模板加工工艺文件的制订及钻Φ18孔工序夹具设计论文

摘要 零件的加工工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。 模板零件的主要加工表面为孔和端面面。端面加工根据精度要要求可选择铣削和磨削。孔加工方法的选择比较复杂，需要考虑零件的结构特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生产规模等各种因素。对于精度要求较高的孔往往还要采用几种不同的方法顺次进行加工。本次设计的模板，为保证孔的精度和表 面质量将先后经过钻、精镗工序加工。 在机床上对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件在正确位置上固定不动，这一任务就是由机床夹具完成。对于单件、小批量生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但是由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低，也难以保证加工精度，为此需设计专用夹具。 关键词： 工艺设计、基准选择、切削用量、定位误差 s in do s is an it in to to to be to s is to to as as of so on of to on in s on to is to on in is by as as is of to is 目录 第一章 绪论 1 题目的和意义 1 械加工工艺现状 1 要设计思路和内容 1 期设计结果 2 第二章 模板工艺分析及生产类型的确定 2 板使用状况 及工艺设计要求 2 板的技术要求 3 查模板的工艺性 4 定模板的生产类型 4 第三章 确定毛坯，绘制毛坯简图 5 择毛坯 5 定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 5 制毛坯简图 6 第四章 拟定模板 工艺路线 7 位基准的选择 7 面加工方法的确定 8 工阶段的划分 11 序集中与分散 11 工序顺序的安排 13 定工艺路线 14 第五章 机床设备及工艺装备的选用 14 床设备的选用 14 工艺装备的选用 14 第六章 加工余量、工序尺寸和公差的确定 15 端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定 16 孔 加工余量、工序尺寸和公差的确定 17 第七章 切削用量计算 20 削用量的选择 20 体切削用量的计算 21 第八章 钻孔工序夹具的设计 24 具设计的目的 24 设计准备工作 24 构方案设计 26 刀导向装置设计 29 模板与夹具体设计 30 小结 31 结论 32 参考文献 33 致谢 34 第一章 绪论 题目的和意义 技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国板类零件市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外板类零件生产核心技术 的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。 板类零件在工程中因为材料、外型表面、技术要求、功能和用途等多样化，使板类零件在工程领域上应用特别广泛。正因如此，板类零件的加工工艺也各式各样。如何在实现功能目标的情况下，降低成本，提高生产率，提高质量等是我们一直不断研究的内容。 械加工工艺现状 随着机械制造业的迅速发展以及科学技术的进步，机械制造工艺的内涵和面貌正不断的发生着变化，近年来的技术进展和发展趋势主要为以下几点： （ 1）常规工艺的不断优化：常规工艺的不 断优化是实现高效化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗、少污染的先进使用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业所使用。 （ 2）新型加工方法的不断出现和发展：各种新型加工方法及工艺，包括精密加工、超精密加工、特种加工和复合加工等的产生改变了传统的加工工艺，为适应机械产品的更新换代提出了更好的加工方法及工艺。 （ 3）自动化等高新技术与工艺的紧密结合：计算机与自动化技术与工艺及设备相结合，使传统的工艺面貌发生了很大的变化。 要设计思路和内容 本 课体 的 设计 主要 内容包括： 对模板的使用及技术条件进行分析； 模板零件材料以及毛坯的选择； 模板零件加工工艺及热处理工艺的确定；工序余量、工差、尺寸链的计算；主要表面切削用量的计算。 具体 技术路线是： 调研，查阅相关文献资料，了解目前 模板零件加工工艺 状况。 通过分析模板零件使用及技术条件，选择材料及毛坯； 确定模板加工工艺，确定工序尺寸、工序公差、切削用量，并绘制详细的加工工艺卡片，最后进行优化设计。 期设计结果 完成零件工艺的分析，工艺参数计算与分析， 确定最佳工艺方案 ，对设备的选择 及验算，对零件的设计；完成设计书的编写；完成工艺卡片的制作和夹具装配图绘制；完成论文综述和英文资料翻译。 通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力，熟悉常用材料的使用性能，正确选用材料；掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法；掌握机械加工工艺的制定过程，对一般的制造过程和方法有初步的了解，了解常用的零部件设计软件，并能熟练运用二维及三维软件进行设计；定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固，对以前所学的知识得以温故而知新，更好 的掌握学过的知识，为将来的工作奠定一个良好基础。 通过 模板 零件的新型加工工艺，大大的改善原有的加工工艺及加工精度，更好的保证了产品质量，很好的提高产品的生产率。 第二章 模板工艺分析及生产类型的确定 板使用状况及工艺设计要求 我们熟知的板类零件有上模座、下模座、推件板、推杆固定板、推杆垫块，以及钻模中的钻模板等。 本课题主要任务是完成模板零件机械加工工艺规程的制定，模板零件的机加工艺其主要技术要求如下： （ 1）模板零件的技术要求，见给定的模板零件图，大批量生产，产量为五万件。 （ 2） 模板零件机加工艺规程设计，应满足加工质量、生产率和经济性要求，并结合生产车间实际情况 。 板的技术要求 由零件图可以看出，该模板的结构不是很复杂，加工表面也不多，加工精度要求也不高，但主要注意其位置精度要求。 加工表面的尺寸精度、形状精度和位置精度 表 2板技术要求表 加工表面 尽寸用偏差 公差及精度 表 面 粗糙 度等 级 形位公差 /级 m A 28 B 56 C 84 D E 18 15 加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求 表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微观几何形状误差。它主要由加工过程中刀具和零件表面间的摩擦、切削分离时 表面金属层的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因形成的。 从零件图上可知表面粗糙度有 表面质量的要求较高。 热处理及其它要求（如动平衡、未注圆角、去毛刺、毛坯要求等）。 由零件的技术要求可知，该零件的毛坯为铸件， 零件要求 退火处理，其坯重为 查模板的工艺性 分析零件图可知，模板端面要进行铣削加工，表面精度较高，属于工作表面，但尽管加工精度较高，也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来；其余非工作表面加工精度要求较低 ，不需要高精度机床加工，通过铣削，钻床的加工即可达到加工要求。因此，该零件的工艺性较好。 定模板的生产类型 零件的生产纲领为： N=Q n（ 1+a%）（ 1+b%） (件 /年 )其中，产品年产量 年 , 每台产品中该零件的数量为 台， 零件备品率为 a%，零件废品率为 b%。从初始资料和计算结果可知，该零件为中批生产。 根据设计要求，该零件年产量 50000件，属于大批大量生产批次。 第三章 确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 零件材料为灰铸铁 工作时模板在某些场面要经常正反转，与接触表 面受摩擦作用，所以零件在工作过程中受到交变载荷和冲击载荷，要求有较高的强度，因此应该选择铸件毛坯。由于零件的轮廓尺寸不大，生产纲领达到大批生产水平，考虑到零件不加工表面的形状，可以采用砂型铸造脱箱射压式成型，这对于提高生产率，减少切削加工的劳动量，保证加工精度，都是有利的。 确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 由【 5】表 10件机械加工余量表可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素： 寸公差等级 由【 5】表 10批大量生产铸件的尺寸公差等级表 查得，该模板零件的公 差等级为 0，选取为 寸公差 由【 5】表 10件的尺寸公差数值 查得，该模板零件的各尺寸公差。 010016625540063 机械加工余量等级 由【 5】表 10查得， 该模板零件的机加工余量等级为 57，选择 7级。 机械加工余量 由【 5】表 10查得， 该阀盖零件的机加工余量为 2 制模板铸造毛坯图 由于该零件的加工性，为了保证产品的质量及基本形状，有部分面不用加工，用机械加工的方法无法达到，必须用铸造满足要求，因此，铸造毛坯图和零件图一样。 集合上一步查出数据，绘制毛坯图如下： 第四章 拟定模板 工艺路线 位基准的选择 基准：基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。基准根据其功用的不同可分别为设计基准和工艺基准。 在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间，一般有两次核对 位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求，如平行度，垂直度等。 工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点，线）称为定位基准，定位基准的选择，一般应本着基准重合原则，尽可能选用工序基准作为定位基准，工件在定位时，每个工件的夹具中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：沿三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度。 基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择正确合理，可以使加工质量的到保证，减轻劳动强度，生产效 率得到提高。否则，会使加工困难，甚至造成加工零件报废 1）粗基准的选择 粗基准选择原则：选择粗基准，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。为了方便地加工出精基准，使精基准面获得所需加工精度，选择粗基准，以便于工件的准确定位。选择粗基准的的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量；二要考虑怎么样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则来选择： (1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先选择该表面为粗基准。 (2)若工件每个表面 都有加工要求，为了保证各表面都有足够的加工余量，应选择加工量最少的表面为粗基准。 (3)若工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准。 (4)选择基准的表面应尽可能平整，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次。 粗基面选择：为了加工出上述精基面，很显然，应以外圆和一个端面作为粗基面，镗，半精镗内孔。 2）精基准的选择 精基准选择原则：选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。一般应按下 列原则来选择： (1)基准重合原则；应选择设计基准作为定位基准。 (2)基准统一原则；应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面，采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。 (3) 自为基准原则；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。 (4) 互为基准原则；对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。 (5) 可靠，方便原则；应选择定位可靠，装夹方便的表面作 为精基准。 精基面选择：根据精基面的选择原则。选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能的情况下，应尽量选择螺纹孔和端面作为精基准。根据该工件的特点和加工要求，选择端面精基面。 工方法的选择 首先确定零件主要表面最终工序的加工方法 零件是由若干个基本表面组成的。由于零件的主要表面直接影响零件和产品的质量，所以应首先确定其最终工序的加工方法。 （ 1）工件材料的性质 加工方法的选择，常受工件材料性质的限制，例如淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属磨削困难，常采用高速精密车削或金刚镗进行精加 工。 （ 2）工件的结构形状和尺寸 外圆表面多采用车削或磨削，回转体零件上较大直径的孔亦可采用车削或磨削，箱体上孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削，孔径较小时宜用铰削。 （ 3）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度 选定的加工方法应能达到所需要的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺设备，以及标准技术等级的工人不延长加工时间）所能保证的加工精度，称为经济加工精度，简称经济精度。 常用加工方案所能达到的经济加工精度和表面粗糙度。 表 4面铣加工方案的经 济精度和表面粗糙度 【 3】 表 1圆表面加工方案的经济精度和表面粗糙度 加工方法 加工 情况 经济精度 等级 表面粗糙度 m 周铣 粗铣 半精铣 精铣 1113 811 68 520 2510 端铣 粗铣 半精铣 精铣 1113 811 68 520 2510 表 4加工方案的经济精度和表面粗糙度 【 3】表 1加工方案的经济精度和表面粗糙度 序号 加工方案 经济精度 等级 表面粗糙度 m 适用范围 1 钻 12 工未淬火钢及铸铁的实坯，也用于加工孔径15 20 钻 扩 粗铰 精铰 钻 扩 铰 9 钻 扩 机铰 手铰 钻 扩 拉 69 批量生产 中小零件的通孔（精 度由拉刀的精度而定） 9 粗镗（或扩孔） 12 淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔 10 粗镗（粗扩） 半精镗（精扩） 9 1 粗镗（粗扩） 半精镗（精扩） 精镗（铰） 8 2 粗镗（粗扩） 半精镗（精扩） 精镗（浮动镗刀块精镗） 7 3 粗镗（扩） 半精镗 磨孔 8 要用于加工淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属 14 粗镗（扩） 半精镗 粗磨 精磨 7 5 粗镗 半精镗 精镗 金钢镗 7 要用于精度要求高的有色金属加工 16 钻 （扩） 粗铰 精铰 珩磨 黑色金属 17 钻 （扩） 拉 珩磨 7 8 粗镗 半精镗 精镗 珩磨 19 以研磨代替上述方案中 的珩磨 以上 4种加工方法的加工经济精度 【 3】表 1加工方法 经济精度 加工方法 经济精度 外 圆 表 面 粗车 13 内 孔 表 面 钻孔 13 半精车 10 钻头扩孔 车 8 粗扩 13 细车 6 精扩 11 粗磨 9 一般铰孔 11 精磨 7 精铰 9 细磨 6 细铰 7 研磨 拉毛孔 11 平 面 粗车端面 13 精拉 9 精车端面 9 粗镗 13 细车端面 8 精镗 9 粗铣 13 金刚镗 7 精铣 11 粗磨 铣 9 精磨 8 拉 9 细磨 磨 10 研磨 磨 9 细磨 7 研磨 基于上述要求，将重要的表面的加工方法列于如下表 4 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度等级 m 最终加工方案 备注 A 铣 半精铣 精铣 【 3】表 1 铣 【 3】表 1 铣 半精铣 精铣 【 3】表 1 孔 【 3】表 1 【 3】表 1 【 3】表 1工阶段的划分 当零件的加工质量要求比较高时，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必须分几个阶段来进行加工。 加工阶段：整个工艺过程一般需划分为如下几个阶段： 预先加工阶段：这一阶段的主要任务是毛坯的准备和预先热处理。 粗加工阶段：这一阶段的主要任务是切 大部分余量，关键问题是提高生产率。 半精加工阶段 ：这一阶段的主要任务是为零件主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。 精加工阶段 ：这一阶段的主要任务是保证零件主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求。这是关键的加工阶段，大多数零件的加工经过这一加工阶段就已完成。 光整加工阶段 ：对于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，还要安排光整加工。这一阶段的主要任务是提高尺寸精度和减小表面粗糙度值，一般不用来纠正位置误差。位置精度由前面工序保证。 划分加工阶段的原因 1）利于保证加工质 量。 2）合理使用设备。 3）便于安排热处理。 4）便于及时发现毛坯缺陷，以及避免损伤已加工表面。 序的集中与分散 工序集中与工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目或工序内容多少的两种不同原则，它与设备类型的选择有密切的关系。 （ 1）工序集中 工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。其特点是： 1）采用高效专业设备及工艺装备，生产率高 2）工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期。 3）工序数目少，可减少机床数量、操作工人数和生 产面积，还可简化生产计划和生产组织工作。 4）因采用结构复杂的专业设备及工艺设备，故投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。 （ 2）工序分散 工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少，最少时每道仅有一个简单的工步。其特点是： 1）设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品的更换。 2）可采用最合理的切削用量，减少机动时间。 3）设备数量少，操作工人多，占用生产面积大。 （ 3）工序集中与分散的选用 工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合分析后选用。 一般来说，大批量生产适于采用工序集中原则，可采用较复杂的机械集中，如多刀、多轴机床、各种高效组合机床和自动机加工；对于一些结构简单的产品，如轴承生产，也可采用分散的原则。成批生产应尽可能采用效率高的机床，使工序适当集中。单件小批生产采用组织集中，以便简化生产组织工作。 （ 4）该设计选用工序集中原则安排模板的加工工序。 模板的生产类型为大批量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且 运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助工时，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 序顺序的安排 械加工顺序的安排 根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排端面，内孔的加工。由于端面是主要精基准，须以半精铣端面，然后加工出七个孔，最后精铣。 处理工序的安排 由于毛坯为铸件，在机械加工之前，首先安排退火处理，以消除铸造应力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次热处理 时效处理，以获得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。 助工序安排 检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验工序。在终检前应安排清洗工序，最后将零件油封，入库。 序的组合 在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能地减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便于保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。 工序集中和分散各有特点，应根据零件的生产纲领，技术要求，现场的生产条件和产品的发展情况来综 合考虑。一般情况下，单件小批生产适于采用工序集中的原则。而大批量生产则可以集中，也可以分散。由于数控机床，加工中心，柔性制造系统等的发展，今后发展趋向于采用工序集中且柔性较高的原则来组织生产。 综上所述：该模板零件工序安排顺序为：热处理 表面粗加工 表面半精加工 内孔加工 主要表面精加工。 定工艺路线 模板零件由于是大批量生产，得到零件的工艺路线如下表 4 模板工艺路线 序号 工序名称 1 铸造毛坯 2 退火 3 粗铣上表面 4 粗铣下表面 5 半精铣上表面 6 半精铣下表面 7 钻 15、 18、 6 小孔、 孔 8 钻 12沉头孔 9 镗削 15、 18 孔 10 6 小孔攻螺纹 1 孔倒角 12 精铣上表面 13 精铣下表面 14 去毛刺 15 终检 16 清洗、烘干、打油 17 包装 第五章 机床设备及工艺装备的选用 床设备的选用 选择设备时应考虑以下几点： （ 1）机床精度与工件精度相适应 （ 2）机床规格与工件的外形尺寸、工序的性质。另外，机床的切削用量范围应和工件要求的合理切削用量相适应。 （ 3）所选设备与现有加工条件相适应，如设备负荷的平衡状况等。如果没有现成设备供选用，经过方案的技术经济分析后，也可提出专用设备的设计任务书或改装旧设备。有时在试制新产品及小批生产时，较多地选用数控机车或加工中心设备，以减少工艺装备的设计与制造，从而大大缩短生产周期和提高经济性。 根据现有的设备具体选择机床，参见机械加工工序卡。 艺装备的选用 工艺装备（简称工装）应根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等进行合理选择。 （ 1）夹具的选择。 单件小批生产应首先采用各种通用夹具和机床附件，如卡 盘、机床用平口虎钳、分度头等。有组合夹具的，可采用组合夹具。对于中、大批和大量生产，为提高劳动生产率而采用专用高效夹具。中、小批生产应用成组技术时，可采用可调和成组夹具。 （ 2）刀具的选择。一般优先采用标准刀具，必要时也可采用各种高效的专用刀具、复合刀具、多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。 （ 3）量具的选择。单件小批生产应广泛采用通用量具，如游标卡尺、百分表和千分尺等。大批大量生产应采用极限量块和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的精度需与加工精度相适应。 工艺装备的选择，参见表 4 第六章 加工余量、工序尺寸和公差的确定 该模板零件的主要表面的加工余量和工序尺寸和公差的确定方法： 面的加工余量、工序尺寸和公差的确定 其加工方案为： 先加工 A 面使 到加工尺寸，以地面定位，用调整法加工台面 B，直 接保证尺寸 保证了 寸。这里 查表得铸件毛坯加工余量为 ，半精加工 精加工能达到尺寸和粗糙度要求的直接加工 基本尺寸 ： 1差及公差 ： 据上述公式得 差等于各组成环公差之和 ， 于是为 孔加工的加工余量和工序尺寸和公差的确定 表 6 基孔制 7、 8、 9 级（ 的加工余量 加工孔的直径 直径 其加工方案为： 钻 用车刀镗以后 扩孔钻 粗铰 精铰 一次 第二次 3 3 4 4 5 5 6 6 8 10 0 12 2 13 3 14 4 15 5 16 6 18 8 20 0 22 2 24 4 25 5 26 6 28 8 30 8 0 32 2 35 5 38 8 40 0 42 2 基孔制 7 级精度钻孔加工（ 直径 孔的加工直径 第一次 第二次 3 4 5 6 8 10 12 13 14 15 16 18 20 22 24 25 26 28 30 15 28 表 6标准公差数值（摘自 基本尺寸 标准公差等级 于 至 m 3 4 6 10 14 25 40 60 6 5 8 12 18 30 48 74 10 6 9 15 22 36 58 90 0 18 8 11 18 27 43 70 110 8 30 9 13 21 33 52 84 130 0 50 11 16 35 39 62 100 160 0 80 13 19 30 46 74 120 190 0 120 15 22 35 54 87 140 220 20 180 18 25 40 63 100 160 250 80 250 20 29 46 72 115 185 290 50 315 23 32 52 81 130 210 320 上两表能得出各个孔的加工余量和公差数值。 6、 加工余量为 差为 15 15、 18 孔加工余 量为 差为 18七章 切削用量计算 削用量的选择 选则切削用量主要应根据工件的材料、精度要求以及刀具的材料、机床功率和刚度等情况，在保证工序质量的前提下，充分利用刀具的切削性能和机床的功率、转矩等特性，获得高生产率和低加工成本。 从刀具耐用角度出发，首先应选定背吃刀量次选定进给量 f，最后选定切削速度 v。 粗加工时，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛胚余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽量的保证较高的金属切除率，以提高生产率；精 加工时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量小且均匀。因此，选择切削用量时应着重保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。 吃刀量的选择 粗加工时，背吃刀量应根据加工余量和工艺系统刚度来确定。由于粗加工时是以提高生产率为主要目标，所以在留出半精加工、精加工余量后，应尽量将粗加工余量一次切除。一般遇到断续切削、加工余量较大或不均匀时，则应考虑多次走刀，而此时的背吃刀量依次递减，即 321 。 精加工时，应根据粗加工留下的余量确定背吃刀量，使精加工余量均匀。 给量 f 的选择 粗加工时对表面粗糙度要求不高，在工艺系统刚度和强度好的情况下，可以选用大一些的进给量；精加工时，应主要考虑工件表面粗糙度要求，一般表面粗糙度数值小，进给量也相应减小。 切削速度 v 的选择 切削速度主要应根据工件和刀具的材料来确定。粗加工时， 超出了机床许用功率，则应适当降低切削速度；精加工时，高，保证合理刀具寿命的情 况下，切削速度应选取的尽可能高，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。 体切削用量的计算 铣模板 （ 1）背吃刀量的确定 该工序的背吃刀量 等于盖体面的毛坯总余量，故 （ 2）进给量的确定 按机床功率为 5 10件 夹具系统风度为中等条件选取，该工序的每齿进给量 为 z。 （ 3）铣削速度的计算 按面铣刀， d/z=62/8 的条件选取，铣削速度 v 可取 n=1000v/n=照表 451 立铣床的主轴转速，取转速 n=210r/将此转速代入 n=1000V/求出该工序的实际铣削速度 V=000= 粗铣阀盖左右端面 两个工序，工序 1 是以 底 面 定位，粗铣 上 端面；工序 2 是以 原上 端面定位，粗铣 下 端面。由于这两个工序是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度 有背吃刀量不同。 （ 1） 背吃刀量的确定 （ 2） 进给量的确定 由于两道工序都属于粗加工，根据简明机械加工工艺手册表 11，该工序的每转进给量 f 取为 z。 （ 3） 铣削速度的计算 ：查 简明机械加工工艺手册表 11 28 s，粗铣时为了降低表面粗糙度值， 9m/s。 取 d=80，由 n=1000v/d 可求得该工序铣刀转速 n=75r/照表所列铣床的主轴转速，取转速 n=80r/将此转速代入 n=1000v/d 中，可求出该工序的实际铣削速度 V=000=20m/ 钻孔 1） 背吃刀量的确定 取 82） 进给量的确定 查简明机械加工工艺手册表 11 11，选取该工步的每转进给量 。 3） 切削速度的计算 查硬质合金钻头钻孔时的切削速度表 v 取 s。由n=1000V/d 可求得该工序车床主轴转速 n=转速 n=25r/将此转速代入 n=1000 v /d 中 ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 孔 速 度 v=000= 其余各 内 孔的切削用量的 计算和上述的几种相差不大，故不再做详细的计算。 第八章 钻孔工序夹具的设计 具设计的目的 模板零件的钻孔工序夹具设计，主要是为了一次性加工有较高尺寸要求的四个均布孔，不用每次加工去对刀，避免因为人为的误加工，机器等原因造成加工精度，加工质量的不合格，也节省了大量的时间，大大的提高生产能力，提高公司的生产效率，以获得更多的经济利益。另外，夹具设计，还是考研设计人员的设计水平，看谁能够用最低的成本造出最好的夹具，这也是提高生产质量的一大因素。 因此，夹具设计过程中应注意以下问题问题： （ 1） 注意与工艺 规程设计的衔接，夹具设计不能脱离机械加工工艺设计，应和工艺设计统一起来，不然没有针对性和实用性。 （ 2） 设计夹具是用于零件加工的钻孔工序。在工艺设计环节中，对该工序的设计已要求设计其定位与夹紧方案，因此夹具设计的具体内容应与工序设计保持一致，不能相互冲突。设计时要有整体观念 （ 3） 夹具设计有其自身的特点：定位、夹紧等各种装置在设计前期是分开考虑的，设计后期通过夹具体的设计将各种元件联系为一个整体。在这个过程中，容易出现工件无法装卸、工件定位出现过定位或欠定位等问题。设计时考虑须周全，整体观念强就会少出差错，从而提高设计 质量与效率。 设计准备工作 悉加工零件图 零件图加工零件的全部信息，包括几何形状全部尺寸、加工面的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其它特殊技术要求等如下图所示： 加工零件图： 已知该零件的材料为 产量为 50000 件，加工 18 孔。要求为该零件设计专用钻床夹具，所用机床为 工零件分析 上图所示为阀盖零件图，生产规模为大批量生产，零件的某些尺寸已经在前工序按要求加工完毕，本道工序要求在 式钻床上加工 18孔，需要设计一专用钻床夹具以便满足零件图上的各项精度要求。 零件对 18的要求如下： 加工面的凸台面积较小，故需要专用夹具，又由于上下端面均已经加工完毕，所以精基准选上下端面，侧面。 主要 任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖工人的技术水平。所设计的夹具应有以下基本要求： （ 1） 保证工件精度要求 正确地定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理确定夹具刀具技术要求。必要时应进行误差分析与计算。 （ 2） 夹具结构方案应与生产纲领相适应 大批量生产应尽量采用快速、高效夹具结构，如多件夹紧、联动结构等，以缩短辅助时间。 （ 3） 操作方便、安全、省力 夹具操作位置应符合工人操作习惯，必要时应有安全防护装置，以确保 使用安全。 （ 4） 便于排屑 切屑积集在夹具中，会破坏工件的正确定位；切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形；切屑的清理又会增加辅助时间。切屑积集严重时，还会损伤刀具甚至引发工作事故。