资源描述
摘 要本设计是基于阀体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。阀体零件的主要加工表面是平面及孔系。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，本设计遵循先面后孔的原则。适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。机械加工工艺是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保障。然而夹具又是制造系统的重要部分，工艺对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。关键词：阀体类零件；工艺；夹具；ABSTRACTThe design of special fixture for body parts processing technology and process design based on. The main processing surface of body parts is the plane and a series of hole. In general, to ensure the processing accuracy of plane than to guarantee the machining accuracy of the series of hole. Therefore, the design follows the principle of the surface after the first hole. Suitable for mass production line, processing, can meet the design requirements. The machining process is the enterprise on the variety, quality, level, accelerating the update of products, improve the economic benefits of the technology guarantee. However fixture is an important part of the manufacturing system, process requirements of the fixture will increase, special fixture, fixture, fixture and clamp are toward flexibility, automation, standardization, universal and efficient direction to meet the needs of processing. So it is of great significance to the processing technology and fixture design of machinery.Key words: body parts; technology; fixture;0目 录摘 要 .IABSTRACT.I第 1 章 绪论 .21.1.夹具简介 .21.2 本次设计的内容 .31.3 机床夹具的功能 .3第 2 章 加工工艺规程设计 .52.1 零件的分析 .52.1.1 零件的作用 .52.1.2 零件的工艺分析 .52.2 阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 .62.2.1 孔和平面的加工顺序 .62.2.2 孔系加工方案选择 .62.3 阀体加工定位基准的选择 .62.3.1 粗基准的选择 .62.3.2 精基准的选择 .72.4 阀体加工主要工序安排 .72.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .92.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 3 .102.7 时间定额计算及生产安排 .17第 3 章 钻孔夹具设计 .203.1 夹具的夹紧装置和定位装置 .203.2 夹具的导向 .213.3 钻孔与工件之间的切屑间隙 .213.4 钻模板 .223.5 定位误差的分析 .223.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用 .243.7 确定夹具体结构和总体结构 .253.8 夹具设计及操作的简要说明 .27总结 .27参 考 文 献 .28致 谢 .292第 1 章 绪论1.1.夹具简介随着科学技术的发展，各料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向高质量、高生产率和低成本方向发展。电火花、电解、超声波、种新材激光、电子束和离子束加工等工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的出现，提高了更新频繁的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，大大推进了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。目前，数控机床的工艺功能已由加工循环控制、加工中心，发展到适应控制。加工循环控制虽可以实现每个加工工序的自动化，但不同的工序中刀具的更换及工件的重新装夹，仍须人工来完成。加工中心是一种高度自动化的多工序机床，能自动完成刀具的更换，工件的转位和定位，主轴和进给量的变换等，使工件在机床上只安装一次就能完成全部加工。因此，他可以显著缩短辅助时间，提高生产率，改善劳动条件，适应控制数控机床是一种具有“随机应变”功能的机床，他能在加工中，根据切削条件的变化，自动调整切削条件，是机床保持最佳状态下进行加工，因而有效提高加工效率，扩大品种，更好的保证了加工质量，并达到最大的经济效率。近年发展起来的以计算机为行动中心，完成加工、装卸、运输、管理的柔性制造系统，具有监视、诊断、修复、自动转位加工产品的功能，使多品种、中小批量生产实现了加工自动化，大大促进了自动化的进程，尤其是将计算机辅助设计与制造结合起来而形成的计算机集成制造系统，是加工自动化向智能化方向发展的又一关键性技术，并进一步朝着网络化、集成化和智能化的方向发展。夹具的发展趋势工艺装备的设计、制造、使用和管理，体现着一个企业的工艺技术水平，夹具设计与制造又是制造环境中的生产准备周期时间和加工成本的重要因素，工装设计水平的高低，很大程度上反映出企业制造能力的高低。夹具设计与制造是机电产品设计与制造的一项重要步骤，传统的夹具设计制造时需大量的工时消耗和金属材料的消耗。目前，基于特征参数化技术已在机电产品设计与制造的各个阶段得到广泛的应用，夹具设计也必须向标准化、系统化、 参数化方向发展。而且，为了适应我国加入 WTO 后机电产品的创新能力和尽快机电产品设计制造的全程仿真，快速组合夹具的发展正是适应了这种要求。夹具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，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。1.2 本次设计的内容本设计主要是针对阀体工艺及钻孔夹具的设计。夹具设计是组合机床设计中的重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。在设计中，设计的主要思路是用工件以已加工端面为定位基准，夹具体的凸台和大端面孔为定位面，工件以气动夹紧，这样设计主要是为了解决了手动夹紧时夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点；气动夹紧采用空气作为动力源，资源丰富并且干净、清洁，对周围环境没有污染；不足是噪音比较大。具体的设计思路是：首先确定工件的已加工端面定位方式，通过夹具体的凸台、内孔，再用气动装置将其夹紧，这样阀体的六个自由度全部限制，实现了零件的定位夹紧，然后确定零件的夹紧方式。在本次设计中采用的是手动夹紧方式；然后进行误差分析、夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计。1.3 机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并 引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 第 2 章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是阀体。阀体的主要作用是支 一般安装在水泵水下吸管的底端，限制水泵管内液体返回水源, 起着只进不出的功能。阀盖上有很多个进水口和加强筋, 起到了不易堵塞，主要应用在抽水的管路上。水道和支承的作用. 口径有单瓣、双瓣、多瓣型，有法兰连接和螺纹连接。其他名称：内螺纹升降式底阀-井底阀、吸水阀、滤水阀、莲蓬头；升降式底阀-法兰井底阀；旋启式底阀-法兰旋启式井底阀。图 2- 阀体零件图2.1.2 零件的工艺分析由阀体零件图可知。阀体是一个壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以阀体底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：阀体底 面的铣削加工（2）以 20 凸台端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：20 凸台端面的铣削加工（3）以上端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：上端面的铣削加工（3）以 40 下部端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：40 下部端面铣削加工（4）以 26 孔支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：前后端面；螺孔的孔。2.2 阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该阀体零件的主要加工表面是平面及孔系。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，对于阀体来说，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。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序阀体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工阀体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。阀体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。阀体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择阀体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据阀体零件图所示的阀体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。2.3 阀体加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求： （1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入阀体的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以阀体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证阀体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证阀体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从阀体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，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。至于前后端面，虽然它是阀体的装配基准，但因为它与阀体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4 阀体加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。阀体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到阀体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。根据以上分析过程，现将阀体加工工艺路线确定如下：工艺路线一： 铸造 铸造 时效 时效处理 铣 铣阀体底面(宽度为 70mm) 铣 铣削 20 凸台端面 铣 铣削上端面 铣 铣削 40 下部端面7 钻扩铰 钻扩铰 26 孔 8 钻孔攻丝 钻 M16-6H 螺纹底孔，并攻丝 钻孔攻丝 钻 M12-6H 螺纹底孔，并攻丝10 钻孔 钻孔 2-8 孔11 钻孔攻丝 钻 M4-6H 螺纹底孔，并攻丝12 铣 铣宽度为 11mm 的开口槽13 钳 去毛刺14 终检 终检15 入库 清洗入库工艺路线二： 铸造 铸造 时效 时效处理3 钻扩铰 钻扩铰 26 孔4 铣 铣阀体底面(宽度为 70mm)5 铣 铣削 20 凸台端面6 铣 铣削上端面7 铣 铣削 40 下部端面8 钻孔攻丝 钻 M16-6H 螺纹底孔，并攻丝 钻孔攻丝 钻 M12-6H 螺纹底孔，并攻丝10 钻孔 钻孔 2-8 孔11 钻孔攻丝 钻 M4-6H 螺纹底孔，并攻丝12 铣 铣宽度为 11mm 的开口槽13 钳 去毛刺14 终检 终检15 入库 清洗入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，方案二把的钻孔工序调整到前面了，这样无法保证孔与面的垂直关系工序。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：工艺路线一： 铸造 铸造 时效 时效处理 铣 铣阀体底面(宽度为 70mm) 铣 铣削 20 凸台端面 铣 铣削上端面 铣 铣削 40 下部端面7 钻扩铰 钻扩铰 26 孔8 钻孔攻丝 钻 M16-6H 螺纹底孔，并攻丝 钻孔攻丝 钻 M12-6H 螺纹底孔，并攻丝10 钻孔 钻孔 2-8 孔11 钻孔攻丝 钻 M4-6H 螺纹底孔，并攻丝12 铣 铣宽度为 11mm 的开口槽13 钳 去毛刺14 终检 终检15 入库 清洗入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“阀体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 HT200，硬度 HB 为 170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）面的加工余量。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为，现取 。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取 。m4.3720.3 m28.0精铣：参照机械加工工艺手册表 2.3.59，其余量值规定为 。51（3）螺孔 126MH毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为：钻孔： 10m攻丝： 26（4）前后端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23，其加工余量规定为 ，现取 。m5.3720.3半精铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷 ，其加工余量值取为 。m5.2精铣：参照机械加工工艺手册 ，其加工余量取为 。.0铸件毛坯的基本尺寸为 ，根据机械加工工艺手m375.206册表 2.3.11，铸件尺寸公差等级选用 CT7。再查表 2.3.9 可得铸件尺寸公差为。m6.1（5）前后端面上 16 螺孔 ，毛坯为实心，不冲孔。参照 机械加HM610工工艺手册表 2.3.71，现确定螺孔加工余量为：螺孔 6H-14钻孔： m9.1攻丝： 6-4根据工序要求，前后端面支承孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下：（8）侧面螺孔加工余量毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 2.3.71,现确定螺孔加工余量为：钻孔： 3.2m攻丝： 46MH2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 3工序 3：铣阀体底面(宽度为 70mm)机床：立式铣床 X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数 10mdw4014Z（1）粗铣铣削深度 ：pam3每齿进给量 ：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取f Zmaf/25.0铣削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.81，取V sV/4机床主轴转速 ： ，取n in/1940.3610rdV inr实际铣削速度 ： smn/.20 进给量 ：fV smZnaff /67.10/2145.0工作台每分进给量 ：m in2.sVf ：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a a4被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll31刀具切入长度 ：1 mD2)(5.02刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1机动时间 ：1jt in5.02.743121mjfl（2）精铣铣削深度 ：pa5.每齿进给量 ：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取f Zmaf/15.0铣削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.81，取V sV/6机床主轴转速 ： ，取n in/28401.360rdV in3r实际铣削速度 ： smn/.0进给量 ：fVZaff 56/5.工作台每分进给量 ： m in/30.1sVf被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll4刀具切入长度 ：精铣时1 mDl01刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：2jt min18.63024121mjfl本工序机动时间i7.8.5021jjjt 工序 3：粗铣前后端面机床：组合铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数mdw4014Z铣削深度 ：pam3每齿进给量 ：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取f maf/25.0铣削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.81，取V sV/4机床主轴转速 ： ，取n in/1940.3610rdV inr实际铣削速度 ： smn/.20进给量 ：fVZaff 671/125.工作台每分进给量 ：m in/2.0.sVf ：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a a4被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l ml329刀具切入长度 ：1l mD2)31(5.02刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：jt in53.02.743921mjfl工序 4：铣削 20 凸台端面机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀 YG8，硬质合金立铣刀 YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径 ，齿数mdw32012Z铣削深度 ：pa每齿进给量 ：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取f Zmaf/25.0铣削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.81，取V sV/3机床主轴转速 ： ，取n in/1793204.610rdV in1r 实际铣削速度 ：V smnd/51.260134.0进给量 ：fVsZnaff /5.7/125.工作台每分进给量 ：m in4.smf：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a a192被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll0刀具切入长度 ：1l mD34)(5.2刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1机动时间 ：1jt in39.0452121mjfl工序 5：铣削上端面机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀 YG8，硬质合金立铣刀 YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径 ，齿数mdw32012Z铣削深度 ：pa每齿进给量 ：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取f Zmaf/25.0铣削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.81，取V sV/3机床主轴转速 ： ，取n in/1793204.610rdV in1r实际铣削速度 ： smn/5.20.进给量 ：fVsZnaff /5.76/125.0工作台每分进给量 ：m in40.smVf：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a a192被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll刀具切入长度 ：1l mD34)(5.02刀具切出长度 ：取2lm 走刀次数为 1机动时间 ：1jt min39.0452121mjfl工序 6：铣削 40 下部端面机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀 YG8，硬质合金立铣刀 YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径 ，齿数mdw32012Z铣削深度 ：pa每齿进给量 ：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取f Zmaf/25.0铣削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.81，取V sV/3机床主轴转速 ： ，取n in/1793204.610rdV in1r实际铣削速度 ： smn/5.20.进给量 ：fVsZnaff /5.76/125.0工作台每分进给量 ：m in40.smVf：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,a a192被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll刀具切入长度 ：1l mD34)(5.02刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1机动时间 ：1jt in39.0452121mjfl工序 7 钻扩铰 26 孔钻定位孔切削深度 ：pa13进给量 ：根据 机械加工工艺手册 表 2.4.39，取f rmf/25.0切削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.41，取V sV4机床主轴转速 ： ，取n01.456078/in312Vrdin/r 实际切削速度 ： V03.142650.9/dnms被切削层长度 ：lm2刀具切入长度 ：1 ctgctgkDr 2.5102)1(刀具切出长度 ：2l0走刀次数为 1机动时间 ：jt min20.5.21fnlj工序 8：钻 M16-6H 螺纹底孔，并攻丝机床：钻床 Z525刀具：麻花钻切削深度 ：pa7m进给量 ：根据 机械加工工艺手册 表 2.4.39，取f rmf/25.0切削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.41，取V sV43机床主轴转速 ： ，取n01.436097/in1Vrdin/8r实际切削速度 ： .8./ns被切削层长度 ：lm3刀具切入长度 ：1 mctgctgkDr 5.42105.)21(2刀具切出长度 ：2l0走刀次数为 1机动时间 ：jt in17.0825.431fnlj工序 10：钻 M12-6H 螺纹底孔，并攻丝机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥进给量 ：由于其螺距 ,因此进给量f mp5.1rmf/5.1 切削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.105，取Vmin/8./14.0s机床主轴转速 ： ，取min/283104.310rdV in/250r丝锥回转转速 ：取0in/25rn实际切削速度 ： s/3.6015.0被切削层长度 ：lm1刀具切入长度 ： mf.43)(刀具切出长度 ： （盲孔）2l0机动时间 ：1jt min1.025.1405.02121 fnlflj工序 10：钻孔 2-8 孔机床：台式钻床 Z525刀具：根据参照参考文献3表 4.39，选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度 ：pa3.25m根据参考文献3表 查得：进给量 ,切削速度40.2/fmr。smV/36.0机床主轴转速 ：n，100.36147/in45Vrd按照参考文献3表 3.131，取 。n实际切削速度 ：v.0./106Dms切削工时被切削层长度 ：l3m刀具切入长度 ：1(12)0242rctgkctg刀具切出长度 ： 取 。2l4ml3加工基本时间 ： jt124.1in0.6jLlfn工序 11：钻 M4-6H 螺纹底孔，并攻丝机床：组合攻丝机 刀具：钒钢机动丝锥进给量 ：由于其螺距 ,因此进给量f mp5.1rmf/5.1切削速度 ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4.105，取Vin/8./14.0sm机床主轴转速 ： ，取in/283104.30rdV in/250r丝锥回转转速 ：取0min/25rn实际切削速度 ： sm/3.6015.0由工序 4 可知： l3l.42l走刀次数为 1机动时间 ：jt in18.05.14305.02121 fnlflj工序 12：铣宽度为 11mm 的开口槽机床：双立轴圆工作台铣床 KX52刀具：错齿三面刃铣刀 粗铣 11 槽切削深度 ：pa.m根据参考文献3表 查得：进给量 ,根据参考文献124760.6/famz表 查得切削速度 。302/inV机床主轴转速 ：n，102.1/in3.40rd按照参考文献3表 3.174，取 75实际切削速度 ：v.0./16nms进给量 ：fV0.8/13ffaZ工作台每分进给量 ： m.58/infVs走刀次数为 1机动时间 ： jt120631.0mi8jmlf 2.7 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该的年产量为大批量。一年以 240 个工作日计算，每天的产量应不低于 417 件。设每天的产量为 420 件。再以每天 8 小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于 1.14min。参照机械加工工艺手册表 2.5.2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：（大量生产时 ）Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：ttfjd其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间）jt辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动ft作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间k布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序 1：粗、精铣端面机动时间 ：jtmin73.1j辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5.43，取工步辅助时间为f。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。min15.0 min1.0则 in25.01.ftk：根据机械加工工艺手册表 2.5.48， 13k单间时间定额 ： dt in14.i2.%)(25.0731(%)( ktfj因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， min4.i12.4.2dt即能满足生产要求工序 2：钻孔、铰定位孔机动时间 ：jtin3.0j辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5.41，取工步辅助时间为f。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。min4.0 min1.0则 in54.01.ft k：根据机械加工工艺手册表 2.5.43， 14.2k单间时间定额 ： dt min14.i98.0%).)(54.03(%)1( ktfjd因此布置一台机床即能满足生产要求。工序 3：粗铣侧面机动时间 ：jtmin46.0j辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5.45，取工步辅助时间为f。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。min41.0 min1.0则 in51.0.ftk：根据机械加工工艺手册表 2.5.48， 13k单间时间定额 ： dt in14.i0.%)(5.046.(%)1( ktfj因此布置一台机床即能满足生产要求。工序 4：钻侧面孔机动时间 ：jtmin17.0j辅助时间 ：参照机械加工工艺手册表 2.5.41，取工步辅助时间为f。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 。min4.0 min1.0则 in54.01.ftk：根据机械加工工艺手册表 2.5.43， 14.2k单间时间定额 ： dt in14.i80.%).)(54.017.(%)( ktfjd因此布置一台机床即能满足生产要求。 第 3 章 钻 孔 夹 具 设 计3.1 夹具的夹紧装置和定位装置在本次夹具设计中，设计钻扩铰 26 孔的夹具，在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是：针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对 工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。3.2 夹具的导向在钻床上加工孔时，大都采用导向元件或导向装置，用以引导刀具进入正确的加工位置，并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的刚性，从而保证零件上孔的精度，在钻床上加工的过程中，导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等，因此，导向装置如同定位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。导向元件包括刀杆的导向部分和导向套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套。钻套按其结构可分为固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻套。如图4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图4.2 钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。淬火HRC60。我选择的钻套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间套上两个固定衬套。选取的标准件代号为12*18 GB2263-1980。材料仍选取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。3.3 钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点:1、固定钻套：钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。 2、可换钻套：主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以 F7/m6 或 F7/k6配合装入衬套中。3、快换钻套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套：尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔，如图4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C=8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。3.4 钻模板在导向装置中，导套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。43.5定位误差的分析定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案，只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的 1/3，即可认为该定方案符合加工精度的要求。 在用夹具装夹工件时，当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时，工件的位置即由定位元件确定下来。而对一批工件来说，因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差，且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公差，因此，虽然工件已经定位，但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化，这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位误差： 当以任意边接触时minDWd当以固定边接触时2d式中 为彼此最小间隙min通过分析可得：0.5D1dmin因此：当以任意边接触时0.63DW2 夹紧误差 ： cos)(minaxyj其中接触变形位移值：SNHBKRkZaZy 014.8.9)(1cos0.3j 磨损造成的加工误差： 通常不超过Mjm5. 夹具相对刀具位置误差： 取AD01.误差总和： 0.965jwm从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。表d D D1 H t基本 极限偏差F7基本极限偏差D601 3 +0.010+0.004611.84 71.82.65 86 9 -2.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.008 93.3+0.022+0.01 7 +0.019 108 12 160.008 445 8 1156010+0.0101368 12 15 10 1620810+0.028+0.01315 18101218+0.023+0.0122212 20 25121522 261518+0.034+0.016 26 30 16 2836182230+0.028+0.01534222635 39 20 36A32630+0.041+0.020 42 46303548+0.033+0.01752 25 A356354255 59424862 660.0124850+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.7 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性 在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用焊接，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。 3.8 夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用底部大平面定位三个自由度， V 型块定位两个自由度，再用一个压块限制最后一个自由度。总结本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铣、镗、钻、攻螺纹、打毛刺等工序。因为是大批量生产，工序就分得很散，中间就可省去换刀具和调试的时间。在每道工序中都有计算切削用量和工时。在本次设计中已无大的问题，基本达到了要求。只是在夹具的设计中没有能提出多中方案进行分析比较，有所不足。29参 考 文 献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社，200612 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社，200513 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社，20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社，20005 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社，2003106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社，200347 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社，200158 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社，200010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社，19941211 刘文剑夹具工程师手册M黑龙江科学技术出版社，200712 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社，2002830致 谢在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声，谢谢！我想没有他们的帮助，毕业设计就会做得很困难。这次毕业设计是在老师悉心指导下完成的。XX 老师以其渊博的学识、严谨的治学风范、高度的责任感使我受益非浅。在做设计的过程中也遇到了不少的问题，XX老师给了我许多关怀和帮助，并且随时询问我毕业设计的进展情况、细心的指导我们，也经常打电话或者发电子邮件过来指导我的设计。在论文工作中，得到了机电学院有关领导和老师的帮助与支持，在此表示衷心的感谢。最后，在即将完成毕业设计之时，我再次感谢对我指导、关心和帮助过老师、领导及同学。谢谢了！
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