【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有下方大圖片預覽，下拉即可直觀呈現(xiàn)眼前查看、盡收眼底縱觀。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內(nèi)文檔可直接點開預覽，需要原稿請自助充值下載，所見才能所得，請見壓縮包內(nèi)的文件及下方預覽，請細心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396
壓縮包內(nèi)含CAD圖紙和三維建模及說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985
本科畢業(yè)論文
題 目 方刀架零件加工工藝及夾具設計
學 院 機電與信息工程學院
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
年 級 級
學 號
姓 名
指 導 教 師
成 績
年 11 月 10 日
目 錄
前 言 1
1 零件分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件的工藝分析 2
1.2.1 零件圖樣分析 2
1.2.2 工藝分析 2
2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 4
2.1 選擇毛坯 4
2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 4
2.3繪制方刀架鍛造毛坯簡圖 5
3 工藝規(guī)程設計 6
3.1 定位基準的選擇 6
3.1.1 基面的選擇 6
3.1.2 粗基準的選擇 6
3.1.3 精基準的選擇 6
3.2 擬訂工藝路線 7
3.3 加工余量、工序尺寸和公差的確定 11
3.4 切削用量的計算 12
3.5 時間定額計算 20
4 鉆M12螺紋底孔專用夾具設計 25
4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 25
4.2 鉆模板與導引元件的設計 25
4.3 切削力及夾緊力的計算 26
4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 28
4.5 鉆模板 29
4.6定位誤差的分析 29
4.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 30
4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 32
結(jié) 論 34
參考文獻 35
致 謝 36
方刀架零件加工工藝及夾具設計
摘要：本課題主要是在方刀架零件加工過程的基礎上進行的專用夾具設計。主要加工部位是平面和孔。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔?？准庸て矫娣置黠@的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。通過底面作一個良好的基礎過程的基礎。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個，然后進行平面和孔定位技術(shù)支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在平面和孔的加工工藝及其他孔過程。整個過程是一個組合的選擇工具。專用夾具夾具的選擇，有自鎖機構(gòu)，因此，對于大批量，設計夾具會產(chǎn)生更高的生產(chǎn)力，提高生產(chǎn)效率，滿足設計要求。
關(guān)鍵詞：方刀架類零件；工藝；夾具；
Abstract: Machining process and fixture design of the lathe tool
This paper mainly is in the process of the processing of the parts of the machine tool, based on the special fixture design. The main parts of the machine is the plane and the hole. In general, it is easy to make sure that the hole is better than the guarantee. Therefore, the design principle is the first processing hole. The hole processing plane is obvious and the phase of the hole is ensured. The foundation of a good foundation is made by the bottom surface. The main process arrangement is to support the first one in the positioning hole, and then carry out the plane and hole positioning technology to support the processing hole. In the subsequent step, the process and other holes are positioned in addition to being positioned in the plane and hole. The whole process is a combination of selection tools. The choice of special fixture fixture, there are self - locking mechanism, therefore, for large quantities, design fixture will produce higher productivity, improve production efficiency, meet the design requirements.
Key words: square frame parts; process; fixture
前 言
方刀架加工處理是指改變形狀，尺寸，相對位置和取得良好份的全過程的性質(zhì)的加工坯料的方法，該方法是基于所述工作者的處理。例如，該處理流程粗加工的共用部分 - 精加工 - 裝配 - 檢驗 - 包裝，是一般方法的過程。如上面所述原油處理可以包括空白的制造，研磨等，可被分成轎廂精加工，鉗工，銑床，等等，必要的每個步驟進行了詳細的數(shù)據(jù)，如粗糙度，以實現(xiàn)得多，公差來實現(xiàn)。
視產(chǎn)品與技術(shù)人員，設備條件和工人的質(zhì)量等的數(shù)量，以確定所使用的過程中，和寫在過程的文件，這是所述處理的規(guī)劃的內(nèi)容。這是一個比較有針對性。每個工廠可能不一樣，因為實際的情況是不同的。
總體來說，該過程是一個程序，過程是對于每個步驟詳細參數(shù)，工藝規(guī)劃是基于一個特定工廠編寫過程的實際情況。
第 33 頁 共 53 頁
1 零件分析
1.1 零件的作用
方刀架是車床溜板箱中的一個主要零件。方刀架位于溜板箱上的小托板上用來安裝刀具，小托板又固定在轉(zhuǎn)盤上面，通過轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動來帶動方刀架的轉(zhuǎn)動從而改變刀具的方向和進刀的角度。通過用螺釘?shù)木o固作用在機床上快速的實現(xiàn)車刀固定，夾緊、轉(zhuǎn)換，為車工提供方便，同時也節(jié)省了大量的輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率。
1.2 零件的工藝分析
1.2.1 零件圖樣分析
由零件圖可知，其材料為45鋼。該材料具有足夠的強度、剛度和韌性，適用于承受彎曲應力和沖載荷作用的工作條件。
（1）孔對基準B的位置度要求為。
（2）圖中左端（方刀架底面）平面度公差為。
（3）圖中左端對基準B的垂直度要求為。
（4）C表面熱處理40～45HRC.
（5）材料為45鋼。
1.2.2 工藝分析
從方刀架這個零件所給零件圖可以看出，其主要有兩組加工表面，且它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)將這兩組表面分述如下：
1、以左端面為加工表面
這一組加工表面包括：4個直徑為Φ15mm的螺栓孔，尺寸為Φ25mm的孔。
2、以右端面為加工表面
這一組的加工表面包括：8個Φ12mm的螺紋通孔，尺寸為Φ35的孔及倒角。
這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
（1）兩軸孔之間的平行度為0.008；
（2）左端面相對于孔Φ25mm表面的垂直度為0.015，左端面的平面度為0.008；
（3）定位銷孔對軸孔的平行度為0.01。
3、該零件為車床用方刀架，中建周圍槽用于裝夾車刀，其C面直接與車刀接觸，所以要求有一定的硬度。因此表面淬火40～45HRC。
4、該零件左端面與車床托板面結(jié)合，并可以轉(zhuǎn)動?？子糜诘都芏ㄎ粫r使用，以保證刀架與主軸的位置，其精度直接影響機床的精度。
5、零件中四個側(cè)面和左右兩端面均有較高的精度要求，因此在工序中安排磨削以保證定位時的精度。
2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖
2.1 選擇毛坯
零件材料為鋼，有較好的剛度和耐磨性，零件的輪廓尺寸125mm125mm72mm，屬于箱殼類零件，結(jié)構(gòu)比較簡單規(guī)則，但某些加工面和孔的尺寸精度、平面度、垂直度、位置精度、表面粗糙度要求比較高，鑄件適用于制造復雜形狀的毛坯，鍛件適用于形狀簡單，強度要求高的毛坯。但因此零件并不是很復，因此該零件選擇毛坯為鍛件，鍛件制造的方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產(chǎn)率低，適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小，生產(chǎn)率高、適用于中批以上生產(chǎn)的中小型零件毛坯。常用的鍛造材料為中、低碳鋼及低合金鋼。綜上所述，該零件應選擇自由鍛的方法制造毛坯。
2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量
2.2.1 公差等級
由方刀架的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。
2.2.2 鍛件重量
由毛坯圖上基本尺寸估算機械加工前方刀架件鍛件毛坯的重量為11kg。
2.2.3 鍛件復雜系數(shù)
對方刀架零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，即 ，該方刀架鍛件的形狀復雜系數(shù)為：
=6kg／(135mm×135mm×82mm×7.8×10-6kg／mm3)≈11／12.7≈0.899
由于0.899介于0.63和1之間，故該方刀架的形狀復雜系數(shù)屬S1級。
2.2.4 鍛件材質(zhì)系數(shù)
由于該方刀架材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65％的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M1級。
2.2.5 鍛件分模線形狀
根據(jù)該方刀架件的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。
2.2.6零件表面粗糙度
由零件圖可知，該方刀架各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6μm。
根據(jù)上述諸因素，可查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2—13鍛件內(nèi)外表面加工余量，確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列于表2.1中。
表2.1 方刀架機械加工余量及鍛造毛坯尺寸公差
加工表面
零件尺寸/mm
機械加工余量/mm
毛坯公差/mm
毛坯尺寸/mm
上下表面
2.0～3.0 （取2.5）
3.2 ()
四周側(cè)面
2.0～3.0 （取2.5）
2.5 ()
2.3繪制方刀架鍛造毛坯簡圖
由表2.1所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖如附圖二方刀架毛坯圖所示。
3 工藝規(guī)程設計
3.1 定位基準的選擇
3.1.1 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
3.1.2 粗基準的選擇
粗基準的選擇：粗基準的選擇對保證加工余量的均勻分配和加工表面與非加工面（作為粗基準的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。
如圖1所示，零件的毛坯鍛造時其兩端面難免有平行度的誤差。加工時若以小端面A作為粗基準定位，則加工后大端面C能夠與小端面平行，可以保證零件壁厚均勻，但卻保證不了A、B兩面的厚度及B、C兩面的厚度；若以大端面C作為粗基準定位，A面作為非配合表面的要求不高，這樣以配合表面作為基準可以提高零件的精度，滿足要求。由上面的分析可知，我們要加工的零件必須保證壁厚均勻，對加工余量沒有特殊要求，所以可以選擇以大端面做為粗基準。
3.1.3 精基準的選擇
精基準的選擇：選擇精基準時，應重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。有任務書中給定的零件圖上可以看出零件的設計基準是左端面，如果我們選擇左端面做為精基準，符合基準重合的原則，同時又可以保證右端面和壓刀槽端面的精度要求，符合基準統(tǒng)一的原則，而且裝夾也很便。故選擇左端面作為精基準。
3.2 擬訂工藝路線
3.2.1 工藝路線的確定
擬訂工藝路線是工藝規(guī)程設計的關(guān)鍵步驟。工藝路線的優(yōu)略，對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動強度，都有很大影響。通常情況下，制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù) 能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量下降。
1．工藝路線方案一
工序1：粗車右端面。
工序2：粗車左端面。
工序3：半精銑右端面。
工序4：半精銑左端面。
工序5：鉆、鏜Φ25mm孔及倒角1.545。
工序6：磨Φ25mm孔及左端面定位，磨右端面保證尺寸39mm。
工序7：以右端面定位，磨左端面保證尺寸72mm和18mm。
工序8：以Φ25mm孔及左端面定位，磨四側(cè)，保證尺寸。
工序9：鉆、擴4—Φ15mm的孔。
工序10：鉆8—Φ10mm的螺栓孔，攻絲。
工序11：鉆擴Φ10mm，其入口深18mm處，擴至Φ10.2mm，攻螺紋M-12—6H。
工序12：鉆φ10H7的斜孔
工序13：終檢。
2．工藝路線方案二
工序1：粗銑左端面。
工序2：粗銑右端面，半精銑右端面，倒角1.545。
工序3：精銑左端面，倒角1.545。
工序4：鉆通孔 Φ22mm，鏜Φ35mm孔，切內(nèi)槽Φ38mm2mm，倒角。粗鏜Φ25mm孔，精鏜，金剛鏜孔Φ25mm至圖樣尺寸。
工序5：倒左端面Φ25mm孔處倒角 145。
工序6：粗銑四方，精銑四方。
工序7：銑四方壓刀槽，精銑D面至尺寸。
工序8：車環(huán)形槽。
工序9：鉆鉸4-Φ15mm孔。
工序10：鉆8-M12-6H通孔小徑。
工序11：攻8-M12-6H螺紋。
工序12：鉆鉸螺紋低孔M12-6H。
工序13：攻M12螺紋，深18mm。
工序14：鉆φ10H7的斜孔
工序15：終檢。
3．兩種工藝路線方案的比較
上述兩個方案的特點在于：方案一是以右端面為粗基準，先銑右端面，然后以右端面粗基準銑左端面，然后再以大端面定位，進行孔的加工；而方案二是以左端面為精基準，先銑左端面，再以左端面為基準銑右端面，最后進行孔的加工。
方案一以右端面粗基準，保證了零件壁厚均勻及平行度的技術(shù)要求，裝夾次數(shù)也較多，但是左端面沒有進行精加工，從而不能保證右端面這一配合表面的精度。方案二左端面為精基準，能保證零件的壁厚均勻，其裝夾次數(shù)較少。綜合兩個方案，方案二更可行，因此選用第二種方案：
工序1：粗銑左端面。 X62W
工序2：粗銑右端面，半精銑右端面，倒角1.545。 X62W
工序3：精銑左端面，倒角1.545。 X62W
工序4：鉆通孔 Φ22mm，鏜Φ35mm孔，切內(nèi)槽Φ38mm2mm，倒角。粗鏜Φ25mm孔，精鏜，金剛鏜孔Φ25mm至圖樣尺寸。Z525
工序5：倒左端面Φ25mm孔處倒角 145。 C620
工序6：粗銑四方，精銑四方。 X62W
工序7：銑四方壓刀槽，精銑D面至尺寸。 X62W
工序8：車環(huán)形槽。 C620
工序9：鉆鉸4-Φ15mm孔。 Z525
工序10：鉆8-M12-6H通孔小徑。 Z525
工序11：攻8-M12-6H螺紋。 Z525
工序12：鉆鉸螺紋低孔M12-6H。 Z525
工序13：攻M12螺紋，深18mm。 Z525
工序14：鉆φ10H7的斜孔 Z525
工序15：終檢。
3.2.2 加工階段的劃分
該方刀架加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準（方刀架右端面）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑方刀架頭四周側(cè)面、方刀架的四周環(huán)槽和倒角。在半精加工階段，完成方刀架C面的精銑加工和四側(cè)面的磨削加工保證各表面的垂直度和平面度。最后進行各孔的鉆、鉸和螺紋的加工。
3.2.3 工序的集中與分散
選用工序集中原則安排方刀架的加工工序。該方刀架的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。
3.2.4 工序順序的安排
遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——方刀架頭右端面和孔；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——方刀架兩端面和四周側(cè)面，后加工次要表面——四周環(huán)槽和左端面環(huán)槽；遵循“先面后孔”原則，先加工方刀架頭個表面最后加工各孔。由于C面有硬度要求所以中間過程要有熱處理。在綜合考慮上述工序順序原則上，擬定方刀架機械加工工序安排如表3.2所示。
表3.2 方刀架機械加工工序安排
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
選定基準
1
下料
棒料Φ120㎜×135㎜
2
鍛造
模鍛，鍛件尺寸130㎜×130㎜×77㎜
3
熱處理
正火
4
粗車
粗車右端面鉆Φ22㎜孔，擴孔至Φ33㎜深35㎜，車孔至Φ
四側(cè)面和左端面
5
粗車
到頭車左端面保證厚度尺寸為
右端面
6
銑
銑床
右端面
7
銑
銑四側(cè)面環(huán)槽保證距右端面24.5mm距左端面19mm保證
右端面
8
銑
精銑C面保證距左端面18.5mm
右端面
9
銑
倒八條面角
右端面
10
熱處理
C面淬火至40～45HRC
右端面
11
車
車的孔至圖樣車環(huán)槽尺寸至
右端面
12
磨
磨右端面保證
左端面
13
磨
磨左端面保證
右端面
14
磨
粗精磨四側(cè)面保證并要對B基準對稱，四面相互垂直
左端面
15
鉆
右端面及一側(cè)面
16
鉆
鉆粗精鉸
左端面和一側(cè)面
17
鉆
鉆粗精鉸攻螺紋M12-6H
右端面及兩側(cè)面
18
檢驗
按圖樣要求堅持各部分尺寸和精度
19
入庫
涂油入庫
3.3 加工余量、工序尺寸和公差的確定
方刀架零件材料為剛，C表面淬火硬度HB40～55，生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。
根據(jù)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、工序尺寸及毛坯如下：
1．毛坯尺寸
由給定任務書中的零件圖，鍛件尺寸為125mm125mm72mm，未加工表面鍛造可達到精度。
2．左右端面的粗加工余量
左端面加工余量取1mm，大端面加工余量2mm [見《機械制造工藝手冊》（以下簡稱《手冊》）表1-24]
3．精銑左端面的加工余量
左端面的精銑加工余量為0.5mm。[見《手冊》表1-24]
4．半精銑右端面的加工余量
右端面的半精銑加工余量為1.3mm。[見《手冊》表1-24]
5．鉆通孔Φ22mm孔余留加工余量單邊1.5 mm，用鏜刀。
精鏜再用金剛鏜孔Φ25mm至圖樣尺寸。
6．粗精銑四方126 mm 126 mm（留加工余量1 mm ）
7．鉆 4—Φ15mm孔
選用Φ10mm的擴孔鉆進行擴孔，切削深度為1mm。即可達到加工精度。
8．鉆8—Φ10mm通孔及攻螺紋至M12-6H
選用Z525立式鉆床并用壓板夾緊，用Φ10mm高速鋼麻花鉆孔，切削深度為24mm。
9．鉆鉸螺紋低孔M12-6H，攻M12螺紋，深18mm。
選用Z525立式鉆床并用芯軸定位夾緊，用Φ10mm高速鋼麻花鉆通孔，攻螺紋深度為18mm。
10．終檢
3.4 切削用量的計算
3.4.1 工序4粗車
該工序分為6個工步，工步1是粗車右端面。工步2是鉆孔工步3是擴孔，工步4 是車孔深39.5㎜.工步5是切槽工步6是倒角。
1. 工步1粗車右端面
（1）背吃刀量
工步1的背吃刀量取為Zl，Z1等于Z1=2.5mm - 0.5mm = 2mm；而工步2的背吃刀量取為Z2，故= Z2=2mm。
(2) 進給量
查《切削用量手冊》表1.30得C620-1車床的中心高為200㎜.查《切削用量手冊》表1.1選擇刀桿尺寸為B×H=16㎜×25㎜.刀片的厚度為4.5㎜查《切削用量手冊》表1.2粗車鍛件的毛坯可選擇YT5牌號硬質(zhì)合金刀。車刀計劃形狀查《切削用量手冊》表1.3需安裝卷屑槽帶倒棱刀。前刀面 查《切削用量手冊》表1.4在粗車鋼料刀桿尺寸為B×H=16㎜×25㎜.，背吃刀量=3～5mm以及工件直徑為100～400mm時，進給量f=0.5～1.0mm/r按C620-1說明書選擇進給量f=0.5mm/r.
(3)切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表1.10當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼料時進給量時切削速度。查《切削用量手冊》表1.28得切削速度的修正參數(shù)。
所以
所以
由本工序采用C620-1車床，取轉(zhuǎn)速=96r／min，故實際銑削速度為：
綜上得
2.工步2鉆φ22孔
由工件材料45號鋼，孔φ22選用高速鋼，麻花鉆頭查《切削用量手冊》表2.7知進給量f=0.39～0.46mm/r，取mm/r查《切削用量手冊》表2.13和2.14得。
，由于本工序在C620-1上加工取機床轉(zhuǎn)速，而實際切削速度。
3.工步3擴φ33mm孔深
由工件材料45號鋼，孔φ12選用高速鋼，擴孔鉆由背吃刀量查《切削用量手冊》表2.10高速鋼和硬質(zhì)合金擴孔鉆擴孔時得進給量mm/r，取由于和工步二在同一臺機床上加工，所以機床轉(zhuǎn)速切削速度。
4.工步4車φ深39.5mm孔
背吃刀量，可一次走刀完成，選用硬質(zhì)合金車刀，查《切削用量手冊》表1.4知進給量，取查《切削用量手冊》表1.10得切削速度，取。
，
按機床c620-1取，所以實際。
5.工步5切槽φ
背吃刀量，可一次走刀完成，選用硬質(zhì)合金車刀，查《切削用量手冊》表1.4知進給量，取，查《切削用量手冊》表1.10得切削速度，取。
，按機床c620-1取，所以實際。
3.4.2 工序5
工序5和工序4的第一工步，加工條件完全一樣，所以，，，。
3.4.3 工序6 銑四側(cè)面
3.4.3.1 刀具選擇
根據(jù)《切削用量手冊》表1.2選擇YT15硬質(zhì)合金刀片，根據(jù)表3.1銑削深度時，端銑刀直徑但已知銑削寬度，故應根據(jù)銑削寬度，選擇由于采用硬質(zhì)合金端銑刀，故Z=4，銑刀幾何形狀查《切削用量手冊》表3.2得。
3.4.3.2 選擇切削用量
1.背吃刀量
由于加工余量不大，故可一次走刀內(nèi)切完成，則。
2.每次進給量，采用不對稱端銑以提高進給量查表3.5，當使用YT刀，銑床功率為7.5kw時，但因采用不對稱端銑刀，故取。
3. 選擇銑刀抹鈍標準及刀具壽命，查《切削用量手冊》表3.7銑刀后刀面最大磨損量為 。由于銑刀直徑，故刀具壽命 （見查《切削用量手冊》表3.8）
4.切削速度 和每分鐘進給量
查《切削用量手冊》表3.10得根據(jù)X62W銑床主要技術(shù)參數(shù)查《切削用量手冊》表得因此實際切削速度和每次進給量為
綜上
3.4.4 工序7 銑四側(cè)面環(huán)槽
3.4.4.1 選擇刀具
查《工藝手冊》表3.1-27銑刀種類及應用范圍選用高速鑲齒面銑刀，查《工藝手冊》表3.1-28選擇銑刀直徑， 齒數(shù)Z=26
3.4.4.2 切削用量的選擇
1.背吃刀量 銑削寬度
2.每次進給量查《切削用量手冊》表3.3知 取
3.銑刀磨鈍標準和刀具壽命，查《切削用量手冊》表3.7銑刀后刀面最大磨損量為查《切削用量手冊》表3.8銑刀平均壽命為
4. 切削速度 和每分鐘進給量
根據(jù)X62W銑床主要技術(shù)參數(shù)查《切削用量手冊》表得因此實際切削速度和每次進給量為
終上
3.4.5 工序8 精銑C面和工序9倒八條邊角
3.4.5.1 選擇刀具
查《工藝手冊》表3.1-27銑刀種類及應用范圍選用高速鑲齒面銑刀，查《工藝手冊》表3.1-28選擇銑刀直徑， 齒數(shù)Z=26
3.4.5.2切削用量的選擇
1.背吃刀量 銑削寬度
2.每次進給量查《切削用量手冊》表3.3知 取
3.銑刀磨鈍標準和刀具壽命，查《切削用量手冊》表3.7銑刀后刀面最大磨損量為查《切削用量手冊》表3.8銑刀平均壽命為
4. 切削速度 和每分鐘進給量
根據(jù)X62W銑床主要技術(shù)參數(shù)查《切削用量手冊》表得因此實際切削速度和每次進給量為
終上
3.4.6 工序11 車的孔φ和端面環(huán)槽及倒角
該工序分為三個工步：車φ的孔
車端面環(huán)槽φ103φ67 倒角
（1）工步1車φ的孔
（2）背吃刀量
選用YT15硬質(zhì)合金車刀查《切削用量手冊》表1.4知 取 查《切削用量手冊》表1.10得 取。
按機床C620-1取 ， 因此實際切削速度。
（3）工步2 車端面環(huán)槽
背吃刀量選用YT15硬質(zhì)合金車刀查《切削用量手冊》表1.4知 取 查《切削用量手冊》表1.10得 取
按機床C620-1取， 因此實際切削速度。
3.4.7 工序12和工序13磨端面
（1）選擇砂輪
查《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表依表選為WA46.kv6p250×25×25×127其含義為砂輪磨料為白剛玉粒度為40號硬度為中軟.陶瓷法合劑6號組織平軟砂輪其尺寸為250×25×75（d×b×D）
（2）切削用量的選擇
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-31 砂輪轉(zhuǎn)速 Nb=3000r／min
3.4.8 工序14 磨四側(cè)面保證
（1）選擇砂輪
查《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表依表選為WA46.kv6p250×25×25×127其含義為砂輪磨料為白剛玉粒度為40號硬度為中軟.陶瓷法合劑6號組織平軟砂輪其尺寸為250×25×75（d×b×D）
（2）切削用量的選擇
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-31 砂輪轉(zhuǎn)速 Nb=3000r／min
3.4.9 工序15 鉆8×M17-6H螺紋孔
（1）鉆φ10.2mm孔
由工件材料45鋼孔φ10.2孔高速鋼鉆頭查《切削用量手冊》表2.7高速鋼鉆頭鉆孔時的進給量得f=0.25～0.3mm/r取f=0.25m/r查《切削用量手冊》表2.13及2.14得v=12m/min取ap=
由于本工序采用Z550型立式鉆床取轉(zhuǎn)數(shù)n=351 r/min
故實際切削速度V=
（2）
3.4.10 工序16 鉆鉸4×φ
（1）鉆粗鉸精鉸
由于工件材料為45鋼孔高速鋼鉆頭查《切削用量手冊》表2.7知進給量f=0.31～0.37m/r取f=0.36m/r.查切表2.13及2.14得v=11～12m/min取v=12m/min
取ap=14.85mm
由于本工序理由Z550型立式鉆床取轉(zhuǎn)速n=250 r/min
（2）粗鉸
取背吃刀量又工件材料為45鋼孔查《切削用量手冊》表2.2知進給量f=0.3～0.5取f=0.4m/r切削量為v=5～7m/min取v=6m/min
根據(jù)Z550鉆床取n=125 r/min
（3）精鉸工步
取背吃刀量又工件材料為45鋼孔查《切削用量手冊》表2.2知進給量f=0.3～0.5mm/r取f=0.3mm/r切削量為v=5～7m/min取v=5m/min
3.4.11 工序17
（1）鉆
取由工件材料為45鋼高速鋼鉆頭查《切削用量手冊》表2.7得進給量f=0.22～0.28取f=0.27查《切削用量手冊》表2.13及2.14得切削速度v=12～14m/min取v=14m/min
由于本工序采用Z550型立式鉆床取轉(zhuǎn)速n=500r/min
（2）粗鉸
由于工件材料為45鋼孔查《切削用量手冊》表2.24知進給量f=0.3～0.5mm/r取f=0.4mm/r切削量為v=5～7m/min取v=6m/min
根據(jù)Z550鉆床取n=185r/min
（3）粗鉸
由于工件材料為45鋼孔查《切削用量手冊》表2.24知進給量f=0.3～0.5取f=0.3m/r切削量為v=5～7m/min取v=5m/min
根據(jù)2550鉆床取n=185r/min
（4）攻M12-6H螺紋
3.5 時間定額計算
3.5.1 工序4各工步工時計算
（1）工步粗車右端面
其中,根據(jù)《切削用量手冊》表1.26車削時的切量不超切量
（2）工步2鉆φ22mm孔
（3）工步3擴φ33mm孔
（4）工步4車φ36深39.5mm孔
（5）工步5切槽φ33mm
3.5.2 工序5 粗車左端面
該工序與工序4的工步1的加工條件完全一樣，
所以
3.5.3 工序6 銑四側(cè)面
3.5.4 工序7 銑四側(cè)面環(huán)槽
3.5.5 工序8 精銑槽C面
（2） 工步2倒角
3.5.6 工序11 車
3.5.6.1 工步1 車
根據(jù)《切削用量手冊》表1.26車削時的入切量和超切量 則 l=33+4.3=37.3mm
3.5.6.2 工步2 車端面環(huán)槽
3.5.7 工序12 磨右端面
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-31 砂輪轉(zhuǎn)速 Nb=3000r／min
其結(jié)果為：
3.5.8 工序13 磨右端面
該工序加工過程與工序12完全一樣，所以結(jié)果為：
3.5.9 工序14 磨四側(cè)面保證
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-31 砂輪轉(zhuǎn)速 Nb=3000r／min
3.5.10 工序15 鉆8×M12—6H 螺紋孔
該工序分為兩個工步，分別計算。
（1）工步1 鉆底孔
l=24mm查《切削用量手冊》表2.29得入切量與超切量y+=5mm故==0.33min
（2）螺紋加工
3.5.11 工序16 鉆
（1）工步1鉆
（２）工步２粗鉆的孔
4 鉆M12螺紋底孔專用夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。鉆M12螺紋底孔，需要設計專用夾具。
4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
在這次夾具設計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。
根據(jù)方刀架的形狀和加工技術(shù)要求及精度。工件定位用了平面定位，內(nèi)孔定位及外圓柱定位。
綜上分析：，三個支撐釘和工件以活動塊上定位，限制了工件的6個自由度，實現(xiàn)了的完全定位。
4.2 鉆模板與導引元件的設計
鉆模板的結(jié)構(gòu)如圖3—3所示：
1—圓柱銷 2—鉆模板 3—支撐釘 4—螺釘 5—快換鉆套 6—菱形螺母
圖 鉸鏈式鉆模板
根據(jù)方刀架形狀特點并由2.1.4知應選擇軸向方向為夾緊的方向，方刀架上端面及底面為被夾緊的兩面。并選擇夾緊機構(gòu)為螺旋加緊機構(gòu)。
裝夾時，擰緊螺母，通過開口墊圈，將工件端面牢固的壓在定位原件上，活動V形塊通過彈簧的作用對工件起到一定的輔助夾緊作用。
由以上各主要原件的設計，將各部分連成以整體，夠成鉆模板的裝配圖（見裝配圖）。
4.3 切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭φ10。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設計基準為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 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(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。
4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類型和特點:
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。
圖4.3
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
4.5 鉆模板
在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
4.6定位誤差的分析
3) 夾具安裝誤差
因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
4) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢蛟g）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
5) 加工方法誤差
因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為
或
當時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
4.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
11
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT150
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT150
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
110
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設計的基本要求
（1）應該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。
（4）應便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。
（5）安裝應牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。
設計夾具體，材料為HT200，因為夾具體為鑄件，應進行人工失效處理，具體加工技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)見夾具體零件圖。
結(jié) 論
在設計過程中，將使我們能夠更好地理解選擇材料的能力，材料，加工方法，熱處理，確定補償較為熟悉的規(guī)劃過程，加工工藝先進，學習如何開發(fā)過程中的技術(shù)，知識和造紙過程的其他方面，手工工藝的調(diào)查，制定了相處理合理，然后使用適當?shù)墓ぞ?，選中相應的設置手工工藝粗糙，然后檢查進度，切割速度快，速度快，速度快，并計算實際時間來完成紙張的過程中，通過設計專用設備，以便具有配置步驟和處理特殊的緊固，六定位原理，通過所述定位元件的設計實現(xiàn)標準的設計中，夾緊力由選擇的鎖定裝置的原理空計算并最終完成零件的加工，以滿足設計要求。腳踏實地，對待學習認真，嚴謹，求實的態(tài)度，不怕困難，持之以恒，吃苦耐勞的精神是我最大的收獲在本設計中。
我相信，不僅提高程度在我的大學是綜合運用基礎知識，也鍛煉了我們的實際解決工程實際，讓我們知道的能力，并學會了有我們的研究工作的未來有了更深的了解更多的援助，給我們留下了寶貴的經(jīng)驗。
參考文獻
[1] 柯明揚．主編．機械制造工藝學[M]．北京：北京航空航天大學出版社，1996：132-153．
[2] 陳于萍．主編．互換性與測量技術(shù)基礎[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2003：32-56．
[3] 關(guān)慧貞，馮辛安．主編．機械制造裝備設計[M]．機械工業(yè)出版社，2009：51-59．
[4] 黃如林，汪 群．主編．金屬加工工藝及工裝設計[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2006：27-64．
[5] 李名望．主編．機床夾具設計實例教程[J]．北京：化學工業(yè)出版社，2009：82-113．
[6] Mechanical Drive(Reference Issue)．Machine Design[M]．52(14)，1980：97-105．
[7] Rajput R K．Elements of Machanical Engineering[M]．Katson Publ．House，1985：55-63．
[8] Hindhhede I，Uffe．Machine Design Fundermentals A Practical Approach[M]．New York：Wiley，1983： 77-89．
[9] Kuehnle M R．Toroidal Drive Concepts．Product Engineering．Aug．1979：21-36．
[10] Robert J Funfanmentals of Robotics—Analysis and Control [M].．New Jersey：Prentice Hall，1990：94-109．
[11] 趙瑾．主編．互換性與測量技術(shù)基礎[M]．武漢：華中科技大學出版社，2006：34-70．
[12] 趙如海．金屬機械加工工藝人員手冊[M]．上海：上?？茖W技術(shù)出版社，2009：15-40．
[13] 艾興，肖師岡．切削用量簡明手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1994：91-136．
[14] 馮之敬．機械制造工程原理[M]．北京：清華大學出版社，2008：117-134．
[15] 李益民．機械加工工藝簡明手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1994：10-40．
[16] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2001：5-36．
[17] 王光斗，王春福．機床夾具設計手冊[M]．上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1988：92-102．
致 謝
過了許久，終于比較成功地完成了設計任務?；仡櫲杖找挂?，我脾氣后的感覺，通過方法的書籍，網(wǎng)絡，教師，學生和其他可用，鞏固了自己的專業(yè)知識。理解和運用所學知識有更深刻的認識。
在這一刻，我要感謝我的導師的精心指導下，不僅指導我們解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，更重要的是為我們引導設計思路，并解釋我們在實際的工程設計經(jīng)驗應用于設計因此，不僅如此，教師的敬業(yè)精神深深地感染了我，我愛和未來奉獻骨刺的工作，導師是真的做的傳道，授業(yè)，解惑。
精心準備的長途跋涉大學幾個月了，終于到了時間的論文計劃期間，像往常一樣，救援的心臟，但寫作過程中的感覺經(jīng)常出現(xiàn)無力折騰和徘徊。先花那么多時間和這么多精力去完成的論文具有一定的學術(shù)價值，這是很難說的艱辛和困難，但曲終要離開的味道幕后，這是值得我一生留連忘返。
我的父母和家人想表達我誠摯的謝意。他們是我的生命永遠依靠和支持他們的關(guān)懷和愛護，是我前進的動力;他們的殷切希望，激勵著我繼續(xù)說下去。沒有他們就沒有我，我的成績已經(jīng)從他們來的點點滴滴。
我也舍不得你的好友，與門和室友。我需要幫助時，他們伸出溫暖的手，在最大的幫助。他們可以見面，相交，相知是人生一大幸事。
本論文的完成遠未結(jié)束，不足和膚淺的地方的文字是我的新征程的新起點。
我會繼續(xù)前進！
我們也感謝其他同學，老師和同事們的熱心幫助，感謝我們的教師的重視和關(guān)注課程設計的領(lǐng)導，為我們提供了繪圖工具和選項。
41