转速器盘制造工艺及夹具设计论文

1 目录 1. 零件分析 . 2 1.1 零件的工艺性分析和零件图的审查 . 2 1.2 零件的生产纲领及生产类型 . 2 1.3 零件的加工工艺分析 . 2 2. 选择毛坯 . 3 2.1 确定毛坯的成形方法 . 3 2.2 铸件结构工艺性分析 . 3 2.3 铸造工艺方案的确定 . 3 2.3.2 造型及造芯方法的选择 . 3 2.3.3 分型面的选择 . 3 2.3.4 浇注位置的选择 . 3 3.工艺规程设计 . 4 3.1 基准的选择 . 4 3.1.1 粗基准的选择 . 4 图 2 型芯简图 . 4 3.1.2 精基准的选择 . 4 图 3 转速器盘基准 . 5 3.2 表面加工 方案的选择 . 5 3.3 制订机械加工工艺路线 . 5 3.4 确定机械加工余量及工序尺寸 . 6 3.5 确定切削用量及基本工时 . 8 3.5.1 工序 30：粗、精铣后平面 . 8 3.5.2 工序 40：粗铣两个 18 mm 的圆柱前端面 . 12 3.5.3 工序 50：粗、精铣 25mm 的圆柱上端面 . 14 3.5.4 工序 60： 钻削、铰削加工两个 9mm 的孔 . 16 3.5.5 工序 70：钻削、铰削加工 10 mm 的孔并锪倒角 0.545 . 18 3.5.6 工序 80：粗、精铣 120 圆弧端面 . 22 3.5.7 工序 90：钻削、铰削两个 6mm 的孔 . 25 4 夹具设 计 . 28 4.1 夹具设计 . 28 4.1.1 工件的加工工艺分析 . 28 4.1.2 确定夹具的结构方案 . 29 5 参考文献 . 35 2 1.零件分析 1.1 零件的工艺性分析和零件图的审查 该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差 及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否则会影响机器设备的性能和精度。 由 于零件的结构比较复杂 ,加工时需要较复杂的夹具才能准确的定位，并保持适当的夹紧力，可以用花盘进行定位加紧，并用垫块进行辅助定位。 图 1 转速器盘 1.2 零件的生产纲领及生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于大批生产。 1.3 零件的加工工艺分析 转速器盘共有九个机械加工表面，其中 ，两个直径为 9mm 的螺栓孔与10mm 孔有位置要求； 120圆弧端面与 10mm 孔的中心线有位置度要求。现分述如下： 3 两个直径为 9mm的螺栓孔 两个直径为 9mm的螺栓孔的表面粗糙度为 Ra6.3，螺栓孔中心线与底平面的尺寸要求为 18 5.00mm；两个螺栓孔的中心线距离为 05.028 mm；螺栓孔与直径为 10mm 的孔中心线距离为 1.072 mm；与柴油机机体相连的后平面，其表面粗糙度为 Ra6.3。 10mm的孔及 120圆弧端面 10mm 的孔尺寸为 10 049.0013.0mm，表面粗糙度为 Ra3.2，其孔口倒角 0.545，两个 6 036.00mm 的孔表面粗糙度为 Ra3.2， 120圆弧端面相对 10mm孔的中心线有端面圆跳动为 0.2mm的要求，其表面粗糙度为 Ra6.3。 从上分析可知，转速器盘的加工精度不 很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的 10mm和 6mm孔。 2. 选择毛坯 2.1 确定毛坯的成形方法 该零件材料为 HT200，考虑到转速器盘在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。 2.2 铸件结构工艺性分析 该零件底平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足转速器盘的使用要求。 2.3 铸造工艺方案的确定 2.3.1 铸造方法的选择 根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料， 并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件选用砂型铸造。 2.3.2 造型及造芯方法的选择 在砂型铸造中，因铸件制造批量为大批生产，故选用砂型机器造型造型。型芯尺寸不大，形状简单，故选择手工芯盒造芯。 2.3.3 分型面的选择 选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，因为转速器盘有两个18mm 的圆柱，考虑起模方便，以两中心线所在平面为分型面。而以此平面为分型面时， 25mm 的圆柱在上下箱中的深度相差很小。此外，底平面位于下箱中，能够保证其铸造质量。 2.3.4 浇注位置的选择 因为分型面为水平面，所以内浇口开 在水平分型面处，又因为该零件形状不规则，需要设计一个型芯，为不使铁水在浇注时冲刷型芯，采用与型芯面相切方向进行浇注。由于该零件在后平面壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方式采用中间注入式。 4 3.工艺规程设计 3.1 基准的选择 本零件是有精度较高要求的孔的盘状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。 3.1.1 粗基准的选择 水平式芯头下箱上箱 图 2 型芯简图 对于一般盘类零件而言，按 照粗基准的选 择原则（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准）。选取转速器盘的底平面作为粗基准，加工出后平面。而加工 25mm圆柱上端面、 120圆弧端面时，选择转速器盘的底平面为粗基准；在加工 9mm 螺栓孔、 18mm 圆柱端面时，以加工过的后平面为定位基准；加工 10mm 孔和 6mm 孔时，则以后平面和两个 9mm 孔为定位基准。 3.1.2 精基准的选择 为保证加工精度，结合转速 器盘的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。加工后平面、 25mm 圆柱上端面、 120圆弧端面时，主要运用统一基准原则，即 均以转速器盘的底平面作为定位基准；而在加工 9mm螺 5 图 3 转速器盘基准 栓孔、 18mm 圆柱端面、 10mm 孔和 6mm 孔时，选用基准重合原则，即选用设计基准作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中运用专用夹具进行夹持，将以上两种原则综合运用。 3.2 表面加工方案的选择 后平面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 18mm圆柱端面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT11，加工方案确定为：粗铣； 9mm螺栓孔 表面粗糙度为 Ra12.5， 经济精度为 IT9，加工方案确定为：钻削铰孔； 25mm圆柱上端面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 10mm孔 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：钻削粗铰精铰孔倒角； 120圆弧端面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 6mm孔 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：钻削铰孔。 3.3 制订机械加工工艺路线 制订机械加工工艺路线的出发点，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得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。 这样得到以下的工艺路线： 工序 10 铸造； 工序 20 热处理； 6 工序 30 粗、精铣后平面，以零件底平面及直径为 25mm的外圆柱面为粗基准。选用 X63 卧式铣床，并加专用夹具； 工序 40 粗铣两个直径为 18mm的圆柱端面，以经过精加工的后平面及底平面为基准，选用 X52K 立式铣床，并加专 用夹具； 工序 50 粗、精铣直径为 25mm的圆柱上端面，以底平面为基准， 25mm圆柱下端面为辅助基准，选用 X52K 立式铣床，并加专用夹具； 工序 60 钻削、铰削加工直径为 9mm的两个螺栓孔，以经过精加工的后平面和底平面为基准，选用 Z525 立式钻床，并加专用夹具； 工序 70 钻、铰 10mm的孔，并锪倒角 0.545，以 9mm的孔及后平面为基准，选用 Z525 立式钻床，并加专用夹具； 工序 80 粗、精铣 120圆弧端面，以 10mm的孔和底平面及后平面为定位基准，选用 X52K 立 式铣床，并加专用夹具； 工序 90 钻、铰加工两个 6mm的孔，以 10mm 的孔和底平面及后平面定位。选用 Z525 立式钻床，并加专用夹具； 工序 100 去毛刺； 工序 110 检查； 工序 120 入库。 以上工艺过程详见“机械加工工艺卡片”。 3.4 确定机械加工余量及工序尺寸 根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下： 1. 两螺栓孔 9mm 毛坯为实心，而螺栓孔的精度为 IT9（参考 金属加工工艺及工装设计 ）， 确定工序尺寸及余量： 钻孔： 8.9mm； 铰孔： 9 036.00mm， 2Z = 0.1mm。 具体工序尺寸见表 1。 表 1 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 铰孔 0.1 H9 Ra6.3 9 036.009 Ra6.3 钻孔 8.9 H12 Ra12.5 8.9 150.009.8 Ra12.5 2. 10 049.0013.0mm 孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间（参照 金属加工工艺及工装设计 ），确定工序尺寸及余量： 钻孔 9.8mm； 粗铰孔： 9.96mm， 2Z = 0.16mm； 精铰孔： 10 049.0013.0mm， 2Z = 0.04mm。 7 具体工序尺寸见表 2。 表 2 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 精铰孔 0.04 H9 Ra6.3 10 049.0013.010 Ra6.3 粗铰孔 0.16 H10 Ra6.3 9.96 058.0096.9 Ra6.3 钻孔 9.8 H12 Ra12.5 9.8 150.008.9 Ra12.5 3. 两个 6 036.00mm 孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间（参照 金属加工工艺及工装设计 ），确定工序尺寸及余 量为： 钻孔： 5.8mm； 铰孔： 6 036.00mm， 2Z = 0.2mm。 具体工序尺寸见表 3。 表 3 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 铰孔 0.2 H9 Ra6.3 6 036.006 Ra6.3 钻孔 5.8 H12 Ra12.5 5.8 120.008.5 Ra12.5 4. 后平面 粗铣： Z = 3.5mm； 精铣： Z = 1.0mm。 具体工序尺寸见表 4。 表 4 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 精铣 1.0 H8 Ra6.3 7 022.007 Ra6.3 粗铣 3.5 H11 Ra12.5 8 090.008 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 11.5 27.005.11 Ra25 5. 18mm 圆柱 前端面 粗铣： Z = 4.5mm。 具体工序尺寸见表 5。 表 5 工序尺寸表 8 工序 名称 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 粗铣 4.5 H11 Ra12.5 14 13.0014 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 18.5 33.005.18 Ra25 6. 25mm上端面 粗铣： Z = 3.5mm； 精铣： Z = 1.0mm。 具体工序尺寸见表 6。 表 6 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 精铣 1.0 H8 Ra6.3 8 022.008 Ra6.3 粗铣 3.5 H11 Ra12.5 9 090.009 Ra12.5 毛坯 H16 12.5 1.105.12 Ra25 7. 120圆弧端面 粗铣： Z = 3.5mm； 精铣： Z = 1.0mm。 具体工序尺寸见表 7。 表 7 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 精铣 1.0 H8 Ra6.3 11 027.0011 Ra6.3 粗铣 3.5 H11 Ra12.5 12 110.0012 Ra12.5 毛坯 H16 15.5 1.105.15 Ra25 3.5 确定切削用量及基本工时 3.5.1 工序 30：粗、精铣后平面 1. 粗铣后平面 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由铣削宽度 ea = 28mm，选择 0d = 80mm的镶齿套式面铣刀 (GB1129-85)，根据 金属加工工艺及工装设计 ，选 择 YG6硬质合金刀片，由于采用标准硬质合金面铣刀，故齿数 z = 10，机床选择卧式铣床 X63。 9 选择切削用量 切削深度pa 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 pa= 4.0mm。 每齿进给量zf 采用不对称端铣以提高进给量，查 金属加工工艺及工装设计 ，当使用镶齿套式面铣刀及查阅 金属加工工艺及工装设计 得机床的 10kw 时，得zf= 0.14mm/z 0.24mm/z ，故取zf= 0.24mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径0d= 80mm，查 金属加工工艺及工装设计 表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 180min。 切削速度cv和每分钟进给量fv 根据 金属 加工工艺及工装设计 表 3.16，当 800 dmm， 10z ，pa 7.5mm，zf 0.24mm/z 时， 87cv m/min， 345n r/min， 386fv mm/min。 各修正系数： 89.0M v fMnMv kKk 0.1 tvftntv kKk 0.1 svfsnsv kKk 故 4.770.10.189.087 vcc kvv(m/min) 1.3070.10.189.0345 nknn(r/min) 5.3430.10.189.0386 vff kvv(mm/min) 按机床选取：cn= 235r/min，fv= 300mm/min，则切削速度和每齿进 给量为： 591000 2358014.31000 0 ndv c (m/min) 13.010235 300 zn vfcfz (mm/z) 检验机床功率 根据 金属加工工艺及工装设计 表 3.24，当工件的硬度在 HBS =174207 10 时， ae 35mm，pa 5.0mm，0d= 80mm， z =10，fv= 300mm/min。查得 Pcc= 2.7kw，根据铣床 X63 说明书，机床主轴允许功率为： PcM=10 0.75kw = 7.5kw，故 Pcc PcM，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即 pa= 4.0mm，fv= 300mm/min，cn= 235r/min，cv= 59 m/min，zf= 0.13mm/z。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 50l mm，查 金属加工工艺及工装设计 表 3.26，29y mm，所以， 792950 L (mm)， 26.030079 fm vLt (min)。 2. 精铣后平面 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由铣削宽度ea= 28mm，选择0d= 80mm的镶齿套式面铣刀 (GB1129-85)。根据 金属加工工艺及工装设计 表 1.2，选择YG6 硬质合金刀片，由于采用标准硬质合金面铣刀，故齿数 z = 10，机床选择卧式铣床 X63。 选择切削用量 切削深度pa 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切 完，故取pa= 0.5mm。 每齿进给量 zf 采用对称端铣以提高加工精度，查 金属加工工艺及工装设计 表 3.5，当使用镶齿套式面铣刀及查阅 金属加工工艺及工装设计 得机床的功率为 10kw时，得 zf = 0.14 mm/z 0.24mm/z ，因采用对称端铣，故取 zf = 0.14mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺 及工装设计 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm，由铣刀直径 0d = 80mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，故刀具磨钝寿命 T = 180min。 切削速度 cv 和每分钟进给量fv 11 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当 800 dmm， 10z ，pa 1.5mm，zf 0.24mm/z 时， 110cvm/min， 439n r/min， 492fvmm/min。 各修正系数： 89.0M v fMnMv kKk 0.1 tvftntv kKk 0.1 svfsnsv kKk 故 9.970.10.189.0110 vcc kvv(m/min) 7.3900.10.189.0439 nknn(r/min) 8.4380.10.189.0493 vff kvv(mm/min) 按机床选取：cn= 375r/min，fv= 375mm/min，则切削速度和每齿进给量为： 2.941000 3758014.31000 0 ndv c (m/min) 1.010375 375 zn vfcfz (mm/z) 检验机床功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当工件的硬度在 HBS = 174207 时，ea 35mm， pa 1.0mm，0d= 80mm， z =10，fv= 375mm/min，查得 Pcc= 1.1kw，根据铣床 X63 说明书，机床主轴允许功率为： PcM=10 0.75kw = 7.5kw，故 Pcc PcM，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即： pa= 0.5mm，fv= 375mm/min，cn= 375r/min，cv= 94.2m/min， zf = 0.1mm/z。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 50l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ， 8y mm，所以， 58850 L (mm)， fm vLt =37558 = 0.15(min)。 12 3.5.2 工序 40：粗铣两个 18 mm 的圆柱前端面 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由铣削宽度ea=18mm，选择0d= 20mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀 (GB1106-85)，故齿数 z = 3，机床选择立式铣床 X52K。 选择切削用量 切削深度pa 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取pa= 4.5mm。 每齿进给量zf 采用对称端铣以提高加工精度，查 金属加工工艺及工装设计 ，当使用高速钢莫氏锥 柄立铣刀及查阅 金属加工工艺及工装设计 得机床的功率为 7.5kw时，得 zf = 0.2 mm/z 0.3mm/z，故取 zf = 0.2mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.8mm，由铣刀直径0d= 20mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，故刀具磨钝寿命 T = 60min。 切削速度cv和每分钟进给量fv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当 200 dmm， 3z ，pa 10mm， zf 0.24mm/z 时， 14cvm/min， 223n r/min， 108fvmm/min。 各修正系数： 9.0M vfMnMv kKk 0.1 tvftntv kKk 0.1 svfsnsv kKk 故 6.120.10.19.014 vcc kvv(m/min) 7.2000.10.19.0223 nknn(r/min) 2.970.10.19.0108 vff kvv(mm/min) 按机床说明书选取： cn =190r/min，fv= 78mm/min，则切削速度和每齿进给量为： 93.111000 1902014.31000 0 ndv c (m/min) 13 zf=znvcf = 319078 = 0.14(mm/z) 检验机床功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当ea 19mm，zf= 0.1mm/z 0.15mm/z，pa 10mm，fv 184mm/min。查得 Pcc= 0.9kw，根据铣床 X52K 说明书，机床主轴允许功率为： PcM= 9.125 0.75kw = 6.84kw，故 Pcc PcM，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即 pa= 4.5mm，fv= 78mm/min，cn= 190r/min，cv= 11.93m/min， zf = 0.14mm/z。 计算基本工时： fm vLt 式中， ylL ， 5.4l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，8y mm，所以， 5.1285.4 L (mm)， 16.078 5.12 fm vLt (min)。 因为有两个圆柱端面，所以，mt= 0.16 2= 0.32(min)。 3.5.3 工序 50：粗、精铣 25mm 的圆柱上端面 1. 粗铣 25mm 的圆柱上端面 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由铣削宽度ea= 25mm，选择0d= 32mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀 (GB1106-85)，故齿数 z = 4。机床选择立式铣床 X52K。 选择切削用量 切削深度pa 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取pa= 3.5mm。 每齿进给量 zf 查 金属加工工艺及工装设计 及根据机床的功率为 7.5kw，得 zf = 0.2mm/z 0.3mm/z ，故取 zf = 0.2mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 14 根据 金属加工工艺及工装设计 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm，由铣刀直径0d=32mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，故刀具磨钝寿命 T = 90min。 切削速度cv和每分钟进给量fv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当 320 dmm， 4z ，pa 10mm，zf0.20mm/z 时， 13cvm/min， 129n r/min， 59fvmm/min。 各修正系数： 9.0M vfMnMv kKk 0.1 svfsnsv kKk 0.1 T vfTnTv kKk 故 7.110.10.19.013 vcc kvv(m/min) 1.1160.10.19.0129 nknn(r/min) 1.530.10.19.059 vff kvv(mm/min) 按机床选取：cn= 95r/min，fv= 50mm/min，则切削速度和每齿进给量为： 55.91 0 0 0 953214.31 0 0 00 ndv c (m/min) zf = znvcf = 49550 = 0.13(mm/z) 检验机床功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当ea 27mm， zf = 0.05 mm/z 0.09mm/z，pa 10mm，fv 157mm/min。查得 Pcc=1.3kw，根据铣床 X52K 说明书，机床主轴允许功率为： PcM= 9.125 0.75kw = 6.84kw，故 Pcc PcM。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即 pa= 3.5mm，fv= 50mm/min，cn= 95r/min，cv= 9.55m/min， zf = 0.13mm/z。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 5.3l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ， 15 12y mm，所以， 5.15125.3 L (mm)， 31.050 5.15 fm vLt (min)。 2. 精铣 25mm的圆柱上端面 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由铣削宽度ea= 25mm，选择0d= 32mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀 (GB1106-85)，故齿数 z = 4。机床选择立式铣床 X52K。 选择切削用量 切削深度pa 精加工，余量很小，故取pa= 1.0mm。 每齿进给量 zf 查 金属加工工艺及工装设计 及根据机床的功率为 7.5kw，得 zf = 0.2mm/z 0.3mm/z，故取 zf = 0.2mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.25mm，由铣刀直径0d= 32mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，故刀具磨钝寿命 T = 90min。 切削速度cv和每分钟进给量fv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当 320 dmm， 4z ，pa 10mm， zf 0.20mm/z 时， 13cvm/min， 129n r/min， 59fvmm/min。 各修正系 数： 9.0M vfMnMv kKk 0.1 svfsnsv kKk 80.0 T vfTnTv kKk 故 36.98.00.19.013 vcc kvv (m/min) 88.928.00.19.0129 nknn (r/min) 5.428.00.19.059 vff kvv(mm/min) 16 按机床选取： nc= 75r/min，fv= 39mm/min，则切削速度和每齿进给量为： 54.71 0 0 0 753214.31 0 0 00 ndv c (m/min) zf=znvcf = 47539 = 0.13(mm/z) 检验机床功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当ea 27mm，zf= 0.10 mm/z 0.15mm/z，pa 10mm，fv 132mm/min。查得 Pcc=1.1kw，根据铣床 X52K 说明书，机床主轴允许功率为： PcM= 9.125 0.75kw = 6.84kw，故 Pcc PcM，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即 pa=1.0mm，fv=39mm/min，cn= 75r/min，cv= 7.54m/min， zf = 0.13mm/z。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 0.1l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，12y mm，所以， 13112 L (mm)， 33.03913 fm vLt (min)。 3.5.4 工序 60：钻削、铰削加工两个 9mm 的孔 1. 钻削两 个 8.9mm的孔 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由 钻削 深度pa= 4.45mm，选择0d= 8.9mm的 H11 级高速钢麻花钻 (GB1438-85)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 根据 金属加工工艺及工装设计 ， 取 f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查阅 金属加工工艺及工装设计 ， 故取 f = 0.43mm/r。 根据 金属加工工艺及工装设计 ，可以查出钻孔时的轴向力，当 f 0.51mm/r， 0d 12mm时，轴向力fF= 2990N。轴向力的修正系数均为 1.0，故f F= 2990N。根据立式钻床 Z525 说明书，机床进给机构强度允许的 最大轴向力 maxF = 8829N，由于fF maxF ， 故 f = 0.43mm/r 可用。 17 切削速度cv 根据 金属加工工艺及工装设计 ， 根据 f = 0.43mm/r 和铸铁硬度为 HBS = 200 217，取cv=12m/min。根据 金属加工工艺及工装设计 ，切削速度的修正系数为： 0.1Tvk， 88.0Mvk， 9.0Svk， 84.0xvk， 0.11 vk， 0.1Tvk，故 vc kvv = 98.70.10.184.09.088.00.112 (m/min) cn=01000d v = 9.814.3 98.71000 = 285.6(r/min) 根据立式钻床 Z525 说明书，可以考虑选择选取： nc= 272r/min，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以， 6.71000 2729.814.31000 0 ndv c (m/min)。 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d= 8.9mm时，钻头后刀面最大磨损量为 0.5mm，故刀具磨钝寿命 T = 35min。 检验机床扭矩及功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当 f = 0.51mm/r，0d 11.1mm。查得cM=15N m，根据立式钻床 Z525 说明书，当cn= 272r/min，mM=72.6N m，故cMmM，根据 金属加工工艺及工装设计 ， Pcc=1.0kw，根据立式钻床 Z525 说明书 ， PcM= 2.8kw，故 Pcc PcM。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即： f = 0.43mm/r，cn= 272r/min，cv= 7.6m/min。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 14l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ， 5y mm，所以， 19514 L (mm)， fm vLt = 43.0272 19 = 0.16(min)。 因有两个孔，所以， tm = 2 0.16= 0.32(min)。 18 2.铰削两个 9H9mm孔 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设 计 ，选择0d= 9mm 的 H9 级高速钢锥柄机用铰刀 (GB1133-84)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，并根据机床说明书取 f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取 f = 0.72mm/r。 切削速度cv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，取cv= 8m/min。根据 金属加工工艺及工装设计 ，切削速度的修正系数为： 0.1Tvk， 88.0Mvk，故： vc kvv = 04.788.00.18 (m/min) cn=01000 dvc = 914.3 04.71000 = 249.1(r/min) 根据立式钻床 Z525 机床说明书选取：cn=195r/min，所以， 51.51 0 0 0 195914.31 0 0 00 ndv c (m/min)。 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d= 9mm时，铰刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，故刀具磨钝寿命 T = 60min。因此，所选择的切削用量： f = 0.72mm/r，cn= 195r/min，cv= 5.51m/min。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 14l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ， 5y mm，所以， 19514 L (mm)， fm vLt = 72.019519 = 0.14(min)。 因有两个孔，所以， tm = 2 0.14 = 0.28(min)。 3.5.5 工序 70：钻 削 、铰削加工 10 mm 的孔并锪倒角 0.545 1. 钻削 9.8mm 孔 19 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由钻削深度pa= 4.9mm，选择0d=9.8mm的 H12 级高速钢麻花钻 (GB1438-85)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 根据 金属加工工艺及工装设计 ， 取 f = 0.47 mm/r 0.57mm/r， 查阅 金属加工工艺及工装设计 ， 故取 f = 0.43mm/r。 根据 金属加工工 艺及工装设计 ，可以查出钻孔时的轴向力，当 f 0.51mm/r，0d 12mm时，轴向力fF= 2990N。轴向力的修正系数均为 1.0，故f F= 2990N。根据立式钻床 Z525 说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力maxF= 8829N， 由于fFmaxF， 故 f = 0.43mm/r 可用。 切削速度cv 根据 金属加工工艺及工装设计 ， 根据 f = 0.43mm/r 和铸铁硬度为 HBS = 200217，取cv=12m/min。根据 金属加工工艺及工装设计 ，切削速度的修正系数为： 0.1Tvk， 88.0Mvk， 9.0Svk， 84.0xvk， 0.11 vk， 0.1Tvk，故： vc kvv = 98.70.10.184.09.088.00.112 (m/min) cn=01000d v = 8.914.3 98.71000 = 259.3(r/min) 根据立式钻床 Z525 说明书，可以考虑选择选取：cn= 195r/min，所以， 61000 1958.914.31000 0 ndv c (m/min)。 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d= 9.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为 0.5mm，故刀具磨钝寿命 T = 35min。 检验机床扭矩及功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当 f 0.51mm/r，0d 11.1mm。查得cM =15Nm，根据立式钻床 Z525 说明书，当 cn =195 r/min， mM = 72.6Nm，故 cM mM ，根据 金属加工工艺及工装设计 ， P cc = 1.0kw， 根据立式钻床 Z525说明书， PcM = 2.8kw，故 Pcc PcM 。因此，所选 择的切削用量是可以采用的， 20 即 f = 0.43mm/r，cn= 195r/min，cv= 6m/min。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 8l mm，查切削用量简明手册表 2.29， 5y mm，所以， 1358 L (mm)， fm vLt = 43.0195 13 =0.16(min)。 2.粗铰 9.96H10mm孔 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，选择0d= 9.96mm 的 H10 级高速钢锥柄机用铰刀 (GB1133-84)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，并根据机床说明书取 f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取 f = 0.72mm/r。 切削速度cv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，取cv= 8m/min。根据切削用量简明手册表 2.31，切削速度的修正系数为： 0.1Tvk， 88.0Mvk，故： vc kvv = 04.788.00.18 (m/min) cn=01000 dvc = 96.914.3 04.71000 = 225.1(r/min) 根据立式钻床 Z525 机床说明书选取： nc=195r/min，所以， 1.61 0 0 0 19596.914.31 0 0 00 ndv c (m/min)。 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当 0d = 9.96mm 时，铰刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，故刀具磨钝寿命 T = 60min。因此，所选择的切削用量： f = 0.72mm/r， cn = 195r/min， cv = 6.1m/min。 计算基本工时 21 fm vLt 式中， ylL ， 8l mm，查切削用量简明手册表 2.29， 5y mm，所以， 1358 L (mm)， fm vLt = 72.019513 = 0.09(min)。 3.精铰 10F9mm孔 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，选择0d=10mm的 F9 级高速钢锥柄机用铰刀 (GB1133-84)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，并根据机床说明书取 f = 0.5mm/r 1.3mm/r，故取 f = 0.57mm/r。 切削速度cv 根据 金属加工工艺及工 装设计 ，取cv= 5m/min。根据 金属加工工艺及工装设计 ，切削速度的修正系数为： 0.1Tvk， 88.0Mvk，故： vc kvv = 4.488.00.15 (m/min) cn=01000 dvc = 1014.3 4.41000 =140.1(r/min) 根据立式钻床 Z525 机床说明书选取：cn=140r/min，所以， 4.41 0 0 0 1401014.31 0 0 00 ndv c (m/min)。 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d=10mm 时，铰刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，故刀具磨钝寿命 T = 60min。因此，所选择的切削用量： f = 0.57mm/r，cn= 140r/min，cv= 4.4m/min。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 8l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ， 5y mm， 22 所以， 1358 L (mm)， fm vLt = 57.0140 13 =0.16(min)。 4.锪 10mm孔 0.5 45 选择刀具 90直柄锥面锪钻，机床为 Z525。 选择切削用量 转速cn取钻孔时的速度，cn= 195r/min，采用手动进给。 3.5.6 工序 80：粗、精铣 120 圆弧端面 1. 粗铣 120圆弧端面 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由铣削宽度ea=13mm，选择0d=14mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀 (GB1106-85)，故齿数 z = 3，机床选择立式铣床 X52K。 选择切削用量 切削深度pa 由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取pa=3.5mm。 每齿进给量 zf 查 金属加工工艺及工装设计 及根据机床的功率为 7.5kw，得 zf = 0.2mm/z 0.3mm/z ，故取 zf = 0.2mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.2mm，由铣刀直径0d=14mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，故刀具磨钝寿命 T = 60min。 切削速度cv和每分钟进给量fv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d 16mm， 3z ，pa 10mm， zf 0.20mm/z 时， 14cvm/min， 279n r/min， 96fvmm/min。 各修正系数： 9.0M vfMnMv kKk 0.1 svfsnsv kKk 0.1 T vfTnTv kKk 23 故 6.120.10.19.014 vcc kvv(m/min) 1.2510.10.19.0279 nknn(r/min) 4.860.10.19.096 vff kvv(mm/min) 按机床选取：cn= 235r/min，fv= 78mm/min，则切削速度和每齿进给量为： 33.101000 2351414.31000 0 ndv c (m/min) zf=znvcf = 323578 = 0.11(mm/z) 检验机床功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，查得 Pcc= 0.9kw，根据铣床 X52K 说明书，机床主轴允许功率为： PcM= 9.125 0.75kw = 6.84kw，故 Pcc PcM。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即 pa= 3.5mm，fv= 78mm/min，cn= 235r/min，cv=10.33m/min， zf = 0.11mm/z。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 120l mm，查 金属加工工艺及工装设 计 ，4y mm，所以， 1244120 L (mm)， fm vLt = 78124 =1.59(min)。 2.精铣 120圆弧端面 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由铣削宽度ea=13mm，选择0d=14mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀 (GB1106-85)，故齿数 z = 3，机 床选择立式铣床 X52K。 选择切削用量 切削深度pa 精加工，余量很小，故取pa=1.0mm。 每齿进给量 zf 24 查 金属加工工艺及工装设计 及根据机床的功率为 7.5kw，得zf= 0.2mm/z 0.3mm/z ，故取zf= 0.2mm/z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工 工艺及工装设计 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.15mm，由铣刀直径0d=14mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，故刀具磨钝寿命 T = 60min。 切削速度cv和每分钟进给量fv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d 16mm， 3z ，pa 10mm， zf 0.20mm/z 时， 14cvm/min， 279n r/min， 96fvmm/min。 各修正系数： 9.0M vfMnMv kKk 0.1 svfsnsv kKk 80.0 T vfTnTv kKk 故 1.108.00.19.014 vcc kvv(m/min) 88.2008.00.19.0279 nknn(r/min) 12.698.00.19.096 vff kvv(mm/min) 按机床选取：cn=190r/min，fv= 63mm/min，则切削速度和每齿进给量为： 35.81000 1901414.31000 0 ndv c (m/min) zf = znvcf = 319063 = 0.11(mm/z) 检验机床功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，查得 Pcc= 0.9kw，根据铣床 X52K 说明书，机床主轴允许功率为： PcM= 9.125 0.75 kw = 6.84kw，故 Pcc PcM。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即： pa= 1.0mm，fv= 63mm/min， cn =1 90r/min， cv = 8.35m/min， zf = 0.11mm/z。 计算基本工时 25 fm vLt 式中， ylL ， 120l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ，4y mm， 所以， 1244120 L (mm)， 97.163124 fm vLt (min)。 3.5.7 工序 90：钻 削 、铰 削 两个 6mm 的孔 1.钻削两个 5.8mm孔 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，由钻削深度pa= 2.9mm，选择0d= 5.8mm的 H12 级高速钢麻花钻 (GB1438-85)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 查阅 金属加工工艺 及工装设计 ， 取 f = 0.32mm/r。根据 金属加工工艺及工装设计 ， 取 f = 0.27 mm/r 0.33mm/r，故取 f = 0.32mm/r。 根据 金属加工工艺及工装设计 ，可以查出钻孔时的轴向力，当 f 0.33mm/r， 0d 12mm 时，轴向力fF= 2110N。轴向力的修正系数均为 1.0，故fF= 2110N。根据立式钻床 Z525 说明书，机床进给机构强度允许的最 大轴向力maxF= 8829N，由于fFmaxF，故 f = 0.32mm/r 可用。 切削速度cv 根据 金属加工工艺及工装设计 ， 根据 f = 0.32mm/r 和铸铁硬度为 HBS = 200217，取cv=14m/min。根据 金属加工工艺及工装设计 ，切削速度的修正系数为： 0.1Tvk， 88.0Mvk， 9.0Svk， 84.0xvk， 0.11 vk， 0.1Tvk，故： vc kvv = 31.90.10.184.09.088.00.114 (m/min) cn=01000d v = 8.514.3 31.91000 = 511.2(r/min) 根据立式钻床 Z525 说明书，可以考虑选择选取： cn = 392r/min，所以， 14.71000 3928.514.31000 0 ndv c (m/min)。 26 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d= 5.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为 0.5mm，故刀具磨钝寿命 T = 20min。 检验机床扭矩及功率 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当 f 0.33mm/r，0d 11.1mm。查得cM=10.49Nm，根据立式钻床 Z525 说明书，当cn= 392r/min，mM= 72.6Nm，故cMmM，根据 金属加工工艺及工装设计 ， Pcc= 1.0kw，根据立式钻床 Z525说明书， PcM= 2.8kw，故 Pcc PcM。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即： f = 0.32mm/r，cn= 392r/min，cv= 7.14m/min。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 11l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ， 5y mm，所以， 16511 L (mm)， fm vLt = 32.0392 16 = 0.13(min)。 因有两个孔，所以，mt= 2 0.13 = 0.26(min)。 2.粗铰两个 5.96H10mm孔 选择刀具和机床 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，选择0d= 5.96mm 的 H10 级高速钢锥柄机用铰刀 (GB1133-84)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，并根据机床说明书取 f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取 f = 0.72mm/r。 切削速度cv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，取 cv = 5m/min。根据 金属加工工艺及工装设计 ，切削速度的修正系数为： 0.1Tvk ， 88.0Mvk ，故： vc kvv = 4.488.00.15 (m/min) 27 cn=01000 dvc = 96.514.3 4.41000 = 235.1(r/min) 根据立式钻床 Z525 机床说明书选取： nc=195r/min，所以， 65.31000 19596.514.31000 0 ndv c (m/min)。 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d= 5.96mm 时，铰刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，故刀具磨钝寿命 T = 60min。因此，所选择的切削用量： f = 0.72mm/r，cn=195r/min，cv= 3.65m/min。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 11l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ， 5y mm，所以， 16511 L (mm)， fm vLt = 72.0195 16 = 0.11(min)。 因有两个孔，所以，mt= 2 0.11 = 0.22(min)。 3.精铰两个 6H9mm孔 选择刀具和机床 查阅 金属加 工工艺及工装设计 ，选择0d= 6mm 的 H9 级高速钢锥柄机用铰刀 (GB1133-84)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 查阅 金属加工工艺及工装设计 ，并根据机床说明书取 f = 0.5mm/r 1.3mm/r，故取 f = 0.57mm/r。 切削速度cv 根据 金属加工工艺及工装设计 ，取cv= 4m/min。根据 金属加工工艺及工装设计 ，切削速度的修 正系数为： 0.1Tvk ， 88.0Mvk ，故： vc kvv = 52.388.00.14 (m/min) cn =0.1000dvc = 614.3 52.31000 = 186.8(r/min) 28 根据立式钻床 Z525 机床说明书选取：cn=140r/min，所以， 64.21 0 0 0 1 4 0614.31 0 0 00 ndv c (m/min)。 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据 金属加工工艺及工装设计 ，当0d= 6mm时，铰刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，故刀具磨钝寿命 T = 60min。因此，所选择的切削用量： f = 0.57mm/r，cn=140r/min，cv= 2.64m/min。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 11l mm，查 金属加工工艺及工装设计 ， 5y mm，所以， 16511 L (mm)， fm vLt = 57.0140 16 = 0.2(min)。 因有两个孔，所以，mt=2 0.2=0.4(min)。 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连 同其他加工数据填入相应的机械加工工序卡片中。 4 夹具设计 根据要求，设计工件工序 70 钻、铰削加工 10F9mm的孔并锪倒角 0.5 45的钻床夹具。该夹具用于 Z525 立式钻床，并配上 9.8H12mm 的高速钢麻花钻、 9.96H10mm 的高速钢锥柄机用铰刀、 10F9mm 的高速钢锥柄机用铰刀，按工步对孔进行加工。 4.1 夹具设计 4.1.1 工件的加工工艺分析 转速器盘 需要加工的 10 049.0013.0mm 孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值为 Ra6.3，并且 10F9 为浅孔。在机械加工工艺规程中，分钻、粗铰、精铰、倒角 0.5 45 进行加工。依靠所设计的夹具来保证加工表面的下列位置尺寸精度： 待加工孔 10F9 和已加工孔 9H11 的中心距离尺寸为 720.1mm； 待加工孔 10F9 和后平面的距离尺寸为 560.1mm。 由以上可知，该孔的位置尺寸精度要求不高，但是，两个相差 120筋板不利于夹紧工件，会给加工带来一定困难，在钻孔的时候，工件的筋板会受到钻头轴向力的作用产生微小变形，影响孔的加工精度。因此，在设计夹具时应注意解决这个问题。 29 4.1.2 确定夹具的结构 方案 确定定位方案，设计定位元件 该孔为通孔，沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制，但是为增强加工时零件的刚性，必定限制孔轴线方向的不定度，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。 由于工件在钻 10mm 孔时两 筋板的刚性较差，从保证工件定位稳定的观点出发，采用“一面两孔”定位，即以已加工的后平面和两个 9mm 孔为定位基准，这样，既增加了工件的稳定性，又兼顾了基准重合原则。为实现定位方案，所使用的定位元件：圆柱销和菱形销在 后平面和 9mm 孔定位，可以限制工件的五个不定 度， 25mm 外圆柱下端面使用薄壁圆柱孔支承，限制工件沿 Z 轴的移动不定度，从而达到完全定位。 确定夹紧方式和设计夹紧机构 两个 9mm 孔中的圆柱销和菱形销共同承受钻孔时的切削扭矩。在钻9.8H12mm 孔时，由于孔径较小， 切削扭矩和轴向力较小，并且轴向力可以使工件夹紧，因此，在确定夹紧方式时就可以不考虑轴向切削力的影响，即可以不施加夹紧力来克服轴向切削力。但由于切削扭矩会使工件产生旋转，因此需要对工件施加向下压的夹紧力来克服切削扭矩。为便于操作和提高机构效率，采用压板夹紧机构，其力的作用点落在靠近加工孔 的 120圆弧端面上。 夹紧力计算 计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在钻削加工过程中的切削力可以分解为切削扭矩和轴向切削力，因轴向切削力的作用方向与夹具的夹紧方向相同，有助于工件的夹紧，因此，在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力。而为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即： KWWk 其中6543210 KKKKKKKK ，查机床夹具设计手册表 1-2-1得： 5.10 K、 2.11 K 、 2K 1.15、 0.13 K、 3.14 K 、 0.15 K、 0.16 K， 所以， K = 2.691。 查机床夹具设计手册表 1-2-7 得： pKsDM 8.0221.0 查机床夹具设计手册表 1-2-8 得： 031.1190200 6.0 pK 由于钻头的直径为 d = 9.8mm，所以， 59.10031.143.08.921.0 8.02 M (N mm2 )。 因此，实际所需要的夹紧力为： 5.28691.259.10 kW (N mm2 )。 30 夹紧机构采用压板机构，机构的传动效率为 95.00 ，螺母产生的夹紧力为： )( 21 tgtg LQF z夹。 查机床夹具设计 手册表 1-2-20，得： = 6.22mm，查表 1-2-21，得：z= 3.675mm， 292 ，查表 1-2-22，得 5092， 18.01 tgf。 )( 21 tgtg LQF z夹= 31.12675.318.022.6 12045 tg= 2810.23(N) 则作用在压板上的夹紧力为：0F L F l 压夹 夹紧机构受力如图 2 所示。 L = 6 0F 压F 夹l = 21 图 4 夹紧机构受力示意图 由公式得： 0FL 2 8 1 0 . 2 3 2 1 0 . 9 5F 9 3 4 . 4 ( )60 Nl 夹压 压F在工件上的夹紧力作用点到钻头在工件上加工时作用点的距离为l 49mm。因此，夹紧力产生的扭矩为： 31024.84918.04.934FM lf压压 (N mm2 )。 工件受力如图 3 所示。 F 钻F 夹F 压 M压M 切 图 5 工件受力示意图 因 kW 压M ，故该铰链机构能满足钻孔加工要求。 加工误差分析 用工件的“一面两孔”定位，使设计基准和工序基准重合，即遵守“基准重合” 31 和“基准统一”原则，以减少定位误差，所采用的定位元件为定位销和菱形销，考虑薄壁圆柱孔支承形状，将支承和夹具体铸成整体，即把支承铸成薄壁凸台。工件定位如图 4 所示。 圆柱销和菱形销的设计计 算： 两定位销中心距 Lx Lx= Lg 式中， Lg 工件两基准孔的中心距。 Lx= Lg= 28mm。 两定位销中心距公差Lx Lx=Lg 3151 式中，Lg 工件两基准孔的中心距公差。 d 1d 2D1D2B1min /22min /2L g Lg ( 基准孔中心距 )L x Lx ( 基准孔中心距 )b 图 6 工件定位示意图 Lx=Lg 3151 = 1.041 = 0.025(mm)。 圆柱销最大直径 1