喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內，圖紙為CAD格式可編輯，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 學士學位論文學士學位論文論文題目Circular support process planning and fixture design學生姓名學生姓名佳木斯大學佳木斯大學2015 年年 6 月月 國內圖書分類號： 學校代碼：國際圖書分類號： 密級： 工學學士學位論文工學學士學位論文圓周支座工藝規(guī)程及專用夾具設計學生：導 師 ：申請學位：工學學士學科：所 在 單 位：機械工程學院答 辯 日 期：2015 年 6 月授予學位單位 ：佳木斯大學Classified Index: U.D.C: Dissertation for the Doctoral Degree in EngineeringCircular support process planning and fixture designBachelor：Supervisor：Academic Degree Applied for：Bachelor of EngineeringSpeciality：Affiliation：School of Mechanical EngineeringDate of Defence：June, 2015Degree-Conferring-Institution：Jiamusi University摘 要I摘摘 要要圓周支座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，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差Abstract- II -Abstract A machining process and fixture design is the design process, including the design of bearing parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning目 錄III目 錄摘 要.IABSTRACT.II第 1 章 緒論.1第 2 章 加工工藝規(guī)程設計.22.1 零件的分析 .22.1.1 零件的作用.22.1.2 零件的工藝分析.32.2 圓周支座零件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 .32.2.1 孔和平面的加工順序.32.2.2 孔系加工方案選擇.32.3 圓周支座零件加工定位基準的選擇 .42.3.1 粗基準的選擇.42.3.2 精基準的選擇.42.4 圓周支座零件加工主要工序安排 .42.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .62.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）.6第 3 章 銑底面夾具設計設計.133.1 研究原始質料 .133.2 定位、夾緊方案的選擇 .143.3 切削力及夾緊力的計算 .143.4 誤差分析與計算 .153. 5 定向鍵與對刀裝置設計.163.6 確定夾具體結構和總體結構 .183.7 夾具設計及操作的簡要說明.19第 4 章 鉆 13 孔夾具設計.204.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 .204.2 夾具的導向 .204.3 切削力及夾緊力的計算 .214.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 .234.5 鉆模板 .23目 錄IV4.6 定位誤差的分析.234.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 .244.8 確定夾具體結構和總體結構 .254.9 夾具設計及操作的簡要說明 .26第 5 章 鉆 6-M4 螺紋底孔夾具設計.275.1 夾具的設計 .275.1.1 定位分析.275.1.2 定位原理.275.1.3 定位元件的分析.285.1.4 夾緊元件的選擇.285.1.5 定位誤差的分析.295.1.6 切削力及夾緊力的計算.305.2 夾具設計及操作的簡要說明 .31結 論.33參考文獻.34致 謝.35佳木斯大學工學學士學位論文1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。圓周支座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。佳木斯大學工學學士學位論文2第 2 章 加工工藝規(guī)程設計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用零件的作用題目給出的零件是圓周支座零件。圓周支座零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此圓周支座零件的加工質量，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。, 佳木斯大學工學學士學位論文32.1.2 零件的工藝分析零件的工藝分析由圓周支座零件圖可知。圓周支座零件是一個圓周支座零件，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。現分析如下：（1）以底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為，mRa3 . 6（2）以 13孔（2 處） 、17 孔為主要加工表面的加工面。（3）以 4-7 孔為主要加工孔。2.2 圓周支座零件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。該圓周支座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，對于圓周支座零件來說，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。2.2.1 孔和平面的加工順序孔和平面的加工順序圓周支座零件類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工圓周支座零件上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。圓周支座零件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。圓周支座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 孔系加工方案選擇孔系加工方案選擇圓周支座零件孔系加工方案，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。根據圓周支座零件圖所示的圓周支座零件的精度要求和生產率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。（1）用鏜模法鏜孔在大批量生產中，圓周支座零件孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產效率很高。但鏜模結構復雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐標法鏜孔佳木斯大學工學學士學位論文4在現代生產中，不僅要求產品的生產率高，而且要求能夠實現大批量、多品種以及產品更新換代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產成本高，生產周期長，不大能適應這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。用坐標法鏜孔，需要將圓周支座零件孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。2.3 圓周支座零件加工定位基準的選擇2.3.1 粗基準的選擇粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）保證各重要孔的加工余量均勻；（2）保證裝入圓周支座零件的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以圓周支座零件的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。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支承孔時，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。2.3.2 精基準的選擇精基準的選擇從保證圓周支座零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證圓周支座零件在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從圓周支座零件圖分析可知，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一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是圓周支座零件的裝配基準，但因為它與圓周支座零件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。2.4 圓周支座零件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一的基準。圓周支座零件加工的第一個工序也就是加工統一的基準。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圓周支座零件加工完成為止，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鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于圓周支座零件，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。佳木斯大學工學學士學位論文5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c90800.25%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。mg200根據以上分析過程，現將圓周支座零件加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 鑄造鑄造毛坯20 時效時效處理30 銑 銑底面40 銑 銑 4-7 孔端面 50 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺一側端面60 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺另外一側端面70 鉆擴鉸 鉆擴鉸 13 孔（2 處） 、17 孔80 鉆孔鉆 4X7 孔90 鉆孔鉆 2X4 孔100鉆孔攻絲鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進行攻絲110去毛刺 鉗工去毛刺120終檢按圖樣要求檢驗130入庫入庫工藝路線二：10 鑄造鑄造毛坯20 時效時效處理30 銑 銑底面40 鉆擴鉸 鉆擴鉸 13 孔（2 處） 、17 孔50 銑 銑 4-7 孔端面 60 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺一側端面70 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺另外一側端面80 鉆孔鉆 4X7 孔90 鉆孔鉆 2X4 孔100鉆孔攻絲鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進行攻絲110去毛刺 鉗工去毛刺120終檢按圖樣要求檢驗130入庫入庫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)現仍有問題，以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：工藝路線一：10 鑄造鑄造毛坯20 時效時效處理30 銑 銑底面40 銑 銑 4-7 孔端面 50 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺一側端面60 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺另外一側端面佳木斯大學工學學士學位論文670 鉆擴鉸 鉆擴鉸 13 孔（2 處） 、17 孔80 鉆孔鉆 4X7 孔90 鉆孔鉆 2X4 孔100鉆孔攻絲鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進行攻絲110去毛刺 鉗工去毛刺120終檢按圖樣要求檢驗130入庫入庫2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“圓周支座零件”零件材料采用 HT200 制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170241，生產類型為大批量生產，采用鑄造毛坯。（1）底面的加工余量。根據工序要求，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，mm4 . 37 . 2現取。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取。mm0 . 3mm28. 0精銑：參照機械加工工藝手冊表 2.3.59，其余量值規(guī)定為。mm5 . 1（3）孔毛坯為實心，不沖孔。（4）端面加工余量。根據工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照機械加工工藝手冊第 1 卷表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現取。mm5 . 37 . 2mm0 . 3半精銑：參照機械加工工藝手冊第 1 卷 ，其加工余量值取為。mm5 . 2精銑：參照機械加工工藝手冊 ，其加工余量取為。mm5 . 0 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 30：銑底面機床：銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數10mmdw40014Z（1）粗銑圓周支座零件底面 銑削深度：pammap2每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/4機床主軸轉速：，取nmin/19140014. 3604100010000rdVnmin/200rn 實際銑削速度：VsmndV/19. 460100020040014. 310000進給量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作臺每分進給量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm佳木斯大學工學學士學位論文7：根據機械加工工藝手冊表 2.4.81,amma240被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精銑圓周支座零件底面銑削深度：pammap1每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/6機床主軸轉速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 實際銑削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000進給量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作臺每分進給量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長度：精銑時1lmmDl4001刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序機動時間min73. 118. 155. 021jjjttt工序 40：銑 4-7 孔端面機床：銑床 X52K刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料：， ，齒數，15YT32Dmm5Z 此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：=3mmpa2.2pamm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：pa1.0pamm每齒進給量：根據參考文獻3表 2.473，取：根據參考文獻fa0.15/famm Z3表 2.481，取銑削速度2.8/Vm s每齒進給量：根據參考文獻3表 2.473，取根據參考文獻3表faZmmaf/18. 02.481，取銑削速度2.47/Vm s佳木斯大學工學學士學位論文8機床主軸轉速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照參考文獻3表 3.174，取 475 /minnr實際銑削速度 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s進給量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作臺每分進給量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根據參考文獻3表 2.481,取amma60切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入長度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf機動時間：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以該工序總機動時間110.55minjjjttt工序 50：銑 36 凸臺、20 凸臺一側端面機床：X52K 銑床刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數10mmdw6314Z（1）粗銑銑削深度：pammap3每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/4機床主軸轉速：，取nmin/1916314. 3604100010000rdVnmin/200rn 實際銑削速度：VsmndV/19. 46010002006314. 310000進給量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作臺每分進給量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根據機械加工工藝手冊表 2.4.81,amma240佳木斯大學工學學士學位論文9被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精銑銑削深度：pammap1每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/6機床主軸轉速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 實際銑削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000進給量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作臺每分進給量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長度：精銑時1lmmDl4001刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序機動時間min73. 118. 155. 021jjjttt工序 60：銑 36 凸臺、20 凸臺另外一側端面機床：X52K 銑床刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數10mmdw6314Z（1）粗銑銑削深度：pammap3每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/4機床主軸轉速：，取nmin/1916314. 3604100010000rdVnmin/200rn 實際銑削速度：VsmndV/19. 46010002006314. 310000進給量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作臺每分進給量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根據機械加工工藝手冊表 2.4.81,amma240佳木斯大學工學學士學位論文10被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精銑銑削深度：pammap1每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取VsmV/6機床主軸轉速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 實際銑削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000進給量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作臺每分進給量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長度：精銑時1lmmDl4001刀具切出長度：取2lmml22走刀次數為 1機動時間：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序機動時間min73. 118. 155. 021jjjttt工序 70：鉆擴鉸13孔（2 處） 、17孔機床：立式鉆床 Z525刀具：根據參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔進給量：根據參考文獻3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：參照參考文獻3表 2.441，取。V0.48/Vm s機床主軸轉速：n，10001000 0.48 60539.53 /min3.14 17vnrd按照參考文獻3表 3.131，取630 /minnr所以實際切削速度 ：v3.14 17 6300.56/10001000 60dnvm s切削工時 被切削層長度 ：l42lmm佳木斯大學工學學士學位論文11刀具切入長度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出長度： 取2lmml412mml32走刀次數為 1機動時間： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn工序 80：鉆 4X7孔鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 機械加工工藝手冊第 2 卷。根據機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-2 查得鉆孔進給量為 0.200.35。rmm 則取rmmf30. 0確定切削速度，根據機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-min0mkfaTdcvvyxpmzvvvv20）查得參數為，刀具耐用度 T=35125. 0,55. 0, 0,25. 0, 1 . 8myxzcvvvvmin則 =1.6v55. 00125. 025. 03 . 053571 . 8minm所以 =72n1214. 36 . 11000minr選取 min120rn 所以實際切削速度為=2.6410001214. 3120vminm確定切削時間（一個孔） =ts203 . 02228工序 90：鉆 2X4孔機床：立式鉆床 Z525刀具：根據參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：pa2pamm進給量：根據參考文獻3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：參照參考文獻3表 2.441，取。V0.48/Vm s佳木斯大學工學學士學位論文12機床主軸轉速：n，100010000.4860539.53 / min3.144vnrd按照參考文獻3表 3.131，取630 /minnr所以實際切削速度 ：v3.1446300.56/1000100060dnvm s 切削工時 被切削層長度 ：l42lmm刀具切入長度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出長度： 取2lmml412mml32走刀次數為 1機動時間： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn工序 110：鉆 6-M4螺紋底孔，然后進行攻絲選擇鉆床：Z525 鉆床1、刀具的選擇：選擇高速鋼麻花鉆，其直徑。06dmm依據，根據表 2.1 及表 2.2，可選擇鉆頭的幾何形狀為：標準，切削用量簡明手冊，。30(24 32)21181270012(12 15)a 55(45 55)2、選擇切削用量1）依據，根據表 2.7，可得鋼的強度，鉆頭的直切削用量簡明手冊800bMPa徑時，。5odmm0.14 0.18/fmm r 因為，所以不需要乘孔深修正系數。/3l d 2）依據，根據表 2.8，根據鉆頭強度決定進給量：當切削用量簡明手冊，鉆頭強度允許的進給力。600bMPa05dmm0.38/fmm r 3）依據，根據表 2.9，按機床進給機構強度決定進給量：當切削用量簡明手冊，機床進給機構允許的軸向力為 8330N(查640bMPa010.2dmm，表 2.35)時，進給量為。切削用量簡明手冊0.96/fmm r從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為。根據 Z525 鉆床說明書，選擇。0.14 0.18/fmm r0.17/fmm r查，根據表 2.19，當，時，查得軸切削用量簡明手冊0.17/fmm r010.2dmm向力。1770fFN軸向力的修正系數為：故。0.88,1.33,0.9,MFPFWFkkk1770 0.88 1.33 0.91864fFN查 ZK546 鉆床的使用說明書，機床進給機構所允許的最大軸向力為，max8830FN由于，所以可用。maxfFF0.17/fmm r（2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命佳木斯大學工學學士學位論文13查，根據表 2.12，當時，可取得鉆頭的后刀面最大切削用量簡明手冊020dmm磨損量取為 0.4mm（0.40.6） ，刀具的壽命 T=15min。（3）決定切削速度查，根據表 2.30，可查得，切削用量簡明手冊1.0tvk 1.0Tvk1.16Mvk，。則。0.8svk1.0krvk1.0kvk1.16 0.80.928vk 0vvvzvcvxymC dvkT apf =0.40.200.74.8 50.92817/ min1550.17m查，根據表 2.31，可查得，切削用量簡明手冊1.0Tvk1.0lvk 1.0cvk，故： 1.0tvk 17 1.0 1.0 1.0 1.017/ mintvvv km r/min 010001000 17/ min10825vnrd 查，根據 ZK546 鉆頭的使用說明書，可以考慮選擇切削用量簡明手冊，但因為所選轉數計算轉數較高，會使刀具壽命下降，所以可將進給量960 / mincnr降一級，即取，也可以選擇較低一級的轉數 ，仍用f0.13mm/ rf 680 / mincnr，比較這兩種選擇方案：0.17/fmm r 1）第一方案 , 0.13/fmm r960 / mincnr 960 0.13124.8/ mincn fmm 2）第二方案 , 0.17/fmm r680 / mincnr 680 0.17115.6/ mincn fmm 因為第一方案的乘積較大，基本工時較少，故第一方案好。這時cn f, 。0.13/fmm r960 / mincnr（4）檢驗機床扭矩及功率 查，根據表 2.20，當，時，切削用量簡明手冊0.17/fmm r011.1dmm。扭矩的修正系數為可查得，所以9.18 .tMN m0.88,0.87MMwMkk。根據 Z525 鉆床的使用說明書，當時，9.18 0.88 0.877.03 .cMN m960 / mincnr。 29.4 .mMN m 由于，故選擇之切削用量可用，即CmMM f=0.17mm/r, , 。960 / mincnnr17/ mincvm佳木斯大學工學學士學位論文14第 3 章 銑底面夾具設計設計3.1 研究原始質料利用本夾具主要用來加工銑底面夾具設計，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。一、機床夾具定位元件工件定位方式不同，夾具定位元件的結構形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實際生產中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承釘 常用支承釘的結構形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖 a）用于支承精基準面；球頭支承釘（圖 b）用于支承粗基準面；網紋頂面支承釘（圖 c）能產生較大的摩擦力，但網槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產生較大摩擦力的側面定位場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在一個平面內，兩個支承釘限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度。圖6-1 常用支承釘的結構形式2支承板 常用的支承板結構形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖 a）結構簡單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖 b） ，在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面較大時，常用幾塊支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度；兩個（或多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個自由度。圖6-2 常用支承板的結構形式3可調支承 常用可調支承結構形式如圖6-3所示?？烧{支承多用于支承工件的粗基準面，支承高度可以根據需要進行調整，調整到位后用螺母鎖緊。一個可調支承限制一個自由度。圖6-3 常用可調支承的結構形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結構形式。當工件的孔徑尺寸較小時，可選用圖 a 所示的結構；當孔徑尺寸較大時，選用圖 b 所示的結構；當工件同時以圓孔和端面組合定位時，則應選用圖 c 所示的帶有支承端面的結構。用定位銷定位時，短圓柱銷限制二個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度；短圓錐銷（圖 d）限制三個自由度。佳木斯大學工學學士學位論文15圖6-6 固定式定位銷的結構形式3.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對加工前，平面進行了粗、精銑加工，底面進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：為了使定位誤差達到要求的范圍之內，采用一面一銷再加上一手動調節(jié)的螺絲定位的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即底平面。3.3 切削力及夾緊力的計算刀具：銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數： 00150010 頂刃0n 側刃60010 15 30rK 20.5Lmm22Z 0.08/famm zmmap0 . 2由參考文獻55 表 129 可得銑削切削力的計算公式： 0.90.801.11.10.12335pzFafDB zn有：0.900.801.11.10.12335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN根據工件受力切削力、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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值，即： FKWK安全系數 K 可按下式計算： 6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻5121 可知其公式參數：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 根據工件受力切削力、836.24 1.561304.53()KWK FN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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。佳木斯大學工學學士學位論文16即：FKWK安全系數 K 可按下式計算有：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻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 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“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 夾與切削力之間的關系 F 夾KF軸向力：F 夾KF （N）扭距：Nm93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCM3.4 誤差分析與計算該夾具以一底面一側面，兩支撐釘和一個調節(jié)螺絲定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。gwj與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：j MjjjWDADZWj由參考文獻5可得：銷的定位誤差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夾緊誤差 ： cos)(minmaxyyjj其中接觸變形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 佳木斯大學工學學士學位論文17查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn cos0.0028j jymm 磨損造成的加工誤差：通常不超過Mjmm005. 0 夾具相對刀具位置誤差：取ADmm01. 0誤差總和：0.0850.3jwmmmm 3. 5 定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據 GB220780 定向鍵結構如圖所示：o 圖 5.1 夾具體槽形與螺釘根據 T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表 5.4：表 5.4 定向鍵夾具體槽形尺寸 B2B公稱尺寸允差 d允差4dL公稱尺寸允差 D佳木斯大學工學學士學位論文18180.0120.0352512124.518+0.019對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。塞尺選用平塞尺，其結構如圖 5.3 所示： 標記四周倒圓 圖 5.3 平塞尺塞尺尺寸參數如表 5.5：表 5.5 塞尺公稱尺寸 H允差 dC30.0060.25上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.6 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。佳木斯大學工學學士學位論文19（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。3.7 夾具設計及操作的簡要說明為提高生產率，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。佳木斯大學工學學士學位論文20第 4 章 鉆 13 孔夾具設計4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯系在一起的。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。僅僅定好位在大多數場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。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。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。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。通過松緊螺栓實現壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現工件的定心，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。4.2 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，對于保證佳木斯大學工學學士學位論文21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。4.3 切削力及夾緊力的計算刀具：鉆頭 13。則軸向力：見工藝師手冊表 28.4F=Cdfk 3.1F0FzFyF 式中： C=420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFF k =(F07. 1)190200()1903 . 1FnHBF=4201.00.8130.351.072123()N轉矩T=C dfkT0TZTyT式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTTT=0.2062.00.8130.351.0717.34()NM功率 P =mKWdTV726. 073095.1634.17300在計算切削力時,必須考慮安全系數,安全系數 K=K K K K1234式中 K 基本安全系數，1.5;1 K 加工性質系數，1.1;2K刀具鈍化系數, 1.1;3K 斷續(xù)切削系數, 1.14則 F =KF=1.5/)(423921231 . 11 . 11 . 1N鉆削時 T=17.34 NM切向方向所受力: 佳木斯大學工學學士學位論文22F =1NLT267106534.173取1 . 0fF =4416f)(6 .4411 . 0NF Ff1所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。根據工件受力切削力、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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即：FKWK安全系數 K 可按下式計算有：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻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 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“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 夾與切削力之間的關系 F 夾KF軸向力：F 夾KF （N）扭距：Nm93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCM在計算切削力時必須把安全系數考慮在內，安全系數321KKKK 由資料機床夾具設計手冊查表可得：721切削力公式： 式（2.17）PfKfDF75. 02 . 1412式中 20Dmmrmmf/3 . 0查表得： 82195. 0)190(6 . 0HBKp即：)(69.1980NFf實際所需夾緊力：由參考文獻16機床夾具設計手冊表得：1121 KFWfK安全系數 K 可按下式計算，由式（2.5）有：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻16機床夾具設計手60 KK冊表 可得： 121 25. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1K佳木斯大學工學學士學位論文23所以 )(55.445625. 269.1980NFKWfK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。4.4 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=(0.31.2)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。4.5 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