K372-轴承座加工工艺及钻4-M5螺纹底孔夹具设计【太原理工】【含CAD图纸、工序卡、说明书】
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太原理工
含CAD图纸、工序卡、说明书
K372
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说明书
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装 订 线机械加工工序卡片产品型号轴承座零件图号轴承座产品名称轴承座零件名称轴承座共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 机加工100钻底面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液 Jiaju002专用夹具 乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件QIJU002专用器具工步号工 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100钻底面4X11Z525钻床,钻夹具，钻头5000.5 2 25 1 5min 1 min 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轴承座零件图号轴承座产品名称轴承座零件名称轴承座共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 机加工100钻底面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液 Jiaju002专用夹具 乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件QIJU002专用器具工步号工 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100钻4XM5Z525钻床,钻夹具，钻头5000.5 2 25 1 5min 1 min 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 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号吴浩产品名称 零件名称轴承座共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸 86111123mm每毛坯件数1每 台 件 数1备 注工序号工序名称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件1粗铣粗铣底座下表面，以上表面为粗基准，保证尺寸26mm和表面粗糙度Ra12.5金工铣工X61专用夹具，端铣刀，游标卡尺2半精铣半精铣底座下表面，以上表面为粗基准，保证尺寸25.5mm和表面粗糙度Ra3.23精铣精铣底座下表面，基准同上道工序，保证尺寸25mm和表面粗糙度Ra1.64粗铣粗铣底座两个侧面，保证尺寸20mm和粗糙度Ra12.5的要求金工铣工X61专用夹具，端铣刀，游标卡尺5粗铣粗铣工件上部两个顶角平面，安装时倾斜45,保证端面距离顶面距离14mm金工铣工X61专用夹具，端铣刀，游标卡尺6粗铣粗铣工件上部部分顶面，保证尺寸107mm和表面粗糙度Ra12.5金工铣工X61专用夹具，端铣刀，游标卡尺7粗铣粗铣工件上面部分左端面，以底面为基准往里铣1mm，保证与底座底面垂直。金工铣工X61专用夹具，端铣刀，游标卡尺8半精铣半精铣工件上面部分左端面，以地面为基准，往里铣1mm，保证表面粗糙度Ra6.3和垂直度要求金工铣工X61专用夹具，端铣刀，游标卡尺9粗铣粗铣工件上面部分右端面，以底面为基准，铣1mm10半精铣半精铣工件右端面，以底面为基准，铣0.5mm且保证粗糙度为Ra6.311精铣精铣右端面，铣0.5mm，保证50mm和粗糙度Ra3.2和垂直度要求12热处理自然时效金工热处理13镗孔将铸造的底孔扩孔至45，保证尺寸13mm和表面粗糙度Ra12.5和与地面的平行度金工镗工T68专用夹具，镗刀，游标卡尺14镗孔再扩孔至54，保证尺寸35mm和粗糙度Ra12.515镗孔在扩孔至58，再半精镗至60，在精镗至62，保证粗糙度Ra3.216攻M5在工件左端面攻4个M5的螺纹孔，保证尺寸要求金工钻工Z3205专用夹具，高速钢麻花钻，游标卡尺17攻M6在工件右端面攻4个M6的螺纹孔，保证尺寸要求金工钻工Z3205专用夹具，镗刀，游标卡尺18钻孔在工件底座两侧转两个11的通孔，保证粗糙度Ra12.519粗铣分别在两个通孔上表面各铣一个18的沉头孔20去毛刺倒钝去掉毛刺金工磨工平口虎钳21总检入库设 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XX大学 课程设计论文 轴承座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 要轴承座零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差目 录摘 要1第1章 绪论4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 轴承座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施62.2.1 孔和平面的加工顺序62.2.2 孔系加工方案选择62.3 轴承座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 轴承座加工主要工序安排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）112.7 时间定额计算及生产安排17第4章 钻4-M5螺纹底孔夹具设计224.1 夹具的夹紧装置和定位装置224.2 夹具的导向234.3 切削力及夹紧力的计算244.4 钻孔与工件之间的切屑间隙274.5 钻模板284.6定位误差的分析284.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用304.8 确定夹具体结构和总体结构314.9 夹具设计及操作的简要说明33总 结34参考文献35致 谢364第1章 绪论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。轴承座零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。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轴承座。轴承座的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此轴承座零件的加工质量，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 零件的工艺分析由轴承座零件图可知。轴承座是一个轴承座零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。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）以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的底削加工；其中底面有表面粗糙度要求为，（2）以支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个前后端面；4个螺孔的孔；螺孔的孔。（3）以顶面为主要加工平面的加工面。2.2 轴承座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。该轴承座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，对于轴承座来说，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轴承座类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工轴承座上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。轴承座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。轴承座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 孔系加工方案选择轴承座孔系加工方案，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。根据轴承座零件图所示的轴承座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，轴承座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，需要将轴承座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 轴承座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）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入轴承座的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以轴承座的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承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支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱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箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证轴承座孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证轴承座在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从轴承座零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承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，虽然它是轴承座的装配基准，但因为它与轴承座的主要支承孔系垂直。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 轴承座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。轴承座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、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到轴承座加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶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。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于轴承座，需要精加工的是支承孔前后端平面。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支承孔系，然后以支承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。清洗后用压缩空气吹干净。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，现将轴承座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粗铣粗铣底座下表面，以上表面为粗基准，保证尺寸26mm和表面粗糙度Ra12.52半精铣半精铣底座下表面，以上表面为粗基准，保证尺寸25.5mm和表面粗糙度Ra3.23精铣精铣底座下表面，基准同上道工序，保证尺寸25mm和表面粗糙度Ra1.64粗铣粗铣底座两个侧面，保证尺寸20mm和粗糙度Ra12.5的要求5粗铣粗铣工件上部两个顶角平面，安装时倾斜45,保证端面距离顶面距离14mm6粗铣粗铣工件上部部分顶面，保证尺寸107mm和表面粗糙度Ra12.57粗铣粗铣工件上面部分左端面，以底面为基准往里铣1mm，保证与底座底面垂直。8半精铣半精铣工件上面部分左端面，以地面为基准，往里铣1mm，保证表面粗糙度Ra6.3和垂直度要求9粗铣粗铣工件上面部分右端面，以底面为基准，铣1mm10半精铣半精铣工件右端面，以底面为基准，铣0.5mm且保证粗糙度为Ra6.311精铣精铣右端面，铣0.5mm，保证50mm和粗糙度Ra3.2和垂直度要求12热处理自然时效13镗孔将铸造的底孔扩孔至45，保证尺寸13mm和表面粗糙度Ra12.5和与地面的平行度14镗孔再扩孔至54，保证尺寸35mm和粗糙度Ra12.515镗孔在扩孔至58，再半精镗至60，在精镗至62，保证粗糙度Ra3.216攻M5在工件左端面攻4个M5的螺纹孔，保证尺寸要求17攻M6在工件右端面攻4个M6的螺纹孔，保证尺寸要求18钻孔在工件底座两侧转两个11的通孔，保证粗糙度Ra12.519粗铣分别在两个通孔上表面各铣一个18的沉头孔20去毛刺倒钝去掉毛刺21总检入库工艺路线二：工序号工序名称 工 序 内 容1粗铣粗铣底座下表面，以上表面为粗基准，保证尺寸26mm和表面粗糙度Ra12.52半精铣半精铣底座下表面，以上表面为粗基准，保证尺寸25.5mm和表面粗糙度Ra3.23精铣精铣底座下表面，基准同上道工序，保证尺寸25mm和表面粗糙度Ra1.64粗铣粗铣底座两个侧面，保证尺寸20mm和粗糙度Ra12.5的要求5粗铣粗铣工件上部两个顶角平面，安装时倾斜45,保证端面距离顶面距离14mm6粗铣粗铣工件上部部分顶面，保证尺寸107mm和表面粗糙度Ra12.57粗铣粗铣工件上面部分左端面，以底面为基准往里铣1mm，保证与底座底面垂直。8半精铣半精铣工件上面部分左端面，以地面为基准，往里铣1mm，保证表面粗糙度Ra6.3和垂直度要求9粗铣粗铣工件上面部分右端面，以底面为基准，铣1mm10半精铣半精铣工件右端面，以底面为基准，铣0.5mm且保证粗糙度为Ra6.311精铣精铣右端面，铣0.5mm，保证50mm和粗糙度Ra3.2和垂直度要求12热处理自然时效13镗孔将铸造的底孔扩孔至45，保证尺寸13mm和表面粗糙度Ra12.5和与地面的平行度14镗孔再扩孔至54，保证尺寸35mm和粗糙度Ra12.515镗孔在扩孔至58，再半精镗至60，在精镗至62，保证粗糙度Ra3.216攻M5在工件左端面攻4个M5的螺纹孔，保证尺寸要求17攻M6在工件右端面攻4个M6的螺纹孔，保证尺寸要求18钻孔在工件底座两侧转两个11的通孔，保证粗糙度Ra12.519粗铣分别在两个通孔上表面各铣一个18的沉头孔20去毛刺倒钝去掉毛刺21总检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。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：工艺路线一：工序号工序名称 工 序 内 容1粗铣粗铣底座下表面，以上表面为粗基准，保证尺寸26mm和表面粗糙度Ra12.52半精铣半精铣底座下表面，以上表面为粗基准，保证尺寸25.5mm和表面粗糙度Ra3.23精铣精铣底座下表面，基准同上道工序，保证尺寸25mm和表面粗糙度Ra1.64粗铣粗铣底座两个侧面，保证尺寸20mm和粗糙度Ra12.5的要求5粗铣粗铣工件上部两个顶角平面，安装时倾斜45,保证端面距离顶面距离14mm6粗铣粗铣工件上部部分顶面，保证尺寸107mm和表面粗糙度Ra12.57粗铣粗铣工件上面部分左端面，以底面为基准往里铣1mm，保证与底座底面垂直。8半精铣半精铣工件上面部分左端面，以地面为基准，往里铣1mm，保证表面粗糙度Ra6.3和垂直度要求9粗铣粗铣工件上面部分右端面，以底面为基准，铣1mm10半精铣半精铣工件右端面，以底面为基准，铣0.5mm且保证粗糙度为Ra6.311精铣精铣右端面，铣0.5mm，保证50mm和粗糙度Ra3.2和垂直度要求12热处理自然时效13镗孔将铸造的底孔扩孔至45，保证尺寸13mm和表面粗糙度Ra12.5和与地面的平行度14镗孔再扩孔至54，保证尺寸35mm和粗糙度Ra12.515镗孔在扩孔至58，再半精镗至60，在精镗至62，保证粗糙度Ra3.216攻M5在工件左端面攻4个M5的螺纹孔，保证尺寸要求17攻M6在工件右端面攻4个M6的螺纹孔，保证尺寸要求18钻孔在工件底座两侧转两个11的通孔，保证粗糙度Ra12.519粗铣分别在两个通孔上表面各铣一个18的沉头孔20去毛刺倒钝去掉毛刺21总检入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“轴承座”零件材料采用灰铸铁制造。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）顶面的加工余量。根据工序要求，顶面加工分粗、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。（3）底面孔毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为：毛坯为实心（4）前后端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23，其加工余量规定为，现取。半精铣：参照机械加工工艺手册第1卷，其加工余量值取为。精铣：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为。铸件毛坯的基本尺寸为，根据机械加工工艺手册表2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71，现确定螺孔加工余量为：（8）两侧面螺孔加工余量毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71,现确定螺孔加工余量为：钻孔： 攻丝： 2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序40、50：粗、精铣轴承座底面机床：铣床X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10（1）粗铣轴承座底面 粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸66mm和表面粗糙度，留1mm精加工余量铣削深度：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：（2）精铣轴承座底面精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸66mm和表面粗糙度，留0.2mm磨削加工余量铣削深度：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： 本工序机动时间工序2：铣铣轴承座上表面。机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取：根据参考文献3表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取根据参考文献3表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献3表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.481,取切削工时被切削层长度：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： 机动时间：所以该工序总机动时间工序80：粗、精铣轴承座左侧表面机床：铣床X52K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：（2）精铣铣削深度：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： 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： 本工序机动时间工序90：钻底面2X10定位销孔底孔9.8，然后铰孔达到尺寸2X10H7机床：组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.39，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.41，取机床主轴转速：，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：工序4：粗铣左两侧面机床：组合铣床刀具：硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径，齿数铣削深度：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100：钻底面4X11钻孔选用机床为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220：前后端面螺孔攻丝机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥M6-6H螺孔攻丝 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： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： （盲孔）机动时间：2.7 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该的年产量为10万件。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1.14min。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： 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、精铣顶面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.43，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，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求工序2：钻顶面孔、铰定位孔机动时间：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，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序4：钻两侧面孔机动时间：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，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序5：粗铣前后端面机动时间：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，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序6：半精铣前后端面机动时间：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，单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序9：粗镗前后端面支承孔机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.37，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2.5.39，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序11：精镗支承孔机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5.37，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2.5.39，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， 即能满足生产要求工序12：前后端面螺纹孔攻丝机动时间：辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则：参照钻孔值，取单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序14：精铣前后端面机动时间：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，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序15：精铣两侧面机动时间：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，单间时间定额： 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序17：顶面螺纹孔攻丝机动时间：辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则：参照钻孔值，取单间时间定额： 因此布置一台机床即能满足生产要求。第4章 钻4-M5螺纹底孔夹具设计4.1 夹具的夹紧装置和定位装置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。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。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。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。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，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个定位插销来定位水平方向的。在垂直方向，用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后，用定位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位，把压板压紧，之后取出定位插销。4.2 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HRC110。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T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。4.3 切削力及夹紧力的计算刀具：M5螺纹底孔用钻头4。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。4.4 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。4.5 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。44.6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。4.7 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+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。4.8 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕
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