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底板 加工 工艺 13 夹具 设计 参考 素材

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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称底板座架共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号10 车削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件22512811设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车45h6端面45偏刀、游标卡尺710100.30.75212粗车45h6mm外圆45偏刀、游标卡尺710100.30.75210.5710.1143半粗车45h6mm外圆93偏刀、游标卡尺900127.20.501.510.450.094精车45h6mm外圆93偏刀、千分尺1120158.30.250.510.540.115 切槽31切槽刀、游标卡尺1120154.70.2511倒角24545偏刀1400189.00.2521 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称底板座架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号 20 车削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA6140夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车右端面45偏刀、游标卡尺710100.30.75212345 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期南京金陵科技学院机械系机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称底板座架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号30 钻、镗、铰HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻13mm通孔13mm钻头、游标卡尺40016.12 0.13 6.514.330.872扩18mm孔18mm钻头、深度游标卡尺25014.130.159140.83镗22H7mm孔硬质合金镗刀、深度游标卡尺90062.20.61.910.180.044粗铰22H7mm孔22mm铰刀、内径千分尺805.51.40.210.850.175 半精铰22H7mm孔22mm铰刀、内径千分尺634.41.30.111.160.23 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称底板座架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号 40粗铣、钻孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床T681夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣50mm圆台面硬质合金端铣刀、游标卡尺37069.74.5712345 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号底板座架产品名称 零件名称底板座架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号 50粗铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣镗床T681夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣顶面硬质合金端铣刀、游标卡尺37069.74.5412粗铣第一个台阶面硬质合金端铣刀、游标卡尺37069.74.5413粗铣第二个台阶面硬质合金端铣刀、游标卡尺37069.74.5414粗铣第三个台阶面硬质合金端铣刀、游标卡尺37069.74.5415 铣外圆上平面硬质合金端铣刀、游标卡尺37069.74.541 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称底板座架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号 60镗HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣镗床T681夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗36H7mm孔粗镗刀、游标卡尺50056.50.523.510.480.102半精镗36H7mm孔精镗刀、内径千分尺63071.20.370.510.530.11345 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称底板座架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号 70攻丝HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻8孔8mm钻头、游标卡尺63015.80.22410.180.042攻丝M10丝锥、螺纹通止规1996.80.22410.420.08345 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称底板座架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号80去毛刺HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助12345 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 零件名称底板座架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号90终检入库HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助12345 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称底板座架零件名称共 1页第1 页车间工序号工序名称材料牌号1铣端面HT200毛坏种类毛坏外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件230*130*10611设备名称设备型号设备编号同时工件数万能铣床T681夹具编号夹具名称切削液专用铣夹具工位器具编号工位器具名称工序工时/分准终单件工步号工 步 内 容工 艺 设 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给速度工步工时（min）r/minm/minmm/rmmmm/min机动辅助1粗镗36的孔至34高速钢镗刀31533.630.372116.551.062半精镗36H7mm的孔至尺寸高速钢镗刀40045.2160.2611041.19设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期标记机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称底板座架零件名称底板座架共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸230x130x106每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号工序 工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件1铸造铸造2清砂清砂3热处理人工时效4钻钻中心孔钻床Z525游标卡尺，专用夹具，高速钢中心钻头5车以中心孔及36H7底孔定位，车端面，车退刀槽，粗车，半精车45h6的外圆至尺寸车床CA6140游标卡尺，专用夹具，高速钢车刀6钻以45h6的外圆定位，钻M10的螺纹底孔钻床Z525游标卡尺，专用夹具，高速钢麻花钻头7铣以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，铣36孔的两端面铣床X62W游标卡尺，专用夹具，高速钢铣刀8 铣铣45h6外圆，头部50长缺口至尺寸铣床X62W游标卡尺，专用夹具，高速钢铣刀 9 铣铣右端面各台阶面至尺寸铣床X62W游标卡尺，专用夹具，高速钢铣刀10 镗以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，粗镗、半精镗36H7孔至尺寸镗床T68内径千分尺，专用夹具，高速钢镗刀11 钻钻13通孔钻床Z525游标卡尺，专用夹具，高速钢麻花钻头12扩扩13孔至18钻床Z525游标卡尺，专用夹具，高速钢麻花钻头13 扩、铰扩22H7孔，至21.8，铰22H7孔至尺寸钻床Z525游标卡尺，内径千分尺专用夹具，高速钢麻花钻头，铰刀14 攻丝攻M10螺纹攻丝机螺纹规，M10高速钢丝锥15 钳钳工去毛刺16 检验根据图纸检验零件各部尺寸17 入库入库 设 计（日 期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期A宁底板座架加工工艺及夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要本设计是基于底板座架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。底板座架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，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孔系加工精度。基准选择以底板座架的输入轴和输出轴的孔作为粗基准，以端面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以孔系定位加工出端平面，再以端平面与孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用通用机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁，因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。关键词：底板座架类零件；工艺；夹具；ABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: box type parts process; fixture;目 录摘 要IIABSTRACTIII第1章 绪论3第2章 加工工艺规程设计52.1 零件的分析52.1.1 零件的作用52.2 底板座架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施52.2.1 孔和平面的加工顺序62.2.2 孔系加工方案选择62.3 底板座架加工定位基准的选择72.3.1 粗基准的选择72.3.2 精基准的选择72.4 底板座架加工主要工序安排72.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定112.6确定切削用量及基本工时（机动时间）12工序14：攻M10螺纹22第3章 钻13孔夹具设计233.1 夹具的夹紧装置和定位装置233.2夹具的导向243.3切削力及夹紧力的计算243.4 钻孔与工件之间的切屑间隙283.5 钻模板293.6定位误差的分析293.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用303.8 确定夹具体结构和总体结构323.9夹具设计及操作的简要说明34总 结35参考文献36致 谢37第1章 绪论底板座架零件是机器或部件的基础零件，它把有关零件联结成一个整体，使这些零件保持正确的相对位置，彼此能协调地工作。因此，壳类零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量，而其决定因素就是如何保证在对壳类零件进行加工时能够获得足够的精度要求，从而转化为机械加工时机床的加工精度，以及夹具是否可靠1。夹具是机械制造过程中最常用的一种工艺装备。在机械制造过程中，它装在机床上，使工件相对刀具与机床保待正确的位置，并能承受切削力。夹具的主要作用是保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围和保证生产安全，因此，机床夹具在机械制造中占有很重要的地位。 采用的机床夹具设计方法设计整体式壳类零件，设计过程可以在简洁、明了的三维操作界面中进行，减少重复绘图工作量。更重要的是最终可以自动生成夹具零件及装配体的三维实体图和二维工程图。这种设计方法不仅可以把夹具设计技术人员从繁杂重复的设计劳动中解脱出来，更可缩短夹具的开发周期，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体劳动生产率得到提高6。计算机辅助机床夹具设计是利用计算机辅助设计CAD技术来完成夹具设计的先进方法。由于夹具种类繁多，结构复杂，其设计过程涉及控制条件多，因此，用于夹具设计的专业软件甚少，目前还没有一种软件系统能够将夹具设计完全数字化。目前，计算机辅助夹具设计一般是采用二维CAD软件进行。采用二维CAD软件进行夹具设计，可以提高设计效率和质量，但是其缺点是设计人员首先要阅读工件二维零件图，了解零件的加工要求，并将二维零件图在头脑中三维实体化；再选择或设计合适的定位、夹紧等元件和装置；接下来将上述结构在头脑中形成夹具三维实体，用二维图表示，完成夹具的设计。在设计过程中，思维要在三维和二维模型中反复转换，最终绘制二维的总装图。由于绘制三维实体效果的装配图难度大，效率低，一般不绘制三维装配图。这对夹具设计质量和效率，以及加工和装配均有不利的影响。3D软件是一个基于特征的参数化实体建模设计工具，该软件完全采用Windows图形用户界面，易学易用。借助3D软件平台，可以创建三维实体模型；编辑零件装配体并进行简单的运动仿真；利用它的动画功能不仅可以检查夹具工作的可行性，还能得到夹具零部件装配和运动过程的动画文件。计算机辅助设计（CAD）的功能在于能协助设计者完成产品设计各阶段的工作。本文针对机床夹具进行计算机辅助设计，借助3D软件平台，将设计时所用标准零件建立实体模型库；对于非标准零件，采用交互方式建模方法直接在设计平台建模并建立非标准模型库。采用二维CAD软件进行设计，它使我们甩掉了图板，解决r使用绘图板带来的诸多弊端。现在，大量三维实体造型软件崛起，如PR0E、UG、3D、SoIidedge等，推动了设计领域的新革命由于这些三维软件不仅仅可创建三维实体模型，还可利用设计出三维模型进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析、动态干涉检查、动力学分析、强度分析等，并且与其它软件配合可进行零件的数控加工演示和数控代码的生成。这些功能是以往的二维CAD无法比拟的。结合夹具设计的复杂性、高精度性等特点采用了易学易懂的3D三维实体造型软件来实现设计过程。采用基于3D的机床夹具设计方法后，设计者在新的夹具设计时不需对标准零件进行建模，直接从标准零件库选择或调用即可。设计过程在简洁、明了的三维操作界面中进行，减少了重复绘图工作量。更重要的是最终可以自动生成夹具零件及装配体的三维实体图和二维工程图。这种设计方法不仅可以把夹具设计技术人员从繁杂重复的设计劳动中解脱出来，更可缩短夹具的开发周期，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体劳动生产率得到提高6。第2章 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底板座架。底板座架的主要作用是用在固定其他零件，保证传动件之间的中心距及平行度，并保证部之间正确安装。因此底板座架零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。2.1.2 零件的工艺分析由底板座架零件图可知。底板座架是一个轴类零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以45h6外圆为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：45h6外圆的加工；有表面粗糙度要求为，（2）以13、18的孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：13、18的孔；（3）以22H7孔为主要加工平面的加工面；有表面粗糙度要求为。（4）以36H7孔为主要加工孔的加工孔；有表面粗糙度要求为。2.2 底板座架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该底板座架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，对于底板座架来说，加工过程中的主要问题是保证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。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序底板座架类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工底板座架上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。底板座架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。底板座架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。2.2.2 孔系加工方案选择底板座架孔系加工方案，应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。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据底板座架零件图所示的底板座架的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。（1）用镗模法镗孔在大批量生产中，底板座架孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐标法镗孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔，需要将底板座架孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。2.3 底板座架加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要孔的加工余量均匀；（2）保证装入底板座架的零件与边缘壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要孔作为主要基准。即以底板座架的输入轴和输出轴的孔作为粗基准。也就是以前后端面上距端平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与边缘壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与边缘壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证底板座架孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证底板座架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从底板座架零件图分析可知，它的端平面与各主要孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果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。至于前后端面，虽然它是底板座架的装配基准，但因为它与底板座架的主要孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4 底板座架加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。底板座架加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工端平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于端平面加工完成后一直到底板座架加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，端面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系也应该在粗加工阶段完成。对于底板座架，需要精加工的是孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工孔系，然后以孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。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。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空液压吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程，现将底板座架加工工艺路线确定如下：工艺路线一：工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造2清砂清砂3热处理人工时效4钻钻中心孔5车 车端面，车退刀槽，粗车，半精车45h6的外圆至尺寸6钻以45h6的外圆定位，钻M10的螺纹底孔7铣以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，铣36孔的两端面8 铣铣45h6外圆，头部50长缺口至尺寸 9 铣铣右端面各台阶面至尺寸10 镗以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，粗镗、半精镗36H7孔至尺寸11 钻钻13通孔12扩扩13孔至1813 扩、铰扩22H7孔，至21.8，铰22H7孔至尺寸14攻丝攻M10螺纹15 钳钳工去毛刺16检验根据图纸检验零件各部尺寸17入库入库工艺路线二：工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造2清砂清砂3热处理人工时效4钻钻中心孔5车 车端面，车退刀槽，粗车，半精车45h6的外圆至尺寸6钻以45h6的外圆定位，钻M10的螺纹底孔7铣以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，铣36孔的两端面8 铣铣45h6外圆，头部50长缺口至尺寸 9铣铣右端面各台阶面至尺寸10 钻钻13通孔11扩扩13孔至1812 扩、铰扩22H7孔，至21.8，铰22H7孔至尺寸13攻丝攻M10螺纹14镗以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，粗镗、半精镗36H7孔至尺寸15 钳钳工去毛刺16检验根据图纸检验零件各部尺寸17入库入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，方案二把底面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工定位基准不足，特别镗孔工序。工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造2清砂清砂3热处理人工时效4钻钻中心孔5车 车端面，车退刀槽，粗车，半精车45h6的外圆至尺寸6钻以45h6的外圆定位，钻M10的螺纹底孔7铣以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，铣36孔的两端面8 铣铣45h6外圆，头部50长缺口至尺寸 9 铣铣右端面各台阶面至尺寸10 镗以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，粗镗、半精镗36H7孔至尺寸11 钻钻13通孔12扩扩13孔至1813 扩、铰扩22H7孔，至21.8，铰22H7孔至尺寸14攻丝攻M10螺纹15 钳钳工去毛刺16检验根据图纸检验零件各部尺寸17入库入库以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“底板座架”零件材料采用HT200制造。材料为HT200，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）端面的加工余量。根据工序要求，端面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为。 （2）前后36H7孔。根据工序要求，前后端面孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下：粗镗：参照机械加工工艺手册表2.3.48,其余量值为；精镗：参照机械加工工艺手册表2.3.48,其余量值为； 2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序4 钻中心孔机床：Z525钻床选用机床为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的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，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 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =工序5 车端面，车退刀槽，粗车，半精车45h6的外圆至尺寸所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 =5 （3-1）.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 （3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为：= （3-5）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=5，=，=，=工序6：以45h6的外圆定位，钻M10的螺纹底孔表 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,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm直径范围直柄麻花钻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刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）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。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在KTH350-10（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-10钻孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17）则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8工序7：以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，铣36孔的两端面机床：铣床X62W刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10（1）粗铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表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：工序8 铣45h6外圆，头部50长缺口至尺寸铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1 机动时间：工序9 铣右端面各台阶面至尺寸铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序50：以45h6外圆及M10螺纹底孔定位，粗镗、半精镗36H7孔至尺寸机床：镗床T68刀具：高速钢刀具切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：工序11：钻13通孔查机械制造工艺设计手册表3-38，取查机械制造工艺设计手册表3-42，取 查表机械制造工艺设计简明手册4.2-15，机床为Z525，选择转速实际切削速度：v= 切削工时带入公式：工序12、13：钻13通孔，扩22H7孔，至21.8，铰22H7孔至尺寸工件材料为HT200，硬度200HBS。孔的直径为22mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z525立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔19mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔21.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔22mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z525立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z525机床说明书，取。实际切削速度为：由表28-5，故3）校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地 ，（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-31，。根据Z525机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及 根据参考文献7表28-33，取。修正系数：，故 查机床说明书，取。实际切削速度为 （3）确定铰孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-36，按该表注4，进给量取小植。查Z525说明书，取。2）确定切削速度及 由参考文献7表28-39，取。由参考文献7表28-3，得修正系数，故 查Z525说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：，扩孔：，铰孔：，工序14：攻M10螺纹机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 由工序2可知： 走刀次数为1机动时间：第3章 钻13孔夹具设计3.1 夹具的夹紧装置和定位装置本夹具主要用于钻13孔夹具设计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。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。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。达到夹紧和定心作用。3.2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HRC113。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 GB2263-19134。材料仍选取T13A， 淬火HRC113。公差采用H7/p6的配合。3.3切削力及夹紧力的计算刀具：钻头13。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，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。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数由资料机床夹具设计手册查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺旋夹紧机构。3.4 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。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。3.5 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，钻螺栓紧固，钻模精度较高。43.6定位误差的分析3) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。图5-2中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，=0.4) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。5) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。2. 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为或 当时，夹具能满足工件的加工要求。值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。知此方案可行。3.7 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。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.013+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0133.347+0.019+0.013134581156131113162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581315181220251312+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811366485070740.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.8 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设