2271--支架加工工艺规程设计（K358）
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2271
支架
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K358
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摘 要 机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展，在新经济时代，行业呈现了新的发展趋势，由此对其质量、性能要求有了新的变化。现在机械加工行业发生着结构性变化，工艺工装夹具的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件，工艺工装夹具的设计与改良直接影响加工产品的质量与性能。本课题主要是针对支架工艺规程和加工 37 螺纹孔工装夹具设计及其调研, 文中介绍了支架的加工工艺规程，以及在制定过程中所遇到问题的分析、工时定额、切削用量的计算等。同时通过对夹具整体方案的设计，定位机构的设计，以及了解了专用夹具的设计要求，详细设计出了支架零件钻 37 螺纹孔的夹具机构，并对加工中用到的夹具的设计过程，包括定位、夹紧及误差进行了分析和计算。通过设计，进一步熟悉了加工工件工艺分析过程，了解夹具的设计规程，通过调研和查阅资料，从而设计出最佳的加工工艺方案和工件专用的夹具。通过刀具的合理选择以及夹具的实际设计，掌握了一个零件加工工艺方案如何制定、夹具如何设计，并提高分析问题解决问题的能力。通过使用 AutoCAD 和 Proe 进行夹具设计，进一步提高了计算机绘图能力，为我以后的学习和工作奠定了良好的基础。关键词：支架；工艺方案；夹具；刀具ABSTRACTMechanical processing industry as a traditional and vigorous industries,nearly ten years has achieved rapid development, In the new economic era，the profession has presented the recent trend of development, From this to its quality and the performance requirement had the new change. Now the machine-finishing profession is having the structural change, Technology to design the clamp and improved has become the enterprise survival and the development of the necessary conditions. Process design and improvement of jig directly affect the quality and performance of products.This topic is mainly directed against the stents procedure and processing 3 x 7holes Jig design and research. This paper introduces the processing stent procedures，and the problems encountered of analysis in the process of establishing, fixed working hours, Cutting dosages of the calculation. Through the whole scheme design of fixture, design of positioning mechanism, and the special jig design requirements, The detailed design a stent parts 3x7holes Jig design, And the process of using fixture design process, Including positioning, clamping and error is analyzed and calculated.Through the design, Become more familiar with the process of machining the workpiece process analysis, learning fixture design rules, Through research and access to information, to design the best process technology program and a dedicated fixture workpiece. Through cutting tools reasonable choice as well as jigs actual design, Grasping how to process a components craft plan to formulate, how to design a fixture, And improve the ability to analyze and solve problems. By using AutoCAD and Proe for fixture design, Have improved the computer painting ability further，For my future study and work has laid a good foundation. Keywords: Stent Technology Program Tool Jig目 录 引引 言言.2第一章第一章 工件加工工艺安排工件加工工艺安排.3第二章第二章 机械加工工艺规程机械加工工艺规程.52.1 工艺规程.52.1.1 确定毛坯的制造形式.52.1.2 材料的技术要求.52.1.3 基准的选择.62.2 工艺规程涉及的计算.62.2.1 工序一 铣后侧大平面.62.2.2 工序二 铣圆柱右侧平面.72.2.3 工序三 铣圆柱左侧平面.82.2.4 工序四 铣上平面.92.2.5 工序五：加工 20H7 孔.102.2.6 工序六：加工 6H8 孔.132.2.7 工序七：加工 3*7-14 孔.16第三章第三章 夹具设计夹具设计.203.1 夹具总体方案设计.203.2 定位机构的设计.203.3 专用夹具设计要求.213.4 加工支架 3*7-14 孔的工装夹具.213.4.1 本工序零件的加工要求分析.213.4.2 确定夹具类型.213.4.3 拟定定位方案和选择定位元件.213.4.4 切削力及夹紧力计算.223.4.5 确定夹紧方案.233.4.6 总体结构分析.233.4.7 工作原理.243.5 夹具图.243.5.1 夹具装配图如下.243.5.2 夹具体如下.25总总 结结.26谢谢 辞辞.27参考文献参考文献.28附附 表表.292引 言当今社会人们广泛使用家用机器和大型机器，人们的生活水平得到了很大的改善。因此我们的生活离不开制造业，当人们谈起制造行业中的发展时,很少谈到工件夹具,但是在零件生产的基本领域,夹具的生产的重要正逐步显现出来。如今,制造商们需要供应商提供一步到位服务,他们要求世界范围内的当地供应商能够支持全球化生产。他们需要交钥匙解决办法。他们坚持与供应商保持并行生产过程开发。他们努力寻求各种以及所有可以降低其产品生产时间的对策。 那些制作夹具的人,必须采用与制作价值好几百万美元的加工中心的人们所采用的相同的规则,如今他们正在迎接这种挑战。夹具不仅保证了工件加工的相对位置，而且提高了劳动生产率、减轻了劳动强度，更为重要的是保证了产品质量。许多工件夹具系统依然高度依赖操作人员，由他们围绕被装夹的零件，依次松开和拧紧螺母和螺栓，这是一种费时又不可靠的作业。如果没有紧固某个螺栓，或者紧固有变化，则可能产生不合格的夹紧或工件变形。在像天津一汽这样大规模的汽车流水生产线上，往往要求采用大量高效的、快速的工装夹具以满足汽车生产的要求。由于这些工装夹具数量大，要求高，直接影响产品质量，在设计时的数值显得尤为重要。因为这些数值一经确定则其精度直接影响生产出的产品质量，若其数值偏大或偏小会造成资源的不必要浪费，还可能使产品出现一些不良影响。因此，设计出精准的夹具对工件生产加工具有重要意义。在本次设计当中，把所学的机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料机械制造工艺，金属切削原理及刀具，夹具设计和 AutoCAD 制图有机结合起来，既是对以前所学知识的检验，又为我步入社会，参加工作打下了基础。在这次对支架工艺规程及加工 3*7 螺纹孔工装夹具设计中，我查阅了不少于此相关的资料，并进行了相关的调研，使我对支架有了更深层次的了解，了解了支架的基本结构、功能、及工作原理。还使我对 AutoCAD、Proe 等制图软件和各种资料的相关运用有了更深的理解。在说明书编写过程中，得到了宿崇老师以及相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致意。 虽然如此，限于本人水平有限，时间仓促，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。3第一章 工件加工工艺安排图 1-1 （根据零件图上所标注的图标为参考，工步如下）表 1-1 工件的加工工艺安排序号工序名称工序内容刀具名称量具名称1铸造毛坯用灰铸铁铸造工件毛坯端铣刀游标卡尺2铣后侧大平面铣后侧大平面至8（0+0.087）粗糙度为6.3 端铣刀游标卡尺3铣圆柱右侧平面铣圆柱右侧面至 43（0+0.025）粗糙度为 6.3 端铣刀游标卡尺4铣圆柱左侧平面铣圆柱左侧面至 40（0+0.054）粗糙度为 6.3端铣刀游标卡尺5铣上底面铣上底面至5（0+0.098）粗糙度为 6.3端铣刀 游标卡尺6钻、扩、铰20H7 孔钻孔至18（0+0.067）标准钻头塞规扩孔至19（0+0.054）标准钻头塞规铰孔至硬质合金铰刀塞规420H7（0+0.006）粗糙度 1.67钻、扩、铰6H8 孔钻孔至4（0+0.037）标准钻头塞规扩孔至5（0+0.072）标准钻头 塞规铰孔至6H8（0+0.005）粗糙度 3.2硬质合金铰刀塞规8钻、扩、铰3*7-14 孔钻孔至5（0+0.034）保证大孔钻孔至12（0+0.087）阶梯钻头塞规扩孔至6（0+0.064）保证大孔扩孔至13（0+0.056）阶梯钻头塞规铰孔至7（0+0.007）保证大孔铰孔至14（0+0.007）粗糙度 12.5硬质合金铰刀塞规9清洗、检验 5第二章 机械加工工艺规程2.1 工艺规程工艺规程2.1.1 确定毛坯的制造形式支架零件的毛坯通常采用铸铁件。因为灰铸铁表层为白口组织，具有比较高的硬度和耐磨性。具有较高的抗压强度。不易被破坏。价格也比较便宜，因此作为支架的材料比较适合。选零件的材料为 HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.1.2 材料的技术要求(1).零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。(2).未注形状公差应符合 GB1184-80 的要求。(3).未注长度尺寸允许偏差0.5mm。(4).铸件公差带对称于毛坯铸件基本尺寸配置。(5).未注圆角半径 R5。(6).未注倒角均为 245。(7).锐角倒钝。(8).各密封件装配前必须浸透油。(9).进入装配的零件及部件（包括外购件、外协件），均必须具有检验部门的合格证方能进行装配。(10).零件在装配前必须清理和清洗干净，不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。(11).装配前应对零、部件的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。(12).装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。(13).规定拧紧力矩要求的紧固件，必须采用力矩扳手，并按规定的拧紧力矩紧固。(14).同一零件用多件螺钉（螺栓）紧固时，各螺钉（螺栓）需交叉、对称、逐步、均匀拧紧。(15).铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷（如欠铸、机械损伤等）。6(16).铸件非加工表面上的铸字和标志应清晰可辨，位置和字体应符合图样要求。(17).铸件非加工表面的粗糙度，砂型铸造 R，不大于 50m。(18).铸件有倾斜的部位、其尺寸公差带应沿倾斜面对称配置。(19).铸件非加工表面的皱褶，深度小于 2mm，间距应大于 100mm。(20).机器产品铸件的非加工表面均需喷丸处理或滚筒处理，达到清洁度 Sa2 1/2 级的要求。(21).铸件必须进行水韧处理。(22).铸件不允许存在有损于使用的冷隔、裂纹、孔洞等铸造缺陷。(23).装配前，都要进行脱脂、酸洗、中和、水洗及防锈处理。(24).装配时，对管夹、支座、法兰及接头等用螺纹连接固定的部位要拧紧，防止松动。2.1.3 基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。以零件的后侧大平面作为基准面，其他基准另行说明。以便消除基准不重合误差和转换的误差。2.2 工艺规程涉及的计算工艺规程涉及的计算2.2.1 工序一 铣后侧大平面1，选择刀具1）选择YT15硬质合金刀片根据表3.1，铣削深度ap=3mm时端铣刀直径d0=125mm，ae为64mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，齿数Z=12（表3.16）2）铣刀几何形状（表3.2）：由于200MPa，故=60，=30，=5，brrr=8，=8，=10，=50a0as02，选择切削用量1）决定铣削深度ap由可加工余量不大，故可在一次走刀内切完ap=h=1.5mm。走刀两次。2）决定每齿进给量fz，采用不对称端铣以提高进给量。当使用YT15，铣床功率7.5Kw，fz=0.090.18mz，但是因为采用不对称端铣，fz=0.18 mmz。3）决定切削速度vc和每分钟进给量vf，切削速度vc。根据表3.16，当d0=125mm时，z=12，ap4mm，fz=0.18mmz时vt=98 mmmin，nt=250 rmm， vft=471 mmmin 各修正系数kmv=kmn=1.0，ksv=ksn=0.8故 7vc=vtkv=981.00.8=78.4m/minn=ntkn=2501.00.8=200r/minvf=vftkft=4711.00.8=376.8mm/min 根据立铣说明书，nc=235rmm，vfc=190mmmin， 因此实际切削速度和每齿进给量 2-101000cd nv 03.14 125235/ min92.24/ min10001000cd nvmm 2-2fczccvfn z 190/0.067/235 12fczccvfmm zmm zn z 3 计算基本工时 2-3mfLtv式中 L=l+y+,l=64mm,根据表 3.26 中不对称安装铣刀入切量及超切量 y+=17所以，tm=0.43min2.2.2 工序二 铣圆柱右侧平面1，选择刀具1）选择YT15硬质合金刀片根据表3.1，铣削深度ap=3mm时端铣刀直径d0=80mm，ae为30mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，齿数Z=10（表3.16）2）铣刀几何形状（表3.2）：由于200MPa，故=60，=30，=5，brrr=8，0a=8，=-10，=50as02，选择切削用量2）决定铣削深度ap由可加工余量不大，故可在一次走刀内切完ap=h=1.5mm。走刀两次。2）决定每齿进给量fz，采用不对称端铣以提高进给量。当使用YT15，铣床功率87.5Kw，fz=0.090.18mz，但是因为采用不对称端铣，fz=0.18 mmz。3）决定切削速度vc和每分钟进给量vf，切削速度vc。根据表3.16，当d0=80mm时，z=10，ap4mm，fz=0.18mmz时vt=110 mmmin，nt=439 rmm， vft=492 mmmin 各修正系数kmv=kmn=1.0，ksv=ksn=0.8故 vc=vtkv=1101.00.8=88m/minn=ntkn=4391.00.8=351.2r/minvf=vftkft=4921.00.8=393.6mm/min 根据立铣说明书，nc=375rmm，vfc=300mmmin， 因此实际切削速度和每齿进给量，根据公式 2-1，2-2 得03.148037594.2/ min10001000cd nvm3000.08/375 10fczccvfmm zn z 3 计算基本工时根据公式 2-3mfLtv式中 L=l+y+,l=30mm,根据表 3.26 中不对称安装铣刀入切量及超切量 y+=8所以，tm=0.13min2.2.3 工序三 铣圆柱左侧平面1，选择刀具1）选择YT15硬质合金刀片根据表3.1，铣削深度ap=3mm时端铣刀直径d0=80mm，ae为30mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，齿数Z=10（表3.16）2）铣刀几何形状（表3.2）：由于200MPa，故=60，=30，=5，brrr=8，0a=8，=-10，=50as02，选择切削用量3）决定铣削深度ap由可加工余量不大，故可在一次走刀内切完ap=h=1.5mm。走刀9两次。2）决定每齿进给量fz，采用不对称端铣以提高进给量。当使用YT15，铣床功率7.5Kw，fz=0.090.18mz，但是因为采用不对称端铣，fz=0.18 mmz。3）决定切削速度vc和每分钟进给量vf，切削速度vc。 根据表3.16，当d0=80mm时，z=10，ap4mm，fz=0.18mmz时vt=110 mmmin，nt=439 rmm， vft=492 mmmin 各修正系数kmv=kmn=1.0，ksv=ksn=0.8故 vc=vtkv=1101.00.8=88m/minn=ntkn=4391.00.8=351.2r/minvf=vftkft=4921.00.8=393.6mm/min 根据立铣说明书，nc=375rmm，vfc=300mmmin， 因此实际切削速度和每齿进给量，根据公式 2-1，2-2 得03.148037594.2/ min10001000cd nvm 3000.08/375 10fczccvfmm zn z3 计算基本工时根据公式 2-3mfLtv式中 L=l+y+,l=30mm,根据表 3.26 中不对称安装铣刀入切量及超切量 y+=8所以，tm=0.13min2.2.4 工序四 铣上平面1，选择刀具1）选择YT15硬质合金刀片根据表3.1，铣削深度ap=3mm时端铣刀直径d0=80mm，ae为12mm，由于采用标准硬质合金端铣刀，齿数Z=10（表3.16）2）铣刀几何形状（表3.2）：由于200MPa，故=60，=30，=5，brrr=8，0a=8，=-10，=50as02，选择切削用量104）决定铣削深度ap由可加工余量不大，故可在一次走刀内切完ap=h=1.5mm。走刀两次。2）决定每齿进给量fz，采用不对称端铣以提高进给量。当使用YT15，铣床功率7.5Kw，fz=0.090.18mz，但是因为采用不对称端铣，fz=0.18 mmz。3）决定切削速度vc和每分钟进给量vf，切削速度vc。 根据表3.16，当d0=80mm时，z=10，ap4mm，fz=0.18mmz时vt=110 mmmin，nt=439 rmm， vft=492 mmmin 各修正系数kmv=kmn=1.0，ksv=ksn=0.8故 vc=vtkv=1101.00.8=88m/minn=ntkn=4391.00.8=351.2r/minvf=vftkft=4921.00.8=393.6mm/min 根据立铣说明书，nc=375rmm，vfc=300mmmin， 因此实际切削速度和每齿进给量，根据公式 2-1，2-2 得03.148037594.2/ min10001000cd nvm 3000.08/375 10fczccvfmm zn z3 计算基本工时根据公式 2-3mfLtv式中 L=l+y+,l=12mm,根据表 3.26 中不对称安装铣刀入切量及超切量 y+=4所以，tm=0.053min2.2.5 工序五：加工 20H7 孔计算步骤：一、钻孔至18（0+0.067）机床Z525立式钻床1，选择高速钢麻花钻头，其直径等d0=18mm。2，选择切削用量(1)决定进给量f1)按加工要求决定进给量，当加工要求H12H13精度时，铸铁强度200时，d0=18mm时f=0.700.86mmr112)按钻头强度决定进给量，根据表2.8当=200MPa，d0=18mm，钻头允许的进给量f=1.75mmr3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表2.9.当200MPa，d020.5mm机床进给机构允许的轴向力8330N时进给量为0.66 mmr从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为f=0.81mm/r由表2.19可看出钻孔时的轴向力当f=0.81，d021mm时轴向力Ff=7260N轴向力的修正系数均为1.0故Ff=7260N根据Z525机床说明书机床进给机构允许的最大轴向力为Fmax=8830N。由于FfFmax故f=0.81 mmr可用(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表2.12，当d0=18mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.5mm寿命T=60min(3)决定切削速度 由表2.15 f=0.81mmr标准钻头d0=18mm时Vc=10mmin切削速度修正值为KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0V=VtKv 2-4V=VtKv=101.01.00.851.0=8.5 mmin 2-5 01000vnd010001000 8.5150.39 / min3.14 18vnrd根据Z525钻床说明书可考虑使用nc=195 rmin但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.62mmr，也可选择较低一级转速nc=140 rmin，仍使f=0.81 mmr比较两种选择方案1)第一方案 f=0.62mmr nc=195 rmin ncf=0.62195=120.9 mmmin2)第二方案 f=0.81mmr nc=140 rmin ncf=0.81140=113.4 mmmin因此第一方案ncf的乘积比较大，基本工时较少，故第一方案较好。这时Vc=10 mmin，f=0.62mmr。(4)检验机床扭矩及功率根据表2.21，当f0.64mmr，d0=19mm，Mt=51.99Nm扭转修正系数均为1.0.故Mc=51.99Nm根据Z525钻床说明书，当nc=195 rmin，Mm=195.2Nm根据表2.23当=170213HBS，d0=18mm，f0.63，Vc=10 mmin 时Pc=1.0KW 根据Z525机床说明书PE=2.8KW由于McMm PcPE 故选择之切削用量可用12即f=0.62mmr，n=nc=195 rmin，Vc=10mmin3 计算基本工时 2-6mLtnf式中 L=l+y+,l=40mm,入切量及超切量 y+=8mm所以，tm=0.397min二、扩孔至 19（0+0.054）机床Z525立式钻床1，选择高速钢麻花钻头，其直径等d0=19mm。2，选择切削用量(1)决定进给量f1)按加工要求决定进给量，当加工要求H12H13精度时，铸铁强度200时，d0=19mm时f=0.700.86mmr2)按钻头强度决定进给量，根据表2.8当=200MPa，d0=19mm，钻头允许的进给量f=1.75mmr3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表2.9.当200MPa，d020.5mm机床进给机构允许的轴向力8330N时进给量为0.66 mmr从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为f=0.81mm/r由表2.19可看出钻孔时的轴向力当f=0.81，d021mm时轴向力Ff=7260N轴向力的修正系数均为1.0故Ff=7260N根据Z525机床说明书机床进给机构允许的最大轴向力为Fmax=8830N。由于FfFmax故f=0.81 mmr可用(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表2.12，当d0=19mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=60min(3)决定切削速度 由表2.15 f=0.81mmr标准钻头d0=19mm时Vc=10mmin切削速度修正值为KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根据公式2-4，2-5得V=VtKv=101.01.00.851.0=8.5 mmin 010001000 8.5142.47 / min3.14 19vnrd根据Z525钻床说明书可考虑使用nc=195 rmin但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.62mmr，也可选择较低一级转速nc=140 rmin，仍使f=0.81 mmr13比较两种选择方案1)第一方案 f=0.62mmr nc=195 rmin ncf=0.62195=120.9 mmmin2)第二方案 f=0.81mmr nc=140 rmin ncf=0.81140=113.4 mmmin因此第一方案ncf的乘积比较大，基本工时较少，故第一方案较好。这时Vc=10 mmin，f=0.62mmr。(4)检验机床扭矩及功率根据表2.21，当f0.64mmr，d0=19mm，Mt=51.99Nm扭转修正系数均为1.0.故Mc=51.99Nm根据Z525钻床说明书，当nc=195 rmin，Mm=195.2Nm根据表2.23当=170213HBS，d0=19mm，f0.63，Vc=10 mmin 时Pc=1.0KW 根据Z525机床说明书PE=2.8KW由于McMm PcPE 故选择之切削用量可用即f=0.62mmr，n=nc=195 rmin，Vc=10mmin3 计算基本工时根据公式 2-6mLtnf式中 L=l+y+,l=40mm,入切量及超切量 y+=8mm所以，tm=0.397min三、铰孔至 20H7（0+0.006）查表 2.25 可知：进给量 f=0.3mm/r,切削速度 vc =8m/min。决定铰刀磨钝标准寿命 由表 2.12，当 d0=20mm 时钻头后刀面最大磨损量取为 0.4mm寿命 T=60min计算基本工时根据公式 2-6mLtnf式中 L=l+y+,l=40mm,入切量及超切量 y+=8mm所以，tm=0.397min2.2.6 工序六：加工 6H8 孔计算步骤：一、钻孔至4（0+0.037）14机床Z525立式钻床1，选择高速钢麻花钻头，其直径等d0=4mm。2，选择切削用量(1)决定进给量f1)按加工要求决定进给量，当加工要求H12H13精度时，铸铁强度200时，d0=4mm时f=0.270.33mmr2)按钻头强度决定进给量，根据表2.8当=200MPa，d0=4mm，钻头允许的进给量f=0.50mmr3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表2.9.当210MPa，d010.2mm机床进给机构允许的轴向力8330N时进给量为1.6 mmr从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为f=0.28mm/r由表2.19可看出钻孔时的轴向力当f=0.28，d010.2mm时轴向力Ff=2520N轴向力的修正系数均为1.0故Ff=2520N根据Z525机床说明书机床进给机构允许的最大轴向力为Fmax=8830N。由于FfFmax故f=0.28 mmr可用(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表2.12，当d0=4mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.5mm寿命T=20min(3)决定切削速度 由表2.15 f=0.28mmr标准钻头d0=4mm时Vc=14mmin切削速度修正值为KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根据公式2-4，2-5得V=VtKv=141.01.00.851.0=11.9 mmin010001000 11.9947.45 / min3.144vnrd根据Z525钻床说明书可考虑使用nc=960 rmin但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.22mmr，也可选择较低一级转速nc=680rmin，仍使f=0.28 mmr比较两种选择方案1)第一方案 f=0.22mmr nc=960 rmin ncf=0.22960=211.2 mmmin2)第二方案 f=0.28mmr nc=680 rmin ncf=0.28680=190.4 mmmin因此第一方案ncf的乘积比较大，基本工时较少，故第一方案较好。这时Vc=14 mmin，f=0.22mmr。(4)检验机床扭矩及功率根据表2.21，当f0.26mmr，d011.1mm，Mt=8.82Nm扭转修正系数均为1.0.故Mc=8.82Nm根据Z525钻床说明书，当nc=960 rmin，Mm=29.4Nm15根据表2.23当=170213HBS，d0=4mm，f0.53，Vc=14 mmin 时Pc=1.0KW 根据Z525机床说明书PE=2.8KW由于McMm PcPE 故选择之切削用量可用即f=0.22mmr，n=nc=960rmin，Vc=14mmin3 计算基本工时根据公式 2-6mLtnf式中 L=l+y+,l=10mm,入切量及超切量 y+=2.5mm所以，tm=0.06min二、扩孔至 5（0+0.072）机床Z525立式钻床1，选择高速钢麻花钻头，其直径等d0=5mm。2，选择切削用量(1)决定进给量f1)按加工要求决定进给量，当加工要求H12H13精度时，铸铁强度200时，d0=5mm时f=0.270.33mmr2)按钻头强度决定进给量，根据表2.8当=200MPa，d0=5mm，钻头允许的进给量f=0.50mmr3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表2.9.当210MPa，d010.2mm机床进给机构允许的轴向力8330N时进给量为1.6 mmr从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为f=0.28mm/r由表2.19可看出钻孔时的轴向力当f=0.28，d010.2mm时轴向力Ff=2520N轴向力的修正系数均为1.0故Ff=2520N根据Z525机床说明书机床进给机构允许的最大轴向力为Fmax=8830N。由于FfFmax故f=0.28 mmr可用(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表2.12，当d0=5mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.5mm寿命T=20min(3)决定切削速度 由表2.15 f=0.28mmr标准钻头d0=4mm时Vc=14mmin切削速度修正值为KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根据公式2-4，2-5得V=VtKv=141.01.00.851.0=11.9 mmin010001000 11.9757.96 / min3.145vnrd16根据Z525钻床说明书可考虑使用nc=960 rmin但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.22mmr，也可选择较低一级转速nc=680rmin，仍使f=0.28 mmr比较两种选择方案1)第一方案 f=0.22mmr nc=960 rmin ncf=0.22960=211.2 mmmin2)第二方案 f=0.28mmr nc=680 rmin ncf=0.28680=190.4 mmmin因此第一方案ncf的乘积比较大，基本工时较少，故第一方案较好。这时Vc=14 mmin，f=0.22mmr。(4)检验机床扭矩及功率根据表2.21，当f0.26mmr，d011.1mm，Mt=8.82Nm扭转修正系数均为1.0.故Mc=8.82Nm根据Z525钻床说明书，当nc=960 rmin，Mm=29.4Nm根据表2.23当=170213HBS，d0=4mm，f0.53，Vc=14 mmin 时Pc=1.0KW 根据Z525机床说明书PE=2.8KW由于McMm PcPE 故选择之切削用量可用即f=0.22mmr，n=nc=960rmin，Vc=14mmin3 计算基本工时根据公式 2-6mLtnf式中 L=l+y+,l=10mm,入切量及超切量 y+=2.5mm所以，tm=0.06min三、铰孔至 6H8（0+0.005）查表 2.25 可知：进给量 f=0.2mm/r,切削速度 vc =8m/min。决定铰刀磨钝标准寿命 由表 2.12，当 d0=5mm 时钻头后刀面最大磨损量取为 0.4mm 寿命 T=60min计算基本工时根据公式 2-6mLtnf式中 L=l+y+,l=10mm,入切量及超切量 y+=2.5mm所以，tm=0.06min172.2.7 工序七：加工 3*7-14 孔计算步骤：一、钻孔至5（0+0.034） ，保证大孔钻孔至12（0+0.087）以小孔为基准，使用阶梯钻头。 （因为阶梯钻头的刚度不同，应以小钻头为基准）机床Z525立式钻床1，选择高速钢麻花钻头，其直径等d0=5mm。2，选择切削用量(1)决定进给量f1)按加工要求决定进给量，当加工要求H12H13精度时，铸铁强度200时，d0=5mm时f=0.270.33mmr2)按钻头强度决定进给量，根据表2.8，当硬度为200HBS，d0=5mm，钻头允许的进给量f=0.60mmr3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表2.9.当硬度210HBS，d010.2mm机床进给机构允许的轴向力8330N时进给量为1.6 mmr从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为f=0.28mm/r由表2.19可看出钻孔时的轴向力当f=0.28，d010.2mm时轴向力Ff=4280N轴向力的修正系数均为1.0故Ff=4280N根据Z525机床说明书机床进给机构允许的最大轴向力为Fmax=8830N。由于FfFmax故f=0.28 mmr可用(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表2.12，当d0=5mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.5mm寿命T=60min(3)决定切削速度 由表2.15 f=0.28mmr标准钻头d0=5mm时Vc=14mmin切削速度修正值为KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根据公式2-4，2-5得V=VtKv=141.01.00.851.0=11.9 mmin010001000 11.9757.96 / min3.145vnrd根据Z525钻床说明书可考虑使用nc=960 rmin但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.22mmr，也可选择较低一级转速nc=680rmin，仍使f=0.28 mmr比较两种选择方案1)第一方案 f=0.22mmr nc=960 rmin ncf=0.22960=211.2 mmmin2)第二方案 f=0.28mmr nc=680 rmin ncf=0.28680=190.4mmmin因此第一方案ncf的乘积比较大，基本工时较少，故第一方案较好。这时Vc=14 mmin，f=0.22mmr。18(4)检验机床扭矩及功率根据表2.21，当f0.26mmr，d011.1mm，Mt=8.82m扭转修正系数均为1.0.故Mc=8.82Nm根据Z525钻床说明书，当nc=960 rmin，Mm=29.4Nm根据表2.23当=170213HBS，d0=5mm，f0.53，Vc=14 mmin 时Pc=1.0KW 根据Z525机床说明书PE=2.8KW由于McMm PcPE 故选择之切削用量可用即f=0.22mmr，n=nc=960rmin，Vc=14mmin3 计算基本工时根据公式 2-6mLtnf式中 L=l+y+,l=8mm,入切量及超切量 y+=2.5mm所以，tm=0.050min二、扩孔至 6（0+0.064）,保证大扩孔至 13（0+0.056）以小孔为基准，使用阶梯扩孔钻头。机床Z525立式钻床1，选择高速钢麻花钻头，其直径等d0=6mm。2，选择切削用量(1)决定进给量f1)按加工要求决定进给量，当加工要求H12H13精度时，铸铁强度200时，d0=6mm时f=0.270.33mmr2)按钻头强度决定进给量，根据表2.8，当硬度为200HBS，d0=6mm，钻头允许的进给量f=0.72mmr3)按机床进给机构强度决定进给量，根据表2.9.当硬度210HBS，d010.2mm机床进给机构允许的轴向力8330N时进给量为1.6 mmr从以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求。其值为f=0.28mm/r由表2.19可看出钻孔时的轴向力当f=0.28，d010.2mm时轴向力Ff=4280N轴向力的修正系数均为1.0故Ff=4280N根据Z525机床说明书机床进给机构允许的最大轴向力为Fmax=8830N。由于FfFmax故f=0.28 mmr可用(2)决定钻头磨钝标准寿命 由表2.12，当d0=6mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.5mm寿命T=60min19(3)决定切削速度 由表2.15 f=0.28mmr标准钻头d0=6mm时Vc=14mmin切削速度修正值为KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根据公式2-4，2-5得V=VtKv=141.01.00.851.0=11.9 mmin010001000 11.9631.63 / min3.146vnrd根据Z525钻床说明书可考虑使用nc=680 rmin但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.22mmr，也可选择较低一级转速nc=545rmin，仍使f=0.28 mmr比较两种选择方案1)第一方案 f=0.22mmr nc=680 rmin ncf=0.22680=149.6mmmin2)第二方案 f=0.28mmr nc=545 rmin ncf=0.28545=152.6mmmin因此第一方案ncf的乘积比较大，基本工时较少，故第一方案较好。这时Vc=14 mmin，f=0.22mmr。(4)检验机床扭矩及功率根据表2.21，当f0.26mmr，d011.1mm，Mt=8.82m扭转修正系数均为1.0.故Mc=8.82Nm根据Z525钻床说明书，当nc=680 rmin，Mm=42.2Nm根据表2.23当=170213HBS，d0=6mm，f0.53，Vc=14 mmin 时Pc=1.0KW 根据Z525机床说明书PE=2.8KW由于McMm PcPE 故选择之切削用量可用即f=0.22mmr，n=nc=680rmin，Vc=14mmin3 计算基本工时根据公式 2-6mLtnf式中 L=l+y+,l=8mm,入切量及超切量 y+=2.5mm所以，tm=0.050min三、铰孔至 7（0+0.007） ，保证大孔铰孔至 14（0+0.007）查表 2.25 可知：进给量 f=0.2mm/r,切削速度 vc =8m/min。决定铰刀磨钝标准寿命 由表 2.12，当 d0=7mm 时钻头后刀面最大磨损量取为 0.4mm 寿命 T=60min计算基本工时根据公式 2-620mLtnf式中 L=l+y+,l=8mm,入切量及超切量 y+=2.5mm所以，tm=0.050min第三章夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配工序的钻扩铰 6 孔的钻床夹具。3.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于钻扩铰 6 孔，精度要求高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准21在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本道工序加工 6 孔，精度不高，因此我们采用已加工好的 20 孔定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求。3.3 切削力和夹紧力的计算切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）6 . 08 . 026HBDfF 钻削力矩 式（5-3）6 . 08 . 09 . 110HBfDT 式中： 6Dmm maxmaxmin11187187 14917433HBHBHBHB 代入公式（5-2）和（5-3）得10.20fmm r0.80.6F26x12x0.20x1741254N 190.80.6T10x12 x0.20 x17448569N.m本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.4 定位误差分析定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在心轴上定位，心轴为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在 Z 轴方向，且向下，见下图。0.0120.0230.0320.0672DYzTTd式中 定位副间的最小配合间隙（mm） ；22 工件圆孔直径公差（mm） ； DT 定位销外圆直径公差（mm） 。Td图 心轴水平放置时定位分析图3.5 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明使用心轴定位，压板的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向
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