开合螺母座工艺规程及铣切开钻孔夹具设计

2016 届毕业设计说明书 开合螺母工艺规程及夹具设计院 、 部： 机械工程学院 学生姓名： 李力 指导教师1： 王致坚 职称 教授 指导教师2： 职称 专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 机设1203班 完成时间： 2016.5.20 摘 要本次毕业设计的课题是开合螺母的工艺规程及夹具设计，是在了解开合螺母的工艺规程的基础上进行设计，并对零件进行专用夹具的设计，这个设计的主要内容有以下几个方面：设计零件加工工艺规程，计算切削余量及加工工时，设计专用夹具和绘制夹具三维装配图等。为了提高效率，保证加工质量，节约成本，减少工时，需要对专用夹具进行设计。夹具方案的设计是一项十分重要的设计过程，方案的是否合理直接就决定了这次的夹具设计的结果是成功还是失败。我们在确定夹具设计的方案的时候应该遵循下面的几个基本原则：确保零件加工质量，尽量简化夹具结构，节省工时，提高加工效率，尽量节约成本。与之前每个学期进行的课程设计不同，毕业设计是我们大学离开学校之前的最后一次也是最难的一次设计，毕业设计内容全面，设计之前所需要了解的资料也比较冗杂，说明书和图纸格式等要求也十分严格，是对我们大学所学习和掌握的知识的水平和实际在设计中的应用能力的一次最终考核。通过这次毕业设计，既对我们的多方面的设计能力进行了锻炼，也养成了我们在做设计的过程中要严谨认真，精益求精的态度。关键词：开合螺母；工艺规程；夹具设计ABSTRACTThis graduation design topic is a half nuts and fixture design process procedures.It is based on the procedure to carry on the design of half nuts,and special fixture design,the design content mainly includes the following aspects:design parts,parts processing process planning design,calculation of cutting allowance and processing time,designing special fixture,etc.In order to improve the labor efficiency,guarantee the machining quality,cost savings,reduces working hours,the need for special fixture design.The design of fixture scheme is a very important design procedure,reasonable plan determines the fixture design is success or failure.Determining design should follow the following principles to ensure machining quality,try to simplify the structure,save time,improve the machining efficiency,cost savings as far as possible.Graduation design is the last time before we graduate design is also one of the hardest times,comprehensive design content,design the information you need to know more,also before format is also very strict,such as for us university to study the level of knowledge and ability to apply an examination.Through the graduation design,has carried on the exercise in our ability to design,also formed the design style of our rigorous seriously.Key words:half nuts;fixture design;process planning目 录1 零件的分析1 1.1 零件的作用1 1.2 零件的工艺分析12 工艺规程设计2 2.1 确定毛坯的制造形式2 2.2 基面的选择2 2.3 制定工艺路线3 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5 2.5 确定切削用量及基本工时63 夹具设计15 3.1 问题的提出15 3.2 夹具设计15 3.2.1定位基准的选择15 3.2.2切削力及夹紧力计算15 3.3 定位误差分析17 3.4 夹具设计及操作的简要说明17 3.5 夹具总图的绘制174 三维设计18 4.1 软件概述18 4.2 钻床夹具体的设计18 4.2.1 建模准备18 4.2.2 创建夹具体左侧板18 4.2.3 创建夹具体右侧燕尾槽滑轨22 4.2.4 完成其它夹具体的创建24 4.2.5 零件的组装25 4.2.6 干涉分析25致谢27参考文献28.1. 零件的分析1.1零件的作用本次毕业设计研究的零件是开合螺母，也被称为对合螺母，在实际的生产过程中，我们难免会经常对工件进行装夹和夹紧，普通螺母在加工过程中的拧紧和卸下都会浪费不少的时间，这样一来就会严重影响到提高工作效率，并且会导致备用的垫套比较多，这样就会产生不必要的占用固定资金的情况，于是就在以普通螺母为基础的条件下发明了开合螺母，开合螺母就是把普通螺母切开成两半，随着开合螺母的发明，使得在加工工件的过程中，装夹工件变得简便，加工效率也得到了大大的提高。开合螺母就是把一个普通螺母切开成两半，然后把两半螺母都固定在走刀箱上，走刀箱上有一条能上下运动的导轨，开合螺母就在导轨上运动，上下开合。两半螺母合上时，就相当于是一个普通螺母，这个螺母紧紧配合丝杆，车床运转时，丝杠就跟着转动，这个时候螺母是不转动的（螺母是固定在走刀箱上面的，只能够沿着导轨上下开合），这样一来也就可以做到带动螺母左右方向运动。然后走刀箱就运动，运动速度就等于主轴每转一个螺距的速度。开合螺母的作用就是带动大拖板，使大拖板可以保持直线反复地运动，通过这样的方式产生纵向的切削力，是用来把丝杠的传动和溜板箱连接在一起。因为溜板箱有光杠和丝杆两套传动输出。加工螺母的时候，走刀用光杠传动，加工螺纹时用丝杠传动。光杠传动和丝杠传动是不能同时存在的，否则会导致传动比不统一，最终破坏传动系统。类比于汽车的话，开合螺母的作用就相当于是汽车上的离合器，由它来控制溜板箱是应该采用光杠传动还是丝杠传动。槽盘的曲线槽是一段在接近槽盘中心部分的时候倾斜角会变得比较小的圆弧，这样的曲线槽的设计，从物理力学的角度分析来看，是为了保证开合螺母在闭合的时候可以做到自锁，此时倾斜角如果比较大的话，开合螺母如果合上的话就会因为螺母上产生的径向力而自动脱开。开合螺母的优点是结构简单，安全可靠，切削力强，快速脱离，便于更换维修，缺点是体积较大，工件的加工工艺较为复杂，一般小型设备不可取。1.2零件的工艺分析 开合螺母座共有三组需要进行加工的表面，第一组是加工燕尾的加工表面，第二组是加工圆筒两侧面的加工表面，第三组是加工孔内侧表面的加工表面，这三组加工表面之间存在着一定的位置关系，现分述如下: 1.加工燕尾凸台的加工表面，底面长度为75.2mm，还有底面的两个对称的12H7的孔，燕尾的两导轨侧面，还有燕尾凸台与圆筒连接处的空刀槽部分。 2.加工圆筒两侧面，右半圆筒的表面平面，从中心线到燕尾凸台顶面的距离为330.05mm,左半圆筒的表面平面，从中心线到左边侧面距离为49mm,圆筒上表面的总长是95mm，下表面的总长度是105mm. 3.加工孔内侧表面，要求孔粗糙度达到1.6就可以达到加工要求了。 由以上的数据我们不难看出，对于这三组加工表面的数据，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另外的二组，并使三组之间的位置精度达到要求。2.工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT15-33灰铸铁,抗拉强度是15，抗弯强度是33，由于灰铸铁本身就具有抗缺口敏感性，良好的减震性,耐优良和稳定性比较好的这些特点,根据灰铸铁的这些性能特点，我们应该选用铸件这种制造形式,这样的制造形式可以使开合螺母在使用的过程中具有良好的耐磨性,高稳定性和良好的减震性，保证零件在工作时安全可靠.零件的年产量为3000件每年,已经达到了中批量生产的水平，而且离心铸造这种制造形式的话，可以不需要用到砂模和制模这一块的设备，同时也减少了铸工车间的占用面积，通过离心制造这样一种制造形式，完全可以做到尽量降低生产成本，并且通过离心铸造这种制造形式制造出来的铸件会具有紧密并且微细的颗粒结构，也就保证了铸件会具有比较好的机械性能。所以我们确定毛坯的制造形式为离心铸造,这从提高劳动生产率、保证生产的加工精度和加强零件的工艺性能多个方面综合考虑，也是应该选择这种制造形式的。2.2 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计过程中的十分重要的一箱工作。基面的选择如果做到了正确并且合理，那么久可以使加工出来的零件的质量得到很好的保证，劳动生产率也会得到提高，保证生产的加工精度的同时也可以节约不需要产生的一些额外成本。不然的话，不但会导致在加工工艺过程中出现许多不该有的问题，更严重的情况还会造成大批零件的报废，使机械加工生产线路无法正常进行，所以选好粗基准让后面的工作会事半功倍。（1） 粗基准的选择。对加工类似于开合螺母这样的零件来说，至关重要的一步就是要选择好加工的粗基准。按照粗基准选择时的一些基本原则，也就是当零件有不需要进行加工的表面的时候，应以这些不需要进行加工的表面作为加工的粗基准；若零件有两个或多个不需要进行加工的表面的时候，那么就应该以与加工表面要求相对位置精度较高的不需要进行加工的表面作为加工粗基准。根据这个粗基准的选取原则，我决定选取燕尾凸台作为加工的粗基准，利用一组不同规格的定位块，左右导轨的侧面各安装一个，分贝在左右两侧限制导轨的侧面作为主要定位面，这样可以消除四个自由度，再用一个削边销夹持在52内孔的内侧面上，这样可以消除另外两个自由度，实现完全定位。（2） 精基准的选择，在选择精基准的时候，主要应该考虑的是基准重合的问题。当设计的基准与工序的基准不重合的时候，我们就应当进行尺寸换算，这一个问题我们在以后的设计过程中会进行单独的计算，所以此处不再重复论述。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，我们摆在第一位考虑的应当是做到保证零件的几何尺寸、尺寸精度及位置精度等达到技术所要求的水平。在之前的设计分析中，我们知道年生产纲领已经确定为中批量生产，所以我们大可以考虑采用万能性机床作为主要的机床，再配以把专用夹具安装在万能型机床上，并尽量地集中加工工序，这样可以提高劳动生产率。在制定工艺路线的过程中，除了要考虑到机床和劳动生产率之外之外，还应当考虑生茶的经济效益，以便尽量减少生产成本。 1.工艺路线方案一： 工序I 铸造毛坯。 工序 毛坯清砂。 工序 正火热处理。 工序 毛坯清砂。 工序 毛坯涂漆。 工序 毛坯划线。 工序 铣削燕尾凸台及空刀槽。 工序 磨削燕尾凸台及空刀槽。 工序 粗精镗，粗精铰52H7圆孔并倒角1.5 x 45。 工序 钻、扩钻、铰两个对称12孔。 工序 粗车、半精车、精车一端面。 工序 粗车、半精车、精车另一端面。 工序 铣开。 工序 去毛刺。 工序 清洗。 工序 终检。工序 入库。2.工艺路线方案二： 工序 铸造毛坯。 工序 毛坯清砂。 工序 正火热处理。 工序 毛坯清砂。 工序 毛坯涂漆。 工序 毛坯划线。 工序 粗车、半精车、精车一端面。 工序 粗精镗，粗精铰52H7圆孔并倒角1.5 x 45。 工序 粗车、半精车、精车另一端面。 工序 铣削燕尾凸台及空刀槽。 工序 磨削燕尾凸台及空刀槽。 工序 钻、扩钻、粗精铰两个对称12孔。 工序 铣开。 工序 去毛刺。 工序 清洗。 工序 终检。工序 入库。3.工艺方案的比较与分析： 经过对上述两个工艺方案的比较与分析，我们可以看出上述两个工艺方案的特点分别在于：方案一是通过先对燕尾凸台及空刀槽进行加工，然后把燕尾凸台作为加工的粗基准来对孔52H7进行加工，然后钻铰两个12孔，最后车两个端面；而方案二是先加工两个端面，再对52H7孔进行加工，然后钻铰两个12孔，最后还对两个端面进行车加工。通过比较和分析两个工艺方案，我们可以看出，先对燕尾凸台及退刀槽进行加工，然后以燕尾凸台作为加工粗基准对孔52H7进行加工的话，这时的位置精度相对而言会比较容易得到保证，并且进行工件的定位和工件的装夹等操作也会比起方案二来说比较方便，先镗内孔，然后再钻孔，这样的加工顺序，定位精度也比较高，加工起来会比较方便，同时也可以提高加工精度，因为后面有几个工序都是钻孔，这样方案一相比于方案二而言就会少了几次装夹工件的次数，这样就提高了加工精度，同时提高了劳动生产率。所以，最后的加工路线确定如下： 工序I 铸造毛坯。 工序 毛坯清砂。 工序 正火热处理。 工序 毛坯清砂。 工序 毛坯涂漆。 工序 毛坯划线。 工序 铣削燕尾凸台及空刀槽，保证槽底长度为75.2mm，槽两边斜度为55。 工序 磨削燕尾凸台及空刀槽，并使表面粗糙度达到要求。 工序 粗精镗，粗精铰52H7圆孔并倒角1.5 x 45，孔内侧表面粗糙度达到要求，粗糙度为1.6。 工序 钻、扩钻、粗精铰两个对称12孔，孔内侧粗糙度达到要求，粗糙度为1.6。 工序 粗车、半精车、精车一端面。 工序 粗车、半精车、精车另一端面，端面要铣正。 工序 铣开，对粗糙度没有要求。 工序 去毛刺。 工序 清洗。 工序 终检。工序 入库。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “开合螺母”的零件材料为HT15-33灰铸铁，抗拉强度是15，抗弯强度是33，毛坯重量为4公斤，由JK67-62可知，灰铸铁铸件的精度等级是2级，为中批量生产零件，采用离心铸造毛坯这样的制造形式。根据已经给出的上述原始资料和自己前面通过分析和查资料设计出来的加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定如下： 1.两个对称12孔 钻至11mm 2Z=11mm扩钻至11.85mm 2Z=0.85mm 铰至12mm 2Z=0.15mm 2.52H7孔 粗镗至47mm 2Z=7mm 第二次粗镗到50mm 2Z=3mm 精镗至51.5mm 2Z=1.5mm 粗铰至51.92mm 2Z=0.42mm 精铰至52mm，表面粗糙度为1.6 2Z=0.08mm 3.一端面 粗车至99mm 2Z=6mm半精车至97.8mm 2Z=1.2mm精车至97mm 2Z=0.8mm4. 另一端面 粗车至96mm 2Z=1mm 半精车至95.5mm 2Z=0.5mm精车至95mm 2Z=0.5mm 确定毛坯的基本尺寸：毛坯的加工余量和基本尺寸都是在零件图的尺寸的基础上进行计算然后加放，毛坯图的基本尺寸就是根据零件图的基本尺寸计算加放得到的，具体尺寸见如下尺寸：包括零件长度105、燕尾凸台长度75.2、中心线距离燕尾凸台顶33、及52H7的孔：105+2.2+CT/4=105+2.2+12/4=110.275.2+2.2+2.2+CT/2=75.2+2.2+2.2+11/2=85.133+2.2+CT/4=33+2.2+9/4=37.4552-3-3-CT/2=52-3-3-12/2=40注：1.孔的精度等级要比铸件的精度等级降一级，孔的机械加工余量等级也要较铸件等级低一级；2.不加工表面不加放余量，也不标注公差。毛坯图如下图一 毛坯图2.5确定切削用量及基本工时工序：铣削燕尾凸台及退刀槽,保证槽底的长度为75.2mm，槽两边斜度为55。1.加工条件工件材料：HT15-33灰铸铁，铸件。加工要求：铣燕尾及空刀槽，保证槽底长度为75.2mm,槽两边斜度为55。机床：X51立式机床。刀具：高速钢立铣刀。2.计算切削用量（1） 粗铣燕尾凸台 v=6m/min（0.1m/s） = =0.8r/s（47.8r/min） 根据机床说明书选取=0.79 r/s （47.5r/min）所以实际切削速度计算得到切削工时：t0=158.3s（2.64min）其中长度l1=8.7mm（2） 精铣燕尾凸台 v=6m/min（0.1m/s） = =0.8r/s（47.8r/min）根据机床说明书选取=0.79 r/s （47.5r/min）所以实际切削速度 计算得到切削工时：t0=153s（2.6min）其中长度l1=6.3mm（3）铣空刀槽 根据机床实际和加工情况，我们一般选择进给量s=0.020.03 我们自己选定进给量s=0.03mm 根据实际v=47m/min（0.78m/s） 代入公式计算得到= =4.14r/s（248r/min） 根据机床说明书我们选取=4 r/s （240r/min） 所以实际切削速度v= =0.75m/s（45m/min）计算得到切削工时：sm=zn=0.03436=4.32其中l1=5.9mm,l2=4mmt0=2.523s（0.04min）（4）粗铣端面 每齿进给量：根据切削用量简明手册表1.4知道=0.10.2mm/r 根据车床说明书（见切削用量简明手册表1.29），我们选择=0.1mm/r 根据实际我们选择v=56m/min（0.92m/s） 代入公式我们计算得到= =3.7r/s（222r/min） 根据机床说明书选取=4.2r/s （252r/min） 所以我们可以算出实际切削速度v= =1.05m/s（63m/min） 计算得到切削工时：sm=z n=0.1183.7=6.66其中l1=37.5mm，l2=2mmt0=185s（3.08min）（5）精铣端面铣刀每转的进给量是0.100.12 根据实际我们选择s0=0.10mm 根据实际我们选定v=56m/min=0.9m/s 代入公式计算得到=3.7r/s（222r/min） 根据机床说明书我们选取 =4.2r/s （252r/min） 所以我们可以算出实际切削速度v= =1.05m/s（63m/min） 计算得到切削工时： sm=z n=0.1183.7=6.66t0=185s（3.08min）其中长度l1=37.5mm，长度l=2mm 工序：磨削燕尾凸台及退刀槽，并使表面粗糙度达到要求，表面粗糙度是1.6，精度等级是7级。1.加工条件工件材料：HT15-33灰铸铁，铸件。加工要求：磨削燕尾凸台及空刀槽，使表面粗糙度达到1.6，精度等级达到7级。机床的选择：卧轴矩台平面磨床M7130。磨轮的选择:根据加工要求我们决定磨轮的材料选定为黑色碳化硅，磨轮粒度为36至46之间，磨轮硬度为ZR1-Z1，结合剂选定为陶瓷结合剂，因为陶瓷结合剂具有高的化学稳性，几乎能在各种冷却介质中工作，弹性变形小，脆性大，可以制成各种各种硬度等级的磨具，具有较好的自锐性。2. 计算切削用量 （1）磨轮端面磨燕尾凸台平面工件运动速度在8m/min到15m/min之间我们可以选取v=12m/min 工作台每一个行程磨削的深度进给量st=0.065mm St与工件材料相关的修正系数为K1=1.05 磨轮端面磨燕尾凸台平面的切削动力N是10.3千瓦 切削动力的修正系数与工件材料有关K2=0.9 （2）磨轮圆周对燕尾凸台平面进行粗磨 工作台每个行程的单行程的进给量是Sb=16.24mm 工作台每个行程的单行程的磨削深度的进给量是St=0.024mm St与工件材料相关的修正系数K1=0.86 切削工时的计算： 公式 其中L是磨削计算长度 矩台用磨轮圆周磨燕尾凸台表面时长度L=l1+20 矩台用磨轮端面磨燕尾凸台表面时长度L=l1+DM+10 l1 是磨削工件表面的长度 DM是磨轮直径 h是加工余量 k是平面磨系数 v是工作台往复运动进给的速度 St是磨削深度的进给量 Z是同时被加工的工件的数目 代入数据进公式计算得T01= =0.35min 代入数据进公式计算得T02= =0.34min 代入数据进公式计算得T03= =0.16min所以最后总切削工时T= T01 + T02+ T03=0.35+0.34+0.16=0.85min工序 粗精镗，粗精铰52H7圆孔并倒角1.5 x 45，孔内侧表面粗糙度达到要求。 1.加工条件 工件材料：HT15-33灰铸铁，铸件。 加工要求：粗精镗，粗精铰52H7圆孔并倒角1.5 x 45，孔内侧表面粗糙度达到1.6。 机床的选择：平面铣床。刀具的选择:查表可知应该选择硬质合金可调节浮动镗刀 B=25，H=122. 计算切削用量 （1）第一次粗镗到47毫米 进给量S取1.6mm/r到2mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=1.6mm/r 根据实际我们选定v=62.6m/min，按机床说明书选择n=400r/min（6.66r/s） 切削工时的计算 Z=（D-d1）/2=（47-40）/2=3.5mm t0=10.34s（0.17min） 其中l1=1.7mm，l2=3.0mm，l=105mm（2）第二次粗镗到50毫米 进给量S取1.6mm/r到2mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=2.0mm/r 根据实际选择v=56.6m/min，按机床说明书选择n=360r/min（6r/s） 切削工时的计算 Z=（D-d1）/2=（50-47）/2=1.5mm t0=9.07s（0.15min）其中l1=0.87mm，l=105mm，l2=3.0mm（3） 精镗到52毫米 进给量S取1.6mm/r到2mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=1.6mm/r 根据实际选择v=62.5m/min，按机床说明书选择n=398r/min（6.63r/s） 切削工时的计算 Z=（D-d1）/2=（51.5-50）/2=0.75mm t0= =10.24s（0.17min）其中l1=0.58mm， l=105mm，l2=3.0mm工序 钻、扩钻、粗精铰两个对称12孔，孔内侧粗糙度达到要求。 1.加工条件 工件材料：HT15-33灰铸铁，铸件。 加工要求： 钻、扩钻、粗精铰两个对称12孔，孔内侧粗糙度达到1.6。 机床的选择：平面铣床。刀具的选择:选择直柄麻花钻头 （1）钻到11.0毫米 进给量S取0.22mm/r到0.28mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=0.24mm/r 根据实际选择v=28m/min，按机床说明书选择n=894r/min（7.95r/s） 切削工时的计算 Z=（D-d1）/2=（52-51.92）/2=0.04mm = =13.6r/s（816r/min） 其中l1=0.05mm， l=105mm，l2=39mm 按机床实际我们选取选取=800r/s （13.3r/min） 所以我们计算出来实际切削速度v = = 0.46m/s 切削工时的计算 t0=7.49s（0.13min） 其中l1=3.4mm，l2=1.5mm，L=20mm（2） 把孔扩钻到11.85毫米 进给量S取0.7mm/r到0.9mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=0.75mm/r 根据加工的实际情况我们选择v=22.2m/min，按机床说明书选择n=472r/min（7.87r/s） 根据机床说明书我们可以选取=460r/min=7.67r/s 所以实际切削速度=0.29m/s 切削工时的计算 =4.11s（0.07min） 其中l1=0.58毫米，l2=1.5毫米， l=20毫米 （3）把孔精铰到直径12毫米 刀具的选择：锥柄机用铰刀，直径D为12mm 查切削用量表可以得到S=1.7 mm/r 根据实际选择v=10m/min，按机床说明书选择n=320r/min（5.3r/s） 切削工时的计算： =5.14s（0.09min） 其中l1=0.05毫米，l2=18毫米， l=20毫米 工序 粗车、半精车、精车一端面。 1.加工条件 工件材料：HT15-33灰铸铁，铸件。 加工要求： 粗车,半精车，精车端面，使粗糙度达到1.6，并倒角。 机床的选择：车床。刀具的选择:车刀。2.计算切削用量（1）粗车到99毫米 进给量S取0.3mm/r到0.5mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=0.35mm/r 根据加工的实际情况我们可以选择v=118m/min 根据公式我们可以计算得出=9.66r/s（579r/min） 按机床说明书我们选取=8.6r/s（516 r/s） 所以根据公式可以计算出实际的切削速度是 =1.76m/s（105m/min） 每一部分长度l1=3毫米，l2=2毫米， l=（105-99）/2=3毫米 总长度L=d/2+ l1+ l2+ l2=32.5+3+2+5=42.5mm 切削工时t0=（L/sn ）i =（42.5/0.48.6）2=24.72s（0.4min）（2）半精镗到97.8毫米 进给量S取0.3mm/r到0.5mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=0.3mm/r 根据实际机床的加工情况我们可以选择v=35m/min 根据公式我们可以计算得出=2.84r/s（171r/min） 按机床说明书上我们选取=2.5r/s（150 r/s） 所以我们根据公式计算出实际的切削速度是 =0.51m/s（30.615m/min） 每一部分长度l=0.6mm，l1=1mm，l2=1mm ，l3=5mm 总长度L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm 切削工时t0=（L/sn ）i =（39.5/0.32.5）1=52.7s（0.88min）（3） 一端精车到97毫米 进给量S取0.3mm/r到0.5mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=0.3mm/r 根据实际机床加工的情况我们可以选择v=35m/min 根据公式我们可以计算得出=2.84r/s（170r/min） 按机床说明书上我们选取=2.5r/s（150 r/s） 所以根据公式我们可以计算得出实际切削速度是 =0.51m/s（30.6m/min） 每一部分长度l=0.4毫米，l1=1毫米，l2=1毫米 ，l3=5毫米 总长度L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm切削工时t0=（L/sn ）i =（39.5/0.32.5）1=52.6s（0.87min）（4） 倒角1.545 进给量S取0.15mm/r到0.3mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=0.2mm/r 根据实际机床加工的情况我们可以选择v=20m/min 根据公式我们可以计算得出 =2.02r/s（121r/min） 按机床实际我们可以选取=120r/min（2 r/s） 机动工时tm=（l+ l1）/nw s=（0.75+0.4）/（20.2）=2.875min（172.5s） 其中l=0.75毫米，l1=0.4毫米 工序 铣开 1.加工条件 工件材料：HT15-33灰铸铁，铸件。 加工要求： 将整个螺母从中心线铣开，变成两半螺母。 机床的选择：卧式铣床。刀具的选择:锯片铣刀，铣刀直径为175毫米，齿数为8至38。2.计算切削用量 进给量S取0.03mm/r到0.04mm/r之间，我们在这里根据实际选取S=0.03mm/r 根据实际机床加工的情况我们可以选择v=34m/min 根据公式我们可以计算出=2.412r/s（144r/min） 所以根据公式我们计算得出的实际切削速度是 =0.59m/s（35m/min） l1=6毫米 ，l2=4毫米 Sm= SZn=0.03402.5=3mm切削工时=49.3s（0.82min）3. 夹具设计为了提高劳动生产效率，保证加工质量，节约生产成本，减少生产工时，我们有必要进行专用夹具的设计。经过和指导老师的讨论以及协商，决定设计第道工序，就是钻、扩钻、粗精铰两个对称12孔的钻床夹具。本夹具将安装在工件台上，采用偏心轮夹紧。刀具为两把直柄麻花钻，同时对两个孔进行加工。3.1问题的提出本夹具主要用来钻两个直径为12的孔，这两个孔钻，扩，铰之后要求达到的粗糙度是1.6，精度等级为微级，加工两个直径为12的孔之前，其他的定位基准面都已经加工完成，所以位置精度应该不存在问题，所以在这道工序加工的过程中，我们主要应该考虑的问题是是如何提高生产效率，保证加工质量和节约生产成本。3.2夹具设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知，两个直径为12的孔应对直径为52的内孔中心线有平行度及对称度的要求，其设计基准为直径52的内孔中心线和开和螺母座底面。为了提高劳动效率，节约工时，现决定采用两把关于内孔中心线对称的直柄麻花钻对两个孔进行钻，扩，粗精铰加工。同时，为了缩短辅助加工工艺过程的时间，准备采用偏心轮夹紧。3.2.2切削力及夹紧力计算 刀具：直柄麻花钻，钻头直径为11毫米。 计算扭矩扭矩M=CMdoXM fYmm KM 10-3 =225.631120.250.810-3=6.79Nm 轴向力F=CF.dOXF.fyF.KF 其中CF=590，yF=0.8，xF=1， 所以把各个数据代入公式中计算得出F=590110.25 0.81.0=1622.5N 当铸件硬度在15到33之间时，查切削手册中休正系数K料M=K料F=（）0.6=0.9 所以得出实际切削扭矩及轴向力F为：M=6.79x0.9=6.111（Nm），F=1622.50.9=1460.25（N） 切削功率为：PM=2Mn10 -3=23.146.11113.610 -3=0.522（KW） 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数K=K1K2K3K4 其中：K1是基本安全系数1.5 K2是加工性质系数1.1 K3是刀具钝化系数1.1 K4是断续切削系数1.1 所以F=1460.251.51.11.11.1=2915.39N 偏心夹紧时，夹紧力公式为： N= N：偏心夹紧时的夹紧力大小（单位为N）； Q：作用在手柄上的作用力大小（单位为N）； L：手柄上的力臂长（单位为mm）； u：摩擦因数； R：偏心轮半径（单位为mm）； E：偏心量（单位为mm）； r：转轴半径 ：偏心轮的几何中心与转动中心联线和几何中心与夹紧点联线间的夹角（ 单位为）； ； 查表可知s1=0.3毫米，s2=0.1毫米 ，s3=0.1毫米，s4=0.2毫米。所以代入数据计算得s=0.3+0.1+0.1+0.2=0.7mm； 偏心轮工作段为至之间，也就是150到180之间。 偏心量： 偏心轮直径D（1420）e=19.6mm28mm 转轴直径：d0.25，D=0.2525=6.25mm，所以带入以上原有数据和经计算得出的数据算出偏心夹紧力为：N=10070x0.43=3010N夹具可安全工作。3.3定位误差分析定位元件尺寸及公差的确定，夹具的主要定位元件为一根定位销，该定位销的尺寸与公差现规定为与本零件在工作时与其相配套的定位销的尺寸和公差相同。计算两个直径为12的孔加工后与直径52内孔的最大平行度误差为0.12，当定位销的长度取120mm时，则由上述间隙引起的最大倾角为0.12/120。这就是因为定位问题所引起的直径为12的孔的中心线与直径52内孔的中心线的最大平行度误差。由于两端面还要进行加工，所以这个平行度误差是允许存在的。3.4夹具设计及操作的简要说明就像在夹具设计问题的提出就提及的，在设计专用夹具时，我们应该注意要提高效率，节约工时和节省成本。为此，应该首先优先选择机动夹紧，而不选择采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产效率的重要途径。本道工序的钻床夹具就采用了偏心夹紧方式，因为本道工序需要的切削力并不大。夹具上装有两个定位块，可以使夹具在加工一批零件之前完成很好的定位和对刀工作，同时，夹具体上的一根定位销，通过插入开合螺母直径为52的内孔，可以使定位更加牢固准确。3.5夹具总图的绘制夹具总图绘制的基本原则如下：1.夹具总图应该遵循最新的国家机械制图标准进行绘制，图形大小比例最好选取一比一的比例，但是为了出图，能使打印出来的图纸能有很好的直观性，如果整个工件尺寸过大的时候，就可以选用一比二等比例将图纸进行缩小再进行打印，如果整个工件尺寸过小时，则可以选用二比一的比例将图纸放大再进行打印。2.夹具总图中要做到以最少的视图数量来最具直观性地清楚表达夹具的工作原理和加工工件的结果，同样也需要表示出各个元件或者各个装置之间的相互位置关系。3.绘制夹具总图的顺序：先用点画线绘制出工件的外轮廓，外形和定位基准，然后用网状线显示出需要被切除的加工余量，再把工件轮廓看成是透明的，然后按照工件的形状以及位置按顺序画好定位装置，导向装置，夹紧装置及其他元件或者是装置的具体外部轮廓和内部结构，最好绘制夹具体，完成一幅完整的夹具总图的绘制。4.夹具总图上标注出零件的编号，然后按照国家标准规定填好标题栏和明细表。5.按要求编写夹具技术要求。钻床夹具的装配图分别见附图2和附图3。4. 三维设计4.1软件概述本次毕业设计需要绘制夹具装配三维图，我采用的软件是用SolidWorks2013来绘制三维图。该软件是达索系统下的一个子公司研发出来的，该公司专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。我所采用的2013版本，包含许多增强和改进功能：具有更强大的设计能力，可以更加快速地建立三维模型，并验证复杂体，控制功能也更强；更有效的协作，新版本扩大了设计和产品开发的协作范围，包括版本互操作性、制造成本估算和技术交流；提高了性能和效率，充分利用强大的处理能力来创建和仿真模拟，并监控软件的功能和性能。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，这个软件是设计过程比较简便而方便的软件之一。4.2钻床夹具体的设计4.2.1建模准备启动SolidWorks2013，单击工具栏中的新建按钮，这时会弹出一个新建对话框，在类型选择组中选择零件，子类型选择组中选择为实体，在名称文本框中输入钻孔夹具，单击确定按钮，就会弹出一个新文件选项框，再次单击确定按钮，然后进入绘图界面。4.2.2创建夹具体左侧板单击工具栏中的拉伸按钮，打开拉伸的操控面板，然后依次单击放置定义命令，这时会弹出草绘对话框，选择Left基准面作为草绘平面，接受默认参照方向进入草绘模式，长度为142毫米，宽度为137毫米，在草绘界面上画出如图二所示的长方形。图二 左侧板平面单击确定按钮，就完成了草绘特征的创建。在拉伸操控面板中分别选择实体拉伸按钮，拉伸对象为凸台拉伸1，方向选择从草图基准面F拉伸，给定深度的滑块放置在最左边，D1设置为20毫米，选项框如如图三所示。 图三 设定左侧板深度 拉伸凸台深度20毫米完成后，单击确定，会生成一个长为142毫米，宽为137毫米，高为20毫米的长方体，然后单击孔规格选项，进入到孔规格的控制界面，在控制界面中，孔类型一项选择第二排第一个，也就是螺纹孔，孔规格选择为M10，将螺纹线的给定深度改为10毫米，其它的保持默认。选项框和生成的图形如图四所示。图四 绘制螺纹孔完成两个螺纹孔的生成之后，依旧停在孔规格的操控界面，在孔类型里选择第一排第三个，类型为暗销孔，在孔规格大小那一个数据栏里选择直径为6毫米。在终止条件一栏内，给定深度为20毫米。绘制出来的图形如图五所示。图五 绘制暗销孔暗销孔和螺纹孔都生成完成后，就可以选择退出孔规格控制界面，点击进入切除界面，选择从草图基准面，完全贯穿的滑块停在最左边，在长方体上绘制一个直径为28mm的圆