关 键 词：

液压缸 加工 工艺 夹具 设计 编号 08

资源描述：

液压缸缸头加工工艺及夹具设计。编号夹08,液压缸,加工,工艺,夹具,设计,编号,08

内容简介：

扬州职业大学毕业设计论文设计（论文）题目液压缸缸头加工工艺及夹具设计系别机械工程学院专业机械制造及其自动化班级10机械（7）学号100101749姓名朱寿伟指导老师慈瑞梅完成时间2013年3月目录1零件图分析12机械加工工艺规程设计321毛坯种类的选择和加工余量3211毛坯种类的选择3212确定毛坯的加工余量3213绘制毛坯图422选择零件表面的加工方法423工序定位基准的选择5231精基准的选择5232粗基准的选择624工艺方案的确定625工序尺寸及其公差的确定726工艺装备的选择8261车端面、外圆及内孔8262镗50MM孔11263铣62MM槽12264铣上端面13265钻上端面20MM孔14266钻上端面4M8MM底孔、攻螺纹15267钻13MM孔、锪平24MM凹槽16268钻30MM斜孔1727工时定额的计算183夹具设计2531钻13MM孔夹具设计25311设计任务25312定位基准和定位元件25313夹紧机构的确定30314绘制夹具体零件图32315绘制钻夹具装配图32316夹具使用说明3232钻30MM孔夹具设计32321设计任务32322定位基准和定位元件33323夹紧机构的确定35324绘制夹具体零件图36325绘制钻夹具装配图36326夹具使用说明36总结37致谢38参考文献3911零件图分析本次毕业设计所做题目为一缸头的工艺规程及钻13孔和30孔的夹具的设计。零件材料为铸钢，重量为1638KG，大批量生产。零件图如图11所示。图11零件图三维视图如图12所示。图12三维视图该零件图样采用了三视图，包括主视图、俯视图和左视图，完整表达了零件的形状及各个部分结构情况，该图的尺寸、公差及技术要求齐全，没有标注不明确的结构尺寸。尺寸要求上只有50D4MM孔和右端外圆125GD3MM要求高，公差等级分别为IT8和IT7；表面粗糙度上，只有125GD3MM外圆表面要求高，RA16，精车就能达到加工要求；形位公差上有垂直度要求和位置度要求，要求都不高。因此我们知道2该零件是一个加工要求中等的零件。考虑到零件需加工面少，同时考虑铸造成本，故采用砂型铸造。再考虑到木模手工造型生产率低、铸件精度低、加工余量大，适于单件小批生产，而金属模机器造型生产率高、铸件精度高、表面质量与机械性能好，适于大批大量生产，故在此选用砂型铸造机器造型，以提高毛坯制造质量、减少机械加工劳动量、降低机械加工成本。32机械加工工艺规程设计21毛坯种类的选择和加工余量211毛坯种类的选择零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为ZG35、生产类型为批量生产、结构形状不是很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择铸造成型。212确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的砂型铸造机器造型，查取机械制造工艺设计简明手册表225，成批生产的铸件机械加工余量等级取尺寸公差等级CT810，加工余量等级H，再查取表221、224，根据加工去除材料的加工表面的基本尺寸，查得上平面的加工余量为3MM，公差为16MM；取右侧端面的加工余量为4MM，公差为18MM；62MM槽的加工余量为3MM，公差为14MM；50MM孔和90孔的加工余量为5MM，公差分别为14MM、16MM。图21零件毛坯图41工件右端面机加工余量3MM；2工件130MM外圆机加工余量22MM；3工件125MM外圆机加工余量27MM；4工件90MM内孔机加工余量6MM；5工件50MM内孔机加工余量4MM；6工件13MM孔机加工余量13MM；7工件62槽机加工余量6MM；8工件上端面机加工余量4MM；9工件20MM孔机加工余量20MM；10工件4M8机加工余量8MM；11工件30MM机加工余量30MM；213绘制毛坯图详见液压缸缸头零件的毛坯图。22选择零件表面的加工方法工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求，加工方法的选择一般根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。根据零件的材料、生产类型、零件图上各个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，以及不同加工方法所能达到的加工精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法和加工方案如表21所示。5表21表面加工方法、方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度RA/M加工方案右端面IT1063粗车半精车右端15锥面IT12125粗车右端130MM外圆IT12125粗车右端130MM端面IT1063粗车半精车右端125MM外圆IT816粗车半精车精车右端90MM孔IT12125粗车50MM孔IT832粗镗精镗62MM槽IT1163粗铣13MM孔IT12125钻24MM凹槽IT12125锪上平面IT1063粗铣半精铣20MM孔IT12125钻30MM孔IT12125钻23工序定位基准的选择制定机械加工工艺规程时，正确选择定位基准对零件表面键的位置要求和安排加工顺序、保证整个机械加工工艺过程的顺利进行有很大的影响。通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。231精基准的选择精基准的选择主要考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。考虑到该零件的加工表面大都可以选择工件的50MM的孔和右端125MM外圆为基准来加工，为避免由于基准不重合而产生的误差，故选择50MM孔和右端125MM外圆为精基准，即遵守了精基准选择原则里的“基准统一”原则，避免了基准转换所产生的误差。6232粗基准的选择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。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系具有重要的影响，因此作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。考虑到加工难易程度及加工顺序的安排，本例选择50MM铸造孔及60MM80MM平面为粗基准。这样容易保证50MM孔的壁厚均匀，容易定位装夹。24工艺方案的确定工序集中与工序分散是拟定工艺路线时确定工序数目的两种不同的原则，工序集中有利于采用高生产率机床，减少工件装夹次数节省装夹工作时间有利于保证各加工面的相互位置精度；工序分散可是每个工序使用的设备和夹具比较简单。工序的集中与分散，要根据生产类型、机床设备、零件结构和技术要求等进行综合分析后选用。该零件的生产类型为成批生产，可以采用通用机床配以专用工、夹具，以提高生产率。由于工件加工表面中右端外圆、端面和内孔适于一次加工完成，因此采用工序集中原则；而上平面上20MM孔和4M8螺纹孔由于加工工步多，换刀次数多，而且考虑各孔距离较近，因此采用工序分散原则。在安排机械加工工序是，应根据加工阶段的划分，基准的选择和被加工表面主次来决定。根据“先基准后其它”、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”等原则确定工艺路线如下方案一、车右端端面、外圆和内孔；、镗50MM孔；、铣62MM槽；、铣60MM80MM平面；、钻20MM孔；、钻、攻M8MM螺纹；、钻13MM孔，锪24MM沉孔；、钻30MM斜孔。7方案二、镗50MM孔；、车右端端面、外圆和内孔；、铣62MM槽；、铣60MM80MM平面；、钻20MM孔；、钻、攻M8MM螺纹；、钻13MM孔，锪24MM沉孔；、钻30MM斜孔。分析比较这两种加工方案，两种方案大体一样，只是在先车右端加工表面还是先镗50MM孔上有所不同。方案二与方案一相比先镗孔，这样容易保证50MM与毛坯100MM外圆面同心度，利于车右端加工表面，同时孔的加工余量容易保证，但是不容易定位、装夹；方案一是先车右端加工表面，容易定位，同时也能很好的保证50MM孔的位置精度，对50MM孔的加工也提供了精基准，加工容易实现。故在此选择方案一为加工方案。零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多，通常在安排工艺路线时，将其分成几个阶段。由于该零件的精度要求不是很高，结构也不是很复杂，故不在此分加工阶段了，只是按照基准先行，再以基准加工个表面的顺序进行加工。25工序尺寸及其公差的确定一般采用查表法确定每道工序的加工余量，然后按工序顺序由后向前推的计算方法，根据选定的余量计算前一道工序尺寸。工序尺寸的公差和表面粗糙度应按该工序的加工方法和经济精度来确定。工序尺寸的公差一般规定为按工件的“入体”方向标注，对包容面尺寸公差取正值。826工艺装备的选择261车端面、外圆及内孔（1）机床、刀具、量具及夹具的选择工件材料铸钢ZG35，零件重量为1638KG。加工要求粗车端面至尺寸161MM,半精车端面至尺寸160MM,粗车外圆至尺寸142MM,粗车外圆至尺寸132MM,半精车外圆至尺寸130MM,半精车外圆尺寸至127MM，精车外圆至尺寸125MM,粗车内孔至尺寸90MM,倒角。根据机床的选择原则机床的生产率与零件的生产类型相适应；考虑到生产的经济性；机床的加工范围应当满足零件的加工要求；机床的精度与零件精度适应情况；机床的加工以及尺寸范围应与零件毛坯的外形尺寸相适应；机床的主轴转速范围、走刀量的等级、机床功率应基本符合切削用量的要求来选择机床。选择机床CA6140选择刀具车削端面采用45端面车刀；车削130MM外圆及75锥面时采用75外圆车刀；车削125MM外圆时用90车刀；车削90MM内孔采用45车刀。本次加工的是车端面、外圆及内孔，通过零件图样可知端面经加工后的粗糙度值为63UM，查机械制造工艺设计简明手册以后简称简明手册表148，经粗车半精车加工后，满足的经济精度等级为IT810,表面粗糙度值为63UM32UM,满足零件图样的要求；外圆经加工后的粗糙度值为125UM和16UM,查简明手册表148，经粗车半精车精车加工后，满足的经济精度等级为IT78,表面粗糙度值为1608UM,完全满足零件图样的要求；内孔经加工后的粗糙度值为125UM,查简明手册表148，经粗车加工后，满足的经济精度等级为IT11，表面粗糙度为50UM125UM，满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为1件，单件所用的加工时间为573MIN采用量具游标卡尺。夹具采用车床夹具。（2）切削用量的选择1工步粗车端面至尺寸161MM查机械制造技术基础设计指导教程（以后简称指导教程）由表52取9F04MM/R，V75M/MIN,通过公式N15714R/MIN通过查简明手DV14301527册车床主轴转速取N140R/MIN,通过公式V7636M/MIN,0N01643此速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的端面长度为161MM，刀具工作行程长度为40MM，粗车的单边余量为20MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为20MM。2工步半精车端面至尺寸160MM查指导教程根据表52，取F02MM/R；取V80MIN,通过公式NDV143016762M/MIN，查简明手册主轴转速表取N160R/MIN,通过公式V15243807636M/MIN。本次加工中，需加工的端面长度为160MM，DN160刀具工作行程长度为40MM，粗车的单边余量为10MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为10MM。3工步粗车外圆至尺寸142MM查指导教程表52，F071MM/R，取F08MM/R；V6075M/MIN,取V70M/MIN,通过公式N14664R/MIN,通过查简明手册主轴转速表取DV143015270N160R/MIN,通过公式V7636M/MIN,此速度与所选的速度N0165243值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为142MM，刀具工作行程长度为185MM，粗车的单边余量为50MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为50MM。4工步粗车外圆至尺寸132MM查指导教程表52，F071MM/R，取F08MM/R；V6075M/MIN,取V70M/MIN,通过公式N15699R/MIN,通过查简明手册主轴转速表取DV14301427010N160R/MIN,通过公式V7134M/MIN,此速度与所选的速度1043DN10642值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为142MM，刀具工作行程长度为20MM，粗车的单边余量为50MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为50MM。5工步半精车外圆至尺寸130MM查指导教程表52，F035065MM/R，取F04MM/R；V90100M/MIN,取V80M/MIN,通过公式N19301R/MIN,通过查简明手册主轴转速DV143013280表取N200R/MIN,通过公式V8289M/MIN,此速度与所选的N04速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为130MM，刀具工作行程长度为20MM，半精车的单边余量为10MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为10MM。6工步半精车外圆至尺寸127MM查指导教程表52，F035065MM，取F05MM/R，V90100M/MIN,取V80M/MIN,通过公式N19301R/MIN,通过查简明手册主轴转速DV14301308表取N200R/MIN,通过公式V8164M/MIN,此速度与所选的N204速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为130MM，刀具工作行程长度为20MM，半精车的单边余量为15MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为15MM。7工步精车外圆至尺寸125MM查指导教程表52，F0103MM/R，取F02MM/R；V110130M/MIN,取V125M/MIN,通过公式N31346R/MIN,通过查简明手册，DV14301275CA6140主轴转速表可查取车床主轴转速，取N320R/MIN,通过公式V1043DN1112761M/MIN,此速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加1032743工中，需加工的外圆直径为125MM，刀具工作行程长度为20MM，精车的单边余量为1MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为1MM。8工步粗车内孔至尺寸90MM查指导教程，表54，可知F012MM/R，查表52，V3050M/MIN,取V45M/MIN,通过公式N15924R/MIN,通过查简明手册车床主轴DV14309045转速表取N125R/MIN,通过公式V4522M/MIN,此速度与所选N1603的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的内孔直径为90MM，刀具工作行程长度为20MM，粗车的单边余量为30MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为30MM。9工步倒角查指导教程表52，取F012MM/R；V6075M/MIN,取V60M/MIN,通过公式N15286R/MIN,通过查简明手册取N120R/MIN,通过公式VDV143012560628M/MIN,此速度与所选的速度值相差不大，可以应用。N本次加工中，需加工的外圆直径为125MM，刀具工作行程长度为5MM，倒角的单边余量为20MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为20MM。262镗50MM孔（1）机床、刀具、量具及夹具的选择本次加工的是50MM，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为32UM，查指导教程表17，经粗镗半精镗加工后，满足的经济精度等级为IT89，表面粗糙度为32UM16UM，完全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为1件，单件所用的加工时间为286MIN。工件材料铸钢ZG35，零件重量为1638KG。12加工要求粗镗孔至尺寸49MM，半精镗孔至尺寸50MM,倒角。机床卧式镗床T611。刀具硬质合金镗刀。量具游标卡尺。夹具镗床夹具。（2）切削用量的选择1工步粗镗孔至尺寸49MM查指导教程表530，F0310MM/R，取F05MM/R；V4060M/MIN,取V60M/MIN,通过公式N38217R/MIN,通过查简明手册，表4220DV14304960可知，取N400R/MIN,通过公式V6154M/MIN,此速度与所选N1403的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的原孔为45MM，刀具工作行程长度为148MM，粗镗孔的单边余量为2MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为2MM。2工步精镗孔至尺寸50MM查指导教程表530，F0208,取F02MM/R；V80120M/MIN,取V80M/MIN,通过公式N50955M/MIN,查简明手册，表4220可知，取DV1430508N500M/MIN,通过公式V7850M/MIN，此速度与通过查简143DN105明手册得到速度相差不大，可以应用。需加工的孔为50MM，刀具工作行程长度为148MM，半精镗孔的单边余量为05MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为05MM。3工步倒角查指导教程表530根据粗镗切削用量，取F05MM/R，V60M/MIN,通过公式N38216R/MIN,通过查简明手册，表4220取N400R/MIN,通过DV143050613公式V6154M/MIN,此速度与所选的速度值相差不大，可以1043DN1045应用。此工步内容为倒角，其直径为50MM,刀具工作行程长度为5MM，半精镗孔的单边余量为2MM，刀具工作行程次数为2次，切削层深度为2MM。263铣62MM槽（1）机床、刀具、量具及夹具的选择本次加工的是铣62MM槽，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为63UM，查指导教程表18，经粗铣加工后，满足的经济精度等级为IT811，表面粗糙度为125UM63UM，完全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为1件，单件所用的加工时间为126MIN。工件材料铸钢ZG35，零件重量为1638KG。加工要求粗铣两侧面至尺寸60MM,半精铣两侧面至尺寸621MM。机床立式升降台铣床X51。刀具62MM锥柄立铣刀，8个齿。量具游标卡尺。夹具铣床夹具。（2）切削用量的选择1工步粗铣两侧面至尺寸62MM根据指导教程铣平面的切削用量，查简明手册表4236和表4237，取主轴转速N255R/MIN,其纵向进给量F125MM/MIN，得出进给量F049MM/R,V2514964M/MIN,此工步内容需加工的长度为95MM，刀具工作1043DN10256行程长度为115MM，粗铣两侧面的单边余量为3MM，刀具工作行程次数1次，切削层深度为3MM。14264铣上端面（1）机床、刀具、量具及夹具的选择本次加工的是铣上端面，通过零件图样可知该上端面经加工后的粗糙度为32UM，查指导教程表18，经粗铣半精铣加工后，满足的经济精度等级为IT79，表面粗糙度为125UM32UM，完全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为1件，单件所用的加工时间为1158MIN工件材料铸钢ZG35，零件重量为1638KG。加工要求粗铣上端面至尺寸98MM,精铣上端面至尺寸97MM。机床立式升降台铣床X51。刀具100端铣刀，5个齿。量具游标卡尺。夹具铣床夹具。（2）切削用量的选择1工步1粗铣上端面至尺寸98MM根据指导教程铣平面的切削用量，查简明手册表4236和表4237，选择主轴转速N300R/MIN,进给量F08MM/R,V942M/MIN,此工步内容需加工的长度为60MM，刀具工作行程长度为85MM，粗铣上端面的单边余量为2MM，刀具工作行程次数1次，切削层深度为2MM。2工步2精铣上端面至尺寸97MM查简明手册表4236和表4237，取N300R/MIN,其纵向进给量F05MM/R,V942M/MIN,此工步内容需加工的长度为60MM，刀具工作行程长度为85MM，单边余量为1MM，刀具工作行程次数1次，切削层深度为1MM。265钻上端面20MM孔（1）机床、刀具、量具及夹具的选择本次加工的是钻上端面20MM孔，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为125UM，查指导教程表17，经一次普通钻削加工后，满足的经济精度等级为IT1112，表面粗糙度为125UM，完全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件15数为1件，单件所用的加工时间为111MIN。工件材料铸钢ZG35，零件重量为1638KG。机床摇臂钻床Z35。刀具30MM麻花钻头、锪钻。量具游标卡尺。夹具钻床夹具。（2）切削用量的选择1工步钻上端面20MM孔深至尺寸30MM查指导教程表521，可知F032MM/R,V20M/MIN,通过公式NDV14303185R/MIN,查指导教程，表46，可知N335R/MIN,通过公式V20143N2104M/MIN,速度与所选速度相差不大。此工步内容需加工的直径为3520MM，刀具工作行程长度为35MM，钻上端面孔的单边余量为10MM，刀具工作行程次数1次，切削层深度为10MM。2工步钻上端面20MM孔深至尺寸65MM查指导教程表521，可知F032MM/R,V20M/MIN,通过公式NDV14303185R/MIN，查指导教程表46，可知N335R/MIN,通过公式20143V2103M/MIN,速度与所选速度相差不大。此工步内容需加DN1035工的直径为20MM，刀具工作行程长度为45MM，钻上端面孔的单边余量为10MM，刀具工作行程次数1次，切削层深度为10MM。3工步倒角切削用量同钻孔时相同。此工步内容为倒角，其直径为20MM,刀具工作行程长度为4MM，倒角的单边余量为1MM，刀具工作行程次数为1次，切削层深度为1MM。16266钻上端面4M8MM底孔、攻螺纹（1）机床、刀具、量具及夹具的选择本次加工的是钻上端面4M8MM孔、攻螺纹，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为并无要求，所以在攻螺纹孔前的钻孔，只需一次钻削即可。该工序可同时加工的工件数为1件，单件所用的加工时间为228MIN工件材料铸钢ZG35，零件重量为1638KG。机床摇臂钻床Z35。刀具68MM麻花钻，M8机用丝锥。量具游标卡尺。夹具钻床夹具。（2）切削用量的选择1工步钻上端面4M8MM底孔至尺寸25MM查指导教程表521，可知F020MM/R，取切削速度V9M/MIN,通过公式N4278R/MIN,查指导教程，表46，可知N420R/MIN,通过公式VDV1430869897M/MIN,速度与所选速度相差不大。此工步内容需加工N1042的直径为68MM，刀具工作行程长度为30MM，钻上端面孔的单边余量为34MM，刀具工作行程次数4次，切削层深度为34MM。2工步攻螺纹4M8至孔深17MM我们知道，FP125MM/R,查指导教程表538，V67M/MIN,通过公式，N2667R/MIN,查表46，可知，N265R/MIN，满足要求。此工步内容DV1430876需加工的直径为8MM，刀具工作行程长度为20MM，攻螺纹4M8的单边余量为06MM，刀具工作行程次数4次，切削层深度为06MM。267钻13MM孔、锪平24MM凹槽（1）机床、刀具、量具及夹具的选择17本次加工的是钻13MM孔、锪平24MM凹槽，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为125UM，查指导教程表17，知经一般钻削加工后，满足的经济精度等级为IT89，表面粗糙度为125UM，完全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为1件，单件所用的加工时间为332MIN。工件材料铸钢ZG35，零件重量为1638KG。加工要求钻上面13MM孔保证与50MM孔相通，锪平24MM孔；钻下面13MM孔保证与50MM孔相通，锪平24MM孔。机床摇臂钻床Z35。刀具13MM麻花钻，24MM锪钻。量具游标卡尺。夹具钻床夹具。（2）切削用量的选择1工步钻上面213MM孔保证与50MM孔相通1查指导教程表521，可知F02MM/R，取V17M/MIN,通过公式NDV143041646R/MIN,通过查指导教程表46可知，取N420R/MIN,通过公式V134701714M/MIN,此速度与所选的速度值相差不大，可以应用。DN042此工步内容钻上面为13MM孔与50MM孔相通，需加工的孔直径为13MM，刀具工作行程长度为35MM，单边余量为65MM，刀具工作行程次数2次，切削层深度为65MM。2工步锪平24MM孔查指导教程表532，可知F008MM/R，V1018M/MIN,取V18M/MIN,通过公式N23885R/MIN,通过查简明手册，表可知，取N265R/MIN,通过DV14302418公式V1997M/MIN,此速度与所选的速度值相差不大，可以N0653应用。此工步内容锪上面为24MM凹槽，需加工的孔直径为24MM，刀具工作行程18长度为4MM，半精镗孔的单边余量为55MM，刀具工作行程次数2次，切削层深度为55MM。268钻30MM斜孔（1）机床、刀具、量具及夹具的选择本次加工的是钻30MM斜孔保证与20MM孔相通，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度值为125UM,查指导教程表17，经一次普通钻削加工后，满足的经济精度等级为IT1112，表面粗糙度为125UM，完全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为1件，单件所用的加工时间为1305MIN。工件材料铸钢ZG35，零件重量为1638KG。机床立式钻床Z535。刀具30MM麻花钻。量具游标卡尺。夹具钻床夹具。（2）切削用量的选择1工步钻30MM斜孔深30MM根据指导教程表521，取F035MM/R，V18M/MIN,代入公式NDV143019108R/MIN,查表49，取N195R/MIN,代入公式V30148N1837M/MIN,此速度与所选速度相差不大，可以满足要求。此工步内95容需加工的直径为30MM，刀具工作行程长度为35MM，钻30MM斜孔的单边余量为15MM，刀具工作行程次数1次，切削层深度为15MM。2工步钻30MM斜孔保证与20MM孔相通此工步的切削用量和上工步相同。1927工时定额的计算I车端面、外圆及内孔1工步粗车端面至尺寸161MM，工时定额估算结果如下切削工时包括基本时间TJ，辅助时间TF，布置工作地时间TB，休息和生理需要时间TX，准备与终结时间TZ。具体计算方法TJ，其中，LLL1L2L3FNLL为基本加工长度，L1为进刀之前长度，L2为退刀时长度，L3为单件小批量生产时的试切附加长度，该工件为成批生产，故L30MMTF02TJ；TB005TJTF；TX004TJTF；TZTB005TJTF。基本时间TJ0625MIN，FNL1604辅助时间TF0206250125MIN，布置工作地时间TB0050625012500375MIN，休息和生理需要时间TX00406250125003MIN，准备与终结时间TZ0050625012500375MIN。2工步半精车端面至尺寸160MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ125MIN，FNL16024辅助时间TF02125025MIN，布置工作地时间TB0051250250075MIN，休息和生理需要时间TX004125025006MIN，准备与终结时间TZ0051250250075MIN。3工步粗车外圆至尺寸142MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0145MIN，FNL16085辅助时间TF0201450029MIN，布置工作地时间TB0050145002900087MIN，休息和生理需要时间TX004015630031300070MIN，20准备与终结时间TZ0050145002900087MIN。4工步粗车外圆至尺寸132MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0156MIN，FNL16082辅助时间TF0201560031MIN，布置工作地时间TB005015630031300094MIN，休息和生理需要时间TX004015630031300075MIN，准备与终结时间TZ005015630031300094MIN。5工步半精车外圆至尺寸130MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0200MIN，FNL205辅助时间TF0202000040MIN，布置工作地时间TB00502000040000120MIN，休息和生理需要时间TX0040200004000096MIN，准备与终结时间TZ0050200004000120MIN。6工步半精车外圆至尺寸127MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0200MIN，FNL205辅助时间TF0202000040MIN，布置工作地时间TB005020000400012MIN，休息和生理需要时间TX0040200004000096MIN，准备与终结时间TZ005020000400012MIN。7工步精车外圆至尺寸125MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0313MIN，FNL320辅助时间TF0203130063MIN，布置工作地时间TB0050313006300188MIN，休息和生理需要时间TX0040313006300150MIN，准备与终结时间TZ0050313006300188MIN。218工步粗车内孔至尺寸90MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ1042MIN，FNL1602辅助时间TF0210420208MIN，布置工作地时间TB0051042020800625MIN，休息和生理需要时间TX0041042020800500MIN，准备与终结时间TZ0051042020800432MIN。9工步倒角，工时定额估算结果如下基本时间TJ0078MINFNL16045辅助时间TF02007800156MIN,布置工作地时间TB005007800156000468MIN,休息和生理需要时间TX0040208400417000468MIN,准备与终结时间TZTB000468MIN。镗50MM孔1工步粗镗孔至尺寸49MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ074MIN，FNL40518辅助时间TF020740148MIN，布置工作地时间TB005074014800444MIN，休息和生理需要时间TX004074014800355MIN，准备与终结时间TZTB00444MIN。2工步精镗孔至尺寸50MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ148MIN，FNL502148辅助时间TF021480296MIN，布置工作地时间TB005148029600888MIN，休息和生理需要时间TX004148029600710MIN，准备与终结时间TZTB00888MIN。223工步倒角，工时定额估算结果如下基本时间TJ0025MIN，FNL405辅助时间TF0200250005MIN，布置工作地时间TB0050025000500015MIN，休息和生理需要时间TX0040025000500012MIN，准备与终结时间TZTB00015MIN。、铣62MM槽1工步粗铣两侧面至尺寸62MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ092MIN,FNL254901辅助时间TF02TJ020920184MIN，布置工作地时间TB005092018400552MIN，休息和生理需要时间TX004092018400442MIN，准备与终结时间TZTB00552MIN。铣上端面1工步粗铣上端面至尺寸98MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0354MIN，FNL3085辅助时间TF02TJ0203540071MIN，布置工作地时间TB005035400710021MIN，休息和生理需要时间TX004035400710017MIN，准备与终结时间TZTB0021MIN。2精铣上端面至尺寸97MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0567MIN,FNL3058辅助时间TF02TJ0205670113MIN，布置工作地时间TB005056701130034MIN，休息和生理需要时间TX004056701130027MIN，23准备与终结时间TZTB0034MIN。钻上端面20MM孔1工步钻上端面20MM孔深至尺寸30MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0326MIN，FNL3520辅助时间TF02TJ0203260065MIN，布置工作地时间TB0050326006500196MIN，休息和生理需要时间TX0040326006500156MIN，准备与终结时间TZTB00196MIN。2工步钻上端面20MM孔深至尺寸65MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0373MIN，FNL35204辅助时间TF02TJ0203730075MIN，布置工作地时间TB0050373007500224MIN，休息和生理需要时间TX0040373007500179MIN，准备与终结时间TZTB00224MIN。3工步倒角，工时定额估算结果如下基本时间TJ0047MIN，FNL3520辅助时间TF02TJ02004700093MIN，布置工作地时间TB00500470009300028MIN，休息和生理需要时间TX00400470009300022MIN，准备与终结时间TZTB00028MIN。钻上端面4M8MM底孔、攻螺纹1工步钻上端面4M8MM底孔至尺寸25MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ4414286MIN，FNL4203辅助时间TF02TJ021428602857MIN，布置工作地时间TB005142860285700857MIN，24休息和生理需要时间TX004142850285700686MIN，准备与终结时间TZTB00857MIN。2工步攻螺纹4M8至孔深17MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ44024MIN，FNL26510辅助时间TF02TJ020240048MIN，布置工作地时间TB005024004800144MIN，休息和生理需要时间TX004024004800115MIN，准备与终结时间TZTB00144MIN。钻13MM孔、锪平24MM凹槽1工步钻上面213MM孔保证与50MM孔相通，工时定额估算结果如下由于钻上面孔时有两个孔，故在工时定额估算结果如下时应计算两个孔的时间之和。基本时间TJ220834MIN，FNL42035辅助时间TF02TJ0208340166MIN，布置工作地时间TB00508340166005MIN,休息和生理需要时间TX00408340166004MIN,准备与终结时间TZTB005MIN。2工步锪平24MM孔，工时定额估算结果如下由于锪平24MM孔时是加工两个孔，故在工时定额估算结果如下时应计算两个孔的时间之和。基本时间TJ220378MIN，FNL265084辅助时间TF02TJ0203780076MIN，布置工作地时间TB0050378007600228MIN，休息和生理需要时间TX0040378007600182MIN，准备与终结时间TZTB00228MIN。25钻30MM斜孔1工步钻30MM斜孔深30MM，工时定额估算结果如下基本时间TJ0513MIN,FNL195403辅助时间TF02TJ0205130103MIN，布置工作地时间TB005051301030031MIN，休息和生理需要时间TX004051301030025MIN，准备与终结时间TZTB0031MIN。2工步钻30MM斜孔保证与20MM孔相通，工时定额估算结果如下基本时间TJ0440MIN，FNL195403辅助时间TF02TJ0204400088MIN，布置工作地时间TB00504400,08800264MIN，休息和生理需要时间TX00404400,08800211MIN，准备与终结时间TZTB00264MIN。263夹具设计31钻13MM孔夹具设计311设计任务已知工件的材料为ZG35，毛坯为铸件，选用的机床为Z35摇臂钻床，成批生产，任务为设计一钻13MM孔和锪24MM凹槽的夹具。工序内容如图21所示。图31工序图312定位基准和定位元件1定位方案设计看工序图，由孔的技术要求知，我们需要限制的自由度有X、Y轴的移动自由度，X、Y轴的转动自由度。又知该工序前已经将精基准50MM孔和右端外圆、内孔加工出，因此定位方案可以有多种。方案一如图32所示。图32方案一27以50MM孔和右端125MM外圆为定位基准，采用50MM长心轴支承50MM孔，限制了X轴的移动和转动自由度，同时限制Z轴的移动和转动自由度，再采用V型块支承右端125MM外圆，限制Y轴的移动和转动自由度，工件完全定位。方案二如图33所示。图33方案二以50MM孔和孔端面，再和125MM外圆母线为定位基准，采用50MM的长心轴支承50MM孔，限制X轴的移动和转动自由度，同时限制Z轴的移动和转动自由度，采用50MM孔端面限制Y轴的移动自由度，再采用一支撑板或支撑钉支承右端外圆，限制Y轴的转动自由度，保证了该限制的所有自由度。方案三如图34所示。图34方案三以右端面以及90MM内孔，在以6080MM凸台一侧面为定位基准，采用一平面支承右端面，限制X轴的移动自由度和Y、Z轴的转动自由度，采用一短圆柱销，限制Y轴和Z轴的移动自由度，再用一支承钉顶住凸台侧面，限制X轴的转动自由度，完全定位。另外在钻孔附近添加辅助支撑，以便增加结构强度。分析比较三种定位方案可知，方案二、三都有采用毛坯面限制了必须限制的自由度，而方案一则全部选用已加工面作为基准，定位精度高，而且看图知13MM孔是以28右端外圆中心线为设计基准，故采用以50MM孔和右端125MM外圆为定位基准定位更准确，精度更容易保证加工精度，故此采用方案一。2定位元件的设计由于定位方案采用50MM孔和右端125MM外圆为定位基准，以50MM心轴及V型块定位，因此我们需要一直径为50MM的心轴，便于装卸工件采用间隙配合，因此轴径为50MM。同时由于要钻孔，要想钻通则钻头必须伸出工件一段，78FH025这就要求50MM心轴上有孔，且孔径要大于13MM以便于减少刀具的磨损，同时利于容屑、排屑。同时开孔方向要求与要钻的13MM孔方向一致，因此需要周向定位，采用一平键定位。其他结构根据需要确定。心轴零件如图35所示。图35心轴三维图对于V型块的设计，由于13MM孔两端都要忽平，因此需要换装，这样就要求V型块要方便工件的装夹。钻削上端孔是工件比较容易装卸，但由于有6080MM的一凸台，因此钻下侧孔时，由于凸台较高，这就要求V型块不妨碍工件的装卸。我们有两种方案可以实现这些要求一，设计专用的固定V型块；二，V型块可移动。根据需要方案一设计专用V型块需要中间的开口要大于凸台的宽度，同时不能太宽，否则将无法支撑125MM的外圆。最终结构如图36所示。29图36V型块方案二的V型块由于要移动，同时保证在高度方向上支撑中心有精确的高度，以及沿一条直线方向移动，因此V型块需要一个可靠、定位准确的的导轨。因为V形导轨既能保证高度方向的位置，又能保证左右方向的位置，因此下端采用V形导轨支承，考虑到排屑方便，在此采用凸导轨。V型块最终设计结构如图37所示。图37V型块最终结构与此相配的导轨结构如图38所示。图38导轨结构30这两种结构都需要特殊设计V型块，都能很好的保证加工要求，同时操作简单、方便，但考虑到后面钻30MM斜孔时，只能用固定的V型块，故在此选用固定V形块。3定位精度要求定位误差是由于定位不准而造成的某一工序在工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对于某一定位方案，经分析计算其可能产生的定位误差，只要小于有关尺寸或位置公差的1/31/5，一般即认为此定位方案能满足该工序的加工精度要求。由于为标注尺寸公差，因此取用一般公差，粗糙级。查取互换性与测量技术表37线性尺寸的未注极限偏差数值表，由于尺寸都在30120MM之间，故取偏差08MM，公差即为16MM。看图知该工序413MM孔在X方向上与50MM孔垂直母线上，Y方向上以右端外圆中心为基准。由于该工序采用以50MM孔和右端125MM外圆为定位，定位基准与工序基准重合，故不重0，只存在位置误差。在X方向上由于心轴轴径为50MM，又工件孔径为50（0050）MM故在025X方向上存在位置TDTD00500025002501MM（1/31/5）16MM；在Y方向上由于钻套存在01MM的位置公差，故钻孔的对称度存在02MM的公差02（1/31/5）16；在角度方向上，当定位销轴径最小、工件孔最大、125MM外圆尺寸最大时，则存在角度偏转最大情况，偏转角度为TAN1（2MAXIN）/155）TAN1005125/1550019O，偏转角度很小，可以忽略不计，因此定位合理。2TD31图39定位误差313夹紧机构的确定由于切削力不大，且切削力方向有支承，故此夹紧机构只起稳固作用，不需要提供太大的夹紧力，因此选用结构简单、易操作的夹紧机构，由定位方案知，夹紧右端V型块定位处最容易实现，若采取压住外圆上端，则夹紧机构较高，故采用以90MM内孔夹紧，为了便于装卸工件，在此选用螺旋压板夹紧机构，此机构结构简单，操作方便。32图310结构简图图311立体图1强度校核由于切削力主要作用在50MM的心轴上，因此需要对其进行强度校核。查取切削手册钻削轴向力的公式F,其中C83385，X1，Y07，K089，FYXOFKFDCFFF由钻削直径13MM，带入公式得F83385130208931271NFYXOFKFDC17050MM心轴固定在立壁上，因此可以简化为悬臂梁结构。钻外侧孔时悬臂最长。此时的弯曲截面系数I30710M计算此时的最大变形量为64D5347431610M变形量很小。EIFL379310102275强度校核ML312711253908875NMMW12265625,32D501433M3186MPA335MPA，其中M为力矩，W为弯曲截面系数，WM625139087故此50MM心轴强度可满足要求。2导向元件的设计钻床夹具的道具导向元件为钻套，钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。按钻套的结构和使用情况，由于此工序既要钻13MM的孔，又要忽24MM的凹槽，故此需选用快换钻套。查取快换钻套结构及尺寸标准知，快换钻套的外径为22MM，但忽凹槽的直径为24MM，因此需要根据快换钻套的结构形式做些尺寸改动，改变外径为26MM，其它尺寸根据结构需要进行变动。3夹具体的设计夹具体是夹具的基础件，夹具体上所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。为了满足加工要求，夹具体应有足够的刚度和强度，同时结构工艺性要好。由于铸造夹具体铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度33的限制，同时吸振性良好、抗压能力好，故此选用铸造夹具体，材料选取HT200。由于夹具要换装工件，加工下侧孔时，就要求50MM孔的高度足够，根据需要取50MM孔的轴心距夹具体基座上平面120MM，考虑钻套距工件的距离要有一定的高度（H（0715）D）以便于排屑，因此钻模板距夹具体基座上端面的距离取185MM。由于钻模板伸出长度较长，同