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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件工艺规程及加工对接平面气动夹具设计
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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件工艺规程及加工对接平面气动
H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件工艺规程及加工对接平面气动夹具设计
H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件
加工工艺规程及
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机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件零件图号H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件产品名称H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件零件名称H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件共 1 页第1页材料牌号 HT200毛坯种类 铸造毛坯外型尺寸每毛坯可制作件数 1每台件数1 备注工序号工序名称工序内容车 间工 段设 备工艺装备工 时准终单件10铸造铸造毛坯铸造车间一20热处理 人工时效铸造车间一30油漆喷漆处理铸造车间一40粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承座下盖底面，注意尺寸和表面粗糙度，留1mm精加工余量机加工二X52K铣床铣夹具，量具，铣刀101050精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸和表面粗糙度，留0.2mm磨削加工余量机加工二X52K铣床铣夹具，量具，铣刀151560铣削以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座螺丝固定表面机加工二X52K铣床铣夹具，量具，铣刀131370磨削磨削底面，达到规定粗糙度要求机加工二磨床MZ-204磨床夹具，砂轮101080钻孔钻底面固定螺栓孔底孔，然后铰孔达到尺寸机加工二Z525钻床钻夹具，钻头131390铣削铣削轴承孔前端面机加工二X6132铣床铣夹具，量具，铣刀1313100铣削铣削轴承孔后端面机加工二X6132铣床铣夹具，量具，铣刀1010140铣对接平面将轴承座上下两部分铣对接平面机加工二X52K铣床铣夹具，量具，铣刀1010150钻孔钻顶面2螺栓固定孔12机加工二Z525钻床钻夹具，钻头1313160钻孔攻丝钻孔轴承座下半部分2XM10螺纹孔，然后用螺丝将2件装配机加工二Z525钻床钻夹具，钻头1010110粗镗以已加工底面及定位销孔为定位基准粗镗轴承座中心孔机加工二T68镗床镗夹具，镗刀1515120半精镗以已加工底面及定位销孔为定位基准半精镗轴承座中心孔机加工二T68镗床镗夹具，镗刀1515130精镗以已加工底面及定位销孔为定位基准精镗轴承座中心孔机加工二T68镗床镗夹具，镗刀1515170去毛刺钳工去毛刺180终检入库 按图样要求检验设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期描图描校底图号装订号机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件名称H2060型对开式二螺柱正滑动轴承共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工140铣对接平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床52夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1将轴承座上下两部分铣对接平面铣夹具，量具，铣刀10003001002711010设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期XX大学课程设计论文H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件工艺规程及加工对接平面气动夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要本文是对H2060型对开式二螺柱正滑动轴承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。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加工对接平面气动夹具。关键词：H2060型对开式二螺柱正滑动轴承，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具目 录摘 要1第1章 序 言4第2章 加工工艺规程设计52.1 零件的分析52.1.1 零件的作用52.1.2 零件的工艺分析52.2 H2060型对开式二螺柱正滑动轴承加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施62.2.1 孔和平面的加工顺序62.2.2 孔系加工方案选择62.3 H2060型对开式二螺柱正滑动轴承加工定位基准的选择72.3.1 粗基准的选择72.3.2 精基准的选择72.4 H2060型对开式二螺柱正滑动轴承加工主要工序安排72.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定92.6确定切削用量及基本工时（机动时间）92.7 时间定额计算及生产安排16第3章 加工对接平面气动夹具设计213.1 夹具的夹紧装置和定位装置213.2 工件在夹具中的定位223.3 夹具的组成253.4夹具设计263.4.1定位基准的选择263.4.2切削力及夹紧力的计算263.5定位误差的分析293.6 确定夹具体结构和总体结构313.7 夹具设计及操作的简要说明33总 结34参 考 文 献35致谢3636第1章 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标1。零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第2章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是H2060型对开式二螺柱正滑动轴承。H2060型对开式二螺柱正滑动轴承的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件的加工质量，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。2.1.2 零件的工艺分析由H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件图可知。H2060型对开式二螺柱正滑动轴承是一个H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。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）以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的底削加工；其中顶面有表面粗糙度要求为，（2）以的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个前后端面； （3）以顶面为主要加工平面的加工面。2.2 H2060型对开式二螺柱正滑动轴承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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承来说，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。2.2.1 孔和平面的加工顺序H2060型对开式二螺柱正滑动轴承类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工H2060型对开式二螺柱正滑动轴承上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。H2060型对开式二螺柱正滑动轴承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。H2060型对开式二螺柱正滑动轴承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。2.2.2 孔系加工方案选择H2060型对开式二螺柱正滑动轴承孔系加工方案，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。根据H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件图所示的H2060型对开式二螺柱正滑动轴承的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。（1）用镗模法镗孔在大批量生产中，H2060型对开式二螺柱正滑动轴承孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐标法镗孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔，需要将H2060型对开式二螺柱正滑动轴承孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。2.3 H2060型对开式二螺柱正滑动轴承加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入H2060型对开式二螺柱正滑动轴承的零件与箱壁有一定的间隙。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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证H2060型对开式二螺柱正滑动轴承孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证H2060型对开式二螺柱正滑动轴承在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件图分析可知，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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承的装配基准，但因为它与H2060型对开式二螺柱正滑动轴承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。2.4 H2060型对开式二螺柱正滑动轴承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。H2060型对开式二螺柱正滑动轴承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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承，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H2060型对开式二螺柱正滑动轴承加工工艺路线确定如下：工艺路线：10铸造铸造毛坯20热处理 人工时效30油漆喷漆处理40粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承座下盖底面，注意尺寸和表面粗糙度，留1mm精加工余量50精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸和表面粗糙度，留0.2mm磨削加工余量60铣削以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座螺丝固定表面70磨削磨削底面，达到规定粗糙度要求80钻孔钻底面固定螺栓孔底孔，然后铰孔达到尺寸90铣削铣削轴承孔前端面100铣削铣削轴承孔后端面140铣对接平面将轴承座上下两部分铣对接平面150钻孔钻顶面2螺栓固定孔12160钻孔攻丝钻孔轴承座下半部分2XM10螺纹孔，然后用螺丝将2件装配110粗镗以已加工底面及定位销孔为定位基准粗镗轴承座中心孔120半精镗以已加工底面及定位销孔为定位基准半精镗轴承座中心孔130精镗以已加工底面及定位销孔为定位基准精镗轴承座中心孔170去毛刺钳工去毛刺180终检入库 按图样要求检验2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“H2060型对开式二螺柱正滑动轴承”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）顶面的加工余量。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：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粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为。（3）底面孔毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为：毛坯为实心（4）前后端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23，其加工余量规定为，现取。半精铣：参照机械加工工艺手册第1卷，其加工余量值取为。精铣：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为。铸件毛坯的基本尺寸为，根据机械加工工艺手册表2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71，现确定螺孔加工余量为： 2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序40、50：粗、精铣H2060型对开式二螺柱正滑动轴承底面机床：铣床X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10（1）粗铣H2060型对开式二螺柱正滑动轴承底面 粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸70mm和表面粗糙度，留1mm精加工余量铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣H2060型对开式二螺柱正滑动轴承底面精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸70mm和表面粗糙度，留0.2mm磨削加工余量铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序2：以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣H2060型对开式二螺柱正滑动轴承螺丝固定表面。机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取：根据参考文献3表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取根据参考文献3表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献3表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.481,取切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序80：粗、精铣H2060型对开式二螺柱正滑动轴承表面机床：铣床X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10（1）粗铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序90：钻底面固定螺栓孔底孔，然后铰孔达到尺寸机床：组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.39，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.41，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：工序4：粗铣两侧面机床：组合铣床刀具：硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径，齿数铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序100：钻顶面2螺栓固定孔12钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =工序220：钻孔H2060型对开式二螺柱正滑动轴承下半部分2XM10螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥2XM10螺纹孔螺孔攻丝 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： （盲孔）机动时间：工序110、120、130：镗轴承支承孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具（1）粗镗孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：（2）粗镗支承孔切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4.66。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：2.7 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该的年产量为10万件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于1.14min。参照机械加工工艺手册表2.5.2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序1：粗、精铣顶面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.43，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.48，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求工序2：钻顶面孔、铰定位孔机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.43，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序4：钻两侧面孔机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.43，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序5：粗铣前后端面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.48，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序6：半精铣前后端面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.48，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序9：粗镗前后端面支承孔机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.39，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序11：精镗支承孔机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.39，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求工序12：前后端面螺纹孔攻丝机动时间：辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则：参照钻孔值，取单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序14：精铣前后端面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.48，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序15：精铣两侧面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5.48，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序17：螺纹孔攻丝机动时间：辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则：参照钻孔值，取单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。第3章 加工对接平面气动夹具设计3.1 夹具的夹紧装置和定位装置夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。3.2 工件在夹具中的定位一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图6-1 常用支承钉的结构形式2支承板 常用的支承板结构形式如图6-2所示。平面型支承板（图a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2 常用支承板的结构形式3可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。图6-3 常用可调支承的结构形式4自位支承 常用自位支承的结构形式如图6-4所示。由于自位支承是活动的或是浮动的，无论结构上是两点或三点支承，其实质只起一个支承点的作用，所以自位支承只限制一个自由度。使用自位支承的目的在于增加与工件的接触点，减小工件变形或减少接触应力。图6-4 自位支承的结构形式(二) 工件以孔定位常用定位元件1定位销 图6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图d）限制三个自由度。图6-6 固定式定位销的结构形式2心轴 心轴的结构形式很多，图6-7是几种常用的心轴结构形式。图a为过盈配合心轴，限制工件四个自由度；图b为间隙配合心轴，限制工件五个自由度（心轴外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度）；图c为小锥度（1：50001：1000）心轴，装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度。图6-7 定位心轴(三) 工件以外圆定位常用定位元件1V形块 V形块的结构形式如图6-8所示。图a为短V形块；图b为两短V形块组合，用于工件定位基面较长的情况；图c为分体结构的V形块，淬硬钢镶块或硬质合金镶块用螺钉固定在V形铸铁底座上，用于工件定位基面长度和直径均较大的情况；图e 、f是两种浮动式V形块结构。当工件以粗基准或工件以阶梯圆柱面定位时，V形块工作面的长度一般应减为2mm5mm(如图d所示)，以提高定位的稳定性。用V形块定位，工件的定位基准始终在V形块两定位面的对称中心平面内，对中性能好。图6-8 V形块一个短V形块限制两个自由度；两个短V形块组合或一个长V形块限制四个自由度；浮动式V形块只限制一个自由度。2. 定位套 图6-9是常用的定位套结构形式。图a用在工件以端面为主要定位基面的场合，短定位套孔限制工件的两个自由度；图b用在工件以外圆柱表面为主要定位基面的场合，长定位套孔限制工件的四个自由度；图c用于工件以圆柱面端部轮廓为定位基面，锥孔限制工件的三个自由度。图6-9 定位套3半圆孔 图6-10是半圆孔定位装置。当工件尺寸较大，用圆柱孔定位不方便时，可将圆柱孔改成两半，下半孔用作定位，上半孔用于压紧工件。短半圆孔定位限制工件的二个自由度；长半圆孔定位限制工件的四个自由度。图6-10 半圆孔定位装置（四） 工件以组合表面定位常用定位元件在实际生产中，为满足加工要求，有时采用几个定位面相组合的方式进行定位。常见的组合形式有：两顶尖孔、一端面一孔、一端面一外圆、一面两孔等；与之相对应的定位元件也是组合式的。例如，长轴类零件采用双顶尖组合定位；箱体类零件采用一面双销组合定位。 几个表面同时参与定位时，各定位基准（基面）在定位中所起的作用有主次之分。例如，轴以两顶尖孔在车床前后顶尖上定位的情况，前顶尖孔为主要定位基面，前顶尖限制三个自由度，后顶尖只限制两个自由度。3.3 夹具的组成(1) 定位元件 定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。(2) 夹紧装置 夹紧装置的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。图3-3中的螺杆8(与圆柱销合成一个零件)、螺母7和开口垫圈6就起到了上述作用。(3) 对刀或导向装置 对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。如图3-3中钻套l和钻模板2组成导向装置，确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。铣床夹具上的对刀块和塞 尺为对刀装置。 (4) 连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。如图3-3中夹具体3的底面为安装基面，保证了钻套1的轴线垂直于钻床工作台以及圆柱销5的轴线平行于钻床工作台。因此，夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。 (5) 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，如图3-3中的件3，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 (6) 其它装置或元件 它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。3.4夹具设计3.4.1定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知：在对进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选底平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。方案：选一面两销定位方式，2面用挡销，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：方案中的定位是不正确的，挡销的位置是固定，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。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。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。3.4.2切削力及夹紧力的计算刀具：面铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：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： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 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，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJFJ需。夹具的夹紧装置和定位装置1 2夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。1气动夹紧装置气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双向作用两种，应用最广泛的是双作用固定式气缸。2液压夹紧装置液压夹紧装置的结构和工作原理基本与气动夹紧装置相同，所不同的是它所用的工作介质是压力油。与气压夹紧装置相比，液压夹紧具有以下优点：传动力大，夹具结构相对比较小；油液不可压缩，夹紧可靠，工作平稳Z噪声小。它的不足之处是须设置专门的液压系统，应用范围受限制。本道工序的夹具就选择了气动夹紧方式。本工序因为是粗加工，毛坯材料又是铝合金，切削力不是很大，为了夹紧工件，势必要增大液压缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。因此，首先降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的杠杆夹紧机构；三是在可能情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由0.4MPa增至0.6MPa），以增加液压缸推力。结果本夹具总的感觉还是比较紧凑18，可以满足要求。 夹具在装夹时，由在定位时造成圆周上存在定位误差；夹具体在零件的内孔端面上定位时，也存在定位误差，从而会造成由原来的面接触变成点接触，从而使零件在定位时发生3.5定位误差的分析该夹具以一个平面和2个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位误差： 当以任意边接触时 通过分析可得： 因此：当以任意边接触时 2 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.6 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置
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