阀体的加工工艺及夹具设计【钻φ26孔、铣宽11mm槽含9张CAD图】

摘要本设计是基于阀体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。阀体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，本设计遵循先面后孔的原则。适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。机械加工工艺是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保障。然而夹具又是制造系统的重要部分，工艺对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。关键词阀体类零件；工艺；夹具；ABSTRACTTHEDESIGNOFSPECIALFIXTUREFORBODYPARTSPROCESSINGTECHNOLOGYANDPROCESSDESIGNBASEDONTHEMAINPROCESSINGSURFACEOFBODYPARTSISTHEPLANEANDASERIESOFHOLEINGENERAL,TOENSURETHEPROCESSINGACCURACYOFPLANETHANTOGUARANTEETHEMACHININGACCURACYOFTHESERIESOFHOLETHEREFORE,THEDESIGNFOLLOWSTHEPRINCIPLEOFTHESURFACEAFTERTHEFIRSTHOLESUITABLEFORMASSPRODUCTIONLINE,PROCESSING,CANMEETTHEDESIGNREQUIREMENTSTHEMACHININGPROCESSISTHEENTERPRISEONTHEVARIETY,QUALITY,LEVEL,ACCELERATINGTHEUPDATEOFPRODUCTS,IMPROVETHEECONOMICBENEFITSOFTHETECHNOLOGYGUARANTEEHOWEVERFIXTUREISANIMPORTANTPARTOFTHEMANUFACTURINGSYSTEM,PROCESSREQUIREMENTSOFTHEFIXTUREWILLINCREASE,SPECIALFIXTURE,FIXTURE,FIXTUREANDCLAMPARETOWARDFLEXIBILITY,AUTOMATION,STANDARDIZATION,UNIVERSALANDEFFICIENTDIRECTIONTOMEETTHENEEDSOFPROCESSINGSOITISOFGREATSIGNIFICANCETOTHEPROCESSINGTECHNOLOGYANDFIXTUREDESIGNOFMACHINERYKEYWORDSBODYPARTSTECHNOLOGYFIXTURE0目录摘要IIABSTRACTI第1章绪论211夹具简介212本次设计的内容313机床夹具的功能3第2章加工工艺规程设计521零件的分析5211零件的作用5212零件的工艺分析522阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施6221孔和平面的加工顺序6222孔系加工方案选择623阀体加工定位基准的选择6231粗基准的选择6232精基准的选择724阀体加工主要工序安排725机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定926确定切削用量及基本工时（机动时间）31027时间定额计算及生产安排17第3章铣宽度为11MM槽夹具设计2031设计要求2032夹具设计20321定位基准的选择20322切削力及夹紧力的计算2033定位误差的分析2134定向键与对刀装置设计2135夹具设计及操作的简要说明23第4章钻孔夹具设计2441夹具的夹紧装置和定位装置2442夹具的导向2543钻孔与工件之间的切屑间隙2544钻模板2645定位误差的分析2646钻套、衬套、钻模板设计与选用2847确定夹具体结构和总体结构2948夹具设计及操作的简要说明31总结31参考文献32致谢332第1章绪论11夹具简介随着科学技术的发展，各料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向高质量、高生产率和低成本方向发展。电火花、电解、超声波、种新材激光、电子束和离子束加工等工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的出现，提高了更新频繁的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，大大推进了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。目前，数控机床的工艺功能已由加工循环控制、加工中心，发展到适应控制。加工循环控制虽可以实现每个加工工序的自动化，但不同的工序中刀具的更换及工件的重新装夹，仍须人工来完成。加工中心是一种高度自动化的多工序机床，能自动完成刀具的更换，工件的转位和定位，主轴和进给量的变换等，使工件在机床上只安装一次就能完成全部加工。因此，他可以显著缩短辅助时间，提高生产率，改善劳动条件，适应控制数控机床是一种具有“随机应变”功能的机床，他能在加工中，根据切削条件的变化，自动调整切削条件，是机床保持最佳状态下进行加工，因而有效提高加工效率，扩大品种，更好的保证了加工质量，并达到最大的经济效率。近年发展起来的以计算机为行动中心，完成加工、装卸、运输、管理的柔性制造系统，具有监视、诊断、修复、自动转位加工产品的功能，使多品种、中小批量生产实现了加工自动化，大大促进了自动化的进程，尤其是将计算机辅助设计与制造结合起来而形成的计算机集成制造系统，是加工自动化向智能化方向发展的又一关键性技术，并进一步朝着网络化、集成化和智能化的方向发展。夹具的发展趋势工艺装备的设计、制造、使用和管理，体现着一个企业的工艺技术水平，夹具设计与制造又是制造环境中的生产准备周期时间和加工成本的重要因素，工装设计水平的高低，很大程度上反映出企业制造能力的高低。夹具设计与制造是机电产品设计与制造的一项重要步骤，传统的夹具设计制造时需大量的工时消耗和金属材料的消耗。目前，基于特征参数化技术已在机电产品设计与制造的各个阶段得到广泛的应用，夹具设计也必须向标准化、系统化、参数化方向发展。而且，为了适应我国加入WTO后机电产品的创新能力和尽快机电产品设计制造的全程仿真，快速组合夹具的发展正是适应了这种要求。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。12本次设计的内容本设计主要是针对阀体工艺及钻孔夹具的设计。夹具设计是组合机床设计中的重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。在设计中，设计的主要思路是用工件以已加工端面为定位基准，夹具体的凸台和大端面孔为定位面，工件以气动夹紧，这样设计主要是为了解决了手动夹紧时夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点；气动夹紧采用空气作为动力源，资源丰富并且干净、清洁，对周围环境没有污染；不足是噪音比较大。具体的设计思路是首先确定工件的已加工端面定位方式，通过夹具体的凸台、内孔，再用气动装置将其夹紧，这样阀体的六个自由度全部限制，实现了零件的定位夹紧，然后确定零件的夹紧方式。在本次设计中采用的是手动夹紧方式；然后进行误差分析、夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计。13机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。第2章加工工艺规程设计21零件的分析211零件的作用题目给出的零件是阀体。阀体的主要作用是支一般安装在水泵水下吸管的底端，限制水泵管内液体返回水源,起着只进不出的功能。阀盖上有很多个进水口和加强筋,起到了不易堵塞，主要应用在抽水的管路上。水道和支承的作用口径有单瓣、双瓣、多瓣型，有法兰连接和螺纹连接。其他名称内螺纹升降式底阀井底阀、吸水阀、滤水阀、莲蓬头；升降式底阀法兰井底阀；旋启式底阀法兰旋启式井底阀。图2阀体零件图212零件的工艺分析由阀体零件图可知。阀体是一个壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。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）以阀体底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括阀体底面的铣削加工（2）以20凸台端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括20凸台端面的铣削加工（3）以上端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括上端面的铣削加工（3）以40下部端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括40下部端面铣削加工（4）以26孔支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括前后端面；螺孔的孔。22阀体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。该阀体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，对于阀体来说，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。221孔和平面的加工顺序阀体类零件的加工应遵循先面后孔的原则即先加工阀体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。阀体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。阀体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。222孔系加工方案选择阀体孔系加工方案，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。根据阀体零件图所示的阀体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。23阀体加工定位基准的选择231粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入阀体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。即以阀体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。232精基准的选择从保证阀体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证阀体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从阀体零件图分析可知，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，虽然它是阀体的装配基准，但因为它与阀体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。24阀体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。阀体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阀体加工完成为止，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。根据以上分析过程，现将阀体加工工艺路线确定如下工艺路线一铸造铸造时效时效处理铣铣阀体底面宽度为70MM铣铣削20凸台端面铣铣削上端面铣铣削40下部端面7钻扩铰钻扩铰26孔8钻孔攻丝钻M166H螺纹底孔，并攻丝钻孔攻丝钻M126H螺纹底孔，并攻丝10钻孔钻孔28孔11钻孔攻丝钻M46H螺纹底孔，并攻丝12铣铣宽度为11MM的开口槽13钳去毛刺14终检终检15入库清洗入库工艺路线二铸造铸造时效时效处理3钻扩铰钻扩铰26孔4铣铣阀体底面宽度为70MM5铣铣削20凸台端面6铣铣削上端面7铣铣削40下部端面8钻孔攻丝钻M166H螺纹底孔，并攻丝钻孔攻丝钻M126H螺纹底孔，并攻丝10钻孔钻孔28孔11钻孔攻丝钻M46H螺纹底孔，并攻丝12铣铣宽度为11MM的开口槽13钳去毛刺14终检终检15入库清洗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手段之后，就会发现仍有问题，方案二把的钻孔工序调整到前面了，这样无法保证孔与面的垂直关系工序。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铸造铸造时效时效处理铣铣阀体底面宽度为70MM铣铣削20凸台端面铣铣削上端面铣铣削40下部端面7钻扩铰钻扩铰26孔8钻孔攻丝钻M166H螺纹底孔，并攻丝钻孔攻丝钻M126H螺纹底孔，并攻丝10钻孔钻孔28孔11钻孔攻丝钻M46H螺纹底孔，并攻丝12铣铣宽度为11MM的开口槽13钳去毛刺14终检终检15入库清洗入库25机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“阀体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）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3223。其余量值规定为，现取。表3227粗铣平面时厚度偏差取。M437203M280精铣参照机械加工工艺手册表2359，其余量值规定为。51（3）螺孔126MH毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2371，现确定其工序尺寸及加工余量为钻孔10M攻丝26（4）前后端面加工余量。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3223，其加工余量规定为，现取。M537203半精铣参照机械加工工艺手册第1卷，其加工余量值取为。M52精铣参照机械加工工艺手册，其加工余量取为。0铸件毛坯的基本尺寸为，根据机械加工工艺手M375206册表2311，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表239可得铸件尺寸公差为。M61（5）前后端面上16螺孔，毛坯为实心，不冲孔。参照机械加HM610工工艺手册表2371，现确定螺孔加工余量为螺孔6H14钻孔M91攻丝64根据工序要求，前后端面支承孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下（8）侧面螺孔加工余量毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2371,现确定螺孔加工余量为钻孔32M攻丝46MH26确定切削用量及基本工时（机动时间）3工序3铣阀体底面宽度为70MM机床立式铣床X52K刀具硬质合金端铣刀（面铣刀）齿数10MDW4014Z（1）粗铣铣削深度PAM3每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FZMAF/250铣削速度参照机械加工工艺手册表2481，取VSV/4机床主轴转速，取NIN/19403610RDVINR实际铣削速度SMN/20进给量FVSMZNAFF/6710/21450工作台每分进给量MIN2SVF根据机械加工工艺手册表2481,AA4被切削层长度由毛坯尺寸可知LL31刀具切入长度1MD2502刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间1JTIN502743121MJFL（2）精铣铣削深度PA5每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FZMAF/150铣削速度参照机械加工工艺手册表2481，取VSV/6机床主轴转速，取NIN/28401360RDVIN3R实际铣削速度SMN/0进给量FVZAFF56/5工作台每分进给量MIN/301SVF被切削层长度由毛坯尺寸可知LL4刀具切入长度精铣时1MDL01刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间2JTMIN1863024121MJFL本工序机动时间I785021JJJT工序3粗铣前后端面机床组合铣床刀具硬质合金端铣刀（面铣刀）齿数MDW4014Z铣削深度PAM3每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FMAF/250铣削速度参照机械加工工艺手册表2481，取VSV/4机床主轴转速，取NIN/19403610RDVINR实际铣削速度SMN/20进给量FVZAFF671/125工作台每分进给量MIN/20SVF根据机械加工工艺手册表2481,AA4被切削层长度由毛坯尺寸可知LML329刀具切入长度1LMD231502刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间JTIN5302743921MJFL工序4铣削20凸台端面机床X52K刀具硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径，齿数MDW32012Z铣削深度PA每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FZMAF/250铣削速度参照机械加工工艺手册表2481，取VSV/3机床主轴转速，取NIN/1793204610RDVIN1R实际铣削速度VSMND/512601340进给量FVSZNAFF/57/125工作台每分进给量MIN4SMF根据机械加工工艺手册表2481,AA192被切削层长度由毛坯尺寸可知LL0刀具切入长度1LMD3452刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间1JTIN390452121MJFL工序5铣削上端面机床X52K刀具硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径，齿数MDW32012Z铣削深度PA每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FZMAF/250铣削速度参照机械加工工艺手册表2481，取VSV/3机床主轴转速，取NIN/1793204610RDVIN1R实际铣削速度SMN/520进给量FVSZNAFF/576/1250工作台每分进给量MIN40SMVF根据机械加工工艺手册表2481,AA192被切削层长度由毛坯尺寸可知LL刀具切入长度1LMD34502刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间1JTMIN390452121MJFL工序6铣削40下部端面机床X52K刀具硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径，齿数MDW32012Z铣削深度PA每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FZMAF/250铣削速度参照机械加工工艺手册表2481，取VSV/3机床主轴转速，取NIN/1793204610RDVIN1R实际铣削速度SMN/520进给量FVSZNAFF/576/1250工作台每分进给量MIN40SMVF根据机械加工工艺手册表2481,AA192被切削层长度由毛坯尺寸可知LL刀具切入长度1LMD34502刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间1JTIN390452121MJFL工序7钻扩铰26孔钻定位孔切削深度PA13进给量根据机械加工工艺手册表2439，取FRMF/250切削速度参照机械加工工艺手册表2441，取VSV4机床主轴转速，取N01456078/IN312VRDIN/R实际切削速度V031426509/DNMS被切削层长度LM2刀具切入长度1CTGCTGKDR251021刀具切出长度2L0走刀次数为1机动时间JTMIN20521FNLJ工序8钻M166H螺纹底孔，并攻丝机床钻床Z525刀具麻花钻切削深度PA7M进给量根据机械加工工艺手册表2439，取FRMF/250切削速度参照机械加工工艺手册表2441，取VSV43机床主轴转速，取N01436097/IN1VRDIN/8R实际切削速度8/NS被切削层长度LM3刀具切入长度1MCTGCTGKDR542105212刀具切出长度2L0走刀次数为1机动时间JTIN170825431FNLJ工序10钻M126H螺纹底孔，并攻丝机床组合攻丝机刀具钒钢机动丝锥进给量由于其螺距,因此进给量FMP51RMF/51切削速度参照机械加工工艺手册表24105，取VMIN/8/140S机床主轴转速，取MIN/283104310RDVIN/250R丝锥回转转速取0IN/25RN实际切削速度S/360150被切削层长度LM1刀具切入长度MF43刀具切出长度（盲孔）2L0机动时间1JTMIN1025140502121FNLFLJ工序10钻孔28孔机床台式钻床Z525刀具根据参照参考文献3表439，选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度PA325M根据参考文献3表查得进给量,切削速度402/FMR。SMV/360机床主轴转速N，10036147/IN45VRD按照参考文献3表3131，取。N实际切削速度V0/106DMS切削工时被切削层长度L3M刀具切入长度1120242RCTGKCTG刀具切出长度取。2L4ML3加工基本时间JT1241IN06JLLFN工序11钻M46H螺纹底孔，并攻丝机床组合攻丝机刀具钒钢机动丝锥进给量由于其螺距,因此进给量FMP51RMF/51切削速度参照机械加工工艺手册表24105，取VIN/8/140SM机床主轴转速，取IN/28310430RDVIN/250R丝锥回转转速取0MIN/25RN实际切削速度SM/360150由工序4可知L3L42L走刀次数为1机动时间JTIN18051430502121FNLFLJ工序12铣宽度为11MM的开口槽机床双立轴圆工作台铣床KX52刀具错齿三面刃铣刀粗铣11槽切削深度PAM根据参考文献3表查得进给量,根据参考文献1247606/FAMZ表查得切削速度。302/INV机床主轴转速N，1021/IN340RD按照参考文献3表3174，取75实际切削速度V0/16NMS进给量FV08/13FFAZ工作台每分进给量M58/INFVS走刀次数为1机动时间JT1206310MI8JMLF27时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该的年产量为大批量。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于114MIN。参照机械加工工艺手册表252，机械加工单件（生产类型中批以上）时间定额的计算公式为（大量生产时）NTKTTZFJD/10/NTZ因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为TTFJD其中单件时间定额基本时间（机动时间）JT辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动FT作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间K布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序1粗、精铣端面机动时间JTMIN731J辅助时间参照机械加工工艺手册表2543，取工步辅助时间为F。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。MIN150MIN10则IN2501FTK根据机械加工工艺手册表2548，13K单间时间定额DTIN14I2250731KTFJ因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，MIN4I1242DT即能满足生产要求工序2钻孔、铰定位孔机动时间JTIN30J辅助时间参照机械加工工艺手册表2541，取工步辅助时间为F。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。MIN40MIN10则IN5401FTK根据机械加工工艺手册表2543，142K单间时间定额DTMIN14I98054031KTFJD因此布置一台机床即能满足生产要求。工序3粗铣侧面机动时间JTMIN460J辅助时间参照机械加工工艺手册表2545，取工步辅助时间为F。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。MIN410MIN10则IN510FTK根据机械加工工艺手册表2548，13K单间时间定额DTIN14I050461KTFJ因此布置一台机床即能满足生产要求。工序4钻侧面孔机动时间JTMIN170J辅助时间参照机械加工工艺手册表2541，取工步辅助时间为F。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。MIN40MIN10则IN5401FTK根据机械加工工艺手册表2543，142K单间时间定额DTIN14I8054017KTFJD因此布置一台机床即能满足生产要求。第3章铣宽度为11MM槽夹具设计31设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为宽度为11MM槽的专用夹具，本夹具将用于X52K铣床。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。32夹具设计321定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。322切削力及夹紧力的计算刀具铣刀D10立铣刀。则轴向力见工艺师手册表284FCDFK31F0ZFY式中C420，Z10,Y08,F035FFK07192103NHBF42010835723N转矩TCDFKT0ZTY式中C0206,Z20,Y08TTT02062081351734NM功率PMKWDV26090在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数KKKKK1234式中K基本安全系数，15K加工性质系数，112K刀具钝化系数,113K断续切削系数,114则FKF15/423911N钻削时T1734NM切向方向所受力F1LT2670534取FF4416F1NFFF1所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。33定位误差的分析制造误差ZZ（1）中心线对定位件中心线位置精度取M0532M042（2）内外圆同轴度误差（查表P297）故，83MDW1420605804125222225422则0140知此方案可行。34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GB220780定向键结构如图所示O图51夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度A18MM定向键的结构尺寸如表54表54定向键夹具体槽形尺寸B2B公称尺寸允差D允差4LHHD1公称尺寸允差D2H18001200352512412451800195塞尺选用平塞尺，其结构如图53所示标记四周倒圆图53平塞尺塞尺尺寸参数如表55表55塞尺公称尺寸H允差DC3000602535夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。第4章钻孔夹具设计41夹具的夹紧装置和定位装置在本次夹具设计中，设计钻扩铰26孔的夹具，在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。42夹具的导向在钻床上加工孔时，大都采用导向元件或导向装置，用以引导刀具进入正确的加工位置，并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的刚性，从而保证零件上孔的精度，在钻床上加工的过程中，导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等，因此，导向装置如同定位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。导向元件包括刀杆的导向部分和导向套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套。钻套按其结构可分为固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻套。如图42。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图42钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/H6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20MN2。淬火HRC60。我选择的钻套125F722K635GB22641980。相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间套上两个固定衬套。选取的标准件代号为1218GB22631980。材料仍选取T10A，淬火HRC60。公差采用H7/P6的配合。43钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点1、固定钻套钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用H7/N6配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以F7/M6或F7/K6配合装入衬套中。3、快换钻套当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔，如图43。图43切屑间隙C0312D。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。44钻模板在导向装置中，导套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。445定位误差的分析定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案，只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3，即可认为该定方案符合加工精度的要求。在用夹具装夹工件时，当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时，工件的位置即由定位元件确定下来。而对一批工件来说，因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差，且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公差，因此，虽然工件已经定位，但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化，这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差。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。由5和6可得1定位误差当以任意边接触时MINDWD当以固定边接触时2D式中为彼此最小间隙MIN通过分析可得05D1DMIN因此当以任意边接触时063DW2夹紧误差COSMINAXYJ其中接触变形位移值SNHBKRKZAZY014891COS03J磨损造成的加工误差通常不超过MJM5夹具相对刀具位置误差取AD01误差总和0965JWM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。46钻套、衬套、钻模板设计与选用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要求。表DDD1HT基本极限偏差F7基本极限偏差D601300100004611847182658692630016000633360016000893300220017001910812160008445811560100010136812151016208100028001315181012180023001222122025121522