张紧轮支架的钻φ18孔夹具设计及加工工艺装备说明书.doc
张紧轮支架的钻φ18孔夹具设计及加工工艺装备含非标7张CAD图
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张紧轮
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张紧轮支架的钻φ18孔夹具设计及加工工艺装备含非标7张CAD图,张紧轮,支架,18,夹具,设计,加工,工艺,装备,非标,CAD
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II 摘摘 要要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。张紧轮支架加工工艺规程及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。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。IIABSTRCTABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords:Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error II目 录摘 要.1ABSTRCT.21 绪 论.12 张紧轮支架的分析.22.1 张紧轮支架的工艺分析.22.2 生产类型的确定.23 工艺规程设计.43.2 确定定位基准.43.2.1 粗基准的选择.43.2.2 精基准选择的原则.53.3 工序的合理组合.53.4 工序的集中与分散.63.5 加工阶段的划分.63.6 工艺路线的拟订.73.7 加工工艺路线方案的比较.73.8 张紧轮支架的偏差计算.94.确定切削用量及基本工时（机动时间）.105 钻 18 孔夹具设计.175.1 定位基准的选择.175.2 定位元件的设计.175.3 定位误差分析.175.4 钻削力与夹紧力的计算.185.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.195.6 夹紧装置的设计.215.7 夹具设计及操作的简要说明.21参考文献.22致谢.2211绪 论机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。而本次对于张紧轮支架加工工艺及夹具设计的主要任务是：完成张紧轮支架零件加工工艺规程的制定22 张紧轮支架的分析2.1 张紧轮支架的工艺分析张紧轮支架是一个很重要的零件，该张紧轮支架属于支撑零件，结构较复杂。其加工精度，粗糙度已给出其上下两端面精度要求较高，其他表面直接采用铸造就能满足其表面粗糙度要求。其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，张紧轮支架底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。2.2 生产类型的确定 依题目可知，Q=5000 台/年，n-每台产品中该零件的数量，件/台；-备件的百分率，%； -废品的百分率，%。N=Qn（1+）(1+)； n=1，=0.1，=0.1，所以N=6050 台，根据产品的大小，结构复杂程度，生产纲领查表【2】2-1 可知生产类型为中批或大批生产。图 2.1 张紧轮支架零件图2.3 毛坯的选择毛坯的选择 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：3a、型材 b、锻造 c、铸造d、焊接 e、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。按参考文献【2】第五章第一节铸件尺寸公差与机械加工余量 确定，步骤如下。求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，最大直径18mm，长 172mm，高60mm。选择铸件公差等级 【2】表 5-1 铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为 8-12 级，取为 10 级。求铸件尺寸公差 根据加工表面的基本尺寸和铸件公差等级 CT，有表 5-3 查的公差带相对于基本尺寸对称分布。求机械加工余量等级 铸造方法按机器造型、铸件材料为 HT200，得机械加工余量等级 E-G 选择 F 级求 RMA（要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一数值，由表5-4 查最大轮廓尺寸为172mm，机械加工余量等级为F 级，得RAM 数值为2mm求毛坯基本尺寸，内腔加工： 2*13 孔，R=F-2RMA-CT/2=13-2*2-2.2/2=7.9mm， 18 孔，R=F-2RMA-CT/2=18-2*2-2.4/2=11.6mm， 其其他他表表面面为为单单侧侧面面加加工工略略43 工艺规程设计3.1 加工方法的选择加工方法的选择 该零件需要加工的部分主要为： 1. 张紧轮支架顶部平面，精度要求较高为 Ra6.3。关于经济加工精度部分取为 IT8，查表知需粗铣、半精铣 2. 张紧轮底部表面粗糙度要求为 Ra12.5。公差取 IT11，需粗铣 3. 右端面的调紧孔已经直接在毛胚中铸造出来，表面粗糙度要求为 Ra25。公差 IT10，需钻床扩孔即可。 4. 两固定孔无表面粗糙度要求，直接钻孔。 5. 右端面修整。 3.2 确定定位基准3.2.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求： 保证相互位置要求。粗基准的选择应以不加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证张紧轮支架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从张紧轮支架零件图分析可知，主要是选5择加工张紧轮支架底面的装夹定位面为其加工粗基准。3.2.2 精基准选择的原则 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证张紧轮支架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，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。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。3.3 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。6一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1%苏打及8090 c: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。mg2003.4 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 工序集中的特点工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。3.5 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变7形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为粗加工的公差等级为 IT11IT11IT13IT13。粗糙度。粗糙度为为 Ra5-20mRa5-20m。 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为半精加工的公差等级为 IT8IT8IT11IT11。表面粗糙度为。表面粗糙度为 Ra10Ra102.5m2.5m。 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为精加工的加工精度一般为 IT6IT6IT8IT8，表面粗糙度为，表面粗糙度为 Ra5-0.63mRa5-0.63m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。3.6 工艺路线的拟订对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。张紧轮支架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工张紧轮支架底面大头孔上平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。3.7 加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订二个加工工艺路线方案。3.7.1 工艺路线方案一10通过铸造的方式获得毛坯20时效处理30粗铣顶部平面840粗铣底部平面50半精铣顶部平面60粗铣两支脚底面70半精铣两支脚底面80钻 2-13 孔90铣削侧面 18 孔凸台100钻18 孔110钳工去毛刺120检验是否合格 3.7.1 工艺路线方案二10通过铸造的方式获得毛坯20时效处理30粗铣顶部平面40粗铣底部平面50半精铣顶部平面60粗铣两支脚底面70半精铣两支脚底面80铣削侧面 18 孔凸台90钻 2-13 孔100钻18 孔110钳工去毛刺120检验是否合格 因因2-13 孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，端面上放后面加工。工上端面后钻孔，端面上放后面加工。初步拟订加工路线方案一。方案一遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如车上端面，因如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难；工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难； 9通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。10通过铸造的方式获得毛坯20时效处理30粗铣顶部平面40粗铣底部平面50半精铣顶部平面60粗铣两支脚底面70半精铣两支脚底面80钻 2-13 孔90铣削侧面 18 孔凸台100钻18 孔110钳工去毛刺120检验是否合格 3.8 张紧轮支架的偏差计算毛坯余量参考相关标准，端面加工的都留 3mm 的余量，小孔不铸造4 确定加工余量和工序尺寸（单位：确定加工余量和工序尺寸（单位：mm） 1. 顶部平面，查表 5-49 【2】 工序名称基本尺寸工序间余量 公差等级 入体标注毛坯17.5-17.3粗铣16.31IT1116.3半精铣160.3IT8162.底部平面 工序名称基本尺寸工序间余量 公差等级 入体标注毛坯35.8-35.810粗铣350.8IT11353.两支脚底面工序名称基本尺寸工序间余量 公差等级 入体标注毛坯-46.346.3粗铣45.31IT1145.3半精铣450.3IT845 4.右端调紧孔 18，工序名称基本尺寸（被加工面到轴心距）工序间余量 公差等级 入体标注毛坯-17.517.5钻孔180.5IT1318 5.两固定孔 13工序名称基本尺寸工序间余量（被加工面到轴心距） 公差等级入体标注毛坯-钻孔1312IT10 13 注：在铸铁上加工直径小于注：在铸铁上加工直径小于 15mm 的孔时，不用扩孔钻和镗孔的孔时，不用扩孔钻和镗孔中间凹槽符合要求，无需加工中间凹槽符合要求，无需加工 4.确定切削用量及基本工时（机动时间）工序工序 30：粗铣粗铣顶部平面顶部平面机床：立式铣床 X52K【2】表 5-71刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）直柄立铣刀 齿数表 5-99mmD636Z铣削深度：pammap3每齿进给量：表 5-144，取铣削速度：参照参考文献1 机faZmmaf/18. 0V11械制造工艺学课程设计指导书表 5-30，取（72m/s）smV/2 . 1机床主轴转速 ：n， 式（1.1）min/97.3636314. 3602 . 1100010000rdVnmin/370rn 【2】表 5-72，X52K 中 n=375r/min 实际铣削速度:V=1.24m/s 式（1.2）V进给量： 式（1.3）fVsmmZnaVff/66. 660/370618. 0工作台每分进给量： mfmin/6 .399/66. 6mmsmmVffm：【2】5-98,amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度 ：1l 式（1.4）) 31 ()(5 . 0221aDDlmm98.24)31 ()606363(5 . 022取mml251刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 式（1.5）1 jtmin26. 06 .39922576211mjflllt工序工序 40：粗铣底部平面粗铣底部平面机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数mmD636Z铣削深度：pammap3每齿进给量：取faZmmaf/18. 0铣削速度：取VsmV/2 . 1机床主轴转速 ：n， 式（1.1）min/97.3636314. 3602 . 1100010000rdVnmin/370rn 12实际铣削速度： 式（1.2）VsmndV/22. 16010003706314. 310000进给量： 式（1.3）fVsmmZnaVff/66. 660/370618. 0工作台每分进给量： mfmin/6 .399/66. 6mmsmmVffm：amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度 ： 【1】表 5-341l 式（1.4）) 31 ()(5 . 0221aDDlmm98.24)31 ()606363(5 . 022取mml251刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 式（1.5）1 jtmin26. 06 .39922576211mjflllt工序工序 50：半精铣半精铣顶部平面顶部平面机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap5 . 1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fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/15. 0VsmV/5 . 1机床主轴转速 ，由式（1.1）有：n， min/96.4546314. 3605 . 1100010000rdVnmin/460rn 实际铣削速度，由式（1.2）有：VsmndV/52. 16010004606314. 310000进给量，由式（1.3）有：fVsmmZnaVff/9 . 660/460615. 0工作台每分进给量： mfmin/414/9mmsmmVffm13被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度 ：精铣时1lmmDl631刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1。机动时间，由式（1.5）有：2jtmin33. 041426376212mjflllt本工序机动时间min59. 033. 026. 021jjjttt工序工序 60：粗铣粗铣两支脚底面两支脚底面机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数mmD636Z铣削深度：pammap3每齿进给量取faZmmaf/18. 0铣削速度：取VsmV/2 . 1机床主轴转速 ：n， 式（1.1）min/97.3636314. 3602 . 1100010000rdVnmin/370rn 实际铣削速度： 式（1.2）VsmndV/22. 16010003706314. 310000进给量： 式（1.3）fVsmmZnaVff/66. 660/370618. 0工作台每分进给量： mfmin/6 .399/66. 6mmsmmVffm：amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度 ：1l 式（1.4）) 31 ()(5 . 0221aDDlmm98.24)31 ()606363(5 . 022取mml251刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 114机动时间： 式（1.5）1 jtmin26. 06 .39922576211mjflllt工序工序 70：半精铣半精铣两支脚底面两支脚底面机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数mmD636Z铣削深度：pammap5 . 1每齿进给量：取铣削速度：取faZmmaf/15. 0VsmV/5 . 1机床主轴转速 ，由式（1.1）有：n， min/96.4546314. 3605 . 1100010000rdVnmin/460rn 实际铣削速度，由式（1.2）有：VsmndV/52. 16010004606314. 310000进给量，由式（1.3）有：fVsmmZnaVff/9 . 660/460615. 0工作台每分进给量： mfmin/414/9mmsmmVffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度 ：精铣时1lmmDl631刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1。机动时间，由式（1.5）有：2jtmin33. 041426376212mjflllt本工序机动时间min59. 033. 026. 021jjjttt 工序工序 80： 钻钻 2-13 孔孔机床：Z525 刀具：锥柄麻花钻，带导柱直柄平底忽钻（倒角） 。 【2】表 5-90 切削深度：pa6.5pamm进给量：取frmmf/33. 0切削速度：取VsmV/36. 0机床主轴转速，由式（1.1）有：n，取100010000.3660687.9 / min3.14 13vnrdmin/700rn 15实际切削速度，由式（1.2）有：V03.149.5 7000.36/1000100060d nVm s 被切削层长度 ：lmml60刀具切入长度：1l 式（1.8）mmmmctgctgkDlr58 . 42120210)21 (21刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： 式（1.9）2jtmin87. 070033. 03454676718182fnLtj 工序工序 90：铣削侧面：铣削侧面 18 孔凸台孔凸台机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀 齿数mmD636Z铣削深度：pammap5 . 1每齿进给量：取faZmmaf/15. 0铣削速度：取VsmV/5 . 1机床主轴转速 ，由式（1.1）有：n， min/96.4546314. 3605 . 1100010000rdVnmin/460rn 实际铣削速度，由式（1.2）有：VsmndV/52. 16010004606314. 310000进给量，由式（1.3）有：fVsmmZnaVff/9 . 660/460615. 0工作台每分进给量： mfmin/414/9mmsmmVffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度 ：精铣时1lmmDl631刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1。机动时间，由式（1.5）有：2jtmin33. 041426376212mjflllt本工序机动时间min59. 033. 026. 021jjjttt16工序工序 100 钻钻 18 孔孔工件材料为 HT200，硬度 200HBS。孔的直径为 18mm，表面粗糙度 25。加工机床为 Z525 立式钻床，加工刀具为：钻孔15mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃（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，由f0.47 0.57/fmm r表于孔深度比，故。0/30/221.36l d 0.9lfk (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r表查 Z525 立式钻床说明书，取。0.43/fmm r钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力1.75/fmm r（由机床说明书查出） ，根据表 28-9，允许的进给量。max15690FN1.8/fmm r由于所选进给量远小于及，故所选可用。ffff2）确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 得：vmP，17/minvm表4732FN表，51.69TN M表1.25mPkW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。，故0.88Mvk0.75lvk 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/ min162 / min15vmmnrdmm:查 Z525 机床说明书，取。实际切削速度为：195 /minnr015195 / min14/ min10001000d nmmrvm由表 28-5，故1.06MFMTkk47321.065016()FNN51.691.0654.8TN mN m3）校验机床功率 切削功率为mP/)mMMmPPn n k表（1.25(195/246) 1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即，015dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm相应地，5016FN54.8TN m1.05mPkW17 325100 /min 107.8/minmmrm切削用量如下：钻孔：，015dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm5 钻 18 孔夹具设计5.1 定位基准的选择在加工钻 18 孔工序时，2-13 通孔端面已经加工到要求尺寸。因此选用和2-13孔及端面的作为定位基准。选择2-13 通孔孔限制了工件的 2 个自由度，选择底面定位时，限制了 3 个自由度。即一面 2 销定位。工件以一面 2 销定位时，夹具上的定位元件是：一面 2 销。5.2 定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面 2 销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面一销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和固定挡销进行设计根据参考文献11表 2-1-2 固定定位销的结构及主要尺寸如图 4.13 所示。图 4.13 固定定位销5.3 定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具18中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为一面 2 销定位。其定位误差主要为：销与孔的配合 0.05mm，钻模与销的误差 0.02mm，钻套与衬套 0.029mm由公式 e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05622可见这种定位方案是可行的。5.4 钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 6 . 08 . 026HBDfF 钻削力矩 6 . 08 . 09 . 110HBfDT 式中：18Dmm 2321872553125531minmaxmaxHBHBHBHB 115. 0rmmf 0.80.626 180.152321201.7FN 1.90.80.610 180.152323003TN mm本套夹具采用移动压板夹紧，移动压板主要靠移动压板上的螺母来实现夹紧。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：6543210KKKKKKKK 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 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 11
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