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加工连杆小头孔夹具设计摘要夹具是零件加工的夹紧装置，是加工零件的一种必不可少的装置。夹具利用率高，经济性好，对功能组件的使用和数量少。随着零件的尺寸变化，越来越多的夹具被淘汰了，因此，设计一套专用夹具是十分有必要的。在设计专用夹具时要考虑工件的定位方案，工件的夹紧方案和设计夹紧机构，夹具的其他组成部分，夹具的结构形式等。此次设计是对连杆零件的加工工艺和夹具设计，其零件为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，本次设计的专用夹具是对18H7小头孔进行研究。设计之初我查阅相关数据及国内外关于机床夹具的文献，在看懂零件图的同时对零件的结构和工艺进行分析，明确粗基准和精基准的选择，确定零件的加工余量与毛坯的尺寸、从而确定零件的加工工艺过程、计算各工序的切削用量及工时。最终完成了本次设计所需的夹具。关键词：连杆、加工工艺、18H7小头孔、夹具IABSTRACTThe fixture is a clamping device for part machining and is an indispensable device for machining parts. Fixture utilization is high, the economy is good, the use of functional components and the number of small. As the size of the parts changes, more and more fixtures are eliminated, so it is necessary to design a set of special fixtures. In the design of special fixture to consider the workpiece positioning program, the workpiece clamping program and design clamping mechanism, the other components of the fixture, fixture structure and so on.The design is the processing of connecting rod parts and fixture design, the parts for the forgings, with a small size, complex parts of the characteristics, because the surface than the hole processing, in the development of technical procedures, the first processing surface, As the benchmark to the processing of other, in which the process of fixtures are used special fixture, the design of the special fixture is 18H7 small hole hole to study.At the beginning of the design I read the relevant data and domestic and foreign literature on the machine fixture, read the parts at the same time the parts of the structure and process analysis, a clear reference to the rough base and fine selection to determine the parts of the processing margin and rough Size, so as to determine the parts of the processing process, calculate the amount of cutting and working hours of each process. Eventually completed the design of the fixture required.Keywords: Connecting rod, processing technology, 18H7 small hole, fixture目 录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 机床夹具的概述11.2 机床夹具的组成及分类11.2.1 机床夹具的组成11.2.2 机床夹具的分类21.3 机床夹具的发展方向21.4 机床夹具在机械加工中的作用31.5夹具设计的特点和基本要求41.5.1 夹具设计的特点41.5.2 设计的基本要求4第2章 连杆零件的工艺分析及工艺规程设计52.1 零件的作用52.2 零件的工艺分析52.3 零件生产类型的确定62.4零件材料及制造方式的确定62.5定位基准的选择72.5.1 粗基准的选择72.5.2 精基准的选择82.6加工方法的确定82.6.1 影响加工方法的因素82.6.2 加工方法的确定92.7工艺路线的拟定92.7.1 工序的合理组合92.7.2 工序的集中与分散102.7.3 加工阶段的划分112.7.4 加工工艺路线的确定122.8机械加工刀具和加工机床的选择122.9连杆的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定122.10确定切削用量及基本工时13第3章 专用夹具的设计223.1 问题的提出223.2 六点定位原理223.2.1 六点定位原理概述223.2.2 六点定位原理的应用223.2.3 工件的定位223.2.4 六点定位的注意问题233.3 夹具设计233.3.1 确定定位方案，选择定位元件233.3.2 定位基准选择233.3.3 确定夹紧方案和夹紧元件243.3.4 切削力及夹紧力计算243.3.5 确定夹具体253.3.6 确定导向装置263.3.7 误差的分析26第4章 结论27致谢28参考文献29II第1章 绪论1.1 机床夹具的概述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：可靠的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。机床夹具可以分为多种类型，其中最有代表性的就是专用夹具、组合夹具。专用夹具为某一工件的某道工序设计制造的夹具。组合夹具采用标准的组合夹具元、部件，组装而成的夹具。论实用性，组合夹具要远大于专用夹具。组合夹具大部分的部件都是采用标准件，跟换容易，成本低效益高。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，机床夹具提出了如下新的更高的要求：1、可快速，方便地装备新产品投入生产，以降低生产成本，缩短生产准备周期；2、可夹持一组具有相似特征的零件；3、可用于高精密加工精密夹具及固定装置；4、可用于各种现代制造夹具和新技术的装置；5、提高机床夹具的标准化程度。1.2 机床夹具的组成及分类1.2.1 机床夹具的组成通常，夹具的组成部分如下：1、定位装置定位装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置。常用的定位元件支承钉，定位销，V形块等。2、夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置，在加工过程中不因受外力作用而产生位移，同时可以减轻或防止振动。它通常由夹紧元件，传动机构，和动力装置组成。3、对刀，引导装置对刀，引导装置的作用是确定刀具相对于夹具的位置，或引导刀具进行加工。常用的对刀，引导元件对刀块，钻套等。4、其它元件及装置根据夹具特殊功能需要而设置一些元件或装置，如分度装置，靠模装置，连接件，操作件以及其它辅助元件等。1.2.2 机床夹具的分类1、专用夹具专用夹具是针对某一种工件的一定工序而专门设计的。因为不需要考虑通用性，所以夹具可以设计得结构紧凑、操作方便。还可以按需要采用各种省力机构、动力装置、分度装置等。2、可调式夹具可调式夹具的特点是：加工完一种零件后，通过调整或更换夹具中的个别元件，即可加工形状相似、尺寸和加工相近的多种零件。可调式夹具又可以分为通用可调夹具和专用可调夹具。通用可调夹具如滑柱式钻模等，使用范围较大。专门化可调夹具常称为成组夹具，通常配合成组技术，用于装夹和加工一组结构与工艺相似的工件。3、专门化拼装夹具4、自动化生产用夹具1.3 机床夹具的发展方向夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。1.4 机床夹具在机械加工中的作用由于专用夹具的设计制造在很大程度上影响加工质量、生产率、劳动条件和生产成本，因此，他是各机械制造厂新产品投资、老产品改进和工艺更新中的一项重要生产技术准备工作，也是每一个从事机械加工工艺的技术人员必须掌握的基础知识。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，所以应用十分广泛。归纳起来有以下几个方面的作用：1、保证工件的加工精度，稳定产品质量；2、提高劳动生产率和降低加工成本；3、改善工人劳动条件；4、在流水线生产中，便于平衡生产节拍工艺工程中，当某些工件所需要工序时间特别长时，可以采用多工位或高效夹具等，以提高生产效率，使生产节拍能够比较平衡。1.5 夹具设计的特点和基本要求1.5.1 夹具设计的特点1、针对性强，设计人员必须全面掌握工艺和生产现场的实际情况。2、保证加工质量和劳动生产率是夹具设计的两项主要任务，而保证加工质量又是第一位的。因此，设计时应重点把住定位方案的确定和精度分析这两道关。对于制造精度要求不高零件，其夹具设计应该重点保证提高劳动生产率和改善劳动条件。3、夹紧机构对整个夹具结构起决定性作用。4、夹具的制造多属于单件生产，因此，设计时应考虑采用组合加工，修配和调整等措施来保证夹具的制造精度，尽可能地考虑设置修配和调整环节，而不能完全依靠用完全互换的办法保证制造精度。5、设计周期短，一般不进行强度刚度计算。1.5.2 设计的基本要求1、夹具的构造应与其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。2、保证工件精度。3、保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输，保证安全第一。4、注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考虑，以降低制造成本。30第2章 连杆零件的工艺分析及工艺规程设计2.1 零件的作用连杆是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。连杆的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是1.6um，所以都要求精加工。各部分尺寸在零件图中进行了详细标注。如图2-1：图2-1 连杆零件图2.2 零件的工艺分析设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。该加工有七个加工表面：平面加工包括连杆底面、大头孔上平面；孔系加工包括大、小头孔；小头孔端的加工以及大头孔加工。1、以平面为主有：（1）连杆底面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是；（2）大头孔端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是。2、孔系加工有：（1）的大头孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度为；（2）的小头孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度要求；2.3 零件生产类型的确定工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。表2-1 零件生产类型对照表生产类型零件年生产类型（件/年）重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500030000大量生产1000500050000连杆毛坯的选择锻造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是5000件，由3表2.13可知是中批量生产。上面主要是对连杆零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为锻造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。2.4 零件材料及制造方式的确定综合考虑后，采用45钢，该材料力学性能良好。该零件的生产纲领为中批量生产，根据机械加工工艺手册，选择尺寸比较接近的并能满足使用要求的45钢。制造方法为锻造。具体的毛坯图详见下图2-2：图2-2 连杆毛坯图2.5 定位基准的选择2.5.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：1、粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。2、选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。3、应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够加工余量。4、应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证连杆在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从连杆零件图分析可知，主要是选择加工连杆底面的装夹定位面为其加工粗基准。2.5.2 精基准的选择1、基准重合原则即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。2、基准统一原则应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。3、互为基准的原则选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，能保证齿面余量均匀。4、自为基准原则有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证连杆在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从连杆零件图分析可知，它的底平面与小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，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。至于两侧面，因为是非加工表面，所以用的孔为加工基准。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。2.6 加工方法的确定2.6.1 影响加工方法的因素1、要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。2、根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。3、要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。4、要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。5、此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。2.6.2 加工方法的确定1、由参考文献3表2.112可以确定，平面的加工方案为：粗铣精铣（），粗糙度为Ra6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。2、由参考文献3表2.111确定，孔的表面粗糙度要求为6.3，则选择孔的加方案序为：钻扩铰。3、小头孔加工方法：加零件毛坯不能直接锻出孔，只能锻出一个小坑，以便在以后加工时找正其中心，但其表面粗糙度的要求为，所以选择加工的方法是钻扩铰。2.7 工艺路线的拟定对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。连杆的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工连杆底面大头孔上平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。2.7.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：1、工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。2、工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含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。2.7.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。1、工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。2、工序集中的特点工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，生产准备工作量大。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。2.7.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：1、粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra80100m。2、半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。3、精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保证零件的形状位置几精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后，可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。2.7.4 加工工艺路线的确定在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订加工工艺路线方案如下。见下表2-2：表2-2 加工工艺过程表工序号工序名称工序内容10锻造20热处理时效处理30铣削粗、精铣52上端面40铣削粗、精铣36上端面50铣削粗、精铣52下端面60铣削粗、精铣36下端面70钻削钻、扩、铰36孔80钻削钻、扩、铰18孔90倒角100清洗110终检120入库以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡及卡片”。2.8 机械加工刀具和加工机床的选择1、粗、精铣端面：选用端面铣刀，X52K立式铣刀。2、钻36孔：采用麻花钻、扩孔钻、铰孔钻，Z5025钻床。3、钻18孔：采用麻花钻、扩孔钻、铰孔钻，Z5025钻床。2.9 连杆的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定连杆的锻造采用的是45锻造制造，其材料是45，生产类型为中批量生产，采用锻造毛坯。1、连杆底平面和大头孔上平面的偏差及加工余量计算底平面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：由参考文献4表1119。其余量值规定为，现取。查3可知其粗铣时精度等级为IT12。精铣：由参考文献3表2.359，其余量值规定为。2、大小头孔的偏差及加工余量计算参照参考文献3表2.22，2.225，2.313和参考文献18表18，可以查得：钻孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。扩孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。铰孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是。2.10 确定切削用量及基本工时工序30：粗、精铣52上端面。工步1：粗铣52上端面1、切削深度2.5mm；2、通过查询相关手册，取f=0.15mm/r。3、明确切削的速度按照我们所学的知道工件材料为45钢，查询手册，取=80m/min。算一下主轴转动速度，查询资料知n=300r/min，得4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=52，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工步2：精铣52上端面1、切削深度0.5mm；2、通过查询相关手册，取f=0.18mm/r。3、明确切削的速度按照我们所学的知道工件材料为45钢，查询手册，取=100m/min。算一下主轴转动速度，查询资料知n=375r/min，得4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=52，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工序40：粗、精铣36上端面。工步1：粗铣36上端面。1、切削深度2.5mm；2、通过查询相关手册，取f=0.15mm/r。3、明确切削的速度按照我们所学的知道工件材料为45钢，查询手册，取=80m/min。算一下主轴转动速度，查询资料知n=300r/min，得4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=36，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工步2：精铣36上端面。1、切削深度0.5mm；2、通过查询相关手册，取f=0.18mm/r。3、明确切削的速度按照我们所学的知道工件材料为45钢，查询手册，取=100m/min。算一下主轴转动速度，查询资料知n=375r/min，得4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=36，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工序50：粗、精铣52下端面。工步1：粗铣52下端面:1、切削深度2.5mm；2、通过查询相关手册，取f=0.15mm/r。3、明确切削的速度按照我们所学的知道工件材料为45钢，查询手册，取=80m/min。算一下主轴转动速度，查询资料知n=300r/min，得4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=52，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工步2：精铣52下端面1、切削深度0.5mm；2、通过查询相关手册，取f=0.18mm/r。3、明确切削的速度按照我们所学的知道工件材料为45钢，查询手册，取=100m/min。算一下主轴转动速度，查询资料知n=375r/min，得4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=52，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工序60：粗、精铣36下端面工步1：粗:铣36下端面1、切削深度2.5mm；2、通过查询相关手册，取f=0.15mm/r。3、明确切削的速度按照我们所学的知道工件材料为45钢，查询手册，取=80m/min。算一下主轴转动速度，查询资料知n=300r/min，得4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=36，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工步2：精铣36下端面1、切削深度0.5mm；2、通过查询相关手册，取f=0.18mm/r。3、明确切削的速度按照我们所学的知道工件材料为45钢，查询手册，取=100m/min。算一下主轴转动速度，查询资料知n=375r/min，得4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=36，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工序70：钻、扩、铰36孔。工步1：钻36的孔1、采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴速度，查主轴转速表，取；实际切削速度为：18.6m/min.4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=30，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工步2：扩36的孔1、采用的扩孔钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴速度，查主轴转速表，取；实际切削速度为：23.4m/min.4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=30，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工步3：铰36的孔1、采用的铰孔钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴速度，查主轴转速表，取；实际切削速度为：30.2m/min.4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=30，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工序80：钻、扩、铰18孔。工步1：钻18的孔1、采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴速度，查主轴转速表，取；实际切削速度为：15.6m/min.4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=20，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工步2：扩18的孔1、采用的扩孔钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴速度，查主轴转速表，取；实际切削速度为：23.5m/min。4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=20，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则工步3：铰18的孔1、采用的铰孔钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴速度，查主轴转速表，取；实际切削速度为：26.3m/min。4、基本时间根据切削资料，其基本时间为： 式中：l=20，则5、辅助时间根据切削资料，其辅助时间为： 式中：，则第3章 专用夹具的设计3.1 问题的提出利用本夹具主要用来钻上18孔，加工时要满足粗糙度要求。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 六点定位原理3.2.1 六点定位原理概述工件在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度 。因此，要完全确定工件的位置，就必须消除这六个自由度，通常用六个支承点（即定位元件）来限制工件的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度。3.2.2 六点定位原理的应用六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在夹具中的位置就不能完全确定。然而，用工件六点定位原理进行定位时，必须根据具体加工要求灵活运用，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况会各不相同，宗旨是使用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。3.2.3 工件的定位1、完全定位工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的惟一位置，称为完全定位。2、不完全定位根据工件加工表面的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。不完全定位是允许的，3、欠定位按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。因为欠定位保证不了加工要求。4、过定位工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。各类钳加工和机加工都会用到。3.2.4 六点定位的注意问题1、定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的方法来限制工件的自由度。2、定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用.3、一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。4、分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响，定位和夹紧是两个概念，不能混淆：工件的某一自由度被限制，是指工件在这一方向上有确定的位置，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时，不能运动，即夹紧。5、定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。3.3 夹具设计3.3.1 确定定位方案，选择定位元件在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。1、定位方案的确定采用工件定位销36内孔和端面相接触以及夹具体，这样就限制了5个自由度。利用活动V型块与36外圆柱面相接触，限制了1个自由度。对其实现了完全定位。夹具上其他元件采用一面两销的定位方案。考虑到零件上的大头孔和小头孔不在一个平面上，在小头孔的下端面采用辅助支承对零件进行辅助支承。2、定位元件的选择利用夹具体、工件定位销、活动V型块、辅助支承套。夹具上其他元件采用的定位元件选择圆柱销。3.3.2 定位基准选择为了提高加工效率，现采用零件36内孔及其端面为定位基准。图3-1 夹具装配图3.3.3 确定夹紧方案和夹紧元件1、夹紧方案的确定利用工件定位销，夹紧垫圈、六角螺母，对工件实现上下方向的夹紧。利用活动V型对工件实现左右方向的辅助夹紧。夹具体上其他元件其夹紧方案采用：对角线位置上利用内六角螺栓夹紧。2、夹紧元件的选择工件定位销，夹紧垫圈、六角螺母、活动V型块。夹具体上其他元件的夹紧元件采用：内六角螺栓。3.3.4 切削力及夹紧力计算钻该孔时选用：钻床Z5025，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得：切削力公式：式中，查表得：其中：，即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得：有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表可得：所以由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，查