传动轴突缘叉加工工艺及钻4-M8孔夹具设计【版本2】
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- 内容简介：
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称传动轴突缘叉零件名称传动轴突缘叉共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号钻孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z4120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1安装2钻4-M8螺纹孔专用夹具、麻花钻头、游标卡尺681.4150.272110.41.343 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）0大学机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称传动轴突缘叉零件名称传动轴突缘叉共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸铁毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号工 名序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备备注1铸造铸造，清理2热处理时效3铣粗,精铣底平面X62W游标卡尺、硬质合金铣刀4铣粗,精铣95端上顶面X62W游标卡尺、硬质合金铣刀5铣粗,精铣39孔端两平面X62W游标卡尺、硬质合金铣刀6铣铣三角槽X62W游标卡尺、硬质合金铣刀7钻钻孔,攻丝4M按装孔Z4012专用夹具、7钻头、M8丝攻8钻钻416孔Z4012专用夹具、16钻头9镗粗镗、精镗侧面39内孔T618游标卡尺、开式自锁夹紧镗刀10去毛刺去各部分锐边毛刺钳工台平板锉11终检终检检验台上1213141516 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1机械制造技术课程设计说明书设计题目： 传动轴突缘叉（CA10B 解放牌汽车） 零件的机械加工工艺规程及夹具设计0目目 录录1. 绪论.22、零件的分析.22.1 零件的作用.22.2 零件的工艺分析.23、工艺规程设计.33.1 确定毛坯的制造形式.33.2 基面的选择.33.3 制定工艺路线.33.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.53.5 确定切削用量及基本工时.74、专用夹具设计.174.1 问题的指出.174.2 定位基准的选择.184.3 夹具方案的设计.184.4.切削力和夹紧力计算.194.5 夹紧力的计算.194.6 定位误差分析.204.7 零、部件的设计与选用.214.7.1 定位销选用.214.7.2 钻套、衬套设计与选用.214.8 确定夹具体结构尺寸和总体结构.22总结.25参考文献.26 101. 绪论机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。02、零件的分析 2.1 零件的作用题目所给的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的突缘叉，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，使汽车获得前进的动力。零件的两个叉头部位上有两个 39的孔，用以与轴与十字轴相连，起联轴节的作用。027. 0010. 0 2.2 零件的工艺分析CA10B 传动轴上的突缘叉共有两处加工表面，其间有一定位置要求，分述如下：1. 以 39为中心的加工表面027. 0010. 0这一组加工表面包括：39的孔及其倒角，尺寸为 118 的与两个孔027. 0010. 039相垂直的平面，还有在平面上的两个 M8 螺孔。其中，主要加中表面为027. 0010. 039的两个孔。 027. 0010. 0 2. 以 95 为中心的止口表面这一组加工表面包括：95止口外圆环表面，及其上下两个端面。0107. 0这两组表面有一定的位置度要求：39两孔的同圆度公差为 0.01；027. 0010. 039两孔端面与 39两孔中心联线的垂直度公差为 0.1；027. 0010. 0027. 0010. 039两孔中心联线与 95止口端面的平行度公差为 0.2；027. 0010. 00107. 039两孔端面与 95止口端面基准中心的对称度为 0.15.027. 0010. 00107. 0 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。1 3、工艺规程设计 3.13.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式零件材料为 45 钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反行驶，零件在汽车行驶过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为 5000 件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这有利提高生产率、保证加工精度。 3.23.2 基面的选择基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。321 粗基准的选择。根据保证加工表面加工余量合理分配的原则，如果要求保证工作某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准，现选取叉口作为粗基准，利用一圆环支承这两个叉耳作主要定位面，限制5 个自由度，再以一定位销限制剩下的 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。 322 精基准的选择。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，此处不再重复。 3.33.3 制定工艺路线制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一工序一 粗铣 39mm 两耳孔外端面工序二 粗车 95 止口三个面及其倒角工序三 钻四个孔 12 及其倒角工序四 钻 39mm 两耳孔工序五 扩 39mm 两耳孔及倒角工序六 精车 95 止口三个面及其倒角工序七 精、细镗孔 39 及其倒角 工序八 磨 39 孔上两端面工序九 钻螺纹底孔 4-M8mm2工序十 攻螺纹 4-M8工序十一 去毛刺工序十二 清洗工序十三 终检3.3.2 工艺路线方案二工序一 粗、精车 95 止口三个面及其倒角工序二 粗铣 39mm 两耳孔外端面工序三 钻四个孔 12 及其倒角工序四 钻 4 个 M8 的螺纹孔工序五 攻螺纹 4-M8工序六 钻 39mm 两耳孔工序七 扩 39mm 两耳孔及倒角工序八 精、细镗孔 39 及其倒角工序九 磨 39 耳孔上两端面工序十 去毛刺工序十一 清洗工序十二 终检3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加 39 孔上两端面；而方案二则是先加工 95 止口三个面及其倒角。两比较可以看出，先加工 39 孔上两端面，是以止口平面的内孔及平面为定位的，能够保证工作某重要表面加工余量均匀，保证对称度、平行度要求，且定位及装夹都比较方便。再之，方案二钻螺纹孔在钻 39 孔之前，很容易受到钻大孔时的作用力而变形。综合考虑以上步骤，最后的加工路线确定如下:工序一 粗铣 39 两孔上两端面,以止口平面和 39 两孔外表面定位,选用 X63 卧式铣床加工。工序二 粗车 95 止口三个面及其倒角, 以 39 两孔上两端面及其 V型表面和止口面定位,选用 C620-1 加工。工序三 钻法兰盘四个孔 12， 选用 Z535 立式钻床及专用夹具加工，以止口定位。工序四 钻孔 39，以止口定位，选用选用 Z535 立式钻床及专用夹具加工。工序五 扩孔 39 及其倒角，以止口定位，选用选用 Z535 立式钻床及专用夹具加工。工序六 精车 95 止口三个面，以 39 两孔及其外端面定位,选用C620-1 加工。3工序七 精、细镗孔 39 及其倒角，以止口定位，选用 T716A 型卧式金刚镗床及专用夹具加工。工序八 磨 39mm 两耳孔外端面。工序九 钻叉部 4 个 M8 的螺纹底孔并倒角，选用 Z535 立式钻床及专用夹具加工，以止口定位。工序十 攻螺纹 4-M8。工序十一 去毛刺。工序十二 清洗。工序十三 终检。3.43.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA10B 解放牌汽车传动轴突缘叉” ，零件材料为 45 钢，硬度163196HB，毛坯重量约为 2.5kg,生产类型大批量，模锻毛坯。据以上原始数据及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.95mm 止口平面的加工余量及公差(1) 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-10 中公式知,估算得锻件复杂系数 S2,且零件表面粗糙度 Ra 为 6.3,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25，可得止口的加工余量为 1.72.2,现取 Z=2mm。则得 95 端面的加工余量为 Z1=2+（33-31.5）=3.5mm，95 止口台肩的加工余量为 Z2=2+（105-95）/2=7mm，105 端面的加工余量为 Z3=2+（33-29）=5mm，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-14 得其极限偏差为mm.2 . 16 . 0(2) 查机械加工余量手册表 5-25，可得端面精加工余量为 1.6mm(3) 95 止口台肩粗车加工余量为 7-1.6=5.4mm，95 端面粗车加工余量为 3.5mm，105 端面粗车加工余量为 5-1.6=3.4mm。加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度()Ram工序公差95 端面粗车3.5IT1131.5500.22粗车5.4IT1196.6500.2295 止口台肩精车1.6IT8956.30.0544粗车3.4IT1130.6500.22105 端面精车1.6IT7296.30.0542. 两内孔 39 mm (耳孔)027. 0010. 0毛坯为实心，不冲出孔，孔公差为 0.027-（-0.010）=0.037mm，IT=8，两内孔精度要求界于查机械加工余量手册表 5-17，确定工序尺寸及余量为：钻孔：37mm 2Z=12mm扩孔：38.7mm 2Z=1.7mm精镗：38.9mm 2Z=0.2mm细镗：39mm 2Z=0.1mm027. 0010. 0加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度()Ram工序公差钻孔25IT11250.16钻孔12IT1137500.16扩孔1.7IT1038.76.30.10精镗0.2IT838.96.30.06239027. 0010. 0细镗0.1IT7396.30.039 3.39二孔外端面加工余量及公差（20，50 端面） 。027. 0010. 0(1)查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-10 中公式知,估算得锻件复杂系数 S2，材质系数取 M1, 按机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25,则二孔外端面的单边加工余量为 1.7-2.2,现取 Z=2mm.锻件的公差,按机械制造工艺设计简明手册表 2.2-14,锻件偏差为mm.4 . 16 . 0(2)查机械加工余量手册表 5-27，可得磨削余量:单边 Z=0.2,磨削公差0.039mm.(3)铣削余量:铣削的公称余量(单边)为:Z=2.0-0.2=1.8mm铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为 IT11 级，因此可知本工序的加工公差为 0.22mm。5所以 39二孔外端面加工余量及公差如下：027. 0010. 0加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度()Ram工序公差毛坯21222.0粗铣1.8IT11118.46.30.22118mm磨削0.2IT81186.30.039 3.53.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序一：粗铣工序一：粗铣 39mm39mm 两端面两端面 1.加工条件工件材料：45 钢加工要求：粗铣 39mm 两端面，粗糙度为 Ra6.3机床：X62 卧式铣床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.28） 。刀具：镶齿套式铣刀，D=80mm, d=27,L=36mm,齿数为 10（查机械制造工艺设计简明手册表 3.137）2.计算切削用量粗铣 39mm 的端面，最大的加工余量为 2mm,1）进给量：据金属切削速查速算手册表57，0.08mm/z0.15mm/z f现取0.12mm/zf 2）切削速度：确定39.2m/min.(指导教材表 59)v 采用高速钢镶齿铣刀，80mm，齿数为 10。则wd 1000 /=159（r/min）snvwd现采用 X62 卧式铣床，根据机床使用说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.239） ，取 150r/min,故实际切削速度为wn =37.68(m/min)v1000nwdw100015080当150r/min 时，工作台的每分钟进给量应为wnmf6=0.1210150180（mm/min）mfwzznf查（机械制造工艺设计简明手册表 440） ，取=190mm/min,mf3.切削工时： 查机械制造工艺设计简明手册表 6.2-7 知：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，可得出铣刀的行程mm,则机动工时为12021lll t =120/190*=0.63minmmflll21工序二：粗车工序二：粗车 9595 止口三个面及其倒角止口三个面及其倒角1.加工条件：工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。加工要求：粗车 95 止口三个面及其倒角机床：C620-1 卧式车床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.27）刀具：成形车刀（查机械制造工艺设计简明手册表 3.11）刀片材料：W18Cr4V2.计算切削用量 1）背吃刀量:由前面已知毛坯的加工余量为 7mm，所以最大加余量为 8.2mm,粗加工余2 . 16 . 0量为 5.4mm,据指导教程表 5-2,当材料为碳钢时粗车.取mmap105 . 6,一次加工。mmap9 . 52）进给量：据金属切削速查速算手册表 5-29,当材料为碳钢时粗车=0.5-0.7mm/r.取=0.7mm/rff3）切削速度：按金属切削速查速算手册表 5-37,当材料为碳钢时粗车的速度为 60-75m/min,取 v=72m/min.3.确定机床主轴转速：min)/(21810514. 372100014. 31000rdvnwcs4.切削工时：按机械制造工艺设计简明手册表 6.21 知: mm ,02mml 41lmmL5mml537min08. 01978 . 05045231fnlllLtj5.粗车止口的倒角由于对倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀工序三：钻法兰盘四个孔工序三：钻法兰盘四个孔 12mm12mm由于对内孔的表面的精度要求很低，并且根据经济精度要求，所以可采用一次钻孔。1.加工条件：工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。加工要求：钻孔 12，粗糙度为 Ra=50.机床：Z535 机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.214） 。刀具：高速钢麻花钻刀具（查机械制造工艺设计简明手册表 3.15） 。2.计算切削用量1）进给量：根据金属切削速查速算手册表 5-56，当碳钢的强度为为 0.52-b0.70Gpa,12mm 时，0.120.20mm/r。由于本零件在加工 12mm 孔0df时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 (0.120.20)0.75=0.090.15mm/rf根据 Z535 机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.216） ，现取0.11mm/rf2）切削速度：根据指导教程表 522，查得切削速度20mm/min。所以v =530r/minsnwdv100012201000根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.215） ，取530r/min,故实际切削速度为wn =20mm/minv83）计算工时：按机械制造工艺设计简明手册表 6.25 知:12mm 9mm 3mml1l2l=0.41minmtfnlllw2111. 05303912 所以加工 4 个法兰盘孔时间为： T=0.41*4=1.64min工序四：钻工序四：钻 39mm39mm 二耳孔。二耳孔。1.加工条件：工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。加工要求：钻孔 12.机床：Z535 机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.214） 。刀具：莫氏柄麻花钻钻头（查机械制造工艺设计简明手册表 3.16） 。 2.确定进给量：f根据金属切削速查速算手册表 5-31,当钢的硬度800Mpa, b0d=25mm 时=0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的时属于低刚度零件,故进给f量应乘以系数 0.75,则=(0.4-0.6)0.75=0.3-0.45(mm/r)f根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.216,现取=0.28mm/r.f3.切削速度：根据指导教程表 5-22，切削速度为：18-25m/min,取 v=20m/min.所以 min/25410000rdvns根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.215）,取=250r/min,故实际切削速度为:wn =19.6r/min10000nwdv94.切削工时：按机械制造工艺设计简明手册表 6.25 知:l=27mm =17mm =3mm1l2l Tm1=0.56minfnlllw21以上为钻一个孔时的机动时间.故本工序的机动时间为Tm=2Tm1=2*0.6=1.2min工序五：扩工序五：扩 39mm39mm 二耳孔及倒角。二耳孔及倒角。一. 扩 39mm 二耳孔1.加工条件：工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。加工要求：扩孔 12.机床：Z535 机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.214） 。刀具：套式扩孔钻（查机械制造工艺设计简明手册表 3.110） 。 2 .确定进给量 f：根据金属切削速查速算手册表 5-31,当材料为碳钢 =37mm 时可得0d=0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的时属于低刚度零件,故进给量应乘以系f数 0.75,则=(0.9-1.2)0.75=0.675-0.9(mm/r)f根据机床说明书机械制造工艺设计简明手册表 4.216,现取=0.9mm/r.f3 .切削速度：根据指导教程表 5-24，切削速度为：v=56m/min.所以 min/4823714. 356100010000rdvns根据机床说明书机械制造工艺设计简明手册表 4.215,取=500r/min,故实际切削速度为:wn =58.09r/min10005003714. 310000wndv104.切削工时：按机械制造工艺设计简明手册表 6.25 知:=19mm =9mm =3mm l1l2l =0.07min1mt9 . 0500391921fnlllw以上为钻一个孔时的机动时间.故本工序的机动时间为 Tm=2Tm1=2*0.07=0.14min二.倒角 2双面045采用锪钻。090为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔时相同： n=482r/min工序六工序六 : :精车精车 9595 止口三个面止口三个面1.加工条件 加工要求：精车 95 止口三个面工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。 机床：C620-1 卧式车床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.214）刀具：硬质合金车刀（查机械制造工艺设计简明手册表 3.11）刀片材料：W18Cr4V2.计算切削用量1）背吃刀量:由前面已知：精加工余量为 1.6mm,据指导mmap23 . 0教程表 5-2,当材料为碳钢时精车.取,mmap4 . 02）进给量：据指导教程表 5-2,当材料为碳钢时粗车=0.1-0.3mm/r.f取=0.2mm/rf3）切削速度：按指导教程表 5-2,当材料为碳钢时粗车的速度为 60-75m/min,取 v=120 m/min3.确定机床主轴转速min)/(36410514. 3120100014. 31000rdvnwcs4.切削工时，按机械制造工艺设计简明手册表 6.21 知:11 mm ,102mml 41lmmL24mml53min08. 03648 . 051042421fnlllLtj工序七：精、细镗工序七：精、细镗 39mm39mm 二孔及其倒角二孔及其倒角一.精镗 39mm 二孔及其倒角1.加工条件：工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。加工要求：精镗 39mm 二孔.机床：T716A 镗床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.225） 。刀具：YT30 镗刀（查机械制造工艺设计简明手册表 3.120） 。2.背吃刀量：精镗孔至 38.9mm,单边余量 Z=0.1mm,一次镗去全部余量, .1 . 0 mmap3.进给量: 由 机械制造工艺设计简明手册表 4.45 查知： 取=0.1mm/rf4.切削速度：根据机械制造工艺设计简明手册表 4.46,确定金刚镗床的切削速度为 v=100m/min,则 min)/(8169 .14. 31001000rnw由于 T716A 金刚镗床主轴转速为无级调速,故以上转速可以作为加工时使用的转速.5.切削工时:按机械制造工艺设计简明手册表 6.21 知:加个一个孔时l=19mm =3mm =5mm =3mm2l3l1l =0.37(min)1mt1 . 081635319321fnllllw所以加工两个孔时的机动时间为 =0.37*2=0.74(min)1mt6.辅助时间tf的计算辅助时间tf与基本时间之间的关系tf=（0.150.2），取1mt1mt12tf=0.17j，则该工序的辅助时间分别为：1mt tf=20.740.2min=0.256min所以总时间为：t=+ tf=0.74+0.256min=1.536min1mt 二.细镗 39mm 二孔及其倒角1.加工条件：工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。加工要求：细镗 39mm 二孔及其倒角.机床：T716A 镗床。刀具：YT30 镗刀。2.细镗孔至 39mm.由于细镗与精镗孔共享一个镗杆,利用金刚镗床同027. 0010. 0时对工件精、细镗孔，故切削用量及加工时均与精镗相同 mmap05. 0 rmmf/1 . 0 mmrnw/816 v=100m/min t=0.74min工序八：磨工序八：磨 39mm39mm 二孔端面，保证尺寸二孔端面，保证尺寸 118mm118mm1.选择砂轮：见机械制造工艺设计简明手册表 3.21 到表 3.211选择各表，结果为 WA46KV6P350 40 127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软 1 级，陶瓷结合#46剂，6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 350 40 127 (D B d)。 2.切削用量的选择：见机械制造工艺设计简明手册表 4.232 知： 选择磨床为 M7130 型号。砂轮转速r/min(见机床说明书)，m/s。1500n沙27.5v砂轴向进给量mm（双行程）0.520afB工件速度m/min10wv 13径向进给量mm/双行程0.015rf 3.切削工时：按机械制造工艺设计简明手册表 6.28 知:当加工 1 个表面时 121000barLbZ Ktvf f式中 加工长度 73mm；L 加工宽度，68mm；b 单面加工余量，0.2mm；bZ 系数，1.10；K 工作台移动速度（m/min） ；v 工作台往返一次砂轮轴向进给时（mm） ；af 工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）rf 12 73 68 1.1109203.64(min)1000 10 20 0.0153000t当加工两端面时 3.64 27.28(min)mt 工序九：钻螺纹底孔工序九：钻螺纹底孔 4-8mm.4-8mm.1.加工条件：工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。加工要求：钻螺纹底孔 4-8mm.机床：Z535 机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.214） 。刀具：直柄麻花钻（查机械制造工艺设计简明手册表 3.15） 。2.计算切削用量： 1）进给量：f根据指导教程表 522，当碳钢的强度为为 0.52-b0.70Gpa,6.7mm 时，0.100.20mm/r。由于本零件在加工 6.7mm0df孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 (0.100.20)0.75=0.090.15mm/rf14根据 Z535 机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.216） ，现取0.11mm/rf2）切削速度 ：v根据指导教程表 522，查得切削速度 =12m/min。所以v =570r/minsnwdv10007 . 6121000根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表 4.215） ，取530r/min,故实际切削速度为wn =13.3m/minv1000wwnd100053083.计算工时：按机械制造工艺设计简明手册表 6.25 知:24mm 9mm 3mml1l2l=0.6minmtfnlllw2111. 05303924 所以加工 2 个螺纹孔时间为： T=0.6*2=1.2min工工序十序十: :攻攻 M8M8 螺纹孔（取螺距为螺纹孔（取螺距为 1mm1mm）1.加工条件：工件材料：45 钢，碳钢的强度为 163196HBS、模锻。加工要求：攻螺纹底孔 4-8mm.机床：Z535 机床（查机械制造工艺设计简明手册表 4.214） 。刀具：丝锥。2.切削用量：1）进给量：f因为螺距为 1mm，所以1mm/r.f2）切削速度 ：v根据指导教程表 538 查得：9.0m/min.v主轴转速：1000=1000=287r/minsndv100 . 915按机械制造工艺设计简明手册表 4.215 选取机床 Z535 转速为275r/min,则8.6m/min。v3.机动工时：按机械制造工艺设计简明手册表 6.214 知: 10mm 9mm 0mml1l2l=0.15minmtfnlllw)(2211275)0910(2 所以加工 2 个螺纹孔时间为： T=0.15*2=0.3min4、专用夹具设计4.1 问题的指出问题的指出由于生产类型为成批，大批生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需设计专用夹具。16由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。本次设计选择设计是针对工序钻 4-M8 螺纹底孔，它将用于 Z4120 钻床。4.2 定位基准的选择定位基准的选择该工序要求中心线与端面（有位置要求，因此可以得出该孔在两个侧面的正中心上，并且还要求其孔为通孔，由于端面经过精铣，精度比较高，因而工序基准为端面 A，为了便于加工，选取适当的定位基准，保证其加工要求。夹具设计应首先满足这些要求，在保证较高的生产效率的前提下，还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性。加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠，并且夹具体应具有较好的刚性。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。圆台外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。4.3 夹具方案的设计夹具方案的设计如图所示，为了加工通孔，必须使其完全定位。因此初步的设计方案如下,首先必须明确其加工时应水平放置，便于钻床加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面两销的定位，这样既简单又方便。根据参考文献可知，一底面限制的自由度有 3 个，一个固定定位销限制两个自由度，一个菱形销限制一个自由度，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。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。一个固定定位销限制了 y 轴的移动，x 轴的移动，一个菱形销限制了 z 轴的旋转，这样 6 个自由度全部被限制根据上面叙述选择该方案可行。4.4.切削力和夹紧力计算切削力和夹紧力计算17（1）刀具：刀具用高速钢刀具钻头机床： Z4120 机床切削力公式： 1.20.7667fPFDfK式中 0.22/fmm r查表得： 8210.75()736bpK其中： 0.6b0.0048pK 即：955.08()fFN实际所需夹紧力：由参考文献5表得：1 2 12 12KFKW 有：120.7,0.16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，见参考文献5表 可得： 60 KK121 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 955.08 1.561489.92()KfWK FN4.5 夹紧力的计算夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由FKffN21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25. 021 ff F=+G G 为工件自重zP NffFN4 .355121夹紧螺钉： 公称直径 d=20mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPaB1006MPaBs480108螺钉疲劳极限： MPaB19260032. 032. 0118极限应力幅：MPakkkma76.511lim许用应力幅： MPaSaaa3 .17lim螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss s=2.54 取s=4 得 MPa120 满足要求 8 . 2242cHdF MPadNc1543 . 12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4.6 定位误差分析定位误差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。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： 两定位销的定位误差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm19， 1min0mm2min0.034mm且：L=215mm ，得： 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 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。4.7 零、部件的设计与选用零、部件的设计与选用4.7.1 定位销选用定位销选用本夹具选用一定位销来定位，其参数如下表： 表 2.2 挡销销ddH公称尺寸允差Lh1hb1bC1C162010+0.0340.0236553816 1.54.7.2 钻套、衬套设计与选用钻套、衬套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。20.尺寸表dDD1Ht基本基本尺寸尺寸极限极限偏差偏差 F7基基本尺寸本尺寸极限极限偏差偏差 D6013+0.010+0.004611.8471.82.65869-2.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.00893.34710458118121656+0.022+0.01010+0.019+0.01013681215101620810+0.028+0.0131518101218+0.023+0.01222122025121522260.0081518+0.034+0.0162630162836182230+0.028+0.01534222635392036452630+0.041+0.0204246303548+0.033+0.0175225455635425559424862660.0124850+0.050+0.02570+0.039+0.020743056670.0404.8 确定夹具体结构尺寸和总体结构确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体：夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上，使其成为一体，并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体21的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上
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