KCSJ-02套筒座的钻顶面2×M6螺纹孔专用夹具设计及机械加工工艺规程装备

KCSJ-02套筒座的钻顶面2M6螺纹孔专用夹具设计及机械加工工艺规程装备摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。套筒座零件的工艺设计、工序设计以及钻顶面2M6螺纹孔专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：套筒座；工艺；工序；专用夹具；工艺路线AbstractThis design involves mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance fit and measurement and other aspects of knowledge.The process design and process design of sleeve parts, as well as the three parts of the design of the special drill jig for drilling 2 M6 holes on the top surface. In the process design, the parts are analyzed first, the process of the parts is redesigned and the structure of the blank is redesigned. The process datum of the parts is selected and the process route of the part is designed. Then the size calculation of the working procedure of the parts is calculated, the key is to determine the process equipment and the cutting amount of the various working order; then, the key is to determine the amount of the process equipment and the cutting amount. The design of the special fixture is carried out, and the components of the fixture are designed, such as the positioning element, the clamping element, the guiding element, the connecting parts with the machine tool and the other parts. The positioning error is calculated when the fixture is positioned, and the rationality and inadequacies of the fixture structure are analyzed, and the design is injected in the future. It is intended to be improved.Key words: sleeve seat; technology; process; special fixture; process route目录摘要1Abstract2一 零件的分析41.1 分析零件的作用及技术要求41.2 零件的工艺分析4分析零件的材质、热处理及机械加工工艺性42 选择毛坯的制造方式、初步确定毛坯形状63 机械加工工艺规程设计73.1选择定位基准73.2工件表面加工方法的选择83.3制定加工工艺路线83.4.1支承孔的工序尺寸及公差计算93.4.2底面A的工序尺寸及公差计算103.4.3一对工艺孔的工序尺寸及公差计算123.4.4其他加工面的加工余量的确定133.5 确定切削用量、时间定额13确定切削用量、时间定额154.专用夹具设计284.1.确定设计方案284.2.选择定位方式及元件284.3.对刀导向元件的确定284.4.夹紧机构的确定294.5.切削力的计算与夹紧力的分析294.6.定位误差分析294.7.夹具设计及操作的简述305. 小结306.总结317.参考文献318. 致谢32一 零件的分析1.1 分析零件的作用及技术要求 套筒座顾名思义就是支承套筒的作用，起定位、夹紧套筒的作用。技术要求有套筒座的圆角为R3-R5，倒角1.5，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基准，所以底面的粗糙度也有很高的要求。底面的6个螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，还有套筒支承孔自身有个圆柱度要求。具体的要求是：套筒支承孔对底面的平行度为0.01；套筒支承孔的圆柱度是0.01；支承孔中心到底面尺寸为800.02，支承孔尺寸要求为50H7套筒支承孔内表面粗糙度R值为1.6；底面的表面粗糙度要求是R值为1.6；底面6个螺栓孔上表面粗糙度要求是R值为12.5；还有套筒支承孔两断面表面粗糙度是R值为6.3；顶面螺纹孔上表面粗糙度要求是R值为12.5。1.2 零件的工艺分析套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面、支承孔两端面。因为这是与其他零件直接接触的表面，对加工及加工精度有很大的影响。套筒支承孔的内表面必须要有足够的粗糙度才能保证零件的加工要求同时必须相对于底面又要有很高的平行度，因为支承孔的轴线与底面的定位有很大的关系。同时底面要有足够的粗糙度才能保证与支承孔轴线的平行度。支承孔两端面的表面粗糙度没有前面的要求高，能达到6.3就可以了。分析零件的材质、热处理及机械加工工艺性本零件的主要作用是支承作用，根据零件的复杂程度，我们选择铸造制作毛坯。选择HT250，其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优。需要进行人工时效处理，即将铸件重新加热到530-620C，经长时间保温（2-6h），利用塑性变形降低应力，然后在炉内缓慢冷却至200C以下出炉空冷。经时效退火后可消除90%以上的内应力。该零件的机械加工工艺性我觉得很好，因为其结构工艺性良好，需要精加工的内孔相对于不加工的内孔有台阶，便于退刀。另外还有2个加强筋。重要加工面都有技术要求，符合使用性能。零件图如图所示：2 选择毛坯的制造方式、初步确定毛坯形状 根据生产纲领的要求，本零件是中批、大批大量生产，还有零件的复杂程度及加工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为铸造。锻造难达到这样的形状要求，生产成本也较高。铸造可以大批量生产，成本较低，能够造出这样零件形状复杂的铸件。根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为HT250钢，采用金属型铸造，精度可达到3.210，因此毛坯的加工余量比较小。毛坯图如图所示：3 机械加工工艺规程设计3.1选择定位基准该零件的重要加工表面是支承孔50H7，其与底面A有平行度关系，所以底面自然就成了精基准面，粗基准的选择应是未经加工的面，第一步工序是粗铣底面A，根据以重要加工表面为粗基准的选用原则我们选择毛坯支承孔和底面台阶孔平面作为粗基准，考虑到第二基准面选择的方便性，同时底面的一对螺栓孔成为工艺孔，并将其精度由原来的10.5提高到10.5H7，该定位基准组合在后续底面台阶孔及支承孔上径向孔的加工中都将作为精基准面，自然应该在工艺开始阶段安排加工将来作为精基准的底面和底面工艺孔。支承孔为重要加工表面，精度要求高，故采用左右支承孔互为基准，反复加工，可以保证零件图技术要求所以粗基准就是毛坯支承孔和底面台阶孔平面，精基准就是底面A和底面上的一对工艺孔以及支承孔本身（互为基准）。3.2工件表面加工方法的选择加工表面粗糙面度尺寸精度尺寸公差形位公差加工方法支承孔Ra1.6IT7平行度0.01圆柱度0.01镗底面ARa 1.6IT7无铣支承孔左右端面Ra 6.3无35无铣底面两工艺孔Ra 1.6IT7无钻、扩、铰4个底座孔无无无钻、扩底面台阶面Ra 12.5无15无铣螺纹孔平面Ra12.5无3无铣螺纹无无M6无攻丝3.3制定加工工艺路线方案：工序10： 铸造毛坯；工序20： 对要加工的6个底面孔及2个螺纹孔进行划线；工序30： 以毛坯支承孔和底面台阶孔平面定位，粗铣底面A；工序40： 以左支承孔D及底面A定位，粗镗右支承孔Emm；工序50： 以右支承孔E及底面A定位，粗镗左支承孔Dmm；工序60： 以粗镗支承孔和底面台阶孔平面定位，半精铣底面A；工序70： 以半精铣后的底面A定位，粗铣底面台阶孔平面；工序80： 以半精铣后的底面A定位，钻底面孔9.8，扩其中四个底面孔至尺寸10.5，扩一对对角底面工艺孔至10.4，铰一对工艺孔至尺寸10.5H7；工序90： 以左支承孔D及底面定位，半精镗右支承孔Emm；工序100： 以右支承孔E及底面定位，半精镗左支承孔Dmm；工序110： 以右端面C和底面A定位，粗铣左端面B至尺寸；工序120： 以左端面B和底面A定位，粗铣右端面C至尺寸；工序130： 以支承孔和底面台阶孔平面定位，精铣底面A至尺寸mm；工序140： 以精铣后的底面A及一对工艺孔定位，粗铣螺纹孔面；工序150： 以精铣的底面A和一对工艺孔定位，钻两螺纹孔至尺寸5mm，攻螺纹至尺寸M6；工序160： 以左支承孔D及底面定位，精镗右支承孔Emm并倒角；工序170： 以右支承孔D及底面定位，精镗左支承孔Emm并倒角；工序180: 检验入库；3.4必要工序尺寸，加工余量及公差的计算套筒座的支承孔和底面A是重要的表面下面我们进行工序尺寸的计算。3.4.1支承孔的工序尺寸及公差计算支承孔孔径50H7，表面粗糙度为1.6，加工方案为粗镗、半精镗、磨削，下面求解各道工序尺寸及公差。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下（见机械制造技术基础课程设计表5-375-48）毛坯总余量=4mm精镗加工余量=0.3mm 半精镗加工余量=0.7mm粗镗加工余量=3mm（2）计算各工序尺寸的基本尺寸精镗后孔径应达到图样规定尺寸，因此精镗工序尺寸即图样上的尺寸=mm（设计尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次为半精镗=（50-0.3）mm=49.7mm粗镗=(49.7-0.7)mm=49mm毛坯=（49-3）mm=46mm（3）确定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-9进行选择。 精镗前半精镗取IT10级，查表得=0.10mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)粗镗取IT12级，查表得=0.25mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册（GB/T 6414-1999），取=0.7mm。（4）工序尺寸偏差按“入体原则”标注精镗：mm半精镗：mm粗镗：mm毛坯孔：mm为了清楚起见，把上述计算结果汇于表5-1中。 表5-1 孔的工序尺寸及公差的计算 mm工序名称工序间双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差精镗0.3IT7（H7）半精镗0.7IT10粗镗3IT12毛坯孔-mm3.4.2底面A的工序尺寸及公差计算底面A经过了粗铣、半精铣和精铣。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下毛坯总余量=4mm精铣加工余量=0.5mm(见机械制造技术基础课程设计表5-52)半精铣加工余量=1.5mm(见机械制造技术基础课程设计表5-51)粗铣加工余量=2mm(见机械制造技术基础课程设计表5-49)（2）计算各工序尺寸的基本尺寸。精铣平面后应该达到规定的尺寸，因此精铣工序尺寸即是图样上的尺寸，表面粗糙度1.6，精铣能达到的等级取H=mm。其他各工序基本尺寸依次为半精铣H=（80+0.5）mm=80.5mm粗铣H=（80.5+1.5）mm=82mm毛坯H=（82+2）mm=84mm（3）确定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-10进行选择。精铣前半精铣去IT11级，查表得T=0.22mm（机械制造技术基础课程设计表3-4）粗铣取IT12，查表得T=0.35mm（机械制造技术基础课程设计表3-4）毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册（GB/T 6414-1999），取=0.8mm。 (4)工序尺寸偏差的标注（按入体原则）精铣：mm半精铣：mm 粗铣：mm毛坯： mm为了清楚起见，把上述计算结果汇于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的计算 mm工序名称工序间余量工序达到的公差工序尺寸及公差精铣0.5IT8半精铣1.5IT11粗铣2IT12毛坯-mm3.4.3一对工艺孔的工序尺寸及公差计算工艺孔经过了钻孔、扩孔、铰孔三道工步（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下由于铸造时无法铸出毛坯孔，故毛坯总余量=10.5mm铰孔加工余量=0.1mm(见机械制造技术基础课程设计表5-39)扩孔加工余量=0.6mm(见机械制造技术基础课程设计表5-39)钻孔加工余量=9.8mm(见机械制造技术基础课程设计表5-37)（2）计算各工序尺寸的基本尺寸。因为是为了做精基准而加工出的工艺孔，故其精度要求为10.5H7其他各工序基本尺寸依次为扩孔D=（10.5-0.1）mm=10.4mm钻孔D=（10.4-0.6）mm=9.8mm毛坯为凸台面D=0mm（3）确定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-10进行选择。铰孔前扩孔为IT10级，查表得T=0.07mm（机械制造技术基础课程设计表3-4）钻孔取IT12，查表得T=0.18mm（机械制造技术基础课程设计表3-4）毛坯因为是平面，无公差要求。(4)工序尺寸偏差的标注（按入体原则）铰孔：10.5H7mm扩孔：mm 钻孔：mm为了清楚起见，把上述计算结果汇于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的计算 mm工序名称工序间余量工序达到的公差工序尺寸及公差铰孔0.1IT710.5H7扩孔0.6IT10钻孔9.8IT123.4.4其他加工面的加工余量的确定具体可以根据相应的表查出结果如下粗铣底面工艺孔凸台平面（3.5mm）及螺纹上表面（3.5mm）。粗铣支承孔的两个端面及底面右端面（3mm）3.5 确定切削用量、时间定额选择机床及对应夹具、量具、刃具如下：选择机床 （1）工序30、60、70、110、120、130、140是铣削加工，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，根据工件尺寸选用X5020A立式铣床。（机械制造技术基础课程设计表5-5）（2）工序80、150是钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹。根据工件尺寸可以选用Z5125A型立式钻床。（机械制造技术基础课程设计表5-6）（3）工序40、50、90、100、160、170是粗镗、半精镗、精镗支承孔，根据工件尺寸可以选用T618型卧式镗床。（机械制造技术基础课程设计表5-9）选择夹具 由于生产纲领为批量或大批大量生产，故均采用专用夹具；选择量具本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关数据，选择如下。（1）选择加工孔用量具。50H7mm孔经粗镗、半精镗、精镗三次加工。粗镗至mm，半精镗mm。 粗镗孔mm，公差等级为ITl2，选择测量范围0mm-60mm的内径千分尺即可。 半精镗孔mm，公差等级为IT10，选择测量范围0mm-60mm的内径千分尺即可。 精镗孔mm，由于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量，故宜选用极限量规。根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规（GB/T 6322-1986)。（2）选择加工工艺孔量具。10.5H7工艺孔经钻孔、扩孔、铰孔三次加工钻孔至mm，扩孔至mm。选择测量范围0mm-20mm的内径千分尺即可。（3）选择测量底面至支承孔轴线距离的量具。由于是测量底面至支承孔轴线距离，故需要与支承孔相匹配的标准芯棒，其尺寸为50h7，然后测量轴线中心至底面距离选择测量范围0mm-100mm的游标卡尺即可。当然由于加工时每个工件都需进行测量，也可以设计一个专用量具（通规止规）来测量，这样可以大大减少劳动时间。选择刃具（1）铣削底面时，选用硬质合金端面铣刀，直径D=60mm（2）铣削底凸台面和螺纹孔面时，选用硬质合金端面铣刀，直径D=40mm（3）铣削端面时，选用硬质合金端面铣刀，直径D=100mm（4）镗孔时选用机夹单刃高速钢镗刀直径D=40mm（5）钻孔mm时，选用直柄麻花钻，直径mm。（6）钻孔mm时，选用直柄麻花钻，直径mm。（7）攻螺纹时用M6的螺纹刀。（8）扩孔mm时，用直径是mm的高速钢锥柄扩孔钻。（9）扩孔mm时，用直径是mm的高速钢锥柄扩孔钻。（10）铰孔H7mm时，选择mm，精度等级为H7级的直柄机用铰刀。确定切削用量、时间定额工序30 粗铣底面A（A）确定切削用量a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣底面A的加工余量为2mm，选择背吃刀量。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.3mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2个工位）一个工位基本时间0.614min=37s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。7.633mm其中d=60mm；=35，取=4mm=220.8mm/min工序60 半精铣底面A（A）确定切削用量a确定背吃刀量半精铣时，背吃刀量一般为0.52mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.5mm。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.2mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度。（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，取磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确定机床主轴转速n： （B）确定时间定额（2次走刀）一次走刀基本时间1.55min=93s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。7.633mm其中d=60mm；=35，取=4mm=84.88mm/min工序130 精铣底面A（A）确定切削用量a确定背吃刀量精铣时，精铣时一般为0.11mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.12mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度。（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，取磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确定机床主轴转速n 。（B）确定时间定额（2次走刀）一次走刀基本时间1.05min=63s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。7.633mm其中d=60mm；=35，取=4mm=124.8mm/min工序40、50 粗镗左、右支承孔（A）确定切削用量a 确定背吃用量粗镗时，为提高效率，一般选择镗削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程镗完，所以粗镗大孔时加工余量为3mm，选择背吃刀量b 确定进给量和切削速度（1）根据机械制造技术基础课程设计表5-69，选择进给量为f=0.5mm/r 切削速度为0.5m/s.（2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7取粗镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min。（3）确认机床主轴转速（B）确定时间定额基本时间0.39min=23.3s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。4.29mm其中1.5mm；=35，取=4mm工序90 、100半精镗左、右支承孔（A）确定切削用量a 确定背吃用量半精镗时，半精镗时一般为0.51.5mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。b确定进给量和切削速度c根据机械制造技术基础课程设计表5-69，选择进给量为0.4mm/r 切削速度为0.6m/s.（2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7取半精镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min。（3）确认机床主轴转速（B）确定时间定额基本时间0.39min=23.5s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。2.917mm其中0.2mm；=35，取=4mm工序160、170 精镗左、右支承孔（A）确定切削用量a 确定背吃用量取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.3mm。b确定进给量和切削速度c根据机械制造技术基础课程设计表5-69，选择进给量为0.3mm/r 切削速度为0.4m/s.（2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7取半精镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min。（3）确认机床主轴转速（B）确定时间定额基本时间0.727min=43.6s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。2.68mm其中0.15mm；=35，取=4mm工序70、140 粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面（A）确定切削用量a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面的加工余量为3.5mm，选择背吃刀量。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.3mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，取粗铣高速钢镶齿圆柱铣刀磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额1、底面凸台面：（2个工位）一个工位基本时间0.328min=20s其中=100mm为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。4.68mm其中d=40mm；=35，取=4mm=331.2mm/min2、螺纹孔面（1个工位）一次走刀基本时间0.398min=24s其中=125mm为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。2.915mm其中d=40mm；=35，取=4mm=331.2mm/min工序110 粗铣左端面B（A）确定切削用量a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣左端面的加工余量为3mm，选择背吃刀量。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.3mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额基本时间0.68min=41s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。16.29mm其中d=100mm；=35，取=4mm=132.48mm/min工序120 粗铣右端面C（A）确定切削用量a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣右端面的加工余量为3mm，选择背吃刀量。b确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量为0.3mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀）一次走刀基本时间1.08min=65s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。18.93mm其中d=100mm；=35，取=4mm=132.48mm/min工序80钻、扩、铰孔工步1：钻9.8底面凸台孔；（A） 确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为9.8mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量a=9.8mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.45mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（6个工位钻6个孔）一个工位基本时间0.1min=6s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=20mm其中D=9.8mm；=14，取=3mm工步2：扩4个10.5底面凸台孔；a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为0.7mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.7mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.8mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.18m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（4个工位扩4个孔）一个工位基本时间0.089min=5.5s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=3.3mm其中D=10.5mm；=24，取=3mm工步3：扩一对10.4底面工艺孔；a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为0.6mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.6mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.8mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.18m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2个工位扩2个孔）一个工位基本时间0.084min=5s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.2mm其中D=10.4mm；=24，取=3mm工步4：铰一对10.5H7底面工艺孔；a. 确定背吃刀量 因为扩孔的加工余量为0.1mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.1mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-68，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为1.5mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=10m/min（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀铰2个孔）一次走刀基本时间0.071min=4s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.2mm其中D=10.5mm；=13mm工序150：钻、攻螺纹孔工步1：钻5螺纹孔；（A） 确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为5mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量a=5mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为0.3mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2个工位钻2个孔）基本时间0.05min=3s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=9.33mm其中D=5mm；=14，取=3mm工步2：攻M6内螺纹（P=0.75mm）；（A） 确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为1mm。一次工作行程攻完，所以选择背吃刀量a=1mm。 b. 确定进给量 进给量应为螺距P，故f=0.75mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-83,选择切削速度Vc=8.9m/min（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取丝锥的耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀攻2个内螺纹）一次走刀基本时间+=0.1min=6s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.25mm；=2.25；n=472.4r/min4.专用夹具设计4.1.确定设计方案针对钻顶面螺纹孔设计专用夹具，完成从钻的加工方法。先选取支承 孔端面以及底部侧面作为基准，易于做到工艺过程中的基准统一，保证工 件的相对位置精度，且具有支撑面大，支撑刚性好等优点。4.2.选择定位方式及元件本工件采用一个底面，一个支撑板，一个支撑钉定位，底面限制了 z 方向的移动，x、y 方向的转动，一个支撑板限制了 y 方向的移动和 z 方 向的转动，一个支撑钉限制了 x 方向的移动，总共限制了六个自由度，所 以此定位方案符合六点定位原理。4.3.对刀导向元件的确定钻模是引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具。对于钻顶面螺纹 孔，选择固定式钻模，采用可换钻套，选择钻套 5F710k620 JB/T 8045.21999 其具体参数如下：表 9钻套参数dDHhrm配用螺钉510208135.5M5由于所钻孔过小，因此可以不用钻套用衬套。4.4.夹紧机构的确定从夹紧动力源选择：手动夹紧。 确定主夹紧机构： 螺纹夹紧机构螺栓压板。4.5.切削力的计算与夹紧力的分析钻头采用直柄短麻花钻 GB/T 6135.22008，材料采用高速钢，采用 立式钻床 Z518，主轴转速为 570r/min。p钻削力的计算：其公式为 P=427D1.2f0.8K ，(6-1)式中，基本直径 D=5mm，每转进给量 f=0.2mm/r，修正系数 Kp=1.36，则钻削力 P=1105.49N。夹紧力的计算：首先计算钻削时的扭矩， Mc=Pc301000/（n），(6-2) 式中，功率 Pc=1.1kw，主轴转速 n=570r/min。则扭转力Mc=18.5N/m。在由摩擦力计算公式 F=（FN+mg），式中，摩擦系数 =0.2，零件质量 m=4kg，则摩擦力 FN=884N。由于采用的是一对压板， 则每个压板的夹紧力为 442N。4.6.定位误差分析定位误差是基准位移误差和基准不重合误差的总和。在此次夹具的设 计中，由于定位基准为套筒座底面侧面，而工序基准为支承孔中心线，二 者不重合，所以存在基准不重合误差，其误差为 0.01mm，而顶端螺纹孔 并非是套筒座的工作表面，因此误差可以接受。4.7.夹具设计及操作的简述该夹具针对针对钻顶面螺纹孔，使用时将零件放于夹具座上，使底面 与工作台，侧面与支承板，端面与支承钉贴合。然后使用夹紧装置，旋紧 螺纹，使压板下压，产生压紧力，避免加工时产生的扭转力使工件产生加 工误差。使用立式钻床，使钻头对准可换式钻模，启动机床，开始钻顶端 螺纹孔，钻完后攻丝，待加工完一个小孔后，旋松螺母，使压板上升，松 开套筒座，重复上述工步，加工另一个小孔。5. 小结通过这次课程设计，使我更加扎实地掌握了有关机械制造工艺学方面 的知识，在设计工程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考， 一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露了前期我知识的欠缺和经 验的匮乏。自古实践出真知，通过亲自动手制作，知识才不再是纸上谈兵。在课程设计过程中，我们不断发现问题和错误，不断改正，不断学习 反思，不断获取更多的知识，本次的课程设计终于告一段落了，在设计中 也遇到了很多问题和疑惑，当然也会有对于自身想法的不确定心理，最后 在老师的一次次指导中，问题迎刃而解。在今后的社会经历和学习中，一 定要不懈努力，不能遇到问题就想退缩，一定要百折不挠，要不厌其烦地 一次次尝试，去发现问题所在，然后一一解决，只有这样坚持不懈才能做 成自己想做的事，才能在今后的道路上披荆斩棘，一步步走向自己的梦 想。如果面对问题就退缩，拿什么去收获成功、收获喜悦，更不可能得到 社会及他人对你的认可和尊重。回顾课程设计，我感慨颇多，从理论到实践，不断进步，在学到新的 东西的同时还在不断复习巩固以前的知识。通过这次的课程设计，我深深 意识到理论与实践相结合的重要性，理论知识虽然重要，但是实践经验却 是更加珍贵。两者统一起来，用理论指引实践，用实践完善理论，只有二 者相互弥补完善才能真正服务社会，提高自身的动手操作能力和独立思考 能力。6.总结课程设计即将结束了，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，为我们踏入社会打下了好的基础在设计过程中感谢我的室友李吉和桂文涛帮助，尤其感谢周勇良同学为我们小组提供大量实用的资料。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论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了很多，也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会，它将是我们课程设计完成的更出色的关键一。7.参考文献1 于骏一,邹青.机械制造技术基础（第2版）.机械工业出版社2 柯建宏.机械制造技术基础课程设计（第2版）.华中科技大学出版社3 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册（第三版）.高等教育出版社4 机床夹具零件及部件标准汇编.5 机床夹具设计手册 第三版.6 邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京：机械工业出版社，2004.89-103.7 铸件 尺寸公差与机械加工余量8. 致谢本次的课程设计即将结束，在这过程中离不开老师和同学们的帮助和 指导。在此首先感谢任课老师何老师，在夹具设计的过程中遇到的很多问 题，通过翻阅书本，查看之前的笔记，一些问题得到解决，也对书本上的 知识有了更深的了解。此外，还要感谢段廷亿和舒雷同学在三维绘图软件 上的技术指导和完善，也要感谢室友谭继鹏与我一起讨论问题，每天和我 一起相互监督一起进行课程设计。33