一四档变速叉零件的工艺规程及钻Φ3孔夹具设计

课程设计说明书课程设计说明书 一四档变速叉零件的工艺规程及钻 3 孔夹具设计 全套图全套图 纸加扣纸加扣 3346389411 或或 3012250582 2 3 目 录 第 1 章 零件分析.3 1.1 零件的作用.3 1.2 零件的工艺分析.3 1.3 确定零件的生产类型.4 第 2 章 确定毛坯、绘制毛坯简图.5 2.1 确定毛坯的制造形式.5 2.2 绘制拨叉锻造毛坯简图.5 第 3 章 工艺规程设计.6 3.1 基面的选择.6 3.2 制订工艺路线.6 3.3 确定加工余量.7 第 4 章 钻 3 孔夹具设计.18 4.1 概述.18 4.2 方案设计.18 4.3 定位基准的选择.18 4.4 切削力计算.19 4.5 夹紧力的计算.21 4.6 定位误差分析.21 4.7 导向装置设计.22 4.8 确定夹具体结构和总体结构.25 4.9 夹具设计及操作的简要说明.27 总 结.28 致 谢.29 参考文献.30 4 第 1 章 零件分析 1.1 零件的作用 题目所给定的零件是一四档变速叉,它位于变速箱中,主要作用是拨动变速 箱中的齿轮,使汽车达到变速的目的。拨叉是变速箱的换档机构中的一个主要零 件。拨叉头以mm 孔套在变速叉轴上，并用螺钉经螺纹孔与变速叉轴联2212M 结，并用mm 锁紧孔锁紧。拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，3 操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起 在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而 改变车辆行驶速度。 1.2 零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 45 钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适 用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。 该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档、变速的 功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面 在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度 为 4250HRC；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔 mm 的垂直度在长度 40 上要求为 0.10mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的 14 . 0 0 22 位置，改换档位准确，拨叉采用紧固螺钉定位。螺纹孔的尺寸为x1.25-12M 2a。 拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻 表面，这样既减少了加工面积，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度； mm 孔和孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保 14 . 0 0 2212M 证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面拨叉脚两端面、变速叉轴孔 mm，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻 14 . 0 0 22 床、攻丝的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较 高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。 5 由此可见，该零件的工艺性较好。 该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔mm(H7)，在设计工 14 . 0 0 22 艺规程时应重点予以保证。 1.3 确定零件的生产类型 拨叉在汽车上属于常用零件，且拨叉属轻型零件，该拨叉的生产类型为大 量生产。 6 第 2 章 确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢,零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷,因此应选用 锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。因为为大批量生产,且零 件的轮廓尺寸不大,故采用模锻成型。这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也 是应该的。 2.2 绘制拨叉锻造毛坯简图 绘制毛坯图如下 7 第 3 章 工艺规程设计 3.1 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,它对零件的生产是非常重要的。 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 1精基准的选择 叉轴孔mm 的轴线是拨叉脚两端面设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴 14. 0 0 22 向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔mm 的轴线和拨叉头左端面作精基 14 . 0 0 22 准定位加工拨叉脚两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工 表面的垂直度要求。另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，选用 拨叉头左端面作精基准，夹紧力作用在拨叉凸台上，可避免在机械加工中产生 夹紧变形，夹紧稳定可靠。 2粗基准的选择 选择变速叉轴下部mm 的圆弧面和叉爪口内表面作粗基准。采用 R37mm 37R 圆弧面定可以为后续工序准备好精基准。 3.2 制订工艺路线 工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分 加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验 及其他辅助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影响加工的质量和效率，而且影响 到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。制订工艺路线的出发 点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保 证。生产纲领已确定为大批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床以及专用 夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使 生产成本尽量降低。 因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究 的基础上，提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。 经过讨论，工艺过程如下： 8 3.3 确定加工余量 “变速叉”零件材料为 45 钢,生产类型为大批量生产,采用锻锤上合模锻 毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量： (1) 粗铣、半精铣、精铣 B 上表面，D 上表面，22 孔上表面 考虑其加工表面粗糙度要求为，可以先粗铣，半精铣再精铣，根mRa2 . 3 据机械加工工艺手册表 2.3-5，取 Z=1已能满足要求 mm (2) 粗铣、半精铣、精铣 B 下表面 其表面粗糙度要求为，其加工方式可以分为粗铣、半精铣、精铣mRa2 . 3 三步，根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为：Z=1mm (3) 钻、扩、粗铰 22 孔内表面 考虑其表面粗糙度要求为，其加工方式可以分为钻、扩、粗铰，mRa3 . 6 根据机械加工工艺手册表 2.3-5， 钻孔：20mm 扩孔：21.8mm 2Z=1.8mm 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 1铣以上端面为基准，加工下端面 2铣以下端面为基准，加工上端面 3钻以上端面为基准钻扩铰 22 孔 4铣以 22 孔为基准，铣宽 10mm 的 2 侧面 5铣以 22 孔为基准，铣宽 65mm 的内侧面 6铣以 22 孔和端面，及 65mm 叉口内侧面为基准，钻 M12 螺纹孔 7钻以 22 孔和端面，及 65mm 叉口内侧面为基准，钻 3 孔 8钻以 22 孔和端面，及 65mm 叉口内侧面为基准，钻 14 孔 9铣 以 22 孔和端面，及 65mm 叉口内侧面为基准，铣上下端 R75 的 槽 10检验检验 11入库入库 9 铰孔：22mm 2Z=0.2mm (4) 粗铣、半精铣槽两端面 2 . 0 0 65 考虑其表面粗糙度要求为，其加工方式可以分为粗铣、半精铣，mRa3 . 6 根据机械加工工艺手册表 2.3-5，取 Z=1已能满足要求。 mm (5) 钻、扩、攻丝 M12 螺纹孔 其表面粗糙度要求为，其加工方式可以分为钻，扩，攻丝三步，mRa 5 . 12 根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为： 钻孔：11 扩孔：11.85 2Z=0.85mm (6) 粗铣、半精铣小端宽度 3 槽 其表面粗糙度要求为，其加工方式可以分为粗铣、半精铣两步， 12.5Ram 根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为：Z=1 (7) 钻 3 孔 考虑其表面粗糙度要求为，只要求粗加工，一步钻到位。 12.5Ram （4）确定切削用量及工时 工序 1：以上端面为基准，加工下端面 机床：铣床 X51 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数 VCW r418mmD63 6Z 铣削深度： p ammap3 每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取 f a 铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-Zmmaf/18 . 0 V 81，取smV/2 . 1 机床主轴转速：n ， min/97.363 6314 . 3 602 . 110001000 0 r d V n min/370rn 10 实际铣削速度： V sm nd V/22 . 1 601000 3706314 . 3 1000 0 进给量： f VsmmZnaV ff /66 . 6 60/370618 . 0 工作台每分进给量： m fmin/ 6 . 399/66 . 6 mmsmmVf fm ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81, amma60 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76 刀具切入长度： 1 l ) 31 ()(5 . 0 22 1 aDDl mm98.24)31 ()606363(5 . 0 22 取mml25 1 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 1j tmin26 . 0 6 . 399 22576 21 1 m j f lll t 工序 2：以上端面为基准，加工下端面 机床：铣床 X51 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数 VCW r418mmD63 6Z 铣削深度： p ammap3 每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取 f a 铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-Zmmaf/18 . 0 V 81，取smV/2 . 1 机床主轴转速：n ， min/97.363 6314 . 3 602 . 110001000 0 r d V n min/370rn 11 实际铣削速度： V sm nd V/22 . 1 601000 3706314 . 3 1000 0 进给量： f VsmmZnaV ff /66 . 6 60/370618 . 0 工作台每分进给量： m fmin/ 6 . 399/66 . 6 mmsmmVf fm ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81, amma60 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76 刀具切入长度： 1 l ) 31 ()(5 . 0 22 1 aDDl mm98.24)31 ()606363(5 . 0 22 取mml25 1 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 1j tmin26 . 0 6 . 399 22576 21 1 m j f lll t 工序 3：钻、扩、铰22H7 孔 工件材料为 HT200，硬度 200HBS。孔的直径为 22mm，公差为 H7，表面 粗糙度。加工机床为 Z525 立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀1.6 a Rm 具分别为：钻孔19mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔 21.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔22mm 标准高速铰刀。选择各工 序切削用量。 （1）确定钻削用量 1）确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出f ，由于孔深度比，故0.47 0.57/fmm r 表0 /30/221.36l d 0.9 lf k 。查 Z525 立式钻床说明书，取(0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r 表 。0.43/fmm r 根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床 1.75/fmm r 进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表 28-9，允 max 15690FN 许的进给量。 1.8/fmm r 由于所选进给量远小于及，故所选可用。f f ff 12 2）确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，v m P 由插入法得： ，17/minvm 表 4732FN 表 ，51.69TN M 表 1.25 m PkW 表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由参考文献7表 28-3，故0.88 Mv k0.75 lv k 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm 表 0 10001000 11.22/min 162 /min 22 vmm nr dmm 表 查 Z525 机床说明书，取。实际切削速度为：195 /minnr 0 19195 / min 14/ min 10001000 d nmmr vm 由表 28-5，故1.06 MFMT kk 47321.065016()FNN 51.691.0654.8TN mN m 3）校验机床功率 切削功率为 m P /) mMMm PPn n k 表 （ 1.25(195/246) 1.061.05kWkW 机床有效功率 4.50.813.65 EEm PPkWkWP 故选择的钻削用量可用。即 ， 0 22dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm 相应地 ，5016FN54.8TN m1.05 m PkW （2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 根据参考文献7表 28-31，f 。根据 Z525 机床说明书，取f: 表 （0. 70. 8）m m / r0. 7=0. 490. 56m m / r =0.57mm/r。f 2）确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33，取。修vn25/minvm 表 正系数： ，0.88 mv k1.02 p a v k 故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm 表 0 1000/)nvd 表（ 13 1000 11.22/min/(24.7) 286 /min mmmm r 查机床说明书，取。实际切削速度为275 /minnr 3 0 10vd n 3 21.7275 / min 10 21.3/ min mmr m （3）确定铰孔切削用量 1）确定进给量 根据参考文献7表 28-36，按该f1.3 2.6fmm 表 表注 4，进给量取小植。查 Z525 说明书，取。1.6/fmm r 2）确定切削速度 及 由参考文献7表 28-39，取。vn8.2/minvm 表 由 参考文献7表 28-3，得修正系数，0.88 Mv k0.99 p a v k 2524.7 (/0.1251.2) 2 pR p a a 根据 故 8.2/min 0.88 0.997.14/minvmm 表 0 1000/()nvd 表 1000 7.14(/min)/(25) 91.5 /min mmm r 查 Z525 说明书，取，实际铰孔速度100 /minnr 3 0 10vd n 3 25100 /min 107.8/minmmrm （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：， 0 19dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm 扩孔：， 0 21.7dmm0.57/fmm r275 /minnr21.3/minvm 铰孔：， 0 22dmm1.6/fmm r100 /minnr7.8/minvm 机动时间： 1 j t 1 4263 0.25min 0.33 630 j L t fn 工序 4：以 22 孔为基准，铣宽 10mm 的 2 侧面 机床：X51 铣床 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ， 15YT100Dmm 齿数，此为粗齿铣刀。 5Z 0.2/ z fmm r 采用高速钢圆柱铣刀,Z=10,V=20m/min 100 w dmm 14 10001000*20 63.7 /min 100*3.14 s v nr d 6060 0.75min 0.2*65*100 m zww t f n d (2) 精铣 R62mm 孔的两端面 0 1 机床：X51 铣床 刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ， 15YT100Dmm 齿数，此为粗齿铣刀。 5Z 齿 0.06/ z fmm 采用高速钢圆柱铣刀,V=31m/min. 100 w dmm 10z 10001000*31 98 /min 100*3.14 s v nr d 60 1min 58.8 m t 工序 5：以 22 孔为基准，铣宽 65mm 的内侧面 机床：立式铣床 X51 刀具：高速刚圆柱形铣刀 粗齿数 63dmm6Z 铣削深度： w a2 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a 0.06/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取V ，(20 40)/minVm 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加n 0 10001000 30 (101 201) /min 3.14 63 V nr d 工工艺师手册表 11-4，取210 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 63 210 41.5/min 10001000 d n Vm 15 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.08 f a 6Z w n210n 工作台每分进给量： m f0.06 10 210126/min mzw ff znmm 根据机械加工工艺师手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l60lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取，代入公式（2-3）得：60lmm 1 30l mml2 2 机动时间： 1j t 12 2 60302 0.73min 126 j m lll t f 工序 6：以 22 孔和端面，及 65mm 叉口内侧面为基准，钻 M12 螺纹孔 (1)钻 M12 螺纹孔底孔 10 机床：钻床 Z525 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 查得钻头直径小于 10的钻 mm 孔进给量为 0.200.35。 rmm 则取 rmmf30 . 0 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 （3- min 0 mk faT dc v v yx p m z v vv v 20） 查得参数为，刀具耐用度 T=35125 . 0 ,55 . 0 , 0,25 . 0 , 1 . 8myxzc vvvv min 则 =1.6v 55 . 0 0125 . 0 25 . 0 3 . 0535 71 . 8 minm 16 所以 =72n 714 . 3 6 . 11000 minr 选取 min120rn 所以实际切削速度为=2.64 1000 714. 3120 v minm 确定切削时间（一个孔） = t s20 3 . 02 228 (2)攻丝 M12 刀具：钒钢机动丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量fmmp5 . 1rmmf/5 . 1 切削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4.105，取V min/88 . 8 /148 . 0 msmV 机床主轴转速：，取nmin/283 1014 . 3 88 . 8 10001000 0 r d V n min/250rn 丝锥回转转速：取 0 nmin/250rnn 实际切削速度： V sm nd V/13 . 0 601000 0251014 . 3 1000 0 由工序 4 可知： mml30mml5 . 4 1 0 2 l 走刀次数为 1 机动时间： j tmin18 . 0 2505 . 1 5 . 430 2505 . 1 5 . 430 0 2121 fn lll fn lll tj 工序 7：以 22 孔和端面，及 65mm 叉口内侧面为基准，钻 3 孔 刀具：我选择直柄麻花钻：d =3, l= 117, l1 =75 ，刀具材料 W18Cr4V； 机床：Z525 计算切削用量 进给量：根据在金属机械加工工艺人员手册表 14-34 中及机床，选用 f=0.10mm/ r 。 计算切削速度：按照在金属机械加工工艺人员手册表中 14-29 公式计算： 查机械制造技术基础课程设计指南2表 5-134，取0.08 0.16/fmm r 17 ，取，主轴转速：0.1/fmm r50 70/ min c vm60/ min c vm （r/min） 1000100060 2134 3 v n d 根据机床选取 n=1360(r/min) ，所以实际切削速度 （r/min） 3 1360 34.16 10001000 dn V 计算切削工时 ,式中，所以 nf lll t 21 25l3 1 l1 2 l nf lll t 21 =0.22（min） 1.01316 1325 工序 8：以 22 孔和端面，及 65mm 叉口内侧面为基准，钻 14 孔 （1） 切削深度 。7 p amm （2） 进给量和切削速度的确定 选硬质合金钻头直柄麻花钻，钻头参数如下： ，查机械制造技术基础课程设计指南 1 14,142,94dmm Lmm Lmm 2表 5-134， ，取，0.08 0.16/fmm r0.1/fmm r ，取，根据上面数据，计算主轴转速50 70/ min c vm60/ min c vm ，查立式钻床 Z525 主轴转速表，取 60 1000 1737 / min 3.14 14 nr n=1360r/min，计算实际切削速度，。 1360 3.14 14 47/ min 1000 c vm （3） 基本时间的确定，首先查机械制造技术基础课程设计指南2表 2-2 查得钻削机动时间计算公式， ，=（14）， nf lll Tj 21 )21 (cot 2 1 D l 2 l 钻孔深度，所以39lmm 1 3l 2 5l .min34 . 0 1 . 01360 47 21 nf lll Tj 18 工序 9：以 22 孔和端面，及 65mm 叉口内侧面为基准，铣上下端 R75 的槽 机床：铣床 X62 刀具：高速刚锯片铣刀 粗齿数 80dmm20Z 4L 铣削深度： w a3 w amm 每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 30-13，取 f a 0.05/ f amm Z 铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-23，取V ，(20 40)/minVm 取=30, =63 代入公式（2-1）得：V 0 d 机床主轴转速：，根据机械加工工艺n 0 10001000 30 120 /min 3.14 80 V nr d 师手册表 11-5，取118 /minnr 实际铣削速度： V 0 3.14 80 115 28.8/min 10001000 d n Vm 取=，=代入公式（2-2）得： z f0.05 f a 20Z w n118n 工作台每分进给量： m f0.05 20 118118/min mzw ff znmm 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l20lmm 刀具切入长度： 1 l 1 30l 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 取，, 代入公式（2-3）得：20l 1 30l 2 2l 118 m f 机动时间： 1j t 12 1 20302 0.44min 118 j m lll t f 19 20 第 4 章 钻 3 孔夹具设计 4.1 概述 本夹具主要用于工序 7 钻 3 孔夹具设计，本夹具主要用于钻床 Z525 机床上， 在机床对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上 占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件正确位置固定不动，这一任务就是由夹具 来完成。 对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但由 于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往比较费时间，并且操作复杂，生产效率 低。 本零件属于大量生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为了保证工件精度，提高生 产效率，设计专用夹具就显得非常必要。 4.2 方案设计 方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的好、 坏将直接 影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会造成不能满足工件加工要求， 或加工精度 不能达到设计要求，因此必须慎重考虑。 设计方案的拟定必须遵循下列原则： 1、定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。 2、夹具的定位精度能满足工件精度的要求。 3、夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低 4.3 定位基准的选择 我们采用已经加工好的孔及其端面作为定位基准，采用一面二销和端面共 限制 6 个自由度为了保证空间工件定位准确，我们需要限制 6 个自由度，一面 是底面端面，一个孔是 22 孔，一个是挡销，形成一面 2 销进行定位。这样空间 6 个 自由度就限制完了。 21 4.4 切削力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（5-2） 6 . 08 . 0 26HBDfF 钻削力矩 式（5-3） 6 . 0 8 . 09 . 1 10HBfDT 式中 maxmaxmin 11 187187 149174 33 HBHBHBHB 刀具：钻头 3。 则轴向力：见工艺师手册表 28.4 22 F=Cdfk3.1 F 0 F z F y F 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 FFF k=( F 07 . 1 ) 190 200 () 190 3 . 1 F n HB F=420 1.00.8 30.351.072123()N 转矩 T=C dfk T 0 T Z T y T 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8 TTT T=0.206 2.00.8 30.351.0717.34()NM 功率 P= m 0 17.34 16.95 0.726 3030 3 V T KW d 在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=K KKK 12 3 4 式中 K 基本安全系数，1.5; 1 K 加工性质系数，1.1; 2 K刀具钝化系数, 1.1; 3 K 断续切削系数, 1.1 4 则 F =KF=1.5 / )(423921231 . 11 . 11 . 1N 钻削时 T=17.34 N M 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧力 计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 这样能较容易、较稳定地保证加工精度。用夹具装夹工件时，工件相对与刀具 的位置由夹具保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、教稳定地 保证工件的加工精度。能提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。采用夹具后， 工件不需划线找正，装夹方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产 23 率。 4.5 夹紧力的计算 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 可按下式计算有： 6543210 KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 60 KK121 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56 C K 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36 P K 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25 f K 所以有： 1193.08() KCC WKFN 766.37() KPP WKFN 1359.90() Kff WKFN 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： )( 21 0 tgtg QL W z 式中参数由参考文献5可查得： 6.22 2.76 z r 90 1 059 2 2 29 其中： 33()Lmm)(80 NQ 螺旋夹紧力： 0 4748.2()WN 4.6 定位误差分析 该夹具以一个平面和和 2 个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公 差。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。 24 由5和6可得： 1 定位误差： 当短圆柱销以任意边接触时 minD WDd 当短圆柱销以固定边接触时 2 Dd D W 式中为定位孔与定位销间的最小间隙 min 通过分析可得： 0.052 D mm 0.011 d mm min 0mm 因此：当短圆柱销以任意边接触时 0.063 D W mm 2 夹紧误差 ： cos)( minmax yy jj 其中接触变形位移值： mm S N cHBKRk m n Z HBaZRaZy 014 . 0 81 . 9 )( 1 cos0.013 j jy mm 磨损造成的加工误差：通常不超过 Mj mm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取 AD mm01 . 0 误差总和： 0.0960.5 jw mmmm 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 4.7 导向装置设计 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示） 以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的 25 要求。 表 d dD DD1D1H Ht t 基本基本极限极限 偏差偏差 F7F7 基本基本极限极限 偏差偏差 D6D6 01 3+0.010 +0.004 6 11.8 47 1.82.6 58 69- 2.63 +0.016 +0.006 33.3 6 +0.016 +0.0089 3.34 710 45 811 81216 56 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 11101620 0.008 26 68 1215 810 +0.028 +0.0111518 1012 18 +0.023 +0.012 22 122025 1215 2226 1518 +0.034 +0.016 2630 162836 1822 30 +0.028 +0.015 34 2226 3539 2036 HT 200 2630 +0.041 +0.020 4246 3035 48 +0.033 +0.017 52 25 HT20 0 56 3542 5559 4248 11066 0.012 4850 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 305667 0.040 钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。 27 4.8 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 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 28 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