铣床（等臂）杠杆 加工工艺和粗精铣15mm端面夹具设计【含CAD+PDF图纸】
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铣床（等臂）杠杆
加工工艺和粗精铣15mm端面夹具设计【含CAD+PDF图纸】
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- 内容简介：
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哈尔滨理工大学机械加工工序卡片产品名称及型号零件名称零件图号工序名称工序号第 页杠杆粗精铣II共 页车间工段材料名称材料牌号力学性能HT200同时加工件数每料件数技术等级单件时间（min）准备终结时间（min）中批0.09设备名称设备编号夹具名称夹具编号工作液卧式铣床X5021组合夹具更改内容工步号工 步 内 容计算数据（mm）走刀次数切 削 用 量工时定额（min）刀具、量具及辅助工具直径或长度进给长度单边余量背吃刀量（mm）进给量（mm/r）或（mm/min）切削速度（r/min）或双行程数（mm/min）切削速度(m/min)基本时间辅助时间工 作 地服务时间工步号名称规格编号数量1粗铣182120300.11800001800.07II2精铣161010300.13000003000.02II编 制武伟抄写武伟校对武伟审核史红批准哈尔滨理工大学机械加工工艺过程卡片产品名称及型号CA6140车床零件名称杠杆零件图号1材料名称灰铸铁毛坯种类零件重量（kg）毛重第 页牌号HT200尺寸净重共 页性能每料件数中批每台件数每批件数工序号工序内容加工车间设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级时间定额（min）夹具刀具量具单件准备终结工序工序工序工序工序工序工序工序工序工序X工序XI序XII铸造时效处理涂底漆粗铣精铣40上下端面和宽度为30的平台面粗精铣15凸台面钻25（H9）孔扩钻25（H9）孔铰25(H9)孔钻10（H7）孔粗铰10（H7）孔精铰10（H7）孔钻28（H7）孔粗铰8（H7）孔精铰8（H7）孔检查、入库铣削铣削 钻床钻床钻床质检立式铣床X5201卧式铣床X5201立式钻床Z535立式钻床Z535立式钻床Z535立式铣床Z518立式铣床Z518立式铣床Z518立式铣床Z518立式铣床Z518立式铣床Z518专用夹具组合夹具专用夹具 专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具削平型铣刀D=2削平型铣刀D=2莫氏锥柄麻花钻D=23锥柄扩孔钻D=24.7锥柄机用铰刀D=25直柄麻花钻D=9.8直柄机用铰刀D=9.98精铰刀D=10直柄麻花钻D=7.8直 D=8柄机用铰刀游标卡尺和卡板游标卡尺游标卡尺卡规卡规卡规专用量具专用量具卡规专用量具专用量具 6990.09 0.280.450.710.809 0.5402 5.7s更改内容编制抄写校对审核批准一、零件分析（一）零件的作用题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。(二)零件的工艺分析杠杆的25+0.052mm孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：本夹具用于在卧式铣床上，加工杠杆的15上下端面。工件以25H9孔及其Ra3.2端面和水平面底为定位基准。在长销大平面、支承钉和可调V形挡块上实现完全定位。要加工的主要工序包括：粗精铣宽度为40mm的上下平台、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣15端面的上下表面。加工要求有：40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上平台）、Ra3.2（下平台）、10(H7)孔为Ra1.6um、25（H9）孔为Ra3.2um、15端面的上下表面粗糙度如图和8（H7）孔表面粗糙度都为Ra1.6um。28（H7）孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um(A)。10(H7)孔的平行度为0.1um（A）。杠杆有过渡圆角为R5，则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是15端面的上下表面。二、工艺规程的设计(一)、确定毛坯的制造形式。零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量为中批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。查参考文献（机械加工工艺简明手册）得： 各加工表面表面总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数/mm说明40mm的上下平台54G4加工上下底面宽度30mm的平台25H3加工上表面15mm端面的上下面15H3加工端面上下面10H7孔10H3加工内孔8H7孔8H3加工内孔25H9孔25G4加工内孔又由参考文献得出： 主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之间的中心距离168168 410（H7）孔尺寸 102.07 325（H9）孔尺寸253.02148（H7）孔尺寸82.05 315端面的上下表面尺寸 1518 40mm的上下平台宽度30mm的平台 54 255828 (二)、基面的选择（1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为40mm的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台进行加紧，利用一组V形块支承40mm的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工25（H7）的孔。（2）精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用25(H7)的孔作为精基准。（三）、工件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：粗精铣40mm的上下平台和宽度为30mm的平台面、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣30凸台的平台。材料为HT200，加工方法选择如下：1、 40mm圆柱的上平台和宽度为30mm的平台面：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。2、 40mm圆柱的下平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。3、 15mm的上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。4、 钻10(H7)内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为Ra1.6，平行度为0.1m（A），采用钻孔粗铰精铰的加工方法。5、 钻25（H9）内孔：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为Ra3.2，采用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法，并倒145内角。6、 钻8（H7）内孔：公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。(四)、确定工艺路线1、工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台工序：粗精铣15mm的上下表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。2、工艺路线方案二：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。工序：粗精铣宽度为30mm的凸台表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：钻28(H7)的小孔使尺寸。 工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。 工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：粗铰28（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。工序：精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。（五）：工艺方案的比较和分析：上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准，25（H7）孔作为精基准，所以就要加工25孔时期尺寸达到要求的尺寸，那样就保证了28小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔25，而不进一步加工就钻8（H7），那样就很难保证28的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。（六）：选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为中批生产，故加工设备宜以采用通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X5012立式铣床（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版社），刀具选D=2mm的削平型立铣刀（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）、专用夹具、专用量具和游标卡尺。粗精铣15mm的上下表面。采用X5021卧式铣床，刀具选D=2mm的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。采用Z535型钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄2号刀）D=23mm，专用钻夹具，专用检具。扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。采用立式Z535型钻床，刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻（莫氏锥度3号刀），专用钻夹具和专用检具。铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。采用立式Z535型钻床，刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀，并倒145的倒角钻用铰夹具和专用检量具。钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=9.8mm的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具D=10mm的精铰刀，使用专用夹具和量检具。钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。粗铰28(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀，使用专用的夹具和专用的量检具。（参考资料和文献均来自：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）（七）：加工工序设计根据本次设计的要求，工序设计只设计老师所给出工序的计算。下面是对8（H7）内孔的加工设计。各工步余量和工序尺寸及公差 （mm）加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸15的上下表面粗铣11615的上下表面 精铣0 151、 粗铣15端面使尺寸达到16。2、 精铣15端面使尺寸达到15。这两部工序全都采用X5021机床来进行加工的，故： （1）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5021机床主要技术参数，f=0.1mm,v=200m/min,L=30mmn=1000v/(2L)=3333r/min按机床实际转速取n=3000r/min，则实际切削速度为v180m/min. 从参考文献得知： Ff=9.8142.72Lf0.8KF(N)=22600N M=9.810.0212L2Lf0.8KF(N.m)=667N*m根据所得出数据，它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力，故满足机床刚度需求。基本工时t=2/(0.13000)=0.07min（2）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5021机床主要技术参数，取精铣f=0.1mm,v=300m/min,n=5000r/min基本工时t=1/(0.15000)=0.02min三、夹具的设计本次的夹具为工序II：粗精铣15mm的上下表面而设计的。本工序所加工的面是位于30凸台平面内，尺寸不大，工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因，采用卧式定位、立式铣刀侧铣的方法。1、 确定设计方案这道工序所加工的面在30凸台平面内。根据工件结构特点，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面Ra3.2和水平面底、V形挡块分别在长销小平面、可调支承钉和可调螺钉上实现完全定位。铣15端面时，为防止工件加工时旋转，采用了可调支承钉。2 、选择定位元件（1）选择长销大平面，作为以 25H9孔及其端面的定位元件。（2）选择可调支承钉和可调V形块，防止在加工孔时出现旋转，限制工件六个自由度。 3、计算夹紧力参考文献（机械加工工艺手册），因夹具的的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力F之间的关系为：F夹=KF，式中的K为安全系数。由参考文献得，当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3。由前面的计算可知F=22600N。所以，F夹=KF=67800N.4、定位误差计算 （1）加工8H7时孔距尺寸 84 0.2mm的定位误差计算，由于基准重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差为：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基准位移误差为定位孔 (25H9 )与定位销的最大间隙，故：定位销取直径为25H9，尽量减少位移误差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工表面距基准面为58+0.74mm,则定位误差为0.74mm.此方案能满足定位要求。四、设计心得两个星期的机械设计到今天已经划上句号，经过着两个星期的努力，不仅顺利完成了课程设计这个任务，而且从中一方面巩固了之前的理论学习，另一方面也发现了自 己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的知道，和自己的认真学习，自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。课程设计，是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合，使自己把学过的知识联系起来，运用在各个方面上去。同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同学征求了意见，是设计更加符合实际要求。 五、参考文献1、机械制造工艺学课程设计指导书及习题2、机床夹具设计手册3、机床夹具图册4、机械零件设计手册5、机械加工工艺人员手册目录1、 零件分析. .2、 工艺规程设计.3、 夹具设计.四、设计心得.五、参考文献.机械制造技术基础课程设计 设计题目：铣杠杆的端面夹具设计指导老师：史 红设 计 者：贾 利 班 级：机械05-4班25号 哈尔滨理工大学二八年九月二十五日一、零件分析（一）零件的作用题目给出的零件是杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。(二)零件的工艺分析杠杆的25+0.052mm孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。现分述如下：本夹具用于在卧式铣床上，加工杠杆的15上下端面。工件以25H9孔及其Ra3.2端面和水平面底为定位基准。在长销大平面、支承钉和可调V形挡块上实现完全定位。要加工的主要工序包括：粗精铣宽度为40mm的上下平台、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣15端面的上下表面。加工要求有：40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um（上平台）、Ra3.2（下平台）、10(H7)孔为Ra1.6um、25（H9）孔为Ra3.2um、15端面的上下表面粗糙度如图和8（H7）孔表面粗糙度都为Ra1.6um。28（H7）孔有平行度分别为0.1um（A）、0.15um(A)。10(H7)孔的平行度为0.1um（A）。杠杆有过渡圆角为R5，则其他的过渡圆角则为R3。其中主要的加工表面是15端面的上下表面。二、工艺规程的设计(一)、确定毛坯的制造形式。零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量为中批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。查参考文献（机械加工工艺简明手册）得： 各加工表面表面总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数/mm说明40mm的上下平台54G4加工上下底面宽度30mm的平台25H3加工上表面15mm端面的上下面15H3加工端面上下面10H7孔10H3加工内孔8H7孔8H3加工内孔25H9孔25G4加工内孔又由参考文献得出： 主要毛坯尺寸及公差主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT28（H7）之间的中心距离168168 410（H7）孔尺寸 102.07 325（H9）孔尺寸253.02148（H7）孔尺寸82.05 315端面的上下表面尺寸 1518 40mm的上下平台宽度30mm的平台 54 255828 (二)、基面的选择（1）粗基准的选择。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的加工表面就是宽度为40mm的肩面表面作为加工的粗基准，可用压板对肩台进行加紧，利用一组V形块支承40mm的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工25（H7）的孔。（2）精基准的选择。主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用25(H7)的孔作为精基准。（三）、工件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：粗精铣40mm的上下平台和宽度为30mm的平台面、钻10(H7)孔、钻28+0.015的小孔 、粗精铣30凸台的平台。材料为HT200，加工方法选择如下：1、 40mm圆柱的上平台和宽度为30mm的平台面：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。2、 40mm圆柱的下平台：公差等级为IT8IT10,表面粗糙度为Ra3.2，采用采用粗铣精铣的加工方法，并倒R3圆角。3、 15mm的上下表面：公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣精铣的加工方法。4、 钻10(H7)内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为Ra1.6，平行度为0.1m（A），采用钻孔粗铰精铰的加工方法。5、 钻25（H9）内孔：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为Ra3.2，采用钻孔扩孔钻钻孔精铰的加工方法，并倒145内角。6、 钻8（H7）内孔：公差等级为IT6IT8,表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔粗铰精铰的加工方法。(四)、确定工艺路线1、工艺路线方案一：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台工序：粗精铣15mm的上下表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：钻、粗、精铰28（H7）小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。2、工艺路线方案二：铸造时效涂底漆工序：粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。工序：粗精铣宽度为30mm的凸台表面工序：钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。工序：钻28(H7)的小孔使尺寸。 工序：扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。 工序：铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。工序 ：钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。工序：粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。工序：精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。工序：粗铰28（H7）小孔使尺寸达到7.96mm。工序：精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。工序：检验入库。（五）：工艺方案的比较和分析：上述两种工艺方案的特点是：方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准，25（H7）孔作为精基准，所以就要加工25孔时期尺寸达到要求的尺寸，那样就保证了28小孔的圆跳动误差精度等。而方案二则先粗加工孔25，而不进一步加工就钻8（H7），那样就很难保证28的圆度跳动误差精度。所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。（六）：选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为中批生产，故加工设备宜以采用通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X5012立式铣床（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版社），刀具选D=2mm的削平型立铣刀（参考文献：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）、专用夹具、专用量具和游标卡尺。粗精铣15mm的上下表面。采用X5021卧式铣床，刀具选D=2mm的削平型铣刀，专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻孔25（H9）使尺寸达到23mm。采用Z535型钻床，刀具选莫氏锥柄麻花钻（莫氏锥柄2号刀）D=23mm，专用钻夹具，专用检具。扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。采用立式Z535型钻床，刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻（莫氏锥度3号刀），专用钻夹具和专用检具。铰孔25（H9）使尺寸达到25(H9)。采用立式Z535型钻床，刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀，并倒145的倒角钻用铰夹具和专用检量具。钻10（H7）的内孔使尺寸达到9.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=9.8mm的直柄麻花钻，专用的钻夹具和量检具。粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀，专用夹具和专用量检具。精铰10（H7）内孔使尺寸达到10（H7）mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具D=10mm的精铰刀，使用专用夹具和量检具。钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采用立式Z518型钻床，刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻，专用钻夹具和专用检量具。粗铰28(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀，使用专用夹具和专用量检具。精铰28(H7)小孔使尺寸达到8（H7）。采用立式Z518型钻床，选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀，使用专用的夹具和专用的量检具。（参考资料和文献均来自：机械工艺设计手册，主编：李益民，机械工业出版社出版）（七）：加工工序设计根据本次设计的要求，工序设计只设计老师所给出工序的计算。下面是对8（H7）内孔的加工设计。各工步余量和工序尺寸及公差 （mm）加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸15的上下表面粗铣11615的上下表面 精铣0 151、 粗铣15端面使尺寸达到16。2、 精铣15端面使尺寸达到15。这两部工序全都采用X5021机床来进行加工的，故： （1）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5021机床主要技术参数，f=0.1mm,v=200m/min,L=30mmn=1000v/(2L)=3333r/min按机床实际转速取n=3000r/min，则实际切削速度为v180m/min. 从参考文献得知： Ff=9.8142.72Lf0.8KF(N)=22600N M=9.810.0212L2Lf0.8KF(N.m)=667N*m根据所得出数据，它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力，故满足机床刚度需求。基本工时t=2/(0.13000)=0.07min（2）参考文献：机械设计工艺简明手册，并参考X5021机床主要技术参数，取精铣f=0.1mm,v=300m/min,n=5000r/min基本工时t=1/(0.15000)=0.02min三、夹具的设计本次的夹具为工序II：粗精铣15mm的上下表面而设计的。本工序所加工的面是位于30凸台平面内，尺寸不大，工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因，采用卧式定位、立式铣刀侧铣的方法。1、 确定设计方案这道工序所加工的面在30凸台平面内。根据工件结构特点，其定位方案有： 工件以250.052mm 孔及端面Ra3.2和水平面底、V形挡块分别在长销小平面、可调支承钉和可调螺钉上实现完全定位。铣15端面时，为防止工件加工时旋转，采用了可调支承钉。2 、选择定位元件（1）选择长销大平面，作为以 25H9孔及其端面的定位元件。（2）选择可调支承钉和可调V形块，防止在加工孔时出现旋转，限制工件六个自由度。 3、计算夹紧力参考文献（机械加工工艺手册），因夹具的的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力F之间的关系为：F夹=KF，式中的K为安全系数。由参考文献得，当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3。由前面的计算可知F=22600N。所以，F夹=KF=67800N.4、定位误差计算 （1）加工8H7时孔距尺寸 84 0.2mm的定位误差计算，由于基准重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差为：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基准位移误差为定位孔 (25H9 )与定位销的最大间隙，故：定位销取直径为25H9，尽量减少位移误差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸 84 0.2mm的定位要求。（2）加工表面距基准面为58+0.74mm,则定位误差为0.74mm.此方案能满足定位要求。四、设计心得两个星期的机械设计到今天已经划上句号，经过着两个星期的努力，不仅顺利完成了课程设计这个任务，而且从中一方面巩固了之前的理论学习，另一方面也发现了自 己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的知道，和自己的认真学习，自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。课程设计，是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合，使自己把学过的知识联系起来，运用在各个方面上去。同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同学征求了意见，是设计更加符合实际要求。 五、参考文献1、机械制造工艺学课程设计指导书及习题2、机床夹具设计手册3、机床夹具图册4、机械零件设计手册5、机械加工工艺人员手册目录1、 零件分析. .2、 工艺规程设计.3、 夹具设计.四、设计心得.五、参考文献.机械制造技术基础课程设计 设计题目：铣杠杆的端面夹具设计指导老师：史 红设 计 者：贾 利 班 级：机械05-4班25号 哈尔滨理工大学二八年九月二十五日外文翻译译文题目 一种自动化夹具设计方法 原稿题目A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design 原稿出处 Int J Adv Manuf Technol (2001)18:784789一种自动化夹具设计方法塞西尔美国，拉斯克鲁塞斯，新墨西哥州立大学，工业工程系，虚拟企业工程实验室（VEEL）在这片论文里，描述了一种新的计算机辅助夹具设计方法。对于一个给定的工件，这种夹具设计方法包含了识别加紧表面和夹紧位置点。通过使用一种定位设计方法去夹紧和支撑工件，并且当机器正在运行的时候，可以根据刀具来正确定位工件。该论文还给出了自动化夹具设计的详细步骤。几何推理技术被用来确定可行的夹紧面和位置。要识别所完成工件和定位点就还需要一些输入量包括CAD模型的技术要求、特征。关键词：夹紧；夹具设计1. 动机和目标夹具设计是连接设计与制造间的一项重要任务。自动化夹具设计和计算机辅助夹具设计开发（夹具CAD）是下一代制造系统成功实现目标的关键。在这片论文里，讨论了一种夹具设计的方法，这种方法有利于在目前环境下夹具设计的自动化。夹具设计方法的研究已成为国内多家科研工作的重点。作者：周在1中对工件的稳定和总需求约束了双重标准，突出重点的工作。在夹具设计中广泛的运用了人工智能（AI）以及专家系统。部分CAD模型几何信息也被用于夹具设计。Bidanda 4描述了一个基于规则的专家系统，以确定回转体零件的定位和夹紧。夹紧机制同时用于执行定位和夹紧功能。其他研究者（如DeVor等，5,6）分析了切削力钻井机械和建筑模型及其他金属切削加工。康有为等在2中定义了装配约束建模的模块化与夹具元件之间的空间关系。一些研究人员采用模块化夹具设计原则，用以生成2,7-11，另一些夹具设计工作者已经报告了1,3,9,12-23。可以在21,24中找到夹具设计相关的大量的审查工作。在第二节中，对夹具设计任务中各种步骤进行了概述。在第3节和第四节中描述了工件的加工过程，要夹紧工件表面，否则将面临工件的全面自动测定。第5节讨论了对工件的夹紧点的测定。2. 夹具设计的整体方法在本节中，描述了整体夹紧的设计方法。通常对较理想的位置的那一部分进行夹紧，并减低切削力的影响。夹紧的位置和夹具设计中定位的位置是高度相关的。通常，夹紧和定位可以通过同样的方法来完成。但是，不明白这两个是夹具设计中不同的方面，可能导致夹具设计的失败。多数人的在规划过程中首先解决定位问题，这样可以使开发的定位与设计的定位相契合。不过，整体定位及设计方法不在本文讨论范文内。除了零件的设计（为此夹具设计有待开发），公差规格，过程序列，定位点和设计等因素外，还应投入CAD模型到夹具设计方法中。这样的夹具可以夹紧并支撑定位器。指导使用的主要内容应尽量不抵制切割或加工过程和中所涉及的操作。相反，应定位夹具，使切削力在正确的方向，这将有助于保持在一个特定的部分加工操作安全。通过引导对定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位点，因此不能移动的定位器。在这里讨论的夹具的设计方法必须在整体夹具设计方法的范围内。在此之前进行定位器/支撑和夹具设计的初步阶段，涉及到的分析和识别的功能、相关的公差和其他规范是必要的。根据初步的评估和测定，定位/支撑设计与夹具设计结果的在此基础上可以同时进行。本文对所描述夹具设计的方法讨论基于定位器/支撑设计与先前已经确定的假设（包括适当的定位和支持测定一个工件的定位，以及识别和夹具，如V元素的支持面块，基础板，定位销等）。 （1） 夹具设计的输入输入包括对特定产品的设计翼边模型，公差信息，提取的特征，过程顺序和部分在给定的每一个设计的相关特性的加工方向，面向的位置和定位装置，以及加工过程中的各种工序，须出示每个相应的功能。（2）夹具设计的方法图一是自动化夹具设计主要步骤总结图。对这些步骤概述如下：第1步：设置配置清单以及相关的进程_功能条目。第2步：确定方向和夹紧力。输入必要的加工方向向量mdv1，mdv2mdvn，面对nvs的支持力，并确定法向量。如果加工方向向下（对应的方向向量0，0，-1），和面的支持向量平行于加工方向，那么，夹紧力方向平行向下加工方向0，0，-1。如果必需要侧面夹紧并没有可夹紧的地方，那么在其中放置一个夹具夹紧下调，然后边钳方向计算如下。让sv和tv辅助常规的向量代替次要的和三级定位孔。然后，使用夹紧机构夹紧一个方向，例如，av应平行于这两个法向量，即，正常向量应分别与每块表面的sv和tv向量平行。侧面夹紧面应该是一对分别平行于面sv和tv的平面孔。第三步：从列表中选出最大有效加工力。这样能够有效的平衡各加工力。第四步：利用计算出的最高有效加工力，才能确定用来支撑工件加工的面积的夹具尺寸（例如，一个带夹子可以作为一个夹紧机构使用）。第五步：确定给定工件的夹紧面。这一步在第4步中所述过。第六步：该夹具的夹紧面的实际位置自动在第5节中确定。考虑接下来的步骤并返回第一步。3. 判断夹具尺寸在这项工作中所用到的夹具都来自一个系列。夹具的原理与图二相同。在这一节里，描述了一个自动化夹具。锁模力所需的有关螺杆的螺纹装置大小或保存到位钳。夹紧力平衡加工工件使工件保持恰当的位置。让锁模力为W和螺杆直径为D。各种螺丝夹紧力大小，可以按以下方式确定：最初，极限拉伸强度（抗拉强度）和该夹具的材料（供应情况而定）可以从数据检索库检索。各种材料有不同的拉伸强度。该夹具材料的选择，也可直接采用启发式规则进行。例如，如果部分材料是低碳钢，那么钳材料可低碳钢或机器钢。为了确定设计应力，抗拉强度值应除以安全系数（如4或5）。根区的螺丝格A1（如一个螺丝钳）可以被确定：锁模力/设计应力。随后，螺栓截面全面积可以计算为等于格A1 /（65），（因为螺丝的地方可能会发生根切面积约为65螺栓的总面积） 。螺钉的直径D可以被确定等同于（D2的3.14 / 4）。另一项涉及可用于方程有关的宽度B，高度H和跨度的钳L的螺丝直径为D（B，H和L可以为不同的值计算D）：d2 =4/3 BH2/L.4. 判断夹紧表面确定夹具经常出现的相关参数包括了产品的CAD模型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的选择。考虑所有潜在的加紧面，如图3。最关键的是夹紧表面不应重叠或与该面相交，如图4所示。夹紧面积是与工件表面（或PCF）接触的是一个二维轮廓线段组成的（见图6）。利用线段相交测试，可以测定在给定的光子晶体光纤的任何范围内是否可能有接触面夹紧面重叠。夹紧面的确定可以如下所示：第1步：鉴别平行于二级和三级定位面（lf1和lf2）是分别到lf1和tcj最远的距离的面。如下所示：（一）鉴别面tci,tcj,使面tci和 tcj平行lf1和tcj平行lf2。（二）在TCF中列出面对tci的面。（三）通过检查所有TCF中面对tci的面，确定的面对tci和tcj的面是到lf1和lf2分别最远的面，并舍弃所有其他TCF中的面。 第2步：鉴别平行面的位置，除了不相邻的附加面。最好是选择一个不与其他定位面垂直相邻的面。这一步如下所示：(a) 考虑TCF列表中的tci面，获得与每个tci面垂直或相邻的面然后，在FCF列表中插入每个fci面。(b) 检查每个FCI面，并执行以下测试：如果FCI是相邻、垂直于lf1或lf2，然后从列表中舍弃它并插入NTCF列表中。第3步:确定加紧面都在有效的加紧面上，如下所述夹紧面：例1:如果没有条目在列表NTCF中，就使用TCF中的面并继续执行步骤4。如果任何面发现，垂直于第二，第三位置的面孔lf1和lf2，这将要面临的是下次选择可行的夹具。在这种情况下，唯一剩下的选择是重新审视在列表NTCF的面。例2：如果列表中NTCF条目数为1时，可行夹紧面为FCI。与TCI的法向量垂直相邻的相应轴是夹紧轴。例3：如果在列表NTCF项数大于1，确定最大的TCI加紧面再进行步骤4。例4：:夹紧力的方向可以是1，0，0或0，1，0，可以夹紧TCI面的中心位置。在其他几何位置可确定使用零件几何形状和拓扑信息，这在下一节中描述。5. 判断夹紧表面上的夹紧点确定夹紧面后，必须确定实际夹紧位置。输入夹具侧面积，沿着x，Y，Z和潜在的夹紧面CF方向。容下使用CF几何获得夹具侧面积：第一步是确定一个箱体的大小，这是用来测试它是否包含在它里面的任何部分。相交测试也可以在前面介绍的方法使用。如果相交测试返回一个负的结果，那么有部分箱体与夹具相交，如图4所示。如果相交测试返回一个正的结果，可以执行下列步骤：1 划分成更小的矩形大小条（1 W）夹
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