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汽 車 制 造 技 術(shù)
課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目：尾座架機械加工工藝規(guī)程設(shè)計及銑削Φ17H6孔兩端面專用夾具設(shè)計（年產(chǎn)量為4000件）
設(shè)計者：
指導老師：
年 月 日
尾座架機械加工工藝規(guī)程設(shè)計及銑削Φ17H6孔兩端面專用夾具設(shè)計
摘 要
本次設(shè)計主要針對分析車床尾座架的形狀構(gòu)造，完成從毛坯到成品的加工藝方案的設(shè)計。通過對所設(shè)計方案的比較，選擇出一套較為合理的加工工藝方案。對于所設(shè)計工藝方案中的某一指定工序還要進行工裝夾具設(shè)計，并且畫出裝配圖以及繪制出主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙。本次設(shè)計的重點在于夾具的設(shè)計，孔的加工必須要以工件的底面作為基準，這樣才能夠使加工質(zhì)量得到保證,因此所設(shè)計的加工工藝方案應(yīng)該采取先面后孔的加工流程，這樣才能夠保證各處孔的加工精度。根據(jù)對各工序的加工工藝的分析，需要設(shè)計銑削Φ17H6孔兩端面專用夾具。在實際的生產(chǎn)過程中，它能有效的降低機械加工的勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率、并且獲得較高的精度和加工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：尾座架，工藝方案，夾具設(shè)計。
目 錄
前 言 4
第1章 零件的分析 5
1.1 零件的分析 5
1.2 生產(chǎn)類型的確定 6
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 7
2.1 毛坯的制造形式 7
2.2 工藝規(guī)程的制定 7
2.2.1 基準面的選擇 7
2.2.2 制定工藝路線 8
2.3 機械加工余量的確定、工序尺寸及毛坯的確定 11
2.3.1 機械加工余量的確定 11
2.3.2 確定切削用量和基本工時 12
第3章 夾具設(shè)計 20
3.1 機床夾具的介紹 21
3.1.1 機床夾具分類 21
3.1.2 機床夾具的功能和作用 21
3.1.3機床夾具的組成 23
3.2 銑床夾具的設(shè)計 24
3.2.1 夾具設(shè)計要求 24
3.2.2 Φ17H6孔兩端面的夾具設(shè)計 24
結(jié)論 28
謝 辭 29
參考文獻 30
前 言
車床尾座架作為機床構(gòu)造中不可缺少的一部分，它在車床的組成部分中起著十分重要的輔助作用。它的主要作用是用于鉆孔、鉸孔加工時的輔助支撐。車床尾座的安裝位置在車床的右端導軌之上，尾座架上面的套筒可以安裝上頂尖，用以支承尺寸較大的工件的右端（即頂持工件的中心孔）。它還可以用來安裝鉆頭、絞刀，從而進行孔的加工。尾座架同樣也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓析牙套螺紋工具等去加工內(nèi)、外螺紋。尾座架可以沿著機床的滑移導軌作縱向移動和調(diào)整，然后放下尾座架的緊固手輪，從而使得尾座架夾緊在所需要的位置。當松下尾座緊固手輪時，搖動尾座的手輪又可以實現(xiàn)對工件的頂緊、松開或?qū)ぜM行切削加工的縱向機動進給運動。為了確保尾座頂尖套的伸縮精度，應(yīng)該充分的保證尾座頂尖套在其伸縮行程范圍之內(nèi)，保證頂尖套能夠在尾座架的孔內(nèi)靈活伸縮而且不松動。此外，還要保證頂尖套能夠在伸縮行程范圍之內(nèi)，它的中心線對于床身導軌的平行度要求。所以，在實際的生產(chǎn)工作之中，加工和設(shè)計出合格的車床尾座對于機床的加工精度具有十分重要的意義。
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第1章 零件的分析
車床尾座架作為機床不可缺少的一部分，它在車床的組成中起著十分重要的作用。它的主要作用是用于鉆孔、鉸孔加工的輔助支撐。車床尾座安裝在車床的右端導軌上，尾座上的套筒可以安裝頂尖，以支承較長的工件的右端（即頂持工件的中心孔）。它還可以安裝鉆頭、絞刀，進行孔加工，也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓析牙套螺紋工具加工內(nèi)、外螺紋。尾座可以沿尾座導軌作縱向調(diào)整移動，然后壓下尾座緊固手輪將尾座夾緊在所需位置，搖動尾座手輪可以實現(xiàn)對工件的頂緊、松開或?qū)ぜM行切削的縱向進給。為了確保尾座頂尖套伸縮精度，應(yīng)保證尾座頂尖套在伸縮行程范圍內(nèi)，保證頂尖套在尾座架孔內(nèi)伸縮靈活且不松動。此外，還要保證頂尖套在伸縮行程范圍內(nèi)其中心線對于床身導軌的平行度要求。所以，加工設(shè)計出合格的車床尾座具有十分重要的意義。
1.1 零件的分析
從尾座架的零件圖上可以分析得，該零件結(jié)構(gòu)形狀為規(guī)則構(gòu)造，其主要的技術(shù)特點有如下幾點：
(1).鑄件應(yīng)清理干凈，不得有毛刺，飛邊，非加工表面上的澆冒口應(yīng)清理與鑄件表面其平。
(2).Φ17H6孔的圓度要求為0.003mm。
(3).Φ17H6孔的圓柱度為0.004mm。
(4).Φ17H6孔與導軌面A的平行度為0.005mm。
(5).Φ17H6孔與燕尾面B的平行度為0.005mm。
(6).Φ17H6的孔的中心線與導軌面A的位置度誤差為0～0.1mm。
(7).Φ17H6的孔與燕尾面B的位置度誤差不超過0.15mm。
(8).未注明長度尺寸允許偏差±0.5mm。
(9).未注明各面的粗糙度的未加工時的鑄造粗糙度。
(10).17H6的孔需要進行精加工、研配達到粗糙度要求0.4。
(11).導軌面人工配刮10～13點/25×25。
尾座架的零件圖如圖1-1所示。
圖1-1 尾座架的零件圖
1.2 生產(chǎn)類型的確定
根據(jù)零件圖的分析可以確定，該尾座架零件的加工主要進行的是導軌面的加工、燕尾面的加工，Φ17H6孔的加工和表面的加工、鉆孔、攻絲，尾座架的作用決定其對于孔的加工精度要求較高，對導軌面的粗糙度要求也較高。根據(jù)所需要加工產(chǎn)品的生產(chǎn)重復程度和工作的專業(yè)化程度，可把生產(chǎn)類型的生產(chǎn)過程大體分為大量生產(chǎn)、單件生產(chǎn)和成批生產(chǎn)類型。根據(jù)設(shè)計的具體要求和工藝規(guī)程的選擇，該零件的年生產(chǎn)量為5000件，已經(jīng)屬于大批量的生產(chǎn)。在具體生產(chǎn)加工的過程之中為了提高勞動效率、盡可能的降低生產(chǎn)的成本，還需要專門設(shè)計加工零件所需要設(shè)計專用夾具。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 毛坯的制造形式
零件的材料是HT200，又因為該零件的形狀較為復雜，因此不能用鍛造，考慮到成本和性能上的優(yōu)勢，故采用鑄造更加合適。而且年生產(chǎn)批量為5000件已達成批生產(chǎn)的水平，采用批量砂芯制造，機器制芯。
2.2 工藝規(guī)程的制定
在實際機械加工制造過程中，要想達到一種產(chǎn)品或者零部件設(shè)計要求的制造加工方案肯定不止一個，但是在具體生產(chǎn)條件下總會存在一個相對而言最優(yōu)化的制造方案。我們把這種制造產(chǎn)品或零部件方案下的工藝過程和操作方法以圖表文字的形式規(guī)定下來的工藝文件稱為工藝規(guī)程。它有利于指導生產(chǎn)秩序，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，便于技術(shù)交流和推廣。
2.2.1 基準面的選擇
擬定機械加工工藝路線的第一部就是定位基準的選擇，基準面的選擇是工藝規(guī)程中的重要組成之一，基準面選擇的正確與合理可以使加工的質(zhì)量得到保證、生產(chǎn)效率得到提高；否則，不但會使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還可能會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
粗基準的選擇：對于諸如機床尾座架這樣的零件來講，選擇好粗基準是至關(guān)重要的，能夠保證零件的各種加工余量的選擇。對于一般的零件而言，以加工面互為基準完全合理；但是對于本次要加工的零件來說，如果以Φ17的孔為粗基準可能會造成位置精度不能符合加工要求，按照有關(guān)粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工面作為粗基準）。因此，現(xiàn)在選擇不加工的Φ35的外圓表面和外表不加工的表面作為粗基準，采用一組兩個錐套定位，再使用一個支承板、支承在前面用來消除一個不定度，以達到完全定位，進而用來加工工件的底面。
對于精基準而言，主要應(yīng)考慮基準的重合問題。這里主要以已加工的底面為加工的精基準。當設(shè)計基準與工序基準不重合時應(yīng)該進行尺寸換算，從而確定相應(yīng)的工序尺寸和公差。
2.2.2 制定工藝路線
工藝路線的擬定是制定機械加工工藝規(guī)程的核心部分，它包含內(nèi)容很多。在正確的選擇定位基準后，擬定工藝路線的主要任務(wù)是選擇表面加工方法以及所用的設(shè)備、安排工序順序、劃分加工階段、確定工序組織原則等等。然而，在具體擬定加工工藝路線的時候，往往要擬定幾個工藝路線方案，然后再通過對比分析，從中選出一個較為合適的，高效的最佳的加工工藝路線。擬定工藝路線應(yīng)該使得零件的幾何形狀，尺寸精度，位置精度等技術(shù)要求能夠得到合理的保證。由于該生產(chǎn)類型選擇為大批量生產(chǎn)，所以，盡量使得工序集中用以提高勞動生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)該符合降低生產(chǎn)成本和勞動強度的要求。
（1）工藝路線方案一：
工序一：鉆孔、擴孔、鉸Φ17H6mm孔
工序二：粗銑導軌面A與零件底部的凹槽面
工序三：粗銑2×2的退刀槽
工序四：粗銑基準面B
工序五：粗銑Φ40的凸臺面
工序六：鉆Φ14mm斜孔，锪Φ26×1的沉頭孔
工序七：鉆Φ5.8mm的孔，攻M6的螺紋孔
工序八：粗銑Φ35mm圓柱體的左右兩個端面，以及底部右側(cè)面
工序九：粗、半精磨Φ17H6孔
工序十：精銑導軌面A
工序十一：精銑燕尾面B
工序十二：精銑2×2的退刀槽
工序十三：半精銑Φ35mm圓柱體的左右兩個端面
工序十四：半精銑底部右側(cè)面
工序十五：锪1×45°倒角
工序十六：去毛刺
工序十七：研配Φ17H6孔
工序十八：人工配刮導軌A、燕尾面B
工序十九：檢查工件
（2）工藝路線方案二：
工序一：粗銑導軌面A與底部的凹槽面
工序二：粗銑2×2mm的退刀槽
工序三：粗銑燕尾面B，Φ40mm的凸臺面
工序四：粗銑Φ35mm圓柱體的左右兩端面
工序五：粗銑底部右側(cè)面
工序六：鉆孔Φ14mm的斜孔，锪1×Φ26沉頭孔
工序七：鉆，擴，粗鉸，精鉸Φ17H6mm孔
工序八：鉆，攻M6螺紋
工序九：精銑導軌面A
工序十：精銑燕尾面B
工序十一：精銑2×2的退刀槽
工序十二：半精銑Φ35mm圓柱體的左右端面
工序十三：半精銑右端面
工序十四：磨Φ17H6mm的孔，锪1×45°角
工序十五：研配Φ17H6mm
工序十六：配刮導軌面A、燕尾面B
工序十七：去毛刺
工序十八：檢查
（3）工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：方案一是先加工Φ17H6孔，然后再加工基準面A；然而方案二是先加工基準面A和B，后再加工Φ17H6mm孔。經(jīng)過分析和比較，方案一能保證Φ17H6孔的中心線到基準面A和B的距離105+0.10，符合位置度的要求。方案二就不能確保Φ17H6mm孔到基準面A和B的距離，因此不滿足位置度要求。所以，方案一優(yōu)于方案二。但是，方案一中有許多不合適的工序，所以，修改后確定工藝如下：
工序一：劃線，在毛壞上標出Φ17H6孔，Φ14孔的中心位置，端面A，B的位置。
工序二：粗銑圓柱體左右端面。以底面為粗基準。
工序三：鉆Φ15mm孔。以工序二所加工的左右端面作為粗基準。
工序四：粗銑基準面A與底部Ra=12.5μm的凹槽面，粗銑2×2
的槽以及底面。以Φ17H6孔為定位粗基準。
工序五：粗銑燕尾面B，粗銑Φ40mm凸臺面，粗銑、半精銑右側(cè)面。
工序六：鉆Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉頭孔。以尾座架端面A，B定位。
工序七：鉆孔，擴孔和攻M6的螺紋。以Φ17H6孔為粗基準。
工序八：擴、粗、精鉸Φ17H6孔?；鶞拭鍭和B為定位粗基準。
工序九：半精銑圓柱體左右端面。以Φ17H6孔為精基準。
工序十：半精銑右端面。基準面A為定位精基準。
工序十一：精銑基準面A。精銑2×2的槽。以Φ17H6孔為精基準。
工序十二：精銑基準面B?；鶞拭鍭為定位精基準。
工序十三：锪Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺。以Φ17H6孔為精基準。
工序十四：研配Φ17H6孔。 基準面A和B,右端面與Φ17H6孔兩端面為定位精基準。
工序十五：配刮A、B面
工序十六：檢查。
2.3 機械加工余量的確定、工序尺寸及毛坯的確定
2.3.1 機械加工余量的確定
為了保證零件加工的質(zhì)量和精度，從某一表面上所切除的金屬層厚度即稱之為機械加工余量。該尾座架的零件材料是HT200灰鑄鐵，硬度為170~241HB，生產(chǎn)類型采取批量生產(chǎn)，因此采用砂芯制造，機器制芯。根據(jù)零件的材料和加工的工藝設(shè)定，分別確定各加工面的機械加工余量。
因為該毛坯鑄件宜采用二級精度鑄造，可確定尾座架A、B面的機械加工余量為3mm，其余的各加工面均為4mm。
各工序機械加工余量的確定：
⑴尾座架基準面A：表面粗糙度Ra=1.6，需要先進行粗加工，然后進行精加工，查資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》P414頁中銑削深度ap選擇，可確定機械加工余量為：粗銑加工余量Z1=2.5mm，精銑加工余量Z2=0.5mm。
⑵零件的底面：粗糙度Ra=12.5，機械加工余量Z=4mm。
⑶基準面B：粗糙度Ra=1.6，要求粗、精加工，同理，粗銑加工余量Z1=2.5mm，精銑加工余量Z2=0.5mm。
⑷零件的右側(cè)面：粗糙度Ra=6.3，要求粗加工和半精加工，粗銑加工余量Z1=3mm，半精銑加工余量Z2=1mm。
⑸Φ40mm的凸臺面：粗糙度Ra=12.5，只需要進行粗加工，加工余量Z=4mm。
⑹Φ35mm的圓柱形左右端面：粗糙度Ra=6.3，需要進行粗加工和半精加工，粗銑加工余量Z1=3mm，半精銑加工余量Z2=1mm。
⑺底部凹槽面：粗糙度Ra=12.5，只需要進行粗加工，粗銑機械加工余量Z=4mm。
2.3.2 確定切削用量和基本工時
1. 粗、精銑Φ35左右端面
加工要求：粗銑Φ35圓柱體左右端面 粗糙度:Ra=6.3 機床選擇：×6042臥式銑床 刀具：套式面銑刀 材料:高速鋼基本參數(shù)D=60mm=40mm，d=27mm，Z=10。
由銑削寬度az=35mm，d0=60mm選擇。（見參考資料《金屬切削手冊》 表6-4）
切削用量的確定：已知總加工余量為4mm，粗銑Z1=3mm，半精銑Z2=1mm。粗銑時進給量Fz=0.3mm/z，半精銑進給量Fz=0.1mm/z，精加工的進給量通常會比粗加工的小。（見參考資料《金屬切削手冊》 表6-12）,切削速度: 粗銑V=15m/s，精銑V=21m/s。（見參考資料《金屬切削手冊》 表6-12）（見參考資料《切削用量簡明手冊》表3.27）查參考資料《金屬切削原理與刀具》得耐用度t=1.08×103s。
③計算切削速度
查參考資料《切削用量簡明手冊》表3.27得：
（5-1）
④功率計算：
（5-2）
切削工時：已知每齒進給量af=0.18mm，端面銑刀的齒數(shù)Z=8，粗銑的主軸轉(zhuǎn)速150r/min。
（5-3）
代入數(shù)據(jù)，可得t=0.154min。
半精銑:加工要求：銑Φ35圓柱體左右端面。機床：X6042臥式銑床刀具：半精銑端面刀具材料選用YG6，d0=60mm。切削用量的確定：吃刀深度ap=1mm，每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r，達到粗糙度要求Ra=6.3，主軸轉(zhuǎn)速n=956r/min，切削速度v=180m/min。
切削工時：已知每齒進給量af=0.18mm，端面銑刀的齒數(shù)z=8，粗銑的主軸轉(zhuǎn)速150r/min。
（5-3）
代入數(shù)據(jù)，可得t=0.420min
2. Φ17H6孔加工
加工要求：直徑17mm；基孔制；六級精度；孔軸與A、B面分別由0.005mm的平行度要求；孔有0.003mm的圓度和0.004m圓柱度的形狀精度；孔壁粗糙度為。
（1）鉆孔至Φ15
表面粗糙度：；經(jīng)濟精度：IT12；公差：0.11mm。
刀具選擇：直徑為15mm的通用麻花鉆；材料：高速鋼； 基本參數(shù)：d=15mm，k=2.30mm，q=13.95mm，b=8.85mm，f=1.00mm，（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12—26）
吃刀深度，，。
（5-4）
按機床選?。?
考慮其加工長度為80mm
切削工時：
由公式 5-4 可得:
（2）擴孔至Φ16.5
加工余量Z=0.75mm ；表面粗糙度：；經(jīng)濟精度：IT12 ；公差：0.18mm 刀具選擇：直徑為 16.5mm的標準擴孔鉆；材料：YG8；基本參數(shù)：d=16.5mm，L=223mm，l=125mm。（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12—41）?吃刀深度，進給量=0.55mm/r，主軸轉(zhuǎn)速n=280r/min，切削速度v=15m/min
按機床選?。?
? ? （3）粗鉸Φ16.75孔
加工余量：0.125mm；表面粗糙度：；經(jīng)濟精度：IT9； 公差：0.043mm。刀具選擇：直徑為 16.8mm的直柄機用鉸刀；材料：YG8；基本參數(shù)：d=16.8mm，L=175mm，l=54mm，Z=14（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12—52）
吃刀深度，進給量，主軸轉(zhuǎn)速n=250r/min，切削速度v=14m/min。
（4）精鉸孔至Φ16.95
加工余量：0.15mm；表面粗糙度：；?經(jīng)濟精度：IT7； 公差：0.011mm 刀具選擇：直徑為16.95mm的直柄機用鉸刀；材料：YG8；基本參數(shù)：d=16.8mm，L=175mm，l=54mm，（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12-52）吃刀深度，進給量f=0.2mm/r，主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min，切削速度v=18m/min。
（5）研配17H6孔
加工要求：表面粗糙度：Ra=0.6刀具選擇：研棒 機床選擇：臥式研磨床。
切削用量的確定：加工余量為0.05mm，（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表10-54）圓周速度Vt=33m/min，往復速度Va=35m/min 研磨液：煤油。
3. 锪Φ17H6孔1×45°倒角
加工要求: 表面粗糙度: （見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12-46）；經(jīng)濟精度：IT11；（見資料《機械制造工藝學（含機床夾具設(shè)計）》表2-4 ）；公差：0.11mm（見資料《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表3-2）；道具選擇：帶可換導柱錐柄錐面锪鉆 材料 高速鋼 基本參數(shù)：L=180mm，I=35m。
切削用量的確定：查《機械加工工藝手冊》表2.4-87，進給量f=0.15mm/s，切削速度0.2m/s。
鉆頭轉(zhuǎn)速==146.987
鉆頭每分鐘前進距離Vf=f×n=0.15×146.987=22.048mm/min。
參照資料《金屬機械加工工藝人員手冊》P987頁可知，锪埋頭孔工時T=（L+L1）/Vf=（1+1）/22.048=0.1367min，L1=0.5~2mm。切削深度t=（d-D）/2=（26-14）/2=6mm。
4. 導軌面A的加工
加工要求：粗糙度Ra=1.6 ；配刮10~13/ 2525。機床選擇:X6042臥式銑床 刀具選擇：套式立銑刀；材料：YG8；基本參數(shù)：D=80mm，L=45mm，z=8。
（1）粗銑
加工余量：2mm ；表面粗糙度：Ra=5~20；經(jīng)濟精度：IT12；公差：0.4mm。加工長度L=152mm，吃刀深度，進給量=2.7mm/r，主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min，切削速度v=150m/min。粗銑時，每轉(zhuǎn)進給量f=fz×Z=0.2×10=2mm/min，每分鐘進給量=2×59.7=119.4mm/min。工時T=0.754min。
（2）精銑
加工余量Z=0.85mm ；表面粗糙度：Ra=0.63~5 ；經(jīng)濟精度：IT7；
公差：0.04mm，加工長度L=152mm吃刀深度進給量=1.2mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n=1183r/min，切削速度v=222m/min。
精銑時，每轉(zhuǎn)進給量f=fz×Z=0.2×10=2mm/min，每分鐘進給量=2×59.7=119.4mm/min。工時T=1.508min。
（3）人工配刮達到10-13點/25×25
加工余量：0.15mm ；表面粗糙度：Ra=0.32~0.65。（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12—82）
5. 2×2退刀槽的加工
加工要求：粗糙度。機床選擇：X525立式銑床 刀具選擇：粗齒鋸片銑刀；材料：YG8；基本參數(shù)：D=50mm，L=2.0mm，d=13mm，z=20。
粗銑: 加工余量Z=2mm； 表面粗糙度：Ra=5~20；經(jīng)濟精度：IT12 公差：0.25mm。（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12—90），進給量Fz=0.3mm/z，切削速度V=15m/min。（見參考資料《金屬切削手冊》表6-14、6-12）
粗銑時，銑刀轉(zhuǎn)速==59.7r/min。
粗銑時每轉(zhuǎn)進給量f=Fz×Z=0.3×20=0.6mm/r，每分鐘進給量Vf=f×n=6×59.7=358.2mm/min。工時T=0.251min。
6. 燕尾面B面的加工
（1）粗銑
加工要求：粗糙度Ra=1.6 ，與A面夾角75°，機床選擇:×6042臥式銑床 刀具選擇: 單角銑刀 材料: 速鋼 基本參數(shù): =35 L=10 Z=18。
確定切削用量：總的加工余量為Z=3mm，查參考資料《金屬機械加工人員手冊》表5-72可得精銑加工余量為Z2=0.5mm，配刮的加工余量為Z3=0.15mm，粗加工的余量Z1=3-0.5-0.15=2.35mm。
若考慮工件的粗糙度，加工余量為,。 但實際，由于以后還要精加工，因此此端面不必全部加工，此時可按考慮，分二次加工，吃刀深度。每齒進給量（查參考資料《金屬切削手冊》表7-3）計算切削速度，查參考資料《金屬切削原理與刀具》 耐用度。
由式5-1得：
④功率計算，由式5-2得：
粗銑時每轉(zhuǎn)進給量f=Fz×Z=0.15×18=2.7mm/r，每分鐘進給量Vf=f×n=2.7×59.7=161.19mm/min。工時T=0.558min。
（2）精銑
加工余量Z=0.5mm ；表面粗糙度：Ra=0.63~5 經(jīng)濟精度：IT7；? ?公差：0.04mm；加工長度L=90mm ； 吃刀深度； 進給量=0.1mm/r ；主軸轉(zhuǎn)速n=1183r/min； 切削速度v=297m/min。
精銑時每轉(zhuǎn)進給量f=Fz×Z=0.1×18=1.8mm/r，每分鐘進給量Vf=f×n=1.8×59.7=107.46mm/min。工時T=0.558min。
7. 右端面的加工
加工要求：粗糙度Ra=6.3刀具選擇：套式端銑刀;材料：YG8；基本參數(shù)：D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8
（1）粗銑
加工余量Z=3mm; 表面粗糙度：Ra=5~20；經(jīng)濟精度：IT12；公差：0.25mm 加工長度L=90mm吃刀深度進給量=2.8mm/r；主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min；切削速度V=94.2m/min。
（2）半精銑
加工余量Z=1mm; 表面粗糙度：Ra=1.6 經(jīng)濟精度：IT10；公差：0.1mm；加工長度L=90mm；?吃刀深度ap=1mm；進給量Fz=0.1mm/r。主軸轉(zhuǎn)速n=1183r/min；切削速度v=222m/min。（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12—83）
8. 凸臺面的加工
加工要求：粗糙度Ra=12.5刀具選擇：套式端銑刀;材料：YG8；基本參數(shù)：D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8。
? ? 粗銑， 加工余量：2mm 表面粗糙度：；? 經(jīng)濟精度：IT12；公差：0.25mm，加工長度L=40mm，吃刀深度，進給量f=0.3mm/z。主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min；切削速度v=373m/min。（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12—83），
粗銑時每轉(zhuǎn)進給量f=Fz×Z=0.3×10=3mm/r，每分鐘進給量Vf=f×n=3×600=1800mm/min。工時T=0.503min。
9. Φ14孔加工
加工要求：Ra=12.5 直徑14mm，孔深30mm，機床選擇：Z525立式鉆床 刀具選擇：通用麻花鉆 材料：高速鋼 基本參數(shù)：d=14mm，k=2.20mm，B=8.25mm，q=13.00mm，f=1.00mm。
切削用量的確定：粗加工只需一次鉆出，加工余量Z鉆=14/2=7mm，（見資料《金屬切削手冊》表4-8），進給量f=0.3mm/r，切削速度V=28m/min
鉆頭轉(zhuǎn)速==636.943r/min。
鉆頭每分鐘前進距離=0.3×636.943=191.083mm/min。
查《金屬切削手冊》表4-6知，工時T=(L+0.3d0)/Vf=（30+0.3×14）/191.803=0.1783min。
10.锪Φ26×1的沉頭孔
刀具選擇：帶可換導柱椎柄平底锪鉆；基本參數(shù)：L=180mm?，=35mm；表面粗糙度: Ra=5~80；（見資料《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表12—46）；經(jīng)濟精度：IT11；（見資料《機械制造工藝學（含機床夾具設(shè)計）》表2-4 ）；公差：0.11mm；（見資料《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表3-1）
參照資料《金屬機械加工工藝人員手冊》P987頁可知，锪埋頭孔工時T=（L+L1）/Vf=（1+1）/22.048=0.1367min，L1=0.5~2mm。切削深度t=（d-D）/2=（26-14）/2=6mm。
11.M6螺紋加工
加工要求：螺紋直徑6mm，機床選擇：Z525立式鉆床 刀具選擇：通用麻花鉆 材料：高速鋼 基本參數(shù)：d=5.80mm，k=1.00mm，B=3.50mm，q=5.40mm，f=0.55mm，
（1）鉆M6的螺紋孔
由式5-4得 ：
按機床選取
所以實際切削速度
切削工時：（ 查參考資料《金屬機械加工工藝設(shè)計手冊》表5-7）
，
由式5-3得：
（2）攻絲
公制螺紋，由于加工的材料是鑄件，因此選取M6絲錐。
12.凹槽面和底面加工
底部凹槽：加工要求：Ra=12.5，機床選擇×6042臥式銑床，道具選擇：粗齒鋸片銑刀 材料:高速鋼 基本參數(shù) d0=63mm，B=2.0mm，Z=20，參照《金屬切削手冊》常用標準銑刀規(guī)格及參數(shù)表6-7
切削用量的確定：總加工余量為4mm，只需要一次走刀粗銑，ap=4mm，參照《金屬切削手冊》表6-14、表6-12，進給量Fz= 0.3mm/z，切削速度V=15m/s。
粗銑時，銑刀轉(zhuǎn)速==59.7r/min。
粗銑時每轉(zhuǎn)進給量f=Fz×Z=0.3×20=0.6mm/r，每分鐘進給量Vf=f×n=6×59.7=358.2mm/min。工時T=0.251min。
底面：加工要求：Ra=12.5，機床選擇×6042臥式銑床，道具選擇：粗齒圓柱形銑刀 材料 高速鋼 基本參數(shù) d0=50mm，L=50，Z=8
切削用量的確定：總加工余量為4mm，只需要一次走刀粗銑，ap=4mm，參照《金屬切削手冊》表6-14、表6-12，進給量Fz= 0.3mm/z，切削速度V=15m/s
粗銑時，銑刀轉(zhuǎn)速==59.7r/min。
粗銑時每轉(zhuǎn)進給量f=Fz×Z=0.3×8=2.4mm/r，每分鐘進給量Vf=f×n=2.4×59.7=143.28mm/min。工時T=0.628min。
第3章 夾具設(shè)計
在機床上用來確定工件位置并將其夾緊的工藝裝備統(tǒng)稱為機床夾具。在不同的場合，它們在設(shè)計中也各有自己的特殊性和共性。針對于某一工件的某一工序的加工精度要求，專門設(shè)計、制造的夾具稱為專用夾具。因為尾座架的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故需要在各道工序之中設(shè)計專用夾具。它具有很高的針對性，其效率較高，結(jié)構(gòu)緊湊，定位精度較高，為了提高勞動生產(chǎn)效率，有效的降低勞動強度，保證加工質(zhì)量和精度，需要設(shè)計專用夾具。但是其同樣有制造周期過長，成本較高的缺點。
經(jīng)過對各道加工工序的分析，以及和指導老師協(xié)商，于是決定設(shè)計銑削Φ17H6孔兩端面專用夾具。銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、花鍵及各種成型面，是最常用的夾具之一。主要由定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對刀元件組成。銑削加工時，切削力較大，又是斷續(xù)切削，振動較大，因此銑床夾具的夾緊力要求較大，夾具剛度、強度要求都比較高。
3.1 機床夾具的介紹
3.1.1 機床夾具分類
隨著機械制造技術(shù)的發(fā)展，新型夾具不斷涌現(xiàn)，機床夾具的類型也愈來愈多。在生產(chǎn)應(yīng)用中，按專門化程度分如下幾類：
（1）通用夾具 通用夾具是指已標準化、具有較大適用范圍的夾具。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、萬能分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具通用性強，一般用于單件小批生產(chǎn)。
（2）專用夾具 專用夾具是指根據(jù)零件加工過程中某一工序的加工要求而設(shè)計的。其結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，可有效的保證加工精度、提高工作效率。
（3）可調(diào)整夾具 可調(diào)整夾具包括通用可調(diào)夾具和專用可調(diào)夾具。其共同特征是：在完成一種工件的加工后，經(jīng)過調(diào)整或更換個別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或工藝相似的多種工件。
（4）專門化拼裝夾具 這類夾具是針對特定工序要求，由通用性較強的標準元件和部件拼裝而成。它具有通用夾具和專用夾具的特點。
（5）自動線夾具 這類夾具包括自動線用夾具和數(shù)控機床夾具。
3.1.2 機床夾具的功能和作用
機床夾具在機械制造中起著很重要的作用，機床夾具的主要功能是使工件定位和加緊。因為各類機床加工方式的不同，有的機床夾具還有對刀、導向、分度等特殊的功能。
1、機床夾具的主要功能
（1）定位：確定工件在夾具中占有正確的位置的過程。正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度的要求。
（2）加緊：工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于受到各種力的作用，工件在加工時如不將工件加緊，工件會松動而不能保證加工精度。
2、機床夾具的特殊功能
（1）對刀：調(diào)整刀具切削刃相對于工件或者夾具的正確位置，如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導向：如鉆床夾具中的鉆套，它能迅速確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。
（3）分度：工件一次裝夾后，在加工過程中進行分度。
2、機床夾具的作用
在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有以下幾個方面。
（1）保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量
機床夾具在機械加工中的基本作用就是保證工件的相對位置精度。由于采用了能直接定位的夾具，因此可以準確地確定工件相對于刀具和機床切削成型運動中的相互位置關(guān)系，不受或者少受各種主觀因素的影響，可以穩(wěn)定可靠地保證加工質(zhì)量。
（2）提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本
提高勞動生產(chǎn)率、降低單件時間定額的主要技術(shù)措施是增大切削用量和壓縮輔助時間。采用機床夾具，既可以提高工件加工時的剛度，有利于采用較大的切削用量，又可以省去劃線找正等工作，是安裝工作的輔助工時大大減少，因此能顯著地提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。由于采用與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的夾具，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品大大減少，勞動生產(chǎn)率提高，可以用低技術(shù)等級工人等，可以大大降低加工成本。
（3）擴大機床工藝范圍和改變機床用途
在單件小批生產(chǎn)的條件下，為了解決工件的種類、規(guī)格較多，而機床的數(shù)量品種卻有限的難題，可以設(shè)計制造專用夾具，使機床能夠?qū)崿F(xiàn)"一機多能"。例如，在普通銑床上安裝專用夾具，可以銑削成型表面；在車床上使用專用夾具，可將其回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復運動；如果在車床床鞍上安裝鏜模，又可以進行箱體孔系加工等。
（4）改善工人勞動條件
使用專用夾具安裝工件，定位方便、迅速、加緊可采用增力、機動加緊機構(gòu)等裝置，因此可以減輕工人的勞動強度，還可以設(shè)計保護裝置，確保操作者安全。采用夾具后工件的裝卸顯然比不用夾具時方便、省力、安全。
（5）在流水線生產(chǎn)中便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍
工藝過程中 ，當某些工序所需工序時間特別長時，可以采用多工位或高效夾具等，以提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。
3.1.3機床夾具的組成
根據(jù)機床夾具的作用，其結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成。
1、機床夾具的基本組成部分
雖然夾具的結(jié)構(gòu)不同，但基本組成部分都有定位元件或定位裝置、夾緊裝置和夾具體三大部分。
（1）定位元件
定位元件是夾具的主要功能元件之一，用于確定工件在夾具中的正確位置。
（2）加緊裝置
加緊元件也是夾具的主要功能之一，用于夾具工件，使工件在受到外力的作用后仍能保證其既定位置不變。
（3）夾具體
夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件連接成一個整體。常用的夾具體為鑄鐵結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等。
2、機床夾具的其它組成部分
（1）對刀元件與引刀元件
用于確定或引導刀具，使其與夾具的定位元件保持某一正確的相對關(guān)系。對刀元件常見于銑床夾具的對刀，引導元件主要指鉆模的鉆模板、鉆套，鏜模的鏜模支架、鏜套等。它們確定刀具的位置并引導刀具進行切削。
（2）連接元件
用于保證夾具與機床間相對位置的元件。連接元件有兩種形式：一種是安裝在工作臺上的，另一種是安裝在車床主軸上的。
（3）其它元件及裝置
根據(jù)工件的加工要求，某些夾具具有分度裝置、靠模裝置、工件的抬起裝置等。
3.2 銑床夾具的設(shè)計
3.2.1 夾具設(shè)計要求
利用所設(shè)計的專用夾具用來加工Φ17H6孔兩端面，這些都有很高的技術(shù)要求。因此，在設(shè)計時，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，并且精度也是非常重要的。
3.2.2 Φ17H6孔兩端面的夾具設(shè)計
加工Φ17H6孔兩端面的夾具裝配圖如3-1所示。
1.定位基準的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。方案：選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。
2.夾緊力的選擇
根據(jù)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。
夾緊力的來源：一是人力；二是夾緊機構(gòu)產(chǎn)生的力。夾緊機構(gòu)在傳遞力的過程中，能根據(jù)需要改變力的大小、方向和作用點。手動夾緊的夾緊機構(gòu)還應(yīng)具有良好的自鎖性，以保證人力的作用停止后，還能可靠的夾緊工作。對夾緊機構(gòu)的基本要求：
（1）夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。
（2）夾緊力的大小適當。既要保證工件在整個加工過程中其位置穩(wěn)定不變，振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。
（3）工藝性好。夾緊裝置的復雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)在保證生產(chǎn)效率的前提下，其機構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。
（4）使用性好。夾緊裝置的操作應(yīng)當方便、安全、省力。
由以上可知，本夾具的夾緊機構(gòu)采用螺旋夾緊機構(gòu)。一個是采用活動手柄壓緊螺釘?shù)膴A緊機構(gòu)，另一個是采用移動壓板機構(gòu)的夾緊機構(gòu)。
然后就是夾緊力方向與作用點的選擇。確定夾緊力就是確定夾緊力的方向、作用點和大小三要素。
圖3-1 銑Φ17H6孔兩端面專用夾具裝配圖
夾緊力的方向和作用點的確定要遵循以下三點：
（1）夾緊力應(yīng)朝向主要限位面。
（2）夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
（3）夾緊力的作用點應(yīng)靠近工件的加工表面。
綜上所述，為了提高夾緊的速度，而且工件較小，切削過程中的震動不太大。
查資料[11]《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-14可得：
由移動壓板機構(gòu)產(chǎn)生的夾緊力的公式為：
（6-1）
（6-2）
MQ=60N
（其中、查資料[11]《機床夾具設(shè)計手冊》可得，L、由孔的加工夾具裝配圖上可知）
由活動手柄壓緊螺釘產(chǎn)生的壓緊力的公式為：
（6-3）
代入數(shù)據(jù)可得：。
式中Q—原始作用力（N）；
L—作用力臂（mm）；
—螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm）；其值見資料[11]《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-8；
—螺桿端部與工件間的摩擦角；
—螺旋副的當量摩擦角（），見資料[11]《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-9；
—螺紋中徑之半（mm）；
—螺紋升角，見資料[11]《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-10。
3.定位誤差
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位是工件的底面與燕尾底面，即A面與B面。其中A面與被加工孔具有0.005mm的平行度要求，以及mm的位置度要求；B面與被加工孔同樣具有0.005mm的平行度要求。
已知定位誤差（其中為基準不重合誤差，為基準位移誤差）
孔兩端面與底面A之間尺寸的定位誤差
①定位基準與工序基準重合，=0。
②定位基準與限位基準不重合，定位基準單方向移動。其最大移動量為：
結(jié)論
要制定一個零件的機械加工工藝過程，要先對該零件有一定的了解。其次還要對各種加工工藝有所了解。設(shè)定夾具要考慮機床的工作位置，還要做到工人裝夾方便。涉及到加工零件，還要考慮效率，成本。在保證質(zhì)量的情況下，要做到高效率，低成本。
謝 辭
感謝劉老師和周老師在我做課程設(shè)計的時候提供的幫助，她們?yōu)閵A具的設(shè)計、機械加工工藝等方面提供了寶貴的意見。同時我還要感謝我的同學們，在討論方案時，大家都無私地給予了幫助。
參考文獻
[1]田培棠, 石曉輝, 米林.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊.北京:國防工業(yè)出版社,2011
[2] 張耀宸. 機械加工工藝設(shè)計實用手冊. 北京: 航空工業(yè)出版社, 1993
[3]呂明．龐思勤.機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 武漢理工大學出版社, 2001
[4]趙如福. 金屬機械加工工藝設(shè)計手冊. 上海: 上?？茖W技術(shù)出版社, 2009
[5]何銘新, 錢可強．機械制圖. 北京:高等教育出版社, 2004
[6]何永熹, 武充沛．幾何精度規(guī)范學. 北京:北京理工大學出版社, 2006
[7] 徐嘉元, 曾家駒. 機械制造工藝學（含機床夾具設(shè)計）. 北京: 機械工業(yè)出版社, 1999
[8]上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會. 金屬切削手冊. 上海:上?？茖W技術(shù)出版社, 2000
[9]艾興, 肖詩綱. 切削用量簡明手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2004
[10]陸劍中, 孫家寧. 金屬切削原理與刀具. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2005
[11]孟憲棟, 劉彤安．機床夾具手冊. 北京:機械工業(yè)出版社, 2011
[12]濮良貴, 紀明剛．機械設(shè)計. 北京:高等教育出版社, 2006
[13]李慶壽．機械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊. 銀川:寧夏人民出版社, 1991
[14]周誦明．設(shè)計指導書-機械類專業(yè). 武漢:華中理工大學出版, 1993
[15]馬賢智．機械加工余量與公差手冊. 北京:中國標準出版社, 1994
[16]薛源順．機床夾具設(shè)計. 北京:機械工業(yè)出版社, 2003
[17]齊樂華．工程材料與機械制造基礎(chǔ). 北京:高等教育出版社, 2006
[18]于永泗 齊民．機械工程材料. 大連理工大學出版社,2009
34