1、分类号：无锡职业技术学院毕业设计（论文）题 目 内套机械制造工艺及夹具设计 英文并列题目 院 系 班 级 学生姓名 学 号 所在团队 指导老师（1） 职 称 指导老师（2） 职 称 答辩委员会主任 主答辩人 二 零 年 月摘 要机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。而加快产品上市的时间，提高质量，降低成本，加强服务是制造业追求的永恒主题。此篇论文主要内容是对内套加工工艺路线进行的研究、设计，其中包括了各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，准面的选取，定位和夹紧方案的拟定。关键词： 夹具 工艺全套图纸加
2、153893706AbstractMachinery manufacturing is one of the pillar industries which a national technological progress and social development need, both traditional industries and burgeoning industries can not be separated from sundry mechanical equipment. And speed up product listed time and improve qual
3、ity, reduce costs, enhance services for the manufacturing industry is the eternal theme. This thesis is the main content of the Main axle of the valve body. lath case machining line for the research, design, Including the Road processes processing methods, machine tools, cutlery, fixtures, a Catholi
4、c, measuring instrument choice, datum selection, positioningKeywords: Fixture Travel chart目 录摘 要 .2Abstract3前 言 .6第一章 绪论 .81.1 本课题的研究内容和意义 .81.2 国内外的发展概况 .81.3 本课题应达到的要求 .10第二章 零件的分析 112.1 零件的作用 .112.2 内套的主要技术要求 .112.3 工艺过程分组 .12第三章 工艺规程的设计 133.1 确定毛坯的制造形式 133.2 基准的选择 .133.2.1 粗基准的选择 133.2.2 精基准的选择
5、143.2.3 基准的转换 .143.3 制定工艺路线 .143.3.2 加工阶段的划分 .163.4 确定切削用量及基本工时 .16第四章 夹具设计 254.1 钻孔夹具设计 .264.1.1 定位基准的选择 264.1.3 定位误差分析 .274.2.4 钻削力与夹紧力的计算 .274.1.5 夹紧装置的设计 .274.1.6 夹具设计及操作的简要说明 .27总结 .29参考文献 .30致 谢 .31前 言机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高
6、的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。一，机械加工工艺规程制订生产过程与机械加工工艺过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、
7、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部
8、门的安排。二，机械加工工艺规程的种类机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于中批量生产的零件和成批生产中的重要零件。三，制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以
9、及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。第一章 绪论1.1 本课题的研究内容和意义机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，合理的机械加工工艺过程是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健
10、全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。因而不仅要合理结合企业的生产实际来进行零件加工工艺文件的编制，而且还要根据零件的加工要求和先进的加工机床来设计先进高效的夹具。合理的机械加工工艺文件不仅能提高一个企业的技术革新能力，而且可以较大程度地提高企业的利润，因而合理地编制零件的加工工艺文件就显得时常重要。机械加工工艺文件的合理性也会受到企业各方面因素的制约，比如企业的生产设备、工人的技术水平及夹具的设计水平等，其中较为重要的是夹具的生产和设计。夹具是机械加工系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具的设计都是十分重要的。好的夹具
11、设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。该课题主要是为了培养我们开发、设计和创新机械产品的能力，要求我们能够结合常规机床与零件加工工艺，针对实际使用过程中存在的金属加工中所需要的三维造型、机床的驱动及工件夹紧问题，综合所学的机械三维造型、机械理论设计与方法、机械加工工艺及装备等知识，对高效、快速夹紧装置进行改进设计，从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。就我个人而言
12、，通过这次毕业设计队自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，并希望通过毕业设计能养成一种严谨、务实、求真、奋进的工作态度，不仅是对生活的一种感悟，而且为参加工作打下一个良好的基础。因而具有十分重要的意义。1.2 国内外的发展概况夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以
13、对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下：零件的清根问题在设计以端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和定位外圆分为两个单独的零件时无此问题,。夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角，则必须清根,如果零件定
14、位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角 R。端面与外圆定位时，与上述相同。让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工的夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提高夹具的利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在
15、加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件的装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂
16、，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 3-4 年就要更新 50-80左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 10-20左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、 （FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。1.3 本课题应达到的要
17、求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，首先通过对零件的三维造型，对零件的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析零件的加工工艺，确定零件各加工表面的加工方法，进而形成零件的机械加工工艺路线。并能根据零件的加工工序要求，分析零件的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个零件的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计
18、算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的零件加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。这次毕业设计是机械制造与自动化专业的一个十分重要的学习环节， 是对入学以来所学的机械方面的知识进行的一次全面的检查、巩固和提高。这次毕业设计是应用所学基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。把所学的知识能够综合运用到实际零件的加工中。通过本次设计使我巩固了已学的知识，加深了印象，使自己能够运用所学的机械加工知识解决一些具体的问题。此次毕业设计涉及的知识面有夹具设计、零件安装、加工工艺、数值计算、 刀具的性
19、能、测量技术、CAD 制图、Autodesk Inventor 外还涉及到金属材料、公差配合及加工设备等多方面的知识。通过这次毕业设计我发现了自己还有许多知识还没有掌握牢固。但更多的是通过这次设计使我提高、巩固、扩大了自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书，并在这次设计中培养了我对机械设计的独立工作能力，掌握了一定的机械加工设计方法步骤和思路为以后的学习和设计工作打下了良好的基础。同时，也使我体会到了老师平时对我们的谆谆教导、用心良苦。 由于本人水平有限，设计还有许多不足之处，希望老师给予批评和指正。第二章 零件的分析2
20、.1 零件的作用题目给出的零件是内套，内套零件是机械中常见的一种零件，通常起避免外围环境对零部件的腐蚀；起到保护零件的作用。因此要求内套能够承受磨损，以及内套与其他零部件的密封性。内套要有足够的刚度和强度，否则机器的使用寿命将降低。2.2 内套的主要技术要求2.2.1 尺寸精度和表面粗糙度：内套三维造型图如下所示：内套的内孔和上下平面是决定工件精度的关键表面，其精度要求最高，一般不低于 IT8 级；表面粗糙度 。内套内孔的圆度直接影响加工工件的孔精度，aR1.625m故要求较高，其误差不能大于尺寸的 。30%2.3 工艺过程分组内套结构不太复杂，精度要求较高，在中批量的生产条件下，内套的机械加
21、工工艺过程有二组加工表面。第一阶段：以毛坯面为基准，粗、精铣上下平面。第二阶段：以平面为基准，加工孔，及其它形状 。第三章 工艺规程的设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 45，由于零件年生产量为 8000 件，已达到中批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大。故采用锻造成型 。它的毛坯精度较高，加工余量较小，对提高生产率，保证加工质量也是有利的。 3.2 基准的选择3.2.1 粗基准的选择为取得平面作为精加工的定位基准，所以机械加工的第一道工序是铣上端面，然后以上端面为基准，铣下端面。为此可选择平面为粗加工基准。这样，当反过来再用平面定位，加工孔时，可以获得均匀的加工余量，有利于保证这两个
22、高精度的加工面的加工精度。3.2.2 精基准的选择为了避免基准不重合误差，考虑工艺基准与设计基准和各工序定位基准的统一，以及尽可能在一次装夹中加工较多的工件表面，所以在内套精加工的全部工序中，均采用端面作为定位基准。端面在使用过程中的磨损会影响定位精度，为了保证和提高定位精度，均需重新修整保证定位面的清洁。在使用过程中，不能随意拆卸和更换，都会引起基准的位置变动，从而造成误差。3.2.3 基准的转换由于内套的中孔与端面位置精度要求很高，所以在加工过程中要采用互换基准的原则，在基准相互转换的过程中，精度逐步得到提高。特别是钻内套孔时，由于定位基准选择恰当，收到了互基准和基准重合双重效果，从而保证
23、了很高的内套跳动精度。3.3 制定工艺路线由于生产类型为中批量生产，故在使零件的几何性状、尺寸精度几位置精度等技术要求得到合理的保证的前提下，应采用专用的夹具，并应尽量使工序集中起来提高生产率，处此之外，还应考虑经济效果，以使生产成本尽量提高。根据工件材料性质和具体尺寸精度、粗糙度的要求，设计了两种工艺路线来达到加工目的：表 1 工艺路线方案一工 序 号 工 名 序 称 工序内容10 锻件 锻造成型20 时效 热处理30 钻 钻中间孔40 车 粗车 19 外圆端成型50 铣 铣凹槽60 车 车 10.1 孔锥面70 车 车 10.1 孔80 铣 铣上端面90 铣 铣下端面100 钳工 去锐边毛
24、剌110 检 终检表 2 工艺路线方案二工 序 号 工 名 序 称 工序内容10 锻件 锻造成型20 时效 热处理30 铣 铣上端面40 铣 铣下端面50 钻 钻中间孔60 车 粗车 19 外圆端成型70 铣 铣凹槽80 车 车 10.1 孔锥面90 车 车 10.1 孔100 钳工 去锐边毛剌110 检 终检方案选择：在工艺路线拟定中根据机加工工序的安排原则：1 先基准后其它原则2 先粗后精原则3 先面后孔原则4 先主后次原则上述两方案的特点在于：方案一是先加工孔，然后以此孔为基准加工其它各处，而方案二是以上面与底面为基准加工其孔，可以看出以先加工孔，以孔作为定位基准加工时位置精度不易保证，
25、并且定位装夹等都不方便，不能保证加工质量的要求，但在成批生产的情况下，方案二则比较适合。应此选用方案 2 作为最终加工路线。综合考虑，选择方案二更好。3.3.2 加工阶段的划分在中批量生产条件下，内套的机械加工工艺可划分为以下三阶段：粗加工阶段(1)该阶段是在内套毛坯锻造和正火后进行的，包括铣面、钻孔等工序。其主要任务是切除毛坯上大部分余量，同时，可以发现铸件的裂纹或其他缺陷。精加工阶段(2)内套毛坯在加工后需要进行调质阶段，然后再进行精加工。精加工阶段包括各钻孔工序，及孔等次要表面加工等工序。3.4 确定切削用量及基本工时工序 锻造成型工序 时效热处理3）工序 粗精铣 15mm 上平面。机床
26、：X62W 铣床刀具：高速硬质的合金面铣刀 机床齿数 10mdw4014Z（1）粗铣铣削深度 ：pam3每齿的进给量 ：据相关的机械加工工艺手册中的表 2.1.75，取fZaf/25.0铣削速度 ：据相关的机械加工工艺手册中的表 2.4.87，取V smV/4机床主轴转速 ： ，取n0146019/min3.Vrdin20r实际铣削速度 ： 2.ns进给量 ：fVZaff /7/25.工作台每分进给量 ：m in.06.1sVf ：参照书籍机械加工工艺手册中的表 2.1.85,a ma24机床刀具切入长度 ：1lD)31(5.02机床刀具切出长度 ：取2走刀次数为 1机动时间 ：1jt min
27、5.02.743121mjfl（2）精铣铣削深度 ：pam精铣每齿的进给量 ：参照书籍机械加工工艺手册表 2.1.75，取fZaf/15.0精铣铣削的速度 ：参照书籍机械加工工艺手册表 2.2.89，取V smV/6机床传动主轴的转速 ： ，取n016028/in3.145Vrdin30r精铣实际铣削速度 ： .s精铣进给量 ：fVmZaff /5.精铣机床工作台每分进给量 ： m in/6305.10sVff精铣刀具切入长度 ：精铣时1l mDl401精铣刀具切出长度 ：取2精铣走刀次数为 1精铣机床机动时间 ：2jt in18.63024121mjfl故 本工序机床机动时间 m7.5jjj
28、t工序：粗精铣下端面，选取机床 X62W1 粗铣下端面：选取铣刀的半径是 ，齿数为 （见参考资料 工艺手册附表250m6Z3.129）0.15/fZZ， 参考资料（切削附表 3.3 以及切削附表 3.6）d80inT参考资料（切削附表 3.6）2/micV查01217.4(/min)cnrd参照机选择 6/ir机实际切削加工的速度： 1502.(/min)0ncdV机床工作台每分钟的给量： .614fZ机铣床工作台的给量： 5/mif横 向基本工时： 4520.3(in)1t精铣下端面：加工余量为 Zm切削速度为 20/incV17.4/inr查选用主轴为 6/ir机工作台进给量： 0.156
29、4(/min)fzVZn机基本工时： 4520.6(min)1t工序：粗精铣凹槽面：粗铣凹槽：机床选择：选择 X62W 铣床。由机械制造工艺简明手册表 4.3-36 至 4.1-39 可查其技术参数。刀具选择：选用硬质合金槽铣刀。选择铣刀直径 ，齿数 ，刀片40dm20Z牌号 YT15。铣刀几何参数根据机械加工工艺手册第一卷表 9.1-26 选择： 、r、 、 、 、 、 、 、 。012a08012ea6rk5r3rek1sb确定铣削用量：铣削深度 ：pm每齿进给量 ：由机械加工工艺手册第一卷表 9.2-1，取fa0.2f铣刀磨钝标准以及耐用度：由机械加工工艺手册第一卷表 9.1-5 表 9
30、.2-4 取后刀面最大磨损限度取 ，耐用度 。2m420Tmin铣削速度 V：由机械加工工艺手册第一卷表 9.1-14 取48/0./ins机床主轴转速：10.638.2/min3147vnrd根据 X62W 机床技术参数取： 5实际铣削速度： 3.14079.6/in0.9/0dnV s工作台每分钟进给量 ：mf.24.51/mifaZn根据 X62W 技术参数取： 6/inmf则实际每齿进给量为： 0.f z校验机床功率：机械加工工艺手册第一卷P2-104 页 2.5 小节公式：4610zFVpffffxyuwz FZqCaKdn式中 ， 534,.9,.7,.,0,1.,2FFFFpCx
31、 qam，将以上数据0.16/20132475/inf wZamzakdnr代入式（1-4）得： 0.90.741.015462.35ffffxyuFpz FZqwKdn=2638.9NV=0.99m/s将 、 V 代入式 2-4 得：ZF2638.902.610CpKW因为 X62W 机床主轴电动机功率为 7.5KW，故切削用量可用。基本时间的确定：由机械加工工艺手册第一卷表 9.5-36 铣刀对称铣削的基本时间公式：12wmfllTV式中： ， 由机械加工工艺手册第一卷表 9.2-39 查得90ll=38mm，代入式 2-6 得：12l1290381.46min85wmfllTsV精铣凹槽
32、：机床选择：选择 X62W 铣床。由机械制造工艺简明手册表 4.1-29 至 4.3-35 可查其技术参数。刀具选择：选用硬质合金槽铣刀。选者铣刀直径 ，齿数 ，刀片40dm20Z牌号 YT15。铣刀几何参数根据机械加工工艺手册第一卷表 9.1-15 选择： 、r、 、 、 、 、 、 、 。012a08012ea6rk5r3rek1sb铣削用量：铣削深度 ：pm每齿进给量 ：由机械加工工艺手册第一卷表 9.2-6，取fa每转进给量为 ，则0.5/mr0.5/2./famz铣削速度 V：由机械加工工艺手册第一卷表 9.6-7 得：（1-7）vqvxyupmpfwCdkTaZ式中： 203,.,
33、0.15,.3,0.2,0.32,4,vvvvvupmT。412/ 1pf wVdzaZK代入式 1-6 得：6.4/min.7/vqvxyupmpfwCVksTaZ机床主轴转速： 10.912./i3.40vnrd根据 X62W 机床技术参数取： 50/ni实际铣削速度： 3.146.918.4/min3.14/00dV s工作台每分钟进给量 ：mf.2575/ifaZn根据 X62W 技术参数取： 63/inmf则实际每齿进给量为： 0.1f z基本时间的确定：由机械加工工艺手册第一卷表 9.2-37 铣刀对称铣削的基本时间公式：12wmfllTV式中： ， 由机械加工工艺手册第一卷表 9
34、.1-36 查得90ll，代入式 1-9 得：1238l129038.61min27wmfllTsV工序 车 19 外圆端成型，从上知道零件材质是 45，所以采用了硬质合金车刀，参照相差文献书籍选择的车刀的基本形状,r =10，a =12，=45 已知道车削宽度 a =2.5mm，车削深度n0 ea =50mm 故机床选用车床。P1.确定设备每齿进给量 f Z参照相差文献书籍中知道 CA6140 车床它的功率为 ，工艺加工性系7.5kw统刚性比较中等。查得每齿进给量 f 、现取 。0.24m/z16=Z 0.16/fmz2.选择车刀磨损标准及耐用度 参照相差文献书籍，使用的车刀刀齿后刀面的极限
35、磨损量为 ，车刀.5直径 ，设备耐用度 。60dm180Tin3.确定设备切削速度 参照相差文献书籍，依据机床设备铣刀直径 ，车削的宽度60dma =2.5mm，设备的车削深度 a ，设备的耐用度 时查取e 50=P 18TinVc 98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s。参照相差文献书籍车床主传动轴转速表查取，n c=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc = 10cndVc= =56.52m/min364.实际进给量：f =zcnvff = =0.16mm/z1034753.校验机床功率 根据资料所知，车削时的功率（单位 kw）为:当 f =0.16
36、mm/z, a =50mm,ZPa =2.5mm, 时由切削功率的修正系数 k =1，则 P = 3.5kw，Pe490m/s=Vf mpcc=0.8 kw。ct根据车床设备说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率 P = P PcmctP =7.50.8=6P = 3.5kwcmc因此机床功率能满足要求。工序：钻中间孔：选择 9,8mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表 3.27）（切削表 1.6 和工艺表 3.318）0.43/fmr机（切削表 2.17）硬度15incV查 201715208(/min)rD按机床选取 （工艺表 4.14）/i机实际切削速度： 9.15.08(/min)V
37、1基本工时： （工艺表 6.18）24386i)0.ltnf机 机工序：车 10.1 孔锥面机床：CA6140 车床刀具：硬质合金车刀，车刀材料： 5YT切削深度 ： 。pa3.0m进给量 ：根据参考文献表 2.4-66，刀杆伸出长度取 ，切削深度为f m20=2.0mm。因此确定进给量 。Fa.2/fr切削速度 ：参照参考文献3表 2.4-9 取V.4/1/inVs机床主轴转速 ：n，101480.56/min3rd按照参考文献3表 3.1-41 取 1实际切削速度 ：v02.98/1ns工作台每分钟进给量 ： mf. inf被切削层长度 ：l35刀具切入长度 ： 1 2.5()6.30pr
38、amtgktg刀具切出长度 ： 取2l l4行程次数 ：i机动时间 ：1jt12356.0.27injmlf查参考文献1，表 14-36 工步辅助时间为： 61m工序 车 10.1 孔 所选刀具为 YT5 硬质合金车刀1）确定切削深度 pa根据机械手册表 3-128，确定 201853.pam2）确定进给量 f根据机械手册表 2-127，确定 ./fr按车床 CA6140 说明书（工艺手册表 4.2-20）选定0.92/fmr3）确定切削速度 v根据机械手册表 2-129，确定即 0.6/s36/inv则 189.57m3.41vnrd按 CA6140 车床说明书，取96/inr4）切削工时：
39、123540.8min96.mltnf工序 钳工工序 检验 第四章 夹具设计夹具是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的，它是用于实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向，以及装卸工件时的限位等作用的。组合机床的工作常常是多刀、多面和多工序同时加工，会产生很大的切削力和振动，因此组合机床佳句必须具有很好的刚性和足够的夹压力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何位移。同时，也不应该对工件产生不容许的变形，组合机床的夹具是保证加工精度（尺寸精度、几何精度和位置精度等）的关键部件，其设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久的保持精度。此外，组合机床夹具应便于实现定位和夹压的自动化，并
40、有动作完成的检查信号，保证切屑从加工空间自动排出，便于观察和检查，以及再不从机床上拆除夹具的情况下，能够更换易损件和维护调整。在组合机床上加工时，必须使被加工零件对刀具及其导向保持正确的相对位置。这是靠夹具的定位支承系统来实现的，定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外，还要承受被加工零件的重量和夹紧力，有时还需承受切削力。定位支承系统主要由定位支承、辅助支承和一些限位元件组成，定位支承是指在加工过程中维持被加工零件的一定位置的元件。辅助支承是仅用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于支承元件直接与被加工零件相接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被加工零件
41、的精度，其设计应注意以下问题：（1） 合理布置定位支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面，最好使夹紧力的位置对准定位支承元件，当受工件结构限制不能实现时，也应使定位支承元件尽量接近压紧力的作用线，并应使夹压力的各力中心处于定位支承平面内。（2） 提高刚度，减小定位支承系统的变形，应力求使定位元件（定位销）不受力。（3） 提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，一边长期保持夹具的定位精度。可靠的排出定位支承部件的切屑，使切屑不堵塞和粘附在支承定位系统上，对保证定位的准确性和工作可靠性有很大的影响。因此设计时应尽可能不使切屑落到定位支承系统上，当切屑有可能落在其上，必须采取有效的排屑和清理措施。
42、夹具体的设计：夹具体是夹具的最大和最复杂的元件，而且也是承受符合最大的元件。在它上面安装定位元件、夹紧元件，对刀元件和导向元件，及其它的一切元件和机构并通过它将夹具安装在机床上。工件的加工精度与夹具体本身的精度有很大关系，而且在加工过程中产生的切削力，惯性力等及工件的自重作用在夹具体上，都可能影响工件的加工精度。因此，设计夹具体应考虑以下问题：1) 有适当的精度和尺寸稳定性，特别是位置精度直接影响工件在加工过程中产生的误差。2) 夹具体要有足够的强度和刚度，使夹具体能承受在加工过程中产生的作用力而不止变形和发生振动。3) 夹具体的机构要紧凑形状要简单，同时要有足够的空间位置，保证夹具的其它元件
43、和机构安装方便，更换易损元件容易以及装卸工件方便。4) 夹具体的结构工艺性要好以便于制造，并注意消除内应力避免变形。5) 夹具体的中心要低，安装在机床上能稳固和安全，为了安装后得到稳定，底面的中部一般都挖空，同时应根据机床连接部分的机构形状来确定夹具体连接部分的形状和结构。6) 在满足刚度和强度的前提下，夹具体应尽量轻，不重要的部位，可以挖空以减轻重量，便于装卸。7) 夹具体采用铸造件，由于铸造可得到各种复杂的外形，刚性好还能吸振，但需进行时效处理以消除内应力。4.1 钻孔夹具设计4.1.1 定位基准的选择在加工钻孔工序时，内套平面及孔已经加工到要求尺寸。因此选用平面及与其垂直的外圆面作为定位
44、基准。4.1.2 定位元件的设计本工序选用的定位基准为平面与外圆面，所以相应的夹具上的定位元件应是型块与垫块。因此进行定位元件的设计主要是型块与夹具体进行设计4.1.3 定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。4.2.4 钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成钻孔加工，由参考文献13得：钻削力 6.08.2HBDfF钻削力矩 91T式中： 8Dm231875323minax
45、max 15.0rf所以 0.80.62621.7FN1.93T本套夹具采用螺栓夹紧，垫板主要靠左右旋动螺栓上的螺母来实现夹紧。根据参考文献13可知该机构属于单个螺旋夹紧。由式（3.2）根据参考文献13表 2-3-23 到表 1-3-25 可查得03510430.29)WNtg（4.1.5 夹紧装置的设计夹紧装置采用活动的螺栓来夹紧工件，采用的活动的螺栓的好处就是加工完成后，可以将活动的螺栓松开，然后向下退后一定距离把工件取出。主要用的螺旋夹紧原理。4.1.6 夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工钻斜面螺纹孔。内套底平面及其侧面两面来实现定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用活动的螺栓夹紧
46、。工件加工完成后，移动螺母向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到定位板处，然后将移动压板移动，压紧工件，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。如夹具装配图上图所示。总结转眼间几个周的时间过去了，课程设计也接近了尾声。这次课程设计是我们大学四年来进行的最综合、最大型、最全面的、用时最长的一次设计。是对大学所学的一次大总结，它汇聚了已学科目的所有知识点，几乎把大学四年所学的知识都囊括在里面了，使所学知识得到巩固与提高。我们通过不同的途径查阅相关的资料，如：图书馆的馆藏资料、网上图书馆以及查阅我们四年来所学的书本知识等；丰富了
47、自己的知识面，提高了解决问题的能力和自学能力。在设计中我们遇到了很多的困难，通过请教指导老师自己查阅资料，与同学讨论，最终都得到了解决。本次课程设计是以设计内套零件的加工工艺规程专用夹具为重点。包括选择毛坯的类型和制造方法、粗精基准的选择、加工顺序的安排，机床及的工艺装备的选择、工艺的分析计算、专用夹具的设计、填写工艺卡片等。设计中遇到很多细节问题，如机床的选择原则，要根据加工零件的材料、尺寸，机床的加工范围来确定；刀具的选择，它是有零件的材料，加工表面的形状来确定的；装配图上尺寸、配合的标注；工序图绘制原则，加工表面要用粗实线表示，非加工表面用细实线等。这些都是以前设计中没太注意的问题，感谢
48、导师的指出和耐心指导。通过此次设计，不但使我在设计中得到了很大的收获，丰富了自己的理论知识，提高了实践的能力，为今后在工作岗位中从事设计行业打下了坚实的基础，更让我深刻感觉到相互协作的团体精神和导师指导的重要性。由于我的时间经验比较缺乏，理论知识不够全面和深入，设计中肯定还存在不少的缺点和问题，希望能够得到老师的批评和指正。参考文献参考文献1李洪.机械加工工艺手册M.北京，北京出版社 ，1991 2孟少农.机械加工工艺手册第一卷M.北京，机械工业出版社，19913孟少农.机械加工工艺手册第二卷M.北京，机械工业出版社，19914贺光谊，唐之清.画法几何及机械制图M.重庆，重庆大学出版社，19945沈康.机械制造工艺及设备M.北京，机械工业出版社 19896李洪.机械制造工艺金属切削机床设计指导M. 东北工学
