车床尾架体加工工艺与夹具设计【镗φ75孔】【钻、扩、铰φ24孔】【说明书+CAD】
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镗φ75孔
钻、扩、铰φ24孔
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说明书
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车床尾架体加工工艺与夹具设计【镗φ75孔】【钻、扩、铰φ24孔】【说明书+CAD】,镗φ75孔,钻、扩、铰φ24孔,车床,尾架体,加工,工艺,夹具,设计,75,24,说明书,CAD
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摘 要 尾架体是车床上的重要的部件之一，是车床上用以支撑轴类零件车削加工和实施钻孔的主要车床附件。本文针对某类给定的尾架体进行了加工工艺与工装的设计，完成了以下工作： 1、概述了尾架体的技术和现状发展； 2、对尾架体进行了工艺分析； 3、编制了尾架体的工艺规程，完成了其工序卡的设计；4、针对工艺中的两个重要工序，设计完成了一套镗孔夹具和一套钻孔夹具，包括定位元件，夹紧机构、对刀块、夹具体的设计并分析了定位误差。 关键词设计；工装；工艺；尾架体iAbstractstalk spare parts, the car pares to process the main lather enclosure that drills a hole with implementation.This text aims at a certain the tail body giving certainly carried on to process the design that craft and work pack and completed once work:1All said a tail the technique and present condition development of the body;2Carried on craft analysis to the tail body, 3Drew up a tail body of craft regulations, completed the design of its work preface card;4Aim at a craft in of some important work preface, designed to complete a set of Xian slot tongs, including fixed position component, clipped tight organization, to the knife piece, clip a concrete design and analyzed a fixed position error margin.Keywords：design;clamping;craft;tailstockii- 9 -湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目 录第一章 绪论. 11.1 课题的背景及介绍. 41.2 同类研究国内外工作现状、存在问题. 41.3 研究目标、内容和拟解决的关键问题. 41.4 拟采取的研究方法、步骤、技术路线. 4第二章 机械加工工艺规程的设计. 42.1 零件毛坯的确定. 42.1.1 毛坯种类选择. 42.1.2 确定毛坯的加工余量. 42.2 机械加工路线的拟定. 52.2.1 选择零件表面的加工方法. 52.2.2 工序定位基准的选择. 62.2.3 工序数目和顺序的确定. 62.2.4 确定工序间的加工余量和工序尺寸及其公差. 82.3 机床和工艺装备的选择和设计. 132.3.1机床的选择. 132.3.2刀具的选择. 132.3.3量具的选择. 132.3.4夹具的选择和设计. 142.4 切削用量的选择. 142.4.1背吃刀量的选择. 142.4.2进给量f的选择. 142.4.3切削速度的选择. 152.4.4各代表工序的切削用量的选择. 152.5 填写机械加工工艺文件. 232.5.1机械加工工艺过程卡片. 232.5.2机械加工工序卡片. 232.5.3检验卡片. 23第三章 专用夹具的设计. 243.1 镗75孔夹具设计. 243.1.1 定位基准和定位元件的选定. 243.1.2定位元件的选择. 253.2 镗套的选择和设计. 253.2.1 导向装置的形式与特点. 253.2.2 镗套的材料. 263.3 镗杆的设计. 263.3.1 镗杆的结构. 263.3.2 镗杆端部导向结构形式. 263.3.3 镗刀与镗刀孔的结构. 273.3.4 镗杆的尺寸. 283.3.5 镗杆的材料. 283.4 夹紧装置的设计. 303.4.1 夹紧装置的组成. 303.4.2 对夹紧装置的要求. 303.5 夹紧力的确定. 313.6 夹具体的设计. 323.7 夹具精度及定位误差分析. 323.8 加工孔24夹具设计. 323.8.1定位基准的选择. 333.8.2切削力的计算与夹紧力分析. 343.8.3夹紧元件及动力装置确定. 353.8.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计. 353.8.5夹具精度分析. 36第四章 结论. 39参考文献. 40致谢. 41附录. 42v第一章 绪论机械制造工业是国家建设和社会发展的支柱之一，作为一个老牌产业，机械制造工业有着成熟的技术和标准。采用机械加工的方法，改变毛坯的形状、尺寸、相互位置关系和表面质量，使其成为可完成某种使用要求的零件，这是机械制造工业的基础性常识，而本课题选择的机床尾架体则作为各种机床不可缺少的一部分有着它的特别作用。 1.1 课题的背景及介绍机床尾架体作为各种机床不可缺少的一部分有着它的特别作用。零件是机床尾架体，尾架安装在机床的右端导轨上，尾架上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端（即顶持工件的中心孔）、安装钻头、绞刀，进行孔加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾架体可以沿尾架导轨作纵向调整移动，然后压下尾架紧固手轮将尾架夹紧在所需位置，摇动尾架手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。在机械制造中，工艺是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。它是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实在的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。它对提高劳动生产率、保证产品质量降低产品成本和提高企业经济效益有十分重要的作用。在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具。夹具设计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，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。加工工艺及夹具设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机械设计制造及其夹具设计是对我们完成大学四年的学习内容后进行的总体的系统的复习，融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合。在毕业前进行的一次模拟训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。 1.2 同类研究工作国内外现状、存在问题当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高质量、高精、高效、自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。随微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。中国加入WTO后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。 1.3 研究目标、内容和拟解决的关键问题本设计上车床支架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计，车床支架零件的主要加工表面是平面及孔系。本设计遵循先面后孔的原则。并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。整个加工过程选用组合机床，夹具选用专用夹具，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于中批量，流水线上加工，能够满足设计要求。设计的重点是夹具的设计，由于工件上的孔系都要以地面作为基准加工故首先得加工出底面，为保证孔的位置和加工准确性我们一定要在加工底面的时间通过画线找出底面的加工余量。这样就可以更好的保证孔系的位置和加工精度。 1.4 拟采取的研究方法、步骤、技术路线对所给零件进行设计和建模，所给零件的工艺分析，计算、编写各工件加工工艺；夹具结构的总体方案设计 ；定位分析与夹具定位误差的计算 ；装配图的设计、零件工作图的设计；本设计的优缺点分析 ；零件加工工艺及图形交互式（CAD/CAM）或手工数控程序编制。运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。使用手册以及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料的名称出处，并熟练运用。机床尾架体作为各种机床不可缺少的一部分有着它的特别作用。零件是机床尾架体，尾架安装在机床的右端导轨上，尾架上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端（即顶持工件的中心孔）、安装钻头、绞刀，进行孔加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾架可以沿尾架导轨作纵向调整移动，然后压下尾架紧固手轮将尾架夹紧在所需位置，摇动尾架手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。第2章 机械加工工艺规程的设计零件的机械加工工艺规程就是零件的加工方法和步骤，其主要内容包括：排列加工工序、确定各个工序零件装夹方法、加工余量、切削用量、工时定额和所占有的机床、工具、夹具、量具等。制定合理的加工工艺规程，具有重要的技术经济意义。首先，工艺规程是直接生产的重要技术文件。其次，工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据。再次，工艺规程还是设计新建、改建和扩建工厂的依据。为了达到上述目的，工艺规程的制定应尽量做到技术先进，经济合理，并保证生产安全。 2.1零件毛坯的确定2.1.1 毛坯种类选择毛坯制造是零件生产过程的一部分，零件所用的毛坯选择是否合适，将影响工艺过程是否优质、高产和低消耗。正确选择毛坯主要应考虑以下几个因素：（1）零件的材料及力学性能；（2）零件的结构形状和尺寸大小；（3）零件的生产批量和精度要求；（4）工厂毛坯车间的现有设备和技术水平。由于零件外形比较复杂，只能采用铸造的方法生产毛坯。生产批量为中批生产，采用砂型铸造，手工造型。铸造后，铸件需要消除毛刺和砂粒，并作退火处理。2.1.2 确定毛坯的加工余量合理的加工余量，对确保加工质量、提高生产率和降低成本都有重要的意义。加工余量过小，不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷层和各种误差，也不能补偿本工序加工时工件的装夹误差；加工余量过大，不仅增加了机械加工量，降低了生产效率，而且浪费原材料和能源，增加刀具的损耗，使加工成本升高。确定毛坯加工余量的基本原则是：在保证加工精度的前提下，尽量减少加工余量，以提高生产率。目前一般采用经验估计法和查表法来具体确定余量值，并就考虑下列几条原则：（1）零件尺寸精度或表面粗糙度要求高的加工表面，应有较大的加工余量；（2）加工面积大的表面加工余量应加大； （3）距基准较远的加工表面，加工余量就加大；（4）出现缺陷或开设浇冒口的位置应留工艺余量。下面采用查表法确定各加工表面的加工余量：查参考文献8表2-1 大中批量生产的毛坯铸件的公差等级和表2-5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级得，对于铸件材料为灰铸铁，采用砂型铸造的铸件，其尺寸公差等级CT为810级，加工加工余量等级RMA为EG级，故取CT10,RMAG。查参考文献8表2-3 铸件尺寸公差和表2-4 要求的铸件机械加工余量（RMA）确定各加工表面的总余量下表：表2.1 各加工表面的总余量2.2 机械加工路线的拟定2.2.1 选择零件表面的加工方法零件的加工表面一般有平面、外圆、内孔、螺纹等，对应这些表面能达到一定经济精度的加工方法很多，在具体选择确定时应从零件的结构特点、技术要求。材料的热处理。生产批量和现有的生产条件来考虑，以满足机械加工工艺要求。根据以上要求和工厂的实际情况，零件和加工表面的加工方法如下：（1）75两个端面：表面粗糙度上限值为3.2，尺寸公差等级为IT 7,故采用端铣的加工方法，具体步骤为粗铣精铣。（2）4M8：螺纹公差等级为7H，表面粗糙度上限值为3.2，由于毛坯孔不铸造出来，故须先钻孔后攻丝，具体步骤为钻丝锥攻丝。（3）孔75：圆度和圆柱度公差为8级，垂直度和平行度公差等级为5级，尺寸公差等级为IT 6，表面粗糙度上限值为1.6,具有较高的尺寸精度和形状位置精度，故采用镗销的加工方法，具体步骤为粗镗半精镗精镗。（4）孔36：表面粗糙度上限值为1.6，尺寸公差等级为IT 7，毛坯孔已经铸造出来，孔径不大，故采用铰削的加工方法，具体步骤为粗扩粗铰精铰。（5）孔25：表面粗糙度上限值为1.6，尺寸公差等级为IT 7，毛坯孔已经铸造出来，孔径不大，故采用铰削的加工方法，具体步骤为粗扩粗铰精铰。（6）孔16：表面粗糙度上限值为12.5，尺寸公差等级为IT 12，毛坯孔已经铸造出来，孔径不大，精度要求不高，故采用扩削的加工方法，具体步骤为粗扩。（7）孔20：表面粗糙度上限值为1.6，尺寸公差等级为IT 7，孔径不大，故采用铰削的加工方法，毛坯孔已经铸造出来，具体步骤为粗扩粗铰精铰。（8）平面A：平面度公差6级，表面粗糙度上限值为1.6，加工面积比较大，故可采用铣削的加工方法，具体步骤为粗铣半精铣精铣。（9）平面B：表面粗糙度上限值为1.6，故可采用铣削的加工方法，具体步骤为粗铣半精铣精铣。（10）孔24：表面粗糙度上限值为1.6，尺寸公差等级为IT 7，毛坯孔已经铸造出来，孔径不大，故采用铰削的加工方法，具体步骤为粗扩粗铰精铰。（11）孔22：表面粗糙度上限值为12.5，尺寸公差等级为IT 12，毛坯孔已经铸造出来，孔径不大，精度要求不高，故采用扩削的加工方法，具体步骤为粗扩。2.2.2 工序定位基准的选择在将毛坯加工成成品零件的全部过程中，应粗基准选择原则和精基准选择原则来选择加工阶段的定位基准，以确保加工表面的位置精度。(1)粗基准的选择：粗基准的选择对零件的加工会产生重要的影响，它会影响到加工面和不加工面的相互位置，或者影响到加工余量的分配，所以，正确选择粗基准对保证产品气量有重要影响。选择粗基准时首先要保证相互位置的要求和便于准基准的加工；其次，粗基准必须保证加工表面的加工余量能够合理分配和便于工件的装夹；最后，粗基准不得重复使用。根据以上的要求，结合零件的实际情况，选择孔75和孔24作为粗基准。(2)精基准的选择：选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求和实现装夹准确、可靠、方便。一般应遵循基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则和便于装夹原则。前四者都有各自的应用条件，唯有便于装夹原则始终不能违反。根据以上的要求，结合零件的实际情况，选择平面A和平面B作为精基准。2.2.3 工序数目和顺序的确定根据每个加工表面的结构形状和技术要求，确定采用何种加工方法和分几次加工。一般零件的加工工艺过程大致分为粗加工阶段工序、半精加工阶段工序、精加工阶段工序和光整加工阶段工序。具体安排工序内容时，要把粗、精加工分开，但加工阶段划分不应该过细，否则会使工序数目增加，加工过程复杂，影响生产率和成本。因此，在满足质量要求的情况下划分的工序数目应尽量少。具体决定工序数目时，根据零件结构特点、生产类型和工厂具体条件，应适当采用工序集中和工序分散原则。所谓工序集中就是工序数少而各加工内容多，其特点是：有利于采用高生产效率机床；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；减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作；专用设备和工艺装备比较复杂，生产准备周期长，更换产品较困难。而工序分散就是工序数多而各加工内容少，其特点是：可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整比较容易；工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面积大；有利于选择合理的切削用量。工序集中和工序分散各有各自的特点，选用时，要根据生产类型、机床设备、零件的结构和技术要求等进行综合分析后进行选用。在安排机械加工工序时，应根据加工阶段的划分、基准和选择和被加工表面的主次来决定，一般应遵循以下几个原则：(1)先基准再其它；(2)先粗后精；(3)先主后次；(4)先面后孔。还应考虑热处理工序、检验工序和辅助工序的安排。根据以上的原则及要求，结合零件的实际情况及工厂现有的设备和布置，确定机械加工工艺路线。工序10 铸造：砂型铸造，手工造型；工序20 冷作：清砂，去浇冒口；工序30 热处理：人工时效；工序40 涂漆：非加工表面涂防锈漆；工序50 铣削A表面：粗铣半精铣精铣；工序60 铣削B表面：粗铣半精铣精铣；工序70 铣削孔75两个端面：粗铣精铣；工序80 粗镗孔75：粗镗；工序90 铰削孔36：粗扩粗铰精铰；工序100 铰削孔25：钻扩铰；工序110 铰削孔24：钻扩铰；扩削孔16工序120 铰削孔20：粗扩粗铰精铰；扩削22工序130 攻丝4M8：钻孔攻丝；工序140 镗削孔75：半精镗精镗；工序150 去毛刺，检验；工序160 清洗加工表面涂防锈油入库。2.2.4 确定工序间的加工余量和工序尺寸及其公差工序间的加工余量按查表法确定，其选用原则为：（1）为缩短加工时间，降低制造成本，应采用最小的加工余量。（2）加工余量应保证得到图样上规定的精度和表面粗糙度。（3）要考虑零件热处理时引起的变形，否则可能产生废品。（4）要考虑所采用的加工方法、设备以及加工过程中可能产生的变形。（5）要考虑被加工零件尺寸的大小，尺寸越大，加工余量越大，因为零件的尺寸增大后，由切削力、内应力等引起变形的可能性也增加。（6）选择加工余量时，还要考虑工序尺寸公差的选择。因为公差的界限决定加工余量的最大尺寸与最小尺寸。其工序公差不应超出经济经度的加工范围。（7）本工序余量应大于上工序留下的表面缺陷层厚度。（8）本工序的余量必须大于上工序的公差和几何公差。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算的计算方法，根据选定的余量计算前一道工序的尺寸。工序尺寸的公差的表面粗糙度应该按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，即对于被包容面工序尺寸公差取负值，而对于被包容面工序尺寸公差取正值。1、表面A工序尺寸及公差：（1）确定各加工工序的加工余量根据参考文献8表4-35和表4-37铣平面加工余量和加工余量的选用原则可得，精铣余量为0.5mm,半精铣余量为1.5mm,粗铣的余量为4 mm。（2）计算各加工工序基本尺寸从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各加工工序的基本尺寸。精铣后工序尺寸为205 mm,其他各工序基本尺寸依次为：半精铣： 205+0.5205.5 mm粗铣： 205.5+1.5207 mm毛坯： 207+4211 mm（3）确定工序尺寸公差除最终加工工序的公差按设计要求确定以外，其他各加工工序按各自所采用的加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。查表可得，精铣后选定为IT 8,Ra1.6 ；半精铣后选定为IT10，Ra6.3；粗铣后选定为IT 12,Ra12.5。（4）按“入体原则”标注工序尺寸公差根据上述经济加工精度查表，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。精铣：Ra 1.6；半精铣：Ra6.3；粗铣：Ra12.5。2、表面B工序尺寸及公差（1）确定各加工工序的加工余量参考文献8表4-35和表4-37铣平面加工余量和加工余量的选用原则可得，精铣余量为0.5mm,半精铣余量为1.0mm,粗铣的余量为2.5 mm。（2）计算各加工工序基本尺寸从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，表逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各加工工序的基本尺寸。精铣后工序尺寸为72 mm,其他各工序基本尺寸依次为：半精铣： 720.571.5 mm粗铣： 71.51.070.5 mm毛坯： 70.52.568 mm（3）确定工序尺寸公差除最终加工工序的公差按设计要求确定以外，其他各加工工序按各自所采用的加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。查表可得，精铣后选定为IT 7,Ra1.6 ；半精铣后选定为IT10，Ra6.3；粗铣后选定为IT 12,Ra12.5。（4）按“入体原则”标注工序尺寸公差根据上述经济加工精度查表，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。精铣：Ra 1.6；半精铣：Ra6.3；粗铣：Ra12.5。3、孔75两个端面工序尺寸及公差（1）确定各加工工序的加工余量根据参考文献8表4-35和表4-37考虑，精铣余量为0.5mm,粗铣的余量为2.5 mm。（2）计算各加工工序基本尺寸从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各加工工序的基本尺寸。精铣后工序尺寸为406 mm,其他各工序基本尺寸依次为：粗铣： 406+20.5407 mm毛坯： 407 +22.5412mm（3）确定工序尺寸公差除最终加工工序的公差按设计要求确定以外，其他各加工工序按各自所采用的加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。查表可得，精铣后选定为IT 9,Ra3.2 （零件的设计要求）；粗铣后选定为IT 12,Ra12.5。（4）按“入体原则”标注工序尺寸公差根据上述经济加工精度查参考文献8表2.3 标准公差数值，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。精铣：Ra 3.2；粗铣：Ra12.5。 4、75孔工序尺寸及公差（1）确定各加工工序的加工余量根据参考文献8表4-35和表4-37和加工余量的选用原则可得，粗镗余量为0.36mm,半精镗余量为0.85 mm,粗镗余量为2.25mm。（2）计算各加工工序基本尺寸从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各加工工序的基本尺寸。各工序基本尺寸依次为：精镗： 7520.0474.92 mm半精镗：74.9220.3674.2 mm粗镗： 74. 220.8572.5 mm毛坯： 72.522.2568 mm（3）确定工序尺寸公差除最终加工工序的公差按设计要求确定以外，其他各加工工序按各自所采用的加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。查表可得，精镗后选定为IT 6,Ra1.6 （零件的设计要求）；半精镗后选定为IT9，Ra3.2；粗镗后选定为IT 12,Ra12.5。（4）按“入体原则”标注工序尺寸公差根据上述加工精度查表，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。；精镗：Ra 1.6；半精镗：Ra3.2；粗镗：Ra12.5。 5、36孔工序尺寸及公差（1）确定各加工工序的加工余量根据参考文献8表39 基孔制7级精度（H7）孔的加工和加工余量的选用原则可得，精铰余量为0.05mm,粗铰余量为0.45mm,粗扩的余量为1 mm。（2）计算各加工工序基本尺寸从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各加工工序的基本尺寸。精铰后工序尺寸为mm,其他各工序基本尺寸依次为：粗铰： 3620.0535.9 mm粗扩： 35.920.4535 mm毛坯： 352133 mm（3）确定工序尺寸公差除最终加工工序的公差按设计要求确定以外，其他各加工工序按各自所采用的加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。查表可得，精铰后选定为IT 7,Ra1.6 （零件的设计要求）；粗铰后选定为IT9，Ra3.2；粗扩后选定为IT 12,Ra12.5。（4）按“入体原则”标注工序尺寸公差根据上述加工精度查表，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。精铰：Ra 1.6；粗铰：Ra3.2；粗扩：Ra12.5。 6、25孔工序尺寸及公差（1）确定各加工工序的加工余量根据参考文献8表39 基孔制7级精度（H7）孔的加工和加工余量的选用原则可得，精铰余量为0.03mm,粗铰余量为0.07mm,粗扩的余量为1mm。（2）计算各加工工序基本尺寸从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各加工工序的基本尺寸。精铰后工序尺寸为mm,其他各工序基本尺寸依次为：粗铰： 2520.0424.94 mm粗扩： 24.9420.0724.8 mm毛坯： 352123mm（3）确定工序尺寸公差除最终加工工序的公差按设计要求确定以外，其他各加工工序按各自所采用的加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。查表可得，精铰后选定为IT 7,Ra1.6 （零件的设计要求）；粗铰后选定为IT9，Ra3.2；粗扩后选定为IT 12,Ra12.5。（4）按“入体原则”标注工序尺寸公差根据上述加工精度查表，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。精铰：Ra 1.6；粗铰：Ra3.2；粗扩：Ra12.5。 7、24孔工序尺寸及公差（1）确定各加工工序的加工余量根据参考文献8表39 基孔制7级精度（H7）孔的加工和加工余量的选用原则可得，精铰余量为0.03mm,粗铰余量为0.07mm,粗扩的余量为0.9 mm。（2）计算各加工工序基本尺寸从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，表逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各加工工序的基本尺寸。精铰后工序尺寸为mm,其他各工序基本尺寸依次为：粗铰： 2420.0323.94 mm粗扩： 19.9420.0723.8 mm毛坯： 23.820.922 mm（3）确定工序尺寸公差除最终加工工序的公差按设计要求确定以外，其他各加工工序按各自所采用的加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。查表可得，精铰后选定为IT 7,Ra1.6 （零件的设计要求）；粗铰后选定为IT9，Ra3.2；粗扩后选定为IT 12,Ra12.5。（4）按“入体原则”标注工序尺寸公差根据上述经济加工精度查参考文献8表2.3 标准公差数值，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。精铰：Ra 1.6；粗铰：Ra3.2；粗扩：Ra12.5。 8、孔工序尺寸及公差（1）确定各加工工序的加工余量根据参考文献8表39 基孔制7级精度（H7）孔的加工和加工余量的选用原则可得，精铰余量为0.03mm,粗铰余量为0.07mm,粗扩的余量为0.9 mm。（2）计算各加工工序基本尺寸从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，表逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各加工工序的基本尺寸。精铰后工序尺寸为mm,其他各工序基本尺寸依次为：粗铰： 2020.0319.94 mm粗扩： 19.9420.0719.8 mm毛坯： 19.820.918 mm（3）确定工序尺寸公差除最终加工工序的公差按设计要求确定以外，其他各加工工序按各自所采用的加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。查参考文献8表17 可得，精铰后选定为IT 7,Ra1.6 ；粗铰后选定为IT9，Ra3.2；粗扩后选定为IT 12,Ra12.5。（4）按“入体原则”标注工序尺寸公差根据上述经济加工精度查参考文献8表2.3 标准公差数值，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。精铰：Ra 1.6；粗铰：Ra3.2；粗扩：Ra12.5。2.3 机床和工艺装备的选择和设计拟定了零件的工艺路线后，对其中用机床加工的工序还要选择通用或设计专用的机床和工艺设备，它将影响零件的加工精度和生产效率。2.3.1机床的选择机床选择的原则是：机床的生产率应与零件的生产类型相适应，应考虑到生产的经济性；机床的加工范围应满足零件的加工要求；机床加工精度应与零件的加工精度相适应；机床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、走刀量的等级、机床功率应符合切削量的要求。根据以上的要求，考虑工厂的实际情况，机床的选用如下：铣床：立式铣床X53T ；钻床：摇臂钻床Z3040；镗床：卧式镗床T68。2.3.2刀具的选择选择刀具时，应考虑工序的各类、生产类型、工件材料、加工精度和所采用机床的性能，刀具的尺寸规格尽可能采用标准的，具体选择时应考虑：与生产性质相适应；符合工件材料的加工要求；满足加工要求；与所使用的机床相适应。在成批或大批大量生产中，若特殊需要，可采用成形刀具、组合刀具、非标准尺寸的钻头、铰刀等来提高生产率，但需自行设计。各工序所选用的刀具详见工序卡片。2.3.3量具的选择在小批量生产中尽量采用标准的通用量具。在成批或大量生产中，一般应根据所检验尺寸设计专用量具和各种专门检验夹具。在选择量具时，除应考虑零件的生产类型外，还应考虑被测零件的精度要求，考虑测量工具的测量方法的经济指标。由于零件没有难以测量的表面，所以选用通用的量具。2.3.4夹具的选择和设计在小批量生产中尽量采用通用夹具。当被加工工件的表面精度要求较高或者在成批大量生产时，一般应设计专用夹具，以保证加工表面的位置精度。详细的夹具设计见第下一章。2.4 切削用量的选择切削用量是指切削加工时可以控制的参数，具体是指切削速度/(mm/min)，进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)。切削用量的选择主要是根据工件的材料、精度要求以及刀具的材料、机床的功率和刚度等情况，在保证工序质量的前提下，充分利用刀具的切削性能和机床的功率、转矩等特性，获得高生产率和低生产成本。粗加工时，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量大。因此，选择粗加工的切削用量时，应尽量能保证较高的金属切削率，以提高生产率和必要的刀具耐用度。因此，选择切削用量时首先应选择较大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度。精加工时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量小且均匀。因此，选择切削用量时应着重保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。所以，首先考虑选择一个较高的切削速度，其次选择较小的进给量，最后确定切削深度。2.4.1背吃刀量的选择粗加工时，背吃刀量应根据加工余量和工艺系统的刚度来确定。由于粗加工时是以提高生产率为主要目的，所以在留出半精加工和精加工余量后，应尽量把粗加工余量一次切除。一般可达810mm当遇到断续切削、加工余量太大或不均匀时，则应考虑多次走刀，而此时的背吃刀量应依次递减。精加工时，应根据粗加工留下的余量确定背吃刀量，使加工余量少而均匀。2.4.2进给量f的选择粗加工时对表面粗糙度要求不高，在工艺系统刚度和强度好的情况下，可以选用大一些的进给量；精加工时，应主要考虑工件表面粗糙要求，一般表面粗糙度数值越小，进给量也要相应减小。2.4.3切削速度的选择切削速度主要应工件和刀具的材料来确定。粗加工时，主要受刀具寿命的机床功率的限制。如超出了机床许用功率，则应适当降低切削速度；精加工时，和选用得都较小，在保证合理的刀具寿命的情况下，切削速度应选取尽可能的高，以保证加工精度和表面粗糙度，同时满足生产率的要求。切削用量选定后，应根据已选定的机床，将进给量和切削速度修定成机床具有的进给量和转速n，并计算出实际的切削速度。工序卡上填写的切削用量应是修定后的进给量、转速n及实际切削速度。2.4.4各代表工序的切削用量的选择 1、表面A切削用量的选择a 粗铣（1）刀具的选择由于被加工的表面面积偏大，为提高生产效率，采用端铣刀加工，查表，选取铣刀直径d250mm,齿数Z16。由于加工材料为铸铁，硬质合金刀片牌号取YG8。（2）铣削用量确定铣削深度ap：由于加工余量为4mm,故可在一次走刀内切完，故ap4mm。确定每齿进给量af：根据根据参考文献8表93 硬质合金端铣刀铣削平面的进给量可知（X53T铣床的主电动机功率为10Kw）每齿进给量af0.250.38mm/Z。采用对称铣削，故取此范围内小值，取af0.25 mm/Z。确定铣刀的磨钝标准及耐用度：根据根据参考文献8表96 铣刀磨钝标准及表97 铣刀耐用度T确定铣刀后刀面最大磨损限度为2mm，刀具耐用度T240min。计算切削速度：根据铣削速度计算公式 式（2.1）查表得， =46.5m/min根据转速计算公式 式（2.2）59.26r/min根据X53T机床说明书取n=71r/min。根据式（2.2）求出实际切削速度： 54.95m/min根据进给速度计算公式得， =af Zn 式（2.3） 0.251671 284 mm/min根据X53T机床说明书取 315mm/min。（3）切削时间的计算：机动时间tj1：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf1=0.23minb 半精铣刀具的选择：采用原来的刀具不变。铣削用量：确定铣削深度ap：由于加工余量为1.5mm,故可在一次走刀内切完，故ap1.5mm。确定每齿进给量af：根据参考文献8表93 硬质合金端铣刀铣削平面的进给量可知（X53T铣床的主电动机功率为10Kw）每转进给量f0.51.0mm/r，取f0.8 mm/r，根据式（2.3）得af =fZ =0.05 mm/Z确定铣刀的磨钝标准及耐用度：根据参考文献8表9.46 铣刀磨钝标准及表9.47 铣刀耐用度T确定铣刀后刀面最大磨损限度为2mm，刀具耐用度T240min。计算切削速度：根据铣削速度计算公 式（2.1）和查参考文献8表9.48得 =95.62m/min根据转速计算公式（2.2）得 121r/min根据X53T机床说明书取n=112r/min。根据式（2.2）86.35m/min根据进给速度计算公式（2.3）得，=af Zn 0.8112 89.6mm/min根据X53T机床说明书取110mm/min。根据式（2.3）,由110mm/min得fn 0.9mm/r由于0.5mm/r0.9mm/r1.0 mm/r,故选取的进给速度可行。（3）切削时间的计算：机动时间tj1：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf1=0.95minc 精铣刀具的选择：采用原来的刀具不变。铣削用量：确定铣削深度ap：由于加工余量为0.5mm,故可在一次走刀内切完，故ap0.5mm。确定每齿进给量af：根据参考文献8表9.43 硬质合金端铣刀铣削平面的进给量可知（X53T铣床的主电动机功率为10Kw）每转进给量f0.40.6mm/r，取f0.5 mm/r，根据式（2.3）得af =fZ = 0.03mm/Z确定铣刀的磨钝标准及耐用度：根据参考文献8表9.46 铣刀磨钝标准及表9.47 铣刀耐用度T确定铣刀后刀面最大磨损限度为2mm，刀具耐用度T240min。计算切削速度：根据铣削速度计算公式（2.1）和查参考文献8表98得：=135.91m/min根据转速计算公式（2.2）得 173.13r/min根据X53T机床说明书取n=180r/min。根据式（2.2）得，141.3m/min根据进给速度计算公式（2.3）得，=af Zn 0.5180 90mm/min根据X53T机床说明书取80mm/min根据式（2.3）,由80mm/min得fn 0.44mm/r由于0.4mm/r0.44mm/r0.6 mm/r,故选取的进给速度可行。（3）切削时间的计算：机动时间tj1：查参考文献1表2.5-37，工步辅助时间为：tf1=1.31min 2、 36孔切削用量的选择a 粗扩刀具的选择：根据参考文献8表1037 整体高速钢锥柄扩孔钻形式和尺寸，选择d35的标准高速钢扩孔钻。切削用量：确定切削深度ap：ap1.0mm。确定进给量f：根据参考文献8表106 高速钢及硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量可得，f1.21.5（mm/r），查机床说明书取f1.25mm/r。确定刀具的磨钝标准及耐用度：根据参考文献8表108 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准入耐用度，确定扩孔钻后刀面最大磨损限度为0.91.4mm，刀具耐用度T50min。计算切削速度：查参考文献8表109得，=21.59m/min根据转速计算公式（2.2）得 196.45r/min根据Z3040机床说明书取n200r/min。根据式（2.2）得， 21.98m/min（3）切削时间的计算：根据参考文献8表1043钻、扩、铰孔时加工机动时间计算公式可知， 式（2.4） =0.47min查参考文献8表2-37，工步辅助时间为：tf1=0.11minb 粗铰刀具的选择：根据参考文献8表1060 锥柄机用铰刀形式和尺寸，选择d35.9的标准合金钢铰刀。刀具角度的选择：根据参考文献8表1057 铰刀主偏角及第十章4.5.2节铰刀的前角和后角选择:前角4，后角=10，主偏角3。切削用量：确定切削深度：ap0.45mm确定进给量f：根据参考文献8表10.47 高速钢及硬质合金机铰刀铰孔时的进给量可得，f1.01.5（mm/r）（粗铰时取大值，精铰时取小值），查Z3040机床说明书取f1.25mm/r。确定刀具的磨钝标准及耐用度：根据参考文献8表108 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准入耐用度，确定铰刀后刀面最大磨损限度为0.60.8mm，刀具耐用度T105min。计算切削速度：根据钻、扩、铰孔切削速度的计算公式（2.5）和查参考文献8表109得 V =24.45m/min根据转速计算公式（2.2）得 216.90r/min根据Z3040机床说明书取n=200r/min。根据式（2.2）得，22.55m/min（3）切削时间的计算：根据参考文献8表10.443钻、扩、铰孔时加工机动时间计算公式可知，=0.47min查参考文献8表2-37，工步辅助时间为：tf1=0.11min c 精铰刀具的选择：根据参考文献8表1060 锥柄机用铰刀形式和尺寸，选择d36的标准合金钢铰刀。刀具角度的选择：根据参考文献8表1057 铰刀主偏角及第十章4.5.2节铰刀的前角和后角选择:前角0，后角=8，主偏角5。切削用量：确定切削深度：ap0.05mm确定进给量f：根据参考文献8表107 高速钢及硬质合金机铰刀铰孔时的进给量可得，f1.01.5（mm/r）（粗铰时取大值，精铰时取小值），查Z3040机床说明书取f1.0mm/r。确定刀具的磨钝标准及耐用度：根据参考文献8表108 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准入耐用度，确定扩孔钻后刀面最大磨损限度为0.60.8mm，刀具耐用度T105min。计算切削速度：根据钻、扩、铰孔切削速度的计算公式（2.5）和查参考文献8表109得:V27.38m/min根据转速计算公式（2.2）得242.22r/min根据Z3040机床说明书取n=250r/min。根据式（2.2）得，28.26m/min（3）切削时间的计算：根据参考文献8表10.443钻、扩、铰孔时加工机动时间计算公式可知，=0.47min查参考文献8表2-37，工步辅助时间为：tf1=0.11min3、 75孔切削用量的选择a 粗镗刀具的选择：根据参考文献8表54 镗孔直径D、镗杆直径d和镗刀截面之间的尺寸关系和表113 单刃镗刀（夹持在镗杆上用），选择截面BH为1616的单刃镗刀,刀具的材料是YG6。刀具角度的选择：根据参考文献8第7章6.2.6节基本镗削方法，选择:前角5，后角=3，主偏角60副偏角10，刃倾角0。切削用量：确定切削深度ap：ap2.25mm确定进给量f：根据参考文献8表11.41 卧式镗床的镗削用量可得，f0.31.0（mm/r），查T68机床说明书取f1.0mm/r。确定切削速度：根据参考文献8表11.41 卧式镗床的镗削用量可得，粗镗时（镗杆镗套支承时，取中间值），取V40m/min。根据转速计算公式（2.2）得175.71r/min根据T68机床说明书取n=200r/min。根据式（2.2）得，45.53m/min（3）切削时间的计算：根据参考文献8表59 车外圆和镗孔基本时间的计算可得镗孔的机动时间计算公式为 式（2.6）式中，tj1：切削时间；l:工件镗削部分长度；l1:切入行程长度,l2:切出行程长度,=35,取l2=5mm。由镗孔的机动时间计算公式（2.6）可得tj12.08min查参考文献8表2-37，工步辅助时间为：tf1=0.5minb 半精镗刀具的选择：刀具不变。切削用量：确定切削深度ap：ap0.85mm。确定进给量f：根据参考文献8表111 卧式镗床的镗削用量可得，f0.20.8（mm/r），查T68机床说明书取f0.8mm/r。确定切削速度：根据参考文献8表111 卧式镗床的镗削用量可得，半精镗时（镗杆镗套支承时，取中间值），取V80m/min。根据转速计算公式（2.2）得343.37r/min根据T68机床说明书取n=350r/min。根据式（2.2）得，81.55m/min（3）切削时间的计算：由镗孔的机动时间计算公式（2.6）可得tj11.49min查参考文献8表2-37，工步辅助时间为：tf1=0.36minc 精镗刀具的选择：根据参考文献8表54 （镗孔直径D、镗杆直径d和镗刀截面之间的尺寸关系）和表113 单刃镗刀（夹持在镗杆上用），选择截面BH为1616的单刃镗刀,刀具的材料是YG6。刀具角度的选择：根据第7章6.2.6节基本镗削方法（简明机械加工工艺手册，陈宏钧）选择:前角15，后角=12，主偏角90副偏角0，刃倾角4。切削用量：确定切削深度ap：ap0.36mm确定进给量f：根据表11.41 卧式镗床的镗削用量可得，f0.150.5（mm/r），查T68机床说明书取f0.35mm/r。确定切削速度V：根据参考文献8表11.41 卧式镗床的镗削用量可得，精镗时（镗杆镗套支承时，取中间值），取V25m/min。根据转速计算公式（2.2）得 106.27r/min根据T68机床说明书取n=110r/min。根据式（2.2）得，25.88m/min3）切削时间的计算：由镗孔的机动时间计算公式（2.6）可得tj110.81min查参考文献8表2-37，工步辅助时间为：tf1=2.62min2.6填写机械加工工艺文件加工工艺文件就是所谓的“机械加工工艺卡片”，它是将零件的机械加工工艺规程填写在一定形式的卡片上。常用的工艺卡片有机械加工工艺过程卡片，机械加工工序卡片和检验卡片。2.6.1机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片是以工序为单位简要说明工件的加工工艺路线和一种工艺文件。此卡片中包括工序号、工序名称、工序内容、完成各工序的车间和工段、所用机床和工艺装备的名称及时间定额等内容。它主要表示工件的加工流向，供安排生产计划、组织生产时使用。在单件小批量生产中，一般只用工艺过程卡片。2.6.2机械加工工序卡片机械加工工序卡片是在工艺过程卡片的基础上，分别为每道工序所编写的一种工艺文件，用来具体指导工人进行生产，其内容较为详细。卡片中附有工序简图，并详细说明该工序每个工步的加工内容、工艺参数（切削用量、时间定额等）以及所用的设备和工艺装备等。工序简图使用定位夹紧符号表示定位基准、夹压位置和夹压方式，用粗实线指出本工序的加工表面，并给出工序尺寸公差及其技术要求。对于多刀加工和多工位加工，还应给出工序布置图，以表明每个工们刀具和工件的相对位置和加工要求。2.6.3检验卡片检验卡片是检验人员使用的工艺文件，它可以表明该工序所需检验的表面和应该达到的技术要求。详细的工序卡片见附录。第三章 专用夹具的设计在机床上对工件进行加工的时候，为了保证加工表面相对其它表面的尺寸的位置精度，首先需要使工件在机床上占有准备的位置，并在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变。前者称为工件的定位，后者称为工件的夹紧，这一整个过程称为工件的装夹。在机床上装夹工件使用的工艺装备称为机床夹具。专用的机床夹具设计是机械制造工艺装备设计的一部分，夹具设计的优劣对零件的加工精度、生产效率、制造成本、生产安全、劳动生产条件等起着重要的作用。它用来确定工件与刀具间的相对位置，将工件定位并夹紧。要设计出较理想可靠的夹具，必须充分了解和分析有关资料，吸取先进技术经验，制订出可行的夹具结构方案。3.1 镗75孔夹具设计为使一批工件中的每一个工件放在夹具中都能获得一致的位置，必须工件上的定位基准与夹具中的定位元件相接触或相配合。由于工件的结构形状多种多样，故定位基准各不相同，所以要合理选择、设计、安置定位元件，以达到定位目的。3.1.1 定位基准和定位元件的选定定位基准的选择直接影响工艺路线中工序的数目、夹具结构的复杂程度以及零件精度是否易于保证。选择定位基准的原则是：a 定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小安装误差。当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其公差的换算。b 应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定可靠。c 在选择定位元件时，应以六点定位原理来分析，要尽量避免过定位的出现。被加工零件表面是75的孔，根据加工要求，该孔有两处需要按装配要求加工：一是应与尾架底板装配后镗孔，二是应与尾架主轴锁紧装置装配后镗孔。而尾架体底板与机床导轨相配合，必须经过精加工。因此，根据尾架体底板形状，选择底板底的平面和V型槽作为定位基准。3.1.1.1定位元件的选择根据定位基准面的形状，选用山型导轨面及B型支承板作为定位元件。山型导轨面根据机床导轨自行制造，B型支承板根据JB/T8029.11999选用两块型号为B32120 JB/T8029.1-1999的支承板。山型导轨面限制的自由度有X轴两个自由度，Z轴两个自由度。B型支承板限制的自由度有绕Y轴旋转的自由度。此定位方案实际上是一个过定位方案，即平面支承板由于支承面积较大，不只限制绕Y轴旋转的自由度，还可以认为限制了沿Z轴轴向移动的自由度。这是增加工艺系统刚性的需要。只要定位副有较高的平面度，定位时是不会发生干涉的。因此夹具得在平面支承板装配后进行配磨，使两个平面支承共面，尾架底板的平面要进行括研，以达到较高的平面度。 图3.1 山型导轨面零件图3.1.2 镗套的选择和设计镗床夹具的加工精度，主要依靠导向结构及导向件与镗杆的配合精度来保证的，导向结构的作用在于确定刀具对工件的正确位置和防止刀具的引偏。所以，在设计镗模时，应根据加工零件的结构，选用合适的导向装置的形式。在这里，我采用了双支承导向镗模的导向形式，镗模的基本类型为装有滚动轴承外滚动式镗套。镗套的材料有渗碳钢（20、20Cr钢）渗碳深度0.81.2mm，淬火硬度HRC5560.一般情况，镗套的硬度应比镗杆低。镗套用的衬套用20钢做成，渗碳深度0.81.2mm，淬火硬度HRC5864.3.1.3镗杆的设计与镗模配合的镗杆一般为专用，为适应镗刀安装，在镗杆上开方孔或圆孔，安装单刃镗刀，在镗杆上开矩形槽，安装镗刀块。采用单刃镗刀时，因刀头要通过镗套上的引刀槽，故在镗杆上开出一长键槽。端部的螺旋导向机构，可使镗套上的定向键顺利地进入键槽。拨销与浮动夹头连接，当安装在镗床主轴孔中，即可带动镗杆回转。图3.2 镗杆结构示意图1螺旋导向 2键槽 3刀孔 4螺孔 5拨销镗杆导向部分制出螺旋角小于45的螺旋导向，并与镗杆上的长键槽相连，使套上的定向键顺利地进入键槽，从而保证镗刀准确地进入导套的引刀槽中。图3.3 镗杆的引进结构浮动镗刀在对角线的方位上有两个对称的切削刃（属于多刃镗刀），两个切削刃间的尺寸可以调整，以镗削不同直径的孔。调整时，先松开螺钉1，再旋动螺钉2以改变刀块3的径向位移尺寸，并有千分尺检验两切削刃间尺寸，使之符合被镗的孔径尺寸，最后拧紧螺钉1即可。镗孔时，浮动镗刀插在镗杆的长方孔中，但不紧固，因此它能沿镗杆径向自由滑动，依靠作用在两个对称切削刃上的径向切削力，自动平衡其切削位置。图3.4 浮动镗刀结构示意图1固定螺钉；2调节螺钉；3刀块图3.5 镗杆刀孔结构示意图镗杆的直径d一般取孔径的0.70.8倍左右，但还应根据具体情况来决定。由于镗杆较长，为了增加镗杆的刚性，可取上限，d0.87560mm。采用前后双导向结构的镗杆工作长度最好等于导向部分直径的10倍，最好不超20倍。根据零件的实际加工的需要，取镗杆的长度l1400。镗杆与导套进行配研，其间隙不大于0.01mm，表面粗糙度0.20.4。圆柱度公差为3，同轴度公差为0.015，直线度要求为（500：0.01）mm。镗杆的表面硬度比镗套要求高，而内部要求有较好的韧性。一般采用20号钢、20Cr，渗碳淬火，渗碳层深度为0.81.2mm，硬度HRC6163。总结上述，该镗套的零件图如图4.6所示图3.6 镗套配合公差示意图1六角螺栓；2镗套端盖；3油毡；4密封圈；5滚动轴承； 6油杯；7衬套；8支架；9调整垫；10镗套；11尖头键由图3.6可知，该镗套有如下特点：1、镗杆与镗套之间仅存在轴向移动（进给运动）滑动摩擦，而不存在圆周方向的旋转摩擦。2、选用滚动轴承，可以选择较高的切削速度，这样可以提高镗削质量。3、有良好的防尘措施（密封圈4的作用是防止灰尘及细屑的进入），旋转部分不受污染，延长镗套的使用寿命。4、转动部分有良好的润滑（油杯6起润滑作用）。5、结构简单，操作、维修方便。3.1.4夹紧装置的设计夹紧装置的结构形式是多种多样的。但根据力源的不同可分为手动和机动夹紧装置。夹紧装置一般由力源、中间递力机构和夹紧元件三个部分组成。（1）力源装置：力源装置是产生夹紧作用力的装置。通常是指机动夹紧时所用的气动、液动、电动等装置。其目的是减少辅助时间，减轻工人劳动强度。提高劳动生产率。手动夹紧没有这种装置。（2）中间递力机构 中间递力机构是指将力源装置产生的夹紧作用力传递给夹紧元件的作用机构。中间递力机构一般可以作用在传递夹紧作用力的过程中，改变夹紧力的大小、方向并具有一定的自锁性能。如螺旋机构、斜楔机构、铰链机构、偏心轮机构等。（3）夹紧元件 夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它与工件被夹表面的直接接触来完成夹紧动作。如压板、压头等。在一些简单的夹紧装置中，夹紧元件与中间递力机构组合在一起称为夹紧机构。夹紧装置的设计是否正确，对保证工件的加工精度、提高劳动生产率和减轻工人劳动强度等都有直接影响。要想保证上述条件正确地设计夹紧装置，则必须满足以下几点基本要求：确保工件既定位置不变 在夹紧过程中，工件受到夹紧力作用时不得破坏既定位置。夹紧力的大小要适当 做到对工件所施加的夹紧力的大小，既要保证工件在加工过程中不会因受到外力的作用而产生位移或振动，又不得使工件产生不允许的变形或损伤。夹紧机构的自锁性能可靠 手动夹紧机构要有可靠的自锁性。机动夹紧机构则要考虑其自锁性和稳定的夹紧力。夹紧装置应方便、安全、省力和工艺性好 在保证生产率和加工精度的前提下，应使其结构的复杂程度与工件的生产节拍相适应。做到夹紧动作迅速，操作方便，安全省力，经济性好，成本低，便于制造和维修。工件的装夹过程大概如下：先把工件放到夹具上，把两块压板给放上去，垫上开口垫圈，再有螺母拧紧即可。卸载工件时，把螺母稍微拧松（能把开口垫圈取下即可），把开口垫圈取下，这样就可以把压板取下，这时，工件就可以取出来，并不需要把螺母拧下来。采用了开口垫圈，提高的夹紧和卸载的效率。3.1.5夹紧力的确定确定夹紧力包括正确选择夹紧力的大小、方向和作用点。必须根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，定位元件的结构及其分布形式，加工过程中工件所受到的外力（切削力、重力、惯性力和离心力）等因素进行综合分析。1）、确定夹紧力作用方向的原则 夹紧力的作用方向不仅影响工件的加工精度，而且还影响工作夹紧的实际效果。夹紧力的作用方向主要与工件的结构形状、定位元件的结构形状和配置形式，工件加工时所受到的全部外力产生的变形方向和大小等因素有关。具体应考虑以下几个原则：1夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置。2夹紧力的作用方向应使工件所需夹紧力尽可能小。3夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形尽可能小。2）、确定夹紧力作用点的原则 夹紧力作用点的确定具体应考虑以下几点：1夹紧力的作用点应作用在夹具定位元件支承表面所形成的稳定受力区域内。2夹紧力的作用点应作用在工件刚性较好的部位上。3夹紧力的作用点应尽量靠近工件的加工表面。3）、夹紧力大小的确定 夹紧力的大小直接影响夹具的可靠性、安全性及工件的变形量。因此，既要有足够的夹紧力但又不得过大。夹紧力大小根据具体情况用类比法或用分析计算法进行估算。分析计算法是将夹具和工件看成一个刚性系统，根据工件的加工过程中受切削力，离心力、惯性力以及工件的重力的作用情况，找出在加工过程中对工件最不利的瞬间状态，然后按静力平衡原理计算理论夹紧力，再乘上安全系数即可得到实际夹紧力的数值。 由前面可知，本夹具采用的夹紧方案的夹紧力是由螺旋机构来提供的，这类夹紧机构由于其结构简单，夹紧可靠，通用性好，故在机床夹具中得到广泛。它的缺点是夹紧和松开工件时比较费时。整于本道工序主要完成75H6孔的镗加工，参考文献9得：镗削力 镗削力矩 式中： D=74mm 本道工序加工孔时，工件的底平面与工作台靠紧。该机构利用其本身的螺栓孔，用M20螺母将工件夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧力计算公式： （3.7）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）；r螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）；螺杆端部与工件间的摩擦角（）；螺纹中径之半（mm）；螺纹升角（）；螺旋副的当量摩擦角（）。由式（3.7）根据参考文献11表1-2-23可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力：3.6夹具体的设计夹具体是指镗模的支架和底座，它是夹具的基础件，要安装组成该夹具所需的各种元件、机构、和装置等。设计时，要考虑其强度、刚度、结构、尺寸及排屑等。镗模的支架和底座多是采用铸件。为了制造上的方便，一般多数分开制造，这对于夹具的加工、装配和铸件的时效处理等都是有利的。对于支架和底座的共同要求是，有足够的强度和刚度以保持尺寸精度的稳定性，设计时，还要注意以下几点：1、 为了增强支架的刚度，支架和底座的连接要牢固，一般用圆销和螺钉坚固，应避免采用焊接结构。2 、支架上应避免承受夹紧力。3 、底座上应有找下基面，便于制造、装配和检测及机床上安装时找正。划正基面与镗套中心的平行度一般为300：0.01。4 、为了增强镗模底座的刚度，除了保证适当的壁厚外，还应合理地设置十字形的加强肋。5 、为了便于起吊搬运，应的底座的适当位置上设置起吊孔。图3.7 支架零件图 3.7夹具精度及定位误差分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用底平面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺孔尺寸75H6及表面粗糙度Ra=1.6m。本道工序最后采用精镗加工，选用单刃镗刀，直径为75H6，并采用镗套，镗刀导套孔径为该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。工艺孔的表面粗糙度Ra=1.6m，由本工序所选用的加工工步粗、精镗满足。影响两工艺孔位置度的因素有：1镗模板上装衬套孔的尺寸公差：2两衬套的同轴度公差：3衬套与镗套配合的最大间隙：4镗套的同轴度公差：5镗套与镗刀配合的最大间隙：所以能满足加工要求。3.8 加工孔24夹具设计 本夹具主要用来钻、扩、铰工艺孔24。这个工艺孔有尺寸精度要求为+0.021，表面粗糙度要求，表面粗糙度为。3.8.1 定位基准的选择由零件图可知，24孔位于零件右边，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻、铰的孔与端面垂直并保证24孔能在后续的孔系加工工序中使各重要工序的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时。因此加工24孔应选择底板底的平面和V型槽作为定位基准。为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准高速钢麻花钻刀具对工艺孔进行钻削加工；然后采用标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工；最后采用标准高速铰刀对孔24进行铰孔加工。准备采用手动夹紧方式夹紧。3.8.2切削力的计算与夹紧力分析 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 钻削力矩 式中：D=24mm 本道工序加工24孔时，主要靠压紧螺母和螺栓的配合夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧力计算公式： 式（3.8）式中： 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）；原始作用力（N）；作用力臂（mm）；螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（
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