Z3050-16立柱摇臂升降钻床壳体的加工工艺及夹具设计（全套含CAD图纸）
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1 (2005) 368378a of 989. It is to be by as et 3 N r 2005 +15088316092; +H. 1. of of of of by 985, y 1 of as a of et 2 is a in to a in a in to of a In 3is a 1. a at of by is of of to a In a to on is An if it be to to 005 100 d, 1609, 4 004; in 004; 0 004Y. of a at 4a be as 5 s on to ys is q*, at a is to be is gi(as 1)as : To be be a ; i 1;2; .; n, (1)n is of q z0;y0;f0;of of q y N Y. 1 (2005) 368378 369(2)of as by q. (3). be if q. (2) to :9=; 6. (3). If is is at of is by If is at be of a be to 6a be to Z O X Y Z O (x0,y0,1. to N of is no on to a to is by it is as to is to If is is of a to or A to of a is of is to of L:As 3, n; i 1;2; .; n; n be as : : : :2637et 7 to a to It et 8 an to of L( of to of It X of r of as (4) (5) (6)l is an of 6 6 6 46 Y. 1 (2005) 368378370WL: : : :7) n 6; is is n be of n n of to N Y. 1 (2005) 368378 371n n of n to of is to be to on of in n a s 2. Y (a1,b1,2,b2,(x1,y1,(x2,y2,(ai,bi,(xi,yi,(3. A N V X 0. (9) q. 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Y. 1 (2005) 3683783745 a of in as 1: 0, 1, 00, 896, ,0, 1, 00, 1060, ,0, 1, 00, 1010, , 977, , 977, , 1034, of 1 0 515:000:896001 0378: 1:06000 1 0 612:00:01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 960 866:6257998 :2466 0:093626666666643777777775,o6 is It is of ve of 1is L; N 10378:001:06000 1 0 612: :01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 96 866:6257998 :2466 0:of :8768 607 665 21:3716 0:49953:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 is on ve is as 5. 10 (H. Y. 1 (2005) 368378 375:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 o ve to ,1:876860766521:37160:499526666666643777777775551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 0266666666437777777750; 13; 432; 706; 0: ; 13; 432; 706; 0:04a by of a 0, a To to of 1in . of if a 1in . is an To an an N Y. 1 (2005) 36837837614wof It an locat 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化专业 班 级： 姓 名： 学 号： 外文出处： 机器人和计算机集成制造 21（ 2005） 368 附 件： 1. 原文 ； 2. 译文 2013 年 3 月 夹具定位规划 中 完整性评估和修订 验室，机械工程学系，伍斯特理工学院研究院， 100 路，伍斯特，硕士 01609，美国 2004 年 9 月 14 日收稿 ;2004 年 11 月 9 日修订 ;2004 年 11 月 10 日 发表 摘 要 几何约束是夹具设计中最重要的考虑因素之一。确定位置的解析拟订已发达。然而，如何分析和修改 在 实际夹具设计实践过程中的一个非确定性的定位计划尚未深入研究。在本文中，提出了一种方法来描述 在限制 约束下的重点夹具系统的几何约束状态。 一种限制 约束 下 状态，如果它存在，可以识别给定定位计划。可 以自动识别工件的 所有限制 约束下约束状态的提案。这有助于改善逆差定位计划，并为修订提供指引，以最终实现确定性的定位。 关键词：夹具设计 ;几何约束 ;确定性定位 ;限制 约束 ;过约束 夹具是用 于 制造 工业进 行工件牢固 定 位的一种机制。在零件加工过程中规划一个关键的第一步，夹具设计需要，以确保定位精度和三维工件的精度。 3一般情况下，是最广泛使用的指导原则发展的位置计划。 一个加工夹具定位方案必须满足一些要求。最基本的要求是，必须提供工件确定的位置。 这种观点 指出 ，定位计划生产 的 确定位置，工件不能移动，而至少有一个定位不会失去联系。这一直是夹具设计的最根本的准则之一，许多研究人员关于几何约束状态的研究 表明 ，工件在任何定位计划分为以下三个类别： 1、 良好的约束（确定性）：工件在一个独特的位置 进行配合 ，工件表面 与 6个定位器取得联系。 2、 限制 约束 ：不完全约束工件的自由度。 3、 过约束：工件自由度超过 6 定位的制约。 在 1985年 ,浅田 1提出了满秩为准则雅可比矩阵的约束方程 ,基于分析形成了调研后 ,确定定位。周等 2在 1989年制定了在确定性 定位问题上使用螺旋理论。结果表明 ,定位矩阵的定位需要压力满秩达到确定的位置。该方法的确定通过无数的研究。王等 3考虑定位工件的接触的影响，而采用点接触面积。他们介绍了接触矩阵，并指出，两个接触的机构不应该有平等的，但在接触点曲率相反。卡尔森 4认为，可能没有足够的应用，如一些不是非棱柱的表面或相对误差近似 的 非小线性。他提出一个二阶泰勒展开，其中也考虑到定位误差相互作用。马林和费雷拉 5应用周 对 3定若干按照规则的规划。尽管众多的位置上的确定分析研究 很 少注意非确定性分析的位置。 在浅 田的拟定方案中 ,他们假设工件夹具元件和点之间的联络无阻力。理想的位置 q*,而应放置工件表面和分片，可微函数是 图 1)。 表面函数定义为 :gi(q*)=0是确定的 ,应该有一个独一无二的解决方案为下列所有定位方程组。 gi(q)=0,i=1,2,.,n (1) 其中 向 ,代表了工件的定位和方向。 只有考虑到目标位置 q*附近在 处 : 浅田表明 (2) 阵式所示 （ 3）。确定定位 如果雅可比矩阵满秩，可满足要求。 (2)只有 q=q*一个解决办法 (3) 在 1个 3 ，一个约束方程的雅可比矩阵的 满 秩 的 约束状态如表1所示。如果 定位 是小于 6，工件是 限制约束 的，即存在至少有一个工件 自由 定位议案不 受 限制的。如果矩阵满秩，但定位 大于 6定位，工件 是 过约束，这表明存在至少一个定位等 ;而几何约束工件被删除不影响的状态。 找出一个模型除了3以 建立基准框架提取等效的定位点。胡等 6已经发展出一种系统的方法 ,对这个用途。因此 ,这则能适用于所有的定位方案。 图 1 表 1 等级 数量的定位 地位 6 过分约束 康等 7遵循这些方法和他们实施制定的几何约束分析模块其自动化的计算机辅助夹具设计的核查制度。他们 的 统可以计算出雅可比矩阵和它的排名来确定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和灵敏度定位错误。 熊等人 8提出的等级检查方法的定位矩阵 附件 )。他们还介绍了左 /右边的定位矩阵广义逆理论 ,分析了工件的几何误差。结果表明 ,定位及发展方向误差 X 和位置误差 r 的工件定位相关如下 : 在受限 : X=r, (4) 约束 : X=(1r, (5) 过 分 约 束 : X=1 r+(1 , (6) 是 任意一个向量。 他们还介绍了从这些矩阵的几个指标，评价定位配置，其次是通过约束非线性规划的优化。然而，他们的研究分析，不涉及非确定性定位的修订。目前，还没有就如何处理与提供确定的位置 的 夹具设计系统的研究。 如果不确定性的位置达到夹具系统设计的 要求 ，设计师知道约束状态是什么，以如何改善设计是 非常 重要的 条件 。如果夹具系统是过度约束， 是理想定位需要的 不必要的 信息 。而下约束时，所有有关知识约束工件的议案，可以引导设计师选择额外的定位或 使得 修改定位计划更有效。的总体战略定位计划表征几何约束的状态描述图 2。 在本文中 ,定位矩阵秩的几何约束的施加评价状态 (见附件为获得的定位矩阵 )。确定需要六个定位器定位提供矩阵的满秩定位 如图 3 所示 ,在给定的定位器数量 n,定位法向量 ai,bi,定位的位置 xi,yi,每一个定位器 ,i=1,2,.,n,n*6 定位矩阵可以确定如下 : （ 7） 当等级（ =6， n=6 时，是工件良好约束。 当等 级（ =6， n6 时 ;是工件过约束。 这意味着（ 不必要的定位在定位方案上。工件将不存在限制（ 位器。这种状态的数学表示方法 ,那就是（ 定位向量矩阵 ,可表示为线性组合的其他六行向量。 图 2 几何约束状态描述 图 3 一个简化的定位方案。 定位方案，提供了确定性的位置。发达国家的算法使用下列方法确定不必要的定位： 1、找到所有的（ 合定位的。 2、为每个组合 ,从（ 位器确定定位方案。 3、重新计算矩阵秩的定位为左六个定位器。 4、如果等级不变 ,被删除的 (位器是负责过约束状态。 这种方法可能会产生多种解决方案，并要求设计师来决定哪一套不必要的定位应该被删除 以 最佳定位性能。 当等级（ 6,工件的 限制 约束。 3。算法的开发和实施 在这里待开发的算法，将致力于提供信息的不受限运动工件在不足的约束状态。假设有 n 个定位器之间的关系的工件的位置 /定向误差和定位误差可以表示为如下 其中， X， Y， Z 轴和 X， Y， Z 轴的旋转，分别是位移。直 接还原铁 第 i 个定位器的几何误差。 定义是正确的广义逆的定位矩阵 了找出所有未受限运动的工件， V = 绍了 V 0. 由于 X） 6 必须存在有非零 V 满足式 ， 每个非零的解决方案的 V 代表一个无约束 运动。每学期的 V 代表该运动的一个组成部分。例如， 0; 0; 0; 3; 0; 0 说 绕 置 ， 0; 1; 1; 0; 0; 0 工件可以沿着由下式给出的方向向量 0; 1; 1 有可能是无限的解决方案。解空间， 然而， 可以构造 6- 基本的解决方案 ， 致力于以下分析，找出基本的解决方案。 示出， 行向量之间的依赖关系：在特殊情况下，例如，所有 于零， V 具有一个明显的解决方案， 1， 0， 0， 0， 0， 0，表示沿 x 轴的位移还没有限制。这是很容易 理解，因为 =0 在此情况下，这意味着相应的工件的位置误差是不依赖任何定位错误。因此，相关的动议未约束的定位器。此外，结合 动议不约束，如果是 X 的元素之一，可以作为其他元素的线性组合表示。然而，它 可以移动向量 定义的 为了找到解决办法一般情况下，以下策略： 1. 在定位矩阵消除依赖的行（ S）。 2。计算 6 不正确的修改后的定位矩阵的广义逆 3 4 规范的自由运动空间。 5 计算未定的 V 6. 基于该算法，一个 C +程序的目的是为了查明受限的状态下，不受约束的 运动。 实施例 1。在一个表面的磨削操作中，位于一个工件的夹具系统上，如示于图。 正常矢量和每个定位器的位置如下： 因此，定位矩阵被确定。 在有限的定位方案 这种定位系统提供了根据有限的定位因为 =5 6， 该程序，然后计算 正确的定位矩阵的广义逆 第一行是公认的依赖行，因为这一行的去除不影响矩阵的秩。“其他五排是独立的行。发现根据独立的行的线性组合规定下约束状态的程序的步骤 5。这种特殊情况下的解决方案是显而易见的，所有系数均为零。因此，所述 =100000这表明，工件可沿 x 方向移动。基于这个结果，一个额外的定位器应该是采用约束沿 x 轴的工件位移。 实施例 2。 图 5 示出了铰接 3位系统。的法线矢量和每个定位器的位置，在这最初的设计如下： 这种配 置的定位矩阵是 610 真正的设计修改 修改定位矩阵变为 修改后的定位矩阵是正确的广义逆 检查的程序依赖行，每一行是依赖其它五个行。不失概括性的，第一行被视为依赖行。 5 5 改进的逆矩阵 根据第 5 步中，计算五个未确定的 V 条件 该矢量表示的位移的组合定义的自由运动，沿 1， 0， 向结合旋转要修改这个定位的配置，另一种定位器被添加到限制这种自由运动的工件，假设定位 除在步骤 1 中。该程序可以也算自由运动的工件，如果一个定位器以外 除在步骤 1 中。这提供了多的设计师的修订选项。 确定性的位置是一个重要的要求夹具定位方案设计。分析标准决定性的地位已经确立。为了进一步研究非确定性状态，提出了一种用于检查几何约束的状态已经研制成功。该算法可以识别欠约束状态，并指示不受限运动的工件。它也承认过约束的状态和不必要的定位器。输出信息，可以帮助设计师来分析和改进现有的定位方案。 参考文献 1 , B.。自动重构夹具的柔性装配夹具的运动学分析。 机器人 6 2 C， ， M。加工装置的自动配置的数学方法分析和综合。反 英工业 1989;111:299 3 Y, , M.。 夹具运动学分析的基础上充分接触刚体模型。 J 制造业 科学与工程 2003;125： 316 4 S。刚性零件的装夹和定位计划的二次灵敏度分析 “。 制造业 2001 年科学与工程 ;123（ 3）： 462 5 , 位计划的运动学分析和综合加工装置 。 制造业 科学与工程 2001 年 ;123:708 6 士论文中，伍斯特理工学院 ;2001 年。 7 , , , 会2:350 8 Y, H, 士顿：爱思唯尔 ;2005 年。 购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396毕业设计（论文）Z305016立柱摇臂升降钻床壳体的加工工艺及夹具设计专业名称：所在班级：学生姓名：指导老师：设计时间： 毕业设计任务书一 设计课题：Z305016立柱摇臂升降钻床壳体加工工艺及夹具设计。二 设计任务书：1.壳体机加工工艺过程卡片 1张2.壳体机加工工序卡片 1套3.壳体产品图 1张4.壳体毛坯图 1张5.壳体夹具装配图 1张6.壳体夹具的主要零部件图 34张7.设计说明书 1份 指导老师： 目 录一 前言二 零件的分析三 零件的材料及毛坯种类的选择四 零件机加工时的主要问题五 基准的选择六 工艺路线的制定七 机械加工余量.工序尺寸.毛坯尺寸的确定八 加工设备的选定九 确定切削用量及基本工时十 专业夹具设计十一 参考文献十二 毕业设计总结前 言在前面的实习过程中，我了解了一些产品的加工工艺过程，还见识了一些先进的机械加工设备和生产方法。工艺是生产中最活跃的因素，既是构思和想法，又是实在的方法和手段。工艺设计是生产加工中的核心内容之一。本次设计要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，按指导老师的指定设计其中一道工序的专用夹具，并撰写设计说明书。本次设计是在我们学完了大学的全部基础课.技术基础课以及专业课之后，结束了毕业实习后进行的。这是我们对三年大学所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设的下一个良好的基础。 当然，由于本人知识结构的不完善，欠缺实际生产工作经验，还缺少必要的工艺实验和现场调研，设计中尚存在许多不完善，不合理的地方，恳请各位老师批评指正。 零件的分析2.1 零件的作用分析 题目所给定的零件是Z305016立柱摇臂升降钻床壳体（见附图）。该零件为箱体类零件，它有六个外表面均需加工，孔系的加工精度高，此外，还需加工一系列的螺级孔。2.2 零件的技术要求分析2.2.1 孔的尺寸精度及形状精度孔1220和孔385及孔460，其孔径尺寸精度等级为IT7。2.2.2 孔距孔1和孔3为005mm.箱体孔2和孔4为006mm2.2.3 平面的几何形状精度壳体N面的平面度允差为0.3mm2.2.4孔的中心线与面的垂直度孔385对N面的垂直度为0.03mm2.2.5平行孔的中心线的平行度孔中心线的平行度与齿轮传动精度和齿宽等因素有关，该壳体的孔中心线平行度允差为0.05mm2.2.6孔及平面的表面粗糙度N、M、R、S、Q面及孔1.3.4的粗糙度为Ra1.6m其佘为Ra3.2-12.5零件的材料及毛坯种类的选择由于机体的结构复杂，且其吸振性和耐磨性均要求较高，但其对所承受的载荷并不大，因此选择易于成型，切削性，吸振性，耐磨性较好同时价格低廉的HT200铸铁为毛坯材料，就可以保证零件工作可靠。由于生产量大，为了提高劳动生产率，采用砂型机器造型.这对提高生产率，保证加工质量都是有利的。 零件机械加工时的主要问题箱体类机体，其主要加工表面是平面及其孔系，一般情况下，平面的加工精度比孔系的加工精度容易实现，因此，对于摇臂钻床的壳体来说，其主要问题是如何实现孔的加工精度，如何处理好孔和平面之间的相互关系，由于壳体中批生产，因此满足其生产率的要求也是应该考虑的因素。41孔和平面的加工顺序 箱体内零件的加工应遵循“先面后孔”的加工原则，即先加工基准面，再以基准面加工其它的面，然后加工孔系，这样处理的原因是：平面的面积大，定位是稳定可靠，且夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度，其次是，先加工平面，可以先切去铸件表面的凹 凸部分，为提高孔的加工精度创造条件，而且便于对刀的调整，同时也有利于保护刀具，防止打刀和崩刀。42 粗精加工分阶段进行由于此壳体的结构形状复杂，主要表面的加工精度 较高，所以应将其主要表面的加工分粗精加工进行，这样可以消除由粗加工所产生的内应力，切削力，夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度，同时，还能根据粗精加工的不同要求合理选用设备，有利于提高生产率43 孔系加工方案的选择 加工壳体的孔系时，应选择能满足孔系加工精度要求的加工方法及设备，还应考虑经济效益的因素，在满足精度要求及生产率的条件下选择价格最低的机床。根据该机床的加工精度和生产率要求，宜采用镗模法镗孔和钻，铰孔的加工方案。基准的选择51 粗基准的选择粗基准的选择应满足粗其准选择的要求：1.保证重要加工面的余量均匀；2.保证装入壳体内的零件与壳体臂有一定的间隙3. 保证各主要孔的加工余量均匀；为了满足上述要求，应选择壳体的重要面N为主要其准面和侧面点定位为粗其准，限制工件的六大自由度，达到完全定位。52 精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该考虑进行尺寸换算。壳体的N面和孔1即是装配基准又是设计基准，遵循“基准重合”“基准统一”原则，此外，N面的面积较大，定位稳定，夹紧可靠。工艺路线的选定选定工艺路线，应在保证零件质量的前提下，力求有较高的生产率和低的生产成本.工艺路线方案：工序：铸造工序：热处理，时效处理工序：毛坯检验工序：涂油漆工序：以面为基准，粗车面工序：以面为基准，粗，半精，精车面工序：半精精车面，粗车孔220工序：粗铣，面，精铣，面工序：钻孔，工序10：钻孔48底孔工序11：以面为基准用钻模钻17，42，16工序12：平 工序13：粗，半精，精镗孔230 工序14：粗，半精，精镗孔85，60 工序15：攻螺纹5-8，16，42，48，4-5工序16：倒角，去毛刺 工序17：终检 工序18：入库6.2 工艺路线方案2 工序01 ：铸造 工序02 ：热处理（退火），时效处理 工序03 ：毛坯检验 工序04 ：涂油漆 工序05 ：画线工序06 ：以面为基准，粗铣面，面 工序07 ：以面为基准，粗，半精，精铣，面，粗铣面 工序08 ：以面为基准，半精精铣面 工序09 ：钻孔5-17，10，M16，M48，攻螺纹孔M166H，M486H 工序10 ：钻孔，攻螺纹孔M86H，M56H。 工序11 ：钻孔42底孔，攻螺纹孔M426H 工序12 ：粗，半精，精镗孔220 工序13 ：粗镗孔230 工序14 ：粗.半精.精镗孔85. 60 工序15 ：锪平517，53工序16 ：倒角，去毛刺 工序17 ：终检 工序18：入库6.3工艺路线方案的比较分析 上述两种方案遵循了工艺路线的一般原则。 平面的加工方案1中平面加工以车为主，由于工件的尺寸较大，在车床上加工时，它的惯性较大，平衡困难，又由于N面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削，容易引起工艺系统的振动，而且N面平面度为0.03mm，此精度在车床无法保证的。方案2 采用铣平面，就解决了上述问题。 孔的加工方案1中的3个孔220，85，60是在一道工序中完成的，由于3孔的直径相差较大，采用镗模夹具尺寸太大，而且孔3和孔4的设计基准是孔1，这样会产生基准不重合误差，方案2中将220和85、60分开加工，先加工好220，再以孔为基准加工85和60，而85和60之间的孔中心矩有镗模来保证。综上所诉，方案2的优点多，更能合理的分配加工余量，减少由于主要加工表面余量不均所造成的废品，故优先采用方案2。机械加工余量确定 GB6414-86铸件尺寸公差，GB711351-89加工余量。根据机体最大尺寸为530mm，造型方法为砂型机器造型，按表22-3和表2.2-5，选择铸件精度为9级和铸件加工余量等级为G级，然后按表2.2-4分别确定铸件尺寸公差，各工序尺寸及其公差，各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度如下：平面加工1） N面粗 铣：表面粗糙度R12.5m，工序余量Z=3.5mm半 精 铣：表面粗糙度R6.3m，工序余量Z=0.75mm精 铣：表面粗糙度R1.6m，工序余量Z=0.25mm毛坯尺寸：214.52.82） M面粗 铣：表面粗糙度R12.5m，工序余量Z=3.5mm半 精 铣：表面粗糙度R6.3m，工序余量Z=0.75mm精 铣：表面粗糙度R1.6m，工序余量Z=0.25mm毛坯尺寸：214.52.8mm3） P面粗 铣：表面粗糙度R12.5m，工序余量Z=2.0mm毛坯尺寸：602.0mm4） Q面粗 铣：表面粗糙度R6.3m，工序余量Z=1.75mm半 精 铣：表面粗糙度R3.2m，工序余量Z=0.50mm精 铣：表面粗糙度R1.6m，工序余量Z=0.25mm毛坯尺寸：552.0mm5） R面粗 铣：表面粗糙度R6.3m，工序余量Z=1.75mm半 精 铣：表面粗糙度R3.2m，工序余量Z=0.50mm精 铣：表面粗糙度R1.6m，工序余量Z=0.25mm毛坯尺寸：452.0mm6） S面粗 铣：表面粗糙度R6.3m，工序余量Z=1.75mm半 精 铣：表面粗糙度R3.2m，工序余量Z=0.50mm精 铣：表面粗糙度R1.6m，工序余量Z=0.25mm毛坯尺寸：452.0mm孔的加工1） 孔1粗 镗：2170+0.52，精度IT12，表面粗糙度R6.3m，工序余量2Z=5mm半精镗：2170+0.29，精度IT11，表面粗糙度R3.2m，工序余量2Z=2mm精 镗：220H7，精度IT7，表面粗糙度R1.6m，工序余量2Z=1mm毛坯尺寸：2124.0mm2） 孔2粗 镗：230，精度IT11，表面粗糙度R12.5m，工序余量2Z=10mm毛坯尺寸：2205.0mm3） 孔3粗 镗：83.00+0.22，精度IT12，表面粗糙度R6.3m，工序余量2Z=3mm半精镗：84.50+0.22，精度IT11，表面粗糙度R3.2m，工序余量2Z=1.5mm精 镗： 85H7，精度IT7，表面粗糙度R1.6m，工序余量2Z=0.5mm毛坯尺寸：802.5mm4） 孔4粗 镗： 580+0.22，精度IT12，表面粗糙度R6.3m，工序余量2Z=3mm半精镗：59.50+0.19，精度IT11，表面粗糙度R3.2m，工序余量2Z=1.5mm精 镗： 60H7，精度IT7，表面粗糙度R1.6m，工序余量2Z=0.5mm毛坯尺寸：552.5mm加工设备的选定8.1 选择机床 铣平面：各工序的工步不多，中批生产要求较高的生产率，故选择T612卧式铣镗床。 镗孔：由于加工的零件直径较大，故选择卧式铣镗床；又由于要求的精度较高，考虑到加工效率，减少设备的数量，所以也选择T612卧式铣镗床。钻孔，攻丝，锪孔，可采用专用的钻模在摇臂钻床上加工，可选用Z35型摇臂钻床。8.2 选择夹具 本零件在铣平面、镗孔、钻孔都采用专用夹具。 选择刀具 在铣平面的工序中，一般都选择硬质合金铣刀。本零件的毛坯材料为铸铁，所以采用YG6硬质合金铣刀。 在镗孔的工序中，一般都选择硬质合金镗刀。 在钻孔，攻丝，锪平面的工序中，一般选用合金刀具。8.3 选择量具本零件生产属于中批生产，一般均采用通用量具，选择量具的原则有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。 选择孔加工用量具85H7孔经粗镗，半精镗，精镗三次加工 粗镗至83.00+0.22mm 半精镗至84.50+0.22mm粗镗孔83.00+0.22，公差等级IT12，按表5.1-5，精度系数K=0.1，计量器具测量方法的极限误差lim=KT=0.10.19=0.019mm,查表5.1-6，可选用内径百分尺。从表5.1-10中选分度值为0.01mm，测量范围50125mm的内径百分尺（GB8177-87）。半精镗孔84.50+0.22mm，公差等级为IT11级，按表5.1-5，精度系数K=0.2，计量器具测量方法的极限误差lim =KT=0.20.09=0.018mm，查表5.1-6及5.2-18，选分度值为0.01mm，测量范围50100mm的一级内径百分尺（JB1081-75）。精镗孔85H7，由于精度要求高，所以选用极限量规，按表5.2-1，根据孔径可选用三牙锁紧式圆柱塞规。（GB6322-86） 其余选用游标卡尺，分度值为0.01mm。确定切削用量及基本工时工序6：以面为基准，粗铣面，面1）铣M面刀具选用YG6硬质合金刀片镶齿盘铣刀，机床选用T612型卧式铣镗床，计算结果如下： 铣刀进给量fz fz=0.18mm/z 主轴转速ns ns=60r/min 实际切削速度Vc Vc=59.346m/min 铣削深度ap ap=3.5mm 刀具耐用度t耐 t耐=300min 铣削时间tj tj=3t=31.04=3.12min 2）铣S面刀具选择YG6硬质合金刀片端铣刀 根据表3.1，铣削深度ap2.5mm时，ae=112mm 选择标准的端面铣刀，齿数z=12，do=125mm铣刀形状由于铸铁硬度220HBS，故选择ro=5Kr=30，Kv=5ao=8ao=10，s=-15选择切削用量确定铣削深度，由于加工余量不大，可一次走刀完成，则ap=3.0mm。确定每齿进给量fz，采用端面铣刀以提高进给量，据（文献2）表3.5，当选用YG6，铣床的功率为10kw（表4.2-18）T612型卧式铣镗床说明书时，fz=0.140.24mm/z，故取fz=0.24 mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具寿命，据表3.7铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1mm，由于铣刀直径do=125mm，故刀具寿命T=180min。确定切削速度Vc和 每分钟进给量Vf。切削速度可根据表3-16查出：当do=125mm，Z=12，fz=0.24 mm/z，ap=3.0mm，则Vt=87m/min ，nt=220r/min ，Vft=586mm/min各修正系数为：Kmv=Kmn=Knv=1.0，Ksv=Ksn=Knv=0.8故Vc=VtKsvKmv=871.00.8=69.6m/min Vn= ntKmnKsn=2201.00.8=176r/min Vf= VftKnvKnv=5861.00.8=468.8mm/min根据表4.2-18，T612型卧式铣镗床说明书选择 nc=205r/min ，Vfc=240mm/min因此实际的切削速度和每齿进给量为： Vc=do nc/1000=3.14125205/1000=80m/min fz= Vfc/ ncz=240/（20512）=0.24mm/z校验机床功率。根据表3-24，当p=180220mPa，ae112mm，ap =3.0mm，do=125mm，Z=12，Vf=240mm/min。近似为：Pc=5.5Kw根据T612型卧式铣镗床说明书机床主轴允许的功率为（100.75）=7.5Kw，故机床的功率满足要求。基本工时tm=L/Vf式中，L=l+y+，l=190mm根据表3-26，不对称安装铣刀，入切量及超切削量y+=47mm，则L=237mm。tm=2L/Vf=237/240=1.0min工序7：以面为基准，粗，半精，精铣，面，粗铣面1） 铣N面 刀具选YG6硬质合金刀片镶齿盘铣刀，据（文献2）表3.1，铣削深度为ap5mm是，ae=256mm，就选择标准的镶齿盘铣刀，齿数Z=22，do=315mm。 铣刀的形状 由于铸铁硬度220HBS，故选择ro=15Kr=30，Kv=5ao=8ao=10，s=-15选择切削用量（1） 确定铣削深度ap，由于加工余量不大，故可以在一次走刀内完成，则ap=3.5mm。（2） 确定每齿进给量fz，采用不对称镶齿盘铣刀以提高进给量，据表3.5，当选用YG6，铣床的功率为10kw（表4.2-18）T612型卧式铣镗床说明书时，fz=0.140.24mm/z，故取fz=0.24 mm/z。（3） 确定铣刀磨钝标准及刀具寿命，据表3.7铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5，由于铣刀直径do=3.5，故刀具寿命T=300min。确定切削速度Vc和 每分钟进给量Vf。切削速度可根据表3-16（4） 查出：当do=3.5，Z=22，fz=0.24 mm/z，ap=3.5mm，则Vt=73m/min ，nt=74r/min ，Vft=256mm/min各修正系数为：Kmv=Kmn=Knv=1.0，Ksv=Ksn=Knv=0.8故Vc=VtKsvKmv=731.00.8=58.4m/min Vn= ntKmnKsn=741.00.8=59.2r/min Vf= VftKnvKnv=2561.00.8=204.8mm/min根据表4.2-18，T612型卧式铣镗床说明书选择 nc=60r/min ，Vfc=240mm/min因此实际的切削速度和每齿进给量为： Vc=do nc/1000=3.143.560/1000=59.346m/min fz= Vfc/ ncz=240/（6022）=0.18mm/z（5） 校验机床功率。根据表3-24，当p=180220mPa，ae256mm，ap =3.5mm，do=3.5mm，Z=22，Vf=240mm/min。近似为：Pc=9.5Kw根据T612型卧式铣镗床说明书机床主轴允许的功率为10Kw，上述查得的功率为铣一整个平面所需功率，由于此加工平面只有边上一圈，加工面积很小，故机床的功率满足要求。（6） 基本工时tm=2L/Vf式中，L=l+y+，l=530mm根据表3-26，不对称安装铣刀，入切量及超切削量y+=110mm，则L=640mm。tm=2L/Vf=2640/240=5.4min 2）铣Q面铣刀进给量fz fz=0.01mm/z实际切削速度vc vc=88mm/min切削深度ap ap=2.5mm刀具耐用度 t耐=180min切削功率pa pa=2.3kw铣削时间tj tj=t1+2t2=0.77min3）铣R面 刀具选择YG6硬质合金刀片端铣刀 根据（文献2）表3.1，铣削深度ap2.5mm时，ae=112mm 选择标准的端面铣刀，齿数z=12，do=125mm铣刀形状由于铸铁硬度220HBS，故选择ro=5Kr=30，Kv=5ao=8ao=10，s=-15（1） 选择切削用量确定铣削深度，由于加工余量不大，可一次走刀完成，则ap=3.0mm。确定每齿进给量fz，采用端面铣刀以提高进给量，据表3.5，当选用YG6，铣床的功率为10kw（文献3）（表4.2-18）T612型卧式铣镗床说明书时，fz=0.140.24mm/z，故取fz=0.24 mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具寿命，据表3.7铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1mm，由于铣刀直径do=125mm，故刀具寿命T=180min。确定切削速度Vc和 每分钟进给量Vf。切削速度可根据（文献1）表3-16查出：当do=125mm，Z=12，fz=0.24 mm/z，ap=3.0mm，则Vt=87m/min ，nt=220r/min ，Vft=586mm/min各修正系数为：Kmv=Kmn=Knv=1.0，Ksv=Ksn=Knv=0.8故Vc=VtKsvKmv=871.00.8=69.6m/min Vn= ntKmnKsn=2201.00.8=176r/min Vf= VftKnvKnv=5861.00.8=468.8mm/min根据（文献3）表4.2-18，T612型卧式铣镗床说明书选择 nc=205r/min ，Vfc=240mm/min因此实际的切削速度和每齿进给量为： Vc=do nc/1000=3.14125205/1000=80m/min fz= Vfc/ ncz=240/（20512）=0.24mm/z校验机床功率。根据表3-24，当p=180220mPa，ae112mm，ap =3.0mm，do=125mm，Z=12，Vf=240mm/min。近似为：Pc=5.5Kw根据T612型卧式铣镗床说明书机床主轴允许的功率为（100.75）=7.5Kw，故机床的功率满足要求。基本工时tm=L/Vf式中，L=l+y+，l=190mm根据表3-26，不对称安装铣刀，入切量及超切削量y+=47mm，则L=237mm。tm=2L/Vf=237/240=1.0min4）铣P面铣刀进给量fz fz=0.01mm/z实际切削速度vc vc=88mm/min切削深度ap ap=3.0mm刀具耐用度 t耐=180min切削功率pa pa=2.3kw 铣削时间tj tj=t1+2t2=0.45mm工序8：以面为基准，半精精铣面刀具选YG6硬质合金刀片镶齿盘铣刀，据（文献2）表3.1，铣削深度为ap5mm是，ae=256mm，就选择标准的镶齿盘铣刀，齿数Z=22，do=315mm。确定铣削深度，由于加工余量不大，可一次走刀完成，则ap=3.0mm。确定每齿进给量fz，采用端面铣刀以提高进给量，据表3.5，当选用YG6，铣床的功率为10kw（表4.2-18）T612型卧式铣镗床说明书时，fz=0.140.24mm/z，故取fz=0.24 mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具寿命，据表3.7铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1mm，由于铣刀直径do=125mm，故刀具寿命T=180min。确定切削速度Vc和 每分钟进给量Vf。切削速度可根据表3-16查出：当do=125mm，Z=12，fz=0.24 mm/z，ap=3.0mm，则Vt=87m/min ，nt=220r/min ，Vft=586mm/min各修正系数为：Kmv=Kmn=Knv=1.0，Ksv=Ksn=Knv=0.8故Vc=VtKsvKmv=871.00.8=69.6m/min Vn= ntKmnKsn=2201.00.8=176r/min Vf= VftKnvKnv=5861.00.8=468.8mm/min根据表4.2-18，T612型卧式铣镗床说明书选择 nc=205r/min ，Vfc=240mm/min因此实际的切削速度和每齿进给量为： Vc=do nc/1000=3.14125205/1000=80m/min fz= Vfc/ ncz=240/（20512）=0.24mm/z校验机床功率。根据表3-24，当p=180220mPa，ae112mm，ap =3.0mm，do=125mm，Z=12，Vf=240mm/min。近似为：Pc=5.5Kw根据T612型卧式铣镗床说明书机床主轴允许的功率为（100.75）=7.5Kw，故机床的功率满足要求。铣刀进给量fz fz=1.35mm/z 主轴转速ns ns=960r/min 实际切削速度Vc Vc=108.47m/min 铣削深度ap ap=0.05mm 刀具耐用度t耐 t耐=300min 铣削时间tj tj=1.04min工序9：钻孔5-17，10，M16，M48，攻螺纹孔M166H，M486H1）钻5-17钻头材料为硬质合金钢钻头直径d=17mm进给量f=0.1mm/r钻削速度V=0.3 m/s主轴转速Ns=337r/min加工时间Tj=4.3min2）钻10钻头选为硬质合金钢直柄麻花钻钻头直径d=9.8mm进给量f=0.1mm/r钻削速度V=0.3 m/s主轴转速Ns=637r/min加工时间Tj=0.52min3）钻M1615-7H，攻螺纹攻螺纹前钻孔使用锥柄阶梯麻花钻，材料为硬质合金钢，计算如下钻头直径d=15.7mm进给量f=0.1mm/r钻削速度V=0.3 m/s主轴转速Ns=143.3r/min加工时间Tj=1.95min 攻M1615-7H，丝锥材料为硬质合金钢丝锥直径d=16mm钻削速度V=0.4 m/s主轴转速Ns=47.8r/min加工时间Tj=0.45min4）钻M4820-7H，攻螺纹使用专用钻头材料为硬质合金钢钻头直径d=46mm进给量f=0.1mm/r钻削速度V=0.3 m/s主轴转速Ns=120r/min加工时间Tj=1.9min 攻M48X20-7H，丝锥材料为硬质合金钢丝锥直径d=48mm钻削速度V=0.04 m/s主轴转速Ns=15.9r/min加工时间Tj=1.258min工序10：钻孔，攻螺纹孔M86H，M56H。钻5-M8-7H深15mm螺纹底孔6.7，深18mm盲孔，选择硬质合金钢麻花钻头，按（文献2）表3-117，取V=0.3m.s,则可算出Ns=10D0=0钻孔，盲孔L2=0，通孔L2=（1-4）钻5-8H7深18mm底孔8选择硬质合金钢麻花钻头按表3-117，取V=0.3m.s, 则可算出Ns=103V/d=73.5r/min查表7.5得.Tj=L/fns=0.15mint总=5Tj=0.75min钻4-M5-M7H，钻头材料为硬质合金钢直柄麻花钻钻头直径d=4.5mm进给量f=0.1mm/r钻削速度V=0.3 m/s主轴转速Ns=1270r/min加工时间Tj=0.68min攻5-M8.深15mm按表3-124。取V=0.04m/s则Ns=103V/d=95.5V/minTj=(L1+L2+L) (1/Ns+1/N1)/f按表7-8，取Ns=N,I=1(单孔)，L1=(1-3)fL2=(2-3)f则Tj=(8+5+5) (1/95.5+1/95.5)/25.11=0.2min2.T总=5tj=50.2=1min攻4-M5-7H，丝锥材料为硬质合金钢丝锥直径d=5mm钻削速度V=0.04 m/s主轴转速Ns=153r/min加工时间Tj=0.4min工序11：钻孔42底孔，攻螺纹孔M426H攻M421.5-7H，丝锥材料为硬质合金钢丝锥直径d=42mm钻削速度V=0.04 m/s主轴转速Ns=18.2r/min加工时间Tj=1.32min工序12：粗，半精，精镗孔220粗镗孔1220，工序尺寸为217+0.52用一根镗杆加工，按表3-123，取V=0.8m/s,f=0.57mm/r则主轴转速：ns=1000v/d=10000.8/(3.14217)=70r/min查表2.4-21得：fz=9.8160 nfzcfzapxfzvnfzkfz Pm=Fzv10-3取c2=180, xfz =1, nfz =0 kfz =1 yfz=0.75则fz=9.81601802.750.20.750.41 1452.3N Pm=1452.30.810-3=1.16kw取机床的效率为0.75则5.50.75=4.125w1.16kw故机床功率足够基本工时计算如下：L=25min.Tj=L/fnS=25/(0.7570)=0.63min半精镗孔1220，工序尺寸分别为219.5+0.22按表3-123，取V=1.15m/s,f=0.45mm/r则主轴转速；ns=1000V/d=1.67r/s=100r/min查 表2.4-21得：Fz=9.1860nfzCfzapXfzYfzVfzKfz Pm=fzV10-3取az=180,Xfz=1,Yfz=0.75,Nfz=0,Kfz=1则Fz=9.81601802.750.20.750.401=1452.3NPm=0.65Kw取机床效率为0.75则5.50.75=4.0125Kw0.65Kw故机床效率足够基本工时计算如下：L=25mm Tj=L/fns=25/0.458100=0.56min精镗孔1220。用一根镗杆加工，按表3-123取V=1.5m/s,f=0.15mm/r则主轴转速：Ns=1000V/d =130r/min查表2.4-21得：Fz=9.8160nfzazXfzYfzVfzKfzPm=FzV10-3取az=180, Xfz=1,Yfz=0.75,Nfz=0,Kfz=1则 Fz=9.81601802.750.20.750.401=1452.3NPm=1452.31.510-3 =2.178Kw取机床效率为0.75，则5.50.75=4.1252.178Kw故机床效率足够基本工时计算如下L=25minTj=L/Fns=25/0.558100=1.67min工序13：粗镗孔230取V=0.6m/s,f=0.57mm/r则主轴转速：ns=1000v/d=10000.6/(3.14217)=65r/min查表2.4-21得：fz=9.8160 nfzcfzapxfzvnfzkfz Pm=Fzv10-3取c2=180, xfz =1, nfz =0 kfz =1 yfz=0.75则V=0.8m/s,F=0.57mm/r,Ns=66r/min,Pm=1.16Kw加工时间：T=0.45min工序14：粗.半精.精镗孔85. 60粗镗孔385，工序尺寸为83+0.22，粗镗孔460，工序尺寸为58+0.22 使用硬质合金镗刀一次加工完成。按表3-123，取V=0.8m/s,f=0.57mm/r.则主轴转速：ns=1000V/d=10000.8/(3.14217)=70r/min查表2.4-21得：Fz=9.8160nfzCfz apXfzYfzVnfzKfzPm=FZV10-3取az=180,Xfz=1,Yfz=0.75,Nfz=0,Kfz=1则 Fz=9.81601802.750.20.750.401=1452.3NPm=1452.380.810-3=1.16Kw取机床效率为0.75，则5.50.75=4.0125Kw1.16Kw故机床功率足够。基本工时计算如下；L=41min. Tj=L/fns=41/0.5770=1.03min.半精镗孔385，孔460工序尺寸分别为84.50+0.22，59.50+0.19按表3-123，取V=1.15m/s,f=0.45mm/r则主轴转速：Ns=1000V/d=1.67r/s=100r/min查表2.4-21得：Fz=9.8160nfzazXfzYfzVfzKfz Pm=FzV10-3取az=180, Xfz=1,Yfz=0.75,Nfz=0,Kfz=1则Fz=9.81601802.750.20.750.401 Pm=FzV10-3=0.65Kw取机床效率为0.75，则5.50.75=4.01250.65Kw故机床功率足够基本工时计算如下；L=41mm Tj=L/fns=0.91min精镗孔385，孔460用镗模一次加工完成按表3-123，取V=1.5m/s,f=0.15m/s则主轴转速：Ns=1000V/d=2.17r/s=130r/min查表2.4-21得Fz=9.8160nfzazXfzYfzVfzKfzPm=FzV10-3取az=180, Xfz=1,Yfz=0.75,Nfz=0,Kfz=1则Fz=9.81601802.750.20.750.401Pm=1452.31.510-3=2.178Kw取机床效率为0.75则5.50.75=4.1252.178Kw故机床效率足够基本工时计算如下:L=41min Tj=L/fns=2.10min工序15：锪平517，53采用90锪钻，为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与精镗孔时相同：n=337r/min，手动进给。最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡片中。夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低工人劳动强度，需要设计出专用夹具。 经过与指导老师商量，决定设计第14道工序-粗镗，半精镗，精镗孔385，孔460的镗床夹具，该夹具适用于T621型卧式铣镗床，刀具为一根硬质合金镗刀。 镗床夹具是精加工用夹具，因此各个方面要求均较高。如镗模支架上导向孔，它主要是用来保证加工孔和孔系的位置精度，所以导向孔的中心线必须与定位面保持正确的相互位置要求。如对定位面的坐标尺寸公差、平行度、垂直度，对镗模找正基面的相互位置要求，孔系各孔中心线间的平行度和垂直度，同轴线孔的同轴度等，这些因素都是要考虑的。1 确定加工方案此工序所加工的孔均在S面上孔3，孔4的中心线，设计基准为孔1，且孔3，孔4与N面的垂直度为0.03mm。由于孔3。孔4的中心线的位置精度要求较高，则使用膛模一次把孔3，孔4加工出来。2 确定定位方案方案一：以M面220为主要基准限制3个自由度和3个转动自由度，以侧面为辅助支承限制一个转动自由度。这种定位从原理上分析是合理的，夹具结构也很简单，这样可以缩小定位销的尺寸。但由于孔3和孔4与N面有垂直度要求，又由于工件的结构形状复杂，这夹紧时会出现违背选择夹紧力作用点的原则，即夹紧力的作用点不能作用在定位元件的支承表面上或作用在几个定位元件所够成的稳定受力区域内这一贯原则。方案二：用N面和孔220为主要基准，限制3个移动自由度和2个转动自由度，以侧面为辅助支承限制一个转动自由度，这种定位方案既可以满足“基准重合”的原则，也可以满足孔3，孔4和N面的垂直度要求，这样能解决方案一中夹紧力不能作用在定位元件的
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