十字头工艺规程及夹具设计毕业论文

东华理工大学长江学院 毕 业 设 计 题 目 十字头的机械加工工艺及指定工序专用夹 具的设计 英文题目 The crosshead machining technology and special fixture design specified procedure 学生姓名： 吴 少 敏 学 号： 07311329 专 业： 机械制造及自动化 系 别： 机 械工程系 指导教师： 贺核平 职称： 副教授 二零一一年五月三十日 摘 要 此次设计是十字头零件的加工工艺和夹具设计，其毛坯为铸造，具有体积小，零件复杂的特点，其中有几道工序夹具都采用专用夹具。机械的加工工艺及夹具设计是我们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，为从事专业 的工作打下基础。我的毕业设计为十字头的机械加工工艺及指定 工序专用夹具的设计。 就我个人而言，我希望通过这次的设计能够让我了解并认识一般机器零件的生产过程，巩固和加深所学的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力 关键词： 十字头 ； 功能 ； 工艺规程 ； 结构 ； 夹具选择 ； 工装设计 ABSTRACT This design is crosshead machining process of the part and fixture design, the blank for casting, has small, parts of the characteristics of complex, a few procedure fixture use special jig. Mechanical processing technology and fixture design is we completed the full course at the university of the time, after the comprehensive use theory with practice, leads me to the professional knowledge and skills have further enhance, for professional work to lay the foundation. I graduated from the design for the crosshead machining technology and special fixture design specified procedure. Personally, I hope that through this design can let me understand and know general machine parts, consolidate and enhance the production process learned knowledge of technical fundamental course and specialized course, link theory with practice and to exercise their ability to analyze and solve problems Keywords: crosshead； function； procedure； structure； fixture choice；tooling design. 目 录 绪论 .1 1 零件图的工艺分析 .2 1 1 十字头零件的功用和原理分析 .2 1 2 十字头零件的结构特点 .2 1 3 十字头零件的工艺分析 .3 2 毛坯的材料及生产类型的确定 .5 2. 1 生产批量的确定 .5 2. 2 毛坯材料的和制造方法的确定 .7 3 设计零件的机械加工工艺规程 .8 3 1 定位基准的选择 .8 3 1 1 粗基准 的选择 .8 3 1 2 精基准的选择 .8 3 2 拟定加工工艺路线 .9 3 3 加工余量、工序尺寸及公差的选择 .9 3 4 加工设备刀具量具及切削用量的计算和确定 .17 3.4.1加工设备刀具及量具的选择 .17 3.4.2切削用量的计算和确定 .19 3.4.3 切削时间额定的确定 .24 3. 5工序卡片的编制 .35 4 夹具设计 .36 4 1 夹具的概要 .36 4. 2 夹具定位要求的分析 .36 4. 3 夹具加紧装置的设计 .38 4.3.1确定夹紧力的基本原则 .38 4.3.2定位误差的分 析 .40 4.3.3夹具的装配 .40 结论 .42 致谢 .42 参考文献 .43 附录一 .44 东华理工长江学院毕业设计 绪论 1 绪论 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工此十字头零件时，需要设计专用夹具。 机械的加工工艺及夹具设计是我们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，为从事专业的工作打下基础。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。我的毕业设计为十字头并对其进行功能、工艺规程设计、结构设计 、材料及加工工艺等综述，最后确定要选择的方案并对夹具进行设计。 本课题 是对十字头零件 加工工艺 规程 的分析与设计进行探讨 ，是学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、材料力学、互换性与测量技术基础、现代制造工艺基础、数控技术等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位， 夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此设计的综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要属于基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践想结合，才能很好的完成本次设计。 所以，本次设计是在仔细分析 十字头零件 加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出 十字头 零件的加工工序卡片 ，设计出 M8 底孔专 用夹具和编制所需的加工程序 。 东华理工长江学院毕业设计 零件图的工艺分析 2 1.零件图的工艺分析 在零件图的工艺分析之前要先了解零件的作用及原原理，然后根据零件的结构分析零件的加工工艺。 1 1 十字头零件的功用和原理分析 题目所给的零件是 十字头的机械加工工艺及指定工序专用夹具的设计， 它主要是连接连杆和活塞杆的部件，是将回转运动转化为往复运动的关节。对十字头的基本要求是：有足够的强度，刚度，耐磨损，重量轻，工作可靠。 本十字头零件与活塞杆是依靠法兰连接的结构，这种结构使用可靠，调整方便，活塞杆与十字头容易对中，不足之处 是结构相对复杂，加工不方便。 1 2 十字头的结构分析 根据十字头的结构、尺寸公差、粗糙度等要求对十字头零件进行结构分 析，使零件可以达到设计的要求。十字头的结构相对复杂属于一般复杂零件，在加工时要考虑它的加工先后顺序，首先外圆是基准，所以在加工时我们要先把基东华理工长江学院毕业设计 零件图的工艺分析 3 准定出来，以此保证零件的尺寸要求，十字头的组要工作面为 20内孔，底面 20孔及顶面 65内腔，外圆的尺寸公差要求不高，但粗糙度要求很高，所以在加工中，我们应该在保证精度的条件下劲量满足粗糙度要求，但是同时我们也要考虑好加工经济方面的问题，以此减少 加工成本。 加工 20内孔是要保证其空的位置度，但是该孔加工起来不方便，由于十字头零件属于大批量生产的零件，所以在某些加工部分可以设计一个专用夹具，以此来减少加工需要的时间，已达到降低成本的目的。 十字头的加工面有很多可以采用同一种机床进行加工，所以，在加工中我们可以适量的工序集中，这样可提高加工速度。 1 3 十字头的工艺分析 设计工艺规程时，首先要应分析零件图以及该零件所在部件或总成的装配图，掌握该零件在部件中的位置，公用以及部件总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定规程时采取 措施施以保证 . 1. 掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工艺的总体构想。 2. 分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工面得尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度以及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，以便于选择表面加工及在拟定加工工艺路线时重点考虑；对全部技术要求应进行归纳整理。 十字头零件的技术要求表 零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公差及精度等级 /mm 表面粗糙度 /mm 形位公差 /mm 85mm外圆 8505.015.0 0.1/IT10 Ra1.6 无 85mm顶面 无 无 Ra1.6 无 85mm底面 无 无 Ra12.5 无 M6螺纹孔 无 无 Ra12.5 无 20mm孔 20023.00 0.018/IT7 无 无 35mm十字头 无 无 Ra12.5 无 东华理工长江学院毕业设计 零件图的工艺分析 4 65mm孔 65021.00 0.021/IT7 Ra3.2 无 20内孔 20018.00 0.023/IT8 Ra0.8 24环槽 无 无 Ra12.5 无 55内孔 无 无 Ra12.5 无 东华理工长江学院毕业设计 毛坯的材料及生产类型的确定 5 2 毛坯的材料及生产类型的确定 要确定毛坯就必须根据零件的材料及机械加工中的精度要求，根据题目所需要的精度及尺寸公差要求，确定毛坯。 2. 1 毛坯批量的确定 零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定有着决定性作用，生产类型一般可分为大量、成批、和单件生产，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来决定的。生产纲领是指在计划期内应生产的产品产量和进度计划。 计算公式如下： N=Q m（ 1+a%）（ 1+b%） 式中 N 零件的生产纲领（件 /年） ； Q 产品的年产量（辆、台 /年） ； m 每台产品中该零件的数量（件 /台、辆） ； a% 备品率，一般取 2%4%； b% 废品率，一般取 0.3%0.7%. 零件的材料为 HT200考虑到零件在机床中受到的冲击力不大，零件结构比较复杂，所以选择铸件毛坯 ，已知该十字头零件的生产纲领为 10000件 /年，每日 1班，可以确定该零件为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主。 要判断零件的加工类型，首先要计算零件的质量。将零件分为如下图的三个部分，因为钢铁的密度 7.9kg/dm 3 ，所以可以通过公式计算出零件的质量。 如下图： 东华理工长江学院毕业设计 毛坯的材料及生产类型的确定 6 G=（ v1+v2+v3） G=10 2 )25.75625.1056(5.1806 +10 ( 100525.306425.18064 ) +（ ）28810009000-25.180625 G=3.4 510 mm3 G=7.9 5104.3 G=2.686Kg 零件生产量为 10000件 /年，每日一班，经过 计算其属于轻型零件，有下表可知，该零件达到了大量生产的条件。 表 2-1 生产类型与生产纲领的关系 生产类型 生产纲领（台 /件）或（件 /年） 重型机械或重型零件（ 100kg） 中型机械或中型零件（ 10100kg） 小型机械或轻型零件（ 1000 5000 50000 -摘自 王凡实用机械制造工艺设计手册 .机械工业出版社 东华理工长江学院毕业设计 毛坯的材料及生产类型的确定 7 所要设计的零件的生产纲领为 10000件 /年，故属于大批生产。 2. 2 毛坯材料的和制造方法的确定 1.机械加工余量 (1)机械加工余量由于受工序尺寸公差的影响，实际切除的余量在一定的范围内变化。余量过大，费工费料；余量过小，加工困难，甚至加工成为不可能。 (2)在决定工序平均尺寸以前，首先要确定各尺寸的加工余量的平均值。各尺寸余量平均值是按所选择加工方法在有关资料或手册中查出而确定的。但平均余量的大小要结合已 计算出的工序余量变动范围的大小考虑， 2.尺寸公差 （ 1）当工艺基准与设计基准重合，工艺基准不变换，同一表面经过多道工序加工才能达到图纸尺寸的要求时，其中间工序尺寸可根据零件图的尺寸采用“由后往前推”的方法来确定，并一直推算到毛坯尺寸。 （ 2）当工艺基准与设计基准不重合，或零件在加工过程中需要多次转换工艺基准，或工序尺寸须从尚待继续加工的表面标注时，工序尺寸的确定就比较复杂了，这时就应利用尺寸链原理来分析和计算，并对工序间的余量进行验算以确定工序尺寸及其上下偏差。 由于十字头零件的 结构相对复杂，根据图纸要求，该零件毛坯的加工工艺为铸造，同时又为大批量生产，所以我们应该选用砂型铸造中的机器造型和壳型铸造。又因为它所用的材料为 HT200，所以零件毛坯的毛坯机械加工余量等级为 EG,毛坯铸件的公差等级为 CT812。如下图： 方法 要求的机械加工余量 钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 机器造型 FH EG EG EG 方法 公差等级 CT 钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 机器造型 812 812 812 812 -摘至邹青 机械制造技术课程设计指导机械工业出版东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 8 3 工艺规程的编制 采用机械加工的方法，改变毛坯的形状、尺寸、相互位置关系和表面质量，使其成为可完成某种使用要求的过程，称为机械加工 过程。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的工艺文件。机械加工工艺规程是指导生产活动的重要文件。 3 定位基准的选择 而在选择基准的时候需要同时考虑三个问题： 1.用哪一个表面作为加工时的精基面，有利于经济、合理地达到零件的加工精度要求？ 2.为加工出所要达到要求的精基面，应采用哪个表面作为粗基面？ 3.是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用第二个精基面？ 基面的选择是工艺规程设计中的重要的工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 3 粗基准的选择 在选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够多的余量，及保证不加工表面与加工表面的尺寸，位置符合零件图样设计要求，粗基准的选择原则： 1.重要表面余量均匀原则，必须首先保证工件表面具有较小的加工余量，应选择该表面为基准； 2.表面间的相互位置要求原则，必须首先保证工件加工表面与不加工表面之间的相互位置要求，应以不加工表面为粗基准； 3.余量足够原则，如果零件上各表面均需加工，则以加工表面余量较小的粗基准； 4.定位可靠性原则，作为粗基准的表面，应选用比较可靠，平整光洁的表面，以便定位准确、夹紧可靠； 5.不重复使用原则，粗基准的定位精度低，在同一尺寸方向上只允许使用一次，不能重复使用。 根据这些基准原则，我们可选用十字头的底面作为粗基准，然后加工出基准A，再由基准外圆面来定位加工其他的加工面，以保准相关尺寸的精度。 3 1 2 精基准的选择 精基准的选择主要考虑的问题是是如何减少误差，保证加工精度及安装方便以及设计基准和工序基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，因此选择精基准面的原则有以下几个方面： 1.应尽量选用设计基准作为定位基准，这称为基准重合原则； 2.所选的定位基准，应能使工件定位准确、东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 9 稳定、刚性好、变形小和夹具结构简单； 3.应尽可能选择统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度，这称为统一基准原则； 4.有时还要遵循互为基准、反复加工的原则； 5.有些精加工工序要求加工余量 小而均匀，就应该选择该表面作为粗基准面。 -摘自阎光明 侯忠滨 张云鹏现代制造工艺基础西北工业大学出版社 3 2 拟定加工工艺路线 制定加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 1 工艺路线方案一： 工序 1： 铸造 工序 2： 清砂 工序 3： 时效处理 工序 4： 粗车 85外圆 工序 5： 粗车十字头 顶面 工序 6: 粗车，半精车，精车，十字头底面 工序 7： 钻，攻 4Xm6螺纹孔 工序 8: 钻、扩、铰， 20内孔 工序 9： 铣十字头 工序 10：粗鏜、半精镗、精鏜 65内孔 工序 11：车 55孔 工序 12：车内圆环 工序 13：钻、扩、铰、 20底面孔 工序 14：车挖 24内环槽 工序 15：半精车，精车 85外圆 工序 16：去毛刺 工序 17：终检 2工艺路线方案二： 工序 1： 铸造 工序 2： 清砂 工序 3： 时效处理 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 10 工序 4： 粗车 85外圆 工序 5： 粗铣 十字头顶面 工序 6：粗铣、半精铣、精铣 十字头 顶面 工序 7：钻、攻 6螺纹孔 工序 8： 钻、扩、铰， 20内孔 工序 9： 铣十字头 工序 10：粗鏜、半精镗、精鏜 65内孔 工序 11：车 55孔 工序 12：车内圆环 工序 13：粗鏜、半精镗、精鏜 20底面孔 工序 14：车挖 24内环槽 工序 15：半精车，精车 85外圆 工序 16：去毛刺 工序 17：终检 以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，只要表现在 20底面圆孔和两端面的加工方式，根据工序的集中，加工经济度和加工难易程度通过分析比较，方案 一比较合理，故选用方案一。 3 3 加工余量、工序尺寸及公差的选择 （ 1）铸件的基本尺寸 机械加工前毛坯铸件，包括必要的机械加工余量。 （ 2）尺寸公差 允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。 （ 3）错行 由于合型时错位，铸件的一部分与另一部分在分型面处相互错开。 （ 4）要求的机械加工余量 在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸件对金属表面的影响，冰室之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。对圆柱形部分或者在双侧机械加工的情况下， RMA应加倍。 铸件毛坯基本尺寸表达式子如下： R=F+2RMA+CT/2 外圆 R=F-2RMA-CT/2 内腔 按上述式子计算各毛坯尺寸： 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 11 85的外圆 ,查表 2-3和表 2-4可算出 R1 = F+2RMA+CT/2 =85+2.8+3= 90.8； 85两端面，查表 2-3和表 2-4可算出 R2 = F+2RMA+CT/2=85+2.5+3=90.8； 65内孔，查表 2-3和表 2-4可算出 R3= F-2RMA-CT/2=65-2.8-3= 59.8； 35十字头，查表 2-3和表 2-4可算出 R4 = F-2RMA-CT/2=35-1-2.5=31.5； 55内孔，查表 2-3和表 2-4可算出 R5= F-2RMA-CT/2=55-2.8-1.4=50.8； 其他尺寸由于过小铸造时可不铸造。 表 2-3 毛坯铸件基本尺寸 /mm 铸件尺寸公差等 级 CT 大于 至 9 10 11 12 25 40 1.8 2.6 3.6 5 40 63 2 2.8 4 5.6 63 100 2.2 3.2 4.4 6 表 2-4 最大尺寸 要求的机械加工余量等级 大于 至 F G H 40 0.5 0.5 0.7 40 63 0.5 0.7 1 63 100 1 1.4 2 -摘至邹青机械制造技术课程设计指导机械工业出版社 计算各工序加工余量 （ 1）加工基本尺寸为 85mm，公差为 0.1mm，其公差等级为 IT10，确定其加工方案为：粗车 -半精车 -精车 （ 2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，取尺寸公差为 12，加工余量为 G级其加工余量等级为 CT10级，毛坯外圆的加工总余量由上面计算结果可知为 Z总=5.8mm 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 12 粗车： Z粗=1.2mm 半精车： Z半精=1.8mm 精车： Z精=2.5mm （ 3）计算各工序的基本尺寸，精车后工序基本尺寸为 85，其他各工序基本尺寸依次为： 半精车： 85+1.2= 86.2mm 粗车： 86.2+1.8= 88mm 毛坯： 88+2.8= 90.8mm （ 4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。 精车 IT8, 公差值为 0.054mm 半精车 IT10，公差值为 0.140mm 粗车 IT12，公差值为 0.350mm 按工序入体原则： 精车： 85 05.015.0mm 半精车： 86.2 140.00mm 粗车： 88 350.00mm 毛坯： 90.8 3mm 计算结果列表如下表： 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精车 1.2mm 85mm 0.054mm 8505.015.0 mm 半精车 1.8mm 86.2mm 0.140mm 86.2140.00 mm 粗车 2.5mm 88mm 0.350mm 88350.00 mm 毛坯 5.5mm 90.8mm 6mm 90.8 3mm （ 1）加工基本尺寸为 85mm，公差为无要求，其公差等级为无要求，确定其加工方案为：粗车 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 13 （ 2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，取尺寸公差为 12，加工余 量为 G级其加工余量等级为 CT10级，毛坯外圆的加工总余量由上面计算结果可知为 Z总=2.9mm 粗车： Z粗=2.9mm （ 3）计算各工序的基本尺寸，精车后工序基本尺寸为 85，其他各工序基本尺寸依次为： 毛坯： 88+2.8=87.9mm （ 4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。 粗车 IT12，公差值为 0.350mm 按工序入体原则： 粗车： 85 350.00mm 毛坯： 87.9 1.5mm 计算结果列表如下表： 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 粗车 2.9mm 85mm 0.350mm 85350.00 mm 毛坯 2.9mm 87.9mm 3mm 89.7 1.5mm （ 1）加工基本尺寸为 85mm，公差为 0.1mm，其公差等级为 IT10，确定其加工方案为：粗车 -半精车 -精车 （ 2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，取尺寸公差为 12，加工余量为 G级其加工余量等级为 CT10级，毛坯外圆的加工总余量由上面计算结果可知为 Z总=5.8mm 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 14 粗车： Z粗=0.6mm 半精车： Z半精=1mm 精车： Z精=1.3mm （ 3）计算各工序的基本尺寸，精车后工序基本尺寸为 85，其他各工序基本尺寸依次为： 半精车： 85+0.6=85.6mm 粗车： 85.6+1= 86.6mm 毛坯： 86.6+1.3=87.9mm （ 4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。 精车 IT8, 公差值为 0.054mm 半精车 IT10，公差值为 0.140mm 粗车 IT12，公差值为 0.350mm 按工序入体原则： 精车： 85 054.00mm 半精车： 85.6 140.00mm 粗车： 86.6 350.00mm 毛坯： 87.9 1.5mm 计算结果列表如下表： 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精车 0.6mm 85mm 0.054mm 85054.00 mm 半精车 1mm 85.5mm 0.140mm 85.6140.00 mm 粗车 1.3mm 86.6mm 0.350mm 86.6350.00 mm 毛坯 2.9mm 87.9mm 3mm 87.9 1.5mm （ 1）加工基本尺寸为 55mm，公差为无要求，其公差等级为无要求，确定其加工方 案为：粗车 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 15 （ 2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，取尺寸公差为 12，加工余量为 G级其加工余量等级为 CT10级，毛坯外圆的加工总余量由上面计算结果可知为 Z总=4.2mm 粗车： Z粗=4.2mm （ 3）计算各工序的基本尺寸，精车后工序基本尺寸为 55，其他各工序基本尺寸依次为： 毛坯： 55-4.2=50.8mm （ 4）确定各 工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。 粗车 IT12，公差值为 0.350mm 按工序入体原则： 粗车： 55 350.00mm 毛坯： 50.8 2.6mm 计算结果列表如下表： 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 粗车 4.2mm 55mm 0.350mm 55350.00 mm 毛坯 4.2mm 50.2mm 5.8mm 50.8 2.9mm （ 1）加工基本尺寸为 35mm，公差为无要求，其公差等级为无要求，确定其加工方案为：粗铣 （ 2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，取尺寸公差为 12，加工余量为 G级其加工余量等级为 CT10级，毛坯外圆的加工总余量由上面计算结果可知为 Z总=3.5mm 粗铣： Z粗=3.5mm （ 3）计算各工序的基本尺寸，精铣后工序基本尺寸为 35，其他各工序基本尺寸东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 16 依次为： 毛坯： 35-3.5=31.5mm （ 4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。 粗铣 IT12，公差值为 0.250mm 按工序入体原则： 粗车： 35 250.00mm 毛坯： 31.5 2.5mm 计算结果列表如下表： 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 粗铣 3.5mm 35mm 0.250mm 55250.00 mm 毛坯 3.5mm 31.5mm 5mm 50.8 2.5mm （ 1）加工基本尺寸为 65mm，公差为 0.021mm，其公差等级 为 IT7，确定其加工方案为：粗鏜 -半精鏜 -精鏜 （ 2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，取尺寸公差为 12，加工余量为 G级其加工余量等级为 CT10级，毛坯外圆的加工总余量由上面计算结果可知为 Z总=5.8mm 粗鏜： Z粗=0.5mm 半精鏜： Z半精=1.5mm 精鏜： Z精=3.8mm （ 3）计算各工序的基本尺寸，精鏜后工序基本尺寸为 65，其他各工序基本尺寸依次为： 半精鏜： 65+0.5= 64.5mm 粗车： 64.5-1.5= 63mm 毛坯： 63-3.8= 59.2mm 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 17 （ 4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。 精车 IT7, 公差值为 0.021mm 半精车 IT9，公差值为 0.074mm 粗车 IT11，公差值为 0.190mm 按工序入体原则： 精鏜： 65 021.00mm 半精鏜： 64.5 074.00mm 粗鏜： 63 190.00mm 毛坯： 59.2 3mm 计算结果列表如下表： 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精鏜 0.5mm 65mm 0.021mm 65021.00 mm 半精鏜 1.5mm 64.5mm 0.074mm 64.5074.00 mm 粗鏜 3.8mm 63mm 0.190mm 63190.00 mm 毛坯 5.8 mm 59.2mm 6mm 59.2 3mm 3 4 加工设备刀具量具及切削用量的计算和确定 加工设备的选择主要从加工经济并保持精度的方面来保正零件的要求，刀具的选择是用于切削的工具，根据加工工艺的种类和加工的部位及材料的类型来选定，量具的选择主要是在加工后进行抽检 ，以保证加工后零件的尺寸精度。 切削用量的计算主要是计算出每道工序的加工所用的进给时间和切削速度。 3.4.1 加工设备刀具及量具的选择 正确选择机床、刀具和量具是一件很重要的工作，他不但影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。 （ 1）粗车、半精车、精车 85外圆 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 18 加工设备：车床 夹具：专用夹具 型号： CM6125 量具：游标卡尺 刀具：车刀 （ 2）粗车顶面 加工设备：车床 夹具：三爪卡盘 型号： CM6125 量具：游标卡尺 刀具：车刀 （ 3）粗车、半精车、精车底面 加工设备：卧式车床 夹具：三爪卡盘 型号： CM6125 量具：游标卡尺 刀具：车刀 （ 4）钻、攻 6螺纹孔 加工设备：立式钻床 夹具：专用夹具 型号： Z535 刀具： M6丝锥、 5麻花钻 量具：无 （ 5）钻、扩、铰 20底面孔 加工设备：立式钻床 夹 具：专用夹具 型号： Z535 量具：内径千分尺 刀具： 19麻花钻， 19.7直柄扩孔钻， 20直柄机用铰刀 （ 6）铣十字头 加工设备：卧式铣床 夹具：三爪卡盘 型号： X62W 量具：游标卡尺 刀具： 硬质合金铣刀 （ 7）粗鏜、半精镗、精鏜 65内孔 加工设备：卧室鏜床 夹具：三爪卡盘 型号： T618 量具：内径千分尺 刀具： 开 式自锁夹紧镗刀 （ 8）钻、扩、铰 20内孔 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 19 加工设备：立式钻床 夹具：专用夹具 型号： Z535 量具：内径千分尺 （ 9）车挖 24 内环 加工设备：卧式车床 夹具：专用夹具 型号： CM6125 刀具：车刀 量具：内径千分尺 （ 10）粗车 55内孔 加工设备：卧式车床 夹具：三爪卡盘 型号： CM6125 刀具：车刀 量具：游标卡尺 （ 11）车内圆环 加工设备：卧式车床 夹具：三爪卡盘 型号： CM6125 刀具：车刀 量具：游标卡尺 3.4.2 切削用量的计算和确定 选择切削用量主要应根据工件的材料、精度要求以及刀具的材料、机床的功率和刚度等情况，在保证工序质量的前提下，充分利用刀具的切削性能和机床的功率、转矩等特性，获得较高的生产效率和低加工成本。 （ 1）确定 85 外圆的切削用量 粗车余量为 2.5mm，查表知进给量为（ 0.7 1mm/r） ，取本次车削进给量为0.8mm/r，查表知切削速度为 45 65m/min，取本次车削速度为 50m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=50000 85 =187.3r/min，查表取转速 n=180r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=48m/min。 一刀可切削完成。 半精车余量为 1.8mm，查表知进给量为（ 0.35 0.65mm/r），取本次车削进给量为 0.5mm/r，查表知切削速度为 70 90m/min，取本次车削速度为 80m/min。 由公式： 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 20 n=dv 1000可求出主轴转速 n=80000 85 =313r/min，查表取转速 n=300r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=80m/min。 一刀可切削完成。 精车余量为 1.2mm，查表知进给量为（ 0.1 0.3mm/r），取本次车削进给量为 0.1mm/r，查表知切削速度为 90 110m/min，取本次车削速度为 100m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=100000 85 =374r/min，查表取转速 n=370r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=100m/min。 需要用两刀完成切削。 （ 2）确定 85 顶面的切削用量 粗车余量为 2.9mm，查表知进给量为（ 0.7 1mm/r），取本次车削进给量为0.8mm/r，查表知切削速度为 45 65m/min，取本次车削速度为 50m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=50000 85 =187.3r/min，查表取转速 n=180r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=48m/min。 一刀可切削完成。 （ 3）确定 85 底面的切削用量 粗车余量为 1.3mm，查表知进给量为（ 0.7 1mm/r），取本次车削进给量为0.8mm/r，查表知切削速度为 45 65m/min，取本次车削速度为 50m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=50000 85 =187.3r/min，查表取转速 n=180r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=48m/min。 一刀可切削完成。 半精车余量为 1mm，查表知进给量为（ 0.35 0.65mm/r），取本次车削进给量为 0.5mm/r，查表知切削速度为 70 90m/min， 取本次车削速度为 80m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=80000 85 =313r/min，查表取转东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 21 速 n=300r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=80m/min。 一刀可切削完成。 精车余量为 0.6mm，查表知进给量为（ 0.1 0.3mm/r），取本次车削进给量为 0.1mm/r，查表知切削速度为 90 110m/min，取本次车削速度为 100m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=100000 85 =374r/min，查 表取转速 n=370r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=100m/min。 需要用一刀完成切削。 （ 4）攻转 4 M6螺纹孔的切削用量 钻 5孔查表可知 v=16 24m/min 去 v=16m/min， f=0.07 0.12mm/r 取 f=0.1mm/r 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=1019r/min 查钻床转速表得n=960r/min 则 v=16m/min 攻螺纹孔查表可知 f=0.75mm/r， v=1.2m/min 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=1.2/3.14 6=66r/min v=n d/1000=1.2m/min （ 5）确定 55 内孔的切削用量 粗车余量为 4.2mm，查表知进给量为（ 0.7 1mm/r），取本次车削进给量为0.8mm/r，查表知切削速度为 45 65m/min，取本次车削速度为 60m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=60000 55 =347r/min，查表取转速 n=350r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=60.4m/min。 一刀可切削完成。 （ 6）确定 65 内圆的切削用量 粗鏜余量为 3.8mm，查表知进给量为（ 0.3 1mm/r），取本次车削进给量为0.5mm/r，查表知切削速度为 40 80m/min，取本次车削速度为 70m/min。 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 22 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=700000 65 =343r/min，查表取转速 n=350r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=71.4m/min。 一刀可切削完成。 半精鏜余量为 1.5mm，查表知进给量为（ 0.2 0.8mm/r），取本次车削进给量为 0.5mm/r，查表知 切削速度为 60 100m/min，取本次车削速度为 80m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=80000 65 =391r/min，查表取转速 n=400r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=81.6m/min。 一刀可切削完成。 精车余量为 0.5mm，查表知进给量为（ 0.15 0.5mm/r），取本次车削进给量为 0.2mm/r，查表知切削速度为 50 80m/min，取本次车削速度为 70m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=70000 65 =343r/min，查表取转速 n=350r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=71.4m/min。 需要用一刀完成切削。 （ 7）确定 35 十字头的切削用量 粗铣余量为 3.5mm，查表知进给量为 0.05mm/Z，查表知切削速度为 65.3m/min 一刀可切削完成。 （ 8）钻、扩、铰 20孔 钻 19内孔，查表可知其切削速度为 v=20mm/min，进给量为 0.32mm/r。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=325r/min 取 n=272r/min v=n d/1000=17.1m/min 扩孔 19.7，查表可知，其进给量为（ 0.9 1.1）取本次进给量为 1mm/r，查表 v=7.91m/min 由公式： 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 23 n=dv 1000=7910/（ 3.14 20） =125.9r/min 实际速度为： nd /1000=7.9m/min。 铰 20孔 铰孔余量为 0.3mm，查表知进给量为（ 0.8 1.5mm/r），取本次车削进给量为 1mm/r，查表知切削速度为 2 6m/min，取本次车削速度为 5m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=5000 20 =79.6r/min，查表取转速 n=80r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=5.02m/min。 一刀可切削完成。 （ 9）车挖 24 内环 车挖环单边余量为 2mm，查表知进给量为（ 0.7 1mm/r），取本次车削进给量为 1mm/r，查表知切削速度为 60 75m/min，取本次车削速度为 70m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=70000 24 =928.8r/min，查表取转速 n=900r/min，则实际切削速度 为 v=nd /1000=56.5m/min。 一刀可切削完成。 （ 10）钻、扩、铰 20孔 钻 19内孔，查表可知其切削速度为 20mm/min，进给量为 0.32mm/r。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=325r/min 取 n=272r/min v=17.1m/min 扩孔 19.7，查表可知，其进给量为（ 0.9 1.1）取本次进给量为 1mm/r，查表 v=7.91m/min 由公式： n=dv 1000=7910/（ 3.14 20） =125.9r/min 实际速度为： nd /1000=7.9m/min。 铰 20孔 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 24 铰孔余量为 0.3mm，查表知进给量为（ 0.8 1.5mm/r），取本次车削进给量为 1mm/r，查表知切削速度为 2 6m/min，取本次车削速度为 5m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=5000 20 =79.6r/min，查表取转速 n=80r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=5.02m/min。 一刀可切削完成。 （ 11）确定内圆环的切削用量 粗车余量为 7.5mm，查表知进给量为（ 0.7 1mm/r），取本次车削进给量为0.8mm/r，查表知切削速度为 45 65m/min，取本次车削速度为 50m/min。 由公式： n=dv 1000可求出主轴转速 n=500000 55 =289r/min，查表取转速 n=300r/min，则实际切削速度为 v=nd /1000=51.8m/min。 一刀可切削完成。 上述为每道工序的切削用量的确定和计算。 3.4.3 切削时间额定的确定 时间额定是指在一定的生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。 时间额定一般由基本时间 ti加辅助时间 tf+布置工作时间 tb加休息生理时间 tx和准备与终结时间 tz （ 1） 85外圆基本时间的确定 粗车外圆 85 根据车床基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 5.215.2 =5 取 42 l L=85+5.8=90.8 ti= ifn lllL 21 =（ 85+90.8+5+4） /0.8 180 1.28min=77s 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 25 粗车 85外圆辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=11.55s tb+tx=6%（ ti+ tf） =5.3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=11.55+5.3+77=93.85s 半精车外圆 85 根据车床基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 4.216.1 =4 取 42 l L=85+3=88 ti= ifn lllL 21 =（ 85+88+4+4） /0.5 300 1.2min=72s 半精车 85外圆辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=10.8s tb+tx=6%（ ti+ tf） =4.9s tdj= ti+ tf+ tb+tx=72+10.8+4.9=87.7s 精车外圆 85 根据车床基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 8.212.1 =4 取 42 l L=85+1.2=86.2 ti= ifn lllL 21 =（ 85+86.2+4+4） /0.2 370 4.8min=288s 精车 85外圆辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 26 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=43.2s tb+tx=6%（ ti+ tf） =19.8s tdj= ti+ tf+ tb+tx=19.8+43.2+288=351s （ 2）粗车顶面的基本时间额定 根据车床基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 5.215.2 =5 取 42 l L=（ 85+2.9） /2=44 ti= ifn lllL 21 =（ 44+42.5+5+4） /0.8 180 0.665min=33s 粗车 85顶面辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=4.9s tb+tx=6%（ ti+ tf） =2.3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.9+2.3+33=40.2s （ 3）精车 85 底面基本时间的确定 粗车底面 根据车床基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 7.213.1 =4 取 42 l L=85+2.9=87.9 ti= ifn lllL 21 =（ 44+42.5+2.5+4） /0.8 180 0.6min=33s 粗车 85底面辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 27 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=4.9s tb+tx=6%（ ti+ tf） =2.3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.9+2.3+33=40.2s 半精车底面 根据车床基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 311=4 取 42 l L=85+1.6=86.6 ti= ifn lllL 21 =（ 42.5+44+4+4） /0.5 300 0.62min=31s 半精车车 85底面辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=4.5s tb+tx=6%（ ti+ tf） =2.1s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.5+2.1+31=37.6s 精车外圆 85 根据车床基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 4.216.0 =3 取 42 l L=85+0.6=85.6 ti= ifn lllL 21 =（ 42.75+42.54+4） /0.2 370 1.26min=75s 精车 85底面辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 28 tf=0.15ti=11.25s tb+tx=6%（ ti+ tf） =5.2s tdj= ti+ tf+ tb+tx=75+11.25+5.2=91.45s （ 4）钻攻 4 M6螺纹孔的基本时间额定 钻 5螺纹孔 根据钻床基本时间计算公式 ti=fn lll 21 ，已知 . ） 21(c o t21 krDl 412 l ； 取 ） 21(c o t21 krDl= 2.313325 取 8.22 l L=3.2+2.8+10=16 ti=fn lll 21 =1.014016=1.14 66s 钻 5孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=9.9s tb+tx=6%（ ti+ tf） =4.5s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.5+9.9+66=80.4s 攻 M6螺纹孔 ti=（fn lll 21 +021fn lll ） 已知 p31(1 ）l p32(2 ）l （ P为螺距） 已知螺距查表为 0.75mm， n=65r/min， n0=62r/min ti=（fn lll 21 +021fn lll ） 4 = 6075.0 2286575.0 2284160s 攻 M6螺纹孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=24s tb+tx=6%（ ti+ tf） =11s 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 29 tdj= ti+ tf+ tb+tx=24+11+160=195s （ 5）车挖 24 内环基本时间的确定 根据车床基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 312=5 取 42 l L=24 ti= ifn lllL 21 =（ 20+24+9） /0.8 180 0.368min=22s 因为要挖两边，所以 ti=44s 车挖 24内环辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=6.6s tb+tx=6%（ ti+ tf） =3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=3+6.6+44=53.6s （ 6）钻扩铰 20内控基本时间额定的确定 钻 19内孔 根据转床基本时间计算公式 ti= ifn lll 21 ，已知 1l =krDcot2+（ 1 2） 412 l ； 取 1l =60cot220 15 取 22 l ti=fn lll 21 =（ 40+15+2） /272 32.0 0.735min=39.2s 钻 19内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 30 tf=0.15ti=5.8s tb+tx=6%（ ti+ tf） =2.7s tdj= ti+ tf+ tb+tx=5.8+39.2+2.7=47.7s 扩 20内孔 根据扩孔基本时间计算公式 ti=fn lll 21 ，已知 1l =krdD cot2 1 +（ 1 2） 422 l ； 取 1l = 212 19-97.1 （） =2 取 32 l ； ti=fn lll 21 =（ 40+2+3） /71 1 0.63min=33.8s 扩 19.7内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=5.1 tb+tx=6%（ ti+ tf） =2.3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=2.3+38.9=41.2s 铰 20内孔 根据绞孔基本时间计算公式 ti=fn lll 21 ，查表已知 1l =0.3 452 l ； ti=fn lll 21 =（ 40+45+0.3/80 1.06min=63.7s 铰 20内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=9.5s tb+tx=6%（ ti+ tf） =4.4s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.4+73.2=77.6s 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 31 （ 7）铣十 字头 根据铣孔基本时间计算公式 ti=mzflll 21 ，已知 1l = ee a-da（ +（ 1 3） 522 l ； 取 1l = 21)5.35(5.3 （ ） =4 取 42 l ； ti1 = fn lll 21 =（ 4+4+25 2 ） /85 0.683 min=41s ti2 = fn lll 21 =（ 4+4+25 2 ） /105 0.552min=33s 钻钻 19内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=11.2s tb+tx=6%（ ti+ tf） =5.2s tdj= ti+ tf+ tb+tx=5.2+75+11.2=91.4s （ 8）精鏜 65 内孔 粗鏜 65内孔 根据镗孔基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 2.218.3 =6 取 42 l L=59.2+3.8=63 ti= ifn lllL 21 =（ 61.2+10+6+4） /0.5 350 0.464min=27.8s 粗鏜 65内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=4.2s tb+tx=6%（ ti+ tf） =2s tdj= ti+ tf+ tb+tx=2+32=34s 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 32 半精镗孔 65 根据镗孔基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 5.215.1 =4 取 42 l L=63+1.5=64.5 ti= ifn lllL 21 =（ 64.5+10+4+4） /0.5 400 0.412min=24.8s 半精鏜 65内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=3.7s tb+tx=6%（ ti+ tf） =1.7s tdj= ti+ tf+ tb+tx=28.5+1.7=30.2s 精镗孔 65 根据镗孔基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 5.215.0 =3 取 42 l L=64.5+0.5=65 ti= ifn lllL 21 =（ 65+10+3+4） /0.2 350 1.17=70.2s 钻钻 19内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=10.5s tb+tx=6%（ ti+ tf） =4.8s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.8+80.7=85.5s 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 33 （ 9）钻孔 20 底面孔 钻 19内孔 根据转床基本时间计算公式 ti= ifn lll 21 ，已知 1l =krDcot2+（ 1 2） 412 l ； 取 1l =60cot220 15 取 22 l ti=fn lll 21 =（ 20+15+2） /272 32.0 0.366 min=22s 钻 19内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=3.5s tb+tx=6%（ ti+ tf） =1.5s tdj= ti+ tf+ tb+tx=3.5+1.5+22=27s 扩 20内孔 根据扩孔基本时间计算公式 ti=fn lll 21 ，已知 1l =krdD cot2 1 +（ 1 2） 422 l ； 取 1l = 212 19-97.1 （） =2 取 32 l ； ti=fn lll 21 =（ 20+2+3） /71 1 0.26min=16s 扩 19.7内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=2.5s tb+tx=6%（ ti+ tf） =1.1s tdj= ti+ tf+ tb+tx=1.1+2.5+16=19.6s 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 34 铰 20内孔 根据绞孔基本 时间计算公式 ti=fn lll 21 ，查表已知 1l =0.3 452 l ； ti=fn lll 21 =（ 20+45+0.3/80 0.754min=48.7s 铰 20孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=7.8s tb+tx=6%（ ti+ tf） =3.4s tdj= ti+ tf+ tb+tx=7.8+3.4+48.7=59.9s （ 10）粗车 55内孔 根据车孔基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 532 l ； 取 1l = 8.212.4 =7 取 42 l L=55+4.2=59.2 ti= ifn lllL 21 =（ 59.2+10+7+4） /0.5 350 0.458min=27.5s 粗车 55内孔辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=4.4s tb+tx=6%（ ti+ tf） =1.9s tdj= ti+ tf+ tb+tx=1.9+4.4+27.5=33.8s （ 11）车内环 根据车孔基本时间计算公式 ti= ifn lllL 21 ，已知 1l =krpatan +（ 2 3） 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制 35 532 l ； 取 1l = 4130=34 取 42 l L=65 ti= ifn lllL 21 =（ 65+10+34+4） /0.5 350 0.668=40.1s 车底面孔后内环辅助时间 tf=0.15ti，其他时间 tb+tx=6%（ ti+ tf）， 单件时间为 tdj= ti+ tf+ tb+tx tf=0.15ti=6.4s tb+tx=6%（ ti+ tf） =2.8s tdj= ti+ tf+ tb+tx=6.4+2.8+40.1=49.3s 3. 5 工序卡片的编制 工艺路线拟定之后，就要确定各工序的具体内容，其中包括工序余量 、工序尺寸及公差的确定；工艺装备的选择；切削用量、时间额定的计算等等。在此基础上，设计人员还需将上述零件工艺规程设计的结果以图表、卡片、和文字材料统称为工艺文件。 东华理工长江学院毕业设计 夹具设计 35 4、夹具设计 夹具是在机械加工中必不可少的工装，它不仅可以减少工人的劳动强度，节省时间，还可提高工作效率，并保证加工精度。 4. 1 夹具的概要 在夹具的设计中最主要要解决的问题是定位基准的选择及夹紧装置的设计问题。 在夹具的设计中要考虑到机床夹具的作用，然后考虑夹具设计中的定位基准的选择及夹紧装置设计 问题，使设计出来的夹具可以达到要求。 1.机床夹具的功用 （ 1）稳定保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，是一批工件的加工精度趋于一致。 （ 2）减少辅助工时，提高生产率 使用夹具装夹工件时不需要划线找正，可显著的减少辅助工时，方便快捷；可提高工件的刚性，使用较大的切削用量；可实现多件、多工位同时装夹，可采用高效夹紧机构，提高劳动生产率。 4. 2夹具定位要求的分析 （一）定位基准的选择 底面对 孔的中心线有一定的垂直度公差要求，因此应以底面为主要的定位基准。由于铸造件的公差要求较大，利用小头孔的外圆表面作为辅助基准，为了提高加工效率，现决定采用麻花钻加工出 8mm 的通孔。 （二）夹紧装置的设计要求 夹紧装置时夹具的重要组成部分，合理设计夹紧装置有利于保证工件的加工质量，提高生产率和减轻工人的劳动强度，因此对夹紧装置做了如下要求： （ 1）工件在夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所获得的正确位置； （ 2）夹紧力的方向应可靠、适当。也就是保证工件在加工过程中不产生移动或震动，同时又必须 使工件不产生不适当的变形和表面损伤； （ 3）夹紧动作要准确迅速，以便提高生产效率； （ 4）操作简便，省力，安全，以改善工人的劳动条件，减轻劳动强度； 东华理工长江学院毕业设计 夹具设计 36 （ 5）结构简单，易于制作。 定位方式的选择 本次设计的是十字头底面 20孔的夹具的设计，对其定位要求分析如下： 如上图，要加工 20的底面孔首先要限制其 X 方向的移动， Y 方向的移动， X 方向的转动及 Y方向的转动。 通过分析可知要保证该道工序的精度要求，其在 X和 Y方向的移动及转动都必须限制，在此选用 短 V 形块加 3个圆柱销定位的方法可限制 X,Y， Z 的移动和 X， Y的转动。定位大致如下图所示： 东华理工长江学院毕业设计 夹具设计 37 按上述定位方案可保证没有过定位及欠定位问题出现。 4. 3夹具的加紧装置的设计 在加工过程中工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用，为了保证在这些歪理作用下，工件仍能保持定位的正确位置而不发生改变或位移，一般在夹具结构中都必须有一定的夹紧力，把工件压紧在定位原件上。 （ 1）动力装置 动力装置是指产生夹紧力的的装置。 （ 2）夹紧原件 夹紧原件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触而完成夹紧工作。 （ 3）中间传动机构 中间传动机构是介于力源和夹紧原件之间的传力机构，它将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件。 4. 3. 1 确定夹紧力的基本原则 确定夹紧力既要确定力的大小又要确定其方向和作用点。 （ 1） 夹紧力的作用点 夹紧力的作用点是指夹紧时，夹紧元件与工件表面的接触位置。它们对工件夹紧的稳定性和变形有很大的影响。 夹紧里的作用点应该落在支撑元件或几个支撑原件所形成的平面东华理工长江学院毕业设计 夹具设计 38 内，以保证定位确定工件位置不被破坏。 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这对刚性差的工件尤为重要。 夹紧力的作用点应该尽可能靠近加工面，这样可以增加夹紧力的可靠性，以防止工件振动。 （ 2） 夹紧力的方向 夹紧力的方向与定位基准所处的位置以及工件所受力的作用方向有关。 夹紧力的作用方向应该垂直于工件的主要定位基准，以保证加工精度。 夹紧力的方向应有利于减少所需夹紧力的大小。 （ 3）夹紧力的大小 夹紧力的大小对工件的装夹可靠性，工件和夹具的变形，夹紧装置的复杂程度等都有很大的影响 计算夹紧力通常将夹具 和工件堪称一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力后处于静力平衡条件下计算出理论夹紧力 F 再 乘以安全系数 K作为实际夹紧力 F 即 ： F =K F 考虑到切削力的变化和工艺系统变形等原因一半在粗加工时 K取 2.5 3；精加工时 K=1.5 2.加工过程中切削力的作用点方向及大小可能都在变化，估算夹紧力时应按最不利因素考虑。 本次加工主要以工件外圆使用 V形块定位夹紧力，夹紧力的方向垂直于基准面，作用点为靠上的外圆面，具体夹紧力的大小计算方式如下表所示： 夹紧形式 夹紧简图 夹紧力计算公式及注 备 东华理工长江学院毕业设计 夹具设计 39 工件以外圆定位 工件承受切削扭矩及轴向力 防止工件转动 FJ=RfaRfaKM21 2sin2sin 防止工件移动 FJ=43 2sin2sinfafaKF 式中 f 为工件与压板之间的圆周方向摩擦系数 f 为工件与 V形块之间的圆周方向摩擦系数 f 为工件与压板之间的轴向摩擦系数 f 为工件与 V形块之间的轴向摩擦系数 （ 4）夹紧装置的设计 夹紧装置的组成：主要由动力装置，夹紧元件 ，中间传力机构三部分组成。 夹紧装置的基本要求：夹紧时不破坏工件在夹具中占有的位置，夹紧力要适合，既要保证工件在加工过程的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生变形，夹紧机构操作安全可靠，据有良好的自锁性能等。 4. 3. 2 夹具的定位分析 本夹具的主要的定位元件是 V 型块、支撑钉。由于 V 型块是主要的定位元件，下面主要从 V 型块进行定位误差分析。 确定零件和 V 型块之间的配合方式，由于起接触点会随夹紧力的变化而变化、零件表面的表面粗糙度的要求，使得配合不可过紧。总之，定位误差产生的原因是： 1） 定位基准和 设计基准不重合产生的定位误差； 2） 定位副制造不准确产生的基准位移误差。 定位误差的计算公式是 东华理工长江学院毕业设计 夹具设计 40 jwjbdw 根据 机械制造技术基础 12s in12 djw 式中： d 设计基准误差； 是 V 型块的角 031.01290s in120039.0 jw 由于此时设计基准与定位基准重合，故 0jb mmjwjbdw 031.00031.0 4. 3. 3 夹具的装配 夹具的零件通过设计确定为： V型 块 1 个、垫板 1个、十字槽盘头螺钉 1个、衬套 1个、支撑钉 3个、可换钻套 1个、固定手柄压紧螺钉 1个，内六角圆柱头螺栓 8个、传力机构 1个、定位销 4个、钻模版 1块、夹具体 1个。 装配后三维图如下图： 东华理工长江学院毕业设计 夹具设计 41 上面为十字头专用夹具的准配图。 结论 机械加工工艺及夹具设计随着科技的发展都使计算机技术、数控技术、控制论及系统工程与制造技术的结合为制造系统，形成现代制造工程学。现代加工都为集成化的系统加工，这虽减轻课工人的劳动强度，但同时对工人的知识水平要求较高。这需要我们全方位的认识现代科技知识。因此，在以后的学习中 需要我们全方位的学习其各个相关领域的知识，不能只注重一点。为将来的人才战略提出了新的要求。 致谢 在这首先感谢老师对我的细心指导，在我有问题的时候可以帮我认真的解答，使我在毕业设计中知道了很多以前在上课时没有接触到的东西，使我在这次的毕业设计中受益匪浅。同时也感谢学校给了我这个实践的机会，让我能够融汇这些知识。 东华理工长江学院毕业设计 夹具设计 42 参考文献 【 1】皱青主编 .机械制造技术基础课程设计指导教程 .北京：机械工业出版社， 2006 【 2】扬叔子主编 .机械加工工艺师手册 .北京：机械工业出版社， 2001 【 3】李洪主编 .机械加工工艺手册 .北京：北京出版社， 1990 【 4】孟少农主编 .机械加工工艺手册第一卷 .北京：机械工业出版社， 1991 【 5】东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编 .机床夹具设计手册（第二版） .上海：上海科学技术出版社， 1990 【 6】吴拓，方琼珊主编 .机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 .北京：机械工业出版社， 2005 【 7】赵如福主编 .金属机械加工工艺人员手册 .上海：上海科学技术出版社， 1990 【 8】徐圣群主编 .简明机械加工工艺手册 .上海：上海科学技术出版社， 1991 【 9】大连理工大学 王小华主编 .机床夹具图册 .北京：机械工业出版社， 1991 【 10】上海机械专科学校 孟宪栋，哈尔滨机电专科学校 刘彤安 主编 .机床夹具图册 .北京：机械工业出版社， 1992 【 11】江南大学 郑修本，上海机械专科学校 冯冠大 主编 .机械制造工艺学 .北京：机械工业出版社， 1992 【 12】湘潭机电科学校 刘友才，江南大学 肖继德 主编 .机床夹具设计 .北京：机械工业出版社， 1992 东华理工长江学院毕业设计 参考文献 44 【 13】阎光明 侯忠滨 张云鹏 主编 .现代制造工艺基础 .西安：西北工业大学出版社， 2007 【 14】吴宗泽 主编 .机械零件设计手册 .北京：机械工业出版社， 2003 【 15】金属切削原理与刀具课本 【 16】张青主编 .机械制造技术基础课程设计指导指导教程 .北京：北京大学出版社， 2009 【 17】 Machine tool Metalworking John L.Feirer,1973 【 18】 Handbook of Machine tools Manfred weck,1984 【 19】 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A hybrid genetic algorithm for the resource-constrain-ed project scheduling problemJ. European Journal of Operational Research,2007 附录一 文献综述 专业：机械 制造及自动化 学生：吴少敏 指导老师：贺核平 摘要 ：此次设计是十字头零件的加工工艺和夹具设计，其毛坯为铸造，具有体积小，零件复杂的特点，其中有几道工序夹具都采用专用夹具。机械的加工