KCSJ-06角板的加工工艺及钻M8螺纹底孔夹具设计【优秀课程毕业设计含非标7张张CAD图纸】-jjsj23

KCSJ-06角板的加工工艺及钻M8螺纹底孔夹具设计【优秀课程毕业设计含非标7张张CAD图纸】-jjsj23KCSJ-06角板的加工工艺及钻M8螺纹底孔夹具设计目录1.序   言22 计算生产纲领、确定生产类型23 审查零件图样的工艺性24 选择毛坯45 工艺过程的设计45.1 定位基准的选择45.2 零件表面加工方法的选择45.3 制订工艺路线56 确定机械加工余量及毛坯尺寸57 工序设计67.1 选择机床67.2 夹具选择67.3 选择刀具67.4 确定工序尺寸68 确定切削用量及基本工时7第9章 钻M8孔夹具设计149.1 夹具的夹紧装置和定位装置149.2夹具的导向149.3切削力及夹紧力的计算159.4 钻孔与工件之间的切屑间隙189.5 钻模板199.6定位误差的分析199.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用219.8 确定夹具体结构和总体结构229.9夹具设计及操作的简要说明24参考文献251.序   言角板的加工工艺规程是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。2 计算生产纲领、确定生产类型课程设计的产品为一个角板零件。该产品的年产量为5000台，其设备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制订该角板零件的机械加工工艺规程。【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】上底板.dwg六角头支撑.dwg参考加工工序卡片，需要自己根据自己的要求完善.doc参考工艺过程卡、需要自己根据自己的要求完善.zip工艺过程卡片.doc心轴.dwg文件清单.txt角板的加工工艺及钻M8螺纹底孔夹具设计说明书.doc角板铸造图.dwg角板零件图.dwg钻M8螺纹底孔夹具体.dwg钻M8螺纹底孔夹具装配图.dwg钻M8螺纹底孔夹具零件图.dwg 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 角板 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加 40、 50、 60 钻、扩、铰 40 孔 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用钻 夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/z 动 辅助 1 钻 40 孔 钻头 ， 游标卡尺 68 扩 40 孔 扩孔钻 ，游标卡尺 68 铰 40 孔 铰刀 ， 游标卡尺 68 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机制10 级 5班 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 角板 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名 称 材 料 牌 号 机加 70 粗、精铣 74 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件 数 镗床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进 给次数 工步工时 r/m/mm/z 动 辅助 1 粗铣 74，保证到工序尺寸 端面铣刀，游标卡尺 450 初铣 74，保证到工序尺寸 端面铣刀，游标卡尺 450 半 精铣 74，保证到工序尺寸 端面铣刀，游标卡尺 750 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机制10 级 5班 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 角板 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加 30 铣 60端面 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/z 动 辅助 1 铣 60端面 面铣刀 ，游标卡尺 380 2 2 铣 60一端面 面铣刀 ， 游标卡尺 380 2 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机制10 级 5班 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 角板 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加 80 铣 两个半圆槽至图样要求 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/z 动 辅助 1 铣 两个半圆槽至图样要求 立铣刀 ，游标卡尺 380 2 2 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 设计 共 2页 校核 第 2页 标记 处数 文件号 签字 日期 标记 处数 文件号 签字 日期 机械加工工艺过程卡片 产品代号 零件图号 零件名称 角板 材料 应状态 毛坯种类 毛坯重量 (每一毛坯可制零件数 零件重量 (大批量 铸件 门 工序 号 工序名称 设备 主要工艺装备名称及规格 名称 型号 夹具 刀具 量具 辅具 10 铸造毛坯 20 时效 30 铣 60端面 立式铣床 用夹具 面铣刀 游标卡尺 40 钻 40 孔到工序尺寸 摇臂钻床 用夹具 钻头 游标卡尺 50 扩 40 孔到工序尺寸 摇臂钻床 用夹具 扩孔钻 游标卡尺 60 铰孔 40 孔到工序尺寸 摇臂钻床 用夹具 铰刀 游标卡尺 70 粗铣 74、 74，半精铣74 立式铣床 用夹具 高速钢端铣刀 游标卡尺 80 铣 两个半圆槽至图样要求 立式铣床 用夹具 立铣刀 游标卡尺 90 钻 螺纹底孔 立式钻床 用夹具 标准高速钢麻花钻 游标卡尺 钻套 100 攻丝 专用夹具 标准螺纹刀 螺距尺 110 去毛刺 专用夹具 钳工工具 120 检验 130 入库 目录 言 . 2 2 计算生产纲领、确定生产类型 . 2 3 审查零件图样的工艺性 . 2 4 选择毛坯 . 4 5 工艺过程的设计 . 4 位基准的选择 . 4 件表面加工方法的选择 . 4 订工艺路线 . 5 6 确定机械加工余量及毛坯尺寸 . 5 7 工序设计 . 6 择机床 . 6 具选择 . 6 择刀具 . 6 定工序尺寸 . 6 8 确定切削用量及基本工时 . 7 第 9 章 钻 具设计 . 14 具的夹紧装置和定位装置 . 14 具的导向 . 14 削力及夹紧力的计算 . 15 孔与工件之间的切屑间隙 . 18 模板 . 19 位误差的分析 . 19 套、衬套、钻模板设计与选用 . 21 定夹具体结构和总体结构 . 22 具设计及操作的简要说明 . 24 参考文献 . 25 2 言 角板 的加工工艺规程是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次 设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 2 计算生产纲领、确定生产类型 课程设计的产品为一个角板零件。该产品的年产量为 5000台，其设备品率为 10%，机械加工废品率为 1%，现制订该角板零件的机械加工工艺规程。 5550%)1%101(15000%)%1( /年 角板零件的年产量为 5550件，可确定其生产类型为中批生产。 3 审查零件图样的工艺性 角板零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。基准孔 40要求 以通过粗镗、半精镗、精镗进行加工；本零件各表面要求的加工精度低，加工并不困难；角板上的 4个沟槽加工精度不高，可以直接用立铣刀铣出；角板凸台的螺纹孔，需经过钻底孔，再攻丝。角板加工表面和 40 有一定的位置要求，主要是上表面与 40 轴线的平行度为 经过以上的分析，我们可以先选定粗基准，加工精基准所在的加工表面，然后借助夹具对其他表面进行加工，从而保证相应的位置精度。 3 角板 零件 图 4 角板 毛坯图 4 选择毛坯 角板有 廓尺寸不大，形状也不复杂，又属成批生产，故毛坯可以采用铸造成型。零件的形状不复杂，因而毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，用砂型铸造，上下分模铸造出来。毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定。 5 工艺过程的设 计 位基准的选择 本零件是带孔的角板，孔是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。由于角板除去下底面不需要加工，其他均需要加工，选定角板外圆 52 端面为粗基准，加工孔 40 ，此后选用孔40 为精基准，加工其余的表面以及铣槽。 件表面加工方法的选择 本零件的的加工面有内孔、上表面、槽及螺纹孔等，材料为 阅 手册，其加工方法选择如下： （ 1） 40 的内孔，表面的粗糙度为 差等级为 要粗镗、半精镗、精镗。 （ 2）角板端面的粗糙度为 只需要粗铣即可达到要求。 （ 3）角板上表面的粗糙度为 公差等级为 要经过粗铣、半精铣才能达到要求。 （ 4）角板上的槽的内表面的粗糙度为 公差等级 为 要经过粗铣、半精铣才能达到要求。 （ 5）凸台 16 粗糙度为 只需要粗铣即可达到要求。 （ 6）螺纹孔 8M 需要经过钻孔、攻丝。 5 订工艺路线 铣削加工在排列加工工序时，一般遵循基准先行、先主后次、先粗后细、先面后孔的原则，因而角板的加工工艺路线先加工角板端面，再加工孔 40 ，最后加工角板的上表面。按照上述的原则以及工序集中的 特点，角板的加工可按下述工艺路线进行： 10 铸造毛坯 20 时效 30 铣 60端面 40 钻 40 孔到工序尺寸 50 扩 40 孔到工序尺寸 60 铰孔 40 孔到工序尺寸 70 粗铣 74、 74，半精铣 74 80 铣 两个半圆槽至图样要求 90 钻 螺纹底孔 100 攻丝 10 去毛刺 120 检验 130 入库 6 确定机械加工余量及毛坯尺寸 角板毛坯尺寸数据表 零件尺寸 单面加工余量 铸件尺寸 28 10 3 35 31 13 60 3 及 板毛坯尺寸允许公差数据表 铸件尺寸 公差 35 6 31 13 工序设计 择机床 （ 1）工序 010、 020、 040、 050、 080、 090 是粗铣， 060、 070、 100、 110 是半精铣。各工序额工步数不多，成批生不要求很高的生产率，选用卧式铣床就能满足要求。 本零件的外形轮廓不大，精度要求不是很高，选用 （ 2）工序 030 是精镗，表面粗造的 6.1工精度要求高，选用 （ 3）工序 120 是钻孔后攻丝，可选用 立式钻床。 具选择 本零件角板出铣角板表面及铣槽需要专用的夹具外，其他的用通用夹具即可。镗孔和铣端面选用三爪自定心卡盘，钻孔和攻丝选用短销固定即可。 择刀具 （ 1）铣削角板表面、端面和凸台时，选用高速钢镶齿圆柱铣刀，直径 80 。 （ 2）铣削槽时，选用直柄键槽铣刀，直径 8 。 （ 3）钻孔 时，选用直柄麻花钻，直径 。 定工序尺寸 （ 1） 740H 的工序尺寸及公差 用查表确定各道工序的加工余量及毛坯余量总余量如下：精镗加工余量 精镗加工余量 镗加工余量 毛坯的总余量为 5 各工序的尺寸的基本尺寸如下：半精 镗尺寸 ； ；毛坯的尺寸 。 7 工序尺寸的公差及其偏差：精镗前的半精镗取 ，得 ；粗镗取 ；毛坯公差取 。 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：精镗 ；半精镗 ； 粗镗 ；毛坯 。 （ 2）确定各加工表面的工序加工余量 工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 010 020 040 050 060 070 080 090 100 下端面 上端面 角板表面 角板表面 角板表面 角板表面 槽 槽 槽 3 3 3 10 10 10 2 2 1 1 10 10 10 110 槽 10 10 8 确定切削用量及基本工时 工序一：铸造 工序二：时效处理 工序三： 铣宽 60面， 60面粗糙度要求为 们选用 式铣床，高速钢端铣刀加工 工步一： 铣 60端面， 1. 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 8 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 21 0 0 0 7 5 0601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003） 计算工时 切削工时： 20 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 3 512021 工步二铣 60端面的切削用量及基本工时的计算如上在此不再累述： 工序四：钻，扩，绞 40孔 工步一钻 孔至 39 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的 00， 90 时， 。由于本零件在加工 31 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 9 m 5239 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 1 7 5391 0 0 0 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书取 8 ，实际切削速度为 m 0 0 0 0 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m ：铰 孔 根据 参考文献 表 2， 28 ，得 m 4 9 10 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ，98 rn w ，实际切削速度 3.9 。 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 铣 2 个 74面， 60面粗糙度要求为 次粗铣加工即可满足要求，我们选用 式铣床，高速钢端铣刀加工 工步一： 铣 74端面， 1. 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定 铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 5） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 21 0 0 0 7 5 0601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 600 11 6） 计算工时 切削工时： 4 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 6 0 357421 工步二：铣 74端面的切削用量及基本工时的计算如上，在此不再累述 工序六：铣长为 12 的 半圆槽 选择刀具 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用 p ， 0 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 8） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 958 2510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r m 45081000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11609） 计算工时 切削工时： 21 ，则机动工时为 m fn 上在此不再累述。 12 工序 15 端面 . 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 10） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 11） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r m 450351000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 116012） 计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 8 4 51521 fn 纹孔的切削用量及基本工时的确定： 选用 式钻床，选用 d= 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16查得 mm/机 13 （切削表 m in/ 6 0 0 0 0 c 机机 4 5 / m m i n/ 4 0 0 545. 8 0 0 机机 1 攻螺纹 选择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f mm r 7 m i 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m i n )8 查按机床选取 2 7 2 / m 6 m i 基本工时： 1 机 14 第 9 章 钻 夹具设计 具的夹紧装置和定位装置 本夹具主要用于钻 具设计 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。 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。 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 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 。 在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个定位插销来定位水平方向的。在垂直方向，用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后，用定 位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位，把压板压紧，之后取出定位插销。 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。 15 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 接压入钻模板或夹具体的孔中 。 图 套 钻模板与固定钻套外圆一般采用 H7/ 且必须有很高的耐磨性 ， 材料选择 20淬火 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 材料仍选取 淬火 公差采用 H7/ 削力及夹紧力的计算 刀具： 钻头 则轴向力：见工艺师手册表 =CF z 中： 420， f=( 90200()190 F=420 1 . 0 0 . 86 0 . 3 5 1 . 0 7 2 1 2 3 ( )N 转矩 T=CT Z 式中 : 16 T= . 0 0 . 86 0 . 3 5 1 . 0 7 1 7 . 3 4 ( ) 功率 01 7 . 3 4 1 6 . 9 5 0 . 7 2 63 0 3 0 6 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 K=2 4 式中 基本安全系数， 加工性质系数， 刀具钝化系数 , 断续切削系数 , F/ =( 钻削时 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 4416 )( 所以 ,时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 根据工件受力 切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 安全系数 ： ： 17 6543210 式 中 ：60 种 因 素 的 安 全 系 数 ， 查 参 考 文 献 5 表 121 可得 ： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6 1 . 2 1 . 2 1 . 0 5 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 3 6 1 . 2 1 . 2 1 . 0 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 2 5 所以有： 1 1 9 3 . 0 8 ( )K C F N 7 6 6 . 3 7 ( )K P F N 1 3 5 9 . 9 0 ( )K f F N 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则； 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力 之间的关系 向力： N） 扭距： m 在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数321 由资料机床夹具设计手册查表 721 可得： 切削力公式：（ 式中 查表 821 得： 9 0( )(实际所需夹紧力：由 参考文献 16机床夹具设计手册表 1121 得： 安全系数 式（ ： 6543210 18 式中：60 参考文献 16机床夹具设计手册表121 可得： K 所以 )( 5 8 0 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，决定选用螺旋夹紧机构。 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/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/ F7/ 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 19 图 切屑间隙 C=(1.2)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 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 ， 钻螺栓紧固 ， 钻模精度较高 。 4 位误差的分析 3) 夹具安装误差 A 因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。 图 5夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差， A =0. 4) 夹具误差 J 因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差 J 主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差 1J ；定 20 位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差 2J ；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差 3J ；若有分度装置时，还存在分度误差 F 。以上几项共同组成夹具误差 J 。 5) 加工方法误差 G 因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差 K 的 1/3 。 2. 保证加工精度的条件 工件在夹具中加工时，总加工误差 为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度 的条件是 22222即工件的总加工误差 应不大于工件的加工尺寸 K 。 为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量 因此将上式改写为 或 0 当 0具能满足工件的加工要求。 的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值 J 确定得是否合理。 知此方案可行。 21 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 t 基本 极限 偏差 本 极限 偏差 0 1 + + 6 9 1 + 8 3 6 9 8 12 16 3 22 4 + +0 4 5 8 11 5 6 10 11 10 16 20 6 8 +2 +5 8 10 15 18 12 20 25 10 12 +8 22 12 15 22 +6 16 28 36 15 18 26 30 18 22 +0 34 20 36 22 26 35 +9 26 30 42 46 25 6 30 35 +8 52 35 42 55 +9 30 56 67 42 48 110 66 48 50 70 74 模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。 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 23 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， 夹具体应该采用铸造 ，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。 24 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 。 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，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用 支撑销 定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位，但面是经加工过的面，定位是允许 的。 25 参考文献 1 李 洪 机械加工工艺手册 M 北京出版社， 1996 1 2 陈宏钧 实用金属切削手册 M 机械工业出版社， 2005 1 3 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， 2002 4 杨叔子 机械加工工艺师手册 M 机械工业出版社， 2000 5 徐鸿本 机床夹具设计手册 M 辽宁科学技术出版社， 2003 10 6 都克勤 机床夹具结构图册 M 贵州人民出版社， 1983 4 7 胡建新 机床夹具 M 中国劳动社会保障出版社， 2001 5 8 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， 2003 9 王先逵 机械制造工艺学 M 机械工业出版社， 2000 10 马贤智 机械加工余量与公差手册 M 中国标准出版社， 1994 12 11 刘文剑 夹具工程师手册 M 黑龙江科学技术出版社， 1987 12 王光斗 机床夹具设计手册 M 上海科学技术出版社， 2002 8 26 致谢词 非常感谢 课程设计的指导，他给了我耐心的指导和无私的帮助。在此我向她们表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！ 通过这一阶段的努力，我的 课程设计 终于完成了， 经过这一段时间， 我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。 从接触这次课程设计论 文的题目到完成，我对自己大学几年的知识进行了重新的学习与巩固，使自己的专业知识更加牢固可靠，从而也更加明确了自己的努力方向，找到了自身的不足，在以后的学习和工作中，我会更加努力。 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 角板 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加 40、 50、 60 钻、扩、铰 40 孔 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用钻 夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/z 动 辅助 1 钻 40 孔 钻头 ， 游标卡尺 68 扩 40 孔 扩孔钻 ，游标卡尺 68 铰 40 孔 铰刀 ， 游标卡尺 68 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机制10 级 5班 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 角板 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名 称 材 料 牌 号 机加 70 粗、精铣 74 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件 数 镗床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进 给次数 工步工时 r/m/mm/z 动 辅助 1 粗铣 74，保证到工序尺寸 端面铣刀，游标卡尺 450 初铣 74，保证到工序尺寸 端面铣刀，游标卡尺 450 半 精铣 74，保证到工序尺寸 端面铣刀，游标卡尺 750 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机制10 级 5班 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 角板 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加 30 铣 60端面 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/z 动 辅助 1 铣 60端面 面铣刀 ，游标卡尺 380 2 2 铣 60一端面 面铣刀 ， 游标卡尺 380 2 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机制10 级 5班 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 角板 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加 80 铣 两个半圆槽至图样要求 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/z 动 辅助 1 铣 两个半圆槽至图样要求 立铣刀 ，游标卡尺 380 2 2 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 设计 共 2页 校核 第 2页 标记 处数 文件号 签字 日期 标记 处数 文件号 签字 日期 机械加工工艺过程卡片 产品代号 零件图号 零件名称 角板 材料 应状态 毛坯种类 毛坯重量 (每一毛坯可制零件数 零件重量 (大批量 铸件 门 工序 号 工序名称 设备 主要工艺装备名称及规格 名称 型号 夹具 刀具 量具 辅具 10 铸造毛坯 20 时效 30 铣 60端面 立式铣床 用夹具 面铣刀 游标卡尺 40 钻 40 孔到工序尺寸 摇臂钻床 用夹具 钻头 游标卡尺 50 扩 40 孔到工序尺寸 摇臂钻床 用夹具 扩孔钻 游标卡尺 60 铰孔 40 孔到工序尺寸 摇臂钻床 用夹具 铰刀 游标卡尺 70 粗铣 74、 74，半精铣74 立式铣床 用夹具 高速钢端铣刀 游标卡尺 80 铣 两个半圆槽至图样要求 立式铣床 用夹具 立铣刀 游标卡尺 90 钻 螺纹底孔 立式钻床 用夹具 标准高速钢麻花钻 游标卡尺 钻套 100 攻丝 专用夹具 标准螺纹刀 螺距尺 110 去毛刺 专用夹具 钳工工具 120 检验 130 入库 目录 言 . 2 2 计算生产纲领、确定生产类型 . 2 3 审查零件图样的工艺性 . 2 4 选择毛坯 . 4 5 工艺过程的设计 . 4 位基准的选择 . 4 件表面加工方法的选择 . 4 订工艺路线 . 5 6 确定机械加工余量及毛坯尺寸 . 5 7 工序设计 . 6 择机床 . 6 具选择 . 6 择刀具 . 6 定工序尺寸 . 6 8 确定切削用量及基本工时 . 7 第 9 章 钻 具设计 . 14 具的夹紧装置和定位装置 . 14 具的导向 . 14 削力及夹紧力的计算 . 15 孔与工件之间的切屑间隙 . 18 模板 . 19 位误差的分析 . 19 套、衬套、钻模板设计与选用 . 21 定夹具体结构和总体结构 . 22 具设计及操作的简要说明 . 24 参考文献 . 25 2 言 角板 的加工工艺规程是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次 设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 2 计算生产纲领、确定生产类型 课程设计的产品为一个角板零件。该产品的年产量为 5000台，其设备品率为 10%，机械加工废品率为 1%，现制订该角板零件的机械加工工艺规程。 5550%)1%101(15000%)%1( /年 角板零件的年产量为 5550件，可确定其生产类型为中批生产。 3 审查零件图样的工艺性 角板零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。基准孔 40要求 以通过粗镗、半精镗、精镗进行加工；本零件各表面要求的加工精度低，加工并不困难；角板上的 4个沟槽加工精度不高，可以直接用立铣刀铣出；角板凸台的螺纹孔，需经过钻底孔，再攻丝。角板加工表面和 40 有一定的位置要求，主要是上表面与 40 轴线的平行度为 经过以上的分析，我们可以先选定粗基准，加工精基准所在的加工表面，然后借助夹具对其他表面进行加工，从而保证相应的位置精度。 3 角板 零件 图 4 角板 毛坯图 4 选择毛坯 角板有 廓尺寸不大，形状也不复杂，又属成批生产，故毛坯可以采用铸造成型。零件的形状不复杂，因而毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，用砂型铸造，上下分模铸造出来。毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定。 5 工艺过程的设 计 位基准的选择 本零件是带孔的角板，孔是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。由于角板除去下底面不需要加工，其他均需要加工，选定角板外圆 52 端面为粗基准，加工孔 40 ，此后选用孔40 为精基准，加工其余的表面以及铣槽。 件表面加工方法的选择 本零件的的加工面有内孔、上表面、槽及螺纹孔等，材料为 阅 手册，其加工方法选择如下： （ 1） 40 的内孔，表面的粗糙度为 差等级为 要粗镗、半精镗、精镗。 （ 2）角板端面的粗糙度为 只需要粗铣即可达到要求。 （ 3）角板上表面的粗糙度为 公差等级为 要经过粗铣、半精铣才能达到要求。 （ 4）角板上的槽的内表面的粗糙度为 公差等级 为 要经过粗铣、半精铣才能达到要求。 （ 5）凸台 16 粗糙度为 只需要粗铣即可达到要求。 （ 6）螺纹孔 8M 需要经过钻孔、攻丝。 5 订工艺路线 铣削加工在排列加工工序时，一般遵循基准先行、先主后次、先粗后细、先面后孔的原则，因而角板的加工工艺路线先加工角板端面，再加工孔 40 ，最后加工角板的上表面。按照上述的原则以及工序集中的 特点，角板的加工可按下述工艺路线进行： 10 铸造毛坯 20 时效 30 铣 60端面 40 钻 40 孔到工序尺寸 50 扩 40 孔到工序尺寸 60 铰孔 40 孔到工序尺寸 70 粗铣 74、 74，半精铣 74 80 铣 两个半圆槽至图样要求 90 钻 螺纹底孔 100 攻丝 10 去毛刺 120 检验 130 入库 6 确定机械加工余量及毛坯尺寸 角板毛坯尺寸数据表 零件尺寸 单面加工余量 铸件尺寸 28 10 3 35 31 13 60 3 及 板毛坯尺寸允许公差数据表 铸件尺寸 公差 35 6 31 13 工序设计 择机床 （ 1）工序 010、 020、 040、 050、 080、 090 是粗铣， 060、 070、 100、 110 是半精铣。各工序额工步数不多，成批生不要求很高的生产率，选用卧式铣床就能满足要求。 本零件的外形轮廓不大，精度要求不是很高，选用 （ 2）工序 030 是精镗，表面粗造的 6.1工精度要求高，选用 （ 3）工序 120 是钻孔后攻丝，可选用 立式钻床。 具选择 本零件角板出铣角板表面及铣槽需要专用的夹具外，其他的用通用夹具即可。镗孔和铣端面选用三爪自定心卡盘，钻孔和攻丝选用短销固定即可。 择刀具 （ 1）铣削角板表面、端面和凸台时，选用高速钢镶齿圆柱铣刀，直径 80 。 （ 2）铣削槽时，选用直柄键槽铣刀，直径 8 。 （ 3）钻孔 时，选用直柄麻花钻，直径 。 定工序尺寸 （ 1） 740H 的工序尺寸及公差 用查表确定各道工序的加工余量及毛坯余量总余量如下：精镗加工余量 精镗加工余量 镗加工余量 毛坯的总余量为 5 各工序的尺寸的基本尺寸如下：半精 镗尺寸 ； ；毛坯的尺寸 。 7 工序尺寸的公差及其偏差：精镗前的半精镗取 ，得 ；粗镗取 ；毛坯公差取 。 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：精镗 ；半精镗 ； 粗镗 ；毛坯 。 （ 2）确定各加工表面的工序加工余量 工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 010 020 040 050 060 070 080 090 100 下端面 上端面 角板表面 角板表面 角板表面 角板表面 槽 槽 槽 3 3 3 10 10 10 2 2 1 1 10 10 10 110 槽 10 10 8 确定切削用量及基本工时 工序一：铸造 工序二：时效处理 工序三： 铣宽 60面， 60面粗糙度要求为 们选用 式铣床，高速钢端铣刀加工 工步一： 铣 60端面， 1. 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 8 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 21 0 0 0 7 5 0601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003） 计算工时 切削工时： 20 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 3 512021 工步二铣 60端面的切削用量及基本工时的计算如上在此不再累述： 工序四：钻，扩，绞 40孔 工步一钻 孔至 39 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的 00， 90 时， 。由于本零件在加工 31 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 9 m 5239 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 1 7 5391 0 0 0 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书取 8 ，实际切削速度为 m 0 0 0 0 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m ：铰 孔 根据 参考文献 表 2， 28 ，得 m 4 9 10 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ，98 rn w ，实际切削速度 3.9 。 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 铣 2 个 74面， 60面粗糙度要求为 次粗铣加工即可满足要求，我们选用 式铣床，高速钢端铣刀加工 工步一： 铣 74端面， 1. 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定 铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 5） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 21 0 0 0 7 5 0601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 600 11 6） 计算工时 切削工时： 4 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 6 0 357421 工步二：铣 74端面的切削用量及基本工时的计算如上，在此不再累述 工序六：铣长为 12 的 半圆槽 选择刀具 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用 p ， 0 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 8） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 958 2510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r m 45081000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11609） 计算工时 切削工时： 21 ，则机动工时为 m fn 上在此不再累述。 12 工序 15 端面 . 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 10） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 11） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r m 450351000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 116012） 计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 8 4 51521 fn 纹孔的切削用量及基本工时的确定： 选用 式钻床，选用 d= 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16查得 mm/机 13 （切削表 m in/ 6 0 0 0 0 c 机机 4 5 / m m i n/ 4 0 0 545. 8 0 0 机机 1 攻螺纹 选择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f mm r 7 m i 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m i n )8 查按机床选取 2 7 2 / m 6 m i 基本工时： 1 机 14 第 9 章 钻 夹具设计 具的夹紧装置和定位装置 本夹具主要用于钻 具设计 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。 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。 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 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 。 在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个定位插销来定位水平方向的。在垂直方向，用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后，用定 位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位，把压板压紧，之后取出定位插销。 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。 15 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 接压入钻模板或夹具体的孔中 。 图 套 钻模板与固定钻套外圆一般采用 H7/ 且必须有很高的耐磨性 ， 材料选择 20淬火 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 材料仍选取 淬火 公差采用 H7/ 削力及夹紧力的计算 刀具： 钻头 则轴向力：见工艺师手册表 =CF z 中： 420， f=( 90200()190 F=420 1 . 0 0 . 86 0 . 3 5 1 . 0 7 2 1 2 3 ( )N 转矩 T=CT Z 式中 : 16 T= . 0 0 . 86 0 . 3 5 1 . 0 7 1 7 . 3 4 ( ) 功率 01 7 . 3 4 1 6 . 9 5 0 . 7 2 63 0 3 0 6 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 K=2 4 式中 基本安全系数， 加工性质系数， 刀具钝化系数 , 断续切削系数 , F/ =( 钻削时 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 4416 )( 所以 ,时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 根据工件受力 切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 安全系数 ： ： 17 6543210 式 中 ：60 种 因 素 的 安 全 系 数 ， 查 参 考 文 献 5 表 121 可得 ： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6 1 . 2 1 . 2 1 . 0 5 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 3 6 1 . 2 1 . 2 1 . 0 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 2 5 所以有： 1 1 9 3 . 0 8 ( )K C F N 7 6 6 . 3 7 ( )K P F N 1 3 5 9 . 9 0 ( )K f F N 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则； 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力 之间的关系 向力： N） 扭距： m 在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数321 由资料机床夹具设计手册查表 721 可得： 切削力公式：（ 式中 查表 821 得： 9 0( )(实际所需夹紧力：由 参考文献 16机床夹具设计手册表 1121 得： 安全系数 式（ ： 6543210 18 式中：60 参考文献 16机床夹具设计手册表121 可得： K 所以 )( 5 8 0 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，决定选用螺旋夹紧机构。 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/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/ F7/ 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 19 图 切屑间隙 C=(1.2)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 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 ， 钻螺栓紧固 ， 钻模精度较高 。 4 位误差的分析 3) 夹具安装误差 A 因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。 图 5夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差， A =0. 4) 夹具误差 J 因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差 J 主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差 1J ；定 20 位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差 2J ；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差 3J ；若有分度装置时，还存在分度误差 F 。以上几项共同组成夹具误差 J 。 5) 加工方法误差 G 因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差 K 的 1/3 。 2. 保证加工精度的条件 工件在夹具中加工时，总加工误差 为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度 的条件是 22222即工件的总加工误差 应不大于工件的加工尺寸 K 。 为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量 因此将上式改写为 或 0 当 0具能满足工件的加工要求。 的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值 J 确定得是否合理。 知此方案可行。 21 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 t 基本 极限 偏差 本 极限 偏差 0 1 + + 6 9 1 + 8 3 6 9 8 12 16 3 22 4 + +0 4 5 8 11 5 6 10 11 10 16 20 6 8 +2 +5 8 10 15 18 12 20 25 10 12 +8 22 12 15 22 +6 16 28 36 15 18 26 30 18 22 +0 34 20 36 22 26 35 +9 26 30 42 46 25 6 30 35 +8 52 35 42 55 +9 30 56 67 42 48 110 66 48 50 70 74 模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。 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 23 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， 夹具体应该采用铸造 ，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。 24 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 。 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，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用 支撑销 定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位，但面是经加工过的面，定位是允许 的。 25 参考文献 1 李 洪 机械加工工艺手册 M 北京出版社， 1996 1 2 陈宏钧 实用金属切削手册 M 机械工业出版社， 2005 1 3 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， 2002 4 杨叔子 机械加工工艺师手册 M 机械工业出版社， 2000 5 徐鸿本 机床夹具设计手册 M 辽宁科学技术出版社， 2003 10 6 都克勤 机床夹具结构图册 M 贵州人民出版社， 1983 4 7 胡建新 机床夹具 M 中国劳动社会保障出版社， 2001 5 8 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， 2003 9 王先逵 机械制造工艺学 M 机械工业出版社， 2000 10 马贤智 机械加工余量与公差手册 M 中国标准出版社， 1994 12 11 刘文剑 夹具工程师手册 M 黑龙江科学技术出版社， 1987 12 王光斗 机床夹具设计手册 M 上海科学技术出版社， 2002 8 26 致谢词 非常感谢 课程设计的指导，他给了我耐心的指导和无私的帮助。在此我向她们表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！ 通过这一阶段的努力，我的 课程设计 终于完成了， 经过这一段时间， 我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。 从接触这次课程设计论 文的题目到完成，我对自己大学几年的知识进行了重新的学习与巩固，使自己的专业知识更加牢固可靠，从而也更加明确了自己的努力方向，找到了自身的不足，在以后的学习和工作中，我会更加努力。