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1、设计说明书题目 法兰盘机械加工工艺编制及夹具设计专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 摘要工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，本次毕业设计的课题是法兰盘加工工艺规程及某一工序专用夹具设计，主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好
2、的基准，制订工艺路线。第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。最后，设计工序钻法兰盘孔的夹具。先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。通过以上的概述，整个设计基本完成。关键词：工艺学、专用夹具、法兰盘、误差分析全套图纸，加153893706目 录摘要I第1章绪论11.1 机械制造及机床夹具概述11.2 夹具的设计要点21.3 夹具的特点21.4 钻床夹具概述21.5 机床夹具的发展趋势5第2章 法兰盘机械加工工艺规程设计72.1 零件的工艺分析及生产类
3、型的确定72.1.1 零件的作用72.1.2 零件的工艺分析72.1.3 零件生产类型的确定82.2零件工艺规程设计82.2.1 零件制造形式的确定82.2.2 基准的选择82.3制定加工工艺路线92.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定102.5确定切削用量及基本工时11第3章 专用夹具的设计183.1 问题的提出183.2夹具设计183.2.1 夹具体材料的确定183.2.2 确定定位方案，选择定位元件183.2.3 定位基准选择203.2.4 切削力及夹紧力计算203.2.5 确定夹紧机构203.2.5 定位误差分析203.2.6 夹具操作的简要说明21第4章 结论22参考文献23第
4、1章 绪论1.1 机械制造及机床夹具概述1、机械制造工业机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。机械制造工业是制造农业机械、动力机械、运输机械、矿山机械等机械产品的工业生产部门，也是为国民经济各部门提供冶金机械、化工设备和工作母机等设备的部门。机械制造业是国民经济的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。机械制造业的生产能力和发展标志着一个国家和地区国民经济现代化的程度，而机械制造也生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度，产品性能和质量的好坏则取决于制造过程中工艺水
5、平的高低。2、机械制造工艺机械制造工艺技术是在人类生产实践中产生并不断发展的。在20世纪50年代“刚性”生产模式下，通过大量使用的专用设备和工装夹具，提高生产效率和加工的自动化程度，进行单一或少品种的大批量生产，以“规模经济”实现降低成本和提高质量的目的。在20世纪70年代主要通过改善生产过程管理来进一步提高产品质量和降低成本。在20世纪80年代，较多采用数控机床、机器人、柔性制造单元和系统等高技术的集成来满足产品个性化和多样化的要求，以满足社会各消费群体的不同要求。到了90年代，机械制造工艺技术向着高精度、高效率、高自动化发展。3、机床夹具在机械加工中，为了迅速、准确地确定工件在机床上位置，
6、进而正确地确定工件与机床、刀具的相对位置关系，并在加工中始终保持这个正确位置的工艺装备。机床夹具的种类很多，按机床夹具的通用特性分类有：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、自动线夹具；按夹具使用的机床分类有：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具和其他机床夹具等；按夹紧动力源分为：气动夹具、液压夹具、气液夹具等。夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐
7、步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.2 夹具的设计要点确定各表面加工方案，在选择各表面孔的加工方法时，需综合考虑以下因素：1、要考虑各表面
8、的精度和质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。2、根据生产类型来选择，在大批量生产中可使用专用的高效率的设备；在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。3、要考虑被加工材料的性质。4、要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。5、此外，还要考虑一些其他因素，如加工表面的物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。1.3 夹具的特点1、保证工件的加工精度2、提高生产效率3、工艺性好4、使用性好5、经济型好1.4 钻床夹具概述一、钻床夹具的特点1、钻床夹具的特点 在一般钻床上对工件进行孔加工，多具有下述特点： (1)
9、、刀具本身的刚性较差(2)、多刀刃的不对称，易造成孔的形位误差(3)、普通麻花钻头起钻时，孔位精度极差综合以上孔加工特点，钻床夹具的主要任务是要解决好工件相对刀具的正确加工位置的严格控制问题。在大批量生产中，为有效地解决钻头钻孔孔位精度不稳定问题，多直接设置带有刀具引导孔的模板，对钻头进行正确引导和对孔位进行强制性限制。尤其是对箱体、盖板类工件的钻孔，往往要同时由多支钻头一次性地钻出众多的孔，为保证加工孔系的位置精度，一定要通过一块精确的模板，把多个孔位由引导孔限制好。这种用来正确引导钻头控制孔位精度的模板，称为钻模板。2、钻模设计和使用中应注意的问题除上述结构特点外，设计和使用钴床夹具，尚需
10、注意以下几个问题：(1)、应正确地确定夹具夹紧力的方向和大小孔加工工序一般轴向力均较大，尤其是钻孔，普通钻头的横刃，极不利于钻削的进行，将产生相当大的轴向抗力，若夹紧工件的夹紧力方向选择不当，将会严重地影响钻削工件夹紧的可靠性，特别是当采用大直径、多钻头高速机动进给时。夹具设计，多把夹紧力与切削轴向力取在相同方向上，并直接指向夹具的主要定位基准面，以借助钻头的轴向切削力增大安装面上的摩擦力，保持工件加工过程中的稳固性。(2)、注意夹具与工作台间的牢固连接问题 当钻头即将钻通工件，钻心横刃不再受工件材料阻碍时，钻头原来所受的巨大轴向抗力由于钻心的穿透会瞬间消失，而此时尚未切出工件的左右钻刃外缘的
11、正前角，由于主轴旋转的作用，使得钻头上所受的轴向力会突然反向，使进给机构的传动间隙反向，造成钻刃进给量的突然增大，从而造成较大的拔钻力(工件孔底材料咬住钻刃，施加给钻头的强大拉力)。这个拔钻力严重时，会把钻头从钻套中强行拉出，若钻头装夹牢固，则旋转着的钻头可能会把夹具中的工件连同模板同时拔出，造成事故。二、钻床夹具的结构类型钻床夹具应用广泛，种类较多,常用钻床夹具的结构类型矿大致可分为固定式、回转式、移动式、翻转式、盖板式和滑柱式等几种主要类型。1、固定式钻模固定式钻模是指工件装上夹具后，直至所有孔加工工序内容完成的全过程中，工件及夹具始终保持不动的钻床夹具。夹具相对机床的位置固定不动，工件在
12、夹具中的位置固定不动，钻套相对刀具的精确位置可以通过严格的调装，所以固定式钻模的钻孔位置精度较高。但钻孔的方向和位置不能变动，机动性差。一般情况下，固定式钻模往往由于钻模板的设置使夹具的敞开性变差，装卸工件较麻烦，所以，工件的装夹效率较低。固定式钻模一般多用于机动性较好的摇臂钻床上，以便对多个孔依次换位钻削，或者用于组合多轴钻上，同时对多孔进行钻削，单孔加工可用于普通立钻上。2、回转式钴模在中、小批量生产中，对于分布于同一圆周上的多个等直径孔的加工，往往采用回转式钻模来装夹工件。回转式钻模可以带动工件进行回转，以完成同一圆周上分布的多个孔的依次加工，孔的位置精度由钻套和夹具上的回转分度对定机构
13、来保证。根据钻模板在夹具上不同的设置，可以把回转式钻模分为模板固定式和模板回转式两种。3、移动式钻模移动式钻模是指工件安装到夹具上后，可通过夹具整体的自由移动或夹具局部结构的直线移动来依次完成多个孔的加工的钻模。整体自由移动式钻模一般适用于在台钻、立钻上钻削小尺寸孔的小型多孔工件，由于钻削小孔，钻削扭矩较小，钻模在自身重力及摩擦力作用下，完全可以与钻削扭力矩相平衡，加上手动进给，般不大会发生拔钻危险，所以，夹具与工作台不需固连在一起，这样，可以利用夹具本身的移动来进行孔位的转换而加工多孔。4、翻转式钻模翻转式钻模属于一种活动式钻模，工件一次性安装到夹具中后，可以借助夹具使用过程中的手动翻转，更
14、换夹具相对刀具的加工方向和安装基面，从而可依次完成工件不同加工面上不同方位的孔加工。只是工件的这种翻转换面是通过手动翻转夹具实现的，所以要求工件及夹具的总质量不能太重。5、盖板式钻模 钻床夹具最原始的形式就是一块钻模板，这就是盖板式钻模的原形，把模板盖在大型工件上并压紧，就可以把模板上的孔系复制在工件上。为保证模板的孔系相对工件的毛坯间较严格的位置关系，因此在模板上增加相对工件的定位元件及夹紧装置。由于盖板式钻模很适合于小批量生产中大型机体、箱体工件的小孔孔系加工，所以其结构形式被保留下来。6、滑柱式钻模滑柱式钻模是一种应用广泛的中小型通用夹具，它具有能够在两个滑柱的引导下进行上下移动的钻模板
15、，在手动或者气、液动力作用下，能够快速压紧工作，具有工件装夹方便、夹紧动作迅速、操作简便，易于实现自动化控制等优点。尤其适合于一些小型工件的孔加工。所以，在专业化生产和小批量生产中，滑柱式钻模都得到广泛的应用。1.5 机床夹具的发展趋势加工夹具是不可缺少的一部分，由机床制造技术的推动下，以高速，高精度，复合，智能，环保方向发展，夹具移动高精技术，高效率，模块组合，整体经济的方向。1、高精为了减少定位误差，随着加工精度的提高，并提高制造精度要求的夹具的精度。 5m的精密定位夹具高音调的准确性，夹具的垂直支撑面达到0.01mm/300mm ，高平行度0.01mm/500mm 。德国demmeler
16、 （ DF戴乐）制造的长4米，宽2米的孔系列组合焊接夹具平台，轮廓误差为 0.03毫米;平行和垂直老虎钳在5m以下;定位夹具重复安装精度高达 5m的;重复瑞士EROWA柔性夹具定位精度可达2 5m的。精密夹具及固定装置已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。事实上，为了满足不同行业和经济发展的需要，与文件夹不同型号和不同档次的精度标准供选择。2、效率为了提高机器的生产效率，双面， 4枚夹紧夹具和越来越多的产品。为了减少作业的安装时间，各种自动定心夹紧台钳，杠杆夹紧，凸轮夹紧，气动和液压夹紧，以便快速夹紧功能前移。新的电控永磁夹具，加紧和只有1到2秒松开工件，夹具结构简化为多
17、台机器，多方位，多部分的过程创造了条件。为了缩短机器上安装和调整夹具的时间，瑞典3R夹具在短短一分钟内完成安装和校准电火花加工夹具。一分钟之内，美国杰根斯（詹金斯）的球锁装夹系统将能够找到并锁定在机床工作台上的夹具，球锁装夹系统用于柔性生产线更换夹具，起到停机时间，提高生产效率。3、模块、组合组合夹具元件是一个组合的基础。采用模块化设计系列化，标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省人工，时间，材料，能源，体现在创新的夹具系统中先进的。计算机辅助设计和装配夹具的模块化设计奠定基础， CAD技术的应用，建库，典型夹具库，标准和用户档案，进行优化夹具设计，三维实体组装夹具的
18、用户。切削过程仿真的工具，既为用户提供正确，合理的夹具和零部件配套方案，而且还积累经验，了解市场需求，不断改进和完善夹具系统。与华中科技大学合作组合夹具分会，正在努力打造一个专业的网站夹具，夹具行业提供信息交流，装置公共平台产品的咨询和开发，力争实现通用夹具的设计和服务，远程信息技术和业务的电子商务技术。4、公共经济夹具的通用性直接影响经济。模块化，组合夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重构性，可重构性和可扩展性的特点，以及应用范围广，通用性好，夹具利用率，更快的投资回报率，以反映经济性好。焊接夹具，只品种，规格很少套件，可组装成各种焊接夹具的德国demmeler （戴美乐）的孔系列
19、组合。强大的功能元素，使得夹具通用性好，简洁的组件，配套成本低，经济实用的应用程序具有推广价值。第2章 法兰盘机械加工工艺规程设计2.1 零件的工艺分析及生产类型的确定2.1.1 零件的作用题目给定的零件是法兰盘， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件之一。各部分尺寸零件图中详细标注，如图2-1 法兰盘零件图：如图2-1 法兰盘零件图2.1.2 零件的工艺分析1、零件材料：HT150，最低抗拉强度150MPa，灰铸铁的抗拉强度和弹性模量均比钢低得多，通常b约为120250MPa，抗压强度与钢接近，一般可达600-800MPa，塑性和韧度近于零，属于脆性材料，不能锻造和冲压；焊接时产生裂纹的倾向大
20、，焊接区常出现白口组织，焊后难以切削加工，焊接性差；灰铸铁的铸造性能优良，铸件产生缺陷的倾向小；由于石墨的存在切削加工性能好，切削加工时呈崩碎切屑，通常不需加切削液；灰铸铁的减振能力为钢的5-10倍，是制造机床床身、机座的主要材料；灰铸铁的耐磨性好，适于制造润滑状态下工作的导轨、衬套和活塞环等。2、组成表面分析：87mm和62mm外圆柱面及其所在端面；31mm、40mm及50mm内圆柱面；2X0.5mm的槽；4X7的通孔；4X11的孔；各外轮廓表面；倒角；圆角等。 3、主要表面分析：零件62mm外圆柱面为主要定位工作面，表面粗糙度要求Ra1.6m。 4、主要技术要求：两B面的平行度、两B面与6
21、2mmd11中心线的垂直度公差为0.02mm。未注铸造圆角R2；未注倒角C1；未注尺寸公差按不加工处理。2.1.3 零件生产类型的确定零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型由着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N可按下式计算：根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。根据本文的设计任务书及机械
22、制造技术基础课程设计指导教程可知该零件年产量为500套为小批量生产的轻型零件。2.2 零件工艺规程设计2.2.1 零件制造形式的确定灰铸铁的抗拉强度和弹性模量均比钢低得多，通常b约为120250MPa，抗压强度与钢接近，一般可达600-800MPa，塑性和韧度近于零，属于脆性材料；灰铸铁的铸造性能优良，铸件产生缺陷的倾向小；由于石墨的存在切削加工性能好，切削加工时呈崩碎切屑；灰铸铁的耐磨性好，适于制造润滑状态下工作的导轨、衬套和活塞环等。零件材料为HT150。2.2.2 基准的选择基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基面的选择的正确与合理可以使加工的质量得到保证、生产效率得到提高；否则不但使
23、加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。定位基准分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时，先进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。1.粗基准的选择原则为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。2.精基准的选择原则“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的定位误差。“基准统一”原则 尽可能在多数工序中
24、采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。“自为基准“原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。“互为基准“原则 当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据座架零件图，本零件是带有孔比较简单的零件。粗基准的选择：87外圆及所在端面的主要设计基准，也比较适合作零件上众多表面加工的定位基准。精基准的选择：对于精基准而言，主要应考虑基准的重合问题。本次设计采用62d11及所在端面作
25、为精基准。2.3 制定加工工艺路线制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、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批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使用生产成本下降：工艺路线方案：工序1：铸造工序2：热处理工序3：粗车62所在的上端面，保证尺寸12工序4：粗车62d11的外圆柱面工序5：半精车62d11的外圆柱面工序6：精车62d11的外圆柱面工序7：粗车87所在的上端面工序8：半精车87所在的上端面工序9：精车87所在的上端面，保证尺寸12工序10：切2X0.5的槽工序11：粗车31
26、的圆柱孔工序12：半精车31的圆柱孔工序13：精车31的圆柱孔，保证Ra3.2工序14：粗车50X12的圆柱孔工序15：半精车50X12的圆柱孔工序16：精车50X12的圆柱孔，保证Ra3.2工序17：钻4X7的通孔工序18：钻4X11X6的孔工序19：粗铣R10所在的圆弧面工序20：倒角，去毛刺工序21：清洗工序22：终检以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡片”。2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为HT150，砂型铸件。灰铸铁的抗拉强度和弹性模量均比钢低得多，通常b约为120250MPa，抗压强度与钢接近，一般可达600-800MPa。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定
27、各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、粗车62所在的上端面，保证尺寸12mm，参照机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），确定工序尺寸为 Z=4mm，加工余量为： 粗车：62mm Z=4mm2、车62d11的外圆柱面，参照工艺手册，确定工序尺寸为 Z=4mm，加工余量分别为： 粗车：62d11mm Z=2mm 半精车：62d11mm Z=1.5mm 精车：62d11mm Z=0.5mm3、车87所在的上端面，保证尺寸12mm，参照工艺手册，确定工序尺寸为 Z=4mm，加工余量分别为： 粗车：87mm Z=2mm 半精车：87mm Z=1.5mm 精车：87mm Z=0.5mm4、
28、切2X0.5的槽，参照工艺手册，确定工序尺寸为 Z=2mm，加工余量为： 车削：2X0.5mm Z=2mm5、车31的圆柱孔，保证Ra3.2，参照工艺手册，确定工序尺寸为 Z=4mm，加工余量分别为： 粗车：31mm Z=2mm 半精车：31mm Z=1.5mm 精车：31mm Z=0.5mm6、车50X12的圆柱孔，保证Ra3.2，参照工艺手册，确定工序尺寸为 Z=5mm，加工余量分别为： 粗车：50mm Z=2.5mm 半精车：50mm Z=2mm 精车：50mm Z=0.5mm7、钻4X7的通孔，参照工艺孔的加工余量分配手册，确定加工余量分别为： 钻孔：7mm Z=0.5mm 8、钻4X
29、11X6的孔，参照工艺孔的加工余量分配手册，确定加工余量分别为： 钻孔：11mm Z=0.5mm 9、粗铣R10所在的圆弧面，参照工艺手册，确定工序尺寸为 Z=2mm，加工余量为： 铣削：R10mm Z=2mm由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。2.5 确定切削用量及基本工时切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。确定顺序是确定、，再确定及基本时间：工序1：铸造工序2：热处理工序3：粗车62所在的上端面，保证尺寸12本工序为粗车端面。已知加工材料为HT150，铸件，有外皮；机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自
30、定心卡盘中。1、确定背吃刀量查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取ap=2mm。2、确定进给量f 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取f=0.18mm/r。3、确定切削速度v 当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得： f=0.18mm/r、Vc=60m/min。n=1000Vc/d=273r/min。由CA6140说明书取n=267r/min 故实际切削速度Vc=nd/1000=58.7m/min 取ap=2mm，校核功率： Pm=KcapfVc/60000=230520.6658.7/60000=5.9Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为=
31、0.8，机床功率PcPm，所以机床功率足够，实际取值为Vc=58.7m/min、n=267r/min、f=0.25mm/r、ap=2mm。4、基本时间根据机械制造工艺学车端面时间为： 式中：，则工序4：粗车62d11的外圆柱面本工序为粗车外圆。已知加工材料为HT150，铸件，有外皮；机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。所选刀具为YT15硬质合金车刀，由于CA6140机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。1、确定背吃刀量 由于粗车双边余量为3mm，则2.5mm。2、确定进给量f 在粗车钢件、刀杆尺寸为、工件直径为时，。按CA6
32、140机床的进给量选择。3、确定切削速度v 当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得： f=0.4mm/r、Vc=60m/min。n=1000Vc/d=273r/min由CA6140说明书取n=267r/min 故实际切削速度Vc=nd/1000=58.7m/min实际取值为Vc=58.7m/min、n=267r/min、f=0.4mm/r、ap=2.5mm。4、基本时间根据机械制造工艺学车外圆时间为： 式中：，则工序5：半精车62d11的外圆柱面计算方法与工序4基本一致，在此不再累赘。工序6：精车62d11的外圆柱面计算方法与工序4基本一致，在此不再累赘。工
33、序7：粗车87所在的上端面本工序为粗车端面。已知加工材料为HT150，铸件，有外皮；机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。1、确定背吃刀量查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取ap=2mm2、确定进给量f 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取f=0.6mm/r3、确定切削速度v 当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得： f=0.6mm/r、Vc=75m/min。n=1000Vc/d=275r/min由CA6140说明书取n=267r/min 故实际切削速度Vc=nd/1000=73m/min 取ap=2mm，校核功率： Pm=Kcapf
34、Vc/60000=230520.6673/60000=5.6Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为=0.8，机床功率PcPm，所以机床功率足够，实际取值为Vc=73m/min、n=267r/min、f=0.6mm/r、ap=2mm。4、基本时间根据机械制造工艺学车端面机动时间为： 式中：，则工序8：半精车87所在的上端面计算方法与工序7基本一致，在此不再累赘。工序9：精车87所在的上端面，保证尺寸12计算方法与工序7基本一致，在此不再累赘。工序10：切2X0.5的槽本工序为切槽。加工材料为HT150，机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。1、确定背吃刀量 查机械
35、制造工艺与机床夹具课程设计指导取ap=2mm。2、确定进给量f 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取f=0.1mm/r。3、确定切削速度v 根据计算得Vc=nd/1000=39.5m/min4、机床转速n 根据计算圆整得n=525r/min实际取值为Vc=39.5m/min、n=525r/min、f=0.1mm/r、ap=2mm。5、基本时间根据机械制造工艺学车端面机动时间为：式中：，则工序11：粗车31的圆柱孔本工序为粗车圆柱孔。加工材料为HT150，机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。1、确定背吃刀量 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取ap=2.25mm。2、确
36、定进给量f 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取f=0.18mm/r。3、确定切削速度v 当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得： f=0.18mm/r、Vc=40m/min。n=1000Vc/d=411r/min。由CA6140说明书取n=423r/min 故实际切削速度Vc=nd/1000=41m/min实际取值为Vc=41m/min、n=423r/min、f=0.18mm/r、ap=2.25mm。4、基本时间根据机械制造工艺学车端面机动时间为：式中：，则工序12：半精车31的圆柱孔计算方法与工序11基本一致，在此不再累赘。工序13：精车31的圆柱孔，
37、保证Ra3.2计算方法与工序11基本一致，在此不再累赘。工序14：粗车50X12的圆柱孔本工序为粗车外圆。加工材料为HT150，机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。1、确定背吃刀量 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取ap=2.5mm。2、确定进给量f 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取f=0.25mm/r。3、确定切削速度v 当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得： f=0.25mm/r、Vc=60m/min。n=1000Vc/d=382r/min。由CA6140说明书取n=423r/min 故实际切削速度Vc=nd/1000=
38、66m/min，实际取值为Vc=66m/min、n=423r/min、f=0.25mm/r、ap=2.5mm。4、基本时间根据机械制造工艺学车端面机动时间为：式中：，则工序15：半精车50X12的圆柱孔计算方法与工序14基本一致，在此不再累赘。工序16：精车50X12的圆柱孔，保证Ra3.2计算方法与工序14基本一致，在此不再累赘。工序17：钻4X7的通孔在Z525立式钻床和专用夹具上进行加工，选用d=7的麻花钻钻孔。选用=7mm高速钢锥柄麻花钻（工艺表）由切削表和工艺表查得，。2、进给量的确定按机床选取3、工时的确定l=12mm，= 8mm, =3mm.基本工时： 工序18：钻4X11X6的
39、孔在Z525立式钻床和专用夹具上进行加工，选用d=11的麻花钻钻孔选用=11mm高速钢锥柄麻花钻（工艺表）由切削表和工艺表查得，。2、进给量的确定按机床选取3、工时的确定l=6mm，= 8mm, =3mm.基本工时： 工序19：粗铣R10所在的圆弧面本工序为粗铣圆弧面。加工材料为HT150，机床为X52K立式铣床，工件装夹在专用夹具中。1、确定背吃刀量 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取ap=2mm。2、确定进给量f 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导取f=0.12mm/r。3、确定切削速度v当用YT15硬质合金铣刀加工钢材时，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导： f=0.12mm/r
40、、Vc=95m/min。刀具mm、 由X52K立式铣床说明书取n=380r/min 故实际切削速度4、基本时间根据机械制造工艺学铣面机动时间为： 式中：，则工序20：倒角，去毛刺工序21：清洗工序22：终检第3章 专用夹具的设计专用夹具的设计，方便操作者的加工及装卸，节省时间，提高工作效率。本文设计的夹具是钻4-7及4-11孔。用于在Z525立式钻床上加工。3.1 问题的提出本夹具用于钻4-7及4-11孔。本工序前50内圆柱孔、上下和前后两端面、圆柱面均已加工过。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2 夹具设计3.2.1 夹具体材料的确定夹具体可分为以下4类：1、
41、铸造夹具体；2、焊接夹具体；3、锻造夹具体；4、型材夹具体。在本次设计中采用铸造夹具体，立板、底板的材料均采用灰铸铁（HT200）。该材料的强度、耐磨性、耐热性、减振性较好，铸造性能也较好，使用前需要进行人工时效处理。3.2.2 确定定位方案，选择定位元件本夹具以菱形销、底面、立面进行定位限制五个自由度，又以工件的底平面进行定位，限制一个自由度，实现完全定位，本夹具在使用时一次只能安装一个工件。夹具采用手动活动V型块方头螺栓传力并夹紧工件、夹紧工件时，拧紧方头螺栓，在工件的前端面上采用2个六角螺栓带动夹紧块压紧工件，保证与钻孔时工件不发生抖动。为更有效的加工工件在定位套上采用2个钻模板加工工件
42、。钻削时，立式钻床工作台作纵向进给，具体结构详见下图：3.2.3 定位基准选择因需加工的工序是工件4-7及4-11的圆柱孔。本夹具采用工件的底平面、立面、菱形销作为主要基准。为了提高加工效率，采用手动夹紧工件快换装置。3.2.4 切削力及夹紧力计算刀具：硬质合金钻头由实际加工的经验可知，钻削时的主要切削力为钻头的切削方向，即平行于工作台，查切削手册，切削力计算公式为：其中：，与加工材料有关，取0.94；与刀具刃磨形状有关，取1.33；与钻头标准有关，取1.0，则：3.2.5 确定夹紧机构在机械加工工艺设计中，已经确定座架的生产类型为小批量生产，在此工序夹具中选择螺旋夹紧机构、活动V型块通过方头
43、螺栓夹紧工件。底面、菱形销限制工件5个自由度，利用工件的工件的立面限制1个自由度，实现完全定位。装夹工件时，先将工件定位孔装入带有圆柱孔里，最后拧紧方头螺栓夹紧工件。3.2.5 定位误差分析本工序采用活动顶尖和夹紧块的夹紧装置，工件始终紧贴夹紧块面，工件自重带来一定的平行于夹具体底板的水平力。因此，工件定位在钻套正上方，进而使加工位置没有转角误差。但是，由于加工的公差是7，在加只有钻套，故应当能满足定位要求。3.2.6 夹具操作的简要说明4-7、4-11孔的加工需钻孔，为了我们钻后能及时的更换工件，采用快换钻套以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：Ra12.5。夹具结构合理、简单。夹具相对钻
44、头与在水平面的纵向位置平行，一次调好后不需在进行调节，易保证Y轴线的位置精度，但加工时采用手工操作，生产率不高。第4章 结论经过自己的学习和努力，在知道老师的悉心指导和严格要求下，我终于完成了本次设计。从课题选择、方案论证到具体设计，每一步对我来说无疑是巨大的尝试和挑战，也成就了我在大学期间独立完成的最大的项目。记得在刚接到这个课题时，由于夹具设计以及相关知识不是很了解，我都有些茫然不知所措，不知从何入手，于是我给自己提出了一系列问题：如何做毕业设计、做毕业设计的要求、我要设计一个怎样的夹具、要达到什么样的效果、实现什么样的功能、与那些专业知识有关联等。后来，在老师的引导下，我清楚要做好毕业设
45、计，必须了解相关的专业知识，去图书馆查阅相关资料、上网去了解钻床夹具的最新动向。在具体设计的过程中，我遇到了很多问题，比如：加工零件时，我应该如何定位，才能满足要求，又能使工人师傅加工方便、快捷、高效。于是我不断地给自己提出新的想法，然后去论证这种想法的使用性，在这个循环往复的过程中，我学到了很多东西，同时毕业设计也在一天天的完成中。虽然我的设计作品不是很成熟，参考了很多资料仍然还有很多不足之处，但我心里有一种莫大的幸福感，因为我实实在在地走过了一个完整的设计所应该走的每一个过程，并且享受了每一个过程，更重要的是这个设计中我加入了自己鲜活的思想。在这里我要特别感谢我的指导老师。他为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中他总是能像知心朋友一样鼓励我，在论文的写作和措辞等方面他也总会以“专业标准”严格要求我，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，刘老师
