向部分的配合尺寸。D：夹具与机床的连接部分尺寸这类尺寸主要指夹具与机床主轴或工作如必须固定连接的平俱。如车床夹具要安装在车床主轴上，要标注与车床主轴的连接尺寸，铣床夹具要安装在工作台上，要标注与工作如T形槽相配的定位键尺寸。E：夹具内容的配合尺寸中心轴与夹具体孔的配合尺寸，钻套与衬套、衬套与夹具体的配合尺寸，此类尺寸必须标注尺寸、配合性质及配合精度，否则夹具精度无法保证。2） 夹具总图上应标注的四类技术条件夹具中的技术条件主要指夹具装配好后，各表面之间

18、的位置精度要求。A：定位元件之间的相互位置要求这是指组合定位时多个定位元件之间的相互位置要求或多件装夹时相同定位元件之间的相互位置要求。如两端顶尖顶轴两端中心孔，要求两顶尖轴线同轴度，两V形块对称线的同轴度。B：定位元件与连接元件或夹具体底面的相位置要求夹具的连接元件或夹具体底面是夹具与机床的连接部分，它决定了夹具与机床的相对位置，也就是决定了定位元件相对机床，或刀具的位置，即决定了工件相对机床或刀具的位置。C：引导元件与连接元件或夹具体底面的位置要求D：引导元件与定位元件之间的相互位置要求3）五类尺寸、四类技术条件的分类五类尺寸、四类技术条件根据是否与工序加工要求相关而分为两类，其精度值大小

19、和取法不同。A：与工件加工要求无直接关系的 尺寸公差与配合 这类尺寸公差与配合应按照元件在夹具中的功用和装配要求，根据公差与配合国家标准或参阅有关资料来制定。 技术条件 与工件加工要求无直接关系的夹具上技术条件。B： 与加工要求直接相关的 这类尺寸和技术条件与工件上相应尺寸和技术条件直接对应，直接根据工件相应尺寸公差和相互位置允差的（1/51/2）的值选取。一般工件允差小，取大系数，工件允差大，则取小系数。制定这类夹具尺寸公差时，要注意下列问题。 应经工件的平均尺寸作为夹具相应尺寸的基本尺寸，极限偏差按对称双向标注。 应以工序尺寸（不一定是工件最终尺寸）作为夹具基本尺寸的设计依据。4）夹具调刀

20、尺寸的标注当夹具设计完成，按要求标注尺寸后，对有些夹具如铣夹具，往往还要标注调刀尺寸（调刀尺寸一般是指夹具的调刀基准到对刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相对基准的尺寸，它与工件加工尺寸直接相关，也是夹具总图上关键尺寸要求。四：夹具体设计夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体。夹具体是夹具基础件、组成夹具的各种元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削力、夹紧、惯性力及由此而产生的振动和冲击。所以，夹具体是夹具中一个设计、制造劳动量大，耗费材料多，加工要求高的零部件。在夹具成本中所占比重较大，制造周期也长，设计时，应给以足够的重视。（1） 夹具体和毛坯结构实际生产中所用

21、夹具体常用的有三种结构。A：铸造结构铸造结构夹具体的优点如下： 可铸出复杂的结构形状。 铸件抗压强度大、抗振性好，特别适用于加工时振动大、切削负荷大的场合。 铸件易于加工，价格低廉，成本低。但铸件生产周期长，因存在铸内应力，易引起变形，影响夹具精度的保持性，因此，夹具体必须进行时效处理。B：焊接结构其优点如下： 容易制造，周期短。 采用钢板、型材，如结构合理，布置得当，可减小质量。由于上述两优点，特别适用于新产品试制或临时急用的场合，以缩短生产周期。此外，一些结构简单的小型夹具，如翻转式钻模、盖板式钻模、可缷式钻模，采用焊接式结构十分有利，因为这些夹具要频繁拆缷翻转，力求结构轻巧耐磨。但焊接结

22、构夹具体在焊接过程中的热变形和残余应力对夹具精度会有不得影响，因此，焊完后要进行退火处理；另外，为提高刚性需加加强筋。C：装配结构装配夹具体是选用夹具专用标准毛坯或标准零件，根据使用要求组装而成，可得到精确的外形和空间位置尺寸。标准毛坯和标准零件可组织专业化生产，这样不但可以大大缩短夹具体的生产周期，还可降低生产成本。要使装配夹具体在生产中得到广泛使用，必须实行夹具零部件的标准化、系列化。（2）对夹具体的基本要求A：一定的形状和尺寸夹具的外形，取决于安装在夹具上的各种元件、机构、装置的形状及它们之间的布置位置。设计时，只要将组成该夹具的所有元件、机构和装置的结构尺寸都设计好并布置好它们在图纸上

23、的位置，就可以由此勾画出夹具体的大致外形轮廓尺寸。因为是单件生产，一般不作复杂计算设计。通常参照类似的夹具结构，按经验类比法估计确定。确定夹具体尺寸时，可参考下面数据。 铸造结构的夹具体，壁厚取1540mm，过厚处挖空。 焊接结构用钢板取1015mm，刚度不够时加筋板。 夹具体上不加工表面与工件表面之间应有一定间隙，以保证工件与夹具体之间不发生干涉。间隙大小按以下规定选取：a:夹具体、工件都是毛面，间隙取815mm.b:夹具体是毛面，工件是光面，间隙取410mm.B：足够的强度和刚度目的是减小在加工过程中因受切削力、夹紧力等而发生变形或振动。当刚度不够时，可增设加强筋或用框形结构。若用加强筋，

24、其壁厚取0.70.9倍壁厚，高度不大于壁厚5倍。C：良好的结构工艺性以便于制造、装配、并减少加工工时。如夹具体上大平面上要局部加工，可铸出35mm凸台；各加工表面，最好在同一平面内或在同一回转表面上，以便于加工；尽量减少加工表面面积。另外，对于切削量大的工件所使用夹具，要注意应能方便排屑，以免影响安装精度；对于大而重的夹具体，要考虑起吊装置，如吊环螺钉或起重螺栓。 2零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是蝴蝶阀阀体，蝴蝶阀由阀壳和阀体构成。具有可旋转的圆盘形或双平板形的活门，用以截断水流的阀门，其转动轴线与水流方向垂直，当阀体平面处于与水流方向垂直状态时，阀门关闭。而阀体的作用是过水通道的

25、一部分，水流由其中通过，支撑活门重量，承受操作力和力矩，传递水压力。2.2零件的工艺分析蝴蝶阀阀体共有二组加工表面，其相互有一定关联要求，具体分析如下：1、 以55孔为中心的一组加工表面这一组加工表面有：后端面、前端面、55孔 、212孔等。2、 以尺寸100为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：顶面、16H8孔、30H7孔、3M3螺纹孔、28外圆等。这两组加工表面有一定的关联要求、即第二组尺寸和第一组尺寸相关联要求。由上面分析可知，加工时应先加工第一组面，再以第一组加工孔和端面为基准加工另外一组加工面3确定毛坯制造形式3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200灰口铸铁，铸件有多种分类方法

26、：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，3.2毛坯尺寸公差由表（2-5-1）得灰铸铁刀具切入金属层的厚度应大于表面层厚度，即大于1mm，小于4mm。由HT200，确定特性灰口铸铁精度等级为2级（指

27、尺寸精度和表面光洁度要求较高，或者大批、中批生产的铸件。3.3毛坯图图3.3.1毛坯图4工艺规程设计4.1基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。一、粗基准的选择原则1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加

28、工余量较小的表面作粗基准。4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。 二、精基准选择的原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面

29、与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。4.2确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 1. 后端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm精铣 单边余量Z=0.5mm2. 前端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4

30、，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm精铣 单边余量Z=0.5mm3. 212孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT7级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步钻削即可方可满足其精度要求。4. 55孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根

31、据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。粗镗 单边余量Z=1.0mm精镗 单边余量Z=0.5mm5. 顶面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，两步铣削（即粗铣、精铣）方可满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm精铣 单边余量Z=0.5mm6. 28外圆的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明

32、手册表1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。7. 16孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT7级，表面粗糙度Ra为1.6。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，三步钻削（钻、扩、铰）即可方可满足其精度要求。钻 单边余量Z=7.5mm扩 单边余量Z=0.4mm铰 单边余量Z=0.1mm8. 30孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT7级，表面粗糙度Ra为1.6。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，两步钻削（扩、铰）即可方可满足其精度要求。扩

33、 单边余量Z=6.9mm铰 单边余量Z=0.1mm9. 3M3的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4，因其加工螺纹孔的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT7级，表面粗糙度Ra为12.5。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，两步钻削（钻、攻）即可方可满足其精度要求。钻 单边余量Z=1.275mm攻 单边余量Z=0.225mm4.3 选择机床及工装1、 后端面，加工设备选择：X52K立式铣床；刀具选择：硬质合金端铣刀；量具选择：游标卡尺。2、 后端面，加工设备选择：X52K立式铣床；刀具选择：硬质合金端铣刀；量具选择：游标卡尺。3、 212孔；加工设备选择：Z3025摇臂钻床

34、；刀具选择：硬质合金麻花钻；量具选择：圆柱塞规。4、 55孔；加工设备选择：T68卧式镗床；刀具选择：硬质合金圆角镗刀；量具选择：游标卡尺。5、 顶面；加工设备选择：X52K立式铣床；刀具选择：硬质合金端铣刀；量具选择：游标卡尺。6、 28外圆；加工设备选择：C620-1卧式车床；刀具选择：硬质合金外圆车刀；量具选择：游标卡尺。7、 16孔、30孔；加工设备选择：Z525立式钻床；刀具选择：硬质合金麻花钻、扩孔钻、铰刀；量具选择：圆柱塞规。8、 212孔；加工设备选择：Z3025摇臂钻床；刀具选择：硬质合金麻花钻、丝锥；量具选择：圆柱塞规。4.4制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的

35、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，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工件集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案工序01：金属性浇铸工序02：时效处理以消除内应力工序03：粗铣、精铣后端面工序04：粗铣、精铣前端面工序05：钻212孔工序06：粗镗、精镗55孔工序07：粗铣、精铣顶面工序08：车28外圆工序09：钻、扩、铰16孔；扩、铰30孔工序10：钻、攻3M3螺纹孔工序11：去毛刺工序12：检验至图纸要求工序13：包装、入库4.5 确定切削用量以及时间定额工序01：金属性浇铸工

36、序02：时效处理以消除内应力工序03：粗铣、精铣后端面工步一：粗铣后端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工步二：精铣后端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra3.

37、2，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取600当600r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序04：粗铣、精铣前端面工步一：粗铣前端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当47

38、5r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工步二：精铣前端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取600当600r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序05：钻212孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z3025遥臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主

39、轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工序06：粗镗、精镗55孔工步一：粗镗52孔至54所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1） 确定切削深度 2） 确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为34mm时， =0.150.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.27mm/r3） 确定切削速度按表1.27的计算公式确定 式中 =300，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 70.2/min =414r/min 按T68机床上的转速，选择 4）

40、 基本时间选镗刀的主偏角=45，则=1.0mm，=64mm，=4mm，=0，=0.27mm/r,， 工步二：精镗54孔至55所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。 1）确定切削深度 2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为34mm时， =0.150.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.15mm/r 3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定 式中 =300，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 90m/min =521r/min 按T68机床上的转速，选择 4）基本时间选镗刀的主偏角=4

41、5，则=0.5mm，=64mm，=4mm，=0，=0.15mm/r,， 工序07：粗铣、精铣顶面工步一：粗铣顶面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工步二：精铣顶面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度

42、 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取600当600r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序08：车28外圆1、切削用量机床为C620-1型卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金外圆车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，

43、后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。1）确定切削深度由于单边余量为1.5mm，可在1次走刀内切完。2）确定进给量根据表1.4，在粗车梯形槽、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为0100mm时，=0.10.6mm/r按C620-1型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.26mm/r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。根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力=3530N。根据表1.21，当2mm,0.35mm/r，=200m/min(预计)时，进给力=760N。的修正系数为=0.1，=1.17（表1.29-2），故实际进给力为 =7601.

44、17N=889.2N 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=0.26mm/r可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm，0.25mm/r，切削速度=80m/min。切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,=1.0(均见表1.28），故=800.80.650.811.15m/min38.8m/min 441r/min 按C620-1机床的转速

45、(表4.2-8），选择=460r/min 则实际切削速度=38.8m/min5）校验机床功率由表1.24，3mm，0.27mm/r，46m/min时，=1.7KW。切削功率的修正系数=1.17，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故实际切削时的功率为=0.72KW根据表1.30，当=460r/min时，机床主轴允许功率=5.9KW。，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.5mm，=0.26mm/r，=460r/min，=44.1m/min2、确定车28外圆的基本时间， 式中 =12mm，=3.0mm，=0mm，=0mm，=0.26mm/r，=460r

46、/min,=1 则 工序09：钻、扩、铰16孔；扩、铰30孔工步一：钻孔至15确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为 工步二：扩15孔至15.8利用扩孔钻将15孔至15.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取，根据参考文献表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工步三：铰15.8孔至16确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z

47、525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工步四：扩16孔至29.8利用扩孔钻将15孔至15.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取，根据参考文献表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为 工步三：铰29.8孔至30确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，

48、取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工序10：钻、攻3M3螺纹孔工步一：钻3M3螺纹底孔2.55确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z3025遥臂钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=3 则机动工时为工步二：攻3-M3螺纹选择M3mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.225mm/r V=4m/min 425r/min 按机床选取n=400r/min切削工时： ，则机动工时为工序11：去毛刺工序12：检验至图纸要求工序13：包装、入库5铣床夹具设计为了

49、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。由指导老师的分配，决定设计工序07：粗铣、精铣顶面的夹具。5.1 问题的提出 本夹具主要用于粗铣、精铣顶面，表面粗糙度Ra3.2，精度要求不高，故设计夹具时主要考虑如何提高生产效率，降低劳动强度。5.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。由零件图和工艺过程得，