内燃机缸体零件加工工艺规程及孔的工装夹具的设计

*****本科毕业设计（论文）内燃机缸体零件加工工艺规程及孔的工装夹具的设计学生姓名：学生学号：院（系）：机械工程学院年级专业：2009级机械设计制造及其自动化指导教师：助理指导教师：二〇一三年六月摘要毕业设计是每个大学生毕业前夕的前奏，是对所学知识的考核。通过整个大学对机械制图、机械设计、机械制造、工艺学等课程的学习，我们能够独自进行专业方向的设计。综合运用所学专业，把整个大学所学的知识融合贯通起来。既检验了自己所学的知识，又查漏补缺了自己所欠缺的方面。我这次设计的题目是内燃机缸体零件加工工艺规程及孔的工装夹具的设计。有夹具零件图、夹具体图各两张，机械加工工艺过程卡片一张。首先我们要熟悉内燃机缸体零件，根据零件的的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定内燃机缸体的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。关键词内燃机缸体，夹具的设计，夹紧和定位ABSTRACTGraduationdesignisapreludetoeachstudentsbeforegraduation,istheknowledge.Throughtheentireuniversitytothemechanicaldrawing,mechanicaldesign,machinerymanufacturing,technologyandothercoursesofstudy,wecanindependentlydesignprofessionaldirection.Comprehensiveuseofthespecialty,tolearnthewholeuniversityknowledgefusionthrough.Cantesttheirknowledge,andtheleakfilledhisaspects.Thisdesignisthesubjectofdesignofinternalcombustionenginecylinderpartsprocessingproceduresandholefixture.Afixtureparts,fixturedrawingofthetwo,machiningprocesscard.Firstwemustbefamiliarwiththeinternalcombustionenginecylinderparts,accordingtothenatureoftheendpartsandcomponentsmaptodeterminetheroughnessofthesizeandmechanicaljiagongyuliang.Accordingtoanotherlocationandthenwesetthebenchmarkfinefirstbase,establishedafterthebenchmarkcrude,finalizingtheinternalcombustionenginecylinderblockoftheroadmap,theenactmentoftheworkpiececlampingprogramme,todrawfixtureassembly.KeywordsInternalcombustionenginecylinderblock,Thejigdesign,Clampingandpositioning目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 IABSTRACT II1绪论 12缸体的工艺分析及工艺的计算 22.1零件的结构特点 22.2工艺规程设计 22.2.1确定零件生产类型 22.2.2确定零件毛坯的种类和制造方法 22.2.3工艺方案的制定原则分析 22.2.4组合机床工艺过程确定的原则 32.2.5定位基准的选择 42.2.6工艺路线的分析 52.2.7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.2.8切削用量和时间定额的确定 73铣左右侧面夹具设计 363.1设计任务分析 363.2定位基准的选择 363.3夹紧元件的设计 373.3.1夹紧装置的组成和基本要求 373.4.2铣削力计算 383.4.3夹紧力计算 383.5定向键与对刀装置设计 393.6夹具操作的简要说明 413.7夹具的公差 413.7.1制订夹具公差的基本原则和方法 413.7.2与加工要求没有直接关系的加具尺寸公差的制订 414镗床夹具设计 424.1结构分析 424.2夹具的结构类型 424.3夹紧力大小的确定原则 434.4定位销尺寸确定与高度计算 454.4.1定位销尺寸的确定 454.4.2定位销高度的计算 47参考文献 49致谢 501绪论夹具结构设计在加深我们对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。本次所选笔记内容主要包括：工艺路线的确定，夹具方案的优选，各种图纸的绘制，设计说明书的编写等。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。他直接关系到产品的质量、生产率及其将产品的经济效益，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，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。利用更好的夹具可以保证加工质量，机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件是加工面与定位面以及被加工表面相互之间的位置精度。提高生产率，降低成本，使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多工位加工。扩大机床工艺范围，在机床上使用家具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。减轻工人劳动强度，保证生产安全。为了让夹具具有更好的发展，夹具行业应加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进的创新和发展夹具技术。2缸体的工艺分析及工艺的计算2.1零件的结构特点本缸体体零件有如下结构特点：（1）外形基本是由六个平面组成的封闭式多面体。（2）结构形状比较复杂，内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均；（3）曲轴装配孔、凸轮轴孔、缸套孔的形状、位置精度要求较高。（4）箱体上的加工面，主要是大量的平面（5）机体底面是主要安装基面，其余各面的表面粗糙度要求均比底面高。（6）内部有倾斜孔和油槽，加工难度较大。2.2工艺规程设计2.2.1确定零件生产类型取汽车发动机缸体年产量：Q=80000台；备品率：ɑ%=2%；废品率：β%=4%生产纲领：N=Q(1+ɑ%)（1+β%）=80000×1×（1+2%）×（1+4%）=84864（台）查《机械制造工艺学课程设计指导教程》，表1-4可知该零件为大量生产。2.2.2确定零件毛坯的种类和制造方法缸体所采用的材料为HT200，根据以下原则，选取毛坯的制造方法1）毛坯的制造方法应与材料的制造工艺相适应。HT200材料适合用铸造获得毛坯。2）毛坯的制造方法应与生产类型相对应。本零件为大量生产，故采用金属模铸造。此外，现场还应考虑工厂的实际生产能力2.2.3工艺方案的制定原则分析（1）组合机床概述组合机床是按系列化，标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状和加工工艺要求设计组成的专用机床。组合机床可以进行多刀、多面、多工位加工，可同时完成钻、扩、铰、镗、攻丝等工序。使用组合机床可比一般机床缩短加工时间减少占地面积，经济效益显著，同时对大量生产类型很适应。由于机体加工部位多，精度要求高，属于大批量生产类型，因此可采用组合机床加工工艺方案。参照组合机床加工工艺范围和能保证的精度要求，对照本零件的技术要求完全可以保证零件的图纸要求，因此采用组合机床加工方案是合理可行的。（2）组合机床工艺方案制定的影响制定组合机床工艺方案是组合机床设计最重要的步骤之一，工艺方案的制定将决定机床能否达到”重量轻、体积小、结构简单、使用方便、效率高、质量好”其影响主要因素有:（a）加工的工序和加工精度的要求，被加工零件需要在组合机床上完成的工序及加工精度，是制定机床工艺方案的主要依据，因此首先分析研究工件的加工精度和技术要求。（b）被加工零件的特点如工件材料及硬度，加工部位的结构形式，工件的刚度，工艺基面等，对于机床工艺方案的制定都有重要的影响。工件的刚性不足，加工时工序就不能太集中，有时为了减少机床台数，必须采用集中工序时，也必须把一些工序从时间上错开加工，以勉同时加工时因工件受力变形，发热变形以及振动而影响加工精度。（c）工件的生产方式，被加工零件生产批量的大小对机床工艺方案的制定也有影响，对于大批量生产的箱体零件，工序安排上一般趋于分散，在中小批量生产情况下，力求减少机床台数，将工序尽量集中在一台或少数几台机床上进行加工，以提高组合机床的利用率。2.2.4组合机床工艺过程确定的原则一般机械加工工序安排的原则是:先粗后精，先面后孔，先主后次，基准先行。（1）先面后孔的加工顺序先加工平面，后加工孔，这是箱体加工的一般规律，因为箱体的孔比平面加工要困难的多，先以孔为粗基准加工平面，再以面为精基准加工孔不仅为孔的加工提供了稳定可靠的精基准，同时使孔的加工余量较为均匀，并且，由于箱体上的孔大都分布在箱体的平面上，先加工平面，切除了铸件表面的凸凹不平和夹砂等缺陷，对孔的加工也比较有利，钻孔时可减少钻头引偏，扩、铰可防止刀具崩刃，对刀调整也较为方便。（2）粗精加工分阶段进行粗精加工分阶段进行，这是箱体加工的规律，在大批量生产中粗精加工分开进行的优点是:（a)工件可以得到较好的冷却，减少热变形驻内应力的影响，有利于保证加工精度，在组合机床上往往加工大量的孔和面，粗加工时大量铸造黑皮的切除，使工件发热，产生热变形，并引起内应力的重新分布这样若立即进行加工，就不易保证加工精度。（b)可以避免粗加工产生的影响，粗加工时切削力很大，并且产生很大的振动会影响到精加工孔的表面粗糙度和精度。（c)有利于精加工机床的精度持久的保证，因为当粗精加工使用同一夹具，由于粗加工时的振动，发热的影响，易于失去精度，粗精加工分开时，精加工工序可以采用较小的夹压力，减小夹压变形有利于保证需要加工精度。(d)使机床结构简单，便于维修，但是在确定工艺方案的时候，还必须从实际出发首先根据生产批量，加工精度，技术要求驻工作条件来进行分析，按照经济的满足加工要求的原则合理的处理粗精工序的安排，一般地说，矛盾主要是加工经济性，所以不问具体情况而一律粗精分开。（3）工序集中原则集中工序是近代机械加工主要发展的方向之一，组合机床就是按照工序集中的工艺水平原则建立起来的，即运用各种不同的刀具，在机床上同时加工一个或多个的不同表面，组合机床在一台机床能完成复杂的工艺过程，从而有效地提高生产率，但是工序过分集中，使机床结构复杂，机床重量庞大，切削负荷大。因此，过分提高工序集中程度，要充分考虑到它对机床生产率，加工精度，工作可靠性，使用调整的方便性等方面的影响，从而正确地决定一台组合机床恰当的工序集中程度，其注意的问题:（a）适当考虑单一工序在可靠条件下，应把相同工序集中在同一个工位或同一台机床上加工例如:两面镗、两面钻、两面攻丝等，攻丝集中在一台机床上而不与钻、镗工序集中在一台机床上，因为攻丝机床不需要很大的夹紧力，可以简化夹具结构且攻丝需润滑退回需反转，同钻镗在一起使主轴箱复杂，此外攻丝循环时间很短。（b）钻孔，镗孔最好分开，不要集中在一个主轴箱上加工，因为钻孔和镗孔直径相差过大，转速常常有较大的差别，使主轴箱传动链复杂。此外，钻孔产生很大的轴向推力，可能使工件倾斜，影响镗孔精度，若加大夹紧力又会引起工件严重变形同时镗孔时振动较大反过来影响钻孔，尤其是小直径钻头增加了折断的可能性。（c）相关工序集中在同一工位或同一台机床上加工，例如各孔系精度要求较高粗精镗时使用三面镗床。（d）确定工序集中时必须充分考虑工件的刚性。（e）确定工序集中程度时，要保证不因粗加工时热变形以及由于工件和夹具刚性不足产生变形，影响加工精度。（f）集中工序必须考虑机床调整使用方便和提高工作可靠性，主轴排列不宜过密，以免影响刀具的更换和调整。2.2.5定位基准的选择（1）工艺基准选择的原则及注意的问题箱体零件常用典型定位方法是”一面两孔”其特点是:(a)可以简单的消除工件的六个自由度，使工件获得稳定的加工位置。(b)有同时加工5个面的可能既高度集中了加工工序，又有利于提高警惕各面上孔的位置精度。(c)可使整个过程实现基准统一。(d)使加紧方便，夹紧机构简单，容易使夹紧对准支承消除加紧力引起的工件变形对加工精度的影响。(e)易于实现自动化定位，并有利于防止切屑落入基面。不具备”一面两孔”可以采用平面定位法，或以三面定位，其中主要的定位基准采用箱体的设计基面即箱体在机器中的主要安装面。(2)工艺基准的选择原则（a）应当尽量选用设计基面作为在机床上的加工定位基面，这样能减少累积误差，有利于保证加工精度。（b）选择的定位基面应确保工件稳定定位。（c）选择的定位基面要保证在一次安装下能对尽可能多的面进行加工，这样有利于集中加工工序，提高机床生产率，保证加工部位的精度要求。（d）统一基面原则，对复杂箱体加工工序长尤为必要。（e）选择定位基准，应考虑加压方便，夹具结构简单。(3)粗基准的选择粗基准选择的好坏，对以后各加工表面加工余量的分配以及工件上加工表面和不加工表面的相对位置均有很大的影响，因此必须十分重视粗基准的选择，选择原则是:（a）对于具有有加工表面的工件为保证不加工表面与加工表面之间的相对位置要求一般应选择不加工表面为粗基准。（b）对于具有较多加工表面的工件，粗基准的选择应合理分配各加工表面的加工余量。（c）作为粗基准的表面，应尽量平整没有浇口，飞边等基它表面缺陷，以便使工件定位可靠夹紧方便。（d）由于毛坯表面比较粗糙且精度较低，一般情况下同一尺寸方向上的粗基准只能使用一次。(4)精基准的选择精基准的选择多采用基准统一，基准重合原则采用基准重合可以减少基准不重合误差，采用基准统一可减少基准转换所带来的基准不重合误差，同时还可以在一次安装中，加工出位置精度较高的表面。由于这次设计的主要内容是精镗箱体上的孔，所以只要说明这两步的定位基准就可以了，由于要保证基准统一原则，还有精镗各个孔之间有位置精度要求，所以采用一面两销定位就可以达到所要求的精度要求。2.2.6工艺路线的分析工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及整个过程中工序数目的多少等。该内燃机缸体加工工艺路线:工序1、毛坯铸造工序2、清砂工序3、时效处理工序4、涂漆工序5、清洗工序6、粗铣顶面和底面工序7、粗铣左、右两侧面（轴承盖面、齿轮箱面）工序8、精铣顶面和底面工序9、钻、铰定位孔工序10、粗铣油泵平面工序11、粗铣前、后平面（缸盖面、后盖面）工序12、粗镗各孔工序13、精铣左、右侧面工序14、精铣油泵平面工序15、精铣前、后平面工序16、半精镗各孔工序17、精镗各孔工序18、中检工序19、试漏工序20、插R6半圆槽工序21、铣宽5深5的斜油槽工序22、钻顶、底面各孔工序23、钻前、后面各孔工序24、钻左、右面各孔工序25、钻油泵平面各孔工序26、钻各细长孔工序27、钻斜孔工序28、铣孔的工艺凸台工序29、钻、铰的孔工序30、钻、铰前表面内孔工序31、钻、铰、攻右面齿轮箱内螺孔工序32、铰、攻顶面各螺孔工序33、铰、攻前、后面各螺孔工序34、铰、攻左、右面各螺孔工序35、铰、攻油泵平面各螺孔工序36、去毛刺工序37、终检工序38、入库本方案的特点:(1)粗精加工分阶段进行，有利于减小热变形。(2)工序长，工序较分散，使机床制造调整维修方便重要工序集中程度较高，有利于保证加工精度。(3)基准统一，可保证因工序转移引起定位误差，不影响加工精度，减少基准累积误差。2.2.7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定缸体零件材料为HT200,生产类型为大批生产,采用机器造型,金属模铸造毛坯.根据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、各大平面由《实用机械加工手册》表6-28平面第一次粗加工余量和表6-30铣平面加工余量如表2-1所示：表2-1加工余量计算表加工表面粗铣余量粗铣偏差精铣余量精铣偏差上、下面0.8-0.25前、后面0.8-0.25左、右面0.8-0.25油泵平面0.5-0.162、需镗削的各孔由《实用机械加工手册》表11-313卧式镗床的镗削用量确定工序尺寸及余量为：粗镗：直径余量mm半精镗：直径余量mm精镗：直径余量mm3、孔mm毛坯为实心，不冲出孔。《实用机械加工手册》表6-21内孔加工余量及偏差得：钻孔：铰孔：4、孔毛坯为实心，不冲出孔。《实用机械加工手册》表6-21内孔加工余量及偏差得：钻孔：铰孔：2.2.8切削用量和时间定额的确定（1）切削用量的选择原则切削用量是切削加工时可以控制的参数，具体是指切削速度V/(m/min)进给量f(mm/r)背吃刀量(mm)三个参数。切削用量的选择原则如下（a）背吃刀量的选择粗加工时应根据加工余量和工艺系统刚度来确定。精加工时，应根据粗加工留下的余量确定背吃刀量，使精加工余量小而均匀。(b）进给量f的选择粗加工时对表面粗糙度要求不高，在工艺系统刚度和强度好的情况下，可以选择较大一些的进给量；精加工应主要考虑工件表面粗糙度要求，一般表面粗糙度数值越小进给量也要相应减小。(c）切削速度V的选择切削速度主要应根据工件和刀具的材料来确定。转速：式（2-1）(d）时间定额的确定基本时间：式（2-2）式中——加工长度（mm）n——机床主轴转速（r/min）f——进给量（mm/r）辅助时间：式（2-3）服务时间：式（2-4）单件时间：式（2-5）根据工人的熟练程度现取：式（2-6）(2)切削用量和时间定额工序6、粗铣顶面和底面机床：双面组合铣床。夹具：专用夹具。刀具：YG8硬质合金盘铣刀直径D=200mm细齿Z=12;由《实用机械加工工艺手册》表6-28取切削用量：（一次粗铣切除）铣刀每齿进给量为=0.1～0.5，选为=0.3mm/z进给量为取95r/min时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序7、粗铣左、右两侧面（轴承盖面、齿轮箱面）机床：双面组合铣床。夹具：专用夹具。刀具：YG8硬质合金盘铣刀直径D=250mm细齿Z=16由《实用机械加工工艺手册》表6-28取切削用量：（一次粗铣切除）铣刀每齿进给量为=0.1～0.5，选为=0.3mm/z进给量为：时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序8、精铣顶面和底面机床：双面组合铣床。夹具：专用夹具。刀具：YG8硬质合金盘铣刀直径D=200mm细齿Z=12由《实用机械加工工艺手册》表6-28取切削用量：铣刀每齿进给量为=0.1～0.5，选为=0.1mm/z进给量为取150r/min时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序9、钻、铰定位孔（1）钻定位孔机床：圆柱立式钻床ZJ5025夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻钻头M10，直径11mm由《实用机械加工工艺手册》表6-20取切削用量:=11=0.1切削速度计算：按条件取v=50m/min，由于查表取n=1200r/min时间定额计算：基本时间:=辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=（2）铰定位孔机床：圆柱立式钻床ZJ5025夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金铰刀D=11.5mm;由《实用机械加工工艺手册》表6-20切削用量:=0.12mmf=0.3mm/rv=8m/min取n=200r/min时间定额计算：基本时间:辅助时间：服务时间：单件时间：=0.4+0.072+0.024=0.7min工序10、粗铣油泵平面机床：立式铣床X715。夹具：专用夹具。量具：专用卡板。刀具：YG8硬质合金面铣刀直径D=63mm细齿Z=4；由《实用机械加工工艺手册》表6-28取切削用量：（一次粗铣切除）铣刀每齿进给量为=0.1～0.5，选为=0.3mm/z进给量为：时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序11、粗铣前、后平面（缸盖面、后盖面）机床：双面组合铣床。夹具：专用夹具。刀具：YG8硬质合金盘铣刀直径D=200mm细齿Z=12；由《实用机械加工工艺手册》表6-28取切削用量：（一次粗铣切除）铣刀每齿进给量为=0.1～0.5，选为=0.3mm/z进给量为取95r/min时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序12、粗镗各孔机床：卧式组合镗床。夹具：专用夹具刀具：硬质合金镗刀（1）孔切削用量：3=0.3取=50m/min由得取n=200r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（1.5+0.27）=0.1min单件时间：=1.5+0.27+0.1=1.9min（2）孔切削用量：3=0.3取=50m/min由得取n=200r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.4+0.072）=0.024min单件时间：=0.4+0.072+0.024=0.5min（3）孔和孔切削用量：3=0.3取=50m/min为了保证两孔同轴度要求，两孔同时镗削加工，所以计算转速为镗大孔的转速：得取n=125r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.54+0.1）=0.032min单件时间：=0.54+0.1+0.032=0.7min（4）孔和孔切削用量：3=0.3取=50m/min为了保证两孔同轴度要求，两孔同时镗削加工，所以计算转速为镗大孔的转速：得取n=300r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.25+0.05）=0.015min单件时间：=0.25+0.05+0.015=0.35min（5）孔切削用量：3=0.3取=50m/min由得取n=350r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.1+0.018）=0.006min单件时间：=0.1+0.018+0.006=0.12min工序13、精铣左、右侧面机床：双面组合铣床。夹具：专用夹具。刀具：YG8硬质合金盘铣刀直径D=250mm细齿Z=16；由《实用机械加工工艺手册》表6-28取切削用量：铣刀每齿进给量为=0.1～0.5，选为=0.1mm/z进给量为：时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序14、精铣油泵平面机床：选用立式铣床X715。夹具：专用夹具。量具：专用卡板。刀具：YG8硬质合金面铣刀直径D=63mm细齿Z=4；由《实用机械加工工艺手册》表6-28取切削用量：铣刀每齿进给量为=0.1～0.5，选为=0.1mm/z进给量为：时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序15、精铣前、后平面机床：双面组合铣床。夹具：专用夹具。刀具：YG8硬质合金PAN铣刀直径D=200mm细齿Z=12；由《实用机械加工工艺手册》表6-28取切削用量：铣刀每齿进给量为=0.1～0.5，选为=0.1mm/z进给量为：取160r/min时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序16、半精镗各孔机床：卧式组合镗床。夹具：专用夹具刀具：硬质合金镗刀（1）孔切削用量：1=0.2取=60m/min由得取n=225r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（2+0.36）=0.12min单件时间：=2+0.36+0.12=2.48min（2）孔切削用量：1=0.2取=60m/min由得取n=225r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.54+0.1）=0.032min单件时间：=0.54+0.1+0.032=1min（3）孔和孔切削用量：1=0.2取=60m/min为了保证两孔同轴度要求，两孔同时镗削加工，所以计算转速为镗大孔的转速：得取n=150r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.7+0.13）=0.04min单件时间：=0.7+0.31+0.04=1.1min（4）孔和孔切削用量：1=0.2取=60m/min为了保证两孔同轴度要求，两孔同时镗削加工，所以计算转速为镗大孔的转速：得取n=350r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.32+0.06）=0.02min单件时间：=0.32+0.06+0.02=0.4min（5）孔切削用量：1=0.2取=60m/min由得取n=375r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.14+0.025）=0.008min单件时间：=0.14+0.025+0.008=0.17min工序17、精镗各孔机床：卧式组合镗床。夹具：专用夹具刀具：硬质合金镗刀（1）孔切削用量：0.4=1取=30m/min由得取n=100r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.9+0.16）=0.05min单件时间：=0.9+0.16+0.05=1.1min（2）孔切削用量：0.3=1取=30m/min由得取n=125r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.2+0.036）=0.01min单件时间：=0.2+0.036+0.01=0.3min（3）孔和孔切削用量：0.3=1取=30m/min为了保证两孔同轴度要求，两孔同时镗削加工，所以计算转速为镗大孔的转速：得取n=70r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.3+0.054）=0.02min单件时间：=0.3+0.054+0.02=0.4min（4）孔和孔切削用量：0.3=1取=30m/min为了保证两孔同轴度要求，两孔同时镗削加工，所以计算转速为镗大孔的转速：得取n=180r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.13+0.024）=0.008min单件时间：=0.13+0.024+0.008=0.16min（5）孔切削用量：0.3=1取=30m/min由得取n=195r/min时间定额计算：基本时间：=辅助时间：=服务时间：=0.05×（0.1+0.018）=0.006min单件时间：=0.1+0.018+0.006=0.12min工序20、插R6半圆槽机床：插床B5020。夹具：专用夹具刀具：硬质合金插刀由《实用机械加工工艺手册》表11-138插削余量及插削用量的选用进给量。工序21、铣宽5深5的斜油槽机床：立式铣床X715。夹具：专用夹具刀具：硬质合金立铣刀切削用量：进给量为取200r/min时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=工序22、钻顶、底面各孔机床：卧式双面多轴专用组合机床夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻（1）螺孔由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min（2）孔由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序23、钻前、后面各孔机床：卧式双面多轴专用组合机床夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻（1）螺孔由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min（2）由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min（3）螺孔由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min（4）螺孔由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取；：时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序24、钻左、右面各孔机床：卧式双面多轴专用组合机床夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻(1)螺孔由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min(2)螺孔由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序25、钻油泵平面各孔机床：圆柱立式钻床ZJ5025夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序26、钻各细长孔机床：立式专用钻床夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：单刀外排屑深孔枪钻由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序27、钻斜孔机床：立式钻床ZJ5025夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;：取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序29、钻、铰的孔机床：立式钻床夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻、硬质合金铰刀钻由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min铰由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序30、钻、铰前表面内孔机床：圆柱立式钻床ZJ5025夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻、硬质合金铰刀钻由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min铰由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序31、钻、铰、攻右面齿轮箱内螺孔机床：圆柱立式钻床ZJ5025夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金麻花钻、硬质合金铰刀、硬质合丝锥钻由《实用机械加工工艺手册》表11-267硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min铰由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算： 基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min攻丝由《实用机械加工工艺手册》表5-3普通螺纹基本尺寸得：；取取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序32、铰、攻顶面各螺孔机床：卧式双面多轴专用组合机床夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金铰刀、硬质合金丝锥螺孔铰由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min攻丝由《实用机械加工工艺手册》表5-3普通螺纹基本尺寸得：；取取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序33、铰、攻前、后面各螺孔机床：卧式双面多轴专用组合机床夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金铰刀、硬质合金丝锥（1）螺孔铰:由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min攻丝:由《实用机械加工工艺手册》表5-3普通螺纹基本尺寸得：；取取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min（2）螺孔铰:由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min攻丝:由《实用机械加工工艺手册》表5-3普通螺纹基本尺寸得：；取取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min（3）螺孔铰:由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min攻丝:由《实用机械加工工艺手册》表5-3普通螺纹基本尺寸得：；取取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序34、铰、攻左、右面各螺孔机床：卧式双面多轴专用组合机床夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金铰刀、硬质合金丝锥(1)螺孔铰：由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min攻丝：由《实用机械加工工艺手册》表5-3普通螺纹基本尺寸得：；取取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min(2)螺孔铰:由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min攻丝:由《实用机械加工工艺手册》表5-3普通螺纹基本尺寸得：；取取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min工序35、铰、攻油泵平面各螺孔机床：圆柱立式钻床ZJ5025夹具：专用夹具。量具：塞规刀具：硬质合金铰刀、硬质合金丝锥铰由《实用机械加工工艺手册》表11-283硬质合金铰刀饺孔的切削用量：取;取时间定额计算： 基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min攻丝由《实用机械加工工艺手册》表5-3普通螺纹基本尺寸得：；取取时间定额计算：基本时间：辅助时间：min服务时间：=min单件时间：=min3铣左右侧面夹具设计3.1设计任务分析本夹具主要用来粗铣左右侧面。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2定位基准的选择图8-1六点定位原理图上图为工件六点定位的典型情况工件定位基准面A与三个支承相接触，限制了沿Z轴移动及绕X轴和Y轴转动的三个自由度；工件定位基准面B与两个定位支承相接触，限制了沿Y轴移动和绕Z轴转动的两个自由度；工件定位基准面C与一个定位支承相接触，限制了沿X轴移动的自由度。六个定位支承轴抽象为六个定位支承点，限制六个自由度，故称为六点定位[12]。在进行机底座精铣加工工序时，机座面已经精铣，机底座凸缘没有加工。因此工件选用底面为定位基面，机底座凸缘采用三个调节支承定位，另外两轴承孔壁使用压板夹紧。选择底面作为定位基面限制了工件的三个自由度，而机底座凸缘三个支承点与底面定位，限制了三个自由度。即本夹具采用六点定位原理，具体为三平面定位，共限制了工件的六个自由度。机座定位基准面为机座底面，定位基准面与三个定位支承相接触，限制了沿Z轴移动及绕X轴和Y轴转动的三个自由度；机底座凸缘与两个定位支承相接触，限制了沿Y轴移动和绕Z轴转动的两个自由度；机底座凸缘与一个定位支承相接触，限制了沿X轴移动的自由度。为了提高加工效率，现决定用一把铣刀对WH212减速机机底座的上平面进行精铣加工。同时根据具体情况而定，为了缩短辅助时间和夹具成本准备采用手动夹紧。3.3夹紧元件的设计3.3.1夹紧装置的组成和基本要求夹紧装置的组成：（1）力源装置。力源装置是产生夹紧作用力的装置。然而本夹具采用手动夹紧，力源来自于工人。（2）中间递力机构。中间递力机构使介于力源和夹紧元件之间的传力机构。它把力源装置的夹紧作用力传递给夹紧元件，然后由夹紧元件最终完成对工件的夹紧。一般递力机构可以在传递夹紧作用力过程中，改变夹紧作用力的方向和大小，并根据需要亦可具有一定的自锁性能。本夹具的中间递力机构为球面带肩螺母和螺杆。通过拧动螺母，来递力给夹紧元件，最终达到期望的夹紧作用[13]。球面带肩螺母材料：45按GB699-88《优质碳素结构钢号和一般技术条件》；热处理：HRC35～40；其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及部件技术条件》螺母AM24GB2149-80（3）夹紧元件。夹紧元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动作。本夹具采用移动压板来作为夹紧元件。移动压板材料：45按GB699-88《优质碳素结构钢号和一般技术条件》；热处理：HRC35～40；其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及部件技术条件》图8-4压板3.4.2铣削力计算参照《机床夹具设计手册》表1-2-9可查得：铣削切削力计算公式为刀具材料为硬质合金，工件材料为灰铸铁，铣刀类型为端铣刀F——铣削力（N）——铣削深度：=2mm，指铣刀刀齿切入和切除工件工程中，接触弧在垂直走到方向平面中侧得的投影长度——每齿进给量(mm)=0.2mmD——铣刀直径（mm）D=400mmB——铣削宽度（mm）（指平行于铣刀轴线方向测得的切削层尺寸）B=200mmZ——铣刀齿数：z=14≈648N3.4.3夹紧力计算计算加紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件受切削力、夹紧力（大型工件还应考虑工件重力，运动的工件还应考虑惯性力）的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：式中——实际所需夹紧力（N）W——在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力（N）W=684NK——安全系数安全系数K可按下式计算：（7-3式）式中：～为各种因素的安全系数，参照《机床夹具设计手册》表1-2-1：考虑工件材料及加工余量均匀型的基本安全系数，系数值1.2～1.5，取=1.5：加工性质——精加工：=1.0：刀具钝化程度，系数值1.0～1.9，取=1.4：切削特点——连续切削：1.0：夹紧力的稳定性——手动夹紧：1.3：手动夹紧时的手柄位置——操作方便：1.0：仅有力矩使工件回转时工件与支承米欧按接触的情况——接触点确定：1.0[14]K=1.5×1.0×1.4×1.0×1.3×1.0×1.0=2.73=684×2.73≈1867（N）3.5定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。[15]根据GB2207—80定向键结构如图所示：图8-5夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度a=18mm定向键的结构尺寸如下：表8-1T形槽定向键的结构尺寸致谢公称尺寸极限偏差H6极限偏差h8公称尺寸极限偏差H718251256.64.5186对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成WH212减速机机座上平面的精铣加工，所以选用圆形对刀块。根据GB2240—80圆形对到刀块的结构和尺寸如图所示：图8-6对倒块圆形对刀块材料：20按GB699-88《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》；热处理：渗碳深度0.8～1.2mmHRC58～64塞尺选用平塞尺，其结构如图所示：图8-7塞尺表8-2塞尺尺寸公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.6夹具操作的简要说明在设计夹具时，为降低成本，选用手动螺旋夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋—板夹紧机构。由于本工序是精铣加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）3.7夹具的公差3.7.1制订夹具公差的基本原则和方法（1）满足误差不等式并有精度储备的的原则零件加工中受工艺系统各种误差因素的影响而使加工尺寸产生一定的误差，设除夹具本身之外工艺系统其他各误差环节所造成的总和，同时考虑到要维持夹具的使用精度，在寿命期内应留出允许的磨损公差为△m.因此，夹具的制造误差应当保证被加工工件的尺寸误差在考虑上述两项误差之后。仍在允许的尺寸公差范围之内于是就有不等式（2）、基本尺寸按工件相应尺寸的平均值标注并采用双向对称偏差的原则。为了便于尺寸计算和误差分析，并尽可能避免计算中的错误，凡是夹具上与被加工主件尺寸相应的尺寸，其基本尺寸均应按工件尺寸的平均尺寸标注，其公差取工件尺寸公差的1/2~1/5标注。3.7.2与加工要求没有直接关系的加具尺寸公差的制订与加工要求无直接关系的尺寸是指不直接与零件加工尺寸相对应的夹具尺寸。他们的尺寸公差无法从工件上相对应的尺寸来确定。但他们的公差也并非对加工精度没有影响。属于这种夹具公差的多为夹具内部结构配合尺寸公差，如定位元件与夹具体、可换钻套与衬套、导向套与刀具、铰链连接的轴与孔、夹具机构上各零件的配合尺寸公差等。这类尺寸公差主要是根据零件的功用和装配要求，直接根据国家标准规定的公差配合来选用的[16]。4镗床夹具设计镗床夹具又称镗模,它主要用于加工箱体，支架等工件上的单孔或孔系。在成批生产中，采用镗模和浮动镗刀块在普通谴床上加工多孔系箱体的工艺方法，对保证零件加工质量和提高经济效益具有现实意义。[17]镗模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一般车床、铣床和摇臂钻床上，加工有较高精度要求的孔或孔系。镗床夹具，除具有定位元件、加紧机构和夹具体等基本部分外，还有引导刀具的镗套。而且还像钻套布置在钻模板上一样，镗套也按照被加工孔或孔系的坐标位置，布置在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔的几何形状精度。因此，镗套、镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元件。4.1结构分析加工工件为减速器箱体工件，要求加工两直径均为φ120mm的孔。根据基准面重合的原则，选定底面定位基准，限制三个自由度，工序孔限制三个自由度，实现定位。由于定位基准是经过加工过的光平面，故定位元件等用夹具体把两个定位元件做成一体，工件放在上面，使重力与加紧方向一致。4.2夹具的结构类型镗床夹具按其结构特点，使用机床和镗套位置的不同，有以下分类方法。(一)按使用机床类别分，可分为万能镗床夹具、多轴组合机床镗床夹具、精密镗床夹具，以及一般通用机床镗床夹具。（二）按夹具的结构特点分，可分为卧式镗床夹具和立式镗床夹具等。（三）按镗套的位置分布，可分为单支承前引导的镗床夹具，即镗套为于被加工孔的前方；单支承后引导的镗床夹具。本夹具属于单支承后引导的镗床夹具，本就加以说明介绍。单支承后引导的镗床夹具，既镗套位于被加工孔的后方，介于工件与机床主轴之间，主要用于加工D<90mm。但根据有两种类型：（1）镗削<1的通孔或小型箱体的不通孔时，刀具采用悬臂式，而导柱直径大于镗孔经这种型式的特点为：=1\*GB3①因为所镗孔的长度很短，既刀具的悬伸长度很短，而导柱直径又大于镗孔径、所以刀具的刚性很好，加工精度也高。=2\*GB3②这种布置型式可用同一尺寸的后镗套而进行多工步加工。=3\*GB3③因无前导柱，故装卸工件更换刀具均叫方便。=4\*GB3④用于立镗时，无切削落入镗套之虑。（2）当镗削的通孔或不通孔时，刀具虽然仍是悬挂式，但导柱直径d则应小于所镗孔经D.如果这时仍采用上述d>D的方式，则在加工这种较长的孔时，刀具的悬伸长度h必然很大，起码应大于L.由于刀具悬伸长度大，所以刀具易引偏，严重时会使镗杆与镗套蹩住，否则须增加镗套长度，以保证足够的导引刚度。但这样将导致整个镗套部分的结构庞大。上述两种的单支承引导的镗杆与机床主轴作刚性联接，这样，要使镗套中心对准机床主轴中心，不容易做到很准确，而且还需要技术水平较高的工人能胜任。4.3夹紧力大小的确定原则夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。式中W`——计算出的理论夹紧力；W——实际夹紧力；K——安全系数，通常k=1.5～3.当用于粗加工时，k=2.5～3,用于精加工时k=1.5～2.这里应注意三个问题：（一）切削力在加工过程中往往方向、大小在变化，在计算机中应按最不利的加工条件下求得的切削力或切削合力计算。如图9-1所示切削方向进行静力平衡，求出理论夹紧力，再乘以安全系数即为实际夹紧力，图中W为夹紧力，N1、N1`…为镗孔各方向镗削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力将使夹紧力变大，在列静平衡方程式时，我们应按不利的加工条件下，即N1时求夹紧力。既图9-1切削力受力示意图（二）在分析受力时，往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生夹紧力最大的一个方程，然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为W=1.5KN;水平方向可以列出：,f为工件与定位件间的摩擦系数，一般0.15,即W=10KN；对o点取矩可得下式比较上面三种情况，选最大值，既W=10KN。（三）上述仅是粗略计算的应用注意点，可作大致参考。由于实际加工中切削力是一个变值，受工件材料性质的不均匀、加工余量的变动、刀具的钝化等因素影响，计算切削力大小的公式也与实际不可能完全一致，故夹紧力不可能通过这种计算而得到结果。生产中也有根据一定生产实际经验而用类比法估算夹紧力的，如果是一些关键性的重要夹具，则往往还需要通过实验的方法来确定所需夹紧力。表9-1削边销尺寸参考表（mm）