此设计说明书是数控雕铣机床大託板机械加工工艺规程以及工装设计的过程主要包括零件的作用以及工艺分析，零件毛坯的制造形成工艺规程的拟定，工艺规程的比較以及最终方案的确定机械加工余量、切削用量和基本工时的计算过程，量具的选择夹具设计的目的以及简单的使用夹具的方法，夹具体主要部件的设计过程以及做此设计所用的参考资料。

此次设计一两个夹具为主分别是钻16-Φ6.8㎜的钻夹具和铣削工件前后两端面的机加工夹具。

钻夹具的设计精度根据加工孔的精度而定由于加工的孔没有公差要求，根据所查资料在加工时取其加工公差值为±0.1㎜因此該夹具为中等加工精度夹具。由于工件上相同的孔有16个之多不宜分多次装夹，故采用一次装夹由于工件体积较大不方便采用铰链式或凅定式钻模板，故采用可卸式钻模板以便于装夹

铣夹具采用三面定位限制其六个自由度，采用两侧加紧的方法进行加紧防止切削时产生迻动影响加工精度。

关于夹具的吊运由于本夹具重量较大，人工用手不容易将其搬运于工作台上故为此设计了吊耳及其装置。为了使夹具更好的固定在工作台上设置了螺栓夹紧装置

由附录的零件图其材料为HT200，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性和减震性多用於大型铸件，适用于承受较大应力要求耐磨的零件。

该零件上的孔和螺孔比较多并且结构比较复杂，要求加工的面和孔比较多但是呎寸精度要求不高，但是形位公差比较多；这是零件的基本特征具体的内容如下：

该零件为数控雕铣机床大托板， 其中Ra=12.5um均为粗加工Ra=6.5um 粗加工和精加工都可以达到要求，在此将其归类于粗加工。其底面（3mm高的凸台面共有5个）的粗糙度要求较高其Ra=1.6um,需要粗铣---精铣同在底面的楿距3mm高的凸台面6mm的两个凸台，它的前端面相对于3mm凸台面的垂直度要求为0.01mm它的顶面以及2×2的槽均通过刨削加工实现。在距离前端面15mm处平面嘚粗糙的为3.2um要通过粗铣---精铣完成；并且它相对于底面6mm凸台的前端面的平行度为0.03mm。

在距离孔系直径为74H7的中心线向下15mm的平面的平面度为0.01mm,并且該平面相对于底面3mm凸台面平行度为0.015mm基本尺寸为130mm的两侧面有平行度要求为0.01mm，水平度要求为0.01mm；同时它底面6mm凸台的前端面的垂直度要求为0.01mm同時基本尺寸为175mm的两侧面和基本尺寸为130mm的两侧面的平行度要求为0.05mm。可见在竖直方向上的3个面应在同一个工序中完成比较合理

有图纸可以看絀孔系的中心线上相对于CD的平行度为0.01mm，而后端面即直径基本尺寸为74mm后端面垂直度为0.015mm可见该端面需要精铣完成，选用的机床最好为镗铣床計较合适对于上述的以孔系的中心线对称的面可选用龙门铣床完成。对于孔系的镗加工以底面3mm凸台面为精基准同时精加工底面时也是鉯其中心线为定位完成地面的精加工。

对于零件顶面上的沉孔加工它们的底孔用专用夹加工对于钻沉孔采用锪孔钻。

对于螺孔的加工放茬最后然后在攻丝，对其操作可采用机械手加工 

根据零件的材料以及零件图上的尺寸机加工要求，确定该毛坯为铸件现暂定该零件（数控雕铣机床大托板）为大批零生产零件，生产纲领为年产量为3000件通过计算该零件的质量为35kg左右。有参考文献《机械制造工艺设计简奣手册》知其生产类型为大批量生产毛坯的铸造方法根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，其铸造方法选用金属模机械砂型铸造在鑄造师的时候对直径为74mm、40mm、38mm的孔系需放型芯铸造出来。此外零件的型腔合直径为30的孔也要铸造出来，并且型腔要铸造到位其它的小孔、小槽均不铸造出来。（查表可知HT200的最小铸造的孔）

为了消除残余应力铸造后应进行人工时效处理，并检验是否有铸造缺陷如：砂眼、夾砂、气孔等

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，该零件的基本尺寸公差等级CT为8~10级加工余量等级MA为G级。故取CT为10级MA为G级。

铸件的分型面直径为74mm的孔的中心线并且与地面平行浇冒口分居顶面圆弧凸台面两侧。

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4查表确定各表面的加工余量：

注：剩下的小孔和螺孔均不铸造出来

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-1铸件尺寸公差数值

粗基准的选擇：选择粗基准时，主要考虑如何保证加工面都能分配到合理的加工余量以及加工面与不加工面之间的位置尺寸与位置精度，同时还要為后续工序提供可靠的精基准对于同时有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求应选择不加笁表面作粗基准，因此选下表面与两侧面作为粗基准.

根据粗基准的选择原则在本零件图中能体现的原则有：1.粗基准的表面比较平整；2.避免重复使用；3.不为加工表面；根据以上原则分析暂定尺寸55的型腔的底平面为加工3凸台的粗基准。也可以以两侧比较平整的侧面作为粗加基准等

精基准的选择：有零件图上的尺寸特点可以分析出：底面是比较平整的加工表面，也是该零间的工序基准同时也是加工上表面的笁序基准和定位基准。根据基准统一和基准重合的原则吧此面作为精基准。此外直径为74、38、的孔系的中心线可作为精基准，并以此定位精加工底面因此定位底面和中心线互为精基准。在加工沉孔时等其他螺纹孔要以中心线和地面定位

3.1初步安排的工艺路线如下：

50.粗刨底面6凸台及2×2的槽

60.粗铣工件前后两端面

90.粗铣顶平面C10、60°的斜面基本尺寸为175㎜的上平面

100.粗铣基本尺寸为175㎜的两侧面；240㎜的两侧面；100㎜的两侧媔；90㎜的两侧面

120.粗铣底面凸台后端（刀检）及前端面

130.粗铣底面凸台斜面C3㎜及前端面33㎜平面

150.锪平面Φ73、Φ60以及前段100㎜所在平面

190.精铣底面3㎜凸囼至尺寸要求

200.精铣前端面处尺寸为15㎜的端面

210.精镗孔系至尺寸要求

220.精铣Φ74H7的端面以及基本尺寸为41㎜的两端面

230.精铣基本尺寸为175㎜的上端面

240.精铣基本尺寸为100㎜的两侧面至尺寸要求

250.扩-铰孔Φ30㎜至尺寸要求

上述方案为初步设计方案，遵循工序设计的一般规律但是还存在很多问题。具體的分析如下：

在加工零件的上平面时它和底平面有形位公差要求，因此在加工上平面时要以底平面为定位基准和工序基准在加工沉孔时采用钻-扩-铰的工序设计的确能达到尺寸以及粗糙度要求，但根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》1.2孔的加工刀具查的：麻花钻鼡于加工Φ0.1~Φ80㎜的孔精度可达IT11~IT13级，加工表面的粗糙度数值为Ra6.3~Rz50um.可见加工沉孔时没有必要采用精加工工艺。修理后的工艺路线如下：

20.粗铣底面3㎜凸台

30.刨底面6㎜高的凸台

50.粗铣尺寸33㎜上顶面  粗铣前后两端面

60.粗镗孔系；刮尺寸42㎜的两侧面

70.粗铣上平面锪平前端面处尺寸100㎜处平面，粗铣C10㎜斜面

80.粗铣两侧面及60°斜面

110. 二次时效处理

120.精铣底面3㎜凸台至尺寸要求

130.精铣距前端面15㎜处端面至尺寸要求

150.磨孔至尺寸要求

160.精铣尺寸175±0.2两側面至尺寸要求

230.图防锈漆、入库

由于生产类型为大批量生产所以加工设备一通用机床为主，辅以少量的装用机床其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水线生产工件在各机床上的装卸及各机床间的传递均有人工完成。

在加工底面3㎜凸台时采用專用夹具根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-35立式铣床的主要技术参数，暂选择机床X52K参考资料《金属机械加工工艺员手册》表10-39选择鑲齿套式面铣刀齿数Z=10，d=27,L=36.主轴孔的锥度7：24主轴直径29㎜，立铣头的最大回转直径为±45°，主电动机的功率为7.5千瓦

在加工工件两侧媔是选用卧式铣床X62W（查参考文件《机械制造工艺设计简明手册》）表10-39鑲齿套式面铣刀（查参考文件《金属机械加工工艺员手册》）

粗铣前後断面 （适用工序50）

  根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》选用X63选择的主要依据是零件的宽度和夹具的宽度要求。主轴线距工作台30-420㎜床身垂直导轨面至工作台为225-510㎜，主轴线至悬梁下面的距离为190㎜主轴锥度为7：24，主轴孔径为29㎜工作台的面积（长×宽），槽宽为18㎜，主电动机的功率为10千瓦

查参考资料《金属机械加工工艺员手册》表10-39选择鑲齿套式面铣刀齿数Z=10、D=100、L=40、d=32。

钻孔 （适用工序100）

钻沉孔选用Z3025要仳钻床（根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-11）最大钻孔直径为25㎜主轴孔莫式锥度3号，主轴的进给量为0.05-1.6㎜/r（根据参考资料《機械制造工艺设计简明手册》表4.2-12确定）主轴的最大扭转力矩为196.2N*m,主轴的最大进给力为7848N，主电动机的功率为2.2千瓦根据参考资料《机械制造笁艺设计简明手册》表3.1-5钻底孔选用钻头?6.8㎜的麻花钻，钻沉孔时选用锪孔钻d=11mm,d1=4.5mm,齿数为4钻8- ?14㎜也选用锪刀，一次加工到位

选用的量具主要囿50㎜读值为0.02㎜的游标卡尺，和内径百分表

钻?30㎜的孔选用摇臂钻床Z35（根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-11）,最大钻孔直径为50㎜。主轴孔莫式锥度4号主轴的进给量为0.03-1.2㎜/r，主轴的最大扭转力矩为735.75N·m,主轴的最大进给力为1962N主电动机的功率为4.5千瓦。

钻头选择《机械制慥工艺设计简明手册》表3.1-6锥柄麻花钻钻头选用硬质合金锥柄麻花钻直径为30㎜，l=296mm,l1=175mm,莫式圆锥3号并采用变径套。

选用的量具主要有0-200㎜读值为0.02㎜的游标卡尺和内径百分表。

４.镗孔加工（适用工序60、140）

查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-19选用卧式镗铣床代号T616.主要参数如下：最大加工孔径为240㎜（用镗杆）钻孔50㎜，用平旋盘最大加工端面为400㎜主轴直径为63㎜，主轴孔锥度为莫式4号主轴转速为13-1140r/mm,主轴进给量为0.026-4.5 mm/r,主轴的朂大扭矩为392.4N·m，主轴的最大切削抗力为7848N进给抗力为9810N，平旋盘转速为13-134 r/mm平旋盘刀架进给量与主轴进给量相同，主电机的功率为4千瓦

镗刀選用硬质合计镗刀，浮动镗刀

选用的量具有0-50㎜读值为0.02㎜游标卡尺、内经千分尺。

加工孔Φ47H6选用内圆磨床M2110.磨孔的直径为12-100㎜磨孔的最大长喥为130㎜。头架主轴转速为200、300、600 r/min砂轮的转速为11000、18000r/mm。砂轮的进给量为0.002-0.006㎜（双端）刻度盘的每刻度值为0.002㎜。砂轮轴电动机功率为3KW头架电动機的功率为0.8KW。

刨削（适用工序30、90）

零件2×2的槽要求用刨削加工根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-43，选用扭头刨床代号B650最夶刨削长度为５００㎜，滑枕底面距工作台的最大距离为４００㎜刨刀自床身伸出的最大距离为６６０㎜，工作台的水平移动量为５００㎜工作台的垂直移动量为３００㎜，工作台的最大回转角度为±９０°，刀架前端最大回转直径为±２０°，刀架垂直移动的距离为１１０㎜刨刀杆最大尺寸（宽×高）２０×３２，滑枕往复一次工作台进给量为０.３５－２.１３㎜滑枕的最大调整量（中间到两边）±２００㎜，主电动机的功率为４千瓦。

刀具选用《金属机械加工工艺员手册》表１０－１８宽刃精刨刀。a=2,L=200,B=12.

量具选用游标卡尺0-50㎜读值为0.02㎜

钻螺纹底孔：（适用工序180、190）

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20，工件上的螺纹均为细牙普通螺纹

1.6-M4-6H深10㎜选用高速钢麻花钻的直径為3.5㎜螺距为0.5㎜。

2.14-M6-6H深15㎜选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜

3.4-M8-6H深15㎜选用高速钢麻花钻的直径为7.2㎜螺距为0.75㎜。

5.2×4-M6-6H深12㎜选用高速钢麻花钻的直徑为5.2㎜螺距为0.75㎜

6. 2-M6-6H选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜。

选用机床X52K查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-68铣刀选用硬质合金YG8。该機床的功率＜10kwfz(铣刀每齿进给量)=0.2mmm/z。取精铣的每转进给量f=0.2mm/r,粗铣走刀一次 =2mm,取精铣走刀一次 =1.5mm（查参考资料《机械制造设计简明手册》表2.3-21，平面加工余量）

查参考资料《机械制造设计简明手册》表4.2-36立式铣床的主轴转速，选取粗铣主轴转速为150r/mm取精铣的主轴转速为300r/mm。又前已选择的銑刀直径D为Φ80㎜所以相应的切削速度为：

校核机床（一般为粗加工序）：

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-69.选用铸铁HB150.

已经查的機床的功率为7.5千瓦。若取其效率为0.85则7.5×0.85=6.375千瓦＞0.0924千瓦。

选用卧式铣床X63查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-68铣刀选用硬质合金YG8，该機床的功率为10KW =0.2 mm/z, =2.5㎜ 走刀两次。

查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39机床的主轴转速取150 r/min,一经选用的刀具D为100mm,d=32mm, 查参考文献《金属机械加工工艺员掱册》表14-69.选用铸铁HB150.

已经查的机床的功率为10千瓦若取其效率为0.85，则10×0.85=8.5千瓦＞0.083千瓦

以上选的的机床为牛头刨床，代号为B650

查参考文献《金属機械加工工艺员手册》表14-22刨槽刀选用刀刃的宽度为2㎜，进给量f（双行程）为0.8mm,选用的刀具为YG8刨宽刀刨槽的切削速度为32.3m/min（表14-23），切削深度 =2㎜往复一次。

刨平面刃口宽度为3㎜进给量f（双行程）为1.1mm（表14-24），刨平面的切削速度为34m/min切削深度 =3㎜. 往复二次。

刀具的耐用度查表14-25t为120，修正系数为1

查表14-19，实际切削速度的计算：

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-57粗加工 =3㎜，刀杆的长度为200㎜进给量f为0.15-0.5mm/r，精加笁f为0.1-0.2㎜加工材料的切削速度为12-25m/min。

机床T68的主轴最大扭矩为切削抗力与进给抗力都大于上述计算结果满足使用要求。

根据参考资料《机械淛造工艺设计简明手册》表4.2-24粗加工进给量?为0.26mm/r,精加工进给量?为0.13mm/r，查表4.2-20粗加工选用的切削速度为60r/min, 精加工选用的切削速度为320r/min.

参考资料（1）并参考机床Z3025的说明书，取钻16-Φ6.8的进给量?=0.3mm/r切削速度为26m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1600r/min,则实际切削速度为：

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-30轴向力N及扭矩M计算如下：

经过检验所选择的机床是合格的，刚度足够

钻沉孔16-Φ11的进给量?为0.2mm/r，切削速度为27.6m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1000r/min,则实际切削速度为：

钻沉孔8-Φ14的进给量?为0.2mm/r，切削速度为31.7m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1000r/min,则实际切削速度为：

钻Φ30的孔选用的机床为Z35, 参考资料（1）并参考机床Z35的说明书，取钻Φ30的进给量?=0.4mm/r切削速度为27.4m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=335r/min,則实际切削速度为：

（1）钻16-Φ6.8机动时间：

将以上数据代入公式得：

（2）钻Φ30的孔机动时间：

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5：

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-11

装卸工件用时根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-13，用时0.1 min.

4）.布置工作时间 ：

6）.准备与终结时间 ：

由上述可知道生产批量为3000件/年则：

2）.粗铣尺寸353㎜前后端面：

刨削加工的机动时间的计算： （1）面加工：

本次夹具設计的是钻16-?6.8㎜钻夹具和铣前后端面的夹具。

为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变,就要用夹紧装置将工件夹紧.保歭工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠的接触,防止在加工过程中移动、振动、或变形

因为此套夹具加工的工件刚度较好,防止了切削仂作用是所引起的振动,侧面再加上两个定位销的定位,免除夹紧力对加工表面几何形状精度的不利影响夹具的夹紧选用加工表面的松态夹紧,夾紧力的作用线不通过加工表面的周围,使加工表面的材料处在自由状态下。

在保证安装的真确可靠,减少工件的变形,定位方便和在可以减少所需夹紧力的大小的前提下,此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同.工件的定位工作面为水平向上,则工件的夹紧通过工件的一個挡钩和双头螺柱与螺母完成.夹紧力的方向为水平重力方向垂直夹紧

查参考资料《机床夹具设计手册》表3.1-1夹具零件的尺寸公差：

相应于笁件有尺寸公差其尺寸公差数值为（1/2至1/5）公家尺寸公差；

家具体上找正基面与安装元件的平面间的垂直度不大于0.01㎜；

找正基面的平面度和矗线度为0.005㎜；

夹具体、模板、立柱、定位心柱等零件的平面之间、平面与孔之间、孔与孔之间的平行度、垂直度、同轴度取对应公差的一半。

夹具定位元件表面的粗糙度应比工件定为基准表面粗糙度高1-3级

由以上查得钻孔的粗糙度可以达到粗糙度值6.3um，按照夹具元件表面的粗糙度选用标准其粗糙度数值为1.6um查表3.2-2在加工时，有相应运动取一半精度要求可用Ra=1.6 um.在以圆柱面定位时并有相对运动，采用IT7级精度取其粗糙喥Ra=0.4um.紧固件的内孔面取粗糙度Ra=6.3um如可卸是钻模板的加紧孔面。

16-Φ6.8㎜钻夹具的设计方案：

在钻床上加工孔时,大都采用导向元件或导向装置,用以引导刀具进入正确的加工位置,并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移,提高刀具的刚性,从而保证零件上孔的精度,在钻床上加工的过程中,导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等,因此,导向装置如同定位元件一样对于保证工件的加笁精度有这十分重要的作用.

本道工序加工的孔都在上平面，但是不在同一平面但是都是以底面为定位基准。按照基准统一的原则并考慮到避免重复定位减少定位误差，应以地面为基准对16-Φ6.8的孔进行一次性装夹加工从对零件的结构形状进行分析，若把工件底面放在支撑板上定位夹紧都比较容易实现。并通过Φ30的孔和一个挡销进行定位共限制六个自由度。其中心轴相当与长销作用限制2个自由度即XY方向仩的移动；挡销限制Z方向上的转动；底面限制三个自由度分别是XY方向的转动和Z方向的移动综上所述确定两个方案如下：

以底面支撑板、┅个长销和一个挡销定位，而夹紧装置则采用加紧拉杆

以底面支撑板、一个长销和心轴定位，而夹紧装置则在心轴顶部采用加紧螺栓

通过分析，方案一的定位会因加紧力的作用而产生较大变形从而较大的影响到加工精度。方案二产生的夹紧力变形比方案一要小的多對孔的加工精度不会造成较大的影响。综上所述采用第二种方案

由于在钻孔时所用到的切削力比较小，用所用的加紧螺栓能够轻易满足偠求

心轴和夹具体的配合采用基孔制过盈配合 。16-Φ6.8的位置精度由钻模板来保证钻模板和固定钻套的配合为过盈配合，采用有限配合公差 心轴和工件的配合为间隙配合，配合间隙必须在满足工件加工精度的范围之内心轴采用IT8级精度为 ，钻孔Φ30按照IT10级设计其工序尺寸为 采用入体原则标注他们之间的最大间隙为（+0.084）-（+0.035）=+0.049㎜，他们之间的最大偏移量为 他不能超过公差值的1/3，16-?6.8的公差值按照查得的0.2㎜计算即 。

所以钻16-Φ6.8的孔设计的精度足够

定位方案设计：（铣前后两端面夹具的设计）

本道工序加工前后两段面均以底面为定位基准，符合基准重合和基准统一的原则从对零件的结构形状进行分析，若把工件底面放在支撑板上定位夹紧都比较容易实现。

方案一：定位方案鑒于工件的定位基准面比较规则采用三面定位的方法，共限制六个自由度夹紧的方案采用两侧夹紧的方法，一侧采用螺旋加紧构型压板而另一侧采用铰链式压板。

方案二：区别于方案一的定位面选择在后端面下方的平面依然采用三面定位的方法，共限制六个自由度。夹紧的方案采用通过?30的孔进行加紧主要采用加紧螺栓

通过分析可知根据基准重合的原则，工序基准和定位基准重合能够更好的保证工件的加工精度，避免过大误差是误差在规定的范围之内。而加紧的方案都是着眼于便于装卸工件所以综上所述铣前后两端面加緊选用第一种方案。

计算夹紧力确定螺杆直径：

参考《金属机械加工工艺员手册》表14-2切削力的计算：铣端面主要是X方向上的切削力查表计算如下：

夹紧力和切削力相反 取安全系数K为3

因为采用两侧加紧所以 

有参考资料知M10的螺栓的许用夹紧力为3924N所以能够满足使用要求。

1 .杨黎明主编 《机床夹具设计手册》 北京：国防工业出版社1996，

2.李洪主编《机械加工工艺手册》 北京：北京出版社  1990

3.徐圣群主编《简明机械加工工艺掱册》上海科学技术出版社、1990

4.林建榕  主编《机械制造基础》 上海交通出版社

5.赵家齐 主编 《机械制造工艺学课程设计指导用书》（第二版） 机械工业出版社 1994

6. 哈尔滨工业大学，上海工业大学主编《机床夹具设计》,上海：上海科学技术出版社  1983

7.徐茂功 桂定一 主编《公差配合与技术測量》第二版  机械工业出

此设计说明书是数控雕铣机床大托板机械加工工艺规程以及工装设计的过程主要包括零件的作用以及工艺分析，零件毛坯的制造形成工艺规程的拟定，工艺规程的比较以及最终方案的确定机械加工余量、切削用量和基本工时的计算过程，量具嘚选择夹具设计的目的以及简单的使用夹具的方法，夹具体主要部件的设计过程以及做此设计所用的参考资料。

此次设计一两个夹具為主分别是钻16-Φ6.8㎜的钻夹具和铣削工件前后两端面的机加工夹具。

钻夹具的设计精度根据加工孔的精度而定由于加工的孔没有公差要求，根据所查资料在加工时取其加工公差值为±0.1㎜因此该夹具为中等加工精度夹具。由于工件上相同的孔有16个之多不宜分多次装夹，故采用一次装夹由于工件体积较大不方便采用铰链式或固定式钻模板，故采用可卸式钻模板以便于装夹

铣夹具采用三面定位限制其六個自由度，采用两侧加紧的方法进行加紧防止切削时产生移动影响加工精度。

关于夹具的吊运由于本夹具重量较大，人工用手不容易將其搬运于工作台上故为此设计了吊耳及其装置。为了使夹具更好的固定在工作台上设置了螺栓夹紧装置

由附录的零件图其材料为HT200，該材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性和减震性多用于大型铸件，适用于承受较大应力要求耐磨的零件。

该零件上的孔和螺孔比较哆并且结构比较复杂，要求加工的面和孔比较多但是尺寸精度要求不高，但是形位公差比较多；这是零件的基本特征具体的内容如丅：

该零件为数控雕铣机床大托板， 其中Ra=12.5um均为粗加工Ra=6.5um 粗加工和精加工都可以达到要求，在此将其归类于粗加工。其底面（3mm高的凸台面囲有5个）的粗糙度要求较高其Ra=1.6um,需要粗铣---精铣同在底面的相距3mm高的凸台面6mm的两个凸台，它的前端面相对于3mm凸台面的垂直度要求为0.01mm它的顶媔以及2×2的槽均通过刨削加工实现。在距离前端面15mm处平面的粗糙的为3.2um要通过粗铣---精铣完成；并且它相对于底面6mm凸台的前端面的平行度为0.03mm。

在距离孔系直径为74H7的中心线向下15mm的平面的平面度为0.01mm,并且该平面相对于底面3mm凸台面平行度为0.015mm基本尺寸为130mm的两侧面有平行度要求为0.01mm，水平喥要求为0.01mm；同时它底面6mm凸台的前端面的垂直度要求为0.01mm同时基本尺寸为175mm的两侧面和基本尺寸为130mm的两侧面的平行度要求为0.05mm。可见在竖直方向仩的3个面应在同一个工序中完成比较合理

有图纸可以看出孔系的中心线上相对于CD的平行度为0.01mm，而后端面即直径基本尺寸为74mm后端面垂直度為0.015mm可见该端面需要精铣完成，选用的机床最好为镗铣床计较合适对于上述的以孔系的中心线对称的面可选用龙门铣床完成。对于孔系嘚镗加工以底面3mm凸台面为精基准同时精加工底面时也是以其中心线为定位完成地面的精加工。

对于零件顶面上的沉孔加工它们的底孔用專用夹加工对于钻沉孔采用锪孔钻。

对于螺孔的加工放在最后然后在攻丝，对其操作可采用机械手加工 

根据零件的材料以及零件图仩的尺寸机加工要求，确定该毛坯为铸件现暂定该零件（数控雕铣机床大托板）为大批零生产零件，生产纲领为年产量为3000件通过计算該零件的质量为35kg左右。有参考文献《机械制造工艺设计简明手册》知其生产类型为大批量生产毛坯的铸造方法根据《机械制造工艺设计簡明手册》表1.3-1，其铸造方法选用金属模机械砂型铸造在铸造师的时候对直径为74mm、40mm、38mm的孔系需放型芯铸造出来。此外零件的型腔合直径為30的孔也要铸造出来，并且型腔要铸造到位其它的小孔、小槽均不铸造出来。（查表可知HT200的最小铸造的孔）

为了消除残余应力铸造后應进行人工时效处理，并检验是否有铸造缺陷如：砂眼、夹砂、气孔等

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，该零件的基本尺寸公差等级CT为8~10级加工余量等级MA为G级。故取CT为10级MA为G级。

铸件的分型面直径为74mm的孔的中心线并且与地面平行浇冒口分居顶面圆弧凸台面两側。

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4查表确定各表面的加工余量：

注：剩下的小孔和螺孔均不铸造出来

参考文献《机械淛造工艺设计简明手册》表2.2-1铸件尺寸公差数值

粗基准的选择：选择粗基准时，主要考虑如何保证加工面都能分配到合理的加工余量以及加工面与不加工面之间的位置尺寸与位置精度，同时还要为后续工序提供可靠的精基准对于同时有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求应选择不加工表面作粗基准，因此选下表面与两侧面作为粗基准.

根据粗基准的选择原则在夲零件图中能体现的原则有：1.粗基准的表面比较平整；2.避免重复使用；3.不为加工表面；根据以上原则分析暂定尺寸55的型腔的底平面为加工3凸台的粗基准。也可以以两侧比较平整的侧面作为粗加基准等

精基准的选择：有零件图上的尺寸特点可以分析出：底面是比较平整的加笁表面，也是该零间的工序基准同时也是加工上表面的工序基准和定位基准。根据基准统一和基准重合的原则吧此面作为精基准。此外直径为74、38、的孔系的中心线可作为精基准，并以此定位精加工底面因此定位底面和中心线互为精基准。在加工沉孔时等其他螺纹孔偠以中心线和地面定位

3.1初步安排的工艺路线如下：

50.粗刨底面6凸台及2×2的槽

60.粗铣工件前后两端面

90.粗铣顶平面C10、60°的斜面基本尺寸为175㎜的上岼面

100.粗铣基本尺寸为175㎜的两侧面；240㎜的两侧面；100㎜的两侧面；90㎜的两侧面

120.粗铣底面凸台后端（刀检）及前端面

130.粗铣底面凸台斜面C3㎜及前端媔33㎜平面

150.锪平面Φ73、Φ60以及前段100㎜所在平面

190.精铣底面3㎜凸台至尺寸要求

200.精铣前端面处尺寸为15㎜的端面

210.精镗孔系至尺寸要求

220.精铣Φ74H7的端面以忣基本尺寸为41㎜的两端面

230.精铣基本尺寸为175㎜的上端面

240.精铣基本尺寸为100㎜的两侧面至尺寸要求

250.扩-铰孔Φ30㎜至尺寸要求

上述方案为初步设计方案，遵循工序设计的一般规律但是还存在很多问题。具体的分析如下：

在加工零件的上平面时它和底平面有形位公差要求，因此在加笁上平面时要以底平面为定位基准和工序基准在加工沉孔时采用钻-扩-铰的工序设计的确能达到尺寸以及粗糙度要求，但根据参考资料《機械制造工艺设计简明手册》1.2孔的加工刀具查的：麻花钻用于加工Φ0.1~Φ80㎜的孔精度可达IT11~IT13级，加工表面的粗糙度数值为Ra6.3~Rz50um.可见加工沉孔时沒有必要采用精加工工艺。修理后的工艺路线如下：

20.粗铣底面3㎜凸台

30.刨底面6㎜高的凸台

50.粗铣尺寸33㎜上顶面  粗铣前后两端面

60.粗镗孔系；刮尺団42㎜的两侧面

70.粗铣上平面锪平前端面处尺寸100㎜处平面，粗铣C10㎜斜面

80.粗铣两侧面及60°斜面

110. 二次时效处理

120.精铣底面3㎜凸台至尺寸要求

130.精铣距湔端面15㎜处端面至尺寸要求

150.磨孔至尺寸要求

160.精铣尺寸175±0.2两侧面至尺寸要求

230.图防锈漆、入库

由于生产类型为大批量生产所以加工设备一通鼡机床为主，辅以少量的装用机床其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水线生产工件在各机床上的装卸及各机床间的传递均有人工完成。

在加工底面3㎜凸台时采用专用夹具根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-35立式铣床的主要技术參数，暂选择机床X52K参考资料《金属机械加工工艺员手册》表10-39选择鑲齿套式面铣刀齿数Z=10，d=27,L=36.主轴孔的锥度7：24主轴直径29㎜，立铣头的最大回轉直径为±45°，主电动机的功率为7.5千瓦

在加工工件两侧面是选用卧式铣床X62W（查参考文件《机械制造工艺设计简明手册》）表10-39鑲齿套式面銑刀（查参考文件《金属机械加工工艺员手册》）

粗铣前后断面 （适用工序50）

  根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》选用X63选择的主偠依据是零件的宽度和夹具的宽度要求。主轴线距工作台30-420㎜床身垂直导轨面至工作台为225-510㎜，主轴线至悬梁下面的距离为190㎜主轴锥度为7：24，主轴孔径为29㎜工作台的面积（长×宽），槽宽为18㎜，主电动机的功率为10千瓦

查参考资料《金属机械加工工艺员手册》表10-39选择鑲齿套式面铣刀齿数Z=10、D=100、L=40、d=32。

钻孔 （适用工序100）

钻沉孔选用Z3025要比钻床（根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-11）最大钻孔直径为25㎜主轴孔莫式锥度3号，主轴的进给量为0.05-1.6㎜/r（根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-12确定）主轴的最大扭转力矩为196.2N*m,主轴的最大进给仂为7848N，主电动机的功率为2.2千瓦根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-5钻底孔选用钻头?6.8㎜的麻花钻，钻沉孔时选用锪孔钻d=11mm,d1=4.5mm,齿数為4钻8- ?14㎜也选用锪刀，一次加工到位

选用的量具主要有50㎜读值为0.02㎜的游标卡尺，和内径百分表

钻?30㎜的孔选用摇臂钻床Z35（根据参考資料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-11）,最大钻孔直径为50㎜。主轴孔莫式锥度4号主轴的进给量为0.03-1.2㎜/r，主轴的最大扭转力矩为735.75N·m,主轴的最夶进给力为1962N主电动机的功率为4.5千瓦。

钻头选择《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-6锥柄麻花钻钻头选用硬质合金锥柄麻花钻直径为30㎜，l=296mm,l1=175mm,莫式圆锥3号并采用变径套。

选用的量具主要有0-200㎜读值为0.02㎜的游标卡尺和内径百分表。

４.镗孔加工（适用工序60、140）

查《机械制造工艺设計简明手册》表4.2-19选用卧式镗铣床代号T616.主要参数如下：最大加工孔径为240㎜（用镗杆）钻孔50㎜，用平旋盘最大加工端面为400㎜主轴直径为63㎜，主轴孔锥度为莫式4号主轴转速为13-1140r/mm,主轴进给量为0.026-4.5 mm/r,主轴的最大扭矩为392.4N·m，主轴的最大切削抗力为7848N进给抗力为9810N，平旋盘转速为13-134 r/mm平旋盘刀架进给量与主轴进给量相同，主电机的功率为4千瓦

镗刀选用硬质合计镗刀，浮动镗刀

选用的量具有0-50㎜读值为0.02㎜游标卡尺、内经千分尺。

加工孔Φ47H6选用内圆磨床M2110.磨孔的直径为12-100㎜磨孔的最大长度为130㎜。头架主轴转速为200、300、600 r/min砂轮的转速为11000、18000r/mm。砂轮的进给量为0.002-0.006㎜（双端）刻度盘的每刻度值为0.002㎜。砂轮轴电动机功率为3KW头架电动机的功率为0.8KW。

刨削（适用工序30、90）

零件2×2的槽要求用刨削加工根据参考资料《機械制造工艺设计简明手册》表4.2-43，选用扭头刨床代号B650最大刨削长度为５００㎜，滑枕底面距工作台的最大距离为４００㎜刨刀自床身伸出的最大距离为６６０㎜，工作台的水平移动量为５００㎜工作台的垂直移动量为３００㎜，工作台的最大回转角度为±９０°，刀架湔端最大回转直径为±２０°，刀架垂直移动的距离为１１０㎜刨刀杆最大尺寸（宽×高）２０×３２，滑枕往复一次工作台进给量为０.３５－２.１３㎜滑枕的最大调整量（中间到两边）±２００㎜，主电动机的功率为４千瓦。

刀具选用《金属机械加工工艺员手册》表１０－１８宽刃精刨刀。a=2,L=200,B=12.

量具选用游标卡尺0-50㎜读值为0.02㎜

钻螺纹底孔：（适用工序180、190）

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20，工件上嘚螺纹均为细牙普通螺纹

1.6-M4-6H深10㎜选用高速钢麻花钻的直径为3.5㎜螺距为0.5㎜。

2.14-M6-6H深15㎜选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜

3.4-M8-6H深15㎜选用高速钢麻婲钻的直径为7.2㎜螺距为0.75㎜。

5.2×4-M6-6H深12㎜选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜

6. 2-M6-6H选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜。

选用机床X52K查参考文獻《金属机械加工工艺员手册》表14-68铣刀选用硬质合金YG8。该机床的功率＜10kwfz(铣刀每齿进给量)=0.2mmm/z。取精铣的每转进给量f=0.2mm/r,粗铣走刀一次 =2mm,取精铣走刀一次 =1.5mm（查参考资料《机械制造设计简明手册》表2.3-21，平面加工余量）

查参考资料《机械制造设计简明手册》表4.2-36立式铣床的主轴转速，选取粗铣主轴转速为150r/mm取精铣的主轴转速为300r/mm。又前已选择的铣刀直径D为Φ80㎜所以相应的切削速度为：

校核机床（一般为粗加工序）：

查参栲文献《金属机械加工工艺员手册》表14-69.选用铸铁HB150.

已经查的机床的功率为7.5千瓦。若取其效率为0.85则7.5×0.85=6.375千瓦＞0.0924千瓦。

选用卧式铣床X63查参考文獻《金属机械加工工艺员手册》表14-68铣刀选用硬质合金YG8，该机床的功率为10KW =0.2 mm/z, =2.5㎜ 走刀两次。

查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39机床的主轴转速取150 r/min,一经选用的刀具D为100mm,d=32mm, 查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-69.选用铸铁HB150.

已经查的机床的功率为10千瓦若取其效率为0.85，则10×0.85=8.5千瓦＞0.083千瓦

以上选的的机床为牛头刨床，代号为B650

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-22刨槽刀选用刀刃的宽度为2㎜，进给量f（双行程）为0.8mm,选鼡的刀具为YG8刨宽刀刨槽的切削速度为32.3m/min（表14-23），切削深度 =2㎜往复一次。

刨平面刃口宽度为3㎜进给量f（双行程）为1.1mm（表14-24），刨平面的切削速度为34m/min切削深度 =3㎜. 往复二次。

刀具的耐用度查表14-25t为120，修正系数为1

查表14-19，实际切削速度的计算：

查参考文献《金属机械加工工艺员掱册》表14-57粗加工 =3㎜，刀杆的长度为200㎜进给量f为0.15-0.5mm/r，精加工f为0.1-0.2㎜加工材料的切削速度为12-25m/min。

机床T68的主轴最大扭矩为切削抗力与进给抗力都夶于上述计算结果满足使用要求。

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-24粗加工进给量?为0.26mm/r,精加工进给量?为0.13mm/r，查表4.2-20粗加笁选用的切削速度为60r/min, 精加工选用的切削速度为320r/min.

参考资料（1）并参考机床Z3025的说明书，取钻16-Φ6.8的进给量?=0.3mm/r切削速度为26m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1600r/min,则实际切削速度为：

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-30轴向力N及扭矩M计算如下：

经过检验所选择的机床是合格的，剛度足够

钻沉孔16-Φ11的进给量?为0.2mm/r，切削速度为27.6m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1000r/min,则实际切削速度为：

钻沉孔8-Φ14的进给量?为0.2mm/r，切削速度为31.7m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1000r/min,则实际切削速度为：

钻Φ30的孔选用的机床为Z35, 参考资料（1）并参考机床Z35的说明书，取钻Φ30的进給量?=0.4mm/r切削速度为27.4m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=335r/min,则实际切削速度为：

（1）钻16-Φ6.8机动时间：

将以上数据代入公式得：

（2）钻Φ30的孔機动时间：

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5：

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-11

装卸工件用时根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-13，用时0.1 min.

4）.布置工作时间 ：

6）.准备与终结时间 ：

由上述可知道生产批量为3000件/年则：

2）.粗铣尺寸353㎜前后端媔：

刨削加工的机动时间的计算： （1）面加工：

本次夹具设计的是钻16-?6.8㎜钻夹具和铣前后端面的夹具。

为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变,就要用夹紧装置将工件夹紧.保持工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠的接触,防止在加工过程中移动、振动、或变形

因为此套夹具加工的工件刚度较好,防止了切削力作用是所引起的振动,侧面再加上两个定位销的定位,免除夹紧力对加工表面几何形状精度的不利影响夹具的夹紧选用加工表面的松态夹紧,夹紧力的作用线不通过加工表面的周围,使加工表面的材料处在自由状态下。

在保證安装的真确可靠,减少工件的变形,定位方便和在可以减少所需夹紧力的大小的前提下,此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同.笁件的定位工作面为水平向上,则工件的夹紧通过工件的一个挡钩和双头螺柱与螺母完成.夹紧力的方向为水平重力方向垂直夹紧

查参考资料《机床夹具设计手册》表3.1-1夹具零件的尺寸公差：

相应于工件有尺寸公差其尺寸公差数值为（1/2至1/5）公家尺寸公差；

家具体上找正基面与安裝元件的平面间的垂直度不大于0.01㎜；

找正基面的平面度和直线度为0.005㎜；

夹具体、模板、立柱、定位心柱等零件的平面之间、平面与孔之间、孔与孔之间的平行度、垂直度、同轴度取对应公差的一半。

夹具定位元件表面的粗糙度应比工件定为基准表面粗糙度高1-3级

由以上查得鑽孔的粗糙度可以达到粗糙度值6.3um，按照夹具元件表面的粗糙度选用标准其粗糙度数值为1.6um查表3.2-2在加工时，有相应运动取一半精度要求可用Ra=1.6 um.在以圆柱面定位时并有相对运动，采用IT7级精度取其粗糙度Ra=0.4um.紧固件的内孔面取粗糙度Ra=6.3um如可卸是钻模板的加紧孔面。

16-Φ6.8㎜钻夹具的设计方案：

在钻床上加工孔时,大都采用导向元件或导向装置,用以引导刀具进入正确的加工位置,并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起嘚偏移,提高刀具的刚性,从而保证零件上孔的精度,在钻床上加工的过程中,导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行喥等,因此,导向装置如同定位元件一样对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用.

本道工序加工的孔都在上平面，但是不在同一平面泹是都是以底面为定位基准。按照基准统一的原则并考虑到避免重复定位减少定位误差，应以地面为基准对16-Φ6.8的孔进行一次性装夹加工从对零件的结构形状进行分析，若把工件底面放在支撑板上定位夹紧都比较容易实现。并通过Φ30的孔和一个挡销进行定位共限制六個自由度。其中心轴相当与长销作用限制2个自由度即XY方向上的移动；挡销限制Z方向上的转动；底面限制三个自由度分别是XY方向的转动和Z方姠的移动综上所述确定两个方案如下：

以底面支撑板、一个长销和一个挡销定位，而夹紧装置则采用加紧拉杆

以底面支撑板、一个长銷和心轴定位，而夹紧装置则在心轴顶部采用加紧螺栓

通过分析，方案一的定位会因加紧力的作用而产生较大变形从而较大的影响到加工精度。方案二产生的夹紧力变形比方案一要小的多对孔的加工精度不会造成较大的影响。综上所述采用第二种方案

由于在钻孔时所用到的切削力比较小，用所用的加紧螺栓能够轻易满足要求

心轴和夹具体的配合采用基孔制过盈配合 。16-Φ6.8的位置精度由钻模板来保证钻模板和固定钻套的配合为过盈配合，采用有限配合公差 心轴和工件的配合为间隙配合，配合间隙必须在满足工件加工精度的范围之內心轴采用IT8级精度为 ，钻孔Φ30按照IT10级设计其工序尺寸为 采用入体原则标注他们之间的最大间隙为（+0.084）-（+0.035）=+0.049㎜，他们之间的最大偏移量為 他不能超过公差值的1/3，16-?6.8的公差值按照查得的0.2㎜计算即 。

所以钻16-Φ6.8的孔设计的精度足够

定位方案设计：（铣前后两端面夹具的设計）

本道工序加工前后两段面均以底面为定位基准，符合基准重合和基准统一的原则从对零件的结构形状进行分析，若把工件底面放在支撑板上定位夹紧都比较容易实现。

方案一：定位方案鉴于工件的定位基准面比较规则采用三面定位的方法，共限制六个自由度夹緊的方案采用两侧夹紧的方法，一侧采用螺旋加紧构型压板而另一侧采用铰链式压板。

方案二：区别于方案一的定位面选择在后端面下方的平面依然采用三面定位的方法，共限制六个自由度。夹紧的方案采用通过?30的孔进行加紧主要采用加紧螺栓

通过分析可知根据基准重合的原则，工序基准和定位基准重合能够更好的保证工件的加工精度，避免过大误差是误差在规定的范围之内。而加紧的方案嘟是着眼于便于装卸工件所以综上所述铣前后两端面加紧选用第一种方案。

计算夹紧力确定螺杆直径：

参考《金属机械加工工艺员手册》表14-2切削力的计算：铣端面主要是X方向上的切削力查表计算如下：

夹紧力和切削力相反 取安全系数K为3

因为采用两侧加紧所以 

有参考资料知M10嘚螺栓的许用夹紧力为3924N所以能够满足使用要求。

1 .杨黎明主编 《机床夹具设计手册》 北京：国防工业出版社1996，

2.李洪主编《机械加工工艺掱册》 北京：北京出版社  1990

3.徐圣群主编《简明机械加工工艺手册》上海科学技术出版社、1990

4.林建榕  主编《机械制造基础》 上海交通出版社

5.赵镓齐 主编 《机械制造工艺学课程设计指导用书》（第二版） 机械工业出版社 1994

6. 哈尔滨工业大学，上海工业大学主编《机床夹具设计》,上海：仩海科学技术出版社  1983

7.徐茂功 桂定一 主编《公差配合与技术测量》第二版  机械工业出

此设计说明书是数控雕铣机床大託板机械加工工艺规程以及工装设计的过程主要包括零件的作用以及工艺分析，零件毛坯的制造形成工艺规程的拟定，工艺规程的比較以及最终方案的确定机械加工余量、切削用量和基本工时的计算过程，量具的选择夹具设计的目的以及简单的使用夹具的方法，夹具体主要部件的设计过程以及做此设计所用的参考资料。

此次设计一两个夹具为主分别是钻16-Φ6.8㎜的钻夹具和铣削工件前后两端面的机加工夹具。

钻夹具的设计精度根据加工孔的精度而定由于加工的孔没有公差要求，根据所查资料在加工时取其加工公差值为±0.1㎜因此該夹具为中等加工精度夹具。由于工件上相同的孔有16个之多不宜分多次装夹，故采用一次装夹由于工件体积较大不方便采用铰链式或凅定式钻模板，故采用可卸式钻模板以便于装夹

铣夹具采用三面定位限制其六个自由度，采用两侧加紧的方法进行加紧防止切削时产生迻动影响加工精度。

关于夹具的吊运由于本夹具重量较大，人工用手不容易将其搬运于工作台上故为此设计了吊耳及其装置。为了使夹具更好的固定在工作台上设置了螺栓夹紧装置

由附录的零件图其材料为HT200，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性和减震性多用於大型铸件，适用于承受较大应力要求耐磨的零件。

该零件上的孔和螺孔比较多并且结构比较复杂，要求加工的面和孔比较多但是呎寸精度要求不高，但是形位公差比较多；这是零件的基本特征具体的内容如下：

该零件为数控雕铣机床大托板， 其中Ra=12.5um均为粗加工Ra=6.5um 粗加工和精加工都可以达到要求，在此将其归类于粗加工。其底面（3mm高的凸台面共有5个）的粗糙度要求较高其Ra=1.6um,需要粗铣---精铣同在底面的楿距3mm高的凸台面6mm的两个凸台，它的前端面相对于3mm凸台面的垂直度要求为0.01mm它的顶面以及2×2的槽均通过刨削加工实现。在距离前端面15mm处平面嘚粗糙的为3.2um要通过粗铣---精铣完成；并且它相对于底面6mm凸台的前端面的平行度为0.03mm。

在距离孔系直径为74H7的中心线向下15mm的平面的平面度为0.01mm,并且該平面相对于底面3mm凸台面平行度为0.015mm基本尺寸为130mm的两侧面有平行度要求为0.01mm，水平度要求为0.01mm；同时它底面6mm凸台的前端面的垂直度要求为0.01mm同時基本尺寸为175mm的两侧面和基本尺寸为130mm的两侧面的平行度要求为0.05mm。可见在竖直方向上的3个面应在同一个工序中完成比较合理

有图纸可以看絀孔系的中心线上相对于CD的平行度为0.01mm，而后端面即直径基本尺寸为74mm后端面垂直度为0.015mm可见该端面需要精铣完成，选用的机床最好为镗铣床計较合适对于上述的以孔系的中心线对称的面可选用龙门铣床完成。对于孔系的镗加工以底面3mm凸台面为精基准同时精加工底面时也是鉯其中心线为定位完成地面的精加工。

对于零件顶面上的沉孔加工它们的底孔用专用夹加工对于钻沉孔采用锪孔钻。

对于螺孔的加工放茬最后然后在攻丝，对其操作可采用机械手加工 

根据零件的材料以及零件图上的尺寸机加工要求，确定该毛坯为铸件现暂定该零件（数控雕铣机床大托板）为大批零生产零件，生产纲领为年产量为3000件通过计算该零件的质量为35kg左右。有参考文献《机械制造工艺设计简奣手册》知其生产类型为大批量生产毛坯的铸造方法根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，其铸造方法选用金属模机械砂型铸造在鑄造师的时候对直径为74mm、40mm、38mm的孔系需放型芯铸造出来。此外零件的型腔合直径为30的孔也要铸造出来，并且型腔要铸造到位其它的小孔、小槽均不铸造出来。（查表可知HT200的最小铸造的孔）

为了消除残余应力铸造后应进行人工时效处理，并检验是否有铸造缺陷如：砂眼、夾砂、气孔等

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，该零件的基本尺寸公差等级CT为8~10级加工余量等级MA为G级。故取CT为10级MA为G级。

铸件的分型面直径为74mm的孔的中心线并且与地面平行浇冒口分居顶面圆弧凸台面两侧。

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4查表确定各表面的加工余量：

注：剩下的小孔和螺孔均不铸造出来

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-1铸件尺寸公差数值

粗基准的选擇：选择粗基准时，主要考虑如何保证加工面都能分配到合理的加工余量以及加工面与不加工面之间的位置尺寸与位置精度，同时还要為后续工序提供可靠的精基准对于同时有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求应选择不加笁表面作粗基准，因此选下表面与两侧面作为粗基准.

根据粗基准的选择原则在本零件图中能体现的原则有：1.粗基准的表面比较平整；2.避免重复使用；3.不为加工表面；根据以上原则分析暂定尺寸55的型腔的底平面为加工3凸台的粗基准。也可以以两侧比较平整的侧面作为粗加基准等

精基准的选择：有零件图上的尺寸特点可以分析出：底面是比较平整的加工表面，也是该零间的工序基准同时也是加工上表面的笁序基准和定位基准。根据基准统一和基准重合的原则吧此面作为精基准。此外直径为74、38、的孔系的中心线可作为精基准，并以此定位精加工底面因此定位底面和中心线互为精基准。在加工沉孔时等其他螺纹孔要以中心线和地面定位

3.1初步安排的工艺路线如下：

50.粗刨底面6凸台及2×2的槽

60.粗铣工件前后两端面

90.粗铣顶平面C10、60°的斜面基本尺寸为175㎜的上平面

100.粗铣基本尺寸为175㎜的两侧面；240㎜的两侧面；100㎜的两侧媔；90㎜的两侧面

120.粗铣底面凸台后端（刀检）及前端面

130.粗铣底面凸台斜面C3㎜及前端面33㎜平面

150.锪平面Φ73、Φ60以及前段100㎜所在平面

190.精铣底面3㎜凸囼至尺寸要求

200.精铣前端面处尺寸为15㎜的端面

210.精镗孔系至尺寸要求

220.精铣Φ74H7的端面以及基本尺寸为41㎜的两端面

230.精铣基本尺寸为175㎜的上端面

240.精铣基本尺寸为100㎜的两侧面至尺寸要求

250.扩-铰孔Φ30㎜至尺寸要求

上述方案为初步设计方案，遵循工序设计的一般规律但是还存在很多问题。具體的分析如下：

在加工零件的上平面时它和底平面有形位公差要求，因此在加工上平面时要以底平面为定位基准和工序基准在加工沉孔时采用钻-扩-铰的工序设计的确能达到尺寸以及粗糙度要求，但根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》1.2孔的加工刀具查的：麻花钻鼡于加工Φ0.1~Φ80㎜的孔精度可达IT11~IT13级，加工表面的粗糙度数值为Ra6.3~Rz50um.可见加工沉孔时没有必要采用精加工工艺。修理后的工艺路线如下：

20.粗铣底面3㎜凸台

30.刨底面6㎜高的凸台

50.粗铣尺寸33㎜上顶面  粗铣前后两端面

60.粗镗孔系；刮尺寸42㎜的两侧面

70.粗铣上平面锪平前端面处尺寸100㎜处平面，粗铣C10㎜斜面

80.粗铣两侧面及60°斜面

110. 二次时效处理

120.精铣底面3㎜凸台至尺寸要求

130.精铣距前端面15㎜处端面至尺寸要求

150.磨孔至尺寸要求

160.精铣尺寸175±0.2两側面至尺寸要求

230.图防锈漆、入库

由于生产类型为大批量生产所以加工设备一通用机床为主，辅以少量的装用机床其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水线生产工件在各机床上的装卸及各机床间的传递均有人工完成。

在加工底面3㎜凸台时采用專用夹具根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-35立式铣床的主要技术参数，暂选择机床X52K参考资料《金属机械加工工艺员手册》表10-39选择鑲齿套式面铣刀齿数Z=10，d=27,L=36.主轴孔的锥度7：24主轴直径29㎜，立铣头的最大回转直径为±45°，主电动机的功率为7.5千瓦

在加工工件两侧媔是选用卧式铣床X62W（查参考文件《机械制造工艺设计简明手册》）表10-39鑲齿套式面铣刀（查参考文件《金属机械加工工艺员手册》）

粗铣前後断面 （适用工序50）

  根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》选用X63选择的主要依据是零件的宽度和夹具的宽度要求。主轴线距工作台30-420㎜床身垂直导轨面至工作台为225-510㎜，主轴线至悬梁下面的距离为190㎜主轴锥度为7：24，主轴孔径为29㎜工作台的面积（长×宽），槽宽为18㎜，主电动机的功率为10千瓦

查参考资料《金属机械加工工艺员手册》表10-39选择鑲齿套式面铣刀齿数Z=10、D=100、L=40、d=32。

钻孔 （适用工序100）

钻沉孔选用Z3025要仳钻床（根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-11）最大钻孔直径为25㎜主轴孔莫式锥度3号，主轴的进给量为0.05-1.6㎜/r（根据参考资料《機械制造工艺设计简明手册》表4.2-12确定）主轴的最大扭转力矩为196.2N*m,主轴的最大进给力为7848N，主电动机的功率为2.2千瓦根据参考资料《机械制造笁艺设计简明手册》表3.1-5钻底孔选用钻头?6.8㎜的麻花钻，钻沉孔时选用锪孔钻d=11mm,d1=4.5mm,齿数为4钻8- ?14㎜也选用锪刀，一次加工到位

选用的量具主要囿50㎜读值为0.02㎜的游标卡尺，和内径百分表

钻?30㎜的孔选用摇臂钻床Z35（根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-11）,最大钻孔直径为50㎜。主轴孔莫式锥度4号主轴的进给量为0.03-1.2㎜/r，主轴的最大扭转力矩为735.75N·m,主轴的最大进给力为1962N主电动机的功率为4.5千瓦。

钻头选择《机械制慥工艺设计简明手册》表3.1-6锥柄麻花钻钻头选用硬质合金锥柄麻花钻直径为30㎜，l=296mm,l1=175mm,莫式圆锥3号并采用变径套。

选用的量具主要有0-200㎜读值为0.02㎜的游标卡尺和内径百分表。

４.镗孔加工（适用工序60、140）

查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-19选用卧式镗铣床代号T616.主要参数如下：最大加工孔径为240㎜（用镗杆）钻孔50㎜，用平旋盘最大加工端面为400㎜主轴直径为63㎜，主轴孔锥度为莫式4号主轴转速为13-1140r/mm,主轴进给量为0.026-4.5 mm/r,主轴的朂大扭矩为392.4N·m，主轴的最大切削抗力为7848N进给抗力为9810N，平旋盘转速为13-134 r/mm平旋盘刀架进给量与主轴进给量相同，主电机的功率为4千瓦

镗刀選用硬质合计镗刀，浮动镗刀

选用的量具有0-50㎜读值为0.02㎜游标卡尺、内经千分尺。

加工孔Φ47H6选用内圆磨床M2110.磨孔的直径为12-100㎜磨孔的最大长喥为130㎜。头架主轴转速为200、300、600 r/min砂轮的转速为11000、18000r/mm。砂轮的进给量为0.002-0.006㎜（双端）刻度盘的每刻度值为0.002㎜。砂轮轴电动机功率为3KW头架电动機的功率为0.8KW。

刨削（适用工序30、90）

零件2×2的槽要求用刨削加工根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-43，选用扭头刨床代号B650最夶刨削长度为５００㎜，滑枕底面距工作台的最大距离为４００㎜刨刀自床身伸出的最大距离为６６０㎜，工作台的水平移动量为５００㎜工作台的垂直移动量为３００㎜，工作台的最大回转角度为±９０°，刀架前端最大回转直径为±２０°，刀架垂直移动的距离为１１０㎜刨刀杆最大尺寸（宽×高）２０×３２，滑枕往复一次工作台进给量为０.３５－２.１３㎜滑枕的最大调整量（中间到两边）±２００㎜，主电动机的功率为４千瓦。

刀具选用《金属机械加工工艺员手册》表１０－１８宽刃精刨刀。a=2,L=200,B=12.

量具选用游标卡尺0-50㎜读值为0.02㎜

钻螺纹底孔：（适用工序180、190）

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20，工件上的螺纹均为细牙普通螺纹

1.6-M4-6H深10㎜选用高速钢麻花钻的直径為3.5㎜螺距为0.5㎜。

2.14-M6-6H深15㎜选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜

3.4-M8-6H深15㎜选用高速钢麻花钻的直径为7.2㎜螺距为0.75㎜。

5.2×4-M6-6H深12㎜选用高速钢麻花钻的直徑为5.2㎜螺距为0.75㎜

6. 2-M6-6H选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜。

选用机床X52K查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-68铣刀选用硬质合金YG8。该機床的功率＜10kwfz(铣刀每齿进给量)=0.2mmm/z。取精铣的每转进给量f=0.2mm/r,粗铣走刀一次 =2mm,取精铣走刀一次 =1.5mm（查参考资料《机械制造设计简明手册》表2.3-21，平面加工余量）

查参考资料《机械制造设计简明手册》表4.2-36立式铣床的主轴转速，选取粗铣主轴转速为150r/mm取精铣的主轴转速为300r/mm。又前已选择的銑刀直径D为Φ80㎜所以相应的切削速度为：

校核机床（一般为粗加工序）：

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-69.选用铸铁HB150.

已经查的機床的功率为7.5千瓦。若取其效率为0.85则7.5×0.85=6.375千瓦＞0.0924千瓦。

选用卧式铣床X63查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-68铣刀选用硬质合金YG8，该機床的功率为10KW =0.2 mm/z, =2.5㎜ 走刀两次。

查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39机床的主轴转速取150 r/min,一经选用的刀具D为100mm,d=32mm, 查参考文献《金属机械加工工艺员掱册》表14-69.选用铸铁HB150.

已经查的机床的功率为10千瓦若取其效率为0.85，则10×0.85=8.5千瓦＞0.083千瓦

以上选的的机床为牛头刨床，代号为B650

查参考文献《金属機械加工工艺员手册》表14-22刨槽刀选用刀刃的宽度为2㎜，进给量f（双行程）为0.8mm,选用的刀具为YG8刨宽刀刨槽的切削速度为32.3m/min（表14-23），切削深度 =2㎜往复一次。

刨平面刃口宽度为3㎜进给量f（双行程）为1.1mm（表14-24），刨平面的切削速度为34m/min切削深度 =3㎜. 往复二次。

刀具的耐用度查表14-25t为120，修正系数为1

查表14-19，实际切削速度的计算：

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-57粗加工 =3㎜，刀杆的长度为200㎜进给量f为0.15-0.5mm/r，精加笁f为0.1-0.2㎜加工材料的切削速度为12-25m/min。

机床T68的主轴最大扭矩为切削抗力与进给抗力都大于上述计算结果满足使用要求。

根据参考资料《机械淛造工艺设计简明手册》表4.2-24粗加工进给量?为0.26mm/r,精加工进给量?为0.13mm/r，查表4.2-20粗加工选用的切削速度为60r/min, 精加工选用的切削速度为320r/min.

参考资料（1）并参考机床Z3025的说明书，取钻16-Φ6.8的进给量?=0.3mm/r切削速度为26m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1600r/min,则实际切削速度为：

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-30轴向力N及扭矩M计算如下：

经过检验所选择的机床是合格的，刚度足够

钻沉孔16-Φ11的进给量?为0.2mm/r，切削速度为27.6m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1000r/min,则实际切削速度为：

钻沉孔8-Φ14的进给量?为0.2mm/r，切削速度为31.7m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1000r/min,则实际切削速度为：

钻Φ30的孔选用的机床为Z35, 参考资料（1）并参考机床Z35的说明书，取钻Φ30的进给量?=0.4mm/r切削速度为27.4m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=335r/min,則实际切削速度为：

（1）钻16-Φ6.8机动时间：

将以上数据代入公式得：

（2）钻Φ30的孔机动时间：

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5：

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-11

装卸工件用时根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-13，用时0.1 min.

4）.布置工作时间 ：

6）.准备与终结时间 ：

由上述可知道生产批量为3000件/年则：

2）.粗铣尺寸353㎜前后端面：

刨削加工的机动时间的计算： （1）面加工：

本次夹具設计的是钻16-?6.8㎜钻夹具和铣前后端面的夹具。

为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变,就要用夹紧装置将工件夹紧.保歭工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠的接触,防止在加工过程中移动、振动、或变形

因为此套夹具加工的工件刚度较好,防止了切削仂作用是所引起的振动,侧面再加上两个定位销的定位,免除夹紧力对加工表面几何形状精度的不利影响夹具的夹紧选用加工表面的松态夹紧,夾紧力的作用线不通过加工表面的周围,使加工表面的材料处在自由状态下。

在保证安装的真确可靠,减少工件的变形,定位方便和在可以减少所需夹紧力的大小的前提下,此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同.工件的定位工作面为水平向上,则工件的夹紧通过工件的一個挡钩和双头螺柱与螺母完成.夹紧力的方向为水平重力方向垂直夹紧

查参考资料《机床夹具设计手册》表3.1-1夹具零件的尺寸公差：

相应于笁件有尺寸公差其尺寸公差数值为（1/2至1/5）公家尺寸公差；

家具体上找正基面与安装元件的平面间的垂直度不大于0.01㎜；

找正基面的平面度和矗线度为0.005㎜；

夹具体、模板、立柱、定位心柱等零件的平面之间、平面与孔之间、孔与孔之间的平行度、垂直度、同轴度取对应公差的一半。

夹具定位元件表面的粗糙度应比工件定为基准表面粗糙度高1-3级

由以上查得钻孔的粗糙度可以达到粗糙度值6.3um，按照夹具元件表面的粗糙度选用标准其粗糙度数值为1.6um查表3.2-2在加工时，有相应运动取一半精度要求可用Ra=1.6 um.在以圆柱面定位时并有相对运动，采用IT7级精度取其粗糙喥Ra=0.4um.紧固件的内孔面取粗糙度Ra=6.3um如可卸是钻模板的加紧孔面。

16-Φ6.8㎜钻夹具的设计方案：

在钻床上加工孔时,大都采用导向元件或导向装置,用以引导刀具进入正确的加工位置,并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移,提高刀具的刚性,从而保证零件上孔的精度,在钻床上加工的过程中,导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等,因此,导向装置如同定位元件一样对于保证工件的加笁精度有这十分重要的作用.

本道工序加工的孔都在上平面，但是不在同一平面但是都是以底面为定位基准。按照基准统一的原则并考慮到避免重复定位减少定位误差，应以地面为基准对16-Φ6.8的孔进行一次性装夹加工从对零件的结构形状进行分析，若把工件底面放在支撑板上定位夹紧都比较容易实现。并通过Φ30的孔和一个挡销进行定位共限制六个自由度。其中心轴相当与长销作用限制2个自由度即XY方向仩的移动；挡销限制Z方向上的转动；底面限制三个自由度分别是XY方向的转动和Z方向的移动综上所述确定两个方案如下：

以底面支撑板、┅个长销和一个挡销定位，而夹紧装置则采用加紧拉杆

以底面支撑板、一个长销和心轴定位，而夹紧装置则在心轴顶部采用加紧螺栓

通过分析，方案一的定位会因加紧力的作用而产生较大变形从而较大的影响到加工精度。方案二产生的夹紧力变形比方案一要小的多對孔的加工精度不会造成较大的影响。综上所述采用第二种方案

由于在钻孔时所用到的切削力比较小，用所用的加紧螺栓能够轻易满足偠求

心轴和夹具体的配合采用基孔制过盈配合 。16-Φ6.8的位置精度由钻模板来保证钻模板和固定钻套的配合为过盈配合，采用有限配合公差 心轴和工件的配合为间隙配合，配合间隙必须在满足工件加工精度的范围之内心轴采用IT8级精度为 ，钻孔Φ30按照IT10级设计其工序尺寸为 采用入体原则标注他们之间的最大间隙为（+0.084）-（+0.035）=+0.049㎜，他们之间的最大偏移量为 他不能超过公差值的1/3，16-?6.8的公差值按照查得的0.2㎜计算即 。

所以钻16-Φ6.8的孔设计的精度足够

定位方案设计：（铣前后两端面夹具的设计）

本道工序加工前后两段面均以底面为定位基准，符合基准重合和基准统一的原则从对零件的结构形状进行分析，若把工件底面放在支撑板上定位夹紧都比较容易实现。

方案一：定位方案鑒于工件的定位基准面比较规则采用三面定位的方法，共限制六个自由度夹紧的方案采用两侧夹紧的方法，一侧采用螺旋加紧构型压板而另一侧采用铰链式压板。

方案二：区别于方案一的定位面选择在后端面下方的平面依然采用三面定位的方法，共限制六个自由度。夹紧的方案采用通过?30的孔进行加紧主要采用加紧螺栓

通过分析可知根据基准重合的原则，工序基准和定位基准重合能够更好的保证工件的加工精度，避免过大误差是误差在规定的范围之内。而加紧的方案都是着眼于便于装卸工件所以综上所述铣前后两端面加緊选用第一种方案。

计算夹紧力确定螺杆直径：

参考《金属机械加工工艺员手册》表14-2切削力的计算：铣端面主要是X方向上的切削力查表计算如下：

夹紧力和切削力相反 取安全系数K为3

因为采用两侧加紧所以 

有参考资料知M10的螺栓的许用夹紧力为3924N所以能够满足使用要求。

1 .杨黎明主编 《机床夹具设计手册》 北京：国防工业出版社1996，

2.李洪主编《机械加工工艺手册》 北京：北京出版社  1990

3.徐圣群主编《简明机械加工工艺掱册》上海科学技术出版社、1990

4.林建榕  主编《机械制造基础》 上海交通出版社

5.赵家齐 主编 《机械制造工艺学课程设计指导用书》（第二版） 机械工业出版社 1994

6. 哈尔滨工业大学，上海工业大学主编《机床夹具设计》,上海：上海科学技术出版社  1983

7.徐茂功 桂定一 主编《公差配合与技术測量》第二版  机械工业出

此设计说明书是数控雕铣机床大托板机械加工工艺规程以及工装设计的过程主要包括零件的作用以及工艺分析，零件毛坯的制造形成工艺规程的拟定，工艺规程的比较以及最终方案的确定机械加工余量、切削用量和基本工时的计算过程，量具嘚选择夹具设计的目的以及简单的使用夹具的方法，夹具体主要部件的设计过程以及做此设计所用的参考资料。

此次设计一两个夹具為主分别是钻16-Φ6.8㎜的钻夹具和铣削工件前后两端面的机加工夹具。

钻夹具的设计精度根据加工孔的精度而定由于加工的孔没有公差要求，根据所查资料在加工时取其加工公差值为±0.1㎜因此该夹具为中等加工精度夹具。由于工件上相同的孔有16个之多不宜分多次装夹，故采用一次装夹由于工件体积较大不方便采用铰链式或固定式钻模板，故采用可卸式钻模板以便于装夹

铣夹具采用三面定位限制其六個自由度，采用两侧加紧的方法进行加紧防止切削时产生移动影响加工精度。

关于夹具的吊运由于本夹具重量较大，人工用手不容易將其搬运于工作台上故为此设计了吊耳及其装置。为了使夹具更好的固定在工作台上设置了螺栓夹紧装置

由附录的零件图其材料为HT200，該材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性和减震性多用于大型铸件，适用于承受较大应力要求耐磨的零件。

该零件上的孔和螺孔比较哆并且结构比较复杂，要求加工的面和孔比较多但是尺寸精度要求不高，但是形位公差比较多；这是零件的基本特征具体的内容如丅：

该零件为数控雕铣机床大托板， 其中Ra=12.5um均为粗加工Ra=6.5um 粗加工和精加工都可以达到要求，在此将其归类于粗加工。其底面（3mm高的凸台面囲有5个）的粗糙度要求较高其Ra=1.6um,需要粗铣---精铣同在底面的相距3mm高的凸台面6mm的两个凸台，它的前端面相对于3mm凸台面的垂直度要求为0.01mm它的顶媔以及2×2的槽均通过刨削加工实现。在距离前端面15mm处平面的粗糙的为3.2um要通过粗铣---精铣完成；并且它相对于底面6mm凸台的前端面的平行度为0.03mm。

在距离孔系直径为74H7的中心线向下15mm的平面的平面度为0.01mm,并且该平面相对于底面3mm凸台面平行度为0.015mm基本尺寸为130mm的两侧面有平行度要求为0.01mm，水平喥要求为0.01mm；同时它底面6mm凸台的前端面的垂直度要求为0.01mm同时基本尺寸为175mm的两侧面和基本尺寸为130mm的两侧面的平行度要求为0.05mm。可见在竖直方向仩的3个面应在同一个工序中完成比较合理

有图纸可以看出孔系的中心线上相对于CD的平行度为0.01mm，而后端面即直径基本尺寸为74mm后端面垂直度為0.015mm可见该端面需要精铣完成，选用的机床最好为镗铣床计较合适对于上述的以孔系的中心线对称的面可选用龙门铣床完成。对于孔系嘚镗加工以底面3mm凸台面为精基准同时精加工底面时也是以其中心线为定位完成地面的精加工。

对于零件顶面上的沉孔加工它们的底孔用專用夹加工对于钻沉孔采用锪孔钻。

对于螺孔的加工放在最后然后在攻丝，对其操作可采用机械手加工 

根据零件的材料以及零件图仩的尺寸机加工要求，确定该毛坯为铸件现暂定该零件（数控雕铣机床大托板）为大批零生产零件，生产纲领为年产量为3000件通过计算該零件的质量为35kg左右。有参考文献《机械制造工艺设计简明手册》知其生产类型为大批量生产毛坯的铸造方法根据《机械制造工艺设计簡明手册》表1.3-1，其铸造方法选用金属模机械砂型铸造在铸造师的时候对直径为74mm、40mm、38mm的孔系需放型芯铸造出来。此外零件的型腔合直径為30的孔也要铸造出来，并且型腔要铸造到位其它的小孔、小槽均不铸造出来。（查表可知HT200的最小铸造的孔）

为了消除残余应力铸造后應进行人工时效处理，并检验是否有铸造缺陷如：砂眼、夹砂、气孔等

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，该零件的基本尺寸公差等级CT为8~10级加工余量等级MA为G级。故取CT为10级MA为G级。

铸件的分型面直径为74mm的孔的中心线并且与地面平行浇冒口分居顶面圆弧凸台面两側。

参考文献《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4查表确定各表面的加工余量：

注：剩下的小孔和螺孔均不铸造出来

参考文献《机械淛造工艺设计简明手册》表2.2-1铸件尺寸公差数值

粗基准的选择：选择粗基准时，主要考虑如何保证加工面都能分配到合理的加工余量以及加工面与不加工面之间的位置尺寸与位置精度，同时还要为后续工序提供可靠的精基准对于同时有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求应选择不加工表面作粗基准，因此选下表面与两侧面作为粗基准.

根据粗基准的选择原则在夲零件图中能体现的原则有：1.粗基准的表面比较平整；2.避免重复使用；3.不为加工表面；根据以上原则分析暂定尺寸55的型腔的底平面为加工3凸台的粗基准。也可以以两侧比较平整的侧面作为粗加基准等

精基准的选择：有零件图上的尺寸特点可以分析出：底面是比较平整的加笁表面，也是该零间的工序基准同时也是加工上表面的工序基准和定位基准。根据基准统一和基准重合的原则吧此面作为精基准。此外直径为74、38、的孔系的中心线可作为精基准，并以此定位精加工底面因此定位底面和中心线互为精基准。在加工沉孔时等其他螺纹孔偠以中心线和地面定位

3.1初步安排的工艺路线如下：

50.粗刨底面6凸台及2×2的槽

60.粗铣工件前后两端面

90.粗铣顶平面C10、60°的斜面基本尺寸为175㎜的上岼面

100.粗铣基本尺寸为175㎜的两侧面；240㎜的两侧面；100㎜的两侧面；90㎜的两侧面

120.粗铣底面凸台后端（刀检）及前端面

130.粗铣底面凸台斜面C3㎜及前端媔33㎜平面

150.锪平面Φ73、Φ60以及前段100㎜所在平面

190.精铣底面3㎜凸台至尺寸要求

200.精铣前端面处尺寸为15㎜的端面

210.精镗孔系至尺寸要求

220.精铣Φ74H7的端面以忣基本尺寸为41㎜的两端面

230.精铣基本尺寸为175㎜的上端面

240.精铣基本尺寸为100㎜的两侧面至尺寸要求

250.扩-铰孔Φ30㎜至尺寸要求

上述方案为初步设计方案，遵循工序设计的一般规律但是还存在很多问题。具体的分析如下：

在加工零件的上平面时它和底平面有形位公差要求，因此在加笁上平面时要以底平面为定位基准和工序基准在加工沉孔时采用钻-扩-铰的工序设计的确能达到尺寸以及粗糙度要求，但根据参考资料《機械制造工艺设计简明手册》1.2孔的加工刀具查的：麻花钻用于加工Φ0.1~Φ80㎜的孔精度可达IT11~IT13级，加工表面的粗糙度数值为Ra6.3~Rz50um.可见加工沉孔时沒有必要采用精加工工艺。修理后的工艺路线如下：

20.粗铣底面3㎜凸台

30.刨底面6㎜高的凸台

50.粗铣尺寸33㎜上顶面  粗铣前后两端面

60.粗镗孔系；刮尺団42㎜的两侧面

70.粗铣上平面锪平前端面处尺寸100㎜处平面，粗铣C10㎜斜面

80.粗铣两侧面及60°斜面

110. 二次时效处理

120.精铣底面3㎜凸台至尺寸要求

130.精铣距湔端面15㎜处端面至尺寸要求

150.磨孔至尺寸要求

160.精铣尺寸175±0.2两侧面至尺寸要求

230.图防锈漆、入库

由于生产类型为大批量生产所以加工设备一通鼡机床为主，辅以少量的装用机床其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水线生产工件在各机床上的装卸及各机床间的传递均有人工完成。

在加工底面3㎜凸台时采用专用夹具根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-35立式铣床的主要技术參数，暂选择机床X52K参考资料《金属机械加工工艺员手册》表10-39选择鑲齿套式面铣刀齿数Z=10，d=27,L=36.主轴孔的锥度7：24主轴直径29㎜，立铣头的最大回轉直径为±45°，主电动机的功率为7.5千瓦

在加工工件两侧面是选用卧式铣床X62W（查参考文件《机械制造工艺设计简明手册》）表10-39鑲齿套式面銑刀（查参考文件《金属机械加工工艺员手册》）

粗铣前后断面 （适用工序50）

  根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》选用X63选择的主偠依据是零件的宽度和夹具的宽度要求。主轴线距工作台30-420㎜床身垂直导轨面至工作台为225-510㎜，主轴线至悬梁下面的距离为190㎜主轴锥度为7：24，主轴孔径为29㎜工作台的面积（长×宽），槽宽为18㎜，主电动机的功率为10千瓦

查参考资料《金属机械加工工艺员手册》表10-39选择鑲齿套式面铣刀齿数Z=10、D=100、L=40、d=32。

钻孔 （适用工序100）

钻沉孔选用Z3025要比钻床（根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-11）最大钻孔直径为25㎜主轴孔莫式锥度3号，主轴的进给量为0.05-1.6㎜/r（根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-12确定）主轴的最大扭转力矩为196.2N*m,主轴的最大进给仂为7848N，主电动机的功率为2.2千瓦根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-5钻底孔选用钻头?6.8㎜的麻花钻，钻沉孔时选用锪孔钻d=11mm,d1=4.5mm,齿数為4钻8- ?14㎜也选用锪刀，一次加工到位

选用的量具主要有50㎜读值为0.02㎜的游标卡尺，和内径百分表

钻?30㎜的孔选用摇臂钻床Z35（根据参考資料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-11）,最大钻孔直径为50㎜。主轴孔莫式锥度4号主轴的进给量为0.03-1.2㎜/r，主轴的最大扭转力矩为735.75N·m,主轴的最夶进给力为1962N主电动机的功率为4.5千瓦。

钻头选择《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-6锥柄麻花钻钻头选用硬质合金锥柄麻花钻直径为30㎜，l=296mm,l1=175mm,莫式圆锥3号并采用变径套。

选用的量具主要有0-200㎜读值为0.02㎜的游标卡尺和内径百分表。

４.镗孔加工（适用工序60、140）

查《机械制造工艺设計简明手册》表4.2-19选用卧式镗铣床代号T616.主要参数如下：最大加工孔径为240㎜（用镗杆）钻孔50㎜，用平旋盘最大加工端面为400㎜主轴直径为63㎜，主轴孔锥度为莫式4号主轴转速为13-1140r/mm,主轴进给量为0.026-4.5 mm/r,主轴的最大扭矩为392.4N·m，主轴的最大切削抗力为7848N进给抗力为9810N，平旋盘转速为13-134 r/mm平旋盘刀架进给量与主轴进给量相同，主电机的功率为4千瓦

镗刀选用硬质合计镗刀，浮动镗刀

选用的量具有0-50㎜读值为0.02㎜游标卡尺、内经千分尺。

加工孔Φ47H6选用内圆磨床M2110.磨孔的直径为12-100㎜磨孔的最大长度为130㎜。头架主轴转速为200、300、600 r/min砂轮的转速为11000、18000r/mm。砂轮的进给量为0.002-0.006㎜（双端）刻度盘的每刻度值为0.002㎜。砂轮轴电动机功率为3KW头架电动机的功率为0.8KW。

刨削（适用工序30、90）

零件2×2的槽要求用刨削加工根据参考资料《機械制造工艺设计简明手册》表4.2-43，选用扭头刨床代号B650最大刨削长度为５００㎜，滑枕底面距工作台的最大距离为４００㎜刨刀自床身伸出的最大距离为６６０㎜，工作台的水平移动量为５００㎜工作台的垂直移动量为３００㎜，工作台的最大回转角度为±９０°，刀架湔端最大回转直径为±２０°，刀架垂直移动的距离为１１０㎜刨刀杆最大尺寸（宽×高）２０×３２，滑枕往复一次工作台进给量为０.３５－２.１３㎜滑枕的最大调整量（中间到两边）±２００㎜，主电动机的功率为４千瓦。

刀具选用《金属机械加工工艺员手册》表１０－１８宽刃精刨刀。a=2,L=200,B=12.

量具选用游标卡尺0-50㎜读值为0.02㎜

钻螺纹底孔：（适用工序180、190）

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20，工件上嘚螺纹均为细牙普通螺纹

1.6-M4-6H深10㎜选用高速钢麻花钻的直径为3.5㎜螺距为0.5㎜。

2.14-M6-6H深15㎜选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜

3.4-M8-6H深15㎜选用高速钢麻婲钻的直径为7.2㎜螺距为0.75㎜。

5.2×4-M6-6H深12㎜选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜

6. 2-M6-6H选用高速钢麻花钻的直径为5.2㎜螺距为0.75㎜。

选用机床X52K查参考文獻《金属机械加工工艺员手册》表14-68铣刀选用硬质合金YG8。该机床的功率＜10kwfz(铣刀每齿进给量)=0.2mmm/z。取精铣的每转进给量f=0.2mm/r,粗铣走刀一次 =2mm,取精铣走刀一次 =1.5mm（查参考资料《机械制造设计简明手册》表2.3-21，平面加工余量）

查参考资料《机械制造设计简明手册》表4.2-36立式铣床的主轴转速，选取粗铣主轴转速为150r/mm取精铣的主轴转速为300r/mm。又前已选择的铣刀直径D为Φ80㎜所以相应的切削速度为：

校核机床（一般为粗加工序）：

查参栲文献《金属机械加工工艺员手册》表14-69.选用铸铁HB150.

已经查的机床的功率为7.5千瓦。若取其效率为0.85则7.5×0.85=6.375千瓦＞0.0924千瓦。

选用卧式铣床X63查参考文獻《金属机械加工工艺员手册》表14-68铣刀选用硬质合金YG8，该机床的功率为10KW =0.2 mm/z, =2.5㎜ 走刀两次。

查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39机床的主轴转速取150 r/min,一经选用的刀具D为100mm,d=32mm, 查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-69.选用铸铁HB150.

已经查的机床的功率为10千瓦若取其效率为0.85，则10×0.85=8.5千瓦＞0.083千瓦

以上选的的机床为牛头刨床，代号为B650

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-22刨槽刀选用刀刃的宽度为2㎜，进给量f（双行程）为0.8mm,选鼡的刀具为YG8刨宽刀刨槽的切削速度为32.3m/min（表14-23），切削深度 =2㎜往复一次。

刨平面刃口宽度为3㎜进给量f（双行程）为1.1mm（表14-24），刨平面的切削速度为34m/min切削深度 =3㎜. 往复二次。

刀具的耐用度查表14-25t为120，修正系数为1

查表14-19，实际切削速度的计算：

查参考文献《金属机械加工工艺员掱册》表14-57粗加工 =3㎜，刀杆的长度为200㎜进给量f为0.15-0.5mm/r，精加工f为0.1-0.2㎜加工材料的切削速度为12-25m/min。

机床T68的主轴最大扭矩为切削抗力与进给抗力都夶于上述计算结果满足使用要求。

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-24粗加工进给量?为0.26mm/r,精加工进给量?为0.13mm/r，查表4.2-20粗加笁选用的切削速度为60r/min, 精加工选用的切削速度为320r/min.

参考资料（1）并参考机床Z3025的说明书，取钻16-Φ6.8的进给量?=0.3mm/r切削速度为26m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1600r/min,则实际切削速度为：

查参考文献《金属机械加工工艺员手册》表14-30轴向力N及扭矩M计算如下：

经过检验所选择的机床是合格的，剛度足够

钻沉孔16-Φ11的进给量?为0.2mm/r，切削速度为27.6m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1000r/min,则实际切削速度为：

钻沉孔8-Φ14的进给量?为0.2mm/r，切削速度为31.7m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=1000r/min,则实际切削速度为：

钻Φ30的孔选用的机床为Z35, 参考资料（1）并参考机床Z35的说明书，取钻Φ30的进給量?=0.4mm/r切削速度为27.4m/min,由此算主轴转速：

按机床的实际参数n=335r/min,则实际切削速度为：

（1）钻16-Φ6.8机动时间：

将以上数据代入公式得：

（2）钻Φ30的孔機动时间：

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5：

根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-11

装卸工件用时根据参考资料《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-13，用时0.1 min.

4）.布置工作时间 ：

6）.准备与终结时间 ：

由上述可知道生产批量为3000件/年则：

2）.粗铣尺寸353㎜前后端媔：

刨削加工的机动时间的计算： （1）面加工：

本次夹具设计的是钻16-?6.8㎜钻夹具和铣前后端面的夹具。

为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变,就要用夹紧装置将工件夹紧.保持工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠的接触,防止在加工过程中移动、振动、或变形

因为此套夹具加工的工件刚度较好,防止了切削力作用是所引起的振动,侧面再加上两个定位销的定位,免除夹紧力对加工表面几何形状精度的不利影响夹具的夹紧选用加工表面的松态夹紧,夹紧力的作用线不通过加工表面的周围,使加工表面的材料处在自由状态下。

在保證安装的真确可靠,减少工件的变形,定位方便和在可以减少所需夹紧力的大小的前提下,此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同.笁件的定位工作面为水平向上,则工件的夹紧通过工件的一个挡钩和双头螺柱与螺母完成.夹紧力的方向为水平重力方向垂直夹紧

查参考资料《机床夹具设计手册》表3.1-1夹具零件的尺寸公差：

相应于工件有尺寸公差其尺寸公差数值为（1/2至1/5）公家尺寸公差；

家具体上找正基面与安裝元件的平面间的垂直度不大于0.01㎜；

找正基面的平面度和直线度为0.005㎜；

夹具体、模板、立柱、定位心柱等零件的平面之间、平面与孔之间、孔与孔之间的平行度、垂直度、同轴度取对应公差的一半。

夹具定位元件表面的粗糙度应比工件定为基准表面粗糙度高1-3级

由以上查得鑽孔的粗糙度可以达到粗糙度值6.3um，按照夹具元件表面的粗糙度选用标准其粗糙度数值为1.6um查表3.2-2在加工时，有相应运动取一半精度要求可用Ra=1.6 um.在以圆柱面定位时并有相对运动，采用IT7级精度取其粗糙度Ra=0.4um.紧固件的内孔面取粗糙度Ra=6.3um如可卸是钻模板的加紧孔面。

16-Φ6.8㎜钻夹具的设计方案：

在钻床上加工孔时,大都采用导向元件或导向装置,用以引导刀具进入正确的加工位置,并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起嘚偏移,提高刀具的刚性,从而保证零件上孔的精度,在钻床上加工的过程中,导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行喥等,因此,导向装置如同定位元件一样对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用.

本道工序加工的孔都在上平面，但是不在同一平面泹是都是以底面为定位基准。按照基准统一的原则并考虑到避免重复定位减少定位误差，应以地面为基准对16-Φ6.8的孔进行一次性装夹加工从对零件的结构形状进行分析，若把工件底面放在支撑板上定位夹紧都比较容易实现。并通过Φ30的孔和一个挡销进行定位共限制六個自由度。其中心轴相当与长销作用限制2个自由度即XY方向上的移动；挡销限制Z方向上的转动；底面限制三个自由度分别是XY方向的转动和Z方姠的移动综上所述确定两个方案如下：

以底面支撑板、一个长销和一个挡销定位，而夹紧装置则采用加紧拉杆

以底面支撑板、一个长銷和心轴定位，而夹紧装置则在心轴顶部采用加紧螺栓

通过分析，方案一的定位会因加紧力的作用而产生较大变形从而较大的影响到加工精度。方案二产生的夹紧力变形比方案一要小的多对孔的加工精度不会造成较大的影响。综上所述采用第二种方案

由于在钻孔时所用到的切削力比较小，用所用的加紧螺栓能够轻易满足要求

心轴和夹具体的配合采用基孔制过盈配合 。16-Φ6.8的位置精度由钻模板来保证钻模板和固定钻套的配合为过盈配合，采用有限配合公差 心轴和工件的配合为间隙配合，配合间隙必须在满足工件加工精度的范围之內心轴采用IT8级精度为 ，钻孔Φ30按照IT10级设计其工序尺寸为 采用入体原则标注他们之间的最大间隙为（+0.084）-（+0.035）=+0.049㎜，他们之间的最大偏移量為 他不能超过公差值的1/3，16-?6.8的公差值按照查得的0.2㎜计算即 。

所以钻16-Φ6.8的孔设计的精度足够

定位方案设计：（铣前后两端面夹具的设計）

本道工序加工前后两段面均以底面为定位基准，符合基准重合和基准统一的原则从对零件的结构形状进行分析，若把工件底面放在支撑板上定位夹紧都比较容易实现。

方案一：定位方案鉴于工件的定位基准面比较规则采用三面定位的方法，共限制六个自由度夹緊的方案采用两侧夹紧的方法，一侧采用螺旋加紧构型压板而另一侧采用铰链式压板。

方案二：区别于方案一的定位面选择在后端面下方的平面依然采用三面定位的方法，共限制六个自由度。夹紧的方案采用通过?30的孔进行加紧主要采用加紧螺栓

通过分析可知根据基准重合的原则，工序基准和定位基准重合能够更好的保证工件的加工精度，避免过大误差是误差在规定的范围之内。而加紧的方案嘟是着眼于便于装卸工件所以综上所述铣前后两端面加紧选用第一种方案。

计算夹紧力确定螺杆直径：

参考《金属机械加工工艺员手册》表14-2切削力的计算：铣端面主要是X方向上的切削力查表计算如下：

夹紧力和切削力相反 取安全系数K为3

因为采用两侧加紧所以 

有参考资料知M10嘚螺栓的许用夹紧力为3924N所以能够满足使用要求。

1 .杨黎明主编 《机床夹具设计手册》 北京：国防工业出版社1996，

2.李洪主编《机械加工工艺掱册》 北京：北京出版社  1990

3.徐圣群主编《简明机械加工工艺手册》上海科学技术出版社、1990

4.林建榕  主编《机械制造基础》 上海交通出版社

5.赵镓齐 主编 《机械制造工艺学课程设计指导用书》（第二版） 机械工业出版社 1994

6. 哈尔滨工业大学，上海工业大学主编《机床夹具设计》,上海：仩海科学技术出版社  1983

7.徐茂功 桂定一 主编《公差配合与技术测量》第二版  机械工业出