100龙下方箱加工工艺及钻4-M6夹具设计【含7张图纸及及档全套】
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四川职业技术学院
Sichuan Vocational and Technical College
毕业设计（论文）
题 目
100龙下方箱零件的机械加工工艺及
钻4-M6工装设计
所属部
机械工程系
所属专业
机械设计与制造
所属班级
学 号
学生姓名
指导教师
起讫日期
四川职业技术学院教务处制
摘 要
100龙下方箱零件的主要加工表面是平面及孔系。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，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以100龙下方箱的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁，因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。
关键词：100龙下方箱类零件；工艺；夹具；
ABSTRACT
Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.
Key words: box type parts process; fixture;
目 录
摘 要 II
ABSTRACT III
第1章 绪论 1
1.1 机械加工工艺概述 1
1.2机械加工工艺流程 1
1.3夹具概述 2
1.4机床夹具的功能 2
1.5机床夹具的发展趋势 2
1.5.1机床夹具的现状 3
1.5.2现代机床夹具的发展方向 3
第2章 加工工艺规程设计 5
2.1 零件的分析 5
2.1.1 零件的作用 5
2.1.2 零件的工艺分析 5
2.2 100龙下方箱加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 5
2.2.1 孔和平面的加工顺序 5
2.2.2 孔系加工方案选择 6
2.3 100龙下方箱加工定位基准的选择 6
2.3.1 粗基准的选择 6
2.3.2 精基准的选择 7
2.4 100龙下方箱加工主要工序安排 7
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）[3] 11
2.7 时间定额计算及生产安排 22
第3章 钻4-M6夹具设计 29
3.1设计要求 29
3.2夹具设计 29
3.2.1 定位基准的选择 29
3.2.2 切削力及夹紧力的计算 29
3.3定位误差的分析 30
3.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用 30
3.5夹具设计及操作的简要说明 32
总 结 33
参考文献 34
致 谢 35
第1章 绪论
1.1 机械加工工艺概述
机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。
技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。
总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。
1.2机械加工工艺流程
制订工艺规程的步骤
1) 计算年生产纲领，确定生产类型。
2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。
3) 选择毛坯。
4) 拟订工艺路线。
5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。
6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。
7) 确定切削用量及工时定额。
8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。
9) 填写工艺文件。
在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。
1.3夹具概述
夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。
工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。
1.4机床夹具的功能
在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。
1．机床夹具的主要功能
机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。
（1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。
2．机床夹具的特殊功能
机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。
（1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。
（2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。
1.5机床夹具的发展趋势
随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。
1.5.1机床夹具的现状
国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。
2）能装夹一组具有相似性特征的工件。
3）适用于精密加工的高精度机床夹具。
4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。
5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。
6）提高机床夹具的标准化程度。
1.5.2现代机床夹具的发展方向
现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。
精密化
随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5μm；精密心轴的同轴度公差可控制在1μm内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.2～0.5μm。
高效化
高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2600r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。
柔性化
机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。
标准化
机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259—91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。
采用二维CAD软件进行设计，它使我们甩掉了图板，解决r使用绘图板带来的诸多弊端。现在，大量三维实体造型软件崛起，如PR0／E、UG、3D、SoIidedge等，推动了设计领域的新革命．由于这些三维软件．不仅仅可创建三维实体模型，还可利用设计出三维模型进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析、动态干涉检查、动力学分析、强度分析等，并且与其它软件配合可进行零件的数控加工演示和数控代码的生成。这些功能是以往的二维CAD无法比拟的。结合夹具设计的复杂性、高精度性等特点．采用了易学易懂的3D三维实体造型软件来实现设计过程。
4
第2章 加工工艺规程设计
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
题目给出的零件是100龙下方箱。100龙下方箱的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此100龙下方箱零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。
2.1.2 零件的工艺分析
由100龙下方箱零件图可知。100龙下方箱是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：
（1）以顶面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：顶面的铣削加工；螺孔加工其中顶面有表面粗糙度要求为，
（2）以的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个前后端面；、8个的螺孔的孔。
（3）以底面为主要加工平面的加工面。
2.2 100龙下方箱加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施
由以上分析可知。该100龙下方箱零件的主要加工表面是平面及孔系。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100龙下方箱来说，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。
由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。
2.2.1 孔和平面的加工顺序
100龙下方箱类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工100龙下方箱上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。100龙下方箱的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。
100龙下方箱零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。
2.2.2 孔系加工方案选择
100龙下方箱孔系加工方案，应选择能够满足孔系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，应选择价格最底的机床。
根据100龙下方箱零件图所示的100龙下方箱的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。
（1）用镗模法镗孔
在大批量生产中，100龙下方箱孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。
采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。
（2）用坐标法镗孔
在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。
用坐标法镗孔，需要将100龙下方箱孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。
2.3 100龙下方箱加工定位基准的选择
2.3.1 粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求：
（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；
（2）保证装入100龙下方箱的零件与箱壁有一定的间隙。
为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以100龙下方箱的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。
2.3.2 精基准的选择
从保证100龙下方箱孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证100龙下方箱在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从100龙下方箱零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，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。至于前后端面，虽然它是100龙下方箱的装配基准，但因为它与100龙下方箱的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。
2.4 100龙下方箱加工主要工序安排
对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。100龙下方箱加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到100龙下方箱加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。
后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于100龙下方箱，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。
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0.25%—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。
根据以上分析过程，现将100龙下方箱加工工艺路线确定如下：
工艺路线一：
1.铸造
2.时效处理
3.粗铣底面
4.精铣底面
5. 粗铣顶面
6．精铣顶面
7．铣削右端面
8．铣削左端面
9．铣U型槽
10. 铣削顶面凹槽台阶
11. 粗镗，半精镗Φ113孔
12. 精镗Φ113孔
13. 钻侧面各孔
14钻顶面各孔并攻丝
15. 钻右侧面各孔并攻丝
16. 钻左侧面各孔并攻丝
17. 钻右面各孔并攻丝
18终检
19.清洗入库
工艺路线二：
1.铸造
2.时效处理
3.粗铣底面
4.精铣底面
5. 粗铣顶面
6．精铣顶面
7. 粗镗，半精镗Φ113孔
8. 精镗Φ113孔
9．铣削右端面
10．铣削左端面
11．铣U型槽
12. 铣削顶面凹槽台阶
13. 钻侧面各孔
14钻顶面各孔并攻丝
15. 钻右侧面各孔并攻丝
16. 钻左侧面各孔并攻丝
17. 钻右面各孔并攻丝
18终检
19.清洗入库
工艺路线三：
1.铸造
2.时效处理
3.粗铣底面
4.精铣底面
5. 粗铣顶面
6．精铣顶面
7．铣削右端面
8．铣削左端面
9．铣U型槽
10. 铣削顶面凹槽台阶
11. 钻侧面各孔
12钻顶面各孔并攻丝
13. 钻右侧面各孔并攻丝
14. 钻左侧面各孔并攻丝
15. 钻右面各孔并攻丝
16. 粗镗，半精镗Φ113孔
17. 精镗Φ113孔
18终检
19.清洗入库
以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，
方案二把底面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工定位基准不足，特别镗孔工序。
方案三：先镗孔后加工各面，这是极其不合理的。镗孔缺少很多基准参考的。镗孔无法保证与孔端面有垂直关系。
以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：
工艺路线一：
1.铸造
2.时效处理
3.粗铣底面
4.精铣底面
5. 粗铣顶面
6．精铣顶面
7．铣削右端面
8．铣削左端面
9．铣U型槽
10. 铣削顶面凹槽台阶
11. 粗镗，半精镗Φ113孔
12. 精镗Φ113孔
13. 钻侧面各孔
14钻顶面各孔并攻丝
15. 钻右侧面各孔并攻丝
16. 钻左侧面各孔并攻丝
17. 钻右面各孔并攻丝
18终检
19.清洗入库
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“100龙下方箱”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT150，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。
（1）顶面的加工余量。
根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：
粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。
精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为。
（3）顶面螺孔
毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为：
钻孔：
攻丝：
（4）前后端面加工余量。
根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：
粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23，其加工余量规定为，现取。
半精铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》，其加工余量值取为。
精铣：参照《机械加工工艺手册》，其加工余量取为。
铸件毛坯的基本尺寸为，根据《机械加工工艺手册》表2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。
（5）前后端面上16螺孔，3螺孔，4孔，倒车齿轮轴孔加工余量。
毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71，现确定螺孔加工余量为：
螺孔
钻孔：
攻丝：
（6）前后端面支承孔。
根据工序要求，前后端面支承孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下：
粗镗：孔，参照《机械加工工艺手册》表2.3.48,其余量值为；
精镗：孔，参照《机械加工工艺手册》表2.3.48,其余量值为；
由工序要求可知，凸台只需进行粗铣加工。其工序余量如下：
参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23，其余量规定为，现取其为。
（8）两侧面螺孔加工余量
毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71,现确定螺孔加工余量为：
钻孔：
攻丝：
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）[3]
工序1：粗、精铣底面
机床：铣床X62W
刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数[10]
（1）粗铣
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
（2）精铣
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
本工序机动时间
工序2：铣顶面。
机床：卧式铣床X62W
刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。
因其单边余量：Z=3mm
所以铣削深度：=3mm
精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm
铣削深度：
每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度
每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度
机床主轴转速：
按照参考文献[3]表3.1～74，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据参考文献[3]表2.4～81,取
切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
机动时间：
所以该工序总机动时间
工序1：粗、精铣右端面
机床：卧式铣床X62W
刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数[10]
（1）粗铣
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
（2）精铣
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
本工序机动时间
工序2：钻底面孔
机床：组合钻床
刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀
（1）钻底面M8-6H
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
工序3：粗铣前后端面
机床：组合铣床
刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
工序4：粗铣左两侧面
机床：组合铣床
刀具：硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15
（1）粗铣两侧面
铣刀直径，齿数
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
工序5：粗镗前后端面支承孔
机床：组合镗床
刀具：高速钢刀具
（1）粗镗 孔
切削深度：
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。因此确定进给量
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.66，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
工序7：半精铣前后端面
机床：组合铣床
刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
由工序5可知：
走刀次数为1
机动时间：
（2）钻M10-6H螺孔
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
工序10：钻两侧面孔（M8.6H螺孔）
机床：组合钻床
刀具：麻花钻
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
工序11：精镗前后端面支承孔
机床：组合镗床
刀具：高速钢刀具
精镗 孔
切削深度：
进给量：根据切削深度，再参照《机械加工工艺手册》表2.4.66。因此确定进给量
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.66，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
切削深度：机动时：
工序13：前后端面螺孔攻丝
机床：组合攻丝机
刀具：钒钢机动丝锥
（1）、M10-6H螺孔攻丝
进给量：由于其螺距,因此进给量
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.105，取
机床主轴转速：，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： （盲孔）
机动时间：
（2）M14X6H螺孔攻丝
进给量：由于其螺距,因此进给量
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.105，取
机床主轴转速：，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： （盲孔）
走刀次数为1
机动时间：
本工序机动时间：
工序14：两侧窗口面上螺孔攻丝
机床：组合攻丝机
刀具：钒钢机动丝锥
进给量：由于其螺距,因此进给量
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.105，取
机床主轴转速：，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
由工序4可知：
走刀次数为1
机动时间：
工序15：顶面螺孔攻丝
机床：组合攻丝机
刀具：钒钢机动丝锥
进给量：由于其螺距,因此进给量
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.105，取
机床主轴转速：，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
由工序2可知：
走刀次数为1
机动时间：
工序17：精铣两侧面
机床：组合铣床
刀具：硬质合金端铣刀YG8 ，齿数
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
刀具切入长度：精铣时
由工序3可知：
走刀次数为1
机动时间：
工序18：精铣前后端面
机床：组合铣床
刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
刀具切入长度：精铣时
由工序5可知：
走刀次数为1
机动时间：
2.7 时间定额计算及生产安排
根据设计任务要求，该的年产量为10万件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于1.14min。
参照《机械加工工艺手册》表2.5.2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：
（大量生产时）
因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：
其中： —单件时间定额 —基本时间（机动时间）
—辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间
—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值
工序1：粗、精铣顶面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.43，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《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：
因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序2：钻顶面孔、铰定位孔
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，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《机械加工工艺手册》表2.5.43，
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序3：粗铣两侧面及凸台
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》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《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序4：钻两侧面孔
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，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《机械加工工艺手册》表2.5.43，
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序5：粗铣前后端面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》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《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序6：半精铣前后端面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》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《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序9：粗镗前后端面支承孔
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，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《机械加工工艺手册》表2.5.39，
单间时间定额：
因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序11：精镗支承孔
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，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《机械加工工艺手册》表2.5.39，
单间时间定额：
因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序12：前后端面螺纹孔攻丝
机动时间：
辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则
：参照钻孔值，取
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序14：精铣前后端面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》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《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：
因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序15：精铣两侧面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》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《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：
因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序17：顶面螺纹孔攻丝
机动时间：
辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则
：参照钻孔值，取
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
第3章 钻4-M6夹具设计
3.1设计要求
为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上面即为钻4-M6钻床夹具(钻孔)的专用夹具，本夹具将用于Z525钻床。
本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。
3.2夹具设计
3.2.1 定位基准的选择
为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。
3.2.2 切削力及夹紧力的计算
刀具：M6的底孔钻头 D=5。
则轴向力：见《工艺师手册》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
转矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数
K=KKKK
式中 K—基本安全系数，1.5;
K—加工性质系数，1.1;
K—刀具钝化系数, 1.1;
K—断续切削系数, 1.1
则 F=KF=1.5
钻削时 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。
3.3定位误差的分析
制造误差ZZ
（1）中心线对定位件中心线位置精度
. 取.
（2）内外圆同轴度误差（查表P297）
.故，.
则.
知此方案可行。
3.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用
工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。
图6.1 可换钻套
铰工艺孔钻套结构参数如下表6.4：
表6.4 钻套
d
H
D
公称尺寸
允差
5
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
衬套选用固定衬套其结构如图所示：
图6.2 固定衬套
其结构参数如下表6.5：
表6.5 固定衬套
d
H
D
C
公称尺寸
允差
公称尺寸
允差
5
+0.034
+0.016
12
10
+0.023
+0.012
0.5
2
钻模板选用固定式钻模板，用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。
3.5夹具设计及操作的简要说明
由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位，但底面是经精铣的面，定位是允许的。
35
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
参考文献
1.《机床夹具设计》 第2版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社
2.《机械制造工艺及专用夹具设计指导》 孙丽媛主编 冶金工业出版社
3.《机械制造工艺学》 周昌治、杨忠鉴等 重庆大学出版社
4. 《机械制造工艺设计简明手册》李益民 主编 机械工业出版社
5. 《工艺师手册》 杨叔子主编 机械工业出版社
6. 《机床夹具设计手册》 王光斗、王春福主编 上海科技出版社
7. 《机床专用夹具设计图册》南京市机械研究所 主编 机械工业出版社
8. 《机械原理课程设计手册》 邹慧君主编 机械工业出版社
9.《金属切削手册》第三版 上海市金属切削技术协会 上海科学技术出版社
10.《几何量公差与检测》第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社
11．《机械设计基础》 第三版 陈立德主编 高等教育出版社
12．《工程材料》 丁仁亮主编 机械工业出版社
13．《机械制造工艺学课程设计指导书》， 机械工业出版社
14．《机床夹具设计》 王启平主编 哈工大出版社
15.《现代机械制图》 吕素霞 何文平主编 机械工业出版社
致 谢
经过了的很长时间，终于比较圆满完成了设计任务。回顾这日日夜夜，感觉经过了一场磨练，通过图书、网络、老师、同学等各种可以利用的方法，巩固了自己的专业知识。对所学知识的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此时此刻，我要特别感谢我的导师的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术难题，更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。不仅如此，老师的敬业精神更是深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。
同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们课程设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成课程设计提供了重要保障。
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