轴套零件机械加工工艺规程及工装设备设计说明书

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 2\o"CurrentDocument"第一章绪论 4\o"CurrentDocument"机械制造的重要性 41.2夹具的发展历史 51.3小结 6\o"CurrentDocument"第二章零件的工艺性分析 7\o"CurrentDocument"2.1零件的作用 72.2轴套零件的结构分析 82.3确定毛坯类型 92.4毛坯余量的确定 10\o"CurrentDocument"第三章工艺规程设计 12\o"CurrentDocument"3.1加工阶段划分的作用 12\o"CurrentDocument"3.2制定加工方案即机械加工工艺路线的确定 13工序的合理组合 13\o"CurrentDocument"工序的分散与集中 143.3工艺基准的选择 163.4工序计算 18\o"CurrentDocument"第四章夹具设计 29\o"CurrentDocument"4.1钻夹具概述 29\o"CurrentDocument"4.2夹具分析说明 29\o"CurrentDocument"4.3定位方案的选定 30\o"CurrentDocument"4.4夹紧方案的选定 30夹紧装置的基本要求 30\o"CurrentDocument"常见的几种夹紧机构 31\o"CurrentDocument"4.5定位误差计算 334.5.1定位误差的概念 33\o"CurrentDocument"钻夹具定位误差计算 344.6切削力及夹紧力计算 35\o"CurrentDocument"第五章结论 37\o"CurrentDocument"参考文献 38\o"CurrentDocument"致谢 40摘要本次毕业设计的课题是轴套零件的机械加工工艺规程及夹具的设计，本次毕业设计的目的主要是通过对轴套零件的机械加工工艺性的分析，包括毛坯选材制造方法、零件的工艺性分析、工艺卡片的编制、夹具的设计以及最后的论文撰写；设计方法主要是通过查阅相关书籍、文献，特别是关于机械加工工艺方面的专业书籍，通过分析零件在机器中的位置和共用，结合零件图纸的尺寸精度和技术要求等制定机械加工工艺路线，根据工艺路线选择加工设备、量具、刀具等要素。本次毕业设计的设计路线主要如下：第一，首先绘制轴套的零件图；第二，初步拟定轴套的机械加工工艺路线；第三，根据零件图设计一套夹具，初步拟定所设计的夹具为钻直径为8mm的孔；第四，根据机械加工工艺路线编制机械加工工艺卡；第五，编制说明书一份。关键词：轴套工艺规程工艺卡片夹具AbstractThetopicofthisgraduationdesignisthedesignofthemachiningprocessplanningandfixturesleeveparts,thepurposeofthisgraduationdesignismainlythroughtheanalysisofthemachiningprocessofaxleparts,includingtheblankmaterialmanufacturingmethod,partsoftheprocessanalysis,processcardprogramming,fixturedesignandthepaperwriting;designmethodismainlythroughaccesstorelevantbooks,literature,especiallyonthemachiningprocessofprofessionalbooks,throughtheanalysisofthepositionofpartsinthemachineandcommonparts,combinedwiththesizeprecisionandthetechnicalrequirementsforthemachiningprocessroute,accordingtotheprocessrouteselectionandprocessingequipment,measuringtools,cuttingtoolsandotherelements.Designofthisgraduationdesignmainlyasfollows:first,thefirstdrawingsleevepartsdiagram;second,tentativelysetthemechanicallineprocessingsleeve;third,todesignasetoffixturepartsofthemap,theinitialdesignoffixturefordrillingtheholediameteris8mm;fourth,accordingtothemachiningprocessformachiningprocesscard;fifth,acompilationofinstructions.Keywords:Axlesleevespecificationprocesscardfixture第一章绪论1.1机械制造的重要性机械设计制造及其自动化与机械制造行业的关系可以说是不可分割的，一个国家的制造业的发展主要取决于该国的机械设计制造专业的发展和进步，机械制造的自动化程度直接决定了该国的制造业水平，机械制造的自动化就是指在制造产品时依靠机器来操作的程度，对于当今比较流行的数控技术、人造机器人技术、电器自动化技术等都属于机械制造自动化的范畴，现在国内已经有很大一部分企业都拥有了一定程度的自动化生产设备，这绝对是得力于机械自动化专业的研究成果，为此我们必须将该项技术一直发展下去。对于我们从事机械行业的学生来说，学好机械专业相关知识是非常重要的，这不仅决定了我们将来的发展方向而且对于提升自己的自身修养很有作用，这期间所涉及到的专业知识是非常之广泛的，机械类产品从毛坯成型、材料的热处理、金属切削加工等工序，最终成为我们所想要的零件，这个过程就称之为机械加工过程，包括刀具、量具、夹具等的设计，以及动力供应等辅助过程，在机械加工过程中通过切除零件毛坯与我们理想产品相比较多余的部分，这个过程直接影响我们最后所得到的产品的形状和尺寸，我们称之为直接生产过程，所有的机械产品都是由直接和辅助生产过程组成。机械制造业所涉及的行业很广泛，包括纺织业、机械港口业、数控技术、运输机械技术、水利机械行业等等，机械制造业体现了一个国家的技术水平，体现一个国家的科研技术、是国民经济的支柱产业，是一个国家工业化的程度标志之一，但是相比于西方发达国家的机械制造水平来讲落后不止一年两年，而是几十年甚至更多。机械制造业是一个综合的技术，对于一个企业来讲没有先进的制造技术，必定在经济社会无法立足，必定会被其他优秀企业所取代，因此它并不限制在制造的本身，它所涉及的产品可以说是包罗万象，小到普通市民的衣食住行，大到一个国家的军事、国防，无处不体现机械制造水平。机械制造技术水平的高低决定一个国家的经济命脉，我们可以从以下几个方面来阐述：1、 制造业技术高低决定了社会的发展程度；2、 科学技术的发展直接服务于制造业；3、 制造技术是所有工业的支柱；4、 国力和国防的后盾。从上个世纪就开始发展的机械制造业，在经历了一个多世纪的发展后，现在的机械制造水平可以说是已经很高了，而且它的重要性也越来越得到体现，对我们的日常生活都有比较大得影响，这也对机械制造也的发展提出了更加严峻的挑战。高科技和自动化为机械制造的发展指明了一个大的方向，可以说自动化已经成为各国对机械制造的发展目标，虽然这个名词没有确定的含义，但是目前国际公认的高水平高技术均是生产自动化，这不仅能够代表一个国家的制造业水平，而且对于人性化的生产过程来说是必不可少的，目前公认的先进制造技术是传统的机械制造业吸收和发展了电子、机械、运输等行业的精髓，吸收和消化了这些行业的技术，这样就集中了其他优势行业的成熟技术，使得先进的机械制造业成功吸收和发展了他们的优势。现在先进的机械制造也与电子、电气产业技术是不可分割的，现在的自动化是完全依赖于电气设备，也可以这样说，自动化程度的高低取决于电气化的程度，在过去比较流行的PLC技术，在快速发展的自动化技术下已经无法满足日益发展的社会进程，目前比较高度的就是伺服控制，现在发展的比较成熟的伺服控制技术在自动化技术的应用已经显而易见，是目前甚至将来的几十年之间无法替代的。1.2夹具的发展历史夹具最初在机械加工过程中只是起到夹持工件的作用，可以说夹具在过去只是发挥着他的最原始的功用。随着社会进程的不断发展，原始的夹具已经无法满足现代化的机械加工过程，现代讲究的是高效、低成本，这必将提升夹具在机械加工过程中的重要作用，现代的夹具不仅起到夹持工件的作用，还起到定位、夹紧等作用，好的夹具甚至能简化加工工序，使得加工变得更加简便、工序变得更加精简、同时也减少了机械加工的时间、降低了工人的劳动强度，现代夹具技术已经形成了独立的科目，可以说任何一个加工过程都离不开夹具，现在定位与元件、夹紧机构等得发展也使得夹具的发展更加快速、简便，可以说夹具的发展经历了简单到复杂到高精度。1.3小结本次的毕业设计中重要的一项就是夹具的设计，在设计的过程中我查阅了很多相关的书籍和论文著作，也利用了互联网技术，期间查阅了很多机械专业的相关知识，其中重要的一部分就是夹具的设计以及夹具设计应该注意的事项，期间也学到了很多书本上学不到的知识，我还利用实习的机会深入工厂一线，到车间参观工厂的工装夹具、这些都是厂里技术人员经过实际检验而制造的工装夹具，是经过实际验证的，期间我也询问过他们设计夹具的过程中应该注意的问题，这对于我之后设计夹具来说是很重要的一个过程。没有一个设计是完美的，在这里希望指导老师指正。第二章零件的工艺性分析2.1零件的作用在现在的机械设备中应用的比较广泛。铜轴套在机械中起着很多的作用，比如可以使其减少摩擦，减少震动，减少噪音等等，这些都是在机械中所起到的作用。铜轴套在现在的市场上被越来越多的进行运用了，人们对它也是比较信任的。在机械运作的过程中，因为长时间的摩擦所引起的零件磨损，这个时候就需要用到铜轴套。因为它可以帮助其减少摩擦。1.固定在齿轮轴进行运动的时候尽量不要让它因为振动而出现方向偏移的现象，这个时候就需要用到铜轴套来帮助其固定。铜轴套在机械中的最重要作用便是固定位置，这是铜轴套的所有的性能。2.起到润滑轴承作用这是在机械中所起到的另外一个作用。为了能够减少开支，节约成本费用，这个时候就需要用到滑动轴承，而铜轴套就刚好有这个功能。它主要是根据轴承的轴向来对滑动轴承进行设计轴套的厚度，而事实上铜轴套就是一种滑动轴承，当机械的转动比较低，间隙要求相对来说比较高的环境下可以用铜轴套来代替滚动轴承进行运作。铜轴套具有耐磨性，能够使用的时间比较长久，所以在很大程度上这样便可以帮助其节约成本费用了。轴套的作用还有更多，比如防腐蚀，方便人们对其进行维修，对结构进行简化，并且还能够制造工艺等等这些都是铜轴套在市场上所能起到的多方面作用。并且在有些方面铜轴套还能弥补一些对机器设计的失误。所以说铜轴套能起到的作用还是挺多的。这就是它的优势所在。图2-1轴套实物图2.2轴套零件的结构分析在机器中起支撑和导向作用，主要由端面、外圆、内孔等组成、零件的壁厚较薄，易产生变形，一般零件直径大于其轴向尺寸。套类零件的外圆表面多以过盈或过度配合与机架或箱体孔相配合其支撑作用。内孔主要起导向作用或支撑作用，常与运动轴，主轴，活塞，滑阀相配合，有些套的端面或凸缘端面有定位或支撑载荷的作用。孔与外圆一般具有较高的同轴度要求；内孔表面本身尺寸精度、形状精度及表面粗糙度要求；端面与孔轴线的垂直度要求；外圆表面本身的尺寸、形状精度及表面粗糙度要求等。套类零件毛坯，要视其结构尺寸与材料而定，孔径较大，一般选用带孔的铸件或无缝钢管。孔径较小时，可选用棒料或实心铸件。在大批量生产情况下，为节省材料，提高生产率，也可以挤压，粉末冶金，工艺制造精度较高的毛坯。套类材料一般选用钢，铸件，青铜或黄铜材料。滑动轴承宜选用铜料，有些要求较高的滑动轴承，为节省贵重材料而采用金属结构，即用离心铸造法，在钢或铸件的内壁上浇铸一层巴氏合金等材料，用来提高轴承的寿命。有些强度要求较高的套（如伺服阀的阀套、镗床主轴套等）则选用优质合金钢。2.3确定毛坯类型毛坯的制造方法有很多，有铸件、锻件、成型件等等，各有各的优点和缺点，一个毛坯的制造方法决定了后续加工的难易程度、加工方法、加工精度，以及加工过程中所涉及的费用、成本等问题，毛坯的精度提高了。毛坯的选择应该从以下几方面考虑。毛坯的选材对毛坯的制造也是至关重要的，什么时候用铸件毛坯什么时候用锻件毛坯都是有讲究的，型材或者铸钢件主要用在对零件力学性能没有太高要求的场合。对于阶梯轴的毛坯制造，我们通常需用钢质的材料，但是如果阶梯轴的直径相差不大则可以选用棒料来作为毛坯，对于大型零件的毛坯，由于没有那么大的型材，所以只能选用锻造或者铸造来生产毛坯；一般在新产品试制时多采用的是锻件，因为既然是新产品开发，那么产品技术还不够成熟，这时如果采用的是铸造毛坯的话会产生严重的浪费，原因是铸造毛坯模具的制造成本比较高，而且一种模具只能铸造出一种尺寸和形状的毛坯，而在新产品试制过程中难免对零件图纸有需要修改的地方，这样带来的后果就是图纸每修改一次就要做一套模具，这样不仅是人员、资金和时间上的浪费，对于一个公司新产品更新周期也是不好的影响，所以单件试制产品时，多选择成本比较低的锻打件毛坯。各个公司都有自己技术掌握的比较好的地方，就拿一个做产品的公司来说，一般都对加工方面比较专注，一个产品是由多少个零件装配而成，该工厂可以完成对毛坯零件的最后机械加工，但是零件最初的毛坯制造、热处理等工序基本上不会自己去操作，只有动员外协单位来协助自己，这样才能为公司带来更高的利润。同样的毛坯制造方法不同的毛坯材料给一个工厂带来的经济利益是不一样的，同样，相同的材料采用不同的加工方法也是这样。最近几年一些现金的毛坯成型方法，比如精锻、注塑成型、三维打印技术等都是技术的革命，同样一些先进的加工方法更是层出不穷，比如车削中心、加工中心、机械手等，这些成型和加工方法的出现不仅降低了加工成本。分析轴套零件图，轴套直径不是很大，材料为HT300,所以我们采用HT300棒料作为毛坯，这样这一节省成本。2.4毛坯余量的确定毛坯余量是指机械加工过程中切除的金属层的厚度，包括总加工余量和工序余量，加工过程中所切除毛坯材料的总厚度称为毛坯余量，也叫总加工余量，一般毛坯余量不是经过一次切削就可以完成切除的，而是分为几道工序切除。我们在计算工序尺寸时往往会留一定的公差，所以在实际机械加工过程中所切除的金属层厚度是不等的。。下图表示工序余量与工序尺寸的关系。工序余量可按照下式进行计算：对于被包容面：工序尺寸等于上道工序基本尺寸减去本道工序基本尺寸对于包容面：工序尺寸等于本道工序基本尺寸减去上道工序的基本尺寸按照入体原则标注极限偏差Z=Zmin+Ta(2-1)Zmax=Z+Tb=Zmin+Ta+Tb(2-2)式中Zmin——最小工序余量；Zmax——最大工序余量；Ta——上工序尺寸的公差；Tb——本工序尺寸的公差。

亦l匸丘tf肆ifsnrme't亠亦l匸丘tf肆ifsnrme't亠•主如■讦・au*切工*■//星二为*JIb毛坯选用直径方向余量为6mm,毛坯轴向余量同上58mm的HT300棒料，分析轴套零件图可以确定毛胚在直径单边余量为3mm,所以粗车余量为2mm,精车余量为1mm,第三章工艺规程设计3.1加工阶段划分的作用零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：．粗加工阶段去除毛坯大部分切削量靠的是粗加工，这样在后面的精加工过程中所需去除的金属就很少，而且粗加工出的平面可以作为精加工的定位基准面，大多数的工件缺陷都是在粗加工是发现，予以报废或修补，以免浪费工时。．半精加工阶段工件上的次要表面主要通过半精加工来完成，并且半精加工出来的表面可以作为精加工工序的主要精基准，这样确保精加工时的加工余量不会太大，这样精加工出来的表面质量就会很高，对机床和刀具的保护也起到很大作用。．精加工阶段金加工最后工件所剩余的余量靠精加工来完成，零件图上的形位公差和尺寸公差靠精加工来确保，包括图纸上所要求的表面粗糙度等达到图纸要求，由于精加工时最后工序，所以把精加工安排在最后还可以减少工件由于金加工而带来的表面损伤。．光整加工阶段一些要求特别高的零件，仅仅是精加工还不足以达到要求，这时我们就需要再进行光整加工，光整加工对表面质量影响比较大，而对工件的尺寸基本没有影响，不能改变工件各表面相互之间的位置关系。我们在划分加工阶段以后，方便安排工件的热处理，一般来说热处理都是安排在粗加工之后精加工之前，当然也有的热处理是安排在粗精加工之间的。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。(1)保证加工质量粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件产生较大变形和加工误差，通过半精、精加工逐步纠正;（2） 合理使用设备有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床;（3） 便于安排热处理工序热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生产;（4） 及时发现毛坯的缺陷以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费;注意：1）拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则，但在具体运用时要灵活。2）工艺路线的划分是对领件加工的整个工艺过程，不是单就某个表面而言，如有些定位基准在半精加工阶段甚至粗加工阶段就需要加工得很精确，而某些钻小孔的粗加工工序，又常安排在精加工阶段。3.2制定加工方案即机械加工工艺路线的确定3.2.1工序的合理组合在加工方法制定之后，我们就按照零件的结构要点、图纸所要达到的精度、零件的生产类型和现有的加工设备情况来安排工艺路线和工序的数量。（1） 工序分散原则该原则各道工序的内容比较简单，更容易选择合理的切削用量，采用通用、简单的机床设备就可以完成加工，生产之前不需要准备太多工作，对产品的更换影响比较小，技术不高的工人就可以完成操作，但是需要大量的工人以及大的生产面积，工艺路线相对比较长，对于管理者要求较高。（2） 工序集中原则该工艺路线比较短，所选择的加工设备数量较少，所需的工人数量也相对较少，工件的装夹次数减少很多，再一次装夹工件后就可以加工出大多数的表面，这样更容易保证加工表面之间的相对位置精度；同时采用自动化程度较高，精度较高的机床可以大幅度提高生产效率，但是相反在采用高精度的机床的同时也使机床的维修成本增加，上产之前的准备工作加大。3.2.2工序的分散与集中我们在确定工艺路线时，工序的数量是我们必须要考虑的，一般在制定工艺规程时应该考虑的两个原则是工序集中和工序分散。(1)．工序集中的特点该原则各道工序的内容比较简单，更容易选择合理的切削用量，采用通用、简单的机床设备就可以完成加工，生产之前不需要准备太多工作，对产品的更换影响比较小，技术不高的工人就可以完成操作，但是需要大量的工人以及大的生产面积，工艺路线相对比较长，对于管理者要求较高。(2)．工序分散的特点该工艺路线比较短，所选择的加工设备数量较少，所需的工人数量也相对较少，工件的装夹次数减少很多，再一次装夹工件后就可以加工出大多数的表面，这样更容易保证加工表面之间的相对位置精度；同时采用自动化程度较高，精度较高的机床可以大幅度提高生产效率，但是相反在采用高精度的机床的同时也使机床的维修成本增加，上产之前的准备工作加大。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。拟定零件的机械加工工艺路线是制定工艺规程的一项重要工作，拟定工艺路线时主要解决的问题有：选定各加工表面的加工方法；划分加工阶段；合理安排各工序的先后顺序；确定工序的集中和分散程度。制定工艺路线的出发点应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使成本尽量下降。根据以上论述，先制定两条机械加工工艺路线如下：工艺路线方案一：10.毛坯下料20.钻孔30.粗车端面、外圆、内孔40.掉头，粗车另一端面、外圆、内孔50.精车端面、外圆、内孔、倒角1x45°60.掉头，精车另一端面、外圆、内孔、倒角1x45°70.磨外圆80.磨内孔90.钻直径8mm孔100.铣2mm深槽110.配钻2xM8螺纹孔120.去毛刺130.打包入库工艺路线方案二：10.毛坯下料20.钻孔30.粗车端面、外圆、内孔40.掉头，粗车另一端面、外圆、内孔50.精车端面、外圆、内孔、倒角1x45°60.掉头，精车另一端面、外圆、内孔、倒角1x45°70.磨外圆80.磨内孔90.铣2mm深槽100.钻直径8mm孔110.配钻2xM8螺纹孔120.去毛刺130.打包入库分析以上两个工艺路线可以得出如下结论：工艺路线一与工艺路线二的不同之处在于钻孔和铣槽的先后顺序不同，工艺路线一是先钻孔再铣槽，工艺路线二与之相反是先铣槽后钻孔，我们知道在外圆柱面上钻孔不是很难，但是要保证孔的位置却比较难，如果是先铣槽再钻孔的话就要保证孔的中心轴线刚好在所系的槽中线上，这样就需要设计专用的夹具来保证孔相对于槽的位置，但是如果是先钻孔在铣槽的位置，我们可以以加工好的孔为基准来保证槽的位置，这样要容易的多，综上我么选择工艺路线一比较合理。3.3工艺基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为精基准、粗基准和辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准（粗基准）。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准（精基准）。在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，然后再考虑选择合适的粗基准把精基准面加工出来。另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。应从零件的整个加工工艺过程的全局出发，在分析零件的结构特点、设计基准和技术要求的基础上，根据粗、精基准的选择原则，合理选择定位基准。精基准的选择“基准重合”原则应尽量选用被加工表面的设计基准作为精基准，即“基准重合”的原则。这样可以避免因基准不重合而引起的误差。“基准统一”原则应选择多个表面加工时都能使用的定位基准作为精基准，即“基准统一”的原则。这样便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，并简化夹具的设计制造工作。“互为基准”原则当两个表面的相互位置精度及其自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可采用这两个表面互为基准，反复多次进行精加工。“自为基准”原则在某些要求加工余量尽量小而均匀的精加工工序中，应尽量选择加工表面本身作为定位基准。此外，精基准的选择还应便于工件的装夹与加工，减少工件变形及简化夹具结构。需要指出的是，上述四条选择精基准的原则，有时是相互矛盾的。例如，保证了基准统一就不一定符合基准重合等等。在使用这些原则时，要具体情况具体分析，以保证主要技术要求为出发点，合理选用这些原则。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，此处不再重复。粗基准的选择若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。这样可使这个表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件报废。在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工时，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。若既需保证某重要表面加工余量均匀，又要求保证不加工表面与加工表面的位置精度，则仍按本原则处理。选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，以便定位准确，装夹可靠。粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。但是，当毛坯是精密铸件或精密锻件，毛坯质量高，而工件加工精度要求又不高时，可以重复使用某一粗基准。粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，阀体零件还算比较规则，所以粗基准容易选择。（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，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位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。钻外圆8mm孔工序定位基准分析，该工序工件以外圆和端面为基准定位，端面限制3个自由度，外圆限制2个自由度。具体各道工序的定位方法参照附件工艺卡片。3.4工序计算工序1：1.钻孔036mm工件材料为HT300。孔的直径为36.0mm。加工机床为CA6140卧式，工序各参数选择如下。确定进给量f查《机械加工工艺手册》得f二0.03-0.1mm/r，由于孔径和孔深比为al/d二84/36二2.3，所以取f二0.2mm/ra确定切削速度v及转速n查《机械加工工艺手册》取V]=40m/min计算机床转速1000v'1000x40n/= i= =323.9r/mm兀d3.14x36查CA6140卧式车床技术资料，取n=320r/minw实际切削速度为兀dn 3.14x36x320v= = =36.2m/mm10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=25mm，则+I+1 84+25t= 1= =1.7mmbnf320x0.2工序2：1.粗车端面加工条件：

工件材料：HT300。采用机床：CA6140卧式车床刀具：硬质合金端面车刀确定车削深度由于粗车端面单边余量为2.0mm，所以1次走刀即可完成，所以车削深度a=2.0mmp确定每齿进给量f查《机械加工工艺手册》得粗铳每齿进给量f=0.2-0.5mm/r、v二58m/min此处取f=0.3mm/r，CA6140车床标准进给。计算机床主轴转速nv1000vn=—vnd式中：v-铣削速度1000v1000x58= = =1000v1000x58= = =342.1r/min兀d 3.14x54则n查CA6140卧式车床技术文件取n=320r/minw实际切削速度为兀dn3.14x54x320 _.-..v= = =54.3m/mm10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=15mml+l+lt= 1bfn54+150.3x320=1.08min2.粗车054外圆加工条件：工件材料：HT300。采用机床：CA6140卧式车床刀具：硬质合金外圆车刀

确定车削深度由于粗车端面单边余量为2.0mm，所以1次走刀即可完成，所以车削深度a=2.0mmp确定每齿进给量f查《机械加工工艺手册》得粗铳每齿进给量f=0.2-0.5mm/r、v二58m/min此处取f=0.3mm/r，CA6140车床标准进给。计算机床主轴转速nv1000vn=v 兀d式中：v-铳削速度1000v1000x58= = =1000v1000x58= = =342.1r/min兀d 3.14x54则n查CA6140卧式车床技术文件取n=320r/minw实际切削速度为兀dn3.14x54x320v= = =54.3m/mm10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=25mml+l+1t= 1bfn80+250.3x320=1.09min3.粗车040内孔加工条件：工件材料：HT300。采用机床：CA6140卧式车床刀具：硬质合金车刀确定车削深度由于粗车端面单边余量为2.0mm，所以1次走刀即可完成，所以车削深度a=2.0mm

确定每齿进给量f=45m/min查《机械加工工艺手册》得粗铳每齿进给量f=0.2-0.5mm/r=45m/min此处取f=0.3mm/r，CA6140车床标准进给。计算机床主轴转速n1000vn=v 兀d式中：v-铣削速度d-铣刀直径=1000V=1200^=358.3r/min兀d 3.14x40查CA6140卧式车床技术文件取n=320r/minw实际切削速度为兀dn 3.14x40x320 ._-..1000v= = =40.2m/mm10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=25mmt=巴==1.09m】nbfn0.3x320工序3：1.粗车端面参照工序2粗车端面。2.粗车外圆©54参照工序2粗车外圆©543.粗车内孔©40参照工序2粗车外圆©40工序4.1.精车端面加工条件：

工件材料：HT300。采用机床：CA6140卧式车床刀具：硬质合金端面车刀确定车削深度由于粗车端面单边余量为1.0mm，所以1次走刀即可完成，所以车削深度a=1.0mmp确定每齿进给量f查《机械加工工艺手册》得粗铳每齿进给量f=0.1-0.3mm/r、v二70m/min此处取f=0.16mm/r，CA6140车床标准进给。计算机床主轴转速nv1000vn=—vnd式中：v-铣削速度=輕=^^0=412.8r/min=輕=^^0=412.8r/min兀d 3.14x54则n查CA6140卧式车床技术文件取n=400r/minw实际切削速度为兀dn 3.14x54x400 -..v= = =67.8m/min10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=15mml+l+lt= 1bfn54+150.16x400=1.08min2.精车052外圆加工条件：工件材料：HT300。采用机床：CA6140卧式车床刀具：硬质合金外圆车刀

确定车削深度由于粗车端面单边余量为1.0mm，所以1次走刀即可完成，所以车削深度a=1.0mmp确定每齿进给量f查《机械加工工艺手册》得粗铳每齿进给量f=0.1-0.3mm/r、v二70m/min此处取f=0.16mm/r，CA6140车床标准进给。计算机床主轴转速nv1000vn=v 兀d式中：v-铳削速度=輕=120^0=428.7r/min=輕=120^0=428.7r/min兀d 3.14x52则n查CA6140卧式车床技术文件取n=400r/minw实际切削速度为兀dn 3.14x52x400 .v= = =65..3m/mm10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=15mmll+1t= 1bfn0.16x400=L47mm3.精车042内孔加工条件：工件材料：HT300。采用机床：CA6140卧式车床刀具：硬质合金车刀确定车削深度由于粗车端面单边余量为1.0mm，所以1次走刀即可完成，所以车削深度a=1.0mm

确定每齿进给量f查《机械加工工艺手册》得粗铳每齿进给量f=0.1-0.3mm/r、v二55m/min此处取f=0.16mm/r，CA6140车床标准进给。计算机床主轴转速nv1000vn=v 兀d式中：v-铣削速度1000v1000x55= = =1000v1000x55= = =417r/min兀d3.14x42则n查CA6140卧式车床技术文件取n=400r/minw实际切削速度为兀dn 3.14x42x400__-..v= = =52.8m/min10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=15mmll+1t= 1bfn0.16x400=L47mm工序5：参照工序4.工序6：1.磨052外圆加工条件：工件材料：HT300。采用机床：MBA1412外圆磨床刀具：砂轮，根据《机械加工工艺简明手册》，选择AW40MVP砂轮，即砂轮磨料为宗玉刚，粒度为40#，硬度为中1级，陶瓷结合剂6号组织，筒形砂轮，其尺寸为35x20x16（DxBxd）确定磨削深度a=0.2mm确定切削用量根据《机械加工工艺简明手册》砂轮转速n=1800r/min,v=293.9m/min,工件ss速度v=15m/min,径向进给量f=0.015mm/双行程。wr计算机动时间根据《机械加工工艺简明手册》，加工长度L=78mm,单面加工余量为Z=0.2bmm,系数K=1.1,磨削的机动时间为2LbZK2x78x1x0.2x1.1 ….t=b= =0.15mm1000vf 1000x15x0.015r工序7：1.磨042内孔加工条件：工件材料：HT300。采用机床：MBA1412外圆磨床刀具：砂轮，根据《机械加工工艺简明手册》，选择AW40MVP砂轮，即砂轮磨料为宗玉刚，粒度为40#，硬度为中1级，陶瓷结合剂6号组织，筒形砂轮，其尺寸为35x20x16（DxBxd）确定磨削深度a=0.2mm确定切削用量根据《机械加工工艺简明手册》砂轮转速n=1800r/min,v=237.4m/min,工件ss速度v=15m/min,径向进给量f=0.015mm/双行程。wr计算机动时间根据《机械加工工艺简明手册》，加工长度L=78mm,单面加工余量为Z=0.2bmm,系数K=1.1,磨削的机动时间为2LbZK2x78x1x0.2x1.1t=b= =0.15mm1000vf1000x15x0.015r

工序8：1.钻孔08工件材料为HT300。孔的直径为8mm。加工机床为Z525立式钻床，工序各参数选择如下。确定进给量f查《机械加工工艺手册》取f二0.2mm/ra确定切削速度v及转速n查《机械加工工艺手册》取v=15m/min1计算机床转速n/计算机床转速n/= =兀d1000x153.14x8=597.1r/min查Z525立式钻床技术资料，取n=545r/minw实际切削速度为兀dn3.14x8x545v= = =13.7m/mm10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l=10mm，则1/+/+/t= 1bnf齐02=0.14min工序91.铳2mm深槽加工条件：工件材料：HT300。采用机床：XA5032立式铣床刀具：硬质合金端面铳刀，铳刀直径为06mm确定铣削深度由于粗铳端面单边余量为2.0mm，所以1次走刀即可完成，所以铳削深度a=2.0mmp

确定每齿进给量f查《机械加工工艺手册》得粗铳每齿进给量f=0.12-0.2mm/z、v二12m/min此处取f=0.2mm/z计算机床主轴转速n1000vn1000vn=v 兀d式中：v-铳削速度d-铣刀直径1000v兀1000v兀d1000x123.14x6=636.9r/min查XA5032立式铣床技术文件取n=600r/minw实际切削速度为兀dn 3.14x6x600..o.v= = =11.3m/min10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=20mm/+//+/t= 1bfn72+200.2x600=0.77min工序101.钻孔2-Q6.8工件材料为HT300。孔的直径为6.8mm。加工机床为Z525立式钻床，工序各参数选择如下。确定进给量f查《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/ra确定切削速度v及转速n查《机械加工工艺手册》取v1=12m/min计算机床转速n/计算机床转速n/= 二兀d1000x12=562r/min3.14x6.8查Z525立式钻床技术资料，取n查Z525立式钻床技术资料，取n=545r/minw实际切削速度为兀dn 3.14x6.8x545v= = =11.64m/mm10001000计算机动时间查《机械加工工艺手册》得l]=10mm，则/+/t= 1bnf12+10545x0.2=0.2min钻两个孔机动时间为0.4mm第四章夹具设计4.1钻夹具概述钻床夹具的特点在一般钻床上对工件进行孔加工，多具有下述特点：刀具本身的刚性较差钻床上所加工的孔多为中小尺寸的孔，其工序内容不外乎钻、扩、铰、锪或

攻螺纹等加工，所以，刀具直径往往较小，而轴向尺寸较大，刀具的刚性均较差。多刀刃的不对称，易造成孔的形位误差钻、扩、铰等孔加工刀具，多为多刃刀具，当刀刃分布不对称，或刀刃长度不相等，会造成被加工孔的制造误差，尤其是采用普通麻花钻钻孔，手工刃磨钻头所造成的两侧刀刃的不对称，极易造成被加工孔的孔位偏移、孔径增大及孔轴线的弯曲和歪斜，严重影响孔的形状、位置精度。普通麻花钻头起钻时，孔位精度极差普通麻花钻轴向尺寸大，结构刚性差，加上钻芯结构所形成的横刃，破坏定心，使钻尖运动不稳，往往在起钴过程中造成较大的孔位误差。在单件、小批量生产中，往往要靠操作工在起钻过程中不断地进行人工校正控制孔位精度，而在大批量高效生产中，则需依靠刀刃结构的改进和夹具对刀具的严格引导解决。4.2夹具分析说明本夹具为钻轴套外圆柱面孔专用钻夹具，夹具由夹具体、支撑板、压板、V形块等组成，工件在夹具中以外圆面和端面定位，限制了除绕轴线旋转的自由度外所有自由度，本夹具采用的压板为成型压板，压板内圆柱面与工件外圆柱面接触，这样使得夹紧力更加均匀，使工件定位更加稳定可靠，本夹具可以提高生产效率，适用于大批量生产。4.3定位方案的选定完全定位与不完全定位：工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。欠定位与过定位：在加工时根据被加工面的尺寸、形状和位置要求，应限制的自由度未被限制，即约束点不足，这样的情况称为欠定位。值得提出的是不完全定位时不一定就是欠定位，即所限制的自由度少于6个时不一定会产生欠定位，只是不完全定位时应注意可能会有欠定位。工件定位时，一个自由度同时被两个或者两个以上的约束点（夹具定位元件）所限制，称为过定位，或者重复定位，也称之为定位干涉，在通常情况下，应尽量避免出现过定位。消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。4.4夹紧方案的选定4.4.1夹紧装置的基本要求夹紧装置的设计和选用是否合理，对保证工件的加工质量，提高劳动和生产率，降低加工成本和确保工人的生产安全都有很大的影响，对夹紧装置的基本要求是：1） 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置。2） 夹紧力要适当，既要保证在加工过程中工件不移动、不转动，不振动，同时又不在夹紧时损伤工件表面或产生明显的夹紧变形。3） 夹紧机构要操作方便，夹压迅速、省力。大批大量生产中应尽可能采用气动液动夹紧位置，以减轻工人的劳动强度和提高生产率，在小批量生产中，采用结构简单的螺钉压板时，也要尽量设法缩短辅助时间。手动夹紧机构所需要的力一

般不要超过100N.4）结构要紧凑简单，有良好的结构工艺性，尽量使用标准件。手动夹紧机构还须有良好的自锁性。4.4.2常见的几种夹紧机构螺旋夹紧机构是指螺旋副与其他元件（压板、垫片、螺钉等）相结合，对工件实施夹紧的机构。螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍。螺旋夹紧机构结构简单，夹紧行程大，且自锁性能好，增力比大，是手动夹紧中用的最多的一种夹紧机构。常用的夹紧形式有：单个螺旋夹紧机构、螺旋压板夹紧机构。图4-1螺旋夹紧机构偏心夹紧的主要优点是操作方便，动作迅速，结构简单，其缺点是工作行程小，自锁性不如螺旋夹紧好，结构不耐振，适用于切削平稳且切削力不大的场合，常用于手动夹紧机构。由于偏心轮带手柄，所以在旋转的夹具上不允许用偏心夹紧机构，以防误操作。

图4-2偏心夹紧机构斜楔夹紧机构主要是利用其斜面移动时所产生的压力夹紧工件。斜楔夹紧机构工作原理是：将工件装入，敲击斜楔大头，夹紧工件；加工完毕，敲击斜楔小头，使工件松开。生产中很少单独使用斜楔夹紧机构。但由斜楔与其他机构组合而成的夹紧机构却在生产中得到广泛应用。图4-3斜楔夹紧机构定心夹紧机构是一种同时实现对工件定心定位和夹紧的夹紧机构，即在夹紧过程中，能使工件相对某一轴线或某一对称面保持对称性。图4-4定心夹紧机构本夹具的夹紧采用半圆柱形压板，使得夹紧力均匀分布在工件表面，定位更加稳定、准确。4.5定位误差计算4.5.1定位误差的概念定位误差是一批工件在夹具上（或机床上）定位时，工件的设计基准（或工序基准）在加工尺寸方向上的最大变动量，以表示dw成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动的行程调定后不再变动，可以认为加工面的位置是固定的。但一批工件中每个工件在尺寸、形状及表面相互位置上均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。工序基准的位置变动将对加工精度有直接的影响。图4-6定位误差定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差A=A+Adwbcjw基准不重合误差A，其大小等于设计基准与定位基准之间的联系尺寸在加bc工方向上的变动量（公差），是由于工件的定位基准与工序基准不重合引起基准移位误差A，指工件的定位基准在加工尺寸方向上的变动量，由工件jw定位表面或者夹具定位元件的制造误差以及两者之间的间隙所引起。4.5.2钻夹具定位误差计算该道工序是钻直径为6mm孔，孔的轴线过后桥轴轴线，此处分析孔轴线偏离工件轴线误差，工件定位误差产生原因示意图如下图4-7误差产生原因示意图分析上图可以得出，孔轴线偏离工件轴线误差是由于定位元件V型块制造不准确引起的，V型块安装有一定倾斜或是V型块本身由于制造原因就存在ed误差，而不能使工件理想对中，角度偏移形成的基准位移误差为OO/其值由以下几何关系可求得：00/=#¥2-2cos@a)_D( 1 1 、 ,,,,,,2(sin(a/2)sin((a土8a)/2)?取V型块安装和制造误差8a=10'，则定位误差为00/=0.07mm4.6切削力及夹紧力计算查《机械加工工艺手册》，钻孔时的切削力计算公式为F=412D1.2f0.75K

查《夹具设计手册》(HB\0.6K= =1.03pL190丿F=412D1.2f0.75Kfp则=412x8.012x0.20.75x1.03=412x12.1x0.3x1