扇形板加工工艺夹具设计学术参考

本科课程论文题 目 扇形板加工工艺夹具设计 学 院 工程 专 业 机 年 级 学 号 姓 名 指 导 教 师 成 绩 2014年6月5日 目录1 扇形板的分析.2 1.1 扇形板的工艺分析.2 1.2 扇形板的工艺要求.22 选择毛坯的制造方式,初确定毛坯形状.33 工艺规程设计.43.1 加工工艺过程.43.2 确定各表面加工方案.43.2.1 影响加工方法的因素.43.2.2 加工方案的选择.43.3 确定定位基准.53.3.1 粗基准的选择.53.3.2精基准选择的原则.53.4 工艺路线的拟订.63.4.1 工序的合理组合.63.4.2 工序的集中与分散.63.4.3 加工工艺路线方案的比较.73.5 扇形板的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.83.5.1 毛坯的结构工艺要求.83.5.2 扇形板的偏差计算.83.6 选择机床及对应夹具、量具、刃具.93.7 确定切削用量.104 夹具设计.154.1 研究原始质料.154.2 定位基准的选择. 154.3 钻削力及夹紧力的计算.154.4 误差分析与计算.164.5 夹具设计及操作的简要说明.175 参考文献.181.扇形板的分析1.1 扇形板的工艺分析扇形板零件尺寸比较小，结构形状较复杂，加工孔和表面的精度要求较高，上下表面、圆弧表面都有粗糙度要求，精度要求较高，此外还有孔要求加工，对精度要求也很高。孔粗糙度要求都是Ra1.6，所以都要求精加工。其小头孔与下平面有平行度的公差要求,和孔有对称度公差要求。1.2 扇形板的工艺要求图2.1 扇形板的零件图图2.2 扇形板的零件实体图该零件需要切削加工的地方有5 个处：平面加工包括扇形板上端面、下端面；孔系加工包括；小孔8 和扇形板两个外圆弧面的加工。不去除材料加工上下两个表面。(1) 以平面为主有： 扇形板上端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是Ra=6.3；下端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是Ra=3.2； 扇形板R48 弧面采用数控机床加工，其粗糙度要求是Ra=3.2。(2)孔系加工有：孔的钻、铰加工，并且进行倒角1x45。其表面粗糙度为Ra=1.6； 8 孔钻、铰加工，其表面粗糙度要求Ra =1.6；并且与下端面的平行度要求为0.08m，与的对称度为0.1m。扇形板毛坯的选择用铸造，因为生产率较高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在3.5-4mm，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。于是中批量生产。上面主要是对扇形板零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。2选择毛坯的制造方式,初确定毛坯形状本零件是中批、大批大量生产，还有零件的复杂程度及加工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为铸造。根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为HT250 钢，采用金属型铸造，精度可达到3.210，因此毛坯的加工余量比较小。3.工艺规程设计3.1 加工工艺过程由以上分析可知，该扇形板零件的主要加工表面是平面、孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于扇形板来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。由上面的分析得知：扇形板的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。3.2 确定各表面加工方案3.2.1 影响加工方法的因素(1) 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。(2) 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。(3) 要考虑被加工材料的性质。(4) 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。(5) 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。3.2.2 加工方案的选择(1)平面的加工方案为：粗铣精铣（IT 7 IT 9），粗糙度为 Ra6.31.6，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。故上下端面可用粗铣精铣。(2) 孔的表面粗糙度要求为1.6，则选择孔的加方案序为：钻铰精铰。并且进行倒角1x45。(3) 小孔8表面粗糙的要度求为Ra =1.6，并且其孔径较小，所以选择加工的方法是钻铰精铰。(4) R48 圆弧面的加工方法：采用数控机床进行加工。3.3 确定定位基准3.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：(1) 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。(5)便于装夹原则。(6)保证不加工表面位置准确原则。(7) 粗基准一般不得重复使用原则。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证扇形板在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从扇形板零件图分析可知，主要是选择加工扇形板上下底面的装夹定位面为其加工粗基准。故这里选用扇形板的下端面做为粗基准。3.3.2 精基准选择的原则(1) 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2) 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。(3) 互为基准的原则。当两个表面位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以互为基准反复加工。(4)自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准。此外，还应选择工件上精度高，尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证扇形板在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从扇形板零件图分析可知，它的上端面与，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两销定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求，所以再在分度盘上加上一个定位销，这样零件的六个自由度就都限制好了。综上所述，选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹方便。3.4 工艺路线的拟定对于批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。扇形板的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗加工扇形板上下端面，再精加工上下端面。后续工序安排都应当遵循粗精分开和先面后孔等原则。3.4.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：(1) 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。(2) 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。3.4.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。(1)工序集中的特点工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。(2)工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。3.4.3 加工工艺路线方案的确定在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，加工工艺路线方案见下；工序1：铸造毛坯。工序2：粗铣零件的上端面，以下端面为粗基准。工序3：粗铣零件的下端面，以上端面为粗基准。工序4：精铣零件的上端面，以下端面为精基准。工序5：精铣零件的下端面，以上端面为精基准。工序6：对孔空进行钻扩铰精铰。以下端面为基准。工序7：孔进行倒角1X45，以上、下端面为基准。工序8：对8 孔空进行钻铰精铰。孔和下端面为基准。工序9：用数控机床加工R48 外圆弧，以下端面和孔为基准。工序10：清洗表面。工序11：剔除毛刺。工序12：终检。3.5 扇形板的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定扇形板的毛胚采用的是HT150 制造,其材料是HT150（最小抗拉强度150）,生产类型为批量生产，采用铸造毛坯。3.5.1 毛坯的结构工艺要求扇形板为铸造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：(1) 由于铸造件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。(2) 工艺基准与设计基准相一致。(3)便于装夹、加工和检查。(4) 结构要求统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类、形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。3.5.2 扇形板的偏差计算(1) 扇形板上下端面的偏差及加工余量计算上下端面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：由机械余量加工手册知，其单边余量值规定为1.52.0mm，现取1.5mm。可知其粗铣时精度等级为IT12，粗铣平面时厚度偏差取-0.25mm精铣：由机械余量加工手册知，其单边余量值规定为0.7mm。铸造毛坯的基本尺寸为32mm，由机械余量加工手册知锻件复杂系数S2 ，重0.608kg，则锻件偏差为毛坯的名义尺寸为：32+（1.5+0.7）2=36.4mm毛坯最小尺寸为：36.4-0.5=35.9mm毛坯最大尺寸为：36.4+1.1=37.5mm粗铣后最大尺寸为：32+0.72=33.4mm粗铣后最小尺寸为：33.4-0.25=33.15mm精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。(2) 孔的偏差及加工余量计算该孔精度要求为IT7，换算为22H7，由考参考文献2知确定工序尺寸及余量为：钻孔：20mm 2Z=20mm扩孔:21.80mm 2Z=1.8mm（Z 为单边余量）粗铰:21.94mm 2Z=0.14mm（Z 为单边余量）精铰: mm ，即22H7 2Z=0.06mm（Z 为单边余量）该孔就可达到精度要求。 (3) 8 孔孔的偏差及加工余量计算该孔精度设为为IT7，由考参考文献1 知确定工序尺寸及余量为：钻孔：7.8mm粗扩：7.96mm 2Z=0.16mm（Z 为单边余量）精铰：8H7mm 2Z=0.04mm（Z 为单边余量）该孔就可达到精度要求。(4)外圆弧表面沿轴线长度加工余量及公差。由机械余量加工手册知锻件复杂系数S1，重1.25kg，则锻件偏差为。长度方向的余量由机械余量加工手册其余量规定值是2.0 2.5mm 现取2.0mm。3.6 选择机床及对应夹具、量具、刃具选择机床：（1）工序2、3、4、5 是铣削加工，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，根据工件尺寸选用X5020A 立式铣床。（机械制造技术基础课程设计表5-5）（2）工序8,9 是钻铰-精铰加工，根据工件尺寸可以选用立式钻床Z5125A。（机械制造技术基础课程设计表5-6）选择夹具：由于生产纲领为10 万/年，为大批大量生产，故均采用专用夹具；选择量具：本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。（1）选择加工工艺孔量具。8H7 工艺孔经钻孔、扩、精铰三次加工钻孔至7.8mm，粗饺至7.96mm，精铰至8H7mm。 工艺孔经钻孔、扩、铰、精铰四次加工钻孔至20mm ，扩孔至21.8mm，粗铰至21.94mm，精铰至22H7 mm。选择测量范围0mm-60mm 的内径千分尺即可。（2）选择测量弧面至支承孔轴线及两端面间距离的量具。由毛坯及零件图分析可知，选用测量范围0mm-100mm 的游标卡尺即可。选择刃具（表5-14 到表5-26）（1）铣削两端面时，选用镶齿套式面铣刀，直径D=50mm（2）钻孔孔时选用直柄短麻花钻，直径D=20mm（3）扩孔21.8mm 时，选择21.8mm锥柄扩孔钻。（4）铰孔21.94mm 时，选择21.94mm，精度等级为H7 级的直柄机用铰刀。（5）铰孔22mm 时，选择22mm，精度等级为H7 级的直柄机用铰刀（3）钻孔7.8mm 时，选用直柄短麻花钻，直径7.8mm。（4）铰孔7.96mm 时，选择8mm，精度等级为H7 级的直柄机用铰刀。（5）铰孔8mm 时，选择8mm，精度等级为H7 级的直柄机用铰刀。3.7 确定切削用量工序2 粗铣上端面（1）确定切削用量a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣底面A 的加工余量为 1.5mm，选择背吃刀量ap = 1.5 。b确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量fz 为0.05mm/z.c选取切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度 Vc =70.2m / min（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9.4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。（3）确定机床主轴转速n=1000v/(d)=1000x70.2/(3.14x60)=373.32 / min工序3 粗铣下端面a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣底面A 的加工余量为 1.5mm，选择背吃刀量ap = 1.5 。b确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量fz 为0.05mm/z.c选取切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度 Vc 70.2m / min（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9.4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。（3）确定机床主轴转速nn=1000v/(d)=1000x70.2/(3.14x60)=373.32 r/ min工序4 精铣上端面（1）确定切削用量a确定背吃刀量精铣时一般为0.11mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。b确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量fz 为0.12mm/z.c选取切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择切削速度。Vc= 49m /min （2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，取磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。（3）确定机床主轴转速nn=1000v/(d)=1000x49/(3.14x60)=210.6r/ min工序5 精铣下端面（1）确定切削用量a确定背吃刀量精铣时一般为0.11mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.7mm。b确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-72，选择每齿进给量fz 为0.08mm/z.c选取切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-72 ， 选择切削速度。Vc= 57.6m / min （2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，取磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7 查得刀具的耐用度T =180min 。（3）确定机床主轴转速n=1000v/(d)=1000x57.6/(3.14x60)=305.75r / min工序8 钻、扩、铰孔工步1 钻孔（1） 确定切削用量a. 确定背吃刀量因为第一次钻孔的加工余量为20mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量a=20mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT150 硬度为硬度为170HBS）选择进给量f 为0.8mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速nn=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x20)=429.94 r/ min工步2：扩孔a. 确定背吃刀量因为扩孔的加工余量为1.8mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=1.8mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-67，（HT150 硬度为170HBS）选择进给量f 为0.8mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速nn=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x21.8)=394.44 r/ min工步3：粗饺孔；a. 确定背吃刀量因为扩孔的加工余量为0.14mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.14mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT150 硬度为170HBS）选择进给量f 为0.8mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x21.94)=391.92 r/ min工步4：精饺孔；a. 确定背吃刀量因为扩孔的加工余量为0.06mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.06mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT150 硬度为170HBS）选择进给量f 为0.8mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x22)=390.85 r/ min工序9钻、扩、铰8 孔工步1 钻孔（1） 确定切削用量a. 确定背吃刀量因为第一次钻孔的加工余量为7.8mm。一次工作行程钻完，所以选择背吃刀量a=7.8mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT150 硬度为硬度为170HBS）选择进给量f 为0.5mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定麻花钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=100min。（3）确定机床主轴转速nn=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x7.8)=1102.4 r/ min工步2：扩孔a. 确定背吃刀量因为扩孔的加工余量为0.16mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.16mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-67，（HT150 硬度为170HBS）选择进给量f 为0.8mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速nn=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x7.96)=1080.24 r/ min工步3：精饺孔；a. 确定背吃刀量因为扩孔的加工余量为0.04mm。一次工作行程扩完，所以选择背吃刀量a=0.04mm。b. 确定进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-64，（HT150 硬度为170HBS）选择进给量f 为0.5mm/rc. 确定切削速度根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=0.45m/s（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n=60000v/(d)=60000x0.45/(3.14x8)=1074.84 r/ min4. 22孔夹具设计4.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻22 的孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高产品生产率和降低劳动强度，提高企业经济效益。4.2 定位基准的选择由零件图可知：上下端面进行了粗、精铣加工，上下圆弧面进行了加工。因此，定位、夹紧方案为：即一面、心轴和销定位，夹紧方式选用螺母开口垫圈在心轴上夹紧。图中对孔的的加工有位置公差要求，所以我们选择底平面、孔和销为定位基准来设计钻模模具，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制5个自由度，用削限制一个自由度，保证了6 个自由度都得到限制。利用分度盘转到，可以加工出3 个空。4.3 钻削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：台式钻床Z4006A，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表127可得：钻削力公式： Ff=210Df0.8 Kp式中D=7.8mm ，f=0.2mm/r查表1 2 8得：Kp=(HB/190) 0.6其中：HB=229 则Kp=1.118即：Ff=3942.4（N)实际所需夹紧力：由参考文献5表1212得：Wk=FK/(1+2)有：1 = 0.7, 2= 0.16安全系数K 可按下式计算有： K =K0K1K2K3K4K5K6式中：K0 K6为各种因素的安全系数，见参考文献5表121 可得：K =1.21.01.01.01.31.01.0= 1.56所以Wa=KxF=880.7x1.56=1373.892(N)由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取K =1.56，1 = 0.7，2 = 0.16查参考文献51226 可知压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：W0=QL/tg +tg(+ )式中参数由参考文献5可查得：rz其中：L=32mm Q = 80(N )螺旋夹紧力：W0 =4952.32(N)由上述计算易得： Wo Wk因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4 误差分析与计算该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为1.6。由参考文献5可得：(1) 圆柱位销的定位误差：由于是孔的误差引起取=0.03mm(2) 夹紧误差 ：j.j=(ymax-ymin)cos其中接触变形位移值：y=(kRazRaz+kHB/HB+c1)(Nz/19.62l)n查5表1215 有kRaz =0.004, kHB =0.0016, c1 =0.412, n=0.7 。j.j=ycos=0.0028mm(3)磨损造成的加工误差：j.M通常不超过0.005mm(4) 夹具相对刀具位置误差：D.A 取0.01mm(5)分度误差1. 直线分度误差查机床夹具设计知Smin=S-(+X1+X2+e ） Smax=S+(+X1+X2+e） 所以F=2(+X1+X2+e）2.回转分度误差查机床夹具设计知a=4artcg(f/4+2X3)/4R误差总和：0.070mm 满足要求。4.5 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工孔。工件以端面、一孔、一销为定位基准，在定位环上实现完全定位，采用手动螺旋压板机构夹紧工件，该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。拧紧开口垫圈旁的螺母，可以使工件与分度机构贴紧，拧紧另一个螺母整个装配体就夹紧了，这样就可以开动机床进行第一个孔的加工，先钻孔然后换刀具进行铰孔，这样一个孔就加工好了，旋转螺套，使分度盘与加具体之间有空隙，这样拔出对位销就可以旋转分度盘，旋转到下一个孔，松开对位销反转螺套直到不能再转，这样就可以进行加工第二个孔，用同样的方法加工第三个孔，加工完后，松开开口垫圈旁的螺母，开口垫圈取下，换上下一个工件，如此往复进行。此次设计是对扇形板零件的加工工艺和夹具设计，其零件为铸造，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工8孔工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。4. 8孔夹具设计4.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻圆周面上3 个8 的孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高产品生产率和降低劳动强度，提高企业经济效益。4.2 定位基准的选择由零件图可知：上下端面进行了粗、精铣加工，孔进行了粗、半精、精镗加工。因此，定位、夹紧方案为：即一面、心轴和销定位，夹紧方式选用螺母开口垫圈在心轴上夹紧。图中对孔的的加工有位置公差要求，所以我们选择底平面、孔和销为定位基准来设计钻模模具，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和孔定位限制5个自由度，用削限制一个自由度，保证了6 个自由度都得到限制。利用分度盘转到，可以加工出3 个空。4.3 钻削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：台式钻床Z4006A，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表127可得：钻削力公式： Ff=210Df0.8 Kp式中D=7.8mm ，f=0.2mm/r查表1 2 8得：Kp=(HB/190) 0.6其中：HB=229 则Kp=1.118即：Ff=3942.4（N)实际所需夹紧力：由参考文献5表1212得：Wk=FK/(1+2)有：1 = 0.7, 2= 0.16安全系数K 可按下式计算有： K =K0K1K2K3K4K5K6式中：K0 K6为各种因素的安全系数，见参考文献5表121 可得：K =1.21.01.01.01.31.01.0= 1.56所以Wa=KxF=880.7x1.56=1373.892(N)由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取K =1.56，1 = 0.7，2 = 0.16查参考文献51226 可知压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：W0=QL/tg +tg(+ )式中参数由参考文献5可查得：rz其中：L=32mm Q = 80(N )螺旋夹紧力：W0 =4952.32(N)由上述计算易得： Wo Wk因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4 误差分析与计算该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为1.6。由参考文献5可得：(1) 圆柱位销的定位误差：由于是孔的误差引起取=0.03mm(2) 夹紧误差 ：j.j=(ymax-ymin)cos其中接触变形位移值：y=(kRazRaz+kHB/HB+c1)(Nz/19.62l)n查5表1215 有kRaz =0.004, kHB =0.0016, c1 =0.412, n=0.7 。j.j=ycos=0.0028mm(3)磨损造成的加工误差：j.M通常不超过0.005mm(4) 夹具相对刀具位置误差：D.A 取0.01mm(5)分度误差1. 直线分度误差查机床夹具设计知Smin=S-(+X1+X2+e ） Smax=S+(+X1+X2+e） 所以F=2(+X1+X2+e）2.回转分度误差查机床夹具设计知a=4artcg(f/4+2X3)/4R误差总和：0.070mm 满足要求。4.5 夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工孔。工件以端面、一孔、一销为定位基准，在定位环上实现完全定位，采用手动螺旋压板机构夹紧工件，该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。拧紧开口垫圈旁的螺母，可以使工件与分度机构贴紧，拧紧另一个螺母整个装配体就夹紧了，这样就可以开动机床进行第一个孔的加工，先钻孔然后换刀具进行铰孔，这样一个孔就加工好了，旋转螺套，使分度盘与加具体之间有空隙，这样拔出对位销就可以旋转分度盘，旋转到下一个孔，松开对位销反转螺套直到不能再转，这样就可以进行加工第二个孔，用同样的方法加工第三个孔，加工完后，松开开口垫圈旁的螺母，开口垫圈取下，换上下一个工件，如此往复进行。此次设计是对扇形板零件的加工工艺和夹具设计，其零件为铸造，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工8孔工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。5 参考文献1 吕明，机械制造技术基础，武汉理工大学出版社，2010.2 柯建宏，机械制造技术基础课程设计，华中科技大学出版社，2008.9王伯平，互换性与技术测量，机械工业出版社，2012.- 22 -优质材料