蜗轮减速箱体机械加工工艺及夹具设计[2副]【5张CAD图纸、工艺卡片和说明书】
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2副
5张CAD图纸、工艺卡片和说明书
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蜗轮减速箱体机械加工工艺及夹具设计[2副]【5张CAD图纸、工艺卡片和说明书】,2副,5张CAD图纸、工艺卡片和说明书,蜗轮,减速,箱体,机械,加工,工艺,夹具,设计,CAD,图纸,卡片,说明书
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减速箱体机械加工工艺及夹具设计学生姓名：学生学号：院（系）： 年级专业：指导教师：二 年六月攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘要摘 要箱体零件是一种典型零件，其加工工艺规程和工装设计具有典型性。该箱体零件结构复杂，零件毛坯采用铸造成形。在加工过程中，采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统一、准确。为了消除切削力、夹紧力、切削热和因粗加工所造成的内应力对加工精度的影响，整个工艺过程分为粗、精两个阶段。通过被加工零件的分析完成了机械加工工艺的设计及各加工工序机动时间的计算。根据箱体零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。关键词 箱体，工艺，夹具II攀枝花学院本科毕业设计(论文) ABSTRACTABSTRACTThis box machine element is typical, the manufacturing process and tooling design of it is typical.The structure of this box machine element is complicated, the machine elements blank adopt casting shape. In the process of manufacture, in order to ensure th -e location datum accurate and unity, I adopt the manufacturing line from face to hole.In order to clear away the influence for machining accurate of internal stress, cutting force, clamping force, heat in cutting from coarse manufacturing, the whole manufacturing pro -cess is made of coarse and accurate manufacturing. Parts were processed through the a -nalysis of the complete machining process design and the manufacturing processes for mobile time calculations. According to the box components and the function and structu -re, the use of the knowledge positioning clamp completed the fixture design.Key words Box machine，Processing，Jig攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题背景11.2 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求11.3 夹具的设计12 零件的分析22.1 箱体零件的功用和结构特点22.2 箱体零件图样分析22.3 箱体零件工艺分析32.4 箱体零件的主要技术要求42.5 主要设计内容53 工艺规程设计73.1 箱体的材料及毛坯73.2 减速箱箱体加工的主要问题和加工工艺过程设计所应采取的相应措施83.3 减速箱体加工定位基准的选择83.4 制定箱体的工艺路线93.5 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（机动时间）153.7 时间定额计算及生产安排294 夹具设计364.1 镗床夹具设计364.1.1 工件加工工艺分析364.1.2 定位方案及定位元件设计364.1.3 夹紧方案及夹紧元件设计364.1.4 镗杆的直径与长度374.1.5 夹具体的设计374.1.6 镗套的设计374.1.7切削力及夹紧力计算394.1.8 夹具精度分析计算414.1.9 镗孔夹具的装配说明424.2 钻床夹具设计434.2.1 工件结构特点分析434.2.2 工件定位方案和定位元件的设计434.2.3 夹紧方案和夹紧元件的设计434.2.4 夹具体的设计444.2.5 钻模板的设计444.2.6 钻套的选择与设计454.2.7 切削力及夹紧计算464.2.8 夹具精度分析计算474.2.9 钻床夹具的装配说明49结 论50参 考 文 献51致 谢521攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论1 绪论1.1 课题背景毕业设计（论文）是我们在学校学习的最后一门课程，也是对自己在大学中所学知识的一个全面的检验。本课题来自于实际的生产中，是一个典型箱体的加工工艺设计。要求对部分加工工序进行夹具设计。本课题的题目是：减速箱体机加工工艺及夹具设计。在毕业设计中要求我们要运用所学的知识，勤动脑，培养独立的思考能力，要有创新的精神。1.2 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分，是直接生产过程。它是用金属切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件达到要求的形状、尺寸和表面粗糙度。因此机械制造加工工艺主要是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质，成为具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。对于加工工艺的编制主要是对其加工工序的确定。对机械加工工艺规程的基本要求可以总结为质量、生产率和经济性三个方面。这三者虽然有时候有矛盾，但是要把它们协调处理好，就成为一个整体。在编制工艺规程的时候要在保证质量的前提下，尽可能的降低成本。因此，好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性的统一表现。1.3 夹具的设计制造业中广泛应用的夹具，是产品制造个工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用夹具的质量、工作效率及夹具的使用的可靠性，都对产品加工质量及生产效率有着决定性的影响。机床夹具一般都由定位装置、夹紧装置及其它元件组装在一个基础元件（夹具体）上而形成的。由于各类机床的加工工艺特点、夹具和机床的连接方式等不尽相同，因此每一类机床夹具在总体结构和所需元等方面都有自己的特点，但设计的步骤和方法则基本相同。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 零件的分析2 零件的分析2.1 箱体零件的功用和结构特点箱体是机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体，并保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处，其结构特点是：外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种。结构形状比较复杂。内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均。箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。2.2 箱体零件图样分析箱体零件图样如下图2.1所示：孔轴心线与孔轴心线对基准平面A的平行度公差为0.05mm。底面对前面及右面垂直度公差均为0.05mm.。孔轴心线对前面的垂直度公差为0.05mm。两孔轴心线平行度公差为0.05mm。孔与孔两垂直孔的孔距。孔与孔两垂直孔的孔距。两孔的孔距。图2.1 箱体零件图2.3 箱体零件工艺分析此零件为减速箱箱体，其重要加工表面和次要表面如图3.1中1个、2个、2个、C、D及如图3.1表面A、B。设计合理的加工方法，工序数量和顺序，应考虑以下的关系：零件成形的内在联系：本箱体的材料为HT200，所以采用铸造。机械加工中的安排原则与零件的材料、种类、结构形状，尺寸大小，精度高低相关联。从图纸上可以看出此箱体的主要的加工面有：如图3.1中1个、2个、2个、C、D及如图3.1表面A、B。零件加工质量的内在联系在加工阶段划分中，粗、精加工阶段顺序分开，其目的在于对主要表面能及时发现毛坯的气孔、缩孔、疏松等缺陷。避免后续工序加工的浪费；粗、精加工由于其加工目的不同，切削用量选取的原则各异，其切削力、切削热和切削功率也不同。对加工中的主要表面和次要表面为保证主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工中的影响，也应划分加工阶段和工序。此箱体的三大部分应先加工结合面，经过装配，然后加工重要的孔。如图3.1先粗加工减速箱盖的表面B，在以此表面为粗基准来加工减速箱盖的表面A。在减速箱座中，先加工并以此为基准来加工减速箱座的表面D、C及其它孔。零件加工成本的内在联系：机械加工工艺过程中的设计应该考虑工厂的优势。尽量做到：机械加工工艺过程投入最小，物力消耗最低。零件加工生产率的内在联系机械加工工艺过程设计中采用工序集中还是工序分散原则；各工序的工时定额是否符合生产节拍，是否合理的采用了高生产率的工艺方法等。综上所述主要保证以下精度：在加工前，安排划线工艺是为了保证工件壁厚均匀，并及时发现铸件的缺陷减少废品。与孔两垂直孔的孔距，可采用装心轴的方法检测。孔与孔两垂直孔的孔距，可采用装心轴的方法检测。两孔的孔距。可采用装心轴的方法检测。孔轴心线与孔轴心线的平行度0.05mm,可采用一次装夹来保证。C面与A、D面的垂直度0.05mm可由专用夹具或装夹中机床的精度保证。孔轴线与A面的垂直度0.05mm可由专用夹具或装夹中机床的精度保证。两孔轴线的平行度可采用采用一次装夹来保证。2.4 箱体零件的主要技术要求箱体类零件的精度要求较高，从零件图可归纳以下五项精度要求。孔径精度孔径的尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔配合不良。装轴承的孔不圆，也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳动。主要孔的尺寸精度约为IT8级，可由镗保证。孔和平面的位置精度一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，他们决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。为减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上只允许主轴前端向上和向前偏。主要平面的精度装配基面的平面度误差影响主轴箱与床身连接时的接触刚度。若在加工过程中作为定位基准时，还会影响轴孔的加工精度。因此规定底面和导向面必须平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等级为5级。表面粗糙度重要孔和主要表面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，其具体要求一般用Ra值来评价。主要孔为Ra3.2m，其它各纵向孔为Ra6.3m，装配基准面和定位基准面为Ra6.3m，其它平面为Ra12.5m。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体铸造后应安排退火或时效处理工序。2.5 主要设计内容本课题的基本内容是减速箱体的加工工艺过程与夹具设计，要研究的主要内容有：分析零件图在设计开始时，我们应认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节都应仔细分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件的各孔系自身的精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。我们采用AutoCAD软件绘制零件图，一方面增加对零件的了解认识，另一方面增加我们对CAD软件的熟悉。工艺分析箱体零件的工艺分析是整个设计的重点内容，在设计过程中，我们必须根据批量等严格地选择毛坯、拟定工艺路线（注意：基准选择、定位、夹紧等问题）、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额和每一步的工时以及分析定位误差，为了与实际加工相吻合，我们还必须对加工设备、切削用量、加工方法等进行选择和设计，这个阶段内容较多，涉及的范围也较广。为了设计的参数合理，我们必须广泛的查阅相关的书籍，达到设计的合理性和实用性。设计两套专用夹具在设计夹具的过程中，主要要考虑的问题有：基准选择：在选择基准的时候，要注意区分粗基准与精基准以及要了解基准的选择原则，同时要知道基准的选择既要满足选择原则，同时还要方便定位和夹紧，以免引起不必要的加工误差，在基准选择完之后就要考虑用什么元件进行定位。限制的自由度：在装夹的过程中，要注意自由度的限制，必须做到准确的定位，不能出现欠定位或过定位。夹紧机构：设计夹紧机构时必须计算分析夹紧力和切削力，不能出现夹紧力过小而使工件在切削的过程中出现松动而影响精度，也不能出现因夹紧力过大而使工件变形影响工件质量。同时，还要根据零件生产批量和生产率的考虑来选择夹紧方式（手动、气动或液压夹紧）。夹具的用途：为了工件定位准确和夹紧的快速，提高效率和降低工人的劳动强度，提高箱体零件加工精度和安装找正方便，我们要采用专用的铣床夹具和镗床夹具。同时，因为铣床夹具有T形槽、镗床夹具有镗模等特殊结构，因此还要考虑夹具与机床的匹配，即机床的工作台尺寸和结构能否满足夹具的安装。在夹具设计过程中，我们统一采用以底面为主要定位面来进行加工，因为我们未专门学习过夹具的设计和计算，所以工件量大大地增加了，只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算，所以夹具的设计是整个设计的重点，也是一个难点。夹具的设计必须要保证夹具的准确定位和机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。我将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题。52攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 工艺规程设计3 工艺规程设计3.1 箱体的材料及毛坯箱体材料一般选用HT200HT400的各种牌号的灰铸铁，最常用的为HT200，这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱可选用耐磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关，有关数据可查有关资料及数据具体情况决定。如级精度灰铸铁件，在大批大量生产时，平面的总加工余量为610mm，孔的半径余量为712mm；单件小批量生产时，平面为712mm，孔半径余量为814mm；成批生产时小于30mm的孔和单件小批生产小于50mm的孔不铸出。毛坯的种类常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：a依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。对于本箱体材料选为铸铁，采用铸造毛坯。b依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，对于结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合理；c依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。d确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本箱体年生产纲领为2万件，属于大批量生产，材料为HT200用铸造成型。毛坯的形状及尺寸确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上或减去加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：a为了装夹稳定、加工方便，本零件的镗削加工可以考虑用专用夹紧。b为了提高机械加工的生产率，本零件可采用流水线和专用机床进行生产。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题且要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。由于本箱体是大量生产，所以应该以考虑提高生产效率为先，其次是对节约成本的考虑。对于零件上的小孔由于铸造困难，不宜铸造出，所以在铸造时只对尺寸较大的孔进行铸造。毛坯的热处理经验证明，HT200铸造性能良好，焊接性能尚好，可切削性好，用于机架，连杆，箱体等。毛坯的热处理的主要目的是消除因铸造引起的内应力。毛坯铸造时，不允许有沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等影响机械性能的缺陷。特别是主要加工面要求更高。毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。3.2 减速箱箱体加工的主要问题和加工工艺过程设计所应采取的相应措施箱体类零件的主要加工部分是平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度要求比保证孔的加工精度要求容易，因此对于箱体来说：加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度以及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。孔和平面的加工顺序箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则，即先加工箱体上的基准平面，再以基准平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。因为面的面积较大，用面定位可以确保定位可靠，夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次先加工表面可以切去铸件表面的凹凸不平，为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀具的调整，也有利于保护刀具。孔系加工方案的选择箱体孔系的加工方案，应该选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素，在满足精度要求以及生产率的条件下，应该选用价格比较低的机床。3.3 减速箱体加工定位基准的选择粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：保证各主要孔的加工余量均匀；保证端面的加工余量均匀。精基准的选择从保证箱体面与孔，孔与孔，面与面之间的位置关系考虑，精基准面的选择应能保证箱体在整个加工过程中基本上都能用统一基准定位。综上在本零件图中先以其B面为粗基准来加工表面A，然后再以表面A为精基准来加工其上面的孔。再以A、B面定位加工孔。以A面和孔定位加工其它表面和孔。其粗、精基准如图3.1所示。图3.1 箱体零件图粗、精基准3.4 制定箱体的工艺路线对于大量生产的零件，一般是首先加工出统一的定位基准。粗、精基准的选择前面已做介绍。后续工序安排应当遵循先粗后精、粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。根据以上分析过程，现将箱体加工工艺路线确定如下2种方案：方案一：工序号 工序名称1 铸造2 清砂3 热处理（人工时效处理）4 涂红色防锈底漆5 划线（划、孔轴心线，A、B平面加工线）6 粗铣箱体表面A7 精铣箱体表面A8 粗铣箱体表面B9 粗铣箱体表面D10 粗铣箱体表面C11 精铣箱体表面B12 精铣箱体表面D13 精铣箱体表面C14 粗镗15 粗镗孔、孔16 粗镗孔17 精镗18 精镗孔、孔19 精镗孔20 划线（划两处8M6、4M6、6M6，一处6M12、4M8配作孔加工线）21 钻一处6M12、6M6、4M8孔，两处8M6孔工步：钻6-M12深12底孔钻4-M8-7H底孔6M6深12底孔22 钻两处8M6孔23 攻丝工步：攻丝（6-M12深12）攻丝（4-M8-7H）攻丝（6-M6深12）24 攻丝25 钻一处6M6，两处4M6（C向）工步：钻6-M6底孔钻4-M6底孔26 攻丝工步：攻丝（6-M6）攻丝（4-M6）27 钻（修毛刺）28 煤油渗漏实验29 按图样检查工件各部尺寸及精度30 清洗、终检以及入库方案二：工序号 工序名称1 铸造2 清砂3 热处理（人工时效处理）4 涂红色防锈底漆5 划线（划、孔轴心线，A、B平面加工线）6 粗、精铣箱体表面A工步：粗铣精铣7 粗铣箱体表面B8 粗铣箱体表面D9 粗铣箱体表面C10 粗镗11 粗镗、孔12 粗镗孔13 精铣箱体表面B14 精铣箱体表面D15 精铣箱体表面C16 精镗17 精镗、孔18 精镗孔19 划线（划两处8M6、4M6、6M6，一处6M12、4M8配作孔加工线）20 钻一处6M12、6M6、4M8孔，两处8M6孔工步：钻6-M12深12底孔钻4-M8-7H底孔6M6深12底孔21 并攻丝攻丝（6-M12深12）攻丝（4-M8-7H）攻丝（6M6深12）22 钻两处8M6孔底孔23 攻丝（8M6深12）24 钻一处6M6，两处4M6（C向）工步：钻6-M6底孔钻4-M6底孔25 并攻丝攻丝（6-M6）攻丝（4-M6）26 钻（修毛刺）27 煤油渗漏实验28 按图样检查工件各部尺寸及精度29 清洗、终检以及入库两种方案的比较与分析：由以上两种方案的分析与比较可得：方案一的工序比较集中。由于在本设计中采用铸造毛坯，大批量生产，工序集中有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率机床，节省装夹工件的时间，减少工件的半动次数。因此采用工序集中的方案二。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据生产纲领和零件结构选择毛坯：零件毛坯材料选择为HT200，硬度HB187225，抗拉强度320，生产类型为大量生产，采用铸造毛坯。表面的加工余量：表面A：粗铣表面A：参照文献3表6-28，其余量值规定为3.0mm精铣表面A：参照文献3表6-30，其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为： 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：表面B：粗铣表面B：参照文献3表6-28，其余量值规定为3.0mm精铣表面B：参照文献3表6-30，其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为： 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：表面C：粗铣表面C：参照文献3表6-28，其余量值规定为2.0mm精铣表面C：参照文献3表6-30，其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为： 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：表面D：粗铣表面D：参照文献3表6-28，其余量值规定为2.0mm精铣表面D：参照文献3表6-30，其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为。零件基本尺寸为： 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：镗孔的加工余量：的加工余量：粗镗表面：参照文献3表6-22，其余量值规定为0.3mm精镗表面：参照文献3表6-22，其余量值规定为0.1mm铸造件的机械加工余量参照文献4表2.35，其单边余量规定为：1.5mm。铸件尺寸公差等级选用IT8，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为2.5mm。零件基本尺寸为： 185mm毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 精镗后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：的加工余量：粗镗表面：参照文献3表6-22，其余量值规定为0.3mm精镗表面：参照文献3表6-22，其余量值规定为0.1mm铸造件的机械加工余量参照文献4表2.35，其单边余量规定为：1.5mm。铸件尺寸公差等级选用IT9，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为2.0mm。零件基本尺寸为： 50mm毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 精镗后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：的加工余量：粗镗表面：参照文献3表6-22，其余量值规定为0.3mm精镗表面：参照文献3表6-22，其余量值规定为0.1mm铸造件的机械加工余量参照文献4表2.35，其单边余量规定为：1.5mm。铸件尺寸公差等级选用IT9，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为2.0mm。零件基本尺寸为： 52mm毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 精镗后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：钻孔的加工余量：6-M127H加工余量：毛坯为实心。参照文献3表6-51，现确定螺孔加工余量为：钻孔： ,攻丝： M127H4-M87H加工余量：毛坯为实心。参照文献3表6-51，现确定螺孔加工余量为：钻孔： ,攻丝： M87H4-M6深12加工余量：毛坯为实心。参照文献3表6-51，现确定螺孔加工余量为：钻孔： ,攻丝： M6深126-M6深12、8-M6深12加工余量与4-M6深12加工余量相同。3.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）粗铣表面A：所选刀具如表3.1表3.1 机床XE755机床型号工作台面积 （长X宽）mm纵向行程横向行程主轴转速r/min工作台进给量XE75550020001400mm500mm251250141250mm/min刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数铣削深度：每齿进给量：参照文献4表2.4-73，取铣削速度：参照文献4表2.4-81，取机床主轴转速： 式(3.1) 取 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量：参照文献4表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 式(3.2)精铣表面A：此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度：每齿进给量：参照文献4表2.4-73，取铣削速度：参照文献4表2.4-81，取根据式（3.1）机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量：参照文献4表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1根据式（3.2）机动时间： 粗铣表面B：此次的机床与刀具与前面相同。由于B面A面粗糙度、长度相同故其切削用量及基本工时与粗铣表面A相同粗铣表面D：此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度：每齿进给量：参照文献4表2.4-73，取铣削速度：参照文献4表2.4-81，取根据式（3.1）机床主轴转速：，就取=实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量：参照文献4表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1根据式（3.2）机动时间：粗铣箱体表面C此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度：每齿进给量：参照文献4表2.4-73，取铣削速度：参照文献4表2.4-81，取根据式（3.1）机床主轴转速：，就取实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量：参照文献4表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1根据式（3.2）机动时间： 精铣箱体表面B此次的机床与刀具与前面相同。由于B面A面粗糙度、长度相同故其切削用量及基本工时与精铣表面A相同精铣表面D：此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度：每齿进给量：参照文献4表2.4-73，取铣削速度：参照文献4表2.4-81，取根据式（3.1）机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量：参照文献4表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1根据式（3.2）机动时间： 精铣表面C：此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度：每齿进给量：参照文献4表2.4-73，取铣削速度：参照文献4表2.4-81，取根据式（3.1）机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量：参照文献4表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知：当时：刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1根据式（3.2）机动时间： 镗孔的切削用量与基本工时：参照文献4表3.1-40选择卧式镗床T68，其最大的加工孔径：240mm。工作台最大移动距离纵向为1140mm，横向为850mm。主轴转速级数为18级。主轴转速范围为20至1000（r/min）。从表2.4-66选择刀具选择硬质合金镗刀。参照文献4得镗孔工时计算公式为： = 式(3.3) 式(3.4) 粗镗：查文献4表2.4-66：切削深度=2.0mm，进给量f=0.32mm/r。查文献4表3.1-41转速n=80r/min，切削速度，因此： 根据式（3.3）得：精镗：查文献4表2.4-66：切削深度=0.1mm，进给量f=0.16mm/r。查文献4表3.1-41转速n=200r/min，切削速度，因此 根据式（3.3）得：粗镗：查表2.4-66：切削深度=1.8mm，进给量f=0.25mm/r。查表3.1-41转速n=50r/min，切削速度，因此： 由于是两个孔所以是精镗：查表2.4-66：切削深度=0.1mm，进给量f=0.15mm/r。查表3.1-41转速n=250r/min，切削速度，因此： 由于是两个孔所以是粗镗：查文献4表2.4-66：切削深度=1.8mm，进给量f=0.25mm/r。查文献4表3.1-41转速n=80r/min，切削速度，因此： 精镗：查文献4表2.4-66：切削深度=0.1mm，进给量f=0.15mm/r。查文献4表3.1-41转速n=250r/min=4，切削速度，因此： 粗镗：查文献4表2.4-66：切削深度=1.8mm，进给量f=0.25mm/r。查文献4表3.1-41转速n=50r/min，切削速度，因此： 由于是两个孔所以是精镗：查文献4表2.4-66：切削深度=0.1mm，进给量f=0.15mm/r。查文献4表3.1-41转速n=250r/min，切削速度，因此： 由于是两个孔所以是钻孔的切削用量与基本工时：参照文献4表3.1-30选择摇臂钻床Z3025如下表3.2。表3.2 Z3025机床型号最大钻孔直径主轴最大行程主轴转速范围主轴进给量范围Z302525mm250mm50-2500r/min0.05-1.6min/r钻6-M12-7H的底孔：刀具：参照文献4表4.3-7 直柄麻花钻（GB1436-85）第一系列其麻花钻参数如表3.3 表3.3 直柄麻花钻d10.2l133l87切削深度：进给量：参照文献4表2.4-39，取切削速度：参照文献4表2.4-68，V=根据式（3.1）机床主轴转速 ：，取实际切削速度：被切削层长度：根据式（3.5）刀具切入长度： 式(3.5)刀具切出长度：走刀次数为1根据式（3.6）机动时间： 式(3.6)攻丝6-M12-7H螺纹孔：机床：组合攻丝机参照文献4表4.6-4选择刀具：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）其参数如表3.4。表3.4 细柄机用和手用丝锥d12L89l29进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照文献4表2.4-105，取根据式（3.1）机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：根据式（3.5）刀具切入长度：根据式（3.5）刀具切出长度：走刀次数为1根据式（3.6）机动时间：。钻4-M8-7H的底孔：刀具：参照文献4表4.3-7直柄麻花钻（GB1436-85）第一系列其麻花钻参数如表3.5表3.5 直柄麻花钻d6.7l101l63切削深度：进给量：参照文献4表2.4-39，取切削速度：参照文献4表2.4-68，V=根据式（3.1）机床主轴转速 ：，取实际切削速度：被切削层长度：根据式（3.5）刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1根据式（3.6）机动时间：攻丝4-M8-7H螺纹孔：机床：组合攻丝机参照文献4表4.6-4选择刀具：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）其参数如表3.6。表3.6 细柄机用和手用丝锥d8L72l22进给量： ,因此进给量切削速度：参照文献4表2.4-105，取根据式（3.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：根据式（3.5）刀具切入长度：根据式（3.5）刀具切出长度：走刀次数为1根据式（3.6）机动时间：钻4-M6，8-M6，6-M6（深12）的底孔：刀具：参照文献4表4.3-7 直柄麻花钻（GB1436-85）第一系列其麻花钻参数如表3.7。表3.7 直柄麻花钻d5l86l52切削深度：进给量：参照文献4表2.4-39，取切削速度：参照文献4表2.4-68，V=根据式（3.1）机床主轴转速：，取实际切削速度： 根据式（3.5）刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1攻丝4-M6，8-M6，6-M6（深12）螺纹孔：机床：组合攻丝机参照文献4表4.6-4选择刀具：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）其参数如表3.8。表3.8 细柄机用和手用丝锥d6L72l22进给量： ,因此进给量切削速度：参照文献4表2.4-105，取根据式（3.1）机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：根据式（3.5）刀具切入长度：根据式（3.5）刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：钻4-M6、6-M6（C向）的底孔：刀具：参照文献4表4.3-7 直柄麻花钻（GB1436-85）第一系列其麻花钻参数如表3.9。表3.9 直柄麻花钻d5l86l52切削深度：进给量：参照文献4表2.4-39，取切削速度：参照文献4表2.4-68，V=根据式（3.1）机床主轴转速 ：，取实际切削速度： 被切削层长度：根据式（3.5）刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1攻丝4-M6，6-M6（C向）螺纹孔：机床：组合攻丝机参照文献4表4.6-4选择刀具：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）其参数如表3.10。表3.10 细柄机用和手用丝锥d6L72l22进给量： ,因此进给量切削速度：参照文献4表2.4-105，取根据式（3.1）机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：根据式（3.5）刀具切入长度：根据式（3.5）刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：3.7 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该变速箱的年产量为2万件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于5.65min。由于是大量生产：以公式计算 式(3.7)Td单件定额时间， Tj机动时间， Tf辅助时间 Tzz准终时间 K%布置工作地、休息和生理需要时间的百分比 N根据零件的生产纲领确定 由于是大量生产 计算单件时间定额：粗铣表面A：机动时间：参照文献4表2.5-45如表3.11。表3.11 铣削工步辅助时间（min）开停车主轴变速快速进刀走刀变速进给和停止进给进退刀（每次）松开主轴箱0.060.30.020.30.10.20.6铣床布置工作地，休息与生理需要时间 (单位：min)计算得辅助时间：参照文献4表2.5-45看交班薄，检查工件：3min检查机床，加油，空运转：3 min工作班中清理铁屑；4 min下班前清理机床及工作地：12 min填写交班薄：3 min其它 4 min休息与生理需要时间 15 min占操作时间的百分比 13%根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。精铣表面A：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。粗铣表面B：此次的机床与刀具与前面相同。由于B面A面粗糙度、长度相同故其时间定额及生产安排与粗铣表面A相同。粗铣表面D精铣箱盖，箱座的表面2：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。粗铣箱体表面C机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。精铣箱体表面B此次的机床与刀具与前面相同。由于B面A面粗糙度、长度相同故其时间定额及生产安排与精铣表面A相同。精铣表面D：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工精铣表面C机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。镗孔的时间定额：参照文献4表2.5-37其参数如表3.12。表3.12 镗削工步辅助时间（min）开车停车装卸刀杆装卸刀具装卸钻头变换主轴转速变换起刀量变换起刀方向0.030.030.20.150.20.10.050.05计算得辅助时间：参照文献4表2.5-39镗床布置工作地，休息与生理需要时间 (单位：min)计算得辅助时间：参照文献4表2.5-45看交班薄，检查工件：3min检查机床，加油，空运转：2min工作前取出和工作结束放回工具：5min工作班中更换和修磨刀具：8min工作班中校对量、检、刃具：2min工作班中清理铁屑；3min工作班中签收物料整理劳保用品：2min下班前清理机床及工作地：15min填写交班薄：3min其它 4min休息与生理需要时间 15min占操作时间的百分比 14.83%镗床准备终结时间固定部分：39min另加部分的装卸铣刀：3min粗镗：机动时间：根据式（3.7）因此应布置2台机床同时完成本工序的加工。当布置2台机床时：即能满足生产要求。精镗：机动时间：根据式（3.7）因此应布置2台机床同时完成本工序的加工。当布置2台机床时：即能满足生产要求。粗镗：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。精镗：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。粗镗：机动时间：根据式（3.7）因此应布置4台机床同时完成本工序的加工。当布置4台机床时：即能满足生产要求。精镗：机动时间：根据式（3.7）因此应布置2台机床同时完成本工序的加工。当布置2台机床时：粗镗：机动时间：根据式（3.7）因此应布置4台机床同时完成本工序的加工。当布置4台机床时：即能满足生产要求。精镗：机动时间：根据式（3.7）因此应布置2台机床同时完成本工序的加工。当布置2台机床时：即能满足生产要求。钻孔的时间定额：参照文献4表2.5-41其辅助时间如表3.13。3.13 钻孔工步辅助时间（min）开车停车主轴变速变换进给量移动摇臂升降钻杆装卸套筒刃具0.030.030.0250.0250.0150.0150.06试切加冷却液清除铁屑卡尺测量塞规测量装卸平面刮刀主轴运转0.180.030.040.100.251.000.02计算得辅助时间：参照文献4表2.5-43钻床布置工作地，休息与生理需要时间 (单位：min)计算得辅助时间：参照文献4表2.5-45看交班薄，检查工件：3min检查机床，加油，空运转：1min工作前取出和工作结束放回工具：3min工作班中更换和修磨刀具：6min工作班中校对量、检、刃具：1min工作班中清理铁屑；2min工作班中签收物料整理劳保用品：2min下班前清理机床及工作地：12min填写交班薄：3min其它 4min休息与生理需要时间 15min占操作时间的百分比 10.3%钻床准备终结时间固定部分：简单件 26min另加部分的装卸工作台：7min钻6-M12-6H底孔：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。钻4-M8-7H底孔：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。钻4-M6、8-M6、6-M6底孔：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。攻丝6-M12-6H：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。攻丝4-M8-7H：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。攻丝4-M6、8-M6、6-M6：机动时间：根据式（3.7）因此只需要一台机床就能完成本工序的加工。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 夹具设计4 夹具设计4.1 镗床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。经过与老师协商，决定设计第18道工序精镗孔的镗床夹具。本夹具将用于T68卧式镗床。刀具为硬质合金镗刀，对该孔进行加工。4.1.1 工件加工工艺分析加工内容：精镗减速箱体上与定位基准孔相互垂直的孔，为了保证其加工精度，在镗孔前所有的表面均已加工达到规定的尺寸和位置精度要求。该孔轴心线与A面的平行度为0.05mm. 镗模要保证以下精度：该孔的内壁粗糙度要求为3.2并且该孔的尺寸的下偏差均为0mm，上偏差均为0.046mm。4.1.2 定位方案及定位元件设计根据零件结构分析设计出：方案一为一面两销（一面一销，再加一销钉）定位，方案二为一面加两个挡块。方案一：如图一可以看A面由于之前已经加工了，故可以用它做为定位方案的一面。这样可以限制Z方向的移动与X，Y方向的转动。圆柱销限制了Y向的移动和X向的移动。另外。还有Z向的转动未限制。因此在零件的左前端面加一支撑钉来限制X向的转动。故。该工件的六个自由度被完全限制了。实现了完全定位。由于该支撑钉和圆柱销是在定位基准孔的两个相互垂直方向上。因此该方案可一当做一面两销定位。方案二：如图一可以看出A面做为定位方案二的一面，这样可以限制Z方向的移动和X、Y方向的转动。X方向的挡块限制X方向的移动和Z方向的转动。Y方向的挡块限制Y方向的移动与Z方向的转动。从而形成了过定位。两种方案的比较：方案二由于是过定位，这需要很高的精度才能实现定位。方案一的菱形销可以很好解决误差的问题，故方案一较为合理。所以此镗孔夹具选择方案一。在方案一中，将定位面和定位销和夹具体做成一体是为了结构简单。其作用和定位原理如上所述。4.1.3 夹紧方案及夹紧元件设计由于该工序为孔加工，在镗削时，切向力垂直于底座，可以帮助工件夹紧。根据工件加工分析，两端面均有孔需要镗削加工，所以轴向力只有用两个相互垂直的压板（螺旋式）的加紧力和工件自身的重力一起产生的摩擦力来克服。整个夹紧力压在表面上。整个夹紧机构采用回转压板式螺旋夹紧机构。方案一：采用手动方式压紧，所以此时不需要对夹紧力进行计算。方案二：采用液压夹紧。比较两种方案，由于液压夹紧会使整个夹具结构更加复杂，还要消耗能量。手动夹紧简单、方便。故此时选择手动式压板的夹紧机构作为此镗孔的夹紧机构。4.1.4 镗杆的直径与长度镗杆的直径一般取孔径的0.7到0.8倍左右。采用前后双导向结构，镗杆的工作长度最好等于导向部分直径的10倍，最大不超过20倍。镗杆装刀位置应根据零件图确定，当在一根镗杆上安装几把镗刀时，其镗刀位置应对称分布，使刀杆径向分力平衡，以减少变形。:镗杆直径mm。取为40mm。此时镗杆的大致长度可算得为608mm。4.1.5 夹具体的设计夹具体底座的长度根据工件的尺寸与镗套的长度尺寸来确定。镗模与孔端面之间的距离取为30mm.夹具体底座的尺寸为：L=660mm B=至于夹具体的高度要根据箱体的高度来确定。4.1.6 镗套的设计镗套的结构型式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有以下两类：固定式镗套固定式镗套与钻套基本相似，它固定在镗模的导向支架上而不随镗杆一起转动。镗杆与铿套之间有相对移动和相对转动，使接触面之间产生摩擦和磨损。图4.1所示是固定式镗套的两种结构，其中A型镗套无润滑装置，易于磨损，只适用于低速偿削。B型镗套带有润滑油杯，镗套内孔上有油槽可注油脂润滑，加工时可适当提高切削速度。固定式铿套的优点是外形尺寸小结构简单镗套中心位置精度高。因此一般扩孔、镗孔时广泛应用固定式馒套。固定式锤套结构巳标准化，可查阅有关手册。图4.1 固定式镗套回转式镗套回转式镗套带有可旋转部分。镗杆与镗套之间只有相对移动而无相对转动、使两者之间的摩擦磨损大大降低避免了高速镗孔时因发热而出现的“咬死”现象。因此、回转式镗套一般应用在高速锤孔或因镗杆直径较大时线速度超过20m/min的场合。根据回转部分安装的位置不同可分为内滚式回转镗套和外滚式回转镗套。图4.2所示是在同一根镗杆上采用两种回转式镗套的结构。图中的后导向a采用的是内滚式镗套。前导向b采用的是外滚式镗套。图4.2 回转式镗套在钻床夹具中，钻套一般布置在被加工孔的前面而镗模上镗套的位置则应按零件结构和加工要求确定。表41所示为铿套的布置形式与持点。故可参照文献3表8-69选择：镗套（JB/T 8046.1-1995），其镗套的长度可以计算得：。取为74mm引导形式：单面前导向其结构如下图4.3所示：图4.3 单面前导向镗套在刀具前方，镗杆与机床主轴刚性连接，适用与加工D60mm,LD的通孔.,单面双导向其结构如下图4.4所示：图4.4 单面双导向两个镗套布置在工件的一侧，镗杆与机床主轴浮动连接，故在本设计中采用前种方式：，取为30。4.1.7切削力及夹紧力计算切削力：根据文献17查表41得：切削力公式： 式(4.1)式中 根据文献17查表41得： ， 根据文献17查表43得： 将以上数据带入式（3.3）得切削力如下： 即：在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数。其中：为基本安全系数2.0； 为加工性质系数1.1； 为刀具钝化系数1.1； 为动力源波动系数1.5。所以 夹紧力：根据文献7查表1-2-35得： 式(4.2)式中：除螺旋外机构的效率，其值为，取为0.9。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根据文献7查表1-2-20。取为=0螺杆端部与工件间的摩擦角（。）。=0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（。），参见根据文献7查表1-2-22。=0，=图4.5 夹紧力受力分析图根据工件受力切削力、夹紧力的图4.5，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。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下式计算： 式(4.3)式中： 单个螺旋夹紧产生的夹紧力；原始作用力； 作用力力臂；螺纹升角；由根据文献7查表1-2-21得：螺纹中径之半；由根据文献7查表1-2-21得：其余符号意义与以前相同由以上数值可以算得夹紧力如下：则由上述计算易得：所以此时的夹紧机构满足要求因此采用该夹紧机构工作是满足要求的。4.1.8 夹具精度分析计算定位误差计算定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差。基准不重合误差是定位基准与设计基准不重合引起的误差。基准位移误差是定位基准位移误差。基准位移误差又可分为由于工件定位表面不准确所引起的和由于夹具定位元件不准确所引起的两部份。工件定位表面不准确所引起的基准位移误差，对一批零件来说，就有一个尺寸分布带，其中有系统误差和随机误差。而夹具定位元件不准确所引起的基准位移误差，对于一个夹具来说是系统误差，但如果有几个夹具同时使用，则随机误差在一起，出现多峰状尺寸分布曲线。则：定位误差（dw）=基准不重合误差（dw）+基准位移误差（jy） 基准不重合误差（dw）：在此夹具中定位基准与设计基准是重合的，所以基准不重合误差为0。因此只要计算基准位置误差。基准位置误差：该项误差等于孔销配合的最大间隙，即：dw=jw=-=(0.046+0.11)mm=0.57mm夹具精度计算夹具精度计算是一个非常重要的环节，它是检验夹具是否合乎零件加工要求。利用夹具在机床上加工工件时，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，从而保证工序尺寸的要求。这些联系环节中的任何误差，都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度，这些误差主要有：因工件在夹具中定位不准确，使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差。因夹具在机床上安装不准确，使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差。因刀具相对夹具位置不准确，或刀具与导向、对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差。因机床精度、刀具制造精度和磨损，加工调整、加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差。这里主要考虑夹具制造与装夹误差。因为镗套存在尺寸公差，所以镗杆会有一定的偏移。 式(4.4)式中 e刀具引偏量； H小镗套高度； h中间距离； B大镗套高度； 刀具与镗套之间的最大间隙。本夹具中，镗杆与镗套的配合选用H6/g5。可确定=0.057mm。将H=150mm,B=180mm,h=380+30=410mm。代入上面的公式，可求得e为0.252mm。上述各项误差都是按最大值计算的。实际上，各项误差不可能都出现最大值，而且各项误差方向也不可能都一样。即有：式中为与夹具有关的加工误差总和。该值小于两孔的尺寸公差，故此夹具的制造与装夹误差满足要求。4.1.9 镗孔夹具的装配说明镗孔夹具中所要镗的孔是一水平放置的孔，所以此时只需要一个镗杆就可以了。在加工时，旋紧螺母1和螺母20夹紧螺旋压板，使摆动压块夹紧工件进行镗孔。加工完毕，把对定销3取出这样压板离开即可取出工件。在镗孔时，两刀具的旋转直径要与孔的直径匹配。综上。我感觉该夹具结构比较紧凑，设计较合理。镗床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图1附图24.2 钻床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。经过与老师协商，决定设计第21道工序钻的底的钻床夹具。本夹具将用于Z3250卧式镗床。刀具为直柄短麻花钻，对该孔进行加工。4.2.1 工件结构特点分析任务要求：此夹具主要对箱体的配作孔进行钻削加工。4.2.2 工件定位方案和定位元件的设计根据零件结构分析设计出：方案一为一面两销（一面一销，再加一销钉）定位，方案二为一面加两个挡块。方案一：如图一可以看A面由于之前已经加工了，故可以用它做为定位方案的一面。这样可以限制Z方向的移动与X，Y方向的转动。圆柱销限制了Y向的移动和X向的移动。另外。还有Z向的转动未限制。因此在零件的左前端面加一支撑钉来限制X向的转动。故。该工件的六个自由度被完全限制了。实现了完全定位。由于该支撑钉和圆柱销是在定位基准孔的两个相互垂直方向上。因此该方案可一当做一面两销定位。方案二：如图一可以看出A面做为定位方案二的一面，这样可以限制Z方向的移动和X、Y方向的转动。X方向的挡块限制X方向的移动和Z方向的转动。Y方向的挡块限制Y方向的移动与Z方向的转动。从而形成了过定位。两种方案的比较：方案二由于是过定位，这需要很高的精度才能实现定位。方案一的菱形销可以很好解决误差的问题，故方案一较为合理。所以此镗孔夹具选择方案一。4.2.3 夹紧方案和夹紧元件的设计由于该工序为孔加工，在钻削时，切向力为水平方向。根据工件加工分析，此时箱座左右两端的半圆是不需要加工的，所以可以用此两处的半圆来压紧。整个夹紧机构采用压块旋夹紧机构。方案一采用手动方式压紧，所以此时不需要对夹紧力进行计算。方案二采用液压夹紧。比较两种方案，由于液压夹紧会使整个夹具结构更加复杂，还要消耗能量。手动夹紧简单、方便。故此时选择手动式压板的夹紧机构作为铣表面的夹紧机构。因为此时采用手动方式压紧，所以此时不需要对夹紧力进行计算。4.2.4 夹具体的设计夹具体底座的长度根据工件的尺寸来确定。夹具体底座的尺寸为：L=700mm B= 至于夹具体的高度要根据箱体的高度来确定。4.2.5 钻模板的设计钻模板用于安装钻套,并确保钻套在钻模上的正确位置。常见的有以下几种：固定式钻模板固定在夹具体上的钻模板称为固定式钻模板。固定式钻模板有两种形式：1）钻模板与夹具体铸成一体；2)钻模板与夹具体焊接成一体；3)用螺钉和销钉连接的钻模板，这种钻模板可在装配时调整位置，因而使用叫广泛。固定式钻模板结构叫简单、钻孔精度高。铰链式钻模板当钻模板防碍工件装卸或钻孔后需攻螺纹时，可采用铰链式钻模板。铰链销与钻模板可采用配合，与铰链座上的销孔采用配合。钻模板与铰链座之间采用配合。钻套导向孔与夹具安装面的垂直度可通过调整两个支撑钉的高度加以保证。加工时，钻模板由螺母锁紧。由于铰链销孔之间存在配合间隙，用此类钻模板加工的工件精度比固定式钻模板低。分离式钻侵饭这种钻模板是可拆卸的。工件每装卸加一次，钻模板也要装卸一次。图4.6是一种分离式钻模板的结构，钻模板依靠夹具体上的两个导柱6、8和钻模板上的导套7来定位用活节螺栓2和螺母3夹紧。与铰链式钻模饭一样、它也是为了装卸工件方便而设计的在某些情况下；、精度比铰链大钻俏板要高：但装卸费时、而旦钻模板与夹具体分离容易损坏。悬挂式钻模板这种钻模板悬挂在机床主铀上并随主轴一起靠近或离开工件，它与夹具体的相对位置由滑柱来保证。这种钻模板可在立式钻床上配合多轴头或在组合机床上使用。固4.7就是悬挂式钻横板钻模板4固定在导柱3上导校的上部伸人多轴头1的座架孔中，而将钻模板悬挂起来。导柱的下部则伸入夹具体的导套6中使钻模板准确定位。当多轴头向下移动进行加工时，依靠弹簧2的压力，使钻模板夹紧工件。悬挂式钻模板生产效率很高。适用于大批大量生产中钻削同一方向上的平行孔系。当孔加工部位在工件凹进很深的内壁上时也可采用悬挂式钻模板。图4.6 分离式钻模板 图4.7 悬挂式钻模板图4.6中：1夹具体2活节螺栓 3螺母 4钻模板 5工件 6导柱 7导套 8导柱 图4.7中：1多轴传动头 2弹簧 3导柱 4钻模板 5紧定螺钉 6导套4.2.6 钻套的选择与设计钻套是引导刀具的元件，用以保证孔的加工位置，并防止加工过程中刀具的偏斜。当工件批量很小，或者孔间距离很小，或者孔径很小，或者钻模板上位置受到限制而无法使用钻套时，也允许在钻模板上直接加工出引导刀具的导向孔.钻套的结构按钻营的结构持点可分为固定钻套、可换钻套、快换钻营和持殊钻套四种类型。固定式钻套如图4.8所示有不带肩的和带肩的两种结构。这种钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，位置精度较高，但磨损后不易拆卸，故多用于中、小批量生产。可换钻套如图4.8示，可换钻套以间隙配合安装在衬套中而衬龚则压入钻模板或夹具体的孔中，为防止钻套在衬套中转动加一固定螺钉。可换钻套在磨损后可以更换故多用于大批量生产。 图4.8 钻套1钻套 2衬套 3钻模板 4螺钉钻套高度和钻套与工件间的距离钻套高度如图4.9所尔、钻套的高度H直接影响钻套的导向件能，通常取。对于精度要求较高的孔、直径较小的孔和刀具刚性较差时应取较大值。标准规定有三档尺寸可供选用。钻套与工件之间的距离钻套与工件之间一般应留有排屑间隙(图4.9)此间隙不宜过大。以免影响导向、一般可取。加工铸铁和黄铜等脆性材料时，可取较小值；加工钢等韧性材料时，应取大值。当孔的俭贸精度要求很高时、也可以取。本设计中：，取图4.9 钻套高度与排屑间隙4.2.7 切削力及夹紧计算刀具：直柄麻花钻。刀具尺寸为： = 2.5mm 根据文献4查表：轴向力的计算公式： 式(4.5)其中：根据文献4查表：切削功率修正系数： 因此：轴向力为： 根据文献3查表：单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下式计算：式中： 单个螺旋夹紧产生的夹紧力；原始作用力；作用力力臂；螺纹升角；由根据文献7查表1-2-21得：螺纹中径之半；由根据文献7查表1-2-21得：其余符号意义与以前相同由以上数值可以算得夹紧力如下：由上述计算易得：所以此时的夹紧机构满足要求因此采用该夹紧机构工作是满足要求的。4.2.8 夹具精度分析计算定位误差分析计算此部分的定位误差与前面的定位误差计算相同。此时的定位误差在位移上为。夹具精度计算夹具精度计算是一个非常重要的环节，它是检验夹具是否合乎零件加工要求。利用夹具在机床上加工工件时，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，从而保证工序尺寸的要求。这些联系环节中的任何误差，都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度，这些误差主要有：因工件在夹具中定位不准确，使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差dw。因夹具在机床上安装不准确，使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差a。因刀具相对夹具位置不准确，或刀具与导向、对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差t。因机床精度、刀具制造精度和磨损，加工调整、加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差g。为了使夹具能加工出合格的工件，上述各项误差的总和应不超过
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