十字头工艺规程及夹具设计内容详细

毕 业 设 计

题 目 十字头的机械加工工艺及指定工序专用夹

具的设计

英文题目 The crosshead machining technology and special fixture design specified procedure

摘 要

此次设计是十字头零件的加工工艺和夹具设计，其毛坯为铸造，具有体积小，零件复杂的特点，其中有几道工序夹具都采用专用夹具。机械的加工工艺及夹具设计是我们在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为从事专业的工作打下基础。我的毕业设计为十字头的机械加工工艺及指定 工序专用夹具的设计。

就我个人而言，我希望通过这次的设计能够让我了解并认识一般机器零件的

生产过程，巩固和加深所学的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力

关键词： 十字头；功能；工艺规程；结构；夹具选择；工装设计

目 录

绪论.................................................................................................................1 1 零件图的工艺分析.........................................................................................2 1．1 十字头零件的功用和原理分析...........................................................2

1．2 十字头零件的结构特点.......................................................................2 1．3 十字头零件的工艺分析.......................................................................3 2 毛坯的材料及生产类型的确定.....................................................................5 2. 1 生产批量的确定...................................................................................5 2. 2 毛坯材料的和制造方法的确定...........................................................7 3 设计零件的机械加工工艺规程.....................................................................8

3．1 定位基准的选择...................................................................................8 3．1．1 粗基准的选择.............................................................................8 3．1．2 精基准的选择.............................................................................8

3．2 拟定加工工艺路线...............................................................................9 3．3 加工余量、工序尺寸及公差的选择...................................................9 3．4 加工设备刀具量具及切削用量的计算和确定.................................17 3.4.1加工设备刀具及量具的选择..........................................................17 3.4.2切削用量的计算和确定..................................................................19

3.4.3 切削时间额定的确定.....................................................................24 3. 5工序卡片的编制....................................................................................35 4 夹具设计.......................................................................................................36 4．1 夹具的概要.........................................................................................36 4. 2 夹具定位要求的分析...........................................................................36 4. 3 夹具加紧装置的设计...........................................................................38 4.3.1确定夹紧力的基本原则................................................................38 4.3.2定位误差的分析............................................................................40 4.3.3夹具的装配....................................................................................40 结论.....................................................................................................................42 致谢.....................................................................................................................42

参考文献.............................................................................................................43 附录一.................................................................................................................44

东华理工长江学院毕业设计 绪论

绪论

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工此十字头零件时，需要设计专用夹具。机械的加工工艺及夹具设计是我们在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为从事专业的工作打下基础。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。我的毕业设计为十字头并对其进行功能、工艺规程设计、结构设计、材料及加工工艺等综述，最后确定要选择的方案并对夹具进行设计。

本课题是对十字头零件加工工艺规程的分析与设计进行探讨，是学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、材料力学、互换性与测量技术基础、现代制造工艺基础、数控技术等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此设计的综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要属于基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践想结合，才能很好的完成本次设计。

所以，本次设计是在仔细分析十字头零件加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出十字头零件的加工工序卡片，设计出M8底孔专用夹具和编制所需的加工程序。

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东华理工长江学院毕业设计 零件图的工艺分析

1.零件图的工艺分析

在零件图的工艺分析之前要先了解零件的作用及原原理，然后根据零件的结构分析零件的加工工艺。

1．1 十字头零件的功用和原理分析

题目所给的零件是十字头的机械加工工艺及指定工序专用夹具的设计，它主要是连接连杆和活塞杆的部件，是将回转运动转化为往复运动的关节。对十字头的基本要求是：有足够的强度，刚度，耐磨损，重量轻，工作可靠。

本十字头零件与活塞杆是依靠法兰连接的结构，这种结构使用可靠，调整方便，活塞杆与十字头容易对中，不足之处是结构相对复杂，加工不方便。

1．2 十字头的结构分析

根据十字头的结构、尺寸公差、粗糙度等要求对十字头零件进行结构分

析，使零件可以达到设计的要求。十字头的结构相对复杂属于一般复杂零件，在加工时要考虑它的加工先后顺序，首先外圆是基准，所以在加工时我们要先把基

2

东华理工长江学院毕业设计 零件图的工艺分析

准定出来，以此保证零件的尺寸要求，十字头的组要工作面为Φ20内孔，底面Φ20孔及顶面Φ65内腔，外圆的尺寸公差要求不高，但粗糙度要求很高，所以在加工中，我们应该在保证精度的条件下劲量满足粗糙度要求，但是同时我们也要考虑好加工经济方面的问题，以此减少加工成本。

加工Φ20内孔是要保证其空的位置度，但是该孔加工起来不方便，由于十字头零件属于大批量生产的零件，所以在某些加工部分可以设计一个专用夹具，以此来减少加工需要的时间，已达到降低成本的目的。

十字头的加工面有很多可以采用同一种机床进行加工，所以，在加工中我们可以适量的工序集中，这样可提高加工速度。

1．3 十字头的工艺分析

设计工艺规程时，首先要应分析零件图以及该零件所在部件或总成的装配图，掌握该零件在部件中的位置，公用以及部件总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定规程时采取措施施以保证.

1. 掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工艺的总体构想。

2. 分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工面得尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度以及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，以便于选择表面加工及在拟定加工工艺路线时重点考虑；对全部技术要求应进行归纳整理。

十字头零件的技术要求表

零件技术要求表 加工表面 Φ85mm外圆 Φ85mm顶面 Φ85mm底面 M6螺纹孔 Φ20mm孔 Φ35mm十字头

尺寸及偏差/mm 公差及精度等级/mm 0.05Φ85??0.15 表面粗糙度/mm 形位公差/mm Ra1.6 Ra1.6 Ra12.5 Ra12.5 无 Ra12.5 无 无 无 无 无 无 0.1/IT10 无 无 无 0.018/IT7 无 3

无 无 无 ?0.023Φ200 无 东华理工长江学院毕业设计 零件图的工艺分析

Φ65mm孔 Φ20内孔 Φ24环槽 Φ55内孔

?0.021Φ650 ?0.018Φ200 0.021/IT7 0.023/IT8 无 无 Ra3.2 Ra0.8 无 Ra12.5 Ra12.5 无 无 无 无

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东华理工长江学院毕业设计 毛坯的材料及生产类型的确定

2．毛坯的材料及生产类型的确定

要确定毛坯就必须根据零件的材料及机械加工中的精度要求，根据题目所需要的精度及尺寸公差要求，确定毛坯。

2. 1毛坯批量的确定

零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定有着决定性作用，生产类型一般可分为大量、成批、和单件生产，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来决定的。生产纲领是指在计划期内应生产的产品产量和进度计划。 计算公式如下：

N=Q m（1+a%）（1+b%）

式中 N—零件的生产纲领（件/年）; Q—产品的年产量（辆、台/年）;

m—每台产品中该零件的数量（件/台、辆）; a%—备品率，一般取2%~4%; b%—废品率，一般取0.3%~0.7%.

零件的材料为HT200考虑到零件在机床中受到的冲击力不大，零件结构比较复杂，所以选择铸件毛坯，已知该十字头零件的生产纲领为10000件/年，每日1班，可以确定该零件为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主。

要判断零件的加工类型，首先要计算零件的质量。将零件分为如下图的三个部分，因为钢铁的密度ρ≈7.9kg/dm如下图：

3，所以可以通过公式计算出零件的质量。

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东华理工长江学院毕业设计 毛坯的材料及生产类型的确定

G=（v1+v2+v3）ρ

G=10π[2?1806.5?(1056.25?756.25)]?ρ +10π(4?1806.25?4?306.25?5?100)ρ +π（25?1806.25-9000?1000?288）ρ G=3.4?105mm3?ρ G=7.9?3.4?105 G=2.686Kg

零件生产量为10000件/年，每日一班，经过计算其属于轻型零件，有下表

可知，该零件达到了大量生产的条件。

表2-1 生产类型与生产纲领的关系

生产类型 单件生产 成批生产 小批 中批 大批 生产纲领（台/件）或（件/年） 重型机械或重型零件（>100kg） 5 5~100 100~300 300~1000 >1000 中型机械或中型零件（10~100kg） 10 10~200 200~500 500~5000 >5000 小型机械或轻型零件（<10kg） 100 100~500 500~5000 5000~50000 >50000

大量生产 --摘自王凡《实用机械制造工艺设计手册》.机械工业出版社

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东华理工长江学院毕业设计 毛坯的材料及生产类型的确定

所要设计的零件的生产纲领为10000件/年，故属于大批生产。

2. 2毛坯材料的和制造方法的确定

1.机械加工余量

(1)机械加工余量由于受工序尺寸公差的影响，实际切除的余量在一定的范围内变化。余量过大，费工费料；余量过小，加工困难，甚至加工成为不可能。

(2)在决定工序平均尺寸以前，首先要确定各尺寸的加工余量的平均值。各尺寸余量平均值是按所选择加工方法在有关资料或手册中查出而确定的。但平均余量的大小要结合已计算出的工序余量变动范围的大小考虑，

2.尺寸公差

（1）当工艺基准与设计基准重合，工艺基准不变换，同一表面经过多道工序加工才能达到图纸尺寸的要求时，其中间工序尺寸可根据零件图的尺寸采用“由后往前推”的方法来确定，并一直推算到毛坯尺寸。

（2）当工艺基准与设计基准不重合，或零件在加工过程中需要多次转换工艺基准，或工序尺寸须从尚待继续加工的表面标注时，工序尺寸的确定就比较复杂了，这时就应利用尺寸链原理来分析和计算，并对工序间的余量进行验算以确定工序尺寸及其上下偏差。

由于十字头零件的结构相对复杂，根据图纸要求，该零件毛坯的加工工艺为铸造，同时又为大批量生产，所以我们应该选用砂型铸造中的机器造型和壳型铸造。又因为它所用的材料为HT200，所以零件毛坯的毛坯机械加工余量等级为E~G,毛坯铸件的公差等级为CT8~12。如下图：

方法 机器造型 要求的机械加工余量 钢 F~H 灰铸铁 E~G 球墨铸铁 E~G 可锻铸铁 E~G

方法 机器造型 公差等级CT 钢 8~12 灰铸铁 8~12 球墨铸铁 8~12 可锻铸铁 8~12 --摘至邹青《机械制造技术课程设计指导》机械工业出版

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东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

（2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，

取尺寸公差为12，加工余量为G级其加工余量等级为CT10级，毛坯外圆

的加工总余量由上面计算结果可知为Z总=2.9mm

粗车： Z粗=2.9mm

（3）计算各工序的基本尺寸，精车后工序基本尺寸为85，其他各工序基本尺寸

依次为：

毛坯： 88+2.8=87.9mm

（4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。

粗车IT12，公差值为0.350mm 按工序入体原则：

?0.350 粗车： 850mm

毛坯： 87.9?1.5mm

计算结果列表如下表：

工序名称 粗车 毛坯

（1）加工基本尺寸为85mm，公差为0.1mm，其公差等级为IT10，确定其加工方

案为：粗车-半精车-精车

（2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，

取尺寸公差为12，加工余量为G级其加工余量等级为CT10级，毛坯外圆

的加工总余量由上面计算结果可知为Z总=5.8mm

工序余量 2.9mm 2.9mm 工序尺寸 85mm 87.9mm 工序公差 0.350mm 3mm 工序尺寸及偏差 ?0.350850mm 89.7?1.5mm 13

东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

粗车： Z粗=0.6mm 半精车： Z半精=1mm 精车： Z精=1.3mm

（3）计算各工序的基本尺寸，精车后工序基本尺寸为Φ85，其他各工序基本尺

寸依次为：

半精车： 85+0.6=85.6mm 粗车： 85.6+1= 86.6mm 毛坯： 86.6+1.3=87.9mm

（4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。

精车IT8, 公差值为0.054mm

半精车IT10，公差值为0.140mm 粗车IT12，公差值为0.350mm 按工序入体原则：

?0.054 精车：850mm

?0.140 半精车：85.60mm

?0.350 粗车：86.60mm

毛坯：87.9?1.5mm

计算结果列表如下表：

工序名称 精车 半精车 粗车 毛坯

（1）加工基本尺寸为Φ55mm，公差为无要求，其公差等级为无要求，确定其加

工方案为：粗车

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工序余量 0.6mm 1mm 1.3mm 2.9mm 工序尺寸 85mm 85.5mm 86.6mm 87.9mm 工序公差 0.054mm 0.140mm 0.350mm 3mm 工序尺寸及偏差 ?0.054850mm ?0.14085.60mm ?0.350 86.60mm 87.9?1.5mm 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

（2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，

取尺寸公差为12，加工余量为G级其加工余量等级为CT10级，毛坯外圆

的加工总余量由上面计算结果可知为Z总=4.2mm

粗车： Z粗=4.2mm

（3）计算各工序的基本尺寸，精车后工序基本尺寸为55，其他各工序基本尺寸

依次为：

毛坯： 55-4.2=50.8mm

（4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。

粗车IT12，公差值为0.350mm 按工序入体原则：

?0.350 粗车： 550mm

毛坯： 50.8?2.6mm

计算结果列表如下表：

工序名称 粗车 毛坯

（1）加工基本尺寸为35mm，公差为无要求，其公差等级为无要求，确定其加工方案为：粗铣

（2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，

取尺寸公差为12，加工余量为G级其加工余量等级为CT10级，毛坯外圆

的加工总余量由上面计算结果可知为Z总=3.5mm

粗铣： Z粗=3.5mm

（3）计算各工序的基本尺寸，精铣后工序基本尺寸为35，其他各工序基本尺寸

工序余量 4.2mm 4.2mm 工序尺寸 55mm 50.2mm 工序公差 0.350mm 5.8mm 工序尺寸及偏差 ?0.350550mm 50.8?2.9mm 15

东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

依次为：

毛坯： 35-3.5=31.5mm

（4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。

粗铣IT12，公差值为0.250mm 按工序入体原则：

?0.250 粗车： 350mm

毛坯：31.5?2.5mm

计算结果列表如下表：

工序名称 粗铣 毛坯

（1）加工基本尺寸为Φ65mm，公差为0.021mm，其公差等级为IT7，确定其加工

方案为：粗鏜-半精鏜-精鏜

（2）用查表法定加工余量：由表可知，对于大批量生产，采用砂型机器造型，

取尺寸公差为12，加工余量为G级其加工余量等级为CT10级，毛坯外圆

的加工总余量由上面计算结果可知为Z总=5.8mm

粗鏜： Z粗=0.5mm 半精鏜： Z半精=1.5mm 精鏜： Z精=3.8mm

（3）计算各工序的基本尺寸，精鏜后工序基本尺寸为Φ65，其他各工序基本尺

寸依次为：

半精鏜： Φ65+0.5=Φ64.5mm 粗车： Φ64.5-1.5=Φ63mm 毛坯： Φ63-3.8=Φ59.2mm

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工序余量 3.5mm 3.5mm 工序尺寸 35mm 31.5mm 工序公差 0.250mm 5mm 工序尺寸及偏差 ?0.250550mm 50.8?2.5mm 东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

（4）确定各工序的公差及偏差。工序尺寸的公差按加工经济精度确定。

精车IT7, 公差值为0.021mm

半精车IT9，公差值为0.074mm 粗车IT11，公差值为0.190mm 按工序入体原则：

?0.021 精鏜：Φ650mm

?0.074 半精鏜：Φ64.50mm

?0.190 粗鏜：Φ630mm

毛坯：Φ59.2?3mm

计算结果列表如下表：

工序名称 精鏜 半精鏜 粗鏜 毛坯

工序余量 0.5mm 1.5mm 3.8mm 5.8 mm 工序尺寸 65mm 64.5mm 63mm 59.2mm 工序公差 0.021mm 0.074mm 0.190mm 6mm 工序尺寸及偏差 ?0.021Φ650mm ?0.074Φ64.50mm ?0.190Φ630mm Φ59.2?3mm 3．4 加工设备刀具量具及切削用量的计算和确定

加工设备的选择主要从加工经济并保持精度的方面来保正零件的要求，刀具的选择是用于切削的工具，根据加工工艺的种类和加工的部位及材料的类型来选定，量具的选择主要是在加工后进行抽检，以保证加工后零件的尺寸精度。

切削用量的计算主要是计算出每道工序的加工所用的进给时间和切削速度。

3.4.1加工设备刀具及量具的选择

正确选择机床、刀具和量具是一件很重要的工作，他不但影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。

（1）粗车、半精车、精车Φ85外圆

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东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

v n=?1000=7910/（3.14?20）=125.9r/min

πd实际速度为：ndπ/1000=7.9m/min。

铰Φ20孔

铰孔余量为0.3mm，查表知进给量为（0.8～1.5mm/r），取本次车削进给量为1mm/r，查表知切削速度为2～6m/min，取本次车削速度为5m/min。

由公式：

v n=?1000可求出主轴转速n=5000÷20π=79.6r/min，查表取转

πd速n=80r/min，则实际切削速度为v=ndπ/1000=5.02m/min。

一刀可切削完成。

（9）车挖Φ24内环

车挖环单边余量为2mm，查表知进给量为（0.7～1mm/r），取本次车削进给量为1mm/r，查表知切削速度为60～75m/min，取本次车削速度为70m/min。

由公式：

v n=?1000可求出主轴转速n=70000÷24π=928.8r/min，查表取

πd转速n=900r/min，则实际切削速度为v=ndπ/1000=56.5m/min。

一刀可切削完成。

（10）钻、扩、铰Φ20孔

钻Φ19内孔，查表可知其切削速度为20mm/min，进给量为0.32mm/r。 由公式：

v n=?1000可求出主轴转速n=325r/min 取n=272r/min

πdv=17.1m/min

扩孔Φ19.7，查表可知，其进给量为（0.9～1.1）取本次进给量为1mm/r，查表v=7.91m/min

由公式：

v n=?1000=7910/（3.14?20）=125.9r/min

πd实际速度为：ndπ/1000=7.9m/min。

铰Φ20孔

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东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

铰孔余量为0.3mm，查表知进给量为（0.8～1.5mm/r），取本次车削进给量为1mm/r，查表知切削速度为2～6m/min，取本次车削速度为5m/min。

由公式：

v n=?1000可求出主轴转速n=5000÷20π=79.6r/min，查表取转

πd速n=80r/min，则实际切削速度为v=ndπ/1000=5.02m/min。

一刀可切削完成。

（11）确定内圆环的切削用量

粗车余量为7.5mm，查表知进给量为（0.7～1mm/r），取本次车削进给量为0.8mm/r，查表知切削速度为45～65m/min，取本次车削速度为50m/min。

由公式：

v n=查表取转?1000可求出主轴转速n=500000÷55π=289r/min，

πd速n=300r/min，则实际切削速度为v=ndπ/1000=51.8m/min。

一刀可切削完成。

上述为每道工序的切削用量的确定和计算。

3.4.3切削时间额定的确定

时间额定是指在一定的生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。

时间额定一般由基本时间ti加辅助时间tf+布置工作时间tb加休息生理时间tx和准备与终结时间tz

（1）Φ85外圆基本时间的确定 粗车外圆Φ85

apL?l?l1?l2根据车床基本时间计算公式ti=+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

2.5?2.5=5 取l2?4 L=85+5.8=90.8 1L?l?l1?l2i=（85+90.8+5+4）/0.8?180≈1.28min=77s

fn24

东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

粗车Φ85外圆辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=11.55s tb+tx=6%（ti+ tf）=5.3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=11.55+5.3+77=93.85s 半精车外圆Φ85

根据车床基本时间计算公式ti=

apL?l?l1?l2+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

1.6?2.4=4 取l2?4 L=85+3=88 1L?l?l1?l2i=（85+88+4+4）/0.5?300≈1.2min=72s

fn半精车Φ85外圆辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=10.8s tb+tx=6%（ti+ tf）=4.9s tdj= ti+ tf+ tb+tx=72+10.8+4.9=87.7s

精车外圆Φ85

apL?l?l1?l2根据车床基本时间计算公式ti=+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

1.2?2.8=4 取l2?4 L=85+1.2=86.2 1L?l?l1?l2i=（85+86.2+4+4）/0.2?370≈4.8min=288s

fn精车Φ85外圆辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf），

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东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=43.2s tb+tx=6%（ti+ tf）=19.8s tdj= ti+ tf+ tb+tx=19.8+43.2+288=351s

（2）粗车顶面的基本时间额定 根据车床基本时间计算公式ti=

apL?l?l1?l2+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

2.5?2.5=5 取l2?4 L=（85+2.9）/2=44 1L?l?l1?l2i=（44+42.5+5+4）/0.8?180≈0.665min=33s

fn粗车85顶面辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=4.9s tb+tx=6%（ti+ tf）=2.3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.9+2.3+33=40.2s

（3）精车85底面基本时间的确定 粗车底面

根据车床基本时间计算公式ti=

apL?l?l1?l2+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

1.3?2.7=4 取l2?4 L=85+2.9=87.9 1L?l?l1?l2i=（44+42.5+2.5+4）/0.8?180≈0.6min=33s

fn粗车85底面辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf），

26

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单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=4.9s tb+tx=6%（ti+ tf）=2.3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.9+2.3+33=40.2s

半精车底面

根据车床基本时间计算公式ti=

apL?l?l1?l2+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5；

1取l1=?3=4 取l2?4 L=85+1.6=86.6

1ti=

L?l?l1?l2i=（42.5+44+4+4）/0.5?300≈0.62min=31s

fn半精车车85底面辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=4.5s tb+tx=6%（ti+ tf）=2.1s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.5+2.1+31=37.6s

精车外圆Φ85

apL?l?l1?l2根据车床基本时间计算公式ti=+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

0.6?2.4=3 取l2?4 L=85+0.6=85.6 1L?l?l1?l2i=（42.75++42.54+4）/0.2?370≈1.26min=75s

fn精车85底面辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

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tf=0.15ti=11.25s tb+tx=6%（ti+ tf）=5.2s tdj= ti+ tf+ tb+tx=75+11.25+5.2=91.45s

（4）钻攻4?M6螺纹孔的基本时间额定 钻Φ5螺纹孔

根据钻床基本时间计算公式ti=

l?l1?l2D，已知.l1?cotkr?(1～2） fn2l2?1～4；

53D=??1?3.2 取l2?2.8 cotkr?(1～2）232l?l1?l216L=3.2+2.8+10=16 ti===1.14≈66s

fn140?0.1取l1?

钻Φ5孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=9.9s tb+tx=6%（ti+ tf）=4.5s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.5+9.9+66=80.4s

攻M6螺纹孔 ti=（

l?l1?l2l?l1?l2+） 已知l1?(1～3）p l2?(2～3）p （P为螺距）

fn0fn已知螺距查表为0.75mm，n=65r/min，n0=62r/min ti=（

l?l1?l2l?l1?l28?2?28?2?2+）?4=4???160s

fn0fn0.75?650.75?60攻M6螺纹孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=24s tb+tx=6%（ti+ tf）=11s

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tdj= ti+ tf+ tb+tx=24+11+160=195s

（5）车挖Φ24内环基本时间的确定

apL?l?l1?l2根据车床基本时间计算公式ti=+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5；

2取l1=?3=5 取l2?4 L=24

1ti=

L?l?l1?l2i=（20+24+9）/0.8?180≈0.368min=22s

fn因为要挖两边，所以ti=44s

车挖Φ24内环辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=6.6s tb+tx=6%（ti+ tf）=3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=3+6.6+44=53.6s

（6）钻扩铰Φ20内控基本时间额定的确定 钻Φ19内孔

根据转床基本时间计算公式ti=

l?l1?l2Di，已知l1=cotkr+（1～2） fn2l2?1～4； 取l1=ti=

20cot60?≈15 取l2?2 2l?l1?l2=（40+15+2）/272?0.32≈0.735min=39.2s fn钻Φ19内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

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tf=0.15ti=5.8s tb+tx=6%（ti+ tf）=2.7s tdj= ti+ tf+ tb+tx=5.8+39.2+2.7=47.7s

扩Φ20内孔

根据扩孔基本时间计算公式ti=

D?d1l?l1?l2cotkr+（1～2） ，已知l1=

fn2l2?2～4； 取l1=

ti=

1.97-19?（1～2）=2 取l2?3； 2l?l1?l2=（40+2+3）/71?1≈0.63min=33.8s fn扩Φ19.7内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=5.1 tb+tx=6%（ti+ tf）=2.3s tdj= ti+ tf+ tb+tx=2.3+38.9=41.2s

铰Φ20内孔

根据绞孔基本时间计算公式ti=ti=

l?l1?l2，查表已知 l1=0.3 l2?45； fnl?l1?l2=（40+45+0.3/80≈1.06min=63.7s fn铰Φ20内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=9.5s tb+tx=6%（ti+ tf）=4.4s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.4+73.2=77.6s

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（7）铣十字头

根据铣孔基本时间计算公式ti=

l?l1?l2，已知l1=a（ed-ae+（1～3） fmzl2?2～5；

取l1=3.5(5?3.5)?（1～2）=4 取l2?4；

ti1=

l?l1?l2=（4+4+25?2）/85≈0.683 min=41s fnl?l1?l2=（4+4+25?2）/105≈0.552min=33s fn ti2=

钻钻Φ19内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=11.2s tb+tx=6%（ti+ tf）=5.2s tdj= ti+ tf+ tb+tx=5.2+75+11.2=91.4s

（8）精鏜Φ65内孔 粗鏜Φ65内孔

apL?l?l1?l2根据镗孔基本时间计算公式ti=+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

3.8?2.2=6 取l2?4 L=59.2+3.8=63 1L?l?l1?l2i=（61.2+10+6+4）/0.5?350≈0.464min=27.8s

fn粗鏜Φ65内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=4.2s tb+tx=6%（ti+ tf）=2s tdj= ti+ tf+ tb+tx=2+32=34s

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半精镗孔Φ65

apL?l?l1?l2根据镗孔基本时间计算公式ti=+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

1.5?2.5=4 取l2?4 L=63+1.5=64.5 1L?l?l1?l2i=（64.5+10+4+4）/0.5?400≈0.412min=24.8s

fn半精鏜Φ65内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=3.7s tb+tx=6%（ti+ tf）=1.7s tdj= ti+ tf+ tb+tx=28.5+1.7=30.2s

精镗孔Φ65

根据镗孔基本时间计算公式ti=

apL?l?l1?l2+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

0.5?2.5=3 取l2?4 L=64.5+0.5=65 1L?l?l1?l2i=（65+10+3+4）/0.2?350≈1.17=70.2s

fn钻钻Φ19内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=10.5s tb+tx=6%（ti+ tf）=4.8s tdj= ti+ tf+ tb+tx=4.8+80.7=85.5s

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（9）钻孔Φ20底面孔 钻Φ19内孔

根据转床基本时间计算公式ti=

l?l1?l2Di，已知l1=cotkr+（1～2） fn2l2?1～4； 取l1=ti=

20cot60?≈15 取l2?2 2l?l1?l2=（20+15+2）/272?0.32≈0.366 min=22s fn钻Φ19内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=3.5s tb+tx=6%（ti+ tf）=1.5s tdj= ti+ tf+ tb+tx=3.5+1.5+22=27s

扩Φ20内孔

根据扩孔基本时间计算公式ti=

D?d1l?l1?l2cotkr+（1～2） ，已知l1=

fn2l2?2～4； 取l1=

1.97-19?（1～2）=2 取l2?3； 2l?l1?l2=（20+2+3）/71?1≈0.26min=16s fn ti=

扩Φ19.7内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=2.5s tb+tx=6%（ti+ tf）=1.1s tdj= ti+ tf+ tb+tx=1.1+2.5+16=19.6s

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东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

铰Φ20内孔

根据绞孔基本时间计算公式ti=ti=

l?l1?l2，查表已知 l1=0.3 l2?45； fnl?l1?l2=（20+45+0.3/80≈0.754min=48.7s fn铰Φ20孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=7.8s tb+tx=6%（ti+ tf）=3.4s tdj= ti+ tf+ tb+tx=7.8+3.4+48.7=59.9s

（10）粗车Φ55内孔

apL?l?l1?l2根据车孔基本时间计算公式ti=+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5； 取l1=ti=

4.2?2.8=7 取l2?4 L=55+4.2=59.2 1L?l?l1?l2i=（59.2+10+7+4）/0.5?350≈0.458min=27.5s

fn粗车Φ55内孔辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=4.4s tb+tx=6%（ti+ tf）=1.9s tdj= ti+ tf+ tb+tx=1.9+4.4+27.5=33.8s

（11）车内环

根据车孔基本时间计算公式ti=

apL?l?l1?l2+（2～3） i，已知l1=

tankrfnl2?3～5；

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东华理工长江学院毕业设计 工艺规程的编制

取l1=ti=

30?4=34 取l2?4 L=65 1L?l?l1?l2i=（65+10+34+4）/0.5?350≈0.668=40.1s

fn车底面孔后内环辅助时间tf=0.15ti，其他时间tb+tx=6%（ti+ tf）， 单件时间为tdj= ti+ tf+ tb+tx

tf=0.15ti=6.4s tb+tx=6%（ti+ tf）=2.8s tdj= ti+ tf+ tb+tx=6.4+2.8+40.1=49.3s

3. 5工序卡片的编制

工艺路线拟定之后，就要确定各工序的具体内容，其中包括工序余量、工序尺寸及公差的确定；工艺装备的选择；切削用量、时间额定的计算等等。在此基础上，设计人员还需将上述零件工艺规程设计的结果以图表、卡片、和文字材料统称为工艺文件。

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东华理工长江学院毕业设计 夹具设计

4、夹具设计

夹具是在机械加工中必不可少的工装，它不仅可以减少工人的劳动强度，节省时间，还可提高工作效率，并保证加工精度。

4. 1夹具的概要

在夹具的设计中最主要要解决的问题是定位基准的选择及夹紧装置的设计

问题。

在夹具的设计中要考虑到机床夹具的作用，然后考虑夹具设计中的定位基准的选择及夹紧装置设计问题，使设计出来的夹具可以达到要求。 1.机床夹具的功用

（1）稳定保证工件的加工精度

用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，是一批工件的加工精度趋于一致。 （2）减少辅助工时，提高生产率

使用夹具装夹工件时不需要划线找正，可显著的减少辅助工时，方便快捷；可提高工件的刚性，使用较大的切削用量；可实现多件、多工位同时装夹，可采用高效夹紧机构，提高劳动生产率。

4. 2夹具定位要求的分析

（一）定位基准的选择

底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求，因此应以底面为主要的定位基准。由于铸造件的公差要求较大，利用小头孔的外圆表面作为辅助基准，为了提高加工效率，现决定采用麻花钻加工出8mm的通孔。 （二）夹紧装置的设计要求

夹紧装置时夹具的重要组成部分，合理设计夹紧装置有利于保证工件的加工质量，提高生产率和减轻工人的劳动强度，因此对夹紧装置做了如下要求： （1）工件在夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所获得的正确位置； （2）夹紧力的方向应可靠、适当。也就是保证工件在加工过程中不产生移动或震动，同时又必须使工件不产生不适当的变形和表面损伤；

（3）夹紧动作要准确迅速，以便提高生产效率； （4）操作简便，省力，安全，以改善工人的劳动条件，减轻劳动强度； （5）结构简单，易于制作。

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东华理工长江学院毕业设计 夹具设计

定位方式的选择

本次设计的是十字头底面Φ20孔的夹具的设计，对其定位要求分析如下：

如上图，要加工Φ20的底面孔首先要限制其X方向的移动，Y方向的移动，X方向的转动及Y方向的转动。

通过分析可知要保证该道工序的精度要求，其在X和Y方向的移动及转动都必须限制，在此选用短V形块加3个圆柱销定位的方法可限制X,Y，Z的移动和X，Y的转动。定位大致如下图所示：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1vq7.html