车床拔叉工艺加工模板.doc

目 录

一．序言 …………………………………………………………5
二．夹具概述…………………………………………………6
2.1夹具现实状况几生产对其提出新要求
2.2现代夹具发展发向
2.3机床夹具及其功用
2.4机床夹具在机械加工中作用
2.5机床夹具组成和分类
2.6机床夹具分类
2.7机床夹具设计特点
2.8机床夹具设计要求
三．零件分析…………………………………………………14
3.1零件工艺分析
四．工艺规程设计 ……………………………………………14
4.1确定毛坯制造形式
4.2基面选择
4.3制订工艺路线
4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定
4.5确定切削用量及基础工时
五．夹具设计 ………………………………………………27
5.1定位基准选择
5.2定位误差分析
5.3切削力及夹紧力计算
毕业小结……………………………………………………33
参考文件……………………………………………………33

一、序 言

毕业设计在我们学完大学全部基础课、技术基础课以后进行，这是我们在进行毕业设计对所学各课程深入综合性总复习，也是一次理论联络实际训练，所以，它在我们大学生活中占相关键地位。另外在做完这次毕业设计以后，我得到一次在毕业工作前综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼：
（1）利用机械制造工艺学课程中基础理论和在生产实习中学到实践知识，正确地处理一个零件在加工中定位，夹紧和工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，确保零件加工质量。
（2）提升结构设计能力。经过设计夹具训练，取得依据被加工零件加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能确保加工质量夹具能力。
（3）学会使用手册和图表资料。掌握和本设计相关多种资料名称，出处，能够做到熟练利用。
就我个人而言，我期望经过这次毕业设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发觉问题、分析问题和处理问题能力，为以后参与祖国“四化”建设打一个良好基础。
因为个人能力有限，设计还有很多不足之处，恳请各位老师给指教，本人将表示真诚感谢！

二、机床夹具概述
夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具和人结合。在工业发展早期。机械制造精度较低，机械产品工件制造质量关键依靠劳动者个人经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中一个辅助工具；第二阶段是伴随机床、汽车、飞机等制造业发展，夹具门类才逐步发展齐全。夹具定位、夹紧、导向（或对刀）元件结构也日趋完善，逐步发展成为系统关键工艺装备之一；第三阶段，即近代因为世界科学技术进步及社会生产力快速提升，夹具在系统中占据相当关键地位。这一阶段关键特征表现为夹具和机床紧密结合。
2.1夹具现实状况几生产对其提出新要求
现代生产要求企业制造产品品种常常更新换代，以适应市场猛烈竞争，尽管国际生产研究协会统计表明中不批，多品种生产工件已占工件种类数85%左右。然而现在，通常企业习惯和采取传统专用夹具，在一个含有只能感等生产能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。其次，在多品种生产企业中，约隔4年就要更新80%左右专用夹具，而夹具实际磨损量只有15%左右，尤其最多年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产生产率逐步趋近于大批量生产水平。
总而言之，现代生产对夹具提出了以下新要求；
（1）、能快速方便地装备新产品投产以缩短生产准备周期；
（2）、能装夹一组相同性特征工件；
（3）、适适用于精密加工高精度机床；
（4）、适适用于多种现代化制造技术新型技术；
（5）、采取液压汞站等为动力源高效夹紧装置，深入提升劳动生产率。
2.2现代夹具发展发向
现代夹具发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：
1． 精密化
伴随机械产品精度日益提升，势必也对应提升
对其精度要求。精密化夹具结构类型很多，比如用于精密分度多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削电磁无心夹具，工件圆读可达0.2~0.5um。
2． 高效化
高效化夹具关键用来降低工件加工机动时和辅助时，以提升劳动生产率，降低工人劳动强度，常见高效化夹含有：自动化夹具、告诉化夹具、含有夹紧动力模块夹具等。比如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比一般虎钳提升了5倍左右；而高速卡盘则可确保卡爪在转速9000r/min条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提升。
3． 柔性化
夹具柔性化和机床柔性化相同，它是经过调
组合等方法，以适应工艺可变原因能力。工艺可变原因关键有：工序特征、生产批量、工件形状和尺寸等，含有柔性化特征新型夹具种类关键有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具柔性化趋向将是夹具发展关键方向。
4． 标准化
夹具标准化和通用化是相互联络两个方面，在制造经典夹具，结构基础上，首优异行夹具元件和部件通用化，建立经典尺寸系列或变型，以降低功效用途相近夹具元件和不见形成：舍弃部分功效低劣结构，通用化方法包含：夹具、部件、元件、毛呸和材料通用化夹具标准化阶段是通用化深入并为工作图审查发明了良好条件。现在，中国已经有夹具零件、部件国家标准：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80和通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具标准化也是夹具柔性化高效化基础，作为发展趋势，这类夹具标准化，有利于夹具专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。
2.3机床夹具及其功用
2.3.1机床夹具
夹具是一个装夹工件一个工艺装备，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。
在金属切削机床工件是使用夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具是一个不可缺乏工艺装备，它直接影响着加工精度，劳动生产率和产品制造成本等，故机床夹具设计在企业产品设计和制造和生产技术装备中占有极其关键地位。机床夹具设计是一项关键技术工件。
2.3.2机床夹具功效
在机床上应用夹具装夹工件时，其关键功效是使工件定位和夹紧。
1.机床夹具关键功效
机床夹具关键功效是装夹工件，使工件装夹中定位和夹紧。
（1）、定位
确定工件在夹具中占有正确位置过程，定位是经过工件定位基准而和夹具定位元件定位面接触成配合实现正定位能够确保加工面尺寸和位置精度要求。
（2）.夹紧
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错操作。因为工件在加工时，受到多种力作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，所以夹紧为工件提升了安全和可靠加工条件。
2．机床夹具特殊功效
机床夹具特殊功效关键是对刀和导向。
1）、对刀
调整刀具切削相对工件或夹具正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能快速地确定铣刀相对于夹具正确位置。
2）、导向
如铣床夹具中钻模板和钻套，能快速确实定钻头位置，并引导其进行钻削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是含有导向功效。
2.4机床夹具在机械加工中作用
在机械加工中，使用机床夹具目标关键有部分六个方面，然而在不一样生产条件下，应该有不一样侧关键。夹具设计时应该综合考虑加工技术要求，生产成本个工人操作方面要求以达成预期效果。

（1）、确保加工精度
用夹具装夹工件时，能稳定确保加工精度，并降低对其它工作条件依靠性，故在精密加工中广泛使用该夹具，而且它还是全方面质量管理一个关键步骤。
（2）、提升劳动生产率
使用夹具是否能使工件快速定位很夹紧并能够显著缩短辅助时间和基础时间，提升劳动生产率。
（3）、改善工人劳动条件
用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采取气压、液压等装夹工件时，可家少工人劳动强度确保生产安全。
（4）、确保工艺纪律
在生产过程中使用夹具可确保生产周期，生产强度等工艺秩序。比如：夹具设计也是工程技术人员处理高难度零件关键手段之一。
（5）、降低生产成本
在批量生产中使用夹具时，因为劳动生产率提升和许可使用技术等级较低工人操作，故可显著降低生产成本。
（6）、扩大机床工艺范围
这是生产条件有限企业中常见一个技术改造方法，如车床上拉削，钻孔加工等，也可用夹具装夹加工较复杂成型面。
2.5机床夹具组成和分类
（1）、系统元件
（2）、夹紧元件
（3）、夹具体
（4）、连接元件
（5）、对刀和导向装置
（6）、其它元件或装置
一．机床夹具基础组成部分
即使各类机床夹具结构有所不一样但按关键功效加以分析。机床夹具基础组成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体关键内容。
1.定位元件
定位元件是夹具关键功效元件之一 ，通常当工件定位基准面形状确定后，定位元件结构也就确定了。
2.夹紧装置也是夹具关键元件之一，通常铰链压板、螺钉、夹紧装置等。
3.夹具体
通常夹具作为铸件结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多个定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不一样位置上。
二、几夹具其它组成部分
为满足夹具饿其它功效要求，多种夹具好要设计其它元件个装置。
1.连接元件
依据机床工作特点，夹具在机床上安装。
连接常有两种方法：一个是安装在机床工作台上，另一个是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在机床上位置。
2.对刀和导向装置
对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块
调铣刀对刀前位置，对刀时，铣刀不能和对刀块直接相连，以免碰伤铣刀切削刃和对刀块工作表面。
导向装置钻模板、钻套、镗模镗模支架。镗套，它们能确定刀具位置，并引导刀具进行切削。
3.其它元件和装置
依据加工需要，有些夹具分别采取分度装夹，
靠模装置上下料加工工艺机器人等。
2.6机床夹具分类
1、按夹具通用特征分类
这是一个基础分类方法，关键反应夹具在不一样生产类型中通用特征，故也是选择夹具关键依据。现在，中国常见夹含有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具等五大类。
（1）、通用夹具
通用夹具是指结构、尺寸已规格化，含有一定通用性夹具、如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。其特点是使用性强，不需调整或稍加调整就能够装夹一定形状和尺寸范围内多种工件，这类夹具以商品化，且成为机床附件，采取这种夹具可降低生产周期，降低夹具品种从而降低生产成本，其缺点是夹具精度不高，生产效率也较低，且较难装夹形状复杂工件，故使用和单件小批量生产中。
（2）、专用夹具
专用夹具是针对一个工序要求而专门设计和制造夹具，其特点是针对性极强，没有通用性，在产品相对稳定批量较大生产中，常见多种专用夹具，可取得较长，伴随现代多品种中小批量发展专用夹具在专用性和经济性等方面已多生很多问题。
（3）、可调夹具
可调夹具是针对通用夹具专用夹具缺点而发展起来异类新型夹具对不一样类型和尺寸工件，只需调整或更换原来夹具上部分定位元件和夹紧元件便可使用。它通常又称为通用可调夹具和成组夹具两种，前者通用范围比通用夹具更大，后者则是一个可调夹具，它按成组原理设计并能加工一组相同零件，故在多品种中，中小批生产中早晨有很好经济效应。
（4）、组合夹具
组合夹具是一个模块化夹具，标准模块元件有较高精度和耐磨性，可组装成多种夹具夹具用具既可拆除，留用组装新夹具，因为使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能反复数次使用，而且有可降低专用家句数量优点，所以、组合夹具在单件中小批多品种生产和数控加工中，是一个较经济夹具，组合夹具也已商品化。
（5）、自动化生产专用夹具
自动化生产专用夹具关键分为线夹具和数控机床专用夹具两大类，自动线夹含有两种：一个是固定完成夹具，一个是随行夹具，数控机床夹具还包含加工中心夹具和柔性制造系统专用夹具，伴随制造现代化，在企业中数控机床夹具百分比正在增加，得以满足数控机床加工要求，数控几传呼经典结构是平装夹具，它是利用标准模块组装夹具。
2、按夹具使用机床分类
这是专用夹具设计使用分类方法，如车床、铣床、刨床、钻床、数控车床等夹具。设计专用夹具时机床类别、组别、型别关键参数均以确定。它们不一样点是机床切削成型运动不一样、故夹具和机床连接方法不一样它们加工精度要求也各不相同。
1.4、机床夹具设计特点和要求
1、用加剧装夹工件优点以下：
1）、所确保加工精度 用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床位置由夹具确保不受工人技术影响，使一批工件加工精度趋于一致。
2）、提升劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正，可显著降低辅助工时，提升劳动生产率，工件在夹具装夹后提升了工件刚性，所以可加大切削用量，提升劳动生产率，可使用多工位夹具，并可采取高小夹紧机构，深入提升劳动生产率。
3）、能扩大机床使用范围
4）、能降低成本 在批量生产后使用夹具后，因为劳动生产率提升，使用技术等级较低工人和废品率下降等原因，显著降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件上，没个工件制造成本是极少，远远小于因为提升劳动生产率而降低成本，元件批量越大使用夹具所取得经济效应就越大。
5）、改善工人劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。
当采取气动、液动等夹紧装置时可降低工人劳动强度，确保安全生产延长工人操作寿命，提升企业整体技术水平。
2．7机床夹具设计特点
机床夹具设计和其它装备设计比较有较大差异，关键表现在以下五个方面：
（1）、要有较短设计和制造周期，通常没有条件对夹具进行原理性试验和复杂计算工作；
（2）、夹具精度通常比工件精度变了三倍；
（3）、夹具在通常情况下是单体制造，反复制造机会通常要求夹具在投产时一次成功。
（4）、夹具和操作工人关系很亲密，要求夹具和生产条件和操作亲密结合。
（5）、夹具社会协作制造条件较差，尤其是商品化元件较少，设计者要熟悉夹具制造方法，以满足设计工艺要求。
2.8机床夹具设计要求
设计夹具时，应满足下列四项基础要求
（1）、确保工件加工精度 即在机械加工工艺系统中，夹具在满足以下三项要求，工件在夹具中定位，夹具在机床上位置，刀具正确位置。
（2）、确保工人造作安全；
（3）、达成加工造作生产率要求
（4）、满足夹具一定使用寿命和经济效应
三、零件分析
3.1零件工艺分析
该零件两个面全部没有尺寸精度要求，也无粗糙度要求。￠25孔粗糙度值要求1.6，需要精加工。因是大批量生产，所以需用钻削。确保其加工精度。下面叉口有3.2粗糙度要求，所以采取先粗铣再精铣来满足精度要求，同时确保￠25孔和叉口垂直度。同时该零件上还需加工40×16槽，其粗糙度值为6.3，所以一次铣销即可。但同时要满足该槽和￠25孔垂直度。
四、工艺规程设计
4.1确定毛坯制造形式
依据《机械制造工艺设计简明手册》（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为HT200，采取铸造。依据《机械加工工艺师手册》（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得悉大批量生产铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，因为压铸设备太昂贵，依据手册数据采取铸造精度较高金属型铸造。
4.2基面选择
基面选择是工艺规程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，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
（1）粗基准选择。
因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择Φ40mm圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个V形块限制自由度，达成完全定位。
（2）精基准选择。
关键因该考虑基准重合问题。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，此处不在反复。
4.3制订工艺路线
制订工艺路线出发点，应该是使零件几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理确保。在生产纲领已确定为大批生产情况下，能够考虑采取万能性机床配以专用夹具，并尽可能使工序集中来提升生产率。除此之外，还应该考虑经济效果，方便使生产成本尽可能下降。
工艺路线方案一：
工序Ⅰ： 钻、扩、粗铰、精铰Φ25孔。以Φ40外圆和其端面为基准，选择Z5120A立式钻床加专用夹具。
工序Ⅱ：铣φ55叉口及上、下端面。利用Φ25孔定位，以两个面作为基准，选择X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅲ：粗、精铣叉口内圆面。利用Φ25孔定位，以两个面作为基准，选择X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅳ：粗铣35×3上表面。以Φ25孔和Φ55叉口定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅴ：精铣35×3上表面。以Φ25孔和Φ55叉口定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅵ：粗铣40×16槽，以Φ25孔定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅶ：切断φ55叉口，用宽为4切断刀，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅷ　检验。
工艺路线方案二：
工序Ⅰ： 钻、扩、粗铰、精铰Φ25孔。以Φ40外圆和其端面为基准，选择Z5120A立式钻床加专用夹具。
工序Ⅱ：铣φ55叉口及上、下端面。利用Φ25孔定位，以两个面作为基准，选择X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅲ：粗、精铣叉口内圆面。利用Φ25孔定位，以两个面作为基准，选择X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅳ：切断φ55叉口，用宽为4切断刀，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅴ：粗铣35×3上表面。以Φ25孔和Φ55叉口定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅵ：精铣35×3上表面。以Φ25孔和Φ55叉口定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅶ：：粗铣40×16槽，以Φ25孔定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅷ　检验。
以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺卡片”。
以上加工方案大致看来是合理，但经过仔细考虑零件技术要求和可能采取加工手段以后，就会发觉仍有问题，关键表现在φ25孔及其16槽和φ55端面加工要求上,以上三者之间含有位置精度要求。图样要求：先钻mm孔。由此能够看出：先钻φ25孔，再由它定位加工φ55内圆面及端面，确保φ25孔和φ55叉口端面相垂直。所以，加工以钻φ25孔为准。为了在加工时装夹方便，所以将切断放在最终比较适宜。为了避免造成一定加工误差；经过分析能够比较工艺路线方案一最为合理。
具体方案以下：
工序Ⅰ： 钻、扩、粗铰、精铰Φ25孔。以Φ40外圆和其端面为基准，选择Z5120A立式钻床加专用夹具。
工序Ⅱ：铣φ55叉口及上、下端面。利用Φ25孔定位，以两个面作为基准，选择X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅲ：粗、精铣叉口内圆面。利用Φ25孔定位，以两个面作为基准，选择X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅳ：粗铣35×3上表面。以Φ25孔和Φ55叉口定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅴ：精铣35×3上表面。以Φ25孔和Φ55叉口定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅵ：粗铣40×16槽，以Φ25孔定位，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅶ：切断φ55叉口，用宽为4切断刀，选择X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅷ　检验。
4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定
零件材料为HT200，硬度170~220HBS，毛坯重量约1.12kg。依据《机械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采取金属模铸造毛坯。
依据上述原始资料及加工工艺，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：
1、毛坯余量及尺寸确实定
毛坯余量及尺寸确实定关键是为了设计毛坯图样，从而为工件毛坯制造作准备，该工序在这里不做具体说明，关键说明一下毛坯尺寸及对应公差确实定，方便毛坯制造者参考。依据《机械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编），结合加工表面精度要求和工厂实际，要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间不足。 （1）粗铣φ55叉口上、下端面加工余量及公差。
该端面表面粗糙度为3.2，所以先粗铣再精铣。查《机械加工余量手册》（以下简称《余量手册》机械工业出版社、孙本序主编）中表4-2成批和大量生产铸件尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7~9级，选择8级。MA为F。再查表4-2查得加工余量为2.0 mm。由《工艺手册》表2.2-1至表2.2-4和《机械制造工艺和机床夹具》（机械工业出版出版社、刘守勇主编）中表1-15及工厂实际可得：Z=2.0mm，公差值为T=1.6mm。
(2)加工35×3上表面加工余量及公差。
同上方法得：2Z=4.0，公差值为1.3 mm。
（3）铣40×16槽上表面加工余量及公差。
同上方法得：2Z=4.0，公差值为1.6 mm。
2、各加工表面机械加工余量，工序尺寸及毛坏尺寸确实定
（1） 钻φ25孔加工余量及公差。
毛坯为实心，不冲出孔。该孔精度要求在IT7~IT9之间，参考《工艺手册》表2.3-9~表2.3-12确定工序尺寸及余量为：
查《工艺手册》表2.2-5，成批和大量生产铸件尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7~9级，选择8级。MA为F。公差值T=0.12 mm，
钻孔φ23mm
扩孔φ24.8 mm 2Z=1.8 mm
铰孔φ25 mm 2Z=0.2 mm
因为本设计要求零件为大批量生产，应该采取调整法加工，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。
φ25 mm孔加工余量和工序间余量及公差分布图见图1。
由图可知：

工
序
加
工
尺
寸
及
公
差

铸件毛坯
钻孔
扩孔
粗铰
精铰
加工前尺寸
最大

φ23
φ24.8
φ24.94
最小

φ22.5
φ24.45
φ24.79
加工后尺寸
最大

φ23
φ24.8
φ24.94
φ25
最小

φ22.5
φ24.45
φ24.79
φ24.95
加工余量

23
24.8
24.94
25

由图可知：
毛坯名义尺寸： 42（mm）
钻孔时最大尺寸： 23（mm）
钻孔时最小尺寸： 22.5（mm）
扩孔时最大尺寸： 23 +1.8=24.8（mm）
扩孔时最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（mm）
粗铰孔时最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm）
粗铰孔时最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm）
精铰孔时最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm）
精铰孔时最小尺寸： 25-0.05=24.95（mm）

(2)铣φ55叉口及上、下端面
因为叉口粗糙度为3.2，所以粗铣再精铣。参考《工艺手册》表2.3-9~表2.3-12确定工序尺寸及余量为：
查《工艺手册》表2.2-5，成批和大量生产铸件尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7~9级，选择8级。MA为F。公差值T=1.4 mm
粗铣φ55叉口及上、下端面余量1.0 mm。 2Z=2.0
精铣φ55叉口及上、下端面。 2Z=2.0
（3）粗铣35×3上端面
因为该面粗糙度为6.3，所以粗铣一次即可。参考《工艺手册》表2.3-9~表2.3-12确定工序尺寸及余量为：
查《工艺手册》表2.2-5，成批和大量生产铸件尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7~9级，选择8级。MA为F。公差值T=1.3mm
粗铣35×3上端面 2z=2.0
（4）粗铣40×16上表面
此面粗糙度要求为3.2，所以分粗精加工即可。参考《工艺手册》表2.3-9~表2.3-12确定工序尺寸及余量为：
查《工艺手册》表2.2-5，成批和大量生产铸件尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7~9级，选择8级。MA为F。公差值T=1.6mm，其偏差±0.7
粗铣40×16上表面 2Z=2.0
（5）铣40×16槽
此面粗糙度要求为3.2，所以粗铣再精铣。参考《工艺手册》表2.3-9~表2.3-12确定工序尺寸及余量为：
查《工艺手册》表2.2-5，成批和大量生产铸件尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7~9级，选择8级。MA为F。公差值T= 1.6mm 。
粗铣40×16槽 2Z=2.0
精铣40×16槽 2Z=2.0
（6）切断φ55叉口
4.5确定切削用量及基础工时
工序Ⅰ： 钻、扩、粗铰、精铰Φ25孔。
1.加工条件
工件材料：灰铸铁HT200
加工要求：钻Φ25孔，其表面粗糙度值为Rz=1.6 μm；先钻Φ23孔在扩Φ24.8孔，再粗铰Φ24.94孔，再精铰Φ25孔。
机床：Z5125A立式钻床。
刀具：Φ23麻花钻，Φ24.8扩刀，铰刀。
2.计算切削用量
（1）钻Φ23孔。
①进给量
查《机械制造工艺和机床夹具课程设计指导》P47表2-23钻孔进给量f为0.39~0.47 mm/r，因为零件在加工23mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，现取f=0.25mm/r。此工序采取Φ23麻花钻。
所以进给量f= 0.25mm/z
② 钻削速度
切削速度：依据手册表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。

依据手册nw=300r/min,故切削速度为

③ 切削工时
l=23mm，l1=13.2mm.
查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切削工时计算公式：

① 扩孔进给量　
查《切削用量手册》表2.10要求,查得扩孔钻扩Φ24.8孔时进给量,并依据机床规格选择
F=0.3 mm/z
②切削速度
扩孔钻扩孔切削速度,依据《工艺手册》表28-2确定为
V=0.4V 钻
其中V 钻为用钻头钻一样尺寸实心孔时切削速度.故
V=0.4×21.67=8.668m/min

按机床选择nw=195r/min.
③切削工时
切削工时时切入L1=1.8mm,切出L2=1.5mm

① 粗铰孔时进给量
依据相关资料介绍,铰孔时进给量和切削速度约为钻孔时1/2~1/3,故
F=1/3f钻=1/3×0.3=0.1mm/r
V=1/3V钻=1/3×21.67=7.22m/min

②切削速度
按机床选择nw=195r/min,所以实际切削速度

③切削工时
切削工时,切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm.

① 精铰孔时进给量
依据相关资料介绍,铰孔时进给量和切削速度约为钻孔时1/2~1/3,故
F=1/3f钻=1/3×0.3=0.1mm/r
V=1/3V钻=1/3×21.67=7.22m/min

②切削速度
按机床选择nw=195r/min,所以实际切削速度

③切削工时
切削工时,切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.

工序Ⅱ：铣φ55叉口上、下端面。
① 进给量
采取端铣刀，齿数4，每齿进给量=0.15mm/z（《机械制造工艺和机床夹具课程设计指导》（吴拓、方琼珊主编）。
故进给量f=0.6mm
②铣削速度：
（m/min） （表9.4-8）
由《数控加工工艺》（田春霞主编）中第五章表5-6得切削速度为9~18m/min
依据实际情况查表得V=15 m/min
③切削工时
引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。
查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切削工时计算公式：

工序Ⅲ铣φ55叉口
①进给量
由《工艺手册》表3.1-29查得采取硬质合金立铣刀,齿数为5个，由《数控加工工艺》（田春霞主编）中第五章表5-5得硬质合金立铣刀每齿进给量f为0.15~0.30，由手册得f取0.15mm/z
故进给量f=0.75 mm/z.
②铣削速度：
由《数控加工工艺》（田春霞主编）中第五章表5-6得硬质合金立铣刀切削速度为45~90mm/min, 由手册得V取70mm/min.
③切削工时
引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。
查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切削工时计算公式：

工序Ⅳ：铣35×3上端面。
① 进给量
采取端铣刀，齿数4，每齿进给量=0.15mm/z（《机械制造工艺和机床夹具课程设计指导》，吴拓、方琼珊主编）。
故进给量f=0.6mm
②铣削速度：
（m/min） （表9.4-8）
由《数控加工工艺》（田春霞主编）中第五章表5-6得切削速度为9~18m/min
依据实际情况查表得V=15 m/min
③切削工时
切入l=3mm,行程l1=35。
查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切削工时计算公式：

工序Ⅴ：铣40×16槽表面。
① 进给量
该槽面可用变速钢三面刃铣刀加工，由前定余量为2mm故可一次铣出，铣刀规格为φ32，齿数为8。由《工艺手册》表2.4-73，取每齿进给量为0.15mm/z,ap=2mm故总进给量为f=0.15×8=1.2 mm/z。
②切削速度
由《工艺手册》表3.1-74,取主轴转速为190r/min。则对应切削速度为：

③切削工时
切入l=2mm切出l1=2mm,行程量l3=40mm。
查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切削工时计算公式：

工序Ⅵ铣40×16槽。
进给量
槽可用高速钢三面刃铣刀加工，铣刀规格为φ16，齿数为10。由《机械加工工艺师手册》表21-5，取每齿进给量为0.15mm/z,ap=2mm，故总进给量为f=0.15×10=1.5 mm/z。
②切削速度
由《工艺手册》表3.1-74,取主轴转速为190r/min。则对应切削速度为：

③切削工时
切入l=2mm，切出l1=2mm行程量l2=40mm。
查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切削工时计算公式：

工序Ⅶ：切断φ55叉口。
① 进给量
采取切断刀，齿数4，每齿进给量=0.15mm/z（《机械制造工艺和机床夹具课程设计指导》（吴拓、方琼珊主编）。
故进给量f=0.6mm
②铣削速度：
（m/min） （表9.4-8）
由《数控加工工艺》（田春霞主编）中第五章表5-6得切削速度为9~18m/min
依据实际情况查表得V=15 m/min
③切削工时
切出l=2mm，切出l1=2mm,行程量=75mm。
查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切削工时计算公式：

工序Ⅷ：检验。

五、夹具设计

夹具是一个能够使工件按一定技术要求正确定位和牢靠夹紧工艺装备，它广泛地利用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化机械和仪器制造业中，提升加工精度和生产率，降低制造成本，一直全部是生产厂家所追求目标。正确地设计并合理使用夹具，是确保加工质量和提升生产率，从而降低生产成本关键技术步骤之一。同时也扩大多种机床使用范围必不可少关键手段。
（一）提出问题
（1）怎样限制零件自由度；V形块限制4个自由度，定位块限制1个自由度，限位销限制1个自由度。
（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合V形块夹紧工件，定位块起支撑工件作用。
（3）设计夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和扩刀、铰刀，排削经过钻模板和工件之间间隙排削。
（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。
（二）设计思想
设计必需确保零件加工精度，确保夹具操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计夹具完全符合要求。
本夹具关键用来对φ25H7孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为H7，表面粗糙度Ra1.6，钻、扩、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度前提下提升劳动生产效率，降低劳动强度。
（三）夹具设计
1、定位分析
（1）定位基准选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能和工序基准重合，在同一工件各道工序中，应尽可能采取同一定位基准进行加工。故加工φ25H7孔时，采取φ40外圆面和其下端面作为定位基准。
（2）定位误差分析
定位元件尺寸及公差确实定。夹具关键定位元件为V形块和定位块，因为该定位元件定位基准为孔轴线，所以基准重合△B=0，因为存在间隙，定位基准会发生相对位置改变即存在基准位移误差。
△Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm
2、切削力及夹紧力计算
刀具：Φ23麻花钻，Φ24.8扩孔钻，铰刀。
①钻孔切削力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，得钻削力计算公式：

式中 P───钻削力
t───钻削深度, 80mm
S───每转进给量, 0.25mm
D───麻花钻直径, Φ23mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以

=800（N）
钻孔扭矩：

式中 S───每转进给量, 0.25mm
D───麻花钻直径, Φ23mm
HB───布氏硬度，140HBS

=×0.014××
=1580(N·M)
②扩孔时切削力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，得钻削力计算公式：

式中 P───切削力
t───钻削深度, 80mm
S───每转进给量, 0.3mm
D───扩孔钻直径, Φ24.8mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以

= 873（N）
扩孔扭矩：

式中 t───钻削深度, 80mm
S───每转进给量, 0.3mm
D───麻花钻直径, Φ24.8mm
HB───布氏硬度，140HBS

=1263（N·M）
②钻孔夹紧力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，查得工件以V形块和定位块定位时所需夹紧力计算公式：

式中 φ───螺纹摩擦角
───平头螺杆端直径
───工件和夹紧元件之间摩擦系