机械制造技术课程设计-瓦盖加工工艺及铣底面夹具设计

1课程设计说明书题 目瓦盖加工工艺规程及铣底面夹具设计所属系部所属专业所属班级学 号学生姓名指导教师起讫日期2摘 要本文是对瓦盖零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。关键词：瓦盖，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具全套图纸加扣 3346389411 或 3012250582AbstractThis paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center.Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture目 录摘 要 2ABSTRACT 3目 录 41 绪 论 62 零件的分析 72.1 零件的工艺分析72.2 零件的工艺要求 73 工艺规程设计 83.1 加工工艺过程 83.2 确定各表面加工方案83.2.1 考虑因素93.3 确定定位基准 93.3.1 粗基准的选择93.3.2 精基准选择的原则93.4 工艺路线的拟订103.4.1 工序的合理组合103.4.2 工序的集中与分散103.4.3 加工阶段的划分113.4.4 加工工艺路线方案的比较123.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定143.5.1 毛坯的结构工艺要求143.5.2 零件的偏差计算143.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）144 铣底面夹具设计 234.1 夹具定位原理分析234.2 定位元件的设计234.3 定位误差分析234.4 夹紧装置的确定244.5 切削力与夹紧力的计算2454.6 对刀件的选择254.7 设计夹具以及简要说明26总 结 27参考文献 28致谢 291 绪 论机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在中批量生产中，常采用专用夹具。而本次对于零件加工工艺及夹具设计的主要任务是： 完成零件零件加工工艺规程的制定； 完成专用夹具的设计。通过对零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出零件加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。72 零件的分析2.1 零件的工艺分析图 2-1 瓦盖瓦盖是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有瓦盖端面要求加工，对精度要求也很高。其有公差要求因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。2.2 零件的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。该加工有七个加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小孔。 以底端面为主有：底端面平面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是。2 . 3Ra 孔系加工有： 65 孔采用粗镗 半精镗 精镗加工方法1.6Ra 8钻扩铰2-孔加工，其表面粗糙度为；81.6Ra 小孔2-孔钻加工106.3Ra 零件毛坯的选择铸造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。产量为 5000 件/年，13mm因其年产量是中批量生产。上面主要是对零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。3 工艺规程设计3.1 加工工艺过程由以上分析可知，该零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知：零件的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。93.2 确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计零件的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较低的机床。3.2.1 考虑因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。3.3 确定定位基准3.3.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知，主要是选择加工零件底面的装夹定位面为其加工粗基准。3.3.2 精基准选择的原则要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知，它的底平面，适于作精10基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用的孔为加工基准。44选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。3.4 工艺路线的拟订对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。零件的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。3.4.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1%苏打及8090 c0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。mg2003.4.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 工序集中的特点工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采11用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。3.4.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 IT11IT12。粗糙度为 Ra80100m。 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9IT10。表面粗糙度为 Ra101.25m。 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为 IT6IT7，表面粗糙度为 Ra101.25m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。12但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。3.4.4 加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订二个加工工艺路线方案。4.5.1 工艺路线方案一10机器砂型铸造20人工时效处理30涂漆40粗铣尺寸到 41.5mm、半精铣底端面尺寸到 39.5mm50铣 25 凸台端面尺寸到 37.5mm60粗镗 65 孔尺寸到 61mm、半精镗 65 孔尺寸到 67.5mm70精镗 65 孔尺寸到 65mm80钻 4-13mm，锪孔 4-20mm90钻 2-8mm 底孔，铰孔 2-8mm100钻 2-10mm 底孔，铰孔 2-10mm110钻 6mm 孔、锪 120倒角120钻螺纹孔底孔 8mm、攻丝 M10-6H130检验140入库4.5.2 工艺路线方案二10机器砂型铸造20人工时效处理30涂漆40粗镗 65 孔尺寸到 61mm、半精镗 65 孔尺寸到 67.5mm1350精镗 65 孔尺寸到 65mm60粗铣尺寸到 41.5mm、半精铣底端面尺寸到 39.5mm70铣 25 凸台端面尺寸到 37.5mm80钻 4-13mm，锪孔 4-20mm90钻 2-8mm 底孔，铰孔 2-8mm100钻 2-10mm 底孔，铰孔 2-10mm110钻 6mm 孔、锪 120倒角120钻螺纹孔底孔 8mm、攻丝 M10-6H130检验140入库因65孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，端面上65放后面加工。初步拟订加工路线方案一。方案一遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难； 通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。10机器砂型铸造20人工时效处理30涂漆40粗铣尺寸到 41.5mm、半精铣底端面尺寸到 39.5mm50铣 25 凸台端面尺寸到 37.5mm60粗镗 65 孔尺寸到 61mm、半精镗 65 孔尺寸到 67.5mm70精镗 65 孔尺寸到 65mm80钻 4-13mm，锪孔 4-20mm90钻 2-8mm 底孔，铰孔 2-8mm100钻 2-10mm 底孔，铰孔 2-10mm14110钻 6mm 孔、锪 120倒角120钻螺纹孔底孔 8mm、攻丝 M10-6H130检验140入库3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件的锻造采用的是 HT150 灰口铸铁造制造，其材料是 HT150，年产量是 5000 件，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。3.5.1 毛坯的结构工艺要求零件为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求： 由于铸造件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。 为了使金属容易充满模膛和减少工序，铸造件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免铸造件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。 铸造件的结构中应避免深孔或多孔结构。 铸造件的整体结构应力求简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类3.5.2 零件的偏差计算 下端面的偏差及加工余量计算根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：由参考文献4表 1119。其余量值规定为 2-3mm，现取 3mm。查3可知其粗铣时精度等级为 IT12，粗铣平面时厚度偏差取0.21mm精铣：由参考文献3表 2.359，其余量值规定为。1.0mm参照参考文献3表 32，325,2.313 和参考文献15表 18，可以查得：钻孔0.025010钻孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。12IT12.5Raummm21. 015铰孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。8IT 1.6Raum0.043mm参照参考文献3表 2.347，表 2.348。确定工序尺寸及加工余量为：加工该孔的工艺是：钻铰3.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）工序 04：粗铣尺寸到 41.5mm、半精铣底端面尺寸到 39.5mm机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap3每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/18. 0VsmV/2 . 1机床主轴转速：n， 式（1.1）min/97.3636314. 3602 . 1100010000rdVnmin/370rn 实际铣削速度： 式（1.2）VsmndV/22. 16010003706314. 310000进给量： 式（1.3）fVsmmZnaVff/66. 660/370618. 0工作台每分进给量： mfmin/6 .399/66. 6mmsmmVffm：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：1l 式（1.4）) 31 ()(5 . 0221aDDlmm98.24)31 ()606363(5 . 022取mml251刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 式（1.5）1jtmin26. 06 .39922576211mjflllt16工序 05：铣 25 凸台端面尺寸到 37.5mm机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap3每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/18. 0VsmV/2 . 1机床主轴转速：n， 式（1.1）min/97.3636314. 3602 . 1100010000rdVnmin/370rn 实际铣削速度： 式（1.2）VsmndV/22. 16010003706314. 310000进给量： 式（1.3）fVsmmZnaVff/66. 660/370618. 0工作台每分进给量： mfmin/6 .399/66. 6mmsmmVffm：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：1l 式（1.4）) 31 ()(5 . 0221aDDlmm98.24)31 ()606363(5 . 022取mml251刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 式（1.5）1jtmin26. 06 .39922576211mjflllt工序 06 粗镗 65 孔尺寸到 61mm、半精镗 65 孔尺寸到 67.5mm切削深度：pammap2进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为fmm200。因此确定进给量mm2rmmf/7 . 0切削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.66，取Vmin/18/3 . 0msmV17机床主轴转速：，取n010001000 1848.2 / min3.1499Vnrdmin/40rn 实际切削速度： V03.1499400.25/1000100060d nVm s 工作台每分钟进给量：mfmin/28407 . 0mmfnfm被切削层长度 ：lmml19刀具切入长度：1lmmtgtgkalrp4 . 52302)32(1刀具切出长度： 取2lmml532mml32行程次数 ：i1i机动时间：2jtmin97. 012834 . 519212mjflllt工序 07 精镗 65 孔尺寸到 65mm切削深度：pa1pamm进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表 2.4.66。因此确定进给fmmap1量rmmf/5 . 0切削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.66，取Vmin/24/4 . 0msmV机床主轴转速：，取n0100010002463.7 / min3.14 100Vnrdmin/64rn 实际切削速度： V03.14 100640.4/1000100060d nVm s 工作台每分钟进给量：mfmin/32645 . 0mmfnfm被切削层长度 ：lmml19刀具切入长度：1lmmtgtgkalrp4 . 52302)32(1刀具切出长度： 取2lmml532mml32行程次数 ：i1i切削深度：机动时：pammap12jtmin86. 013234 . 519212mjflllt工序 09：钻 2-8mm 底孔，铰孔 2-8mm机床：立式钻床 Z525刀具：根据参照参考文献3表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔进给量：根据参考文献3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：参照参考文献3表 2.441，取。V0.48/Vm s机床主轴转速：n18，10001000 0.48 60539.53 / min3.14 8vnrd按照参考文献3表 5.131，取630 /minnr所以实际切削速度 ：v3.14 8 6300.56/10001000 60dnvm s 切削工时 被切削层长度 ：l42lmm刀具切入长度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn 扩孔刀具：根据参照参考文献3表 4.331 选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号：E403切削深度：pa1.35pamm进给量：根据参考文献3表 2.452，取。f0.6/fmm r切削速度：参照参考文献3表 2.453，取。V0.44/Vm s机床主轴转速：n10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照参考文献3表 5.131，取500 /minnr所以实际切削速度 ：v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s切削工时被切削层长度 ：l42lmm刀具切入长度有：1l1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出长度： ，取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间：2jt242330.16min0.6 500jLtfn 铰孔刀具：根据参照参考文献3表 4.354，选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度：，且。pa0.15pamm8Dmm19进给量：根据参考文献3表 2.458，取。frmmf/0 . 20 . 1rmmf/0 . 2切削速度：参照参考文献3表 2.460，取。VsmV/32. 0机床主轴转速：n10001000 0.32 60305.73 /min3.14 20VnrD按照参考文献3表 5.131 取315 /minnr实际切削速度 ：v3.14 8 6000.63/10001000 60Dnvm s 切削工时被切削层长度 ：l42lmm刀具切入长度，1l0120 19.7(1 2)12022.0922rDdlctgkctgmm刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间：3jt3422.0930.07min2 315jLtnf该工序的加工机动时间的总和是：jt0.250.160.070.48minjt 工序 10：钻 2-10mm 底孔，铰孔 2-10mm机床：Z525 刀具：硬质合金锥柄麻花钻头。型号：E211 和 E101 带导柱直柄平底锪钻（GB4260-84） 公制/莫式 4 号锥直柄铰刀 刀具材料：VCrW41810H7 孔先钻 9.5 孔，然后铰孔至 10切削深度：pa4.75pamm进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-52，取frmmf/33. 0切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-53，取VsmV/36. 0机床主轴转速，由式（1.1）有：n，取100010000.3660687.9 / min3.149.5vnrdmin/700rn 实际切削速度，由式（1.2）有：V03.149.5 7000.36/1000100060d nVm s 被切削层长度 ：lmml60刀具切入长度：1l20 式（1.8）mmmmctgctgkDlr58 . 42120210)21 (21刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： 式（1.9）2jtmin87. 070033. 03454676718182fnLtj铰孔孔0.08010切削深度：，pammap25. 0mmD10进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-58，取frmmf/0 . 20 . 1rmmf/0 . 2切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-60，取VsmV/32. 0机床主轴转速，由式（1.1）有：n，取min/46.6111014. 36032. 010001000rDVnmin/600rn 实际切削速度，由式（1.2）有：VsmDnV/31. 06010006001014. 31000被切削层长度 ：lmml20刀具切入长度，由式（1.8）有：1lmmctgctgkdDlr14. 221202105 .10)21 (201刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间，由式（1.9）有：4jtmin03. 060023214. 226204nfLtj工序 11：钻 6mm 孔、锪 120倒角机床：钻床 Z525刀具：根据参照参考文献3表 4.39，选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度：pa3pamm根据参考文献3表查得：进给量,切削速度。394 . 20.22/fmm rsmV/36. 0机床主轴转速：n，min/1147614. 36036. 010001000rdVn21按照参考文献3表 5.131，取。1600 /minnr实际切削速度 ：v3.14 6 16000.50/10001000 60Dnvm s 切削工时被切削层长度 ：l30lmm刀具切入长度：1l16(1 2)1202422rDlctgkctgmm刀具切出长度： 取。2lmml412mml32加工基本时间： jt1230430.11min0.22 1600jLlltf n工序 12 钻螺纹孔底孔 8mm、攻丝 M10-6H表 3-5 高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用 Z525 摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表 2.4-37 钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为 4500，表 10.2-5 标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30 ，锋交 2=118 ，后角 a=10 ,横刃斜角2500f0=50 ，L=197mm,l =116mm。01表 3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花钻直径范围ll12211.8013.20151101表 3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表 3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度 mm钻头直径 d0（mm）刀具材料加工材料20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度 T min刀具直径 d0（mm）刀具类型加工材料刀具材料1120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为 0.50.8mm 刀具耐用度 T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表 10.4 高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表 4.13 中可知，进给量取 f=0.60。zmm*rmm.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 10.4-17 高速钢钻头在 KTH350-10（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，minm表 10.4-10 钻孔条件改变时切削速度修正系数 K=1.0，R=0.85。mvtv V=12=10.32 （3-17）85. 0minm则 = =131 （3-18）nminr2532.10100023 查表 4.2-12 可知， 取 n = 150*minr则实际切削速度 = = =11.8v实minm4 铣底面夹具设计4.1 夹具定位原理分析本次的瓦盖的铣底端平面的定位原理我们来进行一次分析，根据其瓦盖的工艺流程来看，本次的铣底平面，就是以这个侧面作为一个主要的定位基准，一次端面作为一个主要定位基准可以限制四个自由度，另外以下的两侧宽度此处作为一个定位基准可以限制一个自由度，另外选择圆柱端面作为一个定位基准就可以限制一个自由90度，这样整个工件的六个自由度都被限制住，此定位原理分析满足要求。4.2 定位元件的设计我们一般采用定位板与定位心轴的形式，本次的定位芯轴采用两端都制造成圆柱的形式，中间与孔相互间隙配合，分别可以固定在夹具体和固定夹紧在工件上。此定位芯轴采用自制的制造件。为了增强加工的强度，除了对工件的 90 端面的侧端面与此接触。4.3 定位误差分析本次的定位误差主要就是要分析其侧面与端面其定位的误差分析，这种的误差分析主要就是一孔一面的定位误差分析。任意边接触的时候（销垂直放置）minDWDd固定边接触时候（销水平放置）1000dn10002514. 315024min2DdDW式中：定位孔与定位销之间的最小间隙min本次的一孔一平面定位的是以固定边接触的形式，以固定边接触的定位误差公式2DdDW本次的零件孔公差为0.027Dmm定位轴的 15.0 公差为为，那么00.0278.00.027d 0.0270.02702DWmm4.4 夹紧装置的确定本次的瓦盖的定位芯轴是采用的是两端圆柱的形式，这样我们确定本次的夹紧方式就是端面的夹紧方式，也就是在定位芯轴与工件的连接处上就可以选择开压紧螺栓与手柄将工件压紧的方式。4.5 切削力与夹紧力的计算（1）切削力的计算本次的刀具铣削的时候才要高速钢，根据如下的计算式来计算铣削力0.860.720.86ppzpFC afDBzK式中：切削力F：使用高速钢铣刀铣削的时候，工件材料及铣刀类型的系数查表选取pC：铣削深度pa：每齿进给量zf：铣刀直径D：铣削宽度B：铣刀每分钟的转速n：铣刀的齿数z：用高速钢铣削的时候，工件材料机械性能不同的修正系数。对于结构钢、铸pK钢为，对于灰口铸铁时为0.8736bpK0.55190pHBK25：工件材料的抗拉强度 MPab：工件材料的布式硬度HB按照查询表格为，铣削深度按照前面计算的为，没转进给量为pC669pC 15pa ，铣刀直径为，铣削宽度为，铣刀齿数，0.01zf 10Dmm10Bmm3z 0.83500.55736pK代入上式0.860.720.86669 150.011414 3 0.55595pzFN （2）夹紧力的计算本次的夹紧力是端面的夹紧，计算的公式如下3333121222221132cKF DQDdDdDdDd式中：实际所需的夹紧力 NQ：切削力 NcF：安全系数，本次选择为 1K：夹紧元件与工件之间的摩擦系数，本次选择为10.15：工件与夹具支承面间的摩擦系数，本次选择为20.15式中的、按照本次设计的分别为 30mm、10mm、30mm1Dd2D切削力按照之前计算的为595cFN所以3333122222113 595 242196301030102 0.150.1530103010QN4.6 对刀件的选择由于本道工序是完成瓦盖的底平面的加工，两侧的平面和深度的平面，所以要选择圆形对刀块。1、确定对刀块的位置尺寸对刀块的位置尺寸一般按照的一般公式2hh26min22hhhHSi式中：定位基准至加工表面的距离的平均值H：塞尺厚度S：定位基准在加工尺寸方面的最小位移量mini：对刀块位置尺寸 h 的公差，通常取，为尺寸 H 的公差h1153hHH本次的被加工面，公差为，塞尺厚度选择为，0.27mm1mm：定位基准是面的中心到对刀块的一侧边尺寸的距离平均值为 4mm，这样对刀H块的尺寸为0.034 15.01522hh 2、对刀块的垂直对刀面相对于夹具的底面及定位键的侧面的垂直度公差均选择为0.02mm4.7 设计夹具以及简要说明首先安装好及具体，其次将垫板与定位心轴安装到该夹具体上，然后安装压板，将加工零件固定在夹具上，再将制件安装到夹具，增设手柄进行拧紧，在完成该平面的加工之后，再拧开螺栓，之后取出制件。27总 结加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决，并夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。完成了本次设计，通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。参考文献1 杨叔子，机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，2004。2 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，2004。3 李洪，机械加工工艺手册M，北京：机械工业出版社，1990。4 方昆凡，公差与配合手册M，北京：机械工业出版社，1999。5 王光斗，王春福，机床夹具设计手册M，上海科学技术出版社，2000。6 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1979。7 吴宗泽，机械设计实用手册M，北京：化学工业出版社，2000。8 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册M，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。9 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，1984。10 周永强，高等学校课程设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。 11 黄如林，切削加工简明实用手册M，北京：化学工业出版社，2004。12 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。13 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980。14 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991。15 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M，中国计量出版社，2000：919。16 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2005：417。17 王先逵，机械机械制造工艺学，机械工业出版社，2006。18 Machine Tools N.chernor 1984.19 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.20 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 .致谢由于课程时间的仓促，很多本来应该弄懂弄透的地方都没有时间去细细追究来源，比如网格划分的控制、坐标系的理解、求解器的选择等，这使我明白了大学里学的只是一个大体上的方向，离实际应用还有太远的距离。但我相信方向才是最重要的，因为方向确定了，就会用最少的精力做好事情，这对于我以后的工作至关重要。因为在实际生产生活中，要从事的工种是千差万别的，只有从中找到自己最拿手，最有发展前途的岗位，个人才有更多的热情，也最可能在自己的岗位做出一些贡献。