CA6140车床拨叉(831002)加工工艺及25H7孔加工钻床夹具设计

一、 绪论…………………………………………………………………………7

二、 机床夹具概述 ………………………………………………………………7

2.1夹具的现状几生产对其提出新的要求…………………………………………8

2.2现代夹具的发展发向…………………………………………………………9

2.3机床夹具及其功用……………………………………………………………10

2.3.1机床夹具……………………………………………………………………10

2.3.2机床夹具的功能…………………………………………………………10

2.4机床夹具在机械加工中的作用………………………………………………11

2.5机床夹具组成和分类…………………………………………………………12

2.6机床夹具的分类………………………………………………………………12

1、按夹具的通用特性分类……………………………………………………………13

2、按夹具使用的机床分类……………………………………………………………14

2．7机床夹具设计特点………………………………………………………………15

1

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2.8机床夹具的设计要求……………………………………………………………16

三、零件分析…………………………………………………………………………16

3、1 零件的作用和装配关系………………………………………………………16

3、2 的材料、结构特点和主要工艺问题…………………………………………17

四、明确生产类型和工厂条件…………………………………………………… 19

4.1:确定工艺的基本特征…………………………………………………………19

五、工艺方案的拟定…………………………………………………………………19

5、1 制造方法和毛坯余量的确定…………………………………………………19

5、2 基准选择………………………………………………………………………20

5、3 工艺路线的制定……………………………………………………………20

六、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定………………………………24

七、 夹具设计………………………………………………………………………42

7、1问题的提出……………………………………………………………………42

2

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7、2夹具设计……………………………………………………………………42

7.3:切削力及夹紧力的计算………………………………………………………43

7、4定位误差分析…………………………………………………………………43

7、5夹具设计及简要操作说明……………………………………………………40

总结…………………………………………………………………………………46

致谢…………………………………………………………………………………47

参考文献……………………………………………………………………………48

2.3机床夹具及其功用

2.3.1机床夹具

夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工件。

2.3.2机床夹具的功能

3

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在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。

1.机床夹具的主要功能

机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。

（1）、定位

确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹具定位元件的定位面接触成配合实现的正的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。

（2）.夹紧

工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件。

2．机床夹具的特殊功能

机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。

1）、对刀

调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。

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2）、导向

如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向的功能的。

2.4机床夹具在机械加工中的作用

在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有一些六个方面，然而在不同的生产条件下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求，生产成本个工人操作方面的要求以达到预期的效果。

（1）、保证加工精度

用夹具装夹工件时，能稳定的保证加工精度，并减少对其他工作条件的依赖性，故在精密加工中广泛的使用该夹具，并且它还是全面质量管理的一个重要环节。

（2）、提高劳动生产率

使用夹具是否能使工件迅速的定位很夹紧并能够显著的缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。

（3）、改善工人的劳动条件

用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等装夹工件时，可家少工人的劳动强度保证生产安全。

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（4）、保证工艺纪律

在生产过程中使用夹具可确保生产周期，生产强度等工艺秩序。例如：夹具设计也是工程技术人员解决高难度零件的主要手段之一。

（5）、降低生产成本

在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显降低生产成本。

（6）、扩大机床工艺范围

这是生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施，如车床上的拉削，钻孔加工等，也可用夹具装夹的加工较复杂的成型面。

2.5机床夹具组成和分类

（1）、系统元件

（2）、夹紧元件

（3）、夹具体

（4）、连接元件

（5）、对刀与导向装置

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（6）、其他元件或装置

一．机床夹具的基本组成部分

虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。机床夹具的基本组成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。

1.定位元件

定位元件是夹具的主要功能元件之一 ，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就确定了。

2.夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。

3.夹具体

通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。

二、几夹具的其他组成部分

为满足夹具的饿其他功能要求，各种夹具好要设计其他的元件个装置。

1.连接元件

根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。连接常有的两种方式：一种是安装在机

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床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。

2.对刀与导向装置

对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块调铣刀对刀前的位置，对刀时，铣刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。导向装置钻模板、钻套、镗模的镗模支架。镗套，它们能确定刀具的位置，并引导刀具进行切削。

3.其他元件和装置

根据加工的需要，有些夹具分别采用分度装夹，靠模装置上下料加工工艺机器人等。

3、2 的材料、结构特点和主要工艺问题

零件为HT200铸钢件，无热处理要求。

从结构上看，左部呈圆筒状，右部为厚12mm的半圆叉爪。两部分上下都不在同一平面上，工件安装有一定困难。

零件的主要加工表面和主要的技术要求也分两个部分

一个是以∮25H7孔为中心的加工表面，这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。

一个是以半圆叉爪为中心的加工表面,即以φ60mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。主要是φ60H12的孔。

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铣16H11的槽

这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。

以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：

1、φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm.。

2、16H11mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

这些加工表面和技术要求，用一般的工艺方法都能做到，唯有叉爪的内半圆面较难车和镗。

5、1 制造方法和毛坯余量的确定

本零件形状不复杂，可大批生产。若选砂型手工造型，生产效率低、铸件质量差。也

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不宜采用费用高、生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造。最后确定采用砂型机器造型，它有较高的生产效率，也能满足毛坯质量要求。

查机械设计手册，按二级精度铸钢件查得毛坯余量如下：顶面7mm；侧面、底面5mm；孔取顶面余量7mm。由此得到图？？所示的毛坯尺寸。

5、2 基准选择

精基准选择：按照一般规则，定位精基准应是精度较高、粗糙度较小的表面。即应选择∮25H7孔及其一端面为基准。但用∮25H7孔作精基准，两零件分切开后可能不对称，而且2—∮25H7孔的端面横向尺寸小，定位稳定性也差。若选叉爪的及其一端面为精基准，又因∮60H12孔精度太低，用一般圆柱心轴作定位元件，定位误差太大。最后考虑仍选∮60H12孔为纵向定位基准，目的是希望工件分切开后左右两件较为对称。但所设计的夹具，必须采用弹簧心轴或轴向可移式锥心轴作定位元件，以消除精基准尺寸公差大造成的定位误差。垂直方向则选叉爪上端面为精基准，从尺寸关系看，以它作定位精基准便于加工其余各平面。

粗基准选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ25H7孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个φ42作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。既能加工出已选各精基准面，又能保证加工面对不加工毛面的位置和尺寸。

七、确立切削用量及基本工时

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工序一 以φ42外圆为粗基准，粗铣φ25孔上下端面。

（1）. 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,铸造。

加工要求：粗铣φ25孔上下端面。

机床： X53立式铣床。

刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝0°后角αo＝15°，副后角αo’=10°，刀齿斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1.5mm。

（2）： 切削用量

1）铣削深度

因为切削量较小，故可以选择ap=1.3mm，两次走刀即可完成所需长度。

2）每齿进给量

机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.08~0.15mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.08 mm/z。

11

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3）计算切削速度 按《工艺手册》，确定v=0.45m/s，即27m/min。

所以：

1000v1000*27107(r/min)dw*80 （7-1）

ns根据（《工艺手册》表4.2-39）取nw=120（r/min）

dwnw所以，实际切削速度为：

v100030(m/min)

所以，工作台每分钟进给量fm应该为：

fmfzznw=0.08*10*120=96m/min ll1l24）计算切削工时

tmfm=0.20（min） 工序二 精铣φ25孔上下端面。

1. 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,铸造。

加工要求：精铣φ25上下端面。

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（7-2） （7-3）

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机床： X6140卧式铣床。

刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。

2. 切削用量

1） 铣削深度

因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）每齿进给量

机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。

3）切削速度 按《工艺手册》，确定v=0.6m/s，即36m/min。

所以：

1000v1000*36142(r/min)dw*80ns （7-4）

根据（《工艺手册》表4.2-39）取nw=150（r/min）

13

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所以，实际切削速度为：

vdwnw100037.5(m/min)

所以，工作台每分钟进给量fm应该为：

fmfzznw=0.14*10*150=120m/min （7-5）

ll1l2fm=0.16（min） （7-6）

4）计算切削工时

tm工序三 以φ25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰φ25孔，孔的精度达到IT7。

1. 选择钻床及钻头

选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm，钻头采用双头刃磨法.

2.选择切削用量

（1）决定进给量f 根据表3.4-1可以查出f=0.47~0.57mm/r由于孔深和孔径之比

n'd0n1000l/d0=3.2，所以klf=0.85，

'f故=（0.47~0.57）*0.85=0.40~0.48mm/r

查z535型立式钻床说明书，取f=0.43mm/r

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'f根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=1.75mm/r。机床进给机构允许的轴向力

Fmax''f=15690N（由机床说明书查出），根据表3.4-4，允许的进给量>1.8mm/r

'''fff由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。

（2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率p

mmp用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10

进行计算。根据所给条件，可以直接在表3.4-15中用插入法计算得：

mpV=17m/min,F=4732N,T=51.69N.m, =1.25kw

由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系数kmv=0.88，klv=0.75，故：

v'=17m/min*0.88*0.75=11.22m/min

1000v'nd0=162r/min （7-7）

'查z535型机床说明书，取n=195r/min，实际切削速度为：

d0n1000v实13.5m/min （7-8）

由表3.4-11，切削力以及转矩的修正系数

kmfkmm=1.06，故：

15

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F=4732N*1.06=5016N

T=51.69N.m*1.06=54.8N.m

3)校验机床功率 切削功率pm为

pmpm*(v实/v)kmm=1.05kw

机床有效功率为：

p'EpE*效率=4.5kg*0.81=3.65kg

由于

p'Epm故选择的切削用量可以使用，即

d022mm,f0.43mm/r,n195r/min,v135m/min

相应的：F=5016N,T=54.5N.m，pm=1.05kw

4）计算工时：

tL802m1nf0.431950.98min 2扩孔

（1）选用24.7mm标准高速钢扩孔钻

（2）确定扩孔切削用量

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7-9） （

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1）确定进给量f

根据表3.4-5，取f=（0.7~0.8）*0.7mm/r=0.49~0.56mm/r。根据z535型机床说明书，取f=0.57mm/r

2)确定切削速度v及n

根据表3.4-34，取v=25m/min

由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数：

kmv0.88,kapv1.02

故v'25m/min*0.88*1.0222.44m/min

所以：

n'1000*22.44*24.7r/min

根据z535型机床说明书，取n=275r/min。实际扩孔速度：vd0n1000*24.7*2751000m/min21.3m/min 3)计算工时:

tL80m2nf20.572750.52min 17

（7-10）

7-11）

（毕业设计（论文）说明书

3铰、精铰孔

（1）选用25mm标准高速钢铰刀。

（2）确定铰孔切削用量

1）确定进给量f，根据表3.4-6查出，f=1.3~2.6mm，按该表注4，进给量取较小值。按z535型机床说明书，取f=1.6mm/r。

2）切削速度v及n 根据表3.4-40，去v=8.2m/min

切削速度的修正系数由表3.4-9查出

kmv0.88,kapv0.99

'故：v8.2m/min*0.88*0.997.14m/min

1000v'1000*7.14nr/min91r/mid0*25n （7-12）

'根据z535型机床说明书，取n=100r/min，实际铰孔速度

vd0n1000*25*1001000m/min7.85m/min （7-13）

3)计算工时：

18

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tm2L8020.51minnf1.6100 （7-14）

同理，精铰同上

所以，Tmtm1tm2tm3tm42.52min

工序四： 以φ25孔为精基准，粗铣φ60孔上下端面。

1. 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,铸造。

加工要求：粗铣φ60上下端面。

取fz=0.08mm/z （参考《切削手册》表3-3）

切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s，即27m/min

机床： X63卧式铣床。

刀具： 采用高速钢镶齿三面刃铣刀,铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=20,故据《切削用量简明手册》取dw=225mm。

则：

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ns1000v1000*2738(r/min)dw*225 （7-15）

根据（《工艺手册》表4.2-39）取nw=37.5（r/min）

dwnw所以，实际切削速度为：

v100026.5(m/min)

所以，工作台每分钟进给量fm应该为：

fmfzznw=0.08*20*37.5=60m/min

ll1l24）计算切削工时

tmfm=0.56（min） 工序五 以φ25孔为精基准，精铣φ60孔上下端面。

1. 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,铸造。

加工要求：精铣φ60上下端面。

取fz=0.14mm/z （参考《切削手册》表3-3）

切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s，即27m/min

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7-16）（

毕业设计（论文）说明书

机床： X63卧式铣床。

刀具： 采用高速钢镶齿三面刃铣刀,铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=20,故据《切削用量简明手册》取dw=225mm。

则：

1000v1000*2738(r/min)dw*225 （7-17）

ns根据（《工艺手册》表4.2-39）取nw=37.5（r/min）

dwnw1000所以，实际切削速度为：

v26.5(m/min)

所以，工作台每分钟进给量fm应该为：

fmfzznw=0.14*20*37.5=105m/min

ll1l2fm=0.32（min） （7-18）

4）计算切削工时

tm工序六 以φ25孔为精基准，钻、扩、铰、精铰φ60孔，保证孔的精度达到IT7。

1. 选择钻床及钻头

选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=55mm，钻头采用双头

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毕业设计（论文）说明书

刃磨法，

2.选择切削用量

（1）决定进给量f 根据表3.4-1可以查出f=0.7~0.8mm/r由于孔深和孔径之比

n'd0n1000l/d0=0.2，所以klf=1.0，

'f故=（0.7~0.8）*1=0.7~0.8mm/r

查z535型立式钻床说明书，取f=0.7mm/r

'f根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=2.1mm/r。机床进给机构允许的轴向力

Fmax''f=69620N（由机床说明书查出），根据表3.4-4，允许的进给量>2.4mm/r

'''fff由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。

mp（2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率

mp用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10

进行计算。根据所给条件，可以直接在表3.4-15中用插入法计算得：

mpV=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kw

由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系数kmv=0.88，klv=0.75，故：

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v'=12m/min*0.88*0.75=7.92m/min

1000v'nd0=45.85r/min

'查z535型机床说明书，取n=60r/min，实际切削速度为：

d0n1000v实10.36m/min

kmfkmm由表3.4-11，切削力以及转矩的修正系数=1.06，故：

F=27860N*1.06=29531.6N

T=686.7N.m*1.06=727.9N.m

3)校验机床功率 切削功率pm为

pmpm*(v实/v)kmm=7.22kw

机床有效功率为：

'pEpE*效率=12kg*0.81=9.72kg

由于

'pEpm故选择的切削用量可以使用，即

d055mm,f0.7mm/r,n60r/min,v10.36m/min

mp相应的：F=29531.6N,T=727.9N.m，=7.22kw

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4）计算工时：

L1220.33minnf0.760 （7-19）

tm12扩孔

（1）选用56mm标准高速钢扩孔钻

（2）确定扩孔切削用量

1）确定进给量f

根据表3.4-5，取f=（1.3~1.5）*0.7mm/r=0.91~1.05mm/r。根据z535型机床说明书，取f=0.95mm/r

2)确定切削速度v及n

根据表3.4-34，取v=20.3m/min

由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数：

kmv0.88,kapv1.02

'故v20.3m/min*0.88*1.0218.22m/min

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所以：

n'1000*18.22r/min*56=103.6r/min

根据z535型机床说明书，取n=120r/min。实际扩孔速度：

d0n1000v*56*1201000m/min21.1m/min

3)计算工时:

L1220.122minnf0.95120 （7-20）

tm23铰、精铰孔

（1）选用60mm标准高速钢铰刀。

（2）确定铰孔切削用量

1）确定进给量f，根据表3.4-6查出，f=1.25~1.8/mm，按该表注4，进给量取较小值。按z535型机床说明书，取f=1.6mm/r。

2）切削速度v及n 根据表3.4-40，去v=8.5m/min

切削速度的修正系数由表3.4-9查出

kmv0.88,kapv0.99

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故：v'8.5m/min*0.88*0.997.4m/min

n'1000v'd1000*7.4r/min42r/mi0*56n

根据z535型机床说明书，取n=60r/min，实际铰孔速度

vd0n1000*56*601000m/min10.55m/min 3)计算工时：

tL12m2nf21.6600.146min 同理，精铰同上

所以，Tmtm1tm2tm3tm40.744min

工序七 铣螺纹孔顶面

加工条件

工件材料； HT200，铸造。

机床：X52K。

26

（7-21）7-22）

（ 毕业设计（论文）说明书

查参考文献[工艺师手册]表30—34

刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：YT15，D100mm ，齿数Z8，此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=2mm

所以铣削深度

ap：

ap2mm

每齿进给量

af：根据参考文献[工艺手册]表2.4—75，取

af0.12mm/Z铣削速度V：

参照参考文献[工艺师手册]表30—34，取V1.33m/s

1000Vd 式（4.1）

机床主轴转速n：

n式中 V—铣削速度；

d—刀具直径。

代入式（4.1）得

1000V10001.3360254r/mind3.14100，

n按照参考文献[工艺手册]表3.1—74 n300r/min

27

毕业设计（论文）说明书

实际铣削速度v：

vdn10003.141003001.57m/s100060

进给量

Vf：

VfafZn0.128300/604.8mm/s

工作台每分进给量fm：

fmVf4.8mm/s288mm/min

a：根据参考文献[工艺手册]表2—81,a40mm

切削工时

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l32mm，

刀具切入长度l1：

l10.5(DD2a2)(1~3) 0.5(1001002322)(1~3)7mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数为1

ll1l2机动时间

t32720.14j1：

tj1fminm288

28

式（7-23）

毕业设计（论文）说明书

工序八： 以φ25孔为精基准，钻φ20孔（装配时钻铰锥孔）。

1. 选择钻床及钻头

选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=20mm，钻头采用双头刃磨法，

2.选择切削用量

（1）决定进给量f 根据表3.4-1可以查出f=0.43~0.53mm/r由于孔深和孔径之比

n'd0n1000l/d0=1.8，所以klf=1.0，

'f故=（0.43~0.53）*1=0.0.43~0.53mm/r

查z535型立式钻床说明书，取f=0.43mm/r

'f根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=1.6mm/r。机床进给机构允许的轴向力

Fmax''f=5880N（由机床说明书查出），根据表3.4-4，允许的进给量>1.0mm/r

'''fff由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。

mp（2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率

mp用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10

进行计算。根据所给条件，可以直接在表3.4-15中用插入法计算得：

29

毕业设计（论文）说明书

mpV=17.6m/min,F=4340N,T=42.53N.m, =1.184kw

由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系数kmv=0.88，klv=0.75，故：

v'=17.6m/min*0.88*0.75=11.62m/min

1000v'n'd0=185r/min

查z535型机床说明书，取n=180r/min，实际切削速度为：

vd0n实100011.3m/min

由表3.4-11，切削力以及转矩的修正系数kmfkmm=1.06，故：F=4340N*1.06=4600N

T=42.53N.m*1.06=45.1N.m

3)校验机床功率 切削功率pm为

pmpm*(v实/v)kmm=0.8kw 机床有效功率为：

p'EpE*效率=4.5kg*0.81=3.65kg

30

7-24）

（毕业设计（论文）说明书

'pEpm由于故选择的切削用量可以使用，即

d020mm,f0.43mm/r,n180r/min,v11.3m/min

mp相应的：F=4600N,T=45.1N.m，=0.8kw

4）计算工时：

L3620.49minnf0.43180 （7-25）

tm1工序九 以φ25孔为精基准，车床攻M22×1.5螺纹。

1）切削速度的计算：见《切削用量手册》表21，刀具寿命T=60min，采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时

ap=1.05，走到次数i=3，

半精车螺纹时

11.8*1.11*0.7521.57(m/min)ap600.11*0.20.7*10.3=0.2，走刀次数i=3

vc精车螺纹时

11.8*1.11*0.7521.57(m/min)ap600.11*0.10.7*10.3=0.1，走刀次数i=2

vc其中，cv11.8,m0.11,xv0.7,yv0.3，螺距t1=1

31

毕业设计（论文）说明书

km(0.6371.75)1.11,kk0.750.6

所以，粗车螺纹时：

11.8*1.11*0.7521.57(m/min)0.110.70.360*1.05*1

vc半精车螺纹时

11.8*1.11*0.756.65(m/min)600.11*0.20.7*10.3

vc精车螺纹时：

11.8*1.11*0.7536.8(m/min)0.110.70.360*0.1*1

vc2）确定主轴转速

粗车螺纹时

1000vc1000*21.57114.4(r/min)D*60

n1按照机床说明书，取n=96r/min

实际切削速度 vc=18m/min

半精车螺纹时：

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毕业设计（论文）说明书

n1000vc1000*6.652D*6035.3(r/min)

实际切削速度 vc=34m/min

精车螺纹时

n1000vc3D1000*36.8*60195(r/min)

实际切削速度 vc=34m/min

3）切削工时 取切入长度为 l13mm粗车螺纹时

tll11nfi15396*1*30.75(min)

半精车螺纹时

tll1152nfi343*1*20.83(min)

精车螺纹时

tll13nfi153195*1*40.18(min)

33

毕业设计（论文）说明书

所以车螺纹的总工时为tt1t2t31.76(min)

工序十 以φ25孔为精基准，铣槽端面

1. 选择机床刀具

选择立式铣床X53K硬质合金钢Yab端铣刀

ap60

2. 切削用量

查2表5 f=0.14~0.24mm/r

T=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min

n=7.32r/min

Vf6.44m/min

3. 计算工时

L3244.19snf6.44

tm1半精铣

L2244.04snf6.44

tm2Tmtm1tm28.23s

34

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工序十一 精铣槽16H11

本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步，此工序精铣槽须满足各技术要求包括：槽宽16H11，槽深8H12，槽两侧面粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。

1、选择机床及刀具

机床 x61W型万能铣床

刀具 错齿三面刃铣刀铣槽do=16mm查[1]表8

国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm

L=16mm 齿数z=24

2、计算切削用量

由[工艺手册]表9.4—1和（切削用量手册）查得 走刀量 f=0.67 mm/r

铣刀磨钝标准和耐用度

由[工艺手册]表9.4—6查得 磨钝标准为 0.2~0.3

表9.4—7查得 耐用度为 T=150min

（1）切削速度

35

毕业设计（论文）说明书

由[工艺手册] 式3.2

vCVd0TapmXVYVqvuVPVafawzkv （7-26）

查表 9.4—8 得其中：

修正系数kv1.0

CV40 qv0.2 Xv0.1

Yv0.4 uv0.5 pv0.1 m=0.5

f0.670.028mma6a8z24 w p

af 代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s

（2）确定机床主轴速度

1000v6.5r/s390.5r/mindw

ns由[工艺手册] 按机床选取主轴转速为6.33 r/s

所以 实际切削速度为

36

毕业设计（论文）说明书

vnwdw3.27m/s196.2m/min1000

（3）计算切削工时

Lly32.77svfafznTm （7-27）

工序十二 两件铣断

加工机动时间j：

ttj0.28min

辅助时间f：参照参考文献[工艺手册]表2.5—45，取工步辅助时间为0.41min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为1min。则

tf0.4111.41mint

k：根据参考文献[工艺手册]表2.5—48，k13

单间时间定额td，有：

td(tjtf)(1k%)(0.281.41)(113%)1.9min22.8min （7-28）

因此，达到生产要求。

七、 夹具设计

设计工序——钻Φ25H7夹具。

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毕业设计（论文）说明书

7、1问题的提出

本夹具要用于钻Φ25孔，钻Φ25孔之前我们其他孔系都还没有加工，所以定位比较困难，又因为我们的孔和其他面没有位置度要求，因此我们采用已经加工好的底面和侧面定位即可满足要求，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证各面的各加工精度，提高生产效率，降低劳动强度。

7、2夹具设计

1． 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。由零件图可知，用60圆弧一端面定位并用压板夹紧，再用两可调螺钉组成的v形上定位限制六个自由度。

为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的钩型压板作为夹紧机构。

7.3:切削力及夹紧力的计算

切削刀具：高速钢麻花钻头，则

0.15F2943apf0.75vckp

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毕业设计（论文）说明书

式中：（

apKp1＝1.5mm，vc＝50m/min，f＝0.5mm/r，

KpKmp•Kkap•Krap•K2P•Krp）

计算结果 = 1459.699N

选用压板压紧，实际加紧力N应为

F14601460N10.50.5

N

式中，1和2是夹具定位面及加紧面上的摩擦系数，1＝2＝0.5。

压板用螺母拧紧，由《机床夹具设计手册》表1-2-23得螺母拧紧力N拧＝4200N

根据杠杆原理压板实际加紧力为

N压＝42000.5＝2100N

此时N压已大于所需的1460N的夹紧力，故本夹具可安全工作。

7、4定位误差分析

定位元件尺寸及公差确定。

(1) 夹具的主要定位元件为一平面和两v形块，面与面配合。

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毕业设计（论文）说明书

（2） 工件的工序基准为端面和圆柱面，故端面的平面度和圆柱面的援助度对定位误差影响最大.则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin

本工序采用一平面，两 v形块，工件始终平面，而定位块的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件在定位块正上方呦倾斜，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。

7、5夹具设计及简要操作说明

如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了压板和压紧螺钉夹紧方式。本工序为钻25mm孔，切削力大，所以选用夹紧力大一些装置就能达到本工序的要求。

本夹具的最大优点就是结构紧凑,承受较大的夹紧力。

总 结

设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。

课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理

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毕业设计（论文）说明书

论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

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