蜗轮蜗杆减速器壳体工艺规程及夹具设计【镗左右通孔和钻6-M8孔】【蜗轮箱体 两边距195】【含11张cad图纸+文档全套资料】
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毕业设计（论文）
蜗轮蜗杆减速器壳体工艺及夹具设计
II
摘 要
本设计专用夹具的设计蜗轮蜗杆减速器壳体零件加工过程的基础上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明显的阶段性保证粗加工和加工精度加工孔。通过底面作一个良好的基础过程的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。在随后的步骤中，除了被定位在平面和孔的加工工艺及其他孔单独过程。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择，有自锁机构，因此，对于大批量，更高的生产力，满足设计要求。
关键词：蜗轮蜗杆减速器壳体类零件；工艺；夹具；
V
ABSTRACT
Foundation design of body parts processing process the design of special fixture. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. Periodic hole machining plane is obvious that rough machining and machining precision machining hole. A good foundation on the bottom surface of the process. The main process is supported in the positioning hole process first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to processing technology are positioned in the plane and the other hole hole and separate process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities, higher productivity, meet the design requirements.
Keywords: box type parts; technology; fixture;
目 录
摘 要 II
ABSTRACT III
1 绪论 1
1.1 机械加工工艺概述 1
1.2机械加工工艺流程 1
1.3夹具概述 2
1.4机床夹具的功能 2
1.5机床夹具的发展趋势 2
1.5.1机床夹具的现状 2
1.5.2 现代机床夹具的发展方向 3
2 加工工艺规程设计 5
2.1 零件的分析 5
2.1.1 零件的作用 5
2.1.2 零件的工艺分析 6
2.2 蜗轮蜗杆减速器壳体加工措施 6
2.2.1 孔和平面的加工顺序 6
2.2.2 孔系加工方案选择 6
2.3 蜗轮蜗杆减速器壳体加工定位基准的选择 7
2.3.1 粗基准的选择 7
2.3.2 精基准的选择 7
2.4 蜗轮蜗杆减速器壳体加工主要工序安排 7
2.5 机械加工余量、工序及毛坯的确定 10
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 11
2.7 时间定额计算及生产安排 26
3 镗Æ185-Æ70孔夹具设计 31
3.1 研究原始质料 31
3.2 定位、夹紧方案的选择 31
4.3 切削力及夹紧力的计算 31
3.4 误差分析与计算 33
3.5 定位销选用 34
3.6 夹具设计及操作的简要说明 34
4 钻6-M8底孔的钻床夹具设计 35
4.1 夹具的夹紧装置和定位装置 35
4.2 夹具的导向 36
4.3 切削力及夹紧力的计算 37
4.4 钻孔与工件之间的切屑间隙 39
4.5 钻模板 40
4.6 定位误差的分析 40
4.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用 41
4.8 确定夹具体结构和总体结构 43
4.9 夹具设计及操作的简要说明 44
总 结 45
参 考 文 献 46
致谢 47
47
1 绪论
1.1 机械加工工艺概述
机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。
一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。
比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明。
总的来说，加工工艺是每个步骤的详细参数工艺流程是纲领，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。
1.2机械加工工艺流程
机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。
制订工艺规程的步骤
1) 计算年生产纲领，确定生产类型。
2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。
3) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。
4) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。
5) 填写工艺文件。
6) 选择毛坯。
7) 拟订工艺路线。
8) 确定切削用量及工时定额。
8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。
在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。
1.3夹具概述
现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。
夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。
在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在机床夹具设计是一项重要的技术工作。
1.4机床夹具的功能
在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。
1．机床夹具的主要功能
机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。
（1） 定位
定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。
确定工件在夹具中占有正确位置的过程。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夹紧
由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。
2．机床夹具的特殊功能
机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。
（1）对刀 如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。
（2）导向 导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模
如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置
并引导其进行钻削。。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。
1.5机床夹具的发展趋势
随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。
1.5.1机床夹具的现状
数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。特别是近年来，，对机床夹具提出了如下新的要求：
1）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。
2）能装夹一组具有相似性特征的工件。
3）提高机床夹具的标准化程度。
4）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。
5）适用于精密加工的高精度机床夹具。
6）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。
1.5.2 现代机床夹具的发展方向
现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化、柔性化四个方面。
标准化
机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。
目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259—91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。
夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。
通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。
精密化
精密化夹具的结构类型很多，随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5μm；精密心轴的同轴度公差可控制在1μm内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.2～0.5μm。
高效化
高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。
柔性化
机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。
具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。
2 加工工艺规程设计
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
题目给出的零件是蜗轮蜗杆减速器壳体,蜗轮蜗杆减速器壳体零件的加工质量，蜗轮蜗杆减速器壳体零件的加工质量，并确保组件正确安装。
2.1.2 零件的工艺分析
蜗轮蜗杆减速器壳体类零件图。蜗轮蜗杆减速器壳体是一个壳体零件，别安装在五个平面的外表面加工的需要。支持前和后孔。此外，表面还需加工一系列孔。可分三组加工表面。分析如下：
（1）以底平面加工面。这一组加工表面包括：底面铣削加工；4-Φ18mm孔。
（2）以Æ185-Æ70孔的支承孔为加工面。这一组包括：Æ185-Æ70孔孔。
（3）以Φ40凸台面为加工面。这一组加工表面包括：Φ40凸台面铣削加工；M20螺纹孔
（4）以φ230大端面为加工面
主要加工表面有以下5个主要加工表面;
1.端面 通过粗铣精铣达到1.6精度要求
2.内圆 粗镗、半粗镗、精镗达到6.3的精度要求
3.内表面 先粗铣后精铣的3.2的精度要求
4.底面 通过粗铣直接使底面精度达到12.5
5. 凸台端面 在凸台端面使其达到12.5的精度要求
2.2 蜗轮蜗杆减速器壳体加工措施
由以上分析可知。蜗轮蜗杆减速器壳体零件加工表面是平面和孔系。平面加工要比保证孔精度比较容易一些。因此，在这个过程中的主要问题是确保和孔的位置精度，应对孔与平面间的关系。由于是大生产量生产。要考虑因素如何满足提高加工过程中的效率问题。
2.2.1 孔和平面的加工顺序
蜗轮蜗杆减速器壳体类加工按照先面后孔，按照粗、精加工互相原则。处理应遵循先加工面后来加工孔，第一个基准，定位基准的表面处理。然后，整个系统的过程。地基处理的管道应遵循这一原则。平平面定位可保证定位牢固可靠，保证各个孔的加工粗糙度和精度。其次，首先先加工面可以去除铸件不均匀表面，进而孔加工提供前提，也有利于保护刀具。
2.2.2 孔系加工方案选择
通过蜗轮蜗杆减速器壳体的加工方案，应选择符合加工方法，加工精度和加工设备。主要考虑加工精度和效率，此外还有考虑经济因素。了满足精度和生产率的要求，应选择在的最终价格。
根据基蜗轮蜗杆减速器壳体部要求显示和生产力的要求，目前应用在镗床夹具镗床组合适于。
（1） 镗套加工
（2） 在大批量生产中，加工底座通孔通常是在组合镗床的镗模。加工孔镗夹具在设计和制造要求。当镗杆的镗套引导镗，镗模的精度直接保证孔的精度。
镗模提高系统抗振动、刚度。同时加工几个工件的过程。生产效率很高。结构复杂，成本高制造困难，镗模制造和装配在夹具误差镗杆镗衬套磨损等原因。加工精度可通过钻孔获得也受到一定的限制。
（2）用坐标镗方法
在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且可以实现大的品种和数量，和产品的升级换代，所需时间短。普通的镗模加工，生产成本高，周期长，难满足要求，和坐标镗可以满足这一要求。镗加工模板还需要利用坐标镗床。
随着坐标镗削的方法，需要蜗轮蜗杆减速器壳体孔的和在直角坐标转换成的和公差的公差，然后用在笛卡尔坐标系统的运动精度镗。
2.3 蜗轮蜗杆减速器壳体加工定位基准的选择
2.3.1 粗基准的选择
基准的选择应满足下列要求：
（1）保证每个重要支持均匀的加工余量；
（2）保证零件和管壁有一定的差距。
了满足要求，主要支持应作主要参考孔。作粗基准输入轴和输出轴。因此，主轴承孔的精定位，孔的加工余量必须统一。因与孔的位置，墙是相同的核心的位置。
2.3.2 精基准的选择
从孔与孔的位置，孔与平面，平面与平面的位置。精基准的选择应能确保在整个过程的统一的管道基本上可以使用参考位置。从管底座零件图的分析，支撑孔平行并覆盖大面积的平面与主轴，适合用作精基准。但与平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法对典型的全过程，基本能够满足定位要求的参考。最后，虽然是装配基准，但因它是对垂直主轴承孔的基础。
2.4 蜗轮蜗杆减速器壳体加工主要工序安排
用于零件的批量生产，总是首先产生均匀的基准。基管的处理的第一步是处理一个统一的基础。具体安排第一孔定位粗后，加工顶平面。第二步是定位两个工艺孔。由于顶面处理后到管道基础处理已经完成，除了个人的过程，作定位基准。因此，孔底面也应在两个工艺孔加工工艺处理。
工序安排应该是尽可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺纹孔铣床的钻头，切削力大，也应在粗加工阶段完成。对于工件，需要精加工是支持前孔与平面结束后。根据以上原则应该先完成加工平面加工孔，但在本装置实际生产不易保证孔和端面互相垂直的。因此，工艺方案实际上是用于精加工轴承孔，从而支持扩孔芯棒定位端处理，所以容易保证的端部的图纸上的全跳动公差。螺纹孔攻丝时，切削力小，可以分散在后期阶段。
加工完成后，还要检验入库等操作，卫生打扫干净。
工艺路线一：
10 铸 铸造毛坯
20 时效 时效热处理
30 涂 涂底漆
40 铣 铣底平面
50 铣 粗铣φ230大端面
60 铣 精铣φ230大端面
70 铣 铣φ90左侧端面
80 铣 铣φ90右侧端面
90 铣 铣顶部φ40的凸台面
100 钻 钻、扩、铰4-Φ18mm
110 镗 粗镗ÆΦ185-Æ70孔
120 镗 精镗ÆΦ185-Æ70孔
130 镗 粗镗Φ90孔
140 镗 精镗ÆΦ90孔
150 钻 钻孔攻丝3-M10
160 钻 钻孔攻丝6-M8
170 钻孔攻丝 钻孔攻丝M20螺纹孔
180 钻孔攻丝 钻孔攻丝M14-7H螺纹孔
190 钳 表面去毛刺
200 涂 涂料
210 检 检验入库
工艺路线二：
10 铸 铸造毛坯
20 时效 时效热处理
30 涂 涂底漆
40 铣 铣底平面
50 铣 粗铣φ230大端面
60 铣 精铣φ230大端面
70 铣 铣φ90左侧端面
80 铣 铣φ90右侧端面
90 铣 铣顶部φ40的凸台面
100 钻 钻、扩、铰4-Φ18mm
110 车 粗镗ÆΦ185-ÆΦ70孔
120 车 精镗ÆΦ185-ÆΦ70孔
130 车 粗镗ÆΦ90孔
140 车 精镗ÆΦ90孔
150 钻 钻孔攻丝3-M10
160 钻 钻孔攻丝6-M8
170 钻孔攻丝 钻孔攻丝M20螺纹孔
180 钻孔攻丝 钻孔攻丝M14-7H螺纹孔
190 钳 表面去毛刺
200 涂 涂料
210 检 检验入库
根据加工要求和提高效率时间等因素综合选择方案一：
10 铸 铸造毛坯
20 时效 时效热处理
30 涂 涂底漆
40 铣 铣底平面
50 铣 粗铣φ230大端面
60 铣 精铣φ230大端面
70 铣 铣φ90左侧端面
80 铣 铣φ90右侧端面
90 铣 铣顶部φ40的凸台面
100 钻 钻、扩、铰4-Φ18mm
110 镗 粗镗ÆΦ185-Æ70孔
120 镗 精镗ÆΦ185-Æ70孔
130 镗 粗镗ΦÆ90孔
140 镗 精镗ÆΦ90孔
150 钻 钻孔攻丝3-M10
160 钻 钻孔攻丝6-M8
170 钻孔攻丝 钻孔攻丝M20螺纹孔
180 钻孔攻丝 钻孔攻丝M14-7H螺纹孔
190 钳 表面去毛刺
200 涂 涂料
210 检 检验入库
2.5 机械加工余量、工序及毛坯的确定
“蜗轮蜗杆减速器壳体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200材料采用HT200制造。材料是HT200，硬度HB170到240，大批量生产，铸造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根据要求，面加工分粗、精铣加工余量如下：
粗铣：参照《工艺手册第1卷》。其余量值规定，现取。
精铣：参照《手册》，余量值。
（2）螺孔毛坯实心，不冲孔
（3）端面加工余量。
端面分粗铣、精铣加工。各余量如下：
粗铣：参照《工艺手册》，其余量规定，取。
（4）螺孔加工余量
毛坯实心，不冲孔。
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）
工序40：铣底平面
机床：铣床X52K
刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。
单边余量：Z=2.2mm
所以铣削深度：
精铣面余量：Z=1.0mm
铣削深度：
每齿进给量：取：取铣削速度
每齿进给量：取取铣削速度
机床主轴转速：
按照文献，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：,取
切削工时
被切削层：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次数为1
机动时间：
机动时间：
所以该工序总机动时间
工序50：粗铣φ230大端面
机床：铣床X52K
刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。
单边余量：Z=2.2mm
所以铣削深度：
精铣面余量：Z=1.0mm
铣削深度：
每齿进给量：取：取铣削速度
每齿进给量：取，取铣削速度
机床主轴转速：
按照文献，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：取
切削工时
被切削层：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次数为1
机动时间：
机动时间：
所以该工序总机动时间
工序60：精铣φ230大端面
机床：铣床X52K
刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。
精铣面余量：Z=1.0mm
铣削深度：
每齿进给量：取：取铣削速度
每齿进给量：取，取铣削速度
机床主轴转速：
按照文献，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：取
切削工时
被切削层：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次数为1
机动时间：
机动时间：
所以该工序总机动时间
工序70 铣φ90左侧端面
1.工步一粗铣左侧面
（1）切削深度 。
（2）进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X52K铣床功率为4KW,查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220，根据《机械加工工艺师手册》[10]表30-23，选择切削速度=65m/min。
计算主轴转速，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后计算实际
（1） 基本时间的确定 根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=
根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根据《机械加工工艺师手册》[10]，表30-9查得=7，
。
2.工步二 精铣左侧面
（1）切削深度 。
（2）进给量的确定 此工序选择YG8硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X52K铣床功率为4KW,取fz=0.10mm/r， 。
（3）切削速度的确定 查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表5-157
=124m/min，计算主轴转速，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]机床主轴转速表，确定n=490r/min，再计算实际切削速度
（4）基本时间的确定 根据铣床的数据，主轴转速n=490r/min，工作台进给量=
根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根据《机械加工工艺师手册》[10]，表30-9查得=7，
工序80 铣φ90右侧端面
1.工步一粗铣右侧面
（1）切削深度 。
（2）进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X52K铣床功率为4KW,查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220，根据《机械加工工艺师手册》[10]表30-23，选择切削速度=65m/min。
计算主轴转速，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后计算实际
（2） 基本时间的确定 根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=
根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根据《机械加工工艺师手册》[10]，表30-9查得=7，
。
2.工步二 精铣右侧面
（1）切削深度 。
（2）进给量的确定 此工序选择YG8硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X52K铣床功率为4KW,取fz=0.10mm/r， 。
（3）切削速度的确定 查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表5-157
=124m/min，计算主轴转速，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]机床主轴转速表，确定n=490r/min，再计算实际切削速度
（4）基本时间的确定 根据铣床的数据，主轴转速n=490r/min，工作台进给量=
根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm
根据《机械加工工艺师手册》[10]，表30-9查得=7，
工序90：铣顶部φ40的凸台面
机床：铣床X52K
刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。
单边余量：Z=2.2mm
所以铣削深度：
精铣面余量：Z=1.0mm
铣削深度：
每齿进给量：取：取铣削速度
每齿进给量：取取铣削速度
机床主轴转速：
按照，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：取
切削工时
被切削层：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次数为1
机动时间：
机动时间：
所以该工序总机动时间
工序100：钻、扩、铰4-Φ18mm
机床：钻床Z525
刀具：根据参照文献选高速钢锥柄麻花钻头。
⑴ 钻孔Φ11
铰孔时先钻孔
切削深度：
进给量：取。
切削速度：取。
机床主轴转速：
，
按照文献[3]表3.1～31，取
所以实际切削速度：
切削工时
被切削层：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次数为1
机动时间：
⑵ 扩孔
刀具：选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。
片型号：E403
切削深度：
进给量：取。
切削速度：取。
机床主轴转速：
按照文献取
所以实际切削速度：
切削工时
被切削层：
刀具切入有：
刀具切出： ，取
走刀次数为1
机动时间：
⑶ 铰孔
刀具：根据参照文献选择硬质合金锥柄机用铰刀。
切削深度：，且。
进给量：根据文献取。
切削速度：参照文献取。
机床主轴转速：
按照文献[3]表3.1～31取
实际切削速度：
切削工时
被切削层：
刀具切入，
刀具切出： 取
走刀次数为1
机动时间：
该工序的加工机动时间的总和是：
工序110、120粗镗Æ185-Æ70孔
机床：T68
刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：
⑴ 粗镗
进给量：刀杆伸出取，切削深度为。因此确定进给量。
切削速度：取。
机床主轴转速：
，
按照文献[3]表3.1～41，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次数：
机动时间：
⑵ 精镗
进给量：确定进给量
切削速度：取
机床主轴转速：
，
按照文献[3]表3.14—41，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次数：
机动时间：
所以该工序总机动工时
工序130、140 粗镗、精镗Æ90孔
机床：T68
刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：
⑴ 粗镗
进给量：刀杆伸出取，切削深度为。因此确定进给量。
切削速度：取。
机床主轴转速：
，
按照文献[3]表3.1～41，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次数：
机动时间：
⑵ 精镗
进给量：确定进给量
切削速度：取
机床主轴转速：
，
按照文献[3]表3.14—41，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次数：
机动时间：
所以该工序总机动工时
工序150、钻孔攻丝3-M10
机床：钻床 Z525
刀具：麻花钻、扩孔钻、丝锥
进给量：根据《工艺手册》取
切削速度：参照《工艺手册》取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
被切削层：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次数为1
机动时间：
进给量：由于其螺距,因此进给量
切削速度：参照《工艺手册》取
机床主轴转速：，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
被切削层：
刀具切入：
刀具切出： （盲孔）
机动时间：
工序160: 钻孔攻丝6-M8
机床：钻床 Z525
刀具：麻花钻、扩孔钻、丝锥
进给量：根据《工艺手册》取
切削速度：参照《工艺手册》取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
被切削层：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次数为1
机动时间：
进给量：由于其螺距,因此进给量
切削速度：参照《工艺手册》取
机床主轴转速：，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
被切削层：
刀具切入：
刀具切出： （盲孔）
机动时间：
工序 170钻孔攻丝M20螺纹孔
刀具选用GB1436-85钻
钻孔进给量为0.20～0.35。
则取
确定加工速度，根据《工艺手册》
加工速度计算公式为
查得为，刀具耐用度T=35
则 ==1.6
故 ==72
选取
故实际速度为=2.64
确定加工时间（一个孔） =
工序180 钻孔攻丝M14-7H螺纹孔
本工序采用计算法。
表3-6标准高速钢麻花钻的全长和沟槽的长度（从gb6117-85）
直径范围
直柄麻花钻
l
l1
>11.80～11.20
151
101
表3-7 主要几何麻花钻（根据GB6117-85） （º）
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6～18.00
30
118
12
40～60
表3-8钻头，钻铰刀磨损标准和耐久性
（1）后刀面最大磨损限度mm
刀具材料
加工材料
钻头
直径d0（mm）
≤20
高速钢
铸铁
0.5～0.8
（2）刀具耐用度T min
刀具类型
加工材料
刀具材料
刀具直径d0（mm）
11～20
钻孔\扩孔
铸铁、铜合金及合金
高速钢
60
钻头磨损0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.确定进给量
查《工艺手册》钻孔的进给量为f=0.25～0.65,进给量取f=0.60。
②.确定加工速度
灰铸铁（190HBS）上钻孔的加工速度轴向力，扭矩及功率得，V=12 V=12=10.32 （3-17）
则 = =111 （3-18）
查表4.2-12可知， 取 n = 145
则实际加工速度 = = =11.8
2.7 时间定额计算及生产安排
设年产量是10万件。一年有250个工作日。一个日产量420。一天工作时间的计算8个小时，每部分的生产时间不应超过1.14min。机械加工单（在上述生产类型）时间定额：大规模生产）
大规模生产：
参照《工艺手册》（生产类型：中批以上）时间计算公式：
（大量生产时）
因此大批量单件时间计算：
其中： —单件时间定额 —基本时间（机动时间）
—辅助时间。
—布置场所地、休息时间占操作时间的百分比值
工序1：粗、精铣底面
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》，取工步辅助时间。在加工过程中装卸短暂，所以取装时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
工序2：钻底面孔
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》，取工步辅助时间。装卸短暂所以取装时间。则
：根据《工艺手册》单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序3：粗铣凸台
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》，取工步辅助时间。加工过程中装卸短暂，所以取装时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序4：钻侧面孔
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》，取工步辅助时间。由于生产线上装时间很短，所以取装时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序5：粗铣端面
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》，取工步辅助时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
一台机床即能满足生产要求。
工序6：铣端面
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》，取工步辅助时间。所以取装时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序7：粗镗孔
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》取工步辅助时间。所以取装时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
即能满足生产要求
工序8：精镗支承孔
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》取工步辅助时间。装卸短所以取装时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
即能满足生产要求
工序9：端面螺纹孔攻丝
机动时间：
辅助时间：参照钻孔时间，取装卸时间，工步时间。则
：参照钻孔值，取
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序10：精铣端面
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》，取工步辅助时间。
取装卸时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
即能满足生产要求
工序11：精铣侧面
机动时间：
辅助时间：参照《工艺手册》，取工步辅助时间。所以取装时间。则
：根据《工艺手册》，
单间时间定额：
即能满足生产要求
工序12：底面螺纹孔攻丝
机动时间：
辅助时间：取装卸辅助时间，工步辅助时间。则
：参照钻孔值，取
单间时间定额：
因此布置一台机床即能满足生产要求。
3 镗Æ185-Æ70孔夹具设计
3.1 研究原始质料
利用本夹具主要用来加工镗孔Æ185-Æ70孔孔，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。
3.2 定位、夹紧方案的选择
由零件图可知：在对镗孔Æ185-Æ70孔行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，底面孔进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有：
选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。
镗孔Æ185-Æ70孔时为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。
4.3 切削力及夹紧力的计算
镗刀材料：（硬质合金镗刀）
刀具的几何参数：
由参考文献[5]查表可得：
圆周切削分力公式：
式中
查[5]表得： 查[5]表 取
由表可得参数：
即：
同理：径向切削分力公式 ：
式中参数：
即：
轴向切削分力公式 ：
式中参数：
即：
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：
安全系数K可按下式计算有：：
式中：为各种因素的安全系数，查参考文献[5]表可得：
所以有：
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Ｆ之间的关系F夹＝KF
轴向力：F夹＝KF （N）
扭距：
Nm
在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数
实际所需夹紧力：由参考文献[16]《机床夹具设计手册》表得：
安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：：
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 可得：
所以
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。
3.4 误差分析与计算
该夹具以一面两销定位，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。
与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：
由参考文献[5]可得：
⑴ 两定位销的定位误差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夹紧误差 ：
其中接触变形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨损造成的加工误差：通常不超过
⑷ 夹具相对刀具位置误差：取
误差总和：
从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。
3.5 定位销选用
本夹具选用一可换定位销和棱形销来定位，其参数如下表：
表3.1 定位销
d
H
D
公称尺寸
允差
8
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
3.6 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。
4 钻6-M8底孔的钻床夹具设计
4.1 夹具的夹紧装置和定位装置
夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。
仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。
夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。
一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。
考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。
螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。
螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。
典型的螺旋夹紧机构的特点：
（1）结构简单；
（2）扩力比大；
（3）自琐性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夹紧动作慢。
夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。
工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。
在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个定位插销来定位水平方向的。在垂直方向，用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后，用定位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位，把压板压紧，之后取出定位插销。
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φ8.5。
则轴向力：见《工艺师手册》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
转矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数
K=KKKK
式中 K—基本安全系数，1.5;
K—加工性质系数，1.1;
K—刀具钝化系数, 1.1;
K—断续切削系数, 1.1
则 F=KF=1.5
钻削时 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
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：
安全系数K可按下式计算有：：
式中：为各种因素的安全系数，查参考文献[5]表可得：
所以有：
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Ｆ之间的关系F夹＝KF
轴向力：F夹＝KF （N）
扭距：
Nm
在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数
由资料《机床夹具设计手册》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
实际所需夹紧力：由参考文献[16]《机床夹具设计手册》表得：
安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：：
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 可得：
所以
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=(0.3～1.2)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，钻螺栓紧固，钻模精度较高。[4]
4.6 定位误差的分析
夹具安装误差
因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。
图5-2中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，=0.
夹具误差
因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。
加工方法误差
因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设
。
2. 保证加工精度的条件
工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是
即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。
为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为
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