K031-托脚托架机械加工工艺规程及钻32孔夹具课程设计带图纸文档
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K031
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K031-托脚托架机械加工工艺规程及钻32孔夹具课程设计带图纸文档,K031,托架,机械,加工,工艺,规程,32,夹具,课程设计,图纸,文档
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Abstract毕 业 设 计 (论 文)托架加工工艺规划及工装夹具设计Process planning and fixture design of bracket系 名： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 学生姓名： （四号宋体） 学 号： （四号宋体） 指导教师姓名： （四号宋体） 指导教师职称： （四号宋体） 摘 要本设计是基于托架零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。托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。基准选择以托架的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承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，夹紧方式多选用机动夹紧，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：托架类零件；工艺；夹具；ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error39一、零件的分析目 录摘 要2ABSTRCT3一.零件的分析51.1零件的作用51.2 零件的工艺分析5二. 工艺规程设计62.1确定毛坯的制造形式62.2基面的选择62.2.1 粗基准的选择62.2.2 精基准的选择62.3制定工艺路线72.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定92.5 确定切削用量及基本工时9三、铣30X50端面夹具设计193.1问题提出193.2定位误差分析213.3夹具设计及操作说明21四、钻32孔夹具设计224.1问题提出224.2夹具的设计224.3切削力及夹紧力的计算234.4 钻孔与工件之间的切屑间隙244.5 钻模板264.6定位误差的分析264.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用274.8 确定夹具体结构和总体结构29总 结30参考文献31致 谢32一.零件的分析1.1零件的作用题目给出的零件是托架。托架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，并保证部件与发动机正确安装。因此托架零件的加工质量，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。1.2 零件的工艺分析1. 托架的55底面和55上表面不存在位置精度要求，通过互为基准来加工这两个平面。2. 铣A上表面时，由于A上表面与其他面不存在位置精度要求，通过已加工过的55底面为基准来加工，包括粗铣、半精铣和精铣。3. 托架的A上表面与32孔中心线存在垂直度要求，这组加工时要以A上表面为主定位面；钻32孔。二工艺规程设计二. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT250，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用低压铸造，铸造精度为F8级（机械加工余量与公差手册表3.1与3.3），能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2基面的选择2.2.1 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）保证装入托架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。即以托架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。2.2.2 精基准的选择从保证托架孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从托架零件图分析可知，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，虽然它是托架的装配基准，但因为它与托架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。所以通过55底面与55上表面互为基准进行粗铣，和半精铣，然后以已加工过的55底面为精基准来加工A上表面；根据位置度要求再以加工过的A表面为基准钻32孔。2.3制定工艺路线对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。托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托架加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，底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。对于托架，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。清洗后用压缩空液吹干净。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，现将托架加工工艺路线确定如下 方案一10铸造铸造毛坯20热处理时效处理30粗铣55底面粗铣55底面，以55上表面为粗基准40粗铣55上表面粗铣55上表面，以加工过的55底面为基准50半精铣55底面半精铣55底面，以55上表面为基准60半精铣55上表面半精铣55上表面，以加工过的55底面为基准70粗铣A上表面粗铣A上表面，以加工过55上表面为基准80半精铣A上表面半精铣A上表面，以加工过55上表面为基准90精铣A上表面精铣A上表面，以加工过55上表面为基准100钻扩铰32孔钻扩铰32孔110钻扩M8螺纹底孔，攻螺纹钻扩螺纹底孔，攻螺纹120钻R6圆孔钻R6圆孔130去毛刺去毛刺140清洗清洗150终检终检方案二10铸造铸造毛坯20热处理时效处理30粗铣55底面粗铣55底面，以55上表面为粗基准40粗铣55上表面粗铣55上表面，以加工过的55底面为基准50半精铣55底面半精铣55底面，以55上表面为基准60半精铣55上表面半精铣55上表面，以加工过的55底面为基准70钻扩铰32孔钻扩铰32孔80钻扩M8螺纹底孔，攻螺纹钻扩螺纹底孔，攻螺纹90钻R6圆孔钻R6圆孔100粗铣A上表面粗铣A上表面，以加工过55上表面为基准110半精铣A上表面半精铣A上表面，以加工过55上表面为基准120精铣A上表面精铣A上表面，以加工过55上表面为基准130去毛刺去毛刺140清洗清洗150终检终检工艺方案一和方案二的区别在于方案一先加工端面再加工孔，而方案二是先加工一个基准面后加工孔后再加工端面，违背了先面后孔的原则，并且方案二中无法保证A上表面与孔中心线的垂直度要求；综合考虑确定具体的加工路线如下:10铸造铸造毛坯20热处理时效处理30粗铣55底面粗铣55底面，以55上表面为粗基准40粗铣55上表面粗铣55上表面，以加工过的55底面为基准50半精铣55底面半精铣55底面，以55上表面为基准60半精铣55上表面半精铣55上表面，以加工过的55底面为基准70粗铣A上表面粗铣A上表面，以加工过55上表面为基准80半精铣A上表面半精铣A上表面，以加工过55上表面为基准90精铣A上表面精铣A上表面，以加工过55上表面为基准100钻扩铰32孔钻扩铰32孔110钻扩M8螺纹底孔，攻螺纹钻扩螺纹底孔，攻螺纹120钻R6圆孔钻R6圆孔130去毛刺去毛刺140清洗清洗150终检终检2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定托架零件料为HT250生产类型为大批量生产，采用低压铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 托架的底面由于托架底面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2.5mm比较合适。3、托架的孔毛坯为实体，孔的精度要求为IT8，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm2.5 确定切削用量及基本工时 工序30：粗铣55底面1.选择刀具1)根据切削用量简明手册表3.7，选择刀具YG6硬质合金端铣刀根据表3.1切削深度4mm时，端铣刀直径d0为80mm，ae为60mm。铣削宽度为55mm，根据铣削宽度ae90mm，选择d0=80mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数z=10。（表3.16）2.选择切削用量1)决定切削深度ap 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则ap=h=2mm2）决定每齿进给量fz 采用不对称端铣来提高进给量。根据表3.5，当使用YT6，铣床功率为4.5kw（表3.29，X61w立式铣床说明书）时fz=0.140.24mm/z因为采用不对称端铣，故取fz=0.18mm/z3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，由于铣刀直径d0=80mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）4）决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc可根据表3.27中的公式计算，也可由表中直接查出。根据表3.16，当d0=80mm，z=10，ap5mm，fz=0.18mm/z时，Vt=110m/min，nt=439r/min，Vft=492mm/min。各修正系数为：kMv=kMn=kMv=1.0 ksv=ksn=ksv=0.8故Vc=Vt*kv=1101.00.8=88 m/minn=nt*kn=4391.00.8=351.2 r/minVf=Vft*kvt=393.2 mm/min根据X61w型立铣床说明书选择nc=125 r/min，Vfc=65m/min因此每齿进给量为Vc=d0n1000=3.1410080/1000=25.12 m/minfzc=vfcncz=6512510=0.052mm/z5)校检机床功率 根据表3.23Pcc=2.7kw根据X61w立式铣床的说明说，机床主轴允许的功率为4.5kw。满足加工要求。ap=2mm，Vf=65mm，n=125r/mim，Vc=88m/min，fz=0.052mm/z6)计算基本工时tm=LVt=（55+18）/65=1.12min辅助时间：查机械制造技术基础课程设计关于铣床时间定额表得T=0.45min工序40：粗铣55上表面加工计算过程与工序30相同。工序50：半精铣55底面1.选择刀具1)根据切削用量简明手册表3.7，选择刀具YG6硬质合金端铣刀根据表3.1切削深度4mm时，端铣刀直径d0为80mm，ae为60mm。铣削宽度为55mm，根据铣削宽度ae90mm，选择d0=80mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数z=10。（表3.16）2.选择切削用量1)决定切削深度ap 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则ap=h=0.5mm2）决定每齿进给量fz 采用不对称端铣来提高进给量。根据表3.5，当使用YT6，铣床功率为4.5kw（表3.29，X61w立式铣床说明书）时fz=0.140.24mm/z因为采用不对称端铣，故取fz=0.18mm/z3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，由于铣刀直径d0=80mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）4）决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc可根据表3.27中的公式计算，也可由表中直接查出。根据表3.16，当d0=80mm，z=10，ap5mm，fz=0.18mm/z时，Vt=124m/min，nt=494r/min，Vft=395mm/min。各修正系数为：kMv=kMn=kMv=1.0 ksv=ksn=ksv=0.8故Vc=Vt*kv=1241.00.8=99.2m/minn=nt*kn=4941.00.8=395.2 r/minVf=Vft*kvt=316mm/min根据X61w型立铣床说明书选择nc=300 r/min，Vfc=300mm/min因此每齿进给量为Vc=d0n1000=3.1430080/1000=75.36 m/minfzc=vfcncz=30012510=0.24mm/z5)校检机床功率 根据表3.23Pcc=2.7kw根据X61w立式铣床的说明说，机床主轴允许的功率为4.5kw。满足加工要求。ap=0.5mm，Vf=205mm/min，n=300r/mim，Vc=99.2m/min，fz=0.24mm/z6)计算基本工时tm=LVt=（55+18）/205=0.36min辅助时间：查机械制造技术基础课程设计关于铣床时间定额表得T=0.45min工序60：半精铣55上表面加工计算过程与工序50相同.工序70：粗铣A上表面1.选择刀具1)根据切削用量简明手册表3.7，选择刀具YG6硬质合金端铣刀根据表3.1切削深度4mm时，端铣刀直径d0为80mm，ae为60mm。铣削宽度为114mm，根据铣削宽度ae80mm，选择d0=80mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数z=10。（表3.16）2.选择切削用量1)决定切削深度ap 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则ap=h=2mm2）决定每齿进给量fz 采用不对称端铣来提高进给量。根据表3.5，当使用YT6，铣床功率为4.5kw（表3.29，X61w立式铣床说明书）时fz=0.140.24mm/z因为采用不对称端铣，故取fz=0.18mm/z3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，由于铣刀直径d0=80mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）4）决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc可根据表3.27中的公式计算，也可由表中直接查出。根据表3.16，当d0=80mm，z=10，ap5mm，fz=0.18mm/z时，Vt=110m/min，nt=439r/min，Vft=492mm/min。各修正系数为：kMv=kMn=kMv=1.0 ksv=ksn=ksv=0.8故Vc=Vt*kv=1101.00.8=88 m/minn=nt*kn=4391.00.8=351.2 r/minVf=Vft*kvt=393.2 mm/min根据X61w型立铣床说明书选择nc=125 r/min，Vfc=65m/min因此每齿进给量为Vc=d0n1000=3.1410080/1000=25.12 m/minfzc=vfcncz=6512510=0.052mm/z5)校检机床功率 根据表3.23Pcc=2.7kw根据X61w立式铣床的说明说，机床主轴允许的功率为4.5kw。满足加工要求。ap=2mm，Vf=65mm/min，n=125r/min，Vc=88m/min，fz=0.052mm/z6)计算基本工时tm=LVt=（114+18）/65=2.0min辅助时间：查机械制造技术基础课程设计关于铣床时间定额表得T=0.51min工序80：半精铣A面1.选择刀具1)根据切削用量简明手册表3.7，选择刀具YG6硬质合金端铣刀根据表3.1切削深度4mm时，端铣刀直径d0为80mm，ae为60mm。铣削宽度为50mm，根据铣削宽度ae90mm，选择d0=80mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数z=10。（表3.16）2.选择切削用量1)决定切削深度ap 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则ap=h=1mm2）决定每齿进给量fz 采用不对称端铣来提高进给量。根据表3.5，当使用YT6，铣床功率为4.5kw（表3.29，X61w立式铣床说明书）时fz=0.140.24mm/z因为采用不对称端铣，故取fz=0.18mm/z3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，由于铣刀直径d0=80mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）4）决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc可根据表3.27中的公式计算，也可由表中直接查出。根据表3.16，当d0=80mm，z=10，ap5mm，fz=0.18mm/z时，Vt=124m/min，nt=494r/min，Vft=395mm/min。各修正系数为：kMv=kMn=kMv=1.0 ksv=ksn=ksv=0.8故Vc=Vt*kv=1241.00.8=99.2m/minn=nt*kn=4941.00.8=395.2 r/minVf=Vft*kvt=316mm/min根据X61w型立铣床说明书选择nc=300 r/min，Vfc=300mm/min因此每齿进给量为Vc=d0n1000=3.1430080/1000=75.36 m/minfzc=vfcncz=30012510=0.24mm/z5)校检机床功率 根据表3.23Pcc=2.7kw根据X61w立式铣床的说明说，机床主轴允许的功率为4.5kw。满足加工要求。ap=0.5mm，Vf=205mm/min，n=300r/mim，Vc=99.2m/min，fz=0.24mm/z6)计算基本工时tm=LVt=（114+18）/205=0.64min工序90：精铣A表面1.选择刀具1)根据切削用量简明手册表3.7，选择刀具YG6硬质合金端铣刀根据表3.1切削深度4mm时，端铣刀直径d0为80mm，ae为60mm。铣削宽度为50mm，根据铣削宽度ae90mm，选择d0=80mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数z=10。（表3.16）2.选择切削用量1)决定切削深度ap 由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则ap=h=0.1mm2）决定每齿进给量fz 采用不对称端铣来提高进给量。根据表3.5，当使用YT6，铣床功率为4.5kw（表3.29，X61w立式铣床说明书）时fz=0.140.24mm/z因为采用不对称端铣，故取fz=0.18mm/z3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，由于铣刀直径d0=80mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）4）决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc可根据表3.27中的公式计算，也可由表中直接查出。根据表3.16，当d0=80mm，z=10，ap5mm，fz=0.24mm/z时，Vt=124m/min，nt=494r/min，Vft=395mm/min。各修正系数为：kMv=kMn=kMv=1.0 ksv=ksn=ksv=0.8故Vc=Vt*kv=1241.00.8=99.2m/minn=nt*kn=4941.00.8=395.2 r/minVf=Vft*kvt=316mm/min根据X61w型立铣床说明书选择nc=300 r/min，Vfc=300mm/min因此每齿进给量为Vc=d0n1000=3.1430080/1000=75.36 m/minfzc=vfcncz=30012510=0.24mm/z5)校检机床功率 根据表3.23Pcc=2.7kw根据X61w立式铣床的说明说，机床主轴允许的功率为4.5kw。满足加工要求。 ap=0.1mm，Vf=205mm/min，n=300r/mim，Vc=99.2m/min，fz=0.24mm/z6)计算基本工时tm=LVt=（114+18）/205=0.64min工序100：钻32孔根据工件尺寸选择Z525钻床1 选择钻头选择硬质合金锥柄麻花钻，其直径为32mm2.选择切削用量1）决定进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量简明手册表2.7，当加工要求为H8精度，铸铁的强度300MPa，d0=32mm时，f=0.70.8由于l/d=60/32=1.875，故应乘孔深修正系数klf=1.0，则f=（0.70.8）1.0=0.70.8mm/r2）按钻头强度决定进给量：根据切削用量简明手册表2.8当b=250MPa，d0=35mm，钻头强度允许的进给量f=3mm/r3）按机床进给机构强度决定进给量：根据表2.9当b=250MPa，d0=35mm，机床进给机构允许的轴向力为9800N时，进给量为0.53mm/r。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f=0.70.8mm/r。根据钻床Z550说明书，选择f=0.28。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。由切削用量简明手册表2.19查出钻孔时的轴向力，当f=0.28mm/r，d036mm时，轴向力Ff=5100N。轴向力的修正系数均为1.2，故Ff=6120N。根据Z550钻床说明说，机床进给机构允许的强度允许的最大轴向力Fmax=24250N，FfFmax，故f=0.28可用。决定钻头磨钝标准及寿命 根据切削用量手册表2.12，当d0=32mm时，钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命T=45min。由切削用量简明手册表2.13，当加工性为第五类，f=0.28mm/r，d0=32mm，vt=20m/min切削速度的修正系数为：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.7，ktv=1.0故v=vtkv=201.01.00.71.0=14m/minn=1000vd0=100014/3.1435=127r/min根据钻床Z550说明书，选择nc=89r/minf=0.28mm/r，n=125r/min，vc=20m/min，ncf=1250.28=35mm/min。计算工时Tm=Lnf=（60+12）/（890.28）=3min辅助时间：查机械制造技术基础课程设计关于钻时间定额表得T=0.48min工序110：钻M8螺纹底孔机床：Z525 立式钻床1 钻孔：6mm 选6mm高速钢锥柄麻花钻（钻削工艺表3.1）由切削用量简明手册表2.7和钻削工艺表4.216查得（切削用量简明手册表2.15）按机床选取基本工时： min攻螺纹M8mm：选择M8mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即按机床选取基本工时：辅助时间：查机械制造技术基础课程设计关于钻时间定额表得T=0.43min工序120：钻R6圆孔选择Z525钻床选择钻头：选择硬质合金锥柄麻花钻，其直径12mm按加工要求决定进给量：根据切削用量简明手册表2.7，当加工要求为H12H13精度，铸铁的强度300MPa，d0=6mm时，f=0.310.39由于l/d=10/12=1，故应乘孔深修正系数klf=1.0，则f=（0.310.39）1.0=0.310.39mm/r根据钻床Z525说明书，选择f=0.36mm/r。由切削用量简明手册表2.13，当加工性为第五类，f=0.28mm/r，d0=12mm，vt=13m/min切削速度的修正系数为：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.7，ktv=1.0故v=vtkv=131.01.00.71.0=9.1m/minn=1000vd0=10009.1/3.1412=240r/min根据钻床Z550说明书，选择nc=195r/minf=0.36mm/r，n=195r/min，vc=13m/min。ncf=1950.36=70.2mm/min计算工时Tm=Lnf=（10+7）/（1950.36）=0.24min辅助时间：查机械制造技术基础课程设计关于钻时间定额表得T=0.43min三铣30X50端面夹具设计三、铣30X50端面夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计铣30x50的上端面这道工序，本夹具采用内孔定位，压板手动压紧结构。这种结构操作简单，装卸方便，非常适合大批量生产。3.1问题提出本夹具主要用来铣30x50面，因为本面是油孔没有什么特殊的要求，因此主要考虑提高生产率上.（二）夹具设计切削力和夹紧力计算(1)刀具：采用高速钢端面铣刀机床： X51 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=8mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.2定位误差分析由于用定位销和端面定位的，设计基准和定位基准重合，定位误差极小，又因为孔自身没有什么定位精度，因此定位可以不予考虑，主要考虑提高生产效率上。不必考虑定位误差，只需保证夹具的心 轴的制造精度和安装精度。3.3夹具设计及操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.此夹具手动压板夹紧，操作简单快速。本夹具总体的感觉是操作比较简单，结构比较紧凑，效率大大提高。四、钻32孔夹具设计四、钻32孔夹具设计 为了提高生产率，保证质量。本夹具将用在z550钻床。刀具是高速钢钻头。4.1问题提出本夹具主要用来钻32孔。这两个孔与上下端面有着垂直度的要求，设计夹具时，要求保证垂直度要求。4.2夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具的定位是底面（限制3个自由度），左边采用一个支撑钉限制1个自由度，左侧面限制2个自由度，35孔的底部端面采用浮动支撑。4.3切削力及夹紧力的计算刀具：钻头32。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。最该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 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=11。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定位误差的分析为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得：定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。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+0.0203034203645222635+0.033+0.01739263042462545563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。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
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