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IXXXX 学院学院毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）论文题目：论文题目： 杠杆零件的工艺规程及夹具设计杠杆零件的工艺规程及夹具设计 所属系部：所属系部： 指导老师：指导老师： 职职 称：称： 学生姓名：学生姓名： 班级、学号班级、学号: : 专专 业：业： 年年 月月 日日II杠杆零件的工艺规程及夹具设计杠杆零件的工艺规程及夹具设计【摘要】杠杆零件零件加工工艺及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。关键词关键词 ：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差Abstract:Abstract: XX parts processing technology and fixture design is the design of the process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure; design then a special fixture, fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error generated when calculate fixture positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. KeyKey words:words: Technology, process, cutting, clamping, positioningIII目目 录录1 序序 言言.12 零件的分析零件的分析.22.1 零件的形状 .22.2 零件的工艺分析 .23 工艺规程设计工艺规程设计.43.1 确定毛坯的制造形式.43.2 基面的选择.43.3 制定工艺路线.43.3.1 工艺路线方案一.53.3.2 工艺路线方案二.53.3.3 工艺方案的比较与分析.63.4 选择加工设备和工艺装备.63.4.1 机床选用.63.4.2 选择刀具.63.4.3 选择量具.73.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.73.6 确定切削用量及基本工时 .84 钻孔夹具设计钻孔夹具设计.214.1 夹具的夹紧装置和定位装置.214.2 夹具的导向.224.3 钻孔与工件之间的切屑间隙.224.4 钻模板.234.5 定位误差的分析 .234.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用.244.7 确定夹具体结构和总体结构.264.8 夹具设计及操作的简要说明.27结结 束束 语语 .28谢谢 辞辞.29文文 献献.3011 1 序序 言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1。杠杆零件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。22 2 零零件件的的分分析析2.12.1 零件的形状零件的形状题目给的零件是杠杆零件，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 2-1。图 2-1 杠杆零件零件图2.22.2 零件的工艺分析零件的工艺分析由零件图可知，其材料为 HT200，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。杠杆零件零件主要加工表面为：1. 粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为aR3.2。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maRm值 3.2。4. 车内孔，及表面粗糙度值 3.2。5.两侧面粗糙度aR值aRmaRm6.3、12.5，面粗糙度值 6.3。mmaRm杠杆零件共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)底部端面的加工表面： 这一组加工表面包括：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，3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。43 3 工工艺艺规规程程设设计计本杠杆零件假设年产量为 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 HT200，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3.13.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200，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2。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。3.23.2 基面的选择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，对像杠杆零件这样的零件来说，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) 3。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。3.33.3 制定工艺路线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。53.3.13.3.1 工艺路线方案一工艺路线方案一10 铸造铸造20 时效时效30 涂底漆 涂底漆40 粗铣粗铣底部大端面 50 精铣精铣底部大端面60 粗铣粗铣凸台 42 端面 70 精铣精铣凸台 42 端面 80 钻扩铰 钻扩铰 29 孔、32 孔90 钻扩铰 钻扩铰 25 孔100 车 车内轮廓 3X35 退刀槽110 车 车 45 台阶孔120 粗车粗车凸台外圆 42 及其台阶面130 精车精车凸台外圆 42 及其台阶面140 钻扩钻扩 9 孔、17 孔150 钻铰钻铰 4 销孔160 钻孔攻丝先钻 M6 孔底孔然后攻丝170 去毛刺 去毛刺180 检查检查3.3.23.3.2 工艺路线方案二工艺路线方案二10 铸造铸造20 时效时效30 涂底漆 涂底漆40 粗铣粗铣底部大端面 50 精铣精铣底部大端面60 粗铣粗铣凸台 42 端面 70 精铣精铣凸台 42 端面 80 钻扩铰 钻扩铰 29 孔、32 孔90 钻扩铰 钻扩铰 25 孔100 镗 镗内轮廓 3X35 退刀槽110 镗 镗 45 台阶孔120 粗车粗车凸台外圆 42 及其台阶面130 精车精车凸台外圆 42 及其台阶面140 钻扩钻扩 9 孔、17 孔150 钻铰钻铰 4 销孔160 钻孔攻丝先钻 M6 孔底孔然后攻丝6170 去毛刺 去毛刺180 检查检查3.3.33.3.3 工艺方案的比较与分析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 铸造铸造20 时效时效30 涂底漆 涂底漆40 粗铣粗铣底部大端面 50 精铣精铣底部大端面60 粗铣粗铣凸台 42 端面 70 精铣精铣凸台 42 端面 80 钻扩铰 钻扩铰 29 孔、32 孔90 钻扩铰 钻扩铰 25 孔100 车 车内轮廓 3X35 退刀槽110 车 车 45 台阶孔120 粗车粗车凸台外圆 42 及其台阶面130 精车精车凸台外圆 42 及其台阶面140 钻扩钻扩 9 孔、17 孔150 钻铰钻铰 4 销孔160 钻孔攻丝先钻 M6 孔底孔然后攻丝170 去毛刺 去毛刺180 检查检查3.43.4 选择加工设备和工艺装备选择加工设备和工艺装备3.4.13.4.1 机床选用机床选用.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。3.4.23.4.2 选择刀具选择刀具.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)。7.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4。3.4.33.4.3 选择量具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。3.53.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“杠杆零件” 零件材料为 HT200，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，HT200 密度 =7.27.3（） ，计算零件毛坯的重量约为 2。3cmgkg表 3-1 机械加工车间的生产性质同类零件的年产量件生产类别重型（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。3.63.6 确定切削用量及基本工时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6。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、精铣底部大端面机床：铣床 X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。15YT100Dmm5Z 单边余量：Z=3mm所以铣削深度：pa2pamm精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：取：取铣削速度fa0.15/famm Z2.8/Vm s每齿进给量：取取铣削速度faZmmaf/18. 02.47/Vm s机床主轴转速：n9 (3-1)10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照文献，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v (3-2)3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：,取amma60切削工时被切削层 ：由毛坯可知， l141lmm68lmm刀具切入：1l (3-3)2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： (3-4)1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间： (3-5)1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 60、70：粗铣、精铣凸台 42 端面机床：铣床 X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。15YT100Dmm5Z 单边余量：Z=3mm所以铣削深度：pa3pamm精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：pa1.0pamm每齿进给量：取：取铣削速度fa0.15/famm Z2.8/Vm s每齿进给量：取，取铣削速度faZmmaf/18. 02.47/Vm s机床主轴转速：n (3-6)10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd10按照文献，取 475 /minnr实际铣削速度 ：v (3-7)3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作台每分进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：取amma60切削工时被切削层 ：由毛坯可知， l141lmm68lmm刀具切入：1l 2210.5()(1 3)lDDa (3-8)220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： (3-9)1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间： (3-10)1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以该工序总机动时间110.55minjjjttt工序 80：钻扩铰 29 孔、32 孔机床：立式钻床 Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：pa6pamm进给量：取。frmmf/33. 0切削速度取。V0.48/Vm s机床主轴转速：n， (3-18)10001000 0.48 60539.53 / min3.14 12vnrd按照文献，取630 /minnr所以实际切削速度 ： (3-19)v3.14 12 6300.56/10001000 60dnvm s切削工时 被切削层 ：l42lmm11刀具切入：1l (3-20)117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： (3-21)1 jt142630.25min0.33 630jLtfn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：pa1.35pamm进给量：取。f0.6/fmm r切削速度：取。V0.44/Vm s机床主轴转速：n (3-22)10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照文献取500 /minnr所以实际切削速度 ： (3-23)v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s切削工时被切削层 ：l42lmm刀具切入有：1l (3-24)1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出： ，取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： (3-25)2jt242330.16min0.6 500jLtfn 工序 90：钻扩铰 25 孔机床：立式钻床 Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：pa6pamm进给量：取。frmmf/33. 0切削速度取。V0.48/Vm s机床主轴转速：n， (3-26)10001000 0.48 60539.53 / min3.14 12vnrd12按照文献，取630 /minnr所以实际切削速度 ： (3-27)v3.14 12 6300.56/10001000 60dnvm s切削工时 被切削层 ：l42lmm刀具切入：1l (3-28)117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： (3-29)1 jt142630.25min0.33 630jLtfn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：pa1.35pamm进给量：取。f0.6/fmm r切削速度：取。V0.44/Vm s机床主轴转速：n (3-30)10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照文献取500 /minnr所以实际切削速度 ： (3-31)v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s切削工时被切削层 ：l42lmm刀具切入有：1l (3-32)1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出： ，取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： (3-33)2jt242330.16min0.6 500jLtfn 工序 110：车 45 台阶孔切削用量。所选刀具为 YT15 硬质合金可转位车刀。车刀形状所选刀具为 YT15 113硬质合金可转位车刀。车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同，查参考文献6表 1-3，车刀几何形状为，=00128 ,90rk，rk5 ,0 ,0.5sermm. 确定背吃刀量=0.75mmpa25 . 1. 确定进给量根据参考文献7表 1.6 及参考文献2表 4.2-9 中 CA6140 机床进给量，选择。由于是半精加工，切削力较小，故不须校核机床进给机构强度。0.3/fmm r. 选择车刀磨钝标准及耐用度 查参考文献7表 1.9，选择车刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，耐用度 T=30min。查参考文献6表 1.10，当用 YT15 硬质合金车刀加工 b1000MPs 的合金钢，切削速度=97m/min。1.4pamm0.38/fmm r切削速度的修正系数查参考文献7表 1.28 得：，其余的修正0.81,1.15rK vTvkk系数均为 1，故：V=970.811.15=90.4m/min=178r/min5 .16114. 34 .901000d1000vn查参考文献6表 4.2-8 选择 C620-1 机床的转速为： n=185r/min=3.08r/s则实际切削速度 v=1.56m/s半精加工，机床功率也可不校验。最后确定的切削用量为：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。pa确定半精车主动端端面的切削用量。采用车外圆 160mm 相同的刀具加工，切削 2用量为：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。mmap7 . 0确定半精车从动端外圆 71mm 的切削用量。采用车外圆 160mm 相同的刀具 3019. 0加工，切削用量为：，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。mmap5 . 021确定半精车从动端端面的切削用量。采用车外圆 160mm 相同的刀具加工，切削 4用量为：，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。mmap7 . 0.。mmap75. 025 . 1.参考文献1表 5-139 和表 5-57，f=0.2mm/r。14.参考文献1表 2-8 的计算公式确定。V=vyxpmvkfaTCvv式中，C =291，m=0.2,x =0.15,y =0.2,T=60min,k =0.9,则vvvvV=150m/min9 . 02 . 075. 0602912 . 015. 02 . 0=1209.4r/min39.51501000n选择 CA6140 车床的转速 n=1200r/min=20r/s。工序 120、130：粗车、精车凸台外圆 42 及其台阶面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。HBmmmm2516mm5 . 4.确定加工深度pa一次走刀内完成.确定进给量 f根据加工手册可知刀杆尺寸为，进给量=0.51.0mm16mm25pamm4frmm按进给量在工艺手册可知： =0.7frmmCA6140 进给力=3530。maxFN，=时，pamm4f75. 0rmmrK045进给力：=950。RFN实际进给力为：=950=1111.5 （3-46）fF17. 1N所选=可用。frmm7 . 0.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=。mm5 . 1Tmin60.确定加工速度0V故：=tVvK =63 （3-47）0V0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 min48m15=120 （3-48）nDVc1000127481000minr根据 CA6140 车床选择 =1250nminr这时实际速度为：cV= （3-49）cV1000cDn1000125127min50m.校验机床功率由加工手册=，加工速度HBS 160245pamm3f rmm75. 0时，min50mV =CPKW7 . 1实际功率为：=1.7=1.2 （3-50）CP73. 0KW在 CA6140 上进行，最后用量为：=3.75，=，=，=pammfrmm7 . 0nmin125rsr08. 2Vmin50m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。HBmmmm2516mm5 . 4.确定加工深度pa可在一次走刀内完成.确定进给量 f根据加工手册可知刀杆尺寸为，mm16mm25pamm4 进给量=0.51.0frmm按 CA6140 进给量 =0.7frmmCA6140 进给机构允许进给力=3530。maxFN =950=1111.5故所选=可用。fF17. 1Nfrmm7 . 0.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=。mm5 . 1Tmin60.确定加工速度0V当硬质合金刀度 200219铸件，15YTHBS，加工速度=。pamm4frmm75. 0Vmin63m=tVvK =63 0V0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 1 min48m16=120 （3-51）nDVc1000127100048minr根据 CA6140 车床=1250nminr实际速度为：cV = （3-52）cV1000cDn1000125127min50m.校验机床功率由加工手册加工速度时，min50mV =CPkw7 . 1加工功率修正系数=0.73=0.9，krPckPcrK0时间功率为：=1.7=1.2 CP73. 0kw=1.25，=，=，=pammfrmm7 . 0nmin125rsr08. 2Vmin50m工序 140：钻扩 9 孔、17 孔机床：立式钻床 Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：pa4.5pamm进给量：取。frmmf/33. 0切削速度取。V0.48/Vm s机床主轴转速：n （3-38）10001000 0.48 60539.53 /min3.14 17vnrd按照文献，取630 /minnr所以实际切削速度 ： （3-39）v3.14 17 6300.56/10001000 60dnvm s切削工时 被切削层 ：l42lmm刀具切入：1l （3-40）117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： （3-41）1 jt142630.25min0.33 630jLtfn17 扩孔刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料） 。片型号：E403切削深度：pa1.35pamm进给量：取。f0.6/fmm r切削速度：取。V0.44/Vm s机床主轴转速：n （3-42）10001000 0.44 60426.78 /min3.14 19.7vnrD按照文献取500 /minnr所以实际切削速度 ： （3-43）v3.14 19.7 5000.52/10001000 60dnvm s切削工时被切削层 ：l42lmm刀具切入有：1l （3-44）1119.7 17(1 2)12022.86322rDdlctgkctgmmmm刀具切出： ，取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： （3-45）2jt242330.16min0.6 500jLtfn 工序 150 钻铰 4 销孔钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床，刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻， 机械加工工艺手册第 2 卷。根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻头直径小于 10的钻孔进给mm量为 0.200.35。rmm 则取rmmf30. 0确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9切削速度计算公式为 （3-min0mkfaTdcvvyxpmzvvvv20）查得参数为，刀具耐用度 T=35125. 0,55. 0, 0,25. 0, 1 . 8myxzcvvvvmin则 =1.6v55. 00125. 025. 03 . 053571 . 8minm所以 =72n714. 36 . 11000minr18选取 min120rn 所以实际切削速度为=2.641000714. 3120vminm确定切削时间（一个孔） =ts203 . 02228工序 160 钻 M6 孔底孔然后攻丝本工序采用计算法7。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800f0刃斜角=50 ，L=197mm,l =116mm。01表 3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花钻直径范围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钻头直径 d0（mm）刀具材料加工材料20高速钢铸铁0.50.819（2）单刃加工刀具耐用度 T min刀具直径d0（mm）刀具类型加工材料刀具材料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。zmm*rmm.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编8，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minm工艺手册 孟少农 主编9，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。mvtvV=12=10.32 （3-34）85. 0minm则= =131 （3-35）nminr查表 4.2-12 可知， 取 n = 150*minr则实际切削速度 = = =11.8v实minm.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 = （3-36）ifnlllfw1其中 l = l =5 l =23f2mdRKcotwmm1mm则： t= =9.13 （3-37）s2532.1010001000dn10002514. 31506 . 05 . 27 . 535204 4 钻钻孔孔夹夹具具设设计计4.14.1 夹具的夹紧装置和定位装置夹具的夹紧装置和定位装置在本次夹具设计中，设计钻钻扩铰 29 孔、32 孔和钻扩铰 25 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21称中心在规定位置上。4.24.2 夹具的导向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4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图4.2 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:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。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12*18 GB2263-1980。材料仍选取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。4.34.3 钻孔与工件之间的切屑间隙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。22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4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)d。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C=8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。4.44.4 钻模板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。44.54.5 定位误差的分析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： 23 当以任意边接触时 minD WDd 当以固定边接触时 2DdD W 式中为彼此最小间隙min通过分析可得： 0.052Dmm0.011dmmmin0mm因此：当以任意边接触时 0.063D Wmm2 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： mmSNcHBKRkmnZHBaZRaZy014. 081. 9)(1cos0.013j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0960.5jwmmmm 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。4.64.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用钻套、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。24表d dD DD1D1H Ht t基本基本极限极限偏差偏差 F7F7基本基本极限极限偏差偏差 D6D6013+0.010+0.004611.8471.82.65869-2.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.00893.34710458118121656+0.022+0.01010+0.019+0.01013681215101620810+0.028+0.0131518101218+0.023+0.01222122025121522260.0081518+0.034+0.0162630162836182230+0.028+0.01534222635392036HT2002630+0.041+0.0204246303548+0.033+0.0175225HT200563542+0.050+0.02555+0.03959305660.0122542486266485070+0.0207470.040钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。4.74.7 确定夹具体结构和总体结构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
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