CA6140拨叉831002机加工工艺和铣32×32面专用夹具设计
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设计说明书
题目：拨叉831002的工艺规程及铣32X32端面的工装夹具设计
学 生：
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专 业：
班 级：
指导老师：
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。
拨叉加工工艺规程及其铣面的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及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：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目 录
序言…………………………………………………………………1
一. 零件分析 ……………………………………………………2
1.1 零件作用 ………………………………………………2
1.2零件的工艺分析 …………………………………………2
二. 工艺规程设计…………………………………………………2
2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………2
2.2基面的选择传 ……………………………………………2
2.3制定工艺路线 ……………………………………………3
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 …………4
2.5确定切削用量及基本工时………………………………10
三 夹具设计……………………………………………………37
3.1问题的提出………………………………………………37
3.2定位基准的选择…………………………………………38
3.3切削力及夹紧力计算……………………………………40
3.4定位误差分析……………………………………………43
3.5夹具设计及操作简要说明………………………………43
总 结………………………………………………………………44
致 谢………………………………………………………………45
参考文献 …………………………………………………………46
设计（论文）说明书
序 言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。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，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，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。
拨叉的加工工艺规程及其铣槽的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下一个教学环节。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，保证零件的加工质量。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。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。
三、零件分析
3、1 零件的作用
题目所给零件是车床主轴箱内摩擦离合器操纵机构的拨叉。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φ25孔与操纵机构相连，二下方的φ60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。
3、2 零件的工艺分析
零件为HT200铸钢件，无热处理要求。
从结构上看，左部呈圆筒状，右部为厚12mm的半圆叉爪。两部分上下都不在同一平面上，工件安装有一定困难。
零件的主要加工表面和主要的技术要求也分两个部分
一个是以∮25H7孔为中心的加工表面，这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。
一个是以半圆叉爪为中心的加工表面,即以φ60mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。主要是φ60H12的孔。
铣16H11的槽
这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。
以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
1、φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm.。
2、16H11mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。
由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
这些加工表面和技术要求，用一般的工艺方法都能做到，唯有叉爪的内半圆面较难车和镗。
结论是，拟定本零件工艺必须解决好安装和叉爪内半圆面的加工两个主要问题。
二：工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式
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，故选择铸件毛坯。
（二）基面的选择
精基准选择：按照一般规则，定位精基准应是精度较高、粗糙度较小的表面。即应选择∮25H7孔及其一端面为基准。但用∮25H7孔作精基准，两零件分切开后可能不对称，而且2—∮25H7孔的端面横向尺寸小，定位稳定性也差。若选叉爪的及其一端面为精基准，又因∮60H12孔精度太低，用一般圆柱心轴作定位元件，定位误差太大。最后考虑仍选∮60H12孔为纵向定位基准，目的是希望工件分切开后左右两件较为对称。但所设计的夹具，必须采用弹簧心轴或轴向可移式锥心轴作定位元件，以消除精基准尺寸公差大造成的定位误差。垂直方向则选叉爪上端面为精基准，从尺寸关系看，以它作定位精基准便于加工其余各平面。
粗基准选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ25H7孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个φ42作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。既能加工出已选各精基准面，又能保证加工面对不加工毛面的位置和尺寸。
。
（三） 工艺路线的制定
制定艺路线的出发点,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能得到合理的保证,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夹具,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。经考虑选择了三个可行的工艺方案。
方案一
工序I 铸造（砂型机器造型）
工序II 清砂
工序III 退火
工序IV 粗、精铣φ25孔上端面
工序V 粗、精铣φ25孔下端面
工序VI 粗、钻、扩、铰、精铰φ25孔
工序VII 粗、精铣φ60孔上端面
工序VIII 粗、精铣φ60孔下端面
工序IX 粗、钻、扩、铰、精铰φ60孔
工序X 切断
工序XI 铣螺纹孔端面
工序XII 钻φ22孔（装配时钻铰锥孔）
工序XIII 攻M22×1.5螺纹
工序XIV 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面
工序XV 粗铣 半精铣 精铣16H11的槽
工序XVI 检查
上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序七把两件铣断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。
方案二
工序I 铸造（砂型机器造型）
工序II 清砂
工序III 退火
工序IV 粗、钻、扩、铰、精铰φ25、φ60孔
工序V 粗、精铣φ25孔下端面
工序VI 粗、精铣φ60孔下端面
工序VII 粗、精铣φ25孔上端面
工序VIII 粗、精铣φ60孔上端面
工序IX 切断
工序X 铣螺纹孔端面
工序XI 钻φ22孔（装配时钻铰锥孔）
工序XII 攻M22×1.5螺纹
工序XIII 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面
工序XIV 粗铣 半精铣 精铣16H11的槽
工序XV 检查
上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。
方案三
工序I 铸造（砂型机器造型）
工序II 清砂
工序III 退火
工序IV 粗、精铣φ25孔上端面
工序V 粗、精铣φ25孔下端面
工序VI 粗、钻、扩、铰、精铰φ25孔
工序VII 粗、钻、扩、铰、精铰φ60孔
工序VIII 粗、精铣φ60孔上端面
工序IX 粗、精铣φ60孔下端面
工序X 铣螺纹孔端面
工序XI 钻φ22孔（装配时钻铰锥孔）
工序XII 攻M22×1.5螺纹
工序XIII 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面
工序XIV 粗铣 半精铣 精铣16H11的槽
工序XV 切断
工序XVI 检查
上面的工序虽然将切断放到后面，不影响零件加工时的装夹。但是此方案仍有先钻孔再铣平面的不足，所以这个方案仍不是最好的工艺路线。
方案四
工序I 铸造（砂型机器造型）
工序II 清砂
工序III 退火
工序IV 以φ42外圆为粗基准，粗铣φ25孔上、下端面
工序V 精铣φ25孔上、下端面
工序VI 以φ25孔上端面为精基准，粗、钻、扩、铰、精铰φ25孔，孔的精度达到IT7
工序VII 以φ25孔为精基准，粗铣φ60孔上、下端面
工序VIII 以φ25孔为精基准，精铣φ60孔上、下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。
工序IX 以φ25孔为精基准，钻、镗、铰φ60孔，保证空的精度达到IT8。
工序X 以φ25孔为精基准，铣螺纹孔端面
工序XI 以φ25孔为精基准，钻φ22孔（装配时钻铰锥孔）
工序XII 以φ25孔为精基准，攻M22×1.5螺纹
工序XIII 以φ25孔为精基准，粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面
工序XIV 以φ25孔为精基准，粗铣 半精铣 精铣16H11的槽
工序XV 切断
工序XVI 检查
方案四各工序使加工效率大大提高，多次加工φ25、φ60孔，更能保证孔的加工精度。
六、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
”CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 外圆表面（φ42）
考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，
没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。
2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表3.1～26，取φ25，φ60端面长度余量均为2.5（均为双边加工）：
粗铣 2mm
半精铣 0.7mm
3. 内孔（φ60已铸成φ50的孔）
查《工艺手册》表2.2～2.5，为了节省材料，取φ60孔已铸成孔长度余量为3，即铸成孔直径为54mm。
工序尺寸加工余量：
钻孔 4mm
扩孔 1.5mm
铰孔 0.4mm
精铰 0.1mm
同上，零件φ25的孔也已铸出φ15的孔。
工序尺寸加工余量：
钻孔至φ23 余量为8mm
扩孔钻 1.8 mm
粗铰孔 0.14 mm
精铰孔 0.06 mm
4. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量
铸出槽端面至中心线47mm的距离，余量为3mm。
工序尺寸加工余量：
粗铣端面 2.1 mm
半精铣 0.7 mm
精铣 0.2 mm
5. 螺纹孔顶面加工余量
铸出螺纹孔顶面至φ25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4 mm
工序尺寸加工余量：
粗铣顶面 3.1 mm
半精铣 0.7 mm
精铣 0.2 mm
6. 其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。
七、确立切削用量及基本工时
工序一 以φ42外圆为粗基准，粗铣φ25孔上下端面。
（1）. 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,铸造。
加工要求：粗铣φ25孔上下端面。
机床： X53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《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝0°后角αo＝15°，副后角αo’=10°，刀齿斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1.5mm。
（2）： 切削用量
1）铣削深度
因为切削量较小，故可以选择ap=1.3mm，两次走刀即可完成所需长度。
2）每齿进给量
机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.08~0.15mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.08 mm/z。
3）计算切削速度 按《工艺手册》，确定v=0.45m/s，即27m/min。
所以：
（7-1）
根据（《工艺手册》表4.2-39）取=120（r/min）
所以，实际切削速度为：
所以，工作台每分钟进给量应该为：
=0.08*10*120=96m/min （7-2）
4）计算切削工时=0.20（min） （7-3）
工序二 精铣φ25孔上下端面。
1. 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,铸造。
加工要求：精铣φ25上下端面。
机床： X6140卧式铣床。
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《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。
2. 切削用量
1） 铣削深度
因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）每齿进给量
机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。
3）切削速度 按《工艺手册》，确定v=0.6m/s，即36m/min。
所以：
（7-4）
根据（《工艺手册》表4.2-39）取=150（r/min）
所以，实际切削速度为：
所以，工作台每分钟进给量应该为：
=0.14*10*150=120m/min （7-5）
4）计算切削工时=0.16（min） （7-6）
工序三 以φ25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰φ25孔，孔的精度达到IT7。
1. 选择钻床及钻头
选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm，钻头采用双头刃磨法.
2.选择切削用量
（1）决定进给量f 根据表3.4-1可以查出f=0.470.57mm/r由于孔深和孔径之比/=3.2，所以=0.85，
故=（0.470.57）*0.85=0.400.48mm/r
查z535型立式钻床说明书，取=0.43mm/r
根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=1.75mm/r。机床进给机构允许的轴向力=15690N（由机床说明书查出），根据表3.4-4，允许的进给量>1.8mm/r
由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。
（2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率
用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可以直接在表3.4-15中用插入法计算得：
V=17m/min,F=4732N,T=51.69N.m, =1.25kw
由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系数=0.88，=0.75，故：
=17m/min*0.88*0.75=11.22m/min
=162r/min （7-7）
查z535型机床说明书，取n=195r/min，实际切削速度为：
（7-8）
由表3.4-11，切削力以及转矩的修正系数=1.06，故：
F=4732N*1.06=5016N
T=51.69N.m*1.06=54.8N.m
3)校验机床功率 切削功率为
=1.05kw
机床有效功率为：效率=4.5kg*0.81=3.65kg
由于故选择的切削用量可以使用，即
/min
相应的：F=5016N,T=54.5N.m，=1.05kw
4）计算工时：
（7-9）
2扩孔
（1）选用标准高速钢扩孔钻
（2）确定扩孔切削用量
1）确定进给量f
根据表3.4-5，取f=（0.7~0.8）*0.7mm/r=0.49~0.56mm/r。根据z535型机床说明书，取f=0.57mm/r
2)确定切削速度v及n
根据表3.4-34，取v=25m/min
由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数：
故
所以：
根据z535型机床说明书，取n=275r/min。实际扩孔速度：
min （7-10）
3)计算工时:
（7-11）
3铰、精铰孔
（1）选用mm标准高速钢铰刀。
（2）确定铰孔切削用量
1）确定进给量f，根据表3.4-6查出，f=1.3~2.6mm，按该表注4，进给量取较小值。按z535型机床说明书，取f=1.6mm/r。
2）切削速度v及n 根据表3.4-40，去v=8.2m/min
切削速度的修正系数由表3.4-9查出
故：
n （7-12）
根据z535型机床说明书，取n=100r/min，实际铰孔速度
in （7-13）
3)计算工时：
（7-14）
同理，精铰同上
所以，
工序四： 以φ25孔为精基准，粗铣φ60孔上下端面。
1. 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,铸造。
加工要求：粗铣φ60上下端面。
取=0.08mm/z （参考《切削手册》表3-3）
切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s，即27m/min
机床： X63卧式铣床。
刀具： 采用高速钢镶齿三面刃铣刀,铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=20,故据《切削用量简明手册》取=225mm。
则：
（7-15）
根据（《工艺手册》表4.2-39）取=37.5（r/min）
所以，实际切削速度为：
所以，工作台每分钟进给量应该为：
=0.08*20*37.5=60m/min
4）计算切削工时=0.56（min） （7-16）
工序五 以φ25孔为精基准，精铣φ60孔上下端面。
1. 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,铸造。
加工要求：精铣φ60上下端面。
取=0.14mm/z （参考《切削手册》表3-3）
切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s，即27m/min
机床： X63卧式铣床。
刀具： 采用高速钢镶齿三面刃铣刀,铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=20,故据《切削用量简明手册》取=225mm。
则：
（7-17）
根据（《工艺手册》表4.2-39）取=37.5（r/min）
所以，实际切削速度为：
所以，工作台每分钟进给量应该为：
=0.14*20*37.5=105m/min
4）计算切削工时=0.32（min） （7-18）
工序六 以φ25孔为精基准，钻、扩、铰、精铰φ60孔，保证孔的精度达到IT7。
1. 选择钻床及钻头
选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=55mm，钻头采用双头刃磨法，
2.选择切削用量
（1）决定进给量f 根据表3.4-1可以查出f=0.70.8mm/r由于孔深和孔径之比/=0.2，所以=1.0，
故=（0.70.8）*1=0.70.8mm/r
查z535型立式钻床说明书，取=0.7mm/r
根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=2.1mm/r。机床进给机构允许的轴向力=69620N（由机床说明书查出），根据表3.4-4，允许的进给量>2.4mm/r
由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。
（2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率
用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可以直接在表3.4-15中用插入法计算得：
V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kw
由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系数=0.88，=0.75，故：
=12m/min*0.88*0.75=7.92m/min
=45.85r/min
查z535型机床说明书，取n=60r/min，实际切削速度为：
由表3.4-11，切削力以及转矩的修正系数=1.06，故：
F=27860N*1.06=29531.6N
T=686.7N.m*1.06=727.9N.m
3)校验机床功率 切削功率为
=7.22kw
机床有效功率为：效率=12kg*0.81=9.72kg
由于故选择的切削用量可以使用，即
/min
相应的：F=29531.6N,T=727.9N.m，=7.22kw
4）计算工时：
（7-19）
2扩孔
（1）选用标准高速钢扩孔钻
（2）确定扩孔切削用量
1）确定进给量f
根据表3.4-5，取f=（1.3~1.5）*0.7mm/r=0.91~1.05mm/r。根据z535型机床说明书，取f=0.95mm/r
2)确定切削速度v及n
根据表3.4-34，取v=20.3m/min
由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数：
故
所以：=103.6r/min
根据z535型机床说明书，取n=120r/min。实际扩孔速度：
min
3)计算工时:
（7-20）
3铰、精铰孔
（1）选用mm标准高速钢铰刀。
（2）确定铰孔切削用量
1）确定进给量f，根据表3.4-6查出，f=1.25~1.8/mm，按该表注4，进给量取较小值。按z535型机床说明书，取f=1.6mm/r。
2）切削速度v及n 根据表3.4-40，去v=8.5m/min
切削速度的修正系数由表3.4-9查出
故：
n
根据z535型机床说明书，取n=60r/min，实际铰孔速度
in （7-21）
3)计算工时：
（7-22）
同理，精铰同上
所以，
工序七 铣螺纹孔顶面
加工条件
工件材料； HT200，铸造。
机床：X52K。
查参考文献[工艺师手册]表30—34
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。
因其单边余量：Z=2mm
所以铣削深度：
每齿进给量：根据参考文献[工艺手册]表2.4—75，取铣削速度：参照参考文献[工艺师手册]表30—34，取
机床主轴转速： 式（4.1）
式中 V—铣削速度；
d—刀具直径。
代入式（4.1）得
，
按照参考文献[工艺手册]表3.1—74
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据参考文献[工艺手册]表2—81,
切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：
式（7-23）
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
工序八： 以φ25孔为精基准，钻φ20孔（装配时钻铰锥孔）。
1. 选择钻床及钻头
选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=20mm，钻头采用双头刃磨法，
2.选择切削用量
（1）决定进给量f 根据表3.4-1可以查出f=0.430.53mm/r由于孔深和孔径之比/=1.8，所以=1.0，
故=（0.430.53）*1=0.0.430.53mm/r
查z535型立式钻床说明书，取=0.43mm/r
根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=1.6mm/r。机床进给机构允许的轴向力=5880N（由机床说明书查出），根据表3.4-4，允许的进给量>1.0mm/r
由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。
（2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率
用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可以直接在表3.4-15中用插入法计算得：
V=17.6m/min,F=4340N,T=42.53N.m, =1.184kw
由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系数=0.88，=0.75，故：
=17.6m/min*0.88*0.75=11.62m/min
=185r/min
查z535型机床说明书，取n=180r/min，实际切削速度为：
由表3.4-11，切削力以及转矩的修正系数=1.06，故：
F=4340N*1.06=4600N
T=42.53N.m*1.06=45.1N.m
3)校验机床功率 切削功率为
=0.8kw （7-24）
机床有效功率为：效率=4.5kg*0.81=3.65kg
由于故选择的切削用量可以使用，即
/min
相应的：F=4600N,T=45.1N.m，=0.8kw
4）计算工时：
（7-25）
工序九 以φ25孔为精基准，车床攻M22×1.5螺纹。
1）切削速度的计算：见《切削用量手册》表21，刀具寿命T=60min，采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时=1.05，走到次数i=3，
半精车螺纹时
=0.2，走刀次数i=3
精车螺纹时
=0.1，走刀次数i=2
其中，，螺距=1
所以，粗车螺纹时：
半精车螺纹时
精车螺纹时：
2）确定主轴转速
粗车螺纹时
按照机床说明书，取n=96r/min
实际切削速度 =18m/min
半精车螺纹时：
实际切削速度 =34m/min
精车螺纹时
实际切削速度 =34m/min
3）切削工时 取切入长度为
粗车螺纹时
半精车螺纹时
精车螺纹时
所以车螺纹的总工时为
工序十 以φ25孔为精基准，铣槽端面
1. 选择机床刀具
选择立式铣床X53K硬质合金钢Yab端铣刀
2. 切削用量
查2表5 f=0.14~0.24mm/r
T=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min
n=7.32r/min
3. 计算工时
半精铣
工序十一 精铣槽16H11
本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步，此工序精铣槽须满足各技术要求包括：槽宽16H11，槽深8H12，槽两侧面粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。
1、选择机床及刀具
机床 x61W型万能铣床
刀具 错齿三面刃铣刀铣槽do=16mm查[1]表8
国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm
L=16mm 齿数z=24
2、计算切削用量
由[工艺手册]表9.4—1和（切削用量手册）查得 走刀量 f=0.67 mm/r
铣刀磨钝标准和耐用度
由[工艺手册]表9.4—6查得 磨钝标准为 0.2~0.3
表9.4—7查得 耐用度为 T=150min
（1）切削速度
由[工艺手册] 式3.2
（7-26）
查表 9.4—8 得其中：
修正系数
m=0.5
代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s
（2）确定机床主轴速度
由[工艺手册] 按机床选取主轴转速为6.33 r/s
所以 实际切削速度为
（3）计算切削工时
（7-27）
工序十二 两件铣断
加工机动时间：
辅助时间：参照参考文献[工艺手册]表2.5—45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据参考文献[工艺手册]表2.5—48，
单间时间定额，有：
（7-28）
因此，达到生产要求。
三、 夹具设计
设计工序——铣32x32面的夹具。
3.1问题的提出
本夹具要用于铣32x32端面，32x32端面没有其他要求，只有粗糙度为6.3，我们粗加工即可满足要求，因此，在本道工序加工时，我们应主要考虑如何提高生产效率，降低劳动强度。
3.2 定位基准的选择
拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。Φ25的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的φ25孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的φ25孔的端面作为定位夹具。
为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定采用心轴定位，用开口压板作为夹紧机构。
3.2切削力和夹紧力计算
（1）刀具： 高速钢端铣刀 φ50mm z=24
机床： x61W型万能铣床
由[3] 所列公式 得
（8-1）
查表 9.4—8 得其中： 修正系数
z=24
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=
其中：为基本安全系数1.5
为加工性质系数1.1
为刀具钝化系数1.1
为断续切削系数1.1
所以
（2） 夹紧力的计算
选用夹紧螺钉夹紧机 由
其中f为夹紧面上的摩擦系数，取
F=+G G为工件自重
（8-2）
夹紧螺钉： 公称直径d=12mm，材料45钢 性能级数为6.8级
螺钉疲劳极限：
极限应力幅：
许用应力幅： （8-3）
螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 （8-4）
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
满足要求
经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，
使用开口压板快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力
3.3 定位误差分析
（1） 定位元件尺寸及公差确定。
夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合，即经典的一面2销定位。
因为我们所加工的是32x32的面，粗糙度要求为6.3属于粗铣就可以满足要求，同时又因为32x32面没有其他的位置度和平面度要求，属于自由公差加工范围，因此定位误差不予分析，即可满足要求。
3.4. 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。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为镗床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为精镗切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。
本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。
夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。
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，为我们踏入设计打下了好的基础。
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。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。
致 谢
这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。
这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
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，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
4.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
5.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
6.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
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