毕业设计（论文）-某支承座机械加工工艺规程及夹具设计.docVIP

西南大学本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）题 目 某支承座机械加工工艺规程及夹具设计 学 院 工程技术学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2008级 学 号 姓 名 指 导 教 师 成 绩 年 月 日 目录摘要1abstract20 文献综述30.1 机械制造工艺的现状及发展趋势30.1.1 机械制造工艺发展现状30.1.2 机械制造工艺发展趋势40.2 机床夹具的现状及发展趋势40.2.1 机床夹具的发展现状40.2.2 机床夹具的发展趋势50.3 本课题研究的主要内容50.3.1支承座机械加工工艺规程设计50.3.2支承座专用夹具设计51引言62零件分析63毛坯的选择74零件机械加工工艺路线的制定74.1定位基准的选择74.1.1粗基准的选择84.1.2精基准的选择84.2拟定工艺路线84.2.1加工方法的选择和加工阶段的划分84.2.2工艺路线的拟定94.3加工余量和工序尺寸的拟定114.4切削用量的确定145量检具的选择206钻夹具设计216.1确定设计方案216.2确定定位方式与定位元件216.3确定导向装置216.4确定夹紧机构226.4.1工件的夹紧226.4.2分度装置的夹紧226.5定位误差分析236.6基于pro/e的夹具三维建模236.7夹具操作说明257总结25参考文献25致谢26iii某支承座机械加工工艺规程及夹具设计西南大学工程技术学院，重庆 400715摘要：支承座的各项技术要求要靠合理的加工工艺和工装设备来保证。支承座零件的工艺性好不好，其毛坯如何选择，机械加工过程中选择哪些要素作为定位基准，机加工路线如何拟定，每道工序或者工步的切削用量怎么确定，用什么量检具来检验加工完成的支承座零件，这些都是本文支承座机械加工工艺规程所要解决的问题。在加工过程中，运用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、提高产品质量；有利于提高劳动生产率和降低制造成本；有利于改善劳动工人的劳动条件，保证安全的生产，有利于扩大机床工艺的范围以实现“一机多用”。关键词：支承座；工艺；夹具design of the machining process and fixture of the alteryu zhaoxucollege of engineering and technology, southwest university, chongqing 400715, chinaabstract:the technical requirements of the alter rely on reasonable processes and fixtures to be ensured that they are qualified. whether the process performance of the part of the altar is good or not? how to select the blank of the part and positioning references in machining processes? how to choose the process route and cutting parameters and what measuring tools to choose? theses questions are what this paper answers.in the machining process,application of machine tool fixture, to ensure the machining accuracy, stable product quality; helps improve labor productivity and reduce the cost; is helpful for improving the labor conditions of labor, ensure safe production, is conducive to the expansion of machine tool technology, to achieve the use of a machine.key words: alter;machining process;fixture0 文献综述本课题主要研究某支承座的机械加工工艺并设计出一套主要工序的专用夹具。机械加工工艺过程，是指在生产过程中，利用机械加工方法直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置与性质等，使其成为成品或半成品的过程。而规定产品或零部件制造过程和操作方法的工艺文件称为工艺规程。机械加工工艺规程及夹具的设计对产品制造质量具有十分重要的意义。生产出来的产品的质量需要靠优良的制造技术来保证。它不仅是组织车间生产的主要技术文件，也是生产准备与计划调度的主要依据，还是新建工厂、车间的基本技术文件1。机床夹具的使用不仅可以确保工件、机床与刀具的相对位置，还可以降低对工人技术水平的要求，减少装卸工件的时间等等。因此机床夹具使用相当广泛。 本课题中支承座主要起保证对工件的支承作用，以使工件拥有良好的工作条件。只有设计出正确、合理的工艺规程及相应夹具，才能使支承座的各技术参数达到设计要求，保证支承座功能满足要求。因此，设计出正确、合理的机械加工工艺规程及专用夹具对于制造出合格的支承座来说具有重要意义。0.1 机械制造工艺的现状及发展趋势0.1.1 机械制造工艺发展现状机械制造工艺不断发展到今天，其概念和内涵也在不断拓展。相较于传统“工艺”热加工、冷加工、装配三大部分外，现代“工艺”演变成了一个包含物质流、信息流和能量流的完整制造技术体系，并以整个制造过程为服务对象12。对于传统的机械制造工艺，外圆表面的加工一般可以采取车削、成形车削、旋转拉削、铣削外圆、横磨、研磨、普通外圆磨、无心磨、车铣和滚压等方式。内圆表面加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、拉孔、镗孔、磨孔、挤孔等等。平面加工方法有刨销、铣削、插削、车削、磨削、拉削等3。目前，我国制造业正处于发展阶段，一些高科技技术如自动化控制技术、电磁技术、纳米技术、激光技术等等已经在制造领域得到应用。目前我国工艺发展重点是创新设计、并行设计、改性技术与现代成形、材料成型过程仿真与优化等。先进制造工艺的应用，使工艺流程中辅助工序、辅助工装以及材料的配套发展得到重视，并注重搬运、贮存、检验和包装过程，积极采用先进的信息技术和管理办法。计算机辅助工艺设计（capp）作为产品设计与制造的桥梁，已经逐渐得到开发与运用。0.1.2 机械制造工艺发展趋势现代机械制造技术将会向着满足日益增长的加工质量、经济、环保要求方向发展。先进制造技术相对于传统制造不仅精度高，而且重视技术与管理的结合，机械制造工艺也将越来越多地采用先进制造技术来保证生产质量与效率。工艺过程将做到“绿色”、“快速”、“高效”、“节省”7。机械制造方法将朝着自动化、精密化、信息化、智能化的方向发展。自动化技术已经并将继续融入到机械制造技术当中。计算机辅助工装设计（catd）与计算机集成制造系统（cims）就是典型的例子。信息技术的应用，如cad、cae、capp等技术，使研发、制造周期更短，效率更高。随着数控技术的广泛应用，工艺过程将会更加精密，纳米技术、激光加工技术等一些先进制造技术将会使加工过程实现精密化。“智能化”要求机械制造过程具有强大的自我判断和自我纠错能力，是机械制造工艺应该也必须努力发展的“前景”7-8 。0.2 机床夹具的现状及发展趋势0.2.1 机床夹具的发展现状夹具作为机械加工中不可缺少的部件应用十分广泛。夹具一般由定位元件、夹紧装置、对刀、引导元件或装置、连接元件、其它装置或元件、夹具体几个部分组成。常见的定位元件包括支承钉、支承板、定位销、心轴、锥销、锥套、v型块、定位套、半圆孔、顶尖等。典型的夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、定心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等等。夹紧动力装置可以采用机械式、气动、液动、真空夹紧、电磁夹紧等多种方式。定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具最重要也是最基本的组成部分1。 随着近年来数控机床、加工中心fms等的广泛应用，夹具的制造水平要求也越来越高。最早的夹具是专用夹具模式，不过随着制造技术的发展，组合夹具、通用夹具越来越普遍。数控装备的广泛使用更是暴露了专用夹具生产周期长、保存占地面积大的缺点17。随着夹具从专用化向通用化、标准化方向的发展，组合夹具应运而生。近年来出现的组合夹具是在槽系和孔系组合夹具上发展而来，往往集中了通用夹具与专用夹具的主要功能，多在数控机床和加工中心上使用。近年来，计算机辅助夹具设计（cafd）发展成为cad/cam集成技术的一个重要组成部分。但目前cafd技术从理论到实践还有比较长的路要走，它现在还只处于元件图形库和交互式阶段，仍未出现相应的商品化软件10-11。0.2.2 机床夹具的发展趋势当前机床夹具呈现出精密化、高效化、标准化、柔性化、主动化的发展方向。加工质量要求的提高促使机床夹具精度不断提高，以使工件装夹、定位更加精准，同时也提高夹具引导刀具的精度。减少工件加工周期与辅助时间是提高生产效率的重要途径。因此，夹具的高效化也是一种必然趋势。当前最常见的高效化夹具有高速化夹具、自动化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。夹具的标准化有利于减少生产成本，缩短生产准备周期。现代化夹具的一个主要发展方向就是夹具柔性化。机床夹具柔性化主要是通过组合、调整等方式来适应工艺的可变因素。夹具的主动化表现为夹具主动夹紧工件，以防止夹具突然松开现象的出现，使工件夹持可靠。计算机辅助夹具设计作为应用组合夹具的一项关键技术，需要突破自动化、智能化程度低这一难关，需提高其智能反馈应用功能9-11。0.3 本课题研究的主要内容 本课题研究的主要内容分为支承座的机械加工工艺规程设计与支承座机械加工专用夹具设计两部分。0.3.1支承座机械加工工艺规程设计 （1）支承座零件的工艺性分析。分析支承座的技术要求，重点分析支承座的结构工艺性，掌握制定工艺规程时应解决的主要问题。 （2）毛坏的选择。毛坯选择是否合理，对零件质量、金属消耗、机械加工质量、加工过程和生产效率等都有直接的影响。毛坯的选择包括毛坯材料、毛坯制造形式的选择与毛坯形状的确定。（3）工艺路线的制定。在这一部分要选择合理的定位基准，划分加工阶段并拟定工艺路线，确定各工序的加工余量和总余量，还要确定主要工序的切削用量与基本工时。本课题支承座的机械加工拟采用传统加工方法。如车削外圆面，钻床钻孔，镗内孔，铣、磨平面等等。安排支承座的机械加工工序时，主要遵循基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的几个原则。选择加工方法时由后一道工序往前一道工序考虑。根据支承座的生产批量大小来确定工序组合是采用工序集中原则还是工序分散原则。0.3.2支承座专用夹具设计这一部分要确定工件的定位方式，选择合理的定位元件，确定夹紧方式，选择夹紧元件，确定导向装置及其他装置如分度等，并确定夹具的总体结构及各部件的关系。设计好专用夹具后还要分析该夹具产生的定位误差能否满足加工要求。当前经济和技术的发展很快，夹具是机械加工不可缺少的部件在机床向高速、高效、高精密复合智能环保方向发展的带动下，夹家具技术正朝着高精、高效、模块化、灵活组合、通用、经济的方向发展， 同时也随着机床加工精度的提高为了降低误差，越来越多的厂家对家具制造的精度要求更高，其中美jergens(杰根斯)公司展出的球锁快速装夹系统，一分钟就能将夹具定位及锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具起到缩短停机时间提高生产效率的作用。由此可见国内外的发展差距。1引言机械制造业作为整个制造行业的一个重要成部分，是国家工业体系的基础，被称为国民经济各部门的装备部。机械制造业的发展离不开对机械制造工艺过程的研究。机械产品的制造工艺过程可分为热加工工艺过程和冷加工工艺过程。本课题研究的是支承座的机械加工工艺过程主要就是指支承座的冷加工工艺过程，是利用机械加工方法直接改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性质的工艺过程1。本课题中研究的是汽车上的填料支承座。该支承座要保证对箱体的密封作用。只有制定出正确的机械加工工艺规程，设计出合理的工装夹具，才能保证加工出来的支承座的各技术参数满足要求。2零件的工艺分析通过分析支承座的零件图（图2.1），确定毛坯为铸件，材料为灰铸铁。对于孔，表面粗糙度ra值要求低于1.6m，一般用铰孔即可完成加工。对于孔，表面粗糙度ra值要求低于3.2m，可以运用精膛加工方法。对于粗糙度ra值要求1.6m的孔，采用粗拉方法即可。表面粗糙度ra值要求低于6.3m的孔，一般使用钻孔即可实现。对于表面粗糙度ra值要求低于1.6m的配合表面，可以运用精铣对其进行加工。对于表面粗糙度ra值要求低于3.2m的平面，半精铣即可满足要求。其余表面粗糙度值为6.3m，其它尺寸公差为自由公差3、5。图2.13毛坯的选择设计任务要求支承座年产量为3000件。由此，该支承座在计划期为一年的生产纲领n为：。其中，a为备品的百分率，b为废品的百分率。取a=b=5，则（件）。查得生产纲领为3308件时的生产类型为中批生产1。毛坯材料为ht200。由该支承座零件的结构形状较简单以及中批量生产的生产纲领可以确定毛坯除了上面的孔之外可以采用砂型铸造机器造型方式生产，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近16，而且应留有一定的加工余量。毛坯的具体尺寸应由零件的尺寸与加工余量来确定。4零件机械加工工艺路线的制定4.1定位基准的选择4.1.1粗基准的选择选择粗基准时，既要保证不加工表面与加工表面的相对位置要求，又要使各个加工表面的余量分配合理化，同时以粗基准加工出精基准。具体来讲，选择时粗基准时，应尽量选择与加工表面有紧密联系的不需要加工的表面。另外还要保证重要表面的加工余量均匀，合理分配各表面的加工余量。粗基准一般说来不得重复使用，同时还要便于工件装夹1。因此，分析支承座零件图可知，支承座上端面便于定位与装夹，应首先保证该表面加工余量的均匀。因此选择上端面表面为粗基准。4.1.2精基准的选择精基准是用经过加工的表面来作为定位基准。选择精基准应充分考虑工件的加工精度以及相对位置关系等因素。一般来讲，选择精基准时，有以下几个原则：基准重合、基准统一、自为基准和互为基准1。基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率看。否则，就会使用加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。分析支承座零件图，可以选择下端面表面作为精基准。4.2拟定工艺路线工艺路线，英文是routing，是描述物料加工、零部件装配的操作顺序的技术文件，是多个工序的序列。工序是生产作业人员或机器设备为了完成指定的任务而做的一个动作或一连串动作，是加工物料、装配产品的最基本的加工作业方式，是与工作中心、外协供应商等位置信息直接关联的数据，是组成工艺路线的基本单位。例如，一条流水线就是一条工艺路线，这条流水线上包含了许多的工序。工艺路线用来表示企业产品的在企业的一个加工路线（加工顺序）和在各个工序中的标准工时定额情况。是一种计划管理文件不是企业的工艺文件，不能单纯的使用工艺部门的工艺卡来代替。工艺卡主要是用来指定工人在加工过程中的各种操作要求和工艺要求，而工艺路线则强调加工的顺序和工时定额情况，主要用来进行工序排产和车间成本统计。4.2.1加工方法的选择和加工阶段的划分选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法，再依次选择前面各工序的加工方法。对于孔，表面粗糙度ra值要求低于1.6m，其加工方案可以为钻扩铰，以满足工艺要求。对于2个孔，表面粗糙度ra值要求低于1.6m，且同轴度为0.03，方案也可以为钻扩铰。对于孔，表面粗糙度ra值要求低于3.2m，可以运用粗镗半精镗精镗的加工过程以实现孔的加工。对于端面上的3个孔及3个孔，表面粗糙度ra值要求低于6.3m，方案可以为钻铰的加工方法。对于对于表面粗糙度ra值要求低于1.6m13的平面，因其要与其他表面进行配合，精度要求较高，可以运用粗铣半精铣精铣对其进行加工以获得良好的加工表面。而对于表面粗糙度ra值要求低于3.2m的平面，粗铣半精铣即可满足要求。其余未注明表面粗糙度值为6.3m，铸造后进行粗磨即可。零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分粗加工、半精加工、精加工、光整加工几个阶段1。粗加工阶段加工精度相对较低，所受切削力也较大。其主要目的是以较快的速度切去大部分金属的加工余量，以节约时间。半精加工阶段加工精度比粗加工高，但低于精加工阶段，它为工件的精加工作准备。精加工阶段一般放在最后，使工件达到图纸要求尺寸精度。对于精度要求十分高，表面粗糙度值要求很低的工件，需要安排光整加工阶段。对于支承座的加工，大部分表面都需要经过粗、半精、精加工阶段。其中底平面还需安排光整加工。合理划分加工阶段和安排顺序，有得于保证支承座的加工精度，也能尽量避免经过精加工的表面在加工过程中受到损坏。4.2.2工艺路线的拟定编写工艺路线的过程包括确定原材料、毛坯；基于产品设计资料，查阅企业库存材料标准目录；依据工艺要求确定原材料、毛坯的规格和型号；确定加工、装配顺序即确定工序；根据企业现有的条件和将来可能有的条件、类似的工件、标准的工艺路线和类似的工艺路线以及经验，确定加工和装配的顺序；选定工作中心，根据企业现有的能力和将来可能有的条件；基于尺寸和精度的要求，确定各个作业的额定工时等。制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 加工阶段划分后要合理安排各工序的组合。工序分散还是集中应根据生产纲领、图纸要求以及生产条件等因素来决定。支承座的生产属于中批生产，可以提高工序的集中程度。在安排工序的先后顺序时，一般应遵循基准先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、关键工序等几个原则1。支承座机械加工工艺流程图如图4.1所示。精铣下端面镗孔 粗镗半精镗精镗铰孔钻孔扩孔半精铣粗铣铣孔端面粗铣车铣下端面铸造时效处理钻孔铰孔图4.1支承座机械加工工艺流程fig.4.1 machining process flow of the alter支承座的加工路线拟定如下：工序10 粗铣下端面工序20 粗铣孔端面工序30 半精铣孔端面工序40 钻孔 工序50 扩孔工序60 铰孔 工序70 钻2个孔工序80 铰2个孔 工序90 半精铣下端面 工序100 粗镗内圆工序110 半精镗内圆工序120 精镗内圆工序130 钻3个孔工序140 铰3个孔 工序150 钻3个孔工序160 铰3个孔工序170 精铣下端面工序180 去毛刺工序190 终检4.3加工余量和工序尺寸的拟定为保证零件质量，一般至少要从毛坯上切除一层材料。毛坯上留作加工用的材料层，称为加工余量。合理选择加工余量，对确保零件的加工质量、提高生产率和降低成本都有重要意义。确定工序余量的基本方法主要有分析计算法、查表修正法、经验估算法等。一般可以按照查表法确定工序间的加工余量，选用时为了缩短加工时间，应采用最小的加工余量，还要考虑工序尺寸公差的选择。加工余量应保证图样上规定的表面粗糙度与精度，并且使本道工序余量大于上道工序的尺寸公差和几何形状公差。这里选择查表修正法来确定支承座机械加工各工序余量和总余量。查机械加工余量手册4可以得到各表面在各种加工方法下的加工余量。 根据上述原始资料及加工工艺，我们可以分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸如下:表4.1下端面加工尺寸及公差的计算结果tab. 4.1 calculations of machining dimensions and tolerances of end surfaces below工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）经济精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）毛坯14ct10ra25粗铣下端面2.012it13ra12.5半精铣下端面1.310.7it9ra6精铣下端面 0.710it6ra1.6 表4.2孔端面加工尺寸及公差的计算结果tab. 4.2 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces 工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）经济精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）毛坯34.0ct10ra25粗铣孔端面1.033.0it13ra12.5半精铣孔端面1.032.0it10ra3.2表4.3 孔加工尺寸及公差的计算结果tab.4.3 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）经济精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）钻1515it12ra25扩14.829.8it10ra6.3铰 0.2 30it7ra1.6表4.4 大端面上孔加工尺寸及公差的计算结果tab.4.4 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces in big surface工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）经济精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）钻9.79.7it12ra25铰0.310it9ra6.3表4.5 孔加工尺寸及公差的计算结果tab.4.5 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）经济精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）钻7.87.8it12ra25铰0.28it9ra6.3表4.6 孔加工尺寸及公差的计算结果tab.4.6 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）经济精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）钻9.89.8it12ra6.3铰0.210it9ra1.6表4.7 孔加工尺寸及公差的计算结果tab.4.12 calculations of machining dimensions and tolerances of hole surfaces工序（工步）工序（工步）余量（mm）工序基本尺寸（mm）经济精度表面粗糙度（um）工序尺寸及公差（mm）毛坯38.5ct9ra25粗镗2.440.9it12ra12.5半精镗1.041.9it10ra6.3精镗0.142it8ra3.24.4切削用量的确定各工序的切削用量可以根据切削用量手册6来查取。1）工序10 粗铣下端面。（1）选择机床与刀具。选择机床型号为x52k，刀具为端铣刀，牌号为yg6的硬质合金。车刀相关几何形状尺寸为：端铣刀直径为160mm，铣削宽度为mm，齿数14，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角。（2）选择切削用量。 由于是粗加工，所以最好一次切除工序余量，故取背吃刀量。 查表6，得每齿进给量。查得刀具磨钝标准为后刀面最大磨损限度不超过1.5mm。车刀耐用度。切削速度v可以通过表格中的公式计算出来，查表可知：当时，并在此时查得，各修正系数为：，那么计算得，根据x52k车床说明书，选择。因此实际切削速度和每齿进给量为： （3）校验机床功率。由查表近似得到 根据x52k型立铣说明书，机床主轴允许的功率为 故因此之前所选择的切削用量均为可以采用的数据，即：。（4）计算基本工时。 基本工时。其中，。查表，车削时的切入量和超切量则l=120+34=154mm,那么，即本工序基本工时约为22.1s。2）工序40钻孔。（1）选择机床与刀具。选择车床型号z525型立式钻床，刀具为高速钢麻花钻头。钻头的几何形状为双锥修磨横刃，b=1.5mm，l=3mm。（2）选择切削用量。1.决定进给量f。 根据加工要求决定进给量：查表可知，当加工要求为7级精度，铸铁的强度大于200hb，时，f=0.37-0.45mm/r。因为l/d=20/15=1.3，无需修正，故f=0.37-0.45mm/r。取f=0.4mm/r。2. 决定钻头磨钝标准及耐用度。 由表格查知，当时，钻头的后刀面最大磨损量可以取值为0.6mm，耐用度t=3600s。3. 决定切削速度。 查表可知，f=0.4mm/r,时,=0.45m/s。切削速度的修正系数为：故 根据z525钻床说明书，可以考虑选择=6.53rps，但因所选转数较计算转数为高，会使刀具耐用度下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.28mm/r；（3）校验机床功率及扭矩。查表，当时，=。扭矩的修正系数均为1.0，故。根据z525钻床说明书，当n=6.53r/s时，。根据表可知，。根据z525钻床说明书，=2.26kw。由于，,故选择之切削用量可用，即 0.28mm/r， 6.53r/s，0.38m/s。（4）计算基本工时。 基本工时。其中，。查表，车削时的切入量和超切量。那么，即本工序基本工时约为19.1s。3） 工序50 扩孔。（1） 选择机床与刀具。 选择机床型号为z535立式钻床。选择刀具为硬质合金扩孔钻，直径d=30mm.扩孔钻几何形状为前角，后角，切削锥角。（2） 确定切削用量。当扩孔钻直径，加工材料为ht200的工件时，切削进给量为（0.91.3）mm/r。根据机床说明书，取进给量。背吃刀量。查表，铰刀的磨钝标准为后刀面最大磨损量小于1.4mm。刀具耐用度t=4800s。铰孔切削速度。查表，得，。又，。代入数据，得切削速度。转速。综上所述，切削用量为：，。（3）计算基本工时。基本工时。其中，。扩孔深度，切入长度。那么，基本工时。 4)工序140 铰3个孔（1）选择机床与刀具。选择机床型号为z535立式钻床。选择高速钢直柄机用铰刀，直径。铰刀几何形状为：前角，后角，齿背倾斜角，切削锥角，刀齿螺旋角。（3） 确定切削用量。当铰刀直径，加工材料为ht200的工件时，切削进给量为（0.651.3）mm/r。根据机床说明书，取进给量。背吃刀量。查表，铰刀的磨钝标准为后刀面最大磨损量小于0.6mm。刀具耐用度。铰孔切削速度。查表，得，。又，。代入数据，得切削速度。转速。综上所述，切削用量为：，。（3）计算基本工时。基本工时。其中，。铰孔深度，切入长度。那么，基本工时。5）工序170精铣下端面。（1）选择机床与刀具。选择铣床型号仍为x52k立式铣床，刀具为标准高速钢莫氏锥柄立铣刀，铣刀直径确定为。铣刀齿数为6。刀具的几何形状为：前角，周齿后角，端齿后角，刀齿螺旋角为。（2）选择切削用量。本工序为精加工，加工余量较小，故取背吃刀量。铣削宽度。查表，每齿进给量。铣刀磨钝标准为后刀面最大磨损限度在0.25mm之内，铣刀平均耐用度。切削速度。查表，得，。又，。那么，计算出切削速度。则，。根据x52k铣床说明书，确定转速。则实际切削速度。，根据机床说明书确定。则。综上所述，该工序切削用量为：，。（3） 校验机床功率。切削时的圆周力。其中，。代入数据，可以得到圆周力。切削功率。查得x52k铣床的主电动机功率为，效率。那么，。因为，故机床功率满足要求。（4） 计算基本工时。基本工时。其中，。查表，切削时的切入量和超切量。那么，即本工序基本工时约为6.3s。5量检具的选择检验光滑工件的尺寸，可以选择通用量具，也可以选择使用极限量规。分析支承座零件图，其孔的尺寸公差和形位公差关系采用独立原则，故它们的实际尺寸和形位误差分别可以选择使用通用测量器具来测量14。由于该支承座各个孔的尺寸公差均为自由公差，精度要求不高，故可选用分度值为0.005mm的比较仪进行测量，各个孔的尺寸的检验如下：1） 检验孔。查表14可知，可以确定安全裕度，测量器具不确定度允许值。查得，当基本直径为30mm时，分度值为0.005mm的比较仪的不确定度值为0.0020mm，小于0.0056mm。故可满足检验要求。按内缩方案检验孔时的验收极限为：上验收极限。下验收极限。当现有测量器具的不确定度（）达不到“小于或等于档允许值（）”这一要求时，可选用表中的第档（），重新选择测量器具，依此类推，第档（）满足不了要求时，可选用第档（）。2） 检验孔。查表14可知，可以确定安全裕度，测量器具不确定度允许值。查得，当基本直径为42mm时，分度值为0.005mm的比较仪的不确定度值为0.0020mm，小于0.0038mm。故可满足检验要求。按内缩方案检验孔时的验收极限为：上验收极限。下验收极限。3） 检验孔。查表14可知，可以确定安全裕度，测量器具不确定度允许值。查得，当基本直径为8mm时，分度值为0.005mm的比较仪的不确定度值为0.0020mm，小于0.0023mm。故可满足检验要求。按内缩方案检验孔时的验收极限为：上验收极限。下验收极限。4） 检验查表14可知，可以确定安全裕度，测量器具不确定度允许值。查得，当基本直径为10mm时，分度值为0.005mm的比较仪的不确定度值为0.0020mm，小于0.0027mm。故可满足检验要求。按内缩方案检验孔时的验收极限为：上验收极限。下验收极限。6钻夹具设计6.1确定设计方案该钻夹具用于加工支承座大端面上圆周均布的3个孔。在此夹具上，支承座工件可以完成钻孔与铰孔两道工序。6.2确定定位方式与定位元件加工端面3个通孔时，可采用三个支承钉和一个心轴及一个挡销等定位元件来限制工件的自由度。支承钉可限制支承座工件三个自由度，用一个心轴可限制工件的方向的两个自由度，用挡销限制工件的方向自由度，总共可限制工件的六个自由度，属于完全定位。由于此六个孔的位置精度要求不高，在钻孔之前，支承座的下端面已经加工过，故可通过定位来作为加工孔的定位基准。6.3确定导向装置由于在此套夹具上要完成钻孔与铰孔两道工序，故为了方便钻孔完成后铰孔，导向装置应采用快换钻套。钻孔与铰孔时选择的钻套分别为钻套、钻套。由于加工孔的精度要求不高，为了方便装卸工件，本夹具采用固定式钻模板。钻孔时，钻模板用内六角螺栓与圆柱销钉固定18。6.4确定夹紧机构6.4.1工件的夹紧根据支承座工件的定位方式，工件只需沿轴向夹紧。本套夹具采用螺旋夹紧机构，用六角螺母和开口垫圈夹紧工件。夹紧机构是否能可靠夹紧工件需经过验算。查表，当铰刀直径，进给量时，铰孔的轴向力约为。加工条件改变时轴向力修正系数。故轴向力。查表，得铰该孔时产生的扭矩约为。修正系数，故扭矩。那么螺栓所需预紧力。其中，为防滑系数，为接合面的摩擦系数。则，。螺杆总拉力。其中，为螺杆的相对刚度。那么，总拉力。考虑到系统刚度与切削力的变化，取安全系数，则实际需要的夹紧力。m8的螺杆危险截面直径。根据，螺杆材料为45钢，其屈服强度。那么。因此，工件可以被可靠夹紧。6.4.2分度装置的夹紧分度装置的夹紧采用圆偏心夹紧机构。圆偏心夹紧必须保证自锁，自锁条件为。其中，e为偏心距，d为偏心轮直径，f为摩擦因数15。圆偏心轮夹紧行程。其中，为工件夹紧面至定位面的尺寸公差，为工件装卸所需间隙，为夹紧装置夹紧时的弹性变形量，为夹紧行程贮备量。故夹紧行程。用偏心轮转角作为工作段时，偏心距。取摩擦因数，根据自锁条件，偏心轮直径那么，取偏心轮直径为。夹紧力大小。其中设为手柄所受转矩，为摩擦因数，。则代入数据，可得到夹紧力为。显然，夹紧力。所以分度装置能够可靠夹紧。6.5定位误差分析支承座由定位套与一平面限制六个自由度。由于三个孔都是通孔，所以不存在沿轴线方向上的定位误差。加工孔的径向定位是靠定位套与钻套间的相对位置关系来保证。三个孔的尺寸公差为自由公差，按gb/t1084-92线性尺寸的未注公差标准，公差等级为中等时，该孔沿径向尺寸的极限偏差为。为保证径向误差不超过此值，取定位套与钻套相对位置线性尺寸公差为此极限的五分之一18，即。沿圆周均布的三个孔的分度定位靠分度盘来保证。分度盘定位孔沿圆周的角度公差按未注公差角度的极限偏差标准选取。分度盘定位孔的分度精度决定了该工序加工孔沿圆周的分度精度。6.6基于pro/e的夹具三维建模pro/engineer是美国参数技术公司研发集cad/cam/cae技术于一身的三维软件。该软件采用模块化方式，可以进行草图绘制、零件绘制、装配、钣金设计、加工处理等等。参数化设计、基于特征建模、单一数据库是该软件的几大特点。基于pro/e软件绘制零件图和装配图，使夹具的设计变得更加简易、灵活。数据全相关这一特点使整个设计过程中若任何一部分改动，设计前后的整个环节都会相应改动，便于修改与优化。基于pro/e的支承座夹具设计所得装配图如图6.1所示。图6.2为其爆炸图。图6.1支承座夹具三维装配图fig.6.1 three-dimensional assembly drawing of the fixture of the alter 图6.2支承座夹具三维装配爆炸图fig.6.2 explode view of three-dimensional assembly drawing of the fixture of the alter 6.7夹具操作说明本套夹具用于钻、铰大端面上沿大端面均布的三个孔。装夹工件时，翻起固定式钻模板，将工件定位在定位套中，用开口垫圈与六角螺母将工件夹紧。钻模板上装上钻套。翻下钻模板，转动菱形螺母固定好钻模板，偏心轴在弹簧力的作用下插入分度盘的定位孔中，同时扭转偏心轴锁紧分度装置，便可以开始钻第一个孔。钻完一个孔后，拔出偏心轴并转动分度盘，使偏心轴插入下一个定位孔中，转动偏心轴锁紧分度盘，开始钻下一个孔。按这样的方式钻完六个孔后，转动快换钻套使螺钉头部刚好对准钻套上的削边平面，取出钻套，换上钻套、钻套。按照前面的方法依次铰完三个孔。卸取工件时，转动菱形螺母，翻起钻模板，松开螺母与开口垫圈，取下工件，再换装下一个工件。7总结本文给出了支承座的机械加工工艺方案，制定出了支承座零件的机械加工工艺规程，并设计出了钻、铰端面三个孔这两重要工序的专用夹具。合理的支承座加工工艺规程是加工出合格支承座的重要技术保证。本文通过仔细分析零件的工艺性，根据零件各表面的各项技术要求，按照制定工艺规程的一般方法，制定出支承座的机