全套文件-M7132罩壳加工工艺及夹具设计3套夹具设计【三维工件图】【含13张CAD图纸】
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三维工件图
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M7132
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XX大学 毕业设计论文M7132罩壳加工工艺及3套夹具设计 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要M7132罩壳零件加工工艺及钻床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53AbstractM7132 shell parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design.Keywords: process, cutting dosage, clamping, positioning目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 序 言6第2章 零件的分析72.1零件的形状72.2零件的工艺分析7第3章 工艺规程设计83.1 确定毛坯的制造形式83.2 基面的选择83.3 制定工艺路线83.3.1 工艺路线方案一93.3.2 工艺路线方案二103.3.3 工艺方案的比较与分析113.4 选择加工设备和工艺装备123.4.1 机床选用123.4.2 选择刀具123.4.3 选择量具123.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定133.6确定切削用量及基本工时14第4章 钻4-M4螺纹底孔夹具设计324.1研究原始质料324.2定位基准的选择324.3 切削力及夹紧力的计算324.4误差分析与计算334.5 零、部件的设计与选用344.5.1支撑钉选用344.5.2 钻套、衬套、钻模板设计与选用344.6 确定夹具体结构和总体结构364.7夹具设计及操作的简要说明37第5章 钻孔夹具设计385.1 研究原始质料385.2 定位、夹紧方案的选择385.3切削力及夹紧力的计算385.4 误差分析与计算405.5 夹具设计及操作的简要说明42第6章 钻4-M6螺纹底孔夹具设计436.1 指出存在的问题436.2 夹具设计436.2.1夹具体设计436.2.2 定位基准的选择436.2.3 定位方案和元件设计446.2.4定位误差的计算446.2.5夹紧力计算456.2.6夹紧机构的设计476.2.7确定夹具体结构尺寸和总体结构486.2.8 夹具设计及操作的简要说明49总 结50参 考 文 献51致谢52 第1章 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。M7132罩壳零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是M7132罩壳零件，主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT10-16，该材料为灰铸造，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。M7132罩壳零件主要加工表面为：1. 粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为3.2。2. 粗铣、半精铣上端面，表面粗糙度值3.2。3. 车外圆，表面粗糙度值3.2。4. 车内孔及台阶，及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5，法兰面粗糙度值6.3。M7132罩壳共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)左端的加工表面： 这一组加工表面包括：外圆端面，内圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，粗糙度为3.2；的端面，并带有倒角；中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，内圆直接在车床上做镗工就行了。第3章 工艺规程设计本M7132罩壳假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为HT10-16，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT10-16，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像M7132罩壳这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一10铸造20时效30涂底漆40粗铣粗铣前端面 50精铣精铣前端面 60粗铣粗铣后端面 70精铣精铣后端面 80铣削铣削顶部凸台 90粗车粗车前后端面56、62、120、162孔系100精车精车前后端面56、62、120、162孔系110车车78x2的槽120粗车粗车一侧面58、30孔系130精车精车一侧面58、30孔系140粗车粗车一侧面25孔、28X1.3槽位150精车精车一侧面25孔、28X1.3槽位160粗车粗车另外一侧面66孔、40孔170精车精车另外一侧面66孔、40孔180钻孔攻丝钻孔攻丝顶部端面4-M4190钻孔钻孔顶部端面16，42怱平深0.5200钻孔钻前端面4-13，4-22孔210钻扩铰钻扩铰前端面28孔及R3220钻钻前端面其他部分的小孔230钻孔攻丝钻一侧面3-M6，5销孔240钻孔攻丝钻另外一侧面4-M6250钻扩铰钻扩铰内部15孔260插键槽插键槽270去毛刺280检查3.3.2 工艺路线方案二10铸造20时效30涂底漆40粗铣粗铣前端面 50精铣精铣前端面 60粗铣粗铣后端面 70精铣精铣后端面 80铣削铣削顶部凸台 90粗镗粗镗前后端面56、62120、160孔系100精镗精镗前后端面56、62120、160孔系110镗镗78x2的槽120粗镗粗镗一侧面58、30孔系130精镗精镗一侧面58、30孔系140粗镗粗镗一侧面25孔、28X1.3槽位150精镗精镗一侧面25孔、28X1.3槽位160粗镗粗镗另外一侧面66孔、40孔170精镗精镗另外一侧面66孔、40孔180钻孔攻丝钻孔攻丝顶部端面4-M4190钻孔钻孔顶部端面16，42怱平深0.5200钻孔钻前端面4-13，4-22孔210钻扩铰钻扩铰前端面28孔及R3220钻钻前端面其他部分的小孔230钻孔攻丝钻一侧面3-M6，5销孔240钻孔攻丝钻另外一侧面4-M6250钻扩铰钻扩铰内部15孔260插键槽插键槽270去毛刺280检查3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便。方案二采用镗床加工，需要要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：10铸造20时效30涂底漆40粗铣粗铣前端面 50精铣精铣前端面 60粗铣粗铣后端面 70精铣精铣后端面 80铣削铣削顶部凸台 90粗车粗车前后端面56、62、120、162孔系100精车精车前后端面56、62、120、162孔系110车车78x2的槽120粗车粗车一侧面58、30孔系130精车精车一侧面58、30孔系140粗车粗车一侧面25孔、28X1.3槽位150精车精车一侧面25孔、28X1.3槽位160粗车粗车另外一侧面66孔、40孔170精车精车另外一侧面66孔、40孔180钻孔攻丝钻孔攻丝顶部端面4-M4190钻孔钻孔顶部端面16，42怱平深0.5200钻孔钻前端面4-13，4-22孔210钻扩铰钻扩铰前端面28孔及R3220钻钻前端面其他部分的小孔230钻孔攻丝钻一侧面3-M6，5销孔240钻孔攻丝钻另外一侧面4-M6250钻扩铰钻扩铰内部15孔260插键槽插键槽270去毛刺280检查3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序是粗车、和精车。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。.磨具的选用：磨具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考简明机械加工工艺手册（主编 徐圣群） 表12-47，选择双斜边二号砂轮。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“M7132罩壳” 零件材料为HT10-16，查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，灰铸造的硬度HB为143269，表2.2-23 灰铸造的物理性能，HT10-16密度=7.27.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零件重100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050，毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。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、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。工序10、20、30：铸造 时效处理无切削加工，无需计算工序40、50：粗铣、精铣前端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：,取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序60、70：粗铣、精铣后端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取，取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序50：铣削顶部凸台机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序90、100：粗车、精车前后端面56、62、120、162孔系已知加工材料灰铸铁CA6140普通车床所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。根故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为，进给量=0.51.0按进给量在工艺手册可知： =0.7CA6140进给力=3530。，=时，进给力：=950。实际进给力为： =950=1111.5 （1-2）所选=可用。.选择磨钝标准耐用度根据加工手册，最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定加工速度故： =63 （1-3） =120 （1-4）根据CA6140车床选择 =125这时实际速度为： = （1-5）.校验机床功率由加工手册=，加工速度时， =实际功率为： =1.7=1.2 （1-6）在CA6140上进行，最后用量为：=3.75，=，=，=精车加工所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度可在一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为， 进给量=0.51.0按CA6140进给量 =0.7CA6140进给机构允许进给力=3530。 =950=1111.5故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据加工手册车刀后刀面磨损量，车刀寿命=。.确定加工速度当硬质合金刀度200219铸件，加工速度=。 =63 =120 （3-13）根据CA6140车床=125实际速度为： = （3-14）.校验机床功率由加工手册加工速度时， =加工功率修正系数=0.73=0.9，时间功率为： =1.7=1.2 =1.25，=，=，=工序120、130：粗车、精车一侧面58、30孔系已知加工材料灰铸铁CA6140普通车床所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。根故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为，进给量=0.51.0按进给量在工艺手册可知： =0.7CA6140进给力=3530。，=时，进给力：=950。实际进给力为： =950=1111.5 （1-2）所选=可用。.选择磨钝标准耐用度根据加工手册，最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定加工速度故： =63 （1-3） =120 （1-4）根据CA6140车床选择 =125这时实际速度为： = （1-5）.校验机床功率由加工手册=，加工速度时， =实际功率为： =1.7=1.2 （1-6）在CA6140上进行，最后用量为：=3.75，=，=，=精车加工所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度可在一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为， 进给量=0.51.0按CA6140进给量 =0.7CA6140进给机构允许进给力=3530。 =950=1111.5故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据加工手册车刀后刀面磨损量，车刀寿命=。.确定加工速度当硬质合金刀度200219铸件，加工速度=。 =63 =120 （3-13）根据CA6140车床=125实际速度为： = （3-14）.校验机床功率由加工手册加工速度时， =加工功率修正系数=0.73=0.9，时间功率为： =1.7=1.2 =1.25，=，=，=工序140、150：粗车、精车一侧面25孔、28X1.3槽位由于与工序120、130相似，故不在一一列举计算过程。工序160、170：粗车、精车一侧面66孔、40孔已知加工材料灰铸铁CA6140普通车床所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。根故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为，进给量=0.51.0按进给量在工艺手册可知： =0.7CA6140进给力=3530。，=时，进给力：=950。实际进给力为： =950=1111.5 （1-2）所选=可用。.选择磨钝标准耐用度根据加工手册，最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定加工速度故： =63 （1-3） =120 （1-4）根据CA6140车床选择 =125这时实际速度为： = （1-5）.校验机床功率由加工手册=，加工速度时， =实际功率为： =1.7=1.2 （1-6）在CA6140上进行，最后用量为：=3.75，=，=，=精车加工所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度可在一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为， 进给量=0.51.0按CA6140进给量 =0.7CA6140进给机构允许进给力=3530。 =950=1111.5故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据加工手册车刀后刀面磨损量，车刀寿命=。.确定加工速度当硬质合金刀度200219铸件，加工速度=。 =63 =120 （3-13）根据CA6140车床=125实际速度为： = （3-14）.校验机床功率由加工手册加工速度时， =加工功率修正系数=0.73=0.9，时间功率为： =1.7=1.2 =1.25，=，=，=工序180 钻孔攻丝顶部端面4-M4本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）1120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在灰铸造（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17）则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T= （3-19）其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13工序200：钻前端面4-13，4-22孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 扩孔13刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间：工序250：钻扩铰内部15孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 扩孔15刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间：工序260 插键槽已知工件材料为HT10-26， 1.确定每齿进给量f根据资料所知，插床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，插刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm耐用度T=180min。3.确定切削速度 根据资料所知，依据插刀直齿数z=10，铣削宽度a=2.5mm，插削深度a=50mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据插床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=56.52m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z3.校验机床功率 根据资料所知，插削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根据插床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw 因此机床功率能满足要求。基本时间 根据资料所知基本时间为： t= t=3.6min第4章 钻4-M4螺纹底孔夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻4-M4螺纹底孔，并攻丝，因为加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生产成本，减轻劳动强度从而来提高效率。4.2定位基准的选择要合理选择定位基准，不然会影响加工过程的质量，进而最终工件质量。选择不合适的基准，故会增加加工过程或不合理工艺路线，导致夹具设计困难，最终达不到零件加工精度（特别位置精度）。所以我们应该根据零件的技术要求，以保证加工精度的要求，定位基准的合理选择。以已加工好的端面作定位夹具。由零件图可知：在钻孔前，平面进行了粗、精铣加工。定位、夹紧方案：为了在定位误差范围满足要求，定位一面一销一挡块，结构中的定位是简单易操作的。一边是底平面图的处理；在孔无位置公差要求，所以我们为定位基准设计的底面和两个孔钻的模式选择，以满足加工要求。底部和5自由度的两个定位孔限制工件的定位。4.3 切削力及夹紧力的计算钻孔选用：钻床Z525，刀具钻头。由文献可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：实际所需夹紧力： 有：安全系数K可按：式中：安全系数 所以 通过计算实际夹紧力不大，夹具结构简单操作方便，采用螺旋夹紧机构。取，查文献移动螺旋夹紧时夹紧力计算：式中参数由文献查得： 螺旋夹紧力：由上述计算易得： 通过计算实际所需夹紧力不大，该夹具具有结构简单，操作方便，决定使用手动螺旋夹紧机构。4.4误差分析与计算该夹具以底面、支撑钉定位基准，由文献可得：支撑钉的定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上、所设计的夹具满足零件加工精度要求。4.5 零、部件的设计与选用4.5.1支撑钉选用本夹具用支撑钉定位表3.1 支撑钉dHD公称允差121816150.01122514M124 4.5.2 钻套、衬套、钻模板设计与选用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。 图3.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表3.4 钻套dHD公称允差61212+0.018+0.007221810490.518衬套选用固定衬套其结构如图所示：图3.2 固定衬套其结构参数如下表3.5 固定衬套dHDC 公称允差公称允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.524.6 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。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。4.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工孔。夹紧机构，操作简单，夹紧可靠。如前所述，夹具设计，为了提高生产率，首先想到的是如何安装，拆卸方便，钻模的表面，所以主要的钻削力，因为钻削力向下，它是更容易保证工件的稳定性。第5章 钻孔夹具设计5.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工钻孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。5.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对钻孔加工前，底平面进行了粗、精铣加工因此，定位、夹紧方案有：在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。该零件以三面定位，M7132罩壳上的装配基准为平面，而它们又是M7132罩壳上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高M7132罩壳各主要表面的相互位置精度。有零件图可知,根据本道工序，选底面和侧面为定位基准。 5.3切削力及夹紧力的计算钻孔选用：钻床Z525，刀具钻头。由文献可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：实际所需夹紧力： 有：安全系数K可按：式中：安全系数 所以 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：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图5.1 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。5.4 误差分析与计算该夹具以一个平面和和4个侧面定位，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。由5和6可得：1 定位误差： 当以任意边接触时 通过分析可得： 因此：当以任意边接触时 2 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：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。5.5 夹具设计及操作的简要说明如前所述，该工件为提高生产率，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6章 钻4-M6螺纹底孔夹具设计6.1 指出存在的问题为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于钻4-M6螺纹底孔夹具设计，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。6.2 夹具设计6.2.1夹具体设计设计夹具，首先要仔细分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；在完成夹具草图后，进一步考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理的结构实现个零部件间的相对运动；根据零件的使用要求，选择相应的材料。完成钻床夹具的所有设计后，用AutoCAD进行二位图形的绘制，首先画装配图，然后从装配图上拆画零件图，标注相关尺寸及技术要求，最后进行论文撰写、整理、修改完成该毕业设计。6.2.2 定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。该零件以三面定位，M7132罩壳上的装配基准为平面，而它们又是M7132罩壳上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高M7132罩壳各主要表面的相互位置精度。有零件图可知,根据本道工序，选底面和侧面为定位基准。 6.2.3 定位方案和元件设计根据以上零件的结构分析以及定位基准的选择，可得定位基准为平面，因此可选择定位元件为支承板,如图4.1定位支承板所示。图6.1 定位支承板根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度；用一个底面来限制了工件上下移动自由度。6.2.4定位误差的计算 定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：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。6.2.5夹紧力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：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图6.1受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。6.2.6夹紧机构的设计采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧工件的机构，统称螺旋夹紧机构。由于这类夹紧机构简单，夹紧可靠，通用性大，故在机床夹具中得到广泛运用。它的主要缺点是夹紧和松开工件时比较费力。本夹具采用移动压板进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。同时，由于移动压板标准件，可直接购买，降低了夹具的制造成本。夹紧力的计算单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下列计算：式中： W0单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）； Q 原始作用力（N）； L作用力臂（mm）； 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm），其值视螺杆端部的结构形式而定，参见机床夹具设计手册第三版表1-2-20； 螺杆端部与工件间的摩擦角（）； 螺纹中径之半（mm）； 螺旋升角（），参见机床夹具设计手册第三版表1-2-21； 螺旋副的当量摩擦角（）， 式中为螺旋副的摩擦角（），为螺纹牙型半角（），参见机床夹具设计手册第三版表1-2-22。6.2.7确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体：夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上，使其成为一体，并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑。夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空
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