C6132车床尾座体的机械加工工艺规程及夹具设计

加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。

机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。

1.1课题背景及发展趋势

材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。

技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。

工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对 机床夹具提出更高的要求。

1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容

按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类: (1)定位元件及定位装置；

(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；

(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)； (5)动力装置； (6)分度,对定装置；

(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；

每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。

专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件

1

及装置的设计。

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目录

1 前言 ................................................................................ 1

1.1课题背景及发展趋势 .................................................. 1 1.2 夹具的基本结构及设计内容 ....................................... 1 2 尾座体加工工艺规程设计 .................................................. 3

2.1零件的分析 ................................................................. 3 2.1.1零件的作用 ............................................................. 3 2.1.2零件的工艺分析 ....................................................... 3 2.2加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 ..... 4 2.2.1确定毛坯的制造形式 ................................................ 4 2.2.2基面的选择 ............................................................. 4 2.2.3确定工艺路线 .......................................................... 4 2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ............... 5 2.2.5确定切削用量 .......................................................... 6 2.3小结 .......................................................................... 18 3 专用夹具设计 .................................................................. 19

3.1镗φ60孔夹具设计 ................................................... 20 3.1.1定位基准的选择 ...................................................... 20 3.1.2切削力的计算与夹紧力分析 ..................................... 20 3.1.3夹紧元件及动力装置确定 ........................................ 21 3.1.4镗套、镗模板及夹具体设计 ..................................... 21 3.1.5夹具精度分析 ......................................................... 27 3.1.6夹具设计及操作的简要说明 ..................................... 27 3.4小结 ........................................................................ 39 4 结束语 ............................................................................ 40 参考文献 .............................................................................. 41

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2 尾座体加工工艺规程设计

2.1零件的分析

1.尾座体的用途

题目所给的零件是机床尾座体，Φ60H6的孔与顶尖研配，底面与磨床工作台相连，通过M10mm孔用螺栓将“尾座体”紧固在工作台上。主要作用是固定顶尖。圆柱体形的部分有一个Φ60H6孔，并且有一个Φ10孔，顶尖穿过Φ60H6孔，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。2.零件的工艺分析

“尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。（1）以Φ60mm孔为中心,以基准面A的加工表面。这一组表面包括Φ60mm孔以及Φ10×12.5的沉头孔和粗糙度Ra=6.3μm的凸台面。（2）以基准面B为中心的加工表面。这一组表面包括Ra=3.2μm的基准面B，Ra=6.3μm的右端面和Ra=12.5μm的下端面。以Φ35H7孔为中心的加工表面。这一组表面包括ΦΦ35H7孔以及1×45°的倒角，下端面和M10的螺纹孔。其中主要加工面为Φ35H7孔内壁。第一组和第二组加工表面有位置度要求，如下： Φ60H7孔圆度公差为0.006mm； ΦΦ35H7孔圆柱度公差为0.004mm； Φ35H7孔中心线与端面垂直度度公差的要求为0.15mm；Φ60H7孔中心线与端面垂直度公差的要求为0.05mm；

Φ60H6的孔轴心线与导轨面的位置度误差为0～0.1； Φ各面的粗糙度达到需要的要求； Φ60H6的孔需精加工、研配；

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导轨面配刮10～13点/2525。

2.2尾座体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施

2.2.1确定毛坯的制造形式

零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。

2.2.2基面的选择

（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位,目的。

（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。

2.2.3确定工艺路线

表2.1工艺路线方案一 工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 工序7 工序8 工序9 工序10 粗精镗φ60孔 镗φ35孔 粗,精铣侧平面 粗精铣底平面 粗精铣端面 钻上平面M22螺孔 钻下平面螺纹各孔 钻下侧面孔 去除锐边毛剌 检验

表2.2工艺路线方案二

工序1 工序2 工序3 工序4

粗精铣底平面 粗精铣端面 粗,精铣侧平面 粗精镗φ60孔 5

工序5 工序6 工序7 工序8 工序9 工序10

镗φ35孔 钻上平面M22螺孔 钻下平面螺纹各孔 钻下侧面孔 去除锐边毛剌 检验 工艺路线的比较与分析：

第二条工艺路线不同于第一条是将“镗孔工序放在各面加工结束后再进行加工。其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助,并且符合先面后孔的加工原则。采用基准重合的原则，先加工底平面，然后以底平面为精基准再加工其它平面上的各孔与平面，这样便保证了，两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先镗上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔的形位公差要求

从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。

2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

尾座体的材料是HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：

由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。

由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与

最小余量时应按调整法加工方式予以确定。

1）加工尾座体的底平面，根据参考文献[8]表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，

2）加工宽度为112的侧面时，用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求Ra3.2m，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗铣削的深度是2mm，精铣削的深度是1mm

3）镗直径60孔时，由于粗糙度要求Ra0.8m，因此考虑加工余量3mm。

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可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可达到要求。

6）加工M22孔，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。

7）加工M6底孔时，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。

8）加工下平面台阶面各小孔，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。

2.2.5确定切削用量

工序粗、精铣尾座体底平面 （1）粗铣底平面 加工条件：

工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K立式铣床。 查参考文献[7]表30—34

刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：YT15，D100mm ，齿数Z8，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度ap：ap2mm

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4-75，取af0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献[7]表30—34，取V1.33m/s。

1000V机床主轴转速n：n 式（2.1）

d式中 V—铣削速度； d—刀具直径。

由式2.1机床主轴转速n：

1000V10001.3360n254r/min

d3.14100按照参考文献[3]表3.1-74 n300r/min 实际铣削速度v：vdn10003.141003001.57m/s

100060进给量Vf：VfafZn0.128300/604.8mm/s 工作台每分进给量fm：fmVf4.8mm/s288mm/min

a：根据参考文献[7]表2.4-81,a40mm

（2）精铣下平面

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加工条件：

工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K立式铣床。 参考文献[7]表30—31

刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D100mm ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=1mm 铣削深度ap：ap1mm

每齿进给量af：根据参考文献[7]表30—31，取af0.08mm/Z 铣削速度V：参照参考文献[7]表30—31，取V0.32m/s 机床主轴转速n，由式（2.1）有：

n1000V10000.32d603.1410061r/min

按照参考文献[7]表3.1-31 n75r/min 实际铣削速度v：vdn3.141007510001000600.4m/s

进给量Vf，由式（1.3）有：VfafZn0.151275/602.25mm/s 工作台每分进给量fm： fmVf2.25mm/s135mm/min 粗铣的切削工时

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l298mm， 刀具切入长度l1：

l10.5(DD2a2)(1~3)

0.5(1001002402)(1~3)7mm 刀具切出长度l2：取l22mm 走刀次数为1 机动时间t2j1：tl1lj1lf298721.07min m288根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf11.04 精铣的切削工时

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l298mm 刀具切入长度l1：精铣时l1D100mm 刀具切出长度l2：取l22mm 走刀次数为1

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机动时间tj2：tj2ll1l229810021.09min fm135根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf21.04

铣下平面的总工时为：t=tj1+tj2+tf1+tf2=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min

工序2：加工上平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序1执行。

工序3：粗精铣宽度为112mm的侧面： （1）粗铣宽度为112mm的侧面 加工条件：

工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K立式铣床。 查参考文献[7]表30—34

刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：YT15，D100mm ，齿数Z8，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度ap：ap2mm

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4-75，取af0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献[7]表30—34，取V1.33m/s。 由式2.1得机床主轴转速n：

1000V10001.3360n254r/min

d3.14100按照参考文献[3]表3.1-74 n300r/min 实际铣削速度v：vdn10003.141003001.57m/s

100060进给量Vf：VfafZn0.128300/604.8mm/s 工作台每分进给量fm：fmVf4.8mm/s288mm/min

a：根据参考文献[7]表2.4-81,a60mm 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l60mm， 刀具切入长度l1：

l10.5(DD2a2)(1~3) 式（2.2） 0.5(1001002602)(1~3)11~13mm

刀具切出长度l2：取l22mm

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走刀次数为1

（2）精铣宽度为112mm的侧平面 加工条件：

工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K立式铣床。 由参考文献[7]表30—31

刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：YT15，D100mm ，齿数12，此为细齿铣刀。

精铣该平面的单边余量：Z=1mm 铣削深度ap：ap1.0mm

每齿进给量af：根据参考文献[7]表30—31，取af0.08mm/Z 铣削速度V：参照参考文献[7]表30—31，取V0.32m/s 机床主轴转速n，由式（2.1）有：

1000V10000.3260n61r/min

d3.14100按照参考文献[3]表3.1-31 n75r/min 实际铣削速度v：vdn10003.14100750.4m/s

100060进给量Vf，由式（2.3）有：VfafZn0.151275/602.25mm/s 工作台每分进给量fm： fmVf2.25mm/s135mm/min 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l60mm 刀具切入长度l1：精铣时l1D100mm 刀具切出长度l2：取l22mm 走刀次数为1

根据参考文献[9：t1=249/(37.5×3)=2.21min。

根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf10.41 精铣宽度为20mm的下平台

根据参考文献[9]切削工时：t2=249/(37.5×3)=2.21min 根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf20.41 粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时：

t=t1+t2+tf1+tf2=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min 工序４：粗镗Φ60H12的孔

机床：卧式镗床T618

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5

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切削深度ap：ap2.0mm，毛坯孔径d056mm。

进给量f：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为

aF=2.0mm。因此确定进给量f0.2mm/r。

切削速度V：参照参考文献[3]表2.4-9取V2.4m/s144m/min 机床主轴转速n：

1000V1000144n804.56r/min，

d3.1456按照参考文献[3]表3.1-41取n1000r/min 实际切削速度v：vdn10003.145610002.98m/s

100060工作台每分钟进给量fm：fmfn0.21000200mm/min 被切削层长度l：l340mm 刀具切入长度l1：l1aptgkr(2~3)2.526.33mm tg30刀具切出长度l2：l23~5mm 取l24mm 行程次数i：i1 机动时间tj1：tj1ll1l23406.3341.75min fm200查参考文献[1]，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min

精镗下端孔Φ60H12 机床：卧式镗床T618

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5 切削深度ap：ap0.5mm

进给量f：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为

aF=0.5mm。因此确定进给量f0.15mm/r

切削速度V：参照参考文献[3]表2.4-9，取V3.18m/s190.8m/min 机床主轴转速n：

n1000V1000190.81029r/min，取n1000r/min d03.1459实际切削速度v，：vdn143.6110101060093./ms

工作台每分钟进给量fm：fmfn0.151000150mm/min 被切削层长度l：l35mm

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刀具切入长度l1：l1aptgkr(2~3)0.522.87mm tg30刀具切出长度l2：l23~5mm 取l24mm 行程次数i：i1 机动时间tj1：tj1ll1l23402.8742.31min fm150所以该工序总机动工时tj1.752.314.06min 查参考文献[1]，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min 工序5：粗镗Φ35H7的孔

机床：卧式镗床T618

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5

切削深度ap：ap2.0mm，毛坯孔径d030mm。

进给量f：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为

aF=2.0mm。因此确定进给量f0.2mm/r。

切削速度V：参照参考文献[3]表2.4-9取V1.92m/s115m/min 机床主轴转速n：

1000V1000115n1220.8r/min，

d3.1430按照参考文献[3]表3.1-41取n1200r/min 实际切削速度v：vdn10003.14306000.8m/s

100034工作台每分钟进给量fm：fmfn0.2600120mm/min 被切削层长度l：l81mm 刀具切入长度l1：l1aptgkr(2~3)2.025.45mm tg30刀具切出长度l2：l23~5mm 取l24mm 行程次数i：i1 机动时间tj1：tj1ll1l2815.4540.6min fm150查参考文献[1]，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min

精镗下端孔到Φ35H12 机床：卧式镗床T618

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5

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切削深度ap：ap0.5mm

进给量f：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为

aF=0.5mm。因此确定进给量f0.15mm/r

切削速度V：参照参考文献[3]表2.4-9，取V2.86m/s171.72m/min 机床主轴转速n：

n1000V1000171.721608.4r/min，取n800r/min d03.1434实际切削速度v，：vdn413.6180101035734./ms

工作台每分钟进给量fm：fmfn0.15800120mm/min 被切削层长度l：l81mm 刀具切入长度l1：l1aptgkr(2~3)0.522.87mm tg30刀具切出长度l2：l23~5mm 取l24mm 行程次数i：i1 机动时间tj1：tj1ll1l2812.8740.732min fm120所以该工序总机动工时tj0.60.7321.332min 查参考文献[1]，表2.5-37工步辅助时间为：1.56min 工序钻M22螺纹孔

工件材料为HT200铁，孔的直径为6mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至Φ20.5，选用Φ5的麻花钻头。攻M22螺纹，选用M22细柄机用丝锥攻螺纹。 进给量f：根据参考文献[5]表2.4-39，取f0.25mm/r 切削速度V：参照参考文献[5]表2.4-41，取V0.43m/s 由式（2.1）机床主轴转速n：

n1000V10000.4360400.8r/min，取n900r/min d03.1420.5实际切削速度V：Vd0n10003.1420.59000.96m/s

100060被切削层长度l：l50mm

D5刀具切入长度l1：l1ctgkr(1~2)ctg12023.5mm

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刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1

攻M22×1.5的螺纹 机床：Z535立式钻床

刀具：细柄机用丝锥（M221.5）

进给量f：由于其螺距p1.5mm,因此进给量f1.5mm/r

切削速度V：参照参考文献[5]表2.4-105，取V0.148m/s8.88m/min 由式（2.1）机床主轴转速n：

n1000V10008.88471.3r/min，取n480r/min d03.146丝锥回转转速n0：取nn480r/min 实际切削速度V：Vd0n10003.14224800.55m/s

100060被切削层长度l：l50mm 刀具切入长度l1：l14.5mm 刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1 机动时间tj：tjll1l2503.50.265min fn0.25800根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 攻M6螺纹

被切削层长度l：l50mm 刀具切入长度l1：l14.5mm 刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1 机动时间tj：tjll1l2ll1l2504.5504.50.05min fnfn01.54801.5480根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 总工时为：t=2tj++tf=3.75min

工序加工M8底孔

工件材料为HT200铁，孔的直径为8mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为

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钻孔至Φ7，选用Φ7的麻花钻头。攻M8螺纹，选用M8细柄机用丝锥攻螺纹。

进给量f：根据参考文献[5]表2.4-39，取f0.25mm/r 切削速度V：参照参考文献[5]表2.4-41，取V0.43m/s 由式（2.1）机床主轴转速n：

n1000Vd10000.43603.1471174r/min，取n900r/min 0实际切削速度V：Vd0n3.14790010001000600.33m/s

被切削层长度l：l20mm

刀具切入长度llD71：12ctgkr(1~2)2ctg12024.1mm

刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1

攻M8×1.5的螺纹 机床：Z535立式钻床

刀具：细柄机用丝锥（M81.5）

进给量f：由于其螺距p1.5mm,因此进给量f1.5mm/r

切削速度V：参照参考文献[5]表2.4-105，取V0.148m/s8.88m/min由式（2.1）机床主轴转速n：

n1000Vd10008.88353.5r/min，取n360r/min 03.148丝锥回转转速n0：取nn360r/min 实际切削速度V：Vd0n836010003.141000600.15m/s

攻M8螺纹的工时 被切削层长度l：l20mm 刀具切入长度l1：l14.5mm 刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1 机动时间tll1l2ll1l2j：tjfnfn204.5360204.51.53600.09min 01.5 15

根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77

工序8：阶梯孔

工件材料为HT200铁，孔的直径为20mm，表面粗糙度Ra3.2m。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔——Φ20mm小直径锪钻。

1）确定切削用量

确定进给量f 根据参考文献[7]表28-10可查出f表0.25~0.31mm/r，由于孔深度比l/d08/130.6，klf1.0，故

f表(0.25~0.31)1.00.25~0.31mm/r。查Z535立式钻床说明书，取

f0.23mm/r。

根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许是进给量f'1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax15690N（由机床说明书查出），根据参考文献[7]表28-9，允许的进给量f\"1.8mm/r。

由于所选进给量f远小于f'及f\"，故所选f可用。

确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm 根据表28-15，由插入法得：

v表17m/min，F表4732N T表51.69NM，Pm表1.25kW由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由参考文献[7]表28-3，kMv0.88，klv0.75，故

v'表17m/min0.880.7511.22(m/min) 1000v'表100011.22mm/minn298r/min

d013mm'查Z535机床说明书，取n195r/min。实际切削速度为 dn12mm195r/minv07.35m/min

10001000由参考文献[7]表28-5，kMFkMT1.0，故

F4732N1.04732(N) T51.69Nm1.051.69Nm

校验机床功率 切削功率Pm为

'PP（n/n)kMM mm表5W(195/298)1.k0W 1.2k 0机床有效功率

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P'EPE4.5kW0.813.65kWPm 故选择的钻削用量可用。即

d013mm，f0.23mm/r，n195r/min，v7.35m/min 相应地

F4732N，T51.69Nm，Pm0.82kW

工序9：校验

（5）锪钻Φ20阶梯孔 加工条件：

工件材料：HT200，金属模铸造， 机床：Z535立式钻床

刀具：高速钢钻头Φ7，M8丝锥，Φ20小直径端面锪钻 被切削层长度l：l20mm

刀具切入长度lD71：l12ctgkr(1~2)2ctg12024.1mm

刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1 机动时间tj：tl1l2jlfn12.54.10.259000.07min 根据参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 锪钻Φ20阶梯的工时

锪钻孔进给量f0.23mm/r，机床主轴转速n195r/min， 被切削层长度l：l12mm 刀具切入长度lD201：l12ctgkr(1~2)2ctg120210.2mm

刀具切出长度l2：l20 走刀次数为1 机动时间tj：tl1l2jlfn310.20.251950.27min 由参考文献[5]表2.5-41可查得钻削的辅助时间tf11.77 t=tj+tf

t=0.27+1.77=2.04min

该工序的总工时为： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min

所以该方案满足生产要求。

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2.3小结

机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。

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3 专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。

夹具总装图

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根据任务要求中的设计内容，需要设计尾座体镗直径60孔夹具,镗孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别镗刀。

3.1镗直径60孔夹具设计

本夹具主要用来镗上平夹具，此孔也是后面作为工艺孔使用，这个工艺孔有尺寸精度要求为+0.03，表面粗糙度要求，表面粗糙度为Ra1.6m，与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第一道工序，加工到本道工序时只完成了尾座体上各表面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

3.1.1定位基准的选择

由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣箱体的下表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用下平作为定位基准，为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准硬质合金镗刀刀具对工艺孔进行粗镗削加工；然后采用硬质合金镗刀对其进行精加工，准备采用手动夹紧方式夹紧。

3.1.2切削力的计算与夹紧力分析

由于本道工序主要完成工艺孔的镗加工，参考文献[9]得： 镗削力 F26Df0.8HB0.6

镗削力矩 T10D1.9f0.8HB0.6

11255232HBHB255187式中：D62mm HBHBma xmaxmin33 f0.15mmr1

0.850.15 F2620.62323N7 55.2.90.80.15 T102150.62322N61m7m 4本道工序加工工艺孔时，工件的下平面与台价台靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献[11]可查得夹紧力计算公式：

W0QL 式（3.1） ''rtg1rZtg(2)式中： W0—单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）； Q—原始作用力（N）； L—作用力臂（mm）；

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r'—螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）； 1—螺杆端部与工件间的摩擦角（°）； rZ—螺纹中径之半（mm）； —螺纹升角（°）；

' 2—螺旋副的当量摩擦角（°）。

由式（3.1）根据参考文献[11]表1-2-23可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力：

W035501895N ''4(310950)3.1.3夹紧元件及动力装置确定

由于尾座体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。

本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。

3.1.4镗套、镗模板及夹具体设计

工艺孔的加工需粗、精镗切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及侧面分别靠在夹具支架的定位快，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。

夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图如上图所示.

3.1.5夹具精度分析

利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。

由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差dw很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺

0.02孔尺寸Φ620.01mm及表面粗糙度Ra1.6m。本道工序最后采用精镗加工，选用标0.02准硬质合金镗刀，直径为Φ620.01mm，并采用镗套，镗刀导套孔径为该工艺孔的

位置度应用的是最大实体要求。

工艺孔的表面粗糙度Ra1.6m，由本工序所选用的加工工步粗镗精满足。 影响两工艺孔位置度的因素有：

（1）镗模板上装衬套孔的尺寸公差：10.005mm

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（2）两衬套的同轴度公差：20.005mm

（3）衬套与钻套配合的最大间隙：325.03425.0120.022mm （4）钻套的同轴度公差：40.005mm

（5）镗套与镗刀配合的最大间隙：525.03925.0080.031mm

2222225dw2 212340.0390.m0m78m m0.1所以能满足加工要求。

3.1.6夹具设计及操作的简要说明

镗Φ60孔的夹具如夹具装配图所示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；用压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。

3.4小结

对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。

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结束语

通过近两个月的毕业设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。

在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是大学四年来最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有xxx老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了设计。

本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：

（1）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。

（2）与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。

（3）系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。

（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。

谢谢朋友对我文章的赏识，可以下载说明书。我还有一个压缩包，里面有相应的word说明书和CAD图纸（共计4张图纸）。需要压缩包的朋友请联系QQ：2830800341。下载后我可以将压缩包免费送给你。需要其他设计题目直接联系！！！

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参考文献

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