A7V型泵缸体壳体零件机械加工工艺及铣上端面夹具设计

摘要
通过对壳体零件的加工工艺路线的确定，该零件的加工以底面作为基准是合适的，本加工工艺方案满足粗基准选择的基本要求及精基准选择的四项原则。

本夹具为专用夹具，该夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。

在本次设计中，夹具的设计满足机床夹具总体方案设计的基本要求，充分保证零件加工质量，具有较高的生产效率和较低的制造成本以及具有良好的结构工艺性。

本次毕业设计的主要内容是机械加工工艺规程编制和铣上端面工序专用夹具设计。

综合运用机械制造技术基础和其它课程的基本理论和方法，为了能够完成壳体零件机械加工工艺及铣床夹具的设计任务，综合运用所学的知识，应用正确的设计方法，制订了壳体零件的机械加工工艺规程。

结合工艺设计内容，熟练应用工艺计算方法，对相关工艺内容进行了正确的分析设计和计算，如切削力、切削功率、切削速度、工艺参数、定位误差、夹紧力等。

关键词：机械加工工艺规程专用夹具壳体
Abstract
Determined by the process route of shell parts, the parts processing to the bottom as the benchmark is appropriate, the processing technology solutions to meet the four basic requirements of the principle of coarse and fine reference datum. The fixture is a special clamp, and the fixture is characterized by strong pertinence, compact structure, simple operation and high productivity. In this design, fixture design and meet the basic requirements of overall design of the fixture, and fully guarantee the quality of machining and has high production efficiency and low manufacturing cost and good structure technology. The main content of this graduation project is the design of machining process regulations and the design of special fixture for milling end face process. The basic theory and method of comprehensive use of machinery manufacturing technology and other courses, in order to design the task to complete the shell parts machining and milling fixture, the integrated use of knowledge and apply the correct design method, the machining process planning for shell parts. With the content of process design, calculation method of skilled application process, the process of content analysis and design calculation of the right, such as cutting force, cutting power, cutting speed, process parameters, positioning error the clamping force and so on.
Key words: machining; process specification; special clamp shell
目录
摘要 (I)
Abstract (II)
目录 (III)
第1章绪论 (1)
第2章零件的机械加工工艺规程设计 (2)
2.1壳体零件的工艺分析 (2)
2.1.1零件的作用 (2)
2.1.2零件的工艺分析 (2)
2.2零件的生产纲领 (3)
2.3选择毛坯 (3)
2.4设计毛坯图 (3)
2.5机械加工工艺路线的制订 (5)
2.5.1选择定位基准 (5)
2.5.2加工方法 (5)
2.5.3制订工艺路线 (7)
2.5.4加工工艺过程的分析 (9)
2.5.5选择加工设备与工艺装备 (9)
2.5.6确定切削用量及基本时间 (10)
第3章铣上端面夹具设计 (21)
3.1指出存在的问题 (21)
3.2夹具设计 (21)
3.2.1夹具体设计 (21)
3.2.2定位基准的选择 (21)
3.2.3定位方案和元件设计 (21)
3.2.4夹紧机构的设计 (22)
3.2.5定位误差的计算 (22)
3.2.6对刀装置设计 (24)
3.2.7确定夹具体结构尺寸和总体结构 (24)
结论 (26)
致谢 (28)
参考文献 (29)
第1章绪论
机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。

机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。

机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备。

据统计美国60%财富来自制造业，俄罗斯占48%，中国制造业在工业总产值中也占有40%。

制造业是国家立国之本，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。

从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

壳体的加工工艺规程及其专用夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的综合运用。

壳体是组成机器或部件的主要零件之一，对其他零件有支撑和保护的作用。

壳体部分常设计有安装轴密封盖，轴承盖等零件的凸台，凹坑，沟槽等。

因此结构较为复杂。

壳体的加工质量不仅影响其装配进度和运动进度，而且影响机器工作精度，使用寿命，性能等。

正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，提高加工效率，减轻劳动强度，也保证零件加工精度。

本次设计也要培养自己的自学与创新能力。

因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。

所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

第2章零件的机械加工工艺规程设计
2.1壳体零件的工艺分析
2.1.1零件的作用
图2-1
壳体是一种起支撑、连接其他零件和承受负荷的零件。

通过底面孔和上端面的孔、螺纹孔，侧面的螺纹孔来与管道、其他壳体等零件连接在一起，并使这些零件之间保持正确的位置关系；通过壳体的孔进行液体或气体的传输。

2.1.2零件的工艺分析
该壳体可以分成三组加工表面，且三者之间和其各内部之间存在有一定的位置关系，现分述如下:
（1）底面、Φ7、Φ30孔和Φ48沉孔
这一组加工表面包括:底面，4个Φ7的孔，加工Φ30
025
.0
的孔和Φ48的沉
孔
（2）上端面，M6螺纹孔，Φ7孔和Φ12盲孔，
这一组加工表面包括:上端面，M6-7H的螺纹孔，6个Φ7孔，Φ12的盲孔（3）侧面宽28的凹槽，M6的螺纹孔，Φ8的孔，Φ24的沉孔，30的端面，Φ12的孔，Φ20的沉孔
这一组加工表面包括:侧面宽28的开口槽，2XM6-H7的螺纹孔，Φ8的孔并加工Φ24的沉孔，30的端面，Φ12的孔并加工Φ20的沉孔。

2.2零件的生产纲领
零件的生产纲领：根据机械设计制作工艺与机床夹具公式：
N
零
= QN(1+a)(1+b)
说明：式中N
零
：零件生产纲领。

Q：产品的生产纲领。

N ：每一产品包含该零件的数量。

a : 零件的备用率一般情况下a = 4 %。

b : 零件的平均废品率：取b=1%。

所以，4000 = Q×1(1+4%)(1+1%) 则： Q=3808件
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]表1-3，可查得此零件生产为中批生产。

2.3选择毛坯
由该零件图要求可知，零件的材料为HT200，考虑到本零件在具体工作的受力情况，选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。

2.4设计毛坯图
壳体零件材料为HT200（灰铸铁200），硬度范围是195HBS-220HBS，毛
坯重约1Kg。

根据本零件设计要求，根据《工程材料与热加工》
表3-1 灰铸铁强度表
牌号铸件厚度/mm 抗拉强度Rm/N·mm-2显微组织
＞≦基体石墨
HT200 2.5 10 200
珠光体中等片状10 20 195
20 30 170
30 50 160
灰铸铁抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。

生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，零件加工工艺路线确定后，在进一步安排各个工序的具体内容时，应正确地确定工序的工序尺寸，为确定工序尺寸，首先应确定加工余量。

由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工来达到这些要求。

加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。

加工余量分为工序余量和总余量[4]。

图2-2壳体零件毛坯图
2.5 机械加工工艺路线的制订
2.5.1 选择定位基准 工件在最初加工时，只能以毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件应选用上端面作为粗基准来加工底面。

以上选择符合粗基准的选择原则中的（如果必须保证零件某些重要表面的加工余量分布均匀，就应该选择该表面作为粗基准，应该用毛坯的尺寸和位置可靠表面，而且平整具有足够大的面积做基准）在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，底面和Φ30025.00+作为定位基准，这个基准就是精基准。

在选精基准时采用有基准重合，基准统一，自为基准、便于装夹。

这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。

2.5.2 加工方法
在市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。

由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。

同样在该零件的加工方法的选择中，考虑到工件的具体情况与具体加工条件按加工顺序来阐述的加工方案，参考《机械制造手册》表10-33、表10-34其加工方法选择如下：
（1）、底面：
公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra25um ，需要经过粗铣-半精铣
（2）、Φ30025
.00+孔：
公差等级为IT7～8，表面粗糙度为Ra6.3um ，毛坯铸件有孔，故采用扩-粗铰-精铰
（3）、Φ48沉孔：
工差等级为自由公差、表面粗糙度达到Ra6.3um ，故采用扩。

（4）、两处倒角
公差等级为自由公差、C1，C2处表面粗糙度分别达到Ra12.5um，Ra25um，故采用铣。

（5）、Φ7孔：
公差等级为自由公差、表面粗糙度达到Ra25um，故采用钻。

（6）、上表面：
公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra12.5um，故采用粗铣-半精铣。

（7）、Φ12盲孔：
公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra25um，故采用钻。

（8）、M6-H7的螺纹孔：
中径公差等级为IT7，故采用钻-攻丝。

（9）、左侧面凹槽：
公差等级为自由公差，壁、底面表面粗糙度都为Ra12.5um，，故采用粗铣-半精铣。

（10）、Φ8孔：
公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra25um，，故采用钻
（11）、Φ12沉孔：
公差等级为自由公差，壁、底面表面粗糙度为Ra25um，，故采用扩。

（12）、Φ30端面：
公差等级为自由公差，壁、底面表面粗糙度为Ra12.5um，，故采用粗铣-半精铣。

（13）、侧面Φ12孔：
公差等级为自由公差，表面粗糙度为Ra25um，，故采用钻。

（14）、Φ20沉孔：
公差等级为自由公差，内孔表面的表面粗糙度为Ra12.5um、底面表面粗糙度为Ra25um，故采用扩。

各表面加工方案
加工表面
尺寸及偏
差/mm 尺寸精度等
级
表面粗糙度
/m
加工方案
底面IT12 25 铣
上表面IT12 12.5 铣
Φ30孔30+0.0250 IT6 6.3 扩-粗铰-精铰Φ48沉孔48 IT8 6.3 扩孔-粗铰Φ7孔7 IT10 25 钻
Φ12盲孔12 IT12 12.5 钻
M6-H7 6 IT7 25 钻-攻丝
左侧面凹槽IT12 12.5 粗铣-半精铣Φ8孔8 IT10 12.5 钻
Φ12沉孔12 IT10 12.5 扩
30端面30 IT12 12.5 粗铣
侧面Φ12孔12 IT10 12.5 钻-扩
Φ20沉孔20 IT12 12.5 扩2.5.3制订工艺路线
制定工艺路线的出发点，是应该使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到妥善保证，在生产纲领确定中批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单、工序集中，尽量降低成本。

1. 工艺路线方案一
工序号工序名称工序内容
10 铸造砂型铸造
20 铣粗、半精铣下端面
30 铣粗、半精铣上端面
40 车粗、半精车40，30孔
50 铣铣左端面槽
60 钻钻12孔及6孔攻螺纹M6
70 钻钻左端面阶梯孔攻2XM6-H7螺纹80 铣铣前端面
90 钻钻前端面阶梯孔
100 钻钻顶面孔、锪孔
110 钻钻底面孔、锪孔
120 车精车40，30孔
130 去毛刺，修锐边去毛刺，修锐边
140 清洗清洗
150 终检入库终检入库
2.工艺路线方案二
工序号工序名称工序内容
10 铸造砂型铸造
20 铣粗、半精铣下端面
30 铣粗、半精铣上端面
40 钻、扩、铰钻、扩、铰Φ30
025
.0
孔，倒1x45°角
50 铣铣前端面
60 钻钻前端阶梯孔
70 钻钻顶面孔、锪孔
80 钻钻底面孔、锪孔
90 铣铣左端面面槽
100 钻钻各螺纹孔、攻螺纹
110 扩铰扩铰48孔
120 去毛刺，修锐边去毛刺，修锐边
130 清洗清洗
140 终检入库终检入库
3. 工艺方案的比较与分析
上述两个方案中，方案2主要按照外表面逐次加工完成后进行空的加工，
但会不利于限制零件自由度，其次虽两方案都按照Φ30
025
.0
孔定位进行加工，
但方案2中有部分工序的工步不在同一平面上，会给加工带来额外的不便。

另外，根据机床各种因素综合考虑，选择方案1的工艺路线进行加工。

2.5.4加工工艺过程的分析
1. 保证相互位置精度
多道工序的加工都是以大孔、小孔以及平面组合定位，这种方法减少了工件的安装误差，能获得很高的相互位置精度，其结构简单，制造精度容易保证的主要是孔定位基准的夹具是心轴和定位销。

以孔定位其定心精度很高。

2. 防止变形的工艺措施
前机体在加工过程中，常由于夹紧力、切削力和切削热、热处理等因素的影响而产生变形，使加工精度降低，防止变形注意以下几点：
（1）与减少切削力和切削热的影响。

粗、精加工应分开进行，使粗加工产生的变形在精加工中可以得到纠正，也可以采用辅助支撑，增加安装刚性，减少切削力影响。

（2）减少夹紧力的影响，工艺上可采取一些措施。

可以分散应力，减少变形。

夹紧力不应集中于工件的某一点，使应力分布在比较大的面积上，以使工件单位面积上所受力较小，从而减少变形。

还可以采用夹紧工件的夹具。

2.5.5选择加工设备与工艺装备
由于生产类型为中批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。

1. 选择夹具
本零件除铣、钻孔等工序都需要专用夹具。

2. 选择刀具，根据不同的工序选择刀具
（1）铣刀选择硬质合金铣刀。

（2）钻孔、攻螺纹选用高速钢麻花钻、机用丝锥。

3. 选择量具
本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。

根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，根据参考文献[23]选择如下：
（1）选择加工面的量具
用分度值为0.05mm 的游标卡尺测量，以及读数值为0.01mm 。

测量范围100mm~125mm 的外径千分尺。

（2）选择加工孔量具
因为孔的加工精度介于IT7~IT9之间，可选用读数值0.01mm 。

测量范围50mm~125mm 的内径千分尺即可。

2.5.6 确定切削用量及基本时间
切削用量包括背吃刀量a p 、进给量f 和切削速度v 。

确定顺序是先确定a p 和f ，再确定v 。

工序20——粗、半精铣下端面
（1）背吃刀量
由于切削量较小，故选择
p1a =p2a =2mm 。

一次走刀即可完成。

（2）进给量
X51型立式铣床功率为4.5KW ，查参考一表5.8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量z f 取为0.08mm/z 。

（3）铣削速度
由本工序采用高速钢整体铣刀、w d =40mm ，齿数z =12。

查参考一表5.8高速钢整体铣刀铣削速度，确定铣削速度c v =44.9m/min ，则
s n =c w 1000100044.940v d ππ⨯=⨯=357.3r/min
由本工序采用X51型立式铣床，查参考一表3.6，取转速w n =380r/min ，故实际切削速度
c v =w 40380
10001000dn ππ⨯⨯==47.7m/min
当w n =380r/min 时，工作台的每分钟进给量m f =z f z w n =364.8mm/min 也可根据参考一表3.7查得机床的进给量为300mm/min 。

（4）基本工时
由于该工序包括两个工步，每个工步的基本加工时间计算查参考一表5.41铣削基本时间计算，10000.5(13)mm,(0.030.05)l d C d C C d =--+=（）。

确定
1l =14mm,2l =2mm ，l =24mm ；则该工序的基本时间为
Z 12j M 241420.13min 8s 300l l l t f ++++==≈=，
则该工序基本工时为16s 。

工序30粗、半精铣上端面
（1）背吃刀量
由于切削量较小，故选择
p1a =p2a =2mm 。

一次走刀即可完成。

（2）进给量
X51型立式铣床功率为4.5KW ，查参考一表5.8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量z f 取为0.08mm/z 。

（3）铣削速度
由本工序采用高速钢整体铣刀、w d =40mm ，齿数z =12。

查参考一表5.8高速钢整体铣刀铣削速度，确定铣削速度c v =44.9m/min ，则
s n =c w 1000100044.940v d ππ⨯=⨯=357.3r/min
由本工序采用X51型立式铣床，查参考一表3.6，取转速w n =380r/min ，故实际切削速度
c v =w 40380
10001000dn ππ⨯⨯==47.7m/min
当w n =380r/min 时，工作台的每分钟进给量m f =z f z w n =364.8mm/min 也可根据参考一表3.7查得机床的进给量为300mm/min 。

（4）基本工时
由于该工序包括两个工步，每个工步的基本加工时间计算查参考一表5.41铣削基本时间计算，10000.5(13)mm,(0.030.05)l d C d C C d =--+=（）。

确定
1l =14mm,2l =2mm ，l =24mm ；则该工序的基本时间为
Z 12j M 241420.13min 8s 300l l l t f ++++==≈=，
则该工序基本工时为16s 。

工序40——车 粗、半精车40，30孔
由参考文献[3]表1.1-47查得 f=1.4mm/r
由参[3]表1.1-46查得c v =80m/min 由此算出转速为n=1000,
c v /πD=106.157r/min 按车床的实际转速取n=350r/min
则实际切削速度c v =πDn/1000=263.76m/min
半精车：由参考文献[3]表1.1-47查得f=1.4mm/r 由参考文献[3]表1.1-46查得 c v =80m/min
由此算出转速为n=1000c v /πD=110.77r/min
按车床的实际转速取n=350r/min 则实际切削速度
c v =πDn/1000=252.77m/min
加工时间 T=
= 错误！未找到引用源。

=1.56min 工序50铣左端面槽
所选用的背吃刀量
p a 、切削速度c v 和进给量f 是一样的。

（1）背吃刀量 由于切削量较小，故选择
p1a =p2a =2mm 。

一次走刀即可完成。

（2）进给量 X51型立式铣床功率为4.5KW ，查参考一表5.8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量z f 取为0.08mm/z 。

（3）铣削速度
由本工序采用高速钢整体铣刀、w d =40mm ，齿数z =12。

查参考一表5.8高速钢整体铣刀铣削速度，确定铣削速度c v =44.9m/min ，则
s n =c w 1000100044.940v d ππ⨯=⨯=357.3r/min
由本工序采用X51型立式铣床，查参考一表3.6，取转速w n =380r/min ，故实际切削速度
c v =w 40380
10001000dn ππ⨯⨯==47.7m/min
当w n =380r/min 时，工作台的每分钟进给量m f =z f z w n =364.8mm/min 也可根据参考一表3.7查得机床的进给量为300mm/min 。

（4）基本工时
由于该工序包括两个工步，每个工步的基本加工时间计算查参考一表5.41铣削基本时间计算1000.5(13)mm l d C d C =--+（），0(0.030.05)C d =，确定1l =14mm,2l =2mm ，l =62mm ；则该工步的基本时间为
Z 12j M 621420.26min 15.6s 300l l l t f ++++==≈=，该工序基本工时为32s 。

工序60钻Φ12孔及攻螺纹M6
该工序分两个工步，工步1是钻Φ12孔；工步2是攻螺纹M6，
背吃刀量的确定 ap=20mm
进给量的确定：取每转进给量f=0.20mm/r
3).切削速度的计算工件材料HT200条件选取，切削速度v=15m/min ，得n=1000×15/3.14×20=238.73 r/min 。

选取Z550立式钻床主轴转速n=250r/min 。

可求实际钻削速度c v =πdn/1000=π×20×250/1000=15.71 m/min.
4). 根钻孔的基本时间可由tj=（l+l1+l2）/fn 求的。

式中
l=80mml2=1mm,L1=D/2cotKr+1=20/2×cot54°+1=10×0.72+1=8.18mm ，f=0.20mm/r ，n=250r/min,
所以基本时间：tj=（l+l1+l2）/f ×n=（80+8.18+1）/0.2×250=1.78 min=107.2s
（2）扩孔
背吃刀量的确定 ap=2mm
进给量的确定取每转进给量f=0.7 mm/r
3).切削速度的计算选取切削速度v=92.9 m/min
得n=1000×92.9/3.14×22=1344.14 r/min ，选取Z550立式钻床主轴转速n=1400r/min 。

再将此转速代入工式（5-1）可求实际切削速度c v =πdn/1000=π×22×1400/1000=96.76m/min.
（3）基本工时
由于该工序包括两个工步，它们所选用的背吃刀量p a 、切削速度c v 和
进给量f 是一样的，所以两工步基本工时也相同。

偏角r 90κ︒=，查参考一表
5.41铣削基本时间计算，1000.5(13)mm l d C d C =--+（），0(0.030.05)C d =，
确定1l =14mm,2l =2mm ，l =15mm ；则每个工步工序的基本时间为
Z 12j M 151420.124min 8s 250
l l l t f ++++==≈=，该工序基本工时为16s 。

工序70钻左端面阶梯孔攻2XM6-H7螺纹
（1）切削用量
由工件材料为HT200、孔Φ8mm 、查参考二表10-22麻花钻，选定直径Φ8
的麻花钻，查参考一表5.19高速钢麻花钻钻削碳钢的切削用量得，切削速度c v =20m/min ，进给量f =0.20mm/r ，取p a =8.7mm ，则
s n =c 10001000208.7v d ππ⨯=⨯r/min=732.1r/min
由本工序采用Z525型立式钻床，由表3.17得，转速w n =680r/min ，故实际切削速度为
c v =w 8.76801000
1000dn ππ⨯⨯==18.58m/min （2）基本工时
由参考一表5.39，工步
1r 28.7cot (12)mm (cot 451)mm 4.1mm,1mm,2022D l l l mm κ=+=⨯︒+≈==，则该工序的基本时间为
12j 4.11200.18min 11s 0.2680l l l t fn ++++==≈=⨯
工序80铣Φ30025
.00+前端面
该面精度要求不太高，可直接由高速钢铣刀一次铣完
根据金属机械加工工艺人员手册第三版表12-2查得 HT200材料铸件总加工余量为6mm ，故工序尺寸及工差为
025.0036+∅，由表14-69可查得铣削进给量v f =0.3mm/z ；由表14-76查得铣削时切削速度c v =40m/min ，由此可算出转速： n=
50401000D V 1000x x ππ==250r/min 根据机床的主轴变速级数可取实际转速为263r/min ，则实际线速度为r=1000263Dx π=1000263
50x x π=41.4m/min
由表8-55可查得万能回转头铣床x62w 主轴转速范围为30-1500r/min ；机
床功率为10kw ， 由表14-67可得切削功率m P 为：
4106x v F P c
c c ==4.76kw<10kw,所以所选机床适用。

工序90钻前端面阶梯孔
该工序分为两个工步：1.先钻Φ12 2.钻Φ20
该孔由高速钢扩钻钻头扩钻后再铰刀铰。

由机械加工工艺手册表13-16查得铰孔时加工余量为0.4mm ，故扩钻加工余量为Z=6-0.4=5.6mm
钻孔的工序尺寸为Φ12mm
扩孔的工序尺寸为Φ20mm
由表14-37查得扩孔进给量z f =0.8mm/r ，由表14-41查得扩孔时切削速度v=20.1m/min ，所以计算得到转速 n=D r
π1000
=6.471
.201000x x π=134.4r/min
根据机床实际变速级数取实际转速n=178r/min ，则实际切削速度： V=10006.471781000n x x D ππ=
=26.6m/min
扭矩M=222.75N/mm
由表8-26查得此机床最大扭矩为1200x103
N/mm ，所以所选机床适用。

（4）基本工时
由参考一表5.37孔基本时间的计算
p 12j 12r ,(23)mm,35mm tan a l l l L t i i l l fn fn κ++===+=，因此基本工时为11s ，
半 精镗工步基本工时为46s 。

工序100钻顶面6X Φ7孔、锪孔
此孔由高速钢钻头一次钻出，由机械加工工艺人员手册表14-34可查得钻
孔进给量z f =0.15mm/r ，钻孔余量为7mm ，钻孔尺寸及工差为∅02.00
6+，由表14-36
可查得钻孔时的切削速度r=21m/min ，由此可计算得到转速n: n=72110001000x x D V ππ==954.9r/min 由机床实际转速可取实际转速为n=990r/min ，则实际速度： V=1000990
71000x x Dn
ππ=
=21.8m/min
由表14-30可查得
c c F c F c F c F n c y x p F c k v f a C =F =1113N
M=3265N.mm
由表8-26查得此机床最大进给力为16000N,最大扭矩为400x 310N.mm ，此
机床适用。

工序110 底面4-Φ7孔
此孔由高速钢钻头一次钻出，由机械加工工艺人员手册表14-34可查得钻
孔进给量z f =0.15mm/r ，钻孔余量为7mm ，钻孔尺寸及工差为Φ02.006+，由表14-36
可查得钻孔时的切削速度r=21m/min ，由此可计算得到转速n:
n=72110001000x x D
V ππ==954.9r/min 由机床实际转速可取实际转速为n=990r/min ，则实际速度： V=1000990
71000x x Dn
ππ=
=21.8m/min
由表14-30可查得
c c F c F c F c F n c y x p F c k v f a C =F =1113N
M=3265N.mm
由表8-26查得此机床最大进给力为16000N,最大扭矩为400x 310N.mm ，此
机床适用。

3）基本工时
由于该工序包括两个工步，它们所选用的背吃刀量p a 、切削速度c v 和进给
量f 是一样的，所以两工步基本工时也相同。

偏角r 90κ︒=，查参考一表5.41铣削基本时间计算，1000.5(13)mm l d C d C =--+（），0(0.030.05)C d =，
确定1l =14mm,2l =2mm ，l =6mm ；则每个工步工序的基本时间为
Z 12j M 61420.09min 5s 250
l l l t f ++++==≈=，该工序基本工时为10s 。

工序120 车 精车
40，30孔 根据《工艺手册》中表3-19，查得错误！未找到引用源。

=1mm ，f=0.4mm/z 。

根据表3-30，查得v=0.5m/s
加工转速
错误！未找到引用源。

= 错误！未找到引用源。

= 错误！未找到引用源。

=6.29r/s
取n=6.3r/s ，则
切削速度
v= 错误！未找到引用源。

= 错误！未找到引用源。

=1.50m/s 1.确定车削时间
T= 错误！未找到引用源。

= 错误！未找到引用源。

=82.14s 工序130去毛刺，终检。

第3章铣上端面夹具设计
3.1指出存在的问题
为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

对于铣上端面夹具设计，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。

3.2夹具设计
3.2.1夹具体设计
设计夹具，首先要仔细分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；在完成夹具草图后，进一步考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理的结构实现个零部件间的相对运动；根据零件的使用要求，选择相应的材料。

同钻床夹具设计类似，用CAXA CAD电子图版进行二位图形的绘制，首先画装配图，然后从装配图上拆画零件图，标注相关尺寸及技术要求，最后进行论文撰写、整理、修改完成该毕业设计。

3.2.2定位基准的选择
在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。

据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。

由零件图可知,根据本道工序，选底面为定位基准。

3.2.3定位方案和元件设计
根据以上零件的结构分析以及定位基准的选择，可得定位基准为平面，因此可选择定位元件为圆形定位板
根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。

本夹具采用6点定位原则采用一面二销进行定位，使用了螺旋夹紧机构，并采用移动压板压紧。

3.2.4 夹紧机构的设计
采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧工件的机构，统称螺旋夹紧
机构。

由于这类夹紧机构简单，夹紧可靠，通用性大，故在机床夹具中得到广
泛运用。

它的主要缺点是夹紧和松开工件时比较费力。

本夹具采用移动压板进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。

同时，由于移动压板标准件，可直接购买，降低了夹具的制造成本。

夹紧力的计算
单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下列计算：
)(2'1'0ϕαϕ++=tg r tg r QL
W z
式中： W 0——单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N ）；
Q ——原始作用力（N ）；
L ——作用力臂（mm ）；
'r ——螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm ），其值视螺杆
端部的结构形式而定，参见《机床夹具设计手册》第三版表1-2-20；
1ϕ——螺杆端部与工件间的摩擦角（°）；
z r ——螺纹中径之半（mm ）；
α——螺旋升角（°），参见《机床夹具设计手册》第三版表
1-2-21；
2'ϕ——螺旋副的当量摩擦角（°）， 式中2ϕ为螺旋副的摩擦
角（°），β为螺纹 牙型半角（°），参见《机床夹具设计手册》第三版表1-2-22。

3.2.5 定位误差的计算
一面两销定位误差。