导向块零件机械加工工艺设计

本科论文目录摘要 IAbstract II引言 11导向块零件阐述 31.1导向块零件的用途 31.2导向块零件的二维图纸分析 41.3确定生产类型 41.4本章小结 52明确毛坯种类、绘画毛坯图 62.1确定毛坯材料 62.2确定毛坯尺寸以及加工量 62.3绘制毛坯图 72.4本章小结 83机械加工基准，选择工艺路线 93.1定位基准的确定 93.1.1粗基准的选择 93.1.2精基准的选择 93.2确定工艺路线 103.2.1加工零件的表面 103.2.2工序集中与分散 103.2.3合理组合——工序 113.2.4工艺路线的确定 113.3本章小结 134工艺设备的选择 144.1机床的选择 144.2刀具 144.3量具 154.4本章小结 155工序尺寸和切削用量 165.1确定加工余量和工序尺寸 165.2确定切削用量和时间额定 175.2.1工序1切削用量及基本工时的确定 175.2.2工序2和3切削用量及基本工时的确定 195.2.3工序4和5切削用量及基本工时的确定 215.2.4工序6和7切削用量及基本工时的确定 235.2.5工序8和9切削用量及基本工时的确定 255.2.6工序10切削用量及基本工时的确定 285.3本章小结 306夹具设计 316.1机床夹具 316.2夹具设计 316.2.1钻4-M8孔夹具设计 316.2.2选择定位元件 326.2.3夹紧力计算 326.2.4夹具工程图 336.3本章小结 337实物展示 34结论 35参考文献 36致谢 38本科论文摘要石油、军工、新能源、工程开采、航空航天、机械等行业，深孔钻削技术越来越受到广泛关注。在其实际工作中，导向块具有支撑刀具，辅助导向、动态补偿切削力并且能挤压抛光已加工表面的作用。在最后一次的毕业设计里导向块零件的机械加工尤为重要，结合实际工作，导向块加工相对复杂，在这里采用两种加工方法相对比，根据实际情况和加工的需要最终确定其中一种作为设计内容，并进行科学合理的分析。在计划和计算工艺过程时，要明确设计工序需要的工步以及相关工序的安装工位。同时对加工导向块工序的机床的进给量，切削的角度以及走速，机床的选择还有走刀次数，以及最后计算该工序劳动时间都要有明确的计算。机械加工工艺和夹具的设计是零件的制造必备的专业核心知识，导向块零件在加工过程中必须满足它的精度要求，并且符合加工过程中的实际要求和生产准则。计算和明确定位基准和定位方式，设计夹紧机构、导向机构、绘制夹具总装图，并拆画夹具的主要零件图。关键词：导向块零件；工艺规程设计；夹具设计

AbstractInpetroleum,military,newenergy,engineering,aerospace,machineryandotherindustries,deepholedrillingtechnologyhasattractedmoreandmoreattention.Initspracticalwork,theguideblockhasthefunctionsofsupportingthecutter,assistingtheguide,dynamicallycompensatingthecuttingforceandextrudingandpolishingthemachinedsurface.Inthisdesign,itismainlythemachiningoftheguideblockparts.Duetotherelativelycomplexprocessingoftheguideblock,twoprocessingmethodsarecomparedhere.Combinedwiththeactualwork,theprocessingofguideblockisrelativelycomplex.Here,twoprocessingmethodsarecompared,andoneofthemisfinallydeterminedasthedesigncontentaccordingtotheactualsituationandprocessingneeds,andscientificandreasonableanalysisiscarriedout.Whenplanningandcalculatingthetechnologicalprocess,itisnecessarytomakeclearthestepsrequiredbythedesignprocessandtheinstallationpositionsofrelevantprocesses,Atthesametime,thefeedrate,cuttingangleandspeedofthemachinetoolforprocessingtheguideblockprocess,theselectionofthemachinetoolandthenumberoftimesofcutting,aswellasthefinalcalculationoftheworkingtimeoftheprocessshouldbeclearlycalculated.Machiningprocessandfixturedesignarethenecessaryprofessionalcoreknowledgeforthemanufacturingofparts.Theguideblockpartsmustmeetitsaccuracyrequirementsintheprocessofmachining,andmeettheactualrequirementsandproductioncriteriaintheprocessofmachining.Determinethepositioningdatumandpositioningmode,designtheclampingmechanism,guidingmechanism,drawthegeneralassemblydrawingofthefixture,anddisassemblethemainpartsdrawingofthefixture.Keywords:guideblockparts;processplanning;fixturedesign;引言制造工艺是制造技术的心脏、血脉和精气，是在制造过程中最受广泛关注的地方。相比较传统机械设计制造技术，当代的技术更能继承传统之美又有新的优势。它首先能够利用更高的科技减少原材料，对加工与设备制造等相关工作内容进行更合理的规划。其次，更高的科技能提较高机械加工精度，有效减少工作人员工的工作时间和降低体力劳动。最后，它也能通过机械创新设计，提高机械设计制造整体技术精度[1]。截止到目前机械零件的工艺的设计和零件夹具的设计过程中都有可能直接的影响导向块零件的精度从而会影响导向块的使用，所以在设计夹具和安排工序方面对零件的生产有着重要的意义。我在大学所学的机械加工工艺的设计和夹具方面的知识，并且熟练运用结合在一起，去完成本次毕业设计。在这过程中我对专业知识和技能方面有这很大的提升，为以后从事机械行业打下牢固的基础。伴随着科技的日益快速变革，人类改造大自然的手段不仅仅从简单的暴力破坏步过渡并形成了科学有效的体系，而且体现系统性能也在不断的优化完善。产品设计人员对所设计的产品零件，不但要保证设计上的要求，同时还应满足工艺上的要求[2]。在导向块的加工过程中最主要的是保证其精度的要求，与产品质量。在当代社会导向块零件存才广泛的应用，在深孔钻削中应用较多，导向块在生产中起着强大的作用性，市场的需求量比较大，更有发展前景。通过试验证明，深孔钻削质量与导向块的加工性能关系甚大，并将影响加工的经济性[3]。导向块的优点是摩擦阻力比较小，结构简单，耐磨性高，相对体积小，重量轻。国内的普通机床对于金属导向性零件的加工存在些问题。产品的精度达不到要求和机床本身精度的限制，生产效率也相对发达国家还是有些差距，加工的质量相对不稳定。我所研究的主要是从零件的加工工艺上下手，把加工工艺进行改进，提高生产效率，并且保证其加工的质量。在零件加工方面加工工艺指通过对毛坯的加工使零件达到图纸要求，零件的加工工艺度零件的机械加工有着重要意义，设计出零件的加工工艺对零件的加工效益和加工时间方面都有很大的提升[4]。在传统的加工过程中，一般生产效率比较低下，但使用的成本比较高。批量加工质量不稳定，并且加工出的来的件的精度不高。工人的劳动强度比较大，而且需比较多的加工人员，加工周转次数也比较频繁。现在好的设备能完成车、钻、铣等多道工序，但是安全防护存在不足[5]。而如今的加工工艺是指从毛坯到成品的过程中，每一个加工步骤和加工流程进行相应的标准设计和要求[6]。然后设计好加工路线里所用的一切工具，来辅助完成零件的加工，大大的提高了生产速率，并且对加工零件的精度起着绝大的作用。1导向块零件阐述1.1导向块零件的用途导向块零件在世界各地存才广泛的应用，其中在深孔钻削中使用的较多，导向块在生产中起着强大的作用性，市场的需求量比较大，更有发展前景。由于导向块应用非常广泛，所以该类零件的结构和尺寸有很大不同。但设计结构和工艺依然有相同的地方：零件的主要表面为使用精度要求较高的孔及其平面。零件由内孔、外圆、端面构成[7]。导向块在工作中需要精度比较高，如果不能保证其粗糙度，会导致零件在工作中的寿命和它的稳定性，这样会导致工作效率和生产质量降低。如图1.1和图1.2零件的三维图。图1.1导向块零件三维图 图1.2导向块零件三维图1.2导向块零件的二维图纸分析导向块零件图，从大体上看，有通孔、槽、圆角、倒角、螺纹孔、半圆、台阶面，由图1.3导向块零件二维图可知，主要加工表面为前后表面、端面、台阶面、槽以及各个螺纹孔和通孔。其中Φ28的孔和Φ22的孔加工要求有较高的精度。由于Φ28孔的孔径的尺寸和形状的误差会影响到导向块实际的工作状态，因此需要较高精度的孔，其孔的尺寸公差为IT7。由于Φ22端面常做定位基面并且对联接时的密封性能有很大的影响，因此须规定其加工要求。根据图纸可知为铸件毛坯，在加工前应对铸造的毛坯进行一定的热处理工艺，减少零件内部的韧性保证零件加工过程中的精确度，如图1.3向块零件二维图。图1.3导向块零件二维图1.3确定生产类型由于导向块用途广泛并且加工比较复杂，为了减少加工成本，降低劳动时间，所以选择铸件为加工材料，需要用到铸造模具。由于铸造成本比较低，现在机械行业中金属熔炼、浇注凝固等发展比较成熟，所以零件应选择铸造。根据零件的生产要求和图纸复杂程度，该导向块为大批量生产零件。1.4本章小结本章主要介绍了导向块零件的用途及三维图的介绍，分析二维图纸说明导向块零件的构成结构以及确定导向块的生产类型。2明确毛坯种类、绘画毛坯图2.1确定毛坯材料由于导向块零件的加工方法可以分为槽加工和孔的加工，而且零件的外形也比较复杂，所以选择该加工零件的毛坯材料为HT200。尽管灰口铸铁的抗拉强度和塑性比较不理想相对较低，但是它铸造性能以及韧性较好，并且有良好的知减震性、润滑性等，在使用导向块深孔钻铣时，能有效地吸收机器震动的能量，减少能量的损失，以更高效的完成零件的加工。铸铁的工艺性能好，不易变形，熔炼设备简单，成本也比较低，因此选用铸件作为毛坯。2.2确定毛坯尺寸以及加工量根据以上的分析，加工导向块零件用到的是铸造件。根据零件是批量生产，所以选择毛坯制造方法为砂型机器造型铸造方法，材料为灰口铸铁，生产类型为大批量生产，查《机械制造工艺设计简明手册》中的表2.2-2取铸件尺寸公差等级CT应该为10级，表2.2-5成批铸件加工余量等级MA应该为G级，数据如表2.1所示[8]。图2.1零件图表2.1铸件基本尺寸和加工余量（mm）表面代号基本尺寸（mm）公差等级加工余量（mm）备注T1/T258.5CT105两侧加工T3/T421CT105两侧加工T564CT103.5单面加工T6/T728CT105两侧加工D1Φ28//不铸造D2Φ22//不铸造D3M18//不铸造D4M8//不铸造D5M6//不铸造《机械制造工艺设计简明手册》根据表2.2-6以及加工需要表明一般直径小于φ30的孔不予直接铸出。2.3绘制毛坯图毛坯尺寸、形状应考虑到：（1）各加工面的几何的几何形状要尽量的简单不要复杂；（2）工艺基准以设计基准相一致不能出现不相符的基准；（3）便于装夹、加工和检查以使用方便为准；（4）结构要素必须统一，使用普通设备和标准刀具尽量不使用非标设备；（5）铸件进行加工前应当进行预处理如图2.2所示[9]。在选择毛坯时，要以经济性为先。尽管毛坯的形状尺寸与零件接近，具有提高材料的利用率，降低加工成本等优点，但在实际制造中会带来更大的制造困难，需要使用昂贵的设备，并增加了制造成本。所以，毛坯的选择一定要优先考虑零件成本但必须要保证零件的使用性能不能一味的降低成本。在毛坯的选择确定后，必要时可据此绘出相关的毛坯图[10]。图2.2毛坯图2.4本章小结本章主要是确定毛坯材料、确定毛坯尺寸以及加工余量和公差尺寸，并且绘制设计毛坯尺寸，完成毛坯图的绘制。3机械加工基准，选择工艺路线3.1定位基准的确定3.1.1粗基准的选择根据基准重合原则，我们可知道，粗基准的选择应尽量选不加工表面。又因为实际生产中可知M1面不加工，所以为粗基准。先以M1面为基准，对零件的M2端面进行粗铣和精铣；再以M3端面为基准，对零件的M4端面进行粗铣，然后以M4端面为基准面进行M3面的粗铣；然后进行内侧槽的加工，最后根据内孔和端面互为基准的原则进行对孔的加工。3.1.2精基准的选择选择精基准时，主要应以基准重合、统一基准、互为基准等原则方面进行考虑。因此先对导向块粗铣完成的M3面为基准精铣向对立面的M4端面，然后精铣M3端面时我们可以使用M4作为精基准。这样互相精洗，最终以精铣后的M3和M4两端面以及M2面为设为精基准如图3.1所示。图3.1基准面-参考图3.2确定工艺路线3.2.1加工零件的表面根据各个表面的加工图纸和加工工艺的要求，以及加工方法中能达到的精度和表面粗糙度。数据通过查《机械制造技术课程设计指导》表1-7至表1-15。比较各个加工方案通过合理的推导，最后确定零件表面的加工方法如表格3.1所示。表3.1导向块表面的加工方法需加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/μm加工方法M1IT1212.5粗铣表面要求不高M2IT81.6粗铣—精铣M3/M4IT83.2粗铣—精铣M5/M6IT106.3粗铣—精铣M7/M8IT103.2粗铣—精铣Φ28的孔IT81.6中心钻孔—粗镗—半精镗—精镗Φ22的孔IT81.6钻孔—扩孔—铰孔M18螺纹孔IT1212.5钻孔—攻丝4-M8螺纹孔IT1212.5钻孔—攻丝2-M6螺纹盲孔IT1212.5钻孔—攻丝3.2.2工序集中与分散一种零件的加工通常有多种工步组成。怎样把这些零散的工步组成合理的工序，是工艺设计过程中要明确的第一大问题。工序集中通俗的说就是把相近的工步放到一起。但是工序集中必然的使用结构复杂程度高、自动化先进的设备。因此，工序集中的特点主要有以下三点：①设备数量，操作工人，生产面积都相应的减少;②工步集中必然减少了工序数目，运输工作量以及简化了生产计划量从而大大的缩短了生产周期，降低了成本;③结构更复杂、自动化程度更高的机床，尽管提高了生产效率高，但生产准备工作量大而且维修设备更加费钱。当然，还存在另一个可能性，那就是工序分散。工序分散就是尽可能多的拆成工步，因此，工序分散具有以下特征：(1)可以使用简单的设备和简单工艺，调整容易；(2)不需要工人有很高的技术，简单学习既可以上手；(3)生产准备不需要大量时间，可以更快的转变产品来投入市场；(4)缺点就是生产人数量大，占地面积与集中比更大。根据目前的情况及今后的发展趋势来看，一半多采用工序集中的原则来组织生产。这是因为单件小批量生产，生产组织管理要求工序集中；带大量生产中，设备特点决定了要工序集中；数控机床、加工中心及柔性加工系统的发展中使工序集中成为可能。3.2.3合理组合——工序加工方法明确后，就需要联合生产类型、技术要求等生产条件确来确定工序。（1）工序分散原则工序内容相对简洁明了，可以设计比较合理的切削用量。可以便捷的使用通用的标准设备，不需要大量的准备工作，因此更容易更换产品。不需要工人有非常高的技术，简单学习即可使用。缺点就是需要大量的设备支持和数量庞大的工人，需要生产面积比工序集中要大的多，工艺路线比集中也长。（2）工序集中原则工序数目不需要那么多，装夹次数也比分散少很多，不仅大大缩短了工艺路线，也简化了生产管理的方案，大大的减少了设备的需求量，大量的使用高效率、高自动化的专用数控机床从而更高的提高生产率使生产周期变短。缺点就是很难改变产品，而且使用复杂的大型专用机床，准备的时间也长，成本也比分散的高，维修起来也费事并且所需的成本也比工序分散的多。3.2.4工艺路线的确定依据通过查阅文档可实际生产我们应该符合先初步粗铣然后在精洗，先加工面到后面在加工孔，先加工主要的，以及先加工基准面等原则[11]。初步拟定以下两种方案如表3.2所示。表3.2零件的加工工艺过程方案一工序号工序名称工序内容铸造铸造毛坯零件清砂清砂热处理人工时效喷漆非加工表面进行喷漆处理1铣削粗、精铣M2台阶面，保证M1/M2尺寸64mm2铣削粗、精铣M3端面3铣削粗、精铣M4端面保证M3/M4尺寸为58.5mm4铣削粗、精铣M5端面5铣削粗、精铣M6端面，保证M5/M6尺寸为21mm6铣削粗、精铣M7槽端面7铣削粗、精铣M8槽端面，保证尺寸为28mm8钻先钻Φ28的中心孔为Φ20mm为镗削做准备9镗削粗镗孔Φ20至Φ25，深度至83mm半精镗孔Φ25至Φ27精镗孔Φ27至Φ28，保证深度83mm10钻钻孔Φ16贯穿扩孔Φ20铰孔Φ22至图纸要求11钻钻孔Φ16.9贯穿攻丝钻孔M1812钻钻孔4-Φ6.9贯穿攻丝钻孔4-M813钻钻孔2-M6深12底孔2-Φ4.9深15攻丝钻孔2-M614清洗清洗零件15检验人工检查16入库入库表3.3零件的加工工艺过程方案二工序号工序名称工序内容铸造铸造毛坯零件清砂清砂热处理人工时效喷漆非加工表面进行喷漆处理1铣削粗铣M2台阶面2铣削粗铣M3、M4两端面3铣削粗铣M5、M6两端面（续表）4铣削粗铣M7、M8槽端面5铣削精铣M2台阶面保证M1/M2尺寸64mm6铣削精铣M4端面保证M3/M4尺寸为58.5mm7铣削精铣M6端面保证M5/M6尺寸为21mm8铣削精铣M7/M8槽端面保证尺寸为28mm9钻先钻Φ28的中心孔为Φ20mm为镗削做准备10镗削粗镗孔Φ28,深度至83mm11钻钻孔Φ16贯穿扩孔Φ20铰孔Φ22至图纸要求12钻钻孔M18的贯穿底孔为Φ16.913钻钻孔4-M8的贯穿底孔为4-Φ6.914钻钻孔2-M6深12的底孔2-Φ4.9深1515半精镗半精镗Φ28的孔16精镗精镗孔Φ28,保证深度83mm17钻攻M18的螺纹贯穿孔18钻攻4-M8的螺纹贯穿孔19钻攻2-M6深12的盲孔20清洗清洗零件21检验人工检查方案对比：方案一：导向块零件加工过程中粗加工和精加工连续进行，这样加工时减少定位和装夹次数，减少了工人的劳动时间，省时省力，而且还能保证精度要求。方案二：导向块零件的加工过程中先进行了粗加工，然后进行精加工，虽然保证了主要表面的粗糙度，但其他表面的位置精度得不到保证，并且多次装夹加工起来比较麻烦。对比以上两种方案可以得出结论发现方案一比方案二较合理更能符合本次毕业设计体现优势，因此本次设计选择方案一。3.3本章小结本章主要写了定位基准的确定，并且确定粗基准和精基准，制定工艺路线，分析工序的集中与分散，制定合理的工序，最终确定工艺路线。4工艺设备的选择4.1机床的选择零件的机械加工需要配备合适数控机床才能够保障加工的质量和精度，因此在工作开始之前进行加工方式的选择时，要求先对零件的机械加工尺寸和要求以及各项数控设备的参数和精度进行充分的了解[12]。加工过程中考虑到零件的加工的精度和粗糙度要求及生产率，选择普通加工机床。⑴工序1至工序7为导向块的平面的加工，表面粗糙度要求较高，所以工序采用较高精度、高效率的铣床进行加工；⑵工序9为镗削加工φ28孔，孔直径精度要求较高，所以工序采用高精度、高效率的镗床进行加工；⑶工序10至工序13为孔加工，表面精度要求较高，所以工序采用较高精度、高效率的钻床加工，对个别孔进行铰孔或攻丝，如下表4.1所示。表4.1导向块零件加工的机床选用工序号机床类型1、2、3、4、5、6、7立式铣床X519卧式镗床T688、10、11、12、13立式钻床Z5504.2刀具根据设计规划和材料选择以及工艺规程，由于工件选用灰口铸铁，铸铁的工艺性能好，并且需要保证加工精度的需求，所以采用较高强度和韧性的高速钢刀。由于镗孔加工比较深，并且加工精度高，所以选用硬质合金镗刀，刀具选用如下表4.2所示。表4.2导向块零件加工的刀具选用工序号刀具类型1、2、3、4、5、6、7高速钢铣刀8高速钢钻9硬质合金镗刀10高速钢钻、扩孔钻、铰刀11、12、13高速钢钻、丝锥刀4.3量具为了达到设计的精度要求和符合使用规范，各个工序在实际生产时需要根据要求选择不同的量具。如表4.3所示。表4.3导向块零件加工的量具选用工序号量具1、2、3、4、50.02mm游标卡尺、刀形平尺6、7内径千分尺、深度游标卡尺8、9、10内径千分尺、深度游标卡尺11、12、13内径千分尺、内螺纹千分尺4.4本章小结根据查找资料确定各道工序中所使用的机床型号，选择合理的刀具以及量具的选择。5工序尺寸和切削用量5.1确定加工余量和工序尺寸主要工序的加工表面如图纸所示，要求各个工序的加工标准与设计标准一致。由《机械制造工艺设计简明手册》简称《机册》中查表2.3-8，2.3-20的标准来确定孔的余量，表2.3-21，2.3-24平面加工余量来确定各个表面的加工余量[13]。确定所需加工表面的工序尺寸如表5.1所示。表5.1零件的加工余量、表面粗糙度加工对象工序内容加工余量(mm)工序尺寸(mm)表面粗糙度M2端面铸件粗铣精铣3.5167.565641.6M3端面铸件粗铣精铣2.5163.562616.3M4端面铸件粗铣精铣2.516159.558.56.3M5端面铸件粗铣精铣2.512624.523.51.6M6端面铸件粗铣精铣2.5123.522211.6M7槽端面铸件粗铣精铣2.512324.525.53.2M8槽端面铸件粗铣精铣2.5125.527283.2φ28的孔钻孔粗镗孔半精镗孔精镗孔φ20φ26φ27.5φ281.6φ22的孔钻孔扩孔扩孔铰孔φ16φ20φ21.2φ221.6（续表）M18螺纹孔螺纹底孔攻丝φ16.9M184-M8螺纹孔螺纹底孔攻丝φ6.9M82-M6螺纹孔螺纹底孔攻丝φ4.9M65.2确定切削用量和时间额定5.2.1工序1切削用量及基本工时的确定加工条件：机床：X51立式铣床工件材料：根据设计要求可以选择抗拉强度200Mpa的灰铸铁（HT200）布氏硬度在195，砂型铸造及其造型符合本次的毕业设计。刀具选择：根据《切削用量简明手册》表1.2可知，选择直径、齿数的硬质合金铣刀。切削用量该工序包括粗铣和精铣两个工步。1．粗铣工步1）确定被吃刀量工步1的被吃刀量等于毛坯机械加工总余量减去工步2的余量，即。2）通过查找资料根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》等相关书籍查表4-14可知选择的X51机床功率应该选择4.5KW。查表5-10可知圆柱铣刀铣削进给量可得出该工件的每齿进给量。3）计算铣削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-12查出铣削速度为铣刀转速(5-1)式中：主轴转速切削速度刀具直径根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》查表4-15可得实际切削速度(5-2)式中：主轴转速实际切削速度刀具直径2．精铣工步1）确定被吃刀量工步1的被吃刀量2）进给量的设计查询《机械制造技术基础课程设计指导教程》中的表4-14按照上述设计要求可选择机床4.5KW的机床，根据表5-10硬质合金圆柱铣刀铣削进给量可得出该工件的每齿进给量。3）计算铣削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-12查出铣削速度为根据(5-1)式可得出铣刀转速根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》查表4-15得，根据(5-2)式可得出实际切削速度3．基本时间在本工序中是铣M2的台阶面，根据设计指导书可以快速的查到工序不对称铣削基本时间计算公式为：(5-3)式中铣削基本时间工件长度切入长度切出长度，取工作台的水平进给量(5-4)式中切入长度刀具直径切削系数(5-5)式中刀具直径切削系数在本工序中，，，，，，根据(5-4)式可得出切入长度根据(5-5)式可得切削系数(5-6)式中工作台的水平进给量每齿进给量主轴转速根据(5-3)和(5-6)式可得出：粗铣工作台水平进给量：精铣工作台水平进给量：粗铣工步基本时间：精铣工步基本时间：走刀次数为4粗铣机动时间为精铣机动时间为5.2.2工序2和3切削用量及基本工时的确定加工条件：工件材料：根据设计要求可以选择抗拉强度200Mpa的灰铸铁（HT200）布氏硬度在195，砂型铸造及其造型符合本次的毕业设计。机床：X51立式铣床刀具选择：根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-27，表3.1-38可知，选择直径,,,的硬质合金圆柱铣刀。切削用量每个工序分两个工步，包括粗铣和精铣两个工步。由于两个工序加工余量及要求相同，因此这两个工序选用的背吃刀量、进给量、切削速度均相同。1．粗铣工步1）确定被吃刀量工步1的被吃刀量等于毛坯机械加工总余量减去工步2的余量，即。2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-14按照X51机床功率为4.5KW，根据表5-10硬质合金圆柱铣刀铣削进给量可得出该工件的每齿进给量。3）计算铣削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-12查出铣削速度为根据(5-1)式可得出铣刀转速根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》查表4-15得，根据(5-2)式可得出实际切削速度2．精铣工步1）确定被吃刀量工步1的被吃刀量2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-14按照X52K机床功率为4.5KW，根据表5-10硬质合金圆柱铣刀铣削进给量可得出该工件的每齿进给量。3）计算铣削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-12查出铣削速度为根据(5-1)式可得出铣刀转速根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》查表4-15得，根据(5-2)式可得出实际切削速度3．基本时间在本工序中是铣M3和M4的端面，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》5-43表可得采用圆柱铣刀铣削平面工序基本时间计算公式为：(5-7)式中铣削基本时间工件长度切入长度切出长度，取铣削次数工作台的水平进给量(5-8)式中切入长度切削宽度刀具直径其中，在本工序中，，，，，，，根据(5-8)式可得出切入长度根据(5-6)和(5-7)式可得出：粗铣工作台水平进给量：精铣工作台水平进给量：粗铣工步基本时间：精铣工步基本时间：走刀次数为4粗铣机动时间为精铣机动时间为5.2.3工序4和5切削用量及基本工时的确定加工条件：工件材料：根据设计要求可以选择抗拉强度200Mpa的灰铸铁（HT200）布氏硬度在195，砂型铸造及其造型符合本次的毕业设计。机床：X51立式铣床刀具选择：根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-27，表3.1-38可知，选择直径,,,的硬质合金圆柱铣刀。切削用量每个工序分两个工步，包括粗铣和精铣两个工步。由于两个工序加工余量及要求相同，因此这两个工序选用的背吃刀量、进给量、切削速度均相同。1．粗铣工步1）确定走刀的工步工步1的被吃刀量等于毛坯机械加工总余量减去工步2的余量，即。2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-14按照X51机床功率为4.5KW，根据表5-10硬质合金圆柱铣刀铣削进给量可得出该工件的每齿进给量。3）计算铣削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-12查出铣削速度为根据(5-1)式可得出铣刀转速根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》查表4-15得，根据(5-2)式可得出实际切削速度2．精铣工步1）确定被吃刀量工步1的被吃刀量2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-14按照X52K机床功率为4.5KW，根据表5-10硬质合金圆柱铣刀铣削进给量可得出该工件的每齿进给量。3）计算铣削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-12查出铣削速度为根据(5-1)式可得出铣刀转速根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》查表4-15得，根据(5-2)式可得出实际切削速度3．基本时间在本工序中是铣φ28孔两侧的M5和M6面，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》5-43表可得采用面铣刀对称铣削工序基本时间计算公式为：(5-9)式中铣削基本时间工件长度切入长度切出长度，取工作台的水平进给量其中切入长度：当主偏角时(5-10)当主偏角时(5-11)式中主偏角刀具直径切削宽度切削深度在本工序中，，，，，，，根据实际操作根据(5-10)式可得出切入长度：根据(5-6)和(5-9)式可得出：粗铣工作台水平进给量：精铣工作台水平进给量：粗铣工步基本时间：精铣工步基本时间：走刀次数为4粗铣机动时间为精铣机动时间为5.2.4工序6和7切削用量及基本工时的确定加工条件：工件材料：根据设计要求可以选择抗拉强度200Mpa的灰铸铁（HT200）布氏硬度在195，砂型铸造及其造型符合本次的毕业设计。机床：X51立式铣床刀具选择：根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-27，表3.1-38可知，选择直径,,,的硬质合金圆柱铣刀。切削用量每个工序分两个工步，包括粗铣和精铣两个工步。由于两个工序加工余量及要求相同，因此这两个工序选用的背吃刀量、进给量、切削速度均相同。1．粗铣工步1）确定被吃刀量工步1的被吃刀量等于毛坯机械加工总余量减去工步2的余量，即。2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-14按照X51机床功率为4.5KW，根据表5-10硬质合金圆柱铣刀铣削进给量可得出该工件的每齿进给量。3）计算铣削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-12查出铣削速度为根据(5-1)式可得出铣刀转速根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》查表4-15得，根据(5-2)式可得出实际切削速度2．精铣工步1）确定被吃刀量工步1的被吃刀量2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-14按照X52K机床功率为4.5KW，根据表5-10硬质合金圆柱铣刀铣削进给量可得出该工件的每齿进给量。3）计算铣削速度 根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-12查出铣削速度为根据(5-1)式可得出铣刀转速根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》查表4-15可，根据(5-2)式可得出实际切削速度3．基本时间在本工序中是铣28的槽，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》5-43表可得采用铣槽铣削工序基本时间计算公式为：(5-12)式中铣削基本时间工件长度切入长度切出长度，取铣削次数工作台的水平进给量其中切入长度：(5-13)式中切入长度刀具直径切削次数(5-14)式中铣削次数切削深度单次切削深度在本工序中,,,，, 根据(5-13)式可的出切入长度： 根据(5-14)式可的出切削次数：根据(5-6)和(5-12)式可得出：粗铣工作台水平进给量：精铣工作台水平进给量：粗铣工步机动时间：精铣工步机动时间：5.2.5工序8和9切削用量及基本工时的确定1、工序8先钻φ20的中心孔为工序9的镗孔做准备加工条件：工件材料：HT200，硬度195HBS机床：Z550立式钻床刀具：高速钢钻（1）切削用量1）确定背吃刀量2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-9和表5-22，取每转进给量3）计算切削速度根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-22，取切削速度，所以主轴转速：(5-15)式中：主轴转速切削速度刀具直径查表4-9可得出，所以实际切削速度为：(5-16)式中：主轴转速实际切削速度刀具直径（2）基本时间钻φ20的中心孔，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41可得出钻中心孔基本时间公式(5-17)式中：钻孔基本时间工件厚度切入长度切出长度，进给量主轴实际转速其中切入长度：(5-18)式中：切入长度孔直径 主偏角因为钻φ20的中心孔，所以，，，根据(5-18)式可得出切入长度：根据(5-17)式可得出钻φ20的中心孔的基本时间：2、工序9镗φ28的孔加工条件：工件材料：根据设计要求可以选择抗拉强度200Mpa的灰铸铁（HT200）布氏硬度在195，砂型铸造及其造型符合本次的毕业设计。机床：T68卧式镗床刀具：硬质合金镗刀（1）切削用量1）确定背吃刀量，，2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-30取每转进给量，，3）计算切削速度根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-30取切削速度，，根据(5-15)式可得出：所以根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-20取，，因此根据(5-16)式可得出该工序的实际镗削速度：（2）基本时间镗φ28的孔，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-39可得出基本时间公式(5-19)式中：镗削基本时间工件厚度切入长度切出长度，进给量主轴实际转速进给次数其中切入长度：(5-20)式中：切入长度切削深度主偏角因为镗φ28的孔，所以,,,，,,,,根据(5-20)式中可得出切入长度：根据(5-19)式可得出：镗φ28孔的粗镗基本时间：镗φ28孔的半精镗基本时间：镗φ28孔的精镗基本时间：5.2.6工序10切削用量及基本工时的确定加工条件：工件材料：根据设计要求可以选择抗拉强度200Mpa的灰铸铁（HT200）布氏硬度在195，砂型铸造及其造型符合本次的毕业设计。机床：Z550立式钻床刀具：高速钢钻1、工序10钻φ16的孔（1）切削用量1）确定背吃刀量2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-9和表5-22，取每转进给量3）计算切削速度根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-22，取切削速度，根据(5-15)式可得出主轴转速：查表4-9可得出主轴实际转速，所以根据(5-16)式得出实际切削速度为：（2）基本时间因为钻φ16的孔，所以，，，，根据(5-17)和(5-18)式可得出钻φ16的孔的基本时间：2、工序10扩φ16的孔到φ20（1）切削用量1）确定背吃刀量2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，取每转进给量3）计算切削速度根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-24，取切削速度，根据(5-15)式可得出主轴转速：查表4-9可得出实际转速，所以实际切削速度为：（2）基本时间扩φ16的孔到φ20的孔，根据(5-17)和(5-18)式可得出,，，，φ16的孔到φ20的孔的基本时间：3、工序10铰孔φ20的孔到φ22（1）切削用量1）确定背吃刀量2）确定进给量根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-23，取每转进给量3）计算切削速度根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-24，取切削速度，根据(5-15)式可得出主轴转速：查表4-9可得出实际转速，所以根据(5-16)式可得出实际切削速度为：（2）基本时间钻铰φ20的孔到φ22的孔，根据根据(5-17)和(5-18)式可得出铰孔从φ20的孔到φ22的孔的基本时间：因此工序10的总机动时间：工序11：钻孔Φ16.6的贯穿底孔，攻丝钻孔M18至图纸要求与工序10类似。工序12：钻孔4-Φ6.9贯穿底孔，攻丝钻孔Φ2-Φ4.8至图纸要求与工序10类似。工序13：钻孔2-M6深度为12底孔4-Φ4.9深15，攻丝钻孔4-M6与工序10类似。5.3本章小结本章主要写了加工余量和工序尺寸的确定，并且计算出加工是机床的主轴转速、切削速度以及加工时所用的基本时间。6夹具设计6.1机床夹具1、机床夹具的类型在设计和加工过程中，机床专用加工夹具有很多种类型，机床夹具是机床和工件间的连接装备，能使工件相对于机床和刀具获得正确的位置，以保证零件和产品的质量，并且能提高工作效率，总体来说大致可以分为以下几种：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，随行夹具[13]。特殊夹具通常由定位部件，夹紧部件，导向工具元件，连接元件，夹具，混凝土和其他器件和部件，由几个部分组成[14]。在上述组件中，定位部件、夹紧部件和夹具是专门要求的并非所有其他夹具都需要。2、机床夹具的作用（1）保证加工精度避免在加工时过多损耗精度；（2）由于夹具的辅助可以大大提高生产效率；（3）夹具辅助可以能批量生产降低成本；（4）夹具装夹可以提高效率，工人不用从事大量体力劳动。3、机床夹具的组成（1）定位装置：是工件装夹在夹具的正确位置；（2）夹具体：通过夹具体将所有元件连接形成一个整体；（3）夹紧装置：将工件夹紧，在工作是不离开已占据位置；（4）其它装夹或元件。6.2夹具设计6.2.1钻4-M8孔夹具设计夹具的使用过程中可以有效的保证零件的加工精度，质量并且提高劳动效率，减轻劳动力[15]。首先分析工序尺寸精度:根据设计的工序图我们很容易就知道这次加工的工序要求的精度不是很高。所以根据已有的结论和实际的生产经验我们可以做如下的一些要求具：钻4-M8孔，不需要特殊要求属于表件在普通车床生产，零件属成批量生产。分析与确定定位方案：有设计导向块和工艺设计需求可知道该工序必须限制工件五个自由度，但根据实际生产并为了控制刀具的实时操作，还应限制z移动，所以在当前实际生产时其实是限制了六个自由度。图6.1专用夹具根据夹具装配图可以看出，该夹具是通过一面三孔进行定位。主要优点是方便零件的装夹，所用的费用少并且节省工时。缺点在于它是用孔和面来定位，所以在加工过程中容易损坏孔和面。所以在加工装夹过程中需要加上垫圈来保证孔的精度和损坏。6.2.2选择定位元件在设计工艺的时候已经对加工中会出现的工艺问题做了集中的考虑有时候还绘画工艺简单图来推导可能的解决方法。夹具设计时，原则上基准的选择应该使用工艺的基准比较合理但是无论是哪种基准都必须符合六点定位基准才行否则设计不合理是不应该的。在本次毕业设计中定位面使用侧平面及平面上φ22的孔。定位基准是外圆母线，当发生变化时其中心线在定位孔内左右移动。6.2.3夹紧力计算工件在生产加工时所受的力有加紧力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由《机床夹具设计手册》表1-2-7得切削力的计算公式：实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为：查《机床夹具设计手册》表1-2-2得出所以6.2.4夹具工程图根据夹具来估算夹紧的可靠性：对加工此工序来说，夹紧力有足够的安全系数，可不进行夹紧力验算。通过查询材料可知夹具技术条件与和使用方法。本次毕业设计的夹具的技术又如下的一些原则：装配时定位销与零件左侧面要符合规范并且符合设计要求，垂直定位板。夹具底座安装在工作台面保持水平贴合，最大间隙不大于0.02。图6.2专用夹具工程图6.3本章小结本章主要写的是夹具设计，首先分析了机床夹具的类型、夹具的作用以及夹具的构成；完成夹具的设计分析装配图并且出专用夹具工程图。7实物展示图7.1实物展示1图7.2实物展示2结论通过以上分析本次的毕业设计是对我们所学课程知识的一个总结。通过毕业设计可以反映出我们在学校期间的学习程度。从而对我们所学专业知识做出正确有力判断。初步开始设计的时候，难度相当大，因为在校期间自己只是跟从老师的讲解完成基本的工艺设计，但从来没有自己一个人独立完成工艺设计，就只知道一些设计的要求，对大概设计顺序略知，不知道怎么开始，然后一方面咨询老师，一方面查课本总结，查找各种资料，最后得出我要做一个导向块零件机械加工工艺的设计，最开始我找到了零件的图纸，在我要仔细研究图纸，看懂每一个零件的组成，并勤思考该怎么设计，怎么加工，拿到一个零件图要知道基本信息，公差范围，再写出技术要求，帮助自己更好地理解，从头到尾整理后，毛坯零件合图就简单了。在毕业设计的几个月里，我第一次真正接触了机械加工工艺方向的设计从理论到实现从焦急的查资料到设计对我有了非比寻常的感触，对我的人生道路也有了很大的提升。一遇到不懂的问题时，我会及时向老师请教，积极和同学老师讨论总结困难，在这个设计的全程中，我发现学习时间过得非常的快，而且收获了好多我以前不懂的知识，突然充满了好多能量，同时也感觉学习是一件轻松而又美好的事情，指导老师们，特别是张老师能细心的帮助我，给我亲自检查装配图，夹具图，并指出存在的细小问题，让我能找到方向及时修改，除过专业的设计以外，我更明白做任何事情都要不断交流合作，然后留给自己充足的时间来改进自己的不足，做事要有韧性、愿意并且乐于钻研；做人也是这样，充满激情和斗志，永不言败，细心认真的态度才能做成某件事情，我知道每一件事情开头都是非常困难，但是我对自己有信心，万事开头难只要过去总会有黎明，同学之间相互扶持的半年，虽然每个人的毕业设计的题目不太一样，但我们之间还是相互论证，帮助相互，晚上12点的黑暗并不算难熬。这也是一份不错的人生收获，而且还加强了我们的团队精神。最后，我真的发自内心的要感谢我的指导老师，毕业设计期间没少烦问过，但是老师都很耐心的解答，感谢老师的真成付出。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中发挥的更好。在以后的工作生活中，我应该每每遇到自己想要放弃的事情时，就应该回忆一下我当初做毕业设计时的种种，来激励我自己克服困难，开拓新的天地，深信一点，面对困难你强它就弱！参考文献[1]梁柱.基于现代化机械设计制造工艺及精密加工技术分析[J].现在制造技术与装备，2019,(03)：187-189[2]丁晓东.零件尺寸设计应遵循的工艺准则[J].机械工程师,2006(2)：39-40[3]薛儒.导向块在深孔钻削中的作用[J].工具技术,1989(09)：32-35.[4]王启平等.机械制造工艺学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2009：104[5]庄博.TC4厚壁管锥形辊斜轧穿孔工艺参数优化[D].西安建筑科技大学,2017.[6]孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导[J].机械工程师,2002.3(2)：53-60[7]邓文英.郭晓鹏.金属工艺学[M].高等教育出版社,2000.[8]杨国侨.拨叉的加工工艺设计和模具设计[D].浙江:浙江科学研究所2016.1.24[9]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,1993.[10]汤文辉.连杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计研究[J].山东工业技术,2019(05):63[11]黄如林.切削加工简明实用手册[M].北京：化学工业出版社,2004.[12]朱莉莉.零件机械加工工艺的设计原则分析[J].湖北农机化，2019,(23)：66-68[13]林艳华.机械制造技术基础[M].北京：化学工业出版社,2010,3：23-25[14]孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导[J].机械工程师,2002.3(2)：53-60[15]陈宏钧.实用机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社,2003.5：96[16]邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程[M].北京:机械工业出版社,2004.[17]李庆寿.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社,19930.[18]甘永立.几何量公差与检测[M].上海：科学技术出版社,2009.[19]张良栋.机械制造技术基础[M].四川：西南交通大学出版社,2009.[20]陈洪涛.数控加工工艺与编程[M].高等教育出版社,2003.8：56[21]周昌治，杨忠鉴，赵之渊等.机械制造工艺学[M].重庆大学出版社出版,2006年12月第6次印刷[22]陆振华，袁跃峰，张玉莲等.可转位深孔钻导向块的设计[J].机械设计与制造工程,2018,47(09):51-54致谢在这次毕业设计中，我非常感谢给予我帮助的老师们，特别是张修路老师和王伟俊老师对我毕业设计的教导，不仅让我认识到我在机械行业中能力不足，而且让我了解到有很多知识在课本中是学不到的。通过和老师交流的这段时间使我受益匪浅，在此我对张老师表示深深的感谢。还有其他帮助我的老师门，他们的严谨治学态度，积极认知的工作态度深深的影响着我，让我由衷的敬佩。在本次毕业设计的选题以及写论文，画图纸的过程中学长也给予我相当多的支持和指导，因为学长已经毕业，在选题方面有着很丰富的经验，在定题方面给予我很大的帮助，并且给我指导正确方向。最终完成命题，然后在老师的指导下，我的毕业设计能够顺利完成。此外，还要感谢朋友以及同学们在论文编写中带给的大力支持和帮忙，给我带来极大的启发。也要感谢参考文献中的作者们，透过他们的研究文章，使我对研究课题有了很好的出发点。 最后感谢大学时光我所遇见的所有朋友们，谢谢你们陪伴我走过大学的四年时光，希望你们事业有成，身体健康！

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究步骤

1.明确观察对象

在选择和确定研究问题的基础上确定观察者与观察对象。

2.制定观察计划

在观察计划中要规定明确的观察目的、重点、范围以及要搜集的材料。

3.做好观察准备

观察准