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第6節(jié) 機殼零件的車床夾具設計
車床夾具主要用于零件的旋轉表面以及端面。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。
6.1 車床夾具的主要類型
（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動
定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。
角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。
花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。
（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉運動，夾具做進給運動。
由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以機殼零件在車床上加工用專用夾具。
6.2車床夾具的設計要點
（1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求
當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。
當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。
工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。
（2）夾具與機床主軸的連接
車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。
心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。
根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：
1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。
2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。
圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。
對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。
圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。
圖1 車床夾具與機床主軸的連接
過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊
6.3機殼零件的車床專用夾具的總體設計
（1） 夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2） 當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。
6.4機殼零件的車床夾具的加工誤差分析
工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。
如夾具圖所示，機殼在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：
（1）定位誤差
由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。
（2）夾具誤差
夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸的公差為0.02，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01.
（3）安裝誤差
因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。
（4）加工方法誤差
如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取
=/3=0.05/3=0.017mm
機殼零件的車床夾具總加工誤差是：
精度儲備：
故此方案可行。
4
XX大學
課程設計論文
機殼加工工藝及夾具設計
所在學院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
指導老師
年 月 日
摘 要
機殼零件加工工藝及鉆床夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
目 錄
摘 要 II
目 錄 III
第1章 序 言 5
第2章 零件的分析 6
2.1零件的形狀 6
2.2零件的工藝分析 6
第3章 工藝規(guī)程設計 7
3.1 確定毛坯的制造形式 7
3.2 基面的選擇 7
3.3 制定工藝路線 8
3.3.1 工藝路線方案一 8
3.3.2 工藝路線方案二 9
3.3.3 工藝方案的比較與分析 9
3.4 選擇加工設備和工藝裝備 10
3.4.1 機床選用 10
3.4.2 選擇刀具 10
3.4.3 選擇量具 10
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11
3.6確定切削用量及基本工時 12
第4章 鉆2-Φ18孔夾具設計 32
4.1研究原始質料 32
4.2定位基準的選擇 32
4.3 切削力及夾緊力的計算 33
4.4誤差分析與計算 34
4.5 零、部件的設計與選用 35
4.5.1支撐釘選用 35
4.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 35
4.6 確定夾具體結構和總體結構 36
4.7夾具設計及操作的簡要說明 38
總 結 38
參 考 文 獻 40
致謝 41
41
第1章 序 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。
機殼零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。
本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
第2章 零件的分析
2.1零件的形狀
題目給的零件是機殼零件，主要作用是起連接作用。
零件的實際形狀如上圖所示，?從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。
2.2零件的工藝分析
由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄造，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。
機殼零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度值為3.2。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度值3.2。3. 車M68X2外圓及外螺紋，表面粗糙度值3.2。4. 車φ45孔、φ40孔內孔及臺階，及表面粗糙度值3.2。5.兩側面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。
機殼共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：
(1)．左端的加工表面：
? ? 這一組加工表面包括：外圓端面，Φ52內圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。
(2).端面的加工表面：
這一組加工表面包括：端面，粗糙度為3.2；Φ70的端面，并帶有倒角；中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ55的孔或內圓直接在上做鏜工就行了。
第3章 工藝規(guī)程設計
本機殼假設年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。
該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領
N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件。考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。
3.2 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，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。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。
粗基準的選擇，對像機殼這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。
對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。
3.3 制定工藝路線
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要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1 工藝路線方案一
10 鑄件毛坯，時效處理
20 粗銑底面
30 半精銑底面
40 粗銑、半精銑上端面
50 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面)
60 粗銑、半精銑φ46孔上端臺階面
70 粗銑、半精銑φ46孔下端面
80 車M68X2外圓及外螺紋
90 車φ45孔、φ40孔內孔及臺階
100 鉆孔攻絲M27X2
110 鉆孔攻絲M39X2
120 鉆擴2-φ18孔
130 鉆擴2-φ14孔
140 終檢入庫
3.3.2 工藝路線方案二
10 鑄件毛坯，時效處理
20 車M68X2外圓及外螺紋
30 粗銑底面
40 半精銑底面
50 粗銑、半精銑上端面
60 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面)
70 粗銑、半精銑φ46孔上端臺階面
80 粗銑、半精銑φ46孔下端面
90 車φ45孔、φ40孔內孔及臺階
100 鉆孔攻絲M27X2
110 鉆孔攻絲M39X2
120 鉆擴2-φ18孔
130 鉆擴2-φ14孔
140 終檢入庫
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：
10 鑄件毛坯，時效處理
20 粗銑底面
30 半精銑底面
40 粗銑、半精銑上端面
50 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面)
60 粗銑、半精銑φ46孔上端臺階面
70 粗銑、半精銑φ46孔下端面
80 車M68X2外圓及外螺紋
90 車φ45孔、φ40孔內孔及臺階
100 鉆孔攻絲M27X2
110 鉆孔攻絲M39X2
120 鉆擴2-φ18孔
130 鉆擴2-φ14孔
140 終檢入庫
3.4 選擇加工設備和工藝裝備
3.4.1 機床選用
①.工序是粗車、和精車。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。
②.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。
3.4.2 選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。
3.4.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“機殼” 零件材料為HT200，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄造的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
（零件重>2000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級
鑄造方法
公差等級CT
灰鑄造
砂型手工造型
11~13
砂型機器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鑄造
7~9
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級 6
澆注時位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側面
底 面
鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。
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、工序尺寸及毛坯尺寸。
3.6確定切削用量及基本工時
切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。
工序10：鑄造 時效處理無切削加工，無需計算
工序20、30：粗銑、半精銑底面
機床：銑床X5032
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：,取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序40：粗銑、半精銑上端面
機床：銑床X5032
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進給量：取，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序50：粗銑、半精銑左端面(M68X2端面)
機床：銑床X5032
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：取：取銑削速度
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉速：
按照，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序60：粗銑、半精銑φ46孔上端臺階面
機床：銑床X5032
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉速：
按照，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序70：粗銑、半精銑φ46孔下端面
機床：銑床X5032
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：取：取銑削速度
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉速：
按照，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序80：車M68X2外圓及外螺紋
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。根
故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0
按進給量在《工藝手冊》可知：
=0.7
CA6140進給力=3530。
，，=時，
進給力：=950。
實際進給力為：
=950=1111.5 （1-2）
所選=可用。
③.選擇磨鈍標準耐用度
根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定加工速度
故：
==63 （1-3）
===120 （1-4）
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時實際速度為：
== （1-5）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》=～，，，加工速度時，
=
實際功率為： =1.7=1.2 （1-6）
在CA6140上進行，最后用量為：
=3.75，=，==，=
精車加工
所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。
選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給機構允許進給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
當硬質合金刀度200～219鑄件，
，，加工速度=。
==63
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
== （3-14）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》加工速度時，
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9，
時間功率為：
=1.7=1.2
=1.25，=，==，=
工序90：車φ45孔、φ40孔內孔及臺階
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。根
故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0
按進給量在《工藝手冊》可知：
=0.7
CA6140進給力=3530。
，，=時，
進給力：=950。
實際進給力為：
=950=1111.5 （1-2）
所選=可用。
③.選擇磨鈍標準耐用度
根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定加工速度
故：
==63 （1-3）
===120 （1-4）
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時實際速度為：
== （1-5）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》=～，，，加工速度時，
=
實際功率為： =1.7=1.2 （1-6）
在CA6140上進行，最后用量為：
=3.75，=，==，=
精車加工
所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。
選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給機構允許進給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
當硬質合金刀度200～219鑄件，
，，加工速度=。
==63
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
== （3-14）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》加工速度時，
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9，
時間功率為：
=1.7=1.2
=1.25，=，==，=
工序100：鉆孔攻絲M27X2
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。根
故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0
按進給量在《工藝手冊》可知：
=0.7
CA6140進給力=3530。
，，=時，
進給力：=950。
實際進給力為：
=950=1111.5 （1-2）
所選=可用。
③.選擇磨鈍標準耐用度
根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定加工速度
故：
==63 （1-3）
===120 （1-4）
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時實際速度為：
== （1-5）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》=～，，，加工速度時，
=
實際功率為： =1.7=1.2 （1-6）
在CA6140上進行，最后用量為：
=3.75，=，==，=
精車加工
所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。
選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給機構允許進給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
當硬質合金刀度200～219鑄件，
，，加工速度=。
==63
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
== （3-14）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》加工速度時，
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9，
時間功率為：
=1.7=1.2
=1.25，=，==，=
工序110：鉆孔攻絲M39X2
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。根
故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0
按進給量在《工藝手冊》可知：
=0.7
CA6140進給力=3530。
，，=時，
進給力：=950。
實際進給力為：
=950=1111.5 （1-2）
所選=可用。
③.選擇磨鈍標準耐用度
根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定加工速度
故：
==63 （1-3）
===120 （1-4）
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時實際速度為：
== （1-5）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》=～，，，加工速度時，
=
實際功率為： =1.7=1.2 （1-6）
在CA6140上進行，最后用量為：
=3.75，=，==，=
精車加工
所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。
選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給機構允許進給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
當硬質合金刀度200～219鑄件，
，，加工速度=。
==63
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
== （3-14）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》加工速度時，
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9，
時間功率為：
=1.7=1.2
=1.25，=，==，=
工序120 鉆擴2-φ18孔
本工序采用計算法。
表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途
標準號
類型
直徑范圍（mm）
用途
GB1436-85
直柄麻花鉆
2.0～20.0
在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB1437-85
直柄長麻花鉆
1.0～31.5
在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB1438-85
錐柄麻花鉆
3.0～100.0
在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔
GB1439-85
錐柄長麻花鉆
5.0～50.0
在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔
選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。
表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.80～13.20
151
101
表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o）
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6～18.00
30
118
12
40～60
表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度
（1）后刀面最大磨損限度mm
刀具材料
加工材料
鉆頭
直徑d0（mm）
≤20
高速鋼
鑄鐵
0.5～0.8
（2）單刃加工刀具耐用度T min
刀具類型
加工材料
刀具材料
刀具直徑d0（mm）
11～20
鉆頭（鉆孔及擴孔）
鑄鐵、銅合金及合金
高速鋼
60
鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.確定進給量
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。
②.確定切削速度
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄造（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。
V=12=10.32 （3-17）
則 = =131 （3-18）
查表4.2-12可知， 取 n = 150
則實際切削速度 = = =11.8
③.確定切削時間
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19）
其中 l= l=5 l=2～3
則： t= =9.13
工序130：鉆擴2-φ14孔
機床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
鉆孔時先鉆孔。
切削深度：
進給量：取。
切削速度取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
⑵ 擴孔φ14
刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料）。
片型號：E403
切削深度：
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
按照文獻取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入有：
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
第4章 鉆2-Φ18孔夾具設計
4.1研究原始質料
利用本夾具主要用來鉆底面2-Φ18小孔，并攻絲，因為加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生產(chǎn)成本，減輕勞動強度從而來提高效率。
4.2定位基準的選擇
要合理選擇定位基準，不然會影響加工過程的質量，進而最終工件質量。選擇不合適的基準，故會增加加工過程或不合理工藝路線，導致夾具設計困難，最終達不到零件加工精度（特別位置精度）。所以我們應該根據(jù)零件的技術要求，以保證加工精度的要求，定位基準的合理選擇。以已加工好的端面作定位夾具。
由零件圖可知：在鉆孔前，平面進行了粗、精銑加工。定位、夾緊方案：
為了在定位誤差范圍滿足要求，定位一面一銷一擋塊，結構中的定位是簡單易操作的。一邊是底平面圖的處理；在孔無位置公差要求，所以我們?yōu)槎ㄎ换鶞试O計的底面和兩個孔鉆的模式選擇，以滿足加工要求。底部和5自由度的兩個定位孔限制工件的定位。
4.3 切削力及夾緊力的計算
鉆孔選用：鉆床Z525，刀具鉆頭。
由文獻可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
實際所需夾緊力：
有：
安全系數(shù)K可按：
式中：安全系數(shù)
所以
通過計算實際夾緊力不大，夾具結構簡單操作方便，采用螺旋夾緊機構。
取，，
查文獻移動螺旋夾緊時夾緊力計算：
式中參數(shù)由文獻查得：
螺旋夾緊力：
由上述計算易得：
通過計算實際所需夾緊力不大，該夾具具有結構簡單，操作方便，決定使用手動螺旋夾緊機構。
4.4誤差分析與計算
該夾具以底面、支撐釘定位基準，
由文獻可得：
⑴支撐釘?shù)亩ㄎ徽`差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上、所設計的夾具滿足零件加工精度要求。
4.5 零、部件的設計與選用
4.5.1支撐釘選用
本夾具用支撐釘定位
表3.1 支撐釘
d
H
D
公稱
允差
12～18
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
4.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用
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。
圖3.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結構參數(shù)如下
表3.4 鉆套
d
H
D
公稱
允差
6
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結構如圖所示：
圖3.2 固定襯套
其結構參數(shù)如下
表3.5 固定襯套
d
H
D
C
公稱
允差
公稱
允差
12
+0.034
+0.016
12
18
+0.023
+0.012
0.5
2
4.6 確定夾具體結構和總體結構
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）結構的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，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，結構應該簡單。
（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實現(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構，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，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結構和操作、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，必須考慮結構應便排出鐵屑。
4.7夾具設計及操作的簡要說明
本夾具用于在鉆床上加工孔。夾緊機構，操作簡單，夾緊可靠。
如前所述，夾具設計，為了提高生產(chǎn)率，首先想到的是如何安裝，拆卸方便，鉆模的表面，所以主要的鉆削力，因為鉆削力向下，鉸鏈板壓得我們使用，減少壓力，鉆削力和夾緊力的方向是相同的，它是更容易保證工件的穩(wěn)定性。
總 結
在設計過程中，我們讀到一些技術資料和設計手冊，在機械領域中的一些基本問題的探討。因此，這樣的設計不僅要加強自己的理解和知識，和他們的知識，拓寬。此外，該拉延工藝的設計，AutoCAD繪圖軟件的使用，并在同一時間，手繪，所有這些因素都使我們學到更多的知識，圖像識別和提高我們的繪圖能力。
本課題是機殼的加工工藝及夾具設計，主要是確定的工藝設計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機構可實現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設計過程中，假設出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設計的準確性。在夾具設計中，由于定位基準的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過努力，這些問題都一一解決方案。
參 考 文 獻
[1] 李 洪．工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．
[3] 上海市金屬切削技術協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002．
[4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000．
[5] 徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術出版社，2003．10．
[6] 都克勤．機床夾具結構圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4
[7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5．
[8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003．
[9] 王先逵．機械制造工藝學[M]．機械工業(yè)出版社，2000．
[10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12．
[11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術出版社，2007
[12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002．8．
致謝
本課題是在XX老師指導下完成，非常感謝XX老師的耐心指導幫助。課程設計是大學知識，相關的專業(yè)知識的綜合運用，是知識在實踐中的應用。通過本次課程設計，使我的專業(yè)知識得到鞏固和提高在原來的基礎上，就離不開老師和同學的幫助。設計的分析是在老師的指導下完成的，在分析過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設計和分析使我覺得更多的設計思路，提高的學習能力，和討論的問題的分析，有一個更清楚的了解，使我受益不淺。
說實話，課程設計真是有點累了。然而，明確其自身的設計結果，課程設計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。通過這次的課程設計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。