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機械加工工序卡片 產品型號 產品型號 120-1702024-B? 產品名稱 零件名稱 變速叉-第一速及倒車 共 3 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 20 銑 20# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以毛坯外表面為精基準，粗銑、半精銑圓弧端面 專用夾具，面銑刀，游標卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2 3 4 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產品型號 產品型號 120-1702024-B? 產品名稱 零件名稱 變速叉-第一速及倒車 共 3 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 30 銑 20# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑圓弧底面 專用夾具，面銑刀，游標卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2 3 4 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產品型號 產品型號 120-1702024-B? 產品名稱 零件名稱 變速叉-第一速及倒車 共 3 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 40 鉆 20# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以Φ19mm軸線定位基準，鉆擴螺紋孔M10X1 專用夾具，高速鋼鉆頭，游標卡尺 233 25.6 0.45 1.25 1 2 3 4 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產品型號 產品型號 120-1702024-B? 產品名稱 零件名稱 變速叉-第一速及倒車 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 20# 毛坯種類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 毛坯 采用20#鋼模鍛造毛坯外形，正火處理 鍛造 一 鍛壓機 15 探傷 超聲波探傷毛坯，檢驗合格后進入加工工序 鍛造 一 20 銑 以毛坯外表面為精基準，粗銑、半精銑圓弧端面 金 二 X52K銑床 專用夾具，面銑刀，游標卡尺 25 鉆 以圓弧端面為精基準鉆擴孔Φ19mm 金 二 Z525立式 鉆床 專用夾具，高速鋼鉆頭，游標卡尺 30 銑 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑圓弧底面 金 二 X52K銑床 專用夾具，面銑刀，游標卡尺 35 銑槽 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑寬度為19mm的溝槽 金 二 X52K銑床 專用夾具，高速鋼圓柱銑刀，游標卡尺 40 鉆 以Φ19mm軸線定位基準，鉆擴螺紋孔M10X1 金 二 Z525立式 鉆床 專用夾具，高速鋼鉆頭，游標卡尺 45 中間檢驗 對加工后的產品進行質量檢驗及尺寸校核 檢 三 50 去毛刺 去除加工后的表面毛刺 檢 三 55 熱處理 對圓弧端面進行表面淬火以保證硬度HRC52~63. 檢 三 60 修正 熱處理后尺寸發(fā)生微量變化，對表面進行尺寸修正 檢 三 65 清洗 對加工后產品表面進行清理 檢 三 70 終檢 產品終檢，合格入庫 檢 三 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 課程設計說明書 題 目 變速叉第一速及倒車加工工藝及夾具設計 專 業(yè) 學生姓名 班 級 學 號 指導教師 二〇 年 月 日 1 目 錄 第1章 機械加工工藝規(guī)程設計 1 1.1 零件的分析 1 1.1.1 零件的作用 1 1.1.2 零件的工藝分析 1 1.2 變速叉第一速及倒車加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 2 1.2.1 孔和平面的加工順序 2 1.2.2 孔系加工方案選擇 2 1.3 變速叉第一速及倒車加工定位基準的選擇 2 1.3.1 粗基準的選擇 2 1.3.2 精基準的選擇 2 1.4 變速叉第一速及倒車加工主要工序安排 3 1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5 1.6 毛坯種類的選擇 5 1.7 選擇加工設備和工藝裝備 6 1.7.1 機床選用 6 1.7.2 選擇刀具 6 1.7.3 選擇量具 6 1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 1.9確定切削用量及基本工時（機動時間） 7 第2章 工序40 鉆M10X1孔夾具設計 10 2.1問題提出 10 2.2夾具的設計 10 2.3切削力及夾緊力的計算 11 2.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 13 2.5 鉆模板 14 2.6定位誤差的分析 15 2.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 16 2.8 確定夾具體結構和總體結構 18 總 結 20 致 謝 21 參 考 文 獻 22 II 第1章 機械加工工藝規(guī)程設計 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是變速叉第一速及倒車。變速叉第一速及倒車的主要作用是保證各安裝孔之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此變速叉第一速及倒車零件的加工質量，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。 圖1.1 零件圖 1.1.2 零件的工藝分析 由變速叉第一速及倒車零件圖可知。變速叉第一速及倒車零件，它的外表面上有平面需要進行加工。φ82.2mm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Φ19mm孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角, Φ19mm孔兩個端面,還有孔下端M10的螺紋孔. 2.以φ82.2孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括: φ82.2孔mm的孔及其倒角, φ82.2孔的孔的側面,距M10螺紋孔中心線11.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求,主要是:Φφ82.2孔孔與其外端面垂直度公差為0.1mm. 1.2 變速叉第一速及倒車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。該變速叉第一速及倒車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，對于變速叉第一速及倒車來說，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。 1.2.1 孔和平面的加工順序 變速叉第一速及倒車類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工變速叉第一速及倒車上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速叉第一速及倒車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。 變速叉第一速及倒車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。 1.2.2 孔系加工方案選擇 變速叉第一速及倒車孔系加工方案，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。 根據變速叉第一速及倒車零件圖所示的變速叉第一速及倒車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，變速叉第一速及倒車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。 采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)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 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，需要將變速叉第一速及倒車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。 1.3 變速叉第一速及倒車加工定位基準的選擇 1.3.1 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）保證裝入變速叉第一速及倒車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。即以變速叉第一速及倒車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端面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。 現選取Φ19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準,利用一組共兩個V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度. 1.3.2 精基準的選擇 從保證變速叉第一速及倒車孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證變速叉第一速及倒車在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從變速叉第一速及倒車零件圖分析可知，它的端面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，雖然它是變速叉第一速及倒車的裝配基準，但因為它與變速叉第一速及倒車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。 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題,當設計基準與工序基準不重合時,應該進行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不再重復. 1.4 變速叉第一速及倒車加工主要工序安排 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。變速叉第一速及倒車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、精加工端面平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于端面平面加工完成后一直到變速叉第一速及倒車加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，端面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。螺紋底孔在鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于變速叉第一速及倒車，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。 根據以上分析過程，現將變速叉第一速及倒車加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 10 毛坯 采用20#鋼模鍛造毛坯外形，正火處理 15 探傷 超聲波探傷毛坯，檢驗合格后進入加工工序 20 銑 以毛坯外表面為精基準，粗銑、半精銑圓弧端面 25 鉆 以圓弧端面為精基準鉆擴孔Φ19mm 30 銑 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑圓弧底面 35 銑槽 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑寬度為19mm的溝槽 40 鉆 以Φ19mm軸線定位基準，鉆擴螺紋孔M10X1 45 中間檢驗 對加工后的產品進行質量檢驗及尺寸校核 50 去毛刺 去除加工后的表面毛刺 55 熱處理 對圓弧端面進行表面淬火以保證硬度HRC52~63. 60 修正 熱處理后尺寸發(fā)生微量變化，對表面進行尺寸修正 65 清洗 對加工后產品表面進行清理 70 終檢 產品終檢，合格入庫 工藝路線二： 10 毛坯 采用20#鋼模鍛造毛坯外形，正火處理 15 探傷 超聲波探傷毛坯，檢驗合格后進入加工工序 20 銑 以毛坯外表面為精基準，粗銑、半精銑圓弧端面 25 鉆 以圓弧端面為精基準鉆擴孔Φ19mm 30 銑 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑寬度為19mm的溝槽 35 銑槽 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑圓弧底面 40 鉆 以Φ19mm軸線定位基準，鉆擴螺紋孔M10X1 45 中間檢驗 對加工后的產品進行質量檢驗及尺寸校核 50 去毛刺 去除加工后的表面毛刺 55 熱處理 對圓弧端面進行表面淬火以保證硬度HRC52~63. 60 修正 熱處理后尺寸發(fā)生微量變化，對表面進行尺寸修正 65 清洗 對加工后產品表面進行清理 70 終檢 產品終檢，合格入庫 上述方案主要是以Φ19mm孔位基準,,M10螺紋,槽的兩側面,這樣可以修正由于基準不重合造成的加工誤差,同時也照顧了加工路線方便的特點. 綜合選擇方案一： 10 毛坯 采用20#鋼模鍛造毛坯外形，正火處理 15 探傷 超聲波探傷毛坯，檢驗合格后進入加工工序 20 銑 以毛坯外表面為精基準，粗銑、半精銑圓弧端面 25 鉆 以圓弧端面為精基準鉆擴孔Φ19mm 30 銑 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑圓弧底面 35 銑槽 以Φ19mm軸線定位基準，粗銑寬度為19mm的溝槽 40 鉆 以Φ19mm軸線定位基準，鉆擴螺紋孔M10X1 45 中間檢驗 對加工后的產品進行質量檢驗及尺寸校核 50 去毛刺 去除加工后的表面毛刺 55 熱處理 對圓弧端面進行表面淬火以保證硬度HRC52~63. 60 修正 熱處理后尺寸發(fā)生微量變化，對表面進行尺寸修正 65 清洗 對加工后產品表面進行清理 70 終檢 產品終檢，合格入庫 1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “變速叉第一速及倒車”零件材料為20鋼，生產類型為大批量生產，采用模鍛毛坯。 “變速叉”零件材料為20鋼,毛坯重量約1.8Kg,生產類型為大批量生產,采用鍛錘上合模鍛毛坯. 根據上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1. Φ19mm孔的兩個上端面 參照<<機械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm. 2. φ82.2mm孔的兩側面,銑削公差-0.22mm. 參照<<機械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精銑余量:單邊0.7mm(見<<工藝設計手冊>>表8-31),銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差mm。 由于設計規(guī)定的零件為大批量生產,應該采用調整法加工.因此在計算最大,最小加工余量時,應按調整法加工方式予以確定. 5. Φ19mm孔 參照<<機械加工工藝手冊>>, 其加工余量2Z=2mm.鉆孔Φ18.5mm,鉸孔Φ19mm. 6. φ82.2mm孔 參照<<機械加工工藝手冊>>, 其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜R59.5mm,精鏜φ82.2mm. 厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量. 毛坯名義尺寸: 8+2*2=12mm 毛坯最大尺寸: 12+1.3*2=14.6mm 毛坯最小尺寸: 12-0.5*2=11mm 粗銑后最大尺寸: 8+0.7*2=9.4mm 粗銑后最小尺寸: 9.4-2*0.22=8.96mm 精銑尺寸與零件尺寸相符,即8mm. 1.6 毛坯種類的選擇 零件材料為20鋼，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，最后選用鑄件，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，可以采用砂型模鍛，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。 零件機械加工的工序數量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術和經濟意義。根據該零件的材料為20#、生產類型為批量生產、結構形狀不是很復雜、尺寸大小中等大小、技術要求不高等因素，在此毛坯選擇模鍛成型。 1.7 選擇加工設備和工藝裝備 1.7.1 機床選用 ①.工序端面加工是銑加工。各工序的工步數不多，成批量生產，故選用銑床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的X52K型銑床。參考根據《機械制造設計工工藝簡明手冊》表４.２-７。 ②.工序鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 1.7.2 選擇刀具 ①.在銑床上加工的工序,一般選用硬質合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金銑刀 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數。 1.7.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連接座” 零件材料為20鋼，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，20鋼密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表1-1 機械加工車間的生產性質 生產類別 同類零件的年產量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產 5以下 10以下 100以下 小批生產 5~100 10~200 100~500 中批生產 100~300 200~500 500~5000 大批生產 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產 1000以上 5000以上 50000以上 根據所發(fā)的任務書上的數據，該零件的月工序數不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產。 根據生產綱領，選擇模鍛類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《工藝手冊》表3.1-19 特種模鍛的類別、特點和應用范圍，再根據表3.1-20 各種模鍛方法的經濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表1-2 成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級 模鍛方法 公差等級CT 灰鑄鐵 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓模鍛 7~9 熔模模鍛 5~7 根據上表選擇金屬型公差等級為7級。 1-3 鑄件尺寸公差數值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數值為1.8。 表1-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >190~250 6.0 4.0 端面、側面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于端面面的機械加工余量選擇。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 1.9確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序20 以外圓表面為基準，粗銑半精銑圓弧端面 機床：銑床X6132 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數，此為粗齒銑刀。 齒 切削速度：參考有關手冊，確定V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10。 工序25 鉆擴Φ19mm孔 1.先鉆底孔鉆孔Φ18.5mm 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ,V=17m/min. 采用高速鋼鉆頭, 2.擴孔Φ19mm. 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 工序30 粗銑圓弧底面 機床：數控銑床 VMC650 刀具：高速鋼刀具 查夾具手冊, 查夾具手冊,V=40m/min. V=35m/min 工序40 鉆M10螺紋孔并倒角1200；攻螺紋M10； (1)鉆M10螺紋孔并倒角1200 機床：鉆床Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質合金錐柄麻花鉆頭 采用麻花鉆,V=20m/min. （2） 攻螺紋M10. 機床：鉆床Z525 刀具：根據參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質合金絲錐 V=6m/min 第2章 工序40 鉆M10X1孔夾具設計 為了提高生產率，保證質量。本夾具將用在立式鉆床。刀具是高速鋼鉆頭。 2.1問題提出 本夾具主要用來工序40 鉆M10X1孔，加工時需要保證加工精度要求。 2.2夾具的設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。定位基準以φ19孔以及端面進行基準，然后加一個擋銷限制工件旋轉自由度，實現六點完全定位。采用手動螺旋機構夾緊。 2.3切削力及夾緊力的計算 刀具：鉆頭φ9（M10X1螺紋底孔）。 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,安全系數 K=KKKK 式中 K—基本安全系數，1.5; K—加工性質系數，1.1; K—刀具鈍化系數, 1.1; K—斷續(xù)切削系數, 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： 安全系數K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數，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“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考慮在內，安全系數 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K可按下式計算，由式（2.5）有：： 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。 2.4 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1.3。 圖1.3 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。 2.5 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] 2.6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。 為保證夾具有一定和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。 知此方案可行。 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。 2.7 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。 2.8 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。 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 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