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In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design. Keywords: process, cutting dosage, clamping, positioning 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 序 言 6 第2章 零件的分析 7 2.1零件的形狀 7 2.2零件的工藝分析 7 第3章 工藝規(guī)程設計 8 3.1 確定毛坯的制造形式 8 3.2 基面的選擇 8 3.3 制定工藝路線 8 3.3.1 工藝路線方案一 9 3.3.2 工藝路線方案二 10 3.3.3 工藝方案的比較與分析 11 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 12 3.4.1 機床選用 12 3.4.2 選擇刀具 12 3.4.3 選擇量具 12 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13 3.6確定切削用量及基本工時 14 第4章 鉆4-M4螺紋底孔夾具設計 32 4.1研究原始質料 32 4.2定位基準的選擇 32 4.3 切削力及夾緊力的計算 32 4.4誤差分析與計算 33 4.5 零、部件的設計與選用 34 4.5.1支撐釘選用 34 4.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 34 4.6 確定夾具體結構和總體結構 36 4.7夾具設計及操作的簡要說明 37 第5章 鉆孔夾具設計 38 5.1 研究原始質料 38 5.2 定位、夾緊方案的選擇 38 5.3切削力及夾緊力的計算 38 5.4 誤差分析與計算 40 5.5 夾具設計及操作的簡要說明 42 第6章 鉆4-M6螺紋底孔夾具設計 43 6.1 指出存在的問題 43 6.2 夾具設計 43 6.2.1夾具體設計 43 6.2.2 定位基準的選擇 43 6.2.3 定位方案和元件設計 44 6.2.4定位誤差的計算 44 6.2.5夾緊力計算 45 6.2.6夾緊機構的設計 47 6.2.7確定夾具體結構尺寸和總體結構 48 6.2.8 夾具設計及操作的簡要說明 49 總 結 50 參 考 文 獻 51 致謝 52 第1章 序 言 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品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(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濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 M7132罩殼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，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，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。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是M7132罩殼零件，主要作用是起連接作用。 零件的實際形狀如上圖所示，?從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為HT10-16，該材料為灰鑄造，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 M7132罩殼零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度值為3.2。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度值3.2。3. 車外圓，表面粗糙度值3.2。4. 車內孔及臺階，及表面粗糙度值3.2。5.兩側面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。 M7132罩殼共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)．左端的加工表面： ? ? 這一組加工表面包括：外圓端面，內圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。 (2).端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，粗糙度為3.2；的端面，并帶有倒角；中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ內圓直接在車床上做鏜工就行了。 第3章 工藝規(guī)程設計 本M7132罩殼假設年產量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。 該零件材料為HT10-16，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產綱領 N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT10-16，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產效率，保證加工精度，減少生產成本上考慮，也是應該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 粗基準的選擇，對像M7132罩殼這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 10 鑄造 20 時效 30 涂底漆 40 粗銑 粗銑前端面 50 精銑 精銑前端面 60 粗銑 粗銑后端面 70 精銑 精銑后端面 80 銑削 銑削頂部凸臺 90 粗車 粗車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 100 精車 精車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 110 車 車φ78x2的槽 120 粗車 粗車一側面φ58、φ30孔系 130 精車 精車一側面φ58、φ30孔系 140 粗車 粗車一側面φ25孔、φ28X1.3槽位 150 精車 精車一側面φ25孔、φ28X1.3槽位 160 粗車 粗車另外一側面φ66孔、φ40孔 170 精車 精車另外一側面φ66孔、φ40孔 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲頂部端面4-M4 190 鉆孔 鉆孔頂部端面φ16，φ42怱平深0.5 200 鉆孔 鉆前端面4-φ13，4-φ22孔 210 鉆擴鉸 鉆擴鉸前端面φ28孔及R3 220 鉆 鉆前端面其他部分的小孔 230 鉆孔攻絲 鉆一側面3-M6，φ5銷孔 240 鉆孔攻絲 鉆另外一側面4-M6 250 鉆擴鉸 鉆擴鉸內部φ15孔 260 插鍵槽 插鍵槽 270 去毛刺 280 檢查 3.3.2 工藝路線方案二 10 鑄造 20 時效 30 涂底漆 40 粗銑 粗銑前端面 50 精銑 精銑前端面 60 粗銑 粗銑后端面 70 精銑 精銑后端面 80 銑削 銑削頂部凸臺 90 粗鏜 粗鏜前后端面φ56、φ62φ120、、φ160孔系 100 精鏜 精鏜前后端面φ56、φ62φ120、、φ160孔系 110 鏜 鏜φ78x2的槽 120 粗鏜 粗鏜一側面φ58、φ30孔系 130 精鏜 精鏜一側面φ58、φ30孔系 140 粗鏜 粗鏜一側面φ25孔、φ28X1.3槽位 150 精鏜 精鏜一側面φ25孔、φ28X1.3槽位 160 粗鏜 粗鏜另外一側面φ66孔、φ40孔 170 精鏜 精鏜另外一側面φ66孔、φ40孔 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲頂部端面4-M4 190 鉆孔 鉆孔頂部端面φ16，φ42怱平深0.5 200 鉆孔 鉆前端面4-φ13，4-φ22孔 210 鉆擴鉸 鉆擴鉸前端面φ28孔及R3 220 鉆 鉆前端面其他部分的小孔 230 鉆孔攻絲 鉆一側面3-M6，φ5銷孔 240 鉆孔攻絲 鉆另外一側面4-M6 250 鉆擴鉸 鉆擴鉸內部φ15孔 260 插鍵槽 插鍵槽 270 去毛刺 280 檢查 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便。方案二采用鏜床加工，需要要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 鑄造 20 時效 30 涂底漆 40 粗銑 粗銑前端面 50 精銑 精銑前端面 60 粗銑 粗銑后端面 70 精銑 精銑后端面 80 銑削 銑削頂部凸臺 90 粗車 粗車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 100 精車 精車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 110 車 車φ78x2的槽 120 粗車 粗車一側面φ58、φ30孔系 130 精車 精車一側面φ58、φ30孔系 140 粗車 粗車一側面φ25孔、φ28X1.3槽位 150 精車 精車一側面φ25孔、φ28X1.3槽位 160 粗車 粗車另外一側面φ66孔、φ40孔 170 精車 精車另外一側面φ66孔、φ40孔 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲頂部端面4-M4 190 鉆孔 鉆孔頂部端面φ16，φ42怱平深0.5 200 鉆孔 鉆前端面4-φ13，4-φ22孔 210 鉆擴鉸 鉆擴鉸前端面φ28孔及R3 220 鉆 鉆前端面其他部分的小孔 230 鉆孔攻絲 鉆一側面3-M6，φ5銷孔 240 鉆孔攻絲 鉆另外一側面4-M6 250 鉆擴鉸 鉆擴鉸內部φ15孔 260 插鍵槽 插鍵槽 270 去毛刺 280 檢查 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 3.4.1 機床選用 ①.工序是粗車、和精車。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產率及經濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 ③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “M7132罩殼” 零件材料為HT10-16，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄造的物理性能，HT10-16密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產性質 生產類別 同類零件的年產量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產 5以下 10以下 100以下 小批生產 5~100 10~200 100~500 中批生產 100~300 200~500 500~5000 大批生產 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產。 根據(jù)生產綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 灰鑄造 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.6確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 工序10、20、30：鑄造 時效處理無切削加工，無需計算 工序40、50：粗銑、精銑前端面 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉速： 按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：,取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序60、70：粗銑、精銑后端面 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：取：取銑削速度 每齒進給量：取，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序50：銑削頂部凸臺 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：取：取銑削速度 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉速： 按照，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序90、100：粗車、精車前后端面φ56、φ62、φ120、φ162孔系 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序120、130：粗車、精車一側面φ58、φ30孔系 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序140、150：粗車、精車一側面φ25孔、φ28X1.3槽位 由于與工序120、130相似，故不在一一列舉計算過程。 工序160、170：粗車、精車一側面φ66孔、φ40孔 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 工序180 鉆孔攻絲頂部端面4-M4 本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄造（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 工序200：鉆前端面4-φ13，4-φ22孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 鉆孔時先鉆孔。 切削深度： 進給量：取。 切削速度取。 機床主軸轉速： ， 按照文獻，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入： 刀具切出： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔φ13 刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料）。 片型號：E403 切削深度： 進給量：取。 切削速度：取。 機床主軸轉速： 按照文獻取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入有： 刀具切出： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序250：鉆擴鉸內部φ15孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 鉆孔時先鉆孔。 切削深度： 進給量：取。 切削速度取。 機床主軸轉速： ， 按照文獻，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入： 刀具切出： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔φ15 刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料）。 片型號：E403 切削深度： 進給量：取。 切削速度：取。 機床主軸轉速： 按照文獻取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入有： 刀具切出： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序260 插鍵槽 已知工件材料為HT10-26， 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，插床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。 2.選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據(jù)資料所知，插刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm耐用度T=180min。 3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)插刀直齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，插削深度a=50mm，耐用度T=180min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)插床主軸轉速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==56.52m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 3.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，插削時的功率（單位kw）為:當f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)插床說明書可知：機床主軸主電動機允許的功率P= P×P P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw 因此機床功率能滿足要求?；緯r間 根據(jù)資料所知基本時間為： t= t==3.6min 第4章 鉆4-M4螺紋底孔夾具設計 4.1研究原始質料 利用本夾具主要用來鉆4-M4螺紋底孔，并攻絲，因為加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生產成本，減輕勞動強度從而來提高效率。 4.2定位基準的選擇 要合理選擇定位基準，不然會影響加工過程的質量，進而最終工件質量。選擇不合適的基準，故會增加加工過程或不合理工藝路線，導致夾具設計困難，最終達不到零件加工精度（特別位置精度）。所以我們應該根據(jù)零件的技術要求，以保證加工精度的要求，定位基準的合理選擇。以已加工好的端面作定位夾具。 由零件圖可知：在鉆孔前，平面進行了粗、精銑加工。定位、夾緊方案： 為了在定位誤差范圍滿足要求，定位一面一銷一擋塊，結構中的定位是簡單易操作的。一邊是底平面圖的處理；在孔無位置公差要求，所以我們?yōu)槎ㄎ换鶞试O計的底面和兩個孔鉆的模式選擇，以滿足加工要求。底部和5自由度的兩個定位孔限制工件的定位。 4.3 切削力及夾緊力的計算 鉆孔選用：鉆床Z525，刀具鉆頭。 由文獻可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力： 有： 安全系數(shù)K可按： 式中：安全系數(shù) 所以 通過計算實際夾緊力不大，夾具結構簡單操作方便，采用螺旋夾緊機構。 取，， 查文獻移動螺旋夾緊時夾緊力計算： 式中參數(shù)由文獻查得： 螺旋夾緊力： 由上述計算易得： 通過計算實際所需夾緊力不大，該夾具具有結構簡單，操作方便，決定使用手動螺旋夾緊機構。 4.4誤差分析與計算 該夾具以底面、支撐釘定位基準， 由文獻可得： ⑴支撐釘?shù)亩ㄎ徽`差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上、所設計的夾具滿足零件加工精度要求。 4.5 零、部件的設計與選用 4.5.1支撐釘選用 本夾具用支撐釘定位 表3.1 支撐釘 d H D 公稱 允差 12～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 4.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。 圖3.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結構參數(shù)如下 表3.4 鉆套 d H D 公稱 允差 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 襯套選用固定襯套其結構如圖所示： 圖3.2 固定襯套 其結構參數(shù)如下 表3.5 固定襯套 d H D C 公稱 允差 公稱 允差 12 +0.034 +0.016 12 18 +0.023 +0.012 0.5 2 4.6 確定夾具體結構和總體結構 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）結構的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。 （4）應便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。 （5）安裝應牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。 4.7夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔。夾緊機構，操作簡單，夾緊可靠。 如前所述，夾具設計，為了提高生產率，首先想到的是如何安裝，拆卸方便，鉆模的表面，所以主要的鉆削力，因為鉆削力向下，它是更容易保證工件的穩(wěn)定性。 第5章 鉆孔夾具設計 5.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來加工鉆孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 5.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對鉆孔加工前，底平面進行了粗、精銑加工因此，定位、夾緊方案有： 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，M7132罩殼上的裝配基準為平面，而它們又是M7132罩殼上其他要素的設計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高M7132罩殼各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，選底面和側面為定位基準。 5.3切削力及夾緊力的計算 鉆孔選用：鉆床Z525，刀具鉆頭。 由文獻可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力： 有： 安全系數(shù)K可按： 式中：安全系數(shù) 所以 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： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖5.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 5.4 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和和4個側面定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當以任意邊接觸時 通過分析可得： 因此：當以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5.5 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，該工件為提高生產率，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。 第6章 鉆4-M6螺紋底孔夾具設計 6.1 指出存在的問題 為了提高勞動生產率和降低生產成本，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。對于鉆4-M6螺紋底孔夾具設計，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產成本和降低勞動強度。 6.2 夾具設計 6.2.1夾具體設計 設計夾具，首先要仔細分析加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進一步考慮零件間的連接關系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設計合理的結構實現(xiàn)個零部件間的相對運動；根據(jù)零件的使用要求，選擇相應的材料。 完成鉆床夾具的所有設計后，用AutoCAD進行二位圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標注相關尺寸及技術要求，最后進行論文撰寫、整理、修改完成該畢業(yè)設計。 6.2.2 定位基準的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，M