机械制造技术课程设计-泵体的工艺规程及钻下面Φ14孔夹具设计（全套图纸） .pdf

设计说明书 题目：泵体的工艺规程及钻下面题目：泵体的工艺规程及钻下面14 孔夹具设计孔夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 摘摘 要要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切 削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 泵体加工工艺规程及其工装的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。 关键词关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 abstrct this design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal- cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. the reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; after that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. keywords: the craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目目 录录 序 言 1 一 零件的分析 2 1.1 零件的作用 . 2 1.2 零件的工艺分析 2 二. 毛坯的确定 . 4 2.1 确定毛坯的制造形式 . 4 2.2 毛坯形状及尺寸. 5 三 拟定加工工艺路线. 6 3.1 基准的选择 . 6 3.1.2 粗基准选择 6 3.1.2 精基准的选择 . 7 3.2 制定工艺路线 8 四 零件加工工序设计. 11 4.1 铣下端面 11 4.2 铣右端面 . 12 4.3 钻 2- 11 孔 . 13 4.4 钻下端14h7 孔 . 14 4.5 钻14h7 孔锪孔20 . 14 4.6 铣 71mm 的 2 端面 16 4.7 车 m33 螺纹，端面 . 17 4.8 钻 4- m5 螺纹孔 18 4.9 钻 2- 3 孔 19 五 夹具设计 21 5.1 问题的提出 . 21 5.2 定位基准的选择 21 5.3 切削力及夹紧力计算 22 5.4 导向装置的设计. 24 5.5 定位误差分析 27 5.6 夹具设计及操作简要说明 . 27 总 结 29 致 谢 31 参 考 文 献 32 第 1 页 共 37 页 序序 言言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品， 并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接 供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各 种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业， 因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展 的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低 是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 泵体的加工工艺规程及其工装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、机械工程材料等进行课程设 计之后的下一个教学环节。 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，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新 能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在 设计中既要注意基本概念、 基本理论， 又要注意生产实践的需要， 只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评 指正。 第 2 页 共 37 页 一一 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 泵体的作用，待查 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互 位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理， 是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有 进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 该零件为大量生产的小型零件，在生产时要注意零件的： 1 便于装夹 零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次 数要少。 第 3 页 共 37 页 2 便于加工 零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标 准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要 求，减少加工面积及难加工表面等。 泵体的工艺有 2 组加工面的分别为 1，以下端面为基准的加工面，这组加工面包括钻 2- 11 孔 2：一个是以 2- 11 孔及下端面为基准的加工面，这个主要是铣 右端面，镗上面30h7 孔，镗下面30h7 孔，钻下端14h7 孔，车 m33 螺纹，铣 71mm 的 2 端面，钻10 孔，车退刀槽 15，钻 2- 3 孔和 4- m5 螺纹孔。 第 4 页 共 37 页 二二. 毛坯的确定毛坯的确定 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 确定毛坯包括选择毛坯类型及其制造方法。 毛坯类型有铸、 锻、 压制、冲压、焊接、型材和板材等。确定毛坯时要考虑下列因素： 1）零件的材料及其力学性能。当零件的材料选定后，毛坯 的类型就大致确定了。例如，材料是铸铁，就选铸造毛坯；材料 是钢材，且力学性能要求高时，可选锻件；当力学性能要求较低 时，可选型材或铸钢。 2）零件的形状和尺寸。形状复杂的毛坯，常用铸造方法。 薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、 小型零件可用较先进的铸造方法。 3）生产类型。大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯 制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械 加工费用的降低来补偿。如铸件应采用金属模机器造型或精密铸 造；锻件应采用模锻、冷轧和冷拉型材等。单件小批生产则应采 用木模手工造型或自由锻。 4）生产条件。确定毛坯必须结合具体生产条件，如现场毛 坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。有条件时，应积极 组织地区专业化生产，统一供应毛坯。 5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性。目前 毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的发展很快。例如，精 铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应 用日益增加。应用这些方法后，可大大减少机械加工量，有时甚 至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。 第 5 页 共 37 页 零件材料为 ht200，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击 性载荷， 采用这种材料零件的强度也能保证。 由于零件成批生产， 而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型， 铸造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保 证加工精度上考虑也是应该的。 2.2 毛坯形状及尺寸毛坯形状及尺寸 毛坯的形状及尺寸 毛坯的形状和尺寸主要由零件组成 表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量 与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少 或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制， 以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以， 毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加 工达到零件的技术要求。 毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之 差称为毛坯余量。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺 寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及 形状有关。 第 6 页 共 37 页 三三 拟定加工工艺路线拟定加工工艺路线 3.1 基准的选择基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的 正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则， 加工工艺过程中会问题百出。 3.1.2 粗基准选择粗基准选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证 加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好 几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度 要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹 等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如： 机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选 择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加 工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而 细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。 这样可以保证 该面有足够的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基 准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表 面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 第 7 页 共 37 页 （5） 粗基准应避免重复使用， 因为粗基准的表面大多数是粗 糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的 生产是非常重要的。先选取下端面为定位基准，利用 v 型块为定 位元件。 3.1.2 精基准的选择精基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： 1)为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应 选加工余量最小的面为粗基准。 2)为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应 选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的 相对位置要求高的不加工面为粗基准。 3)为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面 为粗基准。零件上有些重要工作表面，精度很高，为了达到加工 精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。 4)为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、 平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无锻造飞边和铸造浇冒 口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单， 操作方便。 5)粗基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上 只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大， 如果二次装夹使用同一粗基准，两次装夹中加工出的表面就会产 生较大的相互位置误差。 以错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。11 孔（一面 2 销）为定位精基准， 第 8 页 共 37 页 加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与 工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行 专门的计算，在此不再重复。 3.2 制定工艺路线制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精 度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件 的技术要求后，制定以下两种工艺方案： 方案一 1 铸造 铸造 2 时效 时效 3 铣 铣底面 4 钻 钻 2- 11 孔 5 铣 铣右端面 6 镗 镗上面30h7 孔 7 镗 镗下面30h7 孔 8 钻 钻下端14h7 孔 9 车 车 m33 螺纹，端面 10 钻 钻14h7 孔锪孔20 11 铣 铣 71mm 的 2 端面 12 钻 钻10 孔，车退刀槽15 13 钻 钻 2- 3 孔和 4- m5 螺纹孔 14 去毛 刺 去毛刺 15 检验 检验 第 9 页 共 37 页 16 入库 入库 方案二 1 铸造 铸造 2 时效 时效 3 钻 钻 2- 11 孔 4 钻 钻下端14h7 孔 5 钻 钻14h7 孔锪孔20 6 车 车 m33 螺纹，端面 7 铣 铣底面 8 铣 铣右端面 9 镗 镗上面30h7 孔 10 镗 镗下面30h7 孔 11 铣 铣 71mm 的 2 端面 12 钻 钻10 孔，车退刀槽15 13 钻 钻 2- 3 孔和 4- m5 螺纹孔 14 去毛 刺 去毛刺 15 检验 检验 16 入库 入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案二先钻孔，车孔再铣端 面，违背了先面后孔的原则，而方案一先面后孔，先大孔后小孔， 遵循了安排工艺的基本原则，同时铣面后先钻 2-11，这样可以 利用 2-11 的孔作为定位基准，更好地保证了工件的加工精度， 综合考虑我们选择方案一 具体的工艺路线如下 1 铸造 铸造 第 10 页 共 37 页 2 时效 时效 3 铣 铣底面 4 钻 钻 2- 11 孔 5 铣 铣右端面 6 镗 镗上面30h7 孔 7 镗 镗下面30h7 孔 8 钻 钻下端14h7 孔 9 车 车 m33 螺纹，端面 10 钻 钻14h7 孔锪孔20 11 铣 铣 71mm 的 2 端面 12 钻 钻10 孔，车退刀槽15 13 钻 钻 2- 3 孔和 4- m5 螺纹孔 14 去毛 刺 去毛刺 15 检验 检验 16 入库 入库 第 11 页 共 37 页 四四 零件加工工序设计零件加工工序设计 4.1 铣下端面铣下端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 yg8, mmap5 . 1=，mmd25 0 =，min/125mv =，4=z。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 x51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz=，则 min/17.796 50 12510001000 r d v ns= = 按机床标准选取 w n 750min/r 50 750 117.15/ min 10001000 w dn vm = 当 w n 750r/min 时 rmmznff wzm /60075042 . 0= 按机床标准选取rmmfm/600= 3）计算工时 切削工时：mml15=，mml9 1 =，mml3 2 =，则机动工时为 第 12 页 共 37 页 min18 . 0 2 . 0750 3915 21 = + = + = xfn lll t w m 4.2 铣右端面铣右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用 yg8, mmap5 . 1=，mmd32 0 =，min/125mv =，4=z。 2. 决定铣削用量 4）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 mmap5 . 1= 5）决定每次进给量及切削速度 根据 x51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz=，则 min/48.663 32 12510001000 r d v ns= = 按机床标准选取 w n 750min/r min/ 3 . 141 1000 75032 1000 m dn v w = = 当 w n 750r/min 时 rmmznff wzm /60075042 . 0= 按机床标准选取rmmfm/600= 6）计算工时 第 13 页 共 37 页 切削工时：mml39=，mml9 1 =，mml3 2 =，则机动工时为 min34 . 0 2 . 0750 3939 21 = + = + = xfn lll t w m . 4.3 钻钻 2- 11 孔孔 机床：z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10- 61 选取高速钢麻花 钻 11 1)进给量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度 v=2434m/min. 取 v=30m/min 3)确定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = 1000 30 11 1364r/min 与 1364r/min 相近的机床转速为 1450r/min。现选取 w n =1450r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn = 11 1450 31.87/ min 1000 m = 5) 切削工时，按工艺手册表 6.2- 1。 tm= fn l w 21 ll + i ;其中 l=10mm; 1l=4mm; 2 l=3mm; tm=2x（ fn l w 21 ll + ） =2x（ 0.131450 3410 + ）=0.0234(min) 第 14 页 共 37 页 4.4 钻下端钻下端14h7 孔孔 机床：z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10- 61 选取高速钢麻花 钻 14 1)进给量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度 v=2434m/min. 取 v=30m/min 3)确定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = 1000 30 14 682r/min 与 682r/min 相 近 的 机 床 转 速 为 700r/min 。 现 选 取 w n =700r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn = 14 700 30.772/ min 1000 m = 5) 切削工时，按工艺手册表 6.2- 1。 tm= fn l w 21 ll + i ;其中 l=15mm; 1l =4mm; 2l =3mm; tm= fn l w 21 ll + = 1543 700 0.13 + =0.242（min) 4.5 钻钻14h7 孔锪孔孔锪孔20 工步一：钻 14mm 孔 机床：z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10- 61 选取高速钢麻花 钻 14 1)进给量 取 f=0.13mm/r 第 15 页 共 37 页 2)切削速度 v=2434m/min. 取 v=30m/min 3)确定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = 1000 30 14 682r/min 与 682r/min 相 近 的 机 床 转 速 为 700r/min 。 现 选 取 w n =700r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn = 14 700 30.772/ min 1000 m = 5) 切削工时，按工艺手册表 6.2- 1。 tm= fn l w 21 ll + i ;其中 l=15mm; 1l =4mm; 2l =3mm; tm= fn l w 21 ll + = 1543 700 0.13 + =0.242（min) 工步二：铰孔 20mm 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削 速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 钻 ff)8 . 12 . 1 (= 钻 vv) 3 1 2 1 (= 式中的 钻 f、 钻 v 加工实心孔进的切削用量. 现已知 钻 f=0.36mm/r (切削手册)表 2.7 钻 v =42.25m/min (切削手册)表 2.13 1) 给量 取 f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取 0.5mm/r 第 16 页 共 37 页 2) 削速度 v=0.442.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = 14 9 . 161000 384.48r/min 与 384.4r/min 相近的机床转速为 375r/min。现选取 w n =375r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn =min/485.16 1000 37514 m= 5) 削工时，按工艺手册表 6.2- 1。 tm= fn l w 21 ll + i ;其中 l=4mm; 1l =6mm; 2l =0mm; tm= fn l w 21 ll + = 0.5375 10 =0.053(min) 4.6 铣铣 71mm 的的 2 端面端面 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用 yg8, mmap5 . 1=，mmd40 0 =，min/75mv =，4=z。 2. 决定铣削用量 7）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 mmap5 . 1= 8）决定每次进给量及切削速度 第 17 页 共 37 页 根据 x62 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz=，则 min/2 .1194 40 7510001000 r d v ns= = 按机床标准选取 w n 1450min/r min/12.182 1000 145040 1000 m dn v w = = 当 w n 1450r/min 时 rmmznff wzm /1160145042 . 0= 按机床标准选取rmmfm/1160= 9）计算工时 切削工时： mml24 1 =，mml3 2 =，则机动工时为 12 243 2 ()2 ()0.12min 475 m w ll t n f + = 4.7 车车 m33 螺纹，端面螺纹，端面 1) 切削深度 单边余量为 z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3) 计算切削速度 v yx p m v c k fat c v vv = 其中： v c =342, v x =0.15, v y =0.35, m=0.2。修正系数 v k 见 切削手册表 1.28,即 第 18 页 共 37 页 mv k=1.44 , sv k=0.8 , kv k=1.04 , krv k=0.81 , bv k=0.97。 所以 v c v 35 . 0 15 . 0 2 . 0 8 . 02 . 260 342 =1.440.81.040.810.97=89m /min 4) 确定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = x34.5 891000x 753r/min 与 753r/min 相 近 的 机 床 转 速 为 750r/min 。 现 选 取 w n =750r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn =min/94 1000 75050 m x = 5) 切削工时， tm= fn l w 21 ll + i ;其中 l=25mm; 1l=4mm; 2 l=0mm; tm= fn l w 21 ll + i= 0.8750 29 x2=0.966(min) 4.8 钻钻 4- m5 螺纹孔螺纹孔 选用mm4高速钢锥柄麻花钻（ 工艺表 3.16） 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得mm/r28 . 0 f= 机 min/m8vc=（ 切削表 2.15） 第 19 页 共 37 页 min/ r636 4x 16x1000 d v1000 c = 机 机 n 按机床选取545 /minnr= 机 min/m8542 . 6 1000 545x4x 1000 dn = 机 机c v 基本工时： 17 . 0 28 . 0 545 3320 f 21 = + = + = xn lll t 机机 min 攻螺纹 m6mm： 选择 m6mm 高速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即1.25/fmm r= 7.5/min c vm= 机 10001000 7.5 298( / min) 6 c v nr d = 查 按机床选取272 /minnr= 机 6.8/min c vm= 机 基本工时： 12 1033 0.05(min) 272 1.25 lll t n f + + = 机 4.9 钻钻 2- 3 孔孔 机床：z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10- 61 选取高速钢麻花 钻 3 1)进给量 取 f=0.13mm/r 第 20 页 共 37 页 2)切削速度 v=1220m/min. 取 v=15m/min 3)确定机床主轴转速 ns= w d 1000 c v = 1000 15 3 682r/min 与 382r/min 相 近 的 机 床 转 速 为 700r/min 。 现 选 取 w n =700r/min。 所以实际切削速度 c v = 1000 s dn = 3 700 15.386/ min 1000 m = 5) 切削工时，按工艺手册表 6.2- 1。 tm= fn l w 21 ll + i ;其中 l=10mm; 1l=4mm; 2 l=3mm; tm=2x（ fn l w 21 ll + ） =2x（ 0.131450 3410 + ）=0.0234(min) 第 21 页 共 37 页 五五 夹具设计夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要 设计专用夹具。 由指导老师的分配， 决定设计的工序是钻下面14 孔的钻床 夹具。 5.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于钻下面14 孔，本道工序加工精度要求不 高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 5.2 定位基准的选择定位基准的选择 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的 那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工 艺基准两大类。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准 按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。 （1）装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装 配基准。 （2）测量基准 第 22 页 共 37 页 测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准， 称为测量基 准。 （3）工序基准 在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、 形状及位置的基准，称为工序基准。 （4）定位基准 工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 我们采用下端面和侧面为定位基准，采用支撑板，支撑钉和定位 挡销定位限制空间的 6 个自由度，为了提高加工效率，缩短辅助 时间，决定用手柄作为夹紧机构。 5.3 切削力及夹紧力计算 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定 夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及 其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式 和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作 用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获 得良好的效益。 1. 夹紧力方向的确定 （1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面 （2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致 2. 夹紧力作用点的选择 （1） 应能够保持工件定位稳定可靠， 在夹紧过程中不会引起 工件产生位移或偏转。 （2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形 第 23 页 共 37 页 （3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位 3. 夹紧力大小的估算 （1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。 （2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切 削力（矩）用切削原理公式计算。 （3） 对重型工件应考虑工件重力的影响。 在工件做高速运动 场合，必须计入惯性力。 （4） 分析对夹紧最不利的瞬时状态， 按静力平衡方程计算此 状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力 （5）将计算夹紧力再乘以 k，即得实际夹紧力。k 为总安全 系数，k=k0k1k2k3 各种因素的安全系数可查表 2- 3，一般 k=1.52.5；当夹紧力 与切削力相反时，k=2.53 。 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切 削手册得： 钻削力 6 . 08 . 0 26hbdff = 式（5-2） 钻削力矩 6 . 0 8 . 09 . 1 10hbfdt = 式（5-3） 式中：14dmm= ()() maxmaxmin 11 187187 149174 33 hbhbhbhb= 1 0.20fmm r=代入公式（5-2）和（5-3）得 0.80.6 f26x14x0.20x1741254n= 190.80.6 t10x14 x0.20x17448569n.m= 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因 此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、 第 24 页 共 37 页 刚度适当即能满足加工要求。 5.4 导向装置的设计导向装置的设计 钻床的导向部分就是钻套 钻套根据加工的孔的情况不同，又分为以下几种钻套 固定钻套(jb/t 8045.1-1999) 可换钻套(jb/t 8045.2-1999) 快换钻套(jb/t 8045.3-1999) 特殊钻套 特殊钻套又分为好几个类型根据孔的距离不同，因为我们加工的 孔不够特殊，因此特殊钻套就不在介绍 下面一一介绍下上面 3 种的标准的钻套及其使用地方 固定钻套(jb/t 8045.1-1999) 固定钻套分为带肩钻套和不带肩的 具体结构如下图 固定钻套的特点如下 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 第 25 页 共 37 页 h7/r6 配合。磨损后不易更换。适用于中、小批生产的钻模上或 用来加工孔距甚小以及孔距精度要求较高的孔。为了防止切屑进 入钻套孔内，钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜，一般不能低 于钻模板。 因为我们是批量生产，因此在此场合固定钻套不使用 可换钻套(jb/t 8045.2-1999) 可换钻套的结构如下图 可换钻套的使用特点如下 钻套 1 装在衬套 2 中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板 3 中。 钻套由螺钉 4 固定。以防止它转动。钻套与衬套间采用 f7/m6 或 f7/k6 配合，以便于钻套磨损后迅速更换。 适于大批量生产 快换钻套(jb/t 8045.3-1999) 快换钻套的结构如下图 第 26 页 共 37 页 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。适用于同一个孔需经多 种工步加工的工序 综上所述我们选择采用快换钻套 第 27 页 共 37 页 5.5 定位误差分析定位误差分析 本工序选用的工件以定位挡销定位，定位挡销为垂直放置， 由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。 在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴 上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在 z 轴方向，且向 下，见下图。 0.0120.0230.0320.067 2 d yz ttd + =+= 式中 定位副间的最小配合间隙（mm） ； d t 工件圆孔直径公差（mm） ； td定位挡销外圆直径公差（mm） 。 图 定位挡销水平放置时定位分析图 5.6 夹具设计及操作简要说明夹具设计及操作简要说明 如前所述， 在设计夹具时， 应该注意提高劳动生产率避免干涉。 应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本 第 28 页 共 37 页 道工序为镗床夹具选择了手柄夹紧方式。 本工序为钻切削余量小， 切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑，为了提高生产力，使用快 速螺旋夹紧机构。 第 29 页 共 37 页 总总 结结 这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大 学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实