机械制造技术课程设计-叉杆零件加工工艺及钻φ10孔夹具设计（全套图纸）.pdf

1 目目 录录 1 零件工艺性分析 . 1 1.1 零件的技术要求 . 1 1.2 零件的作用 . 1 1.3 审查叉杆的工艺性 . 2 1.4 确定生产类型 . 3 2 拟定叉杆工艺路线及确定毛坯. 4 2.1 选择定位基准 . 4 2.2 工序顺序的安排原则 . 5 2.3 制定工艺路线 . 6 2.4 毛坯及工序尺寸的确定 . 9 3 切削用量及时间定额的计算 . 13 3.110 孔的计算 . 13 3.2 其余工序的计算 . 17 4 机床夹具的设计 . 23 4.1 设计准备 . 23 4.2 定位误差分析 . 24 4.3 切削力及夹紧力的计算 . 25 4.4 装配零件的设计与选用 . 26 4.5 夹具设计及操作的简要说明 . 30 三维造型 . 32 体会与展望 . 33 参考文献 . 34 1、零件工艺性分析、零件工艺性分析 2 1.1 零件的技术要求零件的技术要求 叉杆的主要要求是保证各安装孔之间的中心距及平行 度，并保证部件正确安装。因此叉杆零件的加工质量，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。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 该叉杆的全部技术要求列如下表: 表 1.1 叉杆技术要求 尺寸及偏差 公差 表面粗糙度 形位公差 20mm 孔 045. 0 0 20+mm 0.043 12.5m 叉口上下表 面 20 . 0 35 . 0 12 mm 0.15 3.2m 叉口内圆面 25. 0 0 23+Rmm 0.25 6.3m 10mm 孔 10 031. 0 0 + mm 0.03 1.6m 0.15 A 0.1 A 技 术 要 求 加 工 面 3 20 孔上下 端面 40mm 12.5m 1.2 零件的作用零件的作用 所给的零件是叉杆，它位于车床变速机构中，主要起换 档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速 度和扭矩的作用。零件上方的20 孔与操纵机构相连，下方 的46 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方 的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 1.3 审查叉杆的工艺性审查叉杆的工艺性 零件如图： 0.05 A 4 图 1.1 叉杆零件 审查叉杆的工艺性分析零件图可知，该叉杆形状、结构 比较简单，通过铸造毛坯可以得到基本形状，减少了加工工 序，又节约了材料。除了孔以外外，其余表面加工精度较低， 通过铣削、钻床等车床的粗加工、半精加工就可以达到加工 要求；而主要工作表面虽然加工精度较高，但也可以在正常 的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。由此 可以见，该零件的工艺性较好。 5 1.4 确定生产类型确定生产类型 零件的生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地 等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定 性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件 生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。 零件生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计 划。 已知此叉杆零件的生产纲领为 5000 件/年，叉杆属于轻 型零件，查机械制造技术基础课程设计指导书，可确定 该零件生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加 工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主， 大量采用专用工装。 6 2、拟定叉杆工艺路线及确定毛坯、拟定叉杆工艺路线及确定毛坯 2.1 选择定位基准选择定位基准 2.1.1 粗基准的选择 1、对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保 证不加工面与加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面 作为定位基准。 2、若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位 置精度要求高的表面为粗基准。 3、如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时， 应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要表面 的余量均匀，应选重要表面为粗基准。 4、应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他 缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。 5、粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免 重复使用。 因此，选择孔的外圆柱面作为粗基准。 2.1.2 精基准的选择 应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原 则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单， 操作方便等。 从保证叉杆孔与孔、 孔与平面、 平面与平面之间的位置 。 7 精基准的选择应能保证叉杆在整个加工过程中基本上都能用 统一的基准定位。从叉杆零件图分析可知，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。 2.2 工序顺序的安排原则工序顺序的安排原则 1）遵循“先基准后其他”原则。 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排 加工工序。 3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面。 4）遵循“先面后孔”原则 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基 准。叉杆加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安 排是先以孔定位粗加工顶平面。第二个工序是加工定位用的 两个工艺孔。 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。对于叉杆，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 8 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 c9080 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mg200。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，加工方法、 花粉加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以 及安排热处理、检验及其他铺助工序（去毛刺、倒角等）。 它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳动强度、 设备投资、车间面积、生产成本等。 1、表面加工方法的确定 查阅机械制造技术基础课程设计，表 2.24、2.25 可以得到各加工面的加工方法。 9 表 2.1 加工方案 加工表面 尺寸及偏差 /mm 尺寸精 度等级 粗糙度 /m 加工方案 0.052 0 20+ 上端面 36 无 Ra12.5 粗铣 0.052 0 20+ 下端面 36 无 Ra6.3 粗铣-半精铣 0.052 0 20+ 内圆面 0.052 0 20+ IT8 无 钻-扩-铰 0.25 0 23R + 上端面 35R 无 Ra3.2 粗铣-半精铣-精铣 0.25 0 23R + 下端面 35R 无 Ra3.2 粗铣-半精铣-精铣 0.25 0 23R + 内圆面 0.25 0 23R + IT12 Ra12.5 镗 0.036 0 10+ 上端面 20 无 Ra12.5 粗铣 0.036 0 10+ 下端面 20 无 Ra12.5 粗铣 0.036 0 10+ 内圆孔 0.036 0 10+ IT8 Ra1.6 钻-粗铰-精铰 M8 螺纹孔 无 无 无 钻-攻丝 2、该叉杆加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加 工、半、精加工。在粗加工阶段，先把精基准（ 0.052 0 20+ 的下端 面和其内表面）准备好，使后续工序可用精基准定位加工， 保证其他加工表面精度要求。 10 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求， 以及加工方法所能达到的经济精度，查机械制造技术基础 课程设计指导书，选择零件的加工方法及工艺路线方案如 下： 表 2.2 加工工艺路线 工序号 工序名称 工 序 内 容 10 铸造 采用铸造的方法获得毛坯 20 时效 时效处理，回火，去应力 30 划线 打点划线 40 粗铣 粗铣 0.045 0 20+上端面，以36外圆表面为粗基准 50 粗铣 粗铣 0.045 0 20+下端面，以36外圆表面为粗基准 60 钻-扩-铰 钻-扩-铰 0.045 0 20+内孔并倒角 70 镗孔 镗 25. 0 0 23+R为半径的孔，以内孔 0.045 0 20+为精基准 80 铣断 铣断，以 0.045 0 20+内孔为精基准 90 粗铣 粗铣23R的 2 端面保证 12 尺寸 100 半精铣 半精铣23R的 2 端面保证 12 尺寸 110 钻-粗铰-精 铰 钻-扩-铰 0.036 0 10+ 内孔，以 0.045 0 20+内孔为精基准 120 钻孔 钻 M8x1.25 螺纹底孔 130 攻丝 攻 M8x1.25 内螺纹 140 钳工 去毛刺 150 清洗 清洗 160 检验入库 检验入库 11 2.4 毛坯及工序尺寸的确定毛坯及工序尺寸的确定 2.4.1 确定毛坯 “叉杆”零件材料采用铸铁制造。材料为 QT450-5，硬度 HB 为 170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于 3050，毛坯重量 2kg100160 2.5 2.0 顶、底面 双侧面 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，如图 2.1。 图 2.1 毛坯 13 2.4.2 孔工序尺寸 前面已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定 表 2.6 各表面的加工工序的加工余量 加工内容 加工余量 工序尺寸 10 孔 钻 9.8 9.8 铰 0.16 10.0 46 孔 镗 6 46 6.8 孔 钻 6.8 6.8 20 孔 钻 18 18.0 扩 1.8 19.8 粗铰 0.14 19.94 精铰 0.06 20.0 表 2.7 平面工序尺寸 工序内容 加工余量 基本尺寸 90 粗 铣 46 叉 口 上下表面 2.5 17.0 40 粗 铣 36 的 上 下表面 2.5 45.0 技 术 要 求 加 工 面 技 术 要 求 工 序 号 14 3、切削用量及时间定额的计算、切削用量及时间定额的计算 3.1 10 孔切削用量及时间定额的计算孔切削用量及时间定额的计算 3.1.1 钻、粗铰、精铰10 孔切削用量 1 钻孔工步： 钻床：Z525 立式钻床 钻 头 ：选 用直 柄麻 花 钻， 钻头 直径 9.8mm，l=89mm， 1l=40mm。 (1)背吃刀量的确定 取 ap=4.9mm. (2)进给量的确定 查机械制造基础课程设计指导书 表 5.21 f=0.20mm/r。 (3) 切 削 速 度 的 计 算 由 表5.21 切 削 速 度 选 取 为 20m/min ， 由 公 式 d v n = 1000 ， 求 得 该 工 序 钻 头 转 速 min/649 8 . 9 201000 rn= = ，参照 Z252 型立式钻床的主轴转速，取转 速 n=680r/min, 再将此转速代入公式 1000 nd v =,可求出该工序 的实际钻削速度为min/92.20 1000 8 . 9680 mv= = 2.粗铰孔工步： 钻床：Z525 立式钻床 铰刀：直柄机用铰刀 d=9.96，L=133mm l=38mm （1）背吃刀量确定 取 ap=0.08mm. （2）进给量的确定 查机械制造基础课程设计指导书 表 f=0.8mm/r. 15 （ 3） 切 削 速 度 的 计 算 由 表5-27 切 削 速 度 选 取 为 v=14.1m/min, 由 公 式 d v n = 1000 ， 求 得 该 工 序 转 速 min/450 96 . 9 1 . 141000 rn= = ,参照 Z252 型立式钻床的主轴转速， 取转 速 n=545r/min. 再将此转速代入公式 1000 nd v =,可求出该工序 的实际钻削速度为min/04.17 1000 96 . 9 545 mv= = 。 3.精铰孔工步： 钻床：Z525 立式钻床 铰刀：直柄机用铰刀 d=10，L=133mm l=38mm （1）背吃刀量确定 取 ap=0.02mm. （2）进给量的确定 查机械制造基础课程设计指导书 表 f=0.3mm/r. （ 3） 切 削 速 度 的 计 算 由 表5-26 切 削 速 度 选 取 为 v=8m/min, 由 公 式 d v n = 1000 ， 求 得 该 工 序 转 速 min/78.254 10 81000 rn= = ,参照 Z252 型立式钻床的主轴转速， 取转 速 n=272r/min. 再将此转速代入公式 1000 nd v =,可求出该工序 的实际钻削速度为m/min8.54 1000 10272 v= =。 3.1.2 钻、粗铰、精铰10 孔时间定额 1 钻孔工步： 根据表 5.41， 钻孔的基本时间可由公式 fn lll fn l tj + = 21 求 得： l=36mm; 2l=0mm; 16 ()mm kr D l904. 321 cot2 1=+ = f=0.20mm/r;n=680mm/r.。 将上述结果代入公式，则该工序的基本时间： tj=(36mm+3.904mm)/(0.20mm/minx680r/min)=0.29min= 17.4s。 2 粗铰工步 根 据 表5.41 ， 铰 圆 柱 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 fn lll fn l tj + = 21 求得； 1l、2l由表 5.42 按 kr=15 ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08 查得1l=0.19mm; 2l=13mm; 而 l=36mm; f=0.8mm/r; n=545r/min。将上述结果代入公 式，则该工序的基本时间： tj=(36mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/min545r/min)=0.34 min=0.11min=6.6s。 3.精铰工步 同上，根据表 5.41 可由公式 fn lll fn l tj + = 21 求得； 1l、2l由表 5.42 按 kr=15 ap=（D-d）/2=（10-9.96）/2=0.02 查 得1l=0.37mm; 2l=13mm; 而 l =36mm; f=0.3 mm/r; n=272 r/min.。 17 将上述结果代入公式，则该工序的基本时间： tj=(36mm+0.37mm+13mm)/(0.3mm/min272r/min)=0.605 min=36.3s。 4辅助时间 ta的计算 同 上 辅 助 时 间ta与 基 本 时 间tj之 间 的 关 系 为 ta=(0.150.2) tj ,这里取 ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间 分别为： 钻孔工步的辅助时间为：ta=0.1517.4s=2.61s; 粗铰工步的辅助时间为：ta=0.156.6s=0.99s; 精铰工步的辅助时间为：ta=0.1536.3s=5.45s; 5. 其他时间的计算 除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道 工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的 时间和准备与终结时间。由于端盖的生产类型为大批生产， 分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布 置工作的时间 tb是作业时间的 2%7%，休息与生理需要时间 tx是作业时间的 2%4%，这里均取 3%，则各工序的其他时间 可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为： 钻孔工步的其他时间为：xbtt +=6%(17.4s+2.61s)=1.2s; 粗铰工步的其他时间为：xbtt +=6%(6.6s+0.99s)=0.46s; 精铰工步的其他时间为：xbtt +=6%(36.3s+5.45s)=2.5s; 6单件时间 djt 的计算 18 这里的各工序的单件时间分别为： 钻孔工步 djt 钻=17.4s+2.61s+1.2s=21.21s; 粗铰工步 djt 粗铰=6.6s+0.99s+0.46s=8.05s; 精铰工步 djt 精铰=36.3s+5.45s+2.51s=44.26s; 因此，此工序的单件时间： djt = djt 钻 + djt 粗 铰 + djt 精 铰 =21.21s+8.05s+44.26s =73.52s。 3.2 其余工序切削用量及时间定额的计算其余工序切削用量及时间定额的计算 工序 40 以36外圆为粗基准，粗铣 045. 0 0 20+孔的上下端面。 机床：X52K 立式铣床。 刀具：W18Cr4v 硬质合金钢端铣刀 切屑深度为 p a =2.5mm 每齿进给量为 f a =0.1mm/z，采用高速钢镶齿套式面铣刀，齿数 为 Z=10，则进给量 f= f aZ=1mm/r，直径 D=100mm 切屑速度取 v=0.35m/s 主轴转速 = sn 1000 60 D v r/min， =1000 0.35 60 0.1 r/min =66.84r/min 取= sn70 r/min 铣削基本时间：Tj=2 L i fn Tj= 36 60 2 1 70 =64.6s 19 工序 60 以 045. 0 0 20+孔下端面为精基准，钻-扩-铰 045. 0 0 20+内圆孔，使孔的精度 达到 8 级，保证其垂直度误差 1、选择钻床及钻头 选择 Z525 立式钻床， 选择高速钢麻花钻钻头， 粗钻时，0d=18mm, 钻头采用双头刃磨法；钻床主轴转速为 n=50-2000r/min， 取 n=1000 r/min。 2、选择切削用量 a、决定进给量 由 0 d=18mm，查表并计算得：按钻头性能可查出进给量 f=0.47-0.57mm/r， 按机床强度查得进给量 f=0.056-1.8mm/r。 最终 选择机床进给量为 f=0.45mm/r。 b、主轴转速= sn1000r/min c、计算工时 1 40 min0.089min5.34 0.45 1000 m L ts nf = 扩、铰和精铰的切削用量如下 扩钻：选择高速钢扩孔钻 n=1000r/min f=0.7-0.8mm/r 0 19.8dmm= 2 40 min0.053min3.2 0.75 1000 m L ts nf = 铰孔：选择高速钢绞刀 n=1000r/min f=1.3-2.6 mm/r 0 20dmm= 20 3 40 min0.031min1.85 1.3 1000 m L ts nf = 123 10.39 mmmm Tttts=+= 工序 70 以 045. 0 0 20+内圆孔为精基准，镗以 0.25 0 23R + 为半径的孔。 （1）选择钻床及钻头 选择 Z525 立式镗床，选择高速钢镗刀，镗孔时， 0 d=46mm, 钻头采用双头刃磨法；车床主轴转速为 n=50-2000r/min， 取 n=500 r/min。 （2）选择切削用量 a、决定进给量 由 0 d=46mm，查表并计算得：按钻头性能可查出进给量 f=1.2-1.4mm/r， 按机床强度查得进给量 f=0.056-1.8mm/r。 最终选 择机床进给量为 f=1.2mm/r。 b、 主轴转速= sn500r/min c、 计算工时 12 min0.02min1.2 1.2 500 m L ts nf = 工序 80 以 045. 0 0 20+内圆孔为精基准,半精铣 045. 0 0 20+孔的下端面 机床：X52K 立式铣床。 刀具：W18Cr4v 硬质合金钢端铣刀 切屑深度为 p a =0.5mm 21 每齿进给量为 f a =0.07mm/z，采用高速钢镶齿套式面铣刀，齿数 为 Z=10，则进给量 f= f aZ=0.7mm/r，直径 D=100mm 切屑速度取 v=0.35m/s 主轴转速 = sn 1000 60 D v r/min， =1000 0.35 60 0.1 r/min =66.84r/min 取= sn70 r/min 铣削基本时间：Tj=2 L i fn Tj=60 707 . 0 36 =44.1s 工序 100 以 045. 0 0 20+内圆孔为精基准，粗铣-半精铣以 0.25 0 23R + 为半径的孔的上下 端面 粗铣： 切屑深度为 p a =2mm 每齿进给量为 1 f a =0.1mm/z， 采用高速钢镶齿套式面铣刀， 齿数为 Z=10，则进给量 1 f=afZ=1mm/r，直径 D=100mm 切屑速度取 v=0.35m/s 转速 1 ns=1000 60 D v r/min， =1000 0.35 60 100 r/min =66.84r/min 取 1 ns=704r/min 铣削基本时间： 1 Tj = 1 1 2 L i f n 1 Tj 703 60 2 1 70 + s=131.1s 22 半精铣： 切屑深度为 p a =0.5mm 每齿进给量为 2 f a =0.07mm/z，采用高速钢镶齿套式面铣刀，齿数 为 Z=10，则进给量 2 f=afZ=0.7mm/r，直径 D=100mm 切屑速度取 v=0.35m/s 转速 2 ns=100060 D v r/min， =1000 0.35 60 100 r/min =66.84r/min 取 2 ns=70 r/min 铣削基本时间： 2 Tj= 22 2 L i f n 2 Tj 703 60 2 0.7 70 + =187.2s 总时间 12 TjTjTj+=318.3s 工序 130 以 045. 0 0 20+内圆孔为精基准，锪 0.036 0 10+孔的上端面。 （1）选择钻床及钻头 选择 Z525 立式钻床，选择高速钢锪钻，锪孔钻时， 0 d=20mm,车 床主轴转速为 n=50-2000r/min， 取 n=500 r/min。 （2）选择切削用量 a、决定进给量 由 0 d=20mm，查表并计算得：按钻头性能可查出进给量 f=0.6-0.7mm/r，按机床强度查得进给量 f=0.056-1.8mm/r。最终选 择机床进给量为 f=0.6mm/r。 23 b、主轴转速= sn500r/min c、计算工时 1 2 min0.4 500 m L ts nf = 0.6 工序 140 以 045. 0 0 20+内圆孔为精基准，钻一个 M6 的孔，攻 M8x1.25 内螺纹。钻 孔： （1）选择钻床及钻头 选择 Z525 立式钻床， 选择硬质合金 YG8 钻头， 粗钻时， 0 d=6mm, 车床主轴转速为 n=50-2000r/min，取 n=1000 r/min。 （2）选择切削用量 a、决定进给量 由 0 d=6mm，查表并计算得：按钻头性能可查出进给量 f=0.18-0.22mm/r，按机床强度查得进给量 f=0.056-1.8mm/r。最终 选择机床进给量为 f=0.20mm/r。 b、主轴转速= sn1000r/min c、计算工时 1 82 min0.05min3 0.20 1000 m L ts nf + = 车螺纹: 采用高速钢刀具 W18Cr4V 采用精加工模式，加工行程 i=3， 进给量 z f=0.8mm 24 切屑速度 v=0.85m/s 转速 = sn60 1000 d v r/min = sn274.8r/min 车削基本时间：=jt L i fn stj19. 8360 8 .2748 . 0 28 = + = 25 4、机床夹具的设计、机床夹具的设计 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢 固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配 等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提 高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所 追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质 量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。 同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 4.1 设计准备设计准备 4.1.1 提出问题 （1）怎样限制零件的自由度：心轴限制四个方向的自由 度（即 X,Y 的平动和转动），减少半径的短圆柱销的加入可 以限制 Z 方向的转动，Z 方向的平动由支承板限制。 （2）设计夹紧装置：采用螺母在心轴上夹紧 （3） 设计的夹具怎样排削； 此次加工利用麻花钻和铰刀， 排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。 （4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 4.1.2 设计思想 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便， 夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密 26 封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要是对10 孔进行加工，孔的尺寸精度要求为 GB/T1804-m 表面粗糙度 1.2，钻、粗铰、精铰可以满足其精 度要求，所以要在满足其精度的前提下提高劳动生产效率， 降低劳动强度。 4.1.3 导向元件的设计 加工10mm 的通孔选用立式钻床，钻床夹具的刀具导向 元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位 置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在 加工中发生偏移。 1）钻套高度 H 钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、 刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度 H 越大，刀 具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取 H=(1 2.5)d，所以 H=1.210mm=12mm。 2）排屑间隙 h 钻套底部与工件间的距离 h 称为排屑间隙。h 值太小，切 屑难以自由排出，使加工表面损坏；h 值太大时，会降低钻套 对钻头的导向作用。 加工铸铁时， h=(0.30.7)d， 所以 h=0.5 10mm=5mm。 27 4.2 定位误差分析定位误差分析 （1）定位基准的选择 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合， 在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加 工。故加工10 孔时，以20 圆和其端面和 R23 为基准。 （2）定位误差的分析 该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为 1.6。该孔 3 次性加工可满足要求。 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 11 1minD WDd =+ 1122 1min2min . 2 DdDd J W arctg L + = 其中： =1D0.045mm，=2D0.25mm =1d0.011mm，= 2d0.023mm =min10.007mm ，=min2 0.014mm 且：L=103.2mm ，得 0.063mm 0.097mm 夹紧误差 ： cos)( minmax yy jj = 其中接触变形位移值： 1 ()() 19.62 n HBZ yRaZaZ kN kRc HBl =+ .J W = D W = 28 查5表 1.2.15 有: cos0.0028 j jy mm = = 磨损造成的加工误差： Mj 通常不超过 mm005. 0 夹具相对刀具位置误差： AD 取 mm01. 0 误差总和： 0.178mm K WW 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 4.4 装配零件的设计与选用装配零件的设计与选用 1、工艺孔的加工需钻、铰才能满足加工要求。故选用可换钻套 （其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 30 图 4.1 可换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表 4.1： 表 4.1 钻套 d H D 1 D 2 D h 1 h m C r 公称尺寸 允差 10 16 15 +0.018 +0.007 26 22 10 4 9 0.5 18 0.5 2、衬套选用固定衬套其结构如图所示： 31 图 4.2 固定衬套 其结构参数如下表 4.2： 表 4.2 固定衬套 d H D C 1 C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 12 +0.034 +0.016 16 18 +0.023 +0.012 0.5 2 钻模板选用固定式钻模板， 用 4 个沉头螺钉和 2 个锥销定位于夹 具体上。 3、夹紧机构的选用 快速夹紧机构如图所示： 32 图 4.3 快速夹紧机构 4、定位销的选用 可换定位销结构如图所示： 图 4.4 可换定位销 33 其结构参数如下表 4.3： 表 4.3 可换定位销 D H d d1 D1 l l h 10 12