车床手柄座的钻φ14H7孔夹具设计及加工工艺装备规程说明书.docx
车床手柄座的加工工艺装备规程及钻φ14H7孔气动夹具设计含非标6张CAD图
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车床手柄座的加工工艺装备规程及钻φ14H7孔气动夹具设计含非标6张CAD图,车床,手柄,加工,工艺,装备,规程,14,H7,气动,夹具,设计,非标,CAD
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车床手柄座机械加工工艺规程及钻14H7孔夹具设计摘 要此次设计内容涵盖了机械制造工艺学、机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与技术测量、机械设计等多方面的知识。我设计的是手柄座机械加工工艺规程和针对14H7mm孔加工的夹具进行设计。在进行工艺设计时要先对零件进行详细分析，要知道它每个表面、各个孔和槽所要达到的加工要求，接着通过这些要求设计出它的毛坯，并选择好加工时用来定位的基准，关键要确定出每道工序所用的设备及其切削用量；最后针对14H7mm孔加工进行夹具设计，在进行其设计之前要考虑好它的各个组成部分，如定位装置、夹紧元件、刀具导向元件或装置、连接原件、夹具体以及其它原件或装置；并计算在加工过程产生的定位误差。通过查阅资料可知这种工件在使用的时候不会经常发生变动，所以在很大程度只起支撑的作用却不会受到很大的冲击载荷，在设计其夹具时还应该考虑这个因素。关键词 ：手柄座零件；工艺规程；夹具；设计IABSTRACTThis design covers the knowledge of mechanical manufacturing technology, machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and technical measurement, mechanical design and so on. I designed the mechanical processing procedure of the handle seat and the fixture designed for the processing of the 14H7mm hole. In the process design, detailed analysis was carried out on the parts before you know it every surface, every hole and slot is required for processing the blank, and then pass these requirements to design it and choose the good process used for locating the benchmark, every working procedure to identify the key equipment and its cutting dosage; Finally for the phi 14 h7mm hole machining fixture design, to consider it in advance of its design of each component, such as positioning device, clamping element, cutter guide element, or device, original connection, specific and original or other device; And calculate the positioning error during processing. By looking at data shows the artifacts when using wont change often, so much as supporting role only has not been great impact load, should also take this factor into consideration when designing the fixture.Key words：handle block; technological procedure; clamp; designII目 录摘 要IABSTRACTII1序言11.1设计目的11.2设计意义11.3手柄座的作用21.4 机床夹具的发展22 分析工件32.1零件的技术要求32.2各表面的工艺分析42.2.1 各孔的加工42.2.2 各槽的加工42.2.3 每个平面的加工52.2.4 M10螺纹孔的加工53 工件的工艺过程设计63.1确定生产类型、毛坯63.2基面的选择63.2.1选择粗基准63.2.2选择精基准63.3拟定加工路线73.3.1工艺路线方案一73.3.2 工艺路线方案二73.3.3 两种方案的分析和比较83.3.4 确定最终方案83.4 确定毛坯尺寸、加工余量和工序尺寸93.4.1 确定46mm圆柱两个端面的毛坯尺寸和机械加工余量93.4.2 确定14H7mm孔端面的毛坯尺寸和机械加工余量103.4.3 确定其它尺寸和机械加工余量103.5切削用量和基本工时的计算124 工件夹具设计234.1提出问题234.2进行夹具设计234.2.1 定位元件、定位基准及其他设计元件的选择234.2.2 切削力和夹紧力的计算、夹紧装置设计与选择244.2.3、定位误差分析264.2.4、夹具设计因素和操作说明26总结29参考文献30致谢31IV1序言1.1设计目的大学毕业之前进行的毕业设计是对我们本科阶段学习的一次综合测验，也是一次学习和锻炼的机会。通过此次毕业设计可以提高我们的设计能力为后面的工作打下一点点基础。具体的设计目的如下：(1)通过此次设计加强我们识图、制图、查阅技术文件等基本能力(2)提高我们在机械加工工艺设计中分析问题、解决问题的能力(3)提高我们的专业素养，增强我们对专业方面的知识的了解1.2设计意义此次我的毕业设计任务是对车床手柄座这个工件进行机械加工和针对14H7mm孔这道工序进行夹具设计，进行设计的意义在于使自己对这个工件的整个加工过程有一个充分的认识，能够更好地将我们以前所学的知识和实际联系起来，培养我们的设计性思维。对夹具设计的研究有如下意义：(1)提高生产效率、降低生产成本在进行工件加工时，使用夹具就可以不进行找正便能使工件快速且准确地在机床中占据正确的位置，极大地减少了非加工时间；同时提高了工件的刚性；还可使用多个工位、多件的夹具对工件进行装夹，并采用高效夹紧装置，这些方面都有利于提高劳动生产效率。另外，使用夹具还可以使产品降低废品率，减轻工作人员的劳动强度，这样就可以安排技术较低的人员进行操作，显著地降低了生产成本。(2)确保加工精度采用夹具，可以保证工件与刀具、机床之间的位置准确，同时还可以保证工件的正确位置由夹具保证，受工人操作水平的影响较小。 (3)减轻工作人员的劳动程度使用夹具比较方便、省力、操作起来也相对安全，同时可以降低工作人员的劳动强度，改善其劳动条件。(4)扩大机床的使用范围，保证工艺纪律使用组装的各种夹具可以扩大原机床的使用范围，可以实现一个机床加工不同要求的工件。例如通过专用夹具可将车床改为拉床使用，同时再生产过程中使用夹具，可以确保产品在生产过程中比较顺畅。(5)获得可观的经济利益现代的制造企业生产的主旋律是品种多、批量小、品质较高的低成本生产。在加工中使用先进的夹具，可以使厂家在如此激烈的市场里获得可观的经济利益。1.3手柄座的作用车床手柄座是位于车床操作机构中，同时控制主轴的启停、制动和换向，其过程如下，当控制手柄座往上面扳动时内部拉杆向外面运动，则齿扇顺时针方向转动，这样就带动齿条向右方向运动，接着通过拨叉使滑套向右方向移动就会使摆块右角被按下，从而使推拉杆向左面运动，这样就达到主轴正转、左离合器接上。同样的做法，当控制手柄座往下面运动时，后面产生相反的动作从而达到主轴反转、右离合器结合。当手柄座处于中间不动时，推拉杆就处于中间位置这样就可以使左右离合器均不接上，此时齿条轴上的往上凸起的地方就刚好压在制动器的下面，使制动带拉紧主轴使其停住。1.4 机床夹具的发展随着科技的日益先进，在现代的生产加工中，夹具的作用越来越大。同时机床的加工范围的扩大和对工件的精度要求日益提高，这就需要夹具向着更高水平方向发展。它的发展趋势有如下几点：(1)高精化：高精度机床使零件加工精度提高，这就夹具制造精度要求越来越高，现在机床夹具精度已可以达高到微米级，同时，为了适应不同行业需求夹具有各种型号，以及不同精度等级以供选择。(2)模块、组合化：模块化是实现组合化的基础。利用它来设计标准化的一系列夹具，再根据实际的生产要求来组合成相应的夹具。同时更快、环保的理念也体现在各种先进夹具设计工作之中。(3)降低成本化：模块、组合化的夹具虽然优点较多，但一次性投入较大不经济。夹具应该实现可重新组合性能和可扩展使用性强的优点，同时使用范围更广，才能体现出更经济、更实用。2 分析工件2.1零件的技术要求图1 车床手柄座零件图如图1，我们可以从图里面看到这个工件的一些要进行加工的表面、孔和槽的一些加工要求，并以这个进行具体的分析，具体的分析结果如下表1所示：表1 零件技术要求表加工表面尺寸偏差公差等级表面粗糙度Ra26mm的孔f26+0.033 0IT81.614mm的孔14+0.018 0IT71.610mm的孔10+0.013 0IT71.66mm的孔6IT73.26mm圆锥孔6IT71.6续表1M10的螺纹孔IT7 46mm圆柱孔两端面46IT12左凸台端面3.2键槽7+0.02 07+0.02 0 IT7两侧面1.6底面6.3槽1515+0.22 0IT86.314mm孔左端面距46mm孔轴线45IT126.32.2各表面的工艺分析通过对上面图1和表1进行一系列的分析可知，手柄座的左右两个端面和14mm孔的端面都要进行加工，其中6mm孔的端面、10mm孔的端面、14mm孔的端面和26mm孔左凸台端面均为平面加工，可以在加工过程中保证孔的尺寸精度，同时可以防止钻头引偏保证位置精度；而M10mm的螺纹孔和6mm的圆锥孔的端面都是在圆柱表面上，孔要达到的精度很难被保证；此外在26mm孔的孔深方向上的凸台端面在加工时要当作为基准，所以在加工时它的要求要比其他地方高。虽然其余的各个表面加工要求也比较高，但是可以在一般的加工条件下采取比较合理的加工方法将各个表面加工出来。现在将各主要表面的加工工艺性分析如下：2.2.1 各孔的加工这个零件一共有5个孔要进行加工：26mm孔的凸台端面是此零件的重要加工表面，而对于其他的面和孔与它们有一定的位置要求，因此它们是后面工序的主要精基准面，需要对其精加工。26mm孔与10mm孔的轴线有平行度要求，也需要对其精加工；14mm孔是一个不通孔，需要特别注意其孔的加工深度；6mm的孔是一个圆锥孔虽然孔比较小但因为其表面粗糙度要求较高Ra1.6um，仍然需要对其进行精铰，6mm油孔的表面粗糙度为3.2um所以也要进行精铰。2.2.2 各槽的加工此零件只有两个槽需要进行加工，一个是26mm孔的键槽的两个侧面的Ra为1.6um，需要进行精加工，而其底面的Ra为3.2um要求相对较小。而槽 的两个侧面和上表面的Ra为6.3um，只需要进行半精加工铣削。2.2.3 每个平面的加工这个零件一共有4个表面要进行加工，46mm外圆的凸台端面是和26mm孔一起作为后续表面的定位基准，同时其表面粗糙度为3.2um精度要求相对较高故需要进行精加工。而46mm外圆柱的右大端面、26mm孔的右端面和14+0.018 0 mm孔的端面加工精度和表面粗糙度要求都不是很高所以只需要进行粗铣即可。2.2.4 M10螺纹孔的加工该工件的M10mm的螺纹孔轴心线，它与孔轴心和孔轴心连线之间必须保证有30的要求，同时要满足与46mm圆柱凸台端面有12mm的尺寸要求。通过上面可知，这个工件应先加工46mm的两个端面，接着在这个端面基础上加工后面重要的26+0.033 0孔，然后用这个孔和端面为基准加工剩下的孔和平面、螺纹、槽等。3 工件的工艺过程设计 3.1确定生产类型、毛坯我本次设计的车床手柄座其材料为HT200，重量为0.73kg，属于轻型零件。因为它在平时只起支撑的作用，所以受到的冲击载荷不是很大，但是它对保证工件定位有一定的作用，所以在加工过程中应保证其精度要求，在选择毛坯时应该从这几个方面进行思考：零件的外轮廓形状和结构、零件在力学方面上的性能使用要求、零件的生产数目、实际的生产状况。因为该零件本身较小，重量较轻，外形轮廓表面比较复杂，所以外表面应该使用铸、锻等这种不去除材料的方法进行加工，根据毕业设计课题任务书零件生产类型为中批生产年产量为1000件，而砂型铸造的生产费用较少，比较经济，所以该工件的毛坯应该使用砂型铸造。铸造的起模斜度应该不大于2，其圆角半径为R2R4mm。3.2基面的选择零件设计的一个很重要的工作就是选择合适的基面，如果基面选择合适可以保证加工出来的产品的质量精度高，工作时的效率得到很大的提高。相反，如果基面选择错误，则会在加工中出现很多的问题，甚至会使生产出来的产品在实际中生产不能满足使用要求，同时还会使生产计划不能如期进行。3.2.1选择粗基准 进行粗基准选择时应该考虑：保证相互位要求、应保证要加工的表面的余量得到比较合理的、理想的分配、应该要方便于工件进行装夹、粗基准一般是不能够再次使用。对于一般而言，尽可能选取不要加工的表面作为粗基准。因为46mm的小端面Ra3.2um，若先以大端面作为粗基准，则很难一次达到所要求的加工精度，所以先以46mm的小端面为粗基准，粗铣46mm右大端面，再掉头以46mm大端面为基准，粗铣、半精铣其小端面，并保证尺寸要求45mm。3.2.2选择精基准进行精基准选择时应该考虑的原则有：基准应该要达到重合的原则、基准也应该要统一的原则、两个表面应该互相为对方基准的原则、加工表面以自己的某个表面为基准的原则、应该考虑要方便于工件进行装夹的原则。在考虑精加工的基准时主要考虑两个基准应该达到重合的问题，把工件设计选择的基准作为定位时来用的基准是实现两个基准达到重合的关键，可以减少两个基准在加工时因为不重合产生的基准不重合误差，从而可以减少其定位误差。在有多种方案可以选择时应尽量选择使定位准确、夹紧可靠同时使夹具结构相对简单的加工表面作为精基准，当某道工序的工序尺寸上的基准和其设计时考虑的基准不能够重合时应当对定位产生的误差进行一系列的计算。3.3拟定加工路线要确定零件的加工路线，主要包括有这几个方面：要选择好加工过程中定位时要选用的基准、加工前要确定好工件加工的各种方法方法、考虑好工件每个表面加工的先后顺序以及安排工件在哪道工序的前后进行热处理加工、最后就是检验工件和其他不那么重要的工序的加工等。在确定加工路线时应当以确保工件在加工后其生产质量要满足加工要求，同时又能以很高的效率和较低的生产成本为主，使零件各个表面形状、尺寸和位置要求都能得到保证。在确定中批生产的条件下，可以使用万能机床和专用的工装夹具来进行生产，并且尽可能的将工序集中起来以此提高生产效率，此外，还要考虑经济性，尽可能的减少生产成本。3.3.1工艺路线方案一工序1:粗铣46mm圆柱右大端面，粗铣46mm圆柱凸台端面工序2:半精加工铣削46mm圆柱的小端面,保证其尺寸45mm;工序3:钻扩铰26H8mm的孔;工序4:粗铣14H7mm孔的端面，保证其尺寸45mm;工序5:钻孔扩孔粗铰精铰14H7mm的孔;工序6:钻铰6mm的圆锥孔,钻孔粗铰精加工铰削10H7mm的孔;工序7:钻孔攻M10mm的螺纹孔（攻螺纹）;工序8:拉键槽7H9mm,保证其尺寸28.3H10mm工序9:粗铣1544mm槽,保证其宽度为15mm,深度为44mm;工序10:钻孔铰6mm的孔;工序11:去锐边、毛刺、清洗工序12:最终检测,入库。3.3.2 工艺路线方案二工序1:粗铣46mm圆柱的凸台端面;工序2:粗加工铣削半精加工铣削46mm圆柱大端面,保证其尺寸45mm;工序3:钻孔扩孔铰26H8mm的孔;工序4:钻粗铰精加工铰削10H7mm的孔;工序5:钻孔粗铰精铰14H7mm的孔;工序6:钻攻M10mm螺纹孔（攻螺纹）;工序7:拉键槽7H9mm,要保证其尺寸28.3H10mm;工序8:钻孔铰6mm圆锥孔;工序9:粗铣1544mm的槽,并保证宽度为15mm,深度为44mm;工序10:钻孔铰6mm的孔;工序11:去锐边、毛刺、清洗;工序12:最终检测,入库。3.3.3 两种方案的分析和比较上面两个方案的主要差别有两个方面：一方面是方案一开始先以小端面为定位时用的基准来粗加工铣削其大端面，然后再以铣削过的大端面为加工时的定位用的基准粗加工铣削、半精加工铣削其小端面；而另一方面方案二是先以其大端面为加工时定位用的基准粗加工铣削其小端面，再以其凸台端面为基准加工大端面；另外一个是方案一将6mm的孔和10mm的孔一次性加工出来使工序更为集中效率更高，并且方案一粗铣了14mm孔的端面使孔的轴线位置精度更高而方案二将6mm的孔和10mm的孔分两次加工出来使工序更为分散，同时方案二没有粗铣14mm孔的端面很难保证其孔的深度要求，所以综上所述方案一比方案二更好。虽然经过比较方案一比方案二更好，但方案一把6mm的圆锥孔加工和10mm孔的加工放在一道工序中，表面上减少了工件的装夹次数，简化了其工序的设计，实际上因为两孔的加工深度、孔的直径不一样且加工时轴向方向上产生的力的差异，导致采用组合机床是不实际的。假如使用摇臂钻床而对于中批生产，就需要频繁更换钻头，这样就增加了工时并且加强了劳动强度。所以还是两孔分两道工序加工。故零件的加工路线最后确定如下：3.3.4 确定最终方案工序1:以46mm圆柱的凸台端面为粗基准，粗铣46mm圆柱的右大端面;工序2:以其大端面为基准，粗加工铣削半精加工铣削46mm圆柱的小端面;工序3:以46mm圆柱的右大端面为定位基准，钻孔扩孔铰26H8mm孔;工序4:以26H8mm的孔和46mm的小端面为基准，钻孔粗加工铰削精加工铰削10H7mm的孔;工序5:以46mm的小端面和26H8mm孔、10H7mm孔为基准，粗加工铣14mm孔的端面,保证其尺寸45mm; 工序6:基准和工序5一样，钻扩粗加工铰削精加工铰削14+0.018 0mm孔,保证其孔深度为26mm;工序7: 基准和工序5一样，钻攻M10mm的螺纹孔;工序8:基准和工序5一样，钻铰6mm的圆锥孔，保证与14mm端面的距离为12mm工序9:基准和工序5一样,加工键槽7H9mm,并保证其尺寸28.3mm;工序10:基准和工序5一样，铣削加工1544mm槽,要保证其宽度为15，深度为44mm;工序11:基准和工序5一样，钻铰6mm的孔工序12:去锐边,毛刺、清洗,工序13:最终检测，,入库。 3.4 确定毛坯尺寸、加工余量和工序尺寸该工件的材料为HT200，其硬度为163255HBS，生产类型为中批生产，采用砂型铸造。具体数据参照零件图纸，其内容如下：由于工件的材料为HT200，并且已经确定为砂型铸造中的机器造型，其公差的级别为CT8-CT12,在此选取CT10,其余量的等级为E-G,在此选取G等级。确定切削余量：根据文献4中的表2-4可知，当基本尺寸小于100mm时加工余量一般选取1.4mm；基本尺寸小于63mm时，加工余量选取0.7mm。确定铸件的公差等级：根据文献4中的表2-3，当基本尺寸小于100mm时，其公差等级取3.2mm，当基本尺寸小于63mm时，其公差等级取2.8mm。毛坯图如下所示： 图2 工件的毛坯图3.4.1 确定46mm圆柱两个端面的毛坯尺寸和机械加工余量依照加工工序的要求，46mm圆柱的两个端面的加工要经过两个工序内容，先以其小端面为加工时定位用的基准粗加工铣削其大端面，接着以粗加工铣削过的大端面为基准粗加工铣削半精加工铣削其小端面，其计算如下：粗铣：查文献3表5-45可知，对于小端面（50mm）其余量为1.0-1.2mm，在此取1.8mm。根据表5-49可知当粗铣平面的厚度30mm时其偏差为0.250.39mm，在此取0.30mm。半精加工铣削：由文献3表5-47可知,其半精加工铣削的余量规定为1.0mm。所以其铸造的毛坯基础尺寸为。又由上面的铸件公差等级取其尺寸公差为2.8mm，同时毛坯的公差按双向对称分布，所以;毛坯名义尺寸为：毛坯最大尺寸为：毛坯最小尺寸为：大端面粗铣后的最大尺寸为：大端面粗铣后的最小尺寸为：小端面粗铣后的最大尺寸为：小面粗铣后的最小尺寸为：小端面半精加工铣削后的尺寸就达到了所给的尺寸所要达到的要求，但是因为图纸并没有给出其具体的精度等级，所以现在根据文献1表5.29，粗加工铣削半精加工铣削所能够得到的经济精度选取IT8=0.039mm，接着以入体原则取值，所以半精铣后的尺寸为。3.4.2 确定14H7mm孔端面的毛坯尺寸和机械加工余量依照加工工序的要求，孔的端面只需要经过粗铣就能得到，所以它到孔中心的距离尺寸为：距离毛坯的尺寸为：；距离毛坯最大尺寸为：；距离毛坯的最小尺寸为：。该尺寸经过粗铣后就可以满足加工要求所以粗铣后的尺寸就和零件图纸要求的尺寸一样，但是因为零件图纸并没有给出其精度等级，所以按照前面介绍的粗铣平面厚度偏差取值，这里选取0.28mm。所以粗铣后的尺寸为。因为零件图纸对于其他毛坯尺寸没有做出具体的工序尺寸要求，并且对于后面的一些孔和槽的加工影响较小，所以只需要荒铣即可，就不再详细叙述了。 3.4.3 确定其它尺寸和机械加工余量其他的工序尺寸主要包括5个孔、1个螺纹孔和2个槽的基本尺寸，此次着重分析5个孔的加工余量和尺寸偏差，这5个孔都不铸造出来都需要进行机械加工。因为这5个孔的粗糙度为Ra1.6，所以根据文献1可知这些孔中的每一个都要精加工铰削来满足其要求。具体计算如下：(1)的孔，表面粗糙度；根据文献1表3.2-10这个孔的加工为：钻孔扩孔铰孔钻孔：用麻花钻钻至扩孔： 铰孔：铰孔至 表2 工序尺寸表（mm）工序名称基本尺寸工序尺寸加工余量钻孔24240扩孔2425.81.8铰孔25.8260.2(2)10H7mm的孔， ；根据文献1表3.2-9这个孔的加工为：钻孔粗铰孔精铰孔钻孔：麻花钻钻至； 粗加工铰削孔：铰刀铰至；精铰孔：。 表3 工序尺寸表（mm）工序名称基本尺寸工序尺寸加工余量钻孔9.89.80粗铰孔9.89.960.16精铰孔9.96100.04(3)的孔， ；根据文献1表3.2-10这个孔的加工为：钻孔扩孔粗铰孔精铰孔钻孔：麻花钻钻至；扩孔：扩孔至； 粗铰：； 精铰：铰刀铰至。 表4 工序尺寸表（mm）工序名称基本尺寸工序尺寸加工余量钻孔13130扩孔1313.850.85粗铰孔13.8513.950.1精铰孔13.95140.05(4)油孔的孔，因为这个尺寸没有给出具体的公差，所以按照H7级进行加工，根据文献1表3.2-10这个孔的加工为：钻孔精铰孔钻孔：钻头钻至；精铰：铰刀铰至。 表5 工序尺寸表（mm）工序名称基本尺寸工序尺寸加工余量钻孔5.35.30精铰孔5.360.7(5)的圆锥孔，；因为这个尺寸没有给出具体的公差，所以也按照上面6mm孔的方法加工，所以其工艺为：钻精加工铰削孔钻孔：钻至；精铰：铰刀铰至。 表6 工序尺寸表（mm）工序名称基本尺寸工序尺寸加工余量钻孔5.85.80精铰孔5.860.2(6)其他尺寸在铸造时直接铸造出来由于此次设计为中批生产，故应该采用调整的方法加工。其它的尺寸要求不高，所以可以直接铸造出来。3.5切削用量和基本工时的计算1工序1：粗铣46mm大端面。选择机床类型:X51型立式铣床选择刀具：根据文献5表14-71选择高速钢镶齿套式面铣刀，其直径为，齿数为，刀具寿命为同时根据其表14-71选取刀具每齿进给量为,又可知 ， (1) 根据文献1表4.2-36选择铣刀的转速为,那么实际的切削速度为 : (2)所以每分钟进给量为： (3)据文献5表15-18选择其切入长度和切出长度分别为：，根据文献1表6.2-7可知：基本工时= (4)(l为加工长度，利用作图法得知)2工序2：粗铣半精铣46mm凸台端面(1)以46mm的大端面为基准，粗铣其凸台端面机床类型：选择X51型立式铣床选择刀具：根据文献5表14-71选择高速钢镶齿套式面铣刀，粗加工铣削选择，半精加工铣削，又有上面可知这里取。，刀具寿命为。又由表10-40可知其直径为，齿数为根据文献5表14-71选择选取每齿进给量为， 根据文献1表4.2-36选择铣刀转速为,那么实际的切削速度为 : 每分钟进给量为： 根据文献5表15-18选择切入长度和切出长度分别为：，根据文献1表6.2-7可知：基本工时 (2)半精铣46mm的凸台端面机床类型:X51型立式铣床选择刀具：根据文献5表14-71选择高速钢镶齿套式面铣刀，又考虑此次加工为半精加工铣削，所以选取每齿进给量，余量，又由表10-40可知其直径为，齿数为， 根据文献1表4.2-36选择铣刀转速为,那么实际的切削速度为 : 所以每分钟进给量为： 根据文献5表15-18选择：根据文献1表6.2-7可知：基本工时计算： 3工序3：钻孔扩孔铰26H8mm的通孔选择机床：根据文献1表4.2-14选择Z535型立式钻床。(1)钻孔钻至24mm根据文献1表3.1-6选择24mm的高速钢锥柄标准麻花钻根据文献2表2.7和文献1表4.2-16选取机床进给量为,根据表2.15可知。根据查到的数据计算转速 再根据文献1表4.2-5选取转速为所以实际切削速度为：基本工时计算：根据文献1表6.2-5可知l1为切入长度， l2为超出长度，根据文献5表15-9查得，所以基本工时(2)扩孔至根据文献1表3.1-8选择25.80mm的高速钢锥柄扩孔钻由文献2表2.10得扩孔钻扩25.8mm孔时其，并由文献1表4.216取用扩孔钻扩孔由文献2表2.15得,所以： (5)按照机床型号选取转速，故机床实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得，所以基本工时(3)铰孔至26H8mm根据文献1表3.1-17选择26mm的高速钢锥柄机用铰刀。由文献2表2.24可得,，根据文献1表4.2-16可得选取转速，故机床实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 4工序4：钻孔粗铰孔精铰10H7mm的通孔选择机床：根据文献1表4.2-14选择Z525型立式钻床。(1)钻9.8mm的孔根据文献1表3.1-6选择9.8mm的高速钢锥柄麻花钻由文献2表2.7和文献【1】表4.2-16得，由文献2表2.15的， 选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 (2)粗铰9.96mm的孔根据文献1表3.1-17选择9.96mm高速钢锥柄机用铰刀由文献2表2.24和文献1表4.2-15得，选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 (3)精铰10H7mm的孔根据文献1表3.1-17选择10mm的高速钢锥柄机用铰刀。由文献2表2.24和文献【1】表4.2-15得，选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时5.工序5：粗铣14H7mm孔的端面选择机床类型：X51型立式铣床选择刀具：根据文献5表14-71选择高速钢镶齿套式面铣刀，粗加工铣削选择，又由表10-40可知其直径为，齿数为根据文献5表14-71选择选取， 根据文献1表4.2-36按选择铣刀转速为,那么实际的切削速度为 : 所以每分钟进给量为： 根据文献5表15-18选择：根据文献1表6.2-5可知：基本工时计算：6工序6：钻孔扩孔粗铰孔精铰14H7mm孔选择机床：根据文献1表4.2-14选择Z525型立式钻床。(1)钻孔钻至13mm 根据文献1表3.1-6选择13mm的高速钢锥柄麻花钻由文献2表2.7和文献【1】表4.2-16得，由文献2表2.15选取，按照其型号选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 (2)扩孔至13.85mm根据文献1表3.1-8选择13.85mm的高速钢锥柄扩孔钻由文献2表2.10得扩孔钻扩13.85mm孔时，并由文献1表4.216取用扩孔钻扩孔的由文献2表2.15得,所以：按照型号选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 (3)粗铰铰孔至13.95mm根据文献1表3.1-17选择13.95mm的高速钢锥柄机用铰刀。由文献2表2.24可得,，根据文献1表4.2-16可得选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 (4)精铰铰孔至14H7mm根据文献1表3.1-17选择14mm的高速钢锥柄机用铰刀。由文献2表2.24可得，根据文献1表4.2-16可得选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 7工序7：钻8.5mm的底孔，攻M10mm的螺纹孔选择机床：根据文献1表4.2-14选择Z525型立式钻床。(1)钻孔钻至8.5mm 根据文献1表3.1-6选择8.5mm的高速钢锥柄麻花钻由文献2表2.7和文献1表4.2-16得，由文献2表2.15的，选取转速，故实际切削速度为： 基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以 (2)攻M10mm的螺纹孔选择刀具：根据工件材料，选用M10mm的高速钢机用丝锥因为f等于工件螺纹的螺距p，又查文献1表3.1-48可知所以选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 8工序8：钻孔精铰6mm的圆锥孔选择机床：根据文献1表4.2-14选择Z525型立式钻床。(1)钻孔钻至5.8mm根据文献1表3.1-6选择5.8mm的高速钢锥柄麻花钻由文献2表2.7和文献1表4.2-16得，由文献2表2.15的 选取转速，故实际切削速度为： 基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 (2)精铰铰至6mm根据文献1表3.1-17选择6mm高速钢锥柄机用铰刀。由文献2表2.7和文献1表4.2-16得， 选取转速，故实际切削速度为：基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 9.工序9：拉削键槽7H9mm选择机床：此次加工选用L6120型卧式内拉床选择刀具：依据文献5表10-44选择键槽拉刀，其余量为，按照表14-118确定拉削键槽时拉刀的单面齿升为0.05mm，查表8-76确定速度，根据表15-32可知工时为： （6）其中单边的余量 l拉削长度为45mm 校准部分长度系数，考虑工件材料取1.2mm k机床的反行程系数，取1.4mm v拉削速度，取3.5 m/min 拉刀的单面齿升，取0.05mm Z拉刀同时工作的齿数，Z=l/p F拉刀的齿距 （7）故它同时工作的齿数为 （8）所以工时 （9）10.工序10：铣削1544mm的槽选择机床：考虑到工件的外形轮廓，此次加工选用X62W型万能卧式铣床(1)选择刀具：依据文献5表14-78选择高速钢三面刃圆盘铣刀，它的一些参数为，齿数，刀具寿命为由文献5表3.1-27可知：粗加工铣削的，此次选择，因为走到次数次，所以取走到次数为9次，最后一次的，根据零件的外形，确定其的走刀长度(2)确定刀具每齿进给量查5表4.2-38知X62W型万能卧式铣床的功率为7.5KW，中等刚度水平。由文献2表3.3查的，此次选择(3)确定其切削速度及每分钟进给量由每齿进给量并根据文献5表14-78得按照文献2表4.2-39，选择铣刀的转速，那么的实际切削速度为：所以每分钟进给量为(4)计算其基本工时公式为： 公式中l=38mm，根据文献5表14-78得：，那么总时间为11工序11：钻孔铰6mm的油孔选择机床：根据文献1表4.2-14选择Z525型立式钻床。(1)钻孔钻至5.8mm根据文献1表3.1-6选择5.8mm的高速钢锥柄麻花钻由文献2表2.7和文献1表4.2-16得，由文献2表2.15的 选取转速，故实际切削速度为： 基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 (2)精铰铰至6mm根据文献1表3.1-17选择6mm高速钢锥柄机用铰刀。由文献2表2.7和文献1表4.2-16得， 选取转速，故实际切削速度为： 基本工时计算：根据文献5表15-7查得所以基本工时 4 工件夹具设计在现代生产中，机床的夹具是在加工中用来准确的确定工件在机床中的位置，并将它牢固夹紧的一种很重要的工艺装备，它直接影响着产品的质量、加工时的生产效率和产品的生产成本等，故夹具的设计在企业的产品设计和制造以及生产准备中占有及其重要的地位。它的作用有：保证产品加工完成后所获得的精度、提高工人在实际生产中的生产量、改善了工作人员的劳动环境、很大程度上降低了在加工过程中产生的成本、同时保证了良好的工艺生产纪律、还获得了可观的经济利益等。夹具广泛的用于产品制造的切削加工、生产装配、检测等过程，如在机床中使用的夹具、在焊接工件某部分时所用的夹具、加工完成后对工件进行检测的一种夹具、还有专门针对某一部分进行的特别设计的夹具等。专用夹具是针对工件的某个部分的加工而专门设计和制造出来的夹具。其特点是有很强的针对性、结构相对来说比较紧凑。通常是由厂家自己设计制造，用于批量生产中。4.1提出问题本次毕业设计我设计的是14H7mm孔加工所用的专用夹具，此夹具是使用在Z525型立式钻床上。这部分加工要求14H7mm孔的检查长度为24mm，其孔轴线与26H8mm轴线的距离为8mm，同时还要确保孔的质量要求，在保证这些要求的基础上还要考虑如何提高工人的生产效率、降低成本。4.2进行夹具设计4.2.1 定位元件、定位基准及其他设计元件的选择经过分析，此次设计用来定位的方案是一面两销定位。一面是指采用46mm的小端面，两销是指26mm孔使用一个固定式的短圆柱销4和10mm孔使用一个固定式的菱形削边销1。其中一个平面限制了三个自由度，一个短的圆柱销限制两个自由度，又将一个菱形的削边销和短圆柱销组合限制了剩余的一个自由度，三者综合起来一共限制了六个自由度，六个自由度全部被限制。其结果如下面图3所示： 1-菱形销 2-工件 3-大平垫圈 4-短圆柱销图3工件定位示意图根据上面所述，定位销和菱形销都是采用固定式的，根据文献6表2-1-2分别选择其型号为A2625和B1030.根据文献6表3-3-1可知，当被加工的孔直径大于10mm时，应该使用固定式钻模。所以此次设计选用固定式钻模，它通常固定在钻床的工作台上，钻模板上安装钻套，钻模板大多装在夹具体上。通过考虑此道工序要达到的要求，此次设计选用固定式的钻模板，它与夹具体和它与钻模的连接都是使用销钉定位、螺钉紧固。这样的话加工出来的孔位置不会发生偏移。对于钻套的选用，考虑它要满足的加工要求，并根据文献6表2-1-47，此次设计选用快换钻套，其型号为142220，其材料是T10A，根据实际中的生产条件和需要，本次设计选用气缸夹紧机构，由气缸的活塞推动槽面压块直接过去就可以夹紧工件，使其固定。4.2.2 切削力和夹紧力的计算、夹紧装置设计与选择在切削加工中，工件将会受到各种外力的综合作用，为了确保工件在这么多外力的作用下，仍然能保持在夹具中的正确位置，而不至于发生位置的的偏移而产生加工误差，故在夹具中一般都会设置夹紧机构，可靠地夹紧工件。此次设计选用的夹紧装置是气缸夹紧机构如下面图4所示，夹紧的方向是活塞杆4推动槽面压块1水平向左，通过其槽面压块1直接作用在工件上，夹紧工件。这种装置比较实用，对于批量生产能够比较快的夹紧工件，在很大程度上提高了生产效率。 1-槽面压块 2-气管接件 3-螺母 4-活塞杆图4 工件夹紧示意图此次选用的刀具为高速钢锥柄麻花钻，其直径为， ，根据文献6表1-2-7可知其切削力为：查表1-2-8知为修正系数: （10）取，得 （11） 计算夹紧力时应该考虑的安全系数 （12）公式中是基本安全系数 是加工性质系数 是刀具的钝化系数 是断续切削系数查文献6表1-2-9得,则： （13）根据文献6表1-2-11可知，其实际夹紧力为： （14）其中的是夹具的定位面和夹紧面的摩擦系数，查表1-2-12可得，所以实际夹紧力为： 通过查阅资料和手册可以知道气缸产生夹紧力远远大于8272N，所以这个夹具可以安全的工作。4.2.3、定位误差分析定位误差是由定位引起的同一批工件的工序尺寸上的基准在加工的尺寸方向上的最大变量。出现它的原因是工件加工时定位用的基准与工序尺寸上所用的基准没有重合以及定位时的基准的位置偏移误差两个方面。对于夹具设计只要产生的误差不超过工件尺寸或位置公差的1/31/2即可。此次夹具设计需要保证的尺寸有：孔深26mm，用来检查的长度为24mm，保证14mm孔的轴线和26mm孔轴线的垂直距离8mm，由于定位时的所用的基准是46mm的小端面、26H8mm孔以及10H7mm孔已经是实现了全部定位。因为46mm的小端面经过了半精加工铣削，粗糙度 Ra为3.2um，所以可以认为其平面的误差为0，则可以认为不存在基准没有重合而产生的误差，而两个定位销是水平放置的，因为工件自重，所以定位用的孔与定位使用的销的母线接触，故在垂直方向其定位产生的误差非常小，而加工14mm孔在深度尺寸上的要求不是很严格。基准的位置产生的误差与两个定位孔的直径尺寸公差和圆度误差有关，因为两个孔的等级都达到了IT8、IT7，其Ra为1.6um，都经过精铰加工，所以认为其基准位移而产生的误差可以忽视，只要两个销的尺寸和它与孔的相对的位置关系得到保证即可。综上所述，这个定位方案是可以满足加工要求的。4.2.4、夹具设计因素和操作说明根据上文所述，进行夹具设计时应该从尽量保证产品的质量和提高其生产的效率的角度来思考问题，对于提高生产效率和降低工作人员的劳动程度，最先想到的是如何比较方便的安装和拆卸。此次采用了气缸夹紧方式，因为本次是进行孔加工，故在铅垂方向上会受到较大的冲击力，所以在此方向上应该考虑强度要求。为解决此问题，采取的措施有：提高毛坯的制造质量，使其最大的深度减小，从而降低其切削力。本夹具进行工件安装时，应该先将槽面压块13退到有足够的空间，以便于将工件11的装到机床上，然后将工件的26mm孔对准其短圆柱销10，同时使工件下面的10mm孔对准其菱形削边销2，并将46mm圆柱面的小端面紧靠定位板上的支撑面，这样就是以46mm的小端面
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