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河南機電高等?？茖W校
畢業(yè)設計說明書
論文題目：左支座零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計
系 部： 機械工程系
專 業(yè)：計算機輔助設計與制造
班 級： 機計 074
學生姓名： 馬帥
學 號： 070115442
指導教師： 王學讓
2010年05月10日
河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計
摘 要
在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。
關鍵詞：工藝規(guī)程；定位誤差；夾緊；加工余量；夾緊力
ABSTRACT
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keywords：Technical instruction, position error ,clump , the surplus of processing ,clamp strength
I
目 錄
摘 要 I
緒 論 1
第1章 車床左支座零件的分析及毛坯的確定 2
1.1 車床左支座的作用和工藝分析 2
1.1.1 零件的作用 2
1.1.2 零件的工藝分析 3
1.2 零件毛坯的確定 3
1.2.1 毛坯材料的制造形式及熱處理 3
1.2.2 毛坯結構的確定 4
第2章 車床左支座的加工工藝設計 6
2.1 工藝過程設計中應考慮的主要問題 6
2.1.1 加工方法選擇的原則 6
2.1.2 加工階段的劃分 6
2.1.3 加工順序的安排 7
2.1.4 工序的合理組合 8
2.2 基準的選擇 8
2.2.1 粗基準和精基準的具體選擇原則 8
2.2.2 選擇本題零件的基準 9
2.3 機床左支座的工藝路線分析與制定 10
2.3.1 工序順序的安排的原則 10
2.3.2 工藝路線分析及制定 10
2.4 機械加工余量 13
2.4.1 影響加工余量的因素 13
2.4.2 機械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的確定 13
2.5 確定切削用量及基本工時 16
2.5.1 工序一 粗銑?80H9()mm孔大端端面 16
2.5.2 工序二 粗鏜?80H9內(nèi)孔 19
2.5.3 工序三 精銑?80H9大端端面 20
第3章 專用夾具設計 23
3.1 定位基準及定位元件的選擇 23
3.2 切削力及夾緊力的計算 23
3.3 定位誤差分析與計算 24
3.4 夾具設計及操作的簡要說明 25
致 謝 26
參考文獻 27
附 錄 28
緒 論
一、設計目的
畢業(yè)設計是高等院校學生在學完了大學所有科目，進行了生產(chǎn)實習之后的一項重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。畢業(yè)設計主要培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識來分析處理生產(chǎn)實際問題的能力，使學生進一步鞏固大學期間所學的有關理論知識，掌握設計方法，提高獨立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術工作打好基礎。
另外，這次畢業(yè)設計也是大學期間最后一項實踐性教學環(huán)節(jié)。通過本次畢業(yè)設計，應使學生在下述各方面得到鍛煉：
1.熟練的運用機械制造基礎、機械制造技術和其他有關課程中的基本理論，以及在生產(chǎn)實習中所學到的實踐知識，正確的分析和解決某一個零件在加工中基準的選擇、工藝路線的擬訂以及工件的定位、夾緊，工藝尺寸確定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。
2.通過夾具設計的訓練，進一步提高結構設計(包括設計計算、工程制圖等方面)的能力。
3.能比較熟練的查閱和使用各種技術資料，如有關國家標準、手冊、圖冊、規(guī)范等。
4.在設計過程中培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和獨立工作的能力。
二、設計任務
1.完成左支座零件—毛坯合圖及左支座零件圖。
2.完成左支座零件工藝規(guī)程設計
3.完成左支座零件加工工藝卡
4.機床專用夾具裝備總圖
5.撰寫設計說明書
第1章 車床左支座零件的分析及毛坯的確定
機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術保證。
在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、材料、結構、形狀、尺寸和技術要求等不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上，用某一種加工方法就能完成的，而是要經(jīng)過一定的工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求，結合現(xiàn)場的具體條件，對零件的各組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，逐步地把零件加工出來。對于某個具體零件，可采用幾種不同的工藝方案進行加工。雖然這些方案都可以加工出來合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益來看，可能其中有種方案比較合理且切實可行。因此，必須根據(jù)零件的具體要求和可能的加工條件等，擬訂較為合理的工藝過程。
1.1 車床左支座的作用和工藝分析
1.1.1 零件的作用
題目所給的是機床上用的的一個支座.該零件的主要作用是利用橫、縱兩個方向上的5mm的槽.使尺寸為80mm的耳孔部有一定的彈性,并利用耳部的?21mm的孔穿過M20mm的螺栓一端與?25H7()配合的桿件通過旋緊其上的螺母夾緊,使裝在?80H9()mm的心軸定位并夾緊。
1.1.2 零件的工藝分析
左支座共有兩組加工表面,它們互相之間有一定的位置要求,現(xiàn)分別敘述如下:
一、以?80H9()內(nèi)孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括:?80H9()mm孔的大端面以及大端的內(nèi)圓倒角，四個?13mm的底座通孔和四個?20的沉頭螺栓孔,以及兩個?10的錐銷孔,螺紋M8-H7的底孔以及尺寸為5()mm的縱槽，主要加工表面為?80H9()mm，其中?80H9()mm的大端端面對?80H9()mm孔的軸心線有垂直度要求為:0.03mm.
二、以?25H7()mm的孔加工中心的表面：這一組加工表面包括?21mm的通孔和?38的沉頭螺栓孔以及?43的沉頭孔,螺紋M10-7H的底孔以及尺寸為5()mm的橫槽，主要加工表面為?25H7()mm。
由上述分析可知，對于以上兩組加工表面,可以先加工其中一組，然后再借助于專用夾具加工另一組加工表面，并且保證其位置精度。
1.2 零件毛坯的確定
1.2.1 毛坯材料的制造形式及熱處理
一、左支座零件材料為:HT200在機床工作過程中起支撐作用,所受的動載荷和交變載荷較小.由于零件的生產(chǎn)類型是中批量生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,故可以采取金屬模機械砂型鑄造成型，這樣有助于提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量.
灰鑄體一般的工作條件：
1.承受中等載荷的零件。
2.磨檫面間的單位面積壓力不大于490KPa。
二、毛坯的熱處理
灰鑄鐵（HT200）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對基體的割裂作用大，引起應力集中也大；因此，使石墨片得到細化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎檬嘶穑瑏硐T鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。
1.2.2 毛坯結構的確定
根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的年生產(chǎn)綱領500件/年。由參考文獻可知，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用金屬模機械砂型鑄造成型。又由于支座零件?80孔需鑄出，故還應安放型芯，此外，為清除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。
由參考文獻可知，該種鑄件的尺寸公差等級CT為8～10級，加工余量等級MA為G級，故選取尺寸公差等級CT為10級，加工余量等級MA為G級。
鑄件的分型面選擇通過從基準孔軸線，且與側面平行的面。澆冒口位置分別位于?80孔的上頂面。
由參考文獻用查表法確定參考面的總余量如表1-1所示。
表1-1 各加工表面總余量（mm）
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量
說明
A面
140
G
4.0
底面，單側加工
?80孔
80
H
5.0
孔降1級大側加工
由參考文獻可知鑄件主要尺寸的公差，如表1-2所示。
表1-2 毛坯主要尺寸及公差（mm）
主要尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
A面中心距尺寸
100
4.0
104
3.2
?80孔
80
5.0
75
1.6
27
第2章 車床左支座的加工工藝設計
2.1 工藝過程設計中應考慮的主要問題
2.1.1 加工方法選擇的原則
（1） 所選加工方法應考慮每種加工方法的經(jīng)濟、精度要求相適應。
（2） 所選加工方法能確保加工面的幾何形狀精度，表面相互位置精度要求。
（3） 所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應。
（4） 加工方法要與生產(chǎn)類型相適應。
（5） 所選加工方法企業(yè)現(xiàn)有設備條件和工人技術水平相適應。
2.1.2 加工階段的劃分
為保證零件加工質(zhì)量和合理地使用設備、人力，機械加工工藝過程一般可分為一下幾個階段：
1.粗加工階段
主要任務是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形狀和尺寸上盡可能接近成品。因此，此階段應采取措施盡可能提高生產(chǎn)率。
2.半精加工階段
完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做好準備。
3.精加工階段
保證各主要表面達到圖樣的全部技術要求，此階段的主要目標是保證加工質(zhì)量。
4.光整加工階段
對質(zhì)量要求很高的表面，應安排光整加工，以進一步提高尺寸精度和減少表面粗糙度。但一般不能用以糾正形狀誤差和位置誤差。
通過劃分加工階段：（1）可以逐步消除粗加工因余量大、切削力大等因素造成的加工誤差，保證加工質(zhì)量。（2）可以合理使用機床設備。（3）便于安排熱處理工序，使冷熱加工工序配合得更好。（4）可以及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時修補或決定報廢，以免因繼續(xù)盲目加工而造成工時浪費。
2.1.3 加工順序的安排
零件的加工順序包括切削加工順序、熱處理先后順序及輔助工序。在擬定工藝路線時，工藝人員要全面地把切削加工、熱處理和輔助工序三者一起加以考慮。
一、機械加工順序的安排原則
1.基面先行
2.先主后次
3.先粗后精
4.先面后孔
有些表面的最后精加工安排在部裝或總裝工程中進行，以保證較高的配合精度。
二、熱處理工序的安排
熱處理工序在工藝路線中的位置安排，主要取決于零件材料及熱處理的目的。
預熱處理的目的是改善材料的切削工藝性能、消除殘余應力和為最終熱處理作好組織準備。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的殘余應力：調(diào)質(zhì)一般安排在粗加工和半精加工之間進行，為最終熱處理作好組織準備：時效處理用以消除毛坯制造和機械加工中生產(chǎn)的內(nèi)應力。
最終熱處理的目的是提高零件的強度、表面硬度和耐磨性及防腐美觀等。淬火及滲碳淬火、氰化、氮化等安排在精加工磨削之前進行；由于調(diào)質(zhì)后零件的綜合機械性能較好，對某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作為最終熱處理，其工序位置安排在精加工之前進行；表面裝飾性鍍層、發(fā)藍處理，安排在機械加工完畢后進行。
三、輔助工序的安排
輔助工序主要包括：檢驗、清洗、去毛刺、去磁、到棱邊、涂防銹油及平衡等。其中檢驗工序是主要的輔助工序，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施。除各工序操作者自檢外，在關鍵工序之后、送往外車間之前、粗加工結束之后，精加工之前、零件全部加工結束之后，一般均安排檢驗工序。
2.1.4 工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
1.工序分散原則
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。
2.工序集中原則
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。中批及大批大量生產(chǎn)中，多采用工序工序分散的加工原則，生產(chǎn)中可以采用結構簡單的專用機床和通用夾具，組織流水線生產(chǎn)。
2.2 基準的選擇
2.2.1 粗基準和精基準的具體選擇原則
一、粗基準的選擇
粗基準選擇的要求應能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配各加工面的余量，同時要為后續(xù)工序提供精基準。一般按下列原則選擇：
1.為保證不加工面與加工面之間的位置要求，應選不加工表面作粗基準。如果零件上有多個不加工表面，則應以其中與加工表面相互位置要求較高的表面作為粗基準。
2.合理分配個加工面的余量。
3.粗基準應避免重復使用。
4.選作粗基準的表面應平整，沒有注口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。
二、精基準的選擇
1.基準重合原則
應當盡量使定位基準與設計基準相重合，以避免因基準不重合而引起定位誤差。
2.基準統(tǒng)一原則
在零件加工的整個工藝過程中或者有關的某幾道工序中盡可能采用同一個(或一組)定位基準來定位，稱為基準統(tǒng)一原則。
3.自為基準原則
當精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，應選擇加工表面作為基準，稱為自為基準原則。
4.互為基準原則
對于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基準反復加工的方法，這稱為互為基準原則。
5.便于裝夾原則
所選精基準應能保證工件定位準確、穩(wěn)定，夾緊方便可靠。精基準應該是精度較高、表面粗糙度較小、支撐面積較大的表面。
三、輔助基準的選擇
選擇輔助基準時應盡可能使工件安裝定位方便，便于實現(xiàn)基準統(tǒng)一，便于加工。
2.2.2 選擇本題零件的基準
一、粗基準的選擇原則
按照有關粗基準的選擇原則，當零件有不加工表面的時候,應該選取這些不加工的表面為粗基準;若零件有若干個不加工表面時，則應以其加工表面相互位置要求較高的表面作為粗基準。現(xiàn)取R55的外圓柱表面作為定位基準，消除X,Y的轉動和X,Y的移動四個自由度,再用?80H9()mm的小端端面可以消除Z周的移動。
二、精基準的選擇原則
精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算。?80孔和A面既是裝配基準，又是設計基準，用它們做精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝規(guī)程路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，A面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。
由于生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故應該采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外還應降低生產(chǎn)成本。
2.3 機床左支座的工藝路線分析與制定
2.3.1 工序順序的安排的原則
1.對于形狀復雜、尺寸較大的毛坯，先安排劃線工序，為精基準加工提供找正基準
2.按“先基準后其他”的順序，首先加工精基準面
3.在重要表面加工前應對精基準進行修正
4.按“先主后次，先粗后精”的順序
5.對于與主要表面有位置精度要求的次要表面應安排在主要表面加工之后加工
2.3.2 工藝路線分析及制定
一、工藝路線方案一
工序一：粗鏜、精鏜孔?80H9()mm孔的內(nèi)圓
工序二：粗銑、精銑?80H9()mm的大端端面
工序三：鏜?80H9()mm大端處的2×45°倒角。
工序四：鉆4-?13mm的通孔，锪?20mm的沉頭螺栓孔。
工序五：鉆2-?10mm的錐銷底孔，粗鉸、精鉸2-?10mm的錐銷孔。
工序六：銑削尺寸為5mm的縱槽。
工序七：鉆削通孔?20mm，擴、鉸孔?25H7()mm,锪沉頭螺栓孔?38mm和?43mm。
工序九：鉆削M10-H7和M8-H7的螺紋底孔。
工序十：銑削尺寸為5mm的橫槽。
工序十一：攻螺紋M10-H7和M8-H7。
工序十二：終檢。
二、工藝路線方案二
工序一：粗銑、精銑削?80H9()mm孔的大端端面。
工序二：粗鏜、精鏜?80H9()mm內(nèi)孔，以及倒2×45°的倒角。
工序三：鉆削底板上的4-?13mm的通孔，锪4-?20mm的沉頭螺栓孔。
工序四：鉆削錐銷孔2-?10mm底孔，鉸削錐銷孔?10mm。
工序五：鉆削?21mm的通孔，擴、鉸孔?25H7()mm，锪沉頭螺栓孔?38mm和?43mm。
工序六：銑削尺寸為5mm的縱槽。
工序七：鉆削M10-H7和M8-H7的螺紋底孔。
工序八：銑削尺寸為5mm的橫槽。
工序九：攻螺紋M10-H7和M8-H7。
工序十：終檢。
三、工藝方案分析
工藝方案路線一：本路線是先加工孔后加工平面，再以加工后的平面來加工孔。這樣減少了工件因為多次裝夾而帶來的誤差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因鑄造原因引起的圓柱R55mm的底端不平整，則容易引起?80H9()mm的孔在加工過程中引偏。使?80H9()mm的內(nèi)孔與R55的圓柱的同心度受到影響，造成圓筒的局部強度不夠而引起廢品。工藝路線方案二則是先加工平面再加工孔。本工藝路線可以減小?80H9()mm的孔與底座垂直度誤差，以及?80H9()mm與R55圓柱的同心度，使圓筒的壁厚均勻外，還可以避免工藝路線一所留下的部分缺陷（即：工藝路線一中的工序六加工后再加工下面的工序的話，會由于工序六降低了工件的剛度，使后面的加工不能保證加工質(zhì)量和加工要求）。
四、工藝方案的確定
由上述分析，工藝路線二優(yōu)于工藝路線一，可以選擇工藝路線二進行加工，在工藝路線二中也存在問題，粗加工和精加工放在一起也不能保證加工質(zhì)量和加工要求，所以我們得出如下的工藝路線：
工序一：粗銑?80H9()mm孔的大端端面，以R55外圓為粗基準，選用X52K立式升降銑床和專用夾具。
工序二：粗鏜?80H9()mm內(nèi)孔，以孔?80H9()mm孔的軸心線為基準，選用X620臥式升降銑床和專用夾具。
工序三：精銑?80H9()mm孔的大端面，以?80H9()mm內(nèi)圓為基準，選用X52K立式升降臺銑床和專用夾具。
工序四：精鏜?80H9()mm內(nèi)孔，以及?80H9()mm大端處的倒角2×45°，以?80H9()mm孔的小端端面為基準。選用T611臥式鏜床和專用夾具。
工序五：鉆削4-?13mm的通孔，锪沉頭螺栓孔4-?20mm。以?80H9()mm內(nèi)圓為基準。選用Z5150立式鉆床和夾具。
工序六：鉆削?21mm的通孔，擴、鉸孔?25H7()mm，锪鉸?36mm的沉頭螺栓孔。以?80H9()mm孔大端端面為基準，選用Z3080臥式鉆床和專用夾具。
工序七：锪削沉頭螺栓孔?43mm。以孔?80H9()mm的大端端面為基準。選用Z5150立式鉆床和專用夾具。
工序八：鉆削M8-H7的螺紋底孔，以?80H9()mm內(nèi)圓為基準。選用Z5150立式鉆床和專用夾具。
工序九：銑削尺寸為5mm的縱槽。以?80H9()mm內(nèi)圓為基準，選用X62K臥式銑床和專用夾具。
工序十：鉆削M10-H7的螺紋底孔。以?80H9()mm大端端面為基準。選用Z5150立式鉆床和專用夾具。
工序十一：銑削尺寸為5mm的橫槽，以?80H9()mm大端端面為基準。選用X62K臥式銑床和專用夾具。
工序十二：珩磨?80H9()mm的內(nèi)圓，以孔?80H9()mm的大端端面為基準。
工序十三：攻螺紋M10-H7和M8-H7。
工序十四：終檢。
2.4 機械加工余量
工藝路線確定以后，就需要安排各個工序的具體加工內(nèi)容，其中最主要的一項任務就是要確定各個工序的工序尺寸及上下偏差。工序尺寸的確定與工序的加工余量有關。加工余量是指加工過程中從加工表面切去材料層厚度。余量有由工序余量和加工總余量之分。工序余量是同一被加工表面相鄰兩工序尺寸之差；加工總余量是某一表面毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之差。
2.4.1 影響加工余量的因素
確定加工余量的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下，越小越好。在確定時應該考慮一下因素：
1.上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度和表面缺陷層深度。
2.上道工序的尺寸公差。
3.上道工序留下的空間位置誤差。
4.本工序的裝夾誤差。
2.4.2 機械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的確定
左支座零件的材料是HT200，抗拉強度為195Mpa-200Mpa，零件的毛坯質(zhì)量為6.5kg。零件的生產(chǎn)類型是中批生產(chǎn)；參考《機械加工工藝簡明手冊》毛坯的制造方法及其工藝特點，選擇左支座零件的毛坯制造類型選擇為金屬模機械砂型鑄造成型。
由上述原始資料及加工工藝分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.?80H9()mm大端其加工尺寸為140mm×140mm的平面。保證高度尺寸100mm。此尺寸是自由尺寸表面粗糙度值Ra=3.2μm，需要精加工。根據(jù)《機械加工工藝簡明手冊》成批生產(chǎn)鑄件機械加工余量等級，可得：金屬模機械砂型鑄造成型的灰鑄鐵加工余量等級可取8～10級我們?nèi)?級，加工余量MA取G級，鑄件尺寸公差可得1.8mm的鑄造尺寸公差，可得2.5mm的加工余量。
2.?80H9()mm孔內(nèi)表面，其加工長度為100mm，表面粗糙度值Ra=1.6μm.需要精鉸和珩磨。查《機械加工工藝簡明手冊》鑄件尺寸公差可得1.6mm的鑄造尺寸公差，可得2.5mm的加工余量。
三、?80H9()mm孔大端端面4個螺栓孔。只需要鉆底孔和锪沉頭孔即可。則加工余量為：
鉆削?13mm的通孔 雙邊加工余量2Z＝13mm
锪沉頭孔?20mm 雙邊加工余量2Z＝7mm
四、內(nèi)表面?21mm、?25H7()mm、?38mm和?43mm的加工余量，這些內(nèi)表面中有些需要多次加工才才能完成。加工余量分別為：
1.鉆削?21mm的通孔 雙邊加工余量2Z＝21mm
2.?25H7()mm內(nèi)表面
（1） ?21mm擴孔到?24.7mm 雙邊加工余量2Z＝3.7mm
（2） ?24.7mm鉸孔到?24.9mm 雙邊加工余量2Z＝0.2mm
（3） ?24.9mm珩磨到?25H7()mm 雙邊加工余量2Z＝0.1mm
3.?38mm的沉頭孔，可以一次性锪成型。
則雙邊加工余量2Z＝17mm
4.?43mm的沉頭孔，也可以一次性加工出來。
則雙邊加工余量2Z＝22mm
五、尺寸為5mm的橫、縱兩條槽，每一條槽都可以一次性銑削成型，則雙邊加工余量2Z＝5mm。
六、M10-H7和M8-H72個螺紋孔，機加工車間只需要加工螺紋的底孔，攻螺紋的工作可以放在鉗工室。則：
1.M10-H7的底孔加工的直徑為?8.5mm 雙邊加工余量2Z＝8.5mm
2.M8-H7的底孔加工的直徑為?6.8mm 雙邊加工余量2Z＝6.8mm
七、內(nèi)孔?80H9()mm的加工余量計算：
1.內(nèi)孔?80H9()mm為9級加工精度，鑄件的毛坯重量約為6.5Kg?！稒C械加工工藝簡明手冊》鑄件機械加工余量可以得到內(nèi)圓的單邊加工余量為Z＝2.5mm。機械加工工藝簡明手冊》鑄件公差，可得：IT＝1.6mm。
2.珩磨加工余量：查《機械加工工藝手冊》珩磨的加工余量，可得：珩磨的單邊加工余量Z＝0.05mm。
3.精鏜加工余量：查《機械加工工藝手冊》擴孔、鏜孔、鉸孔的加工余量Z＝1.5mm～2.0mm。查《機械加工工藝手冊》臥式鏜床的加工公差，可得：IT＝±0.02mm～±0.05mm。這里取±0.02mm。
4.粗鏜加工余量：除珩磨的加工余量和精鏜的加工余量剩下的余量都給粗鏜。查《機械加工工藝手冊》臥式鏜床的加工公差，可得IT＝±0.1mm～±0.3mm，我們這里取±0.1mm。
由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此規(guī)定都有加工公差，所以規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上的加工余量有最大及最小之分。
由于本次設計規(guī)定的零件為中批生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工。因此在計算最大、最小加工余量時應該按照調(diào)整法加工方式予確定。
由此可知：
毛坯的名義尺寸：80-2.5×2＝75mm
毛坯的最大尺寸：75-0.8＝74.2mm
毛坯的最小尺寸：75＋0.8＝75.8mm
粗鏜后最小尺寸：80-1.5×2＝77mm
粗鏜后最大尺寸：77+0.1＝77.1mm
精鏜后最小尺寸：80-0.05×2＝79.9mm
精鏜后最大尺寸：79.9＋0.02＝79.92mm
珩磨后尺寸與零件圖紙尺寸相同，即：?80H9()mm
最后將上述的計算的工序間尺寸及公差整理成下表2-1：
表2-1 ?80H9()mm孔的加工余量計算（單位：mm）
工序
加工尺寸公差
鑄件毛坯?80H9()
粗鏜
精鏜
珩磨
加工前
最大
74.2
77
79.8
最小
75.8
77.1
79.82
加工后
最大
74.2
77
79.8
80
最小
75.8
77.1
79.82
80.087
加工余量（單邊余量）
2.5
最大
1.8
1.41
0.1435
最小
0.6
1.25
0.1
加工公差（單邊）
1.6／2
0.2／2
0.04／2
0.087／2
2.5 確定切削用量及基本工時
2.5.1 工序一 粗銑?80H9()mm孔大端端面
本工序采用計算法確定切削用時
1.數(shù)據(jù)的確定
加工材料：HT200。
加工要求：粗銑孔?80H9()mm的大端端面。
機床和夾具：X52K立式升降臺銑床專用夾具，用R55mm的外圓柱面為基準。
刀具： 材料為YG6，D=160mm,L=45mm,d=50mm,Z=16,β＝10°，γ＝15°，α＝12°。查《機械加工工藝手冊》常用銑刀參考幾何角度和鑲齒套式面銑刀，可得以上的參數(shù)。并查出銑刀的刀具耐用度為T＝10800s。
2.計算切削用量
確定?80H9大端端面最大加工余量，已知毛坯長度方向的加工余量Z＝2.5±0.9mm，考慮3°的拔模斜度，則毛坯長度方向的加工余量Z＝7.1mm。但是實際上此平面還要進行精銑所以不用全部加工，留1.5mm的加工余量給后面的精加工。因此實際大端端面的加工余量可以按照Z=5.6mm計算?？梢苑謨纱渭庸t每次加工的加工余量Z＝2.8mm。銑削的寬度為140mm，則可以分兩次加工，?80H9孔的小端端面在鑄造時也由留了3°的拔模斜度，所以也留了加工余量Z＝3mm。長度方向的加工按照IT＝12級計算，則取0.4mm的加工偏差。
確定進給量f：查《機械加工工藝手冊》端銑刀（面銑刀）的進給量，由刀具材料為YG6和銑床功率為7.5KW，可?。篺=0.14～0.24mm/z，這里取0.2mm/z
3.計算切削速度
查《機械加工工藝手冊》各種銑削速度及功率的計算公式：
v＝
其中：K＝KKKKKKKK，查《機械加工工藝手冊》工件材料強度、硬度改變時切削速度、切削力和切削功率修正系數(shù)，可得：K＝1.0，K＝1.0，K＝1.0，K＝1.05，K＝1.0，K＝0.86，K＝1.0，K＝0.8，則：K＝KKKKKKKK＝1.0×1.0×1.0×1.05×1.0×0.86×1.0×0.8＝0.7224。則切削速度為：
v＝＝＝0.994m/s
＝59.64m/min
4.計算主軸轉速
n＝＝V＝＝118.65r/min
查《機械加工工藝手冊》銑床（立式、臥式、萬能）主軸轉速，與118.65r/min相近的轉速有118r/min和150r/min，取118r/min，若取150r/min則速度太大。
則實際切削速度：
v＝＝59.31m/min
5計算切削工時
查《機械加工工藝手冊》銑削機動時間的計算，可得：
t＝＝
其中當≤0.6時，＝+（1～3），這里＝0.4375，
則：＝+（1～3）＝82mm，＝2～5mm取4mm,＝140mm。
f＝0.2×16×118＝377.6 mm／min查《機械加工工藝手 冊》銑床(立式、臥式、萬能)工作臺進給量，可取375mm／min。
t＝＝＝2.411min
6.計算機床切削力
查《機械加工工藝手冊》圓周分力 的計算公式，可得：
＝
查《機械加工工藝手冊》工件材料強度、硬度改變時切削速度、切削力、切削功率修正系數(shù)，可得＝1.0，則：
＝
＝
＝2873.2N
7.機床機加工的驗證
（1） 驗證機床切削功率
查《機械加工工藝手冊》各種銑削切削速度及功率計算公式，可得：
＝
其中：K＝KKKKK，查《機械加工工藝手冊》工件材料強度、硬度改變時切削速度、切削力、切削功率修正系數(shù)和其他使用條件改變時切削速度、切削力及切削功率修正系數(shù)，可得：K＝1.0，K＝0.8，K＝1.14，K＝0.79，K＝1.0，則：
K＝KKKKKK＝1.0×0.8×1.14×0.79×1.0＝0.72048，則機床切削功率為：
＝＝2.05KW
查《機械加工工藝手冊》銑床（立式、臥式、萬能）參數(shù)，可得X52K銑床的電機總功率為9.125KW，主電機總功率為7.5KW，所以機床的功率足夠可以正常加工。
（2） 驗證機床進給系統(tǒng)強度
已知主切削力＝2873.2N。查《機械加工工藝手冊》各種銑刀水平分力、垂直分力、軸向力與圓周分力的比值，可得：a＝（0.4～0.8）mm，a＝（0.1～0.2）mm/z，不對稱銑刀銑削順銑，水平分力/＝（0.15～0.3），/＝（0.9～1.0），/＝（0.5～0.55）。則取：F＝0.2＝0.2×2873.2＝574.64N，
F＝0.9＝0.9×2873.2＝2585.88N，
F＝0.5＝0.5×2873.2＝1436.6N。
查取機床工作臺的摩擦系數(shù)μ＝0.1可得切削刀具在縱向進給方向對進給機構的作力F
F＝F+μ（F++）＝574.64+0.1×（2873.2+2585.88+1436.6）
＝574.64＋689.568＝1264.208N
而機床縱向進給機構可以承受的最大縱向力為1436.6N，故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。
2.5.2 工序二 粗鏜?80H9內(nèi)孔
選用T611臥式鏜床核專用夾具。
刀具：材料為W18Cr4V，B＝16mm，H＝16mm，L＝200mm，l＝80mm，d＝16mm，K＝60°。參考《機械加工工藝手冊》鏜刀可以得刀以上數(shù)據(jù)。
確定?80H9的最大加工余量，已知毛坯厚度方向的加工余量為Z＝2.5mm±0.8mm，考慮3°的拔模斜度，則厚度方向上的最大加工余量是Z＝8.54mm，由于后面要精鏜核珩磨則加工余量不必全部加工，留給后面的精鏜的加工余量Z＝1.5mm，珩磨的加工余量留Z＝0.05mm。則加工余量可以按照Z＝6.94mm，加工時分兩次加工，每次加工的鏜削余量為Z＝3.5mm。查《機械加工工藝手冊》鏜刀時的進給量及切削速度，可得進給量f＝0.35～0.7mm/r，切削速度v＝0.2～0.4m/s。參考《機械加工工藝手冊》臥式鏜床主軸進給量，取進給量f＝0.4mm/r，切削速度v＝0.3m/s＝18m/min。
則主軸的轉速n
n＝ ＝＝71.4r/min
查《機械加工工藝手冊》臥式鏜床的主軸轉速，可得與76.4r/min相近的轉速有80r/min和64r/min，取80r/min，若取64r/min則速度損失太大。
則實際切削速度:
v＝＝18.85m/min
計算鏜削加工工時：
t＝＝
其中：；mm；。則鏜削時間為：
t＝＝＝7.432min
2.5.3 工序三 精銑?80H9大端端面
機床和夾具：X52K立式升降臺銑床專用夾具（類式于長三抓卡盤），以?80H9的內(nèi)孔面為基準。
刀具：材料為YG6，D=160mm，L=45mm，d=50mm，Z=16，β＝10°，γ＝15°，α＝12°。查《機械加工工藝手冊》常用銑刀參考幾何角度和鑲齒套式面銑刀?？傻靡陨系膮?shù)。并查出銑刀的刀具耐用度為T＝10800s。
銑削深度mm，銑削寬度為：140mm可以分兩次切削。
去定進給量f：查《機械加工工藝手冊》端銑刀（面銑刀）的進給量，有刀具的材料為YG6和銑床的功率為7.5KW，可得：進給量分f＝0.2～0.3mm/z，此處取0.2mm/z。
查《機械加工工藝手冊》硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）銑削用量可得：v＝2.47m/s＝148.2m/min。則主軸轉速為：
n＝＝＝295r/min
查《機械加工工藝手冊》銑床（立式、臥式、萬能）主軸轉速，與295r/min相近的轉速有235r/min和300r/min。取300r/min，若取235r/min。則速度損失太大。
則實際切削速度為
v＝＝150.8m/min
實際進給量為：
f＝16×300×0.2＝960mm／min
查《機械加工工藝手冊》銑床（立式、臥式、萬能）工作臺進給量，可取：f＝950mm/min。＝＝0.198mm/z。
計算銑削工時：
查《機械加工工藝手冊》銑削機動時間的計算，可得：
t＝
其中當≤0.6時，＝+（1～3），這里＝0.4375。則＝140mm，＝82mm；mm；取5mm。
則：t＝＝＝0.476min
2.5.4 工序四 精鏜?80H9內(nèi)孔
選用T611臥式鏜床和專用夾具，以孔?80H9的大端端面為基準。
刀具：參考《機械加工工藝手冊》鏜刀，可以選擇B=12mm,H=16mm,L=80,d=12mm,＝45°。刀具材料為YG8。
確定進給量, 查《機械加工工藝手冊》鏜刀及切削速度，可得：進給量f＝0.15～0.25mm／r，切削速度v＝2.04m／s。參考《機械加工工藝手冊》臥式鏜床主軸進給量，取進給量f＝0.19mm／r。
切削速度：
v＝2.04m／s＝122.4m／min
計算主軸轉速：
v＝＝v＝＝497r/min
查《機械加工工藝手冊》臥式鏜床主軸轉速，可得與497r/min相近的轉速有400r/min和500r/min，取500r/min。若取400r/min則速度損失太大。
則實際切削速度：
v＝=123.2m/min
計算切削時間：
查《機械加工工藝手冊》車削和鏜削的機動時間計算，可得：
t＝＝
其中：＝100mm；＝3mm；mm；。則鏜削時間為：
t＝＝1.14min
其余工步切削用量及基本工時計算從略
第3章 專用夾具設計
本次設計中為左支座設計一臺專用夾具，以便在加工過程中提高工作效率、保證加工質(zhì)量。左支座零件在本次夾具設計為加工?80H9()mm孔的大端端面上4個孔螺栓孔的加工專用夾具。專用夾具的特點：針對性強、結構簡單、剛性好、容易操作、裝夾速度快、以及生產(chǎn)效率高和定位精度高。
利用本夾具主要用來鉆、锪加工頂面的四孔。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對?80H9()mm孔的平行度公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
3.1 定位基準及定位元件的選擇
由零件圖可知：根據(jù)頂面四孔的軸線與?80H9()mm孔的尺寸要求，在對孔進行加工前，?80H9()mm孔及其大端端面已按其加工技術要求加工，因此，?80H9()mm孔及其大端端面定位精基準（設計基準）來滿足其面上四孔加工的尺寸要求。
3.2 切削力及夾緊力的計算
由資料《機床夾具設計手冊》可得：
切削力公式：
式中 ，
即：
實際所需夾緊力：《機床夾具設計手冊》得：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻《機床夾具設計手冊》可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
，，
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力：
式中參數(shù)由《機床夾具設計手冊》可查得：
，，，，
其中：
由《機床夾具設計手冊》得：原動力計算公式：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構工作是可靠的。
3.3 定位誤差分析與計算
該夾具以?80H9()孔及其大端端面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
孔與面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由《互換性與技術測量》可知：
取m（中等級）即 ：尺寸偏差為、
由《機床夾具設計手冊》可得：
(1) 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故
(2) 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即：
(3) 磨損造成的加工誤差：通常不超過
(4) 夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.4 夾具設計及操作的簡要說明
本夾具用于在鉆床上加工?80H9()mm孔的大端端面的螺栓孔。工件以?80H9()mm孔及其大端端面為定位基準，在定位銷（心軸）和壓緊元件以及防轉銷上實現(xiàn)完全定位。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率。為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸。本夾具總體的感覺還比較緊湊。
致 謝
通過這次的畢業(yè)設計，使我能夠對書本的知識做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑鏜鉆夾具的設計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。
1.本次設計是對所學知識的一次綜合運用，充分的運用了大學所學的知識，也是對大學所學課程的一個升華過程。
2.掌握了一般的設計思路和設計的切入點，對機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計有了一個全面的認識，培養(yǎng)了正確的設計思路和分析解決問題的能力，同時提升了運用知識和實際動手的能力。
3.進一步規(guī)范了制圖要求，學會運用標準、規(guī)范、手冊和查閱相關資料的本領。
由于本人水平有限，加之時間短，經(jīng)驗少。文中定有許多不妥甚至錯誤之處，請老師給予指正和教導，本人表示深深的謝意。同時也要感謝王老師在本次畢業(yè)設計中的指導與幫助！
參考文獻
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附 錄
附錄一：左支座零件—毛坯合圖 1張
附錄二：左支座零件圖 1張
附錄三：左支座零件專用夾具裝配圖 1張
附錄四：機械加工工藝規(guī)程卡片 1套