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畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
第1頁
畢業(yè)設計（論文）題目：
箱體的機械制造工藝規(guī)程及夾具設計
畢業(yè)設計（論文）要求及原始數(shù)據（資料）：
本次設計的任務是對于給定的箱體零件設計其工藝規(guī)程，并設計兩個工序的夾具，畫出它們的裝配圖，并拆畫夾具體的零件圖。
設計任務：箱體零件的加工工藝規(guī)程制定，并設計兩個典型工序的夾具。
生產綱領：3000件
第2頁
具體進度如下：
1 收集資料，了解工藝規(guī)程設計的最新發(fā)展動態(tài)，初步確定工藝規(guī)程設計方案，寫出開題報告，完成英文文獻的翻譯。（三周）
2 完善工藝規(guī)程，設計夾具，完成夾具的結構圖。（四周）
3 完成兩套夾具的裝配圖繪圖。（四周）
4 拆畫夾具體零件圖。（三周）
5 整理設計資料（一周）
第3頁
畢業(yè)設計（論文）主要內容：
1 綜述工藝規(guī)程的發(fā)展
2 箱體零件的工藝規(guī)程設計、夾具設計及校核
3 夾具的UG繪圖方法及在相關夾具設計中的應用步驟
4 設計結論
學生應交出的設計文件（論文）：
1 畢業(yè)設計論文
2 零件圖
3 零件工藝規(guī)程
4 夾具裝配圖及零件圖
5 翻譯英文文獻一篇
第4頁
主要參考文獻（資料）：
1金屬切削機床夾具設計手冊，機械工業(yè)出版社
2 許生蛟主編，組合夾具手冊（上冊），機械工業(yè)出版社
3 趙如福主編，金屬切削加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社
專業(yè)班級 機械制造1102 學 生 馮振宇
要求設計（論文）工作起止日期 2015.03.23-2015.06.03
指 導 教 師 簽 字 日期
教研室主任審批簽字 日期
系主任批準簽字 日期
畢業(yè)設計（論文）
箱體的機械制造工藝規(guī)程及夾具設計【2副】
II
摘 要
本設計專用夾具的設計蝸輪減速器箱體零件加工過程的基礎上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔表面?？准庸て矫娣置黠@的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。通過底面作一個良好的基礎過程的基礎。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個，然后進行平面和孔定位技術支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在平面和孔的加工工藝及其他孔單獨過程。整個過程是一個組合的選擇工具。專用夾具夾具的選擇，有自鎖機構，因此，對于大批量，更高的生產力，滿足設計要求。
關鍵詞：蝸輪減速器箱體類零件；工藝；夾具；
IV
ABSTRACT
Foundation design of body parts processing process the design of special fixture. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. Periodic hole machining plane is obvious that rough machining and machining precision machining hole. A good foundation on the bottom surface of the process. The main process is supported in the positioning hole process first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to processing technology are positioned in the plane and the other hole hole and separate process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities, higher productivity, meet the design requirements.
Keywords: box type parts; technology; fixture;
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 加工工藝規(guī)程設計 1
1.1 零件的分析 1
1.1.1 零件的作用 1
1.1.2 零件的工藝分析 1
1.2 蝸輪減速器箱體加工措施 2
1.2.1 孔和平面的加工順序 2
1.2.2 孔系加工方案選擇 2
1.3 蝸輪減速器箱體加工定位基準的選擇 3
1.3.1 粗基準的選擇 3
1.3.2 精基準的選擇 3
1.4 蝸輪減速器箱體加工主要工序安排 4
1.5 機械加工余量、工序及毛坯的確定 6
1.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 6
1.7 時間定額計算及生產安排 22
2 鏜?185-?70孔夾具設計 26
2.1 研究原始質料 26
2.2 定位、夾緊方案的選擇 26
2.3切削力及夾緊力的計算 26
2.4 誤差分析與計算 28
2.5定位銷選用 28
2.6 夾具設計及操作的簡要說明 29
3 鉆3-M10底孔的鉆床夾具設計 30
3.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 30
3.2 夾具的導向 31
3.3 切削力及夾緊力的計算 32
3.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 35
3.5 鉆模板 36
3.6定位誤差的分析 36
3.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 38
3.8 確定夾具體結構和總體結構 39
3.9 夾具設計及操作的簡要說明 41
總 結 42
參 考 文 獻 43
致謝 44
42
1 加工工藝規(guī)程設計
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
題目給出的零件是蝸輪減速器箱體,蝸輪減速器箱體零件的加工質量，蝸輪減速器箱體零件的加工質量，并確保組件正確安裝。
1.1.2 零件的工藝分析
蝸輪減速器箱體類零件圖。蝸輪減速器箱體是一個殼體零件，別安裝在五個平面的外表面加工的需要。支持前和后孔。此外，表面還需加工一系列孔。可分三組加工表面。分析如下：
（1）以底平面加工面。這一組加工表面包括：底面銑削加工；4-Φ18mm孔。
（2）以?185-?70孔的支承孔為加工面。這一組包括：?185-?70孔孔。
（3）以Φ40凸臺面為加工面。這一組加工表面包括：Φ40凸臺面銑削加工；M20螺紋孔
（4）以φ230大端面為加工面
主要加工表面有以下5個主要加工表面;
1.端面 通過粗銑精銑達到1.6精度要求
2.內圓 粗鏜、半粗鏜、精鏜達到6.3的精度要求
3.內表面 先粗銑后精銑的3.2的精度要求
4.底面 通過粗銑直接使底面精度達到12.5
5. 凸臺端面 在凸臺端面使其達到12.5的精度要求
1.2 蝸輪減速器箱體加工措施
由以上分析可知。蝸輪減速器箱體零件加工表面是平面和孔系。平面加工要比保證孔精度比較容易一些。因此，在這個過程中的主要問題是確保和孔的位置精度，應對孔與平面間的關系。由于是大生產量生產。要考慮因素如何滿足提高加工過程中的效率問題。
1.2.1 孔和平面的加工順序
蝸輪減速器箱體類加工按照先面后孔，按照粗、精加工互相原則。處理應遵循先加工面后來加工孔，第一個基準，定位基準的表面處理。然后，整個系統(tǒng)的過程。地基處理的管道應遵循這一原則。平平面定位可保證定位牢固可靠，保證各個孔的加工粗糙度和精度。其次，首先先加工面可以去除鑄件不均勻表面，進而孔加工提供前提，也有利于保護刀具。
1.2.2 孔系加工方案選擇
通過蝸輪減速器箱體的加工方案，應選擇符合加工方法，加工精度和加工設備。主要考慮加工精度和效率，此外還有考慮經濟因素。了滿足精度和生產率的要求，應選擇在的最終價格。
根據基蝸輪減速器箱體部要求顯示和生產力的要求，目前應用在鏜床夾具鏜床組合適于。
（1） 鏜套加工
（2） 在大批量生產中，加工底座通孔通常是在組合鏜床的鏜模。加工孔鏜夾具在設計和制造要求。當鏜桿的鏜套引導鏜，鏜模的精度直接保證孔的精度。
鏜模提高系統(tǒng)抗振動、剛度。同時加工幾個工件的過程。生產效率很高。結構復雜，成本高制造困難，鏜模制造和裝配在夾具誤差鏜桿鏜襯套磨損等原因。加工精度可通過鉆孔獲得也受到一定的限制。
（2）用坐標鏜方法
在現(xiàn)代生產中，不僅要求產品的生產率高，而且可以實現(xiàn)大的品種和數(shù)量，和產品的升級換代，所需時間短。普通的鏜模加工，生產成本高，周期長，難滿足要求，和坐標鏜可以滿足這一要求。鏜加工模板還需要利用坐標鏜床。
隨著坐標鏜削的方法，需要蝸輪減速器箱體孔的和在直角坐標轉換成的和公差的公差，然后用在笛卡爾坐標系統(tǒng)的運動精度鏜。
1.3 蝸輪減速器箱體加工定位基準的選擇
1.3.1 粗基準的選擇
基準的選擇應滿足下列要求：
（1）保證每個重要支持均勻的加工余量；
（2）保證零件和管壁有一定的差距。
了滿足要求，主要支持應作主要參考孔。作粗基準輸入軸和輸出軸。因此，主軸承孔的精定位，孔的加工余量必須統(tǒng)一。因與孔的位置，墻是相同的核心的位置。
1.3.2 精基準的選擇
從孔與孔的位置，孔與平面，平面與平面的位置。精基準的選擇應能確保在整個過程的統(tǒng)一的管道基本上可以使用參考位置。從管底座零件圖的分析，支撐孔平行并覆蓋大面積的平面與主軸，適合用作精基準。但與平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法對典型的全過程，基本能夠滿足定位要求的參考。最后，雖然是裝配基準，但因它是對垂直主軸承孔的基礎。
1.4 蝸輪減速器箱體加工主要工序安排
用于零件的批量生產，總是首先產生均勻的基準?；艿奶幚淼牡谝徊绞翘幚硪粋€統(tǒng)一的基礎。具體安排第一孔定位粗后，加工頂平面。第二步是定位兩個工藝孔。由于頂面處理后到管道基礎處理已經完成，除了個人的過程，作定位基準。因此，孔底面也應在兩個工藝孔加工工藝處理。
工序安排應該是盡可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺紋孔銑床的鉆頭，切削力大，也應在粗加工階段完成。對于工件，需要精加工是支持前孔與平面結束后。根據以上原則應該先完成加工平面加工孔，但在本裝置實際生產不易保證孔和端面互相垂直的。因此，工藝方案實際上是用于精加工軸承孔，從而支持擴孔芯棒定位端處理，所以容易保證的端部的圖紙上的全跳動公差。螺紋孔攻絲時，切削力小，可以分散在后期階段。
加工完成后，還要檢驗入庫等操作，衛(wèi)生打掃干凈。
工藝路線一：
10 鑄 鑄造毛坯
20 時效 時效熱處理
30 涂 涂底漆
40 銑 銑底平面
50 銑 粗銑φ230大端面
60 銑 精銑φ230大端面
70 銑 銑φ90左側端面
80 銑 銑φ90右側端面
90 銑 銑頂部φ40的凸臺面
100 鉆 鉆、擴、鉸4-Φ18mm
110 鏜 粗鏜?Φ185-?70孔
120 鏜 精鏜?Φ185-?70孔
130 鏜 粗鏜Φ90孔
140 鏜 精鏜?Φ90孔
150 鉆 鉆孔攻絲3-M10
160 鉆 鉆孔攻絲6-M8
170 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M20螺紋孔
180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M14-7H螺紋孔
190 鉗 表面去毛刺
200 涂 涂料
210 檢 檢驗入庫
工藝路線二：
10 鑄 鑄造毛坯
20 時效 時效熱處理
30 涂 涂底漆
40 銑 銑底平面
50 銑 粗銑φ230大端面
60 銑 精銑φ230大端面
70 銑 銑φ90左側端面
80 銑 銑φ90右側端面
90 銑 銑頂部φ40的凸臺面
100 鉆 鉆、擴、鉸4-Φ18mm
110 車 粗鏜?Φ185-?Φ70孔
120 車 精鏜?Φ185-?Φ70孔
130 車 粗鏜?Φ90孔
140 車 精鏜?Φ90孔
150 鉆 鉆孔攻絲3-M10
160 鉆 鉆孔攻絲6-M8
170 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M20螺紋孔
180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M14-7H螺紋孔
190 鉗 表面去毛刺
200 涂 涂料
210 檢 檢驗入庫
根據加工要求和提高效率時間等因素綜合選擇方案一：
10 鑄 鑄造毛坯
20 時效 時效熱處理
30 涂 涂底漆
40 銑 銑底平面
50 銑 粗銑φ230大端面
60 銑 精銑φ230大端面
70 銑 銑φ90左側端面
80 銑 銑φ90右側端面
90 銑 銑頂部φ40的凸臺面
100 鉆 鉆、擴、鉸4-Φ18mm
110 鏜 粗鏜?Φ185-?70孔
120 鏜 精鏜?Φ185-?70孔
130 鏜 粗鏜Φ?90孔
140 鏜 精鏜?Φ90孔
150 鉆 鉆孔攻絲3-M10
160 鉆 鉆孔攻絲6-M8
170 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M20螺紋孔
180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M14-7H螺紋孔
190 鉗 表面去毛刺
200 涂 涂料
210 檢 檢驗入庫
1.5 機械加工余量、工序及毛坯的確定
“蝸輪減速器箱體”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200材料采用HT200制造。材料是HT200，硬度HB170到240，大批量生產，鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據要求，面加工分粗、精銑加工余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊第1卷》。其余量值規(guī)定，現(xiàn)取。
精銑：參照《手冊》，余量值。
（2）螺孔毛坯實心，不沖孔
（3）端面加工余量。
端面分粗銑、精銑加工。各余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊》，其余量規(guī)定，取。
（4）螺孔加工余量
毛坯實心，不沖孔。
1.6確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序40：銑底平面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：,取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序50：粗銑φ230大端面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：取：取銑削速度
每齒進給量：取，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序60：精銑φ230大端面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：取：取銑削速度
每齒進給量：取，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序70 銑φ90左側端面
1.工步一粗銑左側面
（1）切削深度 。
（2）進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據所選擇的X52K銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3）切削速度的確定 根據所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。
計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際
（1） 基本時間的確定 根據銑床的數(shù)據，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
。
2.工步二 精銑左側面
（1）切削深度 。
（2）進給量的確定 此工序選擇YG8硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據所選擇的X52K銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。
（3）切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-157
=124m/min，計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]機床主軸轉速表，確定n=490r/min，再計算實際切削速度
（4）基本時間的確定 根據銑床的數(shù)據，主軸轉速n=490r/min，工作臺進給量=
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
工序80 銑φ90右側端面
1.工步一粗銑右側面
（1）切削深度 。
（2）進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據所選擇的X52K銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3）切削速度的確定 根據所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。
計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際
（2） 基本時間的確定 根據銑床的數(shù)據，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
。
2.工步二 精銑右側面
（1）切削深度 。
（2）進給量的確定 此工序選擇YG8硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據所選擇的X52K銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。
（3）切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-157
=124m/min，計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]機床主軸轉速表，確定n=490r/min，再計算實際切削速度
（4）基本時間的確定 根據銑床的數(shù)據，主軸轉速n=490r/min，工作臺進給量=
根據機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根據《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
工序90：銑頂部φ40的凸臺面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉速：
按照，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序100：鉆、擴、鉸4-Φ18mm
機床：鉆床Z525
刀具：根據參照文獻選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔Φ11
鉸孔時先鉆孔
切削深度：
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
⑵ 擴孔
刀具：選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。
片型號：E403
切削深度：
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
按照文獻取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入有：
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
⑶ 鉸孔
刀具：根據參照文獻選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。
切削深度：，且。
進給量：根據文獻取。
切削速度：參照文獻取。
機床主軸轉速：
按照文獻[3]表3.1～31取
實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入，
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
該工序的加工機動時間的總和是：
工序110、120粗鏜?185-?70孔
機床：T68
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
⑴ 粗鏜
進給量：刀桿伸出取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
⑵ 精鏜
進給量：確定進給量
切削速度：取
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.14—41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
工序130、140 粗鏜、精鏜?90孔
機床：T68
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
⑴ 粗鏜
進給量：刀桿伸出取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
⑵ 精鏜
進給量：確定進給量
切削速度：取
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.14—41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
工序150、鉆孔攻絲3-M10
機床：鉆床 Z525
刀具：麻花鉆、擴孔鉆、絲錐
進給量：根據《工藝手冊》取
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： （盲孔）
機動時間：
工序160: 鉆孔攻絲6-M8
機床：鉆床 Z525
刀具：麻花鉆、擴孔鉆、絲錐
進給量：根據《工藝手冊》取
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： （盲孔）
機動時間：
工序 170鉆孔攻絲M20螺紋孔
刀具選用GB1436-85鉆
鉆孔進給量為0.20～0.35。
則取
確定加工速度，根據《工藝手冊》
加工速度計算公式為
查得為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
故 ==72
選取
故實際速度為=2.64
確定加工時間（一個孔） =
工序180 鉆孔攻絲M14-7H螺紋孔
本工序采用計算法。
表3-6標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽的長度（從gb6117-85）
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.80～11.20
151
101
表3-7 主要幾何麻花鉆（根據GB6117-85） （o）
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6～18.00
30
118
12
40～60
表3-8鉆頭，鉆鉸刀磨損標準和耐久性
（1）后刀面最大磨損限度mm
刀具材料
加工材料
鉆頭
直徑d0（mm）
≤20
高速鋼
鑄鐵
0.5～0.8
（2）刀具耐用度T min
刀具類型
加工材料
刀具材料
刀具直徑d0（mm）
11～20
鉆孔\擴孔
鑄鐵、銅合金及合金
高速鋼
60
鉆頭磨損0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.確定進給量
查《工藝手冊》鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,進給量取f=0.60。
②.確定加工速度
灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的加工速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 V=12=10.32 （3-17）
則 = =111 （3-18）
查表4.2-12可知， 取 n = 145
則實際加工速度 = = =11.8
1.7 時間定額計算及生產安排
設年產量是10萬件。一年有250個工作日。一個日產量420。一天工作時間的計算8個小時，每部分的生產時間不應超過1.14min。機械加工單（在上述生產類型）時間定額：大規(guī)模生產）
大規(guī)模生產：
參照《工藝手冊》（生產類型：中批以上）時間計算公式：
（大量生產時）
因此大批量單件時間計算：
其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間）
—輔助時間。
—布置場所地、休息時間占操作時間的百分比值
工序1：粗、精銑底面
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。在加工過程中裝卸短暫，所以取裝時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
工序2：鉆底面孔
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。裝卸短暫所以取裝時間。則
：根據《工藝手冊》單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產要求。
工序3：粗銑凸臺
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。加工過程中裝卸短暫，所以取裝時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產要求。
工序4：鉆側面孔
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。由于生產線上裝時間很短，所以取裝時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產要求。
工序5：粗銑端面
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
一臺機床即能滿足生產要求。
工序6：銑端面
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。所以取裝時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產要求。
工序7：粗鏜孔
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》取工步輔助時間。所以取裝時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
即能滿足生產要求
工序8：精鏜支承孔
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》取工步輔助時間。裝卸短所以取裝時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
即能滿足生產要求
工序9：端面螺紋孔攻絲
機動時間：
輔助時間：參照鉆孔時間，取裝卸時間，工步時間。則
：參照鉆孔值，取
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產要求。
工序10：精銑端面
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。
取裝卸時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
即能滿足生產要求
工序11：精銑側面
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。所以取裝時間。則
：根據《工藝手冊》，
單間時間定額：
即能滿足生產要求
工序12：底面螺紋孔攻絲
機動時間：
輔助時間：取裝卸輔助時間，工步輔助時間。則
：參照鉆孔值，取
單間時間定額：
因此布置一臺機床即能滿足生產要求。
2 鏜?185-?70孔夾具設計
2.1 研究原始質料
利用本夾具主要用來加工鏜孔?185-?70孔孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。
2.2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對鏜孔?185-?70孔行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：
選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
鏜孔?185-?70孔時為了使定位誤差達到要求的范圍之內，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即底平面。
2.3切削力及夾緊力的計算
鏜刀材料：（硬質合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]查表可得：
圓周切削分力公式：
式中
查[5]表得： 查[5]表 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內，安全系數(shù)
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。
2.4 誤差分析與計算
該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2.5定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：
表3.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
8
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
2.6 夾具設計及操作的簡要說明
為提高生產率，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。
3 鉆3-M10底孔的鉆床夾具設計
3.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。
夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。
考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。
螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機構的特點：
（1）結構簡單；
（2）擴力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。
在這次夾具設計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。
3.2 夾具的導向
在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或導向裝置，用以引導刀具進入正確的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。
導向元件包括刀桿的導向部分和導向套。
在這套鉆床夾具上用的導向套是鉆套。
鉆套按其結構可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。
因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。
圖4.2 鉆套
鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC110。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個固定襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-19134。材料仍選取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。
3.3 切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭φ8。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。
根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。
3.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類型和特點:
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內孔，如圖4.3。
圖4.3
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
3.5 鉆模板
在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
3.6定位誤差的分析
夾具安裝誤差
因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或導向元件（包含導向元件之間）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
加工方法誤差
因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據經驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為
或
當時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
3.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
11
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT150
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT150
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
110
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
3.8 確定夾具體結構和總體結構
對夾具體的設計的基本要求
（1）應該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。
（3）結構的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。
（4）應便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。
（5）安裝應牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。
3.9 夾具設計及操作的簡要說明
由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由度。此時雖然有過定位，但面是經加工過的面，定位是允許的。
總 結
在設計過程中，我們讀到一些技術資料和設計手冊，在機械領域中的一些基本問題的探討。因此，這樣的設計不僅要加強自己的理解和知識，和他們的知識，拓寬。此外，該拉延工藝的設計，AutoCAD繪圖軟件的使用，并在同一時間，手繪，所有這些因素都使我們學到更多的知識，圖像識別和提高我們的繪圖能力。
但知識有限，實際的經驗更多的問題，所以我的設計也有許多不足之處。如：每個時間分配不合理，雖然計算機圖形練習，但與手工繪圖相比，少，夾具設計的比例，步進機構為手動，并降低成本，但它太簡單了。需要在未來的設計改進。
最后，在這里，感謝老師的悉心指導和同學們的幫助。
參 考 文 獻
[1] 李 洪．工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．
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致謝