摆线针轮减速器的机座加工工艺及夹具设计设计

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1、 目 录 摘要1 关键词1 1前言1 2摆线针轮减速机机座加工工艺2 2.1机座结构分析2 2.2 机座的主要技术要求2 2.3机座的材料与毛坯分析3 2.4 毛坯的种类4 2.5加工顺序的安排42.6定位基准的选择42.6.1定位基准选择原则42.6.2辅助定位基准52.6.3初次定位基准52.6.4定位基准转换62.6.5粗基准的选择62.6.6精基准的选择7 2.7机座加工工艺过程7 2.8加工余量的确定8 2.9切削用量的选择102.9.1粗加工时切削用量的选择原则102.9.2精加工时切削用量的选择原则112.9.3各工序的切削用量的确定12 2.10 工艺尺寸的计算142.11工时

2、定额的计算152.11.1时间定额的内容152.11.2各工序时间定额的计算15 3 机座夹具的设计18 3.1机床夹具设计的基本要求18 3.2机床夹具的分类18 3.3 铣下底面夹具设计193.3.1工件的加工工艺分析193.3.2确定夹具的结构方案193.3.3绘制夹具总图22 3.4 镗主轴孔夹具设计233.4.1工件的加工工艺分析233.4.2确定夹具的结构方案233.4.3绘制夹具总图26 4结论27 参考文献 27 致谢28 附录29摆线针轮减速器的机座加工工艺及夹具设计学 生：刘瑜指导老师：陈志亮（湖南农业大学工学院，长沙 410128）摘 要：本次设计的是摆线针轮减速器的机座

3、加工工艺及其夹具设计，由于本工件的表面比较复杂，毛坯采用铸造。通过对摆线针轮减速器的机座零件图及其性能要求的分析研究，合理的设计出了一套工艺规程和铣下平面的夹具和精镗主轴孔的夹具。运用所学专业知识，查阅相关资料，完成设计任务，设计出合理的夹具。关键词：机座； 加工工艺；基准；工艺规程；夹具；THE PROCESSING AND FIXTURE DESIGN FOR ENGINE BASE OF THE CYCLOIDAL PINWHEEL REDUCERStudent: Liu YuTutor: Chen Zhiliang（College of Engineering ,Hunan Agric

4、ultural University, Changsha 410128,China）Abstract: The design of the cycloidal pin wheel frame processing technology and fixture design of the reducer, because the surface of the workpiece is complex, the casting blank. Through the analysis of frame parts requirements and performance of the cycloid

5、 pin wheel reducer, reasonable designed a set of fixture and fine boring spindle hole planar process and milling fixture. Using the professional knowledge, access to relevant information, to complete the design tasks, design reasonable fixture.Key words: Engine base; Processing technology; Benchmark

6、；Process planning; Fixture1 前言一般说来，机床夹具的基本组成部分根据其功用可分为：定位元件或装置、刀具导向元件或装置、夹紧元件或装置、连接元件、夹具体。根据任务书所规定的内容，本次设计包括两个部分。第一部分为工艺规程的制定。制定一套合理的工艺规程，有利于在生产过程中做到优质、高效、低耗、安全生产及改善工人生产条件。其主要内容包括：零件工艺性分析、零件毛坯图确定、工艺路线、加工余量的确定、主要工序的定位方案及定位误差分析、主要工序的单件机动工时的计算等。第二部分为确定铣下底面和镗主轴孔的夹具。经过多种方案的对比，确定了更为合理的夹紧方式、定位方式、夹具的总体结构及夹紧

7、力。使得所设计的夹具结构简单、定位精确、夹紧可靠。2 摆线针轮减速器机座加工工艺 2.1 机座结构分析机座是机器的基础部件之一。摆线针轮减速器机座结合了箱体和支架的特点。是整台机器装配和调整基准件，它将轴、套、传动轮等零件组装在一起，使各零件之间保持正确的位置关系，以满足机器或部件的工作性能要求。主要加工表面不但有一些固定联结各部件的平面，还有许多精度较高的轴承孔需要加工。除此之外，还有许多精度要求较低的紧固孔和螺纹孔需要加工。机体的底面作为装配的基准面，其它各面和孔的轴心线应以该面作为基准，保持一定的加工尺寸精度和相互位置精度。下图为摆线针轮减速器机座毛坯图。图1 摆线针轮减速器机座毛坯图F

8、ig1 Cycloid reducer base blank map2.2 机座的主要技术要求摆线针轮减速器机座结合了箱体和支架的特点。箱体的技术要求比支架更全面、更典型。其主要技术要求如下：(1) 轴孔精度 轴孔的尺寸精度和形状精度对轴承的配合质量有很大关系，因而也对轴的回转精度、传动平稳性、噪音、轴承寿命等起重大影响。因此对机座上轴孔的公差、光洁度、形状精度都有一定的要求，对两个轴承孔80尺寸精度为标准公差IT8级，表面粗糙度值为1.6m，圆度应在0.01mm左右。(2) 联接平面 机座上的固定联接平面是确定机座上各零部件相对位置的重要表面。为了保证机座和所有联接零部件结合面的紧密贴合，保

9、证密封性，防止工作时润滑油漏出，其粗糙度要求为3.2m。与轴心线的垂直度公差为0.02mm。机座下底面是固定联接平面在加工过程当中作为定位基准面，直接影响轴孔的加工精度，因此，其表面粗糙度值为6.3m。与轴孔中心线平行度在140mm长度上公差为0.1mm。可见，机座的主要加工面为孔和平面，由于其尺寸不大，刚性较好，所以平面加工一般没有多大困难，但在加工轴孔时，因为其刀具（例如钻头和镗杆）的尺寸都受到孔径尺寸的限制，不能过大，因而容易变形，影响加工质量。此外，任何轴孔的加工不但要保证轴孔本身的尺寸精度和同轴度，而且还要照顾它和其他平面的位置精度，所有这些情况都说明加工孔比较困难，它是机座加工中的

10、关键。2.3 机座的材料与毛坯分析零件的材料常选用铸铁。铸铁具有较好的耐磨性、铸造性、切削性和减振性，且成本低廉。普通中小型箱体可选用HTl50或HT200；铸件毛坯在单件小批量生产时，多采用手工木模造型，毛坯精度低，加工余且大；大批量生产的毛坯多采用金属模机器造型毛坯精度高，加工余量可减小。单件小批量生产时直径大于50mm的孔及成批生产时直径大于30mm的孔，一般都在毛坯上预铸出孔，以减少加工余量及节约材料。由于灰口铸铁流动性好，容易成形，价格低廉，切削性能好，又有较好的吸振性，因此支架箱体零件的材料通常采用灰口铸铁。对于精度高、刚性不好的零件粗加工之后需要安排一次时效处理，以消除切削加工产

11、生的内应力，减少精加工之后的变形，稳定切削加工所获得的各项精度。所以零件为HT200。HT200灰铸铁，这是一种常用工程材料，可承受较大弯曲应力，用于强度、耐磨性要求较高较重要的零件和要求保持气密性的铸件，如汽缸、齿轮、底架、机体、飞轮、齿条、一般机床铸有导轨的床身及中等压力液压筒、液压泵和阀的壳体等，有较好的耐热性和良好的减震性，铸造性好。根据制造厂现有毛坯生产条件和摆线针轮减速机机座属于批量生产类型的生产纲领，采用金属模机器造型的方法生产毛坯。毛坯铸造时应防止砂眼和气孔产生。为了减少残余应力。2.4 毛坯的种类毛坯的成型方式以及毛坯成型之后采取什么措施来减少或消除内应力。一般说来，毛坯的成

12、型方法有两种：一种是铸件，适用于形状较复杂的零件毛坯。另一种是锻件，适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。根据零件材料确定毛坯为铸件，根据其结构形状、尺寸大小和材料性能毛坯的铸造方法选用-低压铸造毛坯公差等级-IT8级毛坯的成型方法选择跟零件的材料和它所需要的加工精度有关。在零件的结构工艺性分析中可得，零件表面比较复杂，用锻造无法达到设计要求，所有毛坯的成型采用铸造，根据具体精度要求及生产类型应用金属型铸造。2.5 加工顺序的安排在拟定支架箱体类零件的工艺过程时，一般应遵循“先面后孔”和“先粗加工再精加工”的两条原则(1)先面后孔原则：支架箱体类零件应先加工主要平面(包括其他较大的平面)，

13、后加工支承孔(包括其他孔径较大的孔)。这是因为孔的加工比平面要困难得多，以平面为精基准加工孔，可为孔加工提供稳定可靠的精基准，容易保证孔的加工精度及有关技术要求。“先面后孔”原则也符合基准重合原则和基准同一原则，可减少因基准不重合造成的定位误差。对于箱体上某些次要小平面、凸台面及螺钉孔，可视具体情况安排在适当阶段进行加工。(2)粗，精分开原则：对于精度较高刚性较差的箱体零件，一定要粗、精加工分开进行，即在主要平面(包括次要的大平面)和主轴孔粗加工之后再进行各表面的精加工。这样不仅有利于在粗精加工之间进行时效处理，而且有利于保证加工精度。对于精度不太高、刚性比较好的支架箱体零件，粗、精加工可不必

14、分开。经过以上的分析，成批生产时机体工艺过程大体作如下安排： 铸造人工时效划线粗加工平面精加工平面粗加工孔自然时效半精加工孔次要表面加工精加工孔钻小孔、攻丝等。2.6 定位基准的选择2.6.1 定位基准选择原则在加工过程中，定位对加工质量有很大的影响，所以需要合理地选择定位基准。进行某一加工工序时,该工序所用的定位基准，必须在加工以前准备好。定位基准本身准确与否，要影响定位的精度，从而影响被加工表面的位置准确性。由于工序性质的不同，在各个加工阶段中，对定位基准的要求也不同。(1)粗加工阶段因为粗加工的主要任务是切除大部分余量，因此，要考虑能用较大的切削用量以提高生产率。在选择定位基准时，应着重

15、保证工件在安装时要稳定可靠。如在粗镗主轴孔时，采用下底面为径向定位基准和夹紧表面，以利于传递较大的扭矩。(2)细加工阶段在这个阶段中，由于要达到一般次要表面的最终要求，并为主要表面精加工作准备，因此就要较多的考虑位置精度的保证问题。在细加工阶段开始时，要将某些表面进一步加工准确，尤其是在粗加工阶段后安排有热处理工序时，对作为定位基准的表面，有必要进行修复。(3)精加工阶段在精加工阶段，主要的任务是保证精度问题。因为此时大部分余量已经切除，工件的刚度相对下降，而加工精度要求更高，因此，要特别注意保证有高的定位精度。由以上分析可知，在选择定位基准时，应该使定位准确、稳定可靠，并使夹具的构造比较简单

16、。因此对于摆线针轮减速器机座来说，一般选取下底面和A面还有工艺孔作为定位基准。2.6.2 辅助定位基准在加工过程中，有时会找不到合适的表面作定位基准，为了便于安装和易于获得所需要的加工精度，就需要使用辅助定位基准。辅助定位基准在加工中是经常采用的，典型的例子是轴类零件上的中心孔。利用中心孔就能很方便地将轴安装在顶尖间进行加工。2.6.3 初次定位基准当工件由毛坯进行初次加工时，所用的定位表面称为初次定位基准。初次定位基准是毛坯上的表面，一般精度较低，粗糙度Ra的数值也较大。所以，一般只使用一次，在以后的加工中，应利用经过机加工的表面进行定位。在选择初次定位基准时，应特别注意下列几个方面：(1)

17、对于不需要加工全部表面的零件，应选取始终不加工的表面作初次定位基准；(2)对于要加工全部表面的零件，则应选取加工余量小的表面作初次定位基准；(3)由于初次定位基准的精度不高，加以粗加工时的切削用量大，因此要持别注意定位和夹紧的稳定和可靠。2.6.4 定位基准转换在设计工艺路线时、选择定位基准不能只考虑一个工序的要求，而应该对整个加工过程中的定位基准系统进行分析。因此，定位基准在整个零件的加工过程中就产生了转换问题。定位基准转换以后，不但会影响余量的不均，而且会影响表面本身精度而且更重要的是影响位置精度的保证。因此，对这一定位基准系统，必须保证有较高的位置精度。为了保证位置精度，一般经常采用以下

18、四种方法：(1)一次安装在一次安装的条件下，可以保证有较高的位置精度。因为在一次安装时所加工的各表面的位置精度，主要取决于设备的精度，而与定位误差和定基误差无关。(2)互为基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，用其中任何一个表面作为定位基准来加工另一个表面。由于这种方法的定位基准与原始基准重合，不产生定基误差，只有一次定位误差的影响，因此这种方法只要使定位准确，也能保证较高的位置精度。(3)同一基准有位置精度要求的两个表面，在加工时都采用另一个表面作为定位基准。这种方法有定位误差和定基误差的影响。但是，当有位置精度要求的两个表面均不适宜于作定位基准、且不能在一次安装中进行加工时，则只能采用同

19、一基准的方法进行加工。此时，若能减小定位误差，也能达到较高的位置精度。为此，有时采用辅助定位基准，使用简单的表面定位、以减小定位误差，从而使同一基准法也能保证较高的位置精度。(4)不同基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，采用两个不同的表面作为各自的定位基准。这种方法不但有定位误差的影响，而且有较大的定基误差的影响。因为在这种方法中，定基误差不但要包括用同一基准法时的定基误差，而且还要包括两个定位基准之间的位置公差。因此，这种方法只能保证较低的位置精度。在以上四种方法中，一次安装和互为基准的方法能保证较高的位置精度。因此，定位基准的制造与转换，一般均采用这两种方法。2.6.5 粗基准的选择

20、选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。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。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。例如：摆线针轮减速机机主轴孔是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择它作为粗基准，加工其主轴孔，再以主轴孔作为精基准加工其他面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性；(3)应选择加工余量最小的表面作为粗

21、基准；(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。从零件图分析可知，主要是选择主轴孔为其加工粗基准。据毛坯图所示，选择主轴孔作为粗基准。根据粗基准不重复使用的原则，必须减少粗基准的装夹次数。2.6.6 精基准的选择(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。选择精基准时，有时两个被加工面，可以

22、互为基准反复加工。机座有较大的平面，且孔系的加工的要求较高，因此应尽可能采用统一的精基准。所以选机体底面的两连接孔为定位销孔，用底面与两定位销孔(一面两销)作为精基准。2.7 机座加工工艺过程表1 摆线针轮减速器机座生产工艺过程Table 1 Cycloid pin wheel reducer mill production process序号工序内容定位基准1铸造2时效3上底漆4粗铣下底面主轴孔与A面续表1序号工序内容定位基准5精铣下底面主轴孔与A面6钻底面连接孔， 扩，铰工艺孔并反锪425主轴孔及支承两侧7粗铣A面及凸缘底面及工艺孔8精铣A面及凸缘底面及工艺孔9铣各次要侧面凸台底面及工艺孔

23、10铣两斜槽及结合齿底面及工艺孔11粗车A面环形槽底面及工艺孔12精车A面环形槽底面及工艺孔13钻A面连接孔并锪A面及支承两侧14粗镗主轴孔底面及工艺孔15铣主轴孔油槽底面及工艺孔16半精镗主轴孔底面及工艺孔17精镗主轴孔底面及工艺孔18划线19钻圆柱面上各孔底面及工艺孔20钻侧面各孔和M12螺孔底面及工艺孔21钳工攻丝去毛刺、清洗22按零件图要求进行最终检验2.8 加工余量的确定在确定工序尺寸时，首先要确定加工余量。正确地确定加工余量具有很大的经济意义。若毛坯的余量过大，不但要浪费材料，而且要增加机械加工的劳动量，从而使生产串下降，产品的成本增高。反之，若余量过小，一方面使毛坯制造困难，另一

24、方面在机械加工时也因余量过小而使安装困难，甚至因加工不出来而造成废品。加工总余量的数值与毛坯制造精度有关，若毛坯精度差，余量分布不均匀，必须规定较大的余量。加工总余量的大小还与生产类型有关。生产批量大队总余量应小些，相应地要提高毛坯精度。为了获得零件上某一表面所要求的精度和表面粗糙度，而从毛坯这一表面上切去的全部多余的金属层，称为该表面的总加工余量。在完成一个工序时，从某一表面上所切去的金属层称为工序加工余量。工序余量还有单面和双面之分，孔采用直径上的双边余量，平面采用单边余量。由于此处均为简单情况下的余量问题，所以可以直接由参考文献1并结合生产实际进行选取。摆线针轮减速器机座主轴孔的加工方法

25、为：粗镗半精镗精镗，从参考文献1表5-43、表5-44查得各工序的加工余量和所能达到的精度，其结果如下:表2 70孔（单位mm）Table 2 Phi 70 holes (unit: mm)工序名称工序间加工余量达到公称等级工序基本尺寸尺寸及极限偏差精镗0.5H8（0.046）70700.046半精镗1.5H10（0.12）700.569.569.50.12粗镗2.5H12（0.30）69.51.568680.30毛坯4.5(总)1682.065.565.51表3 80孔（单位mm）Table3 Phi 80 holes (unit: mm)工序名称工序间加工余量达到公称等级工序基本尺寸尺寸及

26、极限偏差精镗0.5H8（0.046）80800.046半精镗1.5H10（0.12）800.579.579.50.12粗镗2.5H12（0.30）79.51.578780.30毛坯4.5(总)1782.575.575.51机座底面和结合面（A面）的加工方法为粗铣精铣，从参考文献1查得各工序的加工余量和所能达到的精度，其结果如下：表4 下底面（单位mm）Table4 The bottom surface (unit: mm)工序名称工序间加工余量工序基本尺寸尺寸及极限偏差精铣11401400.10粗铣2.514011411410.4毛坯3.5(总)1412.5143.5143.51表5 A面（单

27、位mm）Table5 The A surface (unit: mm)工序名称工序间加工余量工序基本尺寸尺寸及极限偏差精铣11021020.10粗铣2.510211031030.4毛坯3.5(总)1032.5105.5105.51其他次要表面为一次铣削，其余量为3.5mm。采用一次铣削到位的方法加工。加工底面连接孔和A面连接孔采用一次钻的加工方法，由于其精度要求不高所以只需采用：钻锪的加工方法，选底面前端两孔作为加工精基准是的工艺孔，采用钻铰的方法加工。在加工次要侧面各孔时，均采用一次钻削的方法。螺纹孔则采用 钻孔攻丝的方法。由此绘制毛坯图（附图HZ00）。2.9 切削用量的选择正确地选择切削

28、用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。2.9.1 粗加工切削用量的选择原则：粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。金属切除率可以用下式计算：V1000式中：单位时间内的金属切除量（mm/s）；V切削速度（m/s）；进给量（mm/r）；切削深度（mm）。提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削

29、用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度,其次选择一个较大的进给量度，最后确定一个合适的切削速度V。选用较大的和以后，刀具耐用度t 显然也会下降，但要比V对t的影响小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到规定的全理数值，因此，能使V、的乘积较大，从而保证较高的金属切除率。此外，增大可使走刀次数减少，增大又有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。（1）切削深度的选择：粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次

30、切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。（2）进给量的选择：粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。（3）切削速度的选择：粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。2.9.2 精加工时切削用量的选择原则：精加

31、工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。（1）切削深度的选择：精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。（2）进给量的选择：精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。（3）切削速度的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀表具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。只

32、有当切削速度受到工艺条件限制不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生范围。由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度和进给量，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。2.9.3 各工序的切削用量的确定 此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩工序10为钻A面连接孔并锪：选用钻床Z3025，选取钻头直径D=9.8mm：莫氏锥度 1号，切削深度=20 m，进给量=0.25mm/r，选取主轴转速n=600r/min。工序11为粗镗主轴孔：

33、选用卧式镗床T68，选取镗杆直径D=65mm，切削速度V=0.6 mm/s，进给量=0.8mm/r，切削深度=2.5 mm，选取主轴转速n=64r/min。工序12为铣主轴孔油槽：选用铣床X52K，选取铣刀直径D=14mm，切削速度V=0.30 mm/s，切削宽度=14，铣刀齿数Z=10，每转进给量 ，选取主轴转速n=600r/min。工序13为半精镗主轴孔：选用卧式镗床T68，选取镗杆直径D=65mm，切削速度V=0.9 mm/s，进给量=0.3mm/r，切削深度=1.5 mm，选取主轴转速n=125r/min。工序14为精镗主轴孔：选用卧式镗床T68，选取镗杆直径D=65mm，切削速度V=

34、1.5 mm/s，进给量=0.15mm/r，切削深度=0.5 mm，选取主轴转速n=300r/min。工序15为钻圆柱面上各孔：选用钻床Z3025，选取钻头直径D=8.5mm，切削深度=20 mm，进给量=0.25mm/r，选取主轴转速n=400r/min。工序16为钻侧面各孔和M12螺孔：选用钻床Z525，选取直径=14.8mm；=10.5mm，切削深度=20 mm，进给量=0.28mm/r,选取主轴转速n=392r/min。2.10 工艺尺寸的计算计算工序尺寸和标注是制定工艺规程的主要工作之一。工序尺寸公差一般按经济加工精度确定。当定位基准和设计基准重合时，可采用“层层剥皮”的方法既将条量

35、层一层层叠加在背加工表面上可以清楚看到每道工序的工序尺寸，再按这种加工方法的经济加工精度公差按“入体方法”标注相应的工序尺寸。镗80孔尺寸示意图镗70孔尺寸示意图图2 工艺尺寸示意图Fig2 Schematic diagram of process dimension2.11 工时定额的计算2.11.1 时间定额的内容时间定额是劳动生产的指标。根据时间定额可以安排生产作业计划，进行成本核算，确定设备数量和人员编制，规划生产面积。因此时间定额是工艺规程中的重要组成部分。时间定额通常由定额员、工艺人员和工人相结合，通过总结过去的经验，并参考有关的技术资料直接估计确定的；或者以同类产品的工件或工序的

36、时间定额为依据进行对比分析后推算出来的；也可以通过对实际操作时间的测定和分析后确定。为了正确地确定时间定额通常把工艺消耗的单件时间分为基本时间、辅助时间、布置工作地时间，休息和生理需要时间和准备与终结时间等。（1）基本时间 基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态成材料性质等工艺过程所消耗的时间。对机械加工而言，就是直接切除工序余量所消耗的时间(包括刀具的切入和切出时间)。基本时间可用计算方法确定。（2）辅助时间 辅助时间包括：装卸工件、开停机床、引进或退出刀具、改变切削人员、试切和测试工件等所消耗的时间。基本时间和辅助时间的合相称为作业时间，它是直接用于制造产品或零、部件所

37、消耗的时间。（3）布置工作地时间不是直接消耗在每个工件上的，而是消耗在一个工作班内的时间、再折算到每个工件L的。一般按作业时间的27计算。（4）休息与生理需要时间也是按一个工作班为计算单位，再折算到每个工件上的。对由工人操作的机床加工工序一般校作业时间的24计算。（5）准备与终结时间(简称准终时间) 既不是直接消耗在每个工件上，也不是消耗在一个工作班内的时间，而是消耗在一批工件上的时间，因而分摊到每个工件上的时间为n，其中n为批量。2.11.2 各工序时间定额的计算查金属机械加工工艺人员手册表2.4-81，如公式： （4）(1) 粗铣底面=55 mm，； （5） 基本时间 （6）查表得辅助时间

38、=0.87(min)。(2) 精铣底面=55 mm，； （7）基本时间 （8）查表得辅助时间=0.87(min)。(3)钻底面连接孔，铰工艺孔并反锪425 =25mm，=1.5mm，=2.5mm； 基本时间 （9）所以总的基本时间约为10=0.97(min)；查表得辅助时间=0.5(min)；查表得其他时间=0.2(min)。(4)粗铣A面及凸缘基本时间:A面 (10)凸缘 (11)查表得辅助时间=0.40.45=0.18(min)。(5)精铣A面及凸缘基本时间:A面 (12)凸缘 (13)查表得辅助时间=0.40.45=0.18(min)。(6)铣各次要侧面凸台 =30 mm，=13mm；

39、mm (14)基本时间 (15)查表得辅助时间0.90(min)。(7)铣两斜槽及结合齿基本时间:=0.43(min)；查表得辅助时间：=0.68(min)。(8)粗车A面环型槽基本时间 (16)查表得辅助时间=0.87(min)。(9)精车A面环型槽基本时间 (17)查表得辅助时间=0.87(min)。(10)钻A面连接孔并锪=20mm，=1.5mm，=2.5mm；基本时间 (18)所以总的基本时间约为；查表得辅助时间=0.3(min)；查表得其他时间=0.18(min)。(11)粗镗主轴孔=25mm，=8mm，=2mm； 基本时间 (19)查表得辅助时间=0.50(min)。 (12)铣主

40、轴孔油槽基本时间=0.21(min)； 查表得辅助时间=0.68(min)。(13)半精镗主轴孔=25mm，=8mm，2mm； 基本时间 (20)查表得辅助时间=0.30(min)。(14)精镗主轴孔=25mm，=8mm，=2mm； 基本时间 (21)查表得辅助时间=0.4(min)。(15)钻圆柱面上各孔20mm，=1.5mm，=2.5mm；基本时间 (22)所以总的基本时间约为30.72(min)；查表得辅助时间=0.3(min)；查表得其他时间=0.18(min)。(16)钻侧面各孔和M12螺孔=20mm，=1.5mm，=2.5mm；基本时间 (23)所以总的基本时间约为3=0.93(m

41、in)；查表得辅助时间=0.28(min)；查表得其他时间=0.3(min)。3 机座夹具的设计3.1 机床夹具设计的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3.工艺性好专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。4.使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安

42、全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5.经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。3.2 机床夹具的分类机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有以下几种。1.按夹具的使用特点分类夹具按使用特点可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、拼装夹具。 2.按使用机床分类夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其它机床夹具等。3.按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹

43、具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。机床夹具的种类和结构虽然繁多，但它们的组成均可概括为下面几个部分。1.定位装置，2.夹紧装置，3.对刀或导向装置，4.连接元件，5. 夹具体，6.其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。如需加工按一定规律分布的多个表面时，常设置分度装置；为能方便、准确地定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。3.3 铣下底面夹具设计3.3.1 工件的加工工艺分析 工件为粗加工，其切削力比较大，切削力的大小和方向也是变化的，而且又是断续切削，因而，加工时的冲击和振动也较严重。要特别注意工件定位稳定性和夹紧可靠性；夹紧装置要能产

44、生足够的夹紧力，手动夹紧时要有良好的自锁性能；夹具上各组成元件的强度和刚度要高。为此，要求夹具的结构比较粗壮低矮，以降低夹具重心，增加刚度、强度，夹具体的高度H和宽度B之比取H/B1：1.25为宜，并应合理布置加强筋和耳槽。夹具体较宽时，可在同一侧布置两个耳槽，这两个耳槽的距离要与所选择床工作台两T形楷之间的距离相同，耳槽的大小要与T形槽宽度一致。铣削的切屑较多夹具上应有足够的排屑空间，应尽量避免切屑堆积在定位支承而上。因此，定位支承面应高出周围的乎面，而且在夹具体内尽可能做出便于情除切屑和排出冷却液的出口。粗铣时振动较大，不宜采用偏心夹紧，因振动时偏心夹紧易松开。 对于毛坯件，压板与工件接触

45、处应开有尖齿纹、以增大摩擦系数。3.3.2 确定夹具的结构方案(1)定位装置设计为了保证加工面与主轴孔的尺寸140，从基准重合的要求出发，定位基准最好选择此端面辅以A面，采用六点定位原则。主轴孔选用斜楔式定心机构（如图3）。a图结构简单，但只实用于直孔，对于阶梯孔则不实用，而且是从下面操作，使设计复杂，且操作起来也不方便。c图虽然可以用于机座的定位，但其定位不牢靠，稳定性不强，不能满足铣削时的要求，采用b图操作方便，只须稍作改动即可用于机座的主轴孔定位。 c图3 定位装置比较Fig 3 Comparison of positioning device 工件定位的实质，就是要使工件在夹具中占有某

46、个确定的位置这一确定的位置可通过定位支承限制相应的自由度来获得。一个物体在空间直角坐标系中具有六个自由度。有三个互相垂直的坐标轴的移动自由度，以及绕这三个坐标轴的转动自由度，(2)夹紧装置设计在机械加工过程中，工件将受到切削力、离心力、惯性力等外力的作用。为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动或位移，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置将工件可靠地夹紧。根据零件加工时的实际情况，机座的夹紧需要用联动方式夹紧才能保证夹紧的可靠，如图4，采用（a）(b) 夹紧方式从方案上说都没错，但由于加工为铣削，其加工时的冲击和振动也较严重，而钩型压板一般用

47、于切削力比较稳定的加工，所以考虑用（b）图结构的压紧。（a）(b)图4 夹紧装置比较Fig4 The clamping device夹紧力的计算：由机械制造技术基础课程设计指导教程得： (24)（初螺旋外机构的效率，其值为0.850.95）根据参考文献2得M16螺母夹紧力 (25)所以产生的压紧力为69332=13867（N）铣削力的计算：根据参考文献2： (26)=9.8154.5550.42.28160.015=6436(N)在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数: 式中：基本安全系数；取1.5 加工性质系数；取1.1 刀具钝化系数；取1.1 断续切削系数；取1.1则 (27)钻削力小

48、于夹紧力，所以该夹紧装置可靠。(3)夹具对定位方案的确定夹具的设计除了考虑工件在夹具上的定位之外，还要考虑夹具如何在机床上定位，以及刀具相对夹具的位置如何确定。对于铣床夹具，在机床的定位是以夹具体的底面放在铣床工作台面上，再通过两个定向键与机床工作台的T形槽相连接来实现的，两定向键之间的距离应尽可能远些。刀具相对夹具位置圆形对刀块（GB2240-80）其高度为3mm的塞尺来确定，以保证加工面的精度要求。3.3.3 绘制夹具总图工件装夹方案确定以后，要进行切削力，夹紧力以及定位误差的计算，以确定夹紧机构的结构形式和尺寸及定位元件的结构尺寸和精度。另外还要根据定位元件及夹紧机构所需的空间范围及机床

49、工作台的尺寸，确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图（附图HZ01）。3.4 镗主轴孔夹具设计3.4.1 工件的加工工艺分析工件是典型的支架型零件，对其孔的直径度皮和表面祖糙度均要求比较高，而且主轴孔是阶梯孔，给加工带来了困难，在加工的时候采用粗镗半精镗精镗三个工步进行加工。依靠所设计的夹具来保证加工表面的下列位置精度：孔与和端面的垂直度公差为100 ：0.02；70H8与80H8的同轴度要求在100mm上不超过0.02mm；主轴孔轴心线与与底面的距离尺寸为1400.1；孔的壁厚均匀。 3.4.2 确定夹具的结构方案(1)定位装置设计 工件以一平面及两圆孔实现组合表面定位，为补偿工件两定位孔直

50、径和中心距误差及夹具两定位销直径和中心距误差，夹具两定位销应采用一圆柱销和一削边销。削边销的设计计算和定位销高度的计算如下：图5 削边销的设计Fig5 Design of cutting side pin两定位销中心距 工件两基准孔的中心距圆柱销最大直径 削边销的宽度 削边销的最大直径 定位销高度的计算：图 6 定位销高度设计Fig6 The positioning pin height design （28） =30.5（mm）定位误差的计算：图7 定位误差分析Fig7 Positioning error analysis (2)夹紧装置设计考虑到加工为镗孔，在工件夹紧过程中，工件应能保持在

51、既定位置，即在夹紧力的作用下，工件不应离开定位支承。夹紧力的大小要适当、可靠。既要使工件在加工过程中不产生移动和振动，又不许工件产生不允许的变形和损伤。有考虑夹紧装置应操作安全、方便、省力。所以根据零件的结构形式采用直压板压紧机构，如图8：图8 夹紧装置Fig8 Work locating fixture(3)夹具对定位方案的确定工件上的主轴孔为阶梯孔，加工时应采用多刀镗，镗模采用单支承前导向镗模，镗套位于刀具送进方向的前方，镗杆与机床主铀为刚性连接，机床主轴轴心线必须调整到与镗套中心线重合，机床主轴的回转精度将会影响镗孔精度。这种导向的优点：（1）镗套处于刀具的前方，加工过程中便于观察、测量

52、，特别适合于锪平面和攻丝工序；（2）加工孔径D视工件要求可以不同，但镗杆的导柱直径d最好统一为同一尺寸，便于在同一镗套中使用多种刀具，有利于组织多工位或多工步的加工；（3）镗杆上导向往直径比镗孔小，镗套可以做得小，故能镗削孔间距小的孔系。这种导向的缺点：（1）立镗时，切屑容易落入镗套中，使镗杆与镗套过早磨损或发热咬死；（2）装卸工件时，刀具引进退出的距离较长。为了排屑和装卸工件的方便一般取h(0.51.0D)，其值需在3672mm之间。图9 单支承前导向镗模Fig9 A single supporting the front guide boring mode镗套采用固定式镗套如图：图10 固

53、定式镗套Fig10 Fixed type boring sleeve1、夹具体；2、固定镗套；3、衬套固定式镗套具有下列优点：(1)结构紧凑，外形尺寸小；(2)制造简单；(3)容易保证镗套的中心位置准确。缺点是：(1)容易磨损；(2)当切削落人镗杆与镗套之间时，易发热甚至咬死。图(10) a无衬套，不带油杯，需在镗杆上滴油润滑，图(10)b有衬套，并自带注油装置镗套或镗杆上必须开有螺旋形或杯形油槽。这种镗套与钻模上的可换、快换钻套基本相同，只是结构尺寸大些固定式镗套都已标准化，选用时可按参考文献13选取。镗模支架和底座均为镗模主要零件。支架供安装镗套和承受切削力用。镗模底座承受包括工件、镗杆、

54、镗套、镗模支架、定位元件和夹紧装置等在内的全部重量以及加工过程中的切削力，因此支架和底座的刚性要好，变形要小。在设计支架时应注意：（1）支架与底座宜分开，以便于制造。支架在底座上必须用两定位销定位，用螺钉紧固；（2）支架必须有很好刚性。支架装配基面宽度沿孔轴线方向不小于高度H的 支架的厚度应根据高度H的大小确定，一般取1525mm；（3）支架应尽量避免承受夹紧力。具体设计尺寸见 （ 附图01） 镗模支架零件图。3.4.3 绘制夹具总图根据设计要求绘制夹具总图（附图HZ02）。4 结论时光飞逝，为期半年的毕业设计已经结束。回首这半年的设计过程，感慨万千。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西

55、。受益匪浅！在这次毕业设计中，一个重要的就是关于专用夹具的设计，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的，并没有亲自设计过，因此，在开始的设计过程中，存在这样那样的问题，例如：自己设计的铣下底面的夹具在老师的细心指导下，发现只适合单件小批量生产，而且关键装卸不方便。如果要适应当代企业的生产要求是完全不能满足的。想要适应大批量生产就需要进行改进，由于本人知识有限和时间问题就不能根据指导老师的意见进行改进了。但是心中还是想了想方案。在这次毕业设计中，对我来说有所收获也存在着不足之处。收获：（1）能把以前所学的各种知识，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所学的知识；（2）学会了，自主分析问题，自主解决问题的能力。不足之处：（1）有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进；（2）有些工艺路线制定的不是太好，而且加工余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积累经验，进一步改进；（