KCSJ-01 课程设计-“手柄”零件机械加工工艺夹具设计说明书.doc
KCSJ-01 手柄加工工艺及钻左端φ4孔夹具设计【CAD图纸和说明书】
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01
手柄
加工
工艺
左端
夹具
设计
cad
图纸
以及
说明书
仿单
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-
目 录
一、前言3
二、零件的分析4
2.1零件的作用4
2.2零件的工艺分析4
三、工艺规划设计5
3.1毛坯的制造形式5
3.2基面的选择5
3.3工艺路线的拟定6
3.4毛坯尺寸及其加工余量的确定7
3.5其他尺寸及其加工余量的确定9
3.6确定各工序切削用量及基本工时9
四、钻孔夹具设计19
4.1研究原始质料19
4.2定位基准的选择19
4.3切削力及夹紧力的计算19
4.4误差分析与计算20
4.5零、部件的设计与选用21
4.5.1定位销选用21
4.5.2钻套、衬套、钻模板设计与选用22
4.6钻套、衬套、钻模板设计与选用23
五、确定夹具体结构尺寸和总体结构25
六、自我小结26
七、参考文献27
一、前言
1.简介
机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所有各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
本次课程设计内容包括零件的分析，工艺路线的制定，工艺规划设计，某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡，机械加工综合卡片，夹具装配图以及夹具底座零件图的绘制等等。
就我个人而言，希望能通过这次课程设计对未来即将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，并学会将所学到的理论知识应用到具体的实际生产问题中来，为以后走向社会打下坚实的基础。
由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师批评指正。
2.设计目的
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下：
①培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。
②培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。
③进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。
- 内容简介：
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1 课程设计 KCSJ-01 “手柄”零件机械加工工艺 及钻 4 孔 夹具设计nts 2 目 录 一、 前言 . 3 二、零件的分析 . 4 2.1 零件的作用 . 4 2.2 零件的工艺分析 . 4 三、工艺规划设计 . 5 3.1 毛坯的制造形式 . 5 3.2 基面的选择 . 5 3.3 工艺路线的拟定 . 6 3.4 毛坯尺寸及其加工余量的确定 . 7 3.5 其他尺寸及其加工余量的确定 . 9 3.6 确定各工序切削用量及基本工时 . 9 四、钻 4mm 孔夹具设计 . 19 4.1 研究原始质料 . 19 4.2 定位基准的选择 . 19 4.3 切削力及夹紧力的计算 . 19 4.4 误差分析与计算 . 20 4.5 零、部件的设计与选用 . 21 4.5.1 定位销选用 . 21 4.5.2 钻套、衬套、 钻模板设计与选用 . 22 4.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用 . 23 五、确定夹具体结构尺寸和总体结构 . 25 六、自我小结 . 26 七、参考文献 . 27 nts 3 一、 前言 1.简介 机械制造 技术基础 课程设计是我们学完了大学全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所有各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 本次课程设计内容包括零件的分析，工艺路线的制定 ，工艺规划设计，某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡，机械加工综合卡片，夹具装配图以及夹具底座零件图的绘制等等。 就我个人而言，希望能通过这次课程设计对未来即将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，并学会将所学到的理论知识应用到具体的实际生产问题中来，为以后走向社会打下坚实的基础。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师批评指正。 2.设计目的 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。学生通过设计能获得综合运用 过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下： 培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。 培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术 资料的能力。 进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。 nts 4 二、 零件的分析 2.1 零件的作用 该零件 为典型的杆类零件，而且为连杆类。因此，其主要的要素包括两侧面，大、小头孔。另外，还有其它辅助要素：小头的槽盒大头的径向孔以及杆身的部分的锻造机构。 手柄 一头 通过 38mm孔连接， 另一头 通过 22mm孔 其它部件 连接，即 该 手柄的作用是实现运动 的 传递 作用 。 2.2 零件的工艺分析 该 手柄的加工表面分 三 种，主要是孔的加工， 两侧 面的加工，槽的加工，各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精 度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证 Ra3.2um的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下： 2.2.1 孔的加工 该零件共有 3 个孔要加工： 38mm孔是零件的主要加工面，多组面， 大头孔与 两侧面的垂直度为 0.08， 孔口倒角为 1X45，尺寸精度为 38H8， 因而nts 5 是后续工序的主要精基准面，需精加工且尽早加工出来； 22mm小头 孔与 38mm大头孔有中心距为 128 0.2， 小头孔孔口倒角为 1X45，尺寸精度为 22H9， 也要精加工； 4mm注油孔 是通孔， 通过两孔中心连线及对两侧对称面，没 有位置尺寸度要 求 ，只需要转床粗加工 。 2.2.2 面的加工 该零件共有 2 个 侧 面要加工： 两个侧面是配合 38mm孔后续工序的主要精基准面 ，需要精加工 。 2.2.3 槽的加工 该零件仅有 1 个槽需加工： 22mm小头 孔键槽两侧面粗糙度为 Ra6.3um， 尺寸精度为 10H9， 需精加工。 三、工艺规划设计 3.1 毛坯的制造形式 零件材料为 45，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型 锻造 生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用 普通模锻 。 由于零 件上 两 孔都较 大 ，且都有严格的表面精度要求，故都 要留 出 足够的加工余量 。 3.2 基面的选择 基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 3.2.1 粗基准的选择 粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于 两侧面较平整且加工精度较高，故 以 2个主要 侧 面为基准 。 nts 6 3.2.2 精基准的选择 精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便， 该零件上重要表面是大头孔 38H8，由于其与底 面有垂直度关系，所以底面自然成为精基准面，考虑到第二基准面选择的方便性，将其精度由原来的 37H11提高到 38H8，该定位基准组合在后续孔的加工中，以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。 3.3 工艺路线的拟定 拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量 下降。 3.3.1 工艺路线方案 10.模锻毛坯 ; 20.粗铣 端面 B; 30.粗铣 端面 A; 40.精 铣 端面 B; 50.精 铣 端面 A; 60.粗镗小头孔 ; 70.粗镗大头孔 ; 80.粗铣小头槽 ; 90.精铣小头槽 ; 100.钻大头径向孔 4; 110.精镗小头孔 22; 120.精镗大头孔 38; 130.倒角 ; 140.检验入库。 3.3.2 工艺方案的确定 10.模锻毛坯 ; nts 7 20.粗铣 端面 B，以端面 A为定位基准 ; 30.粗铣 端面 A，以端面 B为定位基准 ; 40.精 铣 端面 B，以端面 A为定位基准 ; 50.精 铣 端面 A， 以端面 B为定位基准 ; 60.粗镗小头孔，利用端面 A，大头孔和小头孔定位，保证 128mm; 70.粗镗大头孔， 定位与 工序相同 ; 80.粗铣小头槽，利用端面 A，大头孔和小头孔槽定位，保证 85mm; 90.精铣小头槽， 定位与 工序相同 ; 100.钻大头径向孔 4，利用两端面，大头孔和小头孔中心连线定位 ; 110.精镗小头孔 22， 定位与 工序相同 ; 120.精镗大头孔 38， 定位与 工序相同 ; 130.倒角，手工倒角，去毛刺 ; 140.检验入库。 3.4 毛坯尺寸及其加工余量的确定 手柄零件材料为 45,毛坯重量约 为 1.56kg，生产类型为 中批或 大批生产，采用 普通模锻 生产。 查表确定加工余量： 普通模锻 ，材料为 45钢 ， 分模线平直对称，材质系数 M1,复杂系数 =1.56/1.8 0.87,为 S1级，厚度为 26mm，普通级，查的上下偏差分别为 +1.4 和 -0.6，确定毛坯尺寸为 29mm。 3.4.1 两侧面毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求，两 侧 面经过 四 道工序，先粗铣 端面 B，再粗铣 端面 A，精铣端面 B， 最后 精铣端面 A， 各步余量如下： 粗铣：由机械加工工艺手册第一卷表 3.2-23，其余量值规定， 零件厚度大于 6mm到 30mm， 宽度小于 100mm，其加工余量为 1.0mm。 精铣：由机械加工工艺手册第一卷表 3.2-25，其余量值规定 ，零件厚度大于 6mm到 30mm，宽度小于 100mm，其加工余量为 0.5mm。 故 锻造 造毛坯的基本尺寸为 26 1 1 0.5 0.5 29mm 。又根据前面铸nts 8 件尺寸公差标准值，取尺寸公差 的上偏差为 1.4mm，下偏差为 -0.4mm。故： 毛坯的名义尺寸： 26 1.0 1.0 0.5 0.5 29mm； 毛坯的最小尺寸： 29 0.4 28.6mm； 毛坯的最大尺寸： 29 1.4 30.4mm； 粗铣端面 B后 的最大尺寸： 26 1.0 0.5 0.5 1.4 29.4mm； 粗铣端面 B后的最小尺寸： 26 1.0 0.5 0.5 0.4 27.6mm； 粗铣端面 A后的最大尺寸： :26 0.5 0.5 1.4 28.4mm； 粗铣端面 A后的最小尺寸： : 26 0.5 0.5 0.4 26.6mm。 精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按 机械 加工工艺手册表 5.29，粗铣 精铣所能达到的经济精度取 IT8,按入体原则取值。故精铣后尺寸为 26mm。 3.4.2 小头孔毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求， 22H9mm孔由粗 镗到精镗 得到， 查 机械 加工工艺手册得粗镗的公差上偏差 0.21mm，下偏差为 0， 故： 毛坯的名义尺寸： 22 0.8 3.2 18mm； 毛坯的最大尺寸： 18 1.4 19.4mm； 毛坯的最小尺寸： 18 0.4 17.6mm； 粗镗小头孔后的最大尺寸 ： 18 3.2 0.4 0.21 21.81 mm； 粗镗小头孔后的最小尺寸 ： 18 3.2 1.4 19.8 mm。 精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按 机械 加工工艺手册表 5.29，粗铣 精铣所能达到的经济精度取 IT8,按入体原则取值。故精铣后尺寸为 22H9mm。 3.4.3 大头孔毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求， 38H8mm孔由粗 镗到精镗 得到， 查 机械 加工工艺手册得粗镗的公差上偏差 0.25mm，下偏差为 0故： 毛坯的名义尺寸： 38 1 3 34 mm； 毛坯的最大尺寸： 34 1.4 35.4mm； 毛坯的最小尺寸： 34 0.4 33.6mm； 粗镗大头孔后的最大尺寸 ： 34 3 0.4 0.25=37.65mm； nts 9 粗镗大头孔后的最小尺寸 ： 34 3 1.4 0.25=35.85mm。 精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按 机械 加工工艺手册表 5.29，粗铣 精铣所能达到的经济精度取 IT8,按入体原则取值。故精铣后尺寸为 38H8mm。 3.5 其他尺寸及 其加工余量的确定 其他工序尺寸包括 1个 孔， 1个 槽，现仅分析主要的 1个槽的加工余量及尺寸偏差。 精铣槽 ， Ra 6.3um； 根据 机械 加工工艺手册， 按粗铣到精铣的加工 为： 粗铣 ： 9H11mm； 精铣 ： 精铣 。 3.6 确定各工序切削用量及基本工时 工序 20： 粗铣端面 B （ 1）粗铣 端面 B 取背吃到量 3pa mm，选用 X52型立式铣床 ，每齿进给量 0 .1 2 /zf m m z工件材料 45 ， 锻造 ，高速钢镶齿铣刀、 125wd mm齿数 14z ，查表 5.8 确定铣削速度 7 9 .8 / m incvmcs 1 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 X52立式铣床 ，查表 3.6，取转速 1 6 0 / m inwnr， 故实际铣削速度 1 2 5 1 6 0 6 2 . 8 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wc dnvm 当 1 6 0 / m inwnr工作台每分钟进给 mf为 0 . 1 2 1 4 1 6 0 2 6 8 . 8 / m i nm z wf f z n m m 由工艺手册得 60l mm 2 2 2 21e0 . 5 d d a 1 3 0 . 5 1251 2 5 6 0 1 3 9 ml m 2 = 1 3 m m = 2 m ml :nts 10 112jm6 0 9 22 6 8 . 8 t 0 . 2 6 m i n 1 5 . 8 4 sfl l l 1t 1 5 . 8 4 0 . 1 6 2 . 5 3 sf 11xt t 1 5 . 8 4 2 . 5 3 0 . 0 6 1 . 1 0 sx 1jdt 1 5 . 8 4 2 . 5 3 1 . 1 0 1 9 . 5 s 工序 30： 粗铣端面 A （ 1）粗铣 端面 B 取背吃到量 3pa mm，选用 X52型立式铣床 ，每齿进给量 0 .1 2 /zf m m z工件材料 45 ， 锻造 ，高速钢镶齿铣刀、 125wd mm齿数 14z ，查表 5.8 确定铣削速度 7 9 .8 / m incvmcs 1 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 X52立式铣床 ，查表 3.6，取转速 1 6 0 / m inwnr， 故实际铣削速度 1 2 5 1 6 0 6 2 . 8 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wc dnvm 当 1 6 0 / m inwnr工作台每分钟进给 mf为 0 . 1 2 1 4 1 6 0 2 6 8 . 8 / m i nm z wf f z n m m 由工艺手册得 60l mm 2 2 2 21e0 . 5 d d a 1 3 0 . 5 1251 2 5 6 0 1 3 9 ml m 2 = 1 3 m m = 2 m ml :112jm6 0 9 22 6 8 . 8 t 0 . 2 6 m i n 1 5 . 8 4 sfl l l 1t 1 5 . 8 4 0 . 1 6 2 . 5 3 sf 11xt t 1 5 . 8 4 2 . 5 3 0 . 0 6 1 . 1 0 sx 1jdt 1 5 . 8 4 2 . 5 3 1 . 1 0 1 9 . 5 s nts 11 3.6.3 工序 40：精铣端面 B 0.5pa mm 每齿 进给量 0 .0 5 /zf m m z 查表 2 6 .5 / m incvm 1 0 0 0 1 0 0 0 2 6 . 5 6 7 . 5 / m i n125s vnrd X52 n 6 5 / m inw r故实际铣削速度 1 2 5 6 5 2 5 . 5 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wc dnv m m 当 n 6 5 / m inw r，工作台每分钟进给量 0 . 0 5 1 4 6 5 4 5 . 5 / m i nm z wf f z n m m 60l mm 1 9l mm 2 2l mm 312jm6 0 9 24 5 . 5t 1 . 5 6 m i n 9 3 . 6ll sfl 3t 9 3 . 6 0 . 1 6 1 4 . 9 8 sf 33xzt t 9 3 . 6 1 4 . 9 8 0 . 0 6 6 . 5 1s 3jdt 9 3 . 6 1 4 . 9 8 6 . 5 1 1 1 5 . 1 s j j j1 2 3d d d 1 9 . 5 3 6 . 8 9 1 1t 5t . 1 1 7 1t .5 s 3.6.4 工序 50：精铣端面 A 0.5pa mm 每齿进给量 0 .0 5 /zf m m z 查表 2 6 .5 / m incvm 1 0 0 0 1 0 0 0 2 6 . 5 6 7 . 5 / m i n125s vnrd X52 n 6 5 / m inw r故实际铣削速度 1 2 5 6 5 2 5 . 5 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wc dnv m m 当 n 6 5 / m inw r，工作台每分钟进给量 0 . 0 5 1 4 6 5 4 5 . 5 / m i nm z wf f z n m m nts 12 60l mm 1 9l mm 2 2l mm 312jm6 0 9 24 5 . 5t 1 . 5 6 m i n 9 3 . 6ll sfl 3t 9 3 . 6 0 . 1 6 1 4 . 9 8 sf 33xzt t 9 3 . 6 1 4 . 9 8 0 . 0 6 6 . 5 1s 3jdt 9 3 . 6 1 4 . 9 8 6 . 5 1 1 1 5 . 1 s j j j1 2 3d d d 1 9 . 5 3 6 . 8 9 1 1t 5t . 1 1 7 1t .5 s 3.6.5 工序 60： 钻、扩、铰 22 7H 孔 钻孔 18mm 标准高速钢麻花钻，扩孔 19.8mm 标准高速钢扩孔钻，铰孔 22mm 标准高速铰刀。 （ 1）钻孔 切屑用量： 取背吃刀量 18pa mm，由参考文献 2可查出，根据 z525立式钻床，取进给量0 .4 8 /f m m r ，切屑速度： 1 7 / m incvm ， 0.88mvk ， 0.75lvk ，则修正后的切屑速度 1 7 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 / m i ncvm ，即1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 . 2 2 1 9 8 . 4 / m i n18s wvnrd g 查参考文献 2表 3.17，取 1 9 5 / m inwnr， 故实际切屑速度为 1 8 1 9 5 1 1 . 0 2 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wwc dnvr 。 切屑用时： 1 c o t (1 2 )2 rDl k m m=10mm， 9 .8 , 4 5rDko，2 1l mm， 12l mm 故121 1 2 1 0 1 0 . 2 4 m i n 1 4 . 40 . 4 8 1 9 5jwl l ltsfn ， 11 0 . 1 6 0 . 2 4 0 . 1 6 2 . 3fjt t s ， 1 1 1 1( ) 0 . 0 6 (1 4 . 4 2 . 3 ) 0 . 0 6 1b x j ft t t t s ，1 1 1 1 1 1 7 . 7d j j f b xt t t t t s （ 2）扩孔 切屑用量： nts 13 取背吃刀量 0.9pa mm，由参考文献 2可查出，根据 z525立式钻床，取进给量0 .6 2 /f m m r ，切屑速度： 2 5 / m incvm ， 0.88mvk ， 0.75lvk ，则修正后的切 屑 速 度 2 5 0 . 8 8 0 . 7 5 2 2 . 4 4 / m i nc ，即1 0 0 0 1 0 0 0 2 2 . 4 43 6 0 . 7 / m i n1 9 . 8s wvnrd g ， 查参考文献 2表 3.17，取 2 7 2 / m inwnr， 故实际切屑速度为 1 9 . 8 2 7 2 1 6 . 9 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wwc dnvr 。 切屑用时： 1 c o t (1 2 )2 rDl k m m=10mm， 9 .8 , 4 5rDko，2 1l mm， 12l mm 故122 1 2 1 0 1 0 . 1 3 m i n 7 . 80 . 6 2 2 7 2jwl l ltsfn ， 22 0 . 1 6 7 . 8 0 . 1 6 1 . 2 5fjt t s ， 2 2 2 2( ) 0 . 0 6 ( 7 . 8 1 . 2 5 ) 0 . 0 6 0 . 5 4b x j ft t t t s ，2 2 2 2 2 9 . 6d j j f b xt t t t t s （ 3）铰孔 切屑用量： 取背吃刀量 0.1pa mm，由参考文献 2可查出，根据 z525立式钻床，取进给量0 .8 1 /f m m r ，切屑速度： 8 .2 / m incvm ， 0.88mvk ， 0.99lvk ，则修正后的切 屑 速 度 8 . 2 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i nc ，即1 0 0 0 1 0 0 0 7 . 1 41 1 3 . 6 9 / m i n20s wvnrd g ， 查参考文献 2表 3.17，取 9 7 / m inwnr， 故实际切屑速度为 2 0 9 7 6 . 0 9 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wwc dnvr 。 切屑用时： 1 c o t (1 2 )2 rDl k m m=10mm， 10D mm ， 45rk o，2 1l mm， 12l mm 故123 2 5 0 . 1 9 1 3 0 . 2 9 m i n 1 7 . 40 . 8 1 9 7jwl l ltsfn ，33 0 . 1 6 1 7 . 4 0 . 1 6 2 . 8fjt t s ， nts 14 3 3 3 3( ) 0 . 0 6 1 . 2b x j ft t t t s ，3 3 3 3 3 2 1 . 4d j j f b xt t t t t s 。 3.6.6 工序 70： 钻、扩、铰 38 7H 孔 （ 1）钻孔 切屑用量： 取背吃刀量 18pa mm，由参考文献 2可查出，根据 z525立式钻床，取进给量0 .4 8 /f m m r ，切屑速度： 1 7 / m incvm ， 0.88mvk ， 0.75lvk ，则修正后的切屑速度 1 7 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 / m i nc ，即1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 . 2 21 9 8 . 4 / m i n18s wvnrd g 查参考文献 2表 3.17，取 1 9 5 / m inwnr， 故实际切屑速度为 1 8 1 9 5 1 1 . 0 2 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wwc dnvr 。 切屑用时： 1 c o t (1 2 )2 rDl k m m=10mm， 9 .8 , 4 5rDko，2 1l mm， 12l mm 故121 1 2 1 0 1 0 . 2 4 m i n 1 4 . 40 . 4 8 1 9 5jwl l ltsfn ， 11 0 . 1 6 0 . 2 4 0 . 1 6 2 . 3fjt t s ， 1 1 1 1( ) 0 . 0 6 (1 4 . 4 2 . 3 ) 0 . 0 6 1b x j ft t t t s ，1 1 1 1 1 1 7 . 7d j j f b xt t t t t s （ 2）扩孔 切屑用量： 取背吃刀量 0.9pa mm，由参考文献 2可查出，根据 z525立式钻床，取进给量0 .6 2 /f m m r ， 切屑速度： 2 5 / m incvm ， 0.88mvk ， 0.75lvk ，则修正后的切 屑 速 度 2 5 0 . 8 8 0 . 7 5 2 2 . 4 4 / m i nc ，即1 0 0 0 1 0 0 0 2 2 . 4 43 6 0 . 7 / m i n1 9 . 8s wvnrd g ， 查参考文献 2表 3.17，取 2 7 2 / m inwnr， 故实际切屑速度为 1 9 . 8 2 7 2 1 6 . 9 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wwc dnvr 。 切屑用时： nts 15 1 c o t (1 2 )2 rDl k m m=10mm， 9 .8 , 4 5rDko，2 1l mm， 12l mm 故122 1 2 1 0 1 0 . 1 3 m i n 7 . 80 . 6 2 2 7 2jwl l ltsfn ， 22 0 . 1 6 7 . 8 0 . 1 6 1 . 2 5fjt t s ， 2 2 2 2( ) 0 . 0 6 ( 7 . 8 1 . 2 5 ) 0 . 0 6 0 . 5 4b x j ft t t t s ，2 2 2 2 2 9 . 6d j j f b xt t t t t s 5pa mm ， 11= 0 . 4 8 = 0 . 1 6 /33f v m m r钻 ，取 0 . 2 1 /f m m r ，1 = 8 . 5 / m i n2cv v m钻， 1 0 0 0 1 0 0 0 8 . 5 9 0 . 1 / m i n30s wvnrd g，取 9 7 / m inwnr，故实际切屑速度为 3 0 9 7 9 . 1 4 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wwc dnvr 。 切屑用时： 13 = 2 m ml m m l ，14 32 0 . 3 2 m i n 1 9 . 20 . 1 6 9 7jwlltsfn ，44 0 . 1 6 1 9 . 2 0 . 1 6 3 . 1fjt t s ，4 4 4 4( ) 0 . 0 6 1 . 3b x j ft t t t s ， 4 4 4 4 4 2 3 . 6d j j f b xt t t t t s 。 单件工序总时间：1 2 3 4 7 2 . 3d j d j d j d j d jt t t t t s 3.6.7 工序 80：粗铣小头槽 ， 精铣小头槽 p 3mma 每齿进给量 zf 0 .2 0 m m / z高速钢镶齿三面刃铣刀，wd 80mm，齿数 Z=10 查表 确定铣削速度 cV 4 0 m / m incs 1 0 0 0 V 1 0 0 0 4 0n 1 5 9 . 2 r / m i n d 80 采用 x62卧式铣床，取转速wn 1 5 0 / m inr故实际铣削速度为 c 8 0 1 5 0V 3 7 . 9 6 / m i n1000 m当wn 1 5 0 r / m in，工作台每分钟进给量 m z wZ n 0 . 2 1 0 1 5 0 3 0 0 / m i nf m mf 工序时间 : nts 16 21l mm 2 2 2 21e0 . 5 d d a 1 3 0 . 5 8 0 8 0 2 1 1 3 3 . 4 ?l 2 2mml 112jm2 1 3 . 4 2t 0 . 0 8 8 m i n 5 . 2 8 s300fl l l 1t 5 . 2 8 0 . 1 6 0 . 8 4 sf 11bxt t 5 . 2 8 0 . 8 4 0 . 0 6 0 . 3 7 s j1dt 5 . 2 8 0 . 8 4 0 . 3 7 6 . 5 s 半精铣 p 0.5mma 每齿进给z 0 .0 8 m m / zf 80mmwd 齿数 Z 10 确定铣削速度 cV 2 6 .5 m / m i n cs 1 0 0 0 v 1 0 0 0 2 6 . 5n 1 0 5 . 4 r / m i n d 80 采用 x62卧铣 取转速wn 95故实际铣削速度为 c 8 0 9 5V 2 3 . 8 7 m / m i n1000 当wn 9 5 r / m in工作台每分钟进给量 m z wZ n 0 . 0 8 1 0 9 5 7 6 m m / m i nff 工序基本时间 122 1 m m 3 . 4 m m 2lll 212jm2 1 3 . 4 2t 0 . 3 4 m i n 2 0 . 4 s76lfll 22t t 0 . 1 6 2 0 . 4 0 . 1 6 3 . 2 6 sfj 22bxt t ( 2 0 . 4 3 . 2 6 ) 0 . 0 6 1 . 4 2 s j 2dt 2 0 . 4 3 . 2 6 1 . 4 2 2 5 . 1 s j j j 2d d dt t t 6 . 5 2 5 . 1 3 1 . 6 s nts 17 工序 8： 钻大头径向孔 4 钻孔： 4 , 11mm H （ 1）钻孔工步 切屑用量： 取背吃刀量 2pa mm，由参考文献 2可查出，根据 z525 立式钻床，取进给量0 .1 7 /f m m r ，切屑速度： 2 0 / m incvm ，即 1 0 0 0 1 0 0 0 2 0 6 4 9 .9 / m in3 .1 4 2s w vnrd g查参考文献 2表 3.17，取 5 4 5 / m inwnr， 故实际切屑速度为 9 . 8 5 4 5 1 6 . 7 7 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wwc dnvr 。 切屑用时： 1 c o t (1 2 )2 rDl k m m=5.9mm， 9 .8 , 4 5rDko，2 1l mm， 25l mm 故121 2 5 5 . 9 1 0 . 3 4 m i n 2 0 . 40 . 1 7 5 4 5jwl l ltsfn ， 11 0 . 1 6 2 0 . 4 0 . 1 6 3 . 3fjt t s ， 1 1 1 1( ) 0 . 0 6 1 . 4b x j ft t t t s ，1 1 1 1 1 2 5 . 1d j j f b xt t t t t s 。 （ 2）粗铰孔工步 切屑用量： 取背吃刀量 0.08pa mm，由参考文献 2可查出，根据 z525 立式钻床，取进给量 0.3 /f mm r ，切屑速度： 1 4 / m incvm ，即 1 0 0 0 1 0 0 0 1 4 4 4 7 .7 / m in9 .9 6s w vnrd g。 查参考文献 2表 3.17，取 3 9 2 / m inwnr， 故实际切屑速度为 9 . 9 6 3 9 2 1 2 . 2 6 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0wwc dnvr 。 切屑用时： 1 0.1l mm，2 1 5 , 2 5l m m l m m122 2 5 0 . 1 1 5 0 . 3 4 m i n 2 0 . 50 . 3 3 9 2jwl l ltsfn ， 22 0 . 1 6 2 0 . 5 0 . 1 6 3 . 3fjt t s ， 2 2 2 2( ) 0 . 0 6 1 . 4b x j ft t t t s ，2 2 2 2 2 2 5 . 2d j j f b xt t t t t s nts 18 3.6.12 工序 130：倒角 机床： Z525钻 床 刀具： 倒角钻头 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 nts 19 四 、 钻 4mm 孔夹具设计 4.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来钻 圆周面上 4mm 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。 4.2 定位基准的选择 由零件图可知：在对 槽 进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔 22 7H进行了钻、扩、铰加工 ， 38 进行了粗、精镗加工。 因此 ，定位、夹紧方案有： 方案 ：选底平面、 22 7H 工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小 孔。 方案 ：选一面两销定位方式， 22 7H 工艺孔用短圆柱销， 38 用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面二种方案： 方案 中的心轴夹紧、定位是不正确的， 22 7H 孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。 通过比较分析只有 方案 满足要求 ， 孔 38 其加工与孔 22 7H 的轴线间有尺寸公差，选择小头孔 和大头孔来 定位，从而保证其尺寸公差要求。 图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择 底平面和两孔 为定位基准来设计钻模，从而满足孔 的加工要求。工件定位用底面和两孔定位 限制 5个自由度。 4.3 切削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用：钻床 Z525，刀具用高速钢刀具。 由参考文献 5查表 721 可得： 切削力公式： 1 .2 0 .7667fPF D f K式中 4D mm 0 .2 2 /f m m r 查表 821 得： 0 .7 5()736bpK 其中： 0.6b 0.0048pK nts 20 即： 9 5 5 .0 8 ( )fFN实际所需夹紧力： 由 参考文献 5表 1 2 12 得： 12KFKW 有：120 . 7 , 0 . 1 6安全系数 K可按下式计算 有： 6543210 KKKKKKKK 式中：60 KK为各种因素的 安全系数，见 参考文献 5表 121 可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 9 5 5 . 0 8 1 . 5 6 1 4 8 9 . 9 2 ( )KfW K F N 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 1.56K ，1 0.7 ，2 0.16 查参考文献 51 2 26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： )( 210 tgtgQLW z式中参数由 参考文献 5可查得： 6.22 2.76zr 901 0592 2 29 o 其中： 33( )L mm )(80 NQ 螺旋夹紧力：0 4 7 4 8 .2 ( )WN由上述计算易得： 0 KWW因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 4.4 误差分析与计算 该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为 12.5。该孔次性加工即可满足要求。 由 参考文献 5可得： 两定位销 的定位误差 ：11 1 m i nD W D d nts 21 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D dJW a r c t g L 其中： 1 0 .0 5 2D mm ，2 0D mm 1 0 .0 1 1d mm ，2 0 .0 2 3d mm 1min 0mm，2 m i n 0 .0 3 4 mm且： L=128mm ，得 0 .0 6 3D
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