机械制造技术课程设计-制动杠杆加工工艺及钻2-M6螺纹孔夹具设计（全套图纸）

制动杠杆加工工艺 及钻 2-M6 螺纹夹具设计 学生姓名： 学生学号： 院 （系） ： 年级专业： 指导教师： I 摘 要 制动杠杆零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以 及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工 艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接 着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切 削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元 件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具 定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注 意改进。 关键词关键词 制动杠杆零件，加工工艺，夹具，定位，夹紧 II 1 目目 录录 摘 要 . I 1 绪论 3 2 制动杠杆加工工艺规程设计 4 2.1 零件的分析 . 4 2.1.1 零件的作用 4 2.1.2 零件的工艺分析 4 2.2 制动杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应 措施 5 2.2.1 确定毛坯的制造形式 5 2.2.2 基面的选择 5 2.2.3 确定工艺路线 5 2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 2.2.5 确定切削用量 8 2.3 小结 17 3 钻 2-M6 螺纹孔专用夹具设计 18 3.1 定位基准的选择 18 3.2 定位元件的设计 . 19 3.3 定位误差分析 . 19 3.4 钻削力与夹紧力的计算 . 19 3.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 . 20 3.7 夹具设计及操作的简要说明 . 22 2 结 论 . 23 参考文献 24 致 谢 . 26 3 1 绪论 机械加工工艺规程是加工过程是提供零件的加工过程和工艺文件操作方法之 一，它是具体的生产条件下，更合理的工艺和操作方法，按照规定的处理的批准， 以指导生产后所撰写的文件的形式。加工过程一般包括以下情况：在工件的加工 工艺路线，每个过程的具体内容和使用的设备和工艺设备，试验项目和试验方法 的工件，切削时间的计算等。 步骤开发流程规范 1）生产计划的计算，以确定生产的类型。 2）分析零件图和产品装配图，零件加工分析。 4）制定工艺路线。 5）确定每个步骤中，计算需要的尺寸公差。 6） ，以确定所使用的每一个过程的设备和工具，夹具，量具。 7）来确定切削的量和固定的工作小时。 8）确定的主要过程的技术要求和试验方法。 9) 填写工艺文件。 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。 工件夹具是一个技术和设备，它被广泛应用于机械加工，热处理，装配，焊 接和测试过程机械制造工艺。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造 工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断 的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成 本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重 要的工艺装备。 4 2 制动杠杆加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给出的零件是制动杠杆。它的主要的作用是用来支承、固定的。 2.1.2 零件的工艺分析 零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆 性高，为此以下是制动杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下： （1）主要加工面： 1）小头钻22 以及与此孔相通的14 阶梯孔、M8 螺纹孔； 2）铣 40X18 平台； 3）钻 2M6 螺纹孔； 4）铣距离中心为 18 的一平面。 （2）主要基准面： 1）以44 外圆面为基准的加工表面 这一组加工表面包括：22 的孔、制动杠杆下表面 2）以22 的孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：14 阶梯孔、M8 螺纹孔、40X18 平台、2M6 螺纹 孔及其倒角。其中主要加工面是 M8 螺纹孔平台。 制动杠杆的22 孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下： 本套夹具中用于加工22 孔的是立式钻床。 工件以22 孔下表面及44 孔外 圆面为定位基准，在定位块和 V 型块上实现完全定位。加工22 时，由于孔表面 粗糙度为1.6 a Rm=。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。 本套夹具中用于加工制动杠杆的小平面和加工 2M6 螺纹孔是立式铣床。工 件以孔22 及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全 定位。加工表面：包括距离中心为 18mm 的平台 本套夹具中用于加工与22 孔相通的 M8 螺纹底孔是用立式钻床。工件以 22 孔及其下表面和宽平台作为定位基准，在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实 现完全定位。加工 M8 螺纹底孔时，先用7 麻花钻钻孔，再用 M8 的丝锥攻螺纹。 5 2.2 制动杠杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措 施 2.2.1 确定毛坯的制造形式 零件的材料 HT200。由于年产量为 5000 件，达到大批生产的水平，而且零件 的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批 生产的铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。 2.2.2 基面的选择 （1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件 的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进 行加紧，利用一个 V 形块支承44 圆的外轮廓作主要定位，以限制 z、z、y、y 四个自由度。再以一面定位消除 x、x 两个自由度，达到完全定位,就可加工22 的孔。 （2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用22 的 孔作为精基准。 2.2.3 确定工艺路线 表 2.1 工艺路线方案一 0 铸件 铸件 0 时效 时效 0 铣 粗铣半精铣44 一侧端面 0 铣 粗铣半精铣44 另外一侧端面 0 钻、钻、扩、铰22E8孔 0 铣 铣削 40X18 端面 0 铣 铣距离中心 18 平面 80 钻孔先钻2- M6螺纹底孔，然后进行攻丝2- M6 90 钻孔先钻M8螺纹底孔，锪14孔,然后进行攻丝M8 100 检 检、检查各部分尺寸及精度 110 入库 入库、组装入库 6 表 2.2 工艺路线方案二 工艺路线的比较与分析： 第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 5 钻 14 孔，再加工螺纹孔 M8”变 为“工序 7 粗精铣 M6 上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变 动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。 以 22mm 的孔子外轮廓为精基准，先铣下端面。再钻锥孔，从而保证了两孔 中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺 路线而先上端面， 再“钻 14 孔，加工螺纹孔 M8”不便于装夹，并且毛坯的端 面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个 问题。所以发现第二条工艺路线并不可行。 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以 我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 2.3 所示。 表 2.3 最终工艺过程 0 铸件 铸件 0 时效 时效 0 铣 粗铣半精铣44 一侧端面 0 铣 粗铣半精铣44 另外一侧端面 0 钻、钻、扩、铰22E8孔 0 铣 铣削 40X18 端面 0 铣 铣距离中心 18 平面 80 钻孔先钻2- M6螺纹底孔，然后进行攻丝2- M6 90 钻孔先钻M8螺纹底孔，锪14孔,然后进行攻丝M8 100 检 检、检查各部分尺寸及精度 110 入库 入库、组装入库 7 2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 制动杠杆的材料是 HT200，毛坯的重量 0.85kg，生产类型为大批生产。由于 毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余 量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量 之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与 最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 毛坯与零件不同的尺寸有： (具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献14 的铣刀类型及尺寸可知选用 6mm 的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都 为 0.5mm。 1）加工22 的端面，根据参考文献8表 4- 35 和表 4- 37 考虑 3mm，粗加工 0 铸件 铸件 0 时效 时效 0 铣 粗铣44 一侧端面 0 铣 半精铣44 一侧端面 0 铣 粗铣44 另外一侧端面 0 铣 半精铣44 另外一侧端面 0 钻、钻、扩、铰22E8孔 80 铣 铣削 40X18 端面 90 铣 铣距离中心 18 平面 100 钻孔先钻2- M6螺纹底孔，然后进行攻丝2- M6 110 钻孔先钻M8螺纹底孔，锪14孔,然后进行攻丝M8 120 检 检、检查各部分尺寸及精度 130 入库 入库、组装入库 8 2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工 1mm，同理上下端面的加 工余量都是 2mm。 2）对22 的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求 1.6。可用一次粗加工 1.9mm，一次精加工 0.1mm 就可达到要求。 3）加工宽度为 30mm 的下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工 表面有粗糙度的要求6.3 a Rm=， 而铣削的精度可以满足， 故采取分四次的铣削的 方式，每次铣削的深度是 2.5mm。 5）钻 14 阶梯孔，由于粗糙度要求3.2 a Rm=，因此考虑加工余量 2mm。 可一次粗加工 1.85mm，一次精加工 0.15 就可达到要求。 6）加工 M8 底孔，根据参考文献8表 4- 23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻 削加工余量 1.1mm，一次攻螺纹 0.1 就可达到要求。 7）加工 2- M6 螺纹，根据参考文献8表 4- 23 考虑加工余量 1.2mm。可一次 钻削加工余量 1.1mm，一次攻螺纹 0.1mm 就可达到要求。 8）加工 2- M6 端面，粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精 加工 1mm，可达到要求。 2.2.5 确定切削用量 工序 30：粗铣44 一侧端面 （1）粗铣44 一侧端面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K 立式铣床。 查参考文献7表 3034 刀具： 硬质合金三面刃圆盘铣刀 （面铣刀） ， 材料：15YT，100Dmm= ， 齿数8Z =， 此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=1.9mm 所以铣削深度 p a：1.9 p amm= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.4- 75，取0.12/ f amm Z=铣削速度V：参照 参考文献7表 3034，取1.33/Vm s=。 机床主轴转速n： 1000V n d = 式（2.1） 式中 V铣削速度； d刀具直径。 由式 2.1 机床主轴转速n： 10001000 1.33 60 254 /min 3.14 100 V nr d = 9 按照参考文献3表 3.1- 74 300 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 300 1.57/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f V：0.12 8 300/604.8/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ：4.8/288/min mf fVmm smm= a ：根据参考文献7表 2.4- 81,40amm = 工序 40： 半精铣44 一侧端面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 参考文献7表 3031 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ：15YT，100Dmm= ，齿数 12，此为细 齿铣刀。 精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm 铣削深度 p a：0.1 p amm= 每齿进给量 f a：根据参考文献7表 3031，取0.08/ f amm Z= 铣削速度V：参照参考文献7表 3031，取0.32/Vm s= 机床主轴转速n，由式（2.1）有： 10001000 0.32 60 61 /min 3.14 100 V nr d = 按照参考文献7表 3.1- 31 75 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 75 0.4/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f V，由式（1.3）有：0.15 12 75/602.25/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ： 2.25/135/min mf fVmm smm= 工序 50：粗铣44 另外一侧端面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K 立式铣床。 查参考文献7表 3034 刀具： 硬质合金三面刃圆盘铣刀 （面铣刀） ， 材料：15YT，100Dmm= ， 齿数8Z =， 此为粗齿铣刀。 10 因其单边余量：Z=1.9mm 所以铣削深度 p a：1.9 p amm= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.4- 75，取0.12/ f amm Z=铣削速度V：参照 参考文献7表 3034，取1.33/Vm s=。 机床主轴转速n： 1000V n d = 式（2.1） 式中 V铣削速度； d刀具直径。 由式 2.1 机床主轴转速n： 10001000 1.33 60 254 /min 3.14 100 V nr d = 按照参考文献3表 3.1- 74 300 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 300 1.57/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f V：0.12 8 300/604.8/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ：4.8/288/min mf fVmm smm= a ：根据参考文献7表 2.4- 81,40amm = （2）半精铣44 另外一侧端面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 参考文献7表 3031 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ：15YT，100Dmm= ，齿数 12，此为细 齿铣刀。 精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm 铣削深度 p a：0.1 p amm= 每齿进给量 f a：根据参考文献7表 3031，取0.08/ f amm Z= 铣削速度V：参照参考文献7表 3031，取0.32/Vm s= 机床主轴转速n，由式（2.1）有： 10001000 0.32 60 61 /min 3.14 100 V nr d = 按照参考文献7表 3.1- 31 75 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 75 0.4/ 10001000 60 dn vm s = 11 进给量 f V，由式（1.3）有：0.15 12 75/602.25/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ： 2.25/135/min mf fVmm smm= 工序 50：钻、扩、铰22E8 孔 工件材料为 HT200，硬度 200HBS。孔的直径为 22mm，公差为 H7，表面粗 糙度1.6 a Rm。加工机床为 Z525 立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分 别为：钻孔19mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔 21.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔22mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用 量。 （1）确定钻削用量 1） 确定进给量 f 根据参考文献7表 28- 10 可查出0.47 0.57/fmm r= 表 ， 由于孔深度比 0 /30/221.36l d =，0.9 lf k =，故 (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r= 表 。查 Z525 立式钻床说明书，取 0.43/fmm r=。 根据参考文献7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。 2）确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 m P 根据表 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。 由参考文献7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 19195 / min 14/ min 10001000 d nmmr vm = 由表 28- 5，1.06 MFMT kk=，故 47321.065016()FNN= 51.691.0654.8TN mN m= 3）校验机床功率 切削功率 m P 为 12 /) 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= （2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 根据参考文献7表 28- 31， f=: 表 （0.70.8）mm/r 0.7=0.490.56mm/r。根据 Z525 机床说明书，取 f =0.57mm/r。 2）确定切削速度v及n 根据参考文献7表 28- 33，取25/minvm= 表 。修正 系数： 0.88 mv k=， 24.722 1.02(/1.50.9) 2 p pR a v p a k a =根据 故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm= 表 0 1000/)nvd= 表（ 1000 11.22/min/(24.7) 286 /min mmmm r = = 查机床说明书，取275 /minnr=。实际切削速度为 3 0 10vd n = 3 21.7275 / min 10 21.3/ min mmr m = = （3）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 f 根据参考文献7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=。 2）确定切削速度v及n 由参考文献7表 28- 39，取8.2/minvm= 表 。由 参考文献7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 13 0 1000/()nvd= 表 1000 7.14(/min)/(25) 91.5 /min mmm r = = 查 Z525 说明书，取100 /minnr=，实际铰孔速度 3 0 10vd n = 3 25100 /min 107.8/minmmrm = （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔： 0 19dmm=，0.43/fmm r=，195 /minnr=，14/minvm= 扩孔： 0 21.7dmm=，0.57/fmm r=，275 /minnr=，21.3/minvm= 铰孔： 0 22dmm=，1.6/fmm r=，100 /minnr=，7.8/minvm= 工序 60：铣削 40X18 端面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床：X52K 立式铣床。 查参考文献7表 3034 刀具： 硬质合金三面刃圆盘铣刀 （面铣刀） ， 材料：15YT，100Dmm= ， 齿数8Z =， 此为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度 p a：2 p amm= 每齿进给量 f a：根据参考文献3表 2.4- 75，取0.12/ f amm Z=铣削速度V：参照 参考文献7表 3034，取1.33/Vm s=。 由式 2.1 得机床主轴转速n： 10001000 1.33 60 254 /min 3.14 100 V nr d = 按照参考文献3表 3.1- 74 300 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 300 1.57/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f V：0.12 8 300/604.8/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ：4.8/288/min mf fVmm smm= a ：根据参考文献7表 2.4- 81,30amm = 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知30lmm=， 刀具切入长度 1 l： 14 22 1 0.5()(1 3)lDDa=+ 式（2.2） 22 0.5(10010030 )(1 3)5.3mm=+= 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 工序 70 铣距离中心 18 平面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 由参考文献7表 3031 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ：15YT，100Dmm= ，齿数 12，此为细 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= 每齿进给量 f a：根据参考文献7表 3031，取0.08/ f amm Z= 铣削速度V：参照参考文献7表 3031，取0.32/Vm s= 机床主轴转速n，由式（2.1）有： 10001000 0.32 60 61 /min 3.14 100 V nr d = 按照参考文献3表 3.1- 31 75 /minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 75 0.4/ 10001000 60 dn vm s = 进给量 f V，由式（2.3）有：0.15 12 75/602.25/ ff Va Znmm s= 工作台每分进给量 m f ： 2.25/135/min mf fVmm smm= 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知40lmm= 刀具切入长度 1 l：精铣时 1 100lDmm= 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 工序 80：先钻 2- M6 螺纹底孔，然后进行攻丝 2- M6 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 6mm。加工机床为 Z525 立式钻 床，加工工序为钻孔至5，选用5 的麻花钻头。攻 M6 螺纹，选用 M6 细柄机用丝锥 攻螺纹。 切削深度 p a：mmap25. 4= 进给量f：根据参考文献5表 2.4- 39，取rmmf/25. 0= 15 切削速度V：参照参考文献5表 2.4- 41，取smV/43. 0= 由式（2.1）机床主轴转速n： 0 10001000 0.43 60 1643 /min 3.14 5 V nr d = ，取900 /minnr= 实际切削速度 V ： 0 3.14 5 900 0.24/ 10001000 60 d n Vm s = = 被切削层长度l：15lmm= 刀具切入长度 1 l： 1 5 (1 2)12023.5 22 r D lctgkctgmm=+=+ 刀具切出长度 2 l：0 2 =l 走刀次数为 1 攻 M61.5 的螺纹 机床：Z525 立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（6 1.5M ） 进给量f：由于其螺距mmp5 . 1=,因此进给量rmmf/5 . 1= 切削速度V：参照参考文献5表 2.4- 105，取min/88. 8/148. 0msmV= 由式（2.1）机床主轴转速n： 0 10001000 8.88 471.3 /min 3.14 6 V nr d = ，取480 /minnr= 丝锥回转转速 0 n ：取480 /min n nr= 实际切削速度 V ： 0 3.14 6 480 0.15/ 10001000 60 d n Vm s = = 工序 90：先钻 M8 螺纹底孔，锪14 孔,然后进行攻丝 M8 （1）加工 M8 底孔 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 8mm。加工机床为 Z525 立式钻 床，加工工序为钻孔至7，选用7 的麻花钻头。攻 M8 螺纹，选用 M8 细柄机用丝锥 攻螺纹。 切削深度 p a：10.5 p amm= 进给量f：根据参考文献5表 2.4- 39，取rmmf/25. 0= 切削速度V：参照参考文献5表 2.4- 41，取smV/43. 0= 由式（2.1）机床主轴转速n： 16 0 10001000 0.43 60 1174 /min 3.14 7 V nr d = ，取900 /minnr= 实际切削速度 V ： 0 3.14 7 900 0.33/ 10001000 60 d n Vm s = = 被切削层长度l：12.5lmm= 刀具切入长度 1 l： 1 7 (1 2)12024.1 22 r D lctgkctgmm=+=+ 刀具切出长度 2 l：0 2 =l 走刀次数为 1 攻 M81.5 的螺纹 机床：Z525 立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（8 1.5M ） 进给量f：由于其螺距mmp5 . 1=,因此进给量rmmf/5 . 1= 切削速度V：参照参考文献5表 2.4- 105，取min/88. 8/148. 0msmV= 由式（2.1）机床主轴转速n： 0 10001000 8.88 353.5 /min 3.14 8 V nr d = ，取360 /minnr= 丝锥回转转速 0 n ：取360 /min n nr= 实际切削速度 V ： 0 3.14 8 360 0.15/ 10001000 60 d n Vm s = = （2）锪钻14 阶梯孔 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 14mm，表面粗糙度 3.2 a Rm=。加工机床为 Z525 立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔 14mm 小直径端面锪钻。 1）确定切削用量 确定进给量 f 根据参考文献7表 28- 10 可查出0.25 0.31/fmm r= 表 ， 由 于孔深度比 0 /3/120.25l d =，1.0 lf k =，故 (0.25 0.31) 1.00.25 0.31/fmm r= 表 。查 Z525 立式钻床说明书，取 0.23/fmm r=。 根据参考文献7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7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。 17 确定切削速度v、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 m P 根据表 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。 由参考文献7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 298 /min 12 vmm nr dmm = 表 查 Z525 机床说明书，取195 /minnr=。实际切削速度为 0 12195 /min 7.35/min 10001000 d nmmr vm = 由参考文献7表 28- 5，1.0 MFMT kk=，故 47321.04732()FNN= 51.691.051.69TN mN m= 校验机床功率 切削功率 m P 为 /) mMMm PPn n k= 表 （ 1.25(195/298) 1.00.82kWkW= 机床有效功率 4.50.813.65 EEm PPkWkWP= 故选择的钻削用量可用。即 0 12dmm=，0.23/fmm r=，195 /minnr=，7.35/minvm= 相应地 4732FN=，51.69TN m=，0.82 m PkW= 2.3 小结 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工 艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极 其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法 和手段都要通过机械加工工艺来体现。 3 钻 2-M6 螺纹孔专用夹具设计 3.1 定位基准的选择 在加工 2- M6 螺纹孔工序时，22 孔下平台已经加工到要求尺寸。因此选用 和22 孔及22 孔下表面.加上一组调节支撑钉防止工件发生转动。 定位示意图 19 3.2 定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面一销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是 一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销进行设计 根据参考文献11表 2- 1- 2 固定定位销的结构及主要尺寸如图 3.13 所示。 图 3.13 固定定位销 主要结构尺寸参数如表 3.8 所示。 表 3.8 固定定位销的结构尺寸 D 1 D H L C d h 22 20 14 26 4 12 4 3.3 定位误差分析 机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素 于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工 件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工 误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为： 销与孔的配合 0.05mm，钻模与销的误差 0.02mm，钻套与衬套 0.029mm 由公式 e=(H/2+h+b)max/H max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05622 可见这种定位方案是可行的。 3.4 钻削力与夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹 20 切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得： 钻削力 6 . 08 . 0 26HBDfF = 钻削力矩 6 . 0 8 . 09 . 1 10HBfDT = 式中：5Dmm= ()()232187255 3 1 255 3 1 minmaxmax =HBHBHBHB 1 15 . 0 =rmmf 0.80.6 2650.152321201.7FN= = 1.90.80.6 1050.152323003TN mm= 本套夹具采用移动压板夹紧，移动压板主要靠移动压板上的螺母来实现夹紧。 根据参考文献11可知该机构属于单个螺旋夹紧。 由式（3.1）根据参考文献11表 1-2-20 到表 1-2-23 可查得 0 35 104 3033 5.5132 299 50 ) WN tg = + oo （ 3.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 M6 螺纹孔的加工需钻、攻螺纹两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套 （其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：M6 螺纹孔分 钻、攻螺纹两个工步完成加工。钻、攻，加工刀具分别为：钻孔5 标准高速 钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；攻螺纹M6 的丝锥。 根据参考文献11表 2- 1- 47 可查得钻套孔径结构如图 3.14 所示。 图 3.14 快换钻套 钻 M6 孔钻套结构参数如表 3.9 所示。 表 3.9 21 d H D 1 D 2 D h 1 h m 1 m r 公称尺寸 允差 6 20 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 7 7 16 50 根据参考文献11表 2- 1- 58 可得衬套选用固定衬套其结构如图 3.15 所示。 图 3.15 固定衬套 其结构参数如表 3.10 所示。 表 3.10 d H D C 1 C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 12 +0.034 +0.016 20 18 +0.023 +0.012 0.5 2 根据参考文献11夹具 U 型槽的结构如图 3.16 所示。 图 3.16 U 型槽 主要结构尺寸参数如表 3.11 所示。 22 表 3.11 螺栓直径d D 1 D L 12 14 30 20 3.7 夹具设计及操作的简要说明 本套夹具用于加工 M6 螺纹孔。以22 孔下表面（一面）及其内孔（带大端 面的长圆柱销） ，下平台支撑钉来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置 采用移动压板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很 方便的取出。压在工件上，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动 压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。 23 结 论 通过近一个月的课程设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不 仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运 用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。 在整个设计过程中，我本