本体盖的加工工艺规程及钻、攻6-M8和5-M10螺纹孔夹具设计

I 本体盖的加工工艺规程及钻、攻 6-M8 和 5-M10 螺纹孔夹具设计 摘要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配 合与测量等多方面的知识。 本体盖及其钻、攻 6-M8 和 5-M10 螺纹孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设 计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析， 了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的 工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的 工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部 件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件； 计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以 后设计中注意改进。 关键词：切削用量 夹紧 定位 误差。 II Abstract This design involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement of various aspects of knowledge. Body cover and drilling, tapping 6-M8 and 5-M10 threaded hole fixture design includes parts processing process design, process design and special fixture design three parts. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then a special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later. Keywords: cutting amount clamping positioning error. III 目录 前 言 .1 1 概述发展 .2 1.1 机床夹具简介 .2 1.1.1 机床夹具的主要功能 .2 1.1.2 机床夹具的组成 .2 1.1.3 夹具设计的步骤和基本要求 .2 2 本体盖的加工工艺规程设计 .8 2.1 本体盖的作用 .8 2.2 零件的工艺分析 .8 2.3 基面的选择 .8 2.3.1 粗基准的选择原则 .9 2.3.2 精基准选择的原则 .9 2.4 制定工艺路线 .9 2.5 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 .10 2.6 确定切削用量及基本工时 .12 3 专用夹具设计 .25 3.1 问题提出 .25 3.2 定位基准的选择 .25 3.3 定位元件的设计 .25 3.4 定位误差分析 .25 3.5 切削力的计算与夹紧力分析 .27 3.6 钻套设计 .27 结束语 .30 谢辞 .31 参 考 文 献 .32 1 前 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成 机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业 的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活 离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展 的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家 国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 本体盖及其钻、攻 6-M8 和 5-M10 螺纹孔的夹具设计是在学完了机械制图、机 械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行毕业设计之后的下一个教学环 节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确 定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的 自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计 中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与 生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本设计选用本体盖来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手 册与国家标准为附来进行详细说明。 2 1 概述发展 1.1 机床夹具简介 1.1.1 机床夹具的主要功能 机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件， 在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技 术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用 、经济方向发展。机床夹具的主要功 能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被 加工表面达到工序所规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将 其固定夹牢，使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生 位置改变。为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档 次的精度标准供选择。 安装方法有找正法和用专用夹具，找正法用于单件、小批生产中，而专用夹 具用于生产批量较大或特殊需要时。 1.1.2 机床夹具的组成 1）定位支承元件 确定工件在夹具中的正确位置并支承工件。 2）夹紧装置 将工件夹紧不发生移动。 3）对刀或导向元件 保证刀具与工件加工表面的正确位置。 4）夹具体 将夹具的所有组成部分组成一体，并保证它们之间的相对位置关系。 1.1.3 夹具设计的步骤和基本要求 一：夹具设计的基本要求 夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人的劳 动强度、生产率和加工成本。因此对设计的夹具，提出以下几点基本要求。 1）能稳定可靠地保证工件的加工技术要求。若工件达不到加工技术要求，成 为废品，则夹具设计是失败的，该夹具不能用与生产。 2）操作简单，便于工件安装，减轻工人的劳动强度，节省工件安装时间，降 低辅助工时，保证高的生产效率。 3）具有良好的工艺性，便于制造，降低夹具制造成本，从而降低分摊在工件 上的加工成本。 3 为保证上述基本要求，夹具的生产过程应按下面程序进行：夹具生产任务书 夹具的结构设计使用、制造部门会签夹具制造夹具验收生产使 用。 夹具生产任务书是由工艺人员在编制工艺规程时，根据生产需要而提出的。 任务书中包含内容有设计理由、使用车间、使用设备，该夹具所使用工件工序的 工序图并在工序图上要标明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基准、 夹紧点。这是设计夹具的依据，也是验收制造夹具的依据。夹具结构设计是设计 人根据夹具设计任务书的加工要求，提出几种可行方案、分析比较、进行误差计 算，以确定出合理方案，进行设计。夹具结构设计完成后，要会同使用部门、制 造部门就夹具的结构合理性、结构工艺性和经济性进行审核、会签、交付制造。 制成的夹具要同设计人员。工艺人员、使用部门、制造部门共同进行验证。当确 认夹具可保证工件该工序加工要求，能保证生产率、操作方便、安全，就可交付 生产车间使用。 二:夹具的设计步骤 当接到夹具设计任务书后，按下面 6 个步骤，逐步设计。 1）明确设计任务，收集研究设计的原始资料。原始资料包括如下内容。 A：加工零件的零件图、毛坯图及加工工艺过程，所设计夹具应有的工序图，并 了解该工序所使用的设备、刀具、量具、其他辅具以及该工序的加工余量、切削 用量、加工要求、生产节拍等参数。 B：了解零件的生产类型，就是决定夹具采用简单结构或复杂结构的依据。若属 大批量生产，则力求夹具结构完善、生产率高 或是单件小批量生产或急于应付生 产，则夹具结构应简单，以便迅速制造交付使用。 C：收集该夹具所用机床的资料，主要指与夹具连接部分的安装尺寸。如铣床夹 具要安装在工作台上，要收集工作如大小，工作如 T 形槽及槽距，以及机床的技 术参数。 D：收集所使用刀具的资料如刀具的精度、安装方式、使用要求及技术条件等。 E：收集国内外同类型夹具资料，吸收其中先进而又能结合本厂情况的合理部分。 F：了解本厂制造夹具的能力和使用的条件，如夹具制造的条件及精度水平，有 无压缩空气压值等。 4 G：收集有关夹具部件的标准（包括国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构 图册等。 2）确定夹具结构方案，绘制结构草图，其主要内容如下。 A：根据工件加工尺寸、要求和开关，确定工件的定位方式，选择或设计定位元 件，计算定位误差。 B：确定刀具的引导方式及引导元件（指钻夹具、铣夹具）。 C：确定工件夹紧方式 ，选择或设计夹紧机构，计算夹紧力。 D：确定其他装置（如分度装置、顶出装置）的结构型式。 E：确定和设计其他结构，如铣床夹具与机床的连接装置、对刀装置。 在确定夹具结构的各组成部分时，可提出几种不同方案，分别画出草图，进行分 析比较，从中选择出合理方案。 3）绘制夹具总图。应注意以下几点。 A：绘制夹具总图，尽量按 1：1 绘制，以保证直观性。 B：主视图尽量符合操作者的正面位置。 C：工件轮廓用双点画线绘制，并视为假想透明体，不影响其他元件的绘制。 D：绘图顺序为：工件定位元件引导元件夹紧装置其他装置 夹具体。 4）标注总图上的尺寸、公差与配合和技术条件。夹具总图结构绘制完成后，需标 注五类尺寸和四类技术条件。 5）编写零件明细表。明细表应包括零件序号、名称、代号（指标准件代号或通用 件代号 ）、数量、材料、热处理、质量等。 6）绘制总图中非标准件的零件图。 三：夹具总图上尺寸、公差与配合和技术条件的标注 在夹具设计中，对于初设计者，在夹具总图上如何标注尺寸及技术条件，往往是 难点之一，以下对此作简要阐述。 1）夹具总图上应标注的五类尺寸 A：夹具外形轮廓尺寸指夹具在长、宽、高三个方向上的最大极限尺寸。若有 可动部分，则指运动部件在空间达到的极限位置的尺寸。标注夹具外形尺寸的目 的是避免夹具与机床或刀具在空间发生干涉。 B：工件与定位元件间的联系尺寸主要指工件定位面与定位元件工作面的配合 5 尺寸或各定位元件的位置尺寸，它们直接影响工件加工精度，是计算工件定位误 差的依据。 C：夹具与刀具的联系尺寸主要指对刀元件或引导元件与夹具定位元件之间的 位置尺寸、引导元件之间的位置尺寸或引导与导向部分的配合尺寸。 D：夹具与机床的连接部分尺寸这类尺寸主要指夹具与机床主轴或工作如必须 固定连接的平俱。如车床夹具要安装在车床主轴上，要标注与车床主轴的连接尺 寸，铣床夹具要安装在工作台上，要标注与工作如 T 形槽相配的定位键尺寸。 E：夹具内容的配合尺寸中心轴与夹具体孔的配合尺寸，钻套与衬套、衬套与 夹具体的配合尺寸，此类尺寸必须标注尺寸、配合性质及配合精度，否则夹具精 度无法保证。 2） 夹具总图上应标注的四类技术条件 夹具中的技术条件主要指夹具装配好后，各表面之间的位置精度要求。 A：定位元件之间的相互位置要求这是指组合定位时多个定位元件之间的相互 位置要求或多件装夹时相同定位元件之间的相互位置要求。如两端顶尖顶轴两端 中心孔，要求两顶尖轴线同轴度，两 V 形块对称线的同轴度。 B：定位元件与连接元件或夹具体底面的相位置要求夹具的连接元件或夹具体 底面是夹具与机床的连接部分，它决定了夹具与机床的相对位置，也就是决定了 定位元件相对机床，或刀具的位置，即决定了工件相对机床或刀具的位置。 C：引导元件与连接元件或夹具体底面的位置要求 D：引导元件与定位元件之间的相互位置要求 3）五类尺寸、四类技术条件的分类 五类尺寸、四类技术条件根据是否与工序加工要求相关而分为两类，其精度值大 小和取法不同。 A：与工件加工要求无直接关系的 尺寸公差与配合 这类尺寸公差与配合应按照元件在夹具中的功用和装配要求， 根据公差与配合国家标准或参阅有关资料来制定。 技术条件 与工件加工要求无直接关系的夹具上技术条件。 B： 与加工要求直接相关的 这类尺寸和技术条件与工件上相应尺寸和技术条件 直接对应，直接根据工件相应尺寸公差和相互位置允差的（1/51/2）的值选取。 一般工件允差小，取大系数，工件允差大，则取小系数。 6 制定这类夹具尺寸公差时，要注意下列问题。 应经工件的平均尺寸作为夹具相应尺寸的基本尺寸，极限偏差按对称双向标注。 应以工序尺寸（不一定是工件最终尺寸）作为夹具基本尺寸的设计依据。 4）夹具调刀尺寸的标注 当夹具设计完成，按要求标注尺寸后，对有些夹具如铣夹具，往往还要标注调刀 尺寸（调刀尺寸一般是指夹具的调刀基准到对刀元件工作表面的位置尺寸），即 刀具相对基准的尺寸，它与工件加工尺寸直接相关，也是夹具总图上关键尺寸要 求。 四：夹具体设计 夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体。夹具体是夹具基础件、组成夹具 的各种元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削 力、夹紧、惯性力及由此而产生的振动和冲击。所以，夹具体是夹具中一个设计、 制造劳动量大，耗费材料多，加工要求高的零部件。在夹具成本中所占比重较大， 制造周期也长，设计时，应给以足够的重视。 （1） 夹具体和毛坯结构 实际生产中所用夹具体常用的有三种结构。 A：铸造结构 铸造结构夹具体的优点如下： 可铸出复杂的结构形状。 铸件抗压强度大、抗振性好，特别适用于加工时振动大、切削负荷大的场合。 铸件易于加工，价格低廉，成本低。但铸件生产周期长，因存在铸内应力，易 引起变形，影响夹具精度的保持性，因此，夹具体必须进行时效处理。 B：焊接结构其优点如下： 容易制造，周期短。 采用钢板、型材，如结构合理，布置得当，可减小质量。由于上述两优点，特 别适用于新产品试制或临时急用的场合，以缩短生产周期。此外，一些结构简单 的小型夹具，如翻转式钻模、盖板式钻模、可缷式钻模，采用焊接式结构十分有 利，因为这些夹具要频繁拆缷翻转，力求结构轻巧耐磨。 但焊接结构夹具体在焊接过程中的热变形和残余应力对夹具精度会有不得影响， 7 因此，焊完后要进行退火处理；另外，为提高刚性需加加强筋。 C：装配结构 装配夹具体是选用夹具专用标准毛坯或标准零件，根据使用要求组装而成，可得 到精确的外形和空间位置尺寸。标准毛坯和标准零件可组织专业化生产，这样不 但可以大大缩短夹具体的生产周期，还可降低生产成本。要使装配夹具体在生产 中得到广泛使用，必须实行夹具零部件的标准化、系列化。 （2）对夹具体的基本要求 A：一定的形状和尺寸 夹具的外形，取决于安装在夹具上的各种元件、机构、装置的形状及它们之间的 布置位置。设计时，只要将组成该夹具的所有元件、机构和装置的结构尺寸都设 计好并布置好它们在图纸上的位置，就可以由此勾画出夹具体的大致外形轮廓尺 寸。因为是单件生产，一般不作复杂计算设计。通常参照类似的夹具结构，按经 验类比法估计确定。 确定夹具体尺寸时，可参考下面数据。 铸造结构的夹具体，壁厚取 1540mm，过厚处挖空。 焊接结构用钢板取 1015mm，刚度不够时加筋板。 夹具体上不加工表面与工件表面之间应有一定间隙，以保证工件与夹具体之间 不发生干涉。间隙大小按以下规定选取： a:夹具体、工件都是毛面，间隙取 815mm. b:夹具体是毛面，工件是光面，间隙取 410mm. B：足够的强度和刚度 目的是减小在加工过程中因受切削力、夹紧力等而发生变形或振动。当刚度不够 时，可增设加强筋或用框形结构。若用加强筋，其壁厚取 0.70.9 倍壁厚，高度 不大于壁厚 5 倍。 C：良好的结构工艺性 以便于制造、装配、并减少加工工时。如夹具体上大平面上要局部加工，可铸出 35mm 凸台；各加工表面，最好在同一平面内或在同一回转表面上，以便于加工； 尽量减少加工表面面积。另外，对于切削量大的工件所使用夹具，要注意应能方 便排屑，以免影响安装精度；对于大而重的夹具体，要考虑起吊装置，如吊环螺 钉或起重螺栓。 8 2 本体盖的加工工艺规程设计 2.1 本体盖的作用 本体盖是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，本体盖是支承 转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆 状，各段可以有不同的直径。 2.2 零件的工艺分析 对该零件的平面、孔和螺纹进行加工，具体要求如下： 230 右端面 粗糙度 Ra3.2 车 185 孔 粗糙度 Ra1.6 145 右端面 粗糙度 Ra3.2 110缺口 粗糙度 Ra12.5 145 左端面 粗糙度 Ra3.2 212 端面 粗糙度 Ra6.3 230 左端面 粗糙度 Ra12.5 145 外圆 粗糙度 Ra1.6 110 孔 粗糙度 Ra1.6 3-M10 螺纹（通） 粗糙度 Ra12.5 4-M10 深 25 粗糙度 Ra12.5 6-M8 螺纹 粗糙度 Ra12.5 212 端面上 5-M10 螺纹 粗糙度 Ra12.5 A 向 2-M6 螺纹 粗糙度 Ra12.5 B 向 2-M6 螺纹 粗糙度 Ra12.5 9 2.3 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可 以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会 造成零件大批报废，使生产无法进行。 2.3.1 粗基准的选择原则 1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加 工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面 位置精度要求较高的表面作粗基准。 2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。 3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。 4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。 由以上及零件知，选用 右端面及顶面作为定位粗基准。 2.3.2 精基准选择的原则 选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准 确、可靠、方便。 精基准选择应当满足以下要求： 1）用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。 2）当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用 此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。 3）当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面 本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的 位置精度要求由先行工序保证。 4）为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复 加工的原则。 5）有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构 简单的表面作为精基准。 10 由上及零件图知，选用两个 11 孔及其基准面 B 作为定位精基准。 2.4 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下， 可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此 以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 最终工艺方案如下： 工序 01：金属型浇注 工序 02：时效处理以消除内应力 工序 03：粗车、半精车 230 右端面;粗车、半精车、精车 185 孔；粗车、 半精车 145 右端面；倒角 145 工序 04：粗车、半精车 145 左端面；车 212 端面；粗车、半精车、精车 145 外圆；粗车、半精车、精车 110 孔；倒角 145 工序 05：铣 110缺口 工序 06：钻、攻 230 端面上 3-M10 螺纹（通）；钻、攻 230 端面上 4- M10 深 25 工序 07：钻、攻 6-M8 螺纹；钻、攻 212 端面上 5-M10 螺纹 工序 08：钻、攻 A 向 2-M6 螺纹 工序 09：钻、攻 BA 向 2-M6 螺纹 工序 10：钳工去毛刺 工序 11：检验至图纸要求 工序 12：包装、入库 2.5 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 1. 230 右端面的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=3.0mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 3.2。根据机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8，两步车削（即粗车、半精车）方可满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=2.5mm 半精车 单边余量 Z=0.5mm 11 2. 185 孔的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 1.6。根据机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8，三步车削（即粗车、半精车、精车）方可满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=2.0mm 半精车 单边余量 Z=0.4mm 精车 单边余量 Z=0.1mm 3. 145 右端面的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 3.2。根据机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8，两步车削（即粗车、半精车）方可满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=2.0mm 半精车 单边余量 Z=0.5mm 4. 145 左端面的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 3.2。根据机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8，两步车削（即粗车、半精车）方可满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=2.0mm 半精车 单边余量 Z=0.5mm 5. 车 212 端面的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=3.0mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 6.3。根据机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=3.0mm 6. 230 左端面的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=3.0mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 6.3。根据机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8，一步车削（即粗车）方可满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=3.0mm 145 外圆 12 7.185 孔的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=2.5mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 1.6。根据机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8，三步车削（即粗车、半精车、精车）方可满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=2.0mm 半精车 单边余量 Z=0.4mm 精车 单边余量 Z=0.1mm 8.110 孔加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=2.0mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 1.6。根据机械制造工艺设计简明手册 表 1.4-8，三步车削（即粗车、半精车、精车）方可满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=1.5mm 半精车 单边余量 Z=0.4mm 精车 单边余量 Z=0.1mm 9.110缺口加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，得铸件的单边加工余量 Z=2.0mm,铸 件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 12.5。根据机械制造工艺设计简明手 册表 1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。 粗铣 单边余量 Z=2.0mm 10. 其余螺柱孔的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用 实心铸造，铸件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 12.5。根据机械制造工 艺设计简明手册表 1.4-8，钻.攻即可方可满足其精度要求。 11. 宽 3 槽的加工余量 查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4，因其加工表面的尺寸不大故采 用实心铸造,铸件尺寸公差为 CT8 级，表面粗糙度 Ra 为 12.5。根据机械制造工 艺设计简明手册表 1.4-8，一步插削方可满足其精度要求。 2.6 确定切削用量及基本工时 工序 01：金属型浇注 13 工序 02：时效处理以消除内应力 工序 03：粗车、半精车 230 右端面;粗车、半精车、精车 185 孔；粗车、半 精车 145 右端面；倒角 145 工步一：粗车 230 右端面 1、切削用量 铣机床为 C620-1 型卧式车床， 所选刀具为 YT5 硬质合金可转换车刀。根 据切削用量简明手册第一部分表 1.1，由于 C620-1 型卧式车床的中心高度为 200mm（表 1.30），故选刀杆尺寸 BH=16mm25mm，刀片厚度为 4.5mm。根据表 1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 ，后角 ，01206a 主偏角 ，副偏角 ，刃倾角 ，刀尖圆弧半径 。09rk01、rk0sm8. 1）确定切削深度 pa 由于单边余量为 2.5mm，可在 1 次走刀内切完。 2）确定进给量 f 根据表 1.4，在粗车 QT500-7、刀杆尺寸为 16mm25mm、 3mm、工件直径pa 为 0100mm 时， =0.1 0.6mm/rf 按 C620-1 型卧式车床的进给量（表 4.2-9），选择 =0.25mm/rf 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据表 1.30，C620-1 机床进给机构允许的进给力 =3530N。maxF 根据表 1.21，当 2mm, 0.35mm/r， ， =65m/min(预计)时，paf 045rk 进给力 =760N。fF 的修正系数为 =0.1， =1.17（表 1.29-2），故实际进给力为f fFk0fk0 =7601.17N=889.2Nf 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 =0.25mm/r 可f 用。 3）选择车刀磨钝标准及耐用度 14 根据表 1.9，车刀后刀面最大磨损量取为 1mm，可转位车刀耐用度 T=30min。 4）确定切削速度 切削速度 可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削 速度。 根据表 1.10，当用 YT15 硬质合金车刀加工铸件， 3mm， 0.25mm/r，paf 切削速度 =600m/min。 切削速度的修正系数为 =0.8， =0.65， =0.81, =1.15, = =1.0svktvrvkvTvkM (均见表 1.28），故 =600 0.8 0.65 0.81 1.15m/min291m/min 470r/minmin/2309110rdn 按 C620-1 机床的转速(表 4.2-8），选择 =475r/min 则实际切削速度 =291m/min 5）校验机床功率 由表 1.24， 3mm， 0.25mm/r， 46m/min 时， =1.7KW。pafcP 切削功率的修正系数 =1.17， ， =1.13， =0.8， =0.65（表 1.28），crpk 0.10KPcMprkkc TPckckSPctpk 故实际切削时的功率为 =0.72KW 根据表 1.30，当 =475r/min 时，机床主轴允许功率 =5.9KW。 ，故nEcPE 所选的切削用量可在 C620-1 机床上进行。 最后决定的切削用量为 =2.5mm， =0.25mm/r， =475r/min， =291m/minpafn 2、确定粗车 230 右端面 的基本时间 ，ifnLj3T321lld 式中 =25mm， =2.5mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi26.0in1475.03 j 工步二：半精车 230 右端面 1、 =0.5mmpa 15 2、 =0.15mm/rf 3、 =900 0.8 0.65 0.81 1.15m/min436m/min =600r/minn 4、确定基本工时 ，ifnLj3Tfnll321 式中 =25m， =0.5mm， =0mm， =0mm， =0.15mm/r， =600r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi284.0i615.03j 工步三：粗车 185 孔的基本时间 ，ifnLj3T321ll 式中 =21mm， =2.0mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi28.0in1475.03 j 工步四：半精车 185 孔的基本时间 ，ifnLj3T321ll 式中 =21mm， =0.4mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi283.0in1605.43 j 工步五：精车 185 孔的基本时间 1、 =0.5mmpa 2、 =0.15mm/rf 3、 =1200 0.8 0.65 0.81 1.15m/min581m/min =800r/minn 4、确定基本工时 ，ifnLj3T321ll 16 式中 =21mm， =0.1mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi14.0in80.41T3 j 工步六：粗车 145 右端面的基本时间 ，ifnLj3 321lld 式中 =19.5mm， =1.5mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi21.0in475.09T3 j 工步七：半精车 145 右端面的基本时间 ，ifnLj3 321lld 式中 =19.5mm， =0.5mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi267.0in1605.49T3 j 工步八：倒角 145 工序 04：粗车、半精车 145 左端面；车 212 左端面；粗车、半精车、精车 145 外圆；粗车、半精车、精车 110 孔；倒角 145 工步一：粗车 212 左端面的基本时间 ，ifnLj3T321lld 式中 =19.5mm， =1.5mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi21.0in475.093 j 工步二：半精车 145 左端面的基本时间 ，ifnLj3T321lld 式中 =19.5mm， =0.5mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi267.0in1605.493 j 工步三：车 212 左端面的基本时间 17 ，ifnLj3T321lld 式中 =35.5mm， =3.0mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi58.0in1475.03j 工步四：粗车 145 外圆的基本时间 ，ifnLj3T321ll 式中 =8mm， =1.5mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi14.0in475.083 j 工步五：半精车 145 外圆的基本时间 ，ifnLj3T321ll 式中 =8mm， =0.4mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi18.0in605.483 j 工步六：精车 145 外圆的基本时间 ，ifnLj3T321ll 式中 =8mm， =0.1mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi152.0in80.43 j 工步七：粗车 110 孔的基本时间 ，ifnLj3T321ll 式中 =30mm， =1.5mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi29.0in1475.03 j 工步八：半精车 110 孔的基本时间 18 ，ifnLj3T321ll 式中 =30mm， =0.4mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi83.0in1605.43 j 工步九：精车 110 孔的基本时间 ，ifnLj3T321ll 式中 =30mm， =0.1mm， =4mm， =0mm， =0.25mm/r， =475r/min, =1l1l2l3lfni 则 mi427.0in180.43 j 工步十：倒角 145 工序 05：铣 110缺口 工步一：铣 110缺口 1. 选择刀具 刀具选取三面刃铣刀 ， ， 。map0.2d50min/10v 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 p. 2）决定每次进给量及切削速度 min/6375010rdvns 按机械制造工艺设计简明手册表 4.2-36，数控铣床 XK7132 标准选取 600wnmi/r 当 600r/min 时wnrmzf /48062.0M 按机械制造工艺设计简明手册表 4.2-37，数控铣床 XK7132 标准选取rmfz/5 3）计算工时 19 Mzjfl21T =0.5+(d- ) =131l2eadl 工作台的水平进给量（ mm/min）Mzf 工作台的垂直进给量（ mm/min）c 铣削宽度（垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸）（mm）ea 铣削深度（平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸）（mm）p d铣刀直径（mm） =0.5+(d- )=0.5+(50- )50.5m1l2ead250m82L min468.i1.18T21 iflMzj 工序 06：插宽 3 槽 工步一：插 4H9 键槽 机床B5020 插床 1)选择硬质合金插刀。见机械加工工艺手册第三章中 2)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33-42 有 滑枕工作行程速度 min/20v 工作台移动速度 0 .2m/minaf 切削深度 H1.94mm 进给量 =0.2mm/rdf 3)工作台行程长度及切削速度 由机械制造工艺设计表 6.2-4 查得 354l 5932454lL 18).0(1)r(0vnd 20 4)切削工时 dnfHTj 式中H-被加工槽的深度（mm) -每双程刀具进给量（mm/双行程）df -每分钟的双程次数n -考虑插削回程快于工作行程的系数，其值由表 6.2-9，表 6.2-k 10，知 =0.8 min160.2i18.03HTj infd 工序 07：钻、攻 230 端面上 3-M10 螺纹（通）；钻、攻 230 端面上 4-M10 深 25；倒角 工步一：钻 230 端面上 3-M10 螺纹（通）底孔 8.5 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）m5.8 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmr机 （切削表 2.15）in/20v 708r/minmin/5.8201rD 按机床选取 n=800r/min i/6.10.dnvw 切削工时： ， ，l2l254ml03 则机动工时为 in9.i28.01321 ifnlltwm 工步二：攻 3-M10 螺纹（通） 选择 M10mm 高速钢机用丝锥 21 等于工件螺纹的螺距 ，即 f=0.75mm/rf pmin/10v 354r/minin/10rD 按机床选取 n=400r/min 切削工时： ， ，l21ml75.2l03 则机动工时为 in.i35.04321 ifnlltwm 工步三：钻 230 端面上 4-M10 深 25 螺纹底孔 8.5 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）5.8 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmr机 （切削表 2.15）min/20v 708r/minin/5.8201rD 按机床选取 n=800r/min mi/6.10.dnvw 切削工时： ， ，l25l254l03 则机动工时为 in.i28.0321 ifnlltwm 工步四：攻 4-M10 螺纹 选择 M10mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 ，即 f=0.75mm/rf pmin/10v 354r/minin/10rD 按机床选取 n=400r/min 切削工时： ， ，l91ml75.2l03 22 则机动工时为 min395.0i45.0719321 ifnlltwm 工步五：倒角 工序 08：钻、攻 6-M8 螺纹；钻、攻 212 端面上 5-M10 螺纹；倒角 工步一：钻 6-M8 螺纹底孔 6.8 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）m8.6 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmr机 （切削表 2.15）in/10v 468r/minmin/8.610rD 按机床选取 n=500r/min i/.9105.dnvw 切削工时： ， ， 则机动工时为ml3l4.32ml03in2.1i68.0521 ifnltwm 工步二：攻 6-M8 螺纹 选择 M8mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 ，即 f=0.6mm/rf p7.5/incVm机 299r/minin/85.710rDvn 按机床选取 n=300r/min 切削工时： ， ， 则机动工时为l31ml6.02l03 in2.1i.2 ifnltwm 工步三：钻 212 端面上 5-M10 螺纹底孔 8.5 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）5.8 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmr机 （切削表 2.15）min/20v 23 708r/minmin/5.82010rDvn 按机床选取 n=800r/min i/6.10.dvw 切削工时： ， ，ll254ml03 则机动工时为 in.i28.016321 ifnlltwm 工步四：攻 5-M10 螺纹 选择 M10mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 ，即 f=0.75mm/rf pmin/10v 354r/minin/10rD 按机床选取 n=400r/min 切削工时： ， ，l61ml75.2l03 则机动工时为 in419.i5.04321 ifnlltwm 工步五：倒角 工序 09：钻、攻 A 向 2-M6 螺纹 工步一：钻 2-M6 螺纹底孔 5.1 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）m1.5 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmr机 （切削表 2.15）in/0v 624r/minmin/1.501rD 按机床选取 n=600r/min i/6.90.1dnvw 切削工时： ， ， 则机动工时为ml5.31l5.2ml3 24 min108.i28.0635.321 ifnlltwm 工步二：攻 2-M6 螺纹 选择 M6mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 ，即 f=0.45mm/rf p7.5/incVm机 398r/minin/65.710rDvn 按机床选取 n=400r/min 切削工时： ， ， 则机动工时为l.31ml4.02l3in78.i5.40321 ifnltwm 工序 10：钻、攻 B 向 2-M6 螺纹 工步一：钻 2-M6 螺纹底孔 5.1 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）1.5 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmr机 （切削表 2.15）min/0v 624r/minin/1.501rD 按机床选取 n=600r/min mi/6.90.1dnvw 切削工时： ， ， 则机动工时为l5.31l5.2l3in108.i8.062 ifnltwm 工步二：攻 2-M6 螺纹 选择 M6mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 ，即 f=0.45mm/rf p7.5/incVm机 398r/minin/65.710rDvn 按机床选取 n=400r/min 25 切削工时： ， ， 则机动工时为ml5.31l45.02ml3in78.i.40321 ifnltwm 工序 11：去毛刺 工序 12：检验至图纸要求 工序 13：包装并入库 3 专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 有老师分配的任务，我被要求设计钻、攻 6-M8 和 5-M10 螺纹孔。 3.1 问题提出 本夹具主要用来铣支架宽 12 槽，铣支架宽 12 槽表面质量 Ra3.2，有一定的精度 要求。因此，在本道工序加工时，即考虑如何提高生产率、降低劳动强度，也要 考虑精度。 3.2 定位基准的选择 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。由零件图和工艺过程得，选支架底面及两个 10 孔作为 定位基准。 3.3 定位元件的设计 本工序选用的定位基准为 230 端面和 110缺口及 R106 圆弧面定位，所以 26 相应的夹具上的定位元件应是支承板。R106 圆弧面和夹具上的定位元件应是活动 V 形块。因此进行定位元件的设计主要是对支承板及活动 V 形块进行设计。 3.4 定位误差分析 定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工 序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。 当采用夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差 使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称为基准位 置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图 1 所示 图 1 用 V 型块定位加工时的定位误差 当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即 工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。 定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置 要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。 jbwd 根据相关公式和公差确定具体