CK6133床头箱加工工艺与夹具设解读

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1、柳州职业技术学院 毕业设计（论文） 设计题目： 设计“ CK6133车床”床头箱加工工艺与工装设计 （中批量生产） 姓名： 学号: 专业： 年级： 肖衍成 20080102125 数控技术 2008级数控（3） 指导教师：韦富基 完成时间：2010.9.1 i 绪论 机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后， 进 行的一次理论联系实际的综合运用， 使我对专业知识、 技能有了进一 步的提高， 为以后从事专业技术的工作打下基础。 机械加工工艺是实 现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企 业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产

2、安全、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。 然而夹具又是制造系统的重要组成 部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。 因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率， 保证和提高加工精度， 降低生产成本等， 还可以扩大机床的使用范围， 从而使产品在保证精 度的前提下提高效率、 降低成本。 当今激烈的市场竞争和企业信息化 的要求 ,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的 加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。 摘要 本设计是 CK6133 床头床头箱零件的加工工艺规程及一些工序的 专用夹具设计

3、。 CK613I 轴床头箱零件的主要加工表面是平面及孔。 一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。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的加工精度。 基准的选择以床头箱底面的上表 面作为粗基准。先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作 为精基准加工孔。 整个加工过程选用数控机床。 在夹具方面选用专用 夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧 简单，机构设计简单，且能满足设计要求。 毕业设计任务书 内容： CK6133 床头箱，月产量 100 件，毛坯：铸件、内腔各加 工面余量3-5mm,平面加工余

4、量3mm。 目的：能根据零件的加工要求编写零件的加工工艺流程， 能根据 加工工艺设计相应工位的工装夹具。 任务： 1.编写 CK6133 床头箱加工工艺流程卡 2. 设计工序夹具（包括绘制夹具图、刀具尺寸的选择、切 削力的计算,夹紧元件强度的核算） 设计铣基准面 C、D 及箱底几处表面工序的工装夹具。 3. 编写夹具设计说明书 第一章零件分析 一、 零件的作用 题目所给定的零件是床头箱但是它的功能则是为了轴承的精准 固定而设计的轴承座，它位于轴承盖的上部：主要作用是保证轴有足 够的强度并能满足精度要求运转； 稳定轴承及其所连接的回转轴，确 保轴和轴承内圈平稳回转避免因承载回转

5、引起的轴承扭动或跳动。 二、 零件的工艺分析 该零件为轴承支架，安装轴承，形状并不复杂，精度要求并不是 很高，且该零件的材料为HT20Q灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造 和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良零件的主要技术要 求分析如下： （1） 轴承座孔叮^iioZ8与孔轴线的同轴度。 （2） 另一端轴承孔要求的加工尺寸为12510.008 （3） 轴承座底面的平面度为0.03。 （4） M 8 1.25的螺纹孔中心距公差为-0.02 （5） 轴承孔轴线与底面平面及底座螺纹孔面的平行度为 0.02。 （6） 两侧轴承孔具有圆柱度要求均为 0.005其中右侧座孔又与 孔轴线

6、有圆跳动要求为0.01 （7） 轴承孔重要配合面的粗糙度值均为 0.8 （8）、零件要求不能有沙眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、 硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。 第二章 计算生产纲领、确定生产类型 一、生产纲领 由设计任务书给出的月产量 100 件，可初步计算本零件的生产纲 领大约为 N=1200 件左右 二、确定生产类型 已知此轴承座零件的生产纲领约为 1200 件/年，该零件的质量也 比较轻，查《机械制造工艺与夹具》第 7 页表 1.1-3，可确定该轴承 座的生产类型为中批量生产， 所以初步确定工艺安排为： 加工过程划 分阶段、工序适当集中、加工设备以通用设

7、备为主，采用专用工装。 三、确定毛坯 （1）确定毛坯种类 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， 生产类型为中批量生产， 故选择木摸手工砂型 铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第 41 页表 2.2-5，选用 铸件尺寸公差等级为CT-12。这对提咼生产率，保证产品质量有帮助。 此外为消除残余应力还应安排人工时效处理。 第三章 工艺规程的设计 （一） 定位基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一，基面选择得正 确、合理，可以保证加工质量，提高生产率，否则就会使加工工艺过 程问题的出现，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法

8、进行。根 据零件图纸及零件的使用情况分析，知基准面 C、D、?110 孔、?125 孔及轴承端面等均需正确的定位才能保证加工要求。 故对基准的选择 应予以分析。 （1）、粗基准的选择 按照粗基准的选择原则为保证不加工面和加工面的位置要求。 应 选择不加工面为粗基准。 根据零件图所示， 故应选轴承底座上表面为 粗基准，以此加工轴承底座底面。 （2）精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合” 原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的工位精基准， 即以轴承座的下底面为精基准。 （二） 工艺路线的拟定 制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、 尺寸精度及

9、位 置精度等技术要求能得到合理的保证。 根据零件的几何形状、 尺寸精 度及位置精度等技术要求， 以及加工方法所能达到的经济精度， 在生 产纲领已确定的情况下， 可以考虑采用万能性机床以专用工卡具， 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。故选择零件的加工方法及工艺路线方案如 下: 表 2.1 工艺路线方案一 工 序 号 工序名称 工序内容 车间 设备 1 粗铳底面 粗铳轴承座下底面，以轴承座的底座上表面 为定位粗基准 金工 X6132 精铳底面 在工序1的基础上，进一步精加工底面 金工 X6132 2 铳端面

10、 以底座底面为精基准，加工轴承座的端面 金工 X6132 3 铳顶面 以下底面为精基准，加工轴承座的圆柱上表 面 金工 X6132 4 粗镗 "110H6 +125H6 刪48、© 113 以下底面为基准，粗加工 ①110、①125、 $148、© 113的内孔 金工 TP68 半精镗 ©110H6 ©125H6 以下底面为基准，粗加工 ①110、①125的 内孔 金工 TP68 精镗内孔（精细镗） ©110H6 如25H6 以下底面为基准，粗加工 ①110、①125的 内孔 金工 TP68 5 攻4汉M 8螺纹孔 以轴承座下底面为基准

11、 金工 6 钻①17孔 以轴承座下底面为基准 金工 P Z535 7 扩①17孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 8 铰孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 9 總①32埋头孔 以轴承座下底面为基准 金工 :Z535 10 去毛刺、清洗终检 / / / 表2.1.1工艺路线方案 工 序 号 工序名称 工序内容 车间 设备 1 粗铳底面 粗铳轴承座下底面，以轴承座的底座上表面 为定位粗基准 金工 X6132 精铳底面 在工序1的基础上，进一步精加工底面 金工 X6132 粗镗 *11

12、0H6 *125H6 ©148、© 113 以下底面为基准，粗加工 ①110、①125、 ©148、© 113的内孔 金工 TP68 半精镗 以下底面为基准，半精加工 ①110、①125 金工 TP68  2 承10H6 *125H6 的内孔 精镗内孔（精细镗） 朝10H6 ©125H6 以下底面为基准，精加工 ①110、①125的 内孔 金工 TP68 3 铳端面 以底座底面为精基准，加工轴承座的端面 金工 X6132 4 攻4汉M 8螺纹孔 以轴承座下底面为基准 金工 5 钻①17孔 以轴承座下底面为基准 金工

13、Z535 6 扩①17孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 7 铰孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 8 總①32埋头孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 9 铳顶面 以下底面为精基准，加工轴承座的圆柱上表 面 金工 X6132 10 去毛刺、清洗终检 / / / 表2.1.2工艺路线方案三 工 序 号 工序名称 工序内容 车间 设备 1 铳顶面 以下底面为粗基准，加工轴承座的圆柱上表 面 金工 X6132 2 粗铳底面 粗铳轴承座下底面，以轴承座的底座上表面 为定位粗基准 金工 X61

14、32 精铳底面 在工序1的基础上，进一步精加工底面 金工 X6132 3 铳端面 以底座底面为精基准，加工轴承座的端面 金工 X6132 4 粗镗 斬10H6 *125H6 ©148、© 113 以下底面为基准，粗加工 ①110、①125、 ©148、© 113的内孔 金工 TP68 半精镗孔 ©110H6 ©125H6 以下底面为基准，半精加工 ①110、①125 的内孔 金工 TP68 精镗孔（精细镗） ®110H6 *125H6 以下底面为基准，精加工 ①110、①125的 内孔 金工 TP68 5 攻4 xM 8螺纹孔

15、以轴承座下底面为基准 金工 / 6 钻①17孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 7 扩①17孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 8 铰孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 9 總①32埋头孔 以轴承座下底面为基准 金工 Z535 10 去毛刺、清洗终检 / / / 三个工艺方案的比较与分析： 方案一：在第一道工序内容多，工序集中，操作方便。 方案二：工序分散，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符 合现代化的生产要求。 方案三：在第一道工序时，选择的粗基准为底面，这样不符合粗 基准选择的原则，即保证不了加工面与不

16、加工面的位置要求， 应选择 不加工面为粗基准这一原则。 方案一与方案三相比，在铣完底面后，直接在铣床上铣削底面及 顶面，如此，相对来说，装夹次数少，可减少机床数量、操作人员数 量和生产面积，还可以减少生产计划和生产组织工作并能提高生产效 率。另外，零件的加工要求就整体来说，其精度并不高，若采用工序 分散（方案二），其加工经济不是很好。但在选择方案的时候，还应 考虑工厂的具体条件等因素，如设备，能否借用工、夹、量具等。 故本次设计选择方案一。 根据工序方案一制定出详细的工序划分如下： 毛坯为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及改善 机械加工性能，在毛坯车间铣削去浇冒口，达到

17、毛坯的技术要求，然 后送到机械加工车间来加工。 工序一：粗铣底座底面，以轴承座的上表面为粗基准， 采用 X6132 卧式铣床加专用夹具。 工序二：精铣底座底面，根据粗铣机床的实际情况，调整铣床的 相关参数，精加工轴承座的下底面。 工序三：粗、精铣端面 工序四：粗铣顶面 工序五：镗 ?125 的内孔 工序六：镗 ?110 的内孔 工序七：扩 ?148 的内孔 工序八：钻、扩 ?8 的螺纹孔 工序九：去毛刺 工序十：检验 （三）、选择加工设备和工艺设备 ① 机床的选择 工序一、二、三采用 X6132型铣床 工序五、六、七、八、九 采用 Z535 立式钻床 工序四采用T

18、P68卧式镗床 ② 选择夹具 该零件的生产纲领为中批量生产，所以采用专用夹具。 ③ 选择刀具 在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。 在铰孔打"7，由于精度不是很高，可采用硬质合金铰刀，在镗孔（轴 承座孔），由于精度要求较高，则采用金钢镗刀来进行加工。在轴承 座底面时，由于要求其的平面度，则可以采用硬质合金端铣刀（面铣 刀），以保证加工精度。 ④ 选择量具 加工的孔可采用内径百分表，杠杆百分表。 ⑤ 其他 对垂直度、平行度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专 用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。 （四八 机械加工余量、工序尺寸、公差及毛坯尺寸的确定

19、 1、毛坯尺寸及公差的确定 轴承座其材料为HT20Q由于产品的精度要求不高，生产纲领为 中批量生产，所以毛坯选用砂型铸件。毛坯铸出后进行退火处理，以 消除铸件在铸造过程中产生的内应力。 由文献表2-2，该种铸件的尺寸公差等级为IT12级。 由文献表2-2，可查出铸件主要尺寸的公差，先将主要毛坯尺寸 及公差所示： 主要尺寸 零件尺寸 总余量 公差IT 底面 25 3 12  侧面C 40 3 12 两端面 360 3 9 内孔?125 ?125 3 11 内孔?126 ?126 3 11 内孔？148 ?148 3 11 2

20、.确定各工序的加工余量 合理确定加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性 都有很大影响。余量过大（材料.工时.机床.刀具）则消耗大；余 量过小，不能去掉加工前道工序存在的误差和缺陷层， 影响加工质量， 造成废品。 故应在保证加工质量的前提下尽量减小加工余量。 毛坯余量（总 余量）已在画毛坯图时确定，这里主要是确定工序余量。差相关资料 及经验值可得以下各道工序的加工余量、经济精度、粗糙度的值 。 表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度 工 序 号 工序内容 加工 余量 经济精度 工序基本尺寸 表面粗糙 度 '工序尺寸及偏差 1 粗铳底面

21、 2 IT12 (0.46 ) 183 （距中心 孔） 6.3 183號 精铳底面 1 IT8 (0.072 ) 182 （距中心 孔） 1.6 182 册.072 1。2_0.072 2 粗铳端面 1.5 IT12 (0.14 ) 361.5 6.3 361.5^14 精铳端面 1.5 IT8 (0.072 ) 360 2.5 360七072 360_0.072  3 铳顶面 3 IT11 (0.22 ) 108 6.3 108篡 粗镗内孔 © 109、 —-40.22 ① 109°

22、①110 © 124、 ■40.22 ① 1240 ① 148、 ① 125、 2 IT11 (0.22 ) ①113 ①148 6.3 一 c -40.22 ① 113° ①113 ■40.22 ① 148 0 半精镗内 109.5、 —-40.14 ① 109.5 0 孔 ① 110、 0.5 IT10 (0.14 ) 124.5 3.2 书.14 ① 124.5 0 4 ①125 精镗内孔

23、 © 109.9、 -6.035 ① 109.9 0 ① 110、 0.4 IT7 (0.035 ) 124.9 1.6 "，小 七.035 ① 124.9 0 ①125 精细镗 0.1 IT6 (0.022 ) © 110、 © 125 0.8 七.022 ① 1100 ① 110、 壬书.022 ① 125 0 ①125 攻 4xM8 $ 126± 0.2 5 螺纹孔 / IT7 © 126 3.2 6

24、 钻1* 17孔 2 IT12 (0.18 ) 15.75 6.3 ■40.18 ① 15.75 0 7 扩© 17孔 1 IT12 (0.18 ) © 16.75 3.2 ① 16.75 严18 0 8 較1* 17孔 0.25 IT8 (0.027 ) 帖7 1.6 并彳七.027 ①170 五、确定主要工序的切削用量及基本时间（机动时间） 1、粗铣底座底面 底面由粗铣和精铣两次加工完成， 采用硬质合金面铣刀，铣刀的 规格为？80X36,机床的型号X6132 刀具：YG6硬质合金面铣刀。由于铣刀在工作时，是断续切削， 刀齿受

25、很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的 强度。由于金属切削原理与刀具可取 Yo=-5 °〜入=-15 ° K=60 ° a o=1O°。 加工要求：粗铣轴承座的下底面。 1） 确定每齿进给量 由《切削用量简明手册》表3.5，取每齿粗铣的进给量为0.1mm/Z 取精铣加工每齿的进给量为0.2mm/Z粗铣走刀一次ap=2mm精铣走 刀一次 ap=1mm 2） 计算切削用量 由表3.16，取粗铣、精铣的主轴转速分别为 300r/min和 500r/min，由前面选择的刀具直径？80mm故相应的切削速度分别为： V粗二 Vc= vc二 don =3-14 300 80 m

26、/min=75.36m/min 1000 1000 vc^don = 3.14 500 80 m/min=125.6m/min 1000 1000 Vf 粗二af.乙n=0.1X10X300=300 m/min Vf 精二af. z.n=0.2X10X500=1000 m/min 3） 校核改机床功率（只需校核粗基加工即可）。 4） 校验机床功率 根据《切削手册》表3.24,近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明 书，主轴允许功率 Pcm=4.5X0.75kw=3.375kw>Pc c。故校验合格。最 终确定粗铣时：ap=2.0mm , nc=300r/min , V 粗

27、=300 m/min , Vc=75.36m/min, fz=0.1mm/z。 精铣时:ap=1.0mm , nc=1000r/min , V 粗=500 m/min , vc=125.6m/min, fz=0.2mm/z。 5) 计算基本工时 tm粗=L/ vf, L=l+ y+ △ l=360mm. 查《切削手册》表3. 26,入切量及超切量为：y+A = 2mm,贝卩: tm 粗=2X(L/ V f)=2X(360+12)/300=2.48min。(两边) tm 精=2X(L/ V f)=2X(360+12)/1000=0.744min。(两边) 2、两端面的加工 两端面

28、的加工由铣削来完成，此时： 刀具：YG6硬质合金端铣刀，刀具不变，机床不变。工序单边总 余量由毛坯图与零件图可知为 3mm由于本工序为粗加工，尺寸精度 和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量来提高 加工效率。由《切削用量简明手册》表 3.5可知ap=2mm f=0.1mm/z 由表3.16可得n=600rmin 则就可以确定相应的切削的速度：故 ■d n Vc= 1000 = =3.14 600 80 m/min=150.72m/min 1000 计算切削工时 tm粗=L/ vf, L=l+ y+ △ l=264mm. 查《切削手册》表3. 26,入切量及

29、超切量为：y+A = 8mm,贝卩: tm 粗=4XL/ Vf=(264+18)/300=3.76min。(四刀铣完) 4、顶圆面的加工 顶面的加工由铣削来完成，工序余量为 2mm上表面精度要求不 高，故上表面可一次性加工完成。由于表面较小，可采用端铣刀加工， 刀具不变，这样也可以避免了换刀的时间，提高了工作效率。故刀具 仍可用刀具直径为？80的YG6硬质合金面铣刀。可取f=0.1mm/z 表 3.16可去n=600r/min则相应的切削速度为 nd n 3.14 汉 600 汉 80 Vc=1000= 1000 m/min=150.72m/m in 同理可计算得到切削工

30、时相应的值 5、镗孔 (1)粗镗轴承座孔125H6 机床：卧式镗床TP68 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5 切削深度aP=2mm毛坯孔径D =125mm 进给量f :根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆 伸出长度取290mm，切削深度为ap=2mm(留有1mm的半精加工、 精加工的余量)。因此确定进给量Vf = 0.2 ~ 0.4，根据机床说明则 取进给为0.2mm/r 切削速度V :据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51取 V^12~25m/min根据机床参数要求，则选择 V』23m/min 机床主轴转速n: n =1000v/P =1000 2

31、3/125； =579/min 按照参考文献取n "Or/min 实际切削速度V: VJ(「：D n)/(1000 60) =(3.14 125 60)/(1000 60) =0.39m/s 工作台每分钟进给量 fm 二 Vf = 0.2 60mm/s = 12mm/min 18 # 切削工时计算: 被切削层长度1 :由毛坯尺寸可知l=71mm 刀具切入长度： ap 2 l1 ——(2 ~ 3) 2 4mm tan tan 45 (其中、为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表 15-1查的) 刀具切出长度l2 :查《金属机械加工工艺

32、人员手册》表 15-14 取 l2 ^1 (3~5)mm 则取 5mm 走刀次数为i " tj I h I2 fm 71 4 5 12 二 6.67 min (2)粗镗轴承座孔113 同样的机床、刀具 切削深度ap=3mm毛坯孔径D =113mm 进给量f :根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆 伸出长度取290mm，切削深度为ap=3mm(因为该孔要求的精度不 高，经过一次粗铣即可达到尺寸、精度要求，据《机械制造技术 19 基础》可知粗镗孔时，表面粗糙度可达到 5~2°・血，精度可达12 至13级）。因此确定进给量Vf =°.6~1 ,根据

33、机床说明则取进给为 °.8mm/r 切削速度V :据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51取 VT2〜25m/min根据机床参数要求，则选择 V^23m/min 机床主轴转速n: n =1°°°v/二D =100° 23/113: - 64.8r / min 按照参考文献取n =65r/min 实际切削速度v: V^C：Dn)/(1°°° 6°) =(3.14 113 65)/(100° 6°) = 0.384m/s 工作台每分钟进给量fm : fm = Vf = 0.8 65mm/s = 52mm/min # # 切削工时计算: 被切削层长度

34、1 :由毛坯尺寸可知22°4mm 刀具切入长度： ap 3 l1 (2 ~ 3) 2 5mm tan、 tan 45 （其中 ' 为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表 15-1查的） 刀具切出长度|2 :查《金属机械加工工艺人员手册》表 15-14 取 |2 -1 （3〜5）mm 则取 5mm 走刀次数为i =1 l l1 l2 ■ 2°1 1=4.12min 52  (3)粗镗轴承座孔110H6 同样的机床、刀具 机床：卧式镗床TP68 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YG3X 切削深度aP=2mm毛坯孔径D =110mm 进给量f :根据《金

35、属机械加工工艺人员手册》表 14-51，刀杆 伸出长度取290mm，切削深度为ap=2m(留有1mm勺半精加工、精 加工的余量)。因此确定进给量Vf =0.2~0.4 ,根据机床说明则取进 给为 0.2mm/r 切削速度V :据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51取 V^12~25m/mi n根据机床参数要求，则选择n 机床主轴转速n: n =1000v/「D =1000 23/110恵=66.6r/min 按照参考文献取n =65r/min 实际切削速度V ： V、(二D n”(1000 60) =(3.14 110 65)/(1000 60)=0.374m/s 工作台

36、每分钟进给量fm : fm 二 Vf = 0.2 60mm/s = 12mm/min 切削工时计算: 被切削层长度丨：由毛坯尺寸可知"65mm 刀具切入长度: l1 1 (2~3) - 2 4mm tan、 tan 45 (其中、为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表 15-1查的) 刀具切出长度12 :查《金属机械加工工艺人员手册》表 15-14 取 12 ^1 (3~5)mm 则取 5mm 走刀次数为i " 65 4 5 1 =6.17min 12 半精镗轴承孔 ①125H6 ①110H6 (1)半精镗轴承孔 ①125H6 同样的机床、刀具 切

37、削深度ap=0.5mn,毛坯孔径D=125mm 进给量f :根据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51，刀杆 伸出长度取290mm，切削深度为ap=0.5mm留有0.5mm的半精加工、 精加工的余量)。 因此确定进给量Vf =0.2~0.4 ,根据机床说明则 取进给为0.4mm/r 切削速度V :据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51取 V、12〜25m/min根据机床参数要求，则选择 3=25口/"n 机床主轴转速n: n =1000v/~D =1000 25/125； - 63.7r/min 按照参考文献取n =65r/min 实际切削速度V : V、(二Dn

38、)/(1000 60) =(3.14 125 65”(1000 60) = 0.43m/s 工作台每分钟进给量fm : fm =Vf =0.4 60mm/s = 24mm/min 23 # 切削工时计算: 被切削层长度1 :由毛坯尺寸可知 心71mm 刀具切入长度： a p 0 5 h p (2 ~ 3) 2 2.5mm tan、 tan 45 (其中、为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表 15-1查的) 刀具切出长度!2 :查《金属机械加工工艺人员手册》表 15-14 取 12 二1 (3~5)mm 则取 5mm 走刀次数为i =1

39、 二 3.27 min tj」h * “71 2.5 5 1 ⑵半精镗轴承孔①1 ?0h6 同样的机床、刀具 切削深度aP=0.5mm毛坯孔径D=110mm 进给量f :根据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51，刀杆 伸出长度取290mm，切削深度为aP=0.5mm(留有0.5mm的半精加工、 精加工的余量)。因此确定进给量Vf = 0.2 ~ 04，根据机床说明则取进 给为 0.4mm/r 切削速度V :据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51 取  V'=12〜25m/min根据机床参数要求，则选择 V' = 25m/min 机床主轴转速n: n =10

40、00v/-D =1000 25/110m =72.3r/min 按照参考文献取 n = 75r / min 实际切削速度v: V'=(「：D n〃(1000 60) =(3.14 110 75)心000 60)=0.43m/s 工作台每分钟进给量fm : fm =Vf = 0.4 60mm/s = 24mm/min 切削工时计算： 被切削层长度1 :由毛坯尺寸可知，65mm 刀具切入长度： ap 0.5 I, — (2 ~ 3) 2 2.5mm tan、 tan 45 (其中' 为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表 15-1查的) 刀具切出长度|2

41、:查《金属机械加工工艺人员手册》表 15-14 取|2才(3〜5)mm则取5mm 走刀次数为i二1 tj I I1 I fm 65 2.5 5 1 24 =3.02 min 精镗轴承孔 ①125H6 ①110H6 (1)精镗轴承孔①125H6 同样的机床、刀具 切削深度aP=0.5mm毛坯孔径D=125mm 进给量f :根据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51，刀杆伸 出长度取290mm，切削深度为ap=0.5mm因此确定进给量Vf = 0.2 ~ 0.4， 根据机床说明则取进给为0.4mm/r 切削速度V :据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51

42、取 V'=12~25m/min根据机床参数要求，则选择 V-25m/min 机床主轴转速 n : n =1000v/二D =1000 25/125“：-63.7r/min ， 按照参考文献取n =65「/加n 实际切削速度v: V'*Dn〃(1000 60) =(3.14 125 65)/(1000 60)=0.43m/s 工作台每分钟进给量fm : fm =Vf =0.4 60mm/s = 24mm/min 切削工时计算: 被切削层长度丨：由毛坯尺寸可知丨=71mm 刀具切入长度： ap 0.5 l1 — (2 ~ 3) 2 2.5mm tan、 tan 45

43、 (其中' 为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表 15-1 查的) 刀具切出长度l2 :查《金属机械加工工艺人员手册》表 15-14取 l2 =1 (3~5)mm 则取 5mm 走刀次数为i可 71 2・5 5 1=3.27min 24 (2)精镗轴承孔 ①110H6 同样的机床、刀具 切削深度ap=0.5mn,毛坯孔径D=110mm 进给量f :根据《金属机械加工工艺人员手册》表 14-51，刀杆伸 出长度取290mm，切削深度为ap=0.5mm因此确定进给量Vf = 0.2 ~ 0.4， 根据机床说明则取进给为0.4mm/r 切削速度V :据《金属机械加

44、工工艺人员手册》表 14-51取 V、12~25m/min根据机床参数要求，则选择V^25m/min 机床主轴转速 n : n =1000v/二D =1000 25/11^ -72.3r/min， 按照参考文献取n =75r/min 实际切削速度v: CD n〃(1000 60) =(3.14 110 75) /(1000 60)=0.43m/s 工作台每分钟进给量 fm =Vf = 0.4 60mm/s = 24mm/min 切削工时计算: 被切削层长度丨：由毛坯尺寸可知"65mm 刀具切入长度： ap 0.5 l1 — (2 ~ 3) 2 2.5mm tan、

45、 tan 45 (其中 ' 为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表 15-1查的) 刀具切出长度l2 :查《金属机械加工工艺人员手册》表 15-14 取 12 (3~5)mm 则取 5mm 走刀次数为i " tj 二 l l1 l2 65 2・5 5 1=3.02min 24 第四章铣基准平面C、D的夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，在加工此 零件时需要设计专用夹具。 根据本设计任务内容的要求，需要设计铣基准平面 C、D的专用 夹具，本夹具适用于X6132卧式镗床。刀具为：YG6硬质合金端铣刀。 一、 问题的提出 本夹具主要用来

46、铣轴承座的基准平面 C D,本到工序是加工 改零件的第一道工序，该到工序在整个加工的过程中占据着重要的 地位，虽然在零件图上显示它的技术要求不是很高， 但是这道工序 加工出来的基准面，将作为后面几道加工工序的加工基准， 因此要 保证加工精度的要求，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何 提咼该基准面的精度，在此基础上在一定程度上提咼劳动生产率， 降低劳动强度。 二、 夹具设计 夹具上实现夹紧的夹紧机构是否正确合理，对于保证加工质量、 提高生产效率、 减轻工人劳动强度有很大的影响。 则工件夹紧应满足 以下基本要求： （ 1） 夹紧时不能破坏工件定位时所活动的正确位置 （2） 夹紧应可靠

47、和适当。 既要保证加工过程中工件不 能发生松动或振动， 又不允许工件产生不适当的变形和表面 损伤。 （ 3） 夹紧操作应方便、省力、安全。 （ 4） 夹紧机构应有良好的结构工艺性， 尽量使用标准 件。 1、定位基准的选择 考虑工件的加工结构， 可以采用六个支承钉来定位。 如果以零 件的外顶圆作为定位基准， 在加工时由于在切削力的作用下会使工 件上下转动， 使基准面的平面度和垂直度无法得到保证， 这样后面 工序的精度就无法得到保证。 因此本道工序以底面的上表面做为定 位基准，加工基准面 C 和 D。 2、 定位元件及夹紧元件的选择 本道工序为铣基准平面， 只用限制工件的在 X 方向的转

48、动， Y 方向的转动及 Z 方向的移动即可，但是由于工件的毛坯是铸件， 它的表面不一定很平， 采用三个固定的支承钉来定位就能达到定位 的目的，到时工件在铣床上加工受的切削力比较大， 且伴随着振动。 为了减小工件在加工时产生的振动， 提高夹具的刚度， 所以在用粗 基准定位时，再加三个可调支承钉来定位 为了提高生产率，减轻工人的工作强度，所以在 ZOY面上还 要用两个距离较远的支承钉来起限位的作用，在Z 0Y面也用两个 辅助支承钉来定位，以达到减小振动和提高刚性的作用。 3、 切削力及夹紧力的计算 (1)、切削力的计算 工件在加工时的受力情况如 b图所 示 加工时，工件受到切屑合力 F

49、1的作 用，F1可分解为水平和垂直方向的切屑 分力FH和FV, FH和FV可通过切向铣削 力FZ分别乘一个系数来得到。由经验值可知： FH=( 1~1.2 ) *FZ FV= (0.2~0.3)*FZ 由《铣削刀具技术手册》中表 2-4可知铣削力计算公式为： FZ=CFZ*ap*af 叫 ae°'86*dO^'86*Z*KFZ 由表 2-1 和 2-4 以知 ae=43、ap=2、af=°.15、do=8°、Z=12、 CFZ=612 0.3 0.3 (6 、 f 1120 由表 2-5 得 KFZ= =l 0 =1.18 10.638丿 10.638 丿 所以 KZ=6

50、12*2* 0.150.72 * 430.86 * 80^'86 *12*1.1=2407 N 水平分力： FH=1.1*FZ=1.1*2407=2647 N FV=0.3*FZ=0.3*2407=722 N 垂直分力:  由于工件主定位面是：工件底面的上表面（设为 A面）,故选择 夹紧力的作用方向为水平方向作用于 A面上，当夹紧力水平作用于 A 面上时，所需要计算的夹紧力 J0为：J0二FH+（FV/f） =2647+ （ 722/0.15） =7460 N 实际所需夹紧力与计算夹紧力之间关系为 J=K*JO（K为安全系 数） J=2.5*7491 = 18650 N

51、 满足夹紧力水平作用要求的加紧装置结构方案，可以用图（ c） 的形式。图（c）为拧螺母试加紧机构。 选定11=12，根据表3.3查得当螺杆螺纹公称直径 M=12时, Q=5620N夹紧机构所能产生的加紧力J1 =Q （l1 l2）X2 （用两个压板） 1 1 其中： n——夹紧机构效率取0.9 ; Q 螺栓的许用加紧力5620N 所以 J1 =2Q叶 X2=2x5620x0.9=20232N 因为 J1 >J故加紧方案可行 图（C） 4、 夹紧装置的设计 夹紧装置的设计实际上是一个综合性的问题， 确定夹紧力的大 小、方向和作用点时，必须全面考虑工件的结构、工艺

52、方法、定位 元件的结构与布置因数。它要求： 夹紧装置动作迅速，操作安全省力，结构简单、易于制作并且 体积小、刚性好，有足够的夹紧行程和装卸工件的间隙。 常见的夹 紧机构有斜楔机构、螺旋机构、偏心机构等，同时也可以采用技工 夹紧（如：液压、气动夹紧等） 因为螺旋机构其结构简单，自锁性好，扩大比打大且夹紧行程 不受限制，考虑到本到工序（铣基准面）采用结构简单的装置就可 以实现，所以本道工序的夹紧机构采用螺旋夹紧机构， 并配合使用 联动装置时操作者操作起来更加的方便，提高了生产率。 5、 定位误差分析 该夹具以支承钉来定位，要求保证基准平面的行位公差（平行 度、垂直度）。为了满足工序的加工要

53、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。 在铣C面时，以工件的底面的上表面作为粗基准时，不存在 基准不重合误差和基准位移误差， 所以该夹具定位误差为零，因此 该夹具满足加工精度的要求。 6、 本夹具的特点 本夹具结构简单，易于制造。压板下面采用了弹簧来支撑，这样就 使操作者在装夹时更省力等。 7、 夹具设计操作的简要说明 如前所述，由于本次设计任务是中批量生产，故采用手动夹紧 即可满足要求。由于本工序处于加工的第一道工序，它加工出来的 平面将作为后面工序的基准，故对它的精度也有较高的要求，必须 保证刀具与工件的相对位置精度。 夹具设有限位装置，可以使夹具在一批

54、零件的加工之前很好的 起到对刀的作用；夹具底面设有 U型槽，通过T型块可以使夹具体 在机床中固定。同时，夹具没有采用封闭的面来定位也是为了更好 的排屑和工件的安装，通过浮动压板来夹紧，有利于工件的安装和 拆卸，也减轻了操作者的工作强度。 同时，夹具体采用三个固定的支承钉和三个可调支承钉来定位， 这样既解决了定位时由于铸造件表面不平带来的问题，同时通过调 节三个可调支承可以减少工件加工时产生的振动。 铣床夹具的装配图及夹具零件图分别见附图。 设计心得体会 时至今日，几个礼拜的毕业设计终于可以画上一个句号了， 但是 现在回想起来做毕业设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜， 不过乐趣尽

55、在其中呀！没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这几年 来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有 点太片面、太偏激了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验， 而且也是对自己能力的一种提高。但是通过这次做毕业设计发现自己 的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验， 而 且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计让我在收获知识的 同时，也收获了成熟；同时，使我明白了自己原来知识还比较欠缺。 自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东 西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长 期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习

56、，努力提高 自己知识和综合素质。 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间 互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更 好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。 在此要感谢我的指导老师韦富基对我悉心的指导，感谢老师给我 的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验 和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不 少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养 了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后 的学习工作生活有非常重要的影响。 通过自己不懈的努力，同时培养 了自己独立思考的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的 是，在这次设计过程中，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最 实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实 践，再学习、再实践。 主要参考文献 : 1、《金属机械加工工艺人员手册》 2 、 机械制造技术基础》 切削手册》 3、《切削用量简明手册》 4、 37