曲柄加工工艺及夹具设计

0课 程 设 计题 目 曲柄加工工艺及夹具设计所属系部 所属专业 机 械 设 计 与 制 造所属班级 学 号学生姓名 指导教师起讫日期摘 要本设计是基于曲柄零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。曲柄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。并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。基准选择以曲柄的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。关键词：曲柄类零件；工艺；夹具；ABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Key words: type parts process; fixture;目 录摘 要1ABSTRACT2第 1 章 绪论4第 2 章 加工工艺规程设计62.1 零件的分析 62.1.1 零件的作用 62.2 曲柄加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 72.2.1 孔和平面的加工顺序 72.2.2 孔系加工方案选择 72.3 曲柄加工定位基准的选择 72.3.1 粗基准的选择 72.3.2 精基准的选择 82.4 曲柄加工主要工序安排 82.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 102.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 113 钻 18孔夹具设计 203.1 研究原始质料 203.2 定位、夹紧方案的选择 203.3 切削力及夹紧力的计算 213.4 误差分析与计算 223.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用 233.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构 243.7 夹具设计及操作的简要说明 25总 结26参 考 文 献274第 1 章 绪论机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。5机床夹具设计是一项重要的技术工作。“工欲善其事，必先利其器。 ”工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展为门类齐全的工艺装备。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数控机床（NC） 、加工中心（MC） 、成组技术（GT） 、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。2）能装夹一组具有相似性特征的工件。3）适用于精密加工的高精度机床夹具。4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。6）提高机床夹具的标准化程度。6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曲柄。曲柄的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，曲柄是一个重要的零件，曲柄是用来转换机器运转速率的零件，在传递力矩的过程中其要承受很强的冲击力。2.1.2 零件的工艺分析曲柄图 由曲柄零件图可知。曲柄是一个连杆类零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。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 B 端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：B 端面的铣削加工（2）以 18H8、2-10H9 的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：1 个 18H8、2 个 10H9 孔；尺寸为 17 的前后端面；、 的34m孔。（3）以 9 凸台面为主要加工平面的加工面。72.2 曲柄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。该曲柄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，对于曲柄来说，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曲柄类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工曲柄上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。曲柄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。曲柄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 孔系加工方案选择曲柄孔系加工方案，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。根据曲柄零件图所示的曲柄的精度要求和生产率要求，当前应选用在钻床上用钻孔铰孔较为适宜。2.3 曲柄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）保证装入曲柄的零件与壁厚有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以曲柄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。82.3.2 精基准的选择从保证曲柄孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证曲柄在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从曲柄零件图分析可知，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，虽然它是曲柄的装配基准，但因为它与曲柄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 曲柄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。曲柄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曲柄加工完成为止，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。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于曲柄，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 的含 0.4%1.1%苏c908打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 。mg2根据以上分析过程，现将曲柄加工工艺路线确定如下：工艺路线一：10 铸造 铸造20 时效处理 时效处理30 粗铣 粗铣端面 B 保证厚度工序尺寸为 2240 粗铣 粗铣端面 B 面的反面保证厚度工序尺寸为 1950 精铣 精铣端面 B 保证厚度工序尺寸为 18960 精铣 精铣端面 B 面的反面保证厚度工序尺寸为 1770 钻扩铰 钻扩铰 18H8 孔80 钻扩铰 钻扩铰 2-10H9 孔90 粗铣 粗铣 9 端面，保证尺寸 11100 粗铣 粗铣另外一处 9 端面，保证尺寸 11110 粗铣 粗铣 4 端面，保证尺寸 16120 钻孔 钻径向孔 4130 钻孔 钻另一径向孔 4 孔140 钳 去毛刺150 检 检验入库工艺路线二：10 铸造 铸造20 时效处理 时效处理30 粗铣 粗铣端面 B 保证厚度工序尺寸为 2240 粗铣 粗铣端面 B 面的反面保证厚度工序尺寸为 1950 精铣 精铣端面 B 保证厚度工序尺寸为 1860 精铣 精铣端面 B 面的反面保证厚度工序尺寸为 1770 粗铣 粗铣 9 端面，保证尺寸 1180 粗铣 粗铣另外一处 9 端面，保证尺寸 1190 粗铣 粗铣 4 端面，保证尺寸 16100 钻扩铰 钻扩铰 18H8 孔110 钻扩铰 钻扩铰 2-10H9 孔120 钻孔 钻径向孔 4130 钻孔 钻另一径向孔 4 孔140 钳 去毛刺150 检 检验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，方案二把底面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工定位基准不足，特别 9 端面凸台工序。10以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片。综合选择方案一：工艺路线一：10 铸造 铸造20 时效处理 时效处理30 粗铣 粗铣端面 B 保证厚度工序尺寸为 2240 粗铣 粗铣端面 B 面的反面保证厚度工序尺寸为 1950 精铣 精铣端面 B 保证厚度工序尺寸为 1860 精铣 精铣端面 B 面的反面保证厚度工序尺寸为 1770 钻扩铰 钻扩铰 18H8 孔80 钻扩铰 钻扩铰 2-10H9 孔90 粗铣 粗铣 9 端面，保证尺寸 11100 粗铣 粗铣另外一处 9 端面，保证尺寸 11110 粗铣 粗铣 4 端面，保证尺寸 16120 钻孔 钻径向孔 4130 钻孔 钻另一径向孔 4 孔140 钳 去毛刺150 检 检验入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“曲柄”零件材料采用 HT250 制造。材料为 HT250，硬度 HB 为 HB235-HB255，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）端面的加工余量。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（2）顶面 孔毛坯为实心，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：（3）前后端面加工余量。 （计算长度为 16）根据工艺要求，前后端面分为粗铣、精铣加工。各工序余量如下：11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 。m5.325.2精铣：参照机械加工工艺手册 ，其加工余量取为 。m5.0钻孔： 4毛坯为实心，不冲孔。由工序要求可知，凸台只需进行粗铣加工。其工序余量如下：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23，其余量规定为 ，现5.10取其为 。m5.12.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）工序 30：粗铣端面 B 保证厚度工序尺寸为 22机床：双立轴圆工作台铣床 KX52刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418mD636Z铣削深度 ：pam3每齿进给量 ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取f铣削速度 ：参照参考文献7机械加工工艺手册 表 2.4-81，Zaf/18.0V取 sV2机床主轴转速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn in/370r（1.1）实际铣削速度 ： 式（1.2）V snd/2.16014.0进给量 ： 式（1.3）fZaff ./378.工作台每分进给量 ： m min/39.smf ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,a a60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入长度 ：112式（1.4）)31(5.021aDl m98.24603取 ml21刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621mjfl工序 40：粗铣端面 B 面的反面保证厚度工序尺寸为 19机床：双立轴圆工作台铣床 KX刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418D636Z铣削深度 ：pam3每齿进给量 ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取f铣削速度 ：参照参考文献7机械加工工艺手册 表 2.4-81，Zaf/18.0V取 sV2机床主轴转速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn in/370r（1.1）实际铣削速度 ： 式（1.2）V snd/2.16014.0进给量 ： 式（1.3）fZaff ./378.工作台每分进给量 ： m min/39.smf 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll6取 l251刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 113机动时间 ： 式（1.5）1jt min26.0.3957621mjfl工序 50 精铣端面 B 保证厚度工序尺寸为 18铣削深度 ：pa每齿进给量 ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取f铣削速度 ：参照参考文献7机械加工工艺手册 表 2.4-81，Zmaf/15.0V取 sV机床主轴转速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd in/460r实际铣削速度 ，由式（1.2）有：V smdV/52.113.0进给量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.工作台每分进给量 ： mf in/9msf被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入长度 ：精铣时1Dl631刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1。机动时间 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt本工序机动时间 in59.03.6.01jjjtt工序 60 精铣端面 B 面的反面保证厚度工序尺寸为 17铣削深度 ：pam每齿进给量 ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取f铣削速度 ：参照参考文献7机械加工工艺手册 表 2.4-81，Zaf/15.0V取 sV机床主轴转速 ，由式（1.1）有：n14， min/96.45631.010rdVn in/460r实际铣削速度 ，由式（1.2）有： smdV/52.113.0进给量 ，由式（1.3）有：f Znaff 9.60/465.工作台每分进给量 ： mf in/9msf被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入长度 ：精铣时1Dl631刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1。机动时间 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 mjflt本工序机动时间 in59.03.6.01jjjtt工序 70 钻扩铰 18H8 孔工件材料为 HT250，硬度 200HBS。孔的直径为 18mm，公差为 H8，表面粗糙度 。加工机床为 Z525 立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具1.6aRm分别为：钻孔15mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔17.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔18mm 标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1 ）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献 7表 28-10 可查出 ，f 0.47.5/fmr表由于孔深度比 ， ，故0/3/21.6ld.9lfk。查 Z525 立式钻床说明书，取(.47.5).9405/f mr表。03/mr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 。由于机1.75/fr床进给机构允许的轴向力 （由机床说明书查出） ，根据表 28-9，允max169FN许的进给量 。“1.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。ff“f2）确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由v mP插入法得：，17/inm表 4732N表，5.69TNM表 1.5mkW表15由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8Mvk.75lvk17/min12(/min)表 0./i6n rd表查 Z525 机床说明书，取 。实际切削速度为：95/ir01/in14/i0rv由表 28-5， ，故.6MFTk4732.65()N51.904.8m3）校验机床功率 切削功率 为P/)Mnk表（.2(261.5kWW机床有效功率 4.50.83E mPkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，018dm0.3/fr19/inr14/inv相应地， ，56FN54.8T.05mkW（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表 28-31，f。根据 Z525 机床说明书，取f:表 （ 0.78） /r0.7=9./r=0.57mm/r。2）确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33，取 。修vn 25/minv表正系数：，0.8mvk24.71.02(/1.09)ppRavak根 据故 25/in/min表 01)nd表 （./i(24.7)86/ir查机床说明书，取 。实际切削速度为5/inr301vdn16321.75/min103/ir（3）确定铰孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表 28-36， ，按该表f 1.326fm表注 4，进给量取小植。查 Z525 说明书，取 。1.6/fmr2）确定切削速度 及 由参考文献7表 28-39，取 。vn 8./inv表由参考文献7表 28-3，得修正系数 ，0.8Mvk0.9pavk524.7(/0152)pRa根 据故 8./min.89.4/minv表 01()nd表07.4/25)95/ir查 Z525 说明书，取 ，实际铰孔速度1/inr301vdn3250/mi7.8/i（4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔： ， ， ，0.4/fr195/minr14/inv扩孔： ， ， ，17.d522.3m铰孔： ， ， ，08.6/f0/in78/i工序 80: 钻扩铰 2-10H9 孔机床： Z525 刀具：硬质合金锥柄麻花钻头。型号：E211 和 E101带导柱直柄平底锪钻（GB4260-84）公制/莫式 4 号锥直柄铰刀 刀具材料： VCrW41810H7 孔先钻 9.5 孔，然后铰孔至 10切削深度 ：pa.75m进给量 ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-52，取frmf/3.017切削速度 ：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-53，取Vsm/36.0机床主轴转速 ，由式（1.1）有：n，取100.3687.9/min145vrdin/70r实际切削速度 ，由式（1.2）有：V 03.1495.36/dVms被切削层长度 ：lm60刀具切入长度 ：1式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2(21 刀具切出长度 ： 取l4l3走刀次数为 1机动时间 ： 式2jt in87.0703.45618fnLj（1.9）铰孔 10切削深度 ： ，pam25.D10进给量 ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-58，f取rf/0.1rf/.切削速度 ：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-60，取Vsm/32.机床主轴转速 ，由式（1.1）有：n，取min/46.1014.3210rD in/60r实际切削速度 ，由式（1.2）有：V smDV/31.1.30被切削层长度 ：lm2刀具切入长度 ，由式（1.8）有：1 ctgctgkdDlr 14.20215.0)(201 刀具切出长度 ： 取l4ml318走刀次数为 1机动时间 ，由式（1.9）有：4jt min03.60214.4 nfLtj工序 90 粗铣 9 端面，保证尺寸 11刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCWr418D6Z铣削深度 ：pam3每齿进给量 ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取f铣削速度 ：参照参考文献7机械加工工艺手册 表 2.4-81，Zaf/18.0V取 sV2机床主轴转速 ：n， 式min/97.3614.30210rdn in/370r（1.1）实际铣削速度 ： 式（1.2）V snd/2.16014.0进给量 ： 式（1.3）fZaff ./378.工作台每分进给量 ： m min/39.smf ：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,a a60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入长度 ：1式（1.4）)3(5.021aDl m98.24603取 ml21刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621mjfl19工序 100 与工序 90 的计算方法完全一样，不一一列举了。工序 110 与工序 90 的计算方法完全一样，不一一列举了。工序 120 钻径向孔 4加工条件：机床：立式钻床. Z525刀具：麻花钻 其中 d=4mm, 计算切削用量： =2mmpa由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：进给量 ：根据机械加工工艺手册表 2.4.39，.f=0.13mm/r f切削速度 ：参照机械加工工艺手册表 2.4.41， v=0.35m/sV确定主轴转速： n= =.998r/min 01vd. 按机床选取： 96/minwnr实际机床选取： v= .3410s切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm切削工时： .12.1inmwltnf工序 130、钻另一径向孔 4 孔加工条件：机床：立式钻床. Z525刀具：麻花钻 其中 d=4mm, 计算切削用量： =2mmpa由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知：进给量 ：根据机械加工工艺手册表 2.4.39，.f=0.13mm/r f切削速度 ：参照机械加工工艺手册表 2.4.41， v=0.35m/sV确定主轴转速： n= =.998r/min 01vd. 按机床选取： 96/minwnr实际机床选取： v= .3410s切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm20切削工时： .120.1minmwltnf3 钻 18 孔夹具设计3.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工钻 18 孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗进行了加工，两侧面等为粗定位基准来设计夹具，从而保证其尺寸公差要求。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。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。21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。圆台外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。首先必须明确其加工时应如图所示，这样放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定 V 型块和滑动 V 型块定位，这样既简单又方便。如上图所示，一底面限制的自由度有 3 个，一个固定 V 型块限制两个自由度，一个滑动 V 型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部 6 个自由度，属于完全定位。3.3 切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：钻床 Z525，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表 可得：721切削力公式： .06f PFDfK式中 D=18MM /mr查表 得： 8210.75()36bp其中： 0.b.48K即： 95()fFN实际所需夹紧力：由参考文献5表 得：1212KFW有： 10.7,.6安全系数 K 可按下式计算有： 6543210K式中： 为各种因素的安全系数，见参考文献5表 可得：60 121.20.1.301.56K22所以 95.081649.2()KfWFN选用夹紧螺钉夹紧机 由 KN21其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取 5.021fF= +G G 为工件自重zPNfF4.321夹紧螺钉： 公称直径 d=20mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级MPaB06MPaBs801螺钉疲劳极限： B9263.2.1 极限应力幅： kma751li许用应力幅： PaSa3.li螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss=2.54 取s=4得 MPa120满足要求8.24cHdFaNc153.经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。3.4 误差分析与计算（1）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和 V 型块间隙配合。（2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是23用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 1 夹紧误差 ： cos)(minaxyj其中接触变形位移值：mSNHBKRkZaZy 014.8.9)(1cos0.3j 磨损造成的加工误差： 通常不超过Mj5. 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。3.5 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。24尺寸表25钻模板选用固定式钻模板，用 4 个沉头螺钉和 2 个锥销定位于夹具体上。3.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应26足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。3.7 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为钻余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构） 。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。27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。28参 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，2002829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！