哈理工螺盖零件加工工艺及夹具设计（二套）加铣台阶面夹具(带CAD图）
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哈理工螺盖零件加工工艺及夹具设计（二套）加铣台阶面夹具(带CAD图）,理工,零件,加工,工艺,夹具,设计,台阶,CAD
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哈尔滨理工大学学士学位论文I螺盖零件加工工艺及夹具设计螺盖零件加工工艺及夹具设计摘摘 要要本设计专用夹具的设计螺盖零件加工过程的基础上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明显的阶段性保证粗加工和加工精度加工孔。通过底面作一个良好的基础过程的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。在随后的步骤中，除了被定位在平面和孔的加工工艺及其他孔单独过程。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择，有自锁机构，因此，对于大批量，更高的生产力，满足设计要求。关键词关键词：螺盖类零件；工艺；夹具；哈尔滨理工大学学士学位论文IITechnique of Screw Cap Part and Fixture DesignAbstractDesign of special fixture screw cap part of the design process on the basis of. Main processing sites are flat and holes. In the General case, ensure than precision holes very easy. Therefore, the design is guided by the principle of machining surface after machining hole surfaces. Hole machining stages of graphic scores assurances roughing and machining precision bores. Through the bottom of a good basic foundation. Main process is supported in the process of positioning hole first, and then make the plane and the positioning holes on the support. In the following steps, in addition to being positioned in the plane and hole processing technology and the other hole separate processes. The whole process is a combination of selection tools. Special clamp fixture choices, self-locking, therefore, for large quantities, higher productivity and meet the design requirements.Key words: screw cap part; process; jigII哈尔滨理工大学学士学位论文III目目 录录摘要.IAbstract.II第 1 章 绪论.1第 2 章 加工工艺规程设计.52.1 零件的分析.52.1.1 零件的作用.52.1.2 零件的工艺分析.62.2 螺盖加工措施.62.2.1 孔和平面的加工顺序.62.2.2 孔系加工方案选择.62.3 螺盖加工定位基准的选择.72.3.1 粗基准的选择.72.3.2 精基准的选择.72.4 螺盖加工主要工序安排.82.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.102.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）.10第 3 章 加工 2-28.5mm 孔夹具设计.203.1 研究原始质料.203.2 定位、夹紧方案的选择.203.3 切削力及夹紧力的计算.203.4 气缸的选择.213.5 误差分析与计算.273.6 夹具设计及操作的简要说明.28总 结.29致 谢.30参考文献.31DOCUMENT TITLE哈尔滨理工大学学士学位论文1第第 1 章章 绪论绪论设计夹具毕业设计是毕业之前最后一次重要并且全面的检查，是对大学所有课程的理论和实践方面的培训学到的专业知识进行整合。夹具已成为重要的加工设备中的一部分。设计夹具和使用夹具是一种重要的措施，可以更快的促进生产的发展。制备工艺的基础上，引用主要生产根据原材料的加工制备和产品的机械设计和制造工艺，生产设备，生产，计划，实施和调整成本.机械加工过程中需要利用机械加工工艺规程进行生产准备，组织生产，生产调度的重要依据，是从事机械加工的基础资料。利用机械加工工艺规程可以开发生产程序和相应的调度并且可以科学的联系起来，使生产均衡和生产工艺顺利，从而进一步实现高质量、 高性能、 低消耗。在机械行业，夹具的高效性能确保工件的高精度，使夹具更快捷、 更经济的使用于机械生产加工中，也是急着要解决的重大问题。随着发展，逐渐渗透的高科技和如何使所有部门充分利用这些技术在机械工程中，机器的使用这些技术服务于人类。往多元发展的同时，夹具设计和柔性制造方向在一步一步前进。到目前为止，夹具仍是机电产品当中的四大工具之一，工装夹具随产品不同而不同做出改变，机床工具行业或小的相对独立的产业。夹具不仅标准化、 模块化，先进的当代设计的组合和与环保原则一致。夹具是用来固定工件和夹紧的工具以及各种设备的集合，通常被称为辅助工具。根据夹具的范围，一般可以分为一般固定、 可调式固定和专用夹具。工装（又称夹具）代表工艺装配的意思，是工艺装配四个字的简称，夹具是加工机床之外能够确保质量的工艺装配，各种工具被使用的总称（通常是在加工制造过程中）。工装夹具主要的功能是定位作用（大部分情况下要在空间实现六点定位），夹紧作用（通过一定的夹紧机构实现），防止工件发生变形。由于现代加工的快速发展，需要更的夹具，同时需要夹具要能实现快速、 高效和安全的生产要求。要达到这样的生产要求，应为零件加工的工艺由于切削加工的过程中受到来自切削力，重力和惯性的力，产生的切削力和切削扭矩，夹具设计上的夹紧方式到剪辑证明强度计算确定特定大小的设置，需要增加的定位设置、范围的增加强度和主食证明中产生摩擦.为了降低工人的劳动强度，提高效率的目的，同时需要以最短的时间进行可能夹紧行程目的，同时也是为了实现更好的结果和夹紧固定工件。设计夹具和使用夹具是一种重要的措施，可以更快的促进生产的发展。通过这次对壳体进行工艺和专用夹具的设计，实现对大学四年理论只是的哈尔滨理工大学学士学位论文2检验，把学到的理论与实际应用结合，未来自己进一步发展良好基础。通过这次对壳体进行工艺和专用夹具的设计，实现对大学四年理论只是的检验，为以后参加工作做好铺垫，也为未来自己进一步的发展打好良好的基础。更多的优化设计产品设计夹具设计是毕业设计进行的一次重要并且全面的检查，是对大学所有课程的理论和实践方面的培训学到的专业知识进行整合。到目前为止，夹具仍是重要的机电工具，用户只需要按品种，选择购买规格。根据夹具的范围，可分为一般固定、可调式固定和专用夹具。虽然工装夹具和产品息息相关，需要根据产品的不同做出改变，通常模具的特殊性质已经成为一个独立的行业;夹具是先进的当代设计的组合和符合节约资源的原则。需要根据产品的不同做出改变，通常模具的特殊性质已经成为一个独立的行业。所以它是未来夹具技术的发展的一个重要方向。机床夹具一般是指用于固定工件和夹紧的工具以及各种设备的集合，通常被称为辅助工具。通过这次对壳体进行工艺和专用夹具的设计，实现对大学四年理论只是的检验，为以后参加工作做好铺垫，也为未来自己进一步的发展打好良好的基础。本文结合理论知识点，完成定位，规划工件，更多的优化设计产品。通过实际调研和搜集相关资料数据和相关的关于工艺及夹具设计的数据结合起来，对壳体的基本结构和功能作用方面来进行理解，壳体转型过程分析若要确定齿面壳体加工中的应用方法。这个课题也培养自己自学和创造的能力，这个是全面、 实用的项目，涉及广泛的知识。这种设计是，当我们从所有的主要课程，技术课程大学毕业和专业课进行。设计和大学课程及相关应用软件及整体综合深达审查的所有教训，但实际训练的理论。主屏幕是一个研磨机零件，其作为叶轮的高速旋转的作用导致撞击在筛网，以产生针木纤维。我查了学校的其余部分，保证了基本的设计。这样做的目的是：A.巩固大学里学习知识; B.加强我们的数据访问，熟悉必要的信息; C.作业中，自身锻炼得以加强; D.通过网状的金属零件制造系统的设计，使我们的钢铁制造流程规划，确定系统方案论证，加工份额计算工艺尺寸，技术文件和呼叫准备的不同方面技校等，通过全面的培训。初步设计配部分中等较难系统。设计夹具课程设计是毕业设计之前进行的一次重要并且全面的检查，是对大学所有课程的理论和实践方面的培训学到的专业知识进行整合。夹具已成为重要的加工设备中的一部分。在各钢制造，服务将在过程，提高生产效率。为了在良好的条件和哈尔滨理工大学学士学位论文3使用的各种工艺设备，公知的固定装置工作。当工件加工，以确保准确性，工作将被适当地定位，在工件和机床必须纠正这种情况，这个过程被称为 “定位”。为了保护在一个地方而言食品的情况下，这将是第一个工件装夹，称为进程 “夹紧”。这两个过程被称为 “安装”。实现安装机器，任务 “机床用电。” 许多类型的机床夹具，该夹具使用陷阱的范围最广，如使用车床和三名士兵和铣床，平面台钳。和大规模生产，对于工件加工系统的工作原理特殊夹具，它可通过任何工业制造完成。夹具起着加工中起重要作用，它被广泛使用。归纳起来有：1，工件，产品符合加工精度是至关重要的服务和加工夹具是确保工件的相对位置的精确度。作为夹具直接定位的一个结果是，自己的就行你想你就这么虚拟世界买家具，可以精确地确定工件相对损失工具和运动之间的模具的位置关系，但它是影响较小由多种他可以用可靠的质量保证体系。2，使用夹具，并增加加工过程中工件的刚性，使得使用大量损失，并且划线省略取向，等等，从而使所述辅助安装工作大大减少，也可以显著提高用户的工作效率，降低成本。3，改善工人的工作条件，使用专业使用的夹具安装工件定位容易而且又快，夹紧力可以增大。4，在生产线上，平衡报告，以促进这个过程，而一些来处理一个特定的时间长度要求的工作，可以使用多地点或高效夹具，提高生产效率，报告可以什么是正确的。生产准备参考的主要依据是加工工艺规程。根据加工工艺规程进行卡片编制。机械加工过程中需要利用机械加工工艺规程进行生产准备，组织生产，生产调度的重要依据，是从事机械加工的基础资料。利用机械加工工艺规程可以开发生产程序和相应的调度并且可以科学的联系起来，使生产均衡和生产工艺顺利，从而进一步实现高质量、 高性能、 低消耗。通过这次对壳体进行工艺和专用夹具的设计，实现对大学四年理论只是的检验，把理论所学到的与实际应用结合起来，把书本上的死知识变成活的东西，真正用来验证所学到的东西，为以后参加工作做好铺垫，也为未来自己进一步的发展打好良好的基础。通过实际调研和搜集相关资料数据和相关的关于工艺及夹具设计的数据结合起来，对减速器箱体的基本结构和功能作用方面来进行理解，壳体转型过程分析若要确定齿面壳体加工中的应用方法，然后形成的机械加工工艺路线。可以根据壳体工艺加工要求，壳体定位分析和金属切削和夹紧工件工件夹紧所有壳体都使得经济的工艺路线，加工定位合理规划工件，哈尔滨理工大学学士学位论文4更多的优化设计产品。哈尔滨理工大学学士学位论文5第第 2 章章 加工工艺规程设计加工工艺规程设计2.1 零件的分析零件的分析2.1.1 零件的作用零件的作用题目给出的零件是螺盖。螺盖的主要作用是母的承压面是球形的,配合另外一个用于一些被压面有特殊的场合.，并保证部件与其他部件正确安装。因此螺盖零件的加工质量，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。哈尔滨理工大学学士学位论文62.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析由螺盖零件图可知。螺盖是一个壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的铣削加工；（2）以半圆孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：半圆孔。（3）以钻 2-28.5 孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：钻 2-28.5 孔。（4）以台阶面为主要加工平面的加工面。这一组加工表面包括：台阶面铣削加工2.2 螺盖加工措施螺盖加工措施由以上分析可知。该螺盖零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于螺盖来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序孔和平面的加工顺序螺盖类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工螺盖上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。螺盖的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去锻件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。螺盖零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择孔系加工方案选择螺盖孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。哈尔滨理工大学学士学位论文7根据螺盖零件图所示的螺盖的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。（1）用镗模法镗孔在大批量生产中，螺盖孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐标法镗孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔，需要将螺盖孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。2.3 螺盖加工定位基准的选择螺盖加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入螺盖的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以螺盖的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距底平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯锻出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择精基准的选择从保证螺盖孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证螺盖在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从螺盖零件图分析可知，它的底平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，哈尔滨理工大学学士学位论文8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。至于前后端面，虽然它是螺盖的装配基准，但因为它与螺盖的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4 螺盖加工主要工序安排螺盖加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。螺盖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、精加工底平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于底平面加工完成后一直到螺盖加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，底面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。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。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于螺盖，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。清洗是在的含 0.4%c90801.1%苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空液吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。mg200根据以上分析过程，现将螺盖加工工艺路线确定如下：工艺路线一：10 锻造通过锻造的方法获得毛坯20 热 时效去应力30 粗铣粗铣底面40 粗铣粗铣台阶面50 半精铣 半精铣底面60 半精铣 半精台阶面70 精铣精铣底面80 精铣精铣台阶面90 钻孔钻 2-28.5 孔100粗镗粗镗半圆孔110 半精镗半精镗半圆孔120精镗精镗半圆孔哈尔滨理工大学学士学位论文9130钳工去毛刺140检验入库 终检，入库工艺路线二：10 锻造通过锻造的方法获得毛坯20 热 时效去应力30 粗铣粗铣底面40 粗铣粗铣台阶面50 钻孔钻 2-28.5 孔60 半精铣 半精铣底面70 半精铣 半精台阶面80 精铣精铣底面90 精铣精铣台阶面100粗镗粗镗半圆孔110 半精镗半精镗半圆孔120精镗精镗半圆孔130钳工去毛刺140检验入库 终检，入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，方案二把底面的钻孔工序调整到前面了，这样导致铣削加工定位基准不足，特别镗孔工序。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：10 锻造通过锻造的方法获得毛坯20 热 时效去应力30 粗铣粗铣底面40 粗铣粗铣台阶面50 半精铣 半精铣底面60 半精铣 半精台阶面70 精铣精铣底面80 精铣精铣台阶面 90钻孔钻 2-28.5 孔100粗镗粗镗半圆孔110 半精镗半精镗半圆孔120精镗精镗半圆孔130钳工去毛刺140检验入库 终检，入库哈尔滨理工大学学士学位论文102.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“螺盖”零件材料采用 45#制造。材料为 45#，硬度 HB 为 170241，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。（1）面的加工余量。根据工序要求，底面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为，现取。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取。mm4 . 37 . 1mm0 . 2mm28. 0精铣：参照机械加工工艺手册表 2.3.59，其余量值规定为。mm1（2）螺孔毛坯为实心，不冲孔 （3）前后端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23，其加工余量规定为，现取。mm5 . 37 . 2mm0 . 3锻件毛坯的基本尺寸为，根据机械加工mm37135 . 25 . 0365工艺手册表 2.3.11，锻件尺寸公差等级选用 CT7。再查表 2.3.9 可得锻件尺寸公差为。mm6 . 12.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）确定切削用量及基本工时（机动时间）工序 30：粗铣底面机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， 15YT100Dmm，齿数，此为粗齿铣刀。5Z 因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：pa2pamm每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根fa0.15/famm Z据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据faZmmaf/18. 0参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.174，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v哈尔滨理工大学学士学位论文11 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量：fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根据参考文献3表 2.481,取amma60切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 40：粗铣台阶面机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， 15YT100Dmm，齿数，此为粗齿铣刀。5Z 因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：pa2pamm每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根fa0.15/famm Z据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据faZmmaf/18. 0参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.174，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v哈尔滨理工大学学士学位论文12 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量：fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根据参考文献3表 2.481,取amma60切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 50：半精铣底面机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， 15YT100Dmm，齿数，此为细齿铣刀。5Z 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根fa0.15/famm Z据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据faZmmaf/18. 0参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.174，取 475 /minnr哈尔滨理工大学学士学位论文13实际铣削速度 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量：fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根据参考文献3表 2.481,取amma60切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 60：半精台阶面机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， 15YT100Dmm，齿数，此为粗齿铣刀。5Z 因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：pa2.2pamm每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根fa0.15/famm Z据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据faZmmaf/18. 0参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.174，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v哈尔滨理工大学学士学位论文14 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量：fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根据参考文献3表 2.481,取amma60切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf工序 70：精铣底面机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， 15YT100Dmm，齿数，此为粗齿铣刀。5Z 因其单边余量：Z=1.5mm所以铣削深度：pa1.5pamm每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根fa0.15/famm Z据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据faZmmaf/18. 0参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.174，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量：fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm哈尔滨理工大学学士学位论文15：根据参考文献3表 2.481,取amma60切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 80：精铣台阶面机床：铣床 X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， 15YT100Dmm，齿数，此为细齿铣刀。5Z 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取：根fa0.15/famm Z据参考文献3表 2.481，取铣削速度2.8/Vm s每齿进给量：根据参考文献3表 2.473，取根据faZmmaf/18. 0参考文献3表 2.481，取铣削速度2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照参考文献3表 3.174，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量：fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm哈尔滨理工大学学士学位论文16：根据参考文献3表 2.481,取amma60切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入长度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 90：钻 2-28.5 孔机床：立式钻床 Z525刀具：根据参照参考文献3表 4.39 选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：pa4.5pamm进给量：根据参考文献3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：参照参考文献3表 2.441，取。V0.48/Vm s机床主轴转速：n，10001000 0.48 60539.53 /min3.14 17vnrd按照参考文献3表 3.131，取630 /minnr所以实际切削速度 ：v3.14 17 6300.56/10001000 60dnvm s切削工时 被切削层长度 ：l42lmm刀具切入长度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出长度：取2lmml412mml32走刀次数为 1哈尔滨理工大学学士学位论文17机动时间： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn工序 100：粗镗半圆孔机床：镗床 T68刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：5YT单边余量 Z=1.1mm,一次镗去全部余量，毛坯孔径1.1pamm。041dmm进给量：根据参考文献3表 2.466，刀杆伸出长度取，fmm200切削深度为。因此确定进给量。1.1mm0.2/fmm r切削速度：参照参考文献3表 2.445，取V。2.0/120/minVm sm机床主轴转速：n，10001000 120912.11 /min3.14 43.2Vnrd按照参考文献3表 3.141，取1000 /minnr实际切削速度 ：v3.14 43.2 10002.24/10001000 60dnvm s工作台每分钟进给量： mf0.2 1000200/minmffnmm被切削层长度 ：l15lmm刀具切入长度： 1l12.2(2 3)23.2730pralmmtgktg刀具切出长度：取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：1jt121153.27410.11min200jmllltf 工序 110：半精镗半圆孔粗加工后单边余量 Z=0.4mm，一次镗去全部余量， ，精镗0.4pamm后孔径44dmm进给量：根据参考文献3表 2.466，刀杆伸出长度取，fmm200切削深度为。因此确定进给量0.4mm0.15/fmm r切削速度：参照参考文献3表 2.445，取V2.1/126/minVm sm机床主轴转速：n，10001000 126948.17 /min3.14 44Vnrd哈尔滨理工大学学士学位论文18按照参考文献3表 3.1441，取1000 /minnr实际切削速度 ： v3.14 44 10002.64/10001000 60dnvm s工作台每分钟进给量：mf0.15 1000150/minmffnmm被切削层长度 ：l15lmm刀具切入长度：1lmmtgtgkalrp5 . 32308 . 0)32(1刀具切出长度：取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：2jt122153.5410.104min217.5jmllltf 工序 120：精镗半圆孔机床：T68 镗床刀具：高速钢刀具VCWr418切削深度：pa0.5pamm进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4.66，刀杆伸出长度取f，切削深度为。因此确定进给量mm200mm2rmmf/6 . 0切削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.66，取Vmin/15/25. 0msmV机床主轴转速：，取nmin/5 .606414. 315100010000rdVnmin/60rn 实际切削速度： VsmndV/25. 0641000606414. 310000工作台每分钟进给量：mfmin/36606 . 0mmfnfm被切削层长度 ：lmml19刀具切入长度：1lmmtgtgkalrp4 . 52302)32(1刀具切出长度：取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：1jtmin79. 013644 . 519211mjflllt哈尔滨理工大学学士学位论文19第第 3 章章 加工加工 2-28.5mm 孔夹具设计孔夹具设计3.1 研究原始质料研究原始质料利用本夹具主要用来加工加工 2-28.5mm 孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2 定位、夹紧方案的选择定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，采用一个固定 V 型块和一个活动 V 型块定位夹紧。 3.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算切削力公式：1.20.7667fPFDfK式中 D=28.5， 0.22/fmm r查表得： 8210.75()736bpK其中：,0.6b0.0048pK 即：955.08()fFN实际所需夹紧力：由参考文献5表得：1 2 12 12KFKW有：120.7,0.16安全系数 K 可按下式计算有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表60 KK 可得： 1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 955.08 1.561489.92()KfWK FN根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，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：哈尔滨理工大学学士学位论文20FKWK安全系数 K 可按下式计算有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可60 KK121得：1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：)(210tgtgQLWz即： 004748.2 33 0.989032.75()17KW LWNl由上述计算易得： KKWW3.4 气缸的选择气缸的选择气缸的选用要根据以下方面进行分析：1、类型的选择根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。 2、安装形式根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。 3、作用力的大小即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不同的负哈尔滨理工大学学士学位论文21载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。 4、活塞行程与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加 1020的余量。5、活塞的运动速度主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为 50800/s。对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意：水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。图 3.1 气缸实物图6、气缸的选型步骤及其类型介绍程序 1：根据操作形式选定气缸类型：气缸操作方式有双动，单动弹簧压入及单动弹簧压出等三种方式程序 2：选定其它参数：1、选定气缸缸径大小 根据有关负载、使用空气压力及作用方向确定2、选定气缸行程 工件移动距离3、选定气缸系列4、选定气缸安装型式 不同系列有不同安装方式，主要有基本型、脚座型、法兰型、U 型钩、轴耳型5、选定缓冲器无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲、油压吸震器6、选定磁感开关 主要是作位置检测用，要求气缸内置磁环7、选定气缸配件 包括相关接头（一）单作用气缸哈尔滨理工大学学士学位论文22单作用气缸只有一腔可输入压缩空气，实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回；通常借助于弹簧力，膜片张力，重力等。其原理及结构见下图：图 3.2 单作用气缸1）缸体；2活塞；3弹簧；4活塞杆；单作用气缸的特点是：1）仅一端进（排）气，结构简单，耗气量小。2）用弹簧力或膜片力等复位，压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力，因而减小了活塞杆的输出力。3）缸内安装弹簧、膜片等，一般行程较短；与相同体积的双作用气缸相比，有效行程小一些。4）气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化，因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。由于以上特点，单作用活塞气缸多用于短行程。其推力及运动速度均要求不高场合，如气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸则不然，可用在长行程、高载荷的场合。（二） 双作用气缸双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气，实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。1. 双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。2. 缸体固定时，其所带载荷（如工作台）与气缸两活塞杆连成一体，压缩空气依次进入气缸两腔（一腔进气另一腔排气），活塞杆带动工作台左右运动，工作台运动范围等于其有效行程 s 的 3 倍。安装所占空间大，一般用于小型设备上。活塞杆固定时，为管路连接方便，活塞杆制成空心，缸体与载荷（工作台）连成一体，压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入气缸两腔，使缸体带动工作台向左或向左运动，工作台的运动范围为其有效行程 s 的 2倍。适用于中、大型设备。 哈尔滨理工大学学士学位论文23图 3.3 双活塞杆双作用气缸a）缸体固定；b）活塞杆固定1缸体；2工作台；3活塞；4活塞杆；5机架双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等，故活塞两侧受力面积相等。当输入压力、流量相同时，其往返运动力及速度均相等。(三)缓冲气缸缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸，不采取必要措施，活塞就会以很大的力（能量）撞击端盖，引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击现象。在气缸两端加设缓冲装置，一般称为缓冲气缸。缓冲气缸见下图，主要由活塞杆 1、活塞 2、缓冲柱塞 3、单向阀 5、节流阀 6、端盖 7 等组成。其工作原理是：当活塞在压缩空气推动下向右运动时，缸右腔的气体经柱塞孔 4 及缸盖上的气孔 8 排出。在活塞运动接近行程末端时，活塞右侧的缓冲柱塞 3 将柱塞孔 4 堵死、活塞继续向右运动时，封在气缸右腔内的剩余气体被压缩，缓慢地通过节流阀6 及气孔 8 排出，被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡，即会取得缓冲效果，使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击。调节节流阀 6 阀口开度的大小，即可控制排气量的多少，从而决定了被压缩容积（称缓冲室）内压力的大小，以调节缓冲效果。若令活塞反向运动时，从气孔 8 输入压缩空气，可直接顶开单向阀 5，推动活塞向左运动。如节流阀 6 阀口开度固定，不可调节，即称为不可调缓冲气缸。哈尔滨理工大学学士学位论文24图 3.4 缓冲气缸1活塞杆；2活塞；3缓冲柱塞；4柱塞孔；5单向阀6节流阀；7端盖；8气孔7、气缸结构气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和 密封件组成，其内部结构如图所示： 1）缸筒 图 3.5 缸筒哈尔滨理工大学学士学位论文25缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8um。对钢管缸筒，内表面还应镀硬铬， 以减小摩擦阻力和磨损，并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外，还是用高强度铝合金和黄铜。小型气缸有使用不锈钢管的。带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸，缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。 SMC CM2 气缸活塞上采用组合 密封圈实现双向密封，活塞与活塞杆用压铆链接，不用螺母。 2）端盖 端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁，现在为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。 3）活塞 活塞是气缸中的受压力 零件。为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁，小型缸的活塞有黄铜制成的。 4）活塞杆 活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢，表面经镀硬铬处理，或使用不锈钢，以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。 5）密封圈 回转或往复运动处的部件密封称为动密封，静止件部分的密封称为静密封。 缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种： 整体型、铆接型、螺纹联接型、 法兰型、拉杆型。 6）气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。 8、工作原理根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增哈尔滨理工大学学士学位论文26大，造成能源浪费。在夹具设计时，应尽量采用增力机构，以减少气缸的尺寸。 气缸 下面是气缸理论出力的计算公式： F：气缸理论输出力 (kgf) F：效率为 85时的输出力 (kgf)(FF85） D：气缸缸径 (mm) P：工作压力 (kgfcm2) 例：直径 340mm 的气缸，工作压力为 3kgfcm2 时，其理论输出力为多少?芽输出力是多少 ? 将 P、D 连接，找出 F、F上的点，得： F2800kgf；F2300kgf 在工程设计时选择气缸缸径，可根据其使用压力和理论推力或拉力的大小，从经验表 11 中查出。 根据参数选择气缸 F-SC63CA参考地址：哈尔滨理工大学学士学位论文27/li
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