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！！！YE187-座子加工工艺和夹具设计【钻+铣】【2副】-【4月2号】.doc

座子加工工艺和夹具设计【钻 铣】【2副】【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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座子 加工 工艺 以及 夹具 设计 全套 cad 图纸 毕业论文 原创 资料
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摘要

在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。


关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差


Abstract

In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.


Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning


目  录

摘要II

AbstractIII

第1章 绪论1

第2章 加工工艺规程设计2

2.1 零件的分析2

2.1.1 零件的作用2

2.1.2 零件的工艺分析3

2.2 座子零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施3

2.2.1 孔和平面的加工顺序3

2.2.2 孔系加工方案选择3

2.3 座子零件加工定位基准的选择4

2.3.1 粗基准的选择4

2.3.2 精基准的选择4

2.4 座子零件加工主要工序安排4

2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定6

2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）7

第3章 铣下端面夹具设计11

3.1 研究原始质料11

3.2 定位、夹紧方案的选择12

3.3 切削力及夹紧力的计算12

3.4 误差分析与计算13

3. 5 定向键与对刀装置设计14

3.6 确定夹具体结构和总体结构15

3.7夹具设计及操作的简要说明16

第4章　钻孔专用夹具设计17

4.1问题的指出17

4.2定位基准的选择17

4.3夹具方案的设计17

4.4.切削力和夹紧力计算18

4.5夹紧力的计算19

4.6定位误差分析19

4.7零、部件的设计与选用20

4.8确定夹具体结构尺寸和总体结构23

总 结25

参考文献26

致 谢27


第1章 绪论

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。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。


内容简介：
镇江市高等专科学校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 6 页 座子 第 1 页 31 2材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 铸件 HT200 零件毛重 零件净重 硬 度 180-200HB 设 备 型 号 设 备 名 称 X52K 立式铣床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 铣夹具 机动时间 单件工时定额 每台件数 1 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切 削深度（毫米） 进给量（毫米/转） 转速（转/分） 30 1 铣上端面 面铣刀 游标卡尺 51 1.5 2 500 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 nts 镇江市高等专科学校 机 械 加 工 工 序 卡 产品 型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 6 页 座子 第 2 页 31 2材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 铸件 HT200 零件毛重 零件净重 硬 度 180-200HB 设 备 型 号 设 备 名 称 X52K 立式铣床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 铣夹具 机 动时间 单件工时定额 每台件数 1 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫米/转） 转速（转/分） 40 1 铣 下 端面 面铣刀 游标卡尺 51 1.5 2 500 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 nts 镇江市高等专科学校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 6 页 座子 第 3 页 配钢套31 2材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 铸件 HT200 零件毛重 零件净重 硬 度 180-200HB 设 备 型 号 设 备 名 称 Z525 摇臂钻床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 钻夹具 机动时间 单件工时定额 每台件数 1 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫米/转） 转速（转/分） 50 1 钻扩铰 16mm 的孔 钻头，铰刀 游标卡尺 37.5 1.2 1 800 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 nts 镇江市高等专科学校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 6 页 座子 第 4 页 配钢套31 2材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 铸件 HT200 零件毛重 零件净重 硬 度 180-200HB 设 备 型 号 设 备 名 称 Z525 摇臂钻床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 钻夹具 机动时间 单件工时定额 每台件数 1 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫米/转） 转速（转/分） 60 1 钻 24mm 的孔 钻头 游标卡尺 37.5 1.2 1 800 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 nts 镇江市高等专科学校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 6 页 座子 第 5 页 1 2材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 铸件 HT200 零件毛重 零件净重 硬 度 180-200HB 设 备 型 号 设 备 名 称 Z525 摇臂钻床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 钻夹具 机动时间 单件工时定额 每台件数 1 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫米/转） 转 速（转/分） 70 1 钻 3-8.5mm 的孔 钻头 游标卡尺 37.5 1.2 1 800 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 nts 镇江市高等专科学校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 6 页 座子 第 6 页 PT1/832材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 铸件 HT200 零件毛重 零件净重 硬 度 180-200HB 设 备 型 号 设 备 名 称 Z525 摇臂钻床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 钻夹具 机动时间 单件工时定额 每台件数 1 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫米/转） 转速（转/分） 80 1 钻 PT1/8 底孔，然后攻丝 PT1/8 孔 钻头，丝锥 游标卡尺 37.5 1.2 1 800 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 nts镇江市高等专科学校 工 艺 过 程 卡 产品型号 零（部）件图号 共 1 页 产品名称 座子 零（部）件名称 座子 第 1 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 设 备 工 艺 装 备 工 时 名称、型号 编号 夹 具 辅具 刀、量具 准终 单件 10 铸造 铸造 铸 20 时效 时效 热 30 铣 铣 上端面 金 立式铣床 X52K 专 用 夹具 游标卡尺 面铣刀 5min 5min 40 铣 铣 下 端面 金 立式铣床 X52K 专 用 夹具 游标卡尺 面铣刀 3min 3min 50 钻 钻扩铰 16mm 的孔 金 摇臂钻床 Z525 专 用 夹具 游标卡尺 钻头，铰刀 14min 14min 60 钻 钻 24mm 的孔 金 摇臂钻床 Z525 专 用 夹具 游标卡尺 钻头 14min 14min 70 钻 钻 3-8.5mm 的孔 金 摇臂钻床 Z525 专 用 夹具 游标卡尺 钻 头 14min 14min 80 钻 钻 PT1/8 底孔，然后攻丝 PT1/8 孔 金 摇臂钻床 Z525 专 用 夹具 游标卡尺 钻头，丝锥 14min 14min 90 去毛刺 清洗去毛刺 100 验收 验收 110 入库 入库 编 制 审 核 会 签 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标 记 处数 更改文件号 签 字 日 期 高卉林 nts I 镇 江 高 专 ZHENJIANG COLLEGE 毕 业 设 计 (论 文 ) 座子加工工艺和夹具设计【钻 +铣】【 2 副】 Transposon processing technology and fixture design 系 名： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 学生姓名： （四号宋体） 学 号： （四号宋体） 指导教师姓名： （ 四号宋体） 指导教师职称： （四号宋体） 年 月 nts摘要 II 摘要 在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在 以后设计中注意改进。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 ， 夹紧 ， 定位 ， 误差 ntsAbstract III Abstract In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning nts目录 IV 目 录 摘要 II Abstract III 第 1 章 绪论 1 第 2 章 加工工艺规程设计 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工艺分析 3 2.2 座子零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 3 2.2.1 孔和平面 的加工顺序 3 2.2.2 孔系加工方案选择 3 2.3 座子零件加工定位基准的选择 4 2.3.1 粗基准的选择 4 2.3.2 精基准的选择 4 2.4 座子零件加工主要工序安排 4 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 7 第 3 章 铣下端面夹具设计 11 3.1 研究原始质料 11 3.2 定位、夹紧方案的选择 12 3.3 切削力及夹紧力的计算 12 3.4 误差分析与计算 13 3. 5 定向键与对刀装置设计 14 3.6 确定夹具体结构和总体结构 15 3.7 夹具设计及操作的简要说明 16 第 4 章 钻孔 专用夹具设计 17 4.1 问题的指出 17 4.2 定位基准的选择 17 4.3 夹具方案的设计 17 4.4.切削力和夹紧力计算 18 nts目录 V 4.5 夹紧力的计算 19 4.6 定位误差分析 19 4.7 零、部件的设计与选用 20 4.8 确定夹具体结构尺寸和总体结构 22 总 结 25 参考文献 26 致 谢 27 nts第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪论 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。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 nts第 2 章 加工工艺规程设计 2 第 2 章 加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给出的零件是 座子 零件。 座子 零件的主要作用是 支架 轴，保证轴之间的中心距及平行度，并保证正确安装。因此 座子 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。 , nts第 2 章 加工工艺规程设计 3 2.1.2 零件的工艺分析 由 座子 零件 图可知。 座子 零件是一个 座子 零件 ，它的外表面上有 4 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；其中表面粗糙度要求为 mRa 3.6 ， （ 2）以 16H7 孔 为主要加工表面的加工面。 （ 3）以 3- 8.5 孔 为主要加工面。 2.2 座子 零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该 座子 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 座子 零件来说，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 座子 零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工 座子 零件上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。 座子 零件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铸件表面的凹凸不平。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。 座子 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 座子 零件孔系加工方案，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。 根据 座子 零件 图所示的 座子 零件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， 座子 零件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。 nts镇江市高等专科学校毕业设计（论文） 4 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。 2.3 座子 零件加工定位基准的选择 2.3.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）保证各重要孔的加工余量均匀； （ 2）保证装入 座子 零件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 座子 零件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顶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铸出的。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 从保证 座子 零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保 证 座子 零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 座子 零件 图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，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 座子 零件的装配基准，但因为它与 座子 零件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 座子 零件加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首 先加工出统一的基准。 座子 零件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、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到 座子 零件加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶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 座子 零件，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nts第 2 章 加工工艺规程设计 5 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 c9080 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 mg200 。 根据以上分析过程，现将 座子 零件加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 10 铸造 铸造 20 时效 时效 30 铣 铣上端面 40 铣 铣下端面 50 钻 钻扩铰 16mm 的孔 60 钻 钻 24mm 的孔 70 钻 钻 3- 8.5mm 的孔 80 钻 钻 PT1/8 底孔，然后攻丝 PT1/8 孔 90 去毛刺 清洗去毛刺 100 验收 验收 110 入库 入库 工艺路线二： 10 铸造 铸造 20 时效 时效 30 钻 钻扩铰 16mm 的孔 40 铣 铣上端面 50 铣 铣下端面 60 钻 钻 24mm 的孔 70 钻 钻 3- 8.5mm 的孔 80 钻 钻 PT1/8 底孔，然后攻丝 PT1/8 孔 90 去毛刺 清洗去毛刺 100 验收 验收 110 入库 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nts镇江市高等专科学校毕业设计（论文） 6 手段之后，就会发现仍有问题， 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： 工艺路线一： 10 铸造 铸造 20 时效 时效 30 铣 铣上端面 40 铣 铣下端面 50 钻 钻扩铰 16mm 的孔 60 钻 钻 24mm 的孔 70 钻 钻 3- 8.5mm 的孔 80 钻 钻 PT1/8 底孔，然后攻丝 PT1/8 孔 90 去毛刺 清洗去毛刺 100 验收 验收 110 入库 入库 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 座子 零件”零件材料采用 HT200 制造。材料为 HT200，硬度 HB 为 170 241，生产类型为大批量生产，采用 铸造 毛坯。 （ 1） 底 面的加工余量。 根据工序要求，顶面加工分粗、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 mm4.37.2 ，现取 mm0.3 。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取 mm28.0 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 2.3.59，其余量值规定为 mm5.1 。 （ 3）孔 毛坯为实心，不冲孔。 （ 4）端面加工余量。 根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、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 mm5.37.2 ，现取 mm0.3 。 半精铣：参照机械加工工 艺手册第 1 卷，其加工余量值取为 mm5.2 。 精铣：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为 mm5.0 。 nts第 2 章 加工工艺规程设计 7 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 30： 铣上端面 机床：铣床 X52K 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw 400齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 座子 零件 上端面 铣削深度pa： mmap 2每齿进给量fa：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取 Zmmaf /25.0铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取 smV /4 机床主轴转速 n ： m in/19140014.3 6041 0 0 01 0 0 0 0 rd Vn ，取 min/200 rn 实际铣削速度 V ： smndV /19.4601000 20040014.31000 0 进给量fV： smmZnaVff /67.1160/2001425.0 工作台每分进给量mf： m in/2.700/67.11 mmsmmVffm a：根据机械加工工艺手册表 2.4.81, mma 240被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 mml 341 刀具切入长度 1l ： mmaDDl 42)31()(5.0 221 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt： m in55.02.700242341211 mj flllt （ 2）精铣 座子 铣上端面 铣削深度pa： mmap 1每齿进给量fa： 根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取 Zmmaf /15.0铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取 smV /6 机床主轴转速 n ： m in/28840014.3 6061 0 0 01 0 0 0 0 rd Vn ，取 min/300 rn 实际铣削速度 V ： smndV /28.6601000 30040014.31000 0 进给量fV： smmZnaVff /5.1060/3 0 01415.0 工作台每分进给量mf： m in/6 3 0/5.10 mmsmmVffm 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 mml 341 刀具切入长度 1l ：精铣时 mmDl 4001 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间2jt： m in18.16302400341212 mj flllt 本工序机动时间 m in73.118.155.021 jjj ttt 工序 40： 铣下端面 nts镇江市高等专科学校毕业设计（论文） 8 机床：铣床 X52K 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料： 15YT ， 32D mm ，齿数 5Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=3mm 所以铣削深度pa： 2.pa m=3mm 精铣该平面的单边余量： Z=1.0mm 铣削深度pa： 1.0pa mm每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4 73，取 0 .1 5 /fa m m Z：根据参考文献3表 2.4 81，取铣削速度 2.8 /V m s 每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4 73，取 Zmmaf /18.0根据参考文献 3表 2.4 81，取铣削速度 2.47 /V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 4 7 6 0 4 7 1 . 9 7 / m i n3 . 1 4 1 0 0Vnrd 按照参考文献 3表 3.1 74，取 475 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 4 7 5 2 . 4 9 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 8 5 4 7 5 / 6 0 7 . 1 2 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 7 . 1 2 / 4 2 7 . 5 / m i nmff V m m s m m a：根据参考文献 3表 2.4 81,取 mma 60切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 141l mm ， 68l 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 6 0 ) ( 1 3 ) 1 2 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 1 4 1 1 2 2 0 . 3 6 m i n4 2 7 . 5jml l lt f 机动时间 1jt： 121 6 8 1 2 2 0 . 1 9 m i n4 2 7 . 5jml l lt f 所以该工序总机动时间 11 0 . 5 5 m i nj j jt t t 工序 50： 钻扩铰 16mm 的孔 机床：立式钻床 Z525 刀具：根据参照参考文献 3表 4.3 9 选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔 16 进给量 f ：根据参考文献 3表 2.4 38，取 rmmf /33.0 。 nts第 2 章 加工工艺规程设计 9 切削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4 41，取 0.48 /V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i n3 . 1 4 1 6vnrd ， 按照参考文献 3表 3.1 31，取 630 / m innr 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l mm 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622rDl c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次数为 1 机动时间1jt：14 2 6 3 0 . 2 5 m i n0 . 3 3 6 3 0jLt fn 铰孔 16 刀具：根据参照参考文献 3表 4.3 54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度pa： 0.15pa mm，且 16D mm 。 进给量 f ：根据参考文献 3表 2.4 58， rmmf /0.20.1 取 rmmf /0.2 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4 60，取 smV /32.0 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i n3 . 1 4 1 6VnrD 按照参考文献 3表 3.1 31 取 315 / m innr 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 6 0 0 0 . 6 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l mm 刀具切入长度 1l ， 01 2 0 1 9 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922rDdl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次数为 1 机动时间3jt：34 2 2 . 0 9 3 0 . 0 7 m i n2 3 1 5jLt nf 该工序的加工机动时间的总和是jt： 0 . 2 5 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 4 8 m i njt 工序 70： 钻 3- 8.5mm 的孔 钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床，刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻孔进给量为 0.20 0.35 rmm 。 则取 rmmf 30.0 nts镇江市高等专科学校毕业设计（论文） 10 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9 切 削 速 度 计 算 公 式 为 m in0 mkfaT dcv vyxpmzvvvv（ 3-20） 查得参数为 125.0,55.0,0,25.0,1.8 myxzc vvvv ，刀具耐用度 T=35min 则 v = 0 . 2 50 . 1 2 5 0 0 . 5 58 . 1 73 5 8 . 5 0 . 3=1.6 minm 所以 n =1000 1.63.14 8.5=72 minr 选取 min120 rn 所以实际切削速度为1000 1214.3120 v=2.64 minm 确定切削时间（一个 孔） t = s203.02 228 工序 110： 钻 PT1/8 底孔，然后攻丝 PT1/8 孔 机床：立式钻床 Z525 刀具：根据参照参考文献 3表 4.3 9 选高速钢锥柄麻花钻头。 切削深度pa： 4pa mm进给量 f ：根据参考文献 3表 2.4 38，取 rmmf /33.0 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4 41，取 0.48 /V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i n3 . 1 4 8vnrd ， 按照参考文献 3表 3.1 31，取 630 / m innr 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 8 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l mm 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622rDl c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次数为 1 机动时间1jt：14 2 6 3 0 . 2 5 m i n0 . 3 3 6 3 0jLt fn nts第 3 章 铣下端面夹具设计 11 第 3 章 铣 下端面 夹具设计 3.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来加工 铣 下端面 夹具设计 ，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。 一、机床夹具定位元件 工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1支承钉 常用支承钉的结构形式如图 6-1所示。平头支承钉（图 a）用于支承精基准面；球头支承钉（图 b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图 c）能产生较大的摩擦力，但网槽 中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图 6-1 常用支承钉的结构形式 2支承板 常用的支承板结构形式如图 6-2所示。平面型支承板（图 a）结 构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图 b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。 图 6-2 常用支承板的结构形式 3可调支承 常用可调支承结构形式如图 6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。 图 6-3 常用可调支承的结构形式 (二 ) 工件以孔定位常用定位元件 1定位销 图 6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a nts镇江市高等专科学校毕业设计（论文） 12 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图 c 所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图 d）限制三个自由度。 图 6-6 固定式定位销的结构形式 3.2 定位、夹紧方案的选择 由零件图可知：在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有： 为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面一销再加上一手动调节的螺丝定位的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。 3.3 切削力及夹紧力的计算 刀具：铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 00 15 00 10 顶 刃0n 侧 刃 60010 15 30rK 20.5L mm 22Z 0 . 0 8 /fa m m z mma p 0.2 由参考文献 55 表 1 2 9 可得铣削切削力的计算公式： 0 . 9 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12335 pzF a f D B z n 有： 0 . 9 0 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12 3 3 5 2 . 0 0 . 0 8 2 8 2 0 . 5 2 2 2 . 4 8 3 6 . 2 4 ( )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： FKWK 安全系数 K 可按下式计算： 6543210 KKKKKKKK 式中：60 KK为各种因素的 安全系数， 查参考文献 51 2 1 可知其公式参数： 1 2 34 5 61 . 0 , 1 . 0 , , 1 . 0 ,1 . 3 , 1 . 0 , 1 . 0 .K K KK K K 由此可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 8 3 6 . 2 4 1 . 5 6 1 3 0 4 . 5 3 ( )KW K F N 根据工件受力 切削力、nts第 3 章 铣下端面设计 13 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： FKWK 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，查参考文献 5表 121 可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6CK 1 . 2 1 . 2 1 . 0 5 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 3 6PK 1 . 2 1 . 2 1 . 0 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 2 5fK 所以有： 1 1 9 3 . 0 8 ( )K C CW K F N 7 6 6 . 3 7 ( )K P PW K F N 1 3 5 9 . 9 0 ( )K f fW K F N 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则； 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力 F 夹与切削力之间的关系 F 夹 KF 轴向力： F 夹 KF （ N） 扭距： 93.111033.1234.05.1054.33310 38.09.130 MYFXFM KfdCM Nm 3.4 误差分析与计算 该夹具以一底面一侧面，两支撑钉和一个调节螺丝定位，为了满 足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 gwj 与机床夹具有关的加工误差 j ，一般可用下式表示： MjjjWDADZWj 由参考文献 5可得： 销的定位误差 ： 11 1 m i nD W D d 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 nts镇江市高等专科学校毕业设计（论文） 14 0 . 0 6 3DW mm . 0 . 0 0 3 2JW mm 夹紧误差 ： co s)( m inm a x yyjj 其中接触变形位移值： 1( ) ( )1 9 . 6 2 nH B Zy R a Z a Z kNk R cH B l 查 5表 1 2 15 有 10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H BK K C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y mm 磨损造成的加工误差： Mj 通常不超过 mm005.0 夹具相对刀具位置误差： AD 取 mm01.0 误差总和： 0 . 0 8 5 0 . 3jw m m m m 3. 5 定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。 根据 GB2207 80 定向键结构如图所示： o图 5.1 夹具体槽形与螺钉 根据 T 形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表 5.4： nts第 3 章 铣下端面设计 15 表 5.4 定向键 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h公称尺寸 允差 d 允差 4d 公称尺寸 允差 D 18 0.012 0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 塞尺选用平塞尺，其结构如图 5.3 所示： 标记四周倒圆图 5.3 平塞尺 塞尺尺寸参数如表 5.5： 表 5.5 塞尺 公称尺寸 H 允差 d C 3 0.006 0.25 上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.6 确定夹具体结构和总体结构 对夹具体的设计的基本要求 （ 1） 应该保持 精度和稳定性 在 夹具体表面重要的面，如安装 接触 位置 ，安装表面 的 刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体， 夹具体应该采用铸造 ，时效处理，退火 等处理方式 。 （ 2）应具有足够的强度和刚度 nts镇江市高等专科学校毕业设计（论文） 16 保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。 （ 3）结构的方法和使用应该不错 夹较大的 工件的 外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。 再满足功能性要求（ 刚度和强度 ）前提下 ，应能减小体积减轻重量， 结构应该 简单。 （ 4）应便于铁屑去除 在 加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在 夹具体上面 。 （ 5）安装应牢固、可靠 夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图 中所示的夹具装配。 加工过程中，夹具必承受 大的 夹紧力切削力，产生冲击和振动， 夹具 的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便
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