伞形架斜孔的加工工艺及工装设计

保定理工学院本科毕业设计伞形架斜孔的加工工艺及工装设计摘要本文研究的是伞形架斜孔的加工工艺及工装设计，旨在探索如何提高伞形架斜孔的加工效率和质量，并设计适合的加工工装来提高生产效率。斜孔是椭圆柱形孔与工件表面所成的夹角，因此加工斜孔需要精密的定位和加工技术，而伞形架的斜孔加工难度更大，因为伞形架的轮廓不规则，本文设计并制作了一套适用于加工伞形架斜孔的工装，并对工装的结构及原理进行了详细的描述。创意价值：伞形架斜孔加工是一种常见的工艺需求，而采用传统的工艺往往需要大量的人工操作或专门的设备，本文提出了一种高效、便捷的解决方案，有效缩短了生产周期和降低了成本，具有实用性。创意难度：伞形架斜孔加工工艺和工装设计都需要大量的工程技术和实践经验，需要综合考虑材料特性、夹具特性、工装设备的结构设计等多方面因素。创意创新性：虽然伞形架斜孔加工在传统工艺中也有应用。同时，本文还对斜孔加工的机理进行了深入探究。通过对工艺参数和加工过程的分析，发现斜孔加工的关键在于保持足够的切削力和控制刀具和工件的相对位置。此外，辅助夹紧装置的设计和选用也对加工效果有着重要的影响。因此，使用了高质量的切削刀具、合适的工艺参数、以及精密的定位和夹紧装置，以确保高质量的斜孔加工效果。关键词：伞形架；斜孔；夹具；加工工艺；

目录绪论 5第1章机械加工工艺规程设计 61.1零件的分析 61.1.1零件的作用 61.1.2零件的工艺分析 71.2伞形架加工工艺过程 71.2.1孔和平面的加工顺序 71.2.2孔系加工方案选择 81.3伞形架加工定位基准的选择 81.3.1粗基准的选择 81.3.2精基准的选择 91.4伞形架加工主要工序安排 101.4.1加工阶段的划分 101.4.2加工工艺路线方案的比较 111.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 121.5.1毛坯的结构工艺要求 121.6确定切削用量及基本工时 141.7选择加工设备和工艺装备 211.7.1机床选用 211.7.2选择刀具 211.7.3选择量具 211.8机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 22第2章伞形架斜孔的夹具设计 232.1伞形架斜孔加工定位基准的选择 232.2定位方案与定位元件设计 232.3导向元件设计与分析 252.4夹紧装置设计与分析 262.5误差分析与计算 27第3章伞形架工装设计 283.1钻套衬套的选用 283.2定位销选用 313.3夹具的简要说明 31第4章sw的应用 334.1装配图的三位建模 334.2钻模板 344.3v形块 354.3定位芯轴 364.4分度盘 374.5钻套 384.6套筒 39总结 40参考文献 41绪论伞形架斜孔的加工工艺及工装设计是制造中的重要工艺之一。国内先进的汽车制造企业在伞形架斜孔的加工领域取得了显著的进展。国内研究现状分析表明，目前汽车制造领域中，伞形架斜孔的加工主要分为两种方式：传统机械加工和先进的数控机床加工。国内数控机床制造企业在伞形架斜孔加工领域中的研究成果较为突出，趋向预测方面，随着国内汽车制造业的不断发展和升级，伞形架斜孔的加工将继续朝着高精度、高效率和智能化方向发展。其中，智能化加工土地在未来将占据更重要的地位。同时，与伞形架斜孔加工相关的工装设计也将不断进行改进和优化，以保证加工质量与效率。综上所述，伞形架斜孔的加工工艺及工装设计是汽车制造中不可或缺的重要环节。国内研究成果已经在加工精度和效率等方面取得了积极成果。总的来说，伞形架斜孔加工是汽车制造不可或缺的重要环节，未来将不断朝着智能化、高效率和高精度方向发展，同时需要加大人才培养和技术创新的力度，以满足汽车行业对于高质量、高可靠性的伞形架斜孔加工的需求。此外，随着人工智能和机器学习技术的不断发展和应用，伞形架斜孔加工的自动化程度将不断提高。未来，可以利用机器学习技术对伞形架斜孔加工的工艺参数、夹具选择等进行优化，提高加工效率和质量。第1章机械加工工艺规程设计1.1零件的分析1.1.1零件的作用该部件为一个伞形架，伞形支架的主要功能是确保各个装配孔口的对中距离和平行性，以及确保零件的装配准确。图1.1零件图1.1.2零件的工艺分析从伞形架的示意图可以看出。一个伞形架部件，其外部表面有四个面要处理。所述支撑孔口与所述前端端面相连接。另外，每一面都需要一组的钻孔。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：=1\*GB2⑴以平面为主有：=1\*GB3①对伞形架的底面进行加工时，需要进行粗铣和精铣加工，以达到要求的表面粗糙度。是；=2\*GB3②在进行大孔端面的粗、精铣加工时，需要满足一定的粗糙度要求。。=2\*GB2⑵孔系加工有：=2\*GB3②小孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度要求=3\*GB3③在进行小孔钻加工时，小孔的表面粗糙度是一个重要的要求。伞形架毛坯的，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。1.2伞形架加工工艺过程如上所述分析，能够得出结论：该伞形架的主要加工外表面为平面和孔系统。通常，平面的加工精确度比保证孔系统的加工精确度更易。因而，在加工伞形架时需要比较关注确保孔的尺寸精确度和位置精度，并妥善处理好孔和平面之间的关系，以及各个槽的尺寸精度。从以上的技术条件深度分析可知，伞形架对尺寸精度、形状精度和位置关系精度的其要求并不是特别高，因而对加工的要求并不是特别严格1.2.1孔和平面的加工顺序伞形构件的制造要遵守“首先表面后孔道”的原理：首先是参考面，参考面的位置要加工其它工件。在进行伞形架的制造时，也必须按照此原理进行。这是由于大的平整度，能保证平整度的稳定和稳固，因此很难在平整度上保证精确的平整度。其次，在进行了一系列的切削后，可能会对铸造面造成不平整。为改善钻孔精度提供了良好的工作环境，便于模具的安装和调节，同时也便于模具的维护。1.2.2孔系加工方案选择在进行伞形架孔组的工艺设计时，要考虑到工艺和装备的精确性。在保证加工的准确性和高效的同时，还应充分地将其作为一种经济性的考量。在确定机器的最后定价时，要考虑到机器的精确性和生产力。从伞形框架的零部件图纸中，对伞形框架的精度和生产能力的需求来看，目前应该选择在复合机器上使用镗模来镗孔比较合适。（1）用镗模法镗孔在大规模制造过程中，通常采用组合式镗机床的钻孔模具进行钻孔。根据孔镗机床的结构及工艺的需要进行了研究。在镗杆上的钻孔套管导向时，钻孔模具的精确与否将会直接影响到锁眼的精确程度。采用该方法，可以大幅度地增加结构的刚性和减振能力。这样，就可以进行多个切割。所以，产量是非常高的。但是，单调的模具的构造非常的复杂，制作起来非常的艰难，并且价格也非常的昂贵。此外，因为镗模的制作和组装在机床的夹具错误，安装错误，镗杆镗轴套损耗等问题。用冲孔可以得到的加工精度也有一些局限性。（2）用坐标法镗孔在现代化的生产过程中，除了对高生产力的需求外，还对产品可以实现大批量、多品种以及更新所需的周期也有很高的需求。采用传统的钻头方法，因其制造费用较高、工期较久，故很难满足此需求，而采用轴向钻头方法则可满足此需求。另外，当使用钻模方法进行钻孔时，还必须使用座位法进行钻孔。使用坐标法进行钻孔，首先要将气缸体内的孔系大小及公差转换为直角座标系中的大小及公差，之后再选择可以在直角座标系中进行精确移动的机器来进行钻孔。1.3伞形架加工定位基准的选择1.3.1粗基准的选择=1\*GB2⑴在选择切削基准时，首要考虑的应该是被加工零件的表面粗糙度。这是因为只有这样才能保证加工后的表面和未加工的表面之间的相对位置精度。如果是工件上有数个不需要加工的外表面，如此应选择与加工外表面要求位置精确度较高的外表面也是粗参考基准。这样也可以确保管壁厚度更均匀、其外形对称且不需要太多的专用夹具，进而降低加工成本。=2\*GB2⑵为了保证均匀的配合间隙，必须选择具有重要作用表面作为粗基准。以机床床身为例，其导轨面是一个必须要保证均匀配合间隙的重要表面。可以选择导轨面作为粗糙基准来加工，先加工床身的底面，然后再加工导轨面作为精密基准。这样可以减少余量，并且保持表面的平滑度，从而提高耐磨性。=3\*GB2⑶为确保加工的精度和质量，建议选择加工余量较小的表面作为粗加工基准面。这样可以保证该表面有足够的余量，同时避免因余量不足而导致精度和质量下降的问题。=4\*GB2⑷为了实现伞形架夹具的夹紧可靠，定位精确。在选择粗基准时应优先考虑平整、光洁、面积充足的表面。不推荐使用有浇口、冒口、飞边、毛刺等表面作为粗基准，如果需要，在加工工艺前可提前进行初加工。为了保证在加工过程中伞形架的位置与预期一样。需要注意孔洞和孔洞、孔和平面、平面和平面之间的距离。可以选择伞形架底面作为加工粗基准，并在加工过程中始终使用该基准定位。通过对伞形架零件图进行分析，可以确定底面是合适的装夹定位面。1.3.2精基准的选择=1\*GB2⑴为了不同的基准应该相互对齐在设计中尽量使用设计基准作为位置基准，避免因位置和设计基准不同而产生的基准不匹配误差。=2\*GB2⑵对于保证不同的流程和系统的一致性和准确性，为了保证各个表面的精确度的统一性，以避免因基准不同而出现的误差，也是为了减少夹具设计时的工作量，需要在加工时确定统一的定位基准。=3\*GB2⑶为了提高加工时的精确度。在加工时应该让不同的工件互为基准。作为某些工件，如淬火处理后的轮齿，还能选择多个被加工面互为基准经过多次重复再加工。在使用无心磨床进行拉孔和外圆磨削时，也可以采用以自身为基准点的方法。为确保稳定的位置关系，应该选择精度高的工件表面作为基准。但在选择基准时，还需考虑到工件的夹紧和加工方便，以及夹具设计的简便性等因素。为了满足整个加工过程中的基准整体定位要求，需要保证孔与孔、孔与平面，以及平面与平面之间的相对位置准确。伞形架零件图分析表明，其底部平面和小孔可以作为精度基准使用。使用一个平面和一个孔进行整体定位能够严格限制工件的高自由度。然而，典型的一面两孔定位方法更能满足基准整体定位的要求，从而确保整个加工过程中的位置关系稳定不变。对于两个侧面而言，这些并非初加工外表面，因而能够使用小孔洞作为基准定位标记。在选择夹具基准基本原则时，关键点需要考虑的是可以能够有效确保工件的加工精度要求，与此同时使夹具的装夹更为准确。1.4伞形架加工主要工序安排确定加工方法后，我们应该根据实际生产条件来决定工艺过程中需要的工序多少。工序数的确定涉及到生产类型、零件结构、技术要求和机床设备等多个方面。基本的原则是避免不必要的浪费，充分利用资源，保证产品质量和生产效率。对于大批量生产的部件，必须先建立统一的参考。在机械加工中，首先要对零件进行统一的基准加工。详细布置了一次钻孔的粗度后，进行了顶面的修整。第二个步骤是找出两个制程的孔眼。因为上表面加工之后，一直到加工结束，除个别工艺外，均可用作定位基准。所以，孔底面同样需要用两种工艺孔的加工方法进行加工。之后的排列应该遵循的粗，细，表面分隔的原理，在首次钻孔之后。第一个毛坯，接着毛坯的孔坯。对于带螺纹的多轴式复合钻机，其钻头的切削力较大，因此，必须在毛坯加工时进行。按照上述原理，应首先将加工的平面加工孔洞完成，但是在此设备的实际生产中，很难保证孔洞与端面相互垂直。所以，这个过程的程序是用来对轴承孔进行光整，这样就可以在芯杆的末端进行扩孔，这样就可以很容易地确保在末端的加工量。在加工过程结束后，应清理被加工物。用含有0.4%~1.1%小苏打水和0.25%~0.5%的亚硝酸盐的80~90度水进行洗涤。清洁完毕后，可用压缩风吹净。确保零件中残留的杂质，如铁屑，毛刺，沙粒等，不超过200mg。1.4.1加工阶段的划分=1\*GB2⑴粗加工阶段去除多余的金属是为了进行初步加工，方便进行接下来的精细加工，并提供半精细加工和精细加工的定位基准。为了提高生产效率，可以利用功率大且刚性好的机床进行粗加工，同时采用大量的切削前进给方式。因此需要注意因为加工方式而产生的工件形变影响精度。=2\*GB2⑵半精加工阶段在进行半精加工的生产阶段的时候为了达到更好的加工小伙，一般经常需要一些进行附属表面的加工处理。这些次要表面的加工工作可以包括去除工件表面的毛刺、锈迹、氧化物等杂质，以及进行必要的抛光、打磨、切削等处理，以达到更加平滑、整齐、光滑的表面效果。这些表面的准备工作不仅能够提高精加工的效率和质量，还可以有效地提升工件的外观质量和使用寿命。=3\*GB2⑶精加工阶段在进行零件加工的精加工阶段，其核心任务是消除残留加工余量，用来保证制造的零件符合图纸设计的要求并达到所需的表面粗糙度。通过精细的加工过程，可以保证零件制造质量的稳定性和可靠性，以便在使用过程中达到最佳的性能和效果。此阶段的工作需要使用高精度的加工设备和工具，在不断优化和调整的过程中，逐步达到最佳的加工效果和质量标准。通过加强对于精加工阶段的质量控制和管理，可以确保生产出高质量的零部件，提高整个制造过程的效率和效益。此外，为防止工件表面损伤，精加工工序通常安排在最后。为了提高加工精度，高精密加工肯定使用高精度的机床加工，同时切割前应该减小切割量，以降低加工工序变形现象的影响。此外，分配加工阶段后，还能方便地计划热处理工序。由于热处理具有不同的性质，有些需要在粗加工之前安排，而有些则需要在粗、精加工之间插入。为此保证加工整体质量，这些加工工件一般而言只会被划分为粗加工和精加工两个阶段，有些时候可能没有明确的划分。1.4.2加工工艺路线方案的比较在规定的技术要求下为了生产效率和生产质量的提高设计了两种不同的工艺路线进行比较见下表：方案一10 铸造 铸造时效处理20 粗铣 粗铣上端面30 精铣 精铣上端面40 粗铣 粗铣底部中间平面50 精铣 精铣底部中间平面60 钻、扩铰 钻、扩铰∅33H7孔70 钻 钻2-M12螺纹底孔2-∅10.180 钻 攻丝2-M12螺纹90 钳 去毛刺100 入库 入库、组装入库方案二10 铸造 铸造时效处理20 粗铣 粗铣上端面30 精铣 精铣上端面40 粗铣 粗铣底部中间平面50 精铣 精铣底部中间平面60 钻、扩、铰 钻、扩、铰∅33H7孔70 钻 钻2-M12螺纹底孔2-∅10.1攻丝2-M12螺纹80 钳 去毛刺90 入库 入库、组装入库根据分析结果，所提出的工艺路线方案是合理且经济的。具体工艺过程详见下表：10 铸造 铸造时效处理20 粗铣 粗铣上端面30 精铣 精铣上端面40 粗铣 粗铣底部中间平面50 精铣 精铣底部中间平面60 钻、扩、铰 钻、扩、铰∅33H7孔70 钻 钻2-M12螺纹底孔2-∅10.180 钻攻丝2-M12螺纹90 钳 去毛刺100 入库 入库、组装入库1.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1.5.1毛坯的结构工艺要求伞形架形架为铸件件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：=1\*GB2⑴因为铸件高精度和低表面粗糙度的特殊。因此，只需对需要与其他零件配合的表面进行机械加工，其余表面则应为非机械加工表面。这种处理方法可以提高机件的装配精度，并且可以减少机械加工的成本和时间。同时，非机械加工表面也可以保持铸件本身的特性，减少对表面进行后续修整的需要，从而进一步降低了生产成本。=2\*GB2⑵为了让充填铸件的生产过程更加简单和高效，要追求简单、对称和平直的铸件外形设计。这不仅可以减少生产难度，还可以提高生产效率。此外，铸件的截面应该尽量保持一致，避免出现过大的差别，因为这可能会导致充填不均或其他问题的发生。铸件应该尽量避免过于复杂的结构，如薄壁、高筋或高台等，因为这些结构容易导致铸件质量问题和生产难度。通过合理的设计和充填方式，我们可以达到更高的生产效率和更好的铸件质量。=3\*GB2⑶在铸造过程中，铸件的结构应该尽量避免使用深孔或多孔结构。这是因为深孔或多孔结构很容易造成铸件内部压力的不平衡，从而导致铸件出现破裂或其他缺陷。此外，深孔或多孔结构也会给铸造加工和后续加工带来很大的困难和风险，正因如此在设计工件时要让其达到结构尽量简单便于加工。=4\*GB2⑷铸件的整体结构应该尽可能地简单，这有利于减少生产成本和加工难度。同时，简单的结构也容易保证铸件的质量和使用寿命。因为复杂的结构往往存在隐患，如气孔、裂缝等缺陷，容易导致铸件损坏或失效。因此，在设计铸件时，应该尽量简化结构，并尽可能地减少铸件中的内部结构和空腔。这有助于提高铸件的强度和稳定性，同时降低铸件的重量和成本。=5\*GB2⑸工艺基准指的是对于某一产品或者部件的制造过程进行标准化的规定。而设计基准则是指对于某一产品或者部件的设计进行规定和限制。在制造产品或者部件的过程中，工艺基准和设计基准是相互依存的，只有两者相一致，才能够保证最终制品的质量和稳定工艺准以设计基准相一致是制造过程中非常重要的一条原则，只有在保证二者一致的情况下，才能够有效地实现产品的高质量制造和生产效率的提升。因此在实际制造过程中必须严格遵照这一原则。=6\*GB2⑹在装夹、加工和检查时都非常方便。它的设计考虑了这些步骤，使得操作过程更加简单和高效。不仅如此，它还能够提高生产效率，并且确保产品的质量和可靠性。=7\*GB2⑺这将有助于生产过程的精确度和效率。如果夹具结构多样化，可能会导致在生产过程中的插入和拆卸操作上出现混淆，这不仅会影响生产效率，还会增加生产成本和出错率。尽管将毛坯的形状尺寸设计与零件非常接近能够降低生产成本、提高材料利用效率，但也有可能因而需要用的较为昂贵的毛坯制造相关设备，从而增加毛坯制造整体成本。所以，在考虑零件整体成本的同时，也必须做到保证零件的工作性能。当确定毛坯的种类、形状及尺寸后，应绘制毛坯图以供参考。1.6确定切削用量及基本工时工序20：粗铣上端面机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀，材料：，，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：ap=2.2mm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每次切削进给时刀具在工件上移动的距离：，取af=0.15mm/Z取铣削速度V=2.8m/s每次切削进给时刀具在工件上移动的距离：取af=0.18mm/Z，取铣削速度V=2.47m/s机床主轴转速：n=1000Vπd取n=475r/min实际铣削速度：v=πdn进给量：工作台每分进给量：：根据参考文献,取aε切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=141mm，l'刀具切入长度：l1=0.5(D−D2=0.5(100刀具切出长度：取l走刀次数为1机动时间：机动时间：t所以该工序总机动时间tj工序30：精铣上端面机床：铣床X52K因其单边余量：Z=2.2mm铣削深度精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度每次切削进给时刀具在工件上移动的距离：取af=0.18mm/Z，每次切削进给时刀具在工件上移动的距离：，取af=0.15mm/Z：，机床主轴转速：n=取n=600r/min实际铣削速度：v=πdn1000进给量：V工作台每分进给量被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=141mm，l'刀具切入长度：精铣时l1刀具切出长度：取l走刀次数为1机动时间机动时间工序总机动时间工序40：粗铣底部中间平面机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2.2mm铣削深度精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：ap每次切削进给时刀具在工件上移动的距离：取af=0.15mm/Z：取铣削速度每次切削进给时刀具在工件上移动的距离：取af=0.18mm/Z，取铣削速度机床主轴转速：n=取n=475r/min实际铣削速度：v=进给量：工作台每分进给量：：取aε切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=141mm，l'刀具切入长度：l1=0.5(100刀具切出长度：取l2走刀次数为1机动时间机动时间工序总机动时间工序50：精铣底部中间平面机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm，齿数8，此为细齿铣刀。因其单边余量：Z=2.2mm铣削深度精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度每次切削进给时刀具在工件上移动的距离：取af=0.18mm/Z取铣削速度每次切削进给时刀具在工件上移动的距离：取af=0.15mm/Z：机床主轴转速：n=取n=600r/min实际铣削速度进给量工作台每分进给量被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=141mm，l刀具切入长度：精铣时l刀具切出长度：取l走刀次数为1机动时间机动时间所工序总机动时间工序70：钻、扩、铰∅33H7孔机床：立式钻床Z525刀具：选高速钢锥柄麻花钻。=1\*GB2⑴钻孔切削深度进给量：取f=0.33mm/r切削速度：取V=0.48m/s。机床主轴转速：n=取所以实际切削速度切削工时被切削层长度刀具切入长度：l1刀具切出长度：l走刀次数为1机动时间：=2\*GB2⑵扩孔刀具：选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻。片型号：E403切削深度进给量：取f=0.6mm/r。切削速度：取V=0.44m/s。机床主轴转速：n=取n=500r/min所以实际切削速度切削工时被切削层长度刀具切入长度有：l刀具切出长度：l2=1~4mm，走刀次数为1机动时间=3\*GB2⑶铰孔刀具：选择硬质合金锥柄机用铰刀。进给量：切削速度：取V=0.32m/s。机床主轴转速：n=按照参考文献取实际切削速度切削工时被切削层长度刀具切入长度，l刀具切出长度：l2=1~4mm走刀次数为1机动时间该工序的加工机动时间的总和是：tj=0.25+0.16+0.07=0.48min工序70：钻2-M12螺纹底孔2-∅10.1机床：台式钻床Z525刀具：选硬质合金锥柄麻花钻进给量f=0.22mm/r,切削速度V=0.36m/s。机床主轴转速：n=取n=1600r/min。实际切削速度切削工时被切削层长度刀具切入长度刀具切出长度l2=1~4mm加工基本时间工序80：攻丝2-M12螺纹机床：台式钻床Z525刀具：选硬质合金锥柄麻花钻进给量f=0.22mm/r,切削速度V=0.36m/s。机床主轴转速：n=取n=1600r/min实际切削速度切削工时被切削层长度刀具切入长度刀具切出长度：l2加工基本时间1.7选择加工设备和工艺装备1.7.1机床选用①.工序端面加工是车加工。由于每道工序都有较多的工作步骤，且需要大量的加工，所以选择了一台水平的车床即可达到需要。由于该产品的外型不太大，对精度的要求为中度，所以选择了使用最广泛的CA6140卧式机床。参照《机械制造设计工工艺简明手册》中的表格4.2-7中的表格4.2-7中的内容，请参照以下内容。②.工序钻孔，选用Z525摇臂钻床。1.7.2选择刀具①车床加工通常使用硬质合金车刀和镗刀进行加工，这样可以获得高效率和高精度的生产效果。在刀具选择方面，有很多不同的选择，但在车床加工中，常见的选择是YG6类硬质合金车刀。这种刀具广泛应用于一些特殊材料的精加工和半精加工。比如，普通铸铁、冷硬铸铁和高温合金都适合使用YG6类硬质合金车刀进行加工。需要注意的是，在选取刀具时，需要考虑材料的物理、化学性质，磨削性能，以及切削力等因素，以确保刀具的稳定性和切削效率。只有正确选择了合适的刀具，才能获得有效的加工结果。为了提高生产效率和经济性，可以考虑使用可旋转刀片的车刀（GB5343.1-85，GB5343.2-85）。1.7.3选择量具因为每个工艺环节多，要求多，因此选用一种卧式机床能满足要求。因其外形尺寸较小，且对加工精度有中等的需求，故选用目前应用较多的CA6140卧车加工设备。1.8机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“伞形架”零件材料为ZG45，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，灰铸铁的硬度HB为143~269，表2.2-23生产类别同类零件的年产量[件]重型(零件重>2000kg)中性（零件重100~200kg）轻型（零件重<100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产5~10010~200100~500中批生产100~300200~500500~5000大批生产300~1000500~50005000~50000大量生产1000以上5000以上50000以上从发出的作业单中可以看出，此产品每月加工次数不少于30-50次，且其毛料质量在2-100公斤以下为轻，判定为批量制造。按照生产计划，选用的铸造形式，其特点要具有较高的生产力，适合大规模的生产，查阅《工艺手册》中的表格3.1-19中特殊铸造的种类、特点及应用领域，并以表3.1-20中不同铸造方式的经济性为依据，使用机械砂模具对铸件进行成型。表1-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级铸造方法公差等级CT灰铸铁砂型手工造型11~13砂型机器造型及壳型8~10金属型7~9低压铸造7~9熔模铸造5~7根据上表选择金属型公差等级为7级。表1-3铸铁件机械加工余量（JB2854-80）如下铸件基本尺寸加工余量等级6浇筑时位置>120~2506.04.0顶、侧面底面第2章伞形架斜孔的夹具设计2.1伞形架斜孔加工定位基准的选择根据零件图纸可以判断，在进行加工处理之前，该零件的底部水平面采用了粗加工和精加工的组合方案。粗加工能够快速地去除多余的材料，形成基本的平整面，而精加工则能够进一步提高表面平整度和精度。此外，零件上的孔也采用了多种加工方式。首先是钻孔加工，通过钻头的旋转运动，将材料中的一定面积切削下来，形成相应尺寸的孔洞。接下来是扩孔加工，通过使用扩钻等工具，快速扩大孔的直径，以适应后续的装配需求。最后是铰孔加工，通过在孔内旋转铰刀，形成相应的孔形和孔面质量。因而，定位、夹紧方案选择有：方案：选底平面、工艺孔和大孔定位，即这面、心轴自身定位，夹紧方法选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面打孔，便于使用刀具能加工工件上的小孔。因为孔的的加工没有位置公差要求，因此选择底平面和两孔为定位基准来设计钻，进而满足孔的加工其要求。加工工件定位用底面和两孔定位限制5个自由度。2.2定位方案与定位元件设计定位方案1：本文中选择33H7孔、C面、D面作为机器定位的基准面。图2.4所示为结构示意图。定位心轴及其C端面可以限制机器的X、Y、Z方向以及绕X、Y轴转动这五个自由度。此外，为了实现更好的调节，两侧面还设置了4个调节螺丝。有一个可以限制绕z轴旋转的定位装置，还有三个辅助夹紧器。即使在孔下面加工，还设有两个辅助支撑销来提供支撑。该方案具有构造简洁的特点，它设有4个调整螺丝，用于进行二次定位和夹紧。由于，定位基准C、D面与工序基准并不一致，而且，在工件倾斜臂的两个表面D都为斜面，4个调整螺丝的端部与斜面D都为点接触，因此，定位的稳定性很低，因此，很难确保要处理的孔位精度。另外，在对工件物进行定位时，4个螺丝的伸缩必须按顺序进行调节，造成工件物的安装十分不方便，所以不能采纳。定位方案2：选择433H7孔、C表面和E表面作为位置基础表面，并且该433H7孔的构造表示在附图3中。在固定主轴和末端表面上，通过两个可移动的V型滑板，来约束其围绕Z轴线的旋转，使其在E平面上的旋转达到完美的位置。此外，为了提高制程体系的刚度，在制程体系中使用了两个可移动的倾斜楔子。该方案结构简洁，在工件两倾斜臂下面设立的两个活动斜楔，利用螺旋驱动，可以很容易地完成细调，可以有效地确保倾斜臂钻孔表面在水平位置。另外，在两个斜杆R15圆弧表面E上，利用两个移动V型垫片进行对中，可以快速可靠地保证两个被切削孔中心线与主轴中心线之间的对称性，便于工件的搬运和搬运，可以全面地进行选择。图2.4由图3可知，定位心轴与p33H7孔的配合间隙值对待加工孔位精度尺寸88.515mm有影响，通过查阅机械设计手册可得，中33H7/g6的最大配合间隙值为0.05mm，即该定位方案最大定位误差△D=0.05mm。图32.3导向元件设计与分析因为要加工的2x10两个孔都是螺纹底孔，因为它们的直径很小所以可以直接钻出，最好使用固定的钻模板这样可以使得工具的引导达到最大化。根据机床夹具设计手册，选用有台肩的固定式钻套，并将其外圆直接压入钻模板孔内，以达到钻套的轴向定位，确保钻套轴线与夹具体底平面的垂直度公差要求。图2.5中显示了特定的构造和尺寸。图2.52.4夹紧装置设计与分析通过对伞形架部件的结构特征和其定位方法，在33芯子的尖端的中央部位，可以在33芯子的尖端的中央部位，制造一长的螺丝，配合夹紧螺丝，从而达到螺旋夹紧的目的。为了方便在主轴上迅速地将零件放入和取出，螺丝头的大小应比伞形支架中央的贯穿孔径要小，并可与敞口式衬垫相匹配。在安装和拆卸工件时，不需要将螺丝全部拧下，而是直接将夹具螺丝拧下并取出开放的衬垫，这样可以极大地提升工件装和拆卸的工作效率，缩短了辅助安装的时间。因为在钻孔时，钻削扭矩容易引起工件围绕其主轴旋转，从而导致其定位失效，所以在选择夹持方式及部件时，应确保其所作用的夹持力所引起的摩擦力与钻削扭矩之间的相互影响，从而确保零件的孔位精度需求。在阅读了切割用量说明书之后，我们知道，使用10mm的钻头，在对铝件进行钻孔时，所产生的钻削力矩M=9N，再加上夹紧力的计算公式，我们就可以推断出，为了达到均衡钻削力矩所需要的夹紧力的数值。：在钻孔时应选择使用钻床Z525，并使用高速钢刀具作为工具。由参考文献查表可得：切削力公式：F式中D=10.1mmK其中：σb=0.6即：实际所需夹紧力：得有：μ安全系数K可按下式计算有：K=式中：为各种因素的安全系数，见参考文献可得：K=1.2×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0=1.56(2−1)所以经过计算得知，需要的实际夹紧力较小。为了让夹具结构简单、方便操作，决定采用手动螺旋夹紧机构。取K=1.56，μ1=0.7可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：W式中参数由参考文献可查得：γ'=6.22rz=2.76ϕ1其中：L=33(mm)螺旋夹紧力：由上述计算易得：W2.5误差分析与计算这个夹具的定位基准是底部和孔，需要确保加工的工件和孔的粗糙度为12.5。只需要一次加工，就可以满足要求。=1\*GB2⑴销的定位误差：ΔD•W=其中：δD1=0.052mmδd1=0.011mmΔ1min，ΔΔΔ⑵夹紧误差：Δ其中接触变形位移值：ΔKRazΔ⑶磨损造成的加工误差：Δj•M⑷夹具相对刀具位置误差：取误差总和：第3章伞形架工装设计3.1钻套衬套的选用加工工艺孔只需要进行钻孔切削就可以满足要求。所以，可以选择使用可替换的钻套来减少更换钻套时的辅助时间。图3.1可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表3.2：表3.2钻套dHD公称尺寸允差61212+0.018+0.007221810490.5180.5衬套选用固定衬套其结构如图所示：固定衬套其结构参数如下表.3.3：表3.3固定衬套dHDC公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.523.2定位销选用采用一个可更换的定位销和一个固定的棱形销来进行定位。其参数如表3.4和3.5：表3.4可换定位销dHDhh公称尺寸允差14～181615～0.0112514M1241表3.5固定棱形销dHDL公称尺寸允差40～502022+0.034～0.0236538161.53.3夹具的简要说明这个夹具是设计用来在钻床上进行孔加工的，并且能够有效地实现这项任务。它具有良好的定位功能可以牢固地夹紧工件，确保在加工过程中不会出现任何松动。这种机构操作起来也非常简单方便，可以帮助工人轻松完成工件夹紧的过程。总的来说，这个夹具不仅具有高效的加工效果，而且还能够大大提高工作的安全性和可靠性。第4章sw的应用4.1装配图的三位建模它的底平面与小孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用的孔为加工基准。4.2钻模板伞形架斜孔加工中，钻模板是用来辅助定位、引导钻头进入工件孔去的辅助工具。通常情况下，钻模板安装在工件上方的钻孔定位器或钻孔夹具上方。1、辅助孔定位：钻模板上有定位的标记，通过工件与定位标记对其，可以快速准确地将钻头定位到要钻孔的位置。2、引导钻头进入孔道：可以有效引导钻头进入钻道保持钻孔方向的正确性。3、防止钻头偏移：钻模板通常固定在钻孔定位器或钻孔夹具上，可以有效防止钻头夹具上，有效地防止钻头在钻孔过程中发生偏移，保证钻孔的精度和质量4.3v形块在伞形架斜孔加工中，v形块是用来固定工件的工装夹具，夹具的作用是把工件固定在加工位置，使其保持稳定。不会因加工时受到振动、切削力等因素而移动或扭曲。在伞形架斜孔加工中，V形块的作用是固定工件，同时保持其与加工表面的正确角度，以确保加工的准确度和精度。如果V形块的角度不正确，工件在加工过程中可能会变形，影响加工质量。因此，选择合适的V形块，正确调整夹具角度，是伞形架斜孔加工中极为重要的一步。4.3定位芯轴在伞形架斜孔加工中，定位芯轴是用来确保工件与伞形架刀具的准确定位的工具。定位芯轴通常采用精密加工的金属材料制成，具有较高的硬度和精度，能够承受加工过程中的高压力和剪切力。伞形架斜孔加工中，定位芯轴的作用是将工件正确地固定在加工位置，并保持其与加工表面的准确位置和角度。通过将定位芯轴放在工件上，工件可以被精确定位和固定，确保加工时不会发生移动或漂移，从而保证加工的准确性和精度。同时，定位芯轴还可以用来检查加工后工件的尺寸和具体位置是否与预期要求相符。如果存在误差，那么可以通过调整定位芯轴或者重新加工工件来保证加工质量。因此，在伞形架斜孔加工中，定位芯轴是一个非常重要的工具，能够提高加工效率和质量。4.4分度盘伞形架斜孔加工中，分度盘是一个重要的工具，用于确定伞形架和工件的相对位置，以便进行精确加工。它的作用是将旋转运动转换为线性运动，并提供一个参考点，以确保加