车床手柄座加工工艺规程及夹具设计模板.doc

目 录

1 序言 3
1.1 设计目标 3
1.2 设计意义 3
1.3 现实状况分析 3
1.4 发展前景 4
2 零件分析 5
2.1 零件作用 5
2.2 零件工艺分析 5
3 工艺规程设计 6
3.1确定毛坯制造形式 6
3.2 基面选择 6
3.2.1 粗基准选择 6
3.2.2 精基准选择 7
3.3 制订工艺路线 7
3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定 9
3.5 确定切削用量及基础工时 12
4 夹具设计 24
4.1 问题提出 24
4.2 夹具设计 24
4.2.1 定位基准选择和定位元件及其它元件设计选择 24
4.2.2 切削力、夹紧力计算，夹紧装置设计和选择 25
4.2.3 定位误差分析 26
4.2.4 夹具设计及操作简明说明 27
总结 28
致谢 29
参考文件 30
附图 32

CA6140车床手柄座工艺规程及夹具设计

摘要：此次设计内容包含了机械加工工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合等多方面知识。此次我设计CA6140车床手柄座工艺规程及夹具设计包含零件加工工艺设计、工序设计和专用夹具设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件工艺再设计出毛坯结构，并选择好零件加工基准，关键是决定出各个工序工艺设备及切削用量；然后进行专用夹具设计，选择设计出夹具各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体和机床连接部件和其它部件；计算出夹具定位时产生定位误差，分析夹具结构合理性和不足之处，并在以后设计中注意改善。
关键词：工艺、手柄座、切削用量、夹紧、定位。

1 序言
1.1 设计目标
毕业之前进行这次设计是为了给我们将要毕业大学生一次深入学习和锻炼机会，在整个毕业设计中提升了我们设计能力，具体设计目标以下：
（1）培养我们处理机械加工工艺问题能力
（2）深入培养我们识图、制图、利用和编写技术文件等基础技能
（3）培养我们熟悉并利用相关手册、规范、图表等技术资料能力
1.2 设计意义
我设计课题是CA6140车床手柄座工艺规程及夹具设计，设计意义就在于，在设计过程中了解该零件存在问题，找出处理这些问题方法，经过自己设计对该零件结构进行深入改善，以达成改善零件工作性能，提升零件工作效率目标。
对夹具创新设计研究，对中国机械制造有着关键意义：
（1） 确保加工精度
采取夹具安装，能够正确地确定工件和机床、刀具之间相互位置，工件位置精度由夹具确保，不受工人技术水平影响，其加工精度高且稳定。
（2） 提升生产率、降低成本
用夹具装夹工件，无需找正便能使工件快速地定位和夹紧，显著地降低了辅助工时；用夹具装夹工件提升了工件刚性，所以可加大切削用量；能够使用多件、多工位夹具装夹工件，并采取高效夹紧机构，这些原因全部有利于提升劳动生产率。另外，采取夹具后，产品质量稳定，废品率下降，能够安排技术等级较低工人，显著地降低了生产成本。
（3） 扩大机床工艺范围
使用专用夹具能够改变原机床用途和扩大机床使用范围，实现一机多能。比如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就能够对箱体孔系进行镗削加工；经过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充足发挥通用机床作用。
（4） 减轻工人劳动强度
用夹具装夹工件方便、快速，当采取气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人劳动强度。
1.3 现实状况分析
手柄座已经广泛被用到各个技术领域，它存在使机床操作很方便，大大提升了工业领域生产效率，伴随技术不停进步，生产全部向着自动化、专业化和大批量化方向发展。这就要求企业提升生产率，提升利用率。降低浪费，降低成本。现阶段中国手柄座设计和制造还存在部分问题，设计水平不是很高，在零件加工技术方面，中国技术水平还不及西方发达国家那么优异，这些问题急需得四处理。
设计中包含机床夹具设计，中国外机床夹具发展现实状况分析：国际生产研究协会统计表明，现在中、小批多品种生产工件品种已占工件种类总数85%左右。现代生产要求企业所制造产品品种常常更新换代，以适应市场需求和竞争。然而，通常企业全部仍习惯于大量采取传统专用夹具，通常在含有中等生产能力工厂里，约有数千甚至近万套专用夹具；其次，在多品种生产企业中，每隔3-4年就要更新50%-80%左右专用夹具，而夹具实际磨损量仅为10%-20%左右。尤其是多年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术应用，对机床夹具提出了以下新要求：
（1） 能快速而方便地装备新产品投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；
（2） 能装夹一组含有相同性特征工件；
（3） 能适适用于精密加工高精度机床夹具；
（4） 能适适用于多种现代化制造技术新型机床夹具；
（5） 采取以液压站等为动力源高效夹紧装置，以深入减轻劳动强度和提升劳动生产率；
（6） 提升机床夹具标准化程度。
1.4 发展前景
机床夹具是机械加工不可缺乏部件，机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环境保护方向发展，在其带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向研究。
（1） 高精化：高精机床加工精度提升，降低定位误差，提升加工精度对夹具制造精度要求，机床夹具精度已提升到微米级，世界著名夹具制造企业全部是精密机械制造企业。诚然，适应不一样行业需求和经济性，夹含有不一样型号，和不一样档次精度标准供选择。
（2） 高效化：提升机床生产效率，双面、四面和多件装夹夹具产品越来越多。降低工件安装时间，多种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功效部件不停推陈出新。新型电控永磁夹具，夹紧和松开工件只需1-2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工发明了条件。
（3） 模块、组合化：夹具元件模块化是实现组合化基础。利用模块化设计系列化、标准化夹具元件，快速组装成多种夹具已成为夹具技术开发基点。省工、省时，节材、节能，表现多种优异夹具系统创新之中。模块化设计为夹具计算机辅助设计和组装打下了基础，应用CAD技术，可建立元件库、经典夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。
（4） 通用、经济化：夹具通用性直接影响其经济性。采取模块、组合式夹具系统，一次性投资比较大，夹具系统可重组性、可重构性及可扩展性功效强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能表现出经济性好。德国戴美乐企业孔系列组合焊接夹具，仅用具种、规格极少配套元件，即能组装成多个多样焊接夹具。元件功效强，使夹具通用性好，元件少而精，配套费用低，经济实用，很有推广应用价值。

2 零件分析
2.1 零件作用

此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联络 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经经过答辩
2.2 零件工艺分析
CA6140车床手柄座有多处加工表面，其间有一定位置要求,分述以下：
1．认为中心加工表面
这一组加工表面有孔，和上下端面，下端面为圆柱端面；孔壁上有距下端面11mm、和孔中心轴所在前视面呈角螺纹孔，尺寸为M10，另外还有一个尺寸为6H9mm键槽，孔和键槽总宽度为27.3H10mm。
2．认为中心加工表面
该组加工表面有孔(有位置要求)，加工时测量深度为25mm，钻孔深度为28mm。上孔壁有一个配铰锥销通孔，该通孔有位置要求。和孔端面。
3．认为中心加工表面
本组加工表面有孔(两个)，及其两个内端面(对称)，两端面全部有位置要求，端面之间距离为mm，孔除了有位置要求以外还有平行度形状公差要求(和孔壁之间平行度公差为)
4．认为中心加工表面
这组加工表面有孔，该孔通至上槽，并有位置要求。
由上面分析可知，加工时应先加工完一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
3 工艺规程设计
3.1确定毛坯制造形式
选择毛坯应考虑原因有：零件力学性能要求、零件结构形状和外廓尺寸、生产纲领和批量、现场生产条件和发展等。
我此次设计CA6140车床手柄座零件材料为HT15—33，重量为0.73kg。手柄座在使用过程中不常常变动，它只起支撑作用，受到冲击不是很大，只是在纵向上受到很大压力。在加工过程中精度确保很关键，它对工件定位有一定确保作用。依据选择毛坯应考虑原因，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采取不去除材料方法取得粗糙度请求，因为零件生产类型为大批量生产，而砂型铸造生产成本低，设备简略，故本零件毛坯采取砂型铸造。因为零件上孔全部较小，且全部有严格表面精度请求，故全部不铸出，留后续机械加工反而经济实用。
3.2 基面选择
基面选择是工艺设计中关键工作之一。基面选择正确和合理，能够使加工质量得到
确保，生产率得以提升。不然，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大
批报废，使生产无法正常进行。
3.2.1 粗基准选择
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面工件，则应以和加工表面要求相对位置精度较高不加工表面作粗基准。粗基准选择应为后续加工提供精基准，因为该零件毛坯没有铸孔，故只能以3个关键端面为基准，因为φ45mm小端面表面粗糙度为Ra3.2mm，若直接以大端面为粗基准，恐不能一次达成加工精度，故先以φ45mm小端面为粗基准，粗铣φ45mm大端面，再以φ45mm大端面为基准，粗、半精铣小端面，并确保尺寸43mm。
3.2.2 精基准选择
关键考虑基准重合问题，用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。有多个方案可供选择时应选择定位正确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单表面作为精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再反复。
3.3 制订工艺路线
确定工艺路线内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面加工方法，安排工序前后次序，确定加工设备，工艺装备等。制订工艺路线出发点，应该是使零件几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理确保。在生产纲领已确定为大批量生产条件下，能够考虑采取万能性机床配以专用工夹具，并尽可能使工序集中来提升生产率。除此以外，还应该考虑经济效果，方便使生产成本尽可能下降。
1、工艺路线方案一：
Ⅰ.铣φ45mm圆柱小端面;
Ⅱ.粗铣φ45mm圆柱大端面,确保尺寸43mm;
Ⅲ.钻、扩、铰φ25H8mm孔;
Ⅳ.钻、粗铰、精铰φ10H7mm孔;
Ⅴ.钻、粗铰、精铰φ14H7mm孔;
Ⅵ.钻、攻M10mm螺纹孔;
Ⅶ. 拉键槽6H9mm,确保尺寸27.3H10mm;
Ⅷ.钻、铰φ5mm圆锥孔;
Ⅸ.铣1443mm槽,确保尺寸14mm,深度43mm;
Ⅹ.钻、铰φ5.5mm孔;
Ⅺ.去锐边、毛刺;
Ⅻ.终检,入库。
2、工艺路线方案二
Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面;
Ⅱ.半精铣φ45mm圆柱小端面,确保尺寸43mm;
Ⅲ.钻、扩、铰φ25H8mm孔;
Ⅳ.粗铣φ14H7mm孔端面;
Ⅴ.钻、粗铰、精铰φ14H7mm孔;
Ⅵ.钻、铰φ5mm圆锥孔,钻、粗铰、精铰φ10H7mm孔;
Ⅶ.钻、攻M10螺纹孔;
Ⅷ. 拉键槽6H9mm,确保尺寸27.3H10mm
Ⅸ.铣1443mm槽,确保尺寸14mm,深度43mm;
Ⅹ.钻、铰φ5.5mm孔;
Ⅺ.去锐边、毛刺;
Ⅻ.终检,入库。
3、工艺方案比较和分析
上述两个方案差异在两点:一是方案一先加工有Ra3.2mm表面精度请求小端面,再加工大端面,而方案二是先粗铣大端面,再加工小端面;二是方案一将φ5mm圆锥孔和φ10mm孔按部就班次序加工,而方案二显得更机动聪慧,看出这两个孔定位方法,夹紧方法雷同,故而在一台机床上同时加工出来.另外,方案一没有铣φ14mm孔端面,但因为φ14mm孔有严格深度请求,故最好还是粗铣一遍。
两套方案显然方案二更简练更契合请求,但正如前面所分析,方案二将φ5mm圆锥孔和φ10mm孔加工合并在一道工序中,即使降低了装夹次数,简化了工艺设计 ,但在一道工序中完成这两个钻孔,因为两孔加工深度,加工刀具尺寸,加工时产生轴向力等等全部相差较大,且两孔加工精度请求全部较高，显然组合机床不实用。假如采取摇臂钻床，对于大批量生产，则要频繁调换钻头刀具，大大增加了劳动强度，降低了生产效率，所以，决定还是将两个孔离开加工。总而言之，零件最终加工路线以下：
4、工艺方案断定
Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面,以φ45mm圆柱小端面为定位基准;
Ⅱ.粗铣、半精铣φ45mm圆柱小端面,以φ45mm大端面为定位基准;
Ⅲ.钻、扩、铰φ25H8mm孔,以φ45mm圆柱大端面为定位基准;
Ⅳ.钻、粗铰、精铰φ10H7mm,以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准;
Ⅴ.粗铣φ14mm孔端面,利用φ45mm圆柱小端面, φ25H8mm孔和φ10H7mm孔定位,确保尺寸43mm;
Ⅵ.钻、粗铰、精铰φ14H7mm孔,定位和Ⅴ工序雷同,确保孔深度25mm;
Ⅶ.钻、攻M10mm螺纹孔,定位和Ⅴ工序雷同;
Ⅷ.钻、铰φ5mm圆锥孔,定位和Ⅴ工序雷同;
Ⅸ.拉键槽6H9mm,为便于加工,以φ45mm圆柱小端面, φ10H7mm孔和φ14H7mm孔端面定位,同时要确保尺寸27.3H10mm;
Ⅹ.铣1443mm槽,定位和Ⅴ工序雷同,确保尺寸43mm;
Ⅺ.钻,铰φ5.5mm孔,定位和Ⅴ工序雷同;
Ⅻ.去锐边,毛刺,尤其注意φ25H8mm孔表面可能因为钻M10mm螺纹孔和插槽带来表面鳞次损伤;
ⅩⅢ.终检,入库。
3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定
“手柄座”零件材料为铸铁HT15-33，硬度为HBS165～187，毛坯重量约为1Kg，生产类型为大批量生产，采取砂型铸造。相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸以下：
因为全部孔全部有精度请求，且尺寸小，均不铸出。故仅断定三个端面相干尺寸。
查表断定加工余量：
砂型铸造，材料为灰铸铁，机器造型，公差等级为CT8-12,取CT10，加工余量等级E-G,取G.
切削余量：查[4]表2—4，基础尺寸小于100mm，加工余量为1.4mm；基础尺寸小于63mm，加工余量为0.7mm。
铸件公差等级：查[4],2—3表，基础尺寸小于100mm，取3.2mm；基础尺寸小于63mm，取2.8mm。
1、φ45mm圆柱两端面毛坯尺寸及加工余量
依据工序要求，φ45mm圆柱两端面经过两道工序，先粗铣φ45mm圆柱大端面，再粗、半精铣φ45mm圆柱小端面，各步余量以下：
粗铣：查[3]表5-45，其它量值要求，对于小端面（≤50mm）为1.0～2.0mm，现取1.8mm。表5-49粗铣平面厚度偏差（≤30mm）为—0.25～—0.39mm，现取—0.30mm。
半精铣：由[3]表5-47，其它量要求值为1.0mm。
故铸造毛坯基础尺寸为43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm 。又依据前面铸件尺寸公差标准值，取尺寸公差为2.8mm。故：
毛坯名义尺寸：43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm；
毛坯最小尺寸：47－1.4＝45.6mm；
毛坯最大尺寸：47＋1.4＝48.4mm；
粗铣大端面后最大尺寸：43＋1.0＋1.2＝45.2mm；
粗铣大端面后最小尺寸：45.2－0.30＝44.9mm；
粗铣小端面后最大尺寸：:43＋1.0＝44mm；
粗铣小端面后最小尺寸：:44－0.30＝43.7mm。
精铣后尺寸和零件尺寸雷同，但因为设计零件图纸并未给出具体公差等级，现按[1]表5.29，粗铣→精铣所能达成经济精度取IT8=0.039,按入体标准取值,故精铣后尺寸为43-0.039=42.961mm。
2、φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量
依据工序请求，φ14H7mm孔端面仅由粗铣得到，故φ14H7mm孔端面距φ25H8mm孔中心线毛坯基础尺寸为43＋1.2＝44.2mm，故：
毛坯名义尺寸：43＋1.2＝44.2mm；
毛坯最大尺寸：44.2＋1.4＝45.6mm；
毛坯最小尺寸：44.2－1.4＝42.8mm。
粗铣后尺寸应于零件图尺寸雷同，但因为零件图纸并未给出具体公差等级，现按前面粗铣平面厚度偏差取－0.28mm。故粗铣后尺寸为43.92mm。其它毛坯尺寸因为零件图纸未做具体工序尺寸请求，且对后面诸孔，槽加工影响不大，仅荒铣即可，故不再一一赘述分析。
3、其它尺寸及其加工余量断定
其它工序尺寸包含5个孔，2个槽，1个螺纹孔基础尺寸，现仅分析关键5个孔加工余量及尺寸偏差。5个孔均不铸出，机械加工出来，依据[1]，因为5个孔表面粗糙度请求均较高，所以全部要经过精铰工序，具体工序尺寸和加工余量为：
（1）φ25H8mm孔，Ra＝1.6mm；
依据[1]表3.2-10，加工该孔工艺为：
钻→扩→铰
钻孔：φ23mm；
扩孔：φ24.8mm 2Z＝1.8mm（Z为单边加工余量）；
铰孔：φ25H8mm。
表2-1 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名称 基础尺寸 加工余量 工序尺寸
钻 23 0 23
扩 23 1.8 24.8
铰 24.8 0.2 25
（2）φ10H7mm孔，Ra＝1.6mm；
依据[1]表3.2-9，加工该孔工艺为：
钻→粗铰→精铰
钻孔：φ9.8mm；
粗铰：φ9.96mm；
精铰：φ10H7mm。
表2-2 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名称 基础尺寸 加工余量 工序尺寸
钻 9.8 0 9.8
粗铰 9.8 1.8 9.96
精铰 9.96 0.2 10
（3）φ14H7mm孔，Ra＝1.6mm；
依据[1]表3.2-9，加工该孔工艺为：
钻→扩→粗铰→精铰
钻孔：φ13.0mm；
扩孔：φ13.85mm； 2Z＝0.85mm（Z为单边加工余量）；
粗铰：φ13.95mm；
精铰：φ14H7mm。
表2-3 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名称 基础尺寸 加工余量 工序尺寸
钻 13 0 13
扩 13 0.85 13.85
粗铰 13.85 0.1 13.95
精铰 13.95 0.05 14
（4）φ5mm圆锥孔，Ra＝1.6mm；
因为零件图纸未给出具体公差等级，现也按H7公差等级加工，按[1]表3.2-9，加工该孔工艺为：
钻→精铰
钻孔：φ4.8mm；
精铰：φ5H7mm。
表2-4 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名称 基础尺寸 加工余量 工序尺寸
钻 4.8 0 4.8
精铰 4.8 0.2 5
（5）φ5.5mm孔，Ra＝3.2mm。
因为也未给出公差等级，现一样按φ5mm圆锥孔加工方法：
钻→精铰
钻孔：φ4.8mm；
精铰：φ5.5H7mm。
表2-5 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名称 基础尺寸 加工余量 工序尺寸
钻 4.8 0 4.8
精铰 4.8 0.7 5.5
（6）外圆表面延轴线方向长度方向加工余量及公差（端面）。
查[1]表2.2～2.5，取端面长度余量均为2.5mm（均为双边加工）
铣削加工余量为：
粗铣 1mm
精铣 0.2mm
（7）其它尺寸直接铸造得到
因为本设计要求零件为大批量生产，应该采取调整加工。所以在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方法给予确定。
3.5 确定切削用量及基础工时
1．工序Ⅰ切削用量及基础工时确实定：粗铣大端面。
选择机床：X51立式铣床(主电动机功率为4.5kw)
刀具选择：高速钢镶齿套式面铣刀，直径D=50mm，齿数Z=16，，T=180min（见[5]表14-71）。
依据查[5]表14-71，取每齿进给量,又，知:

。
按机床选择铣刀转数（[1]表4.2-36）则：
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
查[5]表15-18切入长度和切出长度分别取为： ，
查[1]表6.2-7知：
基础工时。
2．工序Ⅱ切削用量及基础工时确实定：粗、半精铣凸台端面。
⑴粗铣凸台端面：
选择机床：X51立式铣床
刀具选择：高速钢镶齿套式面铣刀（粗铣，；半精铣，），由前面加工余量分析可知此处。直径D=50mm，齿数Z=16（见[5]表10-40）。
，T=180min（见[5]表14-71）
取每齿进给量
依据查[5]表14-71得：

按机床选择
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
查[5]表15-18切入长度和切出长度分别取为： ，
基础工时：
⑵半精铣凸台端面：
选择机床：X51立式铣床
刀具选择：高速钢镶齿套式面铣刀，直径D=50mm，齿数Z=16（见[5]表10-40）。
依据查[5]表14-71，及考虑到此步加工为半精铣取每齿进给量
加工余量为Z=1mm

切削速度为

选择主轴转速为则：
实际切削速度：
工作台进给量：
基础工时：
3．工序Ⅲ切削用量及基础工时确实定：钻、扩、铰通孔。
机床选择：Z535（[1]表4.2-14）
⑴钻孔：
选择高速钢锥柄标准麻花钻（见[1]表3.1－6）
（[2]表2.7和[1]表4.2－16）
（[2]表2.15）硬度200－217

按机床选择（[1]表4.2－5）
实际切削速度：
基础工时：（[1]表6.2－5）其中和分别为刀具切入长度和超出长度，查[5]表15-9取，。
⑵扩孔：
选择高速钢锥柄扩孔钻（[1]表3.1－8）
由[2]表2.10得扩孔钻扩孔时进给量，并由[1]表4.2－16取
扩孔钻扩孔时切削速度。
由[2]表2.15得，故：

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：（公式由[5]表15-7查得）
⑶铰孔：
选择高速钢锥柄机用铰刀（[1]表3.1－17），
由[2]表2.24得，，
由[1]表4.2－16得，

按机床选择，则：
实际切削速度：
基础工时：
4．工序Ⅳ削用量及基础工时确实定：钻、粗铰、精铰孔。
机床选择：Z525（[1]表4.2-14）
⑴钻孔：
选择高速钢锥柄麻花钻（[1]表3.1－6）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得:

（[2]表2.15）

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
⑵粗铰孔：
选择高速钢锥柄机用铰刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.24和[1]表4.2－15查得:

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
⑶精铰孔：
选择高速钢锥柄机用铰刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.24和[1]表4.2－15查得:

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
5.工序Ⅴ切削用量及基础工时确实定：粗铣孔端面
机床选择：X51立式铣床
刀具选择：高速钢镶齿套式面铣刀，直径D=40mm，齿数Z=14
由上文中加工余量知
取每齿进给量
依据查[5]表14-71得:

。
按机床选择铣刀转数（[1]表4.2-36），则：
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
查[5]表15-18切入长度和切出长度分别取为：
，
按[1]表6.2-5，
基础工时
6．工序Ⅵ切削用量及基础工时确实定：钻、扩、粗铰、精铰孔。
机床选择：Z525（[1]表4.2-14）
(1)钻孔：
选择高速钢锥柄麻花钻（[1]表3.5－6）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：

（[2]表2.15）

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
(2)扩孔：
选择高速钢锥柄扩孔钻（[1]表3.1－8）
由[2]表2.10得扩孔钻扩孔时进给量，并由[1]表4.2－16取:

扩孔钻扩孔时切削速度。
由[2]表2.15得，故：

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
(3)粗铰孔：
选择高速钢锥柄机用铰刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.24查得：
，，，

按机床选择（[1]表4.2－15）
实际切削速度：
（[1]表4.2－16）
基础工时：
(4)精铰孔：
选择高速钢锥柄机用铰刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.24查得
，，

（[1]表42－16）
按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
7．工序Ⅶ切削用量及基础工时确实定：钻底孔，攻螺纹M10mm。
机床选择：Z525（[1]表4.2-14）
⑴钻底孔：
选择高速钢锥柄麻花钻（[1]表3.1－6）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：

（[2]表2.15）

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
⑵攻螺纹M10mm：
刀具选择：选择M10mm高速钢机用丝锥
等于工件螺纹螺距（查[1]表3.1-48），即：

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：（计算公式由[5]表15-22查得）
其中和分别为刀具切入长度和超出长度，查[5]表15-3取:，。
8．工序Ⅸ切削用量及基础工时确实定：加工锥销通孔。
机床选择：Z525（[1]表4.2-14）
⑴钻圆锥孔：
刀具选择：选择高速钢锥柄麻花钻
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：

（[2]表2.15）

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
⑵铰孔：
刀具选择：选择高速钢锥柄机用铰刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
9.工序Ⅸ切削用量及基础工时确实定：拉键槽6H9mm。
机床选择：选择卧式内拉床L6120
刀具选择：选择键槽拉刀，拉削余量为3.5mm（[5]表10-44）
查[5]表14-118，确定拉键槽时键槽拉刀单面升齿为0.06mm，查[5]表8-76确定拉削速度为3.6m/min。
查[5]表15-32知切削工时 ：

式中：---------单面余量为3.5mm
l---------拉削长度43mm
--------考虑校准部分 长度系数取1.2
K----------考虑机床反行程系数 ，取1.4
v-----------拉削速度
----------拉刀单面升齿
Z-----------拉刀同时工作齿数
P-----------拉刀齿距

所以拉刀同时工作数：
拉削工时
10.工序Ⅹ切削用量及基础工时确实定：铣1443mm槽。
机床选择：选择X62型铣床
刀具选择：选择高速钢三面刃圆盘铣刀（整体直齿铣刀） ，，刀具寿命 (查[5]表14-78)
1)、依据[1]表3.1-27知：
粗铣 选定
因 走刀次数次 故走刀次数N为9次，最终一次=3mm 。
依据零件形状，确定走刀长度为l=37mm。
2）、决定每齿进给量
查[1]表4.2-38知X62型铣床功率为7.5KW，中等刚度。
依据表3.3（ [2] ）：

现选择
3)、决定切削速度和每分钟进给量
由每齿进给量,查[5]表14-78得:

。
按机床选择铣刀转数（[1]表4.2-39），则：
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
4）、计算基础工时：

式中 l =37mm，依据[5]表15-16查得：
切入长度和超出长度：
则：
总时间：
11．工序Ⅺ切削用量及基础工时确实定：钻、铰孔。
机床选择：Z525（[1]表4.2-14）
⑴钻孔：
刀具选择：选择高速钢锥柄麻花钻
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
⑵铰孔：
刀具选择：选择高速钢锥柄机用铰刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：

按机床选择
实际切削速度：
基础工时：
4 夹具设计
机床夹具是在金属切削加工中，用以正确地确定工件位置，并将其牢靠地夹紧，以接收加工工艺装备。它关键作用是：使工件定位和夹紧，可靠地确保工件加工质量，提升加工效率，减轻劳动强度，充足发挥和扩大机床工艺性能。所以，机床夹具在机械制造中占相关键地位。
它广泛地应用于机械制造过程切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中，机床夹含有很多个类型，其中专用夹具是指专为某一工件某道工序加工而专门设计夹具，含有结构紧凑，操作快速、方便等优点，故机床专用夹具设计是一项关键技术工作。专用夹具通常由使用厂依据要求自行设计和制造，适适用于产品固定且批量较大生产。
4.1 问题提出
此次设计我选择了工序Ⅵ钻孔专用夹具。本夹具关键用来在立式钻床Z525上钻孔，刀具为高速钢锥柄麻花钻。该工序要求孔检验长为，孔轴线距孔轴线距离为，还要确保孔精度要求，在此基础上考虑提升生产效率、降低劳动强度、提升加工质量。
4.2 夹具设计
4.2.1 定位基准选择和定位元件及其它元件设计选择
经过我分析，在本夹具设计中定位方案选择一面两销定位，一面为小端面，然后选择两定位销，在孔和孔处各安装一定位销实现完全定位，一面限制了三个自由度，一个定位销限制了一个自由度，两个定位销一起又限制了一个自由度。
该工序要求孔检验长为，孔轴线距孔轴线距离为，因为小端面经过半精铣，精度比较高，所以工序以小端面，孔和孔定位，确保孔深，同时便于立式钻床加工。
在上述定位元件中，定位销选择固定式定位销，查[6]表2-1-2选择和两定位销。
因为被钻孔直径大于时，易采取固定式钻模（由[6]表3-3-1查得），所以本夹具体选择固定式钻模，其在使用时被固定在钻床工作台上；钻模板是供安装钻套用，钻模板多装配在夹具体或支架上，考虑到本工序加工要求，在本夹具设计中选择固定式钻模板，它和钻模夹具体连接采取销钉定位，用螺钉紧固成一整体，结构刚度好，加工孔位置精度较高；钻套选择：考虑到加工要求，查[6]表2-1-47选择快换钻套，规格为其标准为：，材料为；依据实际生产需要，选择气缸夹紧机构，由气缸活塞推进槽面压块直接夹紧工件。
4.2.2 切削力、夹紧力计算，夹紧装置设计和选择
在机械加工过程中，工件将受到切削力、离心力、惯性力等外力作用，为了确保在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持由定位元件所确定加工位置，而不致发生振动或位移，通常在夹具机构中全部必需设置一定夹紧装置，将工件可靠地夹紧。
在本设计方案中选择是气缸夹紧机构，夹具方向水平向左，经过槽面压块作用直接夹紧工件，具体夹紧装置见附图。这种夹紧装置简单实用，且对于大批量生产能较快装夹工件，劳动强度较小，可提升劳动生产率。
在本工序中刀具为高速钢锥柄麻花钻，钻头直径为，每转进给量为：，切削力为：
（查[6]表1-2-7）
其中为修正系数，查[6]表1-2-8知：
,取得

在计算夹紧力时要考虑安全系数：
其中：基础安全系数
：加工性质系数
：刀具钝化系数
：断续切削系数
查表得，，，
则：
实际夹紧力为：(查[6]表1-2-11)
其中和为夹具定位面及夹紧面上摩擦系数，由[6]表1-2-12查得，所以实际夹紧力为：,经分析实际上气缸产生实际夹紧力大于,故本夹具可安全工作。
4.2.3 定位误差分析
定位误差是指因为定位不正确引发某一工序尺寸和位置精度要求方面加工误差，对于夹具设计中采取定位方案只要可能产生定位误差小于工件对应尺寸或位置公差，即可认为定位方案符合加工要求。
对于此次设计夹具，需确保尺寸要求：孔深，确保加工孔轴线和孔轴线垂直距离为，对于要求，因为定位基准也是圆柱小端面，故基准不重合误差为零，且因为圆柱小端面经过半精铣，表面粗糙度达成，故可认为圆柱小端面平面度误差为零，即不存在基准位置度误差，总而言之，只要支撑面标准尺寸得到确保，是不存在定位误差。
对于本工序要求，定位基准和工序基准同为孔和孔中心线，故基准不重合误差为零，基准位置度误差则取决于两孔直径尺寸公差和圆度误差，因为两孔表面精度全部达成，全部经过精铰，故基准位置误差也能够忽略，只要两定位销标准尺寸和相对位置关系得到确保，定位误差也是很小。
总而言之，该定位方案是符合加工要求。
4.2.4 夹具设计及操作简明说明
如前所述，在设计夹具时，为提升生产率，首先想到是怎么样方便安装和拆卸，本道工序是采取了气缸夹紧方法。因为本夹具是对工件进行钻孔，所以在铅直方向受到很大冲击力，故