毕业论文-钻变速叉上孔的钻模设计-文档精品

原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 宁 xx大学 毕业设计(论文) 钻变速叉上孔的钻模设计 所 在 学 院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指 导 老 师 I 摘 要 本文是对变速叉零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛 坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文 件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对变速叉零件的两 道工序的加工设计了专用夹具. 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并 且有专业的工厂进行生产。 而广泛用于批量生产， 专为某工件加工工序服务的专用夹具， 则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计钻 孔夹具。 关键词：变速叉，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具 II Abstract This paper is the analysis of technology for the transmission fork parts processing application and processing, including the parts of the analysis, the choice of blank, the clamping, the formulation process route, tool selection, cutting dosage, process documents. Choose the correct methods for processing, manufacturing process design. In addition also two processes of transmission fork parts design special fixture. Many types of machine tool fixture, wherein, the use scope broadest general jig, sizes have been standardized, and has a professional production plant. But widely uses in the volume production, special fixture designed for a workpiece processing services, requires the factory according to the workpiece processing technology to design and manufacture. The main content of this paper is the design of drilling jig fixture design. Keywords: shifting fork, processing technology, processing methods, process, fixture III 目 录 摘 要 . I Abstract II 目 录 III 第 1 章 绪论 1 1.1 机械加工工艺概述 . 1 1.2 机械加工工艺流程 1 1.3 夹具概述 2 1.4 机床夹具的功能 2 1.5 机床夹具的发展趋势 3 1.5.1 机床夹具的现状 . 3 1.5.2 现代机床夹具的发展方向 3 第 2 章 变速叉的加工工艺规程设计 5 2.1 零件的分析 5 2.1.1 零件的作用 . 5 2.1.2 零件的工艺分析 . 5 2.2 确定生产类型 6 2.3 确定毛坯 6 2.3.1 确定毛坯种类 . 6 2.3.2 确定锻件加工余量及形状 . 6 2.4 工艺规程设计 6 2.4.1 选择定位基准 . 6 2.4.2 制定工艺路线 . 6 2.4.3 选择加工设备和工艺设备 . 9 2.4.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 9 2.5 确定切削用量及基本工时 10 2.6 本章小结 20 第 3 章 钻孔夹具设计 21 IV 3.1 研究原始质料 21 3.2 定位基准的选择 21 3.3 切削力及夹紧力的计算 21 3.4 误差分析与计算 22 3.5 零、部件的设计与选用 . 24 3.5.1 定位销选用 . 24 3.5.2 夹紧装置的选用 . 24 3.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用 24 3.6 夹具设计及操作的简要说明 26 结 论 27 参 考 文 献 28 致谢 29 1 第 1 章 绪论 1.1 机械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合 格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装， 就是个加工的笼统的流 程。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯 的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。 比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床， 等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。机械加工 工艺就是在流程的基础上， 改变生产对象的形状、 尺寸、 相对位置和性质等， 使其成为成品 或 半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明。 总的来说，加工工艺是每个步骤的详细参数工艺流程是纲领，工艺规程是某个厂根据实际 情况编写的特定的加工工艺。 1.2 机械加工工艺流程 机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的 设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 4) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 5) 填写工艺文件。 6) 选择毛坯。 7) 拟订工艺路线。 2 8) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。 在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的 引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 1.3 夹具概述 现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产 率和产品的制造成本等，在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地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中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在机床夹具设计是一项重要的技术工作。 1.4 机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （1） 定位 定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。 正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度 要求。 （2）夹紧 由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。工件定 位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。因此，夹紧为工件提供了安全、 可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （1）对刀 如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。调整 刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。 3 （2）导向 导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置 并引导其进行钻削。 。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 1.5 机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高， 夹具已从一种辅助工具发展成为门类 齐全的工艺装备。 1.5.1 机床夹具的现状 数控机床（NC） 、加工中心（MC） 、成组技术（GT） 、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用 现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。特别是近年来， ， 对机床夹具提出了如下新的要求： 1）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）提高机床夹具的标准化程度。 4）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 5）适用于精密加工的高精度机床夹具。 6）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 1.5.2 现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化、柔性化四个方面。 标准化 机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成 本。 目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991 以及各类通用夹具、组 合夹具标准等。 夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作 图的审查创造良好的条件。 通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。 精密化 4 精密化夹具的结构类型很多，随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精 度要求。例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪卡 盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内；又如用于轴承套圈磨削的 电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 0.20.5 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人 的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式， 以适应可变因素的能力。 具有柔性化特征的新型夹具种类主要有： 组合夹具、 通用可调夹具、 成组夹具、 拼装夹具、 数控机床夹具等。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。在较长时间 内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 5 第 2 章 变速叉的加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目所给的零件是变速叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转 运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。 2.1.2 零件的工艺分析 图图 2.1 变速叉变速叉零件图零件图 零件的材料为 45#，锻造性能和切削加工性能优良。以下是变速叉需要加工的 表面以及加工表面之间的位置要求： (1) 中心圆孔 14H8。 由上面分析可知，可以先加工变速叉中心孔，然后以此作为基准采用专用夹 具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能 6 达到的位置精度，并且此变速叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要 求采用常规的加工工艺均可保证。 2.2 确定生产类型 已知此变速叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加 工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 2.3 确定毛坯 2.3.1 确定毛坯种类 零件材料为 45#。考虑零件在机床运行过程中所受冲击大，零件结构复杂，生 产类型为大批生产，故选择锻造毛坯。 2.3.2 确定锻件加工余量及形状 查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册112 页表 1-4-7 2.4 工艺规程设计 2.4.1 选择定位基准 粗基准的选择 以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面 a 面为辅助粗基准。 精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基 准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精 基准。 2.4.2 制定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能 达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹 具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生 产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 表 2.1 工艺路线方案一 7 工序号 工序内容 工序一 钻 14H8 的底孔 11.5 工序二 铰 14H8 的通孔,达到图纸尺寸公差 工序三 粗铣 14H8 的两端面，使粗糙度达到 6.3 工序四 精铣 14H8 的两端面，使粗糙度达到 3.2，达到图纸尺寸公差 工序五 粗铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为 7 工序六 精铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为 6.5,留 0.5mm 的磨 削余量 工序七 磨削半圆孔两凸台端面,达到图纸尺寸公差 6 和粗糙度要求 0.8 工序九 铣削距离为45.5一段 工序十一 铣 8 孔端面 工序十二 钻 8 的底孔 7.5，垂直于 14H8 的通孔 工序十三 铰 8 的孔，垂直于 14H8 的通孔 工序十四 钳工打毛刺 工序十五 检验 表 2.2 工艺路线方案二 工序号 工序内容 工序一 锻造毛坯，正火后达到硬度 HB167299 工序二 粗铣 14H8 的两侧面 工序三 精铣 14H8 的两侧面 工序四 粗铣孔的两面，使两面的间距为 6 工序五 精铣下端圆孔的两侧面， 使两面之间的距离为 5.35,留 0.5mm 的磨 削余量 工序六 钻 14H8 的底孔 11.5 工序七 铰 14H8 的通孔 工序九 铣削距离为 45.5 一段 工序十一 铣 8 孔端面,使距离 14H8 中心孔距离为5 . 9 工序十二 钻 8 的底孔 7.5，垂直于 14H8 的通孔 8 工序十三 铣削爪部开口槽至 45.5 工序十四 热处理 HRC555 工序十五 磨削爪部两端面，达到图纸尺寸公差 6 和粗糙度要求 0.8 工序十六 钳工打毛刺 工序十七 检验 工艺方案的比较与分析： 上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产， 缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常 清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得 很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产 要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且 还是大批生产，所以采用方案二比较合适。 工序号 工序内容 工序一 锻造毛坯，正火后达到硬度 HB167299 工序二 粗铣 14H8 的两侧面 工序三 精铣 14H8 的两侧面 工序四 粗铣孔的两面，使两面的间距为 6 工序五 精铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为 5.35,留 0.5mm 的磨削余量 工序六 钻 14H8 的底孔 11.5 工序七 铰 14H8 的通孔 工序九 铣削距离为 45.5 一段 工序十一 铣 8 孔端面,使距离 14H8 中心孔距离为5 . 9 工序十二 钻 8 的底孔 7.5，垂直于 14H8 的通孔 工序十三 铣削爪部开口槽至 45.5 工序十四 热处理 HRC555 工序十五 磨削爪部两端面，达到图纸尺寸公差 6 和粗糙度要求 0.8 工序十六 钳工打毛刺 工序十七 检验 9 2.4.3 选择加工设备和工艺设备 机床的选择 工序 1、2、3、4、8、9、12 采用 X62W 铣床 工序 5、6、7、11 采用 Z525 钻床 选择夹具 该变速叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 选择刀具 在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔 14H8，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。 选择量具 加工的孔均采用极限量规。 其他 对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺 寸采用通用量具即可。 2.4.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加 工工序的加工余量如下： 表 2.3 各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度 工序 号 工序内容 加 工 余 量 经济 精度 表面 粗糙 度 工序余量 最小 最大 1 粗铣 14H8的 两侧面 3 IT11 6.3 -0.1 0.1 2 粗铣平下端孔 侧面的工艺凸 台 3 IT11 6.3 -0.1 0.1 10 3 钻 14H8通孔 IT12 6.3 -1 1 4 扩 14H8通孔 2.0 IT12 3.2 -0.05 0.05 5 铰 14H8通孔 0.2 IT8 1.6 -0.00 6 0.006 6 粗铣 14H8 的两 侧面 粗铣 左面 3 IT12 6.3 -0.1 0.1 粗铣 右面 9 钻铰 8 的孔 IT13 6.3 -1 1 2.5 确定切削用量及基本工时 2.5.1 工序 1：粗精铣 14H8 的两侧面 机床：X62W 铣床 刀具： 两块镶齿套式面铣刀(间距为 80)， 材料： 15YT ，mmdw63， 齿数14Z ，为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度 p a：3 p amm 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.4-73，取0.15/ f amm Z铣削速度V： 参照参考文献3表 2.4-81，取2.54/Vm s 机床主轴转速n： 10001000 2.54 60 242.68 /min 3.14 200 V nr d ， 11 按照参考文献3表 3.1-74 245 /minnr 实际铣削速度v： 3.14 200 245 2.56/ 10001000 60 dn vm s 进给量 f V：0.15 20 245/6012.25/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f：12.25/735/min mf fVmm smm a：根据参考文献3表 2.4-81,mma60 切削工时 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知42lmm， 刀具切入长度 1 l： 22 1 0.5()(13)lDDa 22 0.5(20020060 )(13)7.6mm 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t： 12 1 427.62 0.07min 735 j m lll t f 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.23min 2.5.2 工序 2：粗精铣下端孔端面 机床：X62W 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw63 齿数14Z 粗铣 a 面 铣削深度:3 pp aamm 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取0.15/ f amm Z 铣削速度V：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取6/Vm s 机床主轴转速n： 0 10001000 6 60 287 /min 3.14 400 V nr d ，取300 /minnr 12 实际铣削速度 V ： 0 3.14 400 300 6.28/ 10001000 60 d n Vm s 进给量 f V：0.15 14 300/6010.5/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f：10.5/630/min mf fVmm smm a：根据机械加工工艺手册表 2.4-81,mma240 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知16lmm 刀具切入长度 1 l：mmaDDl42) 31 (5 . 0 22 1 刀具切出长度 2 l ：取 mml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t ： 12 1 16422 0.095min 630 j m lll t f 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.52min 2.5.3 工序 3：钻 14H8 的通孔 工件材料为 45#，硬度 200HBS。孔的直径为 12mm，公差为 H7，表面粗糙度 1.6 a Rm 。加工机床为 Z525 钻床。钻头为 22mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和 修磨横刃。 确定钻削用量 确 定 进 给 量f 根 据 参 考 文 献 2 ， 表28-10可 查 出 0.47 0.57/fmm r 表 ，查 Z525 钻床说明书，取0.43/fmm r。 根据参考文献2表 28-8，钻头强度所允许是进给量 1.75/fmm r。由于机床 进给机构允许的轴向力 max 15690FN（由机床说明书查出） ，根据参考文献2， 表 28-9，允许的进给量 “ 1.8/fmm r。 由于所选进给量f远小于 f及 “ f，故所选f可用。 确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 m P 根据参考文献2，表 28-15，由插入法得 13 17/minvm 表 ，4732FN 表 51.69TN M 表 ，1.25 m PkW 表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 根据参考文献2，由表 28-3，0.88 Mv k，0.75 lv k ，故 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm 表 0 10001000 11.22/min 162 /min 22 vmm nr dmm 表 查 Z525 机床说明书，取195 /minnr。实际切削速度为 0 22195 /min 14/min 10001000 d nmmr vm 由参考文献2，表 28-5，1.06 MFMT kk，故 47321.065016()FNN 51.691.0654.8TN mN m 校验机床功率 切削功率 m P为 /) mMMm PPn n k 表 （ 1.25(195/246) 1.061.05kWkW 机床有效功率 4.50.813.65 EEm PPkWkWP 故选择的钻削用量可用。即 0 22dmm，0.43/fmm r，195 /minnr，14/minvm 相应地 5016FN，54.8TN m，1.05 m PkW 切削工时 被切削层长度l：78lmm 刀具切入长度 1 l： 14 1 22 (1 2)12017.4 22 r D lctgkctgmm 刀具切出长度 2 l：mml41 2 取mml3 2 走刀次数为 1 机动时间 2j t ： 2 787.43 1.08min 0.43 195 j L t nf 查参考文献1，表 2.5-41 工步辅助时间为：1.76min 2.5.4 工序 5：铰 14H8 的通孔 加工机床为 Z525 钻床。铰刀为 12mm 标准高速铰刀。 确定铰孔切削用量 确定进给量 f 根据表 28-36， 1.3 2.6fmm 表 ，按该表注 4，进给量取 小植。查 Z525 说明书，取1.6/fmm r。 确定切削速度v及n 由表 28-39，取8.2/minvm 表 。由表 28-3，得修 正系数 0.88 Mv k，0.99 p a v k 2524.7 (/0.1251.2) 2 pR p a a 根据 故 8.2/min 0.88 0.997.14/minvmm 表 0 1000/()nvd 表 1000 7.14(/min)/(25)91.5 /minmmmr 查 Z525 说明书，取100 /minnr，实际铰孔速度 3 0 10vd n 3 25100 /min 107.8/minmmrm 切削工时 被切削层长度l：78lmm 刀具切入长度 1 l， 0 1 2524.7 (1 2)12022.09 22 r Dd lctgkctgmm 刀具切出长度 2 l：mml41 2 取mml3 2 15 走刀次数为 1 机动时间 3j t ： 3 782.093 0.52min 1.6 100 j L t nf 查参考文献1，表 2.5-41 工步辅助时间为：1.51min 该工序的加工机动时间的总和是 j t ： 1.080.540.522.14min j t 2.5.5 工序 6：粗铣 14H8 的两侧面 机床：X62W 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw400 齿数14Z 粗铣左面 铣削深度:3 pp aamm 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取0.15/ f amm Z 铣削速度V：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取6/Vm s 机床主轴转速n： 0 10001000 6 60 287 /min 3.14 400 V nr d ，取300 /minnr 实际铣削速度 V ： 0 3.14 400 300 6.28/ 10001000 60 d n Vm s 进给量 f V：0.15 14 300/6010.5/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f：10.5/630/min mf fVmm smm a：根据机械加工工艺手册表 2.4-81,mma240 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知90lmm 刀具切入长度 1 l：mmaDDl42) 31 (5 . 0 22 1 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t： 12 1 90422 0.21min 630 j m lll t f 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：2.03min 16 粗铣右面 同样的铣削深度mmap3 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取0.15/ f amm Z 铣削速度V：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取6/Vm s 机床主轴转速n： 0 10001000 6 60 287 /min 3.14 400 V nr d ， 取300 /minnr 实际铣削速度 V ： 0 3.14 400 300 6.28/ 10001000 60 d n Vm s 进给量 f V：0.15 14 300/6010.5/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f：10.5/630/min mf fVmm smm a：根据机械加工工艺手册表 2.4-81,mma240 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知32lmm 刀具切入长度 1 l：mmaDDl42) 31 (5 . 0 22 1 刀具切出长度 2 l ：取 mml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t ： 12 1 32422 0.12min 630 j m lll t f 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.52min 2.5.6 工序 7：粗铣孔的两面 机床：X62W 铣床 刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为 14)，材料： 15YT ， 200Dmm ，齿数 20Z ，为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度 p a ：2 p amm 17 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.4-73，取0.15/ f amm Z铣削速度V： 参照参考文献3表 2.4-81，取2.54/Vm s 机床主轴转速n： 10001000 2.54 60 242.68 /min 3.14 200 V nr d ， 按照参考文献3表 3.1-74 245 /minnr 实际铣削速度v： 3.14 200 245 2.56/ 10001000 60 dn vm s 进给量 f V：0.15 20 245/6012.25/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f：12.25/735/min mf fVmm smm a：根据参考文献3表 2.4-81,mma60 切削工时 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知82lmm， 刀具切入长度 1 l ： 22 1 0.5()(13)lDDa 22 0.5(20020060 )(13)7.6mm 刀具切出长度 2 l ：取 mml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t ： 12 1 827.62 0.125min 735 j m lll t f 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.57min 2.5.7 工序 8：精铣两面 机床：X62W 铣床 刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为 0.05 0.16 12 )，材料： 15YT ， 200Dmm ，齿数 Z=12，为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度 p a：1.0 p amm 18 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.4-73，取0.12/ f amm Z铣削速度V： 参照参考文献3表 2.4-81，取3.2/Vm s 机床主轴转速n： 10001000 3.2 60 305.7 /min 3.14 200 V nr d ， 按照参考文献3表 3.1-31 310 /minnr 实际铣削速度v： 3.14 200 310 3.24/ 10001000 60 dn vm s 进给量 f V：0.12 25 310/6015.5/ ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f： 15.5/930/min mf fVmm smm 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知82lmm 刀具切入长度 1 l：精铣时 1 200lDmm 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 走刀次数为 1 机动时间 2j t ： 12 2 822002 0.31min 930 j m lll t f 查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.94min 2.5.9 工序 13：钻铰 8 的孔 机床：Z525 钻床 刀具：7.8 直柄短麻花钻 8 铰刀 确定钻削用量 确定进给量 f 根据参考文献2，表 28-10 可查出0.47 0.57/fmm r 表 ， 查 Z525 钻床说明书，取0.43/fmm r。 根据参考文献2表 28-8，钻头强度所允许是进给量 1.75/fmm r。由于机床 进给机构允许的轴向力 max 15690FN（由机床说明书查出） ，根据参考文献2， 表 28-9，允许的进给量 “ 1.8/fmm r。 19 由于所选进给量f远小于 f及 “ f，故所选f可用。 确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 m P 根据参考文献2，表 28-15，由插入法得 17/ minvm 表 ，4732FN 表 51.69TN M 表 ，1.25 m PkW 表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 根据参考文献2，由表 28-3，0.88 Mv k，0.75 lv k ，故 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm 表 0 10001000 11.22/min 174.3 /min 20.5 vmm nr dmm 表 查 Z525 机床说明书，取175 /minnr。实际切削速度为 0 2 0 . 51 7 5/ m i n 1 1 . 2 6/ m i n 1 0 0 01 0 0 0 d nmmr vm 由参考文献2，表 28-5，1.06 MFMT kk，故 4 7 3 21 . 0 65 0 1 6 ()FNN 5 1 . 6 91 . 0 65 4 . 8TN mN m 校验机床功率 切削功率 m P为 /) mMMm PPn n k 表 （ 1 . 2 5(1 9 5 / 2 4 6 )1 . 0 61 . 0 5k Wk W 机床有效功率 4.50.813.65 EEm PPkWkWP 故选择的钻削用量可用。即 0 20.5dmm，0.43/fmm r，175 /minnr，11.22/minvm 相应地 5016FN，54.8TN m，1.05 m PkW 20 切削工时 被切削层长度l：32lmm 刀具切入长度 1 l： 1 20.5 (1 2)12016.9 22 r D lctgkctgmm 刀具切出长度 2 l：mml41 2 取mml3 2 走刀次数为 1 机动时间 2j t： 2 326.93 0.56min 0.43 175 j L t nf 查参考文献1，表 2.5-41 工步辅助时间为：1.58min 2.6 本章小结 本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查 阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比 较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再 查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它 的一值。算切削速度、机动时间等。 21 第 3 章 钻孔夹具设计 3.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来钻 8 孔， 加工时要满足粗糙度要求。 为了保证技术要求， 最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 3.2 定位基准的选择 由零件图可知：在对槽进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进行了 钻、扩、铰加工，进行了粗、精镗加工。因此，定位、夹紧方案有： 方案：选底平面、工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹 紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上 的小孔。 方案：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方 式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面二种方案：方案中的心轴夹紧、定位是不正确的，孔端是不 加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。 通过比较分析只有方案满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选 择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。 图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择底平面和两孔为定位基 准来设计钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和两孔定位限制 5 个自 由度。 3.3 切削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用：台式钻床 Z525，刀具用高速钢刀具。 由参考文献5查表721可得： 切削力公式： 1.20.7 667 fP FDfK 式中 D=8mm 0.22/fmm r 查表821得： 0.75 () 736 b p K 其中：0.6 b 0.0048 p K 22 即：955.08() f FN 实际所需夹紧力：由参考文献5表1 2 12 得： 12 K FK W 有： 12 0.7,0.16 安全系数 K 可按下式计算有： 6543210 KKKKKKKK 式中： 60 KK为各种因素的安全系数，见参考文献5表121 可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 955.08 1.561489.92() Kf WK FN 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便， 决定选用手动螺旋夹紧机构。 取1.56K ， 1 0.7， 2 0.16 查参考文献51226 可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下 公式计算： )( 21 0 tgtg QL W z 式中参数由参考文献5可查得： 6.22 2.76 z r 90 1 059 2 2 29 其中：33()Lmm )(80 NQ 螺旋夹紧力： 0 4748.2()WN 由上述计算易得： 0K WW 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 3.4 误差分析与计算 该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为 12.5。该孔 23 次性加工即可满足要求。 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 11 1minD WDd 1122 1min2min . 2 DdDd J W arctg L 其中： 1 0.052 D mm， 2 0 D mm 1 0.011 d mm， 2 0.023 d mm 1min 0mm， 2min 0.034mm 且：L=135mm ，得 0.063 D W mm . 0.0032 J W mm 夹紧误差 ：cos)( minmax yy jj 其中接触变形位移值： 1 ()() 19.62 n HBZ yRaZaZ kN kRc HBl 查5表 1215 有 1 0.004,0.0016,0.412,0.7 RazHB KKCn。 cos0.0028 j jy mm 磨损造成的加工误差： Mj 通常不超过mm005. 0 夹具相对刀具位置误差： AD 取mm01. 0 误差总和：0.085 jw mm 24 3.5 零、部件的设计与选用 3.5.1 定位销选用 本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如表 6.1 和 6.2： 表 6.1 可换定位销 d H D 1 D h 1 h b 1 d C 1 C 公称尺寸 允差 14 18 16 15 0.011 22 5 1 4 M12 4 1 表 6.2 固定棱形销 d H d L h 1 h b 1 b C 1 C 公称尺寸 允差 40 50 20 22 +0.034 0.023 65 5 3 8 1 6 1.5 3.5.2 夹紧装置的选用 该夹紧装置选用移动压板，其参数如表 3.3： 表 3.3 移动压板 公称直径 L B H l b 1 b d K 6 45 20 8 19 6.6 7 M6 5 3.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下 图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 25 图 3.1 可换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表 3.4： 表 3.4 钻套 d H D 1 D 2 D h 1 h m C r 公称尺寸 允差 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5