Y轴轴承座加工工艺规程及其夹具设计(镗右端面通孔+铣上端面）【8张cad图纸+说明书完整资料】

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 ======================== 沈阳工学院毕业论文 XX大学 毕业设计论文 Y轴轴承座加工工艺及夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 摘 要 Y轴轴承座零件加工工艺及钻床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 V Abstract Y bearing seat parts processing technology and design of drilling jig is designed including machiningprocess design process design and fixture three. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then the special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning device, clamping element, guiding element, clamp and machine tools and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error 目　录 摘 要 II Abstract III 第1章 绪论 1 第2章 加工工艺规程设计 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工艺分析 2 2.2 Y轴轴承座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 3 2.2.1 孔和平面的加工顺序 3 2.2.2 孔系加工方案选择 3 2.3 Y轴轴承座加工定位基准的选择 4 2.3.1 粗基准的选择 4 2.3.2 精基准的选择 4 2.4 Y轴轴承座加工主要工序安排 4 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 8 2.7 时间定额计算及生产安排 18 第3章 镗孔夹具设计 23 3.1 研究原始质料 23 3.2 设计要求 23 3.3 夹具的组成 24 3.4 夹具的分类和作用 24 3.5 定位、夹紧方案的选择 26 3.6 切削力及夹紧力的计算 26 3.7 误差分析与计算 30 3.8 夹具设计及操作的简要说明 31 第4章(铣A面)夹具设计 32 4.1设计要求 32 4.2 机床夹具概述 32 4.3夹具设计 34 4.3.1定位基准的选择 34 4.3.2 切削力及夹紧力的计算 34 4.4定位误差的分析 37 4.5 零、部件的设计与选用 38 4.6 夹具设计及操作的简要说明 38 4.7 夹具操作步骤分析和可靠性预测 38 总 结 39 参考文献 40 致 谢 41 沈阳工学院毕业论文 4 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。 Y轴轴承座零件加工工艺及钻床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。 40 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 题目给出的零件是Y轴轴承座。Y轴轴承座的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此Y轴轴承座零件的加工质量，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。 图1 Y轴轴承座 2.1.2 零件的工艺分析 由Y轴轴承座零件图可知。Y轴轴承座是一个Y轴轴承座零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （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A面、上表面的底削加工；其中顶面有表面粗糙度要求为， （2）以φ62孔，φ50孔，φ114.3孔的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个前后端面；φ62孔，φ50孔，φ114.3孔，。 （3）以前后端面为主要加工平面的加工面。 2.2 Y轴轴承座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该Y轴轴承座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于Y轴轴承座来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 2.2.1 孔和平面的加工顺序 Y轴轴承座类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工Y轴轴承座上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。Y轴轴承座的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 Y轴轴承座零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案选择 Y轴轴承座孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据Y轴轴承座零件图所示的Y轴轴承座的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 （1）用镗模法镗孔 在大批量生产中，Y轴轴承座孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用坐标法镗孔，需要将Y轴轴承座孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 2.3 Y轴轴承座加工定位基准的选择 2.3.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）保证各重要支承孔的加工余量均匀； （2）保证装入Y轴轴承座的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以Y轴轴承座的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 2.3.2 精基准的选择 从保证Y轴轴承座孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证Y轴轴承座在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从Y轴轴承座零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是Y轴轴承座的装配基准，但因为它与Y轴轴承座的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 2.4 Y轴轴承座加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。Y轴轴承座加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到Y轴轴承座加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于Y轴轴承座，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 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0.25%—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。 根据以上分析过程，现将Y轴轴承座加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 人工时效 30 油漆 喷漆处理 40 粗铣 粗铣A基准面留1mm精加工余量 50 精铣 精铣A基准面 60 铣削 粗铣、精铣铣上平面 70 铣削 粗铣、精铣轴承孔后端面 80 铣削 粗铣、精铣轴承孔前端面 90 钻孔 钻底面2Xφ10定位销孔底孔φ9.8， 然后铰孔达到尺寸2Xφ10H7 100 钻底面孔 钻底面6Xφ13 110 钻沉头孔 钻沉头孔8 Xφ20 120 粗镗 粗镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 130 半精镗 半精镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 140 精镗 精镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 150 钻孔 钻轴承孔前端面6XM10螺纹孔底孔φ8 160 攻丝 攻丝轴承孔前端面6XM10螺纹孔 170 钻孔 钻轴承孔后端面4XM12螺纹孔底孔φ10 180 攻丝 攻丝轴承孔后端面4XM12螺纹孔 190 去毛刺 钳工去毛刺 200 终检 按图样要求检验 210 入库 入库 工艺路线二： 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 人工时效 30 油漆 喷漆处理 40 粗铣 粗铣A基准面留1mm精加工余量 50 精铣 精铣A基准面 60 铣削 粗铣、精铣铣上平面 70 铣削 粗铣、精铣轴承孔后端面 80 铣削 粗铣、精铣轴承孔前端面 90 粗镗 粗镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 100 半精镗 半精镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 110 精镗 精镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 120 钻孔 钻底面2Xφ10定位销孔底孔φ9.8， 然后铰孔达到尺寸2Xφ10H7 130 钻底面孔 钻底面6Xφ13 140 钻沉头孔 钻沉头孔8 Xφ20 150 钻孔 钻轴承孔前端面6XM10螺纹孔底孔φ8 160 攻丝 攻丝轴承孔前端面6XM10螺纹孔 170 钻孔 钻轴承孔后端面4XM12螺纹孔底孔φ10 180 攻丝 攻丝轴承孔后端面4XM12螺纹孔 190 去毛刺 钳工去毛刺 200 终检 按图样要求检验 210 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， 方案二把底面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工定位基准不足，特别镗孔工序。 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 热处理 人工时效 30 油漆 喷漆处理 40 粗铣 粗铣A基准面留1mm精加工余量 50 精铣 精铣A基准面 60 铣削 粗铣、精铣铣上平面 70 铣削 粗铣、精铣轴承孔后端面 80 铣削 粗铣、精铣轴承孔前端面 90 钻孔 钻底面2Xφ10定位销孔底孔φ9.8， 然后铰孔达到尺寸2Xφ10H7 100 钻底面孔 钻底面6Xφ13 110 钻沉头孔 钻沉头孔8 Xφ20 120 粗镗 粗镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 130 半精镗 半精镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 140 精镗 精镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 150 钻孔 钻轴承孔前端面6XM10螺纹孔底孔φ8 160 攻丝 攻丝轴承孔前端面6XM10螺纹孔 170 钻孔 钻轴承孔后端面4XM12螺纹孔底孔φ10 180 攻丝 攻丝轴承孔后端面4XM12螺纹孔 190 去毛刺 钳工去毛刺 200 终检 按图样要求检验 210 入库 入库 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “Y轴轴承座”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （1）顶面的加工余量。 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，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。 精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为。 （3）底面孔 毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为：毛坯为实心 （4）前后端面加工余量。 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。 半精铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》，其加工余量值取为。 精铣：参照《机械加工工艺手册》，其加工余量取为。 铸件毛坯的基本尺寸为，根据《机械加工工艺手册》表2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。 毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71，现确定螺孔加工余量为： （8）两侧面螺孔加工余量 毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71,现确定螺孔加工余量为： 钻孔： 攻丝： 2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序40、50：粗、精铣A基准面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数[10] （1）粗铣Y轴轴承座底面 粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸66mm和表面粗糙度，留1mm精加工余量 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： ：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81, 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣Y轴轴承座底面 精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸66mm和表面粗糙度，留0.2mm磨削加工余量 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：铣Y轴轴承座上平面。 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度：=3mm 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度 机床主轴转速： 按照参考文献[3]表3.1～74，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4～81,取 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：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：粗铣、精铣轴承孔后端面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数[10] （1）粗铣 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： ：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81, 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣 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80：粗铣、精铣轴承孔前端面 机床：铣床X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数[10] （1）粗铣 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： ：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81, 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣 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90：钻底面2Xφ10定位销孔底孔φ9.8， 然后铰孔达到尺寸2Xφ10H7 机床：钻床Z525 刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 切削深度： 进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取 机床主轴转速：，取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1 机动时间： 工序100：钻底面6Xφ13 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110：钻底面8Xφ20 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120、130、140粗镗、半精镗、精镗φ62孔，φ50孔，φ114.3孔 机床：铣床X52K 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： 精镗孔 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170：钻轴承孔后端面4XM12螺纹孔底孔φ10 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180：攻丝轴承孔后端面4XM12螺纹孔 机床：组合攻丝机 刀具：钒钢机动丝锥 M6-6H螺孔攻丝 进给量：由于其螺距,因此进给量 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.105，取 机床主轴转速：，取 丝锥回转转速：取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： （盲孔） 机动时间： 2.7 时间定额计算及生产安排 根据设计任务要求，该的年产量为10万件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于1.14min。 参照《机械加工工艺手册》表2.5.2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中： —单件时间定额 —基本时间（机动时间） —辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 —布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序1：粗、精铣顶面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.43，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序2：钻顶面孔、铰定位孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43， 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：钻两侧面孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43， 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：粗铣前后端面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序6：半精铣前后端面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序9：粗镗前后端面支承孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序11：精镗支承孔 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序12：前后端面螺纹孔攻丝 机动时间： 辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。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14：精铣前后端面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序15：精铣两侧面 机动时间： 辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则 ：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48， 单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求 工序17：顶面螺纹孔攻丝 机动时间： 辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。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。 第3章 镗孔夹具设计 3.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来加工镗孔φ62孔，φ50孔，φ114.3内孔夹具设计，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。 3.2 设计要求 在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。 机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。 2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。 3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。 4、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。 5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。 以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。 机床的分类 机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。 按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具， 拼装夹具。 按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。 3.3 夹具的组成 (1) 定位元件 夹具上的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件，通过它们使工件在夹具中占据正确的位置。 (2) 夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。图3-3中的螺杆8(与圆柱销合成一个零件)、螺母7和开口垫圈6就起到了上述作用。 (3) 对刀或导向装置 对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。如图3-3中钻套l和钻模板2组成导向装置，确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。铣床夹具上的对刀块和塞 尺为对刀装置。 (4) 连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。如图3-3中夹具体3的底面为安装基面，保证了钻套1的轴线垂直于钻床工作台以及圆柱销5的轴线平行于钻床工作台。因此，夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。 (5) 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，如图3-3中的件3，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 (6) 其它装置或元件 它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。 3.4 夹具的分类和作用 （1）按专业程度划分 1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。 2）专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 3）通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 4）组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5）随行夹具 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。 （2）按使用的机床分类 由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。 （3）按夹紧动力源分类 根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。 夹具的作用：1．缩短辅助时间，提高劳动生产率 夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等)，因此能迅速实现。 2．确保并稳定加I精度，保证产品质量 加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。 3．降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强 由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。 按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。 工件的装夹方法 工件装夹的方法有两种： 将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上 将工件装夹在家具上 采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。 采用夹具装夹工件有如下优点： a、保证加工精度，稳定加工质量 b、缩短辅助时间，提高劳动生产率 c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能” d、改善工人的劳动条件，降低生产成本 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 3.5 定位、夹紧方案的选择 由零件图可知：在对加工轴承孔夹具设计行加工前，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。 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。 3.6 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。 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，决定选用手动螺旋夹紧机构。 夹紧力的确定 夹紧力方向的确定 夹紧力应朝向主要的定位基面。 夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。 (1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。 c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。 (3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。 估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。 估算的步骤： a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。 c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJ>FJ需。 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。 查参考文献[5]1～2～26可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： 式中参数由参考文献[5]可查得： 其中： 螺旋夹紧力： 该夹具采用螺旋夹紧机构， 由上述计算易得： 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，决定选用手动螺旋夹紧机构。 3.7 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。 3.8 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。 第4章(铣A面)夹具设计 4.1设计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为铣床夹具(铣A面)的专用夹具，本夹具将用于X52K铣床。 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 4.2 机床夹具概述 在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。 机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。 2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。 3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。 X、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。 5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。 以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。 机床的分类 机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。 按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具， 拼装夹具。 按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。 按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。 工件的装夹方法 工件装夹的方法有两种： 将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上 将工件装夹在家具上 采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。 采用夹具装夹工件有如下优点： a、保证加工精度，稳定加工质量 b、缩短辅助时间，提高劳动生产率 c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能” d、改善工人的劳动条件，降低生产成本 工件在夹具中的定位 （1）工件的定位的基本原理 1. 六点定则 用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原则”，简称“六点定则”。 六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。 2. 限制工件自由度与加工要求的关系 工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。 在工件定位时，以下情况允许不完全定位： a． 加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。 b． 毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。 c． 加工贯通的平面时，除可不限制