模具推件块机械加工工艺规程及夹具设计(钻Φ10.5)【含7张cad图纸+文档全套资料】

喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 郑州科技学院机械工程学院 机械加工工艺卡片 零件名称： 模具推件板 学 生： 指导教师： 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品型号 零(部)件图号 产品名称 模具推件板 零(部)件名称 模具推件板 共 6 页 第 1 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 30 铣 45 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 型材 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X52K X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 Jiaju001 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 qiju001 专用器具 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步工时 机动 辅动 粗铣下端面 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 245 2.56 0.15 3 1 0.07 1.23 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品型号 零(部)件图号 产品名称 模具推件板 零(部)件名称 模具推件板 共 6 页 第 2 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 40 铣 45 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 型材 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X52K X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 Jiaju001 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 qiju001 专用器具 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步工时 机动 辅动 粗铣上端面 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 245 2.56 0.15 3 1 0.07 1.23 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品型号 零(部)件图号 产品名称 模具推件板 零(部)件名称 模具推件板 共 6 页 第 3 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 50 铣 45 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 型材 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X52K X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 Jiaju001 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 qiju001 专用器具 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步工时 机动 辅动 1 精铣下端面 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 XJ001 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品型号 零(部)件图号 产品名称 模具推件板 零(部)件名称 模具推件板 共 6 页 第 5 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 70 铣 45 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 型材 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 数控铣床 XK7130 XK7130 1 夹具编号 夹具名称 切削液 Jiaju001 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 qiju001 专用器具 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步工时 机动 辅动 1 铣R12.5弧外形 专用夹具，立铣刀，游标卡尺 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品型号 零(部)件图号 产品名称 模具推件板 零(部)件名称 模具推件板 共6 页 第 4 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 60 钻 45 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 型材 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 Z525 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 Jiaju001 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 qiju001 专用器具 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步工时 机动 辅动 1 钻铰ø10.5孔 专用夹具，麻花钻，游标卡尺 370 73.2 0.18 3 1 0.33 0.59 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品型号 零(部)件图号 产品名称 模具推件板 零(部)件名称 模具推件板 共 6 页 第 6 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 80 铣 45 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 型材 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 数控铣床 XK7130 XK7130 1 夹具编号 夹具名称 切削液 Jiaju001 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 qiju001 专用器具 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 切削深度 mm 进给次数 工步工时 机动 辅动 1 铣R9.5弧外形 专用夹具，立铣刀，游标卡尺 370 73.2 0.18 3 1 0.26 0.5 郑州科技学院机械工程学院 机械加工工艺卡片 零件名称： 模具推件板 学 生： 指导教师： 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零(部)件图号 产品名称 模具推件板 零(部)件名称 模具推件板 共 1 页 第 1 页 材料牌号 45 毛坯种类 型材 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 10 开料 型材开料 20 时效 时效处理 30 粗铣 粗铣下端面 机加工 二 X52K 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 40 粗铣 粗铣上端面 机加工 二 X52K 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 50 精铣 精铣下端面 机加工 二 X52K 专用夹具，端铣刀，游标卡尺 60 铣 铣R12.5弧外形 机加工 二 XK7130 数控铣床 专用夹具，立铣刀，游标卡尺 70 钻铰 钻铰ø10.5孔 机加工 二 Z525 专用夹具，麻花钻，铰刀，游标卡尺 80 铣 铣R9.5弧外形 机加工 二 XK7130 数控铣床 专用夹具，立铣刀，游标卡尺 90 钳 去毛刺 100 检 检验入库 课程设计 模具推件块机械加工工艺规程及夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 23 摘 要 推件板零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差 Abstract The fixture design of a certain type of motor armature bracket parts processing and drilling machine is design process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. 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 摘 要 II Abstract III 目 录 IV 第1章 序 言 1 第2章 零件的分析 2 2.1零件的形状 2 2.2零件的工艺分析 2 第3章 工艺规程设计 4 3.1 确定毛坯的制造形式 4 3.2 基面的选择 4 3.3 制定工艺路线 4 3.3.1 工艺路线方案一 5 3.3.2 工艺路线方案二 5 3.3.3 工艺方案的比较与分析 5 3.4 选择加工设备和工艺装备 6 3.4.1 机床选用 6 3.4.2 选择刀具 6 3.4.3 选择量具 6 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 3.6确定切削用量及基本工时 7 第4章 钻φ10.5孔夹具设计 16 4.1 夹具的夹紧装置和定位装置 16 4.2 夹具的导向 17 4.3 钻孔与工件之间的切屑间隙 17 4.4 钻模板 18 4.5定位误差的分析 18 4.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用 19 4.7 确定夹具体结构和总体结构 20 4.8 夹具设计及操作的简要说明 21 总 结 22 致 谢 23 参考文献 24 第1章 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。 推件板零件加工工艺及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、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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，保证尺寸证零件的加工质量。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。 第2章 零件的分析 2.1零件的形状 题目给的零件是推件板零件，主要作用是起分流作用。 零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。 2.2零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为45# ，该材料为45#，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 推件板零件主要加工表面为：1.铣下端面，表面粗糙度值为1.6。2. 铣上端面，表面粗糙度值3.2。3.钻中心孔，表面粗糙度值3.2。 推件板共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： (1)．下端面的加工表面： 这一组加工表面包括：下端面端面。 (2).上端面的加工表面： 这一组加工表面包括： 上端面。其要求也不高 (3).钻ø10.5孔 (4).铣R12.5弧外形、R9.5弧外形 第3章 工艺规程设计 本推件板假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。 该零件材料为45# ，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铝型材。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和 废品率β分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为45# ，考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用型材，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 3.2 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像推件板这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 3.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 3.3.1 工艺路线方案一 10 开料 型材开料 20 时效 时效处理 30 粗铣 粗铣下端面 40 粗铣 粗铣上端面 50 精铣 精铣下端面 60 铣 铣R12.5弧外形 70 钻铰 钻铰ø10.5孔 80 铣 铣R9.5弧外形 90 钳 去毛刺 100 检 检验入库 3.3.2 工艺路线方案二 10 开料 型材开料 20 时效 时效处理 30 粗铣 粗铣下端面 40 粗铣 粗铣上端面 50 精铣 精铣下端面 60 铣 铣R12.5弧外形 70 铣 铣R9.5弧外形 80 钻铰 钻铰ø10.5孔 90 钳 去毛刺 100 检 检验入库 3.3.3 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，需要换上相应的刀具。要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 10 开料 型材开料 20 时效 时效处理 30 粗铣 粗铣下端面 40 粗铣 粗铣上端面 50 精铣 精铣下端面 60 铣 铣R12.5弧外形 70 钻铰 钻铰ø10.5孔 80 铣 铣R9.5弧外形 90 钳 去毛刺 100 检 检验入库 3.4 选择加工设备和工艺装备 3.4.1 机床选用 ①.工序是粗铣、精铣。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的铣床床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表4.2-7。 ②.工序钻孔，选用Z525摇臂钻床。 3.4.2 选择刀具 ①.在铣床上加工的工序,一般选用硬质合金铣床。加工刀具选用YG6类硬质合金铣刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用铣刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。 3.4.3 选择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “推件板” 零件材料为45# ，查《机械加工工艺手册》（以后简称《工艺手册》），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，45#的硬度HB为143～269，表2.2-23 45#的物理性能，45# 密度ρ=7.2～7.3（），计算零件毛坯的重量约为2。 表3-1 机械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 轻型 （零件重<100kg） 单件生产 5以下 10以下 100以下 小批生产 5~100 10~200 100~500 中批生产 100~300 200~500 500~5000 大批生产 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生产 1000以上 5000以上 50000以上 根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于30～50，毛坯重量2<100为轻型，确定为大批生产。 3.6确定切削用量及基本工时 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据《切削用量简明手册》（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与《机械制造设计工工艺简明手册》的表区别。 工序30 粗铣下端面 加工条件： 工件材料： 45#，型材。 机床：X52K立式铣床。 查《机械加工工艺师手册》表30-34选择工艺装备及确定切削用量。 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2mm。 所以铣削深度 ：。 每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表2.4-75，取 。 取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-34，取。 由式3-1得机床主轴转速： 按照《机械加工工艺师手册》表3.1-74可以查得机床与之接近的转速为。 实际铣削速度： 进给量： 。 工作台每分进给量：。 铣削宽度：根据《机械加工工艺师手册》表2.4-81，取。 刀具切出长度：取。 走刀次数为1 根据《机械加工工艺师手册》：=249/(37.5×3)=2.21min。 根据《机械加工工艺师手册》表2.5-45可查得铣削的辅助时间。 根据《机械加工工艺师手册》切削工时：=249/(37.5×3)=2.21min。 工序40粗铣上端面 已知加工材料为45#铸铁，机床为床X52K铣床，工件装在专用夹具中。 刀具：YG8硬质合金端铣刀。根据《机械加工工艺师手册》第2版，表3.4-63，可选铣刀直径=220mm,齿数Z=6。 1）确定背吃刀量ap： 2）确定进给量f： 根据《机械加工工艺师手册》第2版，表3.4-15，可查得=0.20~0.29mm/z。选择=0.20mm/z，故 3）确定切削速度v： 根据《机械加工工艺师手册》第2版，表3.4-25，可选择=50m/min。 按X52k机床的转速，选择，所以实际切削速度v： 工作台每分钟进给量为： 按X52k机床工作台进给量表，选择=130mm/min。 则实际每齿进给量为： 工额定时的计算： 工序50：精铣下端面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数[10] 铣削深度： 每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取 铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取 机床主轴转速：，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 本工序机动时间 工序60 钻铰ø10.5孔 本工序采用计算法。 表3-5高速钢麻花钻的类型和用途 标准号 类型 直径范围（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花钻 2.0～20.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1437-85 直柄长麻花钻 1.0～31.5 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1438-85 锥柄麻花钻 3.0～100.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 GB1439-85 锥柄长麻花钻 5.0～50.0 在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 选用Z525摇臂钻床，查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，查《机》表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm 直径范围 直柄麻花钻 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （º） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 （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）单刃加工刀具耐用度T min 刀具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径d0（mm） 11～20 钻头（钻孔及扩孔） 铸铁、铜合金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.确定进给量 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25～0.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。 ②.确定切削速度 查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在45#（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考《机械加工工艺手册》 孟少农 主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = = =11.8 3.6.5.2 确定钻孔的切削用量 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查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.20～0.35。 则取 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 （3-20） 查得参数为，刀具耐用度T=35 则 ==1.6 所以 ==72 选取 所以实际切削速度为=2.64 确定切削时间（一个孔） = 工序70 铣R12.5弧外形 机床的选择：XK7130型铣床 （1）选择刀具：查，根据表2.1-72，因为铣削宽度 2）查，根据表2.1-20，选择7:24锥柄立铣刀，标准系列L=198mm，标准系列l=63mm，粗齿数为4。 （2）选择切削用量 1）决定铣削深度 铣削深度由工序决定，因为每次的铣削深度不大，故均可以一次性走完，则粗铣削时为3.4mm。 2）决定每齿进给量 查，根据表2.1-72，当铣削宽度=12mm时，铣刀的每齿进给量，取，所以。 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查，根据表2.1-75，可选择高速钢立铣刀，，粗铣，后刀面的最大磨损限度为0.3～0.5mm，查，根据表2.1-76，可选用的高速钢立铣刀，其耐用度T=90min。 4）决定切削速度 查，根据表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（铣削余量较小时，） 铣削速度计算公式： 查，根据表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根据表3.30，XK7130型铣床的使用说明书，选择： 这时实际切削速度为 m/min 工序80 铣R9.5弧外形 选择 XK7130型铣床 每齿进给量 高速钢镶齿三面刃铣刀，，齿数 Z=10 查表 确定铣削速度 采用x62卧式铣床，取转速 故实际铣削速度为 当，工作台每分钟进给量 工序时间: 半精铣 每齿进给 齿数 确定铣削速度 采用x62卧铣 取转速故实际铣削速度为 当工作台每分钟进给量 工序基本时间 第4章 钻φ10.5孔夹具设计 4.1 夹具的夹紧装置和定位装置 在本次夹具设计中，设计钻φ10.5孔的夹具，在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是：针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。 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。 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HRC60。我选择的钻套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。 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 GB2263-1980。材料仍选取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。 4.3 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。 4.4 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。[4] 4.5定位误差的分析 定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案，只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3，即可认为该定方案符合加工精度的要求。 在用夹具装夹工件时，当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时，工件的位置即由定位元件确定下来。而对一批工件来说，因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差，且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公差，因此，虽然工件已经定位，但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化，这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差。 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。 由[5]和[6]可得： ⑴ V型块定位误差： 当以任意边接触时 当以固定边接触时 式中为彼此最小间隙 通过分析可得： 因此：当以任意边接触时 ⑵ 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 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。 4.6 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）以减少更换钻套的辅助时间。 为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。 表 d D D1 H t 基本 极限 偏差F7 基本 极限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 45 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 45 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。 4.7 确定夹具体结构和总体结构 对夹具体的设计的基本要求 （1）应该保持精度和稳定性 在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。 （2）应具有足够的强度和刚度 保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。 （3）结构的方法和使用应该不错 夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。 （4）应便于铁屑去除 在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。 （5）安装应牢固、可靠 夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。 加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。 4.8 夹具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用底部大平面定位三个自由度， V型块定位两个自由度，再用一个活动V型块限制最后一个自由度。 总 结 课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入社会打下了好的基础。 课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了很多，也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会，它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。 致 谢 这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。 这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参考文献 [1] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1980。 [2] 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导［Ｍ］。机械工业出版社，1995。 [3] 李庆寿。机床夹具设计［Ｍ］。机械工业出版社，1991。 [4] 李洪。机械加工工艺手册［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金属切削技术协会。金属切削手册［Ｍ］。上海科学技术出版社，2544。 [6] 黄如林，刘新佳，汪群。切削加工简明实用手册［Ｍ］。化学工业出版社，2544。 [7] 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计[M]，重庆：重庆大学出版社，1995。 [8] [周永强，高等学校课程设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，2542。 [9] 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册[M]，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。机床夹具设计手册［Ｍ］。上海科学技术出版社，2542。 [11] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册［Ｍ］.上海科学技术出版社，1984。 [12] 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册[M]，银州：宁夏人民出版社，1991。 [13] 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量[M]，中国计量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，机床夹具设计手册[M]，上海科学技术出版社，2540。 [15] 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2545：4-17