方刀架的工艺规程及钻4×Ф15孔工序的夹具课程设计

第一篇：方刀架的工艺规程及钻4×Ф15孔工序的夹具课程设计

课程设计说明书撰写章节安排

课程名称：机制工艺装备课程设计

目录

序言 …………………………………………………………………………………………… 第1章 方刀架的工艺分析…………………………………………………………………

1.1 零件的功用……………………………………………………………………………

1.2零件的工艺分析……………………………………………………………………… 第2章 方刀架的工艺路线的拟订………………………………………………………

2.1 毛坯的选择…………………………………………………………………………… 2.2 定位基准的选择……………………………………………………………………… 2.3 表面加工方法的选择………………………………………………………………… 2.4 工艺路线的拟订…………………………………………………………………………… 第3章 主要工序设计…………………………………………………………………………… 3.1 粗车右端面工序设计……………………………………………………………………… 3.2 粗车左端面工序设计……………………………………………………………………… 3.3 钻Φ25孔工序设计……………………………………………………………………… 3.4 磨右端面工序设计……………………………………………………………………… 3.5 铣四侧面工序设计……………………………………………………………………… 3.6 铣四侧压刀槽工序设计………………………………………………………………… 3.7 精铣C面工序设计……………………………………………………………………… 3.8 以Φ25mm孔中心线定位，车环形槽及倒角工序设计……………………………… 3.9 钻铰4×φ15孔工序设计…………………………………………………………… 3.10精铣C面工序设计……………………………………………………………………… 3.11钻Φ10mm攻M12-6H的螺栓孔工序设计……………………………………………… 第4章 夹具设计……………………………………………………………………………

4.1 任务与要求……………………………………………………………………………

4.2定位方案设计……………………………………………………………………………

1.定位基准的选择 2.定位元件的布置 3.定位误差分析与计算

4.3 夹紧方案的设计………………………………………………………………………

1.夹紧力计算

2.夹紧元件设计与校核

4.4 夹具操作使用说明…………………………………………………………………… 结束语…………………………………………………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………………………………………… [1] 主编姓名.书名[M].出版地：出版社，出版年份.序言

机械制造加工工艺与机床夹具设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的一次理论联系实际的综合运用，进而使对机械有了进一步的认识，为以后的工作打下基础。它是主要是对零件的加工工艺和对零件的某几个工序加工进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题，采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精度，提高劳动生产率。就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本等，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。通过这次设计，培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。

机械制造工艺学课程设计综合了机械制造工艺学和其它专业课知识，充分展现了学生在生产实习中的实践能力。本说明书是关于方刀架的一个简单工艺设计过程，在这次为期两个星期的设计，不仅让我们对所学课程进行了一次全面深入的总复习，而且为毕业设计提供了一次热身的机会，真正实现了理论联系实际。本课程设计通过方刀架零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。通过对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线，确定了该零件的加工工具，编写了详细的机械加工工艺文件，工艺过程卡片和工序卡片。

就我个人而言，希望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，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力。在这次设计中，我最大的收获是我懂得了要当一名合格的设计师是多么的不容易，在此谢谢老师和同学们在设计过程中给我的帮助。

第一章 零件的工艺分析

1.1 零件的作用

方刀架是车床溜板箱中的一个主要零件。方刀架位于溜板箱上的小托板上用来安装刀具，小托板又固定在转盘上面，通过转盘的转动来带动方刀架的转动从而改变刀具的方向和进刀的角度。通过用螺钉的紧固作用在机床上快速的实现车刀固定，夹紧、转换，为车工提供方便，同时也节省了大量的辅助时间，大大提高了生产效率。

1.2 零件的工艺分析

1.2.1 零件图样分析

由零件图可知，其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲载荷作用的工作条件。

0.01915mm孔对基准B的位置度要求为0.05mm。0（1）（2）图中左端（方刀架底面）平面度公差为0.008mm。（3）图中左端对基准B的垂直度要求为0.05mm。（4）C表面热处理40～45HRC.（5）材料为45钢。

1.2.2 工艺分析

从方刀架这个零件所给零件图可以看出，其主要有两组加工表面，且它们之间有一定的

位置要求。现将这两组表面分述如下：

1、以左端面为加工表面

这一组加工表面包括：4个直径为Φ15mm的螺栓孔，尺寸为Φ25mm的孔。

2、以右端面为加工表面

这一组的加工表面包括：8个Φ12mm的螺纹通孔，尺寸为Φ35的孔及倒角。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）两轴孔之间的平行度为0.008；

（2）左端面相对于孔Φ25mm表面的垂直度为0.015，左端面的平面度为0.008；（3）定位销孔对轴孔的平行度为0.01。

3、该零件为车床用方刀架，中建周围槽用于装夹车刀，其C面直接与车刀接触，所以要求有一定的硬度。因此表面淬火40～45HRC。

4、该零件左端面与车床托板面结合，并可以转动。1500.019mm孔用于刀架定位时使用，以保证刀架与主轴的位置，其精度直接影响机床的精度。

5、零件中四个侧面和左右两端面均有较高的精度要求，因此在工序中安排磨削以保证定位时的精度。

第2章 方刀架的工艺路线的拟订

2.1 毛坯的选择

零件材料为钢，有较好的刚度和耐磨性，零件的轮廓尺寸125mm125mm72mm，属于箱壳类零件，结构比较简单规则，但某些加工面和孔的尺寸精度、平面度、垂直度、位置精度、表面粗糙度要求比较高，铸件适用于制造复杂形状的毛坯，锻件适用于形状简单，强度要求高的毛坯。但因此零件并不是很复，因此该零件选择毛坯为锻件，锻件制造的方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小，生产率高、适用于中批以上生产的中小型零件毛坯。常用的锻造材料为中、低碳钢及低合金钢。所以该零件应选择自由锻的方法制造毛坯。

2.2 定位基准的选择

2.2.1粗基准的选择

零件的毛坯锻造时其两端面难免有平行度的误差。毛坯如图所示：

加工时若以小端面A作为粗基准定位，则加工后大端面C能够与小端面平行，可以保证零件壁厚均匀，但却保证不了A、B两面的厚度及B、C两面的厚度；若以大端面C作为粗基准定位，A面作为非配合表面的要求不高，这样以配合表面作为基准可以提高零件的精度，满足要求。由上面的分析可知，我们要加工的零件必须保证壁厚均匀，对加工余量没有特殊要求，所以可以选择以大端面做为粗基准。

2.2.2精基准的选择

选择精基准时，应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。有任务书中给定的零件图上可以看出零件的设计基准是左端面，如果我们选择左端面做为精基准，符合基准重合的原则，同时又可以保证右端面和压刀槽端面的精度要求，符合基准统一的原则，而且装夹也很便。故选择左端面作为精基准。

2.3表面加工方法的选择

该方刀架加工质量要求较高，可将表面加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（方刀架右端面）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣方刀架头四周侧面、方刀架的四周环槽和倒角。在半精加工阶段，完成方刀架C面的精铣加工和四侧面的磨削加工保证各表面的垂直度和平面度。最后进行各孔的钻、铰和螺纹的加工。

2.4工艺路线的拟定

拟订工艺路线是工艺规程设计的关键步骤。工艺路线的优略，对零件的加工质量、生产率、生产成本以及工人的劳动强度，都有很大影响。通常情况下，制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术 能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

工序1：正火

工序2：粗车右端面。

工序3：粗车左端面。工序4：半精铣右端面。工序5：半精铣左端面。

工序6：钻、镗Φ25mm孔及倒角1.5×45。

工序7：磨Φ25mm孔及左端面定位，磨右端面保证尺寸39mm。工序8：铣四侧面保证尺寸125×125去毛刺。工序9：铣四侧压刀槽,保证尺寸24㎜,粗铣C面。工序10：精铣C面保证尺寸18㎜；8条边各倒角1×45° 工序11：热处理,C表面淬火HRC40∽45.工序12：以右端面定位，磨左端面保证尺寸72mm和18mm。工序13：以Φ25mm孔中心线定位，车环形槽。工序14：钻4—Φ15mm的孔。

工序15：钻9—ΦM12-6H的螺栓孔，攻丝。

工序16：钻扩Φ10mm，其入口深18mm处，扩至Φ10.2mm，攻螺纹M-12—6H。工序17：终检。

第三章 主要工序的设计

3.1工序2粗车右端面

该工序分为6个工步，工步1是粗车右端面。工步2是钻22mm孔工步3是扩33mm孔，0.030工步4 是车孔360mm深39.5㎜.工步5是切槽370.33mm工步6是倒角。

1.工步1粗车右端面

（1）背吃刀量

工步1的背吃刀量ap1取为Zl，Z1等于Z1=2.5mm-0.5mm = 2mm；而工步2的背吃刀量ap2取为Z2，故ap2= Z2=2mm。

(2)进给量

查《切削用量手册》表1.30得C620-1车床的中心高为200㎜.查《切削用量手册》表1.1选择刀杆尺寸为B×H=16㎜×25㎜.刀片的厚度为4.5㎜查《切削用量手册》表1.2粗车锻件的毛坯可选择YT5牌号硬质合金刀。车刀计划形状查《切削用量手册》表1.3需安装

10，6，12，0 查《切削用量手册》表卷屑槽带倒棱刀。前刀面k1.4在粗车钢料刀杆尺寸为B×H=16㎜×25㎜.，背吃刀量ap1=3～5mm以及工件直径为100～400mm时，进给量f=0.5～1.0mm/r按C620-1说明书选择进给量f=0.5mm/r.(3)切削速度

根据《切削用量手册》表1.10当用YT15硬质合金车刀加工钢料时ap17mm进给量f0.5mm时切削速度vt109m/min。查《切削用量手册》表1.28得切削速度的修正参数ktv0.65,katv0.92,ksv0.8,kTV1.0,KKV1.0。

所以vcvtkv1090.650.920.8m/min52.1m/min

1000v100052.193.7r/min d177由本工序采用C620-1车床，取转速nw=96r／min，故实际铣削速度为：dnw177196v53.35m/min

10001000302L 其中L,根据【4】表1.26车削时的切量不超切量ly,lmmtj2fn所以ns1302 y12.5mm，L12.5104.412104.41tj1.977min960.55（0.15~0.2）.151.9770.297mintftj0

其他时%（6%（1.9770.297）0.136mintq16tjtf）.9770.2970.1362.41mintdjtjtftq1综上得ap2mm,v53.35m/min,f0.55mm/r,n96r/min

2.工步2钻φ22孔

由工件材料45号钢，孔φ22选用高速钢，麻花钻头查《切削用量手册》表2.7知进给量f=0.39～0.46mm/r，取f0.46mm/r查《切削用量手册》表2.13和2.14得v16mmin。

1000v100015217.1rmin，由于本工序在C620-1上加工取机床转速d3.1422nd2303.142215.89mmin。n230rmin，而实际切削速度v10001000L4】表2.21查出y8mm；tjnf其中Lly，l77，入切量及超切量【778tj2300.460.803mintf0.15tj0.150.8030.120minn3t q6%（tjtf）6%（0.8030.120）0.055mintdjtjtftq0.8030.1200.0550.978min3.工步3扩φ33mm孔深35mm

33225.5mm查2《切削用量手册》表2.10高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时得进给量f0.3~1.1mm/r，取f1.0mmr由于和工步二在同一台机床上加工，所以机床转速n230rmin切削速度nd2303.1433v23.8mmin。

10001000由工件材料45号钢，孔φ12选用高速钢，扩孔钻由背吃刀量ap

L其中Lly，l35.5入切及超切量y0nf35.5tj0.154min2301.0 mintf0.2tj0.20.1540.308tjttqdj6%（6%（0.1540.308）0.028mintjtf）tjtftq0.1540.3080.0280.49min0.034.工步4车φ360mm深39.5mm孔

36331.5mm，可一次走刀完成，选用硬质合金车刀，查《切削用2r查量手册》表1.4知进给量f0.3~0.5mm/r，取f0.4mm/《切削用量手册》表1.10得切削速度v138~156mmin，取v138mmin。

1000v1000138n1220.8rmin，d3.1436按机床c620-1取，所以实际n1200rminnd12003.1436v135mm。i n10001000L39.5其中l39.5mm0.082mintjnftj12000.40.150.0820.012min ttf0.15tj，f背吃刀量ap

（0.0060mint6%tt）0.0120.00600.10mintttt0.082qjfdjjfq5.工步5切槽φ370.13mm

37360.5mm，可一次走刀完成，选用硬质合金车刀，查《切削用2量手册》表1.4知进给量f0.3~0.5mm/r，取f0.3mm/r，查《切削用量手册》表1.10得切削速度v156~176mmin，取v156mmin。

1000v1000156n1342rmin，按机床c620-1取n1200rmin，所以d3.1437nd12003.1437139.4mmin。实际v10001000L30.008mintjnf0.31200 0.20.20.0080.0016minttfj背吃刀量ap6%（0.0080.0016）0.0006mint

0.0080.00160.00060.01minttttqdjjfq3.2工序3粗车左端面

工序3和工序2的第一工步，加工条件完全一样，所以ap2mm，r53.35mmin，f0.55mmr，n96rmin。

1.977min，0.297min0.136min，2.41mttttjfqdj3.3工序6钻Φ25mm孔

选择φ23高速钢锥柄标准麻花钻

Dn机实际切削速度：VC机=100023183100013.22m/min。

3.4工序7磨右端面

（1）选择砂轮 查《工艺手册》第三章中磨料选择各表依表选为WA46.kv6p250×25×25×127其含义为砂轮磨料为白刚玉粒度为40号硬度为中软.陶瓷法合剂6号组织平软砂轮其尺寸为250×25×75（d×b×D）

（2）切削用量的选择

查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-31 砂轮转速 Nb=3000r／min 78013m／min轴向进给量fa0.5B0.52512.5mm60 工件速度vw10m／min径向进给量fr0.015mmv砂（3）工时的计算

砂轮转速 Nb=3000r／min 78013m／min轴向进给量0.5B0.52512.5mmvfa砂60工件速度10m／min径向进给量0.015mmvfrw

切削工时2LbZKb当加工一个表面时(见【3】表6.28）t11000vffar

式中L为加工长度L125mmb为加工宽度b125mm

Zb为单面加工余量Zb0.5mmk系数K1.10v工作台放出速度10（m/min）向进给量0.015（mm）f工作台往返一次砂轮轴向进给量12.（5mm）f工作台往返一次砂轮径ar21251251.10.5t10.917min10001012.50.015

mint1.8341.8340.2751mint0.15t0.15

（6%（1.8340.2751）0.1265mint6%tt）mintttt2.236jfjqjfdjjfq

3.5工序8铣四侧面 1 刀具选择

根据《切削用量手册》表1.2选择YT15硬质合金刀片，根据表3.1铣削深度ap4mm时，端铣刀直径d080mm,Ge为60mm,但已知铣削宽度ae77mm，故应根据铣削宽度ae90mm，选择d0125mm,由于采用硬质合金端铣刀，故Z=4，铣刀几何形状查《切

5,a08,010,s15,r05。削用量手册》表3.2得kr60,kre30,kr

2选择切削用量

1.背吃刀量

由于加工余量不大，故可一次走刀内切完成，则ap2mm。

2.每次进给量f2，采用不对称端铣以提高进给量查表3.5，当使用YT刀，铣床功率为7.5kw时f20.09~0.18mms，但因采用不对称端铣刀，故取f20.18mms。

3.选择铣刀抹钝标准及刀具寿命，查《切削用量手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为 1.0mm。由于铣刀直径d0125mm，故刀具寿命 T180min（见查《切削用量手册》表3.8）

4.切削速度 vc 和每分钟进给量Vf

查《切削用量手册》表3.10得nvc313rmin,Vfc263mmmin根据X62W铣床主要技术参数查《切削用量手册》表得nc300rmin,Vfc235mmmin因此实际切削速度和每次进给量为

Vc3.14125300117.8mmin10001000 vfc235f2c0.20mmsnc23004ap2mm,vfc235mmmin,n300rmin,vc117.8mmin,f20.20mms d0nL 式中Lly，l126查【4】表3.26入切量及超切量y0tjvf126tj0.536min235tf0.15,tj0.150.5360.08mintt qdj6%(tjtf)0.037mintjtftq0.5360.080.0370.653min

铣四个侧面的时间t总4tdj40.6532.612min

3.6工序9铣四侧压刀槽 选择刀具

查《工艺手册》表3.1-27铣刀种类及应用范围选用高速镶齿面铣刀，查《工艺手册》表3.1-28选择铣刀直径d0160mm,L28mm，齿数Z=26 切削用量的选择

1.背吃刀量apL28mm 铣削宽度ae25.5mm

2.每次进给量查《切削用量手册》表3.3知f20.08~0.15mms

取f20.15mms

3.铣刀磨钝标准和刀具寿命，查《切削用量手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为0.6mm查《切削用量手册》表3.8铣刀平均寿命为T180min

4.切削速度vc 和每分钟进给量vf 铣床主要技术参数查《切削用量手册》表得nc190rmin,Vfc300mmmin因此实际切削速度和每次进给量为 根据X62WVcf2c终上3.1416019095.4mmin10001000 vfc3000.06mmsnc219026 d0nap28mm,vfc300mmmin,n190rmin,vc95.4mmin,f20.06mms3.7工序10精铣C面 1选择刀具

查《工艺手册》表3.1-27铣刀种类及应用范围选用高速镶齿面铣刀，查《工艺手册》表3.1-28选择铣刀直径d0160mm,L28mm，齿数Z=26 2切削用量的选择

1.背吃刀量apL2mm 铣削宽度ae25.5mm

2.每次进给量查《切削用量手册》表3.3知f20.08~0.15mms

取f20.15mms

3.铣刀磨钝标准和刀具寿命，查《切削用量手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为0.6mm查《切削用量手册》表3.8铣刀平均寿命为T180min

4.切削速度vc 和每分钟进给量vf 铣床主要技术参数查《切削用量手册》表得

nc19r0miVn30mm0mi因此实际切削速度和每次进给量为nfc,根据X62WVcf2c3.1416019095.4mmin10001000vfc3000.06mmsnc219026

ap2mm,vfc300mmmin,n190rmin,vc95.4mmin,f20.06mms  d0nL 式中L，其中73tlll1l2jvf

ae(dae)(1~3)25.5(16025.5)(1~3)58.56(1~3)59.56~61.56取6ll11734610.46mintj3000.55.150.460.069minttj0f %（6%（0.460.069）0.032mint6tt）单侧槽t.56minttt0 工序总时间4t2.24mintqjfjfqdj

1453.8工序13以Φ25mm孔中心线定位，车环形槽及倒角

背吃刀量ap2.5mm选用YT15硬质合金车刀查《切削用量手册》表1.4知f0.5~0.9mms 取f0.6mms

查《切削用量手册》表1.10得v123~138mms 取v130mmsn按机床C620-

11000v1000130390.5rmin d3.14106取n380rmin，因此实际切削速度vnD3803.14106126mmin。100010000.01915mm孔 03.9工序14钻铰4×φ（1）钻14.8500.180.0190.019mm粗铰14.950mm孔 mm精铰150由于工件材料为45钢孔14.850取ap=14.85mm0.18mm高速钢钻头查《切削用量手册》表2.7知进给量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 ns1000v100012257.4r/min πD3.1414.85由于本工序理由Z550型立式钻床取转速n=250 r/min 实际切削速度vdwnw10003.1414.8525011.66m/min

1000L其中lly其中l9mm查【4】表2.29入切量及超切量y6mnfL960.1667mintjnf2500.360.033min tf0.2tj0.20.1667tjty6%（6%(0.16670.033)0.012mintftj）所以钻一个孔的时间ttjtf0.0330.0120.2117minty0.1667该工步总时间0.8468mintdj4t40.2117（2）粗铰14.950取背吃刀量0.070mm孔工步

ap0.070mm查《切削用量手册》表0.1mm又工件材料为45钢孔14.9502.2知进给量f=0.3～0.5取f=0.4m/r切削量为v=5～7m/min取v=6m/min

ns1000v10006127.8r/min πD3.1414.95根据Z550钻床取n=125 r/min 实际切削速度v（3）精铰工步 取背吃刀量

dwnw10003.1414.951255087m/min

1000a0.070又工件材料为45钢孔14.95mm查《切削用量手册》0.05mm0p表2.2知进给量f=0.3～0.5mm/r取f=0.3mm/r切削量为v=5～7m/min取v=5m/min ns1000v10005106.2r/min πD3.14153.1415125实际切削速度vdwnw5.88m/min

10001000

3.10工序15钻9—ΦM12-6H的螺栓孔

（1）钻9.800.18mm孔工步

0.18取由工件材料为45钢9.80mm高速钢钻头查《切削用量手册》表2.7得进给量f=0.22～0.28取f=0.27查《切削用量手册》表2.13及2.14得切削速度v=12～14m/min取v=14m/min ns1000v100014454.96r/min πD3.149.8由于本工序采用Z550型立式钻床取转速n=500r/min 实际切削速度vdwnw10000.070（2）粗铰9.960mm孔工步

由于工件材料为45钢孔9.9603.149.850015.39m/min

10000.070mm查《切削用量手册》表2.24知进给量f=0.3～0.5mm/r取f=0.4mm/r切削量为v=5～7m/min取1000v10006v=6m/minns191.8r/min

πD3.149.96根据Z550钻床取n=185r/min 实际切削速度v（3）粗铰1000.030dwnw10003.149.961855.78m/min

1000《切削用量手册》表2.24知进给量f=0.3～0.5mm查mm孔工步

0.030由于工件材料为45钢孔100取f=0.3m/r切削量为v=5～7m/min取v=5m/minnS1000v10005159.2r/min

πD3.1410根据2550钻床取n=185r/min

1000（4）攻M12-6H螺纹

3.11工序15钻Φ10mm攻M12-6H的螺栓孔

（1）钻φ10.2mm孔

由工件材料45钢孔φ10.2孔高速钢钻头查《切削用量手册》表2.7高速钢钻头钻孔时的进给量得f=0.25～0.3mm/r取f=0.25m/r查《切削用量手册》表2.13及2.14得v=12m/min实际切削速度vdwnw3.14101855.8m/min

1000

10.25.1mm取ap=21000v100012nsπD3.1410.2374.7r/min

3.1410.239211.25m/min

100v由于本工序采用Z550型立式钻床取转数n=351 r/min 故实际切削速度V=dwnw100vtL l=24mm查【4】表2.29得入切量与超切量y+=5mm故其中Llytjnf245==0.33min jnf3510.25

（2）攻螺纹M12-6H

.2.20.330.066mint0t0%（6%（0.310.061）0.024mint6tt）

加工孔的时间t.330.660.0240.42minttt0所以该工序的加工时间0.423.38mint8fjqjfjfqdj

第四章 夹具设计

4.1任务与要求

需要加工的是4×Φ15孔,需要保证的尺寸是Φ850.2,设计的基准是左端面及Φ25孔。本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为M12丝锥，以及φ10的高速钢麻花钻。

4.2定位方案设计 1.定位基准的选择

由零件图可知，该端面与四侧端面垂直、与Φ36㎜孔中心线垂直，其设计基准为Φ36㎜孔中心线。为使定位误差为零，应选择以Φ36㎜孔中心定位，还应用螺旋夹紧机构夹紧。2.定位元件的布置

螺旋夹紧机构对称分布在零件的两侧 如图

3.定位误差分析与计算

由于在加工的时候,芯轴是垂直放置的,所以定位误差为△jw=△D+△d+△=0.021+0.21+0.042=0.082<1/3×0.4=0.133 所以满足定位要求 4.3 夹紧方案的设计 1夹紧力计算

2.夹紧元件设计与校核 元件如图所示

直径为12的螺栓产生的加紧力为517N。满足要求。

结束语

将近两周的课程设计结束了。经过本次课程设计，我又了解到了很多我以前所不知道的东西，我从中学到了很多书本上所没有的那些学不到的东西，这次的毕业设计使我受益匪浅。

我这次课程设计所设计的题目是方刀架工艺工装设计，其中也涉及到了一些我以前所未接触到过的知识。

在以前的各项设计中，如机械制图、机械设计、专用夹具的设计、工艺工装的设计、刀具、量具等各项设计中，我在各位老师的细心指导下，我们学到了不少专业知识，为我的这次毕业设计打下了良好的基础。但是这次的毕业设计与以往的各项课程设计都有所不同，它是将我们以前学习的各种专业知识汇总起来的一次综合运用，这为我们的将来也为我们走向

工作岗位打下了良好的基础，同时也积累了不少的实际经验。

机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力，科技水平，生活水准，和国防实力，机械制造业是国发经济的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的行业，不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械设备，机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家和地区国民经济现在化的程度，但是光有设备是还不能满足我们的要求的，我们不但要有先进的设备，还要有先进的工艺参数，还要有优质的人才，在我国的切削行业当中，还存在着许多有待我们改进的地方，与传统切削加工相比，高速切削加工具有明显的优越性，其应用前景也十分广阔。但是在加工方面而言，进行高速切削的前提是要有先进的自动化刀具，有自动化的工艺参数，否则一切都是白费的，本课程虽然只介绍了一本普通车床的方刀架，但是我觉的任何先进的东西都是从底层一步一步慢慢做起的，没有基层的发展就不会有新事物的出现，机械制造工艺的内容极其广泛，它不但包括零件的制造，机械的加工，还有热处理和产品的装配等，由于社会在不断的向前发展，一此先进的技术不断的进入到了机械行业的领域当中，这使得我们机械行业的发展得到了腾飞。

车床方刀架的研究为我们以后来的转位车刀以及一些自动换刀技术做了一些基础性的发展。一方面它使我们懂得了刀架的作用以及一些加工的基本要领，还让我们明白了精度要求对于一个机械加工行业来说是多么的重要，另一方面，它使我们在机械加工，机械制造行业不断的基累经验和知识，能够让我们早日研制出新的产品，实现我们经济的腾飞。在本课程的学习当中，我主要以以下几个方面做为重点，做为研究发展的方向：

刀架的作用以及要保证加工零件的精度跟哪些方面有关系 在综合分析切削加工领域知识及信息需求与处理需求的基础上，认真得出了结论，机械加工中，零件的精度并不是一个单一的概念，它和许多因素都存在着或多或少的关系。要想保证零件的精度，首先要有一个高精度的机床，所谓高精度的机床也无非就是存在几个方面的高精度，其中刀架的精度要保证，而要保证刀架的精度就必须要在加工刀具时有精度高的工装和夹具，所以在加工的过程当中，是环环相扣的，不能有一丝的马虎。

在机械加工中要不断的提高劳动生产率 众所周知，一个企业，一个国家，要有好的实力要有好的效益就必须不断的提高生产率，所谓劳动生产率也就是在最短时间内做出数量更多的产品，当然这是要在保证生产质量的前提下完成的，提高劳动生产率的方法一是提高功削用量，采用高速切削，当然这只是适用于粗加工的环境当中，如果在精加工当中，也一味的按照这种方法来提高劳动生产率的话，那么零件的粗糙度便不能保证，也就是说零件的质

量已经受到了限制。第二种方法是改进工艺方法，创造新的工艺，研制新的产品，这也正是我们研究这次课程的目的，使其能够给以后的发展，以后的发明创造做个开始，打下基础。

另外，我还要对本次课程设计辅导的张老师表示衷心的感谢。其次，在整个毕业设计的过程中，也有很多的同学给我提出了一些宝贵的意见和建议，在此，我再一次的对他们表示感谢。

参考文献

【1】 李益民，机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社，2004 【2】 李洪，机械工艺手册，机械工业出版社，2004 【3】 孙本绪，熊万武，机械加工工艺手册，国防工业出版社，1999 【4】 陈洪涛，切削用量手册，机械工业出版社，2003

第二篇：机械制造工艺及夹具课程设计

目 录

设计任务书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(1)

一、零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„(2)1.1 零件的作用 1.2 零件的工艺分析

二、工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„(4)2.1 定位基准的选择 2.2 重点工序的说明 2.3 制订工艺路线 2.4 机械加工余量的确定 2.5 确定切削用量及基本工时

三、夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„(14)3.1 问题的提出 3.2 夹具设计

四、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„(17)

五 心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„（18）

机械制造工艺及夹具课程设计任务书

设计题目： “CA6140车床拨叉零件”机械加工工艺规程及夹具

生产纲领:年产量为5000件

设计内容：1.零件图一张

2.毛坯图一张

3.机械加工工艺过程 工序卡片一张

4.机床夹具设计 每人一套

5．夹具零件图一张

6.课程设计说明书一份

23456

采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

ns=1000v10000.35==0.637r/s(38.2r/min)3.14175πdw按机床选取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

πdwns 故实际切削速度ν==0.29m/s

1000切削工时

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 2）粗铣右端面

粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。

切削工时

l=45mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 3）精铣左端面

αfll1l2751753= =121.2s=2.02min

nwαfZ0.5220.2516ll1l2451753= =106.8s=1.78min

nwαfZ0.5220.2516=0.10mm/Z(表3-28)ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

ns=1000v10000.30==0.546r/s(32.76r/min)3.14175πdw按机床选取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

πdwns 故实际切削速度ν==0.29m/s

1000切削工时

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm

tm=

ll1l2751753= =302.92s=5.05min

nwαfZ0.5220.1016工序Ⅱ：钻、扩花键底孔 1）钻孔Ø 20㎜

f=0.75mm/r·Klf=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）s=1000vπd=10000.35=5.57r/s(334r/min)w3.1420按机床选取 nw=338r/min=5.63r/s 故实际切削速度 ν=πdwns1000=0.35m/s 切削工时 l=80mm，l1= 10mm，l2=2mm tm=ll1l280102n= wf5.630.71=23s（0.4min）2）扩孔Ø 22㎜ f=1.07(表3—54)ν=0.175m/s（10.5m/min）1000v10000.s=πd=175w3.1422=2.53r/s(151.8r/min)按机床选取 nw=136r/min=2.27r/s 故实际切削速度 ν=πdwns1000=0.16m/s 切削工时 l=80mm，l1= 3mm，l2=1.5mm t1l2m=lln= 8031.5=35s wf2.271.07（0.6min）

n

n

工序Ⅲ：倒角1.07×15

f=0.05㎜/r(表3—17)ν=0.516m/s（参照表3—21）ns=1000vπd=10000.516=6.3r/s(378r/min)w3.1426 按机床选取 nw=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm，l1= 2.5mm，tm=ll1n= 2.02.5=14s（wf6.330.050.23min）

工序Ⅳ：拉花键孔

单面齿升 0.05㎜（表3—86）v=0.06m/s（3.6m/min）（表3—88）

切削工时（表7—21）thlKm=1000vS

zZ式中：

h——单面余量1.5㎜（由Ø 22㎜—Ø 25㎜）； l——拉削表面长度80㎜；

——考虑标准部分的长度系数，取1.20； K——考虑机床返回行程的系数，取1.40； V——切削速度3.6m/min； Sz——拉刀同时工作齿数 Z=L/t。t——拉刀齿距，t=(1.25—1.5)L=1.3580=12㎜

 Z=L/t=80/126齿

 t1.5801.201.40m=10003.60.066=0.15min(9s)工序Ⅴ：铣上、下表面 1）粗铣上表面的台阶面

αf=0.15mm/Z(表3-28)

ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

nv10000.30s=1000πd=w3.14175=0.546r/s(33r/min)按机床选取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故实际切削速度ν=πdwns1000=0.27m/s 切削工时

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tll1l2m=

n= 801753wαfZ0.50.1516=215s=3.58min 2）精铣台阶面 αf=0.07mm/Z(表3-28)ν=0.25m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。n1000v10000.25s=

πd=w3.14175=0.455r/s(33r/min)按机床选取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故实际切削速度ν=πdwns1000=0.27m/s 切削工时

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tll1l280175m=

n= 3wαfZ0.50.0716=467s=7.7min）粗铣下表面保证尺寸75㎜

本工步的切削用量与工步1）的切削用量相同

112

三 夹具设计

3.1 问题的提出

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 经过与指导老师协商，决定设计铣30x80面的铣床夹具。

3.2 夹具设计

1．定位基准的选择

由零件图可知，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（A）和花键心轴的中心线为主定位基准。1．切削力和夹紧力计算

(1)刀具： 高速钢端铣刀 φ30mm z=6 机床： x51W型立式铣床

由[3] 所列公式 得 FCFapXFqVyufzzaeFzwFd0n

查表 9.4—8 得其中： 修正系数kv1.0

CF30 qF0.83 XF1.0

yF0.65 uF0.83 aP8 z=24 wF0

代入上式，可得 F=889.4N

因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。

安全系数 K=K1K2K3K4 其中：K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.1 K3为刀具钝化系数1.1 K4 为断续切削系数1.1 所以 FKF1775.7N

2.定位误差分析

由于30x80面尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。3．夹具设计及操作说明

如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。

夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图中。

四、参考文献

1.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年 2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年 3.机床夹具设计软件版V1.0，机械工业出版社，2004 4.互换性与测量技术基础，刘品 刘丽华主编，哈尔滨工业大学出版社出版，2001年1月

5.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

6.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

7.机械工程手册 第8、9卷，机械工程手册、电机工程手册编委会，机械工业出版社出版，1982年

8.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月 9.机械工艺装备设计实用手册，李庆寿主编，宁夏人民出版社出版，1991年 10.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年

11.机床夹具设计，秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1998年 12.机械制造工艺学习题集，陈榕王树兜主编，福建科学技术出版社出版，1985年

13.机械制造工艺学课程设计指导书，赵家齐主编，哈尔滨工业大学出版社出版，2002年

14.金属切削机床夹具设计手册 第二版，浦林祥主编，机械工业出版社出版，1995年12月

15.机械零件手册，天津大学机械零件教研室编，人民教育出版社出版，1975年9月

五 心得体会

为期三周的工艺、夹具课程设计结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。课程设计作为《机械制造技术基础》课程的重要教学环节，使理论与实际更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

本次课程设计主要经过了两个阶段。第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段中本人认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会如何查有关手册，选择加工余量、确定毛坯类型、形状、大小等，绘制出了毛坯图。为了可以更深刻清楚的完成本次课程设计向老师请教了很多关于夹具方面的知识，而且自己也参阅了很多夹具设计的资料。又根据毛坯图和零件图构想出两种工艺方案，比较确定其中较为合理的工艺方案来编制工艺。其中运用了基准选择、切削用量选择计算、时间定额等方面的知识。还结合了我们生产实习中所看到的实际情况选定设备，填写了工艺文件。夹具设计阶段，运用工件定位、夹紧及零件结构设计等方面知识。

通过这次设计，我基本掌握了一个中等复杂零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具的设计的方法和步骤等。学会查阅手册，选择使用工艺设备等。

总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我独力思考问题、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

由于自己能力有限，设计中还有很多不足之处，恳请老师、同学批评指正。

第三篇：CA6140法兰盘工艺及夹具课程设计说明书范文

一

零件的分析

（一）零件的作用

题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的 100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。该零件年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+ +)=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)，法兰盘的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。

（二）零件的工艺分析

法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1以Ф20 的孔为中心加工表面； 2 俩端面； 以Ф90为中心的加工表面。

它们之间的位置要求主要是：

（1）Ф100mm 左端面与Ф45 mm孔中心轴的跳动度为 ；（2）Ф90mm 右端面与 Ф45 mm孔中心轴线的跳动度为。

经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。

二 工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，采用方法为砂模机器造型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。

（二）基准的选择 粗基准的选择

因为法兰盘可归为轴类零件，一般以外圆作为粗基准。一般以非加工表面作为粗基准，但本零件各面均需加工，此时应以加工余量最小的面为粗基准，所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45的外圆及 90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧Ф45 mm外圆可同时削除五个自由度，再以 90的右端面定位可削除自由度。2 精基准的选择

精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以Ф20mm孔为精基准。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。1 工艺路线方案一

(一)工序Ⅰ粗车 Ф100mm柱体左右端面及外圆外圆留有余量。以右端Ф45 mm为粗基准(二)工序Ⅱ

钻、扩、粗铰、精铰 20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。

(三)工序Ⅲ 粗车Ф45，Ф90的外圆，粗车各端面，粗车Ф90的倒角，粗车3x2的槽，R5的圆角。以Ф20为精基准。

(四)工序Ⅳ 半精车Ф90外圆及各端面，车槽3×2，R5的圆角。(五)工序Ⅴ

半精车Φ100左右端面及外圆，精车Ф100的左端面。(六)工序Ⅵ 粗铣Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。(七)工序Ⅶ

钻 4—Φ9孔。(八)工序Ⅷ钻Φ4孔，铰Φ 6孔。

(九)工序Ⅸ磨削Φ100的右端面，Φ90外圆及左右端面，Φ45外圆。

1(十)工序Ⅹ

磨削外圆面 Φ100，Φ 90。(十一)工序Ⅺ

刻字刻线。(十二)工序Ⅻ

镀铬。

(十三)工序ⅩⅢ 检测入库。2 工艺路线方案二

(一)工序Ⅰ

钻、扩、铰Φ20的孔，以右端Φ45的外圆为粗基准。

(二)工序Ⅱ

粗车Φ100外圆，B面，Φ90外圆及右侧面，3x2槽，Φ45外圆。粗车零件左右端面(三)工序Ⅲ

粗车零件左右端面，并倒Φ20孔的倒角，以及零件右端45度倒角。(四)工序Ⅳ(五)工序Ⅴ(七)工序Ⅶ 半精车Φ100外圆，Φ90外圆。半精车零件左端面。精车零件在端面。

(六)工序Ⅵ

精车Φ100外圆，并倒Φ100，Φ90的倒角。(八)工序Ⅷ粗铣

Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。(九)工序Ⅸ

钻 4—Φ9孔。(十)工序Ⅹ

钻Φ4孔，铰Φ 6孔。(十一)工序Ⅺ 磨削Φ90外圆及右侧Φ45外圆。

(十二)工序Ⅻ

抛光B面。(十三)工序ⅩⅢ 刻字画线。

（十四）工序ⅩⅣ 镀铬。

（十五）工序ⅩⅤ 检测入库。3工艺方案的比较与分析

上述两种工艺方案的特点在于：方案二考虑以Φ20孔为精加工基准，而方案一则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔 Φ20mm，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。

（四）毛坯尺寸的确定与机械加工余量

由于本零件材料为灰铸铁，由《工艺手册得》，毛坯为双侧加工，MA为G，加工精度为8到10级，这里选取9级。则，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得： 零件延轴线方向的加工余量为：2x2.5mm=5mm Ф100径向加工余量为6mm，轴向加工余量为2x2.5mm=5mm Ф90径向加工余量为2x2.5mm=5mm，轴向加工余量为2x2.5mm=5mm Ф45径向加工余量为2x2.5mm=5mm 由《机械零件工艺性手册》表：2-64得：Ф100，Ф90柱体圆角为：R=2mm；右端Ф45的圆角为：R=4mm；铸件上连接法兰的过渡部分尺寸确定为：R=5mm，C=3mm，H=15mm。由以上资料得出毛坯尺寸图（见附图）。

（五）确定切削用量及基本工时 工序Ⅰ 钻，扩，铰Ф20孔 1.加工条件

工件材料：HT200 硬度170—241HB，取190HB，机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，铰Ф20孔 机床：转塔车床C365L 2.计算切削用量 1)钻 Ф18孔

（1）刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用 18高速钢锥柄标准花钻。

2（2）切削用量选择：

查《切削用量手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L 车床进给量取f =0.76mm/r。查《切削用量简明手册》取V =13m/min ns1000vdw=230r/min 按机床选取n =238r/m,故v(3)计算基本工时： T=（L+L1+L2）/(f×n)=0.66min。2)扩Ф19.8 孔

dnww1000=18m/min

（1）刀具选择：选用 19.8高速钢锥柄扩孔钻。（2）确定切削用量：

查《切削用量简明手册》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L 车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由《现代机械制造工艺流程设计实训教程》得公式：钻

查《切削用量简明手册》取VC =0.29m/s=17.4m/min VC=（1/2~1/3）VC =5.8~8.7m/min

vc扩=（1/2~1/3）

vcns1000vdw=93~140r/min 按机床选取n =136r/m,故v(3)计算基本工时： T=（L+L1+L2）/(f×n)其中L=91，L1=14,L2=2 3)铰Ф20

dnww1000=8.5m/min

=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。

（1）刀具选择： 20高速钢锥柄机用铰刀（2）确定切削用量： 背吃刀量ap=0.12。

由《切削用量简明手册》表2.11 f=1.3~2.5mm/r,取f=1.68 由《切削用量简明手册》表2.30得

vccvd0zvTmv.axpfyv=7.9m/min ns1000vdww=125.8 r/min 按机床选取n =136 r/min 所以实际切削速度v(3)计算基本工时： dnww1000=8.54m/min T=(L+L1+L2)/(f*n)=0.44min 工序Ⅱ 粗车Ф100外圆、车B面。车Ф90外圆及右侧面、3x2槽、Ф45外圆 1.加工条件

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r010o

060

kr600

s50

kr'8o 05'o

e0.51

刀具2：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸30x45

刀具3：刀片才；材料高速钢，切断车刀，刀杆尺寸16x25 2.计算切削用量

（1）粗车Ф100外圆

用刀具1 1)确定背吃刀量a(即切深a)粗车的余量为1.5mm，一次走刀完成，即a =1.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =1.5mm，则进给量为0.6~0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。

选择磨钝标准及耐用度：根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=57.46 m/min n s1000vdw=172 r/min 按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与172r/min相近似 的机床转速n =200r/min,则实际切削速度V = 66.6m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.149min（2）粗车 Ф90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量 粗车外圆ap=1.1mm。2)确定进给量

由《切削用量简明手册》HT200，刀杆尺寸16 x25，,工件直径为Ф90mm，则f=0.6~0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，焊接耐用度T=60mm。3)确定切削速度VC 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=44 m/min ns1000vdw=147.6 r/min 按CA6140车床转速 选择与157.5r/min相近似的机床转速n =160r/min,则实际切削速度 V =47.728 m/min。4)计算基本工时：

T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.153min(3)粗车Ф45 外圆 选择刀具1

1）确定切削深度

粗车外圆，一次走刀，则ap=1.1mm。2)确定进给量

由《切削用量手册》，HT200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为Ф45mm，则f=0.4~0.5mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.45mm/r。

3)确定切削速度VC 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccvTmv.axpfyv=62.7 m/min n s1000vdw=399 r/min 按CA6140车床说明书，选择与399r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度 V = 62.8m/min。4)计算基本工时：

T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.286min。（4）成型车刀加工B面

1）确定切削深度，一次走刀，则ap=2.5mm。T=120min 2)确定进给量

f=0.035~0.070mm/r。取f =0.050mm/r。

3)确定切削速度VC 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccvTmv.axpfyv=40.602 m/min n s1000vdw=121.987 r/min 按CA6140车床说明书，选择与121.987r/min相近似的机床转速n =125r/min,则实际切削速度 V =41.605m/min。4)计算基本工时：

T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=11.04min。（5）车Ф90右端面及3x2槽

1）确定切削深度，一次走刀，则ap=2.5mm。2)确定进给量

由《切削用量手册》表1.4，f=0.6~0.9mm/r。根据CA6140机床说明书（见《工艺手册》表1.31）取f=0.86 mm/r 3)确定切削速度VC 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccvTmv.axpfyv=13.965 m/min n s1000vdw=46.815 r/min 按CA6140车床说明书，选择与46.815r/min相近似的机床转速n =50r/min,则实际切削速度 V = 15.072m/min。

4)计算基本工时：

T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=1.419min。

工序Ⅲ

粗车零件左右端面，并倒Ф20孔的倒角，零件右端45度倒角 1.加工条件

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r010o

060

kr600

s50

k r'8o 05'o

e0.51

2.计算切削用量

（1）粗车零件左端面，即，粗车Ф 100左端面 1）确定切削用量ap =1.1mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》：取进给量为0.6——0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.86mm/r。

根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=49.56 m/min n s1000vdw=149 r/min 按CA6140说明书，选择与149r/min相近似 V =53m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算： T= 0.385min（2）粗车零件右端面 1）确定切削用量ap =2.5mm。2)确定进给量 的机床转速n =160r/min,则实际切削速度

查《切削用量简明手册》：取进给量为0.4～0.5 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.45mm/r。

根据《切削用量简明手册》，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=14 m/min n s1000vdw=89r/min 按CA6140说明书，选择与89r/min相近似的机床转速n =100r/min,则实际切削速度 V =15.7m/min。

6（3）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算： T= 0.674min 工序Ⅳ半精车Ф100外圆、B面，Ф90外圆、Ф45外圆 1.加工条件

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r010o

060

kr600

s50

kr'8o 05'o

e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm 2.计算切削用量

（1）半精车Ф100外圆

用刀具1 1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=103.071 m/min n s1000vdw=309.971 r/min 按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与309.871r/min相近似 速n =320r/min,则实际切削速度V = 106.509m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.2.6min（2）半精车 Ф90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量 半精车外圆ap=1.4mm。2)确定进给量 的机床转由《切削用量简明手册》表1.6，HT200，刀杆尺寸16 x25，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm,工件直径为Ф90mm，则f=0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r，车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度VC 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=103.071m/min ns1000vdw=353.719 r/min 按CA6140车床转速 选择与353.719r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度 V =116.557 m/min。4)计算基本工时：

T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.115min 7(3)半精车Ф45 外圆 选择刀具1

1）确定切削深度

粗车外圆，一次走刀，则ap=1.4mm。2)确定进给量

由《切削用量手册》，HT200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为Ф45mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则f=0.25~0.40mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.30mm/r。

3)确定切削速度VC 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccvTmv.axpfyv=103.071 m/min ns1000vdw=686.719r/min 按CA6140车床说明书，选择与686.719r/min相近似的机床转速n =710r/min,则实际切削速度V = 107.457m/min。4)计算基本工时：

T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.246min。工序Ⅴ 半精车零件左端面，即Ф100左端面 1.加工条件

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r010o

060

kr600

s50

kr'8o 05'o

e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm 2.计算切削用量 半精车Ф100左端面

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=103.071 m/min ns1000vdw=316.235 r/min 的机床转按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与316.235r/min相近似 速n =320r/min,则实际切削速度V = 106.509m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=1.158min 工序Ⅵ 精车Ф100外圆，并倒Ф90，Ф100的倒角

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为 8 1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=142.020 m/min ns1000vdw=452.292 r/min 的机床转按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 速n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.315min 工序Ⅶ精车零件左端面，即Ф100左端面

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccvTmv.axpfyv=142.020 m/min ns1000vdw=452.292 r/min 的机床转按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 速n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=2.00min 工序Ⅷ

粗铣Ф90左右侧面，精铣Ф90右侧面

1.加工条件：机床的选择：X62W，功率7.5KW，装夹系统刚性好；刀具的选择：铣刀材料为YG6，由ap=8，ae=11～21mm，根据《工艺手册》表3.1—28，铣刀选择为80～110mm；由《切削手册》表6---7选择刀具如下：粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀

d0100，L80，d40

oor015o，012oo，40~45o，Z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀

ood0100，L80，d40，r0152.切削用量选择：，012，30~35，Z=14，圆柱铣刀寿命为180min(1)粗铣左侧面，粗铣刀具

1）切削用量

ap=8，ae=11mm，一次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取f z=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。3）确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,27 qvccvd0vtafazmpzexpyvuvpv=119.619m/min ns1000vdw=380.952r/min

根据X61W机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为Vc =149.15m/min 当n =475r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×475=1140mm/min.X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min 4）计算基本工时

T=(L+L1)/fm=(38+5)/950=0.0453 min(2)粗铣右侧面，粗铣刀具(1)粗铣左侧面，粗铣刀具

1）切削用量

ap=8，ae=10mm，俩次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取fz=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,27 qvvccvd0up=160.952m/min ftaazmxppyvvzevns1000vdw=512.586r/min

根据X61W机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =600r/min.则实际切削速度为Vc =188.4m/min 当n =600r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×600=1440mm/min.X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min 4）计算基本工时

T=(L+L1)/fm=(48.2+5+38)/950=0.096 min（3）精铣右侧面 精铣刀具

1）切削用量

ap=8，ae=1mm，一次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取fz=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,27 qvccvd0vptafauz=404.312m/min mxppyvvzevns1000vdw=1287.618r/min

根据X61W机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =1180r/min.则实际切削速度为Vc 370.52m/min 当n =1180r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×14×1180=2832mm/min.10 X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=1180mm/min 4）计算基本工时

T=(L+L1)/fm=(48.2+5)/1180=0.0451min 工序Ⅸ

钻4-Ф9孔 1)刀具选择

选用Ф9高速钢,锥柄标准麻花钻。选用Z525型摇臂钻床。2）确定切削用量

4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/r,由钻床取 f =0.40mm/r.由《切削用量手册》，取V查=0.36m/s=21.6m/min，则n=764.331 r/min 由钻床说明书，取n机=850r/min,故

3）计算基本工时：

其中L1=8，L2=0，L=8，4T= 4x0.047min=0.188min 工序Ⅹ(1)钻Ф 4mm孔，Ф铰6mm孔 选用Z525型摇臂钻床。1）刀具选择：

由《工艺手册》选用 高速钢锥柄标准花钻。2）确定切削用量：

查《切削用量手册》f=0.18～0.22mm/r,由钻床取f=0.22mm/r.由《切削用量手册》取V =0.46m/s=27.6m/min =197r/m 由Z525钻床取n =1700r/min.故VC =21m/min.3)基本工时： L1=10，L2=0，L=12.5 T= 0.07min(2)铰 Ф6孔 1）刀具选择：

6高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6,耐用度T=60min。2）确定切削用量：

（a）加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r，由《工艺手册》f=0.26mm/r。

(b)确定切削速度：计算切削速度CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3 V = 0.21m/s=12.8m/min n = 679r/min 取n =670 V =8.415 m/min 3）基本工时：

其中L1=10，L2=2，L=7

T= 0.109min 工序Ⅺ 磨削Ф90外圆以及零件右端Ф45外圆

1.选择砂轮：WA46KV6P350x40x12 2.切削用量的选择。砂轮转速n砂=1500 r/min，v砂=27.5m/s 轴向进给量fa=0.5B=20mm

vc(cvdTafm0pzvxvyv)kv，其中KV=1，11 工件速度Vw=10m/min 径向进给量fr=0.015mm/（双行程）3.切削工时。（1）加工Ф90外圆（2）加工Ф45外圆工序Ⅻ 抛光B面 工序ⅩⅢ

刻线、刻字 工序XIV 镀铬 工序XV 检测入库

夹具的设计

（一）问题的提出

本夹具用来钻Ф4的孔，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便。本夹具使用在Z525型摇臂钻床上，选用偏心轮夹紧。

（二）夹具设计

1、定位基准的选择

由零件图可知孔Ф4对于Ф90右端面有公差要求，经过尺寸链计算，选用Ф100左端面作为基准；采用偏心轮夹紧便于装卸。

2、切削力及夹紧力计算

1）切削力的计算： 轴向力：F其中：t112LbzbK1000vffaarr=0.819min t2LbzbK1000vff=1.606min

zF.yF.(N)9.81cFd0fkFcF42.7

d04 f0.22

kF0.9（新的钻头）

zF1.0

yF0.8

则：F扭矩: 449.382N

zM.yM.M9.81cM.d0fkm其中：cM0.021

zM2.0

yM0.8

kM 0.87则：M0.884N*m

=3680（N）2）夹紧力的计算：由《机床夹具设计手册》表1-2-20，查得：当D=32，d=8，e=1.7，Ⅲ型，得夹紧力为W03）切削力与夹紧力比较：由夹具结构知，轴向力与夹紧力垂直，欲使夹具安全工作，夹紧力产生的摩擦力必须大于轴向力。一般钢铁接触面的摩擦系数为：0.1～0.15。此处取小值0.1。则F总=2f=2×368=736>449.238 所以安全。

由于钻头直径为Ф4，所以产生的扭矩非常小，夹具可安全工作。

3、夹具图（见附图）

4、夹具中的V形块用于对心，使用了快换钻套，便于铰Ф6孔。

第四篇：机械制造基础课程设计_夹具设计_工艺设计

机械制造基础夹具课程设计

设计题目：制订轴承端盖工艺及直径为

10mm孔夹具设计

班

级：

学

生：

指导教师：

目 录

设计任务书

一、零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„

二、工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„

（一）、确定毛坯的制造形式„„„„„„„„

（二）、基面的选择„„„„„„„„„„„„

（三）、制订工艺路线„„„„„„„„„„„

（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 才的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„

（五）、确定切削用量及基本工时„„„„„„

三、夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„

四、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„

野狼

①精基准的选择

1)基准重合原则 2）基准统一原则 3）自为基准原则 4)互为基准原则 5)便于装夹原则基准选择

粗基准的选择：以未加工外圆表面作为粗基准。

对于精基准而言，根据基准重合原则，选Ø16mm用设计基准作为精基准。

（三）制订工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。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.工艺路线方案一

工序Ⅰ

铸造成型。

工序Ⅱ

时效处理。

工序Ⅲ

车Ø90mm，Ø52mm外圆。

工序Ⅳ

钻孔Ø32mm，Ø16mm，扩孔Ø32mm，Ø16mm，铰孔Ø32mm，Ø16mm。

工序Ⅴ

粗车，半精车，精车Ø56mm外圆及端面。工序Ⅵ

钻Ø11mm沉头孔，Ø7mm螺纹孔，M5螺纹底孔。工序Ⅶ

钻油孔Ø10mm。工序Ⅷ

钻孔Ø11mm。工序Ⅸ

攻丝M5。工序Ⅹ

攻丝M12。工序ⅩⅠ 清洗检查。

2.工艺路线方案二

工序Ⅰ

铸造成型。

工序Ⅱ

时效处理。

野狼

3．钻孔Ø16㎜，扩孔Ø16㎜，铰孔Ø16㎜ 根据“手册”表1—49，扩孔Ø16㎜ 2Z=1.6㎜ 铰孔Ø16㎜ Z=0.4㎜ 毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图。

图1 毛坯图

（五）确定切削用量及基本工时

1）工序Ⅲ

车Ø90mm，车Ø52mm及端面。机床：C6140车床 刀具：YT15硬质合金车刀 确定切削用量及加工工时：

确定加工余量为2mm，查《切削用量简明手册》，加工切削深度 ap2mm 由表4 f0.5~0.6mm/r，根据［3］表1 当用YT15硬质合金车刀加工铸铁

野狼

n1000vD5.03r/s

由机床 nc5.03r/s320r/min vcDnc10003.14565.0310000.884m/s

tmLnf255.030.56600.04min

车端面 tm2L/nf0.34min 3）工序Ⅴ

钻孔Ø32mm至Ø31mm，Ø16mm孔至Ø15mm 机床：Z535 刀具：高速钢麻花钻 确定切削用量及工削工时

f=0.75mm/r·Kl=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)

f ν=0.35m/s

（21m/min）

（表3—42）

ns=1000vπdw=

10000.353.1432=3.48r/s(334r/min)

按机床选取

nw=338r/min=5.63r/s

故实际切削速度

ν=

πdwns1000=0.35m/s

切削工时

l=80mm，l1= 10mm，l2=2mm

tm=ll1l2nwf=

121025.630.71=6s=0.1min

钻Ø16mm孔至Ø15mm 机床：Z535 刀具：高速钢麻花钻 确定切削用量及工削工时

f=0.75mm/r·Kl=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)

f

野狼

半精车端面 tm2L/nf0.34min 精车tmLnf255.030.56600.04min

精车端面 tm2L/nf0.34min

4）工序Ⅵ

粗镗Ø32mm至Ø31mm 机床：卧式镗床T618

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5 切削深度ap：ap0.5mm

进给量f：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为aF=0.5mm。因此确定进给量f0.15mm/r

切削速度V：参照参考文献[3]表2.4-9，取V3.18m/s190.8m/min 机床主轴转速n：

n1000Vd01000190.83.14591029.9r/min，取n1000r/min

143.59101060093./ms

实际切削速度v，：vdn10工作台每分钟进给量fm：fmfn0.151000150mm/min 被切削层长度l：l52.5mm 刀具切入长度l1：l1aptgkr(2~3)0.5tg3022.87mm

刀具切出长度l2：l23~5mm

取l24mm 行程次数i：i1

机动时间tj1：tj1ll1l2fm102.8741500.112min

6）工序Ⅶ

扩,铰Ø16mm孔

扩孔Ø 16㎜ 机床：Z535立式钻床 刀个：高速钢扩孔钻 切削用量及工时：

野狼

进给量f：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为aF=0.5mm。因此确定进给量f0.15mm/r

切削速度V：参照参考文献[3]表2.4-9，取V3.18m/s190.8m/min 机床主轴转速n：

n1000Vd01000190.83.14591029.9r/min，取n1000r/min

dn10143.59101060093./ms

实际切削速度v，：v工作台每分钟进给量fm：fmfn0.151000150mm/min 被切削层长度l：l52.5mm 刀具切入长度l1：l1aptgkr(2~3)0.5tg3022.87mm

刀具切出长度l2：l23~5mm

取l24mm 行程次数i：i1 机动时间tj1：tj1 精镗Φ32 实际切削速度v，：vdn10143.59101060093./ms

ll1l2fm102.8741500.112min

工作台每分钟进给量fm：fmfn0.151000150mm/min 被切削层长度l：l52.5mm 刀具切入长度l1：l1aptgkr(2~3)0.5tg3022.87mm

刀具切出长度l2：l23~5mm

取l24mm 行程次数i：i1

机动时间tj1：tj1ll1l2fm102.8741500.112min

8）工序Ⅸ

钻Ø11mm沉头孔，Ø7mm螺纹孔，M5螺纹底孔, 攻丝M5。

机床：Z535立式钻床

钻沉孔

野狼

1工序X 钻M5底孔φ4,攻丝M5 机床：Z535钻床 刀具：高速钢麻花钻

由《机械加工工艺实用手册》表15-41

f=0.30mm/r

由《机械加工工艺实用手册》表10.4-9 v=0.161m/s ns1000vdw=9.86r/s=12.8r/min 按机床选取：

n710r/min11.83r/s

 v实际dn10003.145.211.8310000.193m/s

对于孔1：ll11l121221024mm 记算工时 ：

tm1l11l12lnf2511.830.307.04s0.117min

攻丝M5

a/加工条件：机床：Z535立时钻床..刀具：机用丝锥

其中d=5mm，.b/计算切削用量：ap=1.3mm 由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=1mm/r

v=0.12m/s

.确定主轴转速：

n=

1000vd0=286r/min

.按机床选取：

nw272r/min

野狼

按机床选取

nw=720r/min=12r/s

故实际切削速度

ν=

πdwns1000=0.38m/s

切削工时

l=32mm，l1= 10mm，l2=2mm tm=ll1l2nwf=

32210120.71=52s=0.868min 攻丝M12 由《机械加工工艺实用手册》表16.2-4

vcvd0Tmvy0pkv64.8103000..91..20..5116m/s

ns1000vdw=

10004.53.1410=143r/min

tm22ll111()pnn

1计算得t=0.38min

四、专用夹具设计

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。本课题选择工序Ⅹ 加工M5螺纹底孔, 攻丝M5专用夹具。

（二）提出问题

利用本夹具主要用来钻M5螺纹底孔Ø4㎜。在加工本工序前，其他重要表面都已加工，因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证中心对齐，如何降低劳动强度、提高劳动生产率，而精度则不是主要问题。

野狼

5K4为断续切削系数1.2。

所以 F'KF1.51.11.11.118953783（N）所需的实际夹紧力为3783N是不算很大，为了使得整个夹具结构紧凑，决定选用双螺纹压块夹紧机构。

1．位误差分析

定夹具的主要定位元件为一平面和一定位销：

定位销是与零件孔16相配合的，通过定位销削边销与零件孔的配合来确定加工孔的中心，最后达到完全定位。因此，定位销与其相配合的孔的公差相同，即公差为h7。

由于4是自由公差，因此满足公差要求。2．夹具设计及操作的简要说明

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，降低劳动强度。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比，由于切削力较小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求，并且避免复杂夹紧机构带来的结构庞大，旋转加工过程中不会干涉。

四、参考文献

1.[1]艾兴、肖诗纲.切削用量手册[M].北京：机械工业出版社，1985

野狼

第五篇：机械制造工艺学课程设计-CA6140车床拨叉(831007)工艺规程及钻φ22的钻床夹具(全套图纸)

目录

一、序言--1

二、设计目的---------------------------1

三、零件的分析------------------------2

四、确定生产类型---------------------2

五、确定毛坯---------------------------2

六、工艺规程设计---------------------3(一)、选择定位基准-------------------3(二)、制定工艺路线-------------------3(三)、选择加工设备和工艺路线----4(四)、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定-----------------4(五)、确定切削用量，切削速度和时间定额--------------------4

七、夹具设计---------------------------6

八、小结--7

九、参考文献---------------------------8

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动，按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔与操纵机构相连，下方的φ55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。

（二）零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

0.0211.小头孔22以及与此孔相通的8的锥孔、M8螺纹孔 02.大头半圆孔55

3.拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二 确定生产类型

已知此拨叉零件的生产纲领为Q=5000件/年，零件的质量m=1.0件/台，结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%.代入公式(1-1)得

N=5000件/年1件/台(1+3%)(1+0.5%)=5152.5件/年

拔叉重量为1.0kg,由《机械制造技术基础课程设计指导教程》(本说明书中除特殊说明外,其余查表均由此指导教程查得)表1-3知,拔叉属轻型零件;由表1-4知,该拔叉的生产类型为大批生产.所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。

三 确定毛坯 确定毛坯种类：

零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。由表2-1选用铸件尺寸公差等级CT12级。2 确定铸件加工余量及形状： 由表2-5，选用加工余量为MA-G级，并查24页表2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：

3绘制铸件零件图(见附图)

四 工艺规程设计

(一)选择定位基准：粗基准的选择：以零件的两个小头孔外圆表面为主要的定位粗基准，以小头孔的底面为辅助粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以两个小头孔外圆柱表面为主要的定位精基准，以加工后的小头孔的上端面为辅助的定位精基准。

（二）制定工艺路线

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》346页表15-

32、15-

33、15-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如机械加工工艺过程卡片。

（三）选择加工设备和工艺设备 1 机床的选择：

工序010～060均为铣平面，可采用X51立式铣床。

工序070～110采用摇臂钻床。

工序120采用钻床。多刀具组合机床。工序130采用铣断机床。选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔55H13，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。4选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。

5其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。

（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 1圆柱表面工序尺寸：

前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定7、8加工工序钻-扩-粗铰-精铰φ22加工余量工序尺寸及公差如下：

由2-28可查得精铰余量Z精铰=0.06mm

粗铰余量Z粗铰=0.14mm 扩孔余量Z扩孔=1.8mm

钻孔余量Z钻=20mm 查表1-20可依次确定各工序的加工精度等级为,精铰:IT7;粗铰:IT10;扩孔:IT11;钻孔:IT12.根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步公差值分别为,精铰:0.021mm;粗铰:0.058mm;扩孔:0.075mm;钻孔:0.15mm 综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰: φ2200.021mm;粗铰φ21.9400.058mm;扩孔:φ21.800.075mm;钻孔: φ2000.15mm.2平面工序尺寸：

1.1粗铣两小头孔上端面，加工余量为1.2mm，基本尺寸为，经济精度为CT12级。

1.2粗铣中间孔上端面，加工余量为4mm，基本尺寸为

mm

，经

济

精

度 为CT12级。

1.3粗铣中间孔下端面，加工余量为4mm，基本尺寸为

mm，经济精度为CT12级。

1.4精铣小头孔上端面，加工余量为0.5mm，基本尺寸为50mm，经济精度为CT11级。1.5精铣中间孔上端面，加工余量为1mm，基本尺寸为

mm，经济精度为CT10级。

1.6精铣中间孔下端面，加工余量为1mm，基本尺寸为

mm，经济精度为CT10级。

（五）确定切削用量，切削速度和时间定额：

1工序1以小头孔外圆表面为粗基准，粗铣φ22孔上端面。

1.1 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。加工要求：粗铣φ22孔上端面。机床：X51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《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）取刀具直径do=80mm。1.2 切削用量

铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.2mm，一次走刀即可完成所需长度，按《教程》表5-7查得fz=0.2mm。

1.3计算切削速度 按《教程》表5-9，然后根据d/Z=80/10选取，VC=40m/min,再由公 式

算得 n＝159.24r/min,查《教程》表4-15得机床x51的转速

为n=160r/min,因此由公式

算得实际切削速度Vc=40.2mm/s。

1.4校验机床功率

查《简明手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定 ap=1.2mm，n=160r/min, V c=40.2m/min，f z=0.2mm/z。1.5计算基本工时

kr< 根据《教程》表5-43查得对称铣tj＝l+l1+l2/fmz，由于，L2=2mm,解得tj=0.15min 辅助时间：ta=(0.15~0.2)tj=0.3min 2工序2 以小头孔外圆表面为基准粗铣φ55孔上下端面。2.1 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。加工要求：粗铣φ55上端面。机床：X51立式铣床。

刀具：直柄立式铣刀，按《教程》62页表3-15查得，取d=71mm,d1=63mm,中齿z=8。2.2 切削用量

2.2.1 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=4mm，一次走刀即可完成所需长度。2.2.2每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《简明手册》f=0.2mm/z。2.3查后刀面寿命

查《简明手册》表3.8，寿命T=180min 2.4计算切削速度 按《教程》表5-9选取Vc=40m/min，根据公式，算得n=181.98r/min,查《教程》表4-15取n=210r/min,在由公式

算得实际切削速度Vc＝46.8m/min 2.5计算基本工时

根据《教程》表5-43查得对称铣tj＝l+l1+l2/fmz，由于kr

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。加工要求：粗铣φ55上端面。机床：X51立式铣床。

fVm ,刀具：直柄立式铣刀，按《教程》62页表3-15查得，取d=71mm,d1=63mm,中齿z=8。4.2切削用量

按机床功率kw5~10，工件-夹具系统刚度为中等时，按《教程》表5-7查得fz=0.12mm。4.3计算切削速度 按《教程》表5-9选取Vc=49m/min，根据公式，算得

n=219.8r/min,查《教程》表4-15取n=210r/min,在由公式

算得实际切削速度Vc＝46.8m/min。

4.4校验机床功率

查《简明手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定n=210r/min, V c=46.8m/min，f z=0.12mm/z。4.5计算基本工时

tm＝L+l1/ fn=(4+1)/0.12*210=0.20min。辅助时间：ta=(0.15~0.2)tj=0.4min 5.工序070和080以T1及小头孔外圆为基准，钻、扩、粗铰、精铰φ22孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。.采用立式钻床525型号 5.1钻孔工步

(1)刀具:采用莫氏锥柄麻花钻(20GB/T1438.1-1996)(2)背吃刀量的确定

取a p=20mm(3)进给量的确定

由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.25mm/r(4)切削速度的计算

由表5-22,按工件材料为铸铁的条件选取,切削速度v取18m/min.由公式(5-1)n=1000v/d=100018/(3.1422)=286.6r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=272r/min.代入(5-1),求出实际钻削速度v=nd/1000=2723.1420/1000=17m/min(5)时间定额计算

根据表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得.式中l=50mm, l2=1mm;l1=Dcotkr/2+(1~2)=20mm/2cot54.0+1mm=11.7mm,f=0.25mm/r,n=272r/min.将以上结果代入公式,得该工序基本时间tj=(50mm+11.7mm+1mm)/(0.25mm/r272r/min=0.92min=55.3s(6)辅助时间tf的计算

由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.15~0.2)tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1555.3=8.30s 5.2扩孔工步

(1)刀具:采用莫氏锥柄扩孔钻(B/T1141-1984)(2)背吃刀量的确定

取ap=1.8mm(3)进给量的确定

由表4-10,选取f=1.1mm/r.(4)切削速度的计算

由表5-22,按工件材料为铸铁的条件选取,切削速度v取4m/min.由公式(5-1)n=1000v/d=10004/(3.1421.8)=58.43r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.代入(5-1),求出实际钻削速度v=nd/1000=2723.1421.8/1000=6.64m/min(5)时间定额计算

由D=21.8mm l=50mm l2=3mm得

l1=(D-d)cotkr+(1~2)=(21.8-20)/2cot54.0+1=1.6mm=30.7s(6)辅助时间tf的计算

由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.15~0.2)tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1530.7=4.6s 5.3粗铰工步

(1)刀具:采用锥柄机用铰刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的确定

取a p0.14mm(3)进给量的确定 由表5-31,选取f=1.0mm/r.(4)切削速度的计算

由表5-31,取v=4m/min.由公式(5-1)n=1000v/d=10004/(3.1420)=63.7r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.代入(5-1),求出实际切削速度v= nd/1000=973.1420/1000=6.1m/min(5)时间定额计算

根据表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中l1 l2由表5-42按kr=15.0 ap=(D-d)/2=(21.94mm-21.8mm)/2=0.08mm的条件查得l1=0.37mm l2=15mm;而l=50mm f=1.0mm/r

n=97r/min 将以上结果代入公式,得该工序的基本时间tj=(50mm+0.37mm+15mm)/(1.0mm/r97r/min)=0.67min=40.4s(5)辅助时间tf的计算

由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.15~0.2)tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1540.4=6.06s 5.4精铰工步

(1)刀具:采用锥柄机用铰刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的确定

取ap=0.06mm(3)进给量的确定 由表5-31,选取f=0.8mm/r.(4)切削速度的计算 由表5-31,取v=6m/min.由公式(5-1)n=1000v/d=10006/(3.1420=95.5r/min, 参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.代入(5-1),求出实际切削速度v= nd/1000=973.1420/1000=6.1m/min(5)时间定额计算

根据表5-42,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中l1 l2由表5-42按kr=15.0 ap=(D-d)/2=(22mm-21.96mm)/2=0.02mm的条件查得l1=0.19mm l2=13mm;而l=50mm f=0.8mm/r

n=97r/min,将以上结果代入公式,得该工序的基本时间tj=(50mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/r97r/min)=0.81min=48.8s(6)辅助时间tf的计算

由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.15~0.2)tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1548.8=7.32s 7 五.夹具设计 夹具设计任务

为提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动,需设计转专用夹具,并设计工序070、080钻小头孔22.本夹具将用于组合机床,刀具为麻花钻.2 确定夹具的结构方案(1)确定定位元件

底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求,因此应以底面为主要定位基准,利用小头孔的外圆表面为辅助定位基准.(2)确定导向装置

本工序要求对被加工孔依次进行钻、扩、铰等三个工步加工,最终达到工序简图上规定的加工要求,故选用快换钻套作为刀具的导向元件.快换钻套查表9-10,得2200.024,钻套用衬套查表9-11,得34,钻套螺钉查表9-12,得43,查表9-13,确定钻套高度H=2.05D=2.0522=45mm,排屑空间h=0.5D=0.522=11mm 3切削力及夹紧力计算

由于实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于第一定位基准面,在两侧只需要采用两个V型块适当夹紧后本夹具即可安全工作.因此,无须再对切削力进行计算.4钻床夹具的装配图见附图

六 总结

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系统性设计.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,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，通过这次课程设计，使我对专业知识了解得更扎实，也从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。