序 言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
上盖的加工工艺规程及其钻6-Φ4.5孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料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，工艺尺寸确定等问题，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。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、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相结合，才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。
一、零件的分析
1.1、零件的作用
上盖的作用待查
1.2、零件的工艺分析
上盖的加工共有二组加工表面，它们相互之间没有要求。现分述如下：
1、以外圆面为中心的加工面，这组面包括：Φ35端面和外圆面，Φ30内孔面及其倒角，Ф53外圆，Ф48内孔面，Ф10圆台及其倒角
2、以Ф35外圆为基准的加工面，这组面包括：锪平Ф10面，钻6-Ф4.5孔，攻M5螺纹，3-Ф1.2孔
有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。
二 、工艺规程的设计
2.1 确定毛坯的的制造形式
零件材料为HT200。上盖在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。
2.2 基准的选择
（1）粗基准的的选择 根据粗基准的选择原则，要亦非加工表面为粗基准，且粗基准只能使用一次，对本工件来说选择Φ48内孔面为粗基准是非常合理的。
（2）精基准的选择 主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。以直径为35的外圆面作为精基准。
2.3 制订工艺路线
（1）工艺路线方案一：
工序I：铸造
工序II：时效处理
工序III：粗车Φ35（-0.025～-0.087）端面和外圆，精车Φ35外圆，粗车Φ30内孔及其倒角
工序IV：粗车，精车Φ53（-0.05～-0.1）外圆， Φ48内孔，Φ10圆台及圆角
工序V：锪平6-Φ10，钻6-Φ4.5孔，钻M5的螺纹底孔Φ4.2，攻M5的螺纹
工序VI：钻3-Φ1.2的孔
工序VII：质检，入库
（2）工艺路线方案二：
工序I：铸造
工序II：时效处理
工序III：粗车Φ35（-0.025～-0.087）端面和外圆，精车Φ35外圆，粗车Φ30内孔及其倒角
工序IV：锪平6-Φ10，钻6-Φ4.5孔，钻M5的螺纹底孔Φ4.2，攻M5的螺纹
工序V：钻3-Φ1.2的孔
工序VI：粗车，精车Φ53（-0.05～-0.1）外圆， Φ48内孔，Φ10圆台及圆角
工序VII：质检，入库
（3）工艺方案的分析：
上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工所有的面，然后加工所有孔。面加工完后，为后道加工孔，提供了方便，利于后道工序的加工，方案二则是先加工Φ35端面和外圆面，Φ30内孔及其倒角，然后再加工各圆孔，再加工Φ53外圆，Φ48内孔，Φ10圆台及圆角。经比较可知，显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。
具体的工艺过程如下：
工序I：铸造
工序II：时效处理
工序III：粗车Φ35（-0.025～-0.087）端面和外圆，精车Φ35外圆，粗车Φ30内孔及其倒角
工序IV：粗车，精车Φ53（-0.05～-0.1）外圆， Φ48内孔，Φ10圆台及圆角
工序V：锪平6-Φ10，钻6-Φ4.5孔，钻M5的螺纹底孔Φ4.2，攻M5的螺纹
工序VI：钻3-Φ1.2的孔
工序VII：质检，入库
2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“上盖”零件材料为HT200，毛坯的重量约为1.2Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。
1、不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。
2、上盖的外圆面和内孔
由于上盖外圆面和内孔要与其他接触面接触，粗糙度要求为3.2，查相关资料知余量留2.0比较合适。
3、上盖的孔
孔直径最大才为10mm,所以铸造成实心
毛坯为实心。孔的精度要求介于IT9—IT11之间。
2.5 确定切削用量及基本工时
工序一：铸造
工序二：时效处理
工序三：粗车Φ35（-0.025～-0.087）端面和外圆，精车Φ35外圆，粗车，精车Φ30内孔及其倒角
工步一：粗车Φ35（-0.025～-0.087）端面
1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。
最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/ Vf=(9+39)/475=0.052min。
工步二：粗车 Φ35外圆
选择硬质合金外圆车刀
1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。
最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/ Vf=(10+2)/475=0.050min。
工步三：精车Φ35外圆与工步一相似在此就不多做说明。
工步四：粗车Φ30内孔及其倒角
单边余量Z=1.0mm，
=1mm,一次加工
确定进给量
查表3-13，P93《机械制造工艺设计手册》，加工铸铁，f=0.03-0.16mm/r.根据CA6140车床主轴进给量。取f=0.15mm/r
根据有关手册，取V=100m/min则
查表4-7-1，P213《机械制造工艺手册》。CA6140车床主轴转速取
=612r/min
车削工时：查P299表7-1《机械制造工艺手册》。
1，
3，
4，
工步五：精车Φ30内孔与工步四相似在此就不多做说明
工序IV：粗车，精车Φ53（-0.05～-0.1）外圆， Φ48内孔，Φ10圆台及圆角与工序III相似，在此就不多说明
工序V：锪平6-Φ10，钻6-Φ4.5孔，钻M5的螺纹底孔Φ4.2，攻M5的螺纹
工步一：锪平6-Φ10
1.选择刀具
刀具选取锪刀 
，
2. 决定锪削用量
1）决定锪削深度
因为加工余量不大，故可在一次走刀完成，则
2）决定每次进给量及切削速度
根据Z3040型摇臂钻床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。
根据表查出 
，则
按机床标准选取
＝375
当＝375r/min时
按机床标准选取
3）计算工时
切削工时： 
，
，则机动工时为
总的工时：T=6t=0.306min
工步二：钻6-Φ4.5孔
确定进给量
：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的
，
时，
。由于本零件在加工Φ4.5孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则
根据Z3040机床说明书，现取
切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度
所以
根据机床说明书，取
，故实际切削速度为
切削工时：
，
，
，则机动工时为
总的工时：T=6t=0.654min
工步三：钻M5的螺纹底孔Φ4.2
确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，
时，。由于本零件在加工Φ8.5孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则
根据Z3040机床说明书，现取
切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根据机床说明书，取，故实际切削速度为
切削工时：
，
，，则机动工时为
工步四：攻M5螺纹
选择M5mm高速钢机用丝锥
等于工件螺纹的螺距
，即
按机床选取
基本工时：
工序VI：钻3-Φ1.2的孔与工序V相似，在此就不多做说明工序VII：质检，入
三、专用夹具的设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计钻钻6-Φ4.5孔，选用机床：Z3040摇臂钻床
3.1 问题提出
本夹具主要用来钻6-Φ4.5孔，因为钻6-Φ4.5孔本身没有什么精度要求，因此以提高生产效率为主。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、。
3.2 定位基准的选择
以Ф35（-0.025～-0.087）的外圆为定位基准。
3.3 定位元件的设计
本工序选用的定位基准为一平面一外圆面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面一孔。因此进行定位元件的设计主要是对一面一孔的套筒进行设计。
根据加工要求和基准重合原则，则以Ф35（-0.025～-0.087）的外圆定位，定位元件采用套筒。
3.4切削力和夹紧力的计算
由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得：
钻削力 
式（5-2）
钻削力矩 
式（5-3）
式中： 
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。
3.5 定位误差分析
一面一心轴定位误差
移动时基准位移误差
（式5-5）
式中： 
———— 套筒孔的最大偏差
———— 套筒孔的最小偏差
————套筒定位孔与外圆面最小配合间隙
代入（式5-5）得： =
=
3.6夹具设计及简要操作说明
本工件采用套筒定位，通过套筒和工件的过盈配合来固定工件，这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求
装配图附图如下：
夹具体附图如下
