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目錄
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………Ⅱ
1、 前言………………………………………………………………………………1
2、 生產綱領…………………………………………………………………………2
2.1計算生產綱領決定生產類型 …………………………………………………2
2.2計算生產節(jié)拍 …………………………………………………………………3
3、 零件的分析………………………………………………………………………3
3.1零件的作用 ……………………………………………………………………3
3.2零件的工藝性分析 ……………………………………………………………3
4、 零件的相關工藝規(guī)程設計………………………………………………………4 4.1確定毛坯的制造形式 …………………………………………………………4
4.2基準的選擇……………………………………………………………………5
4.3制定工藝路線…………………………………………………………………7
4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定………………………………9
4.5確定切削用量及基本工時……………………………………………………9
5、 夾具的設計 ……………………………………………………………………29
5.1機床夾具概述 ………………………………………………………………29
5.2機床夾具的主要功能 ………………………………………………………29
5.3機床夾具的發(fā)展趨勢 ………………………………………………………30
5.4問題的提出 …………………………………………………………………32
5.5夾具設計 ……………………………………………………………………32
5.6夾具的簡要說明………………………………………………………………35
5.7夾具外購零件參數……………………………………………………………35
6、設計心得…………………………………………………………………………36
致謝 …………………………………………………………………………………38
參考文獻 ……………………………………………………………………………39
摘要
本次畢業(yè)設計是關于箱體類零件的機械加工工藝規(guī)程及工裝設計，結合箱體加工的重點和難點，從箱體的結構分析入手，系統地從定位基準選擇、夾具的設計、各種刀具參數選擇以及切削用量的選擇等方面進行了研究，在工藝系統方面保證了產品的加工質量。曲軸箱是一種典型的箱體零件，它的作用是容納和支承其內的所有零部件，保證它們相互之間的正確位置，使彼此之間能協調地運轉和工作。曲軸箱的頂面與孔、箱體前后兩個中心孔的精度要求較高，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面及孔的粗精加工分開。在制定曲軸箱工藝過程中，還確定了切削參數，工時定額，并填寫了工序卡片。還設計了一套氣動鉆孔夾具，并進行了定位誤差分析。
關鍵詞：工藝過程、定位基準、切削參數、專用夾具、定位誤差分析
Ⅰ
Abstract
This graduation project is about the box parts machining process and fixture design, combined with the box body processing key point and the difficulty, from the box body structure analysis, systematically from the locating datum selection, fixture design, all kinds of cutting tool parameter selection and the choice of cutting amount and so on, in the process system to ensure the quality of the product processing.Crankcase is a typical box part,its role is to hold and all the parts inside the bearing to ensure the correct position between them,so that better coordination to operate and work.Split the crankcase and the bearing bore surface, the to major rough surface and hole finishing operations separately. In the development process card. Were designed a drill hole jig join bearing and boring model, and location error analysis out.
Key words: Process, the locating datum, cutting parameters, special jig, positioning error analysis
Ⅱ
1、 前言
四年的大學生活接近尾聲時，我們進行了為期近四個月的畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是對大學四年來我們所學到的基礎知識和專業(yè)知識的一次系統性的總結與綜合運用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機會，而且畢業(yè)設計也是大學教學的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認真踏實地做好這次畢業(yè)設計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設計還可以培養(yǎng)我們獨立思考，開發(fā)思維和協調工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應社會也有很大的幫助。機械工業(yè)的生產水平是一個國家現代化建設水平的主要標志之一。這是因為工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術的現代化程度，都會通過機械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機器，是由于機器既能承擔人力所不能或不便進行的工作，又能較人工生產改進產品的質量，特別是能夠大大提高勞動生產率和改善勞動條件。機械工業(yè)肩負著為國民經濟各個部門提供技術裝備和促進技術改造的重要任務，在現代化建設的進程中起著主導和決定性的作用。所以通過大量設計制造和廣泛使用各種各樣先進的機器，就能大大加強和促進國民經濟發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現代化建設。
機械加工工藝是實現產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。然而夾具又是制造系統的重要組成部分，不論是傳統制造，還是現代制造系統，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學畢業(yè)的機械工程及自動化專業(yè)的學生，要進行對本專業(yè)所學習的知識進行綜合的運用和掌握，為此我們要進行畢業(yè)設計，要自己動手進行思考問題，為社會主義現代化建設的發(fā)展貢獻力量，也要從此邁出展現自己價值的第一步。
本次設計是根據生產的要求，設計曲軸箱的加工工藝設計夾具。所用機床主要是銑床、鉆床以及加工中心等。本次設計要求是單班制年產5000臺；夾具設計須定位準確，夾緊可靠。以及節(jié)約勞動力，節(jié)約生產成本，提高生產的效率。但由于本人的水平有限，結合生產實際應用設備的能力有限，故沒有能夠做到很詳細的設計，而且還有許多地方有待改進，請老師給以指導和批評。
2 生產綱領
2.1 計算生產綱領決定生產類型
生產綱領是企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃（計劃期常為一年，所以生產綱領也稱年產量。）。本次設計的曲軸箱的年產量為5000臺,設備品率為17%，機械加工廢品率為0.5%，現制定該零件的機械加工工藝流程。
技術要求:
(1) 鑄件尺寸公差按GB6414-1999CT要求；
(2) 未注鑄造圓角R1～2,拔模斜度1o30',未注倒角1ⅹ45 o,未注壁厚2；
(3) 鑄件技術條件JB2702-80-II-~Y2要求；
(4) 在(30～40)ⅹ104Pa壓力下作水壓試驗1min,不得漏水和浸潤；
(5) 表面噴丸處理；
(6) 硬度≥HB80,試樣抗拉強度σb≥270MPa；
(7) 壓鑄件材料為ADC12；
(8) 帶*標記的螺孔及底孔根據配套要求加工。
生產綱領 N=Qn(1+a%+b%)
=5000ⅹ(1+17%+0.5%)
=5875(件/年)
年產量為5875件，現通過計算, 生產綱領對工廠的生產過程和生產組織有著決定性的作用，包括各工作點的專業(yè)化程度，加工方法，加工工藝設備和工裝等。同一種產品，生產綱領不同也會有完全不同的生產過程和專業(yè)化程度，即有著完全不同的生產組織類型。根據生產專業(yè)化程度的不同，生產組織類型可分為單件生產，成批生產，和大量生產三種，其中成批生產可分為大批生產，中批生產和小批生產，下表1是各種生產組織管理類型的劃分，從工藝特點上看單件生產與小批生產相近，大批生產和大量生產相近，因此在生產中一般按單件小批，中批，大批大量生產來劃分生產類型，這三種類型有著各自的工藝特點。
生產類型
零件年生產類型（件/年）
重型機械
中型機械
輕型機械
單件生產
≦5
≦20
≦100
小批生產
＞5～100
＞20～200
＞100～500
中批生產
＞100～300
＞200～500
＞500～5000
大批生產
＞300～1000
＞500～5000
＞5000～30000
大量生產
＞1000
＞5000
＞50000
表1 生產組織管理類型的劃分
所以綜上所述，根據生產類型和生產綱領的關系，可以確定該產品的生產類型為大批量生產[2]。
2.2 計算生產節(jié)拍
生產節(jié)拍=22天12個月8小時60分單雙班90%/生產綱領=2212860190%/5000=22.8分鐘。
3、 零件的分析
3.1零件的作用
曲軸箱是一種典型的箱體零件，它的作用是容納和支承其內的所有零部件，保證它們相互之間的正確位置，使彼此之間能協調地運轉和工作。
3.2零件的工藝性分析
填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求：（查表1.4-28《機械制造工藝設計簡明手冊》），箱體共有三組加工面，它們之間有一定的要求。現分析如下：
1，以箱體結合面為中心的加工表面
這組加工表面包括：銑箱體結合面，鏜孔?55，鉆孔、攻絲4-M8-7H的螺紋孔，其中主要加工表面為箱體結合面，即零件的上端面。
2，以軸承孔為中心的加工表面
這組加工表面包括：鏜?47mm軸承孔，鉆孔、攻絲3-M6的螺紋孔，銑左右端面，鉆孔、攻絲6-M6，各孔口倒角1×45。
3，以其他表面為加工表面
這組加工表面包括：銑箱體的底面，鉆4-?11通孔，鉆孔?12，鉆孔、攻絲M6-7H的螺紋孔，攻絲M10-7H。
4，這三組加工表面之間有一定的要求，主要是：
(1) 結合面必須位于距離為公差值0.04mm的兩平行平面內；
(2) 銷孔必須位于直徑為公差值0.03mm的孔內，該孔位于相對于基準F（結合面）、A（軸承孔端面）及C（底座軸線）所確定的理想位置上；
(3) 保證?55孔中心距軸承孔端面67JS7±0.09mm；
(4) 保證尺寸55JS9±0.03mm.
由以上分析可知，對于這三組加工表面而言，可以先加工箱體上下端面，然后借助于專用夾具對另外兩組進行加工，并保證它們之間的精度要求。
4、 零件的相關工藝規(guī)程設計
4.1 確定毛坯的制造形式
鑄造性能所涉及的主要是鑄件的質量問題，鑄件結構設計時，必須充分考慮適應合金的鑄造性能?？s孔，縮松，裂紋，冷隔，澆不足、氣孔等多種鑄造缺陷，造成鑄件很高的廢品率。
零件材料為HT200?？紤]到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠，采用鑄造。由于箱體年產量為5000臺，已達到大批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，再者，考慮到鑄造方法生產工藝簡單、生產周期短、適合批量生產，故可以采用鑄造成型，這從提高生產率、保證加工精度上考慮，也是應該的。為了消除壓鑄后的殘余應力，在壓鑄完成后的將鑄件低溫加熱過程中使合金產生強化，以消除應力即人工時效。
4.2 基準的選擇
基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高，否則，加工工藝規(guī)程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。
4.2.1 基準的概念及其分類
基準是指確定零件上某些點，線，面位置時所依據的那些點、線、面，或者說是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。
按其作用的不同，基準可分為設計基準和工藝基準兩大類。
設計基準是指零件設計圖上用來確定其他點，線，面位置關系所采用的基準。
工藝基準是指在加工或裝配過程中所使用的基準。工藝基準根據其使用場合的不同，又可分為工序基準，定位基準，測量基準和裝配基準四種。
(1)，工序基準：在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸，形狀，位置的基準，及工序圖上的基準。
(2)，定位基準：在加工時用作定位點基準。它是工件上與夾具定位元件直接接觸的點，線，面。
(3)，測量基準：在測量零件已加工表面的尺寸和位置時所采用的基準。
(4)，裝配基準：裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準。
4.2.2 基準問題的分析
分析基準時，必須注意以下幾點：
(1)，基準是制訂工藝的依據，必須是客觀存在的。當作為基準的是輪廓要素，如平面，圓柱面等時，容易直接接觸到，也比較直觀。但是有些作為基準的是中心要素，如圓心，球心，對稱軸線等時，則無法觸及，然而它們卻也是客觀存在的。
(2)，當作為基準的要素無法觸及時，通常由某些具體的表面來體現，這些表面稱為基面。如軸的定位則可以外圓柱面為定位基面，這類定位基準的選擇則轉化為恰當地選擇定位基面的問題。
(3)，作為基準，可以是沒有面積的點，線以及面積極小的面。但是工件上代表這種基準的基面總是有一定接觸面。
(4)，不僅表示尺寸關系的基準問題如上所述，表示位精度的關系也是如此[1]。
4.2.3 定位基準的選擇
選擇定位基準時應符合兩點要求：
(1)、各加工表面應有足夠的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合設計要求；
(2)、定位基準應有足夠大的接觸面積和分布面積，以保證能承受打打切削力，保證定位穩(wěn)定可靠。
定位基準可分為粗基準和精基準。若選擇未經加工的表面作為定位基準，這種基準被稱為粗基準。若選擇已加工的表面作為定位基準，則這種定位基準稱為精基準。粗基準考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，而精基準考慮的重點是如何減少誤差。在選擇定位基準時，通常是保證加工精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準選擇的順序應從精基準到粗基準。
1）精基準的選擇。選擇精基準的目的是使裝夾方便正確可靠，以保證加工精度。主要應該考慮基準重合和統一基準的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統一原則；可靠方便原則），為了加工精基準面才選擇了粗基準面。對于本箱體，先以毛坯底面為粗基準來加工箱體結合面的。先保證精基準的表面粗糙度，可以以結合面作為統一的基準。在以后的加工過程中精度就會得到提高。利用以及定位并夾緊，可達到完全定位及夾緊的目的。
2)、粗基準的選擇。對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內應力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設備等。而箱體零件一般都選擇重要孔（如主軸孔）為粗基準，但隨著生產類型不同，實現以主軸孔為粗基準的共建裝夾方式是不同的。大批生產時，毛坯精度較高，可直接以主軸孔在夾具上定位，采用專用夾具裝夾。
4.3 制訂工藝路線
擬訂零件的機械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作，擬訂工藝路線時主要解決的問題有：選定各加工表面的加工方法；劃分加工階段；合理安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度。
制訂工藝路線時需要考慮的主題要問題有：怎樣選擇定位基準，怎樣選擇加工方法，怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗等工序。而制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可考慮采用加工中心配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。
工藝路線一：
1、 按圖鑄造，清砂，按毛坯二級精度檢驗
2、 時效處理HBS187-220
3、 非加工表面噴漆
4、 對箱體孔進行畫線
5、 粗銑上端面
6、 粗、半精銑箱體底面
7、 半精、精銑上端面
8、 鉆鉸4-M8孔至7H7
9、 粗、半精銑前端面
10、 粗、半精銑后面
11、 粗鏜內表面和47、75的中心孔
12、 半精鏜47孔
13、 精鏜47孔
14、 粗鏜上端面孔55
15、 半精鏜上端面孔55
16、 精鏜上端面孔55
17、 鉆底面411孔
18、 鉆前面3-M6孔并倒角攻絲
19、 鉆后面6-M6孔并倒角攻絲
20、 锪臺階面，鉆M6孔并倒角攻絲，并對上端面4-M8孔攻絲
21、 鉆側面沉孔12，鉆側底面通孔M6H7并倒角攻絲
22、 锪平斜面孔20，鉆M10-H7的斜孔并倒角攻絲
23、 去毛刺、清洗
24、 檢驗
工藝路線二：
1、按圖鑄造，清砂，按毛坯二級精度檢驗
2、時效HBS187-220
3、粗銑箱體底面
4、粗銑箱體頂面
5、粗銑臺階面
6、粗銑后端面
7、粗鏜?75孔，調頭粗鏜?47孔
8、半精鏜?47孔
9、精鏜?47孔
10、半精銑左右端面
11、半精、精銑上端面
12、粗鏜、精鏜孔保尺寸?55
13、鉆底面4-?11
14、鉆側面3-M6孔鉆至?5，然后攻絲、孔口倒角
15、鉆橫向6×M6孔鉆至?5，然后攻絲、孔口倒角
16、鉆頂面孔4×M8鉆至?6.8，然后攻絲、孔口倒角
17、锪臺階面，鉆M6底孔至?5，然后攻絲、孔口倒角
18、加工M6-7H的沉孔?12 深1
19、鉆锪側底面M6-7H的通孔先鉆至?5，然后攻絲、孔口倒角
20、锪平孔φ20，鉆擴M10-7H的斜孔先鉆至?8.5，然后攻絲、孔口倒角
22、去毛刺、清洗
23、檢驗
上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是先銑四個端面，然后以端面定位鏜孔；而方案二是先加工上端面和兩個孔，再以其一面兩銷為定位基準加工前后端面和前后孔，然后以前孔、前端面、上端面為定位鏜頂面孔。兩者實際上均可行，但是方案一定位基準的選擇大大提高了零件的加工精度，位置精度容易保證。故選擇方案一為最后加工路線。
4.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
曲軸箱的材料為硬度≥HB80，試樣抗拉強度σb≥270Mpa。生產類型為中批生產，采用高壓澆注毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
4.5 確定切削用量及基本工時
在一定生產條件下，規(guī)定生產一件產品或完成一道工序所消耗的時間稱為時間定額。合理的時間定額能促進工人的生產技能和技術熟練程度的不斷提高，調動工人的積極性，從而不斷促進生產向前發(fā)展和不斷提高勞動生產率。時間定額是安排生產計劃、成本核算的主要依據，在設計新廠時，又是計算設備數量、布置車間、計算工人數量的依據。
4.5.1 粗銑箱體上端面
工件材料：HT200，硬度210HBS，高壓澆注。
加工要求：銑76x76的上端面，Ra=3.2um。
機床：X61W臥式萬能銑床
選擇刀具：根據《切削用量簡明手冊》表1.2選擇YT15高速鋼圓柱形銑刀。
根據《機械加工工藝手冊冊》：=2mm，<90mm，銑刀直徑=80~100mm，已知=76mm根據GB-T 1115.1-2002 圓柱形銑刀標準選=80mm，L=100，Z=8，根據《切削用量簡明手冊》表3.2由于鑄鐵硬度<210HBS，故銑刀的幾何形狀取
1，計算切削用量
（1）決定銑削寬度，由于加工余量不大，故一次走刀完成，則=2mm。
（2）決定每齒進給量，根據X61W銑床說明書，其功率為4.5kw。根據表3.3， =0.12~0.20mm/z，取=0.15mm/r。
（3）選擇銑刀磨鈍標準及壽命，根據《切削用量簡明手冊》表3.7，刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm，銑刀直徑=80mm，根據表3-8查刀具壽命T=180min。
（4）決定切削速度和每分鐘進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.11查得：
：
故
根據x16w型銑床說明書選擇，
實際切削速度和每齒進給量為
（5）檢驗機床的功率：根據《切削用量簡明手冊》表3.24，當HBS=210，3.5mm，=76mm，當=0.18~0.32mm/z，z=8，
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為：因此所選擇的切削用量可以采取。即=2mm，
（6）計算基本工時
式中：L=l+y+Δ，l=76mm。根據《切削用量簡明手冊》表3-25，入切及超切量y+Δ=15mm，則L=91mm，
故。
根據同樣的選擇原則，在半精銑時選擇和計算出相應的參數為：
=0.5mm，=76mm，=80mm，=0.12mm/r，最大磨損量為0.8mm，刀具壽命T=180min。
選擇，。
實際切削速度和每齒進給量為：
基本工時
L=l+y+Δ，l=76mm。根據《切削用量簡明手冊》表3-25，入切及超切量y+Δ=15mm，則L=91mm，
故
同理，在精銑時選擇和計算出相應的參數為：
=0.5mm，=76mm，=12， =80mm，=0.,06 mm/r，最大磨損量為0.2mm，刀具壽命T=180min。
，
故
選擇，。
實際切削速度和每齒進給量為：
基本工時
L=l+y+Δ，l=76mm。根據《切削用量簡明手冊》表3-25，入切及超切量y+Δ=15mm，則L=91mm，
故
4.5.2 粗銑、半精銑銑箱體底面
選擇刀具：根據《切削用量簡明手冊》表1.2選擇YT15高速鋼圓柱形銑刀。
根據《機械加工工藝手冊冊》：粗銑時=2mm，半精銑時=1mm，<90mm，銑刀直徑=80~100mm，已知=76mm根據GB-T 1115.1-2002 圓柱形銑刀標準選=80mm，L=100，Z=8，根據《切削用量簡明手冊》表3.2由于鑄鐵硬度<210HBS，故銑刀的幾何形狀取
2，計算切削用量
（1）決定銑削寬度，由于加工余量不大，故一次走刀完成，則粗銑時=2mm，半精銑時=1mm。
（2）決定每齒進給量，根據X61W銑床說明書，其功率為4.5kw。根據表3.3，粗銑時 =0.12~0.20mm/z，取=0.15mm/r；半精銑時取=0.12mm/r。
（3）選擇銑刀磨鈍標準及壽命，根據《切削用量簡明手冊》表3.7，粗銑時刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm，半精銑時為0.8mm，銑刀直徑=80mm，根據表3-8查刀具壽命T=180min。
（4）決定切削速度和每分鐘進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.11查得：
粗銑時：
：
故
根據x16w型銑床說明書選擇，
實際切削速度和每齒進給量為
半精銑時：
：
故
根據x16w型銑床說明書選擇，。
實際切削速度和每齒進給量為：
（5）檢驗機床的功率：根據《切削用量簡明手冊》表3.24，當HBS=210，3.5mm，=76mm，當=0.18~0.32mm/z，z=8，
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為：因此所選擇的切削用量可以采取。即=2mm，
（6）計算基本工時
粗銑時：L=l+y+Δ，l=26mm。根據《切削用量簡明手冊》表3-25，入切及超切量y+Δ=15mm，則L=82mm，
故
同理，半精銑時：
4.5.3 鉆、擴4-M8孔
（1）選擇鉆頭與機床：查《機械制造工藝設計明手冊》表3.1-5，選取高速鋼直柄麻花鉆頭，材料為WC4V，其直徑為d=?5mm，擴鉆頭為?6mm，其幾何形狀和角度由《切削用量簡明手冊》表2.1和2.2查得標準刃磨形狀，a=16Φ=50β=28,2,選為立式機床Z535。
（2）計算切削用量：
進給量：按加工要求決定進給量，根據《切削用量簡明手冊》表2.7查得鉆孔時f=0.20mm/r，擴孔時f=0.30mm/r。
決定鉆頭磨損幾壽命：根據《切削用量簡明手冊》表2.12，當d=5mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.6，T=20min。
計算切削速：根據《切削用量簡明手冊》表2.15,查得鉆孔時切削速度v=18m/min各修正系數為k=0.88。
=18×0.88=15.84m/min n=根據《機械制造工藝設計明手冊》表4.2-15，1008r/min相似的機床轉速為1100r/min，過大，取960r/min，則實際切削速度=17.6。
擴孔鉆擴孔時切削速度根據《切削用量簡明手冊》表查得擴孔的速度為v=0.25v鉆其中v鉆為鉆頭鉆同樣尺寸定心孔時切削速度。故
V=0.25×17.6=4.4m/min, n，鉆床最近鉆速為195r/min。
（3）計算切削工時：切削時根據《機械制造工藝設計明手冊》表6.2-5 t= 。
鉆孔時： l=18，y+Δ查表得y+Δ=2.5mm，t,
擴孔時：
4.5.4 粗銑、半精銑銑箱體前端面
選擇刀具：根據《切削用量簡明手冊》表1.2選擇YT15高速鋼圓柱形銑刀。
根據《機械加工工藝手冊冊》：粗銑時=2mm，半精銑時=1mm，<90mm，銑刀直徑=80~100mm，已知=66mm根據GB-T 1115.1-2002 圓柱形銑刀標準選=80mm，L=100，Z=8，根據《切削用量簡明手冊》表3.2由于鑄鐵硬度<210HBS，故銑刀的幾何形狀取
2，計算切削用量
（1）決定銑削寬度，由于加工余量不大，故一次走刀完成，則粗銑時=2mm，半精銑時=1mm。
（2）決定每齒進給量，根據X61W銑床說明書，其功率為4.5kw。根據表3.3，粗銑時 =0.12~0.20mm/z，取=0.15mm/r；半精銑時取=0.12mm/r。
（3）選擇銑刀磨鈍標準及壽命，根據《切削用量簡明手冊》表3.7，粗銑時刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm，半精銑時為0.8mm，銑刀直徑=80mm，根據表3-8查刀具壽命T=180min。
（4）決定切削速度和每分鐘進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.11查得：
粗銑時：
：
故
根據x16w型銑床說明書選擇，
實際切削速度和每齒進給量為
半精銑時：
：
故
根據x16w型銑床說明書選擇，。
實際切削速度和每齒進給量為：
（5）檢驗機床的功率：根據《切削用量簡明手冊》表3.24，當HBS=210，3.5mm，=76mm，當=0.18~0.32mm/z，z=8，
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為：因此所選擇的切削用量可以采取。即=2mm，
（6）計算基本工時
粗銑時：L=l+y+Δ，l=66mm。根據《切削用量簡明手冊》表3-25，入切及超切量y+Δ=15mm，則L=81mm，
故
同理，半精銑時：
4.5.5 粗銑、半精銑銑箱體后端面
選擇刀具：根據《切削用量簡明手冊》表1.2選擇YT15高速鋼圓柱形銑刀。
根據《機械加工工藝手冊冊》：粗銑時=2mm，半精銑時=1mm，<90mm，銑刀直徑=80~100mm，已知=99mm根據GB-T 1115.1-2002 圓柱形銑刀標準選=80mm，L=100，Z=8，根據《切削用量簡明手冊》表3.2由于鑄鐵硬度<210HBS，故銑刀的幾何形狀取
2，計算切削用量
（1）決定銑削寬度，由于加工余量不大，故一次走刀完成，則粗銑時=2mm，半精銑時=1mm。
（2）決定每齒進給量，根據X61W銑床說明書，其功率為4.5kw。根據表3.3，粗銑和半精銑時均取 =0.12~0.20mm/z，取=0.15mm/r；
（3）選擇銑刀磨鈍標準及壽命，根據《切削用量簡明手冊》表3.7，粗銑和半精銑時刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm，銑刀直徑=80mm，根據表3-8查刀具壽命T=180min。
（4）決定切削速度和每分鐘進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.11查得：
粗銑時：
：
故
根據x16w型銑床說明書選擇，
實際切削速度和每齒進給量為
半精銑時：
：
故
根據x16w型銑床說明書選擇，。
實際切削速度和每齒進給量為：
（5）檢驗機床的功率：根據《切削用量簡明手冊》表3.24，當HBS=210，3.5mm，=76mm，當=0.18~0.32mm/z，z=8，
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為：因此所選擇的切削用量可以采取。即=2mm，
（6）計算基本工時
粗銑時：L=l+y+Δ，l=99mm。根據《切削用量簡明手冊》表3-25，入切及超切量y+Δ=15mm，則L=104mm，
故
同理，半精銑時：
4.5.6 鏜75mm孔
（1）已知孔毛坯厚度方向的加工余量為Z=2mm，考慮到孔的形狀規(guī)則，可以用復合刀加工，而高壓澆注的毛坯精度本身較高，在此工序只需要經過粗鏜就能達到Ra的最大允許值為12.5的精度要求。鏜床選擇為臥式鏜床T611。
所以， 2Z=2mm 單邊余量Z=1mm 一次鏜去全部余量，ap =1mm。
（2）進給量：根據?機械加工切削數據手冊 ?表3.24，當要求達到表面粗糙度Ra=12.5時，粗鏜每轉進給量=0.39mm/r。
（3）計算切削速度：按?機械加工切削數據手冊?表3.9，粗加工時的切削速度為=30m/min。
（4）確定機床主軸轉速：根據4-2式，
粗鏜加工時的機床主軸轉速：≈128r/min
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-20與128r/min,最相近的轉速是125r/min，所實際切削速度為V=29.4m/min.
（5）切削工時：根據4-3式，
式中： =8mm， mm， mm
所以切削工時==0.35min
4.5.7 鏜47mm孔
（1）已知孔毛坯厚度方向的加工余量為Z=4mm，考慮到孔的形狀規(guī)則，可以用復合刀加工，盡管高壓澆注的毛坯精度本身較高，但在此工序需要經過粗鏜-半精鏜-精鏜加工才能達到Ra的最大允許值為1.6的精度要求。鏜床選擇為臥式鏜床T611
所以， 粗鏜：2Z=2mm 單邊余量Z=1mm 一次鏜去全部余量，ap =1mm；半精鏜：2Z=1mm單邊余量Z=0.5mm 一次鏜去全部余量，ap =0.5mm；精鏜：2Z=1mm單邊余量Z=0.5mm 一次鏜去全部余量，ap =0.5mm
（2）進給量：根據?機械加工切削數據手冊 ?表3.24，當要求達到表面粗糙度Ra=1.6時，粗鏜每轉進給量=0.39mm/r；半精鏜每轉進給量=0.2mm/r；精鏜每轉進給量=0.06mm/r
（3）計算切削速度：按?機械加工切削數據手冊?表3.9，粗加工時的切削速度為=30m/min；半精加工時的切削速度為=35m/min；精加工時的切削速度為=120m/min。
（4）確定機床主軸轉速：根據4-2式，
粗鏜加工時的機床主軸轉速：≈212r/min
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-20與212r/min,最相近的轉速是200r/min，所實際切削速度為V=28.2m/min.
半精鏜加工時的機床主軸轉速：≈242r/min
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4 2—20，與242r/min最相近的機床轉速為250r/min. 現取=250r/min，所以實際切削時間為=36.1m/min.
精鏜加工時的機床主軸轉速：≈813r/min
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2—20，與813最相近的是800r/min， 現取
（5）切削工時：根據4-3式，
式中： =40mm， mm， mm，所以，
粗鏜切削工時，切削工時：==0.6min
半精鏜切削工時，切削工時：==0.94min
精鏜切削工時，切削工時：==1min
4.5.8 鏜頂面55孔
（1）已知孔毛坯厚度方向的加工余量為Z=4mm，考慮到軸承孔的形狀規(guī)則，可以用復合刀加工，盡管高壓澆注的毛坯精度本身較高，但在此工序需要經過粗鏜-半精鏜-精鏜加工才能達到Ra的最大允許值為3.2的精度要求。鏜床選擇為臥式鏜床T611
所以， 粗鏜：2Z=2mm 單邊余量Z=1mm 一次鏜去全部余量，ap =1mm；半精鏜：2Z=1mm單邊余量Z=0.5mm 一次鏜去全部余量，ap =0.5mm；精鏜：2Z=1mm單邊余量Z=0.5mm 一次鏜去全部余量，ap =0.5mm
（2）進給量：根據?機械加工切削數據手冊 ?表3.24，當要求達到表面粗糙度Ra=3.2時，粗鏜每轉進給量=0.39mm/r；半精鏜每轉進給量=0.2mm/r；精鏜每轉進給量=0.06mm/r
（3）計算切削速度：按?機械加工切削數據手冊?表3.9，粗加工時的切削速度為=30m/min；半精加工時的切削速度為=35m/min；精加工時的切削速度為=120m/min。
（4）確定機床主軸轉速：根據4-2式，
粗鏜加工時的機床主軸轉速：≈180r/min
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-20與180r/min,最相近的轉速是160r/min 和200r/min，考慮到孔徑稍大，取160r/min，所實際切削速度為V=26.6m/min.
半精鏜加工時的機床主軸轉速：≈210r/min
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4 2—20，與210r/min最相近的機床轉速為200r/min. 現取=200r/min，所以實際切削時間為=33.3m/min.
精鏜加工時的機床主軸轉速：≈721r/min
根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2—20，與721最相近的是630r/min 和800r/min，考慮到孔徑稍大，現取630r/min，所實際切削速度為V=105m/min.
（5）切削工時：根據4-3式，
式中： =80mm， mm， mm，所以，
粗鏜切削工時，切削工時：==0.22min
半精鏜切削工時，切削工時：==0.36min
精鏜切削工時，切削工時：==0.4min
4.5.9 鉆孔4×11
（1）選擇鉆頭機床：查《機械制造工藝設計明手冊》表3.1-5，選取高速鋼直柄麻花鉆頭，材料為WC4V，其直徑為d=11mm,其幾何形狀和角度由《切削用量簡明手冊》表2.1和2.2查得標準刃磨形狀，a=12Φ=50β=30,2,選為立式機床Z535。
（2）計算切削用量：
進給量：按加工要求決定進給量，根據《切削用量簡明手冊》表2.7查得f=0.35mm/r
決定鉆頭磨損幾壽命：根據《切削用量簡明手冊》表2.12，當d=11mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.6，T=50min
計算切削速度：根據《切削用量簡明手冊》表2.15,查得切削速度v=14m/min各修正系數為k=0.88。
v=14×0.88=12.3m/min，n=根據《機械制造工藝設計明手冊》表4.2-15，相似的機床轉速為275r/min。
（3）計算切削工時：切削時根據《機械制造工藝設計明手冊》表6.2-5 t= 。
l=16，y+Δ查《切削用量簡明手冊》表2.29得y+Δ=5mm
t,
4.5.10 鉆孔3-M6孔至5
（1）選擇鉆床：查《機械制造工藝設計明手冊》表3.1-5，選取高速鋼直柄麻花鉆頭，材料為WC4V，其直徑為d=5mm,其幾何形狀和角度由《切削用量簡明手冊》表2.1和2.2查得標準刃磨形狀，a=16Φ=50β=28,2,選為立式機床Z535。
（2）計算切削用量：
進給量：按加工要求決定進給量，根據《切削用量簡明手冊》表2.7查得f=0.20mm/r。
決定鉆頭磨損幾壽命：根據《切削用量簡明手冊》表2.12，當d=5mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.6，T=20min
計算切削速度：根據《切削用量簡明手冊》表2.15,查得切削速度v=18m/min各修正系數為k=0.88。
=18×0.88=15.84m/min，n=，根據《機械制造工藝設計明手冊》表4.2-15，1008r/min相似的機床轉速為1100r/min，過大，取750r/min，則實際切削速度=11.8
（3）計算切削工時：根據《機械制造工藝設計明手冊》表6.2-5 t=。
l=17，y+Δ查表得y+Δ=2.5mm，故 t,
4.5.11 鉆孔6-M6孔至5
（1）選擇鉆頭機床，查《機械制造工藝設計明手冊》表3.1-5，選取高速鋼直柄麻花鉆頭，材料為WC4V，其直徑為d=5mm,其幾何形狀和角度由《切削用量簡明手冊》表2.1和2.2查得標準刃磨形狀，a=16Φ=50β=28,2,選為立式機床Z535
（2）計算切削用量
進給量：按加工要求決定進給量，根據《切削用量簡明手冊》表2.7查得f=0.20mm/r。
決定鉆頭磨損幾壽命 根據《切削用量簡明手冊》表2.12，當d=5mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.6，T=20min。
計算切削速度：根據《切削用量簡明手冊》表2.15,查得切削速度v=18m/min各修正系數為k=0.88。
=18×0.88=15.84m/min，n=根據《機械制造工藝設計明手冊》表4.2-15，1008r/min相似的機床轉速為1100r/min，過大，取750r/min，則實際切削速度=11.8。
（3）計算切削工時：根據《機械制造工藝設計明手冊》表6.2-5 t= 。
l=12，y+Δ查表得y+Δ=2.5mm，t。
4.5.12 锪臺階面，鉆M6孔至5
（1）選擇鉆頭機床：查《機械制造工藝設計明手冊》表3.1-5，選取高速鋼直柄麻花鉆頭，材料為WC4V，其直徑為d=5mm,其幾何形狀和角度由《切削用量簡明手冊》表2.1和2.2查得標準刃磨形狀，a=16Φ=50β=28,2,選為立式機床Z535。
（2）計算切削用量：
進給量：按加工要求決定進給量，根據《切削用量簡明手冊》表2.7查得f=0.20mm/r。
決定鉆頭磨損幾壽命：根據《切削用量簡明手冊》表2.12，當d=5mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.6，T=20min。
計算切削速：根據《切削用量簡明手冊》表2.15,查得切削速度v=18m/min各修正系數為k=0.88。
=18×0.88=15.84m/min n=根據《機械制造工藝設計明手冊》表4.2-15，1008r/min相似的機床轉速為1100r/min，過大，取750r/min，則實際切削速度=11.8。
（3）計算切削工時：切削時根據《機械制造工藝設計明手冊》表6.2-5 t= 。
l=14.5，y+Δ查表得y+Δ=2.5mm，t,
4.5.13 鉆側底面M6-7H的通孔至5
計算切削工時：根據《機械制造工藝設計明手冊》表6.2-5 t= 。
l=7，y+Δ查表得y+Δ=2.5mm，t。
4.5.14 鉆M10-7H的斜孔鉆至8.5
（1）選擇鉆床：查《機械制造工藝設計明手冊》表3.1-5，選取高速鋼直柄麻花鉆頭，材料為WC4V，其直徑為d=8.5mm,其幾何形狀和角度由《切削用量簡明手冊》表2.1和2.2查得標準刃磨形狀，a=12Φ=50β=30,2,選為立式機床Z535。
（2）計算切削用量：
進給量：按加工要求決定進給量，根據《切削用量簡明手冊》表2.7查得f=0.3mm/r。
決定鉆頭磨損幾壽命：根據《切削用量簡明手冊》表2.12，當d=11mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.6，T=35min。
計算切削速度：根據《切削用量簡明手冊》表2.15,查得切削速度v=14m/min，各修正系數為k=0.88。
=14×0.88=12.3m/min，n=根據《機械制造工藝設計明手冊》表4.2-15，相近的機床轉速為400r/min。實際切削速度為10.7m/min。
（3）計算切削工時：根據《機械制造工藝設計明手冊》表6.2-5 t= 。
l=12，y+Δ查《切削用量簡明手冊》表2.29得y+Δ=5mm
t,
攻絲M8mm
(a) 切削速度的計算 參照有關手冊可知刀具壽面T =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,
所以,
R =0.2m/s=12m/min，r/min
根據鉆床規(guī)格按相關要求選取鉆速檔r/min。
則切削速度：
m/min。
(b) 計算切削工時：
=min
所以攻絲4-M8的總切削工時min
攻絲M6mm
(a) 切削速度的計算 參照有關手冊可知刀具壽面T =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,
所以,
R =0.2m/s=12m/min，r/min
根據鉆床規(guī)格按相關要求選取鉆速檔r/min。
切削速度：
m/min
(b) 計算切削工時：
式中： mm， mm
前端面3-M6孔攻絲深l為15，后端面6-M6攻絲深10，臺階面銷孔M6-6H攻絲深15，側面M6-7H攻絲深7，
所以，
=min
同理=0.09min，=0.13min，=0.07min
加工分別用時0.13，0.09，0.13,0.07.
所以加工前端面3-M6孔，后端面6-M6，臺階面銷孔M6-6H，側面M6-7H各自的的總切削工時t分別為0.133=0.4min，0.096=0.54min， 0.131=0.13min，0.071=0.07min。
鉆φ12mm的孔
考慮到其表面粗糙度要求為Ra的最大允許值為6.3um，參照?機械制造工藝學?表1-11，其加工精度為IT11- IT12級，精度要求不是佷高，參照?機械制造工藝設計簡明手冊?表2.3-9，一次鉆銷即可滿足要求。此時加工余量2Z=1.5mm。
(a) 進給量 根據《機械加工切削數據手冊》, =0.2mm/r
(b) 切削速度 根據《機械加工切削數據手冊》, =30m/min
(c) 確定主軸速度
≈1365r/min
因為選取的機床是加工中心,按機床選取=3821r/min。所以實際切削速度=84m/min.
(d) 切削工時，
根據4-2式，
式中： mm， mm， mm
所以，
=min
所以鉆2-φ12mm的孔總切削工時t =0.0952=0.19min。
5 夾具的設計
5.1 機床夾具概述
由機械制造工藝系統的組成——機床、工件、刀具和夾具可看出夾具在機械加工占有很重要的地位。尤其在成批生產時更是大量的采用機床夾具。它們是機床工件之間的聯結裝置，使工件相對于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設計是裝配設計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一，是一種在金屬切削機床上實現裝夾任務的工藝裝備，是機械加工工藝系統的一個重要組成部分。
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統稱為機床夾具。在現代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。
5.2 機床夾具的功能
5.2.1 機床夾具的主要功能
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 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。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
5.2.2 機床夾具的特殊功能
（1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。
5.2.2 機床夾具在機械加工中的作用
在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有以下六個方面。然而，在不同的生產條件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應該綜合考慮加工的技術要求、生產成本和工人操作方面的要求，以達到預期的效果。
1．保證精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對其它生產條件的依賴性，故在精密加工中廣泛地使用夾具，并且它還是全面質量管理的一個環(huán)節(jié)。
夾具能保證加工精度的原因是由于工件在夾具中的位置和夾具對刀具、機床的切削成形運動的位置被確定，所以工件在加工中的正確位置得到保證，從而夾具能滿足工件的加工精度要求。
2．提高勞動生產率 使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯著地縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產率。
3．改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便餐、省力、安全。當采用氣壓、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度，保證安全生產。
4．降低生產成本 在批量生產中使用夾具時，由于勞動生產率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯地降低生產成本。
5．保證工藝紀律 在生產過程中使用夾具，可確保生產周期、生產調度等工藝秩序。例如，夾具設計往往也是工程技術人員解決高難度零件加工的主要工藝手段之一。
6．擴大機床工藝范圍 這是在生產條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施。如在車床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復雜的成形面。
5.3 機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高