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分度盘工艺及6-Φ32孔的夹具设计【CAD图纸和说明书】

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分度盘工艺及6-Φ32孔的夹具设计

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关键词：: 分度工艺 32 夹具设计 cad 图纸以及说明书仿单

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摘　要

本课程设计是重要的实践教学环节之一。通过对“分度盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备的设计，完成了从毛坯到零件的机械加工工艺过程。本课程设计的主要内容包括：绘制“分度盘”的零件图、毛坯图，编制机械加工工艺过程综合卡片和机械加工工序卡片，以及6×32mm孔加工夹具设计。本次课程设计实现了所学理论与生产实践的结合，通过设计使学生具有了制定工艺规程的初步能力，设计专用夹具的初步能力，进一步提高了查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。通过设计全过程，熟悉了工艺计算方法，学会了进行工艺设计的程序和方法，对于培养独立思考和独立工作的能力大有裨益。

关键词：分度盘；夹具

Abstract

This course design is an important aspect of the practice of teaching. Through the "sub-set of" parts of the machining process planning and process equipment design, completed the rough machining parts to the process. The design of the main courses include: Drawing "sub-set of" parts of the map, rough map, machining process of the preparation of integrated card and the card processing machinery, and 6 × 32mm-processing fixture design. The curriculum design achieved by the theory and practice of combining production, through the design so that students with the development of the initial capacity of a point of order, a preliminary design for the fixture capacity, further improve the access to information, skilled use of Design Manual, reference materials, etc. The capacity. Through the whole process of design, calculation methods are familiar with the process, learn how to process design procedures and methods for cultivating independent thinking and the ability to work independently of great benefit.

Key words: Graduation ；Fixture

1零件的工艺性分析1

2机械加工工艺规程设计1

2.1分度盘的工艺分析及生产类型的确定1

2.1.1分度盘的用途1

2.1.2分度盘的主要技术要求1

2.1.3审查分度盘的工艺性3

2.1.4确定分度盘的生产类型3

2.2确定毛坯绘制毛胚图3

2.2.1毛坯选择3

2.2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量3

2.2.3绘制分度盘锻造毛坯简图4

2.3 拟定分度盘工艺路线5

2.3.1定位基准的选择5

2.3.2表面加工方法的确定6

2.3.3加工阶段划分6

2.3.4 工序集中与分散6

2.3.5工序顺序的安排6

2.3.6确定工艺路线7

2.4工序25—加工余量、工序尺寸和公差的确定8

2.5 切削用量、时间定额的计算9

2.5.1切削用量的计算9

2.5.2时间定额的计算12

3 孔加工夹具设计15

3.1夹具设计任务15

3.2定位方案确定16

3.3刀具导向方案确定16

3.4夹紧方案确定16

3.4.1夹紧机构的选择16

3.4.2夹紧力的计算分析16

3.5夹具体的设计17

3.6分度装置设计17

3.7定位误差分析与计算18

4 方案综合评价与结论18

4.1方案评价18

4.2结论19

5 体会与展望19

5.1体会19

5.2展望19

参考文献20

1零件的工艺性分析

1)该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。

2)工序安排以台阶面和Φ100g6的外圆表面定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。

3)分度盘大端面对Φ35H7mm孔中心线有垂直度要求；外圆台阶面对Φ100g6mm外圆轴心线有垂直度要求；Φ100g6mm外圆与Φ35H7mm孔有同轴度要求；6×M12螺纹与和6×Φ32mm孔对100g6mm外圆轴心线有位置度要求，可在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。

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内容简介：: 辽宁工程技术大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称分度盘共 2页第页车间工序号工序名材料牌号 25 钻、扩 32mm 孔 45 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床 Z550 1 夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 /s 准终单件 0 281.16 工步号工步内容工艺装备主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 / 进给次数工步工时 /s 机动辅助描图 1 钻孔至 10.00 10.15mm、 Ra12.5m 麻花钻、卡尺、塞规 735 23.1 0.2 10.0 1 10.38 2.08 肖志强 2 扩孔至 11.50 11.61mm、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 996 36.00 0.6 1.5 1 12.90 2.58 描校 3 扩孔至 13.00 13.11mm、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 996 40.66 0.6 1.5 1 12.90 2.58 4 扩孔至 14.50 14.66mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 996 45.35 0.6 1.5 1 12.90 2.58 5 扩孔至 16.00 16.11mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 735 36.93 0.7 1.5 1 15.01 3.00 6 扩孔至 17.50 17.61mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 735 40.39 0.7 1.5 1 15.01 3.00 7 扩孔至 19.00 19.13mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 735 43.85 0.7 1.5 1 15.01 3.00 8 扩孔至 21.00 21.13mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 735 48.47 0.8 2.0 1 13.26 2.65 9 扩孔至 23.00 23.13mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 500 36.11 0.8 2.0 1 19.44 3.89 nts 10 扩孔至 25.00 25.13mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 500 39.25 0.8 2.0 1 19.44 3.89 11 扩孔至 27.00 27.13mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 500 42.39 1.0 2.0 1 15.54 3.11 12 扩孔至 29.00 29.13mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 500 45.53 1.0 2.0 1 15.54 3.11 底图号 13 扩孔至 31.00 31.13mm 、 Ra12.5m 扩孔钻、卡尺、塞规 500 48.67 1.0 2.0 1 15.54 3.11 14 扩孔至 32.00 32.16mm 、 Ra6.3m 扩孔钻、卡尺、塞规 500 50.24 1.0 2.0 1 15.51 3.11 设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）装订号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 2008.7.1 nts 辽宁工程技术大学机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称分度盘共 2 页第 1 页材料牌号 45 毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每坏件数 1 每台件数 1 备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工序时间准终单件 1 正火 2 粗车大端面 C620 90 偏刀、游标卡尺、三爪卡盘 3 粗车大外圆 C620 90 偏刀、游标卡尺、三爪卡盘 4 钻大端孔立式钻床 Z550 麻花钻、游标卡尺、专用夹具 5 粗车小端面 C620 90 偏刀、游标卡尺、三爪卡盘描图 6 粗车小外圆 C620 90 偏刀、游标卡尺、三爪卡盘肖志强 7 粗车台阶面 C620 90 偏刀、游标卡尺三爪卡盘 8 钻 21mm 孔立式钻床 Z550 麻花钻卡尺、塞规、专用夹具描校 9 中间检验塞规、百分表、卡尺等 10 调质处理硬度 230250HB 11 半精车大端面 C620 90 偏刀、游标卡尺、三爪卡盘 12 粗镗半精镗精镗卧式镗床镗刀内径千分尺、塞规、专用夹具 13 车内槽 C620 内槽车刀、游标卡尺、三爪卡盘 14 半精车小外圆 C620 90 偏刀、游标卡尺、三爪卡盘装订号设计日期审核（日期）标准化（日期）会签（日期）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 nts nts 辽宁工程技术大学机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称分度盘共 2 页第 2 页材料牌号 45 毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每坏件数 1 每台件数 1 备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工序时间准终单件 15 半精车台阶面 C620 90 偏刀、游标卡尺、三爪卡盘 16 车削退刀槽 C620 切槽刀、游标卡尺、三爪卡盘 17 钻铰 6 12mm 孔立式钻床 Z550 钻头复合铰刀卡尺、塞规、专用夹具 18 铣弧形槽立式铣床 X51 键槽铣刀、游标卡尺、专用夹具 19 钻粗铰精铰 10mm销孔立式钻床 Z550 麻花钻、铰刀内径千分尺、专用夹具描图 20 中间检验塞规、百分表、卡尺等肖志强 21 热处理淬硬 40 45HRC 淬火机等 22 精车小外圆 C620 90 偏刀、外径千分尺、三爪卡盘描校 23 精车台阶面 C620 90 偏刀、外径千分尺、三爪卡盘 24 钻攻螺纹孔立式钻床 Z550 麻花钻、丝锥卡尺、塞规、专用夹具 25 钻扩 6 32mm 孔钻孔至 10.00 10.15mm、 Ra12.5m、扩孔至 32.00 32.16mm 、 Ra6.3m 立式钻床 Z550 麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规、专用夹具 26 去毛刺钳工台平锉 27 清洗清洗机 28 终检塞规、百分表、卡尺等装订号设计日期审核（日期）标准化（日期）会签（日期）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 08.7 nts nts辽宁工程技术大学课程设计 1 1 零件的工艺性分析 1) 该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。 2) 工序安排以台阶面和 100g6 的外圆表面定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。 3) 分度盘大端面对 35H7mm 孔中心线有垂直度要求；外圆台阶面对 100g6mm 外圆轴心线有垂直度要求； 100g6mm 外圆与 35H7mm孔有同轴度要求； 6 M12 螺纹与和 6 32mm 孔对 100g6mm 外圆轴心线有位置度要求，可在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。 2 机械加工工艺规程设计 2.1分度盘的工艺分析及生产类型的确定 2.1.1 分度盘的用途分度盘是一种高精度的分度定位元件。主要用于需要高精度分度定位的金属切削机床和专用夹具上。 2.1.2 分度盘的主要技术要求按表 1-1 形式将该分度盘的主要技术要求列于表 6-1 中。表 2-1 分度盘零件的主要技术要求加工表面尺寸及偏差 /mm 公差及精度等级表面粗糙度 Ra/ m 形位公差 /mm 大端面 180 IT12 12.5 0.02 C 外圆台阶面 1.6 0.01 D 小端面 100g6 IT6 12.5 nts辽宁工程技术大学课程设计 2 大外圆 180 IT12 12.5 小外圆 100g6 IT6 1.6 0.01M CM 6 32 孔 6 32H7 IT7 12.5 0.25 DM 35 孔 35H7 IT7 3.2 36 孔 36 IT13 12.5 21 孔 21 IT13 12.5 螺纹孔 6 M12-6H IT6 3.2 0.25 DM 6 12 孔 6 120.05 IT10 3.2 0.1 D 10 销孔 10H7 IT7 3.2 12 孔底面 10 IT13 3.2 32 孔底面 20 IT13 12.5 nts辽宁工程技术大学课程设计 3 弧形槽底面 10 IT13 3.2 2.1.3 审查分度盘的工艺性 1）零件材料 45 钢，切削加工性良好。 2）分度盘 100g6mm 外圆与 35H7mm 孔有同轴度要求，为保证加工精度，工艺安排应粗、精加工分开。 3）主要表面虽然加工精度较高，但可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量地加工出来。 2.1.4 确定分度盘的生产类型依设计题目可知生产类型为：大批大量生产 2.2确定毛坯绘制毛胚图 2.2.1 毛坯选择根据材料 45 钢，生产类型为大批大量生产及零件形状要求，可选择模锻件。毛坯的拔模斜度 5。 2.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 1）公差等级由分度盘零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2）锻件重量根据机械加工后零件的形状及零件材料，估算锻件毛坯重量为tm =7.50kg。 3）锻件复杂系数对分度盘零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的直径 d= 180mm，高 H=60mm。由公式 S= Nmmt/ =7.50kg/12.0kg 0.63。由此可确定该分度盘零件的复杂系数为 2S 级。 4）锻件材质系数由于该分度盘零件材料为 45 钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳nts辽宁工程技术大学课程设计 4 素钢，故该锻件的材质系数为 1M 级。 5）锻件分模线形状与零件表面粗糙度根据该分度盘零件的形位特点，采用平直分模面。由零件图可知，该分度盘零件各加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6 m 。根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表 2-2 中。表 2-2 分度盘锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量 /kg 包容体重量 /kg 形状复杂系数材质系数公差等级 7.3 11.9 2S 1M 普通级项目 /mm 机械加工余量 /mm 尺寸公差 /mm 备注 180 外圆 1.21.12.3 表 2-14 2.0 表 2-10 100 外圆 9.19.08.2 表 2-14 2.6 表 2-10 高度 60 7.18.05.2 表 2-11 2.0 表 2-13 高度 25（台阶面 ) 5.17.02.2 表 2-11 2.0 表 2-13 注：根据表 2-10 的表注，将此表中所有公差按 1/2 分配。 2.2.3 绘制分度盘锻造毛坯简图由表 2-2 所得结果，绘制毛坯简图如图 2-1 所示。 nts辽宁工程技术大学课程设计 5 图 2-1 2.3 拟定分度盘工艺路线 2.3.1 定位基准的选择 3.1.1 精基准的选择根据该分度盘零件的技术要求和装配要求，选择分度盘大端面为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。分度盘 35H7mm 的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工分度盘 100g6mm 外圆柱面和台阶面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度和同轴度要求。在钻削均布圆周孔时采用 100g6mm 的轴心线作为精基准，做到了设计基准与工艺基准的统一。 3.1.2 粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。此处选择分度盘 100g6mm 轴线作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。 nts辽宁工程技术大学课程设计 6 2.3.2 表面加工方法的确定根据分度盘零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法，如表 2-3 所示。表 2-3 分度盘零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度 Ra/m 加工方案备注大端面 IT11 12.5 粗车表 1-8 外圆台阶面 IT6 1.6 粗车半精车精车表 1-8 小端面 IT11 12.5 粗车表 1-8 大外圆 IT10 12.5 粗车半精车表 1-6 小外圆 IT6 1.6 粗车半精车精车表 1-8 6 32 孔 IT13 12.5 钻扩表 1-7 35 孔 IT7 3.2 钻粗镗半精镗精镗表 1-8 36 孔 IT13 12.5 粗车表 1-8 21 孔 IT13 12.5 钻表 1-7 螺纹孔（ 6 个） IT6 3.2 钻攻螺纹表 2-39 6 12 孔 IT9 3.2 钻铰表 1-7 10 销孔 IT7 3.2 钻粗铰精铰表 1-7 弧形槽底面 IT13 3.2 铣 10 圆锥形孔 IT12 12.5 钻表 1-7 2.3.3 加工阶段划分该分度盘加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。 2.3.4 工序集中与分散采用工序集中原则，尽可能在一次安装中加工许多表面，或尽量在同一台设备上连续完成较多的加工要求。 2.3.5 工序顺序的安排 1）机械加工工序遵循”先基准后其他“、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”的原则。 2)热处理工序 nts辽宁工程技术大学课程设计 7 因模锻件的表面层有硬皮，会加速刀具磨损和钝化，为改善切削加工性，模锻后对毛坯进行正火处理，软化硬皮；零件 100g6mm 外圆面和台阶面需进行淬火，由于零件壁厚小，易变形，加之加工精度要求高，为尽量控制淬火变形，在零件粗加工后安排调质处理作预处理。 3)辅助工序在粗加工和半精加工后各安排一次中间检验，精加工后安排去毛刺、清洗和终检工序。 2.3.6 确定工艺路线在综合考虑上述工序安排原则基础上，表 2-4 列出了分度盘的工艺路线。表 2-4 分度盘工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具 1 正火 2 粗车大端面 C620 90 偏刀游标卡尺 3 粗车大外圆 C620 90 偏刀游标卡尺 4 钻大端孔立式钻床 Z550 麻花钻游标卡尺 5 粗车小端面 C620 90 偏刀游标卡尺 6 粗车小外圆 C620 90 偏刀游标卡尺 7 粗车台阶面 C620 90 偏刀游标卡尺 8 钻 21 孔立式钻床 Z550 麻花钻卡尺、塞规 9 中间检验塞规、百分表、卡尺等 10 调质处理硬度230 250HB 11 半精车大端面 C620 90 偏刀游标卡尺 nts辽宁工程技术大学课程设计 8 12 粗镗半精镗精镗卧式镗床镗刀内径千分尺、塞规 13 车内槽 C620 内槽车刀游标卡尺 14 半精车小外圆 C620 90 偏刀游标卡尺 15 半精车台阶面 C620 90 偏刀游标卡尺 16 车削退刀槽 C620 切槽刀游标卡尺 17 钻铰 612 孔立式钻床 Z550 钻头复合铰刀卡尺、塞规 18 铣弧形槽立式铣床 X51 键槽铣刀游标卡尺 19 钻粗铰精铰 10 销孔立式钻床Z550 麻花钻、铰刀内径千分尺 20 中间检验塞规、百分表、卡尺等 21 热处理淬硬 40 45HRC 淬火机等 22 精车小外圆 C620 90 偏刀外径千分尺 23 精车台阶面 C620 90 偏刀外径千分尺 24 钻攻螺纹孔立式钻床Z550 麻花钻、丝锥卡尺、塞规 25 钻扩孔 6 32 孔立式钻床Z550 麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规 26 去毛刺钳工台平锉 27 清洗清洗机 28 终检塞规、百分表、卡尺等 2.4 工序 25 加工余量、工序尺寸和公差的确定 1)钻孔余量钻Z =10.0mm 2)由于需要保证 10 圆锥形孔的尺寸要求，所以不能继续使用麻花钻进行扩孔，而采用多次扩孔的方法达到 32mm 孔的尺寸要求。 nts辽宁工程技术大学课程设计 9 查表 2.5-48（机械加工工艺手册李洪）可得扩孔工步余量： 1Z =1.5mm 2Z =1.5mm 3Z =1.5mm 4Z =1.5mm 5Z =1.5mm 6Z =1.5mm 7Z =2.0mm；8Z =2.0mm； 9Z =2.0mm； 10Z =2.0mm； 11Z =2.0mm； 12Z =2.0mm； 13Z =1.0mm。 3)查表 1-20 可确定各工序尺寸的加工经济精度等级分别为： IT12、IT11、 IT11、 IT11、 IT11、 IT11、 IT11、 IT11、 IT11、 IT11、 IT11、IT11、 IT11。根据以上结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为： 0.15mm、 0.11mm、 0.11mm、 0.11mm、 0.11mm、 0.11mm、0.13mm、 0.13mm、 0.13mm、 0.13mm、 0.13mm、 0.13mm、 0.13mm、 0.16mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，钻孔：15.0010 mm：扩孔： 11.005.11 mm、 11.0013 mm、 11.005.14 mm、 11.0016 mm、11.005.17 mm、 13.0019 mm、 13.0021 mm、 13.0023 mm、 13.0025 mm、 13.0027 、13.0029 mm、 13.0031 mm、 16.0032 mm。 2.5 切削用量、时间定额的计算由于孔的加工精度和表面粗糙度要求不高，所以在刀具强度允许的情况下，选择较大的切削用量和进给量。 2.5.1 切削用量的计算 1)钻孔工步背吃刀量的确定取 pa =10.0mm。进给量的确定由表 5-21 ，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。切削速度的计算由表 5-21，按工件材料为 45 钢的条件选取，切削速度 v 可取为 20m/min。由公式（ 5-1) n=1000v/ d 可求得该工序钻头转速 n=636.9r/min，参照表 4-9 所列 Z550 立式钻床主轴转速，取转速 n=735r/min。再将此转速带入公式（ 5-1），可求出该工序的实际切削速度 v= nd/1000=23.1m/min。 2)扩钻工步扩孔工步分 13 次进行，切削速度可根据公式 n=1000v/ d 和 v= nd/1000 确定。第一次扩孔 nts辽宁工程技术大学课程设计 10 背吃刀量 pa =1.5mm 进给量 f=0.6mm/r 切削速度取 v=42m/min n=1000v/ d 1163.1r/min 取 n=996r/min v= nd/1000 36.00m/min 第二次扩孔背吃刀量 pa =1.5mm 进给量 f=0.6mm/r 切削速度取 v=42m/min n=1000v/ d 1028.9r/min 取 n=996r/min v= nd/1000 40.66m/min 第三次扩孔背吃刀量 pa =1.5mm 进给量 f=0.6mm/r 切削速度取 v=42m/min n=1000v/ d 955.4r/min 取 n=996r/min v= nd/1000 45.35m/min 第四次扩孔背吃刀量 pa =1.5mm 进给量 f=0.7mm/r 切削速度取 v=40m/min n=1000v/ d 796.2r/min 取 n=735r/min v= nd/1000 36.93m/min 第五次扩孔背吃刀量 pa =1.5mm 进给量 f=0.7mm/r 切削速度取 v=40m/min n=1000v/ d 727.9r/min 取 n=735r/min v= nd/1000 40.39m/min 第六次扩孔背吃刀量 pa =1.5mm 进给量 f=0.7mm/r 切削速度取 v=43m/min n=1000v/ d 720.8r/min 取 n=735r/min v= nd/1000 43.85m/min 第七次扩孔背吃刀量 pa =2.0mm nts辽宁工程技术大学课程设计 11 进给量 f=0.8mm/r 切削速度取 v=46m/min n=1000v/ d 697.6r/min 取 n=735r/min v= nd/1000 48.47m/min 第八次扩孔背吃刀量 pa =2.0mm 进给量 f=0.8mm/r 切削速度取 v=46m/min n=1000v/ d 639.9r/min 取 n=500r/min v= nd/1000 36.11m/min 第九次扩孔背吃刀量 pa =2.0mm 进给量 f=0.8mm/r 切削速度取 v=45m/min n=1000v/ d 573.2r/min 取 n=500r/min v= nd/1000 39.25m/min 第十次扩孔背吃刀量 pa =2.0mm 进给量 f=1.0mm/r 切削速度取 v=45m/min n=1000v/ d 530.9r/min 取 n=500r/min v= nd/1000 42.39m/min 第十一次扩孔背吃刀量 pa =2.0mm 进给量 f=1.0mm/r 切削速度取 v=45m/min n=1000v/ d 494.2r/min 取 n=500r/min v= nd/1000 45.53m/min 第十二次扩孔背吃刀量 pa =2.0mm 进给量 f=1.0mm/r 切削速度取 v=47m/min n=1000v/ d 482.8r/min 取 n=500r/min v= nd/1000 48.67m/min 第十三次扩孔背吃刀量 pa =2.0mm nts辽宁工程技术大学课程设计 12 进给量 f=1.0mm/r 切削速度取 v=47m/min n=1000v/ d 467.8r/min 取 n=500r/min v= nd/1000 50.24m/min 2.5.2 时间定额的计算 1)基本时间 mt 的计算钻孔工步根据表 5-41，钻孔的基本时间可由公式 jt =L/fn=(l + 1l +2l )/ fn求得。式中 l =20mm； 1l =rkDcot2 +（ 1 2） 54cot20.10 mm ； +1mm 5.4mm；2l =0； f=0.2mm/r； n=735r/min。将上述结果代入公式，则该工步的基本时间 jt = （ 20mm+5.4mm+0)/(0.2mm/r 735r/min) 0.17min=10.38s。扩孔工步根据表 5-41，扩孔的基本时间可由公式 jt =L/fn=(l + 1l +2l )/ fn求得。式中 l =20mm； 1l =rkdD cot2 1 +（ 1 2） 60cot2 1dD +1mm 13.0 dD +1mm ； 2l =0 ；由此可得扩孔各工步的基本时间 jt =（ 21+ 13.0 dD ） /fn。由于在通过分度装置钻均布圆周孔的过程中，切削用量、切削速度均不变，且不需装卸工件，所以看成复合工步。复合工步 2 ： jt = (21+0.3 1.5)/(0.6 996 ） 6 0.215min=12.90s 复合工步 3 ： jt = （ 21+0.3 1.5 ） /(0.6 996) 6 0.215min=12.90s 复合工步 4 ： jt = (21+0.3 1.5 ） /(0.6 996 ） 6 0.215min=12.90s 复合工步 5 ： jt = （ 21+0.3 1.5 ） /(0.7 735 ） 6 0.250min=15.01s 复合工步 6 ： jt = （ 21+0.3 1.5 ） /(0.7 735 ） 6 0.250min=15.01s 复合工步 7 ： jt = (21+03 1.5)/(0.7 735 ） 6 0.250min=15.01s 复合工步 8 ： jt = (21+0.3 2.0 ） /(0.8 735) 6 nts辽宁工程技术大学课程设计 13 0.0.221min=13.26s 复合工步 9 ： jt = （ 21+0.3 2.0 ） /(0.8 500) 6 0.324min=19.44s 复合工步 10 ： jt = (21+0.3 2.0)/(0.8 500 ） 6 0.324min=19.44s 复合工步 11 ： jt = (21+03 2.0)/(1.0 500 ） 6 0.259min=15.54s 复合工步 12： jt = (21+0.3 2.0 ） /(1.0 500) 6 0.259min=15.54s 复合工步 13： jt = （ 21+0.3 2.0 ） /(1.0 500) 6 0.259min=15.54s 复合工步 14 ： jt = (21+0.3 2.0)/(1.0 500 ） 6 0.259min=15.54s 2)辅助时间 ft 的计算钻孔工步 ft =(0.15 0.20)jt ,此处取 ft =0.20jt =0.20 10.38s 2.08s。扩孔工步复合工步 2： ft =0.20jt =0.20 12.90s 2.58s 复合工步 3： ft =0.20jt =0.20 12.90s 2.58s 复合工步 4： ft =0.20jt =0.20 12.90s 2.58s 复合工步 5： ft =0.20jt =0.20 15.01s 3.00s 复合工步 6： ft =0.20jt =0.20 15.01s 3.00s 复合工步 7： ft =0.20jt =0.20 15.01s 3.00s 复合工步 8： ft =0.20jt =0.20 13.26s 2.65s 复合工步 9： ft =0.20jt =0.20 19.44s 3.89s 复合工步 10： ft =0.20jt =0.20 19.44s 3.89s 复合工步 11： ft =0.20jt =0.20 15.54s 3.11s 复合工步 12： ft =0.20jt =0.20 15.54s 3.11s 复合工步 13： ft =0.20jt =0.20 15.54s 3.11s 复合工步 14： ft =0.20jt =0.20 15.54s 3.11s 3)其他时间的计算 nts辽宁工程技术大学课程设计 14 钻孔工步除了作业时间（基本时间与辅助时间）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备时间与终结时间。由于分度盘的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间 bt 是作业时间的 2%7%，休息与生理需要时间 xt 是作业时间的 2% 4%，此处取 3%，则各工序的其他时间 ( bt +xt )可按关系式（ 3%+3%)x( bt +xt )计算。该工步的其他时间： ( bt + xt )=6%x（ 10.38+2.08） 0.75s。扩孔工步复合工步 2： ( bt +xt )=6%x（ 12.90s+2.58s） 0.93s 复合工步 3： ( bt +xt )=6%x（ 12.90s+2.58s） 0.93s 复合工步 4： ( bt +xt )=6%x（ 12.90s+2.58s） 0.93s 复合工步 5： ( bt +xt )=6%x（ 15.01s+3.00s） 1.08s 复合工步 6： ( bt +xt )=6%x（ 15.01s+3.00s） 1.08s 复合工步 7： ( bt +xt )=6%x（ 15.01s+3.00s） 1.08s 复合工步 8： ( bt +xt )=6%x（ 13.26s+2.65s） 0.95s 复合工步 9： ( bt +xt )=6%x（ 19.44s+3.89s） 1.40s 复合工步 10： ( bt +xt )=6%x（ 19.44s+3.89s） 1.40s 复合工步 11： ( bt +xt )=6%x（ 15.54s+3.11s） 1.12s 复合工步 12： ( bt +xt )=6%x（ 15.54s+3.11s） 1.12s 复合工步 13： ( bt +xt )=6%x（ 15.54s+3.11s） 1.12s 复合工步 14： ( bt +xt )=6%x（ 15.54s+3.11s） 1.12s 4)单件时间 djt 的计算钻孔工步钻djt =10.38+2.08+0.75=29.26s 扩孔工步复合工步 2：扩djt =12.90s+2.58s+0.93s=16.41s 复合工步 3：扩djt =12.90s+2.58s+0.93s=16.41s 复合工步 4：扩djt =12.90s+2.58s+0.93s=16.41s 复合工步 5：扩djt =15.01s+3.00s+1.08s=19.09s 复合工步 6：扩djt =15.01s+3.00s+1.08s=19.09s nts辽宁工程技术大学课程设计 15 复合工步 7：扩djt =15.01s+3.00s+1.08s=19.09s 复合工步 8：扩djt =13.26s+2.65s+0.95s=16.86s 复合工步 9：扩djt =19.44s+3.89s+1.40s=24.73s 复合工步 10：扩djt =19.44s+3.89s+1.40s=24.73s 复合工步 11：扩djt =15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 复合工步 12：扩djt =15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 复合工步 13：扩djt =15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 复合工步 14：扩djt =15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 因此，工序 23 的单间时间为 10 个复合工步的时间之和，即 djt =29.26s+16.41s+16.41s+16.41s+19.09s+19.09s+19.09s+16.86s+24.73s+24.73s+19.77s+19.77s+19.77s+19.77s=281.16s 3 孔加工夹具设计 3.1夹具设计任务图 3-1 所示为钻分度盘 6 32mm 孔的工序简图。已知：零件材料为 45 钢，毛坯为模锻件，所用机床为立式钻床 Z550，大批大量生产规模。图 3-1 nts辽宁工程技术大学课程设计 16 3.2定位方案确定按基准重合原则选择 100g6mm 轴心线和外圆台阶面作为定位基准，定位方案如图 3-1 所示。圆柱衬套的内表面限制工件四个自由度，衬套端面限制工件三个自由度，属于过定位。因两个定位面经过精加工，垂直度较高，允许过定位。此外，由于分度盘直径比较大、壁薄，采用如上定位方案，有利于提高定位的稳定性与支撑刚度。图 3-1 中B-B 剖视图所示削边销与定位衬套组合可限制工件六个自由度。 3.3刀具导向方案确定为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，此处，采用钻模板与夹具体一体的结构，有利于提高夹具刚度。钻套与工件之间留有排削间隙。 3.4夹紧方案确定 3.4.1 夹紧机构的选择采用简单手动螺旋夹紧机构，使工件的装卸迅速、方便，如图 3-2所示。 3.4.2 夹紧力的计算分析夹紧力的大小，对工件装夹的可靠性，工件和夹具的变形，夹紧装置的复杂程度等都有很大的影响，可根据公式 JoJ KFF 计算夹紧力。考虑到切削力的变化和工艺系统变形等因素，一般在粗加工时取K=2.5 3；精加工时取 K=1.5 2。此处，通过受力分析可知，夹紧力方向与与钻头进给方向相同，因此，所选夹紧机构能够满足要求。 nts辽宁工程技术大学课程设计 17 图 3-2 图 3-3 3.5夹具体的设计夹具体必须将定位、导向、夹紧装置链接成一体，并能正确地安装机床上。本夹具采用铸铁夹具体，此方案安装稳定、刚性好，但周期较长，成本略高。 3.6分度装置设计为了能在一次装夹中完成均布圆周孔的加工，就要求在工件加工过程中按其需要进行分度。即当加工好工件的一个表面后，使夹具的某些部件连同工件转动一个角度而不断完成其余表面的加工。图 3-4为枪栓是对定分度机构的结构简图，其工作原理如下所述。转动手柄 5 时，轴 3 一起回转，通过销 2 带动定位销 1 回转。由于定位销外圆柱表面上有曲线槽，定位螺钉 6 圆柱头嵌在曲线槽中，故定位销回转时便向右移动，压缩弹簧 4 而退出定位孔。完成分度后，重新反转手柄，定位销在弹簧的作用下沿曲线槽重新插入定位孔内。 nts辽宁工程技术大学课程设计 18 图 3-4 3.7定位误差分析与计算定位误差由基准不重合误差 db 和基准移位 jb 两部分组成，定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即 dw = jb db 由 3.2 定位方案可知定位基准与工序基准重合，所以 db =0。零件在定位衬套中定位时，由于 min （最小间隙）无法通过调整刀具预先予以补偿，所以在加工尺寸方向上的最大基准移位误差可按最大孔和最小轴（配合代号 H7/p6)求得（配合代号 H7/p6)，则 db = min dD =0.087mm 综上所述，夹具的定位误差为 dw = jb db =0.087mm，满足要求。 4 方案综合评价与结论 4.1方案评价 1) 机械加工工艺规程的制定较为合理。 2) 6 32mm 孔加工夹具设计的定位方案合理，通过分度装置可以实nts辽宁工程技术大学课程设计 19 现在一次装夹中不断加工 6 个表面。但当分度装置在工作负荷较大时，容易产生振动，迫使定位销受力变形，而影响加工精度。所以，应当设计锁紧机构，以防止分度盘松动。 3) 分度回转体与夹具体的连接不稳固，可以通过改善二者结构形式解决这一问题。 4) 钻模板与底板铸成一体的夹具体结构虽然有助于提高刚度，但是增加了铸造和加工难度。 5) 此零件适合于采用组合机床（夹具：浮动钻模板），进行加工，以提高生产效率。 4.2结论本设计方案基本达到课程设计的要求，但仍然有许多需要改进之处。 5 体会与展望 5.1体会 1) 对知识的掌握不够准确，操作不够熟练。 2) 作课程设计的正确态度：一是认真 , 二是快。 5.2展望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。 nts辽宁工程技术大学课程设计 20 参考文献 1陈国香，机械制造与模具制造工艺学，情话大学出版社， 2006.5 2李彩霞，机械精度设计与检测技术，上海交通大学出版社， 2006.1 3黄健求，机械制造技术基础，机械工业出版社， 2005.11 4陈宏钧，实用金属切削手册，机械工业出版社， 2005.9 5杨峻峰，机床及夹具，清华大学出版社， 2005.3 6方子良，机械制造技术基础，上海交通大学出版社， 2005.1 7王伯平，互换性与测量技术基础，机械工业出版社， 2004.4 8武良臣，敏捷夹具设计理论及应用，煤炭工业出版社， 2003.9 9孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，冶金工业出版社， 2002.12 10杨叔子，机械加工工艺师手册，机械工业出版社， 2001.8 11秦宝荣，机床夹具设计，中国建材工业出版社， 1998.2 nts辽宁工程技术大学课程设计 I 一、设计题目二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :大批大量生产三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 (参附表 1) 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (4) 夹具装配图 1 张 (5) 夹具体图 1 张 (6) 课程设计说明书 (5000 8000 字 ) 1 份说明书主要包括以下内容（章节）目录摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计指定工序的专用机床夹具设计方案综合评价与结论体会与展望参考文献列出参考文献 (包括书、期刊、报告等， 10 条以上 ) 课程设计说明书一律用 A4 纸、纵向打印 . 四、进度安排 (参考 ) (1) 熟悉零件 ,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案 ,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计 (画夹具装配图及夹具体图 ) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 nts辽宁工程技术大学课程设计 II 五、指导教师评语成绩：指导教师日期成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显；及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够：不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。 nts辽宁工程技术大学课程设计 III 摘要本课程设计是重要的实践教学环节之一。通过对“分度盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备的设计，完成了从毛坯到零件的机械加工工艺过程。本课程设计的主要内容包括：绘制“分度盘”的零件图、毛坯图，编制机械加工工艺过程综合卡片和机械加工工序卡片，以及 6 32mm 孔加工夹具设计。本次课程设计实现了所学理论与生产实践的结合，通过设计使学生具有了制定工艺规程的初步能力，设计专用夹具的初步能力，进一步提高了查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。通过设计全过程，熟悉了工艺计算方法，学会了进行工艺设计的程序和方法，对于培养独立思考和独立工作的能力大有裨益。关键词：分度盘；夹具 nts辽宁工程技术大学课程设计 IV Abstract This course design is an important aspect of the practice of teaching. Thro ugh the sub-set of parts of the machining process planning and process equip ment des ign, completed the rough machining parts to the process. The design of the main courses inc lude: Drawing sub-set of parts of the map, rough map, machining process o

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