原稿！！液压缸头钻孔夹具设计【开题报告+毕业论文+CAD图纸】
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- 1 - 液压缸头钻孔 夹具 设计 1 机械加工工艺规程设计 悉零件的设计要求 设计题目： 此次毕业设计所做题目为一缸头的工艺规程及钻 13孔和 30孔的夹具的设计 已知：零件材料为铸钢，重量为 量生产。零件图如图 1 图 1件图 三维视图如图 1 图 1三维视图 - 2 - 该零件图样 采用了三视图， 包括主视图、俯视图和左视图，完整表达了零件的形状及各个部分 结构情况 ，该图的尺寸、公差及技术要求齐全，没有标注 不明确的结构 尺寸。尺寸要求上只有 50端外圆 125差等级分别为 面粗糙度上，只有 125圆表面要求高， 车就能达到加工要求 ；形位公差上有垂直度要求和位置度要求，要求 都 不高。因此我们知道该零件 是一个加工要求中等的零件。 考虑到零件需加工面少， 同时考虑铸造成本，故采用砂型铸造。 再考虑到木模手工造型生产率低、铸件精度低、加工余量大，适于单件小批生产，而金属模机器造型生产率高、铸件精度高、表面质量与机械性能好，适于大批大量生产，故在此选用砂型铸造机器造型，以 提高毛坯制造质量、减少机械加工劳动量、降低 机械 加 工成本 。 计机械加工工艺规程 坯种类的选择和加工余量 (1)毛坯种类的选择 零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为 产类型为批量生产、结构形状不是很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择铸造成型。 (2)确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用的砂型铸造机器造型，查取机械制造工艺设计简明手册表 批生产的铸件机械加工余量等级取尺寸公差等级 工余量等级 H，再查取表 据加工去除材料的加工表面的基本尺寸，查得上平面的加工余量为 3差为 右侧端面的加工余量为 4差为 62差为 500 孔的加工余量为 5差分别为 - 3 - 图 1件毛坯图 1)工件右端面机加工余量 3 2)工件 1302 3)工件 1257 4)工件 90 5)工件 50 6)工件 133 7)工件 62槽机加工余量 6 8)工件上端面机加工余量 4 9)工件 200 10)工件 4 11)工件 300 (3)绘制毛坯图 详见附图：缸头毛坯图 择零件 表面 的加工方法 工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求，加工方法的选择一般根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法然后再选择前面 一系列预备工序的加工方法和顺序。 根据零件的材料、生产类型、零件图上各个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，以- 4 - 及不同加工方法所能达到的加工精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法和加工方案如表 1 表 1面加工方法、方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 m 加工方案 右端面 车 右端 15锥面 车 右端 130车 右端 130车 右端 125车 精车 右端 90 车 50镗 62铣 13 24 上平面 铣 20 30 序 定位基准的选择 制定机械加工工艺规程时，正确选择定位基准对零件表面键的位置要求和安排加工顺序、 保证整个机械加工工艺过程的顺利进行 有很大的 影响。 通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。 (1)精基准的选择 精基准的选择主要考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。考虑到该零件的加工表面大都可以选择工件的 50 孔和右端125避免由于基准不重合而产生的误差，故选择 5025圆为精基准， 即 遵守了 精基准选择原则里的“基准统一”原则，避免了基准转换所产生的误差 。 (2)粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加 工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基- 5 - 准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系具有重要的影响，因此 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。 考虑到加工难易程度 及加工顺序的安排， 本例选择 50造孔 及 6080面为粗基准。 这样容易保证 50易定位装夹。 序数目和顺序的确定 工序集中与工序分散是拟定工艺路线时确定工序数目的两种不同的原则，工序集中有利于采用高生产率机床，减少工件装夹次数节省装夹工作时间有利于保证各加工面的相 互位置精度；工序分散可是每个工序使用的设备和夹具比较简单。工序的集中与分散，要根据生产类型、机床设备、零件结构和技术要求等进行综合分析后选用。 该零件的生产类型为成批生产，可以采用通用机床配以专用工、夹具，以提高生产率。由于工件加工表面中右端外圆、端面和内孔适于一次加工完成，因此采用工序集中原则；而上平面上 20和 4 刀次数多，而且考虑各孔距离较近，因此采用工序分散原则 。 在安排机械加工工序是，应根据加工阶段的划分，基准的选择和被加工表面主次来决定。根据“先基准后其它”、“ 先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”等原则确定工艺路线如下： 方案一： 、车右端端面、外圆和内孔； 、镗 50 、铣 62 、铣 6080面； 、钻 20 、钻、攻 、钻 13 24 、钻 30 方案二： 、镗 50 、车右端端面、外圆和内孔； 、铣 62 - 6 - 、铣 6080面； 、钻 20 、钻、攻 、钻 13 24 、钻 30 分析比较这两种加工方案，两种方案大体一样，只是在先车右端加工表面还是先镗 50案二与方案一相比先镗孔，这样容易保证 5000于车右端加工表面，同时孔的加工余量容易保证，但是不容易定位、装夹；方案一是先车右端加工表面，容易定位，同时也能很好的保证 50 50工容易实现。故在此选择方案二为加工方案。 零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多，通常在安排工艺路线时，将其分成几个阶段 。由于该零件的精度要求不是很高，结构也不是很复杂，故不在此分加工阶段了，只是按照基准先行，再以基准加工个表面的顺序进行加工。 定 工序尺寸及其公差 一般采用查表法确定每道工序的加工余量，然后按工序顺序由后向前推的计算方法，根据选定的余量计算前一道工序尺寸。 工序尺寸的公差和表面粗糙度应按该工序的加工方法和经济精度来确定。工序尺寸的公差一般规定为按工件的“入体”方向标注，对包容面尺寸公差取正值。 床和工艺装备的选择和设计 I 车端面、外圆及内孔 机床、刀具、量具及夹具的选择： 工件 材料：铸钢 件重量为 加工要求：粗车端面至尺寸 161精车端面至尺寸 160车外圆至尺寸 142车外圆至尺寸 132精车外圆至尺寸 130精车外圆尺寸至 127精车外圆至尺寸 125车内孔至尺寸 90角。 根据机床的选择原则：机床的生产率与零件的生产类型相适应；考虑到生产的经济性；机床的加工范围应当满足零件的加工要求；机床的精度与零件精度适应情况；机床- 7 - 的加工以及尺寸范围应与零件毛坯的外形尺寸相适应；机床的主轴转速范围、走刀量 的等级、机床功率应基本符合切削用量的要求来选择机床。 选择 机床： 择 刀具： 车削端面采用 45端面车刀；车削 130 75锥面时采用 75外圆车刀；车削 125圆时用 90车刀；车削 905车刀。 本次加工的是车端面、外圆及内孔，机械制造工艺设计简明手册 (以后简称简明手册 )表 粗车 足的经济精度等级为 面粗糙度值为 足零件图样的要求；外圆 经加工后的粗糙度值为 简明手册表 粗车 精车加工后，满足的经济精度等级为 面粗糙度值为 全满足零件图样的要求；内孔经加工后的粗糙度值为 简明手册表 粗车加工后，满足的经济精度等级为 面粗糙度为 足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为 1件，单件所用的加工时间为 用量具 ： 游标卡尺 。 夹具采用 ： 车床夹具。 切削用量的选择 1)工步 粗车端面至尺 寸 161 机械制造技术基础设计 指导教程 （以后简称指导教程）由 表 5f=r， v=75m/过公式 n=51000 =过查 简明手册 车床主轴转速 取 n=140r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的端面长度为 161具工作行程长度为 40车的单边余量为 具工作行程次数为 1次，切削层深度为 2)工步 半精车端面至尺寸 160 指 导 教 程 根据 表 5取 f=r ； 取 v=80通 过 公 式n=01000 = 简明手册 主轴转速 表 取 n=160r/过- 8 - 公式 v=n=1000 =次加工中，需加工的端面长度为160具工作行程长度为 40车的单边余量为 具工作行程次数为 1次，切削层深度为 3)工步 粗车外圆至尺寸 142指导教程 表 5f=r， 取 f=r； v=60 v=70m/过公式 n=01000 =过查 简明手册 主轴转速 表 取n=160r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为 142具工作行程长度为 车的单边余量为 具工作行程次数为 1次，切削层深度为 4)工步 粗车外圆至尺寸 132指导教程 表 5f=r， 取 f=r； v=60 v=70m/过公式 n=01000 =过查简明手册 主轴转速 表 取n=160r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为 142具工作行程长度为 20车的单边余量为 具工作行程次数为 1次，切削层深度为 5)工步 半精车外圆至尺寸 130指导教程 表 5f=r，取 f=r； v=90v=80m/过公式 n=01000 =过查 简明手册 主轴转速 表 取 n=200r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不 大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为 130具工作行程长度为 20精车的单边余量为 具工作行程次数为 1次， - 9 - 6)工步 半精车外圆至尺寸 127指导教程 表 5f= f=r， v=90 v=80m/过公式 n=01000 =过查 简明手册 主轴转速 表 取n=200r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为 130具工作行程长度为 20精车的单边余量为 具工作行程次数为 1次，切削层深度为 7)工步 精车外圆至尺寸 125指导教程 表 5f=r，取 f=r； v=110v=125m/过公式 n=251000 =过查 简明手册 ， 查取 车床主轴转速， 取 n=320r/通过公式v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为 125具工作行程长度为 20车的单边余量为 1具工作行程次数为 1次，切削层深度为 1 8)工步 粗车内孔至尺寸 90指导教程，表 5知 f=r，查表 5v=30 v=45m/过公式 n=51000 =过查简明手册 车床主轴转速表 取n=125r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工 中，需加工的内孔直径为 90具工作行程长度为20车的单边余量为 具工作行程次数为 1次，切削层深度为 9)工步 倒角 查指导教程 表 5取 f=r； v=60 v=60m/过公式n=01000 =过查 简明手册 取 n=120r/过公式- 10 - v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的外圆直径为 125具工作行程长度为 5角的单边余量为 具工作行程次数为 1次，切削层深度为 镗 50机 床、刀具、量具及夹具的选择： 本次加工的是 50过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为 指导教程表 1粗镗 半精镗加工后，满足的经济精度等级为 面粗糙度为 全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的 工件数为 1 件，单件所用的加工时间为 工件材料：铸钢 件重量为 加工要求：粗镗孔至尺寸 49精镗孔至尺寸 50角。 机床：卧式镗床 具： 硬质合金镗刀 量具： 游标卡尺 夹具：镗床夹具 切削用量的选择 1)工步 粗镗孔至尺寸 49指导教程 表 5f=r，取 f=r； v=40 v=60m/过公式 n=01000 =过查简明手册，表 n=400r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。本次加工中，需加工的原孔为 45具工作行程长度为148镗孔的单边余量为 2具工作行程次数为 1次，切削层深度为 2 2)工步 精镗孔至尺寸 50指导教程 表 5f= f=r； v=80 v=80m/过公式 n=01000 =简明手册，表 知，取- 11 - n=500m/过公式 v=n=1000 =速度与通过查简明手册得到速度相差不大，可以应用。需加工的孔为 50具工作行程长度为148精镗孔的单边余量为 具工作行程次数为 1次，切削层深度为 3)工步 倒角 查指导教程 表 5据粗镗切削用量，取 f=r， v=60m/过公式n=01000 =过查简明手册，表 n=400r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大 ，可以应用。此工步内容为倒角，其直径为 50具工作行程长度为 5精镗孔的单边余量为 2具工作行程次数为 2次，切削层深度为 2 铣 62机 床、刀具、量具及夹具的选择： 本次加工的是铣 62，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为 指导教程表 1粗铣加工后，满足的经济精度等级为 全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为 1件，单件所用的加工时间为 工件材料：铸钢 件重 量为 加工要求：粗铣两侧面至尺寸 60精铣两侧面至尺寸 62+1 机床：立式升降台铣床 刀具： 628个齿 量具 ：游标卡尺 夹具 ： 铣床夹具 切削用量的选择 1)工步 粗铣两侧面至尺寸 62 据 指导教程铣平面的切削用量， 查简明手册 表 表 取主 轴 转 速 n=255r/其 纵 向 进 给 量 f=125mm/ 得 出 进 给 量- 12 - f=255125=r,v=n=1000 =工步内容需加工的长度为 95具工作行程长度为 115铣两侧面的单边余量为 3具工作行程次数 1次，切削层深度为 3 铣上端面 机 床、刀具、量具及夹具的选择： 本次加工的是铣上端面，通过零件图样可知该上端面经加工后的粗糙度为 指导教程表 1粗铣 半精铣加工后，满足的经济精度等级为 面粗糙度为 全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为 1件，单件所用的加工时间为 件材料：铸钢 件重量为 加工要求：粗铣上端面至尺寸 98铣上端面至尺寸 97 机床：立式升降台铣床 刀具： 100端铣刀， 5个齿 量具 ： 游标卡尺 夹具 ： 铣床夹具 切削用量的选择 1)工步 粗铣上端面至尺寸 98据指导教程铣平面的切削用量，查简明手册表 表 选择主轴转速 n=300r/给量 f=r,v=工步内容需加工的长度为60具工 作行程长度为 85铣上端面的单边余量为 2具工作行程次数 1次，切削层深度为 2 2)精铣上端面至尺寸 97简明手册 表 表 取 n=300r/纵向进给量f=r,v=工步内容需加工的长度为 60具工作行程长度为 85边余量为 1具工作行程次数 1次，切削层深度为 1 钻上端面 20 机 床、刀具、量具及夹具的选择： 本次加工的是钻上端面 20，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为- 13 - 指导教程表 1一次普通钻削加工后，满足的经济精度等级为 面粗糙度为 全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为 1件，单件所用的加工时间为 工件材料：铸钢 件重量为 机床：摇臂钻床 刀具： 30锪钻 量具 ： 游标卡尺 夹具 ：钻床夹具 切削用量的选择 1)工步 钻上端面 200 指 导 教 程 表 5 可 知 f=r,v=20m/通 过 公 式n=01000 =指导教程，表 4知 n=335r/过公式v=n=1000 =度与所选速度相差不大。此工步内容需加工的直径为 20具工作行程长度为 35上端面孔的单边余量为 10具工作行程次数 1次，切削层深度为 10 2)工步 钻上端面 205指 导 教 程 表 5 可 知 f=r,v=20m/通 过 公 式n=01000 =指导教程 表 4知 n=335r/过公式v=n=1000 =度与所选速度相差不大。此工步内容需加工的直径为 20具工作行程长度为 45上端面孔的单边余量为 10具工作行程次数 1次，切削层深度为 10 3)工步 倒角 切削用量同钻孔时相同。 此工步内容为倒角，其直径为 20具工作行程长度为 4角的单边余量为 1具工作行程次数为 1次，切削层深度为 1 钻上端面 4 孔、攻螺纹 - 14 - 机 床、刀具、量具及夹具的选择： 本次加工的是钻上端面 4 螺纹，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为并无要求，所以在攻螺纹孔前的钻孔，只需一次钻削即可。该工序可同时加工的工件数为 1件，单件所用的加工时间为 件材料：铸钢 件重量为 机床：摇臂钻床 刀具： 量具 ： 游标卡尺 夹具 :钻床夹具。 切削用量的选择 1)工序 钻上端面钻上端面 4 尺寸 25指导教程 表 5知 f=r， 取 切削速度 v=9m/过公式n= 91000 =指导教程，表 4知 n=420r/过公式 v=n=1000 =度与所选速度相差不大。此工步内容需加工的直径为 具工作行程长度为 30上端面孔的单边余量为 具工作行程次数 4次，切削层深度为 2)工步 攻螺纹 4 7们知道， f=p=r,查指导教程 表 5v=过公式，n=表 4知， n=265r/足要求。此工步内容需加工的直径为 8具工作行程长度为 20螺纹 4 具工作行程次数 4次，切削层深度为 钻 13锪 平 24机 床、刀具、量具及夹具的选择： 本次加工的是钻 13平 24过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度为 指导教程表 1经一般钻削加工后，满足的经济精度等级为 面粗糙度为 全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件- 15 - 数 为 1件，单件所用的加工时间为 工件材料：铸钢 件重量为 加工要求：钻上面 13 50相通， 锪 平 24下面 13 50锪 平 24 机床：摇臂钻床 具： 13 24量具 ： 游标卡尺 夹具 ： 钻床夹具。 切削用量的选择 1)工步 钻上面 2 13 50(1)查指导教程 表 5知 f=r，取 v=17m/过公式n=71000 =过查 指导教程 表 4知，取 n=420r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。此工步内容钻上面为 13 50加工的孔直径为 13具工作行程长度为 35单边余量为 具工作行程次数 2次， 2)工步 锪平 24查指导教程 表 5知 f=r， v=10 v=18m/过公式n=81000 =过查简明手册，表可知，取 n=265r/过公式 v=n=1000 =速度与所选的速度值相差不大，可以应用。此工步内容锪 上面为 24槽 ，需加 工的孔直径为 24具工作行程长度为 4精镗孔的单边余量为 具工作行程次数 2次，切削层深度为 3)工步同 1)工步、 4)工步同 2)工步在此省略。 钻 30机 床、刀具、量具及夹具的选择： - 16 - 本次加工的是钻 30 20相通，通过零件图样可知该孔经加工后的粗糙度值为 指导教程表 1一次普通钻削加工后，满足的经济精度等级为 面粗糙度为 全满足零件图样的要求。该工序可同时加工的工件数为 1件，单件所 用的加工时间为 工件材料：铸钢 件重量为 床： 立式钻床 具： 30量具 :游标卡尺 夹具 :钻床夹具 切削用量的选择 1)工步 钻 30孔 深 30 据 指 导 教 程 表 5 取 f=r ， v=18m/代入公式n=81000 =查表 4取 n=195r/代入公式v=n=1000 =速度与所选速度相差不大，可以满足要求。此工步内容需加工的直径为 30具工作行程长度为 35钻 305具工作行程次数 1次，切削层深度为 15 2)工步 钻 30孔保证与 20相通 此工步的切削用量和上工步 相同。 时定额的估算 I 车端面、外圆及内孔 1)工步 粗车端面至尺寸 161时定额估算结果如下： 切削工时包括：基本时间 助时间 置 工作地时间 息和生理需要时间 备与终结时间 Tj=中， L=l+l1+l2+l3,l l 为基本加工长度， 进刀之前长度， 退刀时长度， 单件小批量生产时的试切附加长度，该工件为成批生产，故 j+j+ b=j+ - 17 - 基本时间 Tj=0= 辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 ( 2)工步 半精车端面至尺寸 160时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=0=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 ( 3)工步 粗车外圆至尺寸 142时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 ( 4)工步 粗车外圆至尺寸 132时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=0=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 ( 5)工步 半精车外圆至尺寸 130时定额估算结果如下： - 18 - 基本时间 Tj=0=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 ( 6)工步 半精车外圆至尺寸 127时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=0=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 ( 7)工步 精车外圆至尺寸 125时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=0=辅助时间 布置工 作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 ()工步 粗车内孔至尺寸 90时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=0=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 ( 9)工步 倒角 ，工时定额估算结果如下： - 19 - 基本时间 Tj=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 镗 501)工步 粗镗孔至尺寸 49时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=48=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 2)工步 精镗孔至尺寸 50时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=48=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准 备与终结时间 b= 3)工步 倒角 ，工时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 、铣 62- 20 - 1)工步 粗铣两侧面至尺寸 62时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=15=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 铣上端面 1)工步 粗铣上端面至尺寸 98时定额 估算结果如下： 基本时间 Tj=5=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 2)精铣上端面至尺寸 97时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=5=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 钻上端面 20 1)工步 钻上端面 200时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=5=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (- 21 - 准备与终结时间 b= 2)工步 钻上端面 205时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=0=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 3)工步 倒角 ，工时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 钻上端面 4 孔、攻螺纹 1)工序 钻上端面钻上端面 4 5时定额估算结果如下： 基本时间 0=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 2)工步 攻螺纹 4 7时定额估算结果如下： 基本时间 0=辅 助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (- 22 - 准备与终结时间 b= 钻 13平 241)工步 钻上面 2 13 50工时定额估算结果如下： 由于钻上面孔时有两个孔，故在 工时定额估算结果如下： 时应计算两个孔的时间之和。 基本时间 5=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 2)工步 锪平 24工时定额估算结果如下： 由于锪平 24时是加工两个孔，故在 工时定额估算结果如下： 时应计算两个孔的时间之和。 基本时 间 =辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 钻 301)工步 钻 30孔深 30时定额估算结果如下： 基本时间 Tj=5=辅助时间 布置工作地时间 (休息和生理需要时间 (准备与终结时间 b= 2)工步 钻 30孔保证与 20相通 ， 工时定额 估算 结果如下： - 23 - 基本时间 Tj=0=辅助时间 布置工作地时间 (,088)=休息和生理需要时间 (,088)=准备与终结时间 b= 2 夹具设计 13夹具设计 计任务 已知工件的材料为 坯为铸件，选用的机床为 批生产，任务为设计 一钻 13 24工序内容如图 2 2序图 位基准和定位元件 (1)定位方案设计 看工序图 ，由 孔的技术要求知，我们需要限制的自由度有 ： X、 移动自由度，X、 又知该工序前已经将精基准 50孔加工出，因此定位方案可以有多种 。 方案一 ,如图 2 24 - 图 2案一 以 50和右端 125圆为定位基准，采用 50心轴支承 50，限制了 时限制 再采用 25制 件完全定位。 方案二如图 2 2案二 以 50和 125用 50承 50限制 时限制 用 50轴的移动自由度，再采用一支撑板或支撑钉 支承右端外圆， 限制 保证了该限制的所有自由度 。 方案三 如图 2 25 - 图 2案三 以右端面以及 90孔，在以 60 80台一侧面 为定位基准，采用 一平面支承 右端面 ， 限制 X 轴的移动自由度和 Y、 Z 轴的转动自由度， 采用一短圆柱销，限制 轴的移动自由度，再用一支承钉顶住凸台侧面，限制 全定位 。另外在钻孔附近添加辅助支撑，以便增加结构强度。 分析比较三种定位方案可知，方案二、三都有采用毛坯面限制了必须限制的自由度，而方案一则全部选用已加工面作为基准，定位精度高，而且看图知 13采用以 50mm普通钻床改造为多轴钻床 目前，我国中、小型企业的产品质量和生产效率都需要有一个新的提高但是加工手段却远远不能满足需要 。 许多中小型企业都结合自己的实际对设备的技术状态进行改进，通过强化自身 。 以求自我发展 。 普通钻床为单轴机床，但安装上多轴箱就会成为多轴的钻床，改造成多轴钻床后，能大大地缩短加工时间，提高生产效率 。 多轴加工应用： 据统计，一般在车间中普通机床的平均切削时间很少超过全部工作时间的 15%。其余时间是看图、装卸工件、调换刀具、操作机床、测量以及清除铁屑等等。使用数控机床虽然能提高 85%，但购置费用大。 某些情况下，即使生产率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通机床低。故必须更多地缩短加工时间。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，多轴加工是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施 。 多轴加工优势： 虽然不可调式多轴头在自动线中早有应用，但只局限于大批量生产。即使采用可调式多轴头扩大了使用范围，仍然远不能满足批量小、孔型复杂的要求。尤其随着工业的发展，大型复杂的多轴加工更是引人注目。例如原子能发电站中大型冷凝器水冷壁管板有 15000 个 20 孔，若以摇臂钻床加工，单单钻孔与锪沉头孔就要 外还要划线工时 时。但若以数控八轴落地钻床加工，钻锪孔只要 线也简单，只要 时。因此，利用数控控制的二个坐标轴，使刀具正确地对准加工位置，结合多轴加工不但可以扩大加工范围，而且在提高精度的基础上还能大大地提高工效，迅速地制造出原来不易加工的零件。有人分析大型高速柴油机 30 种箱形与杆形零件的 2000 多个钻孔操作中，有 40%可以在自动更换主轴箱机床中用二轴、三轴或四轴多轴头加工，平均可减少 20%的加工时间。 1975 年法国巴黎机床展览会也反映了多轴加工的使用愈来愈多这一趋势。 多轴 加工的设备： 多轴加工是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。现在就这方面的现状作一简介。 多轴头： 从传动方式来说主要有齿轮传动与万向联轴节传动二种。这是大家 所熟悉的。前者效率较高，结构简单，后者易于调整轴距。从结构来说有不可调式与可调式二种。前者轴距不能改变，多采用齿轮传动，仅适用于大批量生产。为了扩大其赞许适应性，发展了可调式多轴头，在一定范围内可调整轴距。它主要装在有万向二种。（ 1）万向轴式也有二种 :具有对准装置的主轴。主轴装在可调支架中，而可调支架能在壳体的 能在对准的位置以螺栓固定。（ 2）具有公差的圆柱形主轴套。主轴套固定在与式件孔型相同的模板中。前一种适用于批量小且孔组是规则分布的工件（如孔组分布在不同直径的圆周上）。后一种适用于批量较 大式中小批量的轮番生产中，刚性较好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多轴头可以装在立钻式摇臂钻床上，按钻床本身所具有的各种功能进行工作。这种多轴加工方法，由于钻孔效率、加工范围及精度的关系，使用范围有限。 多轴箱： 也象多轴头那样作为标准部件生产。美国 司标准齿轮箱、多轴箱等设计的不可调式多轴箱。有 32 种规格，加工面积从 300 300 毫米到 600 1050 毫米，工作轴达 60 根，动力达 瓦。 厂生产的可调多轴箱调整方便，只要先把齿轮调整到接近孔型的位置，然后把与它联接的可调轴 移动到正确的位置。因此，这种结构只要改变模板，就能在一定范围内容易地改变孔型，并且可以达到比普通多轴箱更小的孔距。 根据成组加工原理使用多轴箱或多轴头的组合机床很适用于大中批量生产。为了在加工中获得良好的效果，必需考虑以下数点：（ 1）工件装夹简单，有足够的冷却液冲走铁屑。（ 2）夹具刚性好，加工时不形变，分度定位正确。（ 3）使用二组刀具的可能性，以便一组使用，另一组刃磨与调整，从而缩短换刀停机时间。（ 4）使用优质刀具，监视刀具是否变钝，钻头要机磨。（ 5）尺寸超差时能立即发现。 多轴钻床： 这是一种能满足多轴加工 要求的钻床。诸如导向、功率、进给、转速与加工范围等。巴黎展览会中展出的多轴钻床多具液压进给。其整个工作循坏如快进、工进与清除铁屑等都是自动进行。值得注意的是，多数具有单独的变速机构，这样可以适应某一组孔中不同孔径的加工需要。自动更换主轴箱机床为了中小批量生产合理化的需要，最近几年发展了自动更换主轴箱组合机床。 (1) 自动更换主轴机床 自动更换主轴机床顶部是回转式主轴箱库，挂有多个不可调主轴箱。纵横配线盘予先编好工作程序，使相应的主轴箱进入加工工位，定位紧并与动力联接，然后装有工件的工作台转动到主轴箱下面， 向上移动进行加工。当变更加工对象时，只要调换悬挂的主轴箱，就能适应不同孔型与不同工序的需要。 (2)多轴转塔机床 转塔上装置多个不可调或万向联轴节主轴箱，转塔能自动转位，并对夹紧在回转工作台的工件作进给运动。通过工作台回转，可以加工工件的多个面。因为转塔不宜过大，故它的工位数一般不超过 4 6 个。且主轴箱也不宜过大。当加工对象的工序较多、尺寸较大时，就不如自动更换主轴箱机床合适，但它的结构简单。 (3)自动更换主轴箱组合机床 它由自动线或组合机床中的标准部件组成。不可调多轴箱与动力箱按置在水平底座上，主轴箱库 转动时整个装置紧固在进给系统的溜板上。主轴箱库转动与进给动作都按标准子程序工作。换主轴箱时间为几秒钟。工件夹紧于液压分度回转工作台，以便加工工件的各个面。好果回转工作台配以卸料装置，就能合流水生产自动化。在可变生产系统中采用这种装置，并配以相应的控制器可以获得完整的加工系统。 (4) 数控八轴落地钻床 大型冷凝器的水冷壁管板的孔多达 15000 个，它与支撑板联接在一起加工。孔径为20 毫米，孔深 180 毫米。采用具有内冷却管道的麻花钻， 5 7 巴压力的冷却液可直接进入切削区，有利于排屑。钻尖磨成 90 供自动定心。它 比普通麻花钻耐用，且进给量大。为了缩短加工时间，以 8 轴数控落地加工。 多轴加工趋势： 多轴加工生产效率高，投资少，生产准备周期短，产品改型时设备损失少。而且随着我国数控技术的发展，多轴加工的范围一定会愈来愈广，加工效率也会不断提高。 生产任务： 在一批铸铁连接件上有同一个面上有多个孔加工。在普通立式钻床上进行孔加工，通常是一个孔一个孔的钻削，生产效率低，用非标设备，即组合机床加工，生产效率高，但设备投资大。但把一批普通立式普通单轴钻床改造为立式多轴钻床，改造后的多轴钻床，可以同时完成多个孔的钻、扩、铰、等工序。 of t s in a is of In to a of a we of to in in in 5% of is so NC 5%, of In if of is be to is a to of it is in to of is to is In as is in 5000 20 if is 42.5 51.1 if NC as 71.6 is as .9 of of so of on of to of 0 of of ,000 40% be of or be 0% of 975 is in a a of or in of or of a on or in NC is to of It be or of be to by or of NC of a of or of or in to a is of is is is to is is to in to to a in a It is in a (1) of a on in an in in (2) a of of of to of of as in to a of of is a a be on to of of of As as as a s 32 of 00mm 00up 0, up 2.5 to as as be to to as as be to a of to of of or a of is to In to to to (1) is (2) (3) of a to of (4) of to to (5) be is a to of as at of as It is of so to In to of in of of (1) of at is a to of so to as as (2) to or to in to be a of be so it is of is it (3) of It of or a of by in to in is on of a so by we In by a (4) 8NC as 5,000, 0 80 a 5-7 is to a 90 a of To NC in is a of s of be A of In of on a
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