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立轴回转分度钻床夹具设计,立轴,回转,分度,钻床,夹具,设计
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毕业设计（论文）中期报告 题目：立轴回转分度钻床夹具设计 1. 设计（论文）进展状况 本设计已经完成以下内容 （ 1） 对于开题答辩中，老师 针 对我 的 设计方案提出 了一些 问题，我 经过查阅相关资料 完善了设计方案，并通过了指导老师的检查；也对开题报告内容中存在的格式问题进行了修改和完善。 （ 2）完成了与立轴回转分度钻床夹具相关的英文文献，英文题目为 ed 翻译为中文题目是 在传统摇臂钻床工具床中使用复合材料的被动阻尼的实验分析，字数大约 3000 字。 （ 3） 根据结构布置的相关规定、规范和原则，完成了立轴回转分度钻床夹具的三维建模草图，建模草图主要包括被加工零件曲柄板，夹具的定位元件平头支撑钉、V 形块和定位心轴，夹具的夹紧元件有开口垫圈和夹紧螺母，操作元件手柄，和一些基本连接零件等，如图 1 所示： 图 1 夹具及工 件安装示意图 此钻床夹具 我们在设计时考虑到必须限制工件的六点定位并实 现 夹 紧 的 方 式，主要定位由夹具中分度盘上面的三个支承钉作为主要定位， 支撑钉选的是固定支撑钉中的平头支撑钉，它主要用于精基准定位，如图 2所示； 圆形 表面定位 我们用的是 如图 3所示， 仅安装工件方便，而且定位对中性好。 图 2 图 3 中心孔是圆周定位基准 ， 夹紧方式是 利用 定心夹紧机构， 中心定位心轴元件与夹紧 螺栓元件合为一 体，选用的是 双头螺栓，如 图 4所示； 图 4 双头螺栓柱心轴三维立体 并且定位和夹 紧 动作是同时 进 行的 ，夹紧是 利用工件上已加工好的上端面，用夹紧螺母和开口垫圈将工件压紧在分度盘上，如图 5所示 ： 图 5 工件的夹紧示意图 加工的工件有 2个直径不同的孔组成，为能快速更换不同孔径的钻套 ， 应选用 可换钻套 ， 如图 6所示； 钻套要用钻套螺钉来压紧钻套， 如图 7所示； 图 6 可换钻套三维立体图 图 7 钻套用螺钉三维图 采用弹簧销 分度装置，当 钻完第一个孔后， 抬起手柄 拔出对定销， 转 动 分度盘 ，当下一个分度孔与对定销对准时，对定销在弹簧的作用下，插入分度孔， 即可钻 第 二个孔 ， 以此类推 。 2. 存在的问题及解决措施 存在的问题： （ 1） 在立轴回转分度钻床夹具三维建模的过程中，由于采用可调式 V 形块，自己对这个结构不是很清楚，在建模时有些困难； （ 2） 在本次设计中涉及到了许多非标准件的选用，虽然之前接触过，但在综合考虑结构和经济等方面还有所欠缺； （ 3） 还有一方面就是对于英文翻译比较吃力，尤其是其中的一些专业术语。 解决措施： （ 1） 查看与夹具设计相关的资料，例如现代 夹具设计手册等； （ 2） 积极地和同学讨论，向老师请教； （ 3） 翻译英文文献时借助了翻译软件。 （ 4） 以下是我针对活动 V 形块结构查找的资料，如图 8 所示； 图 8 活动 V 形块二维结构图 3. 后期工作安排 （ 1） 由于建模时某些零件的尺寸会有所不合理，导致立轴回转分度钻床夹具在实际仿真时出现问题，所以要对不合理的零件进行优化改进 ； （ 2）第 10 周 第 11 周：完成立轴回转分度钻床夹具零件工件的定位误差计算，和工件夹紧力的分析计算； （ 3）第 12 周 完成立轴回转分度钻床夹具的装配工艺设 计； （ 4）第 13 周 完成装配图及零件图； （ 5）第 14 周 第 15 周：完成毕业论文，准备毕业答辩。 注： 1） 正文：宋体小四号字，行距 20 磅 ，单面打印；其他格式要求与毕业论文相同。 2） 中期报告由各系集中归档保存，不装订入册。 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 题目：立轴回转分度钻床夹具设计 文）综述 (题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 目背景、研究意义 “工欲善其事，必先利其器 ” ，在机械制造工业中，为了达到保证产品质量、改善劳动条件、提高劳动生产率及降低成本的目的，在工艺过程中，除机床等设备外，还大量使用着各种工艺装备，包括各种夹具、模具、刀具、辅助工具及测量工具等。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备 1，广泛应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配 、焊接和检测等工艺过程 2,在机械加工技术日新月异，机床技术高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展 。 机床夹具就是机床上所使用的一种辅助设备，用它来准确地确定工件与刀具的相对位置，即将工件定位和加紧，以完成加工所需要的相对运动 3， 在所有机床中钻床是其中最重要的设备之一，而钻床夹具是在生产上应用最广泛的机床夹具，型式多样，这主要是由于被加工孔的位置相对于定位基准来说，比较分散而且几何关系变化较多所决定的 4。 机床夹具的组成： 定位 装置 ： 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置 ； 夹紧装置 ： 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力 (切削力等 )作用时不离开已经占据的正确位置 ； 对刀或导向装置 ： 其作用是确定刀具相对定位元 件的正确位置 ； 连接原件 ： 其作用是确定夹具在机床上的正确位置 ； 夹具体 ：夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接一个整体 ； 其他元件或装置 ： 是指夹具中因特殊需要而设置的元件或装置 ； 根据加工需要 ,有些夹具上设置分度装置、靠模装置 ;为能方便、准确定位 ,常设预定位装置 ;对于大型夹具 ,常设置吊装元件等 5。 机床夹具 按夹具的使用特点可分为：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、拼装夹具 ； 按使用机床可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具 6。 钻床夹具一般是由定位元件、夹紧装置、夹具体、对刀、导向元件及其他装置或元件组成 7。钻床夹具主要用于钻、扩、铰孔 ， 在钻削加工中，工件上被加工孔的分布情况，在很大程度上决定了夹具的类型。因此钻床夹具可分为：固定式钻具 ,多用为大型钻具 ， 被加工表面轴线相同，或相互平行（用摇臂钻），钻具需要固定在机床工作台上的情况 ； 移动式钻具 ,用 于各被加工表面的轴线平行，用钻具移动来变换工位的情况 ； 翻转式钻具 ,用于加工方向不同的几个孔，整个钻具可以翻转的情况 ； 回转式钻具 ,用于加工方向不同的几个孔，工件装在钻具的回转部分相对于钻具底座可以转动或分度 8。 内外相关研究情况 20世纪 70年代前期，白俄罗斯院士发表了 10篇有关在工艺装备设计中应用计算机的文章， 20世纪 80年代前后在美国出现了有关计算机 辅助夹具设计的文章 9。 目前，了一个二维组合夹具元件的配置算法。 整”的算法来分析多边形工件的组合夹具设计，并开发出一个组合夹具设计系统 10。 夹具作为传统机械制造业中最重要的工艺装备之一已有了一百多年的历史，其在机械制造业的发展过程中发挥了巨大作用， 我国于 80年代末开始对组合夹具元件的设计与管理进行了研究和开发，在总结和吸取我国应用和发展槽系夹具经验的基础上，根据现代机械加工特征及夹具的发展趋势，研制了新一代孔系组合夹具 系统， 随着科学技术的发展和进步，机床夹具已经由单纯的辅助工具发展成为门 类较齐全的重要机械加工工艺装 备 11。 2. 本课题的研究的主要内容和研究方法 课题研究的主要内容： （ 1）立轴回转分度钻床钻模零件的工艺分析 ,立轴回转分度钻床钻模工件的定位分析； （ 2）立轴回转分度钻床钻模零件工件定位误差计算，立轴回转分度钻床钻模夹 紧力的分析与计算； （ 3）立轴回转分度钻床钻模零件夹具的工作原理 ,立轴回转分度钻床钻模设计中存在的问题； （ 4）立轴回转分度钻床钻模夹具装配工艺设计与仿真。 究方案： 由于工作零件是曲柄板 ,如下图 1与图 2所示， 主要由圆柱面、端面、孔系等组 成 ，是典型的盘类零件，也是导偏传动机构， 材料为 45 钢，采用油淬或水淬 。 结构比较简单，其他各表面均已加工好，且各处加工精度高 12， 本次设计任务是：加工曲柄板上均匀分布的 5同轴线上 51 沉孔。 图 1 曲柄板三维立体图 图 2 曲柄板二维零件图 因此，设计两种夹具方案 进行对比： 方案一 :在工件表面上需要加工圆周孔 ,因此我们在设计夹具时考虑到必须限制工件的六点定位并实 现 夹 紧 的 方 式，主要定位由夹具中分度盘上上面的三个支承钉作为主要定位，圆形 表面 我们用的是 夹 紧机构，中心孔是圆周定位基准 13；夹紧方式是 利用 定心夹紧机构， 中心定位心轴元件与夹 紧 螺栓元件合为一 体， 并且定位和夹 紧 动作是同时 进 行的 ； 加工的工件有 2个直径不同的孔组成，为能快速更换不同孔径的钻套 ， 应选用快换钻套 14；采用弹簧销分度装置，当 钻完第一个孔后， 抬起手柄6拔出对定销 5， 转 动 分度盘 1，当下一个分度孔与 对定销对准时，对定销在弹簧的作用下，插入分度孔， 即可钻 第 二个孔 ,以此类推 。所以，采用弹簧销时，手柄每往复转动一次，便同时完成分度与对定两个动作，操作方便迅速 15。 图 3 方案一夹具的结构示意图 方案二： 此方案定位中圆柱孔定位采用的是橡胶芯压缩膨胀心轴 16， 膨胀心轴的螺母旋紧时 ， 橡胶芯 外径膨胀，从而径向夹紧 工件 ，但是定位精度低 17。此方案中 分度定位销采用手拉式操作机构，手柄向外拉出时，对定销衬套中退出，手柄旋转转 90度，令横销在弹簧 作用下搁在导套的顶端平面上，此时即可转动分度盘进行分度 18。此种分度对定销操作机构，拔出对定销和分度盘的转位分度需要分别操作，比较费时费力，其操作误差会直接影响分度精度 19。 方案对比 表 1 方案对比表 定位 分度 精度 效率 周期 生产 方案 1 工件圆柱孔采用螺栓柱心轴定位 ,此时 中心定位心轴元件与夹 紧螺栓元件合为一 体 分度定位销采用单手柄操纵分度和对定的弹簧式的操作机构 高 高 生产周期 短 大 批量 方案 2 工件圆柱孔采用橡胶芯压缩膨胀心轴定位 分度定位销 采用手拉式操作机构 低 低 生产周期 长 小 批量 经过对比，选用方案一。 期已开展工作 重点及难点： 设计出立轴回转分度钻床的专用夹具，分析零件的工艺，夹具的定位误差和夹紧力的分析计算，利用三维建模软件 建 工件的三维 模 型，利用二维绘图软件 绘制夹具装配体的三视图。 前期已开展工作： （ 1）查阅相关资料，积累基础知识； （ 2）初步了解常规夹具的设计及加工方法； （ 3）初步了解关于 回转分度 夹具的一些相关知识； （ 4）学会运用 三维建模和二维画图 等作图软件。 课题的工作方案及进度计划（按周次填写） 第 1 周第 3 周：查阅资料，完成基础知识的积累和开题报告。 注： 1） 正文：宋体小四号字，行距 20 磅 ，单面打印；其他格式与毕业论文要求相同。 2） 开题报告由各系集中归档保存。 3） 开题报告引用参考文献注释格式可参照附录 E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。 不进入 正 文 ，可以作为附件放在开题报告后面。 第 4 周第 6 周：工件的分析；定位分析（自由度）。 第 7 周第 9 周： 立轴回转分度钻床夹具 的工作原理；设计中存在的问题。 第 10 周第 13 周： 立轴回转分度钻床 钻模 夹具 装配工艺设计与仿真。 第 14 周第 15 周：完成毕业论文 。 课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教 师： 年 月 日 系主管领导： 年 月 日 参考文献 1 全晓春 ,刘晓花 J2012,28(3):71 2 黄淑芳 ,程伟珍 机床夹具设计与应用 ”项目化改革的实践 J2012, (32):78 3 王建华 J山东省地质探矿机械厂 ,2009,(6):724 朱成洲 J2011,5:565 李乐 J3):906 杨营营 J6):151. 7 吴小邦 方案构思原则 J6):1388 徐晋之 .“钻床夹具设计 ”零件的机械加工工艺过程及工艺装备 J2):1209 李玉田 J技论坛 ,(13):212. 10 张滢滢 ,刘春雨 J2011,(26):69. 11 王力行 J2008,(9):16312 胡占明 J发 ,2011,(2):64. 13 吴玲艳 J11):12914 李波 ,杨济森 J8):10515 孙遇高 J5):11. 16 崔丽娟 J2):4417 . 2008,25918 I,of ig 19 on 155):235 本科 毕业设计 (论文 ) 题目： 立轴回转分度钻床夹具设计 I 立轴回转分度钻床夹具设计 摘 要 在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的装备，其直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和生产制造成本等。本次设计的是关于立轴回转分度钻床夹具设计，主要介绍了在立式钻床上加工曲柄板均匀分布圆柱形沉孔的钻床夹具，着重阐述了夹具的工作原理，对曲柄板的六点自由度进行分析，对夹具的设计方案进行分析和方案的制定，确定夹具总体设计制造方案，包括定位和夹紧后的加工方法。夹具重点解决了零件加工时快速、准确的分度定位，有 效地提高了零件的加工精度和生产效率。 关键词 ：夹具设计 ； 分度盘 ； 活动 n is an of is in of of of to to on of 要符号表 钻削力 安全系数 0d 钻头直径 b 应力 K 安全系数 F 摩擦系数 钻削力 径向分力 钻削力 轴向分力 支持力 a 应的力臂 b 应的力臂 实际所需夹紧力 W 理论夹紧力 B 基准不重合误差 Y 基准位移误差 D 定位误差 T 对刀误差 A 安装误差 J 夹具误差 G 加工方法误差 总 加工误差 B 工件厚度 H 钻套 高度 h 排屑空间的高度 最大配合间隙 X 孔的偏移量 X K 加工尺寸 录 1 绪论 . 1 述 . 1 内研究现状 . 2 外研究现状 . 2 文主要研究工作 . 2 2 曲柄板的分析 . 3 柄板 . 3 柄板的工业分析 . 4 柄板的技术要求分析 . 4 3 工艺规程设计 . 5 定零件的生产类型 . 5 定毛坯的制造类型 . 5 面的选择 . 5 基准的选择 . 6 基准的选择 . 6 向方案 . 6 造工艺路线 . 6 艺过程的安排 . 6 主要表面的工序安排 . 6 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 . 7 定切削用量及基本工时 . 9 定主轴转速 . 9 定进给速度 . 10 定背吃刀量 . 10 艺文件填写 . 11 4 立轴回转分度钻床夹具设计 . 12 具体的要求 . 12 具体毛坯类型 . 12 轴回转分度钻床夹具工作原理 . 13 定部分 . 14 动部分 . 14 度对定机构 . 15 V 起锁紧机构 . 15 位设计 . 15 位基准的选择与定位元件的选择 . 15 紧设计 . 16 紧装置的基本要求 . 16 紧方案的选择 . 17 削切削力计算 . 19 紧力的计算 . 20 套的选择 . 22 度方案 . 25 轴回转分度钻床夹具中零件的具体尺寸设计 . 26 具体的设计 . 26 度盘的设计 . 28 助元件的设计 . 28 钻模板连接元件的设计 . 29 接支承元件的设计 . 30 5 立轴回转分度钻床夹具误差的计算 . 33 位误差 . 33 件在夹具上加工的精度分析 . 33 响加工精度的因素 . 33 轴回转分度钻床夹具的定位误差计算 . 34 轴回转分度钻床夹具的安装误差 . 34 轴回转分度钻床夹具的对刀误差 . 34 证加工精度的条件 . 35 6 夹具的装配工艺过程 . 37 7 结论 . 40 参考文献 . 41 致 谢 . 43 毕业设计（论文）知识产权声明 .未定义书签。 毕业设计（论文 ）独创性声明 .未定义书签。 附录 1 . 45 1 1 绪论 “ 工欲善其事，必先利其器 ” ，在机械制造工业中，为了达到保证产品质量、改善劳动条件、提高劳动生产率及降低成本的目的，在工艺过程中，除机床等设备外，还大量使用着各种工艺装备，包括各种夹具、模具、刀具、辅助工具及测量工具等。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备 1，广泛应用于机 械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程 2,在机械加工技术日新月异，机床技术高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具就是机床上所使用的一种辅助设备，用它来准确地确定工件与刀具的相对位置，即将工件定位和加紧，以完成加工所需要的相对运动 3，在所有机床中钻床是其中最重要的设备之一，而钻床夹具是在生产上应用最广泛的机床夹具，型式多样，这主要是由于被加工孔的位置相对于定位基准来说，比较分散而且几何关系变化较多所决定的 4。 机床夹具由以下几部分组成： (1) 定位装置：其作用是使工件在夹具中的位置；即通过它使工件加工时相对刀具及切削成形运动处于正确的位置； (2) 夹紧装置：其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等 )作用而产生位移，同时防止或减少振动； (3) 对刀或导向装置：其作用是确定工件加工表面与刀具之间相的正确位置； (4) 连接原件：其作用是确定夹具与机床上连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相对位置； (5) 夹具体：夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体 ； (6) 其他元件或装置：是指夹具中因特殊需要而设置的元件或装置；根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设预定位装置；对于大型夹具 ,常设置吊装元件等 5。 机床夹具按夹具的通用特性可分为：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、拼装夹具；按使用机床可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具 6。 2 钻床夹具一般是由定位元件、夹紧装置、夹具体、对刀、导向元件及其他装置或元件组成 7。钻床夹具主要用于钻、扩、铰孔，在钻削加工中，工件上被加工 孔的分布情况，在很大程度上决定了夹具的类型。因此钻床夹具可分为固定式钻具，多用为大型钻具，被加工表面轴线相同，或相互平行（用摇臂钻），钻具需要固定在机床工作台上的情况；移动式钻具 ,用于各被加工表面的轴线平行，用钻具移动来变换工位的情况；翻转式钻具，用于加工方向不同的几个孔，整个钻具可以翻转的情况；回转式钻具 ,用于加工方向不同的几个孔，工件装在钻具的回转部分相对于钻具底座可以转动或分度 8。 夹具作为传统机械制造业中最重要的工艺装备之一已有了一百多年的历史，其在机械制造业的发展过程中发 挥了巨大作用，我国于 80年代末开始对组合夹具元件的设计与管理进行了研究和开发，在总结和吸取我国应用和发展槽系夹具经验的基础上，根据现代机械加工特征及夹具的发展趋势，研制了新一代孔系组合夹具系统，随着科学技术的发展和进步，机床夹具已经由单纯的辅助工具发展成为门类较齐全的重要机械加工工艺装备 9。 20世纪 70年代前期，白俄罗斯院士发表了 10篇有关在工艺装备设计中应用计算机的文章， 20世纪 80年代前后在美国出现了有关计算机辅助夹具设计的文章10。目前， 完整 ”的算法来分析多边形工件的组合夹具设计，并开发出一个组合夹具设计系统 11。 （ 1）立轴回转分度钻床钻模零件的工艺分析 ， 立轴回转分度钻床钻模工件的定位分析； （ 2）立轴回转分度钻床钻模零件工件定位误差计算，立轴回转分度钻床钻模夹紧力的分析与计算； （ 3）立轴回转分度钻床钻模零件夹具的工作原理 ， 立轴回转分度钻床钻模设计中存在的 问题； （ 4）立轴回转分度钻床钻模夹具装配工艺设计。 3 2 曲柄板的分析 由于工作零件是曲柄板，如下图 主要由圆柱面、端面、孔系等组成， 是典型的盘类零件，也是导偏传动机构， 材料为 45钢，采用油淬或水淬 ， 结构比较简单。 图 曲柄板三维立体图 图 曲柄板二维零件图 4 柄板的工业分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在能够满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面广，因此有必要对零 件进行结构工艺性分析，找出技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的加工措施加以保证。 该零件属于异形零件，在加工时存在一定的难度，因此一定要设计合适的夹具方能确保所有工序的完成。该零件主要由圆柱面、端面、孔系等组成。 在分析图 知，零件曲柄板为典型的盘类零件，是导偏动机构，材料为 45 钢，采用油淬或水淬。结构比较简单，其他各表面均已加工好，且各处加工精度高，本次设计任务是：加工曲柄板上均匀分布的5 个直径 同轴线上 5 个 直径 11 沉孔。夹具应有分度盘装置，同时还应有快速更换钻套功能，工 件有大的通孔可以将分度盘做成轴形状，用锁紧螺母夹紧 12。因此设计 曲柄板有 2 组加工面。 (1) 以 29外圆为基准的加工面，这组加工面包括上端面，各个孔。 (2) 以上端面为基准的加工面，这组加工面包括 29和端面。 柄板的技术要求分析 零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好 准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本 13。曲柄板的具体特点和技术要求如下： 第一 :精加工孔 30求达到的精度等级为 87 粗糙度为，且以底平面为基准，要求垂直度公差为 要满足加工孔的位置精度。 第二 :其他各个孔的加工都要以 103底平面为定位基准。所以，底平面的形位公差要达到设计要求。 第三 :精加工 29度等级为 87 粗糙度为 ，且与 30 第四 :五个 11沉孔的同轴度和相互夹角 45 度的位置，需设计一立轴回转分度钻床夹具。 5 3 工艺规程设计 定零件的生产类型 生产纲领是指企业在计划期内应当生产产品的品种、规格及产量和进度计划。计划期通常为 1 年，所以生产纲领也通常称为年生产纲领。 确定生产纲领： N=Q n（ 1+a）（ 1+b） (N零件的年产量（件 /年）； Q产品的年产量（台 /年） ， Q=5000 台 /年 ； n每台产品中该零件的数量（件 /台） ， n=1 件 /台 ； a该零件的备品率（备品百分率） ， 一般情况下为 a=3% 5%， 取 4% b该零件的废品率（废品百分率） ， 取 b=1； 所以， N=5000*1（ 1+4%+1%） =5025 件 /年 根据任务书可知零件为大量生产。 定毛坯的制造类型 影响毛坯选择的因素通常包括： 第一： 零件材料的工艺 性及对材料组织的要求。 第二： 零件的结构形状和外形尺寸。 第三： 零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。 第四： 零件生产纲领的大小。 第五： 现有生产能力和发展前途 14。 由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用铸造成型考虑到该零件属于批量生产，在毛坯的设计时，应该对其加工余量进行合理的控制，尽可能在保证零件精度的前提下提高生产效率，降低成本，综合考虑，本题零件的毛坯选择铸件毛坯。 面的选 择 基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚 6 者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行 15。 基准的选择 粗基准的选择应以加工表面为粗基准，保证待加工表面与不加工表面的相互位置关系精度，对于盘类零件而言，大部分以外圆作为粗基准，根据零件图纸技术要求，选择 29 外圆表面作为粗基准，就能满足零件的加工要求。 基准的选择 精基准的选择主要是保证零件的加工精度和技术要求，以及在装夹过程 中简单、准确、可靠、迅速、方便，尽可能采用基准重合和基准统一原则，提高零件的加工精度和生产效率。 向方案 由于加工的工件有 2 个直径不同的孔组成，工件需钻、扩、铰多工步加工时，为能快速更换不同孔径的钻套，应选用快换钻套。更换钻套时，将钻套缺口转至螺钉处，即可取出钻套。为了避免钻模板妨碍工件装卸，采用铰链式钻模板。 造工艺路线 艺过程的安排 在曲柄板加工中，影响加工精度的主要因素有： (1) 曲柄板本身的刚度比较地，在外力（切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。 (2) 曲柄板 是铸造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。 因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面 16。 这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用 ， 逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求 17。 主要表面的工序安排 工序 一：粗车 103毛坯外圆 ； 工序二：精车 103毛坯外圆 ； 工序三：粗车 44外圆表面及端面 103外圆上表面 ； 7 工序四：精车 44外圆表面及端面 103外圆上表面 ； 工序五：钻尺寸 30； 工序六：粗镗尺寸 30； 工序七：精镗尺寸 30 工序八：粗车尺寸 2922外圆及 103外圆下表面 ； 工序九：精车尺寸 2922外圆及 103外圆下表面 ； 工序十：铣斜边 ； 工序十一：钻中心孔 ； 工序十二：钻尺寸 工序十三：钻尺 寸 11沉孔 ； 工序十四：检验，入库 。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 合理确定机械加工余量在机械加工过程中非常重要和关键的，一般 情 况，机械加工余量的大小对机械加工零件的质量和生产效率有着很大程度的影响。加工余量过大会增加机械加工过程的劳动工作量，降低劳动生产率，增加了原材料设备工具以及电力等消耗；加工余量过小不能够确保能否消除机械加工过程中形成的各种缺陷，影响了机械零件加工的质量，甚至还会产生出废品 18。确定机械加工余量 ,我们通常采用计算、经验估计以及查表等三种方法来确定机械加工余量 19。 本次设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及公差等级。由于要成批大量生产，根据铸件机械加工余量等级和尺寸公差等级（ 摘自1350，选取加工余量等级 G，尺寸公差等级 9；利用加工余量等级和尺寸公差等级在铸件机械加工余量中选取加工余量数值 下表 示。 8 表 铸件机械加工余量（摘自 11350尺寸公差等级 0 11 12 13 加工余量等级 H G H G H J G H J 基本尺寸 加工余量数值 大于 至 100 00 160 60 250 50 400 00 630 寸公差等级 7 8 9 加工余量等级 E F F G H F G H 基本尺寸 加工余量数值 大于 至 00 100 160 160 250 250 400 400 630 9 图 加工 余量和加工尺寸分布 定切削用量及基本工时 切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本 20。 定主轴转速 主轴转速应根据允许的切削速度和工件 (或刀具 )直径来选择。其计算公式为： n=1000v/ D (式中： v切削速度，单位为 m/刀具的耐用度决定； n 一主轴转速，单位为 r/ D工件直径或刀具直径，单位为 根据以上公式以及切削用量手册，综合考虑该零件加工的主轴转速如下所述： (1) 车削时： 粗车外轮廓： n=600r/ 精车外轮廓： n=1000r/ 钻 30底孔： n=300r/ 精镗 30孔： n=800r/ (2) 铣削时： 铣斜边： n=800r/ 10 钻中心孔： n=1200r/ 钻 n=800r/ 铣 11沉孔： n=1200r/ 钻 8底孔： n=800r/ 铣 8孔： n=1000r/ 定进给速度 进给速度是机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 100200mm/围内选取；在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工 时，宜选择较低的进给速度， 在 2050mm/加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在2050mm/围内选取；刀具空行程时，特别是远距离 “回零 ”时，可以设定该机床系统设定的最高进给速度。 综合考虑该零件的加工精度及生产效率，确定该零件的进给速度选择如下述： (1) 车削时： 粗车外轮廓： F=150mm/ 精车外轮廓： F=80mm/ 钻 30底孔： F=30mm/ (2) 铣削时： 铣斜边： F=120mm/ 钻中心孔： F=150mm/ 钻 F=100mm/ 铣 11沉孔： F=150mm/ 钻 8底孔： F=100mm/ 铣 8孔： F=60mm/ 定背吃刀量 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般 之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定 21。 11 艺文件填写 根据以上分析与计 算，完整填写工艺卡片，具体内容参见 附录 1工艺规程共 11 页 。 12 4 立轴回转分度钻床夹具设计 具体的要求 (1) 有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装基面（与机床相连接的表面）等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位置精度 22。 为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。 (2) 有足够的强度和刚度 加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为 保证夹具体不产生变形和振动，夹具体应有足够的强度和刚度。因此夹具体需要有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强筋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。 (3) 结构工艺性好 夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，以减少加工面积。夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙，一般为415具体结构型式应便于工件的装卸，分为开式结构、半开式结构、框架式结构等。 (4) 排屑方便 切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。可以在夹具体开排屑槽、在夹具体下部设置排屑斜面。 (5) 在机床上安装稳定可靠。 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应越大；夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。接触边或支脚的宽度应大于机床工作台梯形槽的宽度，应一次加工出来，并保证一定的平面精度；当夹具在机床主轴上安装时，夹具安装基面与主轴相应表面应有较高的配合精度，并保证夹具体安装稳定可靠 23。 具体毛坯类型 (1) 铸造夹具体 铸造夹具体的优点是工艺 性好，可铸出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、 13 刚度和抗振性，但生产周期长，需进行时效处理，以消除内应力。常用材料为灰铸铁（如 要求强度高时用铸钢（如 要求重量轻时铸铝（如目前铸造夹具体应用较多。 (2) 焊接夹具体 焊接夹具体，它由钢板、型材焊接而成，这种夹具体制造方便、生产周期短、成本低、重量轻（壁厚比铸造夹具体薄）。但焊接夹具体的热应力较大，易变形，需经退火处理，以保证夹具体尺寸的稳定性。 (3) 锻造夹具体 锻造夹具体，它适用于形状简单、尺寸不 大、要求强度和刚度大的场合。锻造后也需经退火处理。此类夹具体应用较少。 (4) 型材夹具体 小型夹具体可以直接用板料、棒料、管料等型材加工装配而成。这类夹具体取材方便、生产周期短、成本低、重量轻，如各种心轴类夹具的夹具体及钢套钻模夹具体。 在该毕业设计中采用铸造夹具体，材料采用灰铸铁（ 的是最低抗拉强度为 200灰铸铁，是较高强度铸铁，基体为珠光体，强度、耐磨性、耐热性、减振性均较好，铸造性能也较好，使用前需要进行人工时效处理，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床 身等承受压力及振动部件。 工作条件 : 第一： 承受较大应力的零件（弯曲应力 于 10t 在磨损下工作的大型铸件压力 第三： 要求一定的气密性或耐弱腐蚀性介质。 轴回转分度钻床夹具工作原理 此 夹具是使用在立式钻床上，用来加工曲柄板上通孔 同轴上的沉孔 5 图 示 。工件以 30、端面和 29圆在分度盘上用心轴 19、三个支承钉 2 和活动 V 形块 17 定位。插入开口垫圈 14，拧紧螺母 13 来夹紧工件。铰链式钻模板 8 上装有钻套 10，用钻套用螺钉 9 压紧，以保证钻出的孔达到尺寸加工的要求。钻完第一个孔后，抬起手柄 24， 拔出对定销 23，使分度盘 11 连同工件一起回转 45，再将对定销重新插入分度孔中 ，待准确后，在钻模孔上对准工件，在弹簧作用下锁紧工件，即可钻 第 二个孔，以此类推。 通过对上述的回转分度装置进行分析，不难发现其一般有固定部分、转动部 14 分、分度对定机构以及抬起锁紧机构等四部分组成。 图 立轴回转分度钻床夹具装配图 定部分 如 下 图 示为 夹具体 ， 是回转分度装置的 固定部分，它是整个装置的基体，分度装置 及 其余组成部分一般都安装在它的上面。同时固定部分还起到桥梁的作用，通过它将整个夹具与机床工作台和机床主轴连接。 图 固定部分即夹具体的三维立体图 动部分 如 下 图 示， 分度盘、定位销、螺母、开口垫圈等组成的整体即为转动部分，在转动部分上设置着工件的
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