机械制造技术基础课程设计-箱体零件加工工艺及镗孔夹具设计【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学课程设计 摘要零件的工艺编制是否合理，直接关系到零件的加工能否达到质量要求；合理的工艺编制就能使各工序科学地衔接，实现优质、高产低消耗，使生产均衡、顺利地进行。同时，机床夹具在机械制造中也占有重要的地位，合理的夹具设计能可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。可见这两者在机械制造行业中是至关重要的环节。本次设计的是减速箱箱体上120孔的加工工艺及夹具设计，该孔精度要求较高，采有用镗床加工。在编制加工工艺时，要考虑到孔的各项精度以及形状与位置公差等。在设计加工150孔的专用夹具时，以箱座底面为基准，采用一面两销定位，通过连接螺栓将箱盖和箱座联结，并以定位销将其定位。为了降低成本、减少装夹时间，采用凸轮联动夹紧装置。逆时针转动手柄时，在拉伸弹簧的作用下，压板松开，放入工件，顺时针转动手柄带动凸轮推动推杆，从而压紧工件。关键词：工艺；夹具；定位；位置公差全套图纸，加153893706AbstractThe preparation of parts of the process is reasonable, directly related to the machining quality requirements can be met; reasonable preparation process will enable the convergence of scientific processes to achieve high-quality, high-yield low, so that the production of a balanced, smoothly. At the same time, in the machinery manufacturing fixture also occupy an important position, reasonable and reliable fixture design can guarantee the quality of the workpiece processing, improve processing efficiency, reduce labor intensity and give full play to the technology and the expansion of machine tool performance. Can be seen both in the machinery manufacturing industry is vital link. The design of the deceleration box box holes 100 and fixture design process, the holes require a higher precision, boring process mining useful. In the preparation process, it is necessary to take into account the pore shape and location accuracy, as well as tolerance and so on. Hole in the design of special processing fixture 120 when the seat bottom to me based on the use of a two-pin position, through the bolt cover and the box seat to join, and its positioning pins. In order to reduce costs, reduce the clamping time, linked the use of cam clamps. Handle counter-clockwise rotation, in the role of the tensile spring, the platen release into the workpiece, the processing has been completed, turning the handle clockwise to promote putt cam driven, thus compacting the workpiece.Keywords: Technology; fixture; positioning; position tolerance parts- III -辽宁工程技术大学课程设计目 录摘 要ABSTRACT目录1第一章 零件的工艺分析21.1 零件的作用21.2分析零件的技术要求21.3 零件生产类型的确定4第二章 零件的工艺规程设计52.1 确定毛坯的制造形式52.2 定位基准的选择52.3 零件表面加工方法的选择62.4 制订工艺路线72. 5加工余量和工序的确定82.6 工序设计102.7 确定切削用量及基本工时13第三章 专用夹具设计193.1 问题的提出193.2 定位方案及定位元件的选择193.3 夹紧方案及夹紧元件的选择213.4 夹具体的选择233.5 自锁条件的计算233.6 夹紧力的计算243.7 定位误差的计算253.7 夹具的使用27第四章 展望与体会27参考文献28第一章 零件的工艺分析1.1 了解零件的用途题目所给的是箱体零件。箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。在现代科研、国防、交通、冶金、化工以及基础设施建设等国民经济众多领域应用十分广泛。零件图的具体结构见后面的附件“箱体零件图”1.2分析零件的技术要求在制定零件机械加工工艺规程时，对产品零件图进行细致的审查，从中了解零件的功用和相关零件的配合，以及主要技术要求制订的依据。主要包括零件的结构工艺性分析和零件的技术要求分析，并担出修改意见，是一项重要的工作。通过对该零件的审查及重新绘制，零件材料为HT200，容易铸造，故易得到毛坯，各加工表面的精度及表面粗糙度值要求较高，且各表面间的相互位置关系要求也较高。现将其主要加工表面及位置要求分述于下：1的箱座底平面为基准的加工表面：这一组加工表面包括：120mm和100mm两孔及60mm；上端面；420及锪40的孔；2.以100mm和60mm两孔定位的加工表面这一组加工表面包括：尺寸为300mm与100mm和60mm两孔轴线相垂直的前后两平面,。其中，主要加工表面为100mm和60mm两孔。各加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）尺寸为60mm孔两处轴心线同轴度为0.025mm,圆柱度为0.010mm。（2）尺寸为120mm孔两处轴心线同轴度为0.025mm，圆柱度为0.008mm,且与100mm轴心线的平行度公差为0.025mm。（3）的平面度要求0.025mm且与底面的平行度为0.03mm。由上面分析可知，1.先以底座上表面定位加工出下表面，再以下表面加工出与之具有相互位置关系或定位关系的各加工表面；2.采用专用夹具加工出一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。从而满足各加工表面间位置要求。对这两个加工表面而言可以先粗加工零件底面，然后以次为基准加工侧面的100mm、60mm、120mm孔，在由加工完的100mm、60mm、120mm孔作为基准精加工底面并且保证它们之间的位置精度要求。在进行其他精度要求低的加工。加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度/um形位公差/mm100mm1000.035，IT7Ra1.6 60mm600.036，IT8Ra1.6120mm1200.054，IT8Ra1.6下端面Ra6.3上端面Ra3.2左端面Ra3.2右端面Ra3.2下端面地脚螺栓底脚Ra12.5150mm孔加工内表面Ra6.3281.3 确定零件生产类型根椐机械制造技术基础课程设计指导书第2页，机器零件的生产纲领可按下式计算:式中: :机器零件的生产纲领（件/年）； :产品的年产量；:每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）；:备品率，一般取2%4%；:废品率,一般取0.3%0.7%。根据上室就可计算球的零件的年生产纲领，通过查表，确定该箱体零件的生产类型为大批生产。 表2-1 生产类型与生产纲领的关系生 产 类 型同类零件的年产量/件重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量100200kg）轻型（零件质小于100kg）单件生产 5 20 100成批生产小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大 量 生 产1000500050000第二章 零件的工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式毛坯的生产方式有铸造、锻造、焊接、轧制等。毛坯的选择是否恰当将直接影响机械加工工艺过程、零件质量、成本和生产率，因此必须根据零件的材料、形状、尺寸、技术要求和生产类型等因素，正确选择毛坯。毛坯图见附件“箱体毛坯图” 根据题目知：零件材料为灰铸铁（HT200），具有良好的可铸性，抗压性能好，并具有一定的吸振性，在一般情况下，生产批量较大时，采用铸件就比较经济。由于零件产量属于大批生产，故选择铸造毛坯。从提高生产率、保证加工精度上考虑也是应该的。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。2.2 定位基准的选择正确的选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，还会造成零件的大批报废。1粗基准的选择 对于零件粗加工而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取工件底面作为粗基准。 本零件为铸造成形，在最初的工序中只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准。按照上述粗基准的选择原则，选不需加工的表面、平整且面积较大的表面作粗基准，即：以箱体上表面与箱座的地脚螺栓孔为粗定位基准，箱座上表面限制X轴、Y轴旋转方向和Z轴的直线方向自由度，两个孔限制Z轴转动、X轴移动、Y轴移动，先加工出箱座下表面。2.精基准的选择根据精基准的选择原则，主要考虑基准重合问题，对于本零件选用箱座下表面和底座对角线上两地脚螺栓孔作精定位基准。从而避免了基准不重合造成的误差，从便于装夹来讲也是应该的。2.3 零件表面加工方法的选择本零件加工表面有：内孔、端面、及地脚螺栓孔，材料为HT200,按照加工表面的公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，现将各加工表面的加工方法选择如下：1.地脚螺栓孔420mm及锪40mm的孔该孔未标注公差尺寸,属一般公差，由参考文献1第33页表2-18取公差等级为m,公差尺寸为mm,再由文献1第12页表2-4知该孔的公差等级为IT13,根据参考文献2第128页表5-15，采用钻削即可达到要求。表面粗糙度能达到Ra3.2。2.尺寸为100mm的内孔表面（A面）该内孔表面公差尺寸为0.035mm，由文献1第34页表3-5知该孔的公差等级为IT7，再根据参考文献2第10页表1-7，采用粗镗即可达到要求的表面粗糙度Ra6.3。3.尺寸为60mm的内孔表面（B面）该内孔表面公差尺寸为0.030mm，由文献1第34页表3-5知该孔的公差等级为IT7，再根据参考文献2第10页表1-7，采用粗镗半精镗即可达到要求的表面粗糙度Ra1.6。4.尺寸为120mm的内孔表面（C面） 该内孔表面公差尺寸为0.054mm，由文献1第34页表3-5知该孔的公差等级为IT8，再根据参考文献2第10页表1-7，采用粗镗半精镗即可达到要求的表面粗糙度Ra1.6。5. 尺寸为300mm260mm的箱座底面(D面)该表面未标注公差尺寸，为自由尺寸，由参考文献1第34页表3-5取公差等级为m,公差尺寸为mm,再由文献1第34页表3-5知该表面的公差等级为IT12,根据参考文献2第11页表1-8，采用粗刨（粗铣）即可达到要求的表面粗糙Ra6.3。6.尺寸为280mm240mm的箱座上表面(E面)该表面未标注公差尺寸，为自由尺寸，由参考文献1第33页表2-18取公差等级为m,公差尺寸为mm,再由文献1第34页表3-5知该孔的公差等级为IT12,根据参考文献2第11页表1-8，采用粗铣精铣即可达到要求的表面粗糙Ra3.2。7.尺寸为300mm200mm的箱体左、右表面(F、G面) 表面未标注公差尺寸，为自由尺寸，由参考文献1第33页表2-18取公差等级为m,公差尺寸为,再由文献1第34页表3-5知该加工表面的公差等级为IT12,根据参考文献2第11页表1-8，采用粗铣半精铣即可达到要求的表面粗糙Ra3.2。2.4 制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,针对题目所给零件为大批量生产,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。同时箱体应有足够的刚度、可靠的密封及便于传动件润滑和散热、箱体应有良好的结构工艺性、箱体形状应力求匀称和美观。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降，提高生产率、保证加工质量、减轻工人劳动强度。初步制定工艺路线方案如下：工序一 热处理, 人工时效。工序二 按图纸尺寸,检查加工余量，对箱体各加工表面划线。工序三 以300mm260mm的箱座底面定位，粗铣尺寸为220mm280mm的箱座上表面(E面)至尺寸。工序四 以280mm240mm的箱座上表面(E面)定位，粗铣尺寸为300mm260mm的箱座底面(D面)，留余量。工序五 以300mm260mm的箱座底面定位，精铣尺寸为220mm280mm的箱座上表面(E面)，留余量。工序六 以加工后的120mm的内孔两端面定位，粗铣尺为300mm200mm的箱体左端面(F面)，留余量。工序七 以加工后的120mm的内孔两端面定位，粗铣尺300mm200mm的箱体右端面(G面)，留余量。工序八 以加工后的120mm的内孔两端面定位，半精铣尺寸为300mm200mm的箱体左端面(F面)至尺寸。工序九 以加工后的120mm的内孔两端面定位半精铣尺寸为300mm200mm的箱体右端面(G面)至尺寸。工序十 以300mm260mm的箱座底面定位，钻地脚螺栓孔420mm及锪40mm的孔到尺寸。工序十一 以300mm260mm的箱座底面及地脚螺栓孔20mm定位，粗镗半精镗精镗尺寸为100mm和60mm的内孔表面至尺寸。工序十二 以300mm260mm的箱座底面及地脚螺栓孔20mm定位，粗镗半精镗精镗尺寸为120mm的内孔表面至尺寸。工序十三 钳工去毛刺。工序十四 清洗工序十五 终检并入库。2.5 确定机械加工余量及毛坯尺寸本零件材料为HT200,强度较高，耐磨，铸造性能好。生产类型为大批量生产，采用金属模铸造。各机械加工余量和毛坯尺寸计算如下：1求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长300mm,宽280,高200mm。故最大尺寸为300mm。2选取公差等级CT 箱体采用金属模铸造，铸件材料为HT200，根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书.2013第23页表2-1，可知毛坯铸件的公差等级CT为810级，此处取9级。3求铸件尺寸公差 根据箱体加工表面的基本尺寸和铸件公差等级CT，再查参考文献机械制造技术基础课程设计指导书.2013第24页表2-3和表2-4，除非另有规定，公差带应相对于基本尺寸对称分布。求得各加工表面的铸件尺寸公差如表2-1。 表2-1项目E面N面F面M面公差等级CT9999加工面基本尺寸F280260260300铸件尺寸公差3.23.23.23.2机械加工余量等级FFFF要求的铸件机械加工余量RMA2.52.52.52.5毛坯基本尺寸R284.1264.1244.1304.1续表：项目A面B面C面Q面L面公差等级CT99999加工面基本尺寸F10060120200200铸件尺寸公差2.222.52.82.8机械加工余量等级FFFFF要求的铸件机械加工余量RMA2.52.52.52.52.5毛坯基本尺寸R93.954113.75203.9203.94求机械加工余量等级根据参考文献2第25页2-5。属型铸造，铸件材料为HT200，知毛坯铸件的机械加工余量等级范围为DF，取F级。5求要求的铸件机械加工余量（RMA） 除非另有规定，要求的机械加工余量适用整个毛坯铸件，即对所有需机械加工的表面只规定一个值，且该值应根据最终机械加工后成品铸件的最大轮廓尺寸，在相应的尺寸范围内选取。根据参考文献25-4，查得最大尺寸为300mm，加余量等级为F级，机械加工余量（RMA）取为2.5 mm。6. 求毛坯基本尺寸根据参考文献2第22页2-1、2-2 有：R=F+RMA+CT/2（单侧加工）R=F+2RMA+CT/2（双侧加工）R=F-2RMA-CT/2（内腔加工）式中，R为铸件铸件毛坯的基本尺寸；F为最终机械加工后的尺寸；CT为铸件公差。从而求得各毛坯基本尺寸如下：a. 尺寸为100的内孔表面（A面）该加工表面为内腔双侧加工，根据公式R=F-2RMA-CT/2=93.9mmb. 尺寸为60孔表面（B面） 该加工表面为内腔双侧加工，根据公式R=F-2RMA-CT/2=54mmc. 尺寸为120孔的表面（C面） 该加工表面为内腔双侧加工，根据公式R=F-2RMA-CT/2 =113.75mm d. 尺寸为280m的箱体的上表面（E面） 该加工表面为单侧加工，根据公式R=F+RMA+CT/2 =284.1mme.尺寸为240mm的箱体上表面（F面）该加工表面为单侧加工，根据公式R=F+RMA+CT/2 =240+2.5+3.2/2=244.1mmf.尺寸为300mm的箱体底面（M面）该加工表面为单侧加工，根据公式R=F+RMA+CT/2 =300+2.5+3.2/2=304.1mmg. 尺寸为260mm的箱体底面（N面） 该加工表面为单侧加工，根据公式R=F+RMA+CT/2 =260+2.5+3.2/2=264.1mmF.尺寸为200mm的箱体左右表面（Q、L面）该加工表面为单侧加工，根据公式R=F+RMA+CT/2 =200+2.5+2.8/2=203.9mm2.6 工序设计1.选择机床 根据不同的工序选择机床如下：a. 工序三、四、五、九、十、十一、十二是铣削加工表面，用直柄立式铣刀，应选立式铣床，考虑到箱体的尺寸及该零件的生产纲领为大批量生产，所选机床使用范围较广为宜，根据参考文献2第93页表4-14-表4-16选常用的X52K立式铣床。b.工序六是钻削及锪孔，考虑加工尺寸及经加工经济性，根据参考文献2第90页表4-8-表4-11选常用的Z550立式钻床。c.工序七、八是镗孔，考虑本次所设计的夹具及工件尺寸，根据参考文献黄祥旦.机械加工工艺手册第2卷M.第1版.机械工业出版社1991.09第3页，选用T68型卧式镗床。2.选择夹具本零件各工序需要专用夹具，工序三、四、五、九、十、十一、十二是铣削中工表面，采用铣床专用夹具，工序六是钻削及锪孔，采用钻床专用夹具，工序七、八是镗孔，采用镗床专用夹具。3.选择刀具铣床上加工的工序:主要有工序三、四、五、九、十、十一、十二，根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第63页表3-16选用硬质合金莫氏锥柄立铣刀50200摘自GB/T 6117.2-1996。a.钻床上加工的工序 工序六 选用莫氏锥柄麻花钻20 GB/T 1438.1-1996（参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第52页表3-4），带导柱直柄平底锪钻40 GB/T 4260-1984（参考文献机械制造技术基础设计指导书.20132第60页表3-12）工序七、八 本工序是镗两个100和60和120的内孔，考虑到箱体材料是铸铁，选用硬质合金镗刀。4.选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第82页表3-39选择如下：（一）选择加工孔用量具1.mm内孔上文已述该孔铸造毛坯孔径93.9mm,根据考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第10页表1-7，采用粗镗半精镗精镗三次加工即可。（a）粗镗，根据表3-39选用读数值为0.01mm、测量范围50175mm的内径千分尺即可。（b）半精镗, 根据表3-39选用读数值为0.01mm、测量范围100160mm的内径百分表即可。（c）精镗，该内孔表面公差尺寸为0.035，由文献机械几何量精度设计与检测第34页表3-5知该孔的公差等级为IT7， 由于精度要求高且该零件是大批量生产,故宜选用极限量规。 按表3-39，根据加工孔孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规(GB/T 6322-1986)2.mm内孔上文已述该孔铸造毛坯孔径54mm,加工余量为6mm根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第10页表1-7，采用粗镗半精镗精镗三次加工即可。（a）粗镗，根据表3-39选用读数值为0.01mm、测量范围50175mm的内径千分尺即可。（b）半精镗, 根据表3-39选用读数值为0.01mm、测量范围50100mm的内径百分表即可。（c）精镗mm，该内孔表面公差尺寸为0.030，由文献机械几何量精度设计与检测第34页表3-5知该孔的公差等级为IT7， 由于精度要求高且该零件是大批量生产,故宜选用极限量规。 按表3-39，根据加工孔孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规(GB/T 6322-1986)3.mm内孔上文已述该孔铸造毛坯孔径113.75mm,加工余量为6.25mm根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第10页表1-7，采用粗镗半精镗精镗三次加工即可。（a）粗镗，根据表3-39选用读数值为0.01mm、测量范围50175mm的内径千分尺即可。（b）半精镗, 根据表3-39选用读数值为0.01mm、测量范围50100mm的内径百分表即可。（c）精镗mm，该内孔表面公差尺寸为0.030，由文献机械几何量精度设计与检测第34页表3-5知该孔的公差等级为IT7， 由于精度要求高且该零件是大批量生产,故宜选用极限量规。 按表3-39，根据加工孔孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规(GB/T 6322-1986)(二)选择加工平面用量具a）尺寸为280mm的箱座上表面(K面)上文已述该表面的公差等级为IT14,根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第11页表1-8，采用粗铣精铣即可。考虑到公差等级较低, 根据表3-39选用读数值为0.05mm、测量范围0200mm的两用/双面游标卡尺即可。b）尺寸为200mm的箱体左、右表面(Q、L面)上文已述该加工表面的公差等级为IT13,根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第10页表1-8，采用粗铣半精铣即可达到要求。考虑到公差等级较低, 根据表3-39选用读数值为0.05mm、测量范围0200mm的两用/双面游标卡尺即可。2.7 确定切削用量及基本工时切削用量包括背吃刀量，进给量f,切削速度。确定顺序是先确定、f，再确定，只对工序七镗两个100和60的内孔进行计算，该两个加工表面的切削用量及基本工时计算如下：加工条件:工件材料：HT200 金属模铸造硬度200HBS加工要求：镗两个100和60、120的内孔，表面粗造度分别为Ra1.6和Ra1.6、Ra1.6。机 床：T68型卧式镗床刀 具：硬质合金镗刀，主偏角1.确定镗孔100 mm内孔的切削用量及基本工时所镗孔已铸出毛坯孔93.9mm，可直接进行镗削，本工序中，镗孔涉及粗镗、半精镗和精镗。总加工余量为2z=6.1mm。（1）粗镗孔至97.9mm根据参考文献2第111页表5-30卧式镗床的镗削用量，选取切削用量如下：切削深度；切削速度=80m/min；进给量f=1mm/r，查参考文献7第152页表4.2-21卧式铣镗床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=1.03mm/r,则机床主轴转速：查参考文献7第152页表4.2-20卧式铣镗床T68主轴转速，选取主轴转速为：n=250r/min则实际切削速度：基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有： 式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间： 根据参考文献2第37页式2-7取为（1520）%有： 取=2s（2）半精镗孔至99.4mm根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第111页表5-30卧式镗床的镗削用量，选取切削用量如下：切削深度mm；切削速度=100m/min；进给量f=0.8mm/r。查参考文献6第111页表5-30卧式铣镗床T68主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.74mm/r则机床主轴转速：查参考文献7第152页表4.2-20卧式铣镗床主轴转速，选取主轴转速为： n=315r/min则实际切削速度：基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有： 式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 进给次数。 =35 取4mm辅助时间： 根据参考文献2第37页式2-7取为（1520）%有： 取=2s（3）精镗孔至100mm根据参考文献2第111页表5-30卧式镗床的镗削用量，选取切削用量如下：切削深度；切削速度=80m/min；进给量f=0.5mm/r。查参考文献7第152页表4.2-21卧式铣镗床T68主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.37mm/r则机床主轴转速：查参考文献7第152页表4.2-20卧式铣镗床主轴转速，选取主轴转速为：n=250r/min则实际切削速度：基本工时T:2第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有： 式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间： 根据参考文献2第37页式2-7取为（1520）%有： 取=6s故镗100mm的内孔需要的加工时间T=11.4+12+30.6+2+2+6=64s2.确定镗孔60mm内孔的切削用量及基本工时所镗孔已铸出毛坯孔54mm，可直接进行镗削，本工序中，镗孔涉及粗镗、半精镗和精镗。总加工余量为Z=6mm。（1）粗镗孔至58mm根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第111页表5-30卧式镗床的镗削用量，选取切削用量如下：切削深度；切削速度=80m/min；进给量f=1.0mm/r。查参考文献7第152页表4.2-21卧式铣镗床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=1.03mm/r则机床主轴转速：查参考文献7第152页表4.2-20卧式铣镗床主轴转速，选取主轴转速为：n=500r/min则实际切削速度：基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有： 式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间： 根据参考文献2第37页式2-7取为（1520）%有： 取=0.7s（2）半精镗孔至59.5mm根据参考文献2第111页表5-30卧式镗床的镗削用量，选取切削用量如下：切削深度；切削速度=100m/min；进给量f=0.8mm/r。查参考文献7第152页表4.2-21卧式铣镗床T68主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.74mm/r则机床主轴转速：查参考文献7第152页表4.2-20卧式铣镗床T68主轴转速，选取主轴转速为：n=630r/min则实际切削速度：基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第115页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有： 式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 进给次数。 =35 取4mm辅助时间： 根据参考文献2第37页式2-7取为（1520）%有：取=0.7s（3）精镗孔至60mm根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第111页表5-30卧式镗床的镗削用量，选取切削用量如下：切削深度；切削速度=80m/min；进给量f=0.5mm/r。查参考文献7第152页表4.2-21卧式铣镗床T68主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.37mm/r则机床主轴转速：查参考文献7第152页表4.2-20卧式铣镗床主轴转速，选取主轴转速为：n=500r/min则实际切削速度：基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书.2013第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有： 式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 ：根据参考文献2第37页式2-7取为（1520）%有： 取=6s故镗80mm的内孔需要的加工时间T=9+1.7+0.7+3.6+0.7+3.6=19.3本工序总工加工时间第三章 专用夹具设计机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。经过与指导老师协商，决定设计第七道工序镗尺寸为100和60内孔的镗床夹具。本夹具将用于已选好了的T6112型卧式镗床。刀具选用选用硬质合金镗刀。3.1 问题的提出本夹具主要用来镗尺寸为100和60的内孔。两个孔的同轴度和圆柱度都有较高的技术要求，在加工本道工序时，除了要满足技术要求外，还应该提高加工效率，降低劳动强度。除此之外本道工序的还应考虑夹具紧的方便与快速性。3.2 定位方案及定位元件的选择本夹具主要是用来镗尺寸为100和60的内孔，此两孔的工序基准是尺寸为300260的箱座底面，为避免定位误差，按基准重合原则以及考虑定位简单和快速，选择尺寸为300260的箱座底面为定位基准，以箱座上对角线两孔分别以一固定式定位销和菱形定位销(一面两孔定位),限制了工件六个自由度,使工件完全定位。 底面限制了三个自由度X，Y轴的旋转自由度和Z轴的上下移动；一圆柱销限制了X，Y轴的移动再加一个菱形销限制了Z轴的旋转自由度。定位方案如下图所示：4-1 定位方案示意图定位元件的选择：如上图定位方案所述。定位基面为箱座下表面和箱座上对角线两孔，故相应的定位元件应为一个面和两销，因此对定位元件的设计主要是一个支承板、一个短圆柱销和一个削边销的设计。 定位元件的选择：如上图定位方案所述。定位基面为箱座下表面和箱座上对角线两孔，故相应的定位元件应为一个面和两销，因此对定位元件的设计主要是一个支承板、一个短圆柱销和一个削边销的设计。 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书.2013第162页表8-7并参照箱体零件的形状尺寸，设计定位销的结构和尺寸如下：1固定式定位销（摘自JB/T 8014.2-1999）图4-2固定式定位销(1)材料：D18mm，T8按GB/T 1298-1986的规定。D18mm，20钢按GB/T 699-1999的规定。 （2）热处理：T8为5560HRC；20钢渗碳深度为0.81.2mm，5560HRC。（3）其他技术条件按JB/T8044-1999的规定。（4）数量为一个。2. 可换式定位销（摘自JB/T 8014.2-1999）图4-3 菱形定位销（1）材料：D18mm，T8按GB/T 1298-1986的规定。D18mm，20钢按GB/T 699-1999的规定。（2）热处理：T8为5560HRC；20钢渗碳深度为0.81.2mm，5560HRC。（3）其他技术条件按JB/T8044-1999的规定。3.3 夹紧方案及夹紧元件的选择镗床夹具是保证达到工件上孔的尺寸精度、几何精度、表面光洁度以及多孔镗削时孔距和孔的位置精度的精密工艺装备。镗床夹具的主要加工对象是薄壳箱形铸件，因此在设计镗床夹具时，主要考虑的问题是工件的正确定位与夹紧、夹具的刚性，以及镗孔刀具导向装置的合理性，以保证达到产品的工艺要求。应着重考虑的问题，具体如下：1） 设计镗床夹具涉及镗孔要求、镗杆结构、镗刀位置、导向装置、机床工作行程等多方面的问题。为了防止产生错误，在设计镗床夹具时应首先根据工艺提供的加工工序图，绘制包括工件加工部位及尺寸要求，加工时的刀具布置及始末位置，镗杆结构、导向元件结构及安装位置等在内的刀具布置图或在总图上表示清楚。2） 镗床夹具的刚性和抗振性与其他夹具相比特别重要，为此应提高夹具底座的高度，高度与长度之比推荐取1：7。镗模架亦应具有足够的刚性和稳定性。3） 在设计定位与夹紧结构时，应保证夹紧后工件的弹性变形最小。4） 滑动轴承要有充分的润滑。5） 设置必要的起吊装置，并保证起吊时夹具不致变形本零件属中型零件，有一定的自重，所设计的夹具主要是满足镗尺寸为100和60的内孔，考虑到箱体零件的自重以及设计夹具的经济性，针对本零件的定位方案是一固定式定位销和菱形定位销(一面两孔定位),限制了工件六个自由度,使工件完全定位。故主要限位面是支承板，根据夹紧力的方向和作用点的确定原则，夹紧力应指向支承板面上，采用四个均匀分布的手爪压在箱体底座上从而夹紧工件，为了降低成本、减少装夹时间，采用凸轮联动夹紧装置。当逆时针转动手柄时，在拉伸弹簧的作用下，压板松开，放入工件，顺时针转动手柄带动凸轮推动推杆，从而压紧工件。夹紧方案结构示意图及夹紧元件如下图所示：压板（依箱体零件自行设计）（1）材料：45钢按GB 699-65优质碳素结构钢钢号和一般技术条件。（2）热处理：HRC 3540。（3）其他技术要求条件按GB 2259-80机床夹具零件（3）详细尺寸见零件图。： 图4-6 夹紧方案结构示意图3.4 夹具体的选择夹具体主要是将夹具上各种装置和元件连接成一个整体，对于夹具体应有适当的精度和尺寸稳定性，有足够的强度和刚度。对于本零件，考虑到铸造夹具工艺性好，可铸出各种复杂形状，且具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，故采用铸造夹具体，参照参考文献2第74页表3-10并考虑到箱体零件的重量，选择夹具体的壁厚为25mm,所设计夹具体图如下：图4-7 夹具体3.5 自锁条件的计算有些机械，就其结构情况分析，只要加上足够大的驱动力。按常理就应该能沿着有效驱动力作用方向运动，而实际上由于摩擦的存在，却会出现无论这个驱动力如何增大，也无法使它运动的现象，这种现象称为机械的自锁。本套夹具装置是利用手柄带动装有凸轮的转轴旋转，推动推杆从而使压板得到驱动力夹紧工件。当工件压紧后，凸轮与推杆间有一对作用力与反作用力，推杆作用在凸轮上的力可以分为沿推杆的水平分力和使凸轮逆时针转动的切向力，同时水平分力使推杆与凸轮间产生一磨擦力，显然，切向力使凸轮逆时针转动，磨擦力使推杆与凸轮保持静止，故只有当磨擦力大于切向力时，推杆与凸轮发生自锁，而这正是设计该机构所必须的，由参考文献10第71页可知，推动角小于磨擦角就会发生自锁，对于本夹具，只要推杆作用在凸轮上的力与过作用点作凸轮曲线的切线的垂线间的夹角小于凸轮与推杆间的磨擦角，就能实现自锁。所设计的凸轮与推杆的材料均为45钢，查相关资料知，它们间的摩擦系数，又因磨擦角，得，经测量，推动角，故，能实现自锁.3.6 夹紧力的计算计算夹紧力时通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件受切削力、夹紧力（大型工件还应考虑工件重力，运动的工件还应考虑惯性力等）的作用情况找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，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： (参