K22-支架機械加工工藝規(guī)程及鉆φ6mm孔夾具設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,k22,支架,機械,加工,工藝,規(guī)程,mm,妹妹,夾具,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 畢業(yè)設計（設計） 支架工藝規(guī)程及鉆 6孔工裝夾具設計 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 指導老師： 完成日期： 摘要 支架零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，定位，切削用量，夾緊 Abstract The bolt body parts and milling fixture design process is the design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, positioning, cutting dosage, clamping, 32 目 錄 第1 章 緒論 3 第2章 零件的分析 4 2.1 零件的作用 4 2.2 零件的工藝分析 4 第3章 零件的工藝規(guī)程 4 3.1 確定毛坯的制造形式 4 3.2 支架加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 5 3.2.1 孔和平面的加工順序 5 2.2.2 孔系加工方案選擇 5 3.3 支架加工定位基準的選擇 6 3.3.1 粗基準的選擇 6 3.3.2 精基準的選擇 6 3.4 支架加工主要工序安排 7 3.5 毛坯尺寸的確定 9 3.6 確定各工序的加工設備和工藝裝備 9 第4章 確定切削用量及基本時間 10 第5章 鉆￠10孔夾具設計 17 5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 17 5.2夾具的導向 17 5.3切削力及夾緊力的計算 18 5.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 21 5.5 鉆模板 22 5.6定位誤差的分析 23 5.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 24 5.8 確定夾具體結構和總體結構 26 5.9夾具設計及操作的簡要說明 28 總 結 28 參考文獻 29 致 謝 30 第1 章 緒論 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 支架零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 零件的分析 2.1 零件的作用 題目給出的零件是支架。支架的主要作用是保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此支架零件的加工質量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 支架圖 2.2 零件的工藝分析 由支架零件圖可知。支架是它的外表面上有4個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以后側大平面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：后側大平面銑削加工，其中有表面粗糙度要求為， （2）以圓柱左側面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：圓柱左側面。 （3）以Φ20H7孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ20H7粗糙度為的孔。 （4）以頂部φ12凸臺面凸臺面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ12凸臺面 （5）以3×φ7孔、3×φ14孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：3×φ7孔、3×φ14孔粗糙度為的孔。 （6）以Φ6H7孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：Φ20H7粗糙度為的孔。 第3章 零件的工藝規(guī)程 3.1 確定毛坯的制造形式 灰鑄鐵（HT200）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對基體的割裂作用大，引起應力集中也大；因此，使石墨片得到細化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎檬嘶?，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。 零件材料為HT200，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鑄造，這從提高生產效率，保證加工精度，減少生產成本上考慮，也是應該的。 牌號 鑄件壁厚 最小抗拉強度 硬度 鑄件硬度范圍 金相組織 HT200 2.5-10 10-20 20-30 30-50 175 145 130 120 H175 150-200 鐵素體+珠光體 表1.1灰鑄鐵（HT200）的性能參數(shù) 3.2 支架加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知。該支架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于支架來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。 由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 3.2.1 孔和平面的加工順序 支架類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工支架上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。支架的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。 支架零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案選擇 支架孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。 根據(jù)支架零件圖所示的支架的精度要求和生產率要求，當前應選用在鉆床上用鉆床較為適宜。 3.3 支架加工定位基準的選擇 3.3.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入支架的零件與邊緣有一定的距離。 為了滿足上述要求，應選擇的主要孔作為主要基準。即以支架的20孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 3.3.2 精基準的選擇 從保證支架孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證支架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從支架零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是支架的裝配基準，但因為它與支架的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 3.4 支架加工主要工序安排 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。支架加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到支架加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合銑床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于支架，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將支架加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 工序號 工 序 內 容 10 鑄造 20 時效處理 30 粗銑后側大平面（3XΦ7孔所在平面） 40 粗銑圓柱左側面 50 粗銑圓柱右側面 60 鉆、擴、鉸φ20H7孔 70 粗銑φ12凸臺面 80 鉆、擴、鉸φ6H8孔 90 鉆3×φ7孔 100 鉆3×φ14孔 110 清洗、檢驗 工藝路線二： 工序號 工 序 內 容 10 鑄造 20 時效處理 30 粗銑后側大平面（3XΦ7孔所在平面） 40 粗銑圓柱左側面 50 粗銑圓柱右側面 60 鉆、擴φ20H7孔 70 粗銑φ12凸臺面 80 鉆、擴、鉸φ6H8孔 90 鉆3×φ7孔 100 鉆3×φ14孔 110 鉸φ20H7孔 120 清洗、檢驗 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 方案一與方案二主要區(qū)別鉆、擴、鉸φ20H7孔的加工選擇方面，方案一安排在最開始，方案二安排在最后，因為要遵循先基準后其他的原則，采用方案二 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案二： 工序號 工 序 內 容 10 鑄造 20 時效處理 30 粗銑后側大平面（3XΦ7孔所在平面） 40 粗銑圓柱左側面 50 粗銑圓柱右側面 60 鉆、擴φ20H7孔 70 粗銑φ12凸臺面 80 鉆、擴、鉸φ6H8孔 90 鉆3×φ7孔 100 鉆3×φ14孔 110 鉸φ20H7孔 120 清洗、檢驗 3.5 毛坯尺寸的確定 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 （1）面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 （2）毛坯為實心，不沖孔。 3.6 確定各工序的加工設備和工藝裝備 機床的選用 查資料[1]《機械加工工藝手冊》可得： 立式銑床，主要用于銑加工。 搖臂鉆床Z525，可用于鉆、擴、鉸及攻絲。 刀具的選用 查資料[1]《機械加工工藝手冊》可得： 高速鋼端面銑刀，銑刀材料：，刀具的角度取： 鉆頭：直柄麻花鉆 鉸刀：硬質合金錐柄機用鉸刀 錐鉸刀：公制/莫氏4號錐直柄鉸刀，刀具材料： 其他設備的選用 夾具：夾具采用專用的銑、鉆夾具 量具選用：錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標卡尺 輔助設備：銼刀、鉗子等 第4章 確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量a、進給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。 工序30：粗銑后側大平面（3XΦ7孔所在平面） 機床：銑床X52K 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 工序40：粗銑圓柱左側面 機床：銑床X52K 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min 工序50：粗銑圓柱右側面 機床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（1.5） 工序60 鉆、擴φ20H7孔。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 鉆孔時先采取的是鉆孔，再擴到，所以。 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～31選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 因鉆孔時先采取的是先鉆到孔再擴到，所以， 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～52，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～53，取。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度有： 刀具切出長度： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序70：粗銑φ12凸臺面 機床：雙立軸圓工作臺銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速： ， 式（1.1） 實際銑削速度： 式（1.2） 進給量： 式（1.3） 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 式（1.4） 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（1.5） 工序80：鉆，鉸Φ6H7孔 機床：Z525 刀具：硬質合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211和E101 帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84） 公制/莫式4號錐直柄鉸刀 刀具材料： 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-52，取 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 被切削層長度： 刀具切入長度： 式（1.8） 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 式（1.9） ．鉸孔 切削深度：， 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-58，取 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-60，取 機床主軸轉速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.8）有： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間，由式（1.9）有： 工序90、100 鉆3×φ7孔、鉆3×φ14孔 計算步驟：一、鉆孔至Φ5，保證大孔鉆孔至Φ12以小孔為基準，使用階梯鉆頭。（因為階梯鉆頭的剛度不同，應以小鉆頭為基準） 機床—Z525立式鉆床 1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=5mm。 2，選擇切削用量 (1)決定進給量f 1)按加工要求決定進給量，當加工要求H12～H13精度時，鑄鐵強度≤200時，d0=5mm時f=0.27～0.33mm／r 2)按鉆頭強度決定進給量，根據(jù)表2.8，當硬度為200HBS，d0=5mm，鉆頭允許的進給量f=0.60mm／r 3)按機床進給機構強度決定進給量，根據(jù)表2.9.當硬度≤210HBS，d0≤10.2mm機床進給機構允許的軸向力8330N時進給量為1.6 mm／r 從以上三個進給量比較看出受限制的進給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r 由表2.19可看出鉆孔時的軸向力 當f=0.28，d0≤10.2mm時軸向力Ff=4280N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=4280N 根據(jù)Z525機床說明書機床進給機構允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用 (2)決定鉆頭磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=5mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min (3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標準鉆頭d0=5mm時Vc=14m／min 切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得 V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min 根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=960 r／min但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級轉速nc=680r／min，仍使f=0.28 mm／r 比較兩種選擇方案 1)第一方案 f=0.22mm／r nc=960 r／min nc·f=0.22×960=211.2 mm／min 2)第二方案 f=0.28mm／r nc=680 r／min nc·f=0.28×680=190.4mm／min 因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時較少，故第一方案較好。 這時Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。 (4)檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表2.21，當f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82·m 扭轉修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m 根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=960 r／min，Mm=29.4N·m 根據(jù)表2.23當=170～213HBS，d0=5mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時Pc=1.0KW 根據(jù)Z525機床說明書PE=2.8KW 由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用 即f=0.22mm／r，n=nc=960r／min，Vc=14m／min 3計算基本工時 根據(jù)公式2-6 式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm 所以，tm=0.050min 二、擴孔至Φ6,保證大擴孔至Φ13以小孔為基準，使用階梯擴孔鉆頭。 機床—Z525立式鉆床 1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=6mm。 2，選擇切削用量 (1)決定進給量f 1)按加工要求決定進給量，當加工要求H12～H13精度時，鑄鐵強度≤200時，d0=6mm時f=0.27～0.33mm／r 2)按鉆頭強度決定進給量，根據(jù)表2.8，當硬度為200HBS，d0=6mm，鉆頭允許的進給量f=0.72mm／r 3)按機床進給機構強度決定進給量，根據(jù)表2.9.當硬度≤210HBS，d0≤10.2mm機床進給機構允許的軸向力8330N時進給量為1.6 mm／r 從以上三個進給量比較看出受限制的進給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r 由表2.19可看出鉆孔時的軸向力 當f=0.28，d0≤10.2mm時軸向力Ff=4280N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=4280N 根據(jù)Z525機床說明書機床進給機構允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用 (2)決定鉆頭磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=6mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min (3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標準鉆頭d0=6mm時Vc=14m／min 切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得 V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min 根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=680 r／min但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級轉速nc=545r／min，仍使f=0.28 mm／r 比較兩種選擇方案 1)第一方案 f=0.22mm／r nc=680 r／min nc·f=0.22×680=149.6mm／min 2)第二方案 f=0.28mm／r nc=545 r／min nc·f=0.28×545=152.6mm／min 因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時較少，故第一方案較好。 這時Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。 (4)檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表2.21，當f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82·m 扭轉修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m 根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=680 r／min，Mm=42.2N·m 根據(jù)表2.23當=170～213HBS，d0=6mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時Pc=1.0KW 根據(jù)Z525機床說明書PE=2.8KW 由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用 即f=0.22mm／r，n=nc=680r／min，Vc=14m／min 3計算基本工時 根據(jù)公式2-6 式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm 所以，tm=0.050min 三、鉸孔至Φ7，保證大孔鉸孔至Φ14 查表2.25可知：進給量f=0.2mm/r,切削速度vc =8m/min。 決定鉸刀磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=7mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.4mm壽命T=60min 計算基本工時 根據(jù)公式2-6 式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm 所以，tm=0.050min 工序 110 鉸φ20H7孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～54，選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。 切削深度：，且。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～58，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～60，取。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31取 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 該工序的加工機動時間的總和是： 第5章 鉆￠6孔夾具設計 5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 本夾具主要用于鉆￠6孔夾具設計 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 在這次夾具設計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。 5.2夾具的導向 在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或導向裝置，用以引導刀具進入正確的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。 導向元件包括刀桿的導向部分和導向套。 在這套鉆床夾具上用的導向套是鉆套。 鉆套按其結構可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC110。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個固定襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-19134。材料仍選取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。 5.3切削力及夾緊力的計算 刀具：鉆頭φ6。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時 T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則；　參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內，安全系數(shù) 由資料《機床夾具設計手冊》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得： 安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。 5.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆套的類型和特點: 1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。 3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。 鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。 在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 5.5 鉆模板 在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4] 5.6定位誤差的分析 3) 夾具安裝誤差 因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。 圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0. 4) 夾具誤差 因夾具上定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或導向元件（包含導向元件之間）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。 5) 加工方法誤差 因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設 。 2. 保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是 即工件的總加工誤差應不大于工件的加工尺寸。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為 或 當時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。 知此方案可行。 5.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 11 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.011 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 HT200 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT200 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 110 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 5.8 確定夾具體結構和總體結構 對夾具體的設計的基本要求 （1）應該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3）結構的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。 （4）應便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。 （5）安裝應牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。 5.9夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用支撐銷定位最后一個轉動自由度。此時雖然有過定位，但面是經加工過的面，定位是允許的。 總 結 加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。 完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。 參考文獻 參考文獻 1.《機床夾具設計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2.《機械制造工藝及專用夾具設計指導》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3.《機械制造工藝學》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社 3. 《機械制造工藝設計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社 5. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社 3. 《機床夾具設計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔? 7. 《機床專用夾具設計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社 8. 《機械原理畢業(yè)設計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社 9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術協(xié)會 上?？茖W技術出版社 10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W技術出版社 11．《機械設計基礎》 第三版 陳立德主編 高等教育出版社 12．《工程材料》 丁仁亮主編 機械工業(yè)出版社 13．《機械制造工藝學畢業(yè)設計指導書》， 機械工業(yè)出版社 20．《機床夾具設計》 王啟平主編 哈工大出版社 15.《現(xiàn)代機械制圖》 呂素霞 何文平主編 機械工業(yè)出版社 致 謝 經過了的很長時間，終于比較圓滿完成了設計任務。回顧這日日夜夜，感覺經過了一場磨練，通過圖書、網絡、老師、同學等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識。對所學知識的了解和使用都有了更加深刻的理解。 此時此刻，我要特別感謝我的導師的精心指導，不僅指導我們解決了關鍵性技術難題，更重要的是為我們指引了設計的思路并給我們講解了設計中用到的實際工程設計經驗，從而使我們設計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學會綜合應用所學知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。 同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領導對我們畢業(yè)設計的重視和關心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設計提供了重要保障。 43