轴承座加工工艺及夹具设计毕业设计

毕业设计（论文）

设计题目： 设计“CK6133车床”床头箱加工工艺与工装设计

（中批量生产）

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目 录

摘 要

1 绪论………………………………………………………………………… 3

1.1课题背景…………………………………………………………………………3 1.2夹具的发展史……………………………………………………………………3 1.3小结………………………………………………………………………………3 2 CK6133床头箱加工工艺规程设计…………………………………………4 2.1零件的分析…………………………………………………………………………4 2.1.1零件的作用……………………………………………………………………4 2.1.2零件的工艺分析………………………………………………………………4 2.2确定生产类型………………………………………………………………………5 2.3确定毛坯……………………………………………………………………………5 2.3.1确定毛坯种类…………………………………………………………………5 2.3.2确定铸件加工余量及形状……………………………………………………5 2.3.3绘制铸件零件图………………………………………………………………5 2.4工艺规程设计………………………………………………………………………5 2.4.1选择定位基准…………………………………………………………………5 2.4.2制定工艺路线…………………………………………………………………6 2.4.3选择加工设备和工艺设备……………………………………………………9 2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定……………………………………10 2.5确定切削用量及基本工时…………………………………………………………11 2.5.1工序1：粗精铣轴承座底面…………………………………………………11 2.5.2工序2：粗精铣轴承座两端面………………………………………………13 2.5.3工序3：铣座孔上顶面………………………………………………………15 2.5.4工序4：粗、半精、精（细）镗Φ110H6、Φ125H6轴承孔………………16 2.5.5工序5：攻4xM8螺纹孔…………………………………………………… 24

2.5.6工序6：钻17孔…………………………………………………………… 25 2.5.7工序7：扩17孔…………………………………………………………… 26 2.5.8工序8：铰17孔…………………………………………………………… 27 2.5.9工序9：锪32埋头孔……………………………………………………… 28 2.6本章小结…………………………………………………………………………… 29 3 专用夹具设计……………………………………………………………………… 29 3.1镗孔夹具设计………………………………………………………………………29 3.1.1问题的提出…………………………………………………………………… 29 3.1.2夹具的设计…………………………………………………………………… 29 3.2本章小结……………………………………………………………………………39 结论…………………………………………………………………………………………39 设计心得 …………………………………………………………………………………40 致 谢……………………………………………………………………………………… 41参考文献………………………………………………………………………………… 41 装配图、零件图附后 ……………………………………………………………… 42

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1绪论

1.1课题背景

随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。

“工欲善其事，必先利其器。”

工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。

1.2夹具的发展史

夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床—工件—工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。

1.3小结

一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，

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杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%—80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。

2、CK6133床头箱加工工艺规程设计

2.1零件的分析

2.1.1零件的作用

题目所给的零件是CK6133车床的轴承座。它位于车床主轴上，使主轴回转运动按照工作的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。且它是用来支撑轴承，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致，（比如电机运转方向，主轴转动方向）并且保持平衡，它能稳定轴承及其所连接的回转轴，确保轴和轴承内圈平稳回转避免因承载回转引起的轴承扭动或跳动。当上紧定螺丝，以达到内圈周向、轴向固定的目的，但因为内圈内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。 2.1.2零件的工艺分析

零件的材料为HT200，即灰铸铁，它属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的形状、位置尺寸精度要求：

0.004（1） 轴承座孔1100.018与孔轴线的同轴度。 0.008（2）另一端轴承孔加工尺寸精度为1250.033

（3） 轴承座底平面的平面度为0.03。 （4）M81.25的螺纹孔中心距公差为0.2

（5） 轴承孔轴线与底面平面及底座拉紧凸台侧面的平行度为0.02。 （6） 两侧轴承孔圆柱度要求均为0.005其中右侧座孔与孔轴线有圆跳动要求为0.01

（7）轴承孔重要配合面的粗糙度值均为0.8 （8）轴承座孔两侧面的中心距公差为0.3

（9）右轴承座孔端面与孔轴线的垂直度要求为0.016及其孔深公差值为0.05

0.0040.0220.008综上分析可知，110(110H6),1250.018可换算成11000.033可换算成0.0251250(125H6),则该要加工的孔要求精度为6级精度，首先可以先加工轴

承座底面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此轴承座零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

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2.2确定生产类型

已知此轴承座零件的生产纲领为1200件/年，查阅有关参考文献可知：灰铸铁的密度为(6.6~7.4)g/cm3，按照零件图纸，用UG建出模型，并测出其体积为7151.169cm3。由公式mv7.47151.16952918.65g52kg查《现代机械制造工艺》表1-3可知因为52kg<100kg则该零件属于轻型零件，又因为该零件要求月产量为100件，则一年也就大概生产1200件，则查表1-3可知：该产品生产类型为中批量生产。所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用夹具。

2.3确定毛坯

2.3.1确定毛坯种类

由于零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为中批生产，又因为其具有较好的的铸造性和切削加工性，而且吸震性和耐磨性较好，价格也较低廉，故选择金属型铸造毛坯。

2.3.2确定铸件加工余量及形状

查《简明机械加工工艺手册》13页表1-13，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm：其中平面加工表面加工余量为3mm、铸件、内腔各加工表面加工余量为3~5mm。并在铸件毛胚底部需制出两个工艺拉紧凸台，并于凸台上制出一个螺纹孔，供螺钉拉紧，以便在装夹时，能快速定位且将工件装夹牢固、制止其窜动。

2.3.3绘制铸件零件图（CAD出图即可）附后

2.4工艺规程设计

2.4.1选择定位基准

定位基准的选择

0.0080.004根据零件图纸及零件的使用情况分析，知125、110125H6）0.033（0.018（110H6），轴承端面、螺纹孔中心距、底面等均需要正确定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。 A. 粗基准的选择

选择粗基准的出发点是为后续的工序提供合理的定位精基准，保证各加工面的余量足够并分配合理，由于粗基准是对毛坯进行第一次加工的定位基准，因此与毛坯的形状关系很大，则确定粗基准时应按： ① 用零件非加工面为粗基准，可保证零件的加工面与非加工面的相互位置关系，且能在一次安装中尽可能加工较多的表面。

② 用零件的重要表面为粗基准，优先保证了重要表面的余量和表面组织性能的

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一致。

③ 应选则较大、形状简单、加工量大的表面为粗基准，使切削总量最少。 ④ 应选毛坯精度高，余量小的表面为粗基准，易保证各加工表面的余量足够，分配合理。

⑤ 应选定位精度高，夹紧可靠的表面为粗基准。

⑥ 粗基准原则上是在第一道工序中使用一次并尽量避免重复使用。

按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，据零件图所示，故应选择轴承座上表面为粗基准，以此加工轴承底面。

B. 精基准的选择

选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度的实现，以及定位安装的准确方便。选择精基准应遵循以下原则：

① 基准重合原则：确定精基准时，应尽量用设计基准作为定位基准，易消

除基准不重合误差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。

② 统一基准原则：拟定工艺路线时，各个工序应尽可能用同一个定位基准

来精加工各个表面，以保证各表面间的相互位置精度，并且还减少了夹具的数量和工件的装夹次数，降低了成本，提高了生产率。 ③ 互为基准原则：可逐步提高两相关表面的位置精度。

④ 自为基准原则：可使加工余量均匀，保证加工面自身形状精度，而位置

精度由前面的工序保证。

同时，精基准选择时，一定要保证工件的夹、压稳定可靠，夹具结构简单及操作简便，由以上分析，考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以精加工后的底面为主要的定位精基准，即以轴承座的下表面为精基准。

2.4.2制定工艺路线

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

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表2.1工艺路线方案一

工序号 1 精铣底面 2 3 铣端面 铣顶面 工序名称 粗铣底面 工序内容 粗铣轴承座下底面，以轴承座的底座上表面为定位粗基准 在工序1的基础上，进一步精加工底面 以底座底面为精基准，加工轴承座的端面 以底面为精基准，加工轴承座的圆柱上表面 车间 金工 金工 金工 金工 金工 设备 X6132 X6132 X6132 X6132 TP68 粗镗 以下底面为基准，粗加工110、125、110H6、125H6 148、113的内孔 148、113 4 半精镗110H6、125H6 精镗内孔（精细镗）以下底面为基准，半精加工110、125的内孔 以下底面为基准，精加工110、125的内孔 以轴承座下底面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 /

表2.1.1工艺路线方案二

金工 TP68 金工 TP68 110H6、125H6 5 6 7 8 9 10 攻4M8螺纹孔 钻17孔 扩17孔 铰孔 锪32埋头孔 去毛刺、清洗终检 金工 金工 金工 金工 金工 / Z535 Z535 Z535 Z535 Z535 / 工序号 1 工序名称 工序内容 车间 设备 粗铣底面 精铣底面 粗镗粗铣轴承座下底面，以轴承座的底座上表面为定位粗基准 在工序1的基础上，进一步精加工底面 以下底面为基准，粗加工110、125、金工 金工 金工 X6132 X6132 TP68 110H6、125H6 148、113的内孔 7

148、113 半精镗以下底面为基准，半精加工110、125的内孔 以下底面为基准，精加工110、125的内孔 以底座底面为精基准，加工轴承座的端面 以轴承座下底面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 以下底面为精基准，加工轴承座的圆柱上表面 / 金工 金工 金工 金工 金工 金工 金工 金工 金工 / TP68 TP68 X6132 2 110H6、125H6 精镗内孔（精细镗）110H6、125H6 3 4 5 6 7 8 9 10 铣端面 攻4M8螺纹孔 钻17孔 扩17孔 铰孔 锪32埋头孔 铣顶面 去毛刺、清洗终检 Z535 Z535 Z535 Z535 Z535 X6132 / 表2.1.2工艺路线方案三

工序号 1 2 粗铣底面 精铣底面 3 4 铣端面 粗镗粗铣轴承座下底面，以轴承座的底座上表面为定位粗基准 在工序1的基础上，进一步精加工底面 以底座底面为精基准，加工轴承座的端面 以下底面为基准，粗加工110、125、金工 金工 金工 金工 金工 金工 X6132 X6132 X6132 TP68 TP68 TP68 8

工序名称 工序内容 车间 设备 铣顶面 以下底面为粗基准，加工轴承座的圆柱上表面 金工 X6132 110H6、125H6 148、113 半精镗孔148、113的内孔 以下底面为基准，半精加工110、125的内孔 以下底面为基准，精加工110、125的110H6、125H6 精镗孔（精细镗）

110H6、125H6 5 6 7 8 9 10 攻4M8螺纹孔 钻17孔 扩17孔 铰孔 锪32埋头孔 去毛刺、清洗终检

以上三个工艺方案的比较与分析：

内孔 以轴承座下底面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 以轴承座两端面为基准 / 金工 金工 金工 金工 金工 / Z535 Z535 Z535 Z535 Z535 / 方案一：在第一道工序内容多，工序集中，操作方便。

方案二：工序分散。基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。 方案三：在第一道工序时，选择的粗基准为底面，这样不符合粗基准选择的原则，即保证不了加工面与非加工面的位置要求时，应选择非加工面为粗基准这一原则。

方案一以其相比，在铣完底面后，以此为基准直接在铣床上铣削端面及顶面。如此，相对来说，装夹次数少，可减少机床数量，操作人员数量和生产面积还可减少生产计划和生产组织工作，并能提高生产效率。另外，零件的加工要求就整体来说，其精度并不高。若用工序分散（方案二）法，其加工经济性并不是很好。但是在选择方案的时候，还应该考虑工厂的具体条件等因素。如设备，能否借用工，夹，量具等。故本次设计选择方案一。

根据工序方案一制定出详细的工序划分如下所示：毛胚为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及改善机械加工性能。在毛胚车间铣削去浇冒口。达到毛胚的技术要求。然后送到机械加工车间来加工。

2.4.3选择加工设备和工艺设备

①机床的选择

工序1、2、3采用X6132型卧式铣床

工序5、6、7、8、9 采用Z535卧式钻床

工序4采用TP68卧式镗床 ②选择夹具

该零件的生产纲领为中批量生产，所以采用专用夹具。 ③选择刀具

在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔，由于17H7，由于精度不是很高，可采用硬质合金铰刀，在镗孔（轴承座孔）精度要求较高，则采用金钢镗刀来进行加工。在轴承座底面时，由于要求其的平

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面度，则可以采用硬质合金端铣刀（面铣刀），以保证加工精度。 ④选择量具

加工的孔可采用内径百分表，杠杆百分表。 ⑤其他

对垂直度、平行度误差采用专用量具进行检测，对圆柱度、圆跳动、同轴度等形位公差均可利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。

2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：

表2.4各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度

工加工序号 185（距中粗铣底面 1 182（距中精铣底面 1 IT8（0.072） 心孔） 1.6 0.0721820.072表面工序基本经济精度 余量 尺寸 度 粗糙工序尺寸及偏差 工序内容 工序余量 小 大 3 IT12（0.46） 心孔） 6.3 0.461850.46 2.46 3.53 / / 2 铣端面 3 IT9（0.14） 360 6.3 0.143600.14 / / 3 铣顶面 3 IT11（0.22） 108 6.3 0.221080.22 / / 粗镗内孔Φ110 3 （Φ148、Φ125） 4 半精镗内孔 Φ1 110、（Φ148 ΦIT10（0.14） IT11（0.22） 151、 113、 128 6.3 Φ107.700.22 1 6.8 111、 3.2 Φ108.700.14 3.78 4.22 10

125） 精镗内孔 Φ110（、Φ125） 精细镗 Φ110（、Φ125） 攻4xM85 螺纹孔 钻176 孔 7 扩17孔 8 铰孔 0.1 IT8（0.027） 0.25 IT12（0.18） 2 IT12（0.18） / IT7 0.5 IT6（0.022） 0.8 IT7（0.035） 110.8、1.6 Φ109.500.0350.835 0.66 125.8 110、0.8 Φ11000.022 0.47 0.5 125 126 1260.2 3.2 / / 15 6.3 Φ14.900.18 16.8 17 16.75 3.2 Φ16.900.18 1.82 0.2 0 17 1.6 Φ1700.027 0.00350.2 9 锪32内孔 去毛刺、清洗终检 2 IT10 32 / 6.3 Φ3200.1 31.9 32 10 / / / /

2.5确定切削用量及基本工时

2.5.1工序1：

(1)粗铣底面

机床：X6132卧式铣床

刀具：硬质合金面铣刀 材料YG6 齿数Z10 L=36 D=80mm ① 粗铣底面

据任务书可知平面表面加工余量Z=3mm 则切削深度为ap2mm(留有1mm的精铣余量) 即铣削深度： ap2mm

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每齿进给量af：根据《简明机械加工工艺手册》表11-24，取af0.15mm/Z 铣削速度V：参照《简明机械加工工艺手册》表11-28，取v1m/s 机床主轴转速n1000v/D1000160/80=238.7r/ min 参考文献得n240r/min 实际铣削速度：

V'(Dn)/(100060)(3.1480240)/(100060)1.01m/s

进给量：VfafZn0.15102406mm/s 60工作台每分进给量：fmVf6mm/s360mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l230mm 刀具切入长度：

l10.5[DD2B2(1~3)]0.5[80802602(1~3)]13.5mm（其中B值为铣削宽度 D值为刀具直径）

刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取l22mm 走刀次数为i4

l  l1  l 2 230152tji42.74minf360 m查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)2.740.548min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(2.740.548)0.14min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(2.740.548)0.06576min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx2.740.5480.140.065763.5mim（估算值）

(2)精铣底面 同样的机床、刀具 铣削深度ap1mm

每齿进给量af：根据《简明机械加工工艺手册》表11-24，取af0.24mm/Z 铣削速度V：参照《简明机械加工工艺手册》表2.4-81，取v2m/s 机床主轴转速：n1000v/D1000260/80=477.5r/ min

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参考文献得n480r/min 实际铣削速度：

V'(Dn)/(100060)(3.1480480)/(100060)2.01m/s

进给量：VfafZn0.151048012mm/s 60工作台每分进给量：fmVf12mm/s720mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l230mm 刀具切入长度：

l10.5[DD2B2(1~3)]0.5[80802602(1~3)]13.5mm（其中B值为铣削宽度 D值为刀具直径）

刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取l22mm 走刀次数为i4

l  l1  l 2 230152tji41.37minfm720

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)1.370.27min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(1.370.27)0.099min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(1.370.27)0.0328min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx1.370.270.0990.03281.77mim（估算值）

工序2：

(1)粗铣轴承座孔的两端面 机床：X6132卧式铣床

刀具：硬质合金面铣刀 材料YG6 齿数Z10 L=36 D=80mm 据任务书可知平面表面加工余量Z=3mm 则切削深度为ap2mm(留有1mm的精铣余量) 即铣削深度： ap2mm

每齿进给量af：根据《简明机械加工工艺手册》表11-24，取af0.15mm/Z 铣削速度V：参照《简明机械加工工艺手册》表11-28，取v1m/s

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机床主轴转速n1000v/D1000160/80=238.7r/ min 参考文献得n240r/min 实际铣削速度：

V'(Dn)/(100060)(3.1480240)/(100060)1.01m/s

进给量：VfafZn0.15102406mm/s 60工作台每分进给量：fmVf6mm/s360mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l285mm 刀具切入长度：

l10.5[DD2B2(1~3)]0.5[80802602(1~3)]13.5mm（其中B值为铣削宽度 D值为刀具直径）

刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取l22mm 走刀次数为i5（285/60=5）

l  l1  l 2 285152tji54.2minf360 m查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)4.20.84min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(4.20.84)0.3min 估算值

休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(4.20.85)0.1min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx4.20.840.30.15.44mim（估算值）

(2)精铣座孔的两侧面

同样的机床、刀具 铣削深度ap1mm

每齿进给量af：根据《简明机械加工工艺手册》表11-24，取af0.24mm/Z 铣削速度V：参照《简明机械加工工艺手册》表2.4-81，取v2m/s 机床主轴转速：n1000v/D1000260/80=477.5r/ min 参考文献得n480r/min

实际铣削速度：

V'(Dn)/(100060)(3.1480480)/(100060)2.01m/s

14

进给量：VfafZn0.151048012mm/s 60工作台每分进给量：fmVf12mm/s720mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l285mm 刀具切入长度：

l10.5[DD2B2(1~3)]0.5[80802602(1~3)]13.5mm（其中B值为铣削宽度 D值为刀具直径）

刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取l22mm

285走刀次数为 i560

ll1l2285152ti52.1min jfm720

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)2.10.42min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(2.10.42)0.15min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(2.10.42)0.05min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx2.10.420.150.052.72mim（估算值）

工序3：(1)铣座孔上顶面

机床：X6132卧式铣床

刀具：硬质合金面铣刀 材料YG6 齿数Z10 L=36 D=80mm 据任务书可知平面表面加工余量Z=3mm 则切削深度为ap3mm 即铣削深度： ap3mm

每齿进给量af：根据《简明机械加工工艺手册》表11-24，取af0.15mm/Z 铣削速度V：参照《简明机械加工工艺手册》表11-28，取v1m/s 机床主轴转速n1000v/D1000160/80=238.7r/ min 参考文献得n240r/min 实际铣削速度：

V'(Dn)/(100060)(3.1480240)/(100060)1.01m/s

15

进给量：VfafZn0.15102406mm/s 60工作台每分进给量：fmVf6mm/s360mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l35mm 刀具切入长度：

l10.5[DD2B2(1~3)]0.5[80802602(1~3)]13.5mm（其中B值为铣削宽度 D值为刀具直径）

刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取l22mm 走刀次数为i1

l  l1  l 2 35152tji10.14minfm360

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)0.140.028min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(0.140.028)0.01min 估算值

休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(0.140.028)0.0034min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx0.140.0280.010.00340.18mim（估算值）

工序4：粗镗轴承座孔125H6、113 、110H6

(1)粗镗轴承座孔125H6 机床：卧式镗床TP68

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5 切削深度ap=2mm，毛坯孔径D125mm

进给量f：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆伸出长度取。290mm，切削深度为ap=2mm（留有1mm的半精加工、精加工的余量）因此确定进给量Vf0.2~0.4，根据机床说明则取进给为0.2mm/r 切削速度V：据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51取V'12~25m/min 根据机床参数要求，则选择V'23m/min 机床主轴转速n：

n1000v/D100023/12557.9r/min，

按照参考文献取n60r/min

V'(Dn)/(100060)(3.1412560)/(100060)0.39m/s 实际切削速度v：

16

工作台每分钟进给量fm：fmVf0.260mm/s12mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l71mm 刀具切入长度：

ap2 l1(2~3)24mmtantan60

（其中为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表15-1查的） 刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取

l21(3~5)mm 则取5mm 走刀次数为i1

ll1l27145ti16.67min jfm12

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)6.671.33min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(6.671.33)0.48min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(6.671.33)0.16min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx6.671.330.480.168.mim（估算值）

（2）粗镗轴承座孔113

同样的机床、刀具

切削深度ap=3mm，毛坯孔径D113mm

进给量f：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆伸出长度取

290mm，切削深度为ap=3mm（因为该孔要求的精度不高，经过一次粗铣即可达到尺寸、精度要求，据《机械制造技术基础》可知粗镗孔时，表面粗糙度可达到5~20m，精度可达12至13级）。因此确定进给量Vf0.6~1，根据机床说明则取进给为0.8mm/r

切削速度V：据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51取V'12~25m/min 根据机床参数要求，则选择V'23m/min 机床主轴转速n：

n1000v/D100023/113.8r/min，

17

按照参考文献取n65r/min

实际切削速度v：V'(Dn)/(100060)(3.1411365)/(100060)0.384m/s 工作台每分钟进给量fm：fmVf0.865mm/s52mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l204mm 刀具切入长度：

ap3 l1(2~3)35mmtantan60

（其中为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表15-1查的） 刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取

l21(3~5)mm 则取5mm 走刀次数为i1

ll1l220455ti14.12min jfm52

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)4.120.824min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(4.120.824)0.3min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(4.120.824)0.099min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx4.120.8240.30.0995.34mim（估算值）

（3）粗镗轴承座孔110H6

同样的机床、刀具 机床：卧式镗床TP68

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT15 切削深度ap=2mm，毛坯孔径D110mm

进给量f：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆伸出长度取。因290mm，切削深度为ap=2mm（留有1mm的半精加工、精加工的余量）此确定进给量Vf0.2~0.4，根据机床说明则取进给为0.2mm/r

18

切削速度V：据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51取V'12~25m/min 根据机床参数要求，则选择V'23m/min

机床主轴转速n：

n1000v/D100023/11066.6r/min，

按照参考文献取n65r/min

实际切削速度v：V'(Dn)/(100060)(3.1411065)/(100060)0.374m/s 工作台每分钟进给量fm：fmVf0.260mm/s12mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l65mm 刀具切入长度：

ap2 l1(2~3)34mmtantan60

（其中为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表15-1查的） 刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取

l21(3~5)mm 则取5mm 走刀次数为i1

ll1l26545ti16.17min jfm12

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)6.171.23min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(6.171.23)0.444min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(6.171.23)0.148min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx6.171.230.4440.1487.992mim（估算值）

半精镗轴承孔Φ125H6、Φ110H6

(1)半精镗轴承孔Φ125H6

同样的机床、刀具

切削深度ap=0.5mm，毛坯孔径D125mm

进给量f：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆伸出长度取

19

。 290mm，切削深度为ap=0.5mm（留有0.5mm的半精加工、精加工的余量）因此确定进给量Vf0.2~0.4，根据机床说明则取进给为0.4mm/r

切削速度V：据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51取V'12~25m/min 根据机床参数要求，则选择V'25m/min

机床主轴转速n：

n1000v/D100025/12563.7r/min，

按照参考文献取n65r/min

实际切削速度v：V'(Dn)/(100060)(3.1412565)/(100060)0.43m/s 工作台每分钟进给量fm：fmVf0.460mm/s24mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l71mm 刀具切入长度：

ap0.5 l1(2~3)22.5mmtantan60

（其中为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表15-1查的） 刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取

l21(3~5)mm 则取5mm 走刀次数为i1

ll1l2712.55ti13.27min jfm24

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)3.270.654min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(3.270.654)0.24min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(3.270.654)0.08min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx3.270.6540.240.084.24min

(2)半精镗轴承孔Φ110H6 同样的机床、刀具

切削深度ap=0.5mm，毛坯孔径D110mm

20

进给量f：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆伸出长度取。因290mm，切削深度为ap=0.5mm（留有0.5mm的半精加工、精加工的余量）此确定进给量Vf0.2~0.4，根据机床说明则取进给为0.4mm/r

切削速度V：据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51取V'12~25m/min根据机床参数要求，则选择V'25m/min

机床主轴转速n：n1000v/D100025/11072.3r/min， 按照参考文献取n75r/min

实际切削速度v：V'(Dn)/(100060)(3.1411075)/(100060)0.43m/s 工作台每分钟进给量fm：fmVf0.460mm/s24mm/min

切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l65mm 刀具切入长度：

ap0.5 l1(2~3)22.5mmtantan60

（其中为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表15-1查的） 刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取

l21(3~5)mm 则取5mm 走刀次数为i1

ll1l2652.55ti13.02min jfm24

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)3.020.604min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(3.020.604)0.22min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(3.020.604)0.072min（估算值） 则总工时定额为：

21

Tdtjtftwtx3.020.6040.220.0723.92min

精镗轴承孔Φ125H6、Φ110H6

（1）精镗轴承孔Φ125H6 同样的机床、刀具

切削深度ap=0.5mm，毛坯孔径D125mm

进给量f：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆伸出长度取290mm，切削深度为ap=0.5mm。因此确定进给量Vf0.2~0.4，根据机床说明则取进给为0.4mm/r

切削速度V：据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51取V'12~25m/min根据机床参数要求，则选择V'25m/min

机床主轴转速n：n1000v/D100025/12563.7r/min， 按照参考文献取n65r/min

实际切削速度v：V'(Dn)/(100060)(3.1412565)/(100060)0.43m/s 工作台每分钟进给量fm：fmVf0.460mm/s24mm/min 切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l71mm 刀具切入长度：

ap0.5 l1(2~3)22.5mmtantan60

（其中为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表15-1查的） 刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取l21(3~5)mm 则取5mm 走刀次数为i1

ll1l2712.55ti13.27min jfm24

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)3.270.654min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(3.270.654)0.235min

（估算值） 休息时间：

22

tx0.02(tjtf)0.02(3.270.654)0.078min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx3.270.6540.2350.0784.24min

（2）精镗轴承孔Φ110H6 同样的机床、刀具

切削深度ap=0.5mm，毛坯孔径D110mm

进给量f：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51，刀杆伸出长度取290mm，切削深度为ap=0.5mm。因此确定进给量Vf0.2~0.4，根据机床说明则取进给为0.4mm/r

切削速度V：据《金属机械加工工艺人员手册》表14-51取V'12~25m/min根据机床参数要求，则选择V'25m/min

机床主轴转速n：n1000v/D100025/11072.3r/min， 按照参考文献取n75r/min

实际切削速度v：V'(Dn)/(100060)(3.1411075)/(100060)0.43m/s

工作台每分钟进给量fm：fmVf0.460mm/s24mm/min

切削工时计算：

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l65mm 刀具切入长度：

ap0.5 l1(2~3)22.5mmtantan60

（其中为镗刀的主偏角由《金属机械加工工艺人员手册》表15-1查的） 刀具切出长度l2：查《金属机械加工工艺人员手册》表15-14取

l21(3~5)mm 则取5mm 走刀次数为i1

ll1l2652.55ti13.02min jfm24

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)3.020.604min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(3.020.604)0.22min

（估算值）

23

休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(3.020.604)0.072min（估算值） 则总工时定额为：

Tdtjtftwtx3.020.6040.220.0723.92min（估算值）

工序5：攻M8×1.25的螺纹

机床：Z535卧式钻床

刀具：高速钢细柄机用丝锥（M8×1.25）材料为W18Cr4V 进给量f：由于其螺距p1.25mm,因此进给量f1.25mm/r

切削速度V：参照《金属机械加工工艺人员手册》表14-94，取V8m/min 根据螺纹公差等级，切削速度应乘以修正系数：当公差为4、5级时，修正系数为0.8；当公差为5、6级时，修正系数为1；

则V80.8m/min6.4m/min

机床主轴转速n：n1000v/D10006.4/8255r/min， 丝锥回转转速n0：取n0n255r/min 实际切削速度V：

V'(Dn)/(100060)(3.148255)/(100060)1.07m/s

切削工时计算：

被切削层长度l：l25mm

刀具切入长度l1：l(2~3)mm取3mm 刀具切出长度l2：l20 走刀次数为i2 机动时间tj： t jll1l21230i20.094minfmn1.25255查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)0.0940.0188min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(0.0940.0188)0.007min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(0.0940.0188)0.00226min（估算值） 则总工时定额为：

24

Tdtjtftwtx0.0940.01880.0070.002260.122min

工序6：钻Φ17H7的通孔

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为17mm，公差为H7，表面粗糙度Ra1.6m。加工机床为Z535卧式钻床。钻头为Ø15mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃。确定钻削用量：切削深度 apd

021728.5mm(d0为钻孔直径)进给量：据《简明机械加工工艺手册》表11-13得f=0.2~0.5mm/r 由于l/d25/151.25故允许进给量需乘以修正系数： 即Klf1故f=0.2~0.5mm/r 按照机床说明，取f=0.4mm/r 切削速度：据《简明机械加工工艺手册》表11-12查的V1.36m/s 按公式计算主轴转速：n1000v/D10001.36/1725.5r/s 根据机床说明：取n26r/s 故实际切削速度：

V'(Dn)/(100060)(3.141726)/10001.39m/s

切削工时计算：

被切削层长度l25mm

刀具切入长度l： l(Dd刀具切出长度l2)cot17151(2)cot590.6mm2：l21 走刀次数为i1 ll1l2250.61

tjfi0.42612.56minmn机动时间tj：

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)2.560.51min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(2.560.51)0.18min（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(2.560.51)0.0614min（估算值） 则总工时定额为：

Td4(tjtftwtx)4(2.560.510.180.0614)13.24min

计算钻削力、扭矩及功率按表11-14可得：

25

轴向力：FCFd0XFfYFKF588.601510.40.81.034369N (据《简明机械加工工艺手册》表11-14得XF1 YF0.8

HB0.62000.6KF()()1.03 190 190

扭矩：MCMd0XMfYMKM103225.63151..90.40..81.0319.2Nm 钻削功率：Pm2Mn103219.2261033.13KW 由上述计算结果与机床允许值相比，均允许。 工序7：扩Φ17H7的通孔

加工机床为Z535卧式钻床。扩孔钻为Ø16.75mm标准高速钢扩孔钻； 确定扩孔切削用量

①确定进给量f 根据《简明机械加工工艺手册》表11-15，查得

f(2.2~2.4)f钻，已知f钻0.4m/r 则进给量取0.96mm/r。

11②确定切削速度v及n 由表11-15查得， V（~）v钻321 已知v钻1.39m/s则V1.390.7m/s42m/min

2KM1Ka0v0.99，根据qpRap1716.75()/0.1251

2故v'4210.9941.58m/min

n'1000v'/(d0)(100041.58)/17778.5r/min

查Z535说明书，取n780r/min， 实际铰孔速度

vd0n103=1778010341.6m/min

被切削层长度l25mm

Dd01716.75)cot(1~2)()cot4522.125mm22刀具切出长度l2：l21(1~2)2mm

刀具切入长度l1： l(走刀次数为i1

机动时间tj： t ll1l2i252.125210.039minjfmn0.96780

查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)0.0390.0078min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(0.0390.0078)0.0028min

26

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(0.0390.0078)0.000936min（估算值） 则总工时定额为：

Td4(tjtftwtx)4(0.0390.00780.00280.001)0.2min

工序8：铰Φ25H7的通孔

加工机床为Z535卧式钻床。铰刀为Ø17mm标准高速铰刀。 确定铰孔切削用量

①确定进给量f 根据《简明机械加工工艺手册》表11-16，查得

f1~2mm/r，则进给量取1mm/r。

②确定切削速度v及n 由表11-19，取V0.155m/s=9.3m/min。由表11-10，得修正系数

KM1Ka0v0.99，根据qpRap1716.75()/0.1251

2 故v'9.310.999.2m/min

n'1000v'/(d0)(10009.2)/17172.3r/min

查Z535说明书，取n175r/min， 实际铰孔速度：

vd0n103=171751039.35m/min

被切削层长度l25mm

Dd01715刀具切入长度l1： l()cot(1~2)()cot4522.13mm22刀具切出长度l2：l21(1~2)2mm 走刀次数为i1

机动时间tj： t ll1l2i252.13210.17minjfmn1175查《简明机械加工工艺手册》表1-31得： 辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)0.170.034min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(0.170.034)0.012min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(0.170.034)0.00408min（估算值） 则总工时定额为：

27

Td4(tjtftwtx)4(0.170.0340.0120.0041)0.88min

工序9：锪埋头孔Φ32

加工机床为Z535卧式钻床。扩孔钻为Ø32mm标准高速钢扩孔钻； 确定扩孔切削用量

①确定进给量f 根据《简明机械加工工艺手册》表11-15，查得

f(1.2~1.8)f钻，已知f钻0.4m/r 则进给量取0.72mm/r。

11V（~）v钻 32②确定切削速度v及n 由表11-15查得，

1 已知v钻1.39m/s则V1.390.7m/s42m/min

2n'1000v'/(d0)(100042)/32417.8r/min

查Z535说明书，取n420r/min， 实际锪孔速度

vd0n103=3242010342.2m/min

被切削层长度l4mm

刀具切入长度l1：l10.5~2mm 刀具切出长度l2：l21(1~2)2mm 走刀次数为i1

机动时间tj： t jll1l2i42210.026minfmn0.72420查《简明机械加工工艺手册》表1-31得：

辅助时间：

tf(0.15~0.20)tj1(0.15~0.20)0.0260.0053min（估算值）

工作地点的服务时间：

tw(0.02~0.07)(tjtf)(0.02~0.07)(0.0260.0053)0.002min

（估算值） 休息时间：

tx0.02(tjtf)0.02(0.0260.0053)0.000626min（估算值） 则总工时定额为：

Td4(tjtftwtx)4(0.0260.00530.0020.000626)0.2min（估算值）

28

2.6本章小结

本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。

专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工此轴承座孔零件时，需要设计专用夹具。

根据任务要求中的设计内容，需要设计镗孔夹具(镗模)，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系，它主要由镗模底座、支架、镗套、镗秆及必要的定位和夹紧装置组成。而本夹具将用与卧式镗床。刀具为硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5

0.0040.004 本夹具主要用来镗1100.018的孔，由于孔的尺寸为1100.018mm的较高精度的孔（即6级精度），在镗床上直接装夹铣削，可能很难达到要求的精度，并且每次都需要装夹和校正，花费的时间多，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率、提高加工精度，降低劳动强度，来设计该夹具。

3.1镗孔夹具设计

3.1.1问题的提出

本夹具是用来镗此轴承座孔110H6、125H6,零件图中孔110H6有同轴度、圆柱度要求；孔125H6有圆柱度、孔轴线平行度要求，此工序为粗镗、半精镗、精细镗加工,因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,重点是保证加工精度的问题. 3.1.2夹具的设计

夹具上实现夹紧的夹紧机构是否正确合理，对于保证加工质量、提高生产效率、减轻工人劳动强度有很大的影响。则工件夹紧应满足以下基本要求：

（1） 夹紧时不能破坏工件定位时所活动的正确位置

（2） 夹紧应可靠和适当。既要保证加工过程中工件不能发生松动或振动，

又不允许工件产生不适当的变形和表面损伤。

29

（3） 夹紧操作应方便、省力、安全。

（4） 夹紧机构应有良好的结构工艺性，尽量使用标准件。 1、定位基准的选择

因为110H6、125H6的孔有形位公差要求,所以应以轴承座下底面为主要定位基准。由于铸件的公差要求较大,利用轴承座底面带螺纹孔的小凸台的侧面作为辅助定位基准。在小凸台处利用螺钉对零件进行拉紧。在轴承座的端面处制出一个加强筋，而在另一端面处，以固定手柄压紧螺钉给予工件夹紧，并其向前移动，保证有足够的强度顶住被切削的工件，可以进行直接的镗削，能保证加工精度。

2、定位元件及夹紧元件的选择

据上面所述，查《机床夹具设计手册》，利用工件被加工好的的底面，选用

支承板给零件进行底部定位。则其就了三个自由度：X、Y、Z由于此工件底部小凸台的侧面已被加工，则利用其侧面作为辅助基准，用螺钉给予工件拉紧，

则又了两个自由度：Z、Y最后再在其两端面分别制出一个加强筋和一个以

固定手柄压紧螺钉做顶杆。这样又了其最后一个自由度X。这样就可以完全定位了。

定位元件选用B型支承板，如下图所示，此板在工作面上有45的斜槽，且能保证与工件定位基面连续接触，清除切屑方便，多用于平面定位。

图3.1 B型支承板（GB2236-80）

夹紧元件选用V形块，由于种类很多，当选用移动、转动压板时，其行程不够且操作部方便，选用U型压板又不合适，故在充分比较分析的情况下，选用铰链式压板，其夹紧可靠、操作方便，在很多地方都有用到。

30

图3.2 铰链式压板

3、切削力及夹紧力计算

镗刀材料：YT5（机夹单刃硬质合金镗刀），机床为：TP68 由参考文献[3]，表1-12选择刀具的几何参数为：

k粗30(副偏角) k精60（主偏角） 10（前角） s15（刃倾角） 45（后角）r2.0（刀尖圆弧半径）

1）粗镗：

由参考文献[12]，查表123可得： 圆周切削分力公式：FC902apf0.75KP

ap2mm f0.2mm/r

KCKmpKpKpKpKrp（考虑刀具几何参数的系数）

HBn查《机床夹具设计手册》表124得：Kmp()

150取HB175 n0.4

HBn1750.4∴Kmp()()1.06（考虑工件材料机械性能的系数）

150150由《机床夹具设计手册》表126可得参数：

K1.08K1.0 K1.0 Kr1.0

∴KCKmpKpKpKpKrp1.061.081.01.01.01.15（修正系数） ∴FC902apf0.75Kc90220.20.751.15620.5N 同理：径向切削分力公式 ： FP530ap式中参数：K1.30

0.9f0.75KP

K1.7 K1.0 Kr1.0

31

∴KPKmpKpKpKpKrp1.061.301.71.01.02.34（修正系数）

FP530ap0.9f0.75KP53020.90.20.752.34692.14N

K0.65 K1.0 Kr1.0

轴向切削分力公式 ： Ff451apf0.4KP 式中参数：K0.78∴KfKmpKpKpKpKrp1.060.780.651.01.00.54（修正系数） ∴Ff451apf0.4Kf45120.20.40.54255.87N

根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，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：

WKKF

安全系数K可按下式计算，

KK0K1K2K3K4K5K6

K0（考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数）

K1（加工性质如粗加工、精加工）

K2（刀具钝化程度） K3（切削特点）

K4（夹紧力的稳定性） K5 (手动夹紧时的手柄位置)

K6（仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况）

式中：K0~K6为各种因素的安全系数，见参考文献[12]表121可得： KC1.21.21.01.01.31.01.01.87 KP1.21.21.41.01.31.01.02.62 Kf1.21.21.51.1.31.01.02.81 所以，有：WKKCFC1.87620.51160.335

WKKPFP2.62692.141813.4N

WKKfFf2.81255.87718.99N

2）半精镗（精镗）：

同理，圆周切削分力公式：FC902apf0.75Kc

径向切削分力公式: FP530ap因为：ap0.5mm f0.4mm/r ，则

0.9f0.75KP

轴向切削分力公式：Ff451apf0.4Kf

FC902apf0.75Kp9020.50.40.751.15260.86N FP530ap

0.9f0.75KP5300.50.90.40.752.34334.28N

32

Ff451apf0.4Kp4510.50.40.40.5484.40N KC1.21.01.11.01.31.01.01.72 KP1.21.151.11.01.31.01.01.8 Kf1.31.01.31.01.31.01.02.2 所以，有：WKKCFC1.72260.86448.70N

WKKPFP1.8334.28601.70N

WKKfFf2.284.40185.68N

当夹紧力方向与切削力方向一致时，仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。故该夹具采用铰链式压板夹紧机构，为了方便简单操作，通过手动拧紧螺母将压板压紧工件。

由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离，使工件在夹紧的地方产生了弯矩，如图：

弯矩示意图

Ff451apf0.4Kp45120.20.40.54255.87N ∴FFfmax255.87N

既是F'加上转矩M，所以 WK255.87N 由于工件主定位面是底面，故选择夹紧力的作用方向为垂直方向作用于底面，当夹紧力垂直作用于工件上时，又已知在镗孔时，工件受到3个不同方向的力（如右图所示）：圆周切削分力、轴向切削分力、径向切削分力则所需要的计算夹紧力JO为

J0WCWPWf222116021813271922269.3N实际所需夹紧力与计

算夹紧力之间的关系为：

J1KJ0 (K为安全系数)

J1KJ02.52269.35673N

33

图3.4铰链夹紧受力分析图

图上的夹紧机构所能产生的夹紧力J由图3-4的压板受力分析图计算得

JQ(L1L2)L1其中：——夹紧机构效率取0.9； Q——螺栓的许用夹紧力：

选定L1=L2，根据《机床夹具设计手册》表1212查得当螺杆螺纹公称直径M=30时，Q=35316N。

J2Q2353160.963568.8N

因为JJ1 故夹紧方案可行。

4、误差分析与计算

该夹具底面以支承板定位，要求保证孔的行位公差（圆柱度、同轴度）。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差，如设计的镗套孔的轴线与夹具底座上表面之间的工序尺寸公差小于或等与其同轴度、圆柱度的形位公差。

由于镗孔时以底面定位来加工，据零件图纸可知：孔的设计基准与定位基准重合，故孔无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸也无位移误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的制造精度和安装精度即可达到尺寸要求。 5、夹具体设计

镗杆、镗套、衬套、镗模板及夹具体设计

（1）如图所以开有直槽的引导，它与镗套的接触面积小，沟槽又可以排屑，而如果是用开有油槽的圆柱引导，这种结构简单，但与镗套的接触面大，润滑不好，加工时切削易进入引导部分，

34

图a带有直槽的镗杆导向部分结构尺寸（见表3-4-1）

表3-4-1

D >62

（2） 镗杆尺寸

镗杆直径和长度对刚性影响较大。直径受到加工孔径的，但应尽量大些，直径d一般按以下选取：d(0.6~0.8)D(精镗用小值；粗镗用大值)； 镗孔直径D、镗杆直径d、镗刀截面BB之间的关系一般按：

Dd(1~1.5)B2R 5 C 4 H 8 槽数 4 镗杆的尺寸见（《机床夹具设计手册》）表3-4-3、3-4-4、3-4-5

轴承座孔的加工只需镗削加工就能满足加工要求。考虑到镗套可能出现的磨损，故查参考文献[1]，表5.2-13选用可换镗套（GB2266-80其结构如下图所示），当磨损就可更换。与其装配的是镗套用衬套（GB2267-80查表5.2-15），起固定的是镗套螺钉（GB2269-80查表5.2-17）。

35

图b 可换镗套

表3-4-2 镗套 d 基 本 尺 寸 极 限 偏 差 +0.019 0 80 +0.030 0 100 -0.012 -0.034 基 本 尺 寸 D 极 限 偏 差 -0.012 -0.027 46 42 125 18 54 1.5 2.5 2.5 68.5 D1 D2 H h m C C1 C2 R 36

图c 镗套用衬套

表3-4-3 镗套用衬套

D D 基本极限偏极限偏基本极限偏H C C1尺寸 差H6 差H7 尺寸 差 +0.022 +0.035 +0.035 100 115 100 3 2 0 0 +0.027 37

图d 镗套螺钉

表3-4-4 镗套螺钉

d1 基d 本尺寸 -0.05 M12

极限偏差 D d2 L L0 n T b 镗套内径 16 -0.16 24 9.4 30 15 3 3.5 2.5 >45~80 镗模板选用伸出式镗模板，用螺钉将其连接在夹具体上。安装前先调整好位置然后用销定位，后用螺钉将其拧紧在夹具体上。镗模板参见镗孔装配图。 夹具体的设计参考镗孔夹具体零件图。

6、夹具精度分析

利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。

由工序可知，本道工序只需镗轴承孔110H6、148，孔148的精度无需考虑，而110H6孔的精度要求较高，既要保证它与其它孔的同轴度，又要保证其圆柱度。除了上面的误差外，影响孔位置度的因素还有：

38

1）、镗模板上装衬套孔的尺寸公差：1110.035110.0270.008mm 2）、衬套与镗套配合的最大间隙：2100.035100.0340.001mm 3）、镗套与镗杆配合的最大间隙：380.0380.0190.011mm(查《机械制造技术基础》一般加工低于IT8级公差的孔或粗镗时，镗杆选用IT6级公差)

4）、镗套的同轴度公差：40.010mm （当衬套孔公差带为H6，当外圆直径大于等于52时，0.010mm）

∴综合误差为：

12340.00820.00120.01120.0120.0169mm

2222能满足零件要求。

7、夹具体设计

夹具体的设计参考镗孔夹具体零件图 8．夹具设计及操作说明

如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口铰链式V型块,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键（小凸台）可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于镗孔加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑

镗床夹具的装配图及夹具体零件图分别附后。

3.2本章小结

在本章是对夹具结构的设计和分析其精确度的阶段。重点在于选择基准面将零件如何定位、夹紧在夹具体上。在选择基准面时，主要参考已加工面，在此主要用到的是两个垂直平面定位，此时可以5个自由度，再在工件端面加一块挡板，即一面定位，就使零件在夹具体上完全定位了。选用压紧件时，分别用了螺纹加紧和开口式铰链式V形块压板。最后设计出夹具体，参考有关资料计算夹具的定位误差。

结论

本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铣、镗、钻、攻螺纹、打毛刺等工序。因为是中批量生产，工序就分得很集中，中间就可省去换刀具和调试的时间。在每道工序中都有计算切削用量和工时。

在夹具设计中，先确定工件的基准，然后通过两个垂直面定位，将工件固定夹紧在夹具上。在此计算了了夹紧力和夹具体的误差等。

在本次设计中已无大的问题，基本达到了要求。只是在夹具的设计中没有能

39

提出多种方案进行分析比较，有所不足，希望老师能给予我们一些建议。

设计心得

为期一个多月的毕业设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组成员在老师的指导下，基本上都能认真投入到设计中去，毕业设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

本次毕业设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；第二阶段是夹具设计，我们运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。

起初，我们先对零件进行了分析，通过对零件有一个大概的懂得。然后就是找材料了。查材料是做毕业设计的前期筹备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆、材料室去虽说是比较原始的方法，但确实也在那里找到了好多有用的材料。总之，不管通过哪种方法查的材料都是有利用价值的，要一一记载下来以备后用。

其次，通过上面的过程，已经积累了不少材料，对所选的标题也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的材料来更透彻的分析课题。 最后，就是着手搞了。刚开端设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么处所下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。指导老师给我们详细讲解了机械设计应注意的前提，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件得技术要求，在根据零件图纸画出毛坯和零件合图

在设计期间，遇到不懂的问题时，指导老师都能仔细的赞助我们。同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相赞助，不紧学会了知识，而且还锤炼了我们的团队精力。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他在设计期间为我们的解决了很多难题。相信我们通过这次设计，必定会在以后的工作岗位中更好的施展。我还得出一个结论：知识必须通过利用才干实现其价值！有些器材认为学会了，但真正到用的时候才创造是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我的指导老师对我悉心的领导，感谢老师给我这样的机会锻炼。在此次毕业设计过程中我懂得了许多器材，也造就了我工作的能力，确立了对自己工作能力的信心，信任会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力、组织能力，使我充分体会到了劳动艰辛、收获的喜悦。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！☺

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致谢

在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声，谢谢！我想没有他们的帮助，毕业设计就会做得很困难。

这次毕业设计是在韦富基老师悉心指导下完成的。韦老师以其渊博的学识、严谨的治学风范、高度的责任感使我受益非浅。在做设计的过程中也遇到了不少的问题，韦老师给了我们许多关怀和帮助。

在此设计及论文撰写过程中得到了07级的一名学长的帮助与指导，在此对你表示衷心的感谢，感谢你们的鼎力相助。

在论文工作中，得到了指导老师的帮助与支持，在此我向您表示衷心的感谢。 最后，在即将完成毕业设计之时，我再次感谢对我指导、关心和帮助过老师、领导及同学们。谢谢了！：:☺

参 考 文 献

[1] 徐圣群．简明机械加工工艺手册[M] ．上海科学技术出版社，1997．5． [2] 赵如福．金属机械加工工艺人员手册[M] ．上海科学技术出版社，1997．2 [3] 陈锡渠．现代机械制造工艺[M] ．清华大学出版社，2006．2．

[4] 洛阳工学院、东北重型机械学院、第一汽车制造厂职工大学．机床夹具设计手册[M] ． 上海科学技术出版社，1992．3．

[5] 上海市金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海科学技术出版社，2002． [6] 刘守勇．机械制造工艺与机床夹具[M]．机械工业出版社，1994．7 [7] 杨好学．互换性与技术测量[M] ．西安电子科技大学出版社，2008．10．

[8] 洛阳农业机械学院、东北重型机械学院、长春汽车厂工学．机床夹具设计手册[M] ． 上海科学技术出版社，1984．4

[9] 王小华．机床夹具结构图册[M] ．机械工业出版社，1992．5． [10] 林若森．机械制造技术基础[M] ．电子工业出版社，2006．8． [11] 杨广勇．金属切削原理与刀具[M] ．机械工业出版社，1993．6 [12] 李益民．机械制造工艺设计简明手册[M] ．机械制造工艺，1994．7

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零件图三视图

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