CA1340自动车床杠杆[杠杆三]加工工艺及铣φ6H7孔端面夹具设计

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1、CA1340自动车床杠杆杠杆三加工工艺及铣6H7孔端面夹具设计目 录序言2第1章 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2第2章 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式32.2基面的选择32.3制定工艺路线42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5确定切削用量及基本工时8第3章 铣6H7mm孔的端面夹具183.1 研究原始质料183.2 定位、夹紧方案的选择193.3 切削力及夹紧力的计算193.4 误差分析与计算213. 5 定向键与对刀装置设计223.6 确定夹具体结构和总体结构243.7夹具设计及操作的简要说明25总结27参考文献28全套图纸加扣 33463894

2、11或3012250582序言 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。由于能所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。第1章 零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是CA1340自动车床上的杠杆（见附图），它位于自动车床的自动机构中，与灵活器配

3、合使用，起制动的作用。1.2零件的工艺分析杠杆共有三组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下：1、以6H7mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：两个6H7mm的孔，粗糙度为Ra1.6；尺寸为20mm且与两个孔6H7mm相垂直的四个平面，粗糙度为Ra6.3。其中，主要加工表面为两个6H7mm的孔。2、以20H7mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个20H7mm的孔及其倒角，粗糙度为Ra1.6；两个与20H7mm孔垂直的平面，粗糙度为Ra3.2；一个中心轴线与20H7mm孔中心轴线平行且相距8mm的圆弧油槽；还有一个与20H7mm孔垂直的油孔4mm，并锪沉头孔。其中，20H7m

4、m孔及两端面为主要加工面。3、以8H7mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：两个8H7mm的孔，Ra1.6；一个槽和一个M4mm的螺纹孔。其中，主要加工表面为8H7mm孔。 这三组加工表面之间有一定的位置要求，主要是：（1）6H7mm孔与20H7mm孔具有平行度，公差为0.06mm。（2）8H7mm孔与6H7mm孔具有平行度，公差为0.08mm。由以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先加工一面一孔，以它们为精准加工其它表面，并且可以保证加工面之间的位置精度要求。另外，该零件结构简单，工艺性好。 第2章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为球墨铸铁QT45-5。考虑到零件结

5、构简单，工艺性好，在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选用铸件。由于零件年产量为4000件，以达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，重量在12kg以下，故可采用机械造型中的金属模铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2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。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。按照有关粗基准原则，应以32mm外圆柱面为粗基准面（两个短V形块定位），限制4个自由度，用不加工面（挡销定位，见夹具装

6、配图）限制一个移动的自由度，再用8H7mm孔的外圆面（支撑钉定位）限定一个转动的自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择。精基准选择的原则有：基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则和自为基准原则。在选择时，主要应考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应该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大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工作集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。1、工艺路线方案

7、一工序1 粗铣、半精铣、精铣20H7mm孔端面A。工序2 粗铣、半精铣6H7mm孔的四个端面及20H7mm孔端面B，精铣端面B。工序3 钻4油孔、锪8mm沉头孔。工序4 同时钻6mm，8mm孔和R3mm圆弧油槽。工序5 粗铰6mm，8mm，20mm三孔。工序6 锪20H7mm孔两端倒角。工序7 粗铣、精铣槽。工序8 钻M4螺纹底孔。工序9 攻M4螺纹孔。工序10 精铰6H7mm，8H7mm，20H7mm三孔。工序11 终检。2、工艺方案二工序1 粗铣、半精铣、精铣20H7mm孔端面A。工序2 粗铣、半精铣、精铣6H7mm孔的四个端面及20H7mm孔的B端面。工序3 钻R3mm圆弧油槽。工序4

8、同时钻6H7mm，8H7mm两孔和扩20H7mm孔。工序5 粗铰6H7mm，8H7mm，20H7mm三孔。工序6 精铰6H7mm，8H7mm，20H7mm三孔。工序7 锪20H7mm孔两端倒角。工序8 钻4mm油孔，锪8mm沉头孔。工序9 钻M4mm螺纹底孔。工序10 攻M4mm螺纹孔。工序11 粗铣、精铣槽。工序12 终检。3、工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一与方案二在12两道工序相同，只是方案一先加工油槽，然后用它可以限制一个转动的自由度。另外，精铰孔置于最后加工。而方案二却不同，精铰孔置于粗铰孔之后，可以用它作为精准来加工其它表面，提高精度要求，但从两方案比较可以看出

9、，它们在位置精度上的要求仍不易保证，并且在一道工序中同时钻几个孔，只能选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用组合机床）加工，这样便增加了加工设备的要求，经济花费会相应提高，因此，综合以上两个方案及零件的技术要求，可以先加工20H7mm孔的两端面，以它为精基准面，32mm外圆面及R10mm圆弧面辅助定位来钻R3mm的圆弧油槽（精度要求可以不考虑），扩、铰20H7mm的孔，然后再以20H7mm孔端面及其孔为精基准面，R10mm圆弧面辅助定位来加工6H7mm，8H7mm孔及部分端面和槽，这样基准重合与统一，不仅可以保证尺寸精度，还可以保证位置精度。而油孔及

10、螺纹孔，它们的精度要求不高，可以放于最后加工，仍以20H7mm孔端面及其孔与6H7(8H7)mm孔定位。由于加工过程中夹紧也比较方便，于是，最后的加工路线确定如下：工序1 粗铣、半精铣、精铣20H7mm孔的两端面。以32mm外圆柱面和一个未加工面为粗基准，选用X61W型万能升降台铣床并加专用夹具。工序2 钻R3mm圆弧油槽，扩20H7mm孔。以20H7mm孔的一个端面和32mm外圆柱面为基准,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序3 粗铰、精铰20H7mm孔，锪20H7mm孔倒角。以20H7mm孔的一个端面和32mm外圆柱面为基准,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序4 粗铣、半精铣6H

11、7mm孔的四个端面。以20H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准,选用X61W型万能升降台铣床和专用夹具。工序5 钻、粗铰、精铰6H7mm两孔。以20H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序6 钻、粗铰、精铰8H7mm两孔。以20H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序7 钻4油孔、锪8圆锥沉头孔。以20H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准, 8H7mm孔辅助定位,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序8 钻M4螺纹底孔、攻M4螺纹孔。以20H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准, 6H7m

12、m孔辅助定位,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序9 粗铣、半精铣槽。以20H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准, 6H7mm孔辅助定位,选用X61W型万能升降台铣床和专用夹具。工序10 终检。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“C1340半自动车床杠杆”零件材料为QT45-5,生产类型为大批生产,采用机器造型,金属模铸造毛坯.根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1.20孔外端面的加工余量(加工余量的计算成本长度为) 加工余量计算表如下: 工序加工尺寸及公差铸件毛坯(20二端面尺寸)粗铣二端面半精铣床两端面精铣床两端面加工前

13、尺寸最大918381最小8782.480.81加工后尺寸最大91838180最小8782.780.8179.8加工余量（单边）4.5最大4.151.090.6最小20.70.41加工公差（单边） -0.312-0.1912-0.212(1)按照金属机械加工工艺人员手册表12-2，取毛坯的单边加工余量Z=4.5mm,铸件尺寸精度等级为5，固偏差为1。（2）精铣余量：单边为0.5,精铣偏差即零件偏差.(3)半精铣余量:单边为Z=1mm，（见简明机械加工工艺手册表1-22），加工精度等级为IT11，所以本工序加工偏差为（入体方向）（4）粗铣加工余量：分两次走刀，单边加工余量为Z=3mm, （简明机械

14、加工工艺手册表1-22），加工精度等级为IT12，所以加工偏差为（入体方向）2.6二孔外端面的加工余量(1) 按照金属机械加工工艺人员手册表12-2，取毛坯的单边加工余量Z=3.5mm,铸件尺寸精度等级为5，固偏差为0.5。(2)半精铣加工余量:单边为Z=0.7mm见简明机械加工工艺手册表1-22），加工精度等级为IT11，即本工序加工偏差为（3）粗铣加工余量： 单边为=3.5-0.7=2.8mm,分两次走刀，固每次加工余量为Z=/2=1.4mm,加工精度等级为IT12，所以加工偏差为 加工余量计算表（零件尺寸）工序 加工余量（单边） 工序尺寸半精铣 0.7mm mm粗铣（两次） 2.8mm

15、mm毛坯 3.5mm mm3. 6二孔加工余量，两内孔精度要求为IT7级，参照金属机械加工工艺人员手册表13-14，确定工序尺寸及余量为钻孔： 5.8mm粗铰： 5.95mm Z=0.15mm精铰： mm Z=0.05mm4. 8孔的加工余量，孔的精度要求为IT7，金属机械加工工艺人员手册表13-14，确定工序尺寸及余量为钻孔： 7.8mm粗铰： 7.96mm Z=0.16mm精铰： mm Z=0.04mm5. 20孔的加工余量，孔的精度要求为IT7，金属机械加工工艺人员手册表13-14，确定工序尺寸及余量为毛坯孔： 18mm扩孔： 19.8mm Z=1.8mm粗铰： 19.94mm Z=0.

16、14mm精铰： mm Z=0.05mm6. 槽的加工余量，参照金属机械加工工艺人员手册表13-14，确定工序尺寸及余量为粗铣 ： 6mm半精铣 8mm Z=2mm2.5确定切削用量及基本工时 工序1 粗铣，半精铣，精铣20H7mm孔的两端面。选用机床：61W万能升降台铣床。 1粗铣20H7mm孔的两端面 零件材料为球墨铸铁QT45-5，故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表11-21和表12-22，取铣刀直径d=125mm，粗齿，z=20齿。 由于粗铣加工单边余量为3mm，小于5mm，故铣削宽度=3mm。查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表11-69可知，

17、 =0.060.12mm/z, 取=0.1 mm/齿。查工艺手册表14-77,取u=38m/min则： =1000u/d=96（r/min）根据机床使用说明书，查表3.29，取主轴实际转速=100r/min,则实际切削速度 =d/1000=39.27（r/min）当=100r/min时，刀具每分钟进给量应为= Z=0.120100=200(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度=205mm/min,则实际进给量 = /Z=0.1025(mm/Z)切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=1.7mm,超出长度L2=3 mm。于是行程长度为L0L1L2，则机动工时为Tm= （L0L1L2

18、）/=（321.73）/205=0.18(min) 2 半精铣20H7mm孔的端面 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm,z=20齿。 由于加工余量1mm，经查手册，只需一次半精铣，故铣削宽度=1mm 查工艺手册表14-69，f=0.060.12mm/齿,取f=0.08mm/z 查工艺手册表14-77，取U=45m/min,则 =1000u/d=114.6(r/min) 根据机床使用说明书,查表3.29,取主轴转速=125r/min,则实际切削速度 Uc=d/1000=49(m/min)当=125r/min时,工作合每分钟进给量为 =fz=1=0.0820125=200(mm/m

19、in) 查机床使用说明书,取刀具实际进给速度为=205 mm/min,则实际进给量为 f= /z=205/(20125)=0.082(mm/z)切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为L0L1L2，则机动工时 = （L0L1L2）/=（32+1.7+3）/205=0.18(min)3.精铣20H7mm孔的端面选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀，细齿，d=125mm,z=20齿。由于加工余量为0.5mm，只需一次精铣，故铣削宽度=0.5mm。查工艺手册表14-69，f=0.060.12mm/齿,取f=0.06mm/齿。查工艺手册表14-77，取切削速度U=54m/min,则 =1000U/d=137(r/

20、min)按机床使用说明书，取主轴转速=125r/min,则实际切削速度 Uc=d/1000=49(m/min)当=125r/min时，刀具每分钟进给量为 =fz=0.0620125=150(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度为=166 mm/min,则进给量为 f= / z=166/(20125)=0.066(mm/z)切削工时：由工步1可知，刀具行程为L0L1L2，则机动工时= （L0L1L2）/=0.22(min)工序2：钻R3mm圆弧油槽，扩20H7mm孔.选用Z5125立式钻床。1. 钻R3mm圆弧油槽,选高速钢长麻花钻,d=6mm.单边切削深度a=d/2=6/2=3mm。查简

21、明手册表11-10，f=0.180.22mm/r,按机床试用说明书取f=0.22mm/r.查简明手册表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,则 n=1000u/d=100012/(6)=636.61(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=6680/1000=12.82(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=2.4mm,L2=1.0mm,则钻R3mm圆弧油孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(80+2.4+1.0)/(0.22680)=0.557(min)2. 扩19.8mm孔,选用高速钢扩钻,d=19.8mm.单

22、边切削深度a=0.9mm.根据有关资料介绍,利用扩钻进行扩孔时,其进给量和切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量和切削速度之关系为: F=(1.21.8)f钻 U=(1/2 1/3)U钻式中, f钻、U钻-加工实心孔的切削用量.现已知f钻=0.5mm/r 简明手册 U钻=0.35m/s=21m/min 简明手册并令 f=1.5f钻=1.50.5=0.75 (mm/r) U=0.4U钻=0.421=8.4 (mm/min) n=1000u/d=10008.4/(19.8)=135.04(r/min)按机床使用说明书取n=140r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=19.8140

23、/1000=8.71(m/min)切削工时：查工艺手册表15-8可得,L1=11.5mm,L2=3mm,则扩钻19.8mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(80+11.5+3)/(0.81140)=0.83(min)工序3: 粗铰、 精铰20H7mm孔,锪20H7mm孔两端倒角145。选用Z5125立式钻床。1.粗铰19.94mm两孔，选用硬质合金铰刀,d=19.94mm。单边切削深度a=Z/2=0.14/2=0.07mm。查工艺手册表14-60，f=12mm/r，按机床使用说明书取f=1mm/r.查工艺手册表14-60，取U=45m/min,则 n=1000u/d=10004

24、5/(19.94)=718(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=19.94680/1000=42.60(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.10mm,L2=22mm,则粗铰19.94mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(80+1.10+22)/(1680)=0.152(min)2.精铰20H7mm的孔，选用硬质合金铰刀,d=20H7mm。单边切削深度a=z/2=0.06/2=0.03mm。查工艺手册表14-60，按机床使用说明书取f=1mm/r.查工艺手册表14-60，取U=60m/min,则 n=1000u/

25、d=100060/(20)=954.9(r/min)按机床使用说明书取n=960r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=20960/1000=60.3(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.05mm,L2=22mm,则精铰20H7mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(80+1.05+22)/(1.0960)=0.107(min)3.锪20H7mm孔两端倒角145,选用Z5125立式钻床，90锥面锪钻,d=25mm。查工艺手册表14-48，f=0.100.15mm/r,按机床试用说明书取f=0.13mm/r. 为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与铰孔相同

26、，即n=960r/min。 工序4： 粗铣，半精铣，精铣6H7mm孔的四个端面。选用机床：61W万能升降台铣床。 1粗铣6H7mm孔的四个端面 查简明手册表11-21和表12-22，选用硬质合金圆柱铣刀，取铣刀直径d=40mm，Z=6，粗齿。 由于粗铣加工单边余量为2.8mm，小于5mm，故铣削宽度=2.8mm查工艺手册表11-69可知， =0.080.12mm/z, 取=0.08 mm/齿。查简明手册表11-28,U=0.751.5m/s，取u=0.75m/s=45m/min,则 =1000u/d=100045/(40)=358.1（r/min）根据机床使用说明书，查表3.29，取主轴实际转

27、速=380r/min,则实际切削速度 =d/1000=47.75（r/min）当=380 r/min时，刀具每分钟进给量应为= Z=0.086380=182.4(mm/min)查机床使用说明书，取实际进给速度=205mm/min,则实际进给量 = /Z=205/（6380）=0.09(mm/Z)切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=10.5mm,超出长度L2=2mm。于是行程长度为L0L1L2，则粗铣四个端面的机动工时为Tm= 4（L0L1L2）/= 4（2010.52）/205=0.64(min) 2半精铣6H7mm孔的四个端面 查简明手册表11-21和表12-22，选用硬质合金圆

28、柱铣刀，取铣刀直径d=40mm，Z=8，细齿。 由于半精铣加工单边余量为0.7mm，故铣削宽度=0.7mm查工艺手册表11-69可知，f =1.01.6mm/r, 取f=1.0mm/r。查简明手册表11-28,U=0.751.5m/s，取u=1m/s=60m/min,则 =1000u/d=100060/(40)=477.46（r/min）根据机床使用说明书，查表3.29，取主轴实际转速=490r/min,则实际切削速度 =d/1000=61.58（r/min）当=490r/min时，刀具每分钟进给量应为= f=1.0380=490(mm/min)查机床使用说明书，取实际进给速度=510mm/m

29、in,则实际进给量 f= /=510/490=1.04(mm/r)切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=10.5mm,超出长度L2=2mm。于是行程长度为L0L1L2，则粗铣四个端面的机动工时为Tm= 4（L0L1L2）/= 4（2010.52）/510=0.26(min) 工序5：钻、粗铰、精铰6H7mm两孔。选用Z5125立式钻床。1.钻d=5.8mm两孔，选用高速钢麻花钻,d=5.8mm。单边切削深度a=d/2=5.8/2=2.9mm。查简明手册表11-10，f=0.180.22mm/r,按机床试用说明书取f=0.22mm/r.查简明手册表11-12，取U=0.2m/s=12m

30、/min,则 n=1000u/d=100012/(5.8)=658.6(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=5.8680/1000=12.39(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=2.4mm,L2=1.0mm,则钻5.8mm两孔的机动工时为：T=2(L+L1+L2)/f n=2(12+2.4+1.0)/(0.22680)=0.21(min)2.粗铰5.95mm的两孔，选用高速钢铰刀,d=5.95mm。单边切削深度a=z/2=0.15/2=0.075mm。查简明手册，按机床使用说明书取f=0.81mm/r.查简明手册表11-19，取

31、U=0.173m/s=10.38m/min,则 n=1000u/d=100010.38/(5.95)=555.3(r/min)按机床使用说明书取n=545r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=5.95545/1000=10.19(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.075mm,L2=11mm,则粗铰6H7mm两孔的机动工时为：T=2(L+L1+L2)/f n=2(12+1.075+11)/(0.81545)=0.11(min)3.精铰6H7mm的两孔，选用高速钢铰刀,d=6H7mm。单边切削深度a=z/2=0.05/2=0.025mm。查工艺手册，按机床使用说明书取f

32、=0.81mm/r.查简明手册表11-19，取U=0.22m/s=13.2m/min,则 n=1000u/d=100013.2/(6)=700(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=6680/1000=12.8(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.025mm,L2=11mm,则精铰6H7mm两孔的机动工时为：T=2(L+L1+L2)/f n=2(12+1.025+11)/(0.81680)=0.087(min)工序6: 钻、粗铰、精铰6H7mm及8H7孔。选用Z5125立式钻床。1.钻d=7.8mm两孔，选用高速钢麻花钻,d=7

33、.8mm。单边切削深度a=d/2=7.8/2=3.9mm。查简明手册表11-10，f=0.220.26mm/r,按机床试用说明书取f=0.22mm/r.查简明手册表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,则 n=1000u/d=100012/(7.8)=489.7(r/min)按机床使用说明书取n=545r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=7.8545/1000=13.36(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=3.4mm,L2=1.0mm,则钻7.8mm两孔的机动工时为：T=2(L+L1+L2)/f n=2(11+3.4+1.0)/(0.22545)=0.27(

34、min)2.粗铰7.96mm的两孔，选用高速钢铰刀,d=7.96mm。单边切削深度a=z/2=0.16/2=0.08mm。查简明手册，按机床试用说明书取f=0.81mm/r.查简明手册表11-19，取U=0.22m/s=13.2m/min,则 n=1000u/d=100013.2/(7.96)=527.85(r/min)按机床使用说明书取n=545r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=7.96545/1000=13.63(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.08mm,L2=11mm,则粗铰8H7mm两孔的机动工时为：T=2(L+L1+L2)/f n=2(11+1.08

35、+11)/(0.81545)=0.105(min)3.精铰8H7mm的两孔，选用高速钢铰刀,d=8H7mm。单边切削深度a=z/2=0.04/2=0.02mm。查简明手册，按机床试用说明书取f=0.81mm/r.查简明手册表11-19，取U=0.278m/s=16.68m/min,则 n=1000u/d=100016.68/(8)=663.68(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=8680/1000=17.1(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.02mm,L2=11mm,则精铰8H7mm两孔的机动工时为：T=2(L+L1+L2

36、)/f n=2(11+1.02+11)/(0.81680)=0.084(min)工序7：钻4mm油孔，锪8mm圆锥沉头孔。选用Z5125立式钻床与专用夹具。1.钻4mm的油孔，选用高速钢麻花钻,d=4mm。单边切削深度a=d/2=4/2=2mm。查简明手册表11-10，f=0.080.13mm/r,按机床试用说明书取f=0.13mm/r.查简明手册表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,则 n=1000u/d=100012/(4)=954.9(r/min)按机床使用说明书取n=960r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=4960/1000=12.06(m/min)切

37、削工时：查工艺手册得L1=2mm,L2=1.0mm,则钻4mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(7+2+1.0)/(0.13960)=0.08(min)2.锪8mm圆锥沉头孔，选用锥面锪钻,d=10mm。查工艺手册表14-48，f=0.100.15mm/r,按机床试用说明书取f=0.13mm/r.为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与钻孔相同，即n=960r/min。工序8：钻M4mm螺纹底孔，攻M4mm螺纹孔。选用Z5125立式钻床与专用夹具。1.钻M4mm的螺纹底孔3mm，选用高速钢麻花钻,d=3mm。单边切削深度a=d/2=3/2=1.5mm。查简明手册表11-10，f

38、=0.080.13mm/r,按机床试用说明书取f=0.1mm/r.查简明手册表11-12，取U=0.15m/s=9m/min,则 n=1000u/d=10009/(3)=955(r/min)按机床使用说明书取n=960r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=3960/1000=9.05(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=2mm,L2=1.0mm,则钻4mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(7+2+1.0)/(0.1960)=0.09(min)2.攻M4mm的螺纹底孔。 查工艺手册表11-49，选用M4丝锥，螺距P=0.7mm，则进给量f=0.7mm/r。查

39、工艺手册表11-94，取U=6.8m/min,则 n=1000u/d=10006.8/(4)=541(r/min)按机床使用说明书取n=490r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=4490/1000=6.16(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=2mm,L2=1.4mm,则攻M4mm螺纹孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(6+2+1.4)/(0.7490)=0.055(min)工序9： 粗铣，半精铣槽。选用机床：61W万能升降台铣床。 1粗铣槽，选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径d=100mm，宽度为7mm，Z=20，粗齿。查工艺手册表11-69可知， =0.0

40、60.12mm/z, 取=0.08mm/齿。查工艺手册表14-77,取u=38m/min则： =1000u/d=100038/（100）=120.9（r/min）根据机床使用说明书，查表3.29，取主轴实际转速=125r/min,则实际切削速度 =d/1000=（100125）/1000=39.27（r/min）当=125r/min时，每分钟进给量应为= Z=0.0820125=200(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度=205mm/min,则实际进给量 = /Z=205/（20125）=0.082(mm/Z)切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=37.4mm,超出长度L2=

41、3.0 mm。于是行程长度为L0L1L2，则机动工时为Tm= （L0L1L2）/=（22.8837.43.0）/205=0.31(min) 2 半精铣槽，选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径d=100mm，宽度为8mm，Z=20，细齿。 精铣的单边切削宽度a=0.5mm. 查工艺手册表14-69，f=0.060.12mm/齿,取f=0.06mm/z 查工艺手册表14-77，取U=45m/min,则 =1000U/d=100045/（100）=143(r/min) 根据机床使用说明书,查表3.29,取主轴转速=125r/min,则实际切削速度 Uc=d/1000=39(m/min)当=125r/min

42、时,工作合每分钟进给量为 =fz=1=0.0612520=150(mm/min) 查机床使用说明书,取刀具实际进给速度为=166 mm/min,则实际进给量为 f= /z=166/(20125)=0.0664(mm/z)切削工时:由粗铣加工可知,刀具行程为L0L1L2，则机动工时 = L0L1L2/=（22.8+37.4+3.0）/166=0.39(min)第3章 铣6H7mm孔的端面夹具3.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。决定设计铣6H7mm孔的端面夹具。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证

43、技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直

44、线上的三个支承钉限制三个自由度。图6-1 常用支承钉的结构形式2支承板 常用的支承板结构形式如图6-2所示。平面型支承板（图a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2 常用支承板的结构形式3可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支

45、承限制一个自由度。图6-3 常用可调支承的结构形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位销 图6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图d）限制三个自由度。图6-6 固定式定位销的结构形式3.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面20孔进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有：为了使定位误差达到要求的范围之内，采用

46、一面二销再定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。3.3 切削力及夹紧力的计算刀具：立铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧

47、可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm3.4 误差分析与计算该夹具以采用一面二销的定位方式，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得：销的定位误差 ：由加工工艺孔工序简图可知两工艺孔中心距。由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为所以两工艺孔的中心距为141.1，而两工艺孔尺寸为

48、22孔。根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：3. 5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示： 图5.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如

49、表5.4：表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图5.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5：表5.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.25上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.6 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效

50、处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和

51、夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济

52、的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。3.7夹具设计及操作的简要说明为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。总结作为一名机械系，机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在

53、已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的

54、，我就简单的学历学CAD，刚开始时觉得好难，就是因为没有把自己放在使用者的角度，单单是为了学而学，效率不是很高。边学边用这样才会提高效率，这是我作本次课程设计的第二大收获。但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。参考文献1.机械制造工艺设计简明手册作者：李益民，出版社：机械工业出版社，出版日期：1999-10-12金属切削技术基础手册主编：陈宏钧，出版社：机械工业出版社，出版日期20063刀具设计手册主编：刘华明，出版社：机械工业出版社，出版日期：19994互换性与测量技术基础主编：王伯平，出版社：机械工业出版社，出版日期2007.55机床夹具设计主编：薛源顺，出版社：机械工业出版社，出版日期2000.66公差与配合实用手册主编方昆凡，出版社：机械工业出版社出版日期2006.27机械设计制图手册主编：黄廷合 译，出版社：科学出版社，出版日期：2006.128机械设计手册编著：机械设计手册编委会，出版社：机械工业出版社，出版日期： 2004-89Auto CAD 中文版机械制图教程作者：北京市计算机绘图教育研究中心，出版社：上海科学普及出版社，出版日期：2006.110机械制造工艺与机床夹具课程设计指导主编：吴拓，方琼珊 ，出版社：机械工业出版社，出版日期：2006-1-128