C6132车床尾座体的机械加工工艺规程及夹具设计

1 前言 加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。 机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展 ,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。 1.1 课题背景及发展趋势 材料 、 结构 、 工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本 身的 “ 功能 ” 作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的 “ 功能 ” 。 技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。 工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种 ，对 中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对 机床夹具提出更高的要求。 1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容 按在夹具中的作用 ,地位结构特点 ,组成夹具的元件可以划分为以下几类 : (1)定位元件及定位装置； (2)夹紧元件及定位装置 (或者称夹紧机构 )； (3)夹具体； (4)对刀 ,引导元件及装置 (包括刀具导向元件 ,对刀装置及靠模装置等 )； (5)动力装置； (6)分度 ,对定装置； (7)其它的元件及装置 (包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉 ,销钉 ,键和各种手柄等 )； 每个夹具不一定所有的各类元件都具备 ,如手动夹具就没有动力装置 ,一般的车床夹具不一定有刀具 导向元件及分度装置。反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夹具上还需要设有其它装置及机构 ,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。 专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（ 1）定位装置的设计；（ 2）夹紧装置的设计；（ 3）对刀 -引导装置的设计；（ 4）夹具体的设计；（ 5）其他元件 2 及装置的设计。 3 目录 1 前言 . 1 1.1 课题背景及 发展趋势 . 1 1.2 夹 具 的 基 本 结 构 及 设 计 内 容 . 1 2 尾 座 体 加 工 工 艺 规 程 设 计 . 3 2.1 零件的分析 . 3 2.1.1 零件的作用 . 3 2.1.2 零件的工艺分析 . 3 2.2 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 . 4 2.2.1 确定毛坯的制造形式 . 4 2.2.2 基面的选择 . 4 2.2.3 确定工艺路线 . 4 2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 5 2.2.5 确定切削用量 . 6 2.3 小结 . 18 3 专用夹具设计 . 19 3.1 镗 60 孔夹具设计 . 20 3.1.1 定位基准的选择 . 20 3.1.2 切削力的计算与夹紧力分析 . 20 3.1.3 夹紧元件及动力装置确定 . 21 3.1.4 镗套、镗模板及夹具体设计 . 21 3.1.5 夹具精度分析 . 27 3.1.6 夹具设计及操作的简要说明 . 27 3.4 小结 . 39 4 结束语 . 40 参考文献 . 41 4 2 尾座体 加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 1.尾座体的用途 题目所给的零件是机床尾座体， 60H6 的孔与顶尖研配，底面与磨床工作台相连，通过 M10mm 孔用螺栓将“尾座体”紧固在工作台上。主要作用是固定顶尖。圆柱体形的部分有一个 60H6 孔，并且有一个 10 孔，顶尖穿过 60H6 孔，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。2.零 件的工艺分析 “尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。（ 1）以 60mm 孔为中心 ,以基准面 A 的加工表面。这一组表面包括 60mm孔以及 10 12.5 的沉头孔和粗糙度 Ra=6.3 m 的凸台面。（ 2）以基准面 B 为中心的加工表面。这一组表面包括 Ra=3.2 m 的基准面 B，Ra=6.3 m 的右端面和 Ra=12.5 m 的下端面。以 35H7 孔为中心的加工表面。这一组表面包括 35H7 孔以及 1 45的倒角，下端面和 M10 的螺纹孔。其中主要加工面为 35H7 孔内壁。第一组和第二组加工表面有位置度要求，如 下： 60H7 孔圆度公差为 0.006mm； 35H7 孔圆柱度公差为 0.004mm； 35H7 孔中心线与端面垂直度度公差的要求为 0.15mm； 60H7 孔中心线与端面垂直度公差的要求为 0.05mm； 60H6 的孔轴心线与导轨面的位置度误差为 0 0.1； 各面的粗糙度达到需要的要求； 60H6 的孔需精加工、研配； 5 导轨面配刮 10 13 点 /2525。 2.2 尾座体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 2.2.1 确定毛坯的制造形式 零件的材料 HT200。由于年产量为 4000 件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。 2.2.2 基面的选择 （ 1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗 基 准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制 z、 z、 y、 y、五个自由度。再以一面定位消除 x、向自由度，达到定位 ,目的。 （ 2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和 便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。 2.2.3 确定工艺路线 表 2.1工艺路线方案一 工序 1 粗精镗 60 孔 工序 2 镗 35 孔 工序 3 粗 ,精铣侧平面 工序 4 粗精铣底平面 工序 5 粗精铣端面 工序 6 钻上平面 M22螺孔 工序 7 钻下平面螺纹各孔 工序 8 钻下侧面孔 工序 9 去除锐边毛剌 工序 10 检验 表 2.2工艺路线方案二 工序 1 粗精铣底平面 工序 2 粗精铣端面 工序 3 粗 ,精铣侧平面 工序 4 粗精镗 60 孔 6 工序 5 镗 35 孔 工序 6 钻上平面 M22螺孔 工序 7 钻下平面螺纹各孔 工序 8 钻下侧面孔 工序 9 去除锐边毛剌 工序 10 检验 工艺路线的比较与分析： 第二条工艺路线不同于第一条是将“镗孔工序放在各面加工结束后再进行加工 。 其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助 ,并且符合先面后孔的加工原则。采用基准重合的原则，先加工底平面，然后以底平面为精基准再加工其它平面上的各孔与平面，这样便保证了，两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。 若选 第一条工艺路线 ， 加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先镗上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔的形位公差要求 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。 2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 尾座体的材料是 HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造 , 毛坯尺寸的确 定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义 上 的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 1）加工尾座体的底平面，根据 参考文献 8表 4-35 和表 4-37 考虑 3mm，粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工 1mm， 2）加工宽度为 112 的侧面时，用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求 3.2aRm，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗铣削的深度是 2mm，精铣削的深度是 1mm 3）镗直径 60 孔时，由于粗糙度要求 0.8aRm，因此考虑加工余量 3mm。 7 可一次粗加工 2mm，一次精加工 0.5 就可达到要求。 6）加工 M22 孔，根据 参考文献 8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm，一次攻螺纹 0.1 就可达到要求。 7）加工 M6 底孔时，根据 参考文献 8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。 可一次钻削加工余量 1.1mm，一次攻螺纹 0.1mm 就可达到要求。 8） 加工下平面台阶面各小孔 ，粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工 1mm，可达到要求。 2.2.5 确定切削用量 工序粗、精铣尾座 体底 平面 （ 1）粗铣底平面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 查 参考文献 7表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2mm 所以铣削深度pa： 2pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4-75，取 0 .1 2 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 7表 30 34，取 1.33 /V m s 。 机床主轴转速 n ： 1000Vnd 式（ 2.1） 式中 V 铣削速度； d 刀具直径。 由式 2.1 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1-74 300 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根据参考文献 7表 2.4-81, 40a mm （ 2）精铣下平面 8 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 参考文献 7表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15YT ， 100D mm ，齿数 12，此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量： Z=1mm 铣削深度pa： 1pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 7表 30 31，取 0 .0 8 /fa m m Z 铣削速度 V ：参照 参考文献 7表 30 31，取 0.32 /V m s 机床主轴转速 n ，由式（ 2.1）有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 7表 3.1-31 75 / minnr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV，由式（ 1.3）有： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i nmff V m m s m m 粗铣的切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 298l mm ， 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 4 0 ) ( 1 3 ) 7 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 2 9 8 7 2 1 . 0 7 m i n288jml l lt f 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间1 1.04ft 精铣的切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 298l mm 刀具切入长度 1l ：精铣时1 100l D m m 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走 刀次数为 1 9 机动时间2jt：122 2 9 8 1 0 0 2 1 . 0 9 m i n135jml l lt f 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间2 1.04ft 铣下平面的总工时为： t=1jt+2jt+1ft+2ft=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min 工序 2：加工上平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序 1 执行。 工序 3：粗精铣宽度为 112mm 的侧面： （ 1）粗铣宽度为 112mm 的侧面 加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 查 参考文献 7表 30 34 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料： 15YT ， 100D mm ，齿数 8Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2mm 所以铣削深度pa： 2pa mm 每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4-75，取 0 .1 2 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 7表 30 34，取 1.33 /V m s 。 由式 2.1 得机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 3 3 6 0 2 5 4 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1-74 300 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 3 0 0 1 . 5 7 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 2 8 3 0 0 / 6 0 4 . 8 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 4 . 8 / 2 8 8 / m i nmff V m m s m m a：根据参考文献 7表 2.4-81, 60a mm 被 切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 60l mm ， 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 式（ 2.2） 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 1 1 1 3 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 10 走刀次数为 1 （ 2）精铣宽度为 112mm 的侧平面 加工条件： 工件材料 ： HT200，铸造。 机床： X52K 立式铣床。 由参考文献 7表 30 31 刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： 15YT ， 100D mm ，齿数 12，此为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量： Z=1mm 铣削深度pa： 1.0pa mm 每齿进给量fa：根据 参考文献 7表 30 31，取 0 .0 8 /fa m m Z 铣削速度 V ：参照 参考文献 7表 30 31，取 0.32 /V m s 机床主轴转速 n ，由式（ 2.1）有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 6 1 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1-31 75 / minnr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 7 5 0 . 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV，由式（ 2.3） 有： 0 . 1 5 1 2 7 5 / 6 0 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 2 . 2 5 / 1 3 5 / m i nmff V m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 60l mm 刀具切入长度 1l ：精铣时1 100l D m m 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走刀次数为 1 根 据 参考文献 9：1t=249/(37.5 3)=2.21min。 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间1 0.41ft 精铣宽度为 20mm 的下平台 根据 参考文献 9切削工时：2t=249/(37.5 3)=2.21min 根据 参考文献 5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间2 0.41ft 粗精铣宽度为 30mm 的下平 台的总工时： t=1t+2t+1ft+2ft=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min 工序：粗镗 60H12 的孔 机床：卧式镗床 618T 刀具：硬质合金镗刀， 镗刀材料： 5YT 11 切削深度pa： 2.0pa mm，毛坯孔径0 56d mm。 进给量 f ：根据参考文献表 2.4-66，刀杆伸出长度取 mm200 ，切削深度为Fa=2.0mm。因此确定进给量 0.2 /f mm r 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4-9 取 2 . 4 / 1 4 4 / m i nV m s m 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 4 4 8 0 4 . 5 6 / m i n3 . 1 4 5 6Vnrd ， 按照参考文献 3表 3.1-41 取 1 0 0 0 / m innr 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 5 6 1 0 0 0 2 . 9 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 工作台每分钟进给量mf： 0 . 2 1 0 0 0 2 0 0 / m i nmf f n m m 被切削层长度 l ： 340l mm 刀具切入长度 1l ：12 . 5( 2 3 ) 2 6 . 3 330p ral m mt g k t g 刀具切出长度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次数 i ： 1i 机动时间1jt：121 3 4 0 6 . 3 3 4 1 . 7 5 m i n200jml l lt f 查参考 文献 1，表 2.5-37 工步辅助时间为： 2.61min 精镗下端孔 60H12 机床：卧式镗床 618T 刀具：硬质合金镗刀， 镗刀材料： 5YT 切削深度pa： 0.5pa mm 进给量 f ：根据参考文献 3表 2.4-66，刀杆伸出长度取 mm200 ，切削深度为Fa=0.5mm 。因此确定进给量 0 .1 5 /f m m r 切削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4-9，取 3 . 1 8 / 1 9 0 . 8 / m i nV m s m 机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 1 9 0 . 8 1 0 2 9 / m i n3 . 1 4 5 9Vnrd ，取 1 0 0 0 / m innr 实际切削速度 v ，： 3.14 61 1000 3.09 /1000 1000 60dnv m s 工作台每分钟进给量mf： 0 . 1 5 1 0 0 0 1 5 0 / m i nmf f n m m 被切削层长度 l ： 35l mm 12 刀具切入长度 1l ：10 . 5( 2 3 ) 2 2 . 8 730p ral m mt g k t g 刀具切出长度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次数 i ： 1i 机动时间1jt：121 3 4 0 2 . 8 7 4 2 . 3 1 m i n150jml l lt f 所以该工序总机动工时 1 . 7 5 2 . 3 1 4 . 0 6 m i njt 查参考文献 1，表 2.5-37 工步辅助时间为： 1.86min 工序 5：粗镗 35H7 的孔 机床：卧式镗床 618T 刀具：硬质合金镗刀， 镗刀材料： 5YT 切削深度pa： 2.0pa mm，毛坯孔径0 30d mm。 进给量 f ：根据参考文献表 2.4-66，刀杆伸出长度取 mm200 ，切削深度为Fa=2.0mm。因此确定进给量 0.2 /f mm r 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4-9 取 1 . 9 2 / 1 1 5 / m i nV m s m 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 5 1 2 2 0 . 8 / m i n3 . 1 4 3 0Vnrd ， 按照参考文献 3表 3.1-41 取 1 2 0 0 / m innr 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 3 0 6 0 0 0 . 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 3 4dnv m s 工作台每分钟进给量mf： 0 . 2 6 0 0 1 2 0 / m i nmf f n m m 被切削层长度 l ： 81l mm 刀具切入长度 1l ：12 . 0( 2 3 ) 2 5 . 4 530p ral m mt g k t g 刀具切出长度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次数 i ： 1i 机动时间1jt：121 8 1 5 . 4 5 4 0 . 6 m i n150jml l lt f 查参 考文献 1，表 2.5-37 工步辅助时间为： 2.61min 精镗下端孔到 35H12 机床：卧式镗床 618T 刀具：硬质合金镗刀， 镗刀材料： 5YT 13 切削深度pa： 0.5pa mm 进给量 f ：根据参考文献 3表 2.4-66，刀杆伸出长度取 mm200 ，切削深度为Fa=0.5mm 。因此确定进给量 0 .1 5 /f m m r 切削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4-9，取 2 . 8 6 / 1 7 1 . 7 2 / m i nV m s m 机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 1 7 1 . 7 2 1 6 0 8 . 4 / m i n3 . 1 4 3 4Vnrd ，取 800 / m innr 实际切削速度 v ，： 3.14 61 800 4.37 /1000 1000 35dnv m s 工作台每分钟进给量mf： 0 . 1 5 8 0 0 1 2 0 / m i nmf f n m m 被切削层长度 l ： 81l mm 刀具切入长度 1l ：10 . 5( 2 3 ) 2 2 . 8 730p ral m mt g k t g 刀具切出长度 2l ： mml 532 取 mml 42 行程次数 i ： 1i 机动时间1jt：121 8 1 2 . 8 7 4 0 . 7 3 2 m i n120jml l lt f 所以该工序总机动工时 0 . 6 0 . 7 3 2 1 . 3 3 2 m i njt 查参考文献 1，表 2.5-37 工步辅助时间为： 1.56min 工序钻 M22 螺纹孔 工件材料为 HT200 铁，孔的直径为 6mm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为钻孔至 20.5，选用 5 的麻花钻头。攻 M22 螺纹，选用 M22 细柄机用丝锥攻螺纹。 进给量 f ：根据 参考文献 5表 2.4-39，取 rmmf /25.0 切削速度 V ：参照 参考文献 5表 2.4-41，取 smV /43.0 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 6 0 4 0 0 . 8 / m i n3 . 1 4 2 0 . 5Vnrd ，取 900 / m innr 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 2 0 . 5 9 0 0 0 . 9 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削层长度 l ： 50l mm 刀具切入长度 1l ：1 5( 1 2 ) 1 2 0 2 3 . 522rDl c t g k c t g m m 14 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 攻 M22 1.5 的螺纹 机床： Z535立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（ 22 1.5M ） 进给量 f ：由于其螺距 mmp 5.1 ,因此进给量 rmmf /5.1 切削速度 V ：参照 参考文献 5表 2.4-105，取 m in/88.8/148.0 msmV 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 8 . 8 8 4 7 1 . 3 / m i n3 . 1 4 6Vnrd ，取 480 / m innr 丝锥回转转速0n：取 4 8 0 / m innnr 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 2 2 4 8 0 0 . 5 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削层长度 l ： 50l mm 刀具切入长度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：12 5 0 3 . 5 0 . 2 6 5 m i n0 . 2 5 8 0 0j l l lt fn 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 攻 M6 螺纹 被切削层长度 l ： 50l mm 刀具切入长度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：1 2 1 205 0 4 . 5 5 0 4 . 5 0 . 0 5 m i n1 . 5 4 8 0 1 . 5 4 8 0jl l l l l lt f n f n 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 总工时为： t=2jt+ft=3.75min 工序加工 M8 底孔 工件材料为 HT200 铁，孔的直径为 8mm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为 15 钻孔至 7，选用 7 的麻花钻头。攻 M8 螺纹，选用 M8 细柄机用丝锥攻螺纹。 进给量 f ：根据 参考文献 5表 2.4-39，取 rmmf /25.0 切削速度 V ：参照 参考文献 5表 2.4-41，取 smV /43.0 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 6 0 1 1 7 4 / m i n3 . 1 4 7Vnrd ，取 900 / m innr 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 7 9 0 0 0 . 3 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削层长度 l ： 20l mm 刀具切入长度 1l ：1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 4 . 122rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 攻 M8 1.5 的螺纹 机床： Z535立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（ 8 1.5M ） 进给量 f ：由于其 螺距 mmp 5.1 ,因此进给量 rmmf /5.1 切削速度 V ：参照 参考文献 5表 2.4-105，取 m in/88.8/148.0 msmV 由式（ 2.1）机床主轴转速 n ： 01 0 0 0 1 0 0 0 8 . 8 8 3 5 3 . 5 / m i n3 . 1 4 8Vnrd ，取 360 / m innr 丝锥回转转速0n：取 3 6 0 / m innnr 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 8 3 6 0 0 . 1 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 攻 M8 螺纹的工时 被切削层长度 l ： 20l mm 刀具切入长度 1l ：1 4.5l mm 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：1 2 1 202 0 4 . 5 2 0 4 . 5 0 . 0 9 m i n1 . 5 3 6 0 1 . 5 3 6 0jl l l l l lt f n f n 16 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 工序 8：阶梯孔 工件材料为 HT200 铁，孔的直径为 20mm，表面粗糙度 3.2aRm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔 20mm 小直径锪钻。 1）确定切削用量 确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28-10可查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 8 / 1 3 0 . 6ld ， 1.0lfk ，故( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表 。查 Z535 立式钻床说明书，取0 .2 3 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 1 .7 5 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690FN（由机床说 明书查出），根据 参考文献 7表 28-9，允许的进给量 1 .8 /f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率mP 根据表 28-15，由插入法得： 1 7 / m invm表 ， 4732FN表 5 1 .6 9T N M表 ， 1 .2 5mP kW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28-3， 0.88Mvk ， 0.75lvk ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i n13v mmnrd m m 表 查 Z535 机床说明书，取 195 / m innr 。实际切削速度为 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dn m m rvm 由 参考文献 7表 28-5， 1 .0M F M Tkk，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校验机床功率 切削功率mP为 /)m M MmP P n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 机床有效功率 17 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E mP P k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 13d mm， 0 .2 3 /f m m r ， 195 / m innr ， 7 .3 5 / m invm 相应地 4732FN ， 5 1 .6 9T N m， 0.82mP kW 工序 9：校验 （ 5） 锪 钻 20 阶梯孔 加工条件： 工件材料： HT200，金属模铸造， 机床： Z535 立式钻床 刀具：高速钢钻头 7， M8 丝锥， 20 小直径端面锪钻 被切削层长度 l ： 20l mm 刀具切入长度 1l ：1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 4 . 122rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：12 1 2 . 5 4 . 1 0 . 0 7 m i n0 . 2 5 9 0 0j l l lt fn 根据 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft 锪钻 20 阶梯的工时 锪钻孔进给量 0 .2 3 /f m m r ，机床主轴转速 195 / m innr ， 被切削层长度 l ： 12l mm 刀具切入长度 1l ：1 20( 1 2 ) 1 2 0 2 1 0 . 222rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间jt：12 3 1 0 . 2 0 . 2 7 m i n0 . 2 5 1 9 5j l l lt fn 由 参考文献 5表 2.5-41 可查得钻削的辅助时间1 1.77ft t=jt+ft t=0.27+1.77=2.04min 该工序的总工时为： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min 所以该方案满足生产要求。 18 2.3 小结 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。 19 3 专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。 夹具总装图 20 根据任务要求中的设计内容，需要设计尾座体镗直径 60 孔夹具 ,镗孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别镗刀。 3.1 镗直径 60 孔夹具设计 本夹具主要用来镗上平夹具，此孔也是后面作为工艺孔使用，这个工艺孔有尺寸精度要求为 +0.03，表面粗糙度要求，表面粗糙度为 1.6aRm，与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加 工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第一道工序，加工到本道工序时只完成了尾座体上各表面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 3.1.1 定位基准的选择 由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣箱体的下表面工序的 定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用下平作为定位基准，为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准硬质合金镗刀刀具对工艺孔进行粗镗削加工；然后采用硬质合金镗刀 对其进行精加工， 准备采用手动夹紧方式夹紧。 3.1.2 切削力的计算与夹紧力分析 由于本道工序主要完成工艺孔的镗加工，参 考文献 9得： 镗削力 6.08.026 HBDfF 镗削力矩 6.08.09.110 HBfDT 式中： 62D mm 2321872553125531 m i nm a xm a x HBHBHBHB 115.0 rmmf 0 . 8 0 . 62 6 2 5 0 . 1 5 2 3 2 3 7 5 5 . 2FN 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 2 5 0 . 1 5 2 3 2 2 6 1 7 4T N m m 本道工序加工工艺孔时，工件的下平面与台价台靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据 参考文献 11可查得夹 紧力计算公式： 0 12()ZQLW r tg r tg 式（ 3.1） 式中： 0W 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（ N）； Q 原始作用力（ N）； L 作用力臂（ mm）； 21 r 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（ mm）； 1 螺杆端部与工件间的摩擦角（）； Zr 螺纹中径之半（ mm）； 螺纹升角（）； 2 螺旋副的当量摩擦角（）。 由式（ 3.1）根据参考文献 11表 1-2-23 可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力： 0 3 5 5 0 18954 ( 3 1 0 9 5 0 )WN 3.1.3 夹紧元件及动力装置确定 由于尾座体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。 本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。 3.1.4 镗套、镗模板及夹具体设计 工艺孔的加工需粗、精镗切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及侧面分别靠在夹具支架的定位快， 用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图如上图所示 . 3.1.5 夹具精度分析 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差wd很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺孔尺寸 0.020.0162mm 及表面粗糙度 1.6aRm。本道工序最后采用精镗加工，选用标准硬质合金镗刀，直径为 0.020.0162mm，并采用镗套，镗刀导套孔径为该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。 工艺孔的表面粗糙度 1.6aRm，由本工序所选用的加工工步粗镗精满足。 影响 两工艺孔位置度的因素有： （ 1）镗模板上装衬套孔的尺寸公差： mm005.01 22 （ 2）两衬套的同轴度公差： mm005.02 （ 3）衬套与钻套配合的最大间隙：3 2 5 . 0 3 4 2 5 . 0 1 2 0 . 0 2 2 mm （ 4）钻套的同轴度公差： mm005.04 （ 5）镗套与镗刀配合的最大间隙：5 2 5 . 0 3 9 2 5 . 0 0 8 0 . 0 3 1 mm 2 2 2 2 2 21 2 3 4 52 2 0 . 0 3 9 0 . 0 7 8 0 . 1wd m m m m 所以能满足加工要求。 3.1.6 夹具设计及操作的简要说明 镗 60 孔的夹具如夹具装配图所示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；用压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。 3.4 小结 对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。 23 结束语 通过近两个月的毕业设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对 所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。 在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是大学四年来最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有 xxx 老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺 利的完成了设计。 本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下： （ 1）缺乏实际工厂经验，