圆周支座工艺规程及专用夹具设计【3副】【含7张图纸及及档全套】

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In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning目 录III目 录摘 要.IABSTRACT.II第 1 章 绪论.1第 2 章 加工工艺规程设计.22.1 零件的分析 .22.1.1 零件的作用.22.1.2 零件的工艺分析.32.2 圆周支座零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 .32.2.1 孔和平面的加工顺序.32.2.2 孔系加工方案选择.32.3 圆周支座零件加工定位基准的选择 .42.3.1 粗基准的选择.42.3.2 精基准的选择.42.4 圆周支座零件加工主要工序安排 .42.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .62.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）.6第 3 章 铣底面夹具设计设计.133.1 研究原始质料 .133.2 定位、夹紧方案的选择 .143.3 切削力及夹紧力的计算 .143.4 误差分析与计算 .153. 5 定向键与对刀装置设计.163.6 确定夹具体结构和总体结构 .183.7 夹具设计及操作的简要说明.19第 4 章 钻 13 孔夹具设计.204.1 夹具的夹紧装置和定位装置 .204.2 夹具的导向 .204.3 切削力及夹紧力的计算 .214.4 钻孔与工件之间的切屑间隙 .234.5 钻模板 .23目 录IV4.6 定位误差的分析.234.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用 .244.8 确定夹具体结构和总体结构 .254.9 夹具设计及操作的简要说明 .26第 5 章 钻 6-M4 螺纹底孔夹具设计.275.1 夹具的设计 .275.1.1 定位分析.275.1.2 定位原理.275.1.3 定位元件的分析.285.1.4 夹紧元件的选择.285.1.5 定位误差的分析.295.1.6 切削力及夹紧力的计算.305.2 夹具设计及操作的简要说明 .31结 论.33参考文献.34致 谢.35佳木斯大学工学学士学位论文1第 1 章 绪论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。机械产品不仅可以直接供人们使用，也为其他行业提供设备，生产的社会，有各种各样的机器或机械行业产品。我们的生活离不开业，制造业是国民经济发展的重要产业，是一个国家或地区发展的重要基础和强大的一个意义上的机械制造水平是一个国家经济实力和科学技术水平的重要指标。支持部分的处理进行了研究和设计的基础，机械制图、工程力学、机械、材料等）的基础下，一个全面的评价，正确的一部分，在处理和技术路线的位置，在确定的尺寸是一个特殊的制度设计，使尺寸。零件的质量。该设计还必须自己学习和创新，设计和实践，涉及的知识面广。因此，不仅要对基本概念和理论，也需要实践，只有通过理论结合与实践，可以很好的实现设计。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。佳木斯大学工学学士学位论文2第 2 章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用零件的作用题目给出的零件是圆周支座零件。圆周支座零件的主要作用是支架轴，保证轴之间的中心距及平行度，并保证正确安装。因此圆周支座零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。, 佳木斯大学工学学士学位论文32.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析由圆周支座零件图可知。它的外表面上设置有四个平面需要加工的孔系。在前、后表面处理，包括一系列的分成三组加工表面。他们具有一定的相对位置。这种分析如下。：（1）以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的铣削加工；其中表面粗糙度要求为，mRa3 . 6（2）以 13孔（2 处） 、17 孔为主要加工表面的加工面。（3）以 4-7 孔为主要加工孔。2.2 圆周支座零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施从以上分析明白。这个圆支点零部件的主要加工表面平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度保证更容易洞系的加工精度。因此，圆周支点零部件来说，加工中的主要问题是保证孔尺寸精度及位置精度处理好，孔和平面之间的相互关系。为生产量很大。如何满足生产性的要求加工中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序孔和平面的加工顺序圆周支点零件类应遵循首先零部件的加工方面后孔的原则：总之先加工品的基准圆周支点平面，基准平面定位加工其他的平面。并且洞系加工。圆周支点零部件加工自然应服从这个原则。那是平面的面积大，用平面位置确保定位信赖夹紧坚固，所以容易孔的加工精度保证。其次，先加工平面前方切掉铸件表面的凹凸。孔的加工精度，为了提高创造条件，容易刀和调整对有利刀具保护。圆周支点零部件的加工流程应遵循粗加工的原则，离开，孔的加工和平面明确区分粗加工完成的阶段穴系加工精度保证。2.2.2 孔系加工方案选择孔系加工方案选择圆周轴承孔系零部件的加工程序，应该选择孔加工精度要求，可以满足系的加工方法及设备。外加工精度加工效率两方面考虑以外也适当考虑经济因素。满足的精度要求和生产性的条件下，应该选择价格最底的机床。圆周根据支点零件图那样的圆周支点零部件的精度要求和生产性要求，目前选拔组合机械镗镗，适合用成型。佳木斯大学工学学士学位论文4（1）用镗模法镗孔大量生产中，圆周轴承孔加工零件系一般集团镗床上采用镗成形加工。保龄球型夹具上工作孔系的加工设计制造。镗床杆通过保龄球配置引导的保龄球时，保龄球模具精度直接密钥孔系的精度保证了。保龄球型采用提高技术系统刚性和抗振动性。所以，什么刀的同时加工。生产效率高，所以。保龄球型结构复杂，制造难度大，成本高，而且保龄球型制造组装误差，啪型机床上安装误差，镗杆和保龄球套磨损等原因。模具加工孔系所能获得的加工精度也一定会受到限制。（2）用坐标法镗孔现代的生产，不仅要求，产品的生产性高，并且要求实现大批、多品种、转型需要的时间短等的要求。挖掘而成型镗型生产成本高，生产周期长，不太能适应这种要求，坐标法打眼是这种要求能适应。另外，录用的保龄球成形镗时，保龄球模板的加工也采用坐标法打眼。打眼坐标法，圆周轴承孔系零部件尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选择坐标系作品精密运动机床打眼。2.3 圆周支座零件加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准的选择（1）保证各重要孔的加工余量均一，（2）保证放入圆周支点零部件的零件和箱子的墙壁上有一定的间隙。上述的要求，满足应该选择主要支撑孔作为主要标准。即，圆周支点零部件输入轴和输出轴的支持孔粗作为标准。也就是前后端面的距离顶平面最近的孔，作为主要标准工件的 4 个限制的自由度，还有别的主要支撑孔定位限制第五自由度。作为基准孔因为粗加工精基准面。因此，后再精加工基准定位主要支撑孔孔加工的时候，一定是均匀的余量。箱子孔的位置和墙壁的位置是同型芯铸造。所以，孔的剩余量均匀也间接保证的孔和箱子墙的相对位置。2.3.2 精基准的选择精基准的选择保证圆周支点零件和孔孔孔，平面，平面图像和平面之间的位置。精基准的选择是保证圆周支点零件加工过程中基本上整体统一基准定位。从周围支架零件图分析，那顶平面和各主要支撑孔平行而且占有的面积大，精标准使用适合。但是在平面位置佳木斯大学工学学士学位论文5限制尽量工作的三个自由度，只要使用典型的一面的 2 孔的位置，可以满足的方法是，全体的加工中基本上采用统一基准定位的要求。前后的端方面，那是圆周支点零件装配基准，这和圆周支点零部件的主要支撑孔系垂直。如果能用精加工基准孔系，定位、夹紧或线夹结构设计方面都有一定的困难，所以不采用。2.4 圆周支座零件加工主要工序安排关于大量生产的零件，一般是先加工统一基准。圆周支点零件加工的第一个工程加工的统一标准。具体的计划首先是孔位置很粗，精密加工的山顶平面。第 2 的工序加工定位用的两个工艺孔。平面加工完成后到高级圆周支点零件加工完成为止，个别的工程外，定位基准使用。所以，顶方面的螺丝孔加工两工艺孔的加工工序中同时出现。后工序的安排必须遵守精分和首先面后孔的原则。首先粗加工平面，粗加工孔系。螺丝下孔是多头钻床搭配出来，切削力较大，粗加工阶段完成。圆周支点罢了零部件、精密加工需要的是支撑孔前后端面。根据上述原则也先加工平面再加工孔系，实际生产这样安排不容易保证孔和互相垂直剖面。因此，实际上采用的工程程序先完成孔系，还有支持孔用膨胀轴定位加工元件端面，这样容易保证图纸规定的端面全跳动公差要求。各螺丝孔的攻丝，切削力小，可以安排粗，完成的阶段分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1%苏打及c90800.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。mg200根据以上分析过程，现将圆周支座零件加工工艺路线确定如下：工艺路线一：10 铸造铸造毛坯20 时效时效处理30 铣 铣底面40 铣 铣 4-7 孔端面 50 铣削铣 36 凸台、20 凸台一侧端面60 铣削铣 36 凸台、20 凸台另外一侧端面70 钻扩铰 钻扩铰 13 孔（2 处） 、17 孔80 钻孔钻 4X7 孔佳木斯大学工学学士学位论文690 钻孔钻 2X4 孔100钻孔攻丝钻 6-M4 螺纹底孔，然后进行攻丝110去毛刺 钳工去毛刺120终检按图样要求检验130入库入库工艺路线二：10 铸造铸造毛坯20 时效时效处理30 铣 铣底面40 钻扩铰 钻扩铰 13 孔（2 处） 、17 孔50 铣 铣 4-7 孔端面 60 铣削铣 36 凸台、20 凸台一侧端面70 铣削铣 36 凸台、20 凸台另外一侧端面80 钻孔钻 4X7 孔90 钻孔钻 2X4 孔100钻孔攻丝钻 6-M4 螺纹底孔，然后进行攻丝110去毛刺 钳工去毛刺120终检按图样要求检验130入库入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：工艺路线一：10 铸造铸造毛坯20 时效时效处理30 铣 铣底面40 铣 铣 4-7 孔端面 50 铣削铣 36 凸台、20 凸台一侧端面佳木斯大学工学学士学位论文760 铣削铣 36 凸台、20 凸台另外一侧端面70 钻扩铰 钻扩铰 13 孔（2 处） 、17 孔80 钻孔钻 4X7 孔90 钻孔钻 2X4 孔100钻孔攻丝钻 6-M4 螺纹底孔，然后进行攻丝110去毛刺 钳工去毛刺120终检按图样要求检验130入库入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“圆周支座零件”零件材料采用 HT200 制造。材料为 HT200，硬度 HB 为 170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）底面的加工余量。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为，mm4 . 37 . 2现取。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取。mm0 . 3mm28. 0精铣：参照机械加工工艺手册表 2.3.59，其余量值规定为。mm5 . 1（3）孔毛坯为实心，不冲孔。（4）端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23，其加工余量规定为，现取。mm5 . 37 . 2mm0 . 3半精铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷 ，其加工余量值取为。mm5 . 2精铣：参照机械加工工艺手册 ，其加工余量取为。mm5 . 0 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）工序 30：铣底面机床：铣床 X52K佳木斯大学工学学士学位论文8刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10mmdw40014Z（1）粗铣圆周支座零件底面 铣削深度：pammap2每齿进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0铣削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取VsmV/4机床主轴转速：，取nmin/19140014. 3604100010000rdVnmin/200rn 实际铣削速度：VsmndV/19. 460100020040014. 310000进给量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作台每分进给量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,amma240被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入长度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精铣圆周支座零件底面铣削深度：pammap1每齿进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0铣削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取VsmV/6机床主轴转速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 实际铣削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000进给量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作台每分进给量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm佳木斯大学工学学士学位论文9被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入长度：精铣时1lmmDl4001刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序机动时间min73. 118. 155. 021jjjttt工序 40：铣 4-7 孔端面机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀） ，材料：， ，齿数，15YT32Dmm5Z 此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mmpa2.2pamm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根据参考文献fa0.15/famm Z3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据参考文献3表faZmmaf/18. 02.481，取铣削速度2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.174，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm佳木斯大学工学学士学位论文10：根据参考文献3表 2.481,取amma60切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 50：铣 36 凸台、20 凸台一侧端面机床：X52K 铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10mmdw6314Z（1）粗铣铣削深度：pammap3每齿进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0铣削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取VsmV/4机床主轴转速：，取nmin/1916314. 3604100010000rdVnmin/200rn 实际铣削速度：VsmndV/19. 46010002006314. 310000进给量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作台每分进给量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,amma240佳木斯大学工学学士学位论文11被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入长度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精铣铣削深度：pammap1每齿进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0铣削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取VsmV/6机床主轴转速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 实际铣削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000进给量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作台每分进给量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入长度：精铣时1lmmDl4001刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序机动时间min73. 118. 155. 021jjjttt工序 60：铣 36 凸台、20 凸台另外一侧端面机床：X52K 铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10mmdw6314Z（1）粗铣佳木斯大学工学学士学位论文12铣削深度：pammap3每齿进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0铣削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取VsmV/4机床主轴转速：，取nmin/1916314. 3604100010000rdVnmin/200rn 实际铣削速度：VsmndV/19. 46010002006314. 310000进给量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作台每分进给量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,amma240被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入长度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精铣铣削深度：pammap1每齿进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0铣削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取VsmV/6机床主轴转速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 实际铣削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000进给量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作台每分进给量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入长度：精铣时1lmmDl4001佳木斯大学工学学士学位论文13刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序机动时间min73. 118. 155. 021jjjttt工序 70：钻扩铰13孔（2 处） 、17孔机床：立式钻床 Z525刀具：根据参照参考文献3表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔进给量：根据参考文献3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：参照参考文献3表 2.441，取。V0.48/Vm s机床主轴转速：n，10001000 0.48 60539.53 /min3.14 17vnrd按照参考文献3表 3.131，取630 /minnr所以实际切削速度 ：v3.14 17 6300.56/10001000 60dnvm s切削工时 被切削层长度 ：l42lmm刀具切入长度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn工序 80：钻 4X7孔钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床，刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻， 机械加工工艺手册第 2 卷。根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻孔进给量为 0.200.35。rmm佳木斯大学工学学士学位论文14 则取rmmf30. 0确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9切削速度计算公式为 （3-min0mkfaTdcvvyxpmzvvvv20）查得参数为，刀具耐用度 T=35125. 0,55. 0, 0,25. 0, 1 . 8myxzcvvvvmin则 =1.6v55. 00125. 025. 03 . 053571 . 8minm所以 =72n1214. 36 . 11000minr选取 min120rn 所以实际切削速度为=2.6410001214. 3120vminm确定切削时间（一个孔） =ts203 . 02228工序 90：钻 2X4孔机床：立式钻床 Z525刀具：根据参照参考文献3表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：pa2pamm进给量：根据参考文献3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：参照参考文献3表 2.441，取。V0.48/Vm s机床主轴转速：n，100010000.4860539.53 / min3.144vnrd按照参考文献3表 3.131，取630 /minnr所以实际切削速度 ：v3.1446300.56/1000100060dnvm s 切削工时 被切削层长度 ：l42lmm刀具切入长度：1l佳木斯大学工学学士学位论文15 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn工序 110：钻 6-M4螺纹底孔，然后进行攻丝选择钻床：Z525 钻床1、刀具的选择：选择高速钢麻花钻，其直径。06dmm依据，根据表 2.1 及表 2.2，可选择钻头的几何形状为：标准，切削用量简明手册，。30(24 32)21181270012(12 15)a 55(45 55)2、选择切削用量1）依据，根据表 2.7，可得钢的强度，钻头的直切削用量简明手册800bMPa径时，。5odmm0.14 0.18/fmm r 因为，所以不需要乘孔深修正系数。/3l d 2）依据，根据表 2.8，根据钻头强度决定进给量：当切削用量简明手册，钻头强度允许的进给力。600bMPa05dmm0.38/fmm r 3）依据，根据表 2.9，按机床进给机构强度决定进给量：当切削用量简明手册，机床进给机构允许的轴向力为 8330N(查640bMPa010.2dmm，表 2.35)时，进给量为。切削用量简明手册0.96/fmm r从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为。根据 Z525 钻床说明书，选择。0.14 0.18/fmm r0.17/fmm r查，根据表 2.19，当，时，查得轴切削用量简明手册0.17/fmm r010.2dmm向力。1770fFN轴向力的修正系数为：故。0.88,1.33,0.9,MFPFWFkkk1770 0.88 1.33 0.91864fFN查 ZK546 钻床的使用说明书，机床进给机构所允许的最大轴向力为，max8830FN由于，所以可用。maxfFF0.17/fmm r佳木斯大学工学学士学位论文16（2）决定钻头磨钝标准及寿命查，根据表 2.12，当时，可取得钻头的后刀面最大切削用量简明手册020dmm磨损量取为 0.4mm（0.40.6） ，刀具的寿命 T=15min。（3）决定切削速度查，根据表 2.30，可查得，切削用量简明手册1.0tvk 1.0Tvk1.16Mvk，。则。0.8svk1.0krvk1.0kvk1.16 0.80.928vk 0vvvzvcvxymC dvkT apf =0.40.200.74.8 50.92817/ min1550.17m查，根据表 2.31，可查得，切削用量简明手册1.0Tvk1.0lvk 1.0cvk，故： 1.0tvk 17 1.0 1.0 1.0 1.017/ mintvvv km r/min 010001000 17/ min10825vnrd 查，根据 ZK546 钻头的使用说明书，可以考虑选择切削用量简明手册，但因为所选转数计算转数较高，会使刀具寿命下降，所以可将进给量960 / mincnr降一级，即取，也可以选择较低一级的转数 ，仍用f0.13mm/ rf 680 / mincnr，比较这两种选择方案：0.17/fmm r 1）第一方案 , 0.13/fmm r960 / mincnr 960 0.13124.8/ mincn fmm 2）第二方案 , 0.17/fmm r680 / mincnr 680 0.17115.6/ mincn fmm 因为第一方案的乘积较大，基本工时较少，故第一方案好。这时cn f, 。0.13/fmm r960 / mincnr（4）检验机床扭矩及功率 查，根据表 2.20，当，时，切削用量简明手册0.17/fmm r011.1dmm。扭矩的修正系数为可查得，所以9.18 .tMN m0.88,0.87MMwMkk。根据 Z525 钻床的使用说明书，当时，9.18 0.88 0.877.03 .cMN m960 / mincnr。 29.4 .mMN m 由于，故选择之切削用量可用，即CmMM佳木斯大学工学学士学位论文17 f=0.17mm/r, , 。960 / mincnnr17/ mincvm第 3 章 铣底面夹具设计设计3.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工铣底面夹具设计，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图 a）用于支承精基准面；球头支承钉（图 b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图 c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图6-1 常用支承钉的结构形式2支承板 常用的支承板结构形式如图6-2所示。平面型支承板（图 a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图 b） ，在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块佳木斯大学工学学士学位论文18支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2 常用支承板的结构形式3可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。图6-3 常用可调支承的结构形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位销 图6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图 c 所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图 d）限制三个自由度。图6-6 固定式定位销的结构形式3.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有：为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面一销再加上一手动调节的螺丝定位的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。3.3 切削力及夹紧力的计算刀具：铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 00150010 顶刃0n 侧刃60010 15 30rK 20.5Lmm22Z 0.08/famm zmmap0 . 2佳木斯大学工学学士学位论文19由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式： 0.90.801.11.10.12335pzFafDB zn有：0.900.801.11.10.12335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： FKWK安全系数 K 可按下式计算： 6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121 可知其公式参数：60 KK 1234561.0,1.0,1.0,1.3,1.0,1.0.KKKKKK由此可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 根据工件受力切削力、836.24 1.561304.53()KWK FN夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：FKWK安全系数 K 可按下式计算有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN佳木斯大学工学学士学位论文20 1359.90()KffWKFN该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力 F 夹与切削力之间的关系 F 夹KF轴向力：F 夹KF （N）扭距：Nm93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCM3.4 误差分析与计算该夹具以一底面一侧面，两支撑钉和一个调节螺丝定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。gwj与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：j MjjjWDADZWj由参考文献5可得：销的定位误差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn 佳木斯大学工学学士学位论文21cos0.0028j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0850.3jwmmmm 3. 5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据 GB220780 定向键结构如图所示：o 图 5.1 夹具体槽形与螺钉根据 T 形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表 5.4：表 5.4 定向键夹具体槽形尺寸 B2B公称尺寸允差 d允差4dL公称尺寸允差 D佳木斯大学工学学士学位论文22180.0120.0352512124.518+0.019对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图 5.3 所示： 标记四周倒圆 图 5.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表 5.5：表 5.5 塞尺公称尺寸 H允差 dC30.0060.25上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.6 确定夹具体结构和总体结构（1）应该守护的精度和安定性具体的表面被夹在重要的方面，安装位置等接触，安装的表面的刀块夹紧安装特定的，充分的精度之间的位置精度稳定夹在具体，夹具体应该采用铸造、时效处理等，退火处理方式。（2）、充分的强度和刚度保证的过程中，夹紧力、切削力等的外力变形和振动是不被允许的，足够的厚度，刚性夹具应该适当加固。（3）的结构和使用方法比较好夹大工作的外观，更复杂的结构之间的相互位置的精度和所有的表面的要求很高，所以应特别注意结构的过程中，处理的工作、夹具，维修方便。已经满足了功能性要佳木斯大学工学学士学位论文23求（刚度和强度）做为前提，需要的体积重量削减，结构简单。铁碎块（4）拥有加工过程中，该铁屑继续夹积累的，如果不及时清除切削热的积累破坏夹具定位精度定位零件铁屑投可能绕组、破坏的定位精度也事故。因此，在这过程中的废铁不多，适当增加定位装置和夹具表面之间的距离的增加的废铁空间：切削过程中产生的以上，普通应该具体夹。（5）安装牢固，可靠夹具上安装安装夹在所有表面和相应的接触面和叶。文件夹安装重力的中心，夹具尽可能低应该支持，面积，安装精度高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后描绘出夹具设计。安装图夹具。加工夹具中，必须要忍受的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，根据夹具的配置和夹具和连接、夹具必须有充分的强度和刚度。加工过程中的切屑形成的部分夹具、积累太多会影响工作的定位和夹紧信赖的，所以夹具设计构造，必须考虑应该铁屑。另外，夹点技术，经济的具体结构和操作，安装等特点，在设计中还应考虑。加工过程中的切屑形成的部分切割夹具、积累太多会影响工作的定位和夹紧信赖的，所以夹具设计，结构排出铁屑要想。3.7 夹具设计及操作的简要说明为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。佳木斯大学工学学士学位论文24第 4 章 钻 13 孔夹具设计4.1 夹具的夹紧装置和定位装置夹具上夹板，定位及夹具两个过程相连。定位问题前研究过，其目的是解决工作的定位的方法和必要的定位精度保证。决定位就在许多情况下，加工都做不到的。更加治具设置相应的离合器压板零件，完成对夹工件进入的任务全部治具。离合器的基本任务保持在工作中获得的位置固定位置的，所以切削力、重力，惯性力等的外力作用下，不发生移动和振动，加工质量和生产的确保安全。有时工作的定位是离合器实现的过程中，正确缔付也不正确的工作扶正。一般夹紧装置动源即发生原始酌力的部分。夹紧机构传达这样的原始作用的力之变为夹紧力，并且执行任务的部分夹紧。他是中间交给力机关和钳元件。考虑到机床的性能，生产乐途以及加工时的具体切削量决定采用手动钳。螺旋夹紧机关斜契夹紧的另一种形式，利用直接钳元件螺旋杆，或其他零件和机构组成复合夹紧机构夹紧work。最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构的螺旋为契机，其实相当的柱子上的，所以他的作用的原理和斜斜的契机是一样的。也可以用于斜面移动时造成的压力夹紧work。这里是通过转动螺旋卷，汽缸的斜机是高度的变化来夹具。典型的螺旋夹紧机构的特征：（1）结构简单，（2）扩力量大，（3）是琐碎的性能好，行程（4）不受限制，（5）夹紧动作迟缓。离合器可分力源装置，中间传动装置和离合器，那套治具中，中间传动装置和钳元件合二为一。力源机动夹紧螺栓紧固通过移动压板。夹紧和心灵的作用达到。工作通过定位销定位限制Z轴旋转，通过移动夹具夹紧螺栓，实现工作物的夹具。然后移动跷跷板的定心装置和工作外圆弧面相相合的移动夹具，通过正确的圆弧定位，实现居中。这一套简单移动压板制作，容易手动调整。通过实现跷跷板的螺栓库姆前佳木斯大学工学学士学位论文25后移动的目的达成固结。固结的同时，工作的心使之实现，定位基准的对称中心所定的位置。这次的治具设计中，位置一根轴位置定位水平方向的插头。垂直方向，2个同心半环来定位。 “加工品的夹具身体同心圆环加后，定位销治好馅儿的钻头模板和零部件先加工的孔的定位，拿出跷跷板固结，之后定位销。4.2 夹具的导向在钻床上加工孔时，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，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。导向元件包括刀杆的导向部分和导向套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套。钻套按其结构可分为固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻套。如图4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图4.2 钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。淬火HRC110。相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间套上两个固定衬套。选取的标准件代号为12*18 GB2263-19134。材料仍选取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。4.3 切削力及夹紧力的计算刀具：钻头 13。则轴向力：见工艺师手册表 28.4F=Cdfk 3.1F0FzFyF佳木斯大学工学学士学位论文26 式中： C=420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFF k =(F07. 1)190200()1903 . 1FnHBF=4201.00.8130.351.072123()N转矩T=C dfkT0TZTyT式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTTT=0.2062.00.8130.351.0717.34()NM功率 P =mKWdTV726. 073095.1634.17300在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=K K K K1234式中 K 基本安全系数，1.5;1 K 加工性质系数，1.1;2K刀具钝化系数, 1.1;3K 断续切削系数, 1.14则 F =KF=1.5/)(423921231 . 11 . 11 . 1N钻削时 T=17.34 NM切向方向所受力: F =1NLT267106534.173取1 . 0fF =4416f)(6 .4411 . 0NF Ff1所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：佳木斯大学工学学士学位论文27FKWK安全系数 K 可按下式计算有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力 F 夹与切削力之间的关系 F 夹KF轴向力：F 夹KF （N）扭距：Nm93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCM在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数321KKKK 由资料机床夹具设计手册查表可得：721切削力公式： 式（2.17）PfKfDF75. 02 . 1412式中 20Dmmrmmf/3 . 0查表得： 82195. 0)190(6 . 0HBKp即：)(69.1980NFf实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得：1121 KFWfK安全系数 K 可按下式计算，由式（2.5）有：6543210KKKKKKKK 佳木斯大学工学学士学位论文28式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表60 KK 可得： 121 25. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1K所以 )(55.445625. 269.1980NFKWfK由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺旋夹紧机构。4.4 钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点:1、固定钻套：钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套：主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以 F7/m6 或 F7/k6 配合装入衬套中。3、快换钻套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套：尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔，如图4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C=8。因佳木斯大学工学学士学位论文29为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。4.5 钻模板在导向装置中，导套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。44.6 定位误差的分析制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.mm05. 003. 02mm04. 02（2）内外圆同轴度误差（查表 P297）.故，mm008. 03.mmDW142. 016. 005. 008. 004. 0125. 022222252423222则.533. 032142. 0知此方案可行。4.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示