机械制造技术课程设计-弯臂拨叉加工工艺规程及钻20孔夹具设计

PAGEIIPAGE5设计题目弯臂加工工艺编制及加工mm孔的钻床专用夹具设计所属系部所属专业所属班级学号学生姓名指导教师起讫日期摘要本次设计是对弯臂零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。弯臂零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以弯臂大外圆端面作为粗基准，以弯臂大外圆端面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以弯臂大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。整个加工过程均选用机床。关键词:弯臂，加工工艺，专用夹具Abstract

Thedesignofawiderangeofknowledgeconcerningthemanufacturingprocessandmechanicaldesignofjigsandfixtures,metal-cuttingmachinetools,toleranceandmeasurement.

Forkfixturedesignprocessplanningandmillingmachiningpartsthatincludeprocessdesign,processdesign,andspecialfixturedesignofthreeparts.Intheprocessofdesigningthepartstobethefirstanalysistounderstandthepartsoftheprocessre-designthestructureoftheblank,andselectthemachiningdatumgoodparts,thedesignprocessrouteparts;thenthepartofeachstepoftheprocesstocalculatethesizeofakeyistodeterminethetechnicalequipmentandcuttingtheamountofeachprocess;thendedicatedfixturedesign,selectthedesignofthevariouscomponentsofthefixture,suchaspositioningelements,clampingelements,guidingelement,clampconnectionsandmachinepartsandothercomponents;positioningerrorgeneratedwhencalculatingthefixture,analyticalrationalityandinadequaciesfixturestructureandattentiontoimprovingthedesigninthefuture.

Keywords:fork,processes,cuttingtheamountofclamping目录TOC\o"1-3"\u摘要 II目录 IV第1章序言 61.1机械加工工艺概述 61.2机械加工工艺流程 61.3夹具概述 7第2章弯臂加工工艺规程设计 82.1零件的分析 82.1.1零件的作用 82.1.2零件的工艺分析 82.2工艺过程设计所应采取的相应措施 92.3弯臂加工定位基准的选择 92.3.1确定毛坯的制造形式 92.3.2粗基准的选择 92.3.3精基准的选择 102.4工艺路线的制定 102.4.1工艺方案一 102.4.2工艺方案二 112.4.3工艺方案的比较与分析 132.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 142.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 142.7时间定额计算及生产安排 292.8本章小结 31第3章钻20孔夹具设计 323.1问题的提出 323.2夹具的设计 323.2.1定位基准的选择 323.2.2定位误差分析 323.2.3夹紧装置的设计 333.2.4切削力及夹紧力的计算 333.3夹具装配图的绘制 34结论 35致谢 36参考文献 37PAGE13第1章序言1.1机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。制订工艺规程的步骤1)计算年生产纲领，确定生产类型。2)分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。3)选择毛坯。4)拟订工艺路线。5)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6)确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。7)确定切削用量及工时定额。8)确定各主要工序的技术要求及检验方法。9)填写工艺文件。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。第2章弯臂加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目给出的零件是弯臂。弯臂的主要作用是连接其他零件，使能够得到延伸，伸展，能有正常的固定安装作用。加工质量会影响的工作精度、使用性能和寿命。弯臂主要作用是固定工件部分功能、导向功能。图2.1弯臂零件图2.1.2零件的工艺分析由弯臂零件图知可将其分为两组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以上下端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：上下端面端面的铣削，加侧面（2）以孔为主要加工表面的加工孔（3）以孔为主要加工表面的加工孔2.2工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。弯臂的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平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，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。弯臂零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。由于弯臂的生产量很大。怎样满足弯臂生产率要求也是过程中的主要考虑因素。2.3弯臂加工定位基准的选择2.3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT150。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。2.3.2粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。为了满足上述要求，基准选择以弯臂大外圆端面作为粗基准，先以弯臂大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。2.3.3精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。2.4工艺路线的制定由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应降低生产成本2.4.1工艺方案一表2.1工艺方案一表工序号工序名称工序内容10铸造铸造20时效时效30铣铣Φ80圆柱台上端面,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧40铣铣Φ80圆柱台下端面,以上端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧50铣铣Φ45圆柱台上端面,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧60铣铣Φ45圆柱台下端面,以上端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧70钻钻扩铰Φ40mm的孔,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧80钻钻扩铰Φ20mm的孔,以下端面和Φ40mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧90钻钻Φ18、Φ35mm的孔，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧100钻钻2-M12底孔，然后攻丝2-M12孔，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧110铣铣宽度为5的槽，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧120拉拉宽度为8mm的键槽，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧130去毛刺清洗去毛刺140验收验收2.4.2工艺方案二表2.2工艺方案二表工序号工序名称工序内容10铸造铸造20时效时效30铣铣Φ80圆柱台上端面,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧40铣铣Φ80圆柱台下端面,以上端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧50铣铣Φ45圆柱台上端面,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧60铣铣Φ45圆柱台下端面,以上端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧70铣铣宽度为5的槽，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧80钻钻扩铰Φ40mm的孔,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧90钻钻扩铰Φ20mm的孔,以下端面和Φ40mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧100钻钻Φ18、Φ35mm的孔，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧110钻钻2-M12底孔，然后攻丝2-M12孔，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧120拉拉宽度为8mm的键槽，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧130去毛刺清洗去毛刺140验收验收2.4.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工端面，然后再以此为基面加工孔，再加工，最后加工孔的内外侧面以及宽度为4的开口槽铣，则与方案二相反，所以合理具体加工艺如下：表2.3工艺方案表工序号工序名称工序内容10铸造铸造20时效时效30铣铣Φ80圆柱台上端面,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧40铣铣Φ80圆柱台下端面,以上端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧50铣铣Φ45圆柱台上端面,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧60铣铣Φ45圆柱台下端面,以上端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧70钻钻扩铰Φ40mm的孔,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧80钻钻扩铰Φ20mm的孔,以下端面和Φ40mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧90钻钻Φ18、Φ35mm的孔，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧100钻钻2-M12底孔，然后攻丝2-M12孔，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧110铣铣宽度为5的槽，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧120拉拉宽度为8mm的键槽，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧130去毛刺清洗去毛刺140验收验收2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“弯臂”零件材料为HT150，硬度HBS为149～187，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。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如下：考虑其加工表面粗糙度要求为，可以先粗铣，再精铣，根据《机械加工工艺手册》表2.3-5，取2Z=5已能满足要求2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序30：铣Φ80圆柱台上端面,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧机床：铣床X52K刀具：高速刚圆柱形铣刀粗齿数，细齿数（1）、粗铣 铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，机床主轴转速：式（2-1）取=30,=63代入公式（2-1）得：根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取实际铣削速度：工作台每分进给量：式（2-2）取=，，=代入公式（2-2）得：取根据《机械加工工艺手册》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：走刀次数为1机动时间：式（2-3）取，，,代入公式（2-3）得：以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为（2）、精铣铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，取=30,=63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取实际铣削速度：取=，，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：根据《机械加工工艺师手册》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取，，代入公式（2-3）得：机动时间：以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为工序40：铣Φ80圆柱台下端面,以上端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧机床：铣床X52K刀具：高速刚圆柱形铣刀粗齿数，细齿数（1）、粗铣 铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，机床主轴转速：式（2-1）取=30,=63代入公式（2-1）得：根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取实际铣削速度：工作台每分进给量：式（2-2）取=，，=代入公式（2-2）得：取根据《机械加工工艺手册》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：走刀次数为1机动时间：式（2-3）取，，,代入公式（2-3）得：以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为（2）、精铣铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，取=30,=63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取实际铣削速度：取=，，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：根据《机械加工工艺师手册》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取，，代入公式（2-3）得：机动时间：以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为工序50：铣Φ45圆柱台上端面,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧机床：铣床X52K刀具：高速刚圆柱形铣刀粗齿数，细齿数（1）、粗铣 铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，机床主轴转速：式（2-1）取=30,=63代入公式（2-1）得：根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取实际铣削速度：工作台每分进给量：式（2-2）取=，，=代入公式（2-2）得：取根据《机械加工工艺手册》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：走刀次数为1机动时间：式（2-3）取，，,代入公式（2-3）得：以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为（2）、精铣铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，取=30,=63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取实际铣削速度：取=，，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：根据《机械加工工艺师手册》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取，，代入公式（2-3）得：机动时间：以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为工序60：铣Φ45圆柱台下端面,以上端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧机床：铣床X52K刀具：高速刚圆柱形铣刀粗齿数，细齿数（1）、粗铣 铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，机床主轴转速：式（2-1）取=30,=63代入公式（2-1）得：根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取实际铣削速度：工作台每分进给量：式（2-2）取=，，=代入公式（2-2）得：取根据《机械加工工艺手册》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：走刀次数为1机动时间：式（2-3）取，，,代入公式（2-3）得：以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为（2）、精铣铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，取=30,=63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取实际铣削速度：取=，，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：根据《机械加工工艺师手册》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取，，代入公式（2-3）得：机动时间：以上为铣一个端面的机动时间，故本工序机动工时为工序70：钻扩铰Φ40mm的孔,以下端面和外圆为基准，采用螺旋机构夹紧机床：钻床Z525刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀（1）、钻孔进给量：根据《机械加工工艺师手册》表28-10，取由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则根据《机械加工工艺师手册》表28-13，取取切削速度取=24,=35代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表9-3，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：式(2-4)取，，,,代入公式（2-4）得：（2）、扩孔切削深度：进给量：根据《机械加工工艺师手册》表28-30，参照《机械加工工艺师手册》表28-31，取切削速度：参照《机械加工工艺师手册》表28-31，取取=19,=36.8代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表9-3取实际切削速度：根据《机械加工工艺师手册》表28-42被切削层长度：刀具切入长度刀具切出长度：走刀次数为1取，，,,代入公式（2-4）得：机动时间：（3）铰孔切削深度：进给量：根据《机械加工工艺师手册》表28-35，取根据《机械加工工艺师手册》表28-36，取取切削速度取=9.1,=37代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表9-3，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1取，，,,代入公式（2-4）得：机动时间：工序80：钻扩铰Φ20mm的孔,以下端面和Φ40mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧机床：专用钻床Z525刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀机床：立式钻床Z525刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。=1\*GB2⑴钻孔钻孔时先采取的是钻孔，再扩到，所以。切削深度：进给量：根据参考文献[3]表2.4～38，取。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～41，取。机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1～31，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：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：=2\*GB2⑵扩孔刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号：E403因钻孔时先采取的是先钻到孔再扩到，所以，切削深度：进给量：根据参考文献[3]表2.4～52，取。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～53，取。机床主轴转速：按照参考文献[3]表3.1～31，取所以实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度有：刀具切出长度：，取走刀次数为1机动时间：=3\*GB2⑶铰孔刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度：，且。进给量：根据参考文献[3]表2.4～58，取。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～60，取。机床主轴转速：按照参考文献[3]表3.1～31取实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度，刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：该工序的加工机动时间的总和是：工序90：钻Φ18、Φ35mm的孔，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧机床：专用钻床Z525刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀（1）、钻孔进给量：根据《机械加工工艺师手册》表28-10，取由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则根据《机械加工工艺师手册》表28-13，取取切削速度取=24,=28代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表9-3，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1取，，,,代入公式（2-4）得：机动时间：以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为（2）、扩孔切削深度：进给量：根据《机械加工工艺师手册》表28-30，参照《机械加工工艺师手册》表28-31，取切削速度：参照《机械加工工艺师手册》表28-31，取取=19.8,=29.8代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表9-3取实际切削速度：根据《机械加工工艺师手册》表28-42被切削层长度：刀具切入长度刀具切出长度：走刀次数为1取，，,,代入公式（2-4）得：机动时间：以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为工序100：钻2-M12底孔，然后攻丝2-M12孔，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧（1）、钻孔切削深度：进给量：根据《机械加工工艺师手册》表28-10，取由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则根据《机械加工工艺师手册》表28-13，取取切削速度取=24,=9代入公式（2-1）得机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表9-3，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1取，，,,代入公式（2-4）得：机动时间：以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为工序110：铣宽度为5的槽，以下端面和Φ40、Φ20mm的孔为基准，采用螺旋机构夹紧机床：专用铣床刀具：高速刚锯片铣刀粗齿数铣削深度：每齿进给量：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取铣削速度：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取，取=30,=63代入公式（2-1）得：机床主轴转速：，根据《机械加工工艺师手册》表11-5，取实际铣削速度：取=，，=代入公式（2-2）得：工作台每分进给量：根据《机械加工工艺手册》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取，，,代入公式（2-3）得：机动时间：2.7时间定额计算及生产安排参照《机械加工工艺手册》表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：（大量生产时）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：式(2-5)其中：—单件时间定额—基本时间（机动时间）—辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序1：粗、精铣端面机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5-45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，取，，k=0.13代入公式（2-5）得单间时间定额：工序2：钻，扩，铰孔机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5-43，取，，k=0.1214代入公式（2-5）得单间时间定额：工序3：铣侧面机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5-45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，取，，k=0.13代入公式（2-5）得单间时间定额：工序4：铣外侧面机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5-43，取，，k=0.1214代入公式（2-5）得单间时间定额：工序5：钻，扩，铰孔，倒角机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，取，，k=0.1214代入公式（2-5）得单间时间定额：工序6：钻，扩孔机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5-43，k=12.14取，，k=0.1214代入公式（2-5）得单间时间定额：工序7：铣宽度为开口槽机动时间：辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5-45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，取，，k=0.13代入公式（2-5）得单间时间定额：2.8本章小结本章主要是对弯臂的加工工艺进行设计。先要明确零件的作用确定了零件的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就可以对零件的工艺路线进行分析，制定出几套工艺方案，然后对这几套方案进行分析比较，选择最优方案，最后进行时间定额计算及生产安排。优良的加工工艺是能否生产出合格，优质零件的必要前提，所以对加工工艺的设计十分重要，设计时要反复比较，选择最优方案。PAGE34第3章钻20孔夹具设计由于生产类型为成批，大批生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需要设计专用夹具。3.1问题的提出本次设计选择设计工序Ⅶ钻→扩→铰孔、的夹具。该工序加工的精度要求较高。工夹具设计应首先满足这些要求，并保证较高的生产效率，还应考虑夹具零件制造的工艺性和生产经济性，加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠，夹具体应具有较好的刚性。3.2夹具的设计3.2.1定位基准的选择根据图纸要求，为保证加工质量，工序基准应与设计基准相同。选择底面作为基准。工序基准面是底平面，定位面为环行突台面，限制3个自由度，孔采用定位销定位，由于通过孔夹紧，定位销与夹紧件做成整体。限制2个自由度，还有一个绕孔轴线旋转自由度，采用一个可调支承，支承于圆柱端面，除限制自由度达到完全定位外，还能提高夹具系统刚性。3.2.2定位误差分析定位误差是指由于定位不准引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的定位方案，只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的三分之一，或满足装夹+对定+过程≤T，即可认为定位方案符合加工要求。对于本次设计的夹具，孔与底面的距离靠钻模板与3个C型定位支承保证，尺寸都是以工件底面为基准的，基准不重合误差为0。导向装置的设计：导向装置主要是钻模板，导向元件是钻套，加工中需要钻→扩→铰3个工步，为减少装夹时间，减少辅助时间，钻套选择快换钻套，钻套与钻模板连接需要有衬套。当需要换钻套时，只需要将钻套逆时针旋转到钻套的削平边，即可以取出钻套。快换钻套。见图4-2：3.2.3夹紧装置的设计根据夹紧力方向的原则（1），夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置。（2），夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小；（3），夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。根据夹紧力作用点的原则（1），夹紧力的作用点应正对夹具定位支承元件或位于支承元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；（2），夹紧力的作用点应在工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理布局夹紧点位置等措施来实现；（3），夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减小工件的夹紧力，防止加工过程产生振动。3.2.4切削力及夹紧力的计算1.切削力的计算：刀具为高速钢锥柄麻花钻，直径d=20mm，f=0.26mm/r，查表2—32《切削用量简明手册》钻孔的轴向力计算公式：其中=365.9，ZF=1.0，YF=0.8，=0.94带入公式=1873N钻孔至的轴向力：=1639N2.夹紧力的确定：分析工件夹具中的受力情况：切削力方向为孔的轴线方向，夹紧力垂直于切削力方向，由定位面与定位元件之间的摩擦力平衡切削轴向力，定位面板材料为铸铁，工件材料为铸铁，查《机械设计课程设计手册》表1—10，摩擦系数为0.5。由《理论力学》第6版p110公式：式中为摩擦力，为静摩擦因素，为正压力，带入式得：==3746N，则实际夹紧力F=K，K为安全系数。K=查《机床夹具设计手册》，表1-2-1、表1-2-2：K=1.2×1.2×1.0×1.