燃油泵实验台主轴箱体工艺及3套夹具设计完整版本【含图纸及及档全套】
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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
燃油泵实验台主轴箱体加工工艺及
夹具设计
所属系部
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
2012.09—2013.04
四川职业技术学院教务处制
摘 要
本设计是基于燃油泵实验台主轴箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。燃油泵实验台主轴箱体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。基准选择以燃油泵实验台主轴箱体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：燃油泵实验台主轴箱体类零件；工艺；夹具；
ABSTRACT
The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. 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 3
1.1 机械加工工艺概述 3
1.2机械加工工艺流程 3
1.3夹具概述 4
1.4机床夹具的功能 4
1.5机床夹具的发展趋势 5
1.5.1机床夹具的现状 5
1.5.2现代机床夹具的发展方向 5
第2章 加工工艺规程设计 7
2.1 零件的分析 7
2.1.1 零件的作用 7
2.2 燃油泵实验台主轴箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 7
2.2.1 孔和平面的加工顺序 8
2.2.2 孔系加工方案选择 8
2.3 燃油泵实验台主轴箱体加工定位基准的选择 9
2.3.1 粗基准的选择 9
2.3.2 精基准的选择 9
2.4 燃油泵实验台主轴箱体加工主要工序安排 9
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 13
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）[3] 14
2.7 时间定额计算及生产安排 30
第3章 镗孔夹具设计 36
3.1 研究原始质料 36
3.2 定位、夹紧方案的选择 36
3.3切削力及夹紧力的计算 36
3.4 误差分析与计算 38
3.5 零、部件的设计与选用 39
3.5.1定位销选用 39
3.5.2夹紧装置的选用 39
3.6 夹具设计及操作的简要说明 40
第4章 铣顶面夹具设计 40
4.1研究原始质料 40
4.2定位基准的选择 40
4.3 切削力及夹紧分析计算 40
4.4 误差分析与计算 42
4.5 零、部件的设计与选用 43
4.5.1定位销选用 43
4.5.2夹紧装置的选用 44
4.6 夹具设计及操作的简要说明 44
第5章 钻孔夹具设计 45
5.1研究原始质料 45
5.2定位基准的选择 45
5.3切削力及夹紧力的计算 45
5.4误差分析与计算 46
5.5 零、部件的设计与选用 47
5.5.1定位销选用 47
5.5.2夹紧装置的选用 48
5.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用 48
6．6夹具设计及操作的简要说明 49
总结 50
参 考 文 献 51
第1章 绪论
1.1 机械加工工艺概述
机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。
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
机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。
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。
在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。
“工欲善其事，必先利其器。”
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。
42
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
题目给出的零件是燃油泵实验台主轴箱体。燃油泵实验台主轴箱体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，并保证部件与发动机正确安装。因此燃油泵实验台主轴箱体零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。主要是实现变速，改变汽车的运动速度。燃油泵实验台主轴箱体零件的顶面用以安装盖，前后端面支承孔、用以安装传动轴，实现其变速功能。
2.1.2 零件的工艺分析
由燃油泵实验台主轴箱体零件图可知。燃油泵实验台主轴箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五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；的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、2个；尺寸为108的前后端面；、12个的螺孔的孔。
（3）以底面为主要加工平面的加工面。
2.2 燃油泵实验台主轴箱体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。该燃油泵实验台主轴箱体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，对于燃油泵实验台主轴箱体来说，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
燃油泵实验台主轴箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工燃油泵实验台主轴箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。燃油泵实验台主轴箱体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。
燃油泵实验台主轴箱体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
燃油泵实验台主轴箱体孔系加工方案，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。
根据燃油泵实验台主轴箱体零件图所示的燃油泵实验台主轴箱体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，燃油泵实验台主轴箱体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，需要将燃油泵实验台主轴箱体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 燃油泵实验台主轴箱体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）保证装入燃油泵实验台主轴箱体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。即以燃油泵实验台主轴箱体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
从保证燃油泵实验台主轴箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证燃油泵实验台主轴箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从燃油泵实验台主轴箱体零件图分析可知，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，虽然它是燃油泵实验台主轴箱体的装配基准，但因为它与燃油泵实验台主轴箱体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 燃油泵实验台主轴箱体加工主要工序安排
对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。燃油泵实验台主轴箱体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燃油泵实验台主轴箱体加工完成为止，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。对于燃油泵实验台主轴箱体，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，现将燃油泵实验台主轴箱体加工工艺路线确定如下：
工艺路线一：
1.铸造
2.时效处理
3.粗洗底面
4.钻4*直径13、4*直径26孔
5.铣前面
6．铣削后面
7．铣削左面
8．铣削右面
9．铣削顶面
10.粗镗，半精镗直径128孔
11.粗镗半精镗直径60孔
12.钻顶面各孔，并攻丝
13.钻前面各孔并攻丝
14钻后面各孔并攻丝
15.钻左面各孔并攻丝
16.钻右面各孔并攻丝
17.精镗直径128孔
18精镗直径60孔
19终检
20清洗入库
工艺路线二：
1.铸造
2.时效处理
3.粗洗底面
4.铣前面
5．铣削后面
6．铣削左面
7．铣削右面
8．铣削顶面
9.粗镗，半精镗直径128孔
10.粗镗半精镗直径60孔
11.钻4*直径13、4*直径26孔
12.钻顶面各孔，并攻丝
13.钻前面各孔并攻丝
14钻后面各孔并攻丝
15.钻左面各孔并攻丝
16.钻右面各孔并攻丝
17.精镗直径128孔
18精镗直径60孔
19终检
20清洗入库
工艺路线三：
1.铸造
2.时效处理
3.粗镗，半精镗直径128孔
4.粗镗半精镗直径60孔
5.粗铣底面
6.铣前面
7．铣削后面
8．铣削左面
9．铣削右面
10．铣削顶面
11钻4*直径13、4*直径26孔
12.钻顶面各孔，并攻丝
13.钻前面各孔并攻丝
14钻后面各孔并攻丝
15.钻左面各孔并攻丝
16.钻右面各孔并攻丝
17.精镗直径128孔
18精镗直径60孔
19终检
20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.粗洗底面
4.钻4*直径13、4*直径26孔
5.铣前面
6．铣削后面
7．铣削左面
8．铣削右面
9．铣削顶面
10.粗镗，半精镗直径128孔
11.粗镗半精镗直径60孔
12.钻顶面各孔，并攻丝
13.钻前面各孔并攻丝
14钻后面各孔并攻丝
15.钻左面各孔并攻丝
16.钻右面各孔并攻丝
17.精镗直径128孔
18精镗直径60孔
19终检
20清洗入库
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“燃油泵实验台主轴箱体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，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。（计算长度为108）
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：
16螺孔
钻孔：
攻丝：
3螺孔
钻孔：
攻丝：
孔，参照《机械加工工艺人员手册》表5.58，确定工序尺寸为：
钻孔：
（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；
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；
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：双立轴圆工作台铣床X701
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、铰定位孔
机床：组合钻床
刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀
（1）钻底面M10.6H
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：
（2）定位孔的钻、扩、铰
钻定位孔
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：
扩定位孔
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.52，扩盲孔取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.53，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：
铰定位孔
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.58，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.60，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：
定位孔加工机动时间：
因为定位孔加工时间钻顶面螺孔加工时间
本工序机动时间
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：
（2）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：
（3）钻孔
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： 取
走刀次数为1
机动时间：
（4）钻M14X6H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：
由以上计算过程可知：本工序机动时间
工序9：铣倒车齿轮轴孔内端面、钻加油孔
（1）铣倒车齿轮轴孔内端面
刀具：硬质合金端铣刀 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2.4.82，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,及毛坯尺寸得
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：
刀具切出长度： 取
走刀次数为1
机动时间：
扩孔
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.52，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.53，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： 取
走刀次数为1
机动时间：
加工加油孔机动时间：
由于
本工序机动时间
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
（1）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：
机动时间：
（2）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5章 钻孔夹具设计
5.1研究原始质料
利用本夹具主要用来钻端面圆周孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。
5.2定位基准的选择
由零件图可知：在对进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工
5.3切削力及夹紧力的计算
钻该孔时选用：台式钻床Z4006A，刀具用高速钢刀具。
由参考文献[5]查表可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
实际所需夹紧力：由参考文献[5]表得：
有：
安全系数K可按下式计算有：
式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[5]表 可得：
所以
由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。
取，，
查参考文献[5]1～2～26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：
式中参数由参考文献[5]可查得：
其中：
螺旋夹紧力：
由上述计算易得：
因此采用该夹紧机构工作是可靠的。
5.4误差分析与计算
该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为12.5。该孔次性加工即可满足要求。
由参考文献[5]可得：
⑴ 两定位销的定位误差 ：
其中：
，
，
，
且：L=135mm ，得
⑵ 夹紧误差 ：
其中接触变形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨损造成的加工误差：通常不超过
⑷ 夹具相对刀具位置误差：取
误差总和：
5.5 零、部件的设计与选用
5.5.1定位销选用
本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如表6.1和6.2：
表6.1可换定位销
d
H
D
公称尺寸
允差
14～18
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
表6.2 固定棱形销
d
H
d
公称尺寸
允差
40～50
20
22
+0.034
～0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
5.5.2夹紧装置的选用
该夹紧装置选用移动压板，其参数如表6.3：
表6.3 移动压板
公称直径
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
5.5.3 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
6
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
12
+0.034
+0.016
12
18
+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。
6．6夹具设计及操作的简要说明
本夹具用于在钻床上加工孔。工件以底平面、两孔为定位基准，在定位环上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。
总结
本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铣、镗、钻、攻螺纹、打毛刺等工序。因为是大批量生产，工序就分得很散，中间就可省去换刀具和调试的时间。在每道工序中都有计算切削用量和工时。
在本次设计中已无大的问题，基本达到了要求。只是在夹具的设计中没有能提出多中方案进行分析比较，有所不足。
参 考 文 献
[1] 李 洪．机械加工工艺手册[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陈宏钧．实用金属切削手册[M] ．机械工业出版社，2005．1．
[3] 上海市金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海科学技术出版社，2002．
[4] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．机械工业出版社，2000．
[5] 徐鸿本．机床夹具设计手册[M] ．辽宁科学技术出版社，2003．10．
[6] 都克勤．机床夹具结构图册[M] ．贵州人民出版社，2003．4
[7] 胡建新．机床夹具[M] ．中国劳动社会保障出版社，2001．5．
[8] 冯 道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] ．安徽文化音像出版社，2003．
[9] 王先逵．机械制造工艺学[M]．机械工业出版社，2000．
[10] 马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12．
[11] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社，2007
[12] 王光斗．机床夹具设计手册[M]．上海科学技术出版社，2002．8．
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在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声，谢谢！我想没
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