序号3 传动轴钻φ5斜孔夹具设计【含CAD图纸、说明书】
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斜孔夹具设计【
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斜孔夹具设计
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毕业设计（论文）传动轴工艺规程及专用夹具设计院 系 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导老师 2016年 6月 日II摘 要本设计是基于传动轴零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。传动轴零件的主要加工表面是外圆及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后槽的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词：传动轴类零件；工艺；夹具；AbstractThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: Angle gear seat parts; fixture;III目 录第1章 加工工艺规程设计31.1 零件的分析31.1.1 零件的作用31.1.2 零件的工艺分析31.2 传动轴加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施41.2.1 孔和平面的加工顺序41.2.2加工方案选择41.3 传动轴加工定位基准的选择51.3.1 粗基准的选择51.3.2 精基准的选择51.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定81.6选择加工设备及刀、量具91.7确定切削用量及基本工时（机动时间）9第2章 夹具设计252.1问题提出252.2 夹具的设计252.2.1 夹紧机构设计与夹紧力计算252.2.2 定位分析与定位误差计算292.2.3 对刀及导引装置设计302.2.4 夹具操作动作说明33参考文献35第1章 加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是传动轴。传动轴的主要作用是传动连接作用，保证各轴各挡轴能正常运行，并保证部件与其他部分正确安装。因此传动轴零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。图1 传动轴1.1.2 零件的工艺分析由传动轴零件图可知。传动轴是一个轴类零件，它的外表面上有2个平面需要进行加工。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以外圆30mm、35mm、45mm为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：外圆30mm、35mm、45mm的加工；，其中表面粗糙度要求为。（2）以外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm主要加工面的加工面。这一组加工表面包括外圆外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm和退刀槽加工粗糙度为。（3）以宽度为6H9的键槽为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：宽度为6H9的键槽，粗糙度为。（4）以宽度为10H9的键槽为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：宽度为10H9的键槽，粗糙度为。（5）以6油孔为主要加工表面的加工孔。这一组加工表面包括：6油孔，粗糙度为。（6）以5斜孔为主要加工表面的加工孔。这一组加工表面包括：5斜孔，粗糙度为。1.2 传动轴加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该传动轴零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于传动轴来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。1.2.1 孔和平面的加工顺序传动轴类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工传动轴上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。传动轴的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。传动轴零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。1.2.2加工方案选择传动轴孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。1.3 传动轴加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以传动轴的支承外圆作为粗基准。1.3.2 精基准的选择从保证传动轴孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证传动轴在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从传动轴零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是传动轴的装配基准，但因为它与传动轴的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。1.4 传动轴加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。传动轴加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到传动轴加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于传动轴，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程，现将传动轴加工工艺路线确定如下：工艺路线一：10铸造型材开料毛坯50X29020粗车粗车右端面及外圆30mm、35mm、45mm各留2mm加工余量30粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm各留2mm加工余量40调质调质处理50磨修磨中心孔60半精车半精车右端面及外圆30mm、35mm、45mm，其中外圆30mm、35mm留0.5mm加工余量，其它外圆加工到尺寸并进行倒角C270半精车掉头，半精车左端面保证全长285mm，半精车外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm其中外圆35mm留0.5mm加工余量，其它外圆加工到尺寸并进行倒角C280精车精车30、35及倒角90车车退刀槽4X1，3X0.5（三处）100车车M20X1.5螺纹，车M33X1.5螺纹110铣铣宽度为10H9的键槽120铣铣宽度为6的键槽130钻钻6油孔140钻钻5斜孔150去毛刺去毛刺160清洗清洗170检验检验180入库油封、入库工艺路线二：10铸造型材开料毛坯50X29020粗车粗车右端面及外圆30mm、35mm、45mm各留2mm加工余量30粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm各留2mm加工余量40半精车半精车右端面及外圆30mm、35mm、45mm，其中外圆30mm、35mm留0.5mm加工余量，其它外圆加工到尺寸并进行倒角C250半精车掉头，半精车左端面保证全长285mm，半精车外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm其中外圆35mm留0.5mm加工余量，其它外圆加工到尺寸并进行倒角C260调质调质处理70磨修磨中心孔80精车精车30、35及倒角90车车退刀槽4X1，3X0.5（三处）100车车M20X1.5螺纹，车M33X1.5螺纹110铣铣宽度为10H9的键槽120铣铣宽度为6的键槽130钻钻6油孔140钻钻5斜孔150去毛刺去毛刺160清洗清洗170检验检验180入库油封、入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现该方案一比较合理。10铸造型材开料毛坯50X29020粗车粗车右端面及外圆30mm、35mm、45mm各留2mm加工余量30粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm各留2mm加工余量40调质调质处理50磨修磨中心孔60半精车半精车右端面及外圆30mm、35mm、45mm，其中外圆30mm、35mm留0.5mm加工余量，其它外圆加工到尺寸并进行倒角C270半精车掉头，半精车左端面保证全长285mm，半精车外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm其中外圆35mm留0.5mm加工余量，其它外圆加工到尺寸并进行倒角C280精车精车30、35及倒角90车车退刀槽4X1，3X0.5（三处）100车车M20X1.5螺纹，车M33X1.5螺纹110铣铣宽度为10H9的键槽120铣铣宽度为6的键槽130钻钻6油孔140钻钻5斜孔150去毛刺去毛刺160清洗清洗170检验检验180入库油封、入库1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)毛坯种类的选择零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为40Cr、生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择型材成型。(2)确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的型材造型，查取机械制造工艺设计简明手册表2.2-5，“传动轴”零件材料采用灰铸铁制造。材料为45，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用型材毛坯。外圆面的加工余量。根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗车：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗车面时厚度偏差取。精车：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为。1.6选择加工设备及刀、量具由于生产类型为大批量生产，所以所选设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递，由于工件质量较大，故需要辅助工具来完成。平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺（mm）,测量范围01000mm（参考文献2表67）。采用车床加工，床选用卧式车床CA6140（参考文献2表43），专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见（参考文献2第五篇金属切削刀具，第2、3节），采用相匹配的钻头，专用夹具及检具。1.7确定切削用量及基本工时（机动时间）工序10无切削加工，无需计算工序20. 粗车右端面及外圆30mm、35mm、45mm各留2mm加工余量 已知工件材料： 40Cr，型材，有外皮，机床CA6140普通车床，工件用内钳式卡盘固定。所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 （1-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （1-3） =120 （1-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （1-5）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （1-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3.75，=，=，=工序30 掉头，粗车左端面，粗车外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm各留2mm加工余量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于C6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 = .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-14）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，=，=.计算基本工时 （3-15）式中=+，=由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=126+= =工序40 调质不需计算切削计算。工序50 修磨中心孔.选择砂轮 由机械加工工艺手册4.8中磨料的选择各表选取:A46GV69 350其含义为：砂轮磨料为棕刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织手型砂轮其尺寸为350（DBd）.切削用量的选择 砂轮速度： n=1500r/min，V=30m/s轴向进给量：f=0.2B=8mm（双线程）机械加工工艺设计实用手册表15-67径向进给量： f=0.02（双线程）工件速度 v=100V=0.3（m/s） N=1.737r/m （3-21）.切削工时 查机械加工工艺手册表2.5-11 k=1.1表2.5-12t=（s） （3-22）磨机床选择为M2110A，刀具选择代号为MY的圆柱磨头，根据机械加工工艺设计实用手册表13.4-16确定砂轮直接为20，则工件速度=20，纵向进给量，工作台一次往复行程磨削深度，根据以上数据计算出所耗工时为41.5 s。工序60 半精车右端面及外圆30mm、35mm、45mm，其中外圆30mm、35mm留0.5mm加工余量，其它外圆加工到尺寸并进行倒角C2所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于C6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 = .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-14）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，=，=.计算基本工时 （3-15）式中=+，=由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=126+= =工序70半精车掉头，半精车左端面保证全长285mm，半精车外圆20mm、29.295mm、33mm、35mm其中外圆35mm留0.5mm加工余量，其它外圆加工到尺寸并进行倒角C该工序与工序20的计算方法完全一样，在此不一一计算。工序80 精车30、35及倒角已知加工材料为40Cr，有外皮，机床CA6140普通车床，工件用内钳式卡盘固定。所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 = （3-1）.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 （3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的锻造件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-5）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3.75，=，=，=.倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。. 计算基本工时 （3-7）式中=+，=由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=+= = 工序90 车退刀槽4X1，3X0.5（三处）根据机械加工工艺手册表查得：进给量,查机械加工工艺手册表2.4-82得切削速度，机床主轴转速：，查机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知深度为3mm，l=3mm机动时间=0.052min=3.12s工序100 车M20X1.5螺纹，车M33X1.5螺纹.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 = .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-14）工序110、120 铣宽度为10H9的键槽机床的选择：X52K型铣床（1）选择刀具：查，根据表2.1-72，因为铣削宽度，可查得立铣刀 2）查，根据表2.1-20，选择7:24锥柄立铣刀，标准系列L=198mm，标准系列l=63mm，粗齿数为4。（2）选择切削用量1）决定铣削深度 铣削深度由工序决定，因为每次的铣削深度不大，故均可以一次性走完，则粗铣削时为3.4mm。2）决定每齿进给量 查，根据表2.1-72，当铣削宽度=12mm时，铣刀的每齿进给量，取，所以。3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查，根据表2.1-75，可选择高速钢立铣刀，粗铣，后刀面的最大磨损限度为0.30.5mm，查，根据表2.1-76，可选用的高速钢立铣刀，其耐用度T=90min。4）决定切削速度 查，根据表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（铣削余量较小时，） 铣削速度计算公式： 查，根据表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根据表3.30，XK5532型数控铣床的使用说明书，选择： 这时实际切削速度为 m/min工序120 铣宽度为6的键槽机床的选择：X52K型万能铣床（1）选择刀具：查，根据表2.1-72，因为铣削宽度，可查得立铣刀 2）查，根据表2.1-20，选择7:24锥柄立铣刀，标准系列L=198mm，标准系列l=63mm，粗齿数为4。（2）选择切削用量1）决定铣削深度 铣削深度由工序决定，因为每次的铣削深度不大，故均可以一次性走完，则粗铣削时为3.4mm。2）决定每齿进给量 查，根据表2.1-72，当铣削宽度=12mm时，铣刀的每齿进给量，取，所以。3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查，根据表2.1-75，可选择高速钢立铣刀，粗铣，后刀面的最大磨损限度为0.30.5mm，查，根据表2.1-76，可选用的高速钢立铣刀，其耐用度T=90min。4）决定切削速度 查，根据表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（铣削余量较小时，） 铣削速度计算公式： 查，根据表2.1-77可查得： 所以 m/min r/min 查，根据表3.30，XA6132型万能铣床的使用说明书，选择： 这时实际切削速度为 m/min工序130：钻孔机床：台式钻床Z525刀具：根据参照参考文献3表4.39，选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度：根据参考文献3表查得：进给量,切削速度。机床主轴转速：，按照参考文献3表3.131，取。实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取。加工基本时间： 工序140 钻5斜孔刀具：根据参照参考文献3表4.354，选择硬质合金锥柄机用丝锥。切削深度：。进给量：根据参考文献3表2.458，取。切削速度：参照参考文献3表2.460，取。机床主轴转速：按照参考文献3表3.131取实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度，刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：该工序的加工机动时间的总和是：36第2章 夹具设计 为了提高生产率，保证质量。本夹具将用在Z525立式钻床。刀具是高速钢钻头。2.1问题提出本夹具主要用来加工钻5斜孔夹具设计孔夹具，设计夹具时，要求保证尺寸要求。2.2 夹具的设计2.2.1 夹紧机构设计与夹紧力计算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。定位方式如下图，夹紧方式为螺旋夹紧机构。 本夹具是工序11用麻花钻5孔的专用夹具，所设计的夹具装配图，供需简图及夹具体零件图如图所示。有关说明如下。（1） 定位方案 工件以35的圆柱面及圆锥大端面为定位基准，采用V形块和平面的组合定位方案，两个V形块限制4个自由度，右边V形块的右端面限制一个自由度，共限制5个自由度。孔在圆周上无位置要求，该自由度不用限制。（2） 夹紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用二位螺旋压板夹紧机构，拧紧螺母即可实现压紧，使用方便。压板夹紧力主要作用是防止工件在钻销力的作用下摆动和震动，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。（3） 导引装置 为方便快捷的钻5孔，本夹具采用快换钻套，刀具在钻套的引导下准确的钻孔。（4） 夹具与机床的连接元件 采用10的定位销确定夹具与机床的相对正确位置，夹具体底座上开有两个U 形槽，用M14的螺栓固定在机床工作台上。（5） 夹具体 工件的定位元件，夹紧元件，导引装置用螺钉与夹具体底座连接起来，夹具体底座铸造加工出来，这样该夹具便有机连接起来，实现定位，夹紧，导引等功能。（6） 使用说明 安装工件时，松开右边铰链螺栓上的螺母，将两个铰链螺栓顺时针转动一个角度，然后将两块压板后撤，把工件放在V形块上，注意工件的圆锥大端面一定要紧贴在右边V 形块的右端面，实现可靠定位，然后把铰链螺栓放在铰链压板的U 形槽中，拧紧螺母实现可靠夹紧。（7） 结构特点 该夹具结构简单，操作方便。但斜面的制造误差以及V 形块在斜面上的安装误差，使孔的加工位置精度受到了限制，故适用于加工要求不高的场合。刀具：钻头5孔。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数由资料机床夹具设计手册查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表 可得： 所以 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，决定选用螺旋夹紧机构。该夹具采用螺旋夹紧机构原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 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。2.2.2 定位分析与定位误差计算工件采用V 形块定位，V 形块的定位误差= = 0.002692.1)定位误差计算因为斜面角度为45度，所以工件的水平方向的定位误差为y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,满足定位要求。2) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。图5-2中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，=0.3) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。4) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。2. 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为或 当时，夹具能满足工件的加工要求。值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。知此方案可行。2.2.3 对刀及导引装置设计1.钻套的类型和特点:1、固定钻套：钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套：主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以F7/m6或F7/k6配合装入衬套中。3、快换钻套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套：尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔，如图4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C=8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。2.钻模板在导向装置中，导套通常是安装在钻模板上，因此钻模
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