HWT200-1100减速器机盖加工工艺规程编制及夹具设计【全套设计含CAD图纸、说明书、卡片】
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全套设计含CAD图纸、说明书、卡片
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毕业设计说明书毕业生姓名：专业：学号：指导教师所属系（部）： 年六月毕业设计评阅书题目：HWT200-1100减速器机盖加工工艺规程编制及夹具设计 机电 系机械设计制造及其自动化专业 姓名 设计时间： 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字）职务：201 年月日毕业设计答辩记录卡 机电 系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名 答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。专业答辩组组长：（签名） 201 年月日III 毕业设计任务书毕业生姓名指导教师姓名韩变枝类别学号班级1班职称副教授 外聘、 本校一、毕业设计题目机盖机械加工的工艺规程编制及夹具设计二、毕业设计提供的原始数据资料1、减速电机箱体零件图2、生产纲领为大批量生产三、毕业设计应完成主要内容1、毕业设计说明书：1）分析零件材料种类及工艺性能，确定毛胚；2）根据零件结构，拟订机械加工方案，制定工艺规程；3）设计机械加工工序卡；4）根据定位夹紧原理，分析设计某工序夹具总装图；5）设计夹具零件图；2、毕业设计图纸：1）零件图一张； 2）毛胚图一张；3）机械加工工艺过程卡片；4）某一工序夹具总装图；5）夹具零件若干；四、毕业生应提交的毕业设计资料要求1、毕业设计说明书：根据主要内容完成设计说明书，正文40000字左右，说明书的具体格式和要求见校园网上。1）毕业设计说明书必须打印成册；2）同时提交电子文档；3）电子文档的格式是： 说明书必须是WordDOC和EXCELXls。 图纸提交的电子文档资料必须是AUTOCADdwg的格式。 2、毕业设计图纸：1）零件图一张；2）毛胚图一张；3）机械加工工艺过程卡片；4）某一工序夹具总装图；5）夹具零件图若干；五、设计进度安排（从第五周起）序号时间周次设计任务完成的内容及质量要求13月31日-4月 6 日第5周收集资料、调研24月 7 日-4月13日第6周分析零件图、绘制零件图34月14日-4月20日第7周进行工艺分析、绘制毛胚图44月21日-4月27日第8周进行工艺分析、制定工艺规程54月28日-5月 4 日第9周完成说明书粗稿65月 5 日-5月11日第10周绘制工艺过程卡片75月12日-5月18日第11周说明书定稿，绘制夹具装配图85月19日-5月25日第12周绘制夹具零件图95月26日-6月 1 日第13周检查并修改说明书、图纸106月 2 日-5月 8 日第14周检查并修改说明书、图纸116月 3日-6月 9 日第15周打印和装订126月10日-6月16日第16周教师评阅和开始答辩六、主要参考文献资料1、工具书：机床夹具手册机械工艺手册2、参考资料1）机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社2）装配图的画法机械制图.北京：高教出版社3）互换性与测量设计基础.北京：高教出版社4）简明工程师手册.昆明：云南科技出版社5）曹龙华主编.机械原理.北京：高教出版社6）切削用量手册.北京：机械工业出版社7）机械装备设计北京：机械工业出版社8）机械制造设计.北京：机械工业出版社七、签字栏签 字 栏毕业生姓名专业班级一班要求设计工作起止日期2014年3月31日-2014年6月8日教师审核指导教师（签字）日期201 年 月 日教研室主任审查（签字）日期201 年 月 日系主任批准（签字）日期201 年 月 日第2页 共 3页 摘要本次毕业设计的题目是“机盖工艺规程及钻床夹具设计”，其主要任务有两项：第一项是箱体零件加工工艺规程的设计；第二项是箱体零件工装夹具的设计。在工艺规程的设计中，首先要绘制出图纸，然后在对对零件进行分析，明白此零件的用途以及型号、和它的广泛使用场合、根据生产纲领、零件材料及其它要求来确定毛坯的制造形式；其次根据基准选择原则进行粗基准和精基准的选择，然后拟定工艺加工路线，通过综合比较与分析确定最终工艺方案；最后进行机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸、切削用量及基本工时的确定。在工装夹具部分的设计中，首先是定位方案的确定，根据各道工序的加工特点合理的选择定位基准并进行误差分析；其次根据加工特点进行切削力的计算。综合以上因素设计合理的夹紧方案并计算夹紧力，最后进行夹具整体设计。关键词： 减速器； 工艺规程； 工装夹具AbstractThe graduation design topic is the machine cover technological process and the design of drilling jig, its main task two: the first is to design procedures process parts processing; the second is the design of box parts fixture.In the design process, first of all to draw out the drawings, and then on the analysis of parts, the parts that use and models, and widely used, its according to production plan, material and other requirements to determine the manufacture of blank forms; its root according to the benchmark selection principle of coarse and fine reference base choice, then develop processing route, final process through comprehensive comparison and analysis; determine the final machining allowance, process size, blank size, the amount of cutting and the basic working hours.Design of fixture part in work, is to determine the first positioning scheme,according to the selected location processing procedures of the reason able standard and error analysis; calculation of the cutting force according to the processing characteristics. Clamping scheme above factors of reasonable design and calculation of clamping force, the final fixture design.Keywords: reducer; process planning; fixture目 录第一章 绪论1第一节 机床夹具的概述1一、 机床夹具的发展2二、 机床夹具的概述及其组成2三、 机床夹具的分类2四、 机床夹具的功用3五、 现代机床夹具的发展方向4第二节 工件在夹具中的定位4一、 工件的装夹方法及获得尺寸精度的方法5二、 常用定位方法及其所用的定位元件5第二章 零件结构的确定及分析6第一节 零件的工艺分析7第二节 零件的材料8第三节 工艺规程设计8一、 确定毛坯的制造形式8二、 基面的选择8第三章 制定工艺路线10第一节 分离式箱体工艺路线10第二节 表面加工方法的选择10第三节 工序先后顺序的安排11一、 机械加工工序的安排11二、 其他工序的安排11第四节 机床设备和工艺装备的选择11第五节 工艺路线拟定12第四章 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定14第一节 各加工表面的机械加工余量、尺寸公差及毛坯尺寸如下14一、 结合面的尺寸公差及加工余量14二、 机盖上端面面的尺寸公差及加工余量14三、 孔的尺寸公差及加工余量14四、 轴承孔端面的尺寸公差及加工余量15五、 180轴承孔的尺寸公差及加工余量15六、 加工的工序尺寸及加工余量15第五章 确定切削用量及基本工时16第一节 切削用量原则16第二节 时间定额16第三节 工序 粗铣机体上端面和结合面17一、 工步1：粗铣机体结合面342.51.0mm17二、 工步2：粗铣机体上端面至尺寸336.51.0mm。21第四节 工序精铣结合面24第五节 工序钻 422螺栓孔，铰对角线上的两个孔26一、 工步1 钻422地脚螺栓孔26二、 工步2：铰对角线上222地脚螺栓孔29第六节 工序 粗铣各轴承孔端面32一、 工步1 粗铣轴承孔的两侧外端面至4521.6mm32第七节 工序 精铣轴承孔的两侧端面34第八节 工序钻铰210定位销孔36一、 工步 1 钻210定位销孔36二、 工步2 铰210mm锥销孔39三、 工步3 钻418孔39第九节 工序粗镗蜗杆轴承孔41一、 工步1 粗镗2180轴承承孔至尺寸1831.4mm41二、 工步2粗镗蜗轮轴承孔42第十节 工序半精镗蜗轮轴承孔43第十一节 工序精镗蜗杆轴承孔44第十二节 工序精镗蜗轮轴承孔45第十三节 工序I 钻攻蜗杆端面螺纹孔12M16、蜗轮端面6M1646一、 工步1 钻螺纹孔12XM16，i=3546二、 工步2 攻孔12XM1647三、 复合工步3钻攻蜗轮孔端面6XM1648四、 工步4钻2M1248五、 工步5攻螺纹孔2M1249六、 复合工步6钻上端面2XM12螺纹孔50第十四节 工序锪平40凸台、锪平35凸台51一、 工步1锪平40凸台51二、 工步2锪平35凸台52三、 工步3锪孔53第六章 钻顶端面4-M8螺纹孔的专用夹具的设计54第一节 钻床专用夹具的主要类型54第二节 钻床专用夹具设计要点57第三节 问题的提出58第四节 定位基准的选择58第五节 定位元件的设计59第六节 定位误差分析60第七节 切削力及夹紧力的计算60一、 切削力的计算60二、 夹紧力的计算61第八节 主要零件的设计62一、 支承体62二、 底座的设计63三、 钻模板的设计63四、 支承板的设计66五、 操作的简要说明66第七章 钻蜗杆、涡轮轴承端盖上M16螺纹孔夹具的设计67一、 定位基准的选择67二、 主要零件的设计67三、 切削力及夹紧力的计算72四、 导向元件的设计74五、 夹紧元件的设计77六、 夹具体的设计80七、 夹具操作的简要说明80外文资料90中文译文98致 谢99参考文献100V第一章 绪论机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求，然而要实现这一要求，又必须满足三个条件：1、工件在夹具中占有正确的加工位置；2、夹具装夹在机床上的准确位置；3、刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具；夹具相对于机床；零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的，所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位；夹具相对于机床的定位；而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上。否则，在加工过程中因受到切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起被加工工件的振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。目前，机床的夹具设计对于机械工件的加工是很有必要的，也是我们大学生必须要搞的研究项目，如果工件在加工的过程中不能定位的话，则工件会成为废品或根本不能达到预期加工的效果。再者，为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计组合机床夹具。第一节 机床夹具的概述一、机床夹具的发展回顾夹具的历史，它是来源于以大量生产为基础的互换性零件的加工。夹具最早出现于1988年，当时作为大量生产方式的创造者而名利前茅的“惠特尼”公司接受了美国政府订购的三年间制造一万支步枪的合同，把原来告手工操作的步枪枪管锻件，有一个人从头到尾制造下来的方式改为雇用不熟练工人进行简单操作、制造，使用了一系列夹具，使步枪按时交货。继而在1853年“科尔特”根据互换性方式建造了大型兵工厂，据说把涉及1400台机床的大部分作为了专用机床，并花费与机械设备的数量相同的费用，消耗在制造刀具和夹具上。这样通过使用刀具和夹具才使制造有互换性的零件成为可能。同时也简化了操作，为后来向大量生产的发展准备了条件。第二次世界大战时期，世界机床技术的发展在很大程度上受军火生产所影响，战前用于生产汽车、无线电、民用产品的大量技术，在战时广泛移用于军需品的生产。为了提高生产率，应付熟练技术工人的不足，机床夹具得到了更大的发展。1920年，世界上第一部介绍夹具的书籍在德国出版。在近几十年中，夹具的基本组成部分并无明显变化，但随着机械行业的迅速发展，对产品品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种、中小批生产成为机械工业生产的主流，为了适应机械工业这种发展的趋势，必然对机床夹具提出了更高的要求。二、机床夹具的概述及其组成机床夹具是在机床上将工件定位、夹紧，将刀具进行导向的一种装置，简称“夹具”。其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。如卡盘、平口钳和各种钻模等。辅助工具是将刀具在机床上进行定位、夹紧的装置，如钻夹头、铣刀杆及镗刀杆等。工艺装备是指在加工过程中，使用的刀具、夹具、量具及其他辅助工具的总称。机床夹具根据功用一般可以分为：定位元件、夹紧元件或装置、对刀及导向元件、夹具体、连接元件、其他元件和装置。三、机床夹具的分类机床夹具可按以下几种方法进行分类：1、按专门化程度分类 （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。四、机床夹具的功用1、能稳定地保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。 2、能减少辅助工时，提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。3、能扩大机床的使用范围，实现一机多能 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工。五、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、高效化和柔性化等四个方面。1、标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。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。2、精密化 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。精密化夹具的结构类型很多，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自定心卡盘，其定心精度为5m。3、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、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。4、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、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。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、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。第二节 工件在夹具中的定位一、工件的装夹方法及获得尺寸精度的方法1、工件的装夹方法将工件在机床或夹具中的定位、夹紧的过程称为装夹。定位就是确定工件在机床上或夹具中具有正确的位置。夹紧就是工件定位后将其压紧、夹牢的过程，使其在加工过程中保持定位不变的操作，能保持定位时已获得正确的位置不变。工件的装夹，可根据工件加工的不同技术要求，采取先定位后夹紧或在夹紧的过程中同时实现定位这两种方式，其目的都是为了保证工件在加工时相对刀具及成形运动具有正确的位置。一般有如下的几种装夹方法：（1）直接装夹。（2）找正装夹。（3）夹具装夹。2、获得尺寸精度的方法装夹的方法解决了被加工表面间的位置精度，尺寸精度可由以下方法获得。（1）试切法。（2）定尺寸刀具法。（3）调整法。（4）自动获得尺寸法。二、常用定位方法及其所用的定位元件1、工件以平面定位时可以分为主要支承和辅助支承。其中主要支承包括：（1）固定支承。（2）可调支承。（3）自位支承。2、工件以圆柱孔定位（1）定位销。（2）刚性心轴。（3）小锥度心轴。3、工件以外圆柱面定位（1）定位套。（2）支承板。（3）V型块。4、工件以圆锥孔定位工件以圆锥孔定位时，最常用的定位方式是用圆锥心轴，限制工件的五个自由度。作为圆锥孔定位的特例是用顶尖定位，固定顶尖限制工件的三个自由度。5、组合定位（1）一个平面及与其垂直的两个孔的组合。（2）一个平面及与其垂直的孔的组合。第二章 零件结构的确定及分析我在接受设计任务书后，首先对被加工零件进行结构分析和工艺分析。其主要内容包括；1、 弄清零件的结构形状，明白那些表面需要加工，那些是主要加工面，分析各种加工表面的形状、尺寸、精度、表面粗糙度以及设计基准等。2、 在给定的条件下，了解零件在整个机器上的作用及工作要求。3、 明确零件的材料、热处理方法及零件图上的技术要求。4、 分析零件的工艺性，对各个加工表面制造的难易程度做到心中有数。以下是我的设计内容：题目所给的是减速器的机盖（见图1）。它是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置。位于减速器机体的上部，主要作用是包容和支撑齿轮传动使它们能够保持正常运动关系和运动精度，同时也是润滑油的储藏体；二是安全保护和密封作用，使箱体内的零件不受外界环境的影响，又保护机器操作者的人身安全。 概述：HW型直廓环面蜗杆减速器（JB/T79361999）因所采用的环面蜗杆副，其蜗杆轴向截面齿廓为直线，故称其为直廓环面蜗杆（球面蜗杆），与其他个种蜗杆减速器相同，为空间交错轴传动，承载能力和传动效率高，适用于重载、大功率、大转矩传动，如冶金、矿山、起重、运输、石油、化工、建筑等机械设备的减速传动。包括HWT、HWB型两种型式。工作条件：输入、输出轴交错角为90度，蜗杆转速不超过1500转/分，蜗杆轴可正、反向运转t工作环境温度为-4040。当工作环境温度低于0以上，或采用低凝固点的润滑油；高于40时，必须采取冷却措施。2型号HWT型蜗杆在涡轮之上铸造机体和机盖直廓环面蜗杆减速器其中T上置蜗杆；W焊接机体和机盖，未注为铸造结构。3举例HWT2001100H直廓环面蜗杆减速器W机体和机盖（铸造）T上置蜗杆200中心距a=200mm（第一系列）1100公称传动比i=1100（理论和实际转动的比值）图1 图1.1 被加工零件不完全三维模型图第一节 零件的工艺分析要加工孔减速器机盖有三组主要加工表面，现分述如下：孔轴配合度为H7，表面粗糙度Ra小于3.2um,圆柱度为0.012mm。其它孔的表面粗糙度为Ra小于3.2um,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于1.6um，盖体上平面表面粗糙度为Ra小于6.3um,机盖机体的结合面的表面粗糙度为Ra 小于3.2um，结合处的相错位每边不大于2mm，机体的左右端面表面粗糙度为Ra 小于3.2um，垂直度为0.06mm。第二节 零件的材料由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用HT200。第三节 工艺规程设计一、确定毛坯的制造形式根据生产纲领，该机体零件大批量生产水平。零件材料为HT200，且形状不复杂，为了提高生产率采用金属模机械砂型铸造，毛坯重70kg。二、基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，其选择的正确与否直接关系到工艺路线和夹具结构设计的合理性，并影响到工件的加工精度、生产率和加工成本。1、粗基准的选择以未加工过的表面进行定位的基准称为粗基准，也就是第一道工序所用的定位基准，选择粗基准时应从以下几个方面考虑：选择加工余量小而均匀的重要表面为粗基准。某些表面不需要加工，则应选择其与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准。粗基准一般情况下只允许在第一道工序中使用一次，尽量避免重复使用。对于本机盖零件而言，当选择机盖侧面为粗基准时，则侧面的误差会全部反映到结合面上，使结合面的精度不好保证。当以箱体凸沿的下底面为粗基准时可以满足加工要求，但考虑到是大批量生产，使用金属模机械砂型铸造，毛坯的加工余量比较小，铸造精度比较高，若使用上端面为粗基准，不仅可以满足加工要求而且更容易定位与夹紧，综合考虑选择上端面为粗基准。2、精基准的选择 精基准的选择应重保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑，同时也要考虑到装夹方便，夹具结构方便。选择精基准应遵循下列原则：（1）“基准重合”原则 即应尽可能选用设计基准作为精基准。这样可以避免由于基准不重合而引起的误差。（2）“基准统一”原则 即应尽可能选择加工工件的多个表面时都能使用的一组定位基准作为精基准。这样就便于保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换说产生的误差，并能简化夹具的设计制造。（3）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为基准的原则，反复多次进行加工。（4）“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，再加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，而该表面与其他表面之间的位置精度则有先行工序保证。精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算在工艺规程设计中，正确选择定位基准，对保证零件技术要求，确定加工先后顺序有着至关重要的影响。定位基准有粗基准和精基准之分。用毛坯上未加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准；用加工过的表面作为定位基准，这种定位基准称为精基准。在选择定位基准时一般都是先根据零件的加工要求选择精基准，然后再考虑用那一组表面作粗基准才能把精基准加工出来。所以应先确定精基准，然后确定粗基准。选择精基准一般应遵循以下几项要求：基准重合原则，统一基准原则，自为基准原则和互为基准原则。这四项选择精基准的原则，有时不可能同时满足，应根据实际条件决定取舍。为了方便加工和保证位置度要求，箱体类零件一般采用一面两孔的基本定位方式。经过分析零件图可以看出，本箱体的设计基准有两个： 首先，中心孔的设计基准都是以两个工艺孔为设计基准的。 其次，中心孔附近的螺纹孔都是以中心孔为设计基准的。 所以，在加工箱体时，应该先以两个工艺孔和其所在的面为基准，加工出中心孔，再根据中心孔的位置，在钻模板上做出以中心孔为设计基准的螺纹孔。然而在加工这些螺纹孔时仍然要以两个工艺孔和其所在的面为基准，这样做不仅符合基准统一原则，保证了中心孔之间和中心孔与工艺孔之间的位置度要求，而且符合基准重合原则，有效的保证了轴的同轴度的要求和轴与面的垂直度要求。简化了夹具，并且使装夹的位置有利于组合机床一次加工出更多的有相互位置关系的孔，提高了生产率。由于精基准已加工出，根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两螺栓孔为精基准，平面为540350，两螺栓空以直径12mm,这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。第三章 制定工艺路线零件机械加工的工艺路线是指在零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时，除首先要考虑基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排，以保证零件几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求。除此以外，还应当考虑经济要素，以便使生产成本尽量降低。第一节 分离式箱体工艺路线完成对盖和低座的加工，就要对装配好的整个箱体进行加工。这个阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔。将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复度。第二节 表面加工方法的选择箱体零件的结构形状最终都是由一些基本的几何表面如平面和孔组成的，箱体零件的加工过程实际就是获得这些几何表面的过程。具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图样要求的往往要经过多次加工才能逐步达到加工质量要求。在选择加工方法时，一般总是首先根据零件主要表面的技术要求和工厂技术条件，先选定该表面终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。当零件的加工质量要求较高时，一般都要经过粗加工、半精加工和精加工等三个阶段。粗加工阶段的主要任务是高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近成品零件。半精加工阶段的主要任务切除粗加工后留下的误差使被加工工件达到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次要表面的加工。精加工阶段的主要任务是保证各主要表面达到零件图规定得加工质量要求。加工阶段的划分可以保证零件加工质量，有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理和有利于合理利用机床设备。在上述加工中，为减少夹紧变形对工件加工精度的影响，一般都在粗加工后松开夹紧装置，然后用较小的夹紧力重新夹紧工件，继续进行精加工，这对提工件加工精度有利。第三节 工序先后顺序的安排一、机械加工工序的安排（1）先粗后精 先安排粗加工，再安排半精加工，最后安排精加工。 （2）先基准面后其它面 基准面是加工其它面和保证精度要求的基础，所以作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。 （3）先主要表面加工后次要表面加工 基准面加工好后，接着要对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工，并穿插进行一些次要表面的加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，这样可以避免已加工表面在运输中碰伤，有利于保证精度。 （4）先面后孔原则 安排加工工序时，要根据具体情况兼顾上述原则进行。具体到这次设计加工的箱体零件，应该先把定位基面加工出来，然后以此为定位基准加工工艺孔。再以工艺孔和其所在的面为基准，加工其余孔等后续工序。 另外，因为该零件材料是HT200，在机加工之前，还应安排时效处理，否则，毛坯铸件的内应力得不到释放会引起零件的变形，影响加工精度。除了安排上述工序外，还应考虑某些辅助工序的安排，如检验工序，它是保证产品质量的重要措施之一。在本零件的加工过程中，除了各工序的例行检查外，在全部加工完成之后，还应安排终检。针对图纸要求的尺寸精度，形状精度和位置精度及表面粗糙度进行检查，同时测量零件的质量涂防锈漆等。二、其他工序的安排为保证零件制造质量，防止废品产生，需在以下场合安排检验工序：（1）粗加工全部结束之后；（2）送往外车间加工的前后；（3）工时较长工序和重要工序的前后；（4）最终加工之后。第四节 机床设备和工艺装备的选择正确选择机床设备是件重要的工作，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应，机床精度等级应与本工序加工要求相适应，电动机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备（包括夹具、刀具、量具和辅具）；在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。第五节 工艺路线拟定综合以上设计要领， 减速器机盖的工艺路线拟定如下： 1、工艺路线方案一工序 铸造工序 清砂工序 检验工序 时效处理工序 涂漆工序 以机盖上端面为基准粗铣结合面，再以结合面为基准粗铣上端面。工序 精铣侧面结合面。工序 以箱体底面和侧面为基准钻机体结合面孔。工序 粗、精铣轴承孔端面工序 将上下箱体对准，钻铰定位销孔。粗、精镗各轴承孔。（以结合面和侧面为基准）。工序 以结合面和侧面为基准钻螺栓孔和其他螺纹孔。 修锉毛刺，清洗，打标记,检验2、工艺路线方案二工序 铸造工序 清砂工序 检验工序 时效处理工序 涂漆工序 粗铣机盖结合面（以上端面为粗基准），粗铣上端面（以下底面为基准）。工序 人工时效工序 检验 工序 精铣结合面工序 钻、铰地脚螺栓孔（以结合面为精基准）工序 粗、精铣轴承座两端面工序 将上下机体合拢，钻铰定位销孔（以下底面为基准），并打入锥销。工序 钻4-18孔，2-M12孔，去毛刺。工序粗、精镗轴承孔，攻轴承孔端面的螺钉孔。修锉毛刺，清洗，打标记,检验.工艺方案的比较与分析：上述两个方案的特点在于：方案一是使用与加工面有相互位置精度的不加工表面为粗基准加工结合面，然后再以结合面为基准加工其它表面；方案二是采用互为基准原则，先以上端面为粗基准加工下底面，再以底面为基准加工上端面；因毛坯采用金属模机械砂型铸造，精度比较高，故方案二比较好，不仅可以保证加工精度要求，而且提高了生产率，且方案二把加工地脚螺栓孔工序提前，为后道工序使用一面两孔定位做准备。根据以上两套方案分析，决定采用第二套方案，同时对其稍做修改，确定最终方案如下：铸造箱盖和箱座毛坯清砂检验时效处理涂漆工序 粗铣机盖结合面（以上端面为粗基准）,粗铣机盖上端面（以结合面为加工表面）工序 精铣结合面（以上端面为基准）。工序 钻、铰、忽地脚螺栓孔（以结合面为精基准）工序 粗铣蜗杆，涡轮承孔端面（以结合面和两个铰过的螺栓孔为精基准）。工序 精铣蜗杆、涡轮孔端面（以结合面和两个铰过的螺栓孔为精基准）。工序 将上下机体合拢，钻、铰销孔，打入锥销（以机体下端面和了两个个铰过的螺栓孔为精基准）。工序 打开机体，清除毛刺，重新装配，打入锥销，拧紧螺栓。工序 钻结合面上4X18孔（以 机体下端面和两个铰过的螺栓孔为精基准）。工序 粗镗蜗杆、涡轮轴承孔（以机体下端面和四个铰过的螺栓孔为精基准）。工序 精镗蜗杆、涡轮轴承孔（以机体下端面面和两个铰过的螺栓孔为精基准）。工序 打开机体，钻攻涡轮轴承孔端面螺纹孔6M16，钻攻蜗杆轴承孔端面12M16螺纹孔，并锪凸台（以结合面和两个铰过的螺栓孔为精基准）。工序XII 修锉毛刺，清洗，打标记,检验。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。第四章 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定减速器机体零件材料为HT200，硬度200220HBS，由于该机体生产类型为大批生产，故毛坯采用金属模机械砂型铸造。根据原始材料及加工工艺查机械加工余量手册表1-6，由于材料为灰铸铁且选用金属模机械砂型铸造，故选择尺寸公共等级为CT9级，查机械加工余量手册表4-1选加工结合面为MA-G级，上端面、侧箱面为MA-H级。第一节 各加工表面的机械加工余量、尺寸公差及毛坯尺寸如下一、结合面的尺寸公差及加工余量查机械加工余量手册表1-4，选择铸件结合面尺寸公差为3.6mm。查机械加工余量手册表4-1，选择加工余量等级为G级，故结合面加工余量为5.5mm.粗铣结合面时z=4mm精铣结合面时z=1.5m。二、机盖上端面面的尺寸公差及加工余量查机械加工余量手册表1-4，选择上端面的尺寸公差为3.6mm，查机械加工余量手册表4-1，因加工余量等级为H级，故选择上端面加工余量为2mm。粗铣上端面z1=2mm三、孔的尺寸公差及加工余量毛坯上孔径小于30mm的孔是不容易铸出的，所以除三个轴承孔外，这些孔的精度不是很高，因此可采用直接钻孔，如结合面上的2-10锥销孔在下道工序中为定位孔，精度要求较高，因此采用钻、铰的方式。四、轴承孔端面的尺寸公差及加工余量查机械加工余量手册表1-4，选择该轴承孔端面尺寸公差为2.8mm，加工余量查机械加工余量手册表4-1，选择单侧加工余量为5mm。粗铣轴承孔端面2z=8mm精铣轴承孔端面2z=2mm 五、180轴承孔的尺寸公差及加工余量 查机械加工余量手册表1-4选择轴承孔尺寸公差为2.8mm，加工余量查机械加工余量手册表4-1，选择单侧加工余量为5.0mm。粗镗孔2z=7mm精镗孔2z=3mm六、加工的工序尺寸及加工余量1攻钻4-M8孔 钻孔7 2Z=7 攻丝M82. 钻孔锪平4-孔 钻孔 2Z=18 锪平 2Z=35 3. 钻孔锪平4-孔 钻孔 2Z= 锪平 2Z= 4. 攻钻6-M16孔 钻孔 2Z= 攻丝M16第五章 确定切削用量及基本工时第1节 切削用量原则切削用量的选择，对生产率，加工成本和加工质量均有重要影响。所以合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，能取得较高的生产效率和较低成本的切削用量。约束切削用量选择的主要条件有：工件的加工要求，包括加工质量要求和生产效率要求；刀具材料的切削性能；机床性能，包括动力特征和运动特性；刀具寿命要求。切削用量的选用原则：首先选取尽可能大的背吃刀量ap；其次根据机床进给机构强度、刀杆强度等限制条件(粗加工时)或已加工表面粗糙度要求（精加工时），选取尽可能大的进给量 f；最后根据“切削用量手册”查取以确定切削速度Vc。切削用量三要素的选用：（1）背吃刀量ap：根据加工余量确定。粗加工时，一次走刀应尽可能切掉全部余量。如果是下面几种情况，可分几次走刀：1 加工余量太大；2 工艺系统刚性不足；3 断续切削。半精加工时，ap 可取为0.5-2mm。精加工时，ap 可取0.1-0.4mm。（2）进给量 f：粗加工时，对表面质量没有太搞要求，合理的进给量影视工艺系统所能承受的最大进给量。限制精加工因素的主要因素是表面粗糙度和加工精度要求。时间生产中，经常采用查表法确定进给量。粗加工时，根据加工材料、车刀刀杆尺寸及已确定的背吃刀量由“切削用量手册”可查得进给量 f 的取值。半精加工和精加工时，则主要根据工件表面粗糙度要求，选择进给量 f 值。（3）切削速度：根据已经确定的背吃刀量ap，进给量f及刀具寿命T,用查表法确定切削速度Vc。第2节 时间定额时间定额是指在一定生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算的重要依据，也是设计或扩建工厂（或车间）时计算设备和工人数量的依据。时间定额规定得过紧会影响生产工人的劳动积极性和创造性，并容易诱发忽视产品质量的倾向；时间定额规定得过松起不到指导生产和促进生产发展的积极作用。合理制定时间定额对保证产品加工质量、提高劳动生产率、降低生产成本具有重要意义。时间定额由以下几个部分组成：1.机动工时tm 即直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系所消耗的时间。2.辅助时间tf 即为实现基本工艺工作所作各种辅助动作所消耗的时间，如装卸工件，开停机床，改变切削用量，测量加工尺寸，引进或退回刀具等动作所花费的时间，一般以机动工时的百分比进行估算。本设计辅助时间以机动工时的15%进行估算。机动工时tm 与辅助时间tf 总和称为作业时间3.布置工作地时间tb 即为使加工正常进行，工人为照管工作（例如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。4.休息和生理需要时间tx 即工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间。本设计中布置工作地时间tb 和休息和生理需要时间tx 之和取工作时间的6%。5.准备与终结时间tz 即工人为生产一批工件进行准备和终结工作所消耗的时间。设一批工件数为m，则分摊到每个工件上的准备与终结时间为tz/m。将这部分时间加到单件时间td 中，为单件计算时间tdj: tdj=td+tz/m.本设计即中，由于是大批大量生产，每个工件上的准备与终结时间为tz/m 相对单件时间很小，可忽略不计。第3节 工序 粗铣机体上端面和结合面1、 工步1：粗铣机体结合面342.51.0mm表面粗糙度为Ra=3.2um，要求粗加工，铸件尺寸公差为1.0mm，加工总余量为4mm，加工余量的计算长度为342.5mm。根据最大余量和最小余量的计算方法，采用误差复映计算法，并根据工序尺寸公差按偏差入体原则，查余量手册表5-45得，粗铣：Z=4mm，本工序的加工精度为IT12，因此可知本工序加工公差为0.57mm。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大和最小之分。本设计规定的零件为大批大量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。结合面与顶端基准面A之间的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图如下：最后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表1-1如下：加工余量计算表 （mm）工序加工尺寸及公差铸件毛坯（顶面，尺寸342.5mm）粗铣加工前尺寸最大342.5+1.0最小342.5-1.0加工后尺寸最大343.5339.5最小341.5336.93加工余量（单边）4最大4.57最小4加工公差（单边）1.00.57表1-11、加工条件工件材料：HT200，硬度200-220HBS，铸件。工件尺寸：宽度ae =340mm,长度L=540mm的平面加工要求：用标准硬质合金端铣刀粗铣，加工余量h=4mm。机床：选用X338单柱平面铣床。2、选择刀具 根据切削用量手册表1.2选择YG6硬质合金刀片，如图2所示，据切削用量手册表3.1得ap=4mm ，ae=340mm ,且350mm400mm,故d=400mm，(刀具上某一点的回转直径）由于采用标准硬质合金端铣刀，由表3.16得齿数 z=28。 图23、选择切削用量（1）选择切削深度ap由于粗加工余量不大，故可在一次走刀中完成，则ap=h=4mm。（2）选择每齿进给量根据切削用量手册表3.5，硬质合金端铣刀粗铣平面，当机床功率大于10kw时，有=0.180.28mm/z，但因采用不对称端铣，故可取较大值=0.26/z。（3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量手册表3-7，查铣刀后刀面磨损极限值，端铣刀粗铣时为1.52.0mm，选2.0，由于铣刀直径d0=315,查切削用量手册表表3.8故刀具寿命T=300min（4）计算切削速度Vc和每分进给量Vf切削速度VC可查切削用量手册表3.16，硬质合金铣刀铣灰铸铁(HBS=170-230),当d0=400mm，z=22，时，有 :合成速度向量 :刀具的转速（r/s或r/min) :进给速度各修正系数为： 故 ： 根据X338单柱平面铣床技术资料选择（见机械加工工艺师手册表11-10）=75r/min，=430mm/min,=28因此实际切削速度和每齿进给量为 （5）检验机床功率根据切削用量手册表3.24，当铸件硬度为208248HBS，a125mm，z=22，时，近似为： 根据X338单柱平面铣床技术资料（见机械加工工艺师手册表11-10），机床主轴允许的功率为故，因此所选择的切削用量可以使用，即：，。（6）计算基本工时和辅助工时1）查机械加工工艺设计手册根据公式： 式中，根据切削用量手册表3.26，入切量及超切量，计算得 ,。故 2）查机械加工工艺设计手册铣削加工的辅助时间t主要是工件的装卸时间和有关定程安置的时间。铣削加工中工件的装卸时间：2-12min铣削加工中工件的定程安置时间：5-15min取t=9.122、 工步2：粗铣机体上端面至尺寸336.51.0mm。1、加工条件工件材料：HT200，硬度200-220HBS，铸件。工件尺寸：宽度b=120mm,长度L=140mm的平面。加工要求：用标准硬质合金端铣刀粗铣，加工余量h=2.0mm。机床：选用X338单柱平面铣床。2、选择刀具（1）、根据切削用量手册表1.2选择YG6硬质合金刀片，如下图2所示。根据切削用量手册表3-1得ap=2mm4mm ，ae=100mm,且100mm260mm,故d=200mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，由表3.16得齿数 z=22。（2）、铣刀几何形状根据切削用量手册表3.9由于HBS250HBS故选择, ，,，（假定），。 图23、选择切削用量（1）选择切削深度ap由于粗加工余量小，故分一次走刀完成ap=2mm。（2）选择每齿进给量根据切削用量手册表3.5，硬质合金端铣刀粗铣平面，当选机床功率大于10kw时，有=0.180.28mm/z，取较大值=0.26/z。（3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量手册表3.7查铣刀后刀面磨损极限值，端铣刀粗铣时为1.52.0mm，选为2.0，由于铣刀直径d0=400,查切削用量手册表表3.8，刀具寿命T=420min。（4）计算切削速度Vc和每分钟进给量Vf切削速度Vc可查切削用量手册表3.16，当硬质合金铣刀铣灰铸铁(HBS=170-230),，z=28，时，有 各修正系数为： 故 ： 根据X338单柱平面铣床技术资料选择nc=75r/min，Vfc=430mm/min（见机械加工工艺师手册表11-10）因此实际切削速度和每齿进给量 =3.14200751000 （5）检验机床功率根据切削用量手册表3.24，当铸件硬度为208248HBS，z=28，时，近似为根据X338技术资料（见机械加工工艺师手册表11-10），机床主轴允许的功率为： 故，因此所选择的切削用量可以采用，即：,，。（6）计算基本工时和辅助时间1）根据公式：式中，l=140mm，查切削用量手册表3.26，入切量及超切量，计算得：L=140+117=157mm 故 2）查机械加工工艺设计手册铣削加工的辅助时间t主要是工件的装卸时间和有关定程安置的时间。铣削加工中工件的装卸时间：2-12min铣削加工中工件的定程安置时间：5-15min取t=8.03min第4节 工序精铣结合面1、加工条件工件材料：HT200，硬度200220HBS、铸件。工件尺寸：宽度b=340mm,长度L=540mm的平面。加工要求：精铣结合面至3351.2mm,加工余量h=1.5mm。机床：选用X338单柱平面铣床。2、选择刀具根据切削用量手册1.2表选择YG6硬质合金刀片，如图2所示。根据切削用量手册表3.1，ap=1.5mm ，aw=350mm且350mm400mm,故d0=365mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数 z=22。 3、选择切削用量（1）选择切削深度ap由于精加工余量不大，故可在一次走刀中完成，则ap=h=1.5mm。（2）选择每齿进给量根据切削用量手册表3.5，查硬质合金端铣刀精铣平面的进给量，当机床功率大于10kw时，有=0.180.28mm/z，但因采用不对称端铣，故可取较大值=0.26/z。（3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量手册表3.7查铣刀后刀面磨损极限值，端铣刀精铣时为0.300.50mm，选0.50，由于铣刀直径d0=365,故刀具寿命T=300min。（4）计算切削速度VC和每分钟进给量Vf切削速度VC可查切削用量手册表3.16，当硬质合金铣刀铣灰铸铁(HBS=170-230),，z=22，时，有 各修正系数为： 故： 根据X338单柱平面铣床技术资料选择（见机械加工工艺师手册表11-10） nc=240r/min Vfc=150mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为 （5）检验机床功率根据切削用量手册表3.24，当铸件硬度为208248HBS，z=22，时，近似为 根据X338单柱平面铣床技术资料（见机械加工工艺师手册表11-10），机床主轴允许的功率为故，因此所选择的切削用量可以采用，即,，。（6）计算基本工时和辅助时间1）根据公式：式中，查切削用量手册表3.26，入切量及超切量，计算得：故2）查机械加工工艺设计手册铣削加工的辅助时间t主要是工件的装卸时间和有关定程安置的时间。铣削加工中工件的装卸时间：2-12min铣削加工中工件的定程安置时间：5-15min取t=7.86min第5节 工序钻4-22螺栓孔，铰对角线上的两个孔1、 工步1钻4-22地脚螺栓孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度200220HBS，铸件工艺要求：孔径d=20mm，孔深L=50mm,通孔，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头（如图3所示），d=21mm，钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）：，后角，横刃长度，弧面长度。 横刃斜角 后角 螺旋角 锋角 图3. 3、选择切削用量（1）选择进给量按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表2.7，当铸铁硬度200HBS，d=2130时，有。（2）按钻头进给机构强度决定进给量：根据切削用量手册表2.8，当灰铸铁硬度=168218HBS ，d=20，钻头强度允许的进给量。（3）按机床进给机构强度决定进给量：根据切削用量手册表2.9，当灰铸铁硬度200HBS，d=20，机床进给机构允许的轴向力200HBS，时，有。2）查铰刀磨钝标准及寿命根据切削用量手册表2.12，当时，铰刀后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命。3）计算切削速度根据切削用量手册表2.25，当铸铁硬度=200220HBS时， ，=0.12mm，铰刀切削速度，。切削速度的修正系数为：， 故 根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择故：， 4）检验机床扭矩及功率根据切削用量手册表2.21，当，扭矩的修正系数均为1.0，故。根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见简明手册表4.2-11），。根据切削用量手册表2.23，当铸铁硬度=170213HBS，进给量，时，。根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见简明手册表4.2-11）。由于，故选择的切削用量可用，即：， ，。4、计算基本工时根据公式式中，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得该工步（铰对角线上地脚螺栓孔）总工时：。3、 工步3：忽对角线上地脚螺栓孔1、加工条件 加工材料: HT200，硬度200220HBS，铸件。 工艺要求：孔径d=40mm，孔深d=1mm，通孔，精度H7,用乳化液冷却。 机床：选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。2、选择忽钻选择平面忽钻，其直径3、选择切削用量1）选择进给量按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表2.11，当铸铁硬度200HBS，时，有。4、 结论 根据工步1 中钻4- 22地脚螺栓孔时选钻头的计算方法选取平面忽钻。 ，第6节 工序 粗铣各轴承孔端面1、 工步1 粗铣轴承孔的两侧外端面至4601.6mm1、加工条件工件材料：HT200，硬度200-220HBS，铸件。工件尺寸：宽度b=245mm,长度L=245mm的平面。加工要求：用标准硬质合金端铣刀粗铣，加工余量h=8mm。机床：选用双端面铣床X368。2、选择刀具根据切削用量手册表1.2，选择硬合金刀片，如图2所示。 查切削用量手册表3.1，=4mm ，b300mm,故d0=250mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数 z=24，（切削用量手册表3.16）。3、选择切削用量(1）选择切削深度：由于粗加工余量较大，故可在一次走刀中完成，则=4mm。(2）选择每齿进给量根据切削用量手册表3.5查硬质合金端铣刀粗铣平面的进给量，当机床功率为大于10kw时，有=0.180.28mm/z，但因采用不对称端铣，故可取较大值=0.26/z。(3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量手册表3.8，铣刀后刀面磨损极限值，端铣刀粗铣时为1.52.0，选为1.6，由于铣刀直径d0=400,故刀具寿命T=420分（切削用量手册表3.8）。(4）计算切削速度VC和每分钟进给量切削速度VC可查切削用量手册表3.16，当硬质合金铣刀铣灰铸铁(HBS=170-230),，时，有 各修正系数为： 故 根据X368双端面铣床技术资料（见机械加工工艺师手册表11-10） nc=80r/min Vfc=448mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为 (5）检验机床功率根据切削用量手册表3.24，当铸件硬度为208248HBS，z=28，时，近似为 根据双端面铣床X368技术资料（见机械加工工艺师手册表11-10），机床主轴允许的功率为 故，因此所选择的切削用量可以采用，即：，。（6）计算基本工时根据公式：式中，根据切削用量手册表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量，计算得故复合工步2 加工工件的前后端面第7节 工序 精铣轴承孔的两侧端面1、加工条件工件材料：HT200，硬度200-220HBS，铸件。工件尺寸：宽度b=245mm,长度L=245mm的平面。加工要求：用标准硬质合金端铣刀精铣，加工余量h=1mm。机床：选用双端面铣床X368。2、选择刀具根据切削用量手册表1.2选择YG6硬质合金刀片。根据切削用量手册表3.1，4mm ，b300mm,故d=250mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数 z=28。铣刀几何形状根据切削用量手册表3.2，由于HBS250HBS故选择Kr=, =，Kr=,= -刀尖角 （基面中主、副切削刃的夹角） 3、选择切削用量（1）选择切削深度：由于精加工余量不大，故可在一次走刀中完成，则=1mm。（2）选择每齿进给量查切削用量手册表3.5，硬质合金端铣刀铣平面的进给量，在精加工时，当机床功率大于10kw时，有=0.180.28mm/z，但因采用不对称端铣，故可取较大值=0.26/z。（3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量手册表3.7，铣刀后刀面磨损极限值，端铣刀粗铣时为0.30.5，选为0.4，由于铣刀直径d0=400,故刀具寿命T=420min（切削用量手册表3.8）。（4)计算切削速度VC和每分钟进给量切削速度VC可根据切削用量手册表3.16，硬质合金铣刀铣灰铸铁(HBS=170-230),当，z=28，时，有 各修正系数为： 故 根据X368双端面铣床技术资料（见机械加工工艺师手册表11-10）选择 =150r/min，=230mm/min。因此实际切削速度和每齿进给量为 （5）检验机床功率根据切削用量手册表3.24，当铸件硬度为208248HBS，z=28，时，近似为=9.2kw。根据双端面铣床X368技术资料（见简明手册表4.2-38），机床主轴允许的功率为。故，因此所选择的切削用量可以采用，即：，。（6）计算基本工时根据公式：式中，根据切削用量手册表3.26，入切量及超切量，计算得故复合工步2精铣工件前后端面第8节 工序钻铰210定位销孔1、 工步 1 钻2-10定位销孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度200220HBS，铸件。工艺要求：孔径d=10mm，孔深d=22通孔，精度H7,用乳化液冷却。机床：选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头，其直径d=9.5。钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）： ，后角，横刃长度，弧面长度。 3、选择切削用量（1）选择进给量1）按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表2.7，当铸铁硬度200HBS，d=9.5时，有。 孔深修整系数，则： 2）按钻头进给机构强度决定进给量：根据切削用量手册表2.8，当灰铸铁硬度=168218HBS，d=9.5，钻头强度允许的进给量。3）按机床进给机构强度决定进给量：根据切削用量手册表2.9，当灰铸铁硬度，机床进给机构允许的轴向力9800N时，进给量为。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Z3025钻床技术资料，选择。由切削用量手册表2.19可查钻孔时的轴向力,，d=8时,轴向力.轴向力的修整系数均为1.0,故。根据Z3025钻床技术资料（见简明手册表4.2-11），机床进给机构强度允许的最大进给力为所以选择。（2）查钻头磨钝标准及寿命根据切削用量手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命。（3）计算切削速度根据切削用量手册表2.15，当铸铁硬度=200220HBS时，由表2.13，得，标准钻头的切削速度，。切削速度的修正系数为：，故 根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见简明手册表4.2-36）选择，但因所选转速较计算转速高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取。也可选择较低一级转数，仍用，比较这两种方案： 第一种方案： 第二种方案： 因为第一种方案的乘积较大，基本工时减少。故第一种方案较好，这时，。（4）检验机床扭矩及功率根据切削用量手册表2.20，当，扭矩的修正系数均为1.0，故。根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见简明手册表4.2-11），。根据切削用量手册表2.23，当铸铁硬度=170213HBS，进给量，时，。 根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见简明手册表4.2-11） 由于，故选择的切削用量可用，即 ，。4、计算基本工时根据公式式中，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得故该工步（钻4-16孔）总工时：4 0.56min=1.12min。2、 工步2 铰2-10mm锥销孔 刀具为硬质合金铰刀（GB1138-84）。由切削用量手册表2.25取=0.25 mm/r,ap=0.5mm，选=10m/min所以r/min=318.47r结合Z3025型摇臂钻床的主轴转速分级（见简明手册表4.2-12） 选取 315r/min实际铰削速度=9.89m/min 铰4-16孔工时：=1.12min3、 工步3 钻4-18孔1、加工条件加工材料: HT200，硬度200220HBS，铸件。工艺要求：孔径d=18mm，孔深l=22mm通孔，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径18mm。钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）：双锥修磨钻头，后角，横刃长度，弧面长度。 3、选择切削用量（1）选择进给量1）按加工要求确定进给量：根据切削用量手册表2.7，当铸铁硬度200HBS，18时，有。经查表，所以不须乘孔深修整系数2）按钻头进给机构强度确定进给量：根据切削用量手册表2.8，当灰铸铁硬度=168218HBS,d=18，钻头强度允许的进给量。3）按机床进给机构强度确定进给量：根据切削用量手册表2.9，当灰铸铁硬度，d=18，机床进给机构允许的轴向力9800N时，进给量为1.8mm/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Z3025钻床说明书选择。由表切削用量手册2.19可查，钻孔时的轴向力,当时，d=18,轴向力.轴向力的修整系数均为1.0,故。根据Z3025钻床技术资料（见简明手册表4.2-11），机床进给机构强度允许的最大进给力为所以选择。（2）决定钻头磨钝标准及寿命根据切削用量手册表2.12，当时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命。（3）计算切削速度根据切削用量手册表2.15，当铸铁硬度=200217HBS时，修磨钻头的切削速度，。切削速度的修正系数为：，故 根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）选择，但因所选转速较计算转速高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取。也可选择较低一级转数，仍用，比较这两种方案： 第一种方案： 第二种方案： 因为第二种方案的乘积较大，基本工时减少。故第二种方案较好，这时,。（4）检验机床扭矩及功率根据切削用量手册表2.20，当，d20mm，扭矩的修正系数均为1.0，故。根据Z3025型摇臂钻床资料（见简明手册表4.2-11），。 根据切削用量手册表2.23，当铸铁硬度为170213HBS,d20mm，进给量，时，。根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见简明手册表4.2-12） 由于，故选择的切削用量可用，即：，。4、计算基本工时根据公式，式中，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得故该工步（钻孔）总工时：40.59min=2.36min。第9节 工序粗镗蜗杆轴承孔1、 工步1 粗镗2180轴承承孔至尺寸1831.4mm1、加工条件加工要求：粗镗轴孔180至1831.4mm，单侧加工余量z=3.5mm。机床：选用T612卧式铣镗床和专用夹具。刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度由于单侧加工余量z=3.5mm，故可在一次镗去全部余量，则=7。 (2) 选择进给量根据实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表11-313，查得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁：v=4080mm/min f=0.31.0mm/r选择v=60mmmin则根据简明手册表4.2-204.2-61，选择，。（3）计算基本工时根据公式，式中，当加工一个孔时，查简明机械工程师手册表18.6-3，当，=22，主偏角时， 故有 第10节 工序粗镗蜗轮轴承孔一、工步1粗镗蜗轮轴承孔1、加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：粗镗蜗轮面1831.4mm轴承孔，留加工余量3，加工7机床：T68镗床刀具：YT30 镗刀量具：塞规2、计算镗削用量粗镗孔至183mm，单边余量Z=3.5mm, 切削深度ap=80mm，确定进给量 f：根据工艺手册，表2.460,确定 fz=0.37mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min =10003003.14100868据查表，取n=800rmin故加工蜗轮轴孔机动时间为 辅助时间为 其他时间为 则工序总时间为 二、工步2半精镗蜗轮轴承孔1、加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：半精镗蜗轮面180.51.4mm轴承孔，留加工余量0.5，加工2.5机床：T68镗床刀具：YT30 镗刀量具：塞规2、计算镗削用量粗镗孔至1831.8mm，单边余量Z=1.25mm, 切削深度ap=75mm,走刀长度分别为L1=230mm, L2=275mm确定进给量 f：根据工艺手册，表2.460,确定根据加工工艺师手册，确定 =1000363.14180=63.6mmmin根据机械加工工艺师手册n=60mmmmin股加工轴孔机动时间为 辅助时间为 其他时间为 则工序总时间为 第11节 工序精镗蜗杆轴承孔1、加工条件加工要求；单侧加工余量z=1mm机床：选用T612卧式铣镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。2、选择切削用量（1）选择切削深度由于单侧加工余量z=1.5mm，故可在一次镗去全部余量。（2）选择进给量根据工艺手册表11-313，查得：精镗时，硬质合金刀头，加工材料为铸铁： ，选择则 根据简明手册表4.2-20，选择,。（3）计算基本工时根据公式，式中，当加工一个孔时，查简明机械工程师手册表18.6-3，当，主偏角时， 故有 第12节 工序精镗蜗轮轴承孔1、加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：精镗蜗轮面1801.4mm轴承孔，加工ap=0.5机床：T68镗床刀具：YT30 镗刀量具：塞规2、计算镗削用量精镗孔至1801.4mm，单边余量Z=0.25mm, 切削深度ap=75mm,走刀长度分别为L1=230mm, L2=275mm确定进给量 f：根据工艺手册，表2.460,确定根据加工工艺师手册，确定 根据机械加工工艺师手册故加工轴孔机动时间为 辅助时间为 其他时间为 则工序总时间为 第13节 工序I 钻攻蜗杆端面螺纹孔12M16、蜗轮端面6M161、 工步1 钻螺纹孔12XM16，l=351、加工条件加工材料: HT200，硬度200220HBS，铸件。工艺要求：孔径d=16mm。通孔，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用ZH1X系列双面卧式组合钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径 d=15mm。钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）：标准钻头，后角，横刃长度，弧面长度。3、选择切削用量（1）选择进给量按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表2.7，当铸铁硬度200HBS时，有。（2）计算切削速度根据切削用量手册表2.15，当铸铁硬度=200217HBS时，,时，。 切削速度的修正系数为：，故 根据Z3140A万向摇臂钻床技术资料（见机械加工工艺师手册表9-5）可选择，。4、计算基本工时根据公式式中，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得 故有：2、 工步2 攻孔12XM161、加工条件加工材料: HT200，硬度200220HBS，铸件。工艺要求：孔径d=16mm。通孔，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用ZH1X系列双面卧式组合钻床和专用夹具。2、选择丝锥根据实用机械加工工艺手册表10-246，选用硬质合金普通螺纹机用丝锥，其直径，螺距为1；其丝锥前角为。3、选择切削用量（1）选择进给量按加工要求决定进给量：根据实用机械加工工艺手册表10-246，当铸铁硬度为200220HBS， 时，有。（2）确定丝锥磨钝标准及寿命根据切削用量手册表2.12，知当时，寿命T=75。（3）确定切削速度由于攻螺纹时切削速度较小，取由此算出转速为 按机床实际转速取，则实际切削速度为 4、计算基本工时根据公式式中，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得， 故有：3、 复合工步3钻攻蜗轮孔端面6XM164、 工步4钻2M121、加工条件加工要求：攻钻4 个公制螺纹M12mm，深度为22 mm 的孔机床：选用Z3140A万向摇臂钻床和专用夹具刀具：10mm 的麻花钻，M12 丝锥2、计算钻削用量工步1 钻4-12mm的孔 f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.136） V=0.51m/s=30.6m/min（工艺手册2.441） N s=1000v/dw=402(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册3.136）所以切削速度 31.42m/min故加工螺纹孔机动时间为 辅助时间为 其他时间为 则工序总时间为 5、 工步5攻螺纹孔2M121、加工条件加工材料: HT200，硬度200220HBS，铸件。工艺要求：孔径d=12mm（通孔），精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用Z3140A型万向摇臂钻床。2、选择丝锥根据实用机械加工工艺手册表10-246，选用硬质合金普通螺纹机用丝锥，其直径。3选择切削用量（1）选择进给量按加工要求决定进给量：根据实用机械加工工艺手册表10-246，当铸铁硬度为200220HBS， 时，有。（2）确定丝锥磨钝标准及寿命根据切削用量手册表2.12，知当时，寿命T=60。（3）确定切削速度由于攻螺纹时切削速度较小，取由此算出转速为 按机床实际转速取，则实际切削速度为4、计算基本工时根据公式式中，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得：故有：t=435800.35=6.26、 复合工步6钻上端面2XM12螺纹孔7、 工步7钻4-8mm的孔工件材料：灰铸铁加工要求：钻4个公制螺纹M8mm 钻4M8mm的孔机床：选用Z3140A型万向摇臂钻床刀具：6mm的麻花钻M8丝锥钻4-8mm的孔： 根据切削手册，查得切削速度为 故 根据机床说明书取故实际切削速度为 =37s 辅助时间为： 其他时间计算： 故单件时间： 8、 工步8攻4-M8mm 孔速度： 按机床选取，则利用作图法得， 辅助时间为： 其他时间计算： 故单件时间： 所以总时间T=69.5+45=114.5s第14节 工序锪平40凸台、锪平35凸台1、 工步1锪平40凸台1、加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：用平面锪钻锪平面，ap=1mm机床：选用Z3140A型万向摇臂钻床刀具：36-40的锪刀2、计算钻削用量为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔时相同， =195r/min确定进给量： f=0.25mm/r（工艺手册）故机动加工时间：根据切削手册查得切削速度为 所以 故实际切削速度为 因为 ，机动工时： 辅助时间为： =0.15tm=0.1519=2.9s其他时间计算： + =6%(19+2.9)=1s由于要锪4个凸台，故单件生产时间： =4（+ + ） =4（19+2.9+1）=120s2、 工步2锪平35凸台1、加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：用平面锪钻锪平面，ap=1mm机床：选用Z3140A型万向摇臂钻床刀具：32-35的锪刀2、计算钻削用量为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔时相同， =195r/min确定进给量： f=0.25mm/r（工艺手册）故机动加工时间：根据切削手册查得切削速度为 所以 故实际切削速度为因为 ，机动工时： 辅助时间为： =0.15tm=0.1516.8=2.52s其他时间计算： + =6%(16.82)=1.15s由于要锪4个凸台，故单件生产时间： =4（+ + ） =4（16.8+2.52+1.15）=81.8s。3、 工步3锪孔1、加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：用带有锥度90 度的锪钻锪轴承孔内边缘，倒角445 度机床：立式钻床Z535 型刀具：90 度的直柄锥面锪钻2、计算钻削用量为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔时相同，确定进给量故机动加工时间 辅助时间为 其他时间为 要到四个角，故总体时间为 最后，将以上各工序余量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。第六章 钻顶端面4-M8螺纹孔的专用夹具的设计机床夹具是在金属切削加工过程中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备，它的主要作用是：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。专用夹具是指专为某道工序的加工而设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速，拆装方便等优点。专用夹具由定位装置、夹紧装置、对刀-引导装置、其他元件及装置、夹具体等部分组成。定位装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置。即通过它使工件加工时相对于刀具及切削运动处于正确的位置。夹紧装置的作用是将工件压紧牢固，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力，惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减少振动。它通常是一种机构，包括夹紧元件（压板），增力及动力装置等。对刀-引导装置的作用是找正夹具相对刀具的位置，或引导刀具进行加工。夹具体用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有关部位连接，以确定夹具相对机床的位置。第1节 钻床专用夹具的主要类型钻床专用夹具一般通称为“钻模”。钻模的结构类型很多。可按钻模有无夹具体，以及夹具体是否可动，可分为以下五类：1.固定式钻模这种钻模在使用时，是被固定在钻床工作台上的。用于在立轴式钻床上加工较大的单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。如果要在立式钻床上使用固定式钻模加工平行空系，则需要在机床主轴上安装多轴传动头。这种钻模的夹具体上，设有专供夹压用的凸缘和凸边。在立式钻床上安装钻模时，一般应先将装在主轴上的定尺寸刀具（精度要求高时用心轴）伸入钻套中，以确定钻模的位置，然后将其紧固。这种加工方式的钻孔精度比较高。2.回转式钻模回转式钻模主要用于加工同一圆周上的平行空系，或分布在圆周上的径向孔。有立轴，卧轴和斜轴回转等三中基本模式。由于回转台已标准化，并作为机床附件由专门厂生产供应，固回转式钻模的设计，大多数情况是设计专用的工作夹具和标准的回转台联合使用。3.翻转式钻模翻转式钻模主要用于加工小型工件分布在不同表面上的孔。使用翻转式钻模可减少工件装夹次数，提高各孔上工件的位置精度。4.盖板式钻模这类钻模没有夹具体，实际上是一块钻模板，但其上除钻套外，一般还装用定位元件和夹紧机构，将它覆盖在工件上定位夹紧后即可进行加工。盖板式钻模的主要特点是结构简单轻巧，清除切削方便；但每次需从工件上拆装，比较费事。对于大而笨重的工件，采用盖板式钻模尤为适宜。也适用于中小批生产工件钻孔后立即进行倒角，锪面，攻丝等工步的情况。工件钻铰孔后，即可取下盖板式钻模进行上述后序工布的加工。5.滑柱式钻模滑柱式钻模的结构已标准化和规格化了，具有不同的系列。使用时，只要根据工件的形状，尺寸和加工要求等具体情况，专门设计制造相应的定位，夹紧装置和钻套等，装在夹具体的平台或钻模板上的适当位置，即可进行加工。第2节 钻床专用夹具设计要点1、钻模类型的选择钻模类型很多，在设计钻模时，首先要根据工件的形状尺寸，重量和加工要求和批量来选择钻模的结构类型。选择时要注意以下几点：（1）被钻孔直径大于10mm时（特别是加工钢件），宜采用固定式钻模。（2）翻转式钻模适用于加工中小件，包括工件在内的总重量不宜超过10kg。（3）当加工分布不在同心圆周上的平行空系时，如工件和夹具的总重量超过15 kg，宜采用固定钻模和摇臂钻床加工。如生产批量大，则可在立式钻床上采用多轴传动轴加工。（4）对于孔的垂直度和孔心距要求不高的中小型工件，宜优先采用滑柱钻模。如孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距位置公差小于0.15mm时，一般不宜采用这类钻模。（5）钻模板和夹具体为焊接式的钻模，因焊接应力不能彻底消除，精度不能长期保持，故一般在工件孔距公差要求不高（0.15）时采用。（6）孔距与孔和基面公差小于0.05mm时采用固定式钻模。2、钻套的选择和设计根据钻套的结构有固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套四种类型，分别适用不同情况。（1）、固定式钻套 钻套直接压入钻模板或夹具体上，其外圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6配合，磨损后不易更换。（2）、可换钻套 钻套与衬套间采用F7/m6或F7/k6配合，以便于钻套磨损后快速更换。（3）、快换钻套 当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时针方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边平面，即可取出钻套，适用于同一个孔需要经多个工步加工的工序为了提高劳动生产率，现决定用组合机床对这12个螺纹孔同时进行加工。本零件生产时结合零件的结构所选特殊钻套，据机床夹具设计手册，表2-1-46选钻套的尺寸为d=10.2mm，H=16mm。3、钻模板的设计钻模板是供安装钻套用的，钻模板多装配在夹具体或支架上，与夹具上的其他元件相连接或与夹具体铸成一体。设计钻模板时应注意以下几点：（1） 钻模板上安装钻套的孔之间及孔与定位元件的位置应有足够的精度。 （2）钻模板应具有足够的刚度，以保证钻套位置的准确性，但又不能做的太厚太重。注意布置加强筋以提高钻模板的刚性。钻模板一般不承受夹紧力。（3）为保证加工的稳定性，悬挂式钻模板导杆上的弹簧力必须足够，使钻模板在夹具上能维持足够的定位应力。如钻模板本身重量超过80kg时，导杆上可不装弹簧。第3节 问题的提出本夹具主要用来钻分布在面上的四个直径为M8-7H的孔。由零件图可知这四个螺纹孔的精度要求是相当高的。这六个孔的位置度要求是我们首要解决的问题。第4节 定位基准的选择由零件图可知，B面有平面度要求,设计基准是中心轴线。为了使定位误差为零，应选择以中心轴线为定位的自动定心夹具，以端面定位。但这种自动定心夹具在结构上将过于复杂。考虑到该减速器零件本身的结构特点以及其大批量生产的生产纲领，这种夹具不适用。因此，我们为本道工序设计了专用夹具，如图（钻孔夹具装配图），是以底面和两个支承块定位的。这里工件的底面在夹具中不是用三点支承的，而是放在两条长的支承板上。这样增加了定位系统的刚性，防止了夹紧力和切削力不是对准支承而引起工件的变形，这种变形不仅影响加工的精度，而且也是引起振动的原因，甚至会造成刀具的折断。但采用支承板时，由于工件定位基面的不平直度误差（一般在0.050.1mm）和支承间的不共面度误差（0.010.03mm），工件在夹压力作用下也会产生变形，但变形量较小，对一般精度要求的精加工还是在允许范围内的，并不会引起振动。为了降低成本，使用方便，结构简单，本夹具采用手动螺旋夹紧机构。第5节 定位元件的设计本工序选用的定位基准为三面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是三个支承板。因此进行定位元件的设计主要是对三个支承板的设计。由加工工艺孔工序简图可计算出两支承板中心距。 由于两支承板有位置度公差，所以其尺寸公差为： 所以两支承板的中心距为，根据机床夹具的设计手册三支承板的设计计算过程如下：确定两支承板中心距尺寸及其偏差 确定支撑板尺寸及其公差 长 宽D第6节 定位误差分析本夹具选用的定位元件为三面定位。其定位误差主要为：（1）、移动时基准位移误差 =0.009+0.027+0.016 =0.052mm（2）、转角误差 其中： 第7节 切削力及夹紧力的计算1、 切削力的计算刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，225mm,Z=20,则 （见切削手册）式中：，,，（在加工面上测量的近似值），,Z=20,所以 当用两把刀铣削时， 水平分力: 垂直分力：在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数为： 式中： 基本安全系数，1.5； 加工性质系数，1.1； 刀具钝化系数，1.1； 断续切削系数，1.1。 则 为克服水平切削力，实际夹紧力N应为： 所以 其中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，=0.25，则 2、 夹紧力的计算螺旋面可视为绕在圆柱体上斜契，当加给螺杆以原始力矩时，螺纹中径处将受到夹具体的摩擦，反作用力矩，而螺杆末端将受到工件的摩擦反作用力矩，且,根据上述契块的受力分析可得螺旋的夹紧力W为： =式中： 螺纹中径的半径； 螺纹的升角； 螺杆末端与工件（或压块）间的当量摩擦半径； 螺杆与螺母间的摩擦角，上式按矩形螺纹求得：对于梯形或三角形螺纹应以当量摩擦角 代入， 为螺纹半角；螺杆末端与工件（或压块）间的摩擦角。 的数值视螺杆末端的形状而定，若末端为球面，=0；若为平面=；若为环形端面或螺母夹紧；因为本设计所选用的螺杆末端的形状为球面，所以。通常采用标准的夹紧螺钉，很小，故自锁可靠。因为W=12817.2N大于所需的12790N的切削力，故本夹具可安全工作。因此选用M18的夹紧螺钉即可。第8节 主要零件的设计钻模板支架和底座多为铸铁件（一般为HT200），常分开制造，这对于夹具的加工、装配和铸件的时效处理都有利。要求支架与底座有足够的强度和刚度以及保持尺寸的稳定性，为了增强支架的刚度，支架和底座的装配连接要牢固。一般采用圆柱销和螺钉紧固，尽量避免采用焊接结构。要注意不允许钻模板支架承受夹紧反力作用，防止支架变形，影响加工精度。钻模板底座要承受安装在其上面的各种装置、元件、工件的重力、切削力及夹紧力。为了提高其刚度，除选取适当的壁厚外，合理设置加强筋是重要的措施。常采用十字形筋条，这样可以减少交接处面积，使铸件应力均匀，减少变形。如使加强筋的底面与底座周边的底面在同一平面上，则可以提高底座在机床工作台上的安装刚性。此外，可适当增加底座高度一般与夹具总高度之比推荐取，其最小高度应大于150160，壁厚或筋厚等具体结构见机床夹具设计，表7-4。1、 支承体该零件毛坯采用铸造方法获得，所用材料是HT200，上面的连接件是M16的双头螺柱，下面的连接件是M20的双头螺柱。根据机械设计得。2、 底座的设计机盖零件和底座底面的平行度应小于0.01，零件毛坯采用铸造方法获得，所用材料也是HT200。为了减轻重量及方便排屑，中间有部分应挖空。3、 钻模板的设计（1） 钻套的选择及尺寸。 因为钻套属于导向装置，所以我们要对导向装置做以了解：1）.导向装置的作用1. 保证刀具对工件的正确位置。2. 保证各刀具之间的正确位置和提高刀具系统的支承刚性。3. 保证加工精度和机床的可靠工作。刀具的导向装置在一般情况下都是固定地设置在机床夹具上的，并成为组合机床的一个重要组成部分。2). 导向装置的分类组合机床的导向装置，具有多种不同的结构形式。但根据其运动形式不同，可将导向装置大致分为两类：1. 第一类导向装置 这一类导向装置的导套安装在机床夹具的钻板上并固定不动。刀具或刀杆在本身导套内既有相对转动又有相对移动。这一类导向装置可以由两种不同的使用方式：一种是刀具本在导套内工作；另一种是刀杆部分作为导向。2. 第二类导向装置第二类导向装置带有右旋转的部分，旋转部分可做在刀杆上也可做在夹具的钻模板上，此时刀杆本身导套内只有相对移动，我们常见的各种镗孔都属于这一类的。由于钻孔直径小，刀具转速较低，所以导向采用第一类导向3). 固定式导套固定式导套在夹具上是固定不动的，它通常由三个元件组成，即压套螺钉、可换导套和中间套。采用固定式导套时，外部尽可能装上中间套，其目的在于当导套磨损后进行更换，不至于破坏钻模体上的孔，要将中间套削边时，也尽量采用中间套。1. 通用导套的尺寸规格通用导套的尺寸规格见设计手册。2. 固定式导套的使用在钻模版上钻孔时，孔的位置精度一般可达到，在采取有效措施后可达到。影响钻孔位置精度的因素很多，例如：导套的配合间隙、导套至工件端面的距离、钻头横刃的刃磨合钻头的倒锥角度等。由采用麻花钻在导套内进行钻孔的一系列研究表明，导套的长度对钻孔位置精度的影响并不显著，从导向设计的角度出发，提高这一精度的措施主要从缩短导向设计的角度，缩短导至工件端面的距离和减小导套的配合间隙出发。3. 衬套的选择与设计衬套的主要作用是为了避免在更换钻套时，对钻模板的孔口造成过多的摩擦而使孔口不断的扩大，从而影响钻孔的精度，不能达到精度和加工的要求，致使生产的产品成为废品。此套夹具采用固定衬套。根据已有条件确定衬套的外径为20mm，公差范围为+0.02mm+0.032mm，内孔径为+0.011mm+0.019mm。生产技术要求为：（1）d对D的径向跳动不大于0.01mm；（2）d公称尺寸系钻套的最大尺寸，其允许差为+0.004+0.017；（3）热处理:T10A，淬火HRC6064；渗碳深度0.81.2mm；（4）表面发蓝或其它的防锈处理，锐边无毛刺。 4).因为钻套是标准件，所以根据以上的论述查夹具设计手册选择固定钻套。钻套尺寸：a)钻套内经及偏差应根据所引导的刀具尺寸来确定，通常取刀具的最大极限尺寸为引导孔的基本尺寸，采用基轴制间隙配合，孔径公差依加工精度来确定。钻孔和扩孔时取F7，粗铰孔时取G7，精铰孔时取G6.若钻套引导的不是刀具的切削部分，而是导向部分，常取配合为H7/f7,H7/n6,H6/g5。本夹具应取H7/n6。b)钻套高度直接影响钻套的导向性能，高度较大时，导向性好，刀具与钻套间可能产生的偏斜量很小，加工精度高，但会加快刀具与钻套的磨损。因此，常取H=（1-2.5）d。d为刀具直径。加工精度要求较高，加工孔径较小，刀具刚性较差时应取大值，反之去小值。c)钻套与工件间一般应有排屑间隙h,并要求钻头的两个刃角都在钻套之外。一般取h为（0.3-1.2）d。故根据上述要求设计的钻套如图所示。（2）钻模板应于安装钻套，并确保钻套在转模板是的正确位置，要求具有一定的强度和刚度，以防变形而影响钻套的位置精度和导向精度。转模板通常装配在夹具体上或支架上。常用的有固定式转模板、铰链式转模板和可卸式转模板。为了保证钻套位置的准确性和加工稳定性，转模板必须具有足够的刚性，但又不能做的太重太厚。在实际使用中，厚度往往根据钻套的高度H确定，一般在15mm-30mm之间。如果钻套较长，可将模板局部加厚，加强模板的周边和设置强筋，以提高钻模板的支撑刚性。故根据上述要求设计的钻模板如图所示。 此模板厚度为25mm。零件毛坯采用铸造方法获得，所用材料是HT200。4、 支承块的设计支承板主要用来定位，因上述已计算出采用三面定位定位误差较小，所以采用三面定位法，支承板设计如图所示：五夹具操作的简要说明为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。因此夹紧装置采用方头紧固螺钉夹紧装置。工件在夹具上安装好后，螺钉从上往下顺时针旋转并用楔块辅助夹紧工件。本夹具用于减速器箱体机盖上端面钻孔。夹具的定位采用三面，定位可靠，定位误差较小。其夹紧采用的是螺钉夹紧，夹紧简单、快速、可靠，有利于提高生产率。当孔钻完后，螺钉随即逆时针旋转松开工件，楔块夹紧装置也松开，即可取下工件。第七章 钻蜗杆、涡轮轴承端盖上M16螺纹孔夹具的设计一定位基准的选择本夹具主要用于工序14钻分布在减速器机盖WHT200-1100蜗杆孔一侧端面上的6个直径为M16-7H的螺纹孔。由零件图可知这六个螺纹孔的精度要求是相当高的。这六个孔的位置度要求是我们首要解决的问题。由零件图可知，A面为设计基准，同时也是工序中使用的精基准。为了使定位误差尽量小，应选择以结合面即A面为定位基准来定位。考虑到该减速器零件本身的结构特点以及其大批量生产的生产纲领，因此，我们为本道工序设计了专用夹具，如图（钻孔夹具装配图），是采用“一面两孔”来定位的，这里工件在夹具中不是用三点支承的，而是靠在四条长的支承板上。这样增加了定位系统的刚性，防止了夹紧力和切削力不是对准支承而引起工件的变形，这种变形不仅影响加工的精度，而且也是引起振动的原因，甚至会造成刀具的折断。但采用支承板时，由于工件定位基面的不平直度误差（一般在0.050.1mm）和支承间的不共面度误差（0.010.03mm），工件在夹压力作用下也会产生变形，但变形量较小，对一般精度要求的精加工还是在允许范围内的，并不会引起振动。为了降低成本，使用方便，结构简单，本夹具采用手动螺旋夹紧机构。二主要零件的设计（一）定位元件的设计本工序选用的定位方法为“一面两孔”定位，这种方法保证了理想的六点定位。所以相应的夹具上的定位元件选用的是两个支承板和两个定位销。因此进行定位元件的设计主要是对支撑板和定位销的设计。支承板是制造机盖类工件中常用的定位支承元件，支承板的高度尺寸有30及60两种，支承板采用长的，工件在支承板上有相对滑动，为了防止支承板表面产生毛刺，沿纵向应有倒角，而两端面则必须做成导角并进行抛光。为了提高支承板的耐磨性，一般采用20钢或20Cr钢制造。确定支撑板的尺寸：由加工工艺孔工序简图可计算出两支承板中心距。 由于两支承板有位置度公差，所以其尺寸公差为： 所以两支承板的中心距为，根据机床夹具的设计手册两支承板的设计计算过程如下：1.确定两支承板中心距尺寸及其偏差 2.确定支撑板的轮廓尺寸 长L=80mm 宽B=20mm 高H=12mm。工件的定位若以一面两孔定位时，为补偿工件两定位孔直径和中心距误差及夹具两定位销直径和中心距误差，夹具两定位销应选择一圆柱销和一削角销。削角销的截面形状如图所示，(a)常用于直径小于50mm得孔，(b)可用于直径大于50mm的孔 。图5.2 削角销的截面形状所有定位销的定位端头部做成15的长倒角，以便于工件套入，定位销与定位孔的配合采用K7/g6或H7/f6。考虑到共件两个基准孔径为，确定两定位销的尺寸：1. (两定位销中心距等于工件两基准孔中心距) =280mm2. 这里取 3. 圆柱销最大直径： 4. 补偿值： 5. 削角销宽度： 6. 削角销与基准孔的最小间隙配合：7. 削角销最大直径：8. 削角销高度的计算： 由于零件为水平装料，后抬起定位销，所以 H取42mm即可故H=42mm（二）定位误差分析本夹具选用的定位方法为一面两孔定位。下面计算该定位误差：工件以平面定位时，在大多数情况下，不考虑定位基准面和定位元件的制造误差，故在此只计算两定位销的制造误差。当采用一平面、两短圆柱销的定位时，此时平面限制、三个自由度，第一个圆柱销限制、两个自由度，第二个定位销限制、，因此过定位。又设两孔直径分别为、，孔距为；两销直径分别为、，销距为。由于两孔、两销的直径，两孔中心距和两销中心距都存在制造误差，故有可能使工件的两孔无法套在两定位销上如图5.3所示。解决的方法有三个：减小第二个销子的直径；第二个销子采用削角销；使第二个销子可沿x方向移动，但结构复杂。这三种方法的原则都是消除过定位。下面介绍第二种方法，即本工序使用的方法。图5.3 一面两孔定位情况第二个定位销采用削角销。当工件转角误差要求严格时，采用这种方法很普遍。它不需要减小第二个销子直径，因此转角误差很小。（三）削角销宽度b的确定如图5.4所示，只要令等于圆柱形定位销半径应减少的部分,则直径为的削角销就可以起到减小后直径为的圆柱定位销的作用，因，故工件转角误差小。由图5.5可知：图5.4 削角销的宽度计算图5.5 孔中心线的转角误差整理后得：代入（6.28），并忽略二次小项、（因数值很小），得：b.定位误差的确定“1”孔中心线在x、y方向的最大位移为：“2”孔中心线在x、y方向的最大位移分别为：两孔中心连线对两销中心连线的最大转换角误差可由图得出：以上定位误差都属于基准位置误差，因为。定位销的直径公差一般按g6、f7配合选取，两定位销之间的尺寸公差取距中心距公差的1/51/3。当孔距公差大时，取小值；反之，取大值以便于制造。削角销的结构尺寸可参考下表5.1。削角销的截面形状见图5.6。图5.5 削角销的截面形状 表5.1 削角销的结构尺寸销子直径（mm） 4661010181830305050 （mm）23581214 （mm）-1-2-4-6-10-12三切削力及夹紧力的计算1. 切削力的计算刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，225mm,Z=20,则 （见切削手册）式中：，,，（在加工面上测量的近似值），,Z=20,所以 当用两把刀铣削时， 水平分力: 垂直分力：在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数为： 式中：基本安全系数，1.5； 加工性质系数，1.1； 刀具钝化系数，1.1； 断续切削系数，1.1。 则 为克服水平切削力，实际夹紧力N应为： 所以 其中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，=0.25，则 2. 夹紧力的计算螺旋面可视为绕在圆柱体上斜契，当加给螺杆以原始力矩时，螺纹中径处将受到夹具体的摩擦，反作用力矩，而螺杆末端将受到工件的摩擦反作用力矩，且,根据上述契块的受力分析可得螺旋的夹紧力W为： = 式中： 螺纹中径的半径； 螺纹的升角； 螺杆末端与工件（或压块）间的当量摩擦半径； 螺杆与螺母间的摩擦角，上式按矩形螺纹求得：对于梯形或三角形螺纹应以当量摩擦角 代入， 为螺纹半角； 螺杆末端与工件（或压块）间的摩擦角。 的数值视螺杆末端的形状而定，若末端为球面，=0；若为平面=；若为环形端面或螺母夹紧；因为本设计所选用的螺杆末端的形状为球面，所以。通常采用标准的夹紧螺钉，很小，故自锁可靠。因为W=12817.2N大于所需的12790N的切削力，故本夹具可安全工作。因此选用M20的夹紧螺钉即可。四导向元件的设计在组合机床上完成的孔加工工序中，除采用“刚性主轴”的加工方法外，在大多数情况下，切削刀具都在导向装置中工作，因此具有精密导向便成为组合机床工作的显著特点之一。组合机床夹具上的导向装置是作为引刀具对工件进行切削加工的重要装置。(一) 导向装置的作用1. 保证刀具对工件的正确位置。2. 保证各刀具之间的正确位置和提高刀具系统的支承刚性。3. 保证加工精度和机床的可靠工作。刀具的导向装置在一般情况下都是固定地设置在机床夹具上的，并成为组合机床的一个重要组成部分。(二) 导向装置的分类组合机床的导向装置，具有多种不同的结构形式。但根据其运动形式不同，可将导向装置大致分为两类：1. 第一类导向装置 这一类导向装置的导套安装在机床夹具的钻板上并固定不动。刀具或刀杆在本身导套内既有相对转动又有相对移动。这一类导向装置可以由两种不同的使用方式：一种是刀具本在导套内工作；另一种是刀杆部分作为导向。2. 第二类导向装置第二类导向装置带有右旋转的部分，旋转部分可做在刀杆上也可做在夹具的钻模板上，此时刀杆本身导套内只有相对移动，我们常见的各种镗孔都属于这一类的。由于钻孔直径小，刀具转速较低，所以导向采用第一类导向。(三) 固定式导套固定式导套在夹具上是固定不动的，它通常由三个元件组成，即压套螺钉、可换导套和中间套。采用固定式导套时，外部尽可能装上中间套，其目的在于当导套磨损后进行更换，不至于破坏钻模体上的孔，要将中间套削边时，也尽量采用中间套。1. 通用导套的尺寸规格通用导套的尺寸规格见设计手册。2. 固定式导套的使用在组合机床上进行多轴钻孔时，孔的位置精度一般可达到，在采取有效措施后可达到。影响钻孔位置精度的因素很多，例如：导套的配合间隙、导套至工件端面的距离、钻头横刃的刃磨合钻头的倒锥角度等。由采用麻花钻在导套内进行钻孔的一系列研究表明，导套的长度对钻孔位置精度的影响并不显著，从导向设计的角度出发，提高这一精度的措施主要从缩短导向设计的角度，缩短导至工件端面的距离和减小导套的配合间隙出发。1、 导向装置选择与设计2.钻模板的类型及设计钻模板用于安装钻套，并确保钻套在钻模板上的正确位置。要求具有一定的强度和刚度，以防变形而影响钻套的位置精度和导向精度。钻模板大多装配在夹具体或支架上。常用的钻模板有以下几种。1） 固定式钻模板2） 铰链式钻模板：当钻模板妨碍工件装卸或钻孔后需攻螺纹时，可采用铰链式钻模板。铰链式钻模板可绕铰链轴翻转。钻套导向孔与夹具安装面的垂直度可通过调整两个支撑钉的高度来保证。加工时，钻模板由菱形螺母锁紧。由于铰链销孔之间存在配合间隙，故孔加工精度不固定式钻模板低。3） 可卸式钻模板：当装卸工件时，需要将钻模板装上或取下，比较费事，切定位精度低，一般多用于不变装卸工件的情况。为了保证钻套位置的准确性和加工稳定性，转模板必须具有足够的刚性，但又不能做的太重太厚。在实际使用中，厚度往往根据钻套的高度H确定，一般在15mm-30mm之间。如果钻套较长，可将模板局部加厚，加强模板的周边和设置强筋，以提高钻模板的支撑刚性。根据零件图加工精度要求，在此选用铰链式钻模板，钻模板厚度取20mm。零件毛坯采用铸造方法获得，所用材料是HT200。2. 钻套的类型及选择设计按钻套结构和使用情况，可分为以下四种类型。1） 固定钻套：钻套直接压装在钻模板上。固定钻套结构很简单，钻孔精度高，但磨损后不能更换。适用于单一钻孔工序的小批量生产。2） 可换钻套：钻套装在衬套中，衬套压装在钻模板上，用螺钉将钻套压紧，以防止钻套转动或退刀时脱出。钻套磨损后，将螺钉松开可迅速更换。故适用于大批量生产的单一钻孔工序。3） 快换钻套：当一个工序中工件同一孔需经多种方法加工（如孔需要经钻、扩、铰）时，能快速更换不同孔径的钻套。更换时，将钻套缺口转至螺钉处，即可取出钻套。4） 特殊钻套：当工件的结构形状或加工孔的位置不适合用标准钻套时，需要设计特殊结构的钻套。钻套的高度H增大，导向性能好，刀具刚度提高，加工精度高，但钻套与刀具的磨损加剧，一般H=(12.5)d。d为刀具直径。加工精度要求较高，加工孔径较小，刀具刚性较差时应取大值，反之去小值。钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸，采用基轴制间隙配合。排屑空间h增大，排屑方便，但刀具的刚度和加工精度都会降低。钻削较易排屑的铸铁时，h=(0.30.7)d；钻削较难排屑的钢件时，h=(0.71.5)d。因为钻套是标准件，所以根据夹具设计手册选择固定钻套。由产品的零件图得知：加工孔的精度要求相同,那么对导向装置的长度、同轴度等一些要求也相同。加工孔大小相同，d=14mm，此时查工厂的常用刀具型号选直径14mm的标准麻花钻。从而确定钻套的导向直径，取14mm，从整体设计的已知条件来看，钻模板厚20mm，由以上数据综合分析，取钻套总长为46mm,其中沉孔部分高30mm，带肩部分高10mm。查设计资料表确定钻套的带肩部分直径34mm，沉孔部分外径22mm，沉孔直径14mm，导向孔直径14mmF7。 生产技术要求为：（1）d对D的径向跳动不大于0.01mm；（2）d公称尺寸是刀具的最大尺寸，其允许差为+0.003+0.013；（3）热处理：T10A，淬火HRC6064，渗碳深度0.81.2mm；（4）表面发蓝或其它的防锈处理，锐边无毛刺。3. 衬套的选择与设计衬套的主要作用是为了避免在更换钻套时，对钻模板的孔口造成过多的摩擦而使孔口不断的扩大，从而影响钻孔的精度，不能达到精度和加工的要求，致使生产的产品成为废品。此套夹具采用固定衬套。根据已有条件确定衬套的外径为30mm，公差范围为+0.02mm+0.032mm，内孔径为22mm,公差范围为+0.011mm+0.019mm。生产技术要求为：（1）d对D的径向跳动不大于0.01mm；（2）d公称尺寸系钻套的最大尺寸，其允许差为+0.004+0.017；（3）热处理:T10A，淬火HRC6064；渗碳深度0.81.2mm；（4）表面发蓝或其它的防锈处理，锐边无毛刺。五夹紧元件的设计在组合机床上加工时，工件依靠夹具上的定位支承系统获得对刀具的正确相对位置还需要依靠夹具上的夹紧机构来消除工件因受切削力或工件自重的作用而产生的位移和振动，使工件在加工过程中能继续保持定位所得到的正确位置。夹紧机构通常由三个部分组成：夹紧动力部分、中间传动机构和夹紧元件。这三部分起着不同的作用：夹紧动力部分用于产生力源，并将力传给中间传动机构；中间传动机构能够改变作用力大小和方向，同时能产生自锁作用，以保证在加工过程中，当力源消失后，工件在切削力或振动的作用下仍能可靠夹紧；夹紧元件则用以承受由传动机构传动的夹紧力，并与工件直接接触而执行夹紧动作。设计夹紧机构时应符合以下要求：加工精度；保证生产率；保证可靠性；结构夹紧简单；操作方便安全。考虑到本设计的切削力不是很大，工件是在批量的生产要节省装夹的工时，还有为了使夹具的设计方便、简便，故采用手动直接夹紧。1.夹紧力的确定所谓夹紧力的确定，从广义上说，就是正确的确定夹紧力的三个要素：作用点、方向和大小。（一）夹紧力的作用点选择夹紧力后定位稳定，因而必须避免产生使工件离开夹紧力定位表面的力系和力矩系，夹紧力的作用点应在工件定位支承面上，或落在由诸支承块所连成的面积范围内。1. 必须保证夹紧后工件的变形最小。为此，夹紧力应作用在工件刚性最好的部位，即夹紧点应尽量靠近工件的壁或颈，并要避免设在工件弯曲的力矩。2. 为了满足上述两项要求，只有一个夹紧力是不够的，在多数情况下需对工件进行多点夹紧，力求使工件夹紧比较稳固。3. 本工序所选用的定位基准、加压部位及夹紧方向见加工工序图。（二）夹紧力的方向夹紧力方向的选择与工件定位其准的位置、工件重力方向和切削力方向有确切的关系。夹紧力方向应朝向工件在夹具上定位时的主要基准面，这对于保证夹紧后工件定位的稳定和减少工件的夹紧变形都是有利的。工件定位时，工件的位置通常仅靠其自身的重力来确定，而重力的方向永远是向下的。因此箱体零件的主要基准面多为水平面，此时希望夹紧力的方向也和重力方向一致，使工件在自身重力的作用下，保持定位位置不变，然后再施以方向相同的夹紧力将工件夹紧。切削力的大小和方向，是确定夹紧力方向的另一个主要因素。夹紧力和切削力的相关方向有三种典型情况，我们所设计的是其中的一种，即夹紧力和切削力垂直。2.夹紧力的计算欲选择夹紧机构和适当的动力传动系统，就必须确定所需夹紧力的大小。所需用夹紧力的大小主要取决于切削力和重力的大小和方向。重力的大小和方向是不变的，而切削力的大小和方向在切削过程中是不断变化的。在保证机床正常和可靠工作的条件下，夹紧力愈小愈好。如果盲目的加大夹紧力，就会造成如下后果：加大了夹具驱动机构尺寸，这提高了与夹紧力相关连的夹具的刚性，会使夹具过于庞大；增加了工件在夹紧时的变形，从而影响加工精度。为了简化问题，在确定夹紧力时，一般假定工艺系统工件、刀具、机床都是绝对刚性的；切削过程是稳定的，而且切削参数是固定不变的。在这些条件下，切削力可根据切削原理中的计算公式求得。然后，为了利于夹紧可靠，在计算结果中引进安全系数计算作为实际所需的夹紧力。为了确定夹紧力，必须先计算切削力，计算时，一般只考虑主切削力。（一）多面组合机床的夹紧力计算模型如图5.7：图5.7 夹紧力模型图（二）夹紧力的计算 （参：机床夹具设计手册P28）1. 结构组成 （参：机床夹具设计手册P28）2. 夹紧力的确定 其中：实际所需夹紧力，单位N W：在一定条件下，由静力平衡得出的理论值 K: 安全系数 3. 安全系数的确定查表1-2-1得 由于K的结果小于2.5，所以取K =2.54. 钻销切削力的计算根据之前 查表1-2-11 （参：机床夹具设计手册P35）查表1-2-12 （参：机床夹具设计手册P38） 代入公式，得 六夹具体的设计夹具体是夹具上最大、最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放夹具所需的各种元件、机构、装置，还得便于拆卸工件，夹具体取决于工件的外形尺寸。根据上述元件与装置的布置情况可以确定，其夹具体的形式与尺寸是非标的。考虑到零件的外形不是很规则，因此采用了分别在两面各一个钻模板侧壁，而且必须将两边钻模板做成阶梯状让缸体零件的不规则部分进入夹具体。另外还得保证钻模板的厚度，因为钻模板不需要承受很大的切削力，钻模板不需要很厚只需考虑方便钻套的安装即可，这样也简化了其加工，提高了钻模板的精度。为了容易装料，在装料时要把工件水平放置，也就是底面水平，这样比较容易吊装。夹具体整体轮廓尺寸如下：底座尺寸542X541X270mm夹紧拟取方案：定位支承与夹紧座垂直分布，此夹紧可以尽量的避免多余的加工扭矩和定位旋转误差。两不同面内的垫块主要垫在受力大的地方或者是产品的主筋上，在人为的基础上消除夹紧和加工弹性变形。机盖零件结合面与底座底面的平行度应小于0.01，零件毛坯采用铸造方法获得，所用材料也是HT200。为了减轻重量及方便排屑，中间有部分应挖空，详见底座零件图可得。七夹具操作的简要说明由于这道工序的夹具设计的比较简单，夹具的定位采用支承板和定位销定位，定位可靠，定位误差较小。夹紧装置采用方法为紧固螺钉夹紧装置，夹紧简单、快速、可靠，有利于提高生产率。在加工时，工件在夹具上安装好后，螺钉从上往下顺时针旋转夹紧工件。当孔钻完后，螺钉随即逆时针旋转松开工件，即可取下工件。另外，加工之前可以用气体喷射枪对夹具支承板的周围进行清理，保持支承面上没有多余的铁屑。外文资料Chinas machinery automation technology development roadAutomation technology in this century has been extremely rapid development and impact of one of the great science and technology. Modern automation technology is a completely new kind of productivity, create social wealth is a direct one of the major means of human activities and the production of material plays a great role in promoting. Therefore, automation technology by the extensive attention of all countries in the world and more and more applications.Machinery automation, mainly in machine manufacturing industry in the application of automation technology, to achieve the targets of processing for automated production, the optimal and effective automated production process, production inputs to accelerate the processing speed of transformation and mobility. Machinery automation technology and application development, technological transformation is the mechanical manufacturing industry, the primary means of technological progress and technological development, the main direction. Machinery automation technology standards, not only affect the development of the whole machinery industry, but also for national economic departments of the great technological progress has a direct impact on. Therefore, the development of Chinas machinery manufacturing automation technology, in line with the basic principles of socialism in our country, in line with Chinas laws governing the development of modern production. How the development of Chinas machinery automation technology, there are technical policy issues, should seek truth from facts, all from Chinas specific national condition, to fulfill all the basic work, taking Chinas machinery automation technology development.1. Combination of Chinas national conditions, the development of modern machinery automation technologyDomestic and foreign industrial development history tells us that the realization of automated machinery is a junior to senior, from simple to complex, from imperfect to improve the process of development. When the operation of automatic machine controller, the mode of production to gradually transition from mechanization to mechanical control automation,digital control automation, computer-controlled automation. Only by establishing an automated factory, the production process can be completely automated, can improve the overall productivity, to automate the senior ideal stage.2. with the actual production, focus on practical development of machinery automation technology.Advanced manufacturing technology is the essence of all applications. The development of machinery automation technology, enterprises should be the production and technological development and the actual needs of specific conditions as a guide. Only the right products in line with the use of automated production, to receive a good social and economic benefits and cost-effective technology. Chinas development machinery automation technology, in combination with reality, focus on practical, that is a real benefit to the national economy.3. Development of less investment and quick, low-cost automation technologyThe development of low-cost automation technology, great potential, broad prospects for investment and quick to raise the degree of automation, can receive the economic multiplier effect for our countrys development needs and national conditions.Foreign low-cost development of machinery manufacturing automation technology experience is useful. Chinas machinery manufacturing enterprises have a great deal of common equipment, machinery automation in the development of modern technology, if the original equipment-based, rationally adjust the machine layout, add a small amount of CNC equipment, the introduction of CAD / CAM technology, give full play to computer Management of the advantages of automation and human creativity, together constitute a people-centred, as the guide to information automation, and establish autonomous unit of production systems for Chinas machinery manufacturing automation technology application development has provided a small investment, quick, effective , In line with Chinas national conditions of the machinery automation technology, new ways of development.4. basis do a good job, pay attention to supporting the development of machinery automation technologyModern automation technology in the manufacture of machinery is in control theory, under the guidance of the production logistics and the role of a comprehensive study, involving machinery technology, microelectronic technology, automatic control theory and computer technology. The development of machinery automation technology, must be the main concern electronics, computer technology, machine tool parts detection and automated loading, widely used procedures CNC machine tools, and the development of efficient and reliable automated production lines, used in the production of computer information systems and automation Control systems. The development of applications for machine automation technology, automation technology solid grasp of the basic work of the project and proceed from reality in the promotion and application of work, it is necessary to the development of host, but also supporting the development of components and automated control systems. Programmable logic controller, the microprocessor, various sensors, the new tool, control systems and system software, computers and other electronic machinery automation in the future will be the main technical basis.To sum up, Chinas machinery manufacturing development of automation technology, not only to the high starting point, aimed at advanced world standards, including the international field has showed Fen mang some of the new technology, and must include flexible low-cost, quick Automation technology, adhere to and improve the integration of the universal principle of Chinas machinery automation technology to the healthy development of applications on high-speed, high-quality and cost-effective way. No one in China to complete the plant will probably not the main machinery manufacturing development model nor the machinery automation technology, the development of applications for urgent matter. This is Chinas machinery automation technology development. JIGS AND FIXTURES INTRLDUCTIONIt has already been stated that the workpiece must be located relative to the cutting tool , and be secured in that position .After the workpiece has been marked out ,it is still necessary to position it with respect to the machine more ment,and to clamp it in that positon before machining is started.When several identical sorkpieces are to prlduced the need to mark out each part is eliminatde by the use of jigs and fixtures,but if a casting or forging is involved ,a trial oorkpiece is markec out ,to ensure that the workpiece can be produced from it ,and to ensure that ribs, cores, etc. have not become misplaced.Jigs amd fixtures are alike in that they both incorporate devices to ensure that the workpiece is correctly bocated amd clamped, but they differ in that jigs incorpoorate means of tool guiding during the actual cutting operationj, and fixture do not . In practice, the only cutting tools that can be guided while actually cutting are drills, reamers, and similar cutters; and to figs are associated with drilling operations, and fixtures with all other operations. Fixtures may incorporate means of setting the cutting tools relative to the location system.The advantage of jigs and fixtures can be summarized as follows:marking out and other measuring and setting out methods are eliminated;unskilled worked may proceed confidently and quickly in the knowledge that the workpiece can be positionde correctly, and the tools guided or set;The assembly of parts is facilitated,since all components will be identical within small limits , and reyingand filling of work is eliminated;the parts will be intrechangeable ,and if the product is sold over a wide area, the problem of spare parts will be simplified;Bolt holes often have 1.5mm of even 3.0mm clearance for the bolt , and the reader may doubt the necessity of making precision jigs for such work. It must be rememgered that the jigs, once made, will be used on many components, and the estra cost of an accurately made jig is spread orer a large output, Furthermore,it is surprising how small errors accumulate in s mechanism during its assembly, When a clearance is specified, it is beteer to ensure its observance, rather than to allow careless marking our and machining to encroach upon it.The location of workpeece.Fig,10.1 represents a body that is completely freeing space, in this condition it has six degrees of freedon. Consider these freedons with respect to the three mutually perpendicular axes XX, YY, and ZZ. The body can move along any of these axes; it therefore has three freedoms of translation. It can also rotate about any of the three axes; it bherefore has three freedoms of rotation. The total number of freedoms is six. When work is located, as many of these freedoms as possible must be eliminated ,to ensure that the operation is performed with the required accuracy. Accuracy is ensured by machining suitable location features as early as possible, and using them for all location unless other considerations mean that other location features must be used. If it is necessary, the new location features must be machined as a result of lication from the former location features.The clampoing of the workpiece, The clamping system must be such that the workpiece is held against the cutting forces, and the clamping forces must not be so great as to cause the workpiece to become distorted or damaged. The workpiece must be supported beneath the point of clamping, to ensure that the forces are taken by the main frame of the fig or fixture, and on to the machine table andbed. When jigs and fixtures are designed, the claming system is designed to ensure that the correct clamping force is applied, and that the clamps can be oprated quickly but with asfety.DEFINTION OF A DRILL JIG A drill jig is a device for ensuring that a hole to be drilled, tapped, or reamed in a workpiece will be machined in the proper place, Basically it consists of clamping device to hold the part in position under hardened-steel bushings through which the drill passes during the drilling operation、The drill is guided by the bushings. If the workpiece is held by the jig, and the jig is arranged so that the workpiece can be quickly inserted and as quickly removed after the machining ooperation is performed.Jigs make it possible to drill, ream, and tap holes at much greater speeds and with greater accuracy than when the boles are produced by conventional hand methods. Another advantage is that skilled workers are not required when jigs are used. Responsibility for the acturact of hole location is taken from the operator and given to the jig The term jig should be used only for devices employed while drilling, reaming, tapping holes, It is not fastened to machine on which it is used and my be moved around on the table of the drilling machine to bring each bushing directly under the drill. Jigs physically limit and control the path of the cutting tool.Special processing which is also called non-traditional machining or modern processing method, referring to electrical energy, heat energy, light energy, electrochemistry energy, chemical energy, sound energy and mechanical energy, such as special processing methods to remove or add material energy. Special processing technology is mainly described in this article refers to the laser processing technology, electron beam processing technology, ion beam and plasma processing technology and processing technology, etc. With the development of new type weapons and equipment, the increasingly urgent demand for special processing technology at home and abroad. Both aircraft, missiles, and other combat platforms are required to reduce the structure weight, improve the speed, increased range, reduce fuel consumption, achieve lighter high performance, structure, long service life and good economic affordability. To this end, the weapon system and combat platforms are required to use integral structure, lightweight structure, the new structure, advanced cooling structure and titanium alloys, composite materials, powder materials, intermetallic compounds, such as new materials. To do this, you need the special processing technology, equipment manufacturing, in order to solve processing problem of using conventional processing methods cannot be achieved, so special processing technology is the main application areas: Difficult-to-machine materials, such as high strength steel, titanium alloy, heat-resistant stainless steel, composite materials, engineering ceramics, diamond, ruby, hardened glass high hardness, high toughness, high strength, high melting point materials. Difficult machining parts, such as complex parts 3 d cavity type, hole processing, group of hole and narrow gap, etc. Low rigidity parts, such as thin walled parts, elastic element and other parts of the processing. With high energy density beam for welding, cutting, making holes, spraying, surface modification, etching and fine processing. 1. The laser processing technology Laser processing equipment and processes abroad has developed rapidly, now has 100 kW high power CO 2 laser , kW level high beam quality of Nd: YAG solid laser, some with optical fiber can be transfer, telecommuting. Big power laser processing equipment, high automatic degree and has been widely used CNC control, multi-axis linkage, and is equipped with laser power monitoring, automatic focusing, industrial TV shows and other auxiliary system. Laser hole of minimum aperture has amounted to 0.002 mm, has succeeded in application of automation system of six coordinate laser hole special equipment for processing, with holes on the combustion chamber, gas turbine engine to achieve to cast layer, the effect of the micro cracks. Laser cutting is suitable for the made of heat resistant alloy, titanium alloy, composite material parts. Currently BoCai cutting speed can be up to 15 m/min, narrow kerf width, generally between 0.1 1 mm, heat affected zone is only 10% 20% of the kerf width, maximum cutting thickness of 45 mm, has been widely used in plane three-dimensional skin ship plate, frame, ships and helicopter rotor, engine combustion chamber, etc. Laser welding thin plate has been quite common, most are employed in the automotive industry, aerospace and instrumentation industries. Laser subtle welding technology has become an aviation electronic equipment, high precision mechanical equipment in the micro encapsulation nodes one important means of micro connection. Laser surface strengthening, surface remelting, alloying, amorphous processing technology application is more and more widely, laser microfabrication applications in electronics, biology, medical engineering has become an irreplaceable special processing technology. Laser rapid prototyping technology has expanded from research and development stage to application stage, has shown broad application prospects. At home in the early 70 s has begun for laser processing applied research, but the development speed is slow. Hole in the laser system, laser heat treatment, welding, etc. Although have a certain application, but the quality is not stable. Has developed a solid laser processing systems with optical fiber transmission, and realize the optical fiber coupling synchronization of the three beams welding and laser welding of quartz watch movements. Completed the laser sintering rapid prototyping principle prototype, and with polyester and epoxy resin sand sintered powder materials, rapid prototyping of typical parts, such as impeller, the gear. Laser processing technology in the next few years should combine pre-study achievements have been achieved, according to demand, focus on zero defect laser processing of gas membrane pores and control technology of real-time detection, high strength aluminum) (lithium containing aluminum, aluminum and magnesium alloy laser welding technology, laser sintering rapid prototyping technology, powder of metal parts laser precision machining and important component of the research of laser shock processing, etc. Achieve zero defect with holes on the high temperature turbine engine processing, can make the blade service life of 2000 hours; To welding instead of nc machining plane bearing components, as well as welding for riveting of ribbed wall; Realize the important parts of surface strengthening, improve security, reliability, etc., so that advanced laser manufacturing technology play a more important role in military industry. 2. The electron beam processing technology Electron beam processing technology become more mature in the world, wide application range. Finalize the design production abroad 40 kv 300 kv electron gun (mainly including 60 kv, 150 kv), has been widely used CNC control, multi-axis linkage, a high degree of automation. Electron beam welding has been successfully used in special materials, dissimilar materials, complex space curve, non-uniform welding, etc. Is currently studying weld automatic tracking, wire filling welding, vacuum welding, such as maximum welding penetration of up to 300 mm, deep weld width than those days. Electron beam welding has been used in space shuttle launch vehicle, the main bearing components are large structures such as the combination of welding, as well as the aircraft beam, box, landing gear parts, whole engine rotor shaft, casing, power and other important structures and nuclear power plant pressure vessel manufacturing. Such as the f-22 fighter with advanced electron beam welding, reduce aircraft weight, improve the performance of the machine; Su - 27 and other series of large bearing components, such as the gear, the load bearing frame, adopts high voltage electron beam welding technology. Domestic various types of aircraft and engines and a variety of models of the missile shell, oil tank, the exhaust structures have been adopted the electron beam welding. Therefore, the application of electron beam welding technology is more and more widely, the demand for electron beam welding equipment is becoming more and more big. 中文译文中国的机械自动化技术发展之路自动化技术是本世纪以来发展极迅速和影响极大的科学技术之一。现代自动化技术是一种完全新型的生产力，是直接创造社会财富的主要手段之一，对人类的生产活动和物质文明起着极大的推动作用。因此，自动化技术受到世界各国的广泛重视和越来越多的应用。 机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。因此，发展我国的机械制造业自动化技术，符合我国社会主义的基本原则，符合我国现代生产的发展规律。 如何发展我国的机械自动化技术，这里有个技术政策问题，应实事求是，一切从我国的具体国情出发，做好各项基础工作，走中国的机械自动化技术发展之路。 1.结合我国国情，发展现代机械自动化技术 国内外的工业发展史告诉我们，实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。当机器的操作采用自动控制器后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制（传统）自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后，生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全面提高，达到自动化的高级理想阶段。 2.结合生产实际，注重实用发展机械自动化技术 先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应
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