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K119 张紧轮 支架 机械 加工 工艺 规程 铣削 18 孔凸台 夹具 设计 图纸 文档 大批量 生产

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K119-张紧轮支架机械加工工艺规程及铣削φ18孔凸台夹具设计带图纸文档大批量生产,K119,张紧轮,支架,机械,加工,工艺,规程,铣削,18,孔凸台,夹具,设计,图纸,文档,大批量,生产

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机 械 加 工 工 艺 过 程 卡产品型号零件图号产品名称张紧轮支架零件名称张紧轮支架共 页第 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数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10铸造通过铸造的方式获得毛坯检目测20时效时效处理30粗铣粗铣顶部平面机加工铣床X52K铣床夹具 专用夹具，面铣刀40粗铣粗铣、平面机加工铣床X52K铣床夹具 专用夹具，铣刀50半精铣半精铣顶部平面机加工铣床X52K铣床夹具 专用夹具，面铣刀60粗铣粗铣两支脚底面机加工铣床X52K铣床夹具 专用夹具，铣刀70半精铣半精铣两支脚底面机加工铣床X52K铣床夹具 专用夹具，面铣刀80钻扩铰钻扩铰2-13孔机加工钻床Z525钻床夹具 专用夹具，钻头，铰刀90粗铣粗铣操纵杆支架R16腰形孔，留1mm加工余量机加工铣床X52K铣床夹具 专用夹具，立铣刀10100半精铣半精铣操纵杆支架R16腰形孔，达到尺寸公差要求机加工铣床X52K铣床夹具 专用夹具，立铣刀10110铣铣削侧面 18孔凸台机加工铣床X52K铣床夹具 专用夹具，面铣刀120钻扩铰钻扩铰18孔机加工钻床Z525钻床夹具 专用夹具，钻头，铰刀130钳钳工去毛刺140检验检验是否合格 检查游标卡尺设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）校对（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期XX 大学 设计说明书张紧轮支架加工工艺及夹具设计说明书II目 录1 绪 论.12 张紧轮支架的分析.22.1 张紧轮支架的工艺分析 .22.2 张紧轮支架的工艺要求 .23 工艺规程设计.43.1 加工工艺过程.43.2 确定各表面加工方案 .43.2.1 影响加工方法的因素.43.2.2 加工方案的选择.53.3 确定定位基准.53.2.1 粗基准的选择.53.2.1 精基准选择的原则.53.4 工艺路线的拟订 .63.4.1 工序的合理组合.63.4.2 工序的集中与分散.73.4.3 加工阶段的划分.73.5 张紧轮支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .83.5.1 毛坯的结构工艺要求.83.5.2 张紧轮支架的偏差计算.93.4.4 加工工艺路线方案的比较.93.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） .114 钻 18 孔夹具设计.194.1 定位基准的选择 .194.2 定位元件的设计.194.3 定位误差分析.204.4 钻削力与夹紧力的计算.204.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.224.6 夹紧装置的设计.234.7 夹具设计及操作的简要说明.24总 结.25参考文献.26致谢.2711绪 论机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。而本次对于张紧轮支架加工工艺及夹具设计的主要任务是：完成张紧轮支架零件加工工艺规程的制定22 张紧轮支架的分析2.1 张紧轮支架的工艺分析张紧轮支架是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。张紧轮支架的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，张紧轮6 . 1Ra支架底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。2.2 张紧轮支架的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。3图 2.1 张紧轮支架零件图该加工加工表面：平面加工包括张紧轮支架底面、支架底面反面台阶面；两支脚的两个端面。孔系加工包括 13 孔；腰形孔。以平面为主有： 张紧轮支架底面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是；6 . 1Ra 两支脚端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是。6 . 1Ra 孔系加工有： 13 孔的钻、铰孔加工，其表面粗糙度为；6.3Ra 腰形孔铣加工，其表面粗糙度要求；1.6Ra 张紧轮支架毛坯的选择铸造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。13mm因其年产量是（自己填写）件，由3表 2.13 可知是小批量生产。上面主要是对张紧轮支架零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。43 工艺规程设计3.1 加工工艺过程由以上分析可知，该张紧轮支架零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。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，对于张紧轮支架来说，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以及槽的各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知：张紧轮支架的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。3.2 确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计张紧轮支架的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和槽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，应选择价格较底的机床。3.2.1 影响加工方法的因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为 IT6，表面粗糙度为 Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。53.2.2 加工方案的选择 由参考文献3表 2.112 可以确定，平面的加工方案为：粗铣精铣（） ，粗糙度为6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。79ITIT:aR 由参考文献3表 2.111 确定，13 孔的表面粗糙度要求为 6.3，则选择孔的加方案序为：钻铰。腰形孔铣加工加工方法3.3 确定定位基准3.2.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求： 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。 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。 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。 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。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证张紧轮支架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从张紧轮支架零件图分析可知，主要是选择加工张紧轮支架底面的装夹定位面为其加工粗基准。3.2.1 精基准选择的原则 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。6 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证张紧轮支架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，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。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。3.4 工艺路线的拟订对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。张紧轮支架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工张紧轮支架底面大头孔上平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。3.4.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。7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8090 c: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。mg2003.4.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 工序集中的特点工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。3.4.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 IT11IT12。粗糙度为 Ra80100m。 半精加工阶段8半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9IT10。表面粗糙度为 Ra101.25m。 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为 IT6IT7，表面粗糙度为 Ra101.25m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小孔之类的粗加工。3.5 张紧轮支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定张紧轮支架的铸造采用的是制造，其材料是 HT200，生产类型为小批量生产，3.5.1 毛坯的结构工艺要求张紧轮支架为铸造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求： 由于铸造件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。 为了使金属容易充满模膛和减少工序，铸造件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免铸造件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。 铸造件的结构中应避免深孔或多孔结构。 铸造件的整体结构应力求简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类9形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。3.5.2 张紧轮支架的偏差计算毛坯余量参考相关标准，端面加工的都留 3mm 的余量，小孔不铸造3.4.4 加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订二个加工工艺路线方案。4.5.1 工艺路线方案一10通过铸造的方式获得毛坯20时效处理30粗铣顶部平面40粗铣、平面03. 0035102850半精铣顶部平面60粗铣两支脚底面70半精铣两支脚底面1080钻扩铰 2-13 孔90粗铣操纵杆支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量100半精铣操纵杆支架 R16 腰形孔，达到尺寸公差要求110铣削侧面 18 孔凸台120钻扩铰18 孔130钳工去毛刺140检验是否合格 4.5.2 工艺路线方案二10通过铸造的方式获得毛坯20时效处理30粗铣顶部平面40粗铣、平面03. 0035102850半精铣顶部平面60粗铣两支脚底面70半精铣两支脚底面80粗铣操纵杆支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量90半精铣操纵杆支架 R16 腰形孔，达到尺寸公差要求100铣削侧面 18 孔凸台110钻扩铰 2-13 孔120钻扩铰18 孔130钳工去毛刺140检验是否合格 因2-13 孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，端面上放后面加工。初步拟订加工路线方案一。方案一遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如车上端面，因11工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难； 通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。10通过铸造的方式获得毛坯20时效处理30粗铣顶部平面40粗铣、平面03. 0035102850半精铣顶部平面60粗铣两支脚底面70半精铣两支脚底面80钻扩铰 2-13 孔90粗铣操纵杆支架 R16 腰形孔，留 1mm 加工余量100半精铣操纵杆支架 R16 腰形孔，达到尺寸公差要求110铣削侧面 18 孔凸台120钻扩铰18 孔130钳工去毛刺140检验是否合格 3.63.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）确定切削用量及基本工时（机动时间）工序 30：粗铣顶部平面机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap3每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/18. 0VsmV/2 . 1机床主轴转速：n， 式（1.1）min/97.3636314. 3602 . 1100010000rdVnmin/370rn 实际铣削速度： 式（1.2）VsmndV/22. 16010003706314. 31000012进给量： 式（1.3）fVsmmZnaVff/66. 660/370618. 0工作台每分进给量： mfmin/6 .399/66. 6mmsmmVffm：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：1l 式（1.4）) 31 ()(5 . 0221aDDlmm98.24)31 ()606363(5 . 022取mml251刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 式（1.5）1jtmin26. 06 .39922576211mjflllt工序 40：粗铣、平面03. 00351028机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap3每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/18. 0VsmV/2 . 1机床主轴转速：n， 式（1.1）min/97.3636314. 3602 . 1100010000rdVnmin/370rn 实际铣削速度： 式（1.2）VsmndV/22. 16010003706314. 310000进给量： 式（1.3）fVsmmZnaVff/66. 660/370618. 0工作台每分进给量： mfmin/6 .399/66. 6mmsmmVffm：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,amma6013被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：1l 式（1.4）) 31 ()(5 . 0221aDDlmm98.24)31 ()606363(5 . 022取mml251刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 式（1.5）1jtmin26. 06 .39922576211mjflllt工序 50：半精铣顶部平面机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap5 . 1每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/15. 0VsmV/5 . 1机床主轴转速，由式（1.1）有：n， min/96.4546314. 3605 . 1100010000rdVnmin/460rn 实际铣削速度，由式（1.2）有：VsmndV/52. 16010004606314. 310000进给量，由式（1.3）有：fVsmmZnaVff/9 . 660/460615. 0工作台每分进给量： mfmin/414/9mmsmmVffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：精铣时1lmmDl631刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1。14机动时间，由式（1.5）有：2jtmin33. 041426376212mjflllt本工序机动时间min59. 033. 026. 021jjjttt工序 60：粗铣两支脚底面机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap3每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/18. 0VsmV/2 . 1机床主轴转速：n， 式（1.1）min/97.3636314. 3602 . 1100010000rdVnmin/370rn 实际铣削速度： 式（1.2）VsmndV/22. 16010003706314. 310000进给量： 式（1.3）fVsmmZnaVff/66. 660/370618. 0工作台每分进给量： mfmin/6 .399/66. 6mmsmmVffm：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：1l 式（1.4）) 31 ()(5 . 0221aDDlmm98.24)31 ()606363(5 . 022取mml251刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间： 式（1.5）1jtmin26. 06 .39922576211mjflllt工序 70：半精铣两支脚底面15机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap5 . 1每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/15. 0VsmV/5 . 1机床主轴转速，由式（1.1）有：n， min/96.4546314. 3605 . 1100010000rdVnmin/460rn 实际铣削速度，由式（1.2）有：VsmndV/52. 16010004606314. 310000进给量，由式（1.3）有：fVsmmZnaVff/9 . 660/460615. 0工作台每分进给量： mfmin/414/9mmsmmVffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：精铣时1lmmDl631刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1。机动时间，由式（1.5）有：2jtmin33. 041426376212mjflllt本工序机动时间min59. 033. 026. 021jjjttt工序 80： 钻扩铰 2-13 孔机床：Z525 刀具：硬质合金锥柄麻花钻头。型号：E211 和 E101 带导柱直柄平底锪钻（GB4260-84） 公制/莫式 4 号锥直柄铰刀 刀具材料：VCrW418切削深度：pa6.5pamm进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-52，取frmmf/33. 016切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-53，取VsmV/36. 0机床主轴转速，由式（1.1）有：n，取100010000.3660687.9 / min3.14 13vnrdmin/700rn 实际切削速度，由式（1.2）有：V03.149.5 7000.36/1000100060d nVm s 被切削层长度 ：lmml60刀具切入长度：1l 式（1.8）mmmmctgctgkDlr58 . 42120210)21 (21刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： 式（1.9）2jtmin87. 070033. 03454676718182fnLtj工序 90、100：粗铣、半精铣操纵杆支架 R16 腰形孔，达到尺寸公差要求机床：铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap5 . 1每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/15. 0VsmV/5 . 1机床主轴转速，由式（1.1）有：n， min/96.4546314. 3605 . 1100010000rdVnmin/460rn 实际铣削速度，由式（1.2）有：VsmndV/52. 16010004606314. 310000进给量，由式（1.3）有：fVsmmZnaVff/9 . 660/460615. 0工作台每分进给量： mfmin/414/9mmsmmVffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：精铣时1lmmDl631刀具切出长度：取2lmml2217走刀次数为 1。机动时间，由式（1.5）有：2jtmin33. 041426376212mjflllt本工序机动时间min59. 033. 026. 021jjjttt 工序 110：铣削侧面 18 孔凸台机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mmD636Z铣削深度：pammap5 . 1每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取Zmmaf/15. 0VsmV/5 . 1机床主轴转速，由式（1.1）有：n， min/96.4546314. 3605 . 1100010000rdVnmin/460rn 实际铣削速度，由式（1.2）有：VsmndV/52. 16010004606314. 310000进给量，由式（1.3）有：fVsmmZnaVff/9 . 660/460615. 0工作台每分进给量： mfmin/414/9mmsmmVffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76刀具切入长度：精铣时1lmmDl631刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1。机动时间，由式（1.5）有：2jtmin33. 041426376212mjflllt本工序机动时间min59. 033. 026. 021jjjttt工序 120 钻扩铰18 孔18工件材料为 HT200，硬度 200HBS。孔的直径为 18mm，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1.6aRm孔15mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔17.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔18mm 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f0.47 0.57/fmm r表于孔深度比，故。0/30/221.36l d 0.9lfk (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r表查 Z525 立式钻床说明书，取。0.43/fmm r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1.75/fmm r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max15690FN。1.8/fmm r由于所选进给量远小于及，故所选可用。ffff2）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vmP法得：，17/minvm表4732FN表，51.69TN M表1.25mPkW表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0.88Mvk0.75lvk 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/ min162 / min15vmmnrdmm:查 Z525 机床说明书，取。实际切削速度为：195 /minnr015195 / min14/ min10001000d nmmrvm由表 28-5，故1.06MFMTkk47321.065016()FNN51.691.0654.8TN mN m3）校验机床功率 切削功率为mP/)mMMmPPn n k表（1.25(195/246) 1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即，015dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm19相应地，5016FN54.8TN m1.05mPkW（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，f。根据 Z525 机床说明书，取f:表（0. 70. 8）m m / r0. 7=0. 490. 56m m / r=0.57mm/r。f2）确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33，取。修正系数：vn25/minvm表，0.88mvk1.02pa vk故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm表01000/)nvd表（ 1000 11.22/ min/(17.7)286 / minmmmmr查机床说明书，取。实际切削速度为275 /minnr3010vd n 317.7275 / min 1021.3/ minmmrm（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，f1.3 2.6fmm表进给量取小植。查 Z525 说明书，取。1.6/fmm r2）确定切削速度 及 由参考文献7表 28-39，取。由vn8.2/minvm表参考文献7表 28-3，得修正系数，0.88Mvk0.99pa vk(1.2)pRpaa故 8.2/min 0.88 0.997.14/minvmm表01000/()nvd表1000 7.14(/min)/(25)91.5 /minmmmr查 Z525 说明书，取，实际铰孔速度100 /minnr3010vd n 325100 /min 107.8/minmmrm（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：，015dmm0.43/fmm r195 /minnr14/minvm扩孔：，017.7dmm0.57/fmm r275 /minnr21.3/minvm20铰孔：，018dmm1.6/fmm r100 /minnr7.8/minvm4 铣削 18 孔凸台夹具设计4.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工铣削 18 孔凸台夹具设计，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承钉 常用支承钉的结构形式如图4-1所示。平头支承钉（图 a）用于支承精基准面；球头支承钉（图 b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图 c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图4-1 常用支承钉的结构形式2支承板 常用的支承板结构形式如图6-2所示。平面型支承板（图 a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图 b） ，在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块21支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2 常用支承板的结构形式3可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。(二) 工件以孔定位常用定位元件1定位销 图4-2是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图 c 所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图 d）限制三个自由度。图4-2 固定式定位销的结构形式4.2 定位、夹紧方案的选择在加工钻 18 孔工序时，2-13 通孔端面已经加工到要求尺寸。因此选用和2-13孔及端面的作为定位基准。选择2-13 通孔孔限制了工件的 2 个自由度，选择底面定位时，限制了 3 个自由度。即一面 2 销定位。工件以一面 2 销定位时，夹具上的定位元件是：一面 2 销。夹紧装置采用移动的 A 型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。根据参考文献11移动压板（GB2175-80） ，其结构如图 4.17 所示。图 移动压板22主要结构尺寸参数如表所示表LBbl1lKHh1hm1203011365081641.5124.3 切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢圆柱端铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 00150010 顶刃0n 侧刃60010 15 30rK 20.5Lmm22Z 0.08/famm zmmap0 . 2由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式： 0.90.801.11.10.12335pzFafDB zn有：0.900.801.11.10.12335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN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： FKWK安全系数 K 可按下式计算： 6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121 可知其公式参数：60 KK 1234561.0,1.0,1.0,1.3,1.0,1.0.KKKKKK由此可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 836.24 1.561304.53()KWK FN 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：FKWK安全系数 K 可按下式计算有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 23所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN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：Nm93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCM4.4 误差分析与计算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。gwj与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：j MjjjWDADZWj由参考文献5可得：销的定位误差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn cos0.0028j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0850.3jwmmmm 4. 5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的24送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据 GB220780 定向键结构如图所示：o 图 4.3 夹具体槽形与螺钉根据 T 形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表 5.4：表 4.4 定向键夹具体槽形尺寸 B2B公称尺寸允差 d允差4dL公称尺寸允差 D180.0120.0352512124.518+0.019对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图 4.5 所示： 25 标记四周倒圆 图 4.5 平塞尺塞尺尺寸参数如表 4.1：表 4.1 塞尺公称尺寸 H允差 dC30.0060.25上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.6 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。26（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