编号：
毕业设计（论文）说明书
题目：定位座的加工工艺制定及
辅具的设计
题目类型：(理论研究(实验研究(工程设计(工程技术研究(软件开发
年月日
摘要
在如今大信息时代的背景下，制造全球化的发展势不可挡，特别是经济的全球化影响下，渐渐的带动了制造全球化的发展，而过去的传统机械加工工工艺已经满足不了现在所加工零件所需的各项精度要求。目前我国的制造行业有着前所未有的机遇，并且随着科技的进步，我国的制造业正在逐渐缩小与发达国家的制造业水平的差距，同时兼合发达国家的制造技术，拥有属于自己的核心制造技术。而零件的机械加工工艺作为制造业的重要组成部分，零件机械加工工艺的发展状况深深影响着国家的经济实力[1]。
本课题的内容是制定定位座的加工工艺和设计其专用夹具。也就是说要根据定位座的零件图，按照相应的技术要求对其加工工艺的制定，以及在降低加工成本，提高生产效率和便于加工等基础上，设计一个专用夹具。而在制定加工工艺之前，需要结合零件图纸，对定位座的结构和工艺性进行分析，了解定位座所需的技术要求，并以此来确定定位座的毛坯制造形式和毛坯的形状；其次是定位座在加工时定位基准的选择，这样可以确保所加工出来的零件的精度达到要求，并制定定位座的加工工艺路线方案[2]；最后是设计出一个便于零件加工的专用夹具结构。
本课题主要涉及到现代制造技术、机械加工工艺、数控技术及数控机床、机床夹具等方面内容。其中，在现代制造技术上，选用了毛坯铸造方式中的铸件；在机械加工工艺方面，涉及了车削加工，钻孔加工等机械加工工艺；机床夹具方面，我设计了一个用于钻床进行钻孔加工的分度式回转钻模。
关键词：加工工艺；机床夹具；设计；工艺方案。
Abstract
Underthebackgroundoftoday''sinformationage,thedevelopmentofmanufacturingglobalizationisunstoppable,especiallyundertheinfluenceofeconomicglobalization,whichgraduallydrivesthedevelopmentofmanufacturingglobalization.However,thetraditionalmachiningtechnologyinthepastcannolongermeettheaccuracyrequirementsofthepartsprocessednow.Atpresent,China''smanufacturingindustryhasunprecedentedopportunities,andwiththeprogressofscienceandtechnology,China''smanufacturingindustryisgraduallynarrowingthegapwiththelevelofthemanufacturingindustryindevelopedcountries,andatthesametime,withthemanufacturingtechnologyindevelopedcountries,ithasitsowncoremanufacturingtechnology.Asanimportantpartofthemanufacturingindustry,themechanicalprocessingtechnologyofpartshasadeepimpactontheeconomicstrengthofacountry[1].
Thecontentofthistopicistoformulatetheprocessingtechnologyofthepositioningseatanddesignitsspecialfixture.Thatistosay,accordingtothelocationoftheseatofthepartdiagram,accordingtothecorrespondingtechnicalrequirementsforitsprocessingprocess,andinthereductionofprocessingcosts,improveproductionefficiencyandeasytoprocessonthebasisofthedesignofaspecialfixture.Beforethedevelopmentofprocessingtechnology,itisnecessarytocombinepartdrawings,thestructureandprocessofpositioningseatanalysis,tounderstandthetechnicalrequirementsofpositioningseat,andtodeterminetheblankmanufacturingformofpositioningseatandtheshapeoftheblank;Thesecondistheselectionofpositioningdatumforpositioningseatduringprocessing,soastoensuretheaccuracyoftheprocessedpartstomeettherequirements,andtoformulatetheprocessingrouteschemeofpositioningseat[2].Finally,aspecialfixturestructureisdesignedtofacilitatetheprocessingofparts.
Thistopicmainlyinvolvesthemodernmanufacturingtechnology,machiningtechnology,numericalcontroltechnologyandnumericalcontrolmachinetools,jigsandotheraspectsofthecontent.Amongthem,inthemodernmanufacturingtechnology,Ichoosethecastingmethodofmetalpouring;Inthemechanicalprocessingtechnology,involvestheturningprocessing,drillingprocessingandothermechanicalprocessingtechnology;Intheaspectofmachinetooljig,Idesignedagraduatedrotarydrilldiefordrillingmachine.
Keywords:processingtechnology;Machinetooljig;design；Theprocessingplan.
目录
1绪论 1
1.1本课题研究的目的和意义 1
1.2本课题研究内容的发展现状或趋势 1
1.3本课题的研究内容以及研究过程的主要问题 2
2零件的结构和工艺性分析及毛坯的选择、机床的选择 3
2.1零件的结构和工艺性分析 3
2.1.1零件的结构分析及作用 3
2.1.2零件工艺性分析 3
2.2毛坯的选择 4
2.2.1确定毛坯的制造形式 4
2.2.2分析毛坯的加工余量 4
2.2.3确定毛坯的形状及各表面的基本尺寸 5
2.3机床的选择 6
3工艺规程的制定 8
3.1选择定位基准 8
3.2工艺装备的选择与确定 8
3.2.1量具的选择 8
3.2.2刀具材料的选择 9
3.2.3切削液的选择 9
3.3工艺方案的制定 9
3.3.1制定机械加工方法 9
3.3.2制定工艺过程方案 10
3.3.3计算工序的切削用量和工时 12
3.4.4编制工艺文件 25
4夹具的设计 27
4.1钻模的结构形式 27
4.2钻模的设计 27
5总结与展望 31
5.1总结 31
5.2展望 31
谢辞 32
参考文献 33
附录 34
1绪论
1.1本课题研究的目的和意义
本课题是定位座的加工工艺制定及辅具的设计。顾名思义，此定位座具有定位导向，支撑等作用，纵观国内外，定位座的加工工艺过程早就被许多经验丰富的老师傅研究透彻了。但是，在工业4.0面前，作为后辈，我们应该发扬前辈们的精神，更应该为以后的自动化生产添上我们的绵薄之力。尽管，目前我国的自动化程度已经很高了，但是人不能满足于现状，而且与国际上的发达国家的先进制造技术还是有一点差距，因此，我们在设计时，应该有新的目标，往更高的精度，更高的自动化程度以及智能制造的方向去努力。进入21世纪以后我国的传统加工工艺已经慢慢被淘汰了，现在绝大部分的企业都是在使用数控技术对零件进行加工，数控技术不但能够满足零件的高精度要求，而且自动化程度高，加工过程不需要工作人员的干涉，降低了工作人员的劳动强度。
因为本次设计的定位座属于小批量生产，为了最大化的生产效率，减少劳动力的浪费以及准确的加工质量，所以为加工过程中不便于机床加工的地方设计专用的夹具，为后续的大批量生产做铺垫。
1.2本课题研究内容的发展现状或趋势
（1）现代制造技术的发展现状
当今，在经济全球化影响下，制造行业已经渐渐的有了全球化的趋势，而零件的制造技术已经变得不再单一，资源也变得全球化。目前我国的制造行业有着前所未有的机遇，但是，有多大的机遇就会面临多大的挑战。在大信息时代来临之际，怎么样使得产品的制造低成本，产量高，周期短？这是我们在生产产品时应该考虑的问题，而只有把这些实现了，才能在世界制造业分一杯羹。
（2）机械加工工艺的发展现状
机械工业的发达程度可以反映出一个国家的经济能力，而机械工业中的工艺工作是重中之重的一项工作。工艺工作可以为我们在进行机械加工时带来便利，其中工艺工作可以是工艺管理，加工路线的制定，加工过程的合理性分析，以及生产中用到的工艺文件编制等等，在这些方面，我国发展迅速，成绩卓越。但是，目前相对于国际上的工业大国，我们还是有所差距的，但这也正是留给我们后辈去开拓与发展的一个机会。
其中，在自动化程度上，我国近几年的发展快速，许多的企业已经慢慢的将之前的人为手动机械制造淘汰，这主要得益于人才的不断涌现，加上我国政府的大力支持，促进了机械自动化在我国的机械工业的应用。随着科学技术的不断发展，在过去进行机械制造中所用到的制作材料已经不能满足当前社会需求，所以现代化的机械制造技术开始采用许多的新型材料。而新型材料的出现不仅提高了企业的竞争力，而且也使得机械加工工艺技术的发展越来越迅速。
（3）数控技术及数控机床的发展
数控技术是衡量一个国家工业自动化程度的重要指标[3]，当今社会，数控技术已经普遍应用于各个国家的工业制造体系中。而我国政府的大力支持，使得我国制造行业拥有了一批属于自己的知识产权的数控技术以及数控机床。数控机床依赖于数控技术，数控技术的出现也意味着传统加工技术被淘汰的必然结果。目前，许多的企业已经实现了加工机床与生产过程全部数控化，已经实现了从以前的工人加工生产到现在的机台自动化生产。但是，数控技术与数控机床还有许多的地方等着我们去发掘，毕竟站在世界的角度上，我们与发达国家的自动化生产还是有一点距离的，而这些正是留给我们当代人的时代使命。目前我们与国外发达国家的差距主要体现在更高质量、更可靠产品此较少，机床功能部件的老化，自主创新能力不足和国内高精密机床的供应链并不是很完善等等。
（4）机床夹具的发展趋势
机床夹具在我国数控机床快速发展与应用影响下，也不断的发展壮大。而针对不同的机床以及不同产品，出现了各式各样的机床夹具。其中，大致可以分为专用型与通用型，以及组合型和可调整型四种机床夹具。而机床夹具初期只是用于辅助工作人员对零件进行加工；慢慢的发展到与机床相配合，在机床夹具的加持下，加工的零件比之前能达到更高的精度、更高的质量。在未来，机床夹具的标准化、精密化和高效化可以为零件的生产带来令人难以想象的好处，不仅缩短了零件的生产周期，而且还使得工人在加工零件的过程中更加的轻松。
1.3本课题的研究内容以及研究过程的主要问题
（1）本课题的研究内容有：一是按照定位座的图纸上的技术要求，对其整个加工工艺的制定，而在制定之前，第一步是结合图纸，对零件的结构和作用、工艺性进行分析；第二步是选择毛坯的制造方式以及加工机床；第三步是整个工艺规程的制定。二是在便于加工、节约成本等基础上，针对零件的某一组成部分设计专用的夹具结构。
（2）本课题研究过程的主要问题可以总结有以下几点：①在选择毛坯时，应该结合生产纲领和生产条件来选择，以及在提高毛坯质量及材料利用率、减少机械加工劳动量及加工成本等基础上，减少毛坯的制造要求和成本[4]。②在制定工艺路线方案时，如何去选择基准、去制定合理工序、去选择加工的方法及设备等，都是研究过程应该注重的主要问题。③在设计定位座的专用夹具结构时，如何最大化生产成本、减少加工的劳动力、保证零件的精度等问题。
2零件的结构和工艺性分析及毛坯的选择、机床的选择
2.1零件的结构和工艺性分析
2.1.1零件的结构分析及作用
此定位座(零件结构见图2.1)也可称做定位销座，其主要加工表面为回转表面，对于实现零件的动静平衡比较容易，其组成有：外圆、内孔、端面和螺栓孔。该定位座可配合专用定位销用于多轴钻床的定位和支撑作用。因此，为了达到应用需求，该零件应该具有高的精度、高的耐磨性、高的强度以及减震性能要好等性能。
图2.1定位座的三维视图（左）及其剖视图（右）
2.1.2零件工艺性分析
此定位座的材料为HT200， 而此材料正好符合定位座的高精度、高强度、高耐磨性以及高减震性等性能需求，但因其可塑性差，故不适合磨削加工，以免零件断裂[5]。此零件的技术要求有：
（1）定位座的尺寸精度
由于内孔作为与配合零件使用时的接触部分，因此尺寸精度较高，定位座内孔部分为孔和孔，公差等级为IT8；而且此零件属于座类组成，而可以看成轴类的尺寸为，公差等级为IT10，充当底座的部分尺寸为，公差尺寸不做要求；在底座部分，以轴线为中心线，在70mm的圆处，呈圆周分布着的螺栓孔。
（2）定位座的表面粗糙度
当加工的零件有需与配合零件的接触表面时，为了避免装配时产生不必要的误差，往往会要求高的精度，因此，定位座内圆及外圆表面粗糙度为,端面粗糙度为。
（3）定位座的相互位置精度
因为此零件有支承和定位作用，因此在加工内孔时，对两个相连孔位的同轴度有一定的要求，而根据零件图纸我们可知，同轴度为0.02mm。
2.2毛坯的选择
根据零件图纸分析选择毛坯的材料及其制造形式，平衡好机械加工与毛坯两者的成本。合理的选择毛坯，可以为整体零件的加工过程带来便利，在选择毛坯时，需要从工艺的角度（加工余量、结构工艺性等）去分析毛坯的制造要求，以及从生产纲领和自身的的条件去解决好毛坯的选择及其制造形式。
2.2.1确定毛坯的制造形式
通过查阅资料知晓，毛坯种类包括铸件、锻件、型材以及焊接件[6]。其中，铸件主要用于结构不简单、形状复杂的毛坯；在生产单件、小批量大型零件时，往往采用自由锻件，而对于高精度、产量大的中小型零件，往往采用模锻件；而在型材中，热轧型材主要用于普通零件的毛坯，冷轧型材主要用于制造中小型零件的毛坯，而这些毛坯往往有着高精度的要求；焊接件在一些加急生产的大型零件方面应用广泛，但其会变形，因此，需要时效处理后，方可加工。在确定毛坯的制造形式之前，为了方便后续在加工零件时能让过程简单化，成本节约化。我们还应该遵循毛坯的选择原则：
（1）根据零件材料的可制造性来选择毛坯的制造形式；
（2）根据零件的尺寸与结构来选择毛坯的制造形式；
（3）根据零件的生产量来选择毛坯的制造形式；
（4）根据现有生产条件（工艺水准、设备情况和成本等）来选择毛坯的制造形式[7]。
综上可得，由于此定位座主要由外圆、内孔、端面和螺栓孔组成，属于小批量生产结构简单，且材料为HT200。而HT200（灰铸铁）具有高的精度、高的耐磨性、高的强度以及减震性能好等性能特点，且在加工过程中不会受到大的冲击，故我选择的毛坯种类为铸件。
2.2.2分析毛坯的加工余量
毛坯的加工余量表示的是我们在加工一个零件时，需要从零件毛坯表面上切除掉的材料。考虑到零件加工精度，所以用金属型浇注。而且零件的形状简单，可以使得铸造的毛坯形状与其相近。因此只需要铸出两个内孔即可。通过分析，本次定位座毛坯尺寸公差等级采用CT9,J机械加工余量为MA-G级[8]。然后，按照各个加工表面所需的精度，列出了毛坯各表面的加工余量表，如表3-1所示：
表3-1毛坯各表面加工余量表
被加工表面 基本尺寸 加工余量 余量等级 外圆面1 86mm 5mm G 端面2、7 62mm 3mm G 端面3、2 10mm 3mm G 内圆面4 40mm 2mm G 端面5 52mm 3mm G 外圆面6 54mm 5mm G 内圆面8 30mm 2mm G 而且由于金属型铸造的孔径最小是10mm，因此螺栓孔孔3×Φ8mm不能铸出。为了加工方便，简化零件铸造毛坯。经过图纸分析可知，本次零件需要加工的倒角为1×45°，而且Φ30mm与孔Φ54mm的同轴度为0.02mm。
2.2.3确定毛坯的形状及各表面的基本尺寸
由上表的各表面毛坯加工余量表可以得出零件毛坯各个表面的基本尺寸和偏差，见表3-2，零件毛坯三维视图见图3-1及结构尺寸图见图3-2。
表3-2毛坯各表面的基本尺寸和偏差表
表面 加工余量 零件尺寸 毛坯基本尺寸 偏差 毛坯尺寸 外圆面1 5mm 86mm 91mm ±0.4mm 91±0.4mm 端面2 3mm 62mm 65mm ±0.5mm 65±0.5mm 端面7 3mm 62mm 65mm ±0.5mm 65±0.5mm 端面3 3mm 10mm 13mm ±0.5mm 13±0.5mm 内圆面4 2mm 40mm 38mm ±0.5mm 38±0.5mm 端面5 3mm 52mm 55mm ±0.5mm 55±0.5mm 外圆面6 5mm 54mm 59mm ±0.4mm 59±0.4mm 内圆面8 2mm 30mm 28mm ±0.5mm 28±0.5mm
图3-1零件毛坯三维视图
图3-2零件毛坯结构尺寸图
2.3机床的选择
在选择机床之前，应考虑现有的生产条件以及加工方法来选择机床设备，应根据确定的加工方法选择正确的机床设备，机床设备的选用影响着零件的加工质量，同时，对零件的整体加工效率以及整个制造成本也会有所影响。
（1）选择机床的类型。
在选择机床的类型时，我们一般会依据零件的结构形状特点来选用[9]。由于本次设计的定位座为回转体零件，且属于小批量生产类型。已知，该零件属于回转体零件，其技术要求在如今的数控车床上加工就能实现，相反，对比普通机床则不易实现。因此，通过分析可以发现，定位座的外圆面及倒角，可以在数控车床上用外圆车刀车出来，内圆则采用内圆车刀，而底座上的螺栓孔孔则使用钻床进行加工，故我选用数控车床来加工。
（2）确定机床的规格。
已知，该定位座是回转体零件，需要加工的表面大多为回转表面，整体结构并不复杂。因此我选用的数控机床为C365L转塔式机床，该机床相比其他机床的优势在于可以一次性安装多种刀具。而对于螺栓孔则采用立式Z525立式钻床。
（3）选用机床的主要参数。
根据（2）的内容，确定了车削加工上选用C365L转塔式车床、螺栓孔加工则选用Z525钻床。通过查阅[机制]P141，表4.2-2、表4.2-3列出了C365L转塔式车床和Z525立式钻床的主轴转速与进给量参数表。如表3-3所示：
表3-3C365LC365L转塔式车床和Z525立式钻床的主轴转速与进给量参数表
机床类型 主轴转速(r/min) C365L转塔式车床 正转 44、58、78、100、136、183、238、322、430、550、745、1000 反转 48、64、86、100、149、200、261、352、471、601、816、1094 Z525立式钻床 97、140、195、272、392、545、680、960、1360 进给量（mm/r） C365L转塔式车床 横刀架 纵向 0.07、0.09、0.13、0.17、0.21、0.28、0.31、0.38、0.41、0.52、0.56、0.76、0.92、1.24、1.66、2.29 横向 0.03、0.04、0.056、0.076、0.09、0.12、0.13、0.17、0.18、0.23、0.24、0.33、0.41、0.54、0.73、1.00 Z525立式钻床 0.10、0.13、0.17、0.22、0.28、0.36、0.48、0.62、0.81
3工艺规程的制定
加工工艺规程的制定便于后续零件的加工，其是对整个零件加工工艺过程的一个归纳与总结而编制成的工艺文件[10]。而工艺规程的制定可以让加工工人更好的去加工零件，并且在出错时，也便于去寻找问题的所在，然后进行工序或者工艺装配的更改，达到所需求的技术要求。
3.1选择定位基准
定位基准的选择是任何一个零件在制定工艺规程时必不可少的一个步骤[11]。因为定位基准的选择影响着加工零件表面的尺寸精度和相互位置精度、确定各表面的加工顺序和夹具结构的设计。因此，制定工艺规程之前，需对零件结构及尺寸进行分析，并合理选择定位基准。
（1）粗基准面的选择
根据对现有设备，产品结构，用途和图纸的分析，考虑外圆柱表面、外圆底座表面以及定位座的阶梯孔，而无需考虑其他表面，定位座的外圆柱表面不能用作参考表面，如果将内孔用作粗糙参考，则与固定装置的接触面积太小，并且整个产品上的应力不平衡。恐怕它不能承受巨大的切削力。因此，在加工两个带孔的表面时，选择其中一个表面作为基准（相互基准的原理）以确保其平行性。由于定位座的阶梯孔的中心线是整个产品的设计基础，在加工阶梯孔之前不能作为加工期间的精确参考，故可以选择它作为辅助到定位座底面。辅助基准主要用于夹紧和平衡另一个定位基准所承受的切削力。由于粗基准面的选择具有局限性（同一尺寸方向只能用一次），因此我们在选择粗糙基准面时，我们应该考虑到经过粗加工后，后续的加工的加工余量不影响零件的正常加工。
（2）精基准的选择
因为定位座的外圆是装配基准的同时，也是设计基准。而在选择精基准时，需参照零件的设计基准。由于定位座的设计基准为外圆，所以在设计工艺方案加工其它圆面时，将外圆作为精基准，并且通过它的左端面来加工其它端面。这样可以减少来自基准不重合的误差，且遵循了“基准重合”原则。
3.2工艺装备的选择与确定
3.2.1量具的选择
在零件加工过程中，需要一种辅助的工具去对我们所加工出来的零件确定其尺寸精度[12]。因此，这就需要到用量具，应结合零件的精度要求来选择量具，以及各方面因素（如：零件的大小、结构、轻重、以及测量过程的经济性等）来综合考虑。由于本次设计的定位座属于小批量生产，且结构简单、大小适中，故我选择通用量具。
其中，由于外圆面的尺寸公差为0.1mm以及内孔的尺寸公差0.039mm，故我选用分度值0.02测量范围0-150mm的游标卡尺来测量54mm外圆面；选用分度值0.001的内径千分尺来测量内孔孔和孔。
3.2.2刀具材料的选择
在实现零件的切削之前，刀具的材质以及刀具的角度和结构，它们决定着是否能顺利实现零件的切削。因为在加工零件过程中，刀具受到许多外界因素的影响，列如：与切削和工件表面的摩擦、在高温和强切削力下加工，都在加速刀具的使用寿命。
综上所述，在选择刀具材料时应注意其是否具备以下性能要求：①高硬度；②高耐磨性；③高耐热性；④韧性和强度足够；⑤工艺性好；⑥热物理性能和耐热性能好[13]。
而且数控机床对刀具的要求更高。要求精度高，刚性好，耐久性高，尺寸稳定安装调整方便。根据零件材料和刀具的实际情况，=，副偏角=，前角=，后角=，刃倾角=，刀尖角圆弧半径=0.5[14]；②粗、半精加工外圆面时，用YG6硬质合金焊接式直头外圆车刀，精加工为硬质合金YGX6；③车内孔时用YG6硬质合金内圆车刀；④钻床上加工孔的刀具选择。钻3×Φ8mm孔选直柄高速麻花钻。
3.2.3切削液的选择
通常在数控机床上，我们在编制程序的时候，会有一个指定的M代码来开启切削液，在切削结束时，也是通过其来关闭切削液。切削液具有冷却工具和工件材料的作用，通过润滑作用提高数控机床的切削能力，并将切屑冲洗掉。在加工过程中，切削液的量多还是量少，这主要由加工零件来决定[15]。下面归纳了三种常用切屑液，并列出它们的组成成分及其作用，如表4-1所示:
表4-1切削液的种类
切削液名称 组成成分 作用 乳化液 水、油、乳化剂 润滑、冷却、清洗 水溶液 水、防锈添加剂 冷却 切削油 矿物油、动植物油、极压添加剂或油性 润滑 切削液的种类繁多，在选用时，不能盲目的选择，而应该依据加工性能、工件材料和刀具材料等因素。这样选出来的切削液效果更理想。
通常在粗加工时，切削液的作用是冷却，故优先考虑冷却作用更好的切削液，顺便减小一些切削力和切削能力，因此，选择低浓度乳液。而在精加工时，切削液的作用是润滑，为达到改善工件的表面质量并减少工具磨损的目的，故应考虑润滑效果更好的切削液，因此，选择高浓度乳液或切削油。
3.3工艺方案的制定
3.3.1制定机械加工方法
根据零件的结构来选择表面的加工方法。已知零件材料为HT200，并且知道了定位座的加工面有外圆面、内圆面、端面及螺栓孔孔等。故制定了各个加工表面的加工方法及相关信息，如下表所示：
表4-2各个加工表面的加工方法及相关信息表
加工表面 工序 工序余量（mm） 工序基本尺寸(mm) 公差 公差等级 尺寸偏差(mm) 表面粗糙度 Φ86mm外圆面 毛坯 2Z=5 Φ91 0.8 -- Φ91±0.4 25 粗车 2Z=3.2 Φ87.8 0.19 IT11 Φ87.8 6.3 半精车 2Z=1.0 Φ86.8 0.074 IT9 Φ86.8 3.2 精车 2Z=0.8 Φ86 0.019 IT6 Φ86 1.6 Φ54mm外圆面 毛坯 2Z=5 Φ59 0.8 -- Φ59±0.4 25 粗车 2Z=3.2 Φ55.8 0.19 IT11 Φ55.8 6.3 半精车 2Z=1.0 Φ54.8 0.074 IT9 Φ54.8 3.2 精车 2Z=0.8 Φ54 0.019 IT6 Φ54 1.6 Φ54mm左端面 毛坯 Z=3 57 1.0 -- 57±0.5 25 粗车 Z=2 55 0.16 IT11 55 6.3 半精车 Z=1 54 0.062 IT9 54 3.2 Φ86mm左端面 毛坯 Z=3 16 1.0 -- 16±0.5 25 粗车 Z=2 14 0.11 IT11 14 6.3 半精车 Z=1 13 0.043 IT9 13 3.2 Φ86mm右端面 毛坯 Z=3 13 1.0 -- 13±0.5 25 粗车 Z=2 11 0.11 IT11 11 6.3 半精车 Z=1 10 0.043 IT9 10 3.2 孔Φ30mm 毛坯 2Z=2 Φ28 1.0 -- Φ28±0.4 25 粗车 2Z=1.2 Φ29.2 0.16 IT11 Φ29.2 6.3 半精车 2Z=0.76 Φ29.96 0.039 IT8 Φ29.96 3.2 精车 2Z=0.04 Φ30 0.016 IT6 Φ30 1.6 孔Φ40mm 毛坯 2Z=2 Φ38 1.0 -- Φ38±0.4 25 粗车 2Z=1.2 Φ39.2 0.16 IT11 Φ39.2 6.3 半精车 2Z=0.76 Φ39.96 0.039 IT8 Φ39.96 3.2 精车 2Z=0.04 Φ40 0.016 IT6 Φ40 1.6 孔3×Φ8mm 钻 Z=8 Φ8 Φ8 6.3 实心 -- -- -- -- -- -- 3.3.2制定工艺过程方案
制定工艺过程的前提是，我们因该考虑如何确保所加工零件的技术要求达到设计要求[16]。并且已知为小批量生产，因此，还应该考虑整体的生产效率，以及最低生产成本的初心。
工艺路线方案一：
（1）工序Ⅰ：以Φ86mm外圆面与其右端面定位，粗车、半精车Φ54mm左端面；
（2）工序Ⅱ：粗车、半精车、精车Φ54mm外圆面，车Φ54mm左端面1×45°倒角；
（3）工序Ⅲ：粗车、半精车、精车Φ30mm孔；
（4）工序Ⅳ：以Φ54mm外圆面与其左端面定位，粗车、半精车Φ86mm左端面；
（5）工序Ⅴ：粗车、半精车、精车Φ86mm外圆面；
（6）工序Ⅵ：粗车、半精车Φ86mm右端面，以及车两端面1×45°倒角；
（7）工序Ⅶ：粗车、半精车、精车Φ40mm孔及其内端面，车1×45°倒角；
（8）工序Ⅷ：钻3×Φ8mm螺栓孔；
（9）工序Ⅸ：检测入库。
工艺路线方案二：
（1）工序Ⅰ：以Φ54mm外圆面与其左端面定位，粗车、半精车Φ86mm左端面；
（2）工序Ⅱ：粗车、半精车、精车Φ86mm外圆面；
（3）工序Ⅲ：粗车、半精车Φ86mm右端面，以及车两端面1×45°倒角；
（4）工序Ⅳ：粗车、半精车、精车Φ40mm孔及其内端面，车1×45°倒角；
（5）工序Ⅴ：以Φ86mm外圆面与其右端面定位，粗车、半精车Φ54mm左端面；
（6）工序Ⅵ：粗车、半精车、精车Φ54mm外圆面，车Φ54mm左端面1×45°倒角；
（7）工序Ⅶ：粗车、半精车、精车Φ30mm孔；
（8）工序Ⅷ：钻3×Φ8mm螺栓孔；
（9）工序Ⅸ：检测入库。
工艺路线方案三：
（1）工序Ⅰ：以Φ40mm圆孔和Φ30mm孔定位，粗车、半精车、精车Φ54mm外圆面；
（2）工序Ⅱ：粗车、半精车、精车Φ86mm外圆面，
（3）工序Ⅲ：粗车、半精车Φ54mm左端面，以及粗车、半精车Φ86mm左、右端面，及其1×45°倒角；
（4）工序Ⅳ：以Φ86mm外圆面及Φ54外圆面定位，粗车、半精车、精车Φ40mm孔；
（5）工序Ⅴ：粗车、半精车、精车Φ30mm孔，车Φ40mm孔右端面1×45°倒角；
（6）工序Ⅵ：钻3×Φ8mm螺栓孔；
（7）工序Ⅶ：检测入库。
方案的比较：由以上的内容可知，工艺路线一是从左到右的加工顺序，先加工Φ54mm外圆面及端面，其次是加工Φ30mm孔，最后是加工Φ86mm外圆面及端面、Φ40mm和3×Φ8mm螺栓孔；工艺路线二是从右到左的加工顺序，先加工Φ86mm外圆面及端面，其次是加工Φ40mm孔，最后是加工Φ54mm外圆面及端面、Φ30mm和3×Φ8mm螺栓孔；路线三是先加工Φ54mm外圆面及端面、Φ86mm外圆面及端面；其次是加工Φ30mm孔和Φ40mm孔，最后是加工3×Φ8mm螺栓孔。相比于工艺路线一、二，工艺路线三的加工工序比较集中，而且工序过程比较简单，虽不是一步到位，但相比工艺路线一和二，整个加工过程比较让人易懂，避免由于工艺路线太过繁杂，而导致加工的零件达不到尺寸要求。通过三种工艺路线方案的比较，选择第三种加工路线为定位座的工艺方案。
3.3.3计算工序的切削用量和工时
工序Ⅰ：粗车、半精车、精车Φ54mm外圆面
（1）粗车Φ54mm外圆面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为外圆面，余量为3.2mm，故=1.6mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4知：。由本文P7表3-3得：=0.73mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.1)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.2)
(4.3)
由上算得车床转速为334.69r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=322r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.4)
(4.5)
其中：=52mm，=2mm，=4mm，=0，=0.73mm/r，，。故
(4.6)
（2）半精车Φ54mm外圆面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为外圆面，余量为1.0mm，故=0.5mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：=0.73mm/r。
3)车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.7)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.8)
(4.9)
由上算得车床转速为450.17r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=430r/min,算得切削速度。
②计算工时。由[18]P231表6.2-1知：
(4.10)
(4.11)
其中：=52mm，=2mm，=4mm，=0，=0.73mm/r，，。故
(4.12)
（3）精车Φ54mm外圆面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为外圆面，余量为0.8mm故=0.4mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：=0.73mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.13)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.14)
(4.15)
由上算得车床转速为459.78r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=430r/min,算得实际切削速度。
②计算工时。由[18]P231表6.2-1知：
(4.16)
(4.17)
其中：=52mm，=2mm，=4mm，=0，=0.73mm/r，，。故
(4.18)
工序Ⅱ：粗车、半精车、精车Φ86mm外圆面
（1）粗车Φ86mm外圆面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为外圆面，余量为3.2mm，故=1.6mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：=1mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.19)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.20)
(4.21)
由上算得车床转速为270.04r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=238r/min,算得切削速度。
③计算工时。
(4.22)
(4.23)
其中：=10mm，=2mm，=0，=0，=0.73mm/r，，。故
(4.24)
（2）半精车Φ86mm外圆面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为圆面，余量为1.0mm，故=0.5mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：=0.1mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.25)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.26)
(4.27)
由上算得车床转速为246.19r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=238r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.28)
(4.29)
其中：=10mm，=2mm，=0，=0，=1mm/r，，。故
(4.30)
（3）精车Φ86mm外圆面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为圆面，余量为0.8mm故=0.4mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.31)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.32)
(4.33)
由上算得车床转速为254.55r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=238r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.34)
(4.35)
其中：=10mm，=2mm，=0，=0，=1mm/r，，。故
(4.36)
工序Ⅲ：粗车、半精车Φ54mm左端面，以及粗车、半精车Φ86mm左、右端面，及其1×45°倒角。
（1）粗车Φ54mm左端面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为端面，余量为2mm，故=2mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：=1mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.37)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.38)
(4.39)
由上算得车床转速为318.47r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=322r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.40)
(4.41)
其中：=2mm，=2mm，=0，=0，=1mm/r，，故。
(4.42)
（2）半精车Φ54mm左端面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为端面，余量为1mm，故=1mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：=1mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.43)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.44)
(4.45)
由上算得车床转速为353.33r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=322r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.46)
(4.47)
其中：=1mm，=2mm，=0，=0，=1mm/r，，。则
(4.48)
（3）粗车Φ86mm左端面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为端面，余量为2mm，故=2mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：=1mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.49)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.50)
(4.52)
由上算得车床转速为199.97r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=183r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.53)
(4.53)
其中：=2mm，=2mm，=0，=0，=0.73mm/r，，
（4）半精车86mm左端面
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为端面，余量为1.0mm，故=1mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P9表1.4，知。由本文P7表3-3得：。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.55)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，
(4.57)
由上算得车床转速为221.86r/min，参照本文P7表3-3，车床转速相n=238r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.58)
(4.59)
其中：=1mm，=2mm，=0，=0，=1mm/r，，。故
(4.60)
（5）车86mm右端面的切削用量与工时的数值与车86mm左端面的一致。
（6）车54mm左端面外圆倒角
①确定切削用量。
1）切削深度=1.5mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P10表1.4可得：：0.6～0.8mm/r。由本文P7表3-3得：=0.73mm/r。
3)车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.61)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.62)
(4.63)
由上算得车床转速为377.09r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=322r/min,算得切削速度。
②确定工时：因为是手动操作，因此熟练与否，与工时关系很大，这里取0.03min=1.8s。
（7）车86mm左端面外圆倒角
计算方法同（6），因此有：切削深度=1.5mm；=1.0mm/r；车刀寿命=60min；=68.954m/min；n=183r/min；由工人操控，大约为0.03min=1.8s。
（8）车86mm右端面外圆倒角
计算方法同，：=1.5mm；=1.0mm/r；车刀寿命=60min；=68.954m/min；n=183r/min；由工人操控，大约为0.03min=1.8s。
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.65)
(4.66)
由上算得车床转速为519.59r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=550r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.67)
(4.68)
其中：=52mm，=2.6mm，=3.4mm，=0，=0.38mm/r，，。故
(4.69)
（2）半精车40mm孔
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为圆面，余量为0.76mm，故=0.38mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P11表1.5可得：刀杆伸出长度为100mm，=0.30～0.40mm/r。由本文P7表3-3得：=0.38mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.70)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.71)
(4.72)
由上算得车床转速为812.18r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=745r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.73)
(4.74)
其中：=52mm，=2.6mm，=3.4mm，=0，=0.38mm/r，，。
故
(4.75)
（3）精车Φ40mm孔
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为内圆面，余量为0.04mm，故=0.02mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P11表1.5可得：刀杆伸出长度为100mm，=0.30～0.40mm/r。由本文P7表3-3得：=0.38mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.76)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.77)
(4.78)
由上算得车床转速为1263.22r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=1000r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.79)
(4.80)
其中：=52mm，=2.6mm，=3.4mm，=0，=0.38mm/r，，。
故
(4.81)
工序Ⅴ：粗车、半精车、精车Φ30mm孔，车Φ40mm孔右端面1×45°倒角
（1）粗车Φ30mm孔
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工表面为内圆面，余量为1.2mm，故=0.6mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P11表1.5可得：刀杆伸出长度为100mm，=0.30～0.40mm/r。由本文P7表3-3得：=0.38mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.82)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.83)
(4.84)
由上算得车床转速为1009.11r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=1000r/min,算得切削速度。
③计算基本工时。
(4.85)
(4.86)
其中：=10mm，=2.6mm，=3.4mm，=0，=0.38mm/r，，。
故
(4.87)
（2）半精车Φ30mm孔
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面面为圆面，余量为0.76mm，故=0.38mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P11表1.5可得：刀杆伸出长度为100mm，=0.30～0.40mm/r。由本文P7表3-3得：=0.38mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.88)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.89)
(4.90)
由上算得车床转速为1080.62r/min，参照本文P7表3-3，车床转速n=1000r/min,算得切削速度。
③计算基本工时。
(4.91)
(4.92)
其中：=10mm，=2.6mm，=3.4mm，=0，=0.38mm/r，，。
故
(4.93)
（3）精车Φ30mm孔
①确定切削用量。
1）确定切削深度。已知加工面为内圆面，余量为0.04mm，故=0.02mm。
2）确定进给量。在已知加工材料、刀杆尺寸、切削深度、工件直径等条件下，查阅[17]P11表1.5可得：刀杆伸出长度为100mm，=0.30～0.40mm/r。由本文P7表3-3得：=0.38mm/r。
3）车刀寿命=60min。
4）计算切削速度。
(4.94)
其中：=158，=0.15，=0.40，m=0.2，T=60min，，则
(4.95)
(4.96)
由本文P7表3-3得，车床速度n=1000r/min,算得切削速度。
②计算工时。
(4.97)
(4.98)
其中：=10mm，=2.6mm，=3.4mm，=0，=0.38mm/r，，。
故
(4.99)
工序Ⅷ：钻3×Φ8mm螺栓孔
①刀具选用硬质合金麻花钻，直径8mm，查[17]表2.18知道切削速度,选取，进给量,则取，
则主轴转速: (4.100)
根据机床条件，n=1000r/min。
进给速度： (4.101)
钻中心孔加工工时: (4.102)
钻孔加工工时： (4.103)
②绞孔加工时，刀具选用硬质合金铰刀，直径8mm，查[17]表2.25知道切削速度,选取，进给量,选取，
则主轴转速:
绞孔加工工时:
本工序总的工时为。
3.4.4编制工艺文件
制定好工艺路线中的内容后，需要将其编译为一个过程文件，以便了解零件加工过程或方便调整机以及操作员可以快速找到相应的信息。机械加工技术文件也可以用作产品生产过程的指导文件，直接指导产品生产过程和验收标准，用户必须执行。生产过程中使用了许多类型的过程文件，但是有三种常用的过程文件：
（1）机械加工工艺过程卡这是一种以过程为个体，简单地指示零件的加工路径的过程文件。可以便于加工时大致浏览加工内容，以及做好加工前的准备工作。
（2）加工工序卡它是为每个工序分别编译的处理技术文件。具体作用是指导操作员和技术人员进行生产操作，其内容更加详细。它通常包含工步的处理草图，过程中每个步骤的特定处理内容，与过程有关的数据（切削用量、工作时间），所需的设备和相关的过程设备。
（3）数控加工刀具调整卡主要用作操作员使用的处理文件，在技术人员调整机床时也可以用作参考处理文件。它表示的内容主要是为了解释此过程中所需的工具及其顺序，这便于操作员或技术人员更换工具或检测，并且属于一种技术要求。
4夹具的设计
本次专用夹具的设计主要是为定位座的底座上的的孔，这在数控车床上不易加工，因此，此设计的专用夹具用于钻床上。在设计之前，应该参照零件的整体结构以及各项技术要求来设计，而不是盲目选择。而一套完整的钻床夹具设计，应该有夹具体，定位装置，夹紧装置以及钻模板等机构组成[21]。因此，各个机构的设计我们应该综合考虑零件的生产要求，技术要求以及自身情况。
4.1钻模的结构形式
由于本次设计的定位座属于回转体零件，因此，为了后续的加工便于，我选用的钻模架构形式为回转类钻模，此类钻模在安装在夹具体上时，并不是直接固定，而是通过一个分度旋转体与夹具体接触。由于所加工的孔在底座上呈圆周分布,因此在设计回转钻模时，可以将回转件设计成分度式回转件，这样避免了加工过程中零件的多次装夹，节省了人力，也使得整个加工过程的用时大大地缩短了。因此，本次针螺栓孔在钻床上的加工整体设计思路是这样的：首先我选定了钻模类型为回转类钻模，并在此基础上，将回转钻模的回转板设计成分度式回转板；其次，由于定位座是以Φ30mm圆孔定位，故定位元件采用定位心轴；最后，夹紧装置采用的是螺母夹紧。工序定位基准采用Φ30mm孔和Φ86mm右端面，并于Φ54mm左端面夹紧。与此同时，由于是分度式回转钻模，在设计的时候，如何保证零件加工精度，给整个设计过程增加了一定的难度。
4.2钻模的设计
（1）根据六点定位原理确定工件的定位方案
在进行钻模各组成部分的设计之前，应按照零件的结构及加工部分，分析其定位方案。首先，此定位座为回转体零件，本次的钻床夹具设计主要是为了方便加工定位座上3×Φ8mm的螺栓孔。而为了保证加工精度，需要限制定位座在空间的六个自由度。下面对其需要限制的自由度以及定位部分进行分析。
①以Φ30mm孔定位，限制了定位座的自由度为，，，。
②以Φ54mm左端面及Φ86mm右端面定位，限制了定位座的自由度，。
（2）选择定位元件，设计定位装置
由（1）中已确定好的定位部分，去选择定位元件类型，并设计定位元件的尺寸及结构形状，以及确定零件与定位元件之间的配合公差。
①选择定位元件
已知定位座以Φ30mm圆孔定位，故我选用的定位元件是配合定位销。零件图如下所示：
图5.1配合定位销（左）、夹具体底座（右）
②确定定位元件尺寸及配合公差
由于Φ30mm圆孔的最大极限尺寸为Φ30.039mm,最小极限尺寸为Φ30mm。考虑到最小间隙配合及制造精度，故以Φ30mm圆孔定位部分的定位销直径尺寸为Φ30mm。
（3）分析计算定位误差
通过分析发现，零件的定位基准为Φ30mm孔，设计基准也为Φ30mm孔，即,故，定位基准的最大偏差：
=0.039mm（5.1）
=0.039mm （5.2）
（4）确定工件的夹紧装置
①确定夹紧方式及夹紧结构
本次设计的钻床夹具主要是便于加工定位座的3×8mm螺栓孔，且一定位座的中心轴线为中心，在70mm处分布的轴向孔系。已知其为两面一孔的定位方式，故采用螺母夹紧方式。
②估算夹紧的可靠性
本工序中加工8mm孔时，在方向上，工件会受到钻削轴向力作用，而这个力会使得工件有转动的风险，而为了知晓所做的夹紧结构是否能满足零件的加工需求，需要算出在加工时零件受到的钻削轴向力及钻削扭矩，还有钻削功率：
A.计算钻削轴向力
已知零件材料为HT200，机床为Z525立式钻床，刀具选用直柄高速麻花钻，材料为高速钢。查阅[17]P77，表2.32，其中：=420，＝1.0，=0.8，，且，=1.06，=0.9，=1.33。
已知，加工部分属于螺栓孔，故=6.8mm,。根据本文P7表3-2得，=0.22mm/r,故钻削轴向力为：
(5.3)
B.计算钻削扭矩
查阅[18]P215-216表3-89，已知零件材料为HT200，刀具选用直柄高速麻花钻,材料为高速钢。其中：=0.206，＝2.0，=0.8，，且，=1.06，=0.87，=1.0。且由A可知，=6.8mm,=0.22mm/r。故钻削转矩为：
（5.4）
C.计算钻削功率
查阅[17]P77表2.32得：
（5.5）
（5）确定引导元件
引导元件的作用是为了便于钻床加工时对准加工位置，本设计的引导元件是固定式钻套，其通过螺丝固定于钻套板上，而钻套板则需要支撑架，便于加工时刀具的定位。具体结构如下图所示：
图5.1钻套（左）、钻套板（中）、钻套板支撑架（右）
（6）分度式回转盘
由于螺栓孔属于轴径孔系，为了避免多次的零件装夹，在固定盘上设计了一个分度式回转盘。其作用是为了方便在加工螺栓孔孔时，可以通过分度式回转盘更省时省力的去进行加工。且分度式回转盘上面还有一个固定盘，而固定盘上还有一个加工垫块，避免零件与固定盘直接接触，造成零件的磨损。固定盘与分度式回转盘的结构形状如图5.2、加工下垫块与整体装置部分如图5.3所示：
图5.2固定盘（左）、分度式回转盘剖视图（右）
图5.3加工零件下垫块（左）、整体装置部分（右）
（7）本次设计的分度式回转钻模整体结构如图5.4所示：
图5.4分度式回转钻模结构图，（a）俯视图（左），(b)剖视图（右）
1-夹具体底座2-分度式回转盘3-固定盘4-开口垫块5-加工零件下垫块6-配合定位销7-垫片8-M10螺帽9-定位座10-M10垫片11-固定座12-梯形卡键13-手柄14-M8螺栓15-钻套板支撑架16-钻套板17-插销轴18-钻套19-螺栓120-螺栓2
5总结与展望
参考文献
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[22]卢秉恒.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社,2007年第三版
附录
附录A机械加工工艺过程卡
桂林电子科技大学 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 定位座 共 1 页 第 1 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 68×91 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工
艺
号 工名
序称 工序内容 车
间 工
段 设备 工艺装备 工时/min 基本 单件 1 车削 粗车、半精车、精车Φ54mm外圆面 C365L车床 YG6硬质合金焊接式直头外圆车刀，精加工为硬质合金YGX6 0.61 0.61 2 车削 粗车、半精车、精车Φ86mm外圆面 C365L车床 YG6硬质合金焊接式直头外圆车刀，精加工为硬质合金YGX6 0.12 0.12 3 车削 粗车、半精车Φ54mm左端面，以及粗车、半精车Φ86mm左、右端面，及其1×45°倒角 C365L车床 YG6硬质合金90°偏头端面车刀，精加工为硬质合金YGX6 0.21 0.21 4 车削 粗车、半精车、精车Φ40mm孔 C365L车床 YG6硬质合金内圆车刀 0.66 0.66 5 车削 粗车、半精车、精车Φ30mm孔，车Φ40mm孔右端面1×45°倒角 C365L车床 YG6硬质合金内圆车刀，YG6硬质合金90°偏头端面车刀 0.15 0.15 6 钻孔 钻3×Φ8mm螺栓孔 Z525立式钻床 专用夹具，中心钻，Ф8麻花钻，Ф8铰刀 3.57 3.57 7 检验 检验入库 游标卡尺,，内径千分尺 装订号 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 黄乃兴2020-4-22 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 附录B机械加工工序卡
机械加工工序1卡片
桂林电子科技大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 定位座 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 冷加工车间 1 车削 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 68×91 1 3 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 C365L车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 乳化液
工位器具编号 工位器具名称 工序工时/min 基本 单件 0.61 0.61 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗车Φ54mm外圆面 YG6硬质合金焊接式直头外圆车刀，精加工为硬质合金YGX6 322 54.60 0.73 1.6 1 0.24 0.06 2 半精车Φ54mm外圆面 430 72.91 00.73 0.5 1 0.18 0.13 3 精车Φ54mm外圆面 430 72.91 0.73 0.4 1 0.18 0.13 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 黄乃兴
2020-4-22 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序2卡片
桂林电子科技大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 定位座 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 冷加工车间 1 车削 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 68×91 1 3 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 C365L车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 乳化液
工位器具编号 工位器具名称 工序工时/min 基本 单件 0.61 0.61 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗车Φ86mm外圆面 YG6硬质合金焊接式直头外圆车刀，精加工为硬质合金YGX6 238 64.27 1 1.6 1 0.1 0.06 2 半精车Φ86mm外圆面 238 64.27 1 0.5 1 0.1 0.13 3 精车Φ86mm外圆面 238 72.91 1 0.4 1 0.1 0.13 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 黄乃兴
2020-4-22 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序3卡片
桂林电子科技大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 定位座 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 冷加工车间 1 车削 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 68×91 1 3 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 C365L车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 乳化液
工位器具编号 工位器具名称 工序工时/s 基本 单件 11.31 11.31 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗车φ54mm左端面 YG6硬质合金90°偏头端面车刀，精加工为硬质合金YGX6 322 54.60 1 2 1 0.74 2 半精车φ54mm左端面 322 54.60 1 1 1 0.59 2 粗车φ86mm左端面 183 49.42 1 2 1 1.31 3 半精车φ86mm左端面 238 64.27 1 1 1 0.98 4 粗车φ86mm右端面 183 49.42 1 2 1 1.31 5 半精车φ86mm右端面 238 64.27 1 1 1 0.98 6 及其1×45°倒角 322 54.43 0.73 1.5 1 5.4 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 黄乃兴
2020-4-22 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序4卡片
桂林电子科技大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 定位座 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 冷加工车间 1 车削 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 68×91 1 3 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 C365L车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 乳化液
工位器具编号 工位器具名称 工序工时/s 基本 单件 51.68 51.68 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗车φ40mm孔 YG6硬质合金内圆车刀 550 69.08 0.38 0.6 1 16.64 6 2 半精车φ40mm孔 745 93.57 0.38 0.38 1 13.88 3 3 精车φ40mm孔 1000 125.6 0.38 0.02 1 9.16 3 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 黄乃兴
2020-4-22 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序5卡片
桂林电子科技大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 定位座 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 冷加工车间 1 车削 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 68×91 1 3 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 C365L车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 乳化液
工位器具编号 工位器具名称 工序工时/s 基本 单件 24.99 24.99 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗车φ30mm孔 YG6硬质合金内圆车刀，YG6硬质合金90°偏头端面车刀 1000 94.40 0.38 0.6 1 2.53 3 2 半精车φ30mm孔 1000 94.40 0.38 0.38 1 2.53 3 3 精车φ30mm孔 1000 125.6 0.38 0.02 1 2.53 3 4 车φ40mm孔右端面1×45°倒角 322 54.43 0.73 1.5 1 5.4 3 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 黄乃兴
2020-4-22 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机械加工工序6卡片
桂林电子科技大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 定位座 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 冷加工车间 1 车削 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 68×91 1 3 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 Z525立式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液
工位器具编号 工位器具名称 工序工时/min 基本 单件 3.57 3.57 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 钻3×φ8mm螺栓孔 硬质合金钻头麻花钻，硬质合金铰刀 1000 60 0.06 贯穿 3 0.9 0.12 4 绞孔 350 70 0.2 贯穿 3 0.77 0.22 设计（日期） 校对（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 黄乃兴
2020-4-22 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 附录C数控加工刀具调整卡
数控加工刀具调整卡1
桂林电子科技大学 刀具调整卡 零件号 零件名称 定位座 工序号 1 刀杆规格
加工部位 第1页 共1页 工步号 机床 刀具名称 备注 1 C365L车床 焊接式直头外圆车刀 16mm×25mm 粗车、半精车φ54mm外圆面 硬质合金YG6 2 3 精车φ54mm外圆面 硬质合金YGX6 制表：黄乃兴日期：2020-4-25测量：黄乃兴日期：2020-4-25审核：王艺光日期：2020-5-13 数控加工刀具调整卡2
桂林电子科技大学 刀具调整卡 零件号 零件名称 定位座 工序号 2 刀杆规格
加工部位 第1页 共1页 工步号 机床 刀具名称 备注 1 C365L车床 焊接式直头外圆车刀 16mm×25mm 粗车、半精车φ86mm外圆面 硬质合金YG6 2 3 精车φ86mm外圆面 硬质合金YGX6 制表：黄乃兴日期：2020-4-25测量：黄乃兴日期：2020-4-25审核：王艺光日期：2020-5-13 数控加工刀具调整卡3
桂林电子科技大学 刀具调整卡 零件号 零件名称 定位座 工序号 3 刀杆规格
加工部位 第1页 共1页 工步号 机床 刀具名称 备注 1 C365L车床 偏头端面车刀 16mm×25mm 粗车、半精车φ54mm左端面面、以及粗车、半精车φ86mm左、右端面，及其1×45°倒角 硬质合金YG6 2 3 4 5 制表：黄乃兴日期：2020-4-25测量：黄乃兴日期：2020-4-25审核：王艺光日期：2020-5-13 数控加工刀具调整卡4
桂林电子科技大学 刀具调整卡 零件号 零件名称 定位座 工序号 4 刀杆规格
加工部位 第1页 共1页 工步号 机床 刀具名称 备注 1 C365L车床 内圆车刀 刀杆伸出长度为100mm 粗车、半精车、精车φ40mm孔 硬质合金YG6 2 3 制表：黄乃兴日期：2020-4-25测量：黄乃兴日期：2020-4-25审核：王艺光日期：2020-5-13 数控加工刀具调整卡5
桂林电子科技大学 刀具调整卡 零件号 零件名称 定位座 工序号 5 刀杆规格
加工部位 第1页 共1页 工步号 机床 刀具名称 备注 1 C365L车床 内圆车刀 刀杆伸出长度为100mm 粗车、半精车、精车φ30mm孔 硬质合金YG6 2 3 4 偏头端面车刀 16mm×25mm 车φ40mm孔右端面1×45°倒角 制表：黄乃兴日期：2020-4-25测量：黄乃兴日期：2020-4-25审核：王艺光日期：2020-5-13 数控加工刀具调整卡6
桂林电子科技大学 刀具调整卡 零件号 零件名称 轴承座 工序号 6 直径/mm 长度/mm 第1页 共1页 工步号 机床 刀具名称 设定值 实测值 设定值 实测值 备注 1 Z525立式钻床 麻花钻 Ф8 Ф7,98 120 120 硬质合金材料 2 铰刀 Ф6 Ф6 120 120 硬质合金材料，直柄机用铰刀 制表：黄乃兴日期：2020-4-25测量：黄乃兴日期：2020-4-25审核：王艺光日期：2020-5-13
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