（通过答辩全套含CAD图纸）中心轴加工工艺和夹具设计
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XX大学设计论文 中心轴加工工艺和夹具设计 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要中心轴零件加工工艺及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II目 录III第1章 序 言5第2章 零件的分析62.1零件的形状62.2零件的工艺分析6第3章 工艺规程设计73.1 确定毛坯的制造形式73.2 基面的选择73.3 制定工艺路线83.3.1 工艺路线方案一83.3.2 工艺路线方案二83.3.3 工艺方案的比较与分析93.4 选择加工设备和工艺装备103.4.1 机床选用103.4.2 选择刀具103.4.3 选择量具103.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定113.6确定切削用量及基本工时12第4章 钻19孔夹具设计254.1 夹具的夹紧装置和定位装置254.2 夹具的导向264.3 定位方案分析与比较（列举了3种方案）264.4钻孔与工件之间的切屑间隙284.5 钻模板294.6定位误差的分析294.7 钻中心轴、衬中心轴、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致 谢35参 考 文 献35 第1章 序 言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。中心轴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 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是中心轴零件，主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT150，该材料为铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。中心轴零件主要加工表面为：1.车外圆及端面，表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面，表面粗糙度值3.2。3.车装配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面，及表面粗糙度值3.2。5.侧面粗糙度值6.3、12.5，法兰面粗糙度值6.3。中心轴共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)右端的加工表面： 这一组加工表面包括：左端面，110外圆，35外圆，19内孔，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。(2). 左端面的加工表面：这一组加工表面包括：右端面；38的外圆，钻中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。第3章 工艺规程设计本中心轴假设年产量为10万台，每台需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为HT150，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=110000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)（1+)=233595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT150，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像中心轴这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，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应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。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，此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一10铸造铸造出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30粗车粗车右端面，粗车外圆42.7，粗车外圆35，粗车外圆30，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量。40粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆110，粗车外圆38，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量50半精车半精车右端面，半精车外圆42.7，半精车外圆35，半精车外圆30，半精车各外圆台阶及圆弧圆角。60半精车掉头，半精车左端面，半精车外圆110，半精车外圆38，半精车各外圆台阶及圆弧圆角。70车螺纹车螺纹M35X1.580钻钻中心孔通孔，先钻底孔17，扩19中心孔到规定尺寸。90钻孔钻圆周钻8-11孔100钻孔攻丝钻孔攻丝2-M4深度为8110铣铣距离中心为12.5的平面120钳工去毛刺，清洗130终检终检入库3.3.2 工艺路线方案二10铸造铸造出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30粗车粗车右端面，粗车外圆42.7，粗车外圆35，粗车外圆30，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量。40粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆110，粗车外圆38，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量50半精车半精车右端面，半精车外圆42.7，半精车外圆35，半精车外圆30，半精车各外圆台阶及圆弧圆角。60半精车掉头，半精车左端面，半精车外圆110，半精车外圆38，半精车各外圆台阶及圆弧圆角。70钻钻中心孔通孔，先钻底孔17，扩19中心孔到规定尺寸。80钻孔钻圆周钻8-11孔90钻孔攻丝钻孔攻丝2-M4深度为8100车螺纹车螺纹M35X1.5110铣铣距离中心为12.5的平面120钳工去毛刺，清洗130终检终检入库3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案二的车螺纹M35X1.5放到钻孔的后面，这就需要要来回更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案一减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：10铸造铸造出毛坯20热处理毛坯热处理，时效处理30粗车粗车右端面，粗车外圆42.7，粗车外圆35，粗车外圆30，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量。40粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆110，粗车外圆38，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量50半精车半精车右端面，半精车外圆42.7，半精车外圆35，半精车外圆30，半精车各外圆台阶及圆弧圆角。60半精车掉头，半精车左端面，半精车外圆110，半精车外圆38，半精车各外圆台阶及圆弧圆角。70车螺纹车螺纹M35X1.580钻钻中心孔通孔，先钻底孔17，扩19中心孔到规定尺寸。90钻孔钻圆周钻8-11孔100钻孔攻丝钻孔攻丝2-M4深度为8110铣铣距离中心为12.5的平面120钳工去毛刺，清洗130终检终检入库3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-35,GB5343.2-35)。.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“中心轴” 零件材料为HT150，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，球墨铸铁的硬度HB为143269，表2.2-23 球墨铸铁的物理性能，HT150密度=7.27.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1102000kg）轻型（零件重110kg）单件生产5以下10以下110以下小批生产511010200110500中批生产1103002005005005000大批生产30011005005000500050000大量生产1100以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050，毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。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。3.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。3.6.1 工序30粗车右端面，粗车外圆42.7，粗车外圆35，粗车外圆30，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量。3.6.1.1确定粗车右端面的切削用量所选刀具为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 = （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：=3.75，=，=，=.倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。. 计算基本工时 （3-7）式中=+，=由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=+= = （3-8）3.6.1.3 确定粗镗的切削用量及基本工时.确定切削深度 =.确定进给量根据切削用量简明使用手册表1.5可知，当粗镗铸件时，镗刀直径，镗刀伸出长度为时： =0.150.40按CA6140机床的进给量（表4.29），选择， =0.25.确定切削速度 = （3-9）式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 = （3-11）按CA6140机床的转速，选择 =135=2.6.计算基本工时选镗刀的主偏角=，则=，则： =117 3.6.2 工序40掉头，粗车左端面，粗车外圆110，粗车外圆38，粗车各外圆台阶及圆弧圆角，注意各外圆留1mm的半精车余量本工序仍为粗车。已知条件与工序相同，车端面及倒角，可采用工序相同的可转位车刀。采用工序确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下：a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=563.6.3 工序50半精车右端面，半精车外圆42.7，半精车外圆35，半精车外圆30，半精车各外圆台阶及圆弧圆角。3.6.3.1确定半精车端面的切削用量所选刀具为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C3521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 = .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 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 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-14）.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 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：=1.25，=，=，=.计算基本工时 （3-15）式中=+，=由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=126+= =3.6.4 工序60掉头，半精车左端面，半精车外圆110，半精车外圆38，半精车各外圆台阶及圆弧圆角。本工序仍半精车。已知条件与工序相同，车端面，可采用工序相同的可转位车刀。3.6.5 工序70车螺纹M56X2-6g(1)、选择刀具选择螺纹车刀。（2）选择切削用量 1）、确定切削深度可在4次走刀内切完 2）、进给量依据，根据表1.6，加工材料为碳钢，当表面粗糙度为，（预计）时，。 依据，根据CJK6140车床的使用说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验依据，根据CJK6140车床的使用说明书，其进给机构允许的进给力为=3530N。查，根据表1.21，当钢的强度，=100m/min(预计)时，进给力为=375N。依据，根据表1.29-2，切削时的修正系数为，故实际进给力为 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选的进给量可用3）、车刀磨钝标准及耐用度T依据，根据表1.9，车刀的后刀面最大磨损量取为0.5mm（0.40.6），车刀的寿命T=60min。4）、确定切削速度依据，根据表1.28，可查得切削速度的修正系数为，故 =0.94 依据，根据表1.27，切削速度的计算为 故 =224m/min r/min依据，根据CJK6140车床的使用说明书，选择 这时实际切削速度为 =120m/min最后决定的车削用量为。3.6.6 工序80钻中心孔通孔，先钻底孔17，扩19中心孔到规定尺寸。钻孔19，本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1419-35直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-35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GB1438-35锥柄麻花钻3.0110.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-35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3800，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GB6137-35） mm直径范围直柄麻花钻ll111.11013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-35） （）d (mm)2f8.618.0030118124035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35钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 35 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=0.35。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在球墨铸铁（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钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.35。 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.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T= （3-19）其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13工序90 钻圆周钻8-11孔钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1419-35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100 钻孔攻丝2-M4深度为8选择钻床：Z525钻床1、刀具的选择：选择高速钢麻花钻，其直径。依据，根据表2.1及表2.2，可选择钻头的几何形状为：标准，。2、选择切削用量1）依据，根据表2.7，可得钢的强度，钻头的直径时，。 因为，所以不需要乘孔深修正系数。 2）依据，根据表2.8，根据钻头强度决定进给量：当，钻头强度允许的进给力。 3）依据，根据表2.9，按机床进给机构强度决定进给量：当，机床进给机构允许的轴向力为8330N(查，表2.35)时，进给量为。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为。根据Z525钻床说明书，选择。查，根据表2.19，当，时，查得轴向力。轴向力的修正系数为：故。查Z525钻床的使用说明书，机床进给机构所允许的最大轴向力为，由于，所以可用。（2）决定钻头磨钝标准及寿命查，根据表2.12，当时，可取得钻头的后刀面最大磨损量取为0.4mm（0.40.6），刀具的寿命T=15min。（3）决定切削速度查，根据表2.30，可查得，。则。 =查，根据表2.31，可查得，故： r/min 查，根据Z525钻头的使用说明书，可以考虑选择，但因为所选转数计算转数较高，会使刀具寿命下降，所以可将进给量降一级，即取，也可以选择较低一级的转数 ，仍用，比较这两种选择方案： 1）第一方案 , 2）第二方案 , 因为第一方案的乘积较大，基本工时较少，故第一方案好。这时, 。（4）检验机床扭矩及功率 查，根据表2.20，当，时，。扭矩的修正系数为可查得，所以。根据Z525钻床的使用说明书，当时，。 由于，故选择之切削用量可用，即 f=0.17mm/r, , 。工序110 铣距离中心为12.5的平面。机床：X52K铣床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-64选用硬质合金镶齿套面铣刀YT15. 铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=40/1) 切削深度 4=20mm 所以有=5mm2) 进给量 查机械加工工艺师手册表10-118与表10-119得,进给量f=0.20.35mm/齿按机床行选取f=0.3mm/齿3) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=115min/s. 即V=6.9m/min4) 确定机床主轴转速ns= 21.97r/min按机床说明书(见工艺手册表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取=22.5r/min。所以实际切削速度=当=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fZ=0.31022.5=67.5(mm/min) 查机床说明书有=60(mm/min)5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1 t=1.5(min) 铣4次的总时间为4t=4x1.5 =6min(3) 精铣上两平面1) 切削深度 查机械加工工艺师手册表10-119,取=1mm2) 进给量 查机械加工工艺师手册表10-118与表10-119按机床行选取f=0.2mm/齿3) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=190min/s. 即V=11.4m/min4) 确定机床主轴转速ns= 36.3r/min按机床说明书(见工艺手册表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取=37.5r/min。所以实际切削速度=当=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fZ=0.21037.5=75(mm/min) 查机床说明书有=80(mm/min)5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。t=1.125(min) 铣2次的总时间为2t=21.125=2.25min第4章 钻19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，在此中心轴夹具中，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。此中心轴移动压板制作简单，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。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中心轴。在这中心轴钻床夹具上用的导向中心轴是钻中心轴。钻中心轴按其结构可分为固定钻中心轴，可换钻中心轴，快换钻中心轴及特殊钻中心轴。因此中心轴钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻中心轴。如图4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图4.2 钻中心轴钻模板与固定钻中心轴外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。淬火HRC35。我选择的钻中心轴:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间中心轴上两个固定衬中心轴。选取的标准件代号为12*18 GB2263-1980。材料仍选取T10A， 淬火HRC35。公差采用H7/p6的配合。4.3 定位方案分析与比较（列举了3种方案）方案： 首先必须明确其加工时应如图所示，这样水平放置，便于钻床加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型块和滑动V型块定位，这样既简单又方便。如上图所示，一底面限制的自由度有3个，一个固定V型块限制两个自由度，一个滑动V型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。方案2：选底平面一面、V型块定位，夹紧方式选用螺旋夹紧机构夹紧。方案3：一面加固定V型块和固定V型块定位，这样既简单。如上图所示，一底面限制的自由度有3个，一个固定V型块限制两个自由度，一个固定V型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。可是这种方案无法调节。如果毛坯超差还得通过螺丝调节。在该定位方案中，一个支撑面顶住，限制了z轴的移动，z轴的旋转，y轴的旋转三个移动自由度。一个固定V型块限制了y轴的移动，x轴的移动，一个滑动V型块限制了z轴的旋转，这样6个自由度全部被限制综合上面所述，方案是根据外圆轮廓进行的定位，方案一和方案三不如方案二方便操作，根据上面叙述选择方案二。4.4钻孔与工件之间的切屑间隙钻中心轴的类型和特点:1、固定钻中心轴：钻中心轴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中心轴外圆一般采用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、可换钻中心轴：主要用在大批量生产中，由于钻中心轴磨损大，因此在可换钻中心轴和钻模板之间加一个衬中心轴，衬中心轴直接压入钻模板的孔内，钻中心轴以F7/m6或F7/k6配合装入衬中心轴中。3、快换钻中心轴：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导中心轴引导刀具，为便于快速更换采用快换钻中心轴。4、特殊钻中心轴：尺寸或形状与标准钻中心轴不同的钻中心轴统称特殊钻中心轴。钻中心轴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中心轴的孔中，以免刮伤钻中心轴内孔，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，导中心轴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。在此中心轴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，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。44.6定位误差的分析制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）V型块同轴度误差（查表P297）.故，.则.知此方案可行。4.7 钻中心轴、衬中心轴、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。故选用可换钻中心轴（其结构如下图所示）以减少更换钻中心轴的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻中心轴，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+0.010104581156101310162068+0.028+0.01312+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162819151826300.0121822+0.041+0.02030342019HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742486266485070740.040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，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的
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