重型砂轮机头架零件机械加工工艺规程及专用夹具设计【含图纸+文档全套】
喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，所见即所得，，喜欢就抓紧充值购买吧======================喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，所见即所得，，喜欢就抓紧充值购买吧======================喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，所见即所得，，喜欢就抓紧充值购买吧======================
数控车薄片件夹具及加工
李宏
(广东机电职业技术学院广东广州510515)
摘要:本文就薄片工件在加工中存在的装夹、车刘方法、面表高光.及车刀选择的技术问越，就自己在实际加工中的夹具设计，加工方法及刁其选择解决问题方面，作一叙述。
关健词:数拉车床;薄片件;夹具;加工;刀具
引言
利用数控车床加工薄片零件，因装夹问题经常需要设计加工夹具及根据图纸要求选择合理的刀具。如(图一)所示，材料为防锈铝合金(LFS)，外径8100毫米，内径a34毫米.片厚仅4毫米。为音箱装饰圈，
技术要求:(1)R4的圆弧面、内孔及斜口位高光; (2)表面无刮伤和毛刺; (3)其它面喷细砂氧化香槟金色。
工件的毛坯尺寸，厚度4.5毫米，中间有一直径为32毫米的孔，外径为102毫米，在半径44毫米处均布4个直径4.5毫米的孔的薄圈，用冲床一次冲出。
2.难度分析及工艺流程分析
2.1从零件图样要求及材料来看，主要因为是薄片零件，其厚度仅有4毫米，材料为铝合金，硬度不高，并且批量较大，既要考虑如何保证工件在加工时的定位精度，又要考虑装夹方便、可靠、并且不能损伤表面，因此关键是解决零件的定位装夹问题。
2.2根据零件图样，经过工艺分析后，制定出以下加工工艺流程:
2.2.1冲床下料
2.2.2铣床铣R4的圈弧深为2毫米
2.2.3数控车床车平一侧端面控制厚度4毫米
2.2.4表面喷细砂氧化香槟金色
2.2.5数控车床车R4弧面和直径88毫米的外圆
2.2.6数控车床惶内孔直径34毫米和孔口直径39毫米斜口位。
从上述工艺流程来看，在第S步加工时，如用一般三爪撑着内孔的装夹方法来加工，因为材料较薄，车削受力点与加紧力作用点相对较远，刚性不足，引起让刀和展动，而造成R4的圆弧及直径88毫米处外圆的表面达不到要求。在第6步加工时，因为以加工了R4的圆弧面，表面不允许划伤，不可以再装夹了，就算可以装夹也会因为刚性不足的原因造成内孔和斜口位表面达不到要求。因此在这两步加工工序中要考虑如何装夹定位的问题。
3.夹其设计
如何保证零件定位准确、装夹方便和加紧可靠呢?根据运动学可知，刚体在空间的任何运动都可看成是相对于三个互相垂直的坐标平面，共有六种运动合成。这六种运动的可能性称为六个自由度·要使工件在空间处于相对固定不变的位里，就必须限制六个自由度。限制的方法，用相当于六个支承点的定位元件与工件定位基准面接触来限制。我根据工艺流程的分析经过一番考虑.决定该工件采用一面两销的定位方案，因一面两销定位具有支承面大，支承钢度好，定位精度高，装卸工件方便等优点，夹具体平面为第一定位基准，限制了工件的三个自由度;圆销为第二定位基准，限制了工件的两个自由度;另一个根据六点定位原理，在实际中我设计了如(图二)所示夹具。
3.1夹具结构(图二)在第5步用数控车床车R4弧面和直径BS毫米的外回时.设计了如(图二)所示的夹具:
3.1.1件1为夹具主体，材料为A3钢板.最大直径为I00赶米的台阶型工件; 3.1.2件2为定位销，材料为45号钢，直径为4.45毫米，4个定位销圆周均布，刚好与薄片工件上的4个直径4.5毫米的孔对应配合，使工件在夹具中定位及传递切削力;
3.1.3件4,5,6为改装特制后的压板组合休，其中件4为软胶板，直径80毫米，厚度3毫米，件5用A3钢板制成，直径80毫米，厚度l2毫米，件6为活动顶尖，件4与件5用强力猫结剂粘合，然后在与件6的活动顶尖头联接并在联接处焊接固定。
3.2零件定位装夹方法及原理(图二)件1夹持在数控车床的三爪卡盘上.台阶处靠卡爪，用百分表打表校正夹具体的外圆及端面，本夹具体以右端面为基准定位，限制了三个自由度;工件3的4个直径4.5毫米的孔与夹具体上的4个定位销对正套人，一个定位销限制了两个自由度，对称的一个定位销限制另一自由度，另两个定位销重复限制了两个自由度，从六点定位原理来看，以上定位出现了重复定位，但因为工件上的各定位孔和夹具定位销的中心距精度很高，为了提高定位支承的稳定性，采用了一面四销定位，通过实践加工证明，这样的
重复定位可以相容。工件在夹具中定位后一般应加紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，本夹具通过压板压峨(尾座).使工件3得到较好的定位和夹紧。
3.3夹具结构在第6步用数控车床车内孔直径34毫米和孔口直径39毫米斜口位时，设计了夹具:
3.3.1件I为夹具的主体，用A3钢板制成，最大直径为200毫米，厚度为20毫米的圆饼型工件，右端面有一直径36毫米，深为7毫米的孔(零件在惶孔时以便镇孔刀可以徨通孔).左端面有一直径170毫米，深为IO毫米的孔(可用正爪撑夹);
3.3.2件6为定位销，材料为45号钢，直径为4.45毫米，4个定位销圆周均布;
3.3.3件4为软胶板，外回直径88毫米.内孔直径劝毫米，厚度1毫米，件5为压板，用A3钢板制成，最大直径为170毫米，厚度为12毫米，中间有一锥孔，小端直径40毫米，大端直径70毫米左右.件4与件5用强力猫结剂粘合;
3.3.4件3为螺丝(对称两个)中心距120毫米，用于件1夹具主体与件5压板的联接。
3.4零件定位装夹方法及原理件1夹具主体在数控车床的三卡盘上用反爪夹持，靠卡爪台阶处，用百分表打表校正夹具体的外圈及端面.本夹具体以右端面为基准定位，限制了三个自由度;工件2的4个直径4.5毫米的孔与夹具体上的4个定位销对正套人，一个定位销限制了两个自由度，对称的一个定位销限制另一自由度，另两个定位销重复限制了两个自由度，从六点定位原理来看.以上定位出现了重复定位，但因为工件上的各定位孔和夹具定位销的中心距精度很高，为了提高定位支承的稳定性，采用了一面四销定位，通过实践加工证明，这样的重复定位可以相容。工件在夹具中定位后一般应加紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，本夹具通过螺丝将压板连接夹具主体，用压板压紧，使工件2得到较好的定位和夹紧。
4.实际操作
4.1切削用盘及走刀路线选择
4.1.1外圆粗车时，主轴转速每分钟1100-1200转，进给速度F200-F350，反偏刀横装与刀架上，采用横向走刀一次加工完成，留梢车余量0.1-0.2毫米。
4.1.2外圆精车时，主轴转速每分钟1100-1200转，为取得较好的表面粗糙度选用较低的进给速度F30-F45，采用纵向走刀一次加工完成。
4.1.3内孔及斜口粗车时，主轴转速每分钟1100-1200转，进给速度F200-F350,采用横向走刀由里向外一次加工完成.留精车余量0.1-0.2毫米。
4_1.4内孔及料口精车时.主轴转速每分钟1100-1200转。进给速度F30-F45，采用纵向走刀由外向里一次加工完成。
4.2零件加工时的特殊处理
4.2.1见(图一)中A,B两处的倒角去毛刺利用刀具的固有几何形状轻碰0.3-0.5毫米。
4.2.2所有刀具均无卷屑植，切屑能顺前刀面排离工件，以防切屑缠绕工件而刮伤加工表面。
4.3加工时的注意事项
4.3.1工件要夹紧，以防在车削时打滑飞出伤人和扎刀;
4.3.2在车削时要加注柴油润滑冷却，以防沮度过高烧坏刀具，使加工表面大不到要求;
4.3.3遵守安全文明生产。
5.结束
通过实际加工生产.证明加工生产工艺流程、夹具设计、刀共及切削用量选用合理.减少了装夹校正的时间.减轻了操作者的劳动双度，提高效率.保证了加工后零件的质f,平均两台数控车床每周可加工成品五千件左右。
.考文欲
[1]张恩生主编:《车工实用技术手册》，江苏科学技术出版社.1999.
f2〕白成轩主编:《机床夹具设计新原理》，机械工业出版社.1997.
XX大学
毕业设计说明书
论文题目：砂轮头架的机械加工工艺规程及工艺装备设计
系 部： 机械工程系
专 业：
班 级：
学生姓名：
学 号：
指导教师：
摘 要
在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件，总成等）的质量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的使用方法与各项参数，该工序里应选用夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。
关键词：工艺规程；定位误差；夹紧；加工余量；夹紧力
ABSTRACT
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keywords：Technical instruction, position error ,clump , the surplus of processing ,clamp strength
目 录
摘 要 I
绪 论 1
第1章 砂轮头架的分析及毛坯的确定 2
1.1 砂轮头架的作用和工艺分析 2
1.1.1 零件的作用 2
1.1.2 零件的工艺分析 3
1.2 零件毛坯的确定 3
1.2.1 毛坯材料的制造形式及热处理 3
1.2.2 毛坯结构的确定 4
第2章 砂轮头架的加工工艺设计 6
2.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题 6
2.1.1 加工方法选择的原则 6
2.1.2 加工阶段的划分 6
2.1.3 加工顺序的安排 7
2.1.4 工序的合理组合 8
2.2 基准的选择 8
2.2.1 粗基准和精基准的具体选择原则 8
2.2.2 选择本题零件的基准 9
2.3 砂轮头架的工艺路线分析与制定 10
2.3.1 工序顺序的安排的原则 10
2.3.2 工艺路线分析及制定 10
2.4 机械加工余量 13
2.4.1 影响加工余量的因素 13
2.4.2 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 13
2.5 确定切削用量及基本工时 16
2.5.1 工序一 粗铣2-Ø6H6/f5mm，2-Ø15H6f5，Ø100H6f5，Ø90Ø114孔 16
2.5.2 工序二 精镗2-Ø6H6/f5mm，2-Ø15H6f5，Ø100H6f5内孔，精铣Ø90Ø114内孔 19
2.5.3 工序三 线切割外形尺寸 20
第3章 专用夹具设计 23
3.1 定位基准及定位元件的选择 23
3.2 切削力及夹紧力的计算 23
3.3 定位误差分析与计算 24
3.4 夹具设计及操作的简要说明 25
致 谢 26
参考文献 27
附 录 28
绪 论
一、设计目的
毕业设计是高等院校学生在学完了大学所有科目，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。毕业设计主要培养学生的技术能力与处理事情的能力，培养学生严谨的工作态度，能以最快的方式让学生与社会接轨，让学生有这独立处理好事情的能力，给以后的工作技术岗位多一点经验打好良好的基础。
另外，这次毕业设计也是大学期间最后一项实践性教学环节。通过本次毕业设计，应使学生在下述各方面得到锻炼，与进步：
1.熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。
2.通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。
3.能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等。
4.在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力和良好的工作态度。
二、设计任务
1.完成砂轮头架的零件图。
2.完成砂轮头架工艺规程设计
3.完成砂轮头架加工工艺卡
4.机床专用夹具装备总图
5.撰写设计说明书
第1章 砂轮头架的分析及毛坯的确定
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证与质量保证。
在实际生产中，由于零件的结构复杂性，与不同意性，不肯能质用一种加工方式与加工机床，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过合理的加工工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要了解零件的结构域与用途，结合现场的具体条件，对零件的特性选择合适的加工方法，还要合理地有效的安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行节约更多的成本。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。
1.1 砂轮头架的作用和工艺分析
1.1.1 零件的作用
题目所给的是上用的的一个零件.该零件的主要作用是起支撑，固定作用。
.1.2 零件的工艺分析
砂轮头架由毛胚加工而成,并且配合孔之间的孔距有一定的位置要求,现分别叙述如下:
一、选择一块铸件：,以及45X213的键槽,并且点所有的中心孔，这样一次性加工完，可以有效的保证孔距之间的公差。
二、以铸件52的外圆为基准：将零件车好，保证尺寸到位。
三丶以30内孔的中心为基准，将剩余的孔用钻床钻完，螺纹孔进行攻丝。
由上述分析可知，有三次加工，一，将毛胚加工成半成品接近成品尺寸，二，将毛胚进行精加工达到标准尺寸，三，用专用的夹具进行加工。
1.2 零件毛坯的确定
1.2.1 毛坯材料的制造形式及热处理
一、砂轮头架材料为:灰铸件，在纸品包装机工作过程中起传动作用,所受的动载荷和交变载荷较小.由于零件的生产类型是中批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可以采取规整的毛胚料，这样有助于提高生产率,保证加工质量.
规整毛胚料的采购：
1.市场中的规整板料是以整数批发的。
2.根据零件的大小我们可以选择铸件
二、毛坯的热处理
灰铸件钢中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在毛胚中，，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善材料的分布。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织真强硬度，以便于切削加工。
1.2.2 毛坯结构的确定
根据零件材料确定毛坯灰铸件毛胚料。又由题目已知零件为砂轮的一部分。其生产类型为中批生产。毛坯的选用方法：选择灰铸件的毛胚料。为了避免造成不必要的材料浪费，我们应该选择最接近零件尺寸的毛胚料，所以我应该选择铸件的毛胚料。
由参考文献可知，该种毛胚的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，因选取尺寸公差等级ct为10级，加工余量等级MA为G级。
由参考文献用查表法确定参考面的总余量如表1-1所示。
表1-1 各加工表面总余量（mm）
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量
说明
A面
140
G
4.0
底面，单侧加工
B面
80
H
5.0
大侧加工
由参考文献可知毛胚主要尺寸的公差，如表1-2所示。
表1-2 毛坯主要尺寸及公差（mm）
主要尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
公差CT
A面中心距尺寸
100
4.0
104
3.2
B面
80
5.0
75
1.6
27
第2章 砂轮头架的加工工艺设计
2.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题
2.1.1 加工方法选择的原则
（1） 所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求，时间快慢，质量保证相适应。
（2） 所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。
（3） 所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。
（4） 加工方法要与生产类型相适应。
（5） 所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。
2.1.2 加工阶段的划分
为保证零件加工质量和合理地使用设备、人力，机械加工工艺过程一般可分为一下几个阶段：
1.粗加工阶段
主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽可能接近成品。因此，此阶段应采取措施尽可能提高生产率节约加工时间。
2.半精加工阶段
完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备，减少废品的报废率。
3.精加工阶段
保证各主要表面达到图样的全部技术要求，此阶段的主要目标是保证加工质量。
4.光整加工阶段
对质量要求很高的表面，应安排光整加工，以进一步提高尺寸精度和减少表面粗糙度。但一般不能用以纠正形状误差和位置误差。
通过划分加工阶段：（1）可以逐步消除粗加工因余量大、切削力大等因素造成的加工误差，保证加工质量。（2）可以合理使用机床设备。（3）便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合得更好防止工件变形。（4）可以及时发现毛坯缺陷，及时修补或决定报废，以免因继续盲目加工而造成工时浪费导致延误客户节点。
2.1.3 加工顺序的安排
零件的加工顺序包括切削加工顺序、热处理先后顺序及辅助工序。在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。
一、机械加工顺序的安排原则
1.基面先行
2.先主后次
3.先粗后精
4.先面后孔
有些表面的最后精加工安排在部装或总装工程中进行，以保证较高的配合精度与质量保证。
二、热处理工序的安排
热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于零件材料及热处理的目的。
预热处理的目的是改善材料的切削工艺性能、消除残余应力和为最终热处理作好组织准备。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的残余应力：调质一般安排在粗加工和半精加工之间进行，注意工件变形为最终热处理作好组织准备：时效处理用以消除毛坯制造和机械加工中生产的内应力。
最终热处理的目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性及防腐美观等。淬火及渗碳淬火、氰化、氮化等安排在精加工磨削之前进行；由于调质后零件的综合机械性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理，其工序位置安排在精加工之前进行；表面装饰性镀层、发蓝处理，在机械加工完毕后进行。
三、辅助工序的安排
辅助工序主要包括：检验、清洗、去毛刺、去磁、到棱边、涂防锈油及平衡等。其中检验工序是主要的辅助工序，是保证产品质量的主要措施。除各工序操作者自检外，在关键工序之后、送往外车间之前、粗加工结束之后，精加工之前、零件全部加工结束之后，一般均安排检验工序以免浪费时间。
2.1.4 工序的合理组合
确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的本原则：
1.工序分散原则
工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大工艺线长，生产管理复杂。
2.工序集中原则
工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，一定的程度减少了操作工人数和生产面积，也相对简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。
一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制中批及大批大量生产中多采用工序工序分散的加工原则生产中可以采用结构简单的专用机床和通用夹具，组织流水线生产。
2.2 基准的选择
2.2.1 粗基准和精基准的具体选择原则
一、粗基准的选择
粗基准选择的要求应该优先保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量大小，同时要为后续工序提供较高的精基准。一般按下列原则选择：
1.为确保不加工面和加工面之间的位置要用该优先选择不加工表面作粗基准如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。
2.合理分配个加工面的余量。
3.粗基准应避免重复使用。
4.选作粗基准的表面应平整，没有缺痕，尺寸相似度不大，没有毛刺飞边，定位精度高。
二、精基准的选择
1.基准重合原则
应该优先选择加工基准与设计基准重合，这样可以保证加工零件精准度高，误差率小。
2.基准统一原则
在零件进行加工过程中，理应选择相同定位基准面，尽可能的保证用同一组定位平面进行定位。
3.自为基准原则
当精加工时，加工余量小并且分布均匀理应选择加工表面作为定位基准面，称为自为基准原则。
4.互为基准原则
相对于加工表面精度相仿度较高，位置精度也较高，这称为互为基准原则。
5.便于装夹原则
所选精基准应能保证工件定位精准、安全，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面重复定位高。
三、辅助基准的选择
选择辅助基准时应尽可能使工件安装定位方便，便于实现基准统一，便于加工节约加工时间。
2.2.2 选择本题零件的基准
一、粗基准的选择原则
按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工的面时，应该优先选择不加工的面作为基准，当零件有多个面不用加工时，理应优先选择位置精度相仿的面作为基准面，现取毛胚的52外圆端面为基准
二、精基准的选择原则
精基准的选择主要应该考虑基准重复定位的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸转换。Ø52孔和A面既是装配基准，又是设计时的基准，用它们做精基准，能使加工达到较高的精度要求，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺规程路线遵循了基准统一”的原则。此外，A面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。
由于生产类型为中批生产，故应该采用CNC机床配以专用夹具，并尽量使工序简单来提高生产率，除此之外还应节约时间降低生产成本。
2.3 砂轮头架的工艺路线分析与制定
2.3.1 工序顺序的安排的原则
1.对于形状复杂尺寸较大的毛坯，先安排外形加工工序，为精基准加工提供找正基准
2.按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面
3.在重要表面加工前应对精基准进行修正
4.按“先主后次，先粗后精”的顺序
5.对于与主要表面有位置精度要求的另一个表面应安排在主要表面加工之后优先考虑加工
2.3.2 工艺路线分析及制定
一、工艺路线方案一
工序一：粗车外形尺寸
工序二：粗车Ø52，Ø52的孔
工序三：精车Ø52，Ø52的孔。
工序四：钻Ø30的通孔，锪8-Ø10mm的沉头螺栓孔。
工序五：钻-M6的螺纹孔。
工序六：精铣R110的圆弧。
工序七：钻削通孔Ø35mm，扩、铰孔Ø35H7()mm,锪沉头螺栓孔Ø38mm和Ø43mm。
工序九：打磨端面
工序十：攻螺纹M6。
工序十一：终检。
二、工艺路线方案二
工序一：粗车Ø52，Ø52的孔。
工序二：精车Ø52，Ø52的孔。
工序三：钻Ø30的通孔，锪8-Ø10mm的沉头螺栓孔。
工序四：钻-M6的螺纹孔。
工序五：精铣R110的槽与Ø35，36的内孔。
工序六：线切割割外形尺寸。
工序七：攻螺纹M6。
工序八：打磨端面。
工序九：终检。
三、工艺方案分析
工艺方案路线一：本路线是先加工外形后加工孔，再以加工后的平面来加工孔。这样减少了工件因为多次装夹而带来的误差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因零件外形异型不好加工需要多次装夹，则容易引起Ø30mm的孔在加工过程中引偏。使Ø30mm的内孔与其他孔之间的孔距受到影响，导致零件发现装配误差，形成废品。工艺路线方案二则是先加工孔再线切割外形。本工艺路线可以减小零件的装夹次数减少Ø35mm孔的距离误差，以及Ø35mm与其他孔之间的孔距误差，使零件能更好的装配，还可以避免工艺路线一所留下的部分缺陷（即：工艺路线一中的工序六加工后再加工下面的工序的话，会由于工序六降低了工件的刚度，使后面的加工不能保证加工质量和加工要求）。
四、工艺方案的确定
由上述分析，工艺路线二优点大雨工艺路线一，可以选择工艺路线二进行加工，在工艺路线一中也存在问题，装夹次数高，所以会导致重复定位精度误差较大，所以我们得出如下的工艺路线：
工序一：面铣端面，余量0.5mm。
工序二：以XY单边为基准粗铣Ø52，Ø52的内孔，余量0.5mm。
工序三：精车Ø52，Ø52的内孔。
工序四：粗精铣R110槽与Ø35，Ø36的内孔。
工序五：线切割外形，尺寸到位。
工序六：钻削Ø30mm的通孔，锪沉头螺栓孔8-Ø10mm。以Ø100mm内圆为基准，选用摆臂零件专用夹具。
工序七：转销6-M6的螺纹孔。以孔Ø100mm的内孔为基准。选用Z5150立式钻床和摆臂零件专用夹具。
工序八：钻削4-Ø8.5的孔，以Ø100mm内圆为基准。选用Z5150立式钻床和摆臂零件专用夹具。
工序九：钻削4-Ø5的孔，以Ø100mm内圆为基准。选用Z5150立式钻床和摆臂零件专用夹具。
工序十：钻削2-Ø6.5的孔，以Ø100mm内圆为基准。选用Z5150立式钻床和摆臂零件专用夹具。
工序十一：攻螺纹6-M6。
工序十二：精磨端面尺寸到位。
工序十三：终检。
2.4 机械加工余量
工艺路线确定以后，就能合理的安排加工。工序尺寸的确定与工序的加工余量有关。加工余量是指加工过程中从加工表面所保留的与标准尺寸的求差。余量有由工序余量和加工总余量之分。工序余量是同一被加工表面相邻的两个工序加工尺寸的差别；就相当于加工工件的尺寸与零件图样的设计尺寸之差。
2.4.1 影响加工余量的因素
确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，越小越好。在确定时应该考虑一下因素：
1.上道工序产生的表面粗糙度和表面的磕碰与质量问题。
2.上道工序的尺寸公差。
3.上道工序留下的空间位置误差。
4.本工序的装夹误差。
2.4.2 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定
左支座零件的材料是45号钢，抗拉强度为195Mpa-200Mpa，零件的毛坯质量为6.5kg。零件的生产类型是中批生产；所以理应去钢材市场批发采购规整的毛胚材料，购买毛胚材料尺寸去整数。
由上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.Ø100mm大端其加工尺寸为140mm×140mm的平面。保证高度尺寸100mm。此尺寸是自由尺寸表面粗糙度值Ra=3.2µm，需要精加工。根据《机械加工工艺简明手册》成批生产铸件机械加工余量等级，可得：金属模机械砂型铸造成型的灰铸铁加工余量等级可取8～10级我们取9级，加工余量MA取G级，铸件尺寸公差可得1.8mm的铸造尺寸公差，可得2.5mm的加工余量。
2.Ø100mm孔内表面，其加工深度为20mm，表面粗糙度值Ra=1.6µm.需要精铰和珩磨，所以余量应该是0.25mm。
三、Ø100mm孔大端端面6个螺栓孔。只需要钻底孔和锪沉头孔即可。则加工余量为：
钻削Ø6.5mm的通孔 双边加工余量2Z＝13mm
锪沉头孔Ø10mm 双边加工余量2Z＝7mm
四、内表面2-Ø6mm、2-Ø15mm、Ø100mm加工余量，这些内表面中有些需要多次加工才才能完成。加工余量分别为：
1.钻削Ø6mm的通孔 双边加工余量2Z＝21mm
2.Ø15mm内表面
（1） Ø14扩孔到Ø14.4mm 双边加工余量2Z＝3.7mm
（2） Ø14.4mm铰孔到Ø14.8mm 双边加工余量2Z＝0.2mm
（3） Ø14.8mm珩磨到Ø15mm 双边加工余量2Z＝0.1mm
3.Ø10mm的沉头孔，可以一次性锪成型。
则双边加工余量2Z＝17mm
4.Ø10mm的沉头孔，也可以一次性加工出来。
则双边加工余量2Z＝22mm
五、尺寸为24mm的横、纵两条槽，每一条槽都可以一次性铣削成型，则双边加工余量2Z＝5mm。
六、M10-H7和M8-H72个螺纹孔，机加工车间只需要加工螺纹的底孔，攻螺纹的工作可以放在钳工室。则：
1.M10-H7的底孔加工的直径为Ø8.5mm 双边加工余量2Z＝8.5mm
2.M8-H7的底孔加工的直径为Ø6.8mm 双边加工余量2Z＝6.8mm
七、内孔Ø35mm的加工余量计算：
1.内孔Ø35mm为9级加工精度，毛坯重量约为6.5Kg。《机械加工工艺简明手册》机械加工余量可以得到内圆的单边加工余量为Z＝2.5mm。机械加工工艺简明手册》铸件公差，可得：IT＝1.6mm。
2.珩磨加工余量：查《机械加工工艺手册》珩磨的加工余量，可得：珩磨的单边加工余量Z＝0.05mm。
3.精镗加工余量：查《机械加工工艺手册》扩孔、镗孔、铰孔的加工余量Z＝1.5mm～2.0mm。查《机械加工工艺手册》卧式镗床的加工公差，可得：IT＝±0.02mm～±0.05mm。这里取±0.02mm。
4.粗镗加工余量：除珩磨的加工余量和精镗的加工余量剩下的余量都给粗镗。查《机械加工工艺手册》卧式镗床的加工公差，可得IT＝±0.1mm～±0.3mm，我们这里取±0.1mm。
由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，所以规定有加工余量公差，所以加工余量就是名义是名义上的余量，实际的济公余量会有出入。
由于本次设计规定的零件为中批生产，应该采用大规模批量加工。因此在计算最大、最小加工余量时应该按照调整法加工方式予确定。
由此可知：
毛坯的名义尺寸：80-2.5×2＝75mm
毛坯的最大尺寸：75-0.8＝74.2mm
毛坯的最小尺寸：75＋0.8＝75.8mm
粗镗后最小尺寸：80-1.5×2＝77mm
粗镗后最大尺寸：77+0.1＝77.1mm
精镗后最小尺寸：80-0.05×2＝79.9mm
精镗后最大尺寸：79.9＋0.02＝79.92mm
珩磨后尺寸与零件图纸尺寸相同，即：Ø100mm
最后将上述的计算的工序间尺寸及公差整理成下表2-1：
表2-1 Ø100mm孔的加工余量计算（单位：mm）
工序
加工尺寸公差
毛坯Ø100H6f5
粗镗
精镗
珩磨
加工前
最大
98
99
99.8
最小
98.8
99.1
99.82
加工后
最大
94.2
97
99.8
100
最小
95.8
97.1
99.82
100.087
加工余量（单边余量）
2.5
最大
1.8
1.41
0.1435
最小
0.6
1.25
0.1
加工公差（单边）
1.6／2
0.2／2
0.04／2
0.087／2
2.5 确定切削用量及基本工时
2.5.1 工序一 面铣端面，余量0.5mm。
本工序采用计算法确定切削用时
1.数据的确定
加工材料：45号钢。
加工要求：粗铣毛胚的大端面。
机床和夹具：X52K立式升降台铣床专用夹具，用XY单边为基准。
刀具： 材料为YG6，D=160mm,L=45mm,d=60mm,Z=16,β＝10°，γ＝15°，α＝12°。查《机械加工工艺手册》常用铣刀参考几何角度和镶齿套式面铣刀，可得以上的参数。并查出铣刀的刀具耐用度为T＝10800s。
2.计算切削用量
确定毛胚大端端面最大加工余量，已知毛坯长度方向的加工余量Z＝0.5±0.08mm，毛坯长度方向的加工余量Z＝7.1mm。但是实际上此平面还要进行精铣所以不用全部加工，留1.5mm的加工余量给后面的精加工。因此实际大端端面的加工余量可以按照Z=5.6mm计算。可以分两次加工则每次加工的加工余量Z＝2.8mm。铣削的宽度为140mm，则可以分两次加工，所以也留了加工余量Z＝3mm。长度方向的加工按照IT＝12级计算，则取0.4mm的加工偏差。
确定进给量f：查《机械加工工艺手册》端铣刀（面铣刀）的进给量，由刀具材料为YG6和铣床功率为7.5KW，可取：f=0.14～0.24mm/z，这里取0.2mm/z
3.计算切削速度
查《机械加工工艺手册》各种铣削速度及功率的计算公式：
v＝
其中：K＝KKKKKKKK，查《机械加工工艺手册》工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力和切削功率修正系数，可得：K＝1.0，K＝1.0，K＝1.0，K＝1.05，K＝1.0，K＝0.86，K＝1.0，K＝0.8，则：K＝KKKKKKKK＝1.0×1.0×1.0×1.05×1.0×0.86×1.0×0.8＝0.7224。则切削速度为：
v＝＝＝0.994m/s
＝59.64m/min
4.计算主轴转速
n＝＝V＝＝118.65r/min
查《机械加工工艺手册》铣床（立式、卧式、万能）主轴转速，与118.65r/min相近的转速有118r/min和150r/min，取118r/min，若取150r/min则速度太大。
则实际切削速度：
v＝＝59.31m/min
5计算切削工时
查《机械加工工艺手册》铣削机动时间的计算，可得：
t＝＝
其中当≤0.6时，＝+（1～3），这里＝0.4375，
则：＝+（1～3）＝82mm，＝2～5mm取4mm,＝140mm。
f＝0.2×16×118＝377.6 mm／min查《机械加工工艺手 册》铣床(立式、卧式、万能)工作台进给量，可取375mm／min。
t＝＝＝2.411min
6.计算机床切削力
查《机械加工工艺手册》圆周分力 的计算公式，可得：
＝
查《机械加工工艺手册》工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数，可得＝1.0，则：
＝
＝
＝2873.2N
7.机床机加工的验证
（1） 验证机床切削功率
查《机械加工工艺手册》各种铣削切削速度及功率计算公式，可得：
＝
其中：K＝KKKKK，查《机械加工工艺手册》工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数和其他使用条件改变时切削速度、切削力及切削功率修正系数，可得：K＝1.0，K＝0.8，K＝1.14，K＝0.79，K＝1.0，则：
K＝KKKKKK＝1.0×0.8×1.14×0.79×1.0＝0.72048，则机床切削功率为：
＝＝2.05KW
查《机械加工工艺手册》铣床（立式、卧式、万能）参数，可得X52K铣床的电机总功率为9.125KW，主电机总功率为7.5KW，所以机床的功率足够可以正常加工。
（2） 验证机床进给系统强度
已知主切削力＝2873.2N。查《机械加工工艺手册》各种铣刀水平分力、垂直分力、轴向力与圆周分力的比值，可得：a＝（0.4～0.8）mm，a＝（0.1～0.2）mm/z，不对称铣刀铣削顺铣，水平分力/＝（0.15～0.3），/＝（0.9～1.0），/＝（0.5～0.55）。则取：F＝0.2＝0.2×2873.2＝574.64N，
F＝0.9＝0.9×2873.2＝2585.88N，
F＝0.5＝0.5×2873.2＝1436.6N。
查取机床工作台的摩擦系数μ＝0.1可得切削刀具在纵向进给方向对进给机构的作力F
F＝F+μ（F++）＝574.64+0.1×（2873.2+2585.88+1436.6）
＝574.64＋689.568＝1264.208N
而机床纵向进给机构可以承受的最大纵向力为1436.6N，故机床进给系统可以正常工作。
2.5.2 工序二 粗铣2-Ø6，2-Ø15，Ø100mm的孔。
机床和夹具：X52K立式升降台铣床专用夹具，以XY单边为基准。
刀具：材料为YG6，D=160mm，L=45mm，d=50mm，Z=16，β＝10°，γ＝15°，α＝12°。查《机械加工工艺手册》常用铣刀参考几何角度和镶齿套式面铣刀。可得以上的参数。并查出铣刀的刀具耐用度为T＝10800s。
铣削深度mm，铣削宽度为：140mm可以分两次切削。
去定进给量f：查《机械加工工艺手册》端铣刀（面铣刀）的进给量，有刀具的材料为YG6和铣床的功率为7.5KW，可得：进给量分f＝0.2～0.3mm/z，此处取0.2mm/z。
查《机械加工工艺手册》硬质合金端铣刀（面铣刀）铣削用量可得：v＝2.47m/s＝148.2m/min。则主轴转速为：
n＝＝＝295r/min
查《机械加工工艺手册》铣床（立式、卧式、万能）主轴转速，与295r/min相近的转速有235r/min和300r/min。取300r/min，若取235r/min。则速度损失太大。
则实际切削速度为
v＝＝150.8m/min
实际进给量为：
f＝16×300×0.2＝960mm／min
查《机械加工工艺手册》铣床（立式、卧式、万能）工作台进给量，可取：f＝950mm/min。＝＝0.198mm/z。
计算铣削工时：
查《机械加工工艺手册》铣削机动时间的计算，可得：
t＝
其中当≤0.6时，＝+（1～3），这里＝0.4375。则＝140mm，＝82mm；mm；取5mm。
则：t＝＝＝0.476min
2.5.3 工序三 精镗2-Ø6，2-Ø15，Ø100mm的孔。
选用T611卧式镗床和压板。
刀具：材料为B＝1W18Cr4V，6mm，H＝16mm，L＝200mm，l＝80mm，d＝16mm，K＝60°。参考《机械加工工艺手册》镗刀可以得刀以上数据。
确定Ø100H9的最大加工余量，已知毛坯厚度方向的加工余量为Z＝2.5mm±0.8mm，考虑3°的拔模斜度，则厚度方向上的最大加工余量是Z＝8.54mm，由于后面要精铣核珩磨则加工余量不必全部加工，留给后面的精镗的加工余量Z＝1.5mm，珩磨的加工余量留Z＝0.05mm。则加工余量可以按照Z＝6.94mm，加工时分两次加工，每次加工的铣削余量为Z＝3.5mm。查《机械加工工艺手册》镗刀时的进给量及切削速度，可得进给量f＝0.35～0.7mm/r，切削速度v＝0.2～0.4m/s。参考《机械加工工艺手册》卧式镗床主轴进给量，取进给量f＝0.4mm/r，切削速度v＝0.3m/s＝18m/min。
则主轴的转速n
n＝ ＝＝71.4r/min
查《机械加工工艺手册》立式铣床的主轴转速，可得与76.4r/min相近的转速有80r/min和64r/min，取80r/min，若取64r/min则速度损失太大。
则实际切削速度:
v＝＝18.85m/min
计算铣削加工工时：
t＝＝
其中：；mm；。则铣削时间为：
t＝＝＝7.432min
2.5.4 工序四 线切割
选用T611线切割和压板，以XY单边为基准。
刀具：参考《机械加工工艺手册》线丝，可以选择B=12mm,H=16mm,L=80,d=12mm,＝45°。刀具材料为YG8。
确定进给量, 查《机械加工工艺手册》镗刀及切削速度，可得：进给量f＝0.15～0.25mm／r，切削速度v＝2.04m／s。参考《机械加工工艺手册》线切割进给量，取进给量f＝0.19mm／r。
切削速度：
v＝2.04m／s＝122.4m／min
计算主轴转速：
v＝＝v＝＝497r/min
查《机械加工工艺手册》线切割进给速度，可得与497r/min相近的转速有400r/min和500r/min，取500r/min。若取400r/min则速度损失太大。
则实际切削速度：
v＝=123.2m/min
计算切削时间：
查《机械加工工艺手册》线切割的机动时间计算，可得：
t＝＝
其中：＝100mm；＝3mm；mm；。则线切割时间为：
t＝＝1.14min
其余工步切削用量及基本工时计算从略
第3章 专用夹具设计
本次设计中为左支座设计一台专用夹具，以便在加工过程中提高工作效率、保证加工质量。砂轮头架在本次夹具设计为沉头孔和剩余通孔和4个孔螺栓孔的加工专用夹具。专用夹具的特点：针对性强、结构简单、刚性好、容易操作、装夹速度快、以及生产效率高和定位精度高。
利用本夹具主要用来钻、锪加工顶面的多个孔。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对Ø35孔的孔距公差要求。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。
3.1 定位基准及定位元件的选择
由零件图可知：根据顶面剩余孔的轴线与Ø35mm孔的尺寸要求，在对孔进行加工前，Ø35mm孔及其大端端面已按其加工技术要求加工，因此，Ø35mm孔及其大端端面定位精基准（设计基准）来满足其面上剩余孔加工的尺寸要求。
3.2 切削力及夹紧力的计算
由资料《机床夹具设计手册》可得：
切削力公式：
式中 ，
即：
实际所需夹紧力：《机床夹具设计手册》得：
安全系数K可按下式计算：
式中：为各种因素的安全系数，见参考文献《机床夹具设计手册》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。
，，
螺旋夹紧时产生的夹紧力：
式中参数由《机床夹具设计手册》可查得：
，，，，
其中：
由《机床夹具设计手册》得：原动力计算公式：
由上述计算易得：
因此采用该夹紧机构工作是可靠的。
3.3 定位误差分析与计算
该夹具以Ø35孔及其大端端面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。
孔与面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由《互换性与技术测量》可知：
取m（中等级）即 ：尺寸偏差为、
由《机床夹具设计手册》可得：
(1) 定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故
(2) 夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即：
(3) 磨损造成的加工误差：通常不超过
(4) 夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即
误差总和：
从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。
3.4 夹具设计及操作的简要说明
本夹具用于在钻床上加工Ø30mm的沉头孔的大端端面的螺栓孔与其他孔。工件以Ø35孔及其大端端面为定位基准，在定位销（心轴）和压紧元件以及防转销上实现完全定位。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率。为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸。本夹具总体的感觉还比较紧凑。
致 谢
通过这次的毕业设计，使我能够对实际的设计工作有了进一步的了解，对资料的查询与合理准确的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的选择、钻床夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的了解为我以后的工作之路铺垫了基础。
1.本次设计是对所学知识的一次综合运用，充分的运用了大学所学的知识，也是对大学所学课程的一个升华过程。
2.掌握了设计思路和设计夹具的结构，对机械加工有了深刻的认识和机床夹具设计有了一个全面的认识，培养了正确的设计思路和独立解决问题的能力，同时提升了运用知识和增强实际动手的能力。
3.进一步规范了国家的制图标准，学会运用标准、规范、手册和查阅相关资料的本领。
由于本人水平有限，加之时间短，经验少。文中定有许多不敬人意之处，请老师给予指正和教导，本人虚心接受老师的知道，并表示感谢。同时也要感谢X老师在本次毕业设计中的指导与帮助！
参考文献
[1] 赵翠莲. UG制图基础培训教程[M].清华大学出版社，2003
[2] 李庆余 . 机械制造装备设计[M] . 北京：机械工业出版社，2000.
[3] 周开勤 . 机械零件手册[M] . 北京：高等教育出版社，2001.
[4] 李益明 . 机械制造工艺设计简明手册[M] . 北京：机械工业出版社，2000.
[5] 王先逵 .机械制造工艺学[M] . 北京：机械工来出版社, 2001.
[6] 哈尔滨工业大学等 . 机床夹具设计，第二版[M] . 上海科学技术出版社，2005.
[7] 孔晓玲 . 互换性与测量技术[M].北京大学出版社,2013.
[8]李必文 . 机械精度设计与检测[M].中南大学出版社,2011.
[9] 余光国，马俊，张兴发主编，机床夹具设计[M]，重庆：重庆大学出版社，1995。
[10] 李庆寿主编，机械制造工艺装备设计适用手册[M]，银州：宁夏人民出版社，1991。
[11] 吴拓主编，机械制造工艺与机床夹具[M], 北京：机械工业出版社，2006。
[12] 王光斗主编，王春福主编，机床夹具设计手册[M]，上海科学技术出版社，2000。
附 录
附录一：砂轮头架零件图 1张
附录二：砂轮头架夹具图解 1张
附录三：砂轮头架专用夹具装配图 1张
附录四：机械加工工艺规程卡片 1套
收藏