機械制造技術(shù)課程設計圓周支座加工工藝及鉆φ13孔夾具設計（全套圖紙）

1、 圓周支座工藝規(guī)程及專用鉆 13 夾具設計 學生： 導 師 ： 申請學位：工學學士 學科： 所 在 單 位：機械工程學院 答 辯 日 期：2015 年 6 月 授予學位單位 ： 摘 要 i 摘摘 要要 圓周支座零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以 及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工 藝再設計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接 著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切 削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元 件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接

2、部件以及其它部件；計算出夾具 定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設計中注 意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 abstract - ii - abstract a machining process and fixture design is the design process, including the design of bearing parts processing process design and the three part special fixture. in the pro

3、cess of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the proce

4、ss equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caus

5、ed calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. keywords: process, process, cutting, clamping, positioning 圓周支架工藝及夾具設計 1 目 錄 摘 要.i abstract.ii 第 1 章 緒論.1 第 2 章 加工工藝規(guī)程設計.2 2.1 零件的分析 .2 2.1.1 零件的作用零件

6、的作用.2 2.1.2 零件的工藝分析零件的工藝分析.3 2.2 圓周支座零件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 .3 2.2.1 孔和平面的加工順序孔和平面的加工順序.3 2.2.2 孔系加工方案選擇孔系加工方案選擇.3 2.3 圓周支座零件加工定位基準的選擇 .4 2.3.1 粗基準的選擇粗基準的選擇.4 2.3.2 精基準的選擇精基準的選擇.4 2.4 圓周支座零件加工主要工序安排 .4 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .6 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）.6 第 3 章 鉆 13 孔夾具設計.14 3.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 .14 3.2

7、 夾具的導向 .14 3.3 切削力及夾緊力的計算 .15 3.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 .17 3.5 鉆模板 .17 3.6 定位誤差的分析.17 3.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 .18 3.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .19 3.9 夾具設計及操作的簡要說明 .20 結(jié) 論.21 參考文獻.22 致 謝.23 圓周支座工藝及夾具設計 - 2 - 第 1 章 緒論 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械 裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也 可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn) 品。我們的生活離不

8、開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家 或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一 個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 圓周支座零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎、機 械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在 加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具， 保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設 計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論， 又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與

9、生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次 設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 圓周支架工藝及夾具設計 3 第 2 章 加工工藝規(guī)程設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用零件的作用 題目給出的零件是圓周支座零件。圓周支座零件的主要作用是支架軸，保證軸之 間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此圓周支座零件的加工質(zhì)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。 , 圓周支座工藝及夾具設計 - 4 - 2.1.2 零件的工藝分析零件的工藝分析 由圓周支座零件圖可知。圓周支座零件是一個圓周支座零件，它的外表面上有 4 個平面需要進行加

10、工。支承孔系在前后端面上。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?，F(xiàn)分析如下： （1）以底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工； 其中表面粗糙度要求為，mra3 . 6 （2）以 13孔（2 處） 、17 孔為主要加工表面的加工面。 （3）以 4-7 孔為主要加工孔。 2.2 圓周支座零件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。該圓周支座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，對于圓周支座零件來說，加 工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位

11、置精度，處理好孔和平面之間的相互關 系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.2.1 孔和平面的加工順序孔和平面的加工順序 圓周支座零件類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工圓周支座零件上的 基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。圓周支座零件的加工自 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(diào)整，也有利于保護刀具。 圓周支座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

12、粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案選擇孔系加工方案選擇 圓周支座零件孔系加工方案，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(jīng)濟因素。在滿足精 度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格最底的機床。 根據(jù)圓周支座零件圖所示的圓周支座零件的精度要求和生產(chǎn)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(chǎn)中，圓周支座零件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

13、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(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)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 圓周支架工藝及夾具設計 5 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以 及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)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，需要將圓

14、周支座零件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。 2.3 圓周支座零件加工定位基準的選擇 2.3.1 粗基準的選擇粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要孔的加工余量均勻； （2）保證裝入圓周支座零件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。即以圓周支座零件的輸 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頂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

15、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。 2.3.2 精基準的選擇精基準的選擇 從保證圓周支座零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇 應能保證圓周支座零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從圓周支座 零件圖分析可知，它的頂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，雖然它是圓周支座零件的裝配基準，但因為它與圓周

16、支座零件的主要支承孔 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(jié)構(gòu)設計方面都有一定 的困難，所以不予采用。 2.4 圓周支座零件加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。圓周支座零件加工的 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、精加工頂平面。第二 個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到圓周支座零件加工 完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂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。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切

17、削力較大，也應該在粗加工階段完成。對 于圓周支座零件，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(chǎn)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。 圓周支座工藝及夾具設計 - 6 - 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c9080 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(nèi)部雜質(zhì)、 鐵屑、毛刺、砂粒等的

18、殘留量不大于。mg200 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將圓周支座零件加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 10 鑄造鑄造毛坯 20 時效時效處理 30 銑 銑底面 40 銑 銑 4-7 孔端面 50 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺一側(cè)端面 60 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺另外一側(cè)端面 70 鉆擴鉸 鉆擴鉸 13 孔（2 處） 、17 孔 80 鉆孔鉆 4x7 孔 90 鉆孔鉆 2x4 孔 100鉆孔攻絲鉆 6-m4 螺紋底孔，然后進行攻絲 110去毛刺 鉗工去毛刺 120終檢按圖樣要求檢驗 130入庫入庫 工藝路線二： 10 鑄造鑄造毛坯 20 時效時效處理 30 銑 銑底面 40 鉆擴鉸 鉆擴鉸

19、 13 孔（2 處） 、17 孔 50 銑 銑 4-7 孔端面 60 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺一側(cè)端面 70 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺另外一側(cè)端面 80 鉆孔鉆 4x7 孔 90 鉆孔鉆 2x4 孔 100鉆孔攻絲鉆 6-m4 螺紋底孔，然后進行攻絲 110去毛刺 鉗工去毛刺 120終檢按圖樣要求檢驗 130入庫入庫 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工 手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一： 工藝路線一： 10 鑄造鑄造毛坯 20 時效時效處理 30 銑 銑底面 40 銑 銑 4-7 孔端面 5

20、0 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺一側(cè)端面 60 銑削銑 36 凸臺、20 凸臺另外一側(cè)端面 圓周支架工藝及夾具設計 7 70 鉆擴鉸 鉆擴鉸 13 孔（2 處） 、17 孔 80 鉆孔鉆 4x7 孔 90 鉆孔鉆 2x4 孔 100鉆孔攻絲鉆 6-m4 螺紋底孔，然后進行攻絲 110去毛刺 鉗工去毛刺 120終檢按圖樣要求檢驗 130入庫入庫 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “圓周支座零件”零件材料采用 ht200 制造。材料為 ht200，硬度 hb 為 170 241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 （1）底面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工

21、步余量如下： 粗銑：參照機械加工工藝手冊第 1 卷表 3.2.23。其余量值規(guī)定為，mm4 . 37 . 2 現(xiàn)取。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取。mm0 . 3mm28 . 0 精銑：參照機械加工工藝手冊表 2.3.59，其余量值規(guī)定為。mm5 . 1 （3）孔 毛坯為實心，不沖孔。 （4）端面加工余量。 根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如 下： 粗銑：參照機械加工工藝手冊第 1 卷表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。mm5 . 37 . 2mm0 . 3 半精銑：參照機械加工工藝手冊第 1 卷 ，其加工余量值取為。mm5 . 2 精銑：參

22、照機械加工工藝手冊 ，其加工余量取為。mm5 . 0 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 30：銑底面 機床：銑床 x52k 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10 mmdw40014z （1）粗銑圓周支座零件底面 銑削深度： p ammap2 每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取 f azmmaf/25 . 0 銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取vsmv/4 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/191 40014 . 3 60410001000 0 r d v n min/200rn 實際銑削速度： v sm nd v/19 . 4 601000 2

23、0040014. 3 1000 0 進給量： f vsmmznav ff /67.1160/2001425 . 0 工作臺每分進給量： m fmin/ 2 . 700/67.11mmsmmvf fm 圓周支座工藝及夾具設計 - 8 - ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.81, amma240 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341 刀具切入長度： 1 lmmaddl42) 31 ()(5 . 0 22 1 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間： 1j tmin55 . 0 2 . 700 242341 21 1 m j f lll t （2）精銑圓周支座零件底面

24、 銑削深度： p ammap1 每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取 f azmmaf/15 . 0 銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取vsmv/6 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/288 40014 . 3 60610001000 0 r d v n min/300rn 實際銑削速度： v sm nd v/28. 6 601000 30040014 . 3 1000 0 進給量： f vsmmznav ff /5 .1060/3001415 . 0 工作臺每分進給量： m fmin/630/ 5 . 10mmsmmvf fm 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml

25、341 刀具切入長度：精銑時 1 lmmdl400 1 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間： 2j tmin18 . 1 630 2400341 21 2 m j f lll t 本工序機動時間min73 . 1 18. 155. 0 21 jjj ttt 工序 40：銑 4-7 孔端面 機床：銑床 x52k 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料：， ，齒數(shù)，15yt32dmm5z 此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：z=3mm 所以銑削深度：=3mm p a2.2 p amm 精銑該平面的單邊余量：z=1.0mm 銑削深度： p a1.0 p amm 每齒進給量

26、：根據(jù)參考文獻3表 2.473，?。焊鶕?jù)參考文獻 f a0.15/ f amm z 3表 2.481，取銑削速度2.8/vm s 每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表 2.473，取根據(jù)參考文獻3表 f azmmaf/18 . 0 2.481，取銑削速度2.47/vm s 圓周支架工藝及夾具設計 9 機床主軸轉(zhuǎn)速：n 10001000 2.47 60 471.97 /min 3.14 100 v nr d 按照參考文獻3表 3.174，取 475 /minnr 實際銑削速度 ：v 3.14 100 475 2.49/ 10001000 60 dn vm s 進給量： f v0.18 5 475/607

27、.12/ ff va znmm s 工作臺每分進給量： m f7.12/427.5/min mf fvmm smm ：根據(jù)參考文獻3表 2.481,取 amma60 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm 68lmm 刀具切入長度： 1 l 22 1 0.5()(1 3)ldda 22 0.5(10010060 )(1 3)12mm 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間： 1j t 12 1 141 122 0.36min 427.5 j m lll t f 機動時間： 1j t 12 1 68 122 0.19min 427.5 j m lll

28、t f 所以該工序總機動時間 11 0.55min jjj ttt 工序 50：銑 36 凸臺、20 凸臺一側(cè)端面 機床：x52k 銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10 mmdw6314z （1）粗銑 銑削深度： p ammap3 每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取 f azmmaf/25 . 0 銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取vsmv/4 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/191 6314 . 3 60410001000 0 r d v n min/200rn 實際銑削速度： v sm nd v/19 . 4 601000 2006314. 3 1

29、000 0 進給量： f vsmmznav ff /67.1160/2001425 . 0 工作臺每分進給量： m fmin/ 2 . 700/67.11mmsmmvf fm ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.81, amma240 圓周支座工藝及夾具設計 - 10 - 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341 刀具切入長度： 1 lmmaddl42) 31 ()(5 . 0 22 1 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間： 1j tmin55 . 0 2 . 700 242341 21 1 m j f lll t （2）精銑 銑削深度： p ammap1 每齒進

30、給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取 f azmmaf/15 . 0 銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取vsmv/6 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/288 40014 . 3 60610001000 0 r d v n min/300rn 實際銑削速度： v sm nd v/28. 6 601000 30040014 . 3 1000 0 進給量： f vsmmznav ff /5 .1060/3001415 . 0 工作臺每分進給量： m fmin/630/ 5 . 10mmsmmvf fm 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341 刀具切入長度：精銑時 1 lm

31、mdl400 1 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間： 2j tmin18 . 1 630 2400341 21 2 m j f lll t 本工序機動時間min73 . 1 18. 155. 0 21 jjj ttt 工序 60：銑 36 凸臺、20 凸臺另外一側(cè)端面 機床：x52k 銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10 mmdw6314z （1）粗銑 銑削深度： p ammap3 每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取 f azmmaf/25 . 0 銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取vsmv/4 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取nm

32、in/191 6314 . 3 60410001000 0 r d v n min/200rn 實際銑削速度： v sm nd v/19 . 4 601000 2006314. 3 1000 0 進給量： f vsmmznav ff /67.1160/2001425 . 0 工作臺每分進給量： m fmin/ 2 . 700/67.11mmsmmvf fm ：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.81, amma240 圓周支架工藝及夾具設計 11 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341 刀具切入長度： 1 lmmaddl42) 31 ()(5 . 0 22 1 刀具切出長度：取 2 lmml

33、2 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間： 1j tmin55 . 0 2 . 700 242341 21 1 m j f lll t （2）精銑 銑削深度： p ammap1 每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.4.73，取 f azmmaf/15 . 0 銑削速度：參照機械加工工藝手冊表 2.4.81，取vsmv/6 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/288 40014 . 3 60610001000 0 r d v n min/300rn 實際銑削速度： v sm nd v/28. 6 601000 30040014 . 3 1000 0 進給量： f vsmmznav ff /5 .1060/3

34、001415 . 0 工作臺每分進給量： m fmin/630/ 5 . 10mmsmmvf fm 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知lmml341 刀具切入長度：精銑時 1 lmmdl400 1 刀具切出長度：取 2 lmml2 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間： 2j tmin18 . 1 630 2400341 21 2 m j f lll t 本工序機動時間min73 . 1 18. 155. 0 21 jjj ttt 工序 70：鉆擴鉸13孔（2 處） 、17孔 機床：立式鉆床 z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔 進給量：根據(jù)參考文獻3表 2.438

35、，取。frmmf/33 . 0 切削速度：參照參考文獻3表 2.441，取。v0.48/vm s 機床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 10001000 0.48 60 539.53 /min 3.14 17 v nr d 按照參考文獻3表 3.131，取630 /minnr 所以實際切削速度 ：v 3.14 17 630 0.56/ 10001000 60 dn vm s 切削工時 被切削層長度 ：l42lmm 圓周支座工藝及夾具設計 - 12 - 刀具切入長度： 1 l 1 17 (1 2)12015.96 22 r d lctgkctgmmmm 刀具切出長度： 取 2 lmml41 2 mml3 2 走

36、刀次數(shù)為 1 機動時間： 1 j t 1 4263 0.25min 0.33 630 j l t fn 工序 80：鉆 4x7孔 鉆孔選用機床為 z525 搖臂機床，刀具選用 gb1436-85 直柄短麻花鉆， 機械加工 工藝手冊第 2 卷。 根據(jù)機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-2 查得鉆孔進給量為 0.200.35。 rmm 則取 rmmf30 . 0 確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-9 切削速度計算公式為 （3- min 0 mk fat dc v v yx p m z v vv v 20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度 t=35 125 . 0 ,55 . 0

37、 , 0,25 . 0 , 1 . 8myxzc vvvvmin 則 =1.6 v 55 . 0 0125 . 0 25 . 0 3 . 0535 71 . 8 minm 所以 =72 n 1214 . 3 6 . 11000 minr 選取 min120rn 所以實際切削速度為=2.64 1000 1214 . 3 120 v minm 確定切削時間（一個孔） = t s20 3 . 02 228 工序 90：鉆 2x4孔 機床：立式鉆床 z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： p a2 p amm 進給量：根據(jù)參考文獻3表 2.438，取。frm

38、mf/33 . 0 切削速度：參照參考文獻3表 2.441，取。v0.48/vm s 圓周支架工藝及夾具設計 13 機床主軸轉(zhuǎn)速：n ， 100010000.4860 539.53 / min 3.144 v nr d 按照參考文獻3表 3.131，取630 /minnr 所以實際切削速度 ：v 3.144630 0.56/ 1000100060 dn vm s 切削工時 被切削層長度 ：l42lmm 刀具切入長度： 1 l 1 17 (1 2)12015.96 22 r d lctgkctgmmmm 刀具切出長度： 取 2 lmml41 2 mml3 2 走刀次數(shù)為 1 機動時間： 1 j

39、t 1 4263 0.25min 0.33 630 j l t fn 工序 110：鉆 6-m4螺紋底孔，然后進行攻絲 選擇鉆床：z525 鉆床 1、刀具的選擇：選擇高速鋼麻花鉆，其直徑。 0 6dmm 依據(jù)，根據(jù)表 2.1 及表 2.2，可選擇鉆頭的幾何形狀為：標準，切削用量簡明手冊 ，。30(24 32)2118 1 270 0 12(12 15)a 55(45 55) 2、選擇切削用量 1）依據(jù)，根據(jù)表 2.7，可得鋼的強度，鉆頭的直切削用量簡明手冊800 b mpa 徑時，。5 o dmm0.14 0.18/fmm r 因為，所以不需要乘孔深修正系數(shù)。/3l d 2）依據(jù)，根據(jù)表 2.

40、8，根據(jù)鉆頭強度決定進給量：當切削用量簡明手冊 ，鉆頭強度允許的進給力。600 b mpa 0 5dmm0.38/fmm r 3）依據(jù)，根據(jù)表 2.9，按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：當切削用量簡明手冊 ，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為 8330n(查640 b mpa 0 10.2dmm ，表 2.35)時，進給量為。切削用量簡明手冊0.96/fmm r 從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為 。根據(jù) z525 鉆床說明書，選擇。0.14 0.18/fmm r0.17/fmm r 查，根據(jù)表 2.19，當，時，查得軸切削用量簡明手冊0.17/fmm r 0 10.2dmm

41、向力。1770 f fn 軸向力的修正系數(shù)為： 故。0.88,1.33,0.9, mfpfwf kkk1770 0.88 1.33 0.91864 f fn 查 zk546 鉆床的使用說明書，機床進給機構(gòu)所允許的最大軸向力為， max 8830fn 由于，所以可用。 maxf ff0.17/fmm r （2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 圓周支座工藝及夾具設計 - 14 - 查，根據(jù)表 2.12，當時，可取得鉆頭的后刀面最大切削用量簡明手冊 0 20dmm 磨損量取為 0.4mm（0.40.6） ，刀具的壽命 t=15min。 （3）決定切削速度 查，根據(jù)表 2.30，可查得，切削用量簡明手冊1.0

42、 tv k 1.0 tv k1.16 mv k ，。則。0.8 sv k1.0 krv k1.0 kv k1.16 0.80.928 v k 0 v vv z v cv xym c d vk t apf = 0.4 0.200.7 4.8 5 0.92817/ min 1550.17 m 查，根據(jù)表 2.31，可查得，切削用量簡明手冊1.0 tv k1.0 lv k 1.0 cv k ，故： 1.0 tv k 17 1.0 1.0 1.0 1.017/ min tv vv km r/min 0 10001000 17 / min1082 5 v nr d 查，根據(jù) zk546 鉆頭的使用說明書

43、，可以考慮選擇切削用量簡明手冊 ，但因為所選轉(zhuǎn)數(shù)計算轉(zhuǎn)數(shù)較高，會使刀具壽命下降，所以可將進給量960 / min c nr 降一級，即取，也可以選擇較低一級的轉(zhuǎn)數(shù) ，仍用f0.13mm/ rf 680 / min c nr ，比較這兩種選擇方案：0.17/fmm r 1）第一方案 , 0.13/fmm r960 / min c nr 960 0.13124.8/ min c n fmm 2）第二方案 , 0.17/fmm r680 / min c nr 680 0.17115.6/ min c n fmm 因為第一方案的乘積較大，基本工時較少，故第一方案好。這時 c n f , 。0.13/f

44、mm r960 / min c nr （4）檢驗機床扭矩及功率 查，根據(jù)表 2.20，當，時，切削用量簡明手冊0.17/fmm r 0 11.1dmm 。扭矩的修正系數(shù)為可查得，所以9.18 . t mn m0.88,0.87 mmwm kk 。根據(jù) z525 鉆床的使用說明書，當時，9.18 0.88 0.877.03 . c mn m960 / min c nr 。 29.4 . m mn m 由于，故選擇之切削用量可用，即 cm mm f=0.17mm/r, , 。960 / min c nnr17/ min c vm 圓周支架工藝及夾具設計 15 第 3 章 鉆 13 孔夾具設計 3.

45、1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研 究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾 緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重 力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件 的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用 力，使之變?yōu)閵A緊力，并

46、執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他 元件或機構(gòu)組成復合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。 螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原 理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是 通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點： （1）結(jié)構(gòu)簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置

47、可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳 動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和 定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的 夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓 弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板 的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對 稱中心在規(guī)定位置上。 在這次夾具設計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在 垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當被加工零件放到夾

48、具體同心圓環(huán)上后，用定 位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位，把壓板壓緊，之后取出定 位插銷。 3.2 夾具的導向 在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或?qū)蜓b置，用以引導刀具進入正確的加 工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性， 從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導向裝置保證同軸各孔的同軸度、 各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導向裝置如同定位元件一樣，對于保證 圓周支座工藝及夾具設計 - 16 - 工件的加工精度有這十分重要的作用。 導向元件包括刀桿的導向部分和導向套。 在這套鉆床夾具上用的導向套是鉆套。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為

49、固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。 如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用h7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇 20mn2。淬火hrc110。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間 套上兩個固定襯套。選取的標準件代號為12*18 gb2263-19134。材料仍選取t10a， 淬 火hrc110。公差采用h7/p6的配合。 3.3 切削力及夾緊力的計算 刀具：鉆頭 13。 則軸向力：見工藝師手冊表 28.4 f=cdfk 3.1 f 0

50、f z f y f 式中： c=420， z =1.0, y =0.8, f=0.35 fff k =( f 07 . 1 ) 190 200 () 190 3 . 1 f n hb f=420 1.00.8 130.351.072123()n 轉(zhuǎn)矩 t=c dfk t 0 t z t y t 式中: c =0.206, z =2.0, y =0.8 ttt t=0.206 2.00.8 130.351.0717.34()nm 功率 p = m kw d tv 726 . 0 730 95.1634.17 30 0 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) k=k k k k 12 3 4

51、式中 k 基本安全系數(shù)，1.5; 1 k 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; 2 k刀具鈍化系數(shù), 1.1; 3 k 斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 4 則 f =kf=1.5 / )(423921231 . 11 . 11 . 1n 鉆削時 t=17.34 n m 切向方向所受力: 圓周支架工藝及夾具設計 17 f = 1 n l t 267 1065 34.17 3 取 1 . 0f f =4416 f)( 6 . 4411 . 0n f f f 1 所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 根據(jù)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

52、為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù) 作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： fkwk 安全系數(shù) k 可按下式計算有： 6543210 kkkkkkkk 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5表可得： 60 kk121 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56 c k 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36 p k 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25 f k 所以有： 1193.08() kcc wkfn 766.37() kpp wkfn 1359.90() kff wkfn 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準，實現(xiàn)“

53、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 夾與切削力之間 的關系 f 夾kf 軸向力：f 夾kf （n） 扭距： nm93.111033 . 1 234 . 0 5 . 1054.33310 38 . 09 . 13 0 m yf xf m kfdcm 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 321 kkkk 由資料機床夾具設計手冊查表可得：721 切削力公式： 式（2.17） pf kfdf 75 . 0 2 . 1 412 式中 20dmmrmmf/3 . 0 查表得： 82195 . 0 ) 190 ( 6 . 0 hb kp 即：)(69.

54、1980nff 實際所需夾緊力：由參考文獻16機床夾具設計手冊表得：1121 kfw fk 安全系數(shù) k 可按下式計算，由式（2.5）有： 6543210 kkkkkkkk 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻16機床夾具設計手 60 kk 冊表 可得： 121 25 . 2 0 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1k 圓周支座工藝及夾具設計 - 18 - 所以 )(55.445625 . 2 69.1980nfkw fk 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定 選用螺旋夾緊機構(gòu)。 3.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆套的類型和特

55、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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)，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，

56、鉆頭切屑刃不位于 鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 c=(0.31.2)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。 3.5 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，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。4

57、3.6 定位誤差的分析 制造誤差zz （1）中心線對定位件中心線位置精度 圓周支架工藝及夾具設計 19 . 取. mm05 . 0 03 . 0 2 mm04. 0 2 （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表 p297） .故， mm008 . 0 3 .mmdw142. 016 . 0 05 . 0 08 . 0 04 . 0 125 . 0 22222 2 5 2 4 2 3 2 2 2 則. 533 . 0 3 2 142 . 0 知此方案可行。 3.7 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(jié)構(gòu)如下圖所 示）以減少更換鉆套的輔助時間。 為了減少輔

58、助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。 表 d dd dd1d1h ht t 基本基本極限極限 偏差偏差 f7f7 基本基本極限極限 偏差偏差 d6d6 01 3+0.010 +0.004 6 11.8 47 1.82.6 58 69- 2.63 +0.016 +0.006 33.3 6 +0.016 +0.0089 3.34 710 45 811 81216 56 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 11 68 1215 101620 810 +0.028 +0.0111518 1012 18 +0.023 +0.012 22 122025 1215 22

59、26 0.008 1518 +0.034 +0.016 26 +0.028 +0.01530 162836 0.012 圓周支座工藝及夾具設計 - 20 - 1822 3034 2226 3539 2036 ht 150 2630 +0.041 +0.020 4246 3035 48 +0.033 +0.017 52 25 ht15 0 56 3542 5559 4248 11066 4850 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 305667 0.040 鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 3.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的