机械毕业设计（论文）-油阀座加工工艺及夹具设计（全套图纸）

1 毕业设计报告毕业设计报告 毕业设计题目：毕业设计题目： 油阀座油阀座 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 生生 班班 级：级： 学学 生生 学号：学号： 指指 导导 教教 师：师： 指导教师职称：指导教师职称： 北北 华华 航航 天天 工工 业业 学学 院院 2 机械制造工艺及机床夹具设计 毕业设计报告 报告题目： “油阀座”的机械加工工艺规程及夹具设计 作者所在系部： 作者所在专业： 机械设计与制造 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 3 目 录 摘要 （3） 开题报告(5) 引言 （9） 绪论（10） 第一章 零件的分析（11） 1.1 零件的生产类型（11） 1.2 零件的作用（11） 1.3 零件的工艺分析（11） 第二章 工艺规程设计 （11） 2.1 确定毛坯（11） 2.2 定位基准的选择（12） 2.3 加工工艺路线（12） 2.4 选择加工设备及刀、 夹、 量具 （13） 2.5 机械加工余量 （13） 2.6 确定切削用量和基本工时（13） 第三章 夹具的设计 （21） 3.1 钻夹具设计 （21） 3.2 铣夹具设计（21） 第四章 夹具的概述（23） 4.1 夹具的作用及分类 （23） 4.2 夹具的组成 （24） 4.3 工件夹紧的基本要求（25） 4.4 夹具的发展趋势（25） 结论 （26） 致谢（26） 参考文献 （27 4 摘摘 要要 制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生 产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成 本无不与工艺装备有关。随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如 何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。本文通过分析注油器油阀座零件 的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的 加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对于夹具设 计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。通过对各种定位夹紧装置的分 析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。同时， 通过对一系列定位误差和夹紧力的计算，验证了该零件的加工是可以保证其要 求的精度的，它的加工误差在规定的范围内。通过夹紧力的计算，也验证了零 件在被夹紧的前提下，它受到的夹紧力也并不大，满足夹具设计所要求的既要 保证一定的夹紧力不使工件在加工过程中发生位移，但同时又不能过大致使工 件发生变形。 关键词关键词：工艺装备，夹具设计，定位，夹紧 全套图纸，加全套图纸，加153893706 5 Abstract In the manufacturing sector in particular, mechanical manufacturing, products in the production process in accordance with the specific process, regardless of their scale of production, requires a wide range of process equipment, manufacturing and product quality, productivity, cost and process all the relevant equipment. With the irregular shape of the parts in the modern manufacturing industry in a wide range of applications, how to ensure that this type of precision machining of parts is particularly important. Through analysis of the oil- seat oiling parts of the structure and characteristics of the processing requirements of the development of a more reasonable fixture design, so as to guarantee the precision machining of parts will provide an economical and practical technology equipment, has some practical value. The fixture design, the most important thing is positioning, clamping identification program. By targeting a variety of clamping devices analyzed and compared, and choose a combination of both to meet the demands of processing, and the relatively simple device. At the same time, through a series of clamping force and positioning errors of calculation, parts of the verification process is required to ensure its accuracy, its error in the processing requirements. Clamping force through the calculation, but also to verify the parts in the clamp on the premise of it by the clamping force is not large, the fixture design to meet the required not only to ensure a certain degree of clamping force not to work during processing Shifted, but at the same time, not too much work led to deformation occurred. Key words: technology equipment, fixture design, positioning, clamping 6 开题报告开题报告 一一 课题的意义、研究对象、特点课题的意义、研究对象、特点 本课题通过分析油阀座的结构特点和加工要求，制定一套较合理的加工 工艺规程，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备， 具有一定的实用价值。首先分析零件的结构，并明确其各种加工要求，本课 程主要是对孔加工有一定的技术要求，然后查阅有关资料，汲取前人的经验， 制定出符合定位原理及加工要求的夹具模型， 运用 CAD 软件不断对其进行模 型优化，而后回到生产实践中，检测并完善所设计的夹具。 二二 夹具设计的要求夹具设计的要求 本文主要是对专用夹具的设计，其基本要求如下：设计夹具必须满足工 艺要求，结构性能可靠、使用安全，操作方便，有利于实现优质、高产、低 耗，改善劳动条件，提高标准化、通用化、系列化水平。要深入现场，联系 实际，确定设计方案时，应广泛听取老师的意见和建议。具有良好的结构工 艺性，即所设计的夹具应便于制造、调整、维修，切便于切屑的清理、排除。 夹具设计必须保证图样清晰、完整、正确、统一。 三三 设计夹具的依据设计夹具的依据 7 工装设计任务书工件的工艺规程；产品图样和技术要求等有关国家标 准、行业标准和企业标准国内外典型工装图样和有关资料生产技术要求。 四四 设计夹具的程序内容设计夹具的程序内容 明确设计任务；熟悉被加工件的图样；弄清楚被加工件在产品中的作用、结 构特点、主要加工表面和技术要求；了解被加工件的材料、毛胚种类、特点、 重量和外形尺寸等。分析被加工件的工艺规程；核对夹具设计任务书；收集 资料，深入调研；收集企业内外有关资料，并进行必要的工艺实验，尽量使 所设计的夹具结构完善、合理。 五五 夹具的设计过程夹具的设计过程 1） 分析构想 根据零件(加工件)的设计图和工序图，分析工件的结构特点、材料、 热处理情况及本工序加工的技术要求，再根据本厂本车间设备情况、加工能 力，建立所需制造夹具的初步构想. 2） 绘制草图 将初步构想的夹具和工件轮廓尽量按 1:1 的比例以徒手为主绘在方 格纸上(每小格 1 毫米的计算纸)。利用计算纸作草图，图样大小随之可见.便 于更改。选主视图及工件的轮廓位置应和加工时相同。根据六点定位原则确 定夹具所用定位元件，并绘在草图上;绘出夹紧元件或装置;绘出引导元件或对 刀装置;绘出夹具体;绘出其他辅助部分。 3） 绘装配图 8 根据草图绘出装配图(总装图)。夹具装配图和一般装配图略有不同: 图中为了突出夹具的结构.又要参考工件的形状，规定以双点划线绘出工件轮 廓且将其看做是透明体，不遮挡夹具结构。装配图上标注的各检验尺寸的公 差应注为对称公差。这些对称公差的大小确定原则是: 1.夹其的线性尺寸和角度公差直接和工件加工尺寸有关时.夹具公差 取工序要求公差的 1/21/5，当工序要求为自由公差时.夹具公差可按士 0. 1 标 注。 2.夹具上与工序要求无直接关系的公差可根据所选装配性质按标准 公差选取。 4） 绘夹具零件图 装配图中除市场上能买到的标准件之外的零件都要绘零件图。在确 定这些零件的尺寸、公差及技术条件时应注意满足夹具总图的要求。设计人 员还应关心夹具零件的制造过程、装配过程及生产实用情况，以便发现问题 随时改进使之达到更理想的地步。 六六 专用机床夹具的组成专用机床夹具的组成 其种类繁多，可概括为四部分： 1） 定位元件：用来确定工件在夹具中的正确位置。 2） 夹紧装置，将工件夹紧夹牢，保证工件在加工过程中的正确位置不变， 它包括夹紧元件或其组合以及动力源。 3）夹具体，是机床夹具的基础件，将夹具的所有部分连接成一个整体。 4）其他装置或元件，是除上述三部分外的所有其他装置或者元件，如分度 9 装置、导向元件和夹具和机床之间的连接元件等。 七七 夹具发展的趋势夹具发展的趋势 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、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。 八八 课题的研究进度课题的研究进度 1 查阅文献，英文资料 1 周 2 零件的图纸表达及结构分析 3 周 3 加工工艺路线设计与优化 2 周 4 夹具的结构设计 4 周 5 相关计算 2 周 10 油阀座零件工艺规程及工装设计油阀座零件工艺规程及工装设计 0 引言引言 夹具是涵盖了从加工到组装的几乎所有操作过程的一种装夹设备。装夹最重要的标准 是位置精度、工件稳定性、最小工件变形和最小位移，以及夹具和切割工具之间无干涉等 要求。由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得非常重要，它直接影 响加工质量，生产率和制造成本。在机床上加工工件时，为了保证工件在该工序所加工的 表面能达到图纸上规定的尺寸及位置精度等技术要求，必须使得工件相对于刀具和机床占 有正确的加工位置（即工件的定位） ，并把工件压紧夹牢，以便在加工过程中，工件受到 切削力、离心力的作用及冲击、振动等影响时，能保持这个确定了的位置稳定不变（即工 件的夹紧） 。在机床上对工件进行定位和夹紧，称做装夹。一切能使工件在机床上实现定 位和夹紧的工艺装置，一般称为机床夹具，简称夹具。 机床夹具按专门化程度分通用夹具、专用夹具、可调整夹具、专门化拼装夹具和自用 化生产用夹具。通用夹具是指已经标准化，且具有较大适用范围的夹具。它由专业厂生产 供应，有的已作为机床附件与通用机床配套，这类夹具主要用于单件小批生产。专用夹具 是根据零件工艺机械加工过程中的某一道工序而专门设计的夹具。由于不考虑通用性，故 结构紧凑、操作方便。这类夹具可保证高的加工精度和生产率。但这类夹具的针对性很强。 本文通过分析注油器油阀座零件的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计， 从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对 于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。通过对各种定位夹紧装置的分析 比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。 11 绪绪 论论 1.1 现代制造技术和工艺 现代制造技术包括材料、工艺、设计、制造、管理等方面的新兴技术，现代制造技术的应 用是中国制造业发展的脊梁，机械制造业是国民经济最重要的基础产业，而机械制造技术 的不断创新则是机械工业发展的技术基础和动力。现代制造技术是以传统制造技术与计算 机技术、信息技术、自动控制技术等现代高新技术交叉融合的结果，是一个集机械、电子、 信息、材料与管理技术于一体的新型交叉学科，它使制造技术的技术内涵和水平发生了质 的变化。因此，凡是那些能够融合当代科学进步的最新成果，最能发挥人和设备的潜力， 最能体现现代制造水平的制造技术均称为现代制造技术，它给传统的机械制造业带来了勃 勃生机。现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上：一是精密工程技术，以超精密 加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表，将进入微型机械电子技术和微型机器人的 时代；二是机械制造的高度自动化，以 CIMS 和敏捷制造等的进一步发展为代表。 机械制造工艺是各种机械的制造方法和过程的总称。其研究对象是机械产品的制造工艺， 包括零件加工和装配两方面。工艺是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程，是生 产中最活跃的因素，落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中，和生产实际 联系十分紧密。 1.2 现代机械工业的生产特点 随着科学技术的进步和生产的发展，国民经济各部门要求机械工业不断提供先进的技术装 备，研制新的产品品种，以满足国民经济持续发展和人民生活不断提高的需要。这样促使 机械工业的生产形式发生了显著的变化：多品种、中小批量生产逐渐占了优势。许多先进 的工业国家的统计资料表明， 在现代机械工业中约有 80%的企业是属于这种生产类型的。 多品种中小批量的生产特点就是企业生产的产品品种多，而各种产品的批量不大。特别是 近代科学新技术的应用使产品更新换代的周期愈来愈短。往往一种产品持续生产三至五年 便被新的产品所取代。这样原来传统的生产技术准备工作很不适应这种新的生产特点，而 产生以下的主要问题： （1）一般小批量生产采用先进的工艺方法和专用工艺装备是不经济的。但对高、精、尖 产品而言不采用这种手段无法达到规定的技术要求。 （2）现行的生产技术准备工作，一般都需要较长的时间，花费的人力、物力较 1 零件的 分析 12 1.1 零件的生产类型零件的生产类型 该油阀座的实际生产纲领： N=Qn（1+） =51（1+3%+1%） =5.495（万件） 该零件的生产规模划规为大批量生产。 1.2 零件的作用零件的作用 油阀座是凿岩机注油器上的重要零件。左端通过 Rc3/4 与主机联接；右端以63mm 外 圆定位与油壶壳体相连，一管套穿过油壶壳体与24.5+0.13mm 孔焊接，高压气体从左端 进入阀座，在负压作用下，油壶内油从2mm 孔流至22mm 孔与高压气体混合后成雾状 从管道喷出。16H10 孔装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。 1.3 零件的工艺分析零件的工艺分析 由零件图得知其材料为 ZG45。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及件振性； 适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 该零件上的主要加工面为表面轮廓，两端面，三个平衡孔和主轴孔。 该零件表面轮廓应在一次装夹下同时加工出来。该零件三个平衡孔应在一次装夹下同 时加工出来。 有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可达到 的，零件的结构工艺性也是可行的。 2 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯确定毛坯 根据零件材料确定毛坯为铸件。通过计算，该零件质量约为 11kg。毛坯的铸造方法选 用砂型机器造型（表 1） 。又由于主轴孔和三个平衡孔均需铸出，故还应安放型芯。此外， 为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 表面轮廓尺寸 63 4+4 71 两端面 55 6+6 67 平衡孔 16 55 105 主轴孔 22 6 16 表 1 毛坯 制 造方 最大 重量 N 最小壁 后 mm 形状的 复杂性 材 料 生产 方式 精度 等级 IT 尺寸公差 值/ mm 表面 粗造 度 13 法 手工 砂 型铸 造 不限 制 35 最复杂 铁碳合 金属、 有 色金属 及其合 金 单件生 产及小 批生产 14 16 18 机械 砂型 铸造 至 2500 35 最复杂 同上 大批生 产 及大量 生产 14 级 左右 13 其他 手工 砂型 铸造 余量大，一般为 110mm;由砂眼和气泡造成的废品率高；表面有结砂 硬皮，且结构颗粒大；适用铸造大件；生产率很多 机械 砂型 铸造 生产率比手制砂型高数倍至数十倍；设备复杂；但要求工人的技术低； 适于制造中小型铸件 2.2 定位基准的选择定位基准的选择 精基准的选择：油阀座的主轴孔既是装配基准又是设计基准，用它作精基准，能使加 工遵循“基准重合”的原则；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了 “基准统一”的原则。 粗基准的选择：选择油阀座的表面作粗基准。 最先进行机械加工的表面是精基准主轴孔。 2.3 加工工艺路线加工工艺路线 工序号 工 序 内 容 铸造 时效 涂底漆 10 粗铣63 面和32 面 20 精铣63 面，精铣32，保证长度 55 30 精铣24，保证至定位基准长度为 39.6 40 钻3 通孔，保证长度 22，钻5 通孔，保证长度 6，钻2 通孔，保 证长度 14 50 钻孔2 为通孔，至端面63 于 14，并焊封其孔口扩孔22 60 钻10.5 70 扩孔22 80 扩孔16H10，保证 26.60.11 14 90 通孔攻螺纹 Rc3/4，保证长度为 20，并孔口倒角 1*45，且32 端面 倒角 1*45。 100 镗16.8+0.24，距24 面 2.5，宽度为 1.1 110 在24 面上粗铣 135的缺口，其深度为 4，精铣缺口 120 检验 130 入库 2.4 选择加工设备及刀、夹、量具选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生 产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的 装卸及各机床的传送均由人工完成。 粗铣 63mm 面和 32mm 面选择 X62W 万能铣床，专用铣夹具，百分表。 精铣 63mm，钻 3mm 通孔，保证长度 22mm,钻 5 通孔，保证长度 6mm,钻 2 通 孔，保证长度 14mm 选择 X62W 万能铣床和 Z3025 台式钻床。 夹住 63mm，精铣 32，保证长度 55mm，采用 X62W 万能铣床。 扩孔 22mm 选择组合机床，专用扩孔刀和铰孔刀，百分表。 精铣 24，保证至定位基准长度为 39.6mm，选择 X62W 万能铣床。 钻 10.5，选择专用钻夹具，Z3025 台式钻床。 扩孔 16H10,保证 26.6+/_0.11，采用组合机床。 镗 16.80.24/0,距24 面2.5,宽度为1.1钻2通孔,至端面63于14mm,并焊封其孔 口，选用 C6136，专用车夹具。 在 24 面上精铣 135的缺口,其深度为 4mm,精铣缺口，采用 X62W 万能铣床。 2.5 机械加工余量、工序尺寸机械加工余量、工序尺寸 “油阀座”零件材料为 ZG45 钢，硬度 207241HBS，毛坯重量约为 11kg，生产类型为 大批量生产，采用砂型机器造型毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸如 下： 1. 63 面和面和 32 面面 考虑其加工长度为 55mm,与其联结的非加工外圆表面直径为 32mm,为简化模锻毛坯 的外形尺寸，现在直接取其外圆表面直径为 32mm. 32 面为自由尺寸公差，表面粗造为 12.5m,此面余量 5mm. 2. 钻钻 5mm、3mm、 2mm、 10.5mm 扩孔扩孔 16 的孔的孔 四内孔精度要求 11m 参照机械制造工艺设计简明手册确定工序尺寸及余量为： 钻孔： 5mm、3mm、2mm、 10.5mm 扩孔：16mm 2Z=0.22mm 2.6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序工序 10：粗铣：粗铣 63 面和面和 32 面面 1. 加工条件 工件材料：45 钢，砂型机器造型。 加工要求：粗铣 63 面及 32 面。 15 机床：X62 万能铣床。 刀具： 刀片材料 YT15， 直径 63mm,总长 80mm,孔径 27mm,前角 （。 ） 15,后角 （。 ） 12,螺旋角()4045，齿数（z）6。 2. 计算切削用量 所选用刀具为高速钢圆柱形铣刀。铣刀直径 d=63mm,宽度 L=80mm,齿数 z=6. 3. 决定每齿进给量 Fz 根据表 3.3 X62 型卧式铣床的功率为 7.5kw,工艺系统刚性为中等，粗辞铣刀加工钢 料，查得每齿进给量 Fz0.070.2mm/z。现取 Fz=0.2mm/z。 4. 选择铣刀磨钝标准几耐用度 根据表 3.7，圆柱形铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最 大磨损量为 0.6mm;铣刀直径 d=63mm,耐用度 T=120min(表 3.8)。 5. 决定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 Fmz 根据表 3.27 公式计算： v pu e y z x p m z v k zafaT dC v vvvv v = 式中： 0 . 1,63, 6 ,63,/2 . 0,63 min,180,33 . 0 , 1 . 0,08 . 0 ,28 . 0 ,19 . 0 ,17 . 0 ,616 = = = = v ezp vv vvvv kmmdz mmazmmfmma Tmpu yxqc min/470 min/ 6314 . 3 11.931000 min/11.93 min/1 6632 . 063170 63616 1 . 008 . 0 28 . 0 19. 033 . 0 17. 0 r rn m mv = = = = 根据 X62 型卧式铣床主轴转速，选择 n=475r/min=7.9r/s 实际切削速度 v=1.57m/s 工作台每分钟进给量为 Fmz=0.2660mm/min=72mm/min 根据 X62 型铣床工作台进给量，选择 Fmz=75mm/min 则实际的每齿进给量为：Fz= 606 75 =0.2mm/z 6. 效验机床功率 根据计算公式，铣削时的功率（单位 KW）为 1000 vF p c c = 16 ZadaaCF pfeFZ Z = 86. 0 0 72 . 0 86 . 0 81 . 9 2 . 68= Z F C， mmae63=， mmaf2 . 0=，mmap63=， mmd63 0 =，6=Z 1000 VF P Z C = =1.78KW X62 铣床主电动机的功率为 7.5KW，故所选切削用量可以采用。 所确定的切削用量为 smvsrrnmmfzmmf z mz /57 . 1 ,/9 . 7min/475min,/75,/2 . 0= 7. 基本时间 根据公式 i f lll T z m j 21+ + = 式中 4min,/75 ,4,1,63,63, 1)(,63 2111 = =+= immf mmlmmlmmdmmaadalmml z m ee 4 75 4263 + = J T =3.57min=214.2s 工序工序 20：精铣：精铣 63 面和面和 32 面面 1. 切削用量 所选刀具为高速钢圆柱形铣刀。D=63mm,L=80mm,z=20.机床选用 X62 型铣床。 2. 确定每齿进给量 Fz 根据表每转进给量 Fr=0.51.2mm/r,现取 Fr=1mm/r,则 zmmfz/1 . 0 10 1 = 3. 选择铣刀磨钝标准及耐用度 铣刀后齿刀面最大磨损量为 0.25mm;耐用度 T=170min 4. 决定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 Fmz 计算，得 v=114.6m/min n=597r/min=9.95r/s 根据 X62 铣床主轴转速，选择 N=600r/min=10r/s 实际切削速度 v=1.98m/s 工作台每分钟进给量为 17 Fmz=60mm/min 根据 X62 铣床工作台进给量，选择 Fmz =60mm/min 则实际的每齿进给量为 Fz=0.1mm/z 5 基本时间 Tj=2.4min/=144s 工序工序 40、50：钻：钻 2、3、5 的孔的孔 1 切削用量 刀具选用直柄麻花钻，直径 d=2、3、5mmm。使用切削液。 2 确定进给量 f 由于孔径很小，宜采用受动进给。 3 选择钻头磨钝标准几耐用度 根据切削手册钻头后刀面最大磨损量为 0.8mm,耐用 度 T=15min。 4 确 定 切 削 速 度 v 根 据 表 2.7 暂 定 进 给 量 f=0.2mm/r 。 由 表 2.13 可 查 得 v=0.4m/s,n=400r/min。根据 Z3025 立式钻床机床说明书选择主轴实际的转速即可。 5 基本时间的确定 钻孔基本时间 20s。 工序工序 60：钻：钻 10.5 的孔的孔 1 钻孔10.5mm 确定进给量 f:根据切削手册2.7，当钢的b800MPa,d=10.5mm 时， f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工10.5mm 孔时属于低钢度零件，故进给量乘系数 0.75，则 F=(0.390.47)0.75=0.290.35（mm/r） 根据 Z3025 机床说明书，现取 f=0.25mm/r。 切削速度：根据切削手册表 2.13 及 2.14，查得切削速度 v=18m/min。所以 min)/229 25 1810001000 r d v n w s （= = 根据机床说明书，取 w n =195r/min,故实际切削速度为 min)/ 3 . 15 1000 19525 1000 r nd v ww （= = 切削工时 mmlmmlmml3,20,3 21 = (min)53 . 0 25 . 0 195 3203 21 1 = + = + = fn lll t w m 工序工序 70、80：扩孔：扩孔 1 扩孔22，16 采用刀具：22，16 专用扩孔钻。 2 22 孔 进给量：f=(0.70.9)0.7 =0.490.63(mm/r) 18 查机床说明书，取 f=0.5mm/r 机床主轴转速：取 n=80r/min,则其切削速度 v=3.45m/min 机动工时 mmlmmlmml3,3,25 321 = (min)775 . 0 5 . 080 3325 1 = + =t 3 16 进给量： f=(0.60.7)0.7 =0.420.49（mm/r） 查机床说明书，取 f=0.5mm/r 机床主轴转速：取 n=80r/min,则其切削速度 v=3.54m/min 机动工时 mmlmmlmml3,3, 6 . 26 21 = 5 . 080 33 6 . 26 1 + =t=0.815（min） 工序工序 90：车螺纹：车螺纹 1 车螺纹 Rc3/4 2. 切削速度的计算 刀具寿命 T=60min,采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹 p a =0.25， 走刀次数 i=4;精车螺纹 p a =0.05 走到次数 i=2 。 min)/( 1 mk taT c v v yx p m v c vv = 2, 3 . 0,70 . 0 ,11 . 0 , 8 .11 1 =tyxmc vvv 螺距 75 . 0 ,11 . 1 6 . 0 637 . 0 75 . 1 = = kM kK 所以粗车螺纹时： min)/(12.2175 . 0 11 . 0 225 . 0 60 8 . 11 3 . 07 . 011 . 0 mv= = 精车螺纹时 min)/(33.5775 . 0 11 . 0 205 . 0 60 8 . 11 3 . 07 . 011 . 0 mv= = 3 确定主轴转速 粗车螺纹时 min)/ 6 . 258 26 12.2110001000 1 r D v n c （= = 按机床说明书取 19 n = 235r/min 实际切削速度 = c v19.18m/min 精车螺纹时 min)/(702 26 33.5710001000 2 r D v n c = = 按机床说明书取 n=750r/min 实际切削速度 v=61.23m/min 4 切削工时 取切入长度mml3 1 = 粗车工时 4 2235 322 1 1 + = + =i fn ll t=0.21（min） 精车工时 (min)06 . 0 2 2750 322 1 1 = + = + =i fn ll t 所以车螺纹总工时 t= 21 tt +=0.27min 工序工序 100：镗槽：镗槽 1 镗沟槽16.8 24 . 0 0 确定镗沟槽的切削用量 选用镗杆，采用手动进给，主轴转速 n=40r/min=0.67r/s,切 削速度 v=0.14m/s 工序工序 110：粗、精铣：粗、精铣 135槽槽 1. 计算切削用量 所选用刀具为高速钢直柄立铣刀。铣刀直径 d=5mm,宽度 L=5mm,齿数 z=3 2. 决定每齿进给量 Fz 根据表 3.3 X52 型卧式铣床的功率为 7.5kw,工艺系统刚性为中等，粗辞铣刀加工钢 料，查得每齿进给量 Fz0.030.15mm/z。现取 Fz=0.1mm/z。 3 选择铣刀磨钝标准几耐用度 根据表 3.7，直柄立铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最 大磨损量为 0.5mm;铣刀直径 d=5mm,耐用度 T=60min(表 3.8)。 4 决定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 Fmz 根据表 3.27 公式计算： v pu e y z x p m z v k zafaT dC v vvvv v = 20 式中： 0 . 1,5, 3 ,4,/1 . 0,4 min,60,33 . 0 , 1 . 0, 1 . 0 , 5 . 0, 5 . 0,45 . 0 , 7 .46 = = = = v ezp vv vvvv kmmdz mmazmmfmma Tmpu yxqc min/470 min/ 514 . 3 23.301000 min/23.30 min/1 341 . 0460 5 7 . 46 1 . 01 . 05 . 05033 . 0 45 . 0 r rn m mv = = = = 根据 X62 型卧式铣床主轴转速，选择 n=475r/min=7.9r/s 实际切削速度 v=1.57m/s 工作台每分钟进给量为 Fmz=0.1660mm/min=36mm/min 根据 X62 型铣床工作台进给量，选择 Fmz=36mm/min 则实际的每齿进给量为：Fz= 603 36 =0.2mm/z 5 效验机床功率 根据计算公式，铣削时的功率（单位 KW）为 1000 vF p c c = ZadaaCF pfeFZ Z = 86. 0 0 72 . 0 86 . 0 81 . 9 2 . 68= Z F C， mmae4=， mmaf2 . 0=，mmap4=， mmd5 0 =，3=Z 1000 VF P Z C = =2.36KW X62 铣床主电动机的功率为 7.5KW，故所选切削用量可以采用。 所确定的切削用量为 21 smvsrrnmmfzmmf z mz /57 . 1 ,/9 . 7min/475min,/36,/1 . 0= 6 基本时间 根据公式 i f lll T z m j 21+ + = 式中 4min,/36 ,4,2,5,4, 1)(,4 2111 = =+= immf mmlmmlmmdmmaadalmml z m ee 4 36 424 + = J T =1.1min=66s 7 切削用量 所选刀具为高速钢直柄立铣刀。D=5mm,L=4mm,z=4.机床选用 X62 型铣床。 8 确定每齿进给量 Fz 根据表每转进给量 Fr=0.20.4mm/r,现取 Fr=0.3mm/r,则 zmmfz/075 . 0 4 3 . 0 = 9 选择铣刀磨钝标准及耐用度 铣刀后齿刀面最大磨损量为 0.3mm;耐用度 T=60min 10 决定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 Fmz 计算，得 v=40.72m/min n=597r/min=9.95r/s 根据 X62 铣床主轴转速，选择 N=600r/min=10r/s 实际切削速度 v=1.98m/s 工作台每分钟进给量为 Fmz=18mm/min 根据 X62 铣床工作台进给量，选择 Fmz =20mm/min 则实际的每齿进给量为 Fz=0.1mm/z 11 基本时间 Tj=0.8min/=48s 3 夹具设计夹具设计 1、钻夹具设计、钻夹具设计 22 这次设计的夹具为第 40 道工序和第 50 道工序- 钻扩5- 3，2- 2 孔夹具。该夹具适 用于 Z3025 翻转式钻。 1 确定设计方案 这道工序所加工的孔在63 面与 55 面上，且与63 面垂直，按照基准重合原则并考 虑到目前只有63 面经过加工，为避免重复使用粗基准，应以 55 面定位，而 55 面上的 2 孔也与此相应。又为避免钻头引偏，5- 3 孔与一2 孔应在63 面上钻孔，而另一 2 孔在 55 面上钻孔，这就要求钻孔是面朝上，这给装夹工件带来了一定麻烦。 从对工件的结构形状分析，需在工件中装上锁紧螺母，定位夹紧都比较稳定可靠，也 容易实现，外围须加上外框，设置成翻转式。在此框架上还须加上一个固定 V 形块。夹具 以夹具体安装面和定位孔，定位销定位，V 形块定位，用锁紧螺母联接。 工件以外框（外框为翻转式）在夹具上定位，限制了 3 个自由度，其余 3 个自由度也 必须限制。在22 孔内插入一个螺母，限制 2 个自由度；在框体内固定的 V 形块也限制 1 个自由度。这种方案定位可靠，夹紧也很方便。 本道工序的夹具需要翻转，若采用气动或液压夹紧，则气管或油管会妨碍操作，故选 手动夹紧，是夹具简单，操作可靠。 2 定位精度分析 表面轮廓是在一次装夹下完成加工的，位置精度由夹具保证。 三个孔的精度分别由各自的钻套保证。 取 V 形块与夹具体，螺母与夹具体的配合为 H7/n6 对定销与夹具体销孔，支撑块销孔的配合为 H7/r6 此外，夹具还应标注形位公差 3 操作说明 夹具使用在 Z3025 翻转式钻床上，加工油阀座表面轮廓曲面及工件里的孔。工件以主 轴和表面轮廓分别在外框，螺母和 V 形块上定位，另有辅助支撑。采用两个定位销，螺钉 压紧工件。钻完63 面上的3 孔后，换直径为 5 的钻套，在同时钻这个面上的一直径为 2 的孔，完成后，翻转 90，钻 55 面上的直径为 2 的孔。 2、铣夹具设计、铣夹具设计 这次设计的夹具为第 110 道工序在24 面上粗铣 135的缺口，其深度为 4，精铣缺口。 1 确定设计方案 这道工序所加工在圆柱24 面上，按照基准重合原则并考虑到目前有22 孔，台阶 孔3，5 经过加工，并以22 孔和台阶孔定位。 从对工件的结构形状分析，需在工件中装上锁紧螺母，定位夹紧都比较稳定可靠，也 容易实现，外围须加上外框。在此框架上还须加上阶梯销，用来定位台阶孔。夹具以夹具 体安装面和定位孔，定位销定位，用锁紧螺母联接。 工件以外框侧面和锁紧螺母，定位销定位，限制了 6 个自由度。这种方案定位可靠， 夹紧也很方便。 本道工序的夹具为铣夹具故选手动夹紧，且夹具简单，操作可靠。 2. 切削力及夹紧力计算 切削力计算： 刀具：高速刚直柄铣刀，5mm，z=3 23 F= F q o F d C . F FFF w u e y z x p n zafa 其中： 3, 0,86 . 0 ,5,86 . 0 4,72 . 0 ,08 . 0 , 0 . 1,4,650 0 = = = zwqmmdu mmay mmfxmmaC FFF eF zFpF 所以 F= 86 . 0 86 . 0 72 . 0 5 3408 . 0 4650 =1128.26(N) F= 实 F 水平分力： = 实 FFH1 . 11241.086(N) 垂直分力： = 实 FFV3 . 0338.49 (N) 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数 K=K 1K432 KK 式中 K1-基本安全系数 1.5 K2-加工性质系数 1.1 K3-刀具钝化系数 1.1 K4-断续切削系数 1.1 所以 F =KF H=1.51.11.11.11241.086=2477.83（ N ） 3.定位误差的计算 加工槽，用的是一孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔，一平面即是零件的右端 面，短圆柱销是水平安装的。 根据机床夹具设计中的有关计算二、夹具定位精度的有关计算中的相关公式，得 y x=0 y z = 2 1 (0.13+0) = 2 1 0.13 =0.065(mm) 24 （注：通孔直径：24.5 13 . 0 0 + ，短圆柱销的直径：5，为小间隙配合。 ） 而通孔与短圆柱销的轴线距离为 23.5，所以说它的最大定位误差为 ymax= 3 1 0 =0.0（mm） 而 y z ymax 故，符合定位精度要求。 4.操作说明 夹具使用在 X52 立式铣床上，加工油阀座圆柱24 面上的缺口。工件以主轴和挡板， 以及阶梯销定位。可以一次完成所需要的工序。 4 机床夹具概述机床夹具概述 4.1 机床夹具的作用及其分类机床夹具的作用及其分类 4.1.1 机床夹具的作用机床夹具的作用 夹具是机械加工中的一种工艺设备，它在机械加工中起着十分重要的作用，主要有以 下的几个方面。 1）便于工件的正确定位，以保证加工精度 工件装夹在夹具上后，工件上各有关的几何元素（点、线、面）之间的相互位置精度 在一定程度上就由夹具保证。当夹具在机床上正确定位及固定以后，工件在夹具中又得到 正确定位并被夹紧，这样就保证了再加工过程中“同批”工件对刀具和机床保持确定的相 对位置，使加工得以顺利进行。 2）提高劳动生产效率和降低加工成本 采用夹具以后，可以省去即十分费时又不很紧缺的划线、找正工序，减少了辅助时间。 若采用联动夹具装置、快速夹紧装置，既能降低劳动强度，又能提高生产效率。例如采用 气压、液压等传动装置，只需要几秒钟旧可以完成夹紧动作。 3）改善工人的劳动条件 采用夹具后，工件的装卸比不用夹具要方便、省力、安全。如果生产规模较大，还可 以采用机械化传动装置和自动装卸工件的自动化夹具，以实现生产过程中的自动化，进一 步提高劳动生产效率和改善工人的劳动条件。 4）扩大机床工艺范围 在单件小批量生产的条件下，工件的种类、规格多，而机床的数量、品种却有限。为 了解决这种矛盾，可以设计制造专用的夹具，使机床“一机多用” 。例如，可以采用专用 的夹具，在车床上实现拉削。 夹具在机械加工中的作用是重要的，但是在不同的生产规模和不同的生产条件下，夹 具的功用也有所侧重，其结构的复杂程度也有很大的不同。例如，在单件小批生产条件下， 宜于使用通用的可调夹具，若采用专用的夹具，其结构也应求简单。在大批