机械制造技术课程设计-底板座架加工工艺及镗36孔夹具设计（全套图纸）.pdf

课程设计(论文) 底板座架加工工艺及镗 36 孔夹具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 所 在 学 院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指 导 老 师 年 月 日 目目 录录 第 1 章 绪论 . 第 2 章 加工工艺规程设计 . 2.1 零件的分析 2.2 底板座架加工的主要问题 2.3 底板座架加工定位基准的选择 2.4 底板座架加工主要工序安排 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） . 第 3 章 加工36h7 孔夹具设计 . 3.1 研究原始质料 3.2 定位、夹紧方案的选择 3.3 定位误差分析和计算 3.4 夹具夹紧力的计算 3.5 对刀装置. 3.6 夹具与机床连接 . 3.7 夹具设计及操作的简要说明 总 结 . 参考文献 致 谢 . 第第 1 章章 绪论绪论 底板座架零件是机器或部件的基础零件，它把有关零件联结成一个整 体，使这些零件保持正确的相对位置，彼此能协调地工作。因此，壳类零 件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量，而其决定因素就是如何 保证在对壳类零件进行加工时能够获得足够的精度要求，从而转化为机械 加工时机床的加工精度，以及夹具是否可靠。 夹具是机械制造过程中最常用的一种工艺装备。在机械制造过程中， 它装在机床上，使工件相对刀具与机床保待正确的位置，并能承受切削力。 夹具的主要作用是保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围 和保证生产安全，因此，机床夹具在机械制造中占有很重要的地位。 采用的机床夹具设计方法设计整体式壳类零件，设计过程可以在简洁、 明了的三维操作界面中进行，减少重复绘图工作量。更重要的是最终可以 自动生成夹具零件及装配体的三维实体图和二维工程图。这种设计方法不 仅可以把夹具设计技术人员从繁杂重复的设计劳动中解脱出来，更可缩短 夹具的开发周期，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体劳 动生产率得到提高 6。 计算机辅助机床夹具设计是利用计算机辅助设计 cad 技术来完成夹具 设计的先进方法。由于夹具种类繁多，结构复杂，其设计过程涉及控制条 件多，因此，用于夹具设计的专业软件甚少，目前还没有一种软件系统能 够将夹具设计完全数字化。目前，计算机辅助夹具设计一般是采用二维 cad 软件进行。采用二维 cad 软件进行夹具设计，可以提高设计效率和质量， 但是其缺点是设计人员首先要阅读工件二维零件图，了解零件的加工要求， 并将二维零件图在头脑中三维实体化；再选择或设计合适的定位、夹紧等 元件和装置；接下来将上述结构在头脑中形成夹具三维实体，用二维图表 示，完成夹具的设计。在设计过程中，思维要在三维和二维模型中反复转 换，最终绘制二维的总装图。由于绘制三维实体效果的装配图难度大，效 率低，一般不绘制三维装配图。这对夹具设计质量和效率，以及加工和装 配均有不利的影响。3d 软件是一个基于特征的参数化实体建模设计工具， 该软件完全采用 windows 图形用户界面，易学易用。借助 3d 软件平台，可 以创建三维实体模型；编辑零件装配体并进行简单的运动仿真；利用它的 动画功能不仅可以检查夹具工作的可行性，还能得到夹具零部件装配和运 动过程的动画文件。 计算机辅助设计（cad）的功能在于能协助设计者完成产品设计各阶段 的工作。本文针对机床夹具进行计算机辅助设计，借助 3d 软件平台，将设 计时所用标准零件建立实体模型库；对于非标准零件，采用交互方式建模 方法直接在设计平台建模并建立非标准模型库。 采用二维 cad 软件进行设计，它使我们甩掉了图板，解决 r 使用绘图 板带来的诸多弊端。现在，大量三维实体造型软件崛起，如 pr0e、ug、 3d、soiidedge 等，推动了设计领域的新革命由于这些三维软件不仅仅 可创建三维实体模型，还可利用设计出三维模型进行模拟装配和静态干涉 检查、机构分析、动态干涉检查、动力学分析、强度分析等，并且与其它 软件配合可进行零件的数控加工演示和数控代码的生成。这些功能是以往 的二维 cad 无法比拟的。结合夹具设计的复杂性、高精度性等特点采用 了易学易懂的 3d 三维实体造型软件来实现设计过程。 采用基于 3d 的机床夹具设计方法后，设计者在新的夹具设计时不需对 标准零件进行建模，直接从标准零件库选择或调用即可。设计过程在简洁、 明了的三维操作界面中进行，减少了重复绘图工作量。更重要的是最终可 以自动生成夹具零件及装配体的三维实体图和二维工程图。这种设计方法 不仅可以把夹具设计技术人员从繁杂重复的设计劳动中解脱出来，更可缩 短夹具的开发周期，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体 劳动生产率得到提高。 第第 2 章章 加工工艺规程设计加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给出的零件是底板座架。底板座架在机器设备中是不可缺少的零 件，它们的作用是:1.建立设备基础。用以架构设备的支撑基础，并在此基 础上安装轴类零件及轴上零件。2.利用它们的工艺结构起到其他重要零件 的定位作用。3.用以连接机器设备与地面的基础零件。因此底板座架零件 的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精 度、使用性能和寿命。 图 2.1 底板座架零件三维图 图 2.2 底板座架零件图 2.1.2 零件的工艺分析 由底板座架零件图可知。底板座架是一个轴类零件，它的外表面上有 五个平面需要进行加工。孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系 列孔。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45h6 外圆为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括： 45h6 外圆的加工；有表面粗糙度要求为 ra3.2m， （2）以13、18 的孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包 括：13、18 的孔； （3）以22h7 孔为主要加工平面的加工面；有表面粗糙度要求为 ra1.6m。 （4）以36h7 孔为主要加工孔的加工孔；有表面粗糙度要求为 ra6.3m。 2.2 底板座架加工的主要问题和零件毛坯的设计 由以上分析可知。该底板座架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 底板座架来说，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 底板座架类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工底板座架上 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。底板座架 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。 底板座架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 底板座架孔系加工方案，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。 根据底板座架零件图所示的底板座架的精度要求和生产率要求，当前 应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 （1）用镗模法镗孔 在大批量生产中，底板座架孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法 进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通 过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几 把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本 较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和 镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、 多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成 本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要 求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用坐标法镗孔，需要将底板座架孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中 的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 零件毛坯的设计 图 2.3 底板座架毛坯图 1.选择毛坯 根据生产纲领可知，底板座架属中大批量生产，零件形状为非全圆 柱体，可选零件材料为 ht200，毛坯制造选用铸造毛坯，这样毛坯与成 品相似，加工方便，省工省料。为了提高生产率，铸造方法选用砂型铸 造，且为机器造型。 1.毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定 （1）.求最大轮廓尺寸 根据零件图轮廓尺寸，可知，底板座架最大轮廓尺寸为 225mm。 （2）.选取公差等级 ct 铸造方法按机器造型、铸件材料按 ht200，查表得，公差等级 ct 范围是 812 级，取为 10 级。 （3）.求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级 ct，查表得，公差带相对 与基本尺寸对称分布。 （4）.求机械加工余量等级 铸造方法按机器造型、铸件材料按 ht200，查表得，机械加工余量 等级范围是 eg 级，取为 f 级。 （5）.求 ram（要求的机械加工余量） 对所有的加工表面取同一个数值，由最大轮廓尺寸 225mm、机械 加工余量等级为 f 级，得 ram 数值为 1.5mm。 2.确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 ra1.6m。 ra（预计）时，0.25 0.3/fmm r=。 依据切削用量简明手册，根据 ca6140 车床的使用说明书选择 0.28/fmm r= 2）.车刀磨钝标准及耐用度 t 依据切削用量简明手册，根据表 1.9，选择车刀的后刀面的最大磨损量 为 0.5mm,刀具的寿命 t=60min。 3）.切削速度 c v 依据切削用量简明手册，根据表 1.28，可查得切削速度的修正系数为 tv k=1.0， krv k=1.0， sv k=0.8， tv k=1.0， kv k=1.0，1.18 mv k=故 vmvtvkrvsvtvkv kkk kk k k= =0.94 依据切削用量简明手册，根据表 1.27，切削速度的计算 v cv mxvyv c vk t apf = 故 0.20.150.2 291 0.94 600.90.28 c v = =158m/min 10001000 158 / min1950 25.8 v nr d =r/min 依据切削用量简明手册，根据 ca6140 车床的使用说明书，选择 1200 / min c nr= 这时实际切削速度 c v为 25.8 1200 / min 10001000 c c dn vm =97m/min 最后决定切削用量 0.9,0.28/ ,1200 / min,97/ min pc amm fmm r nrvm= 工序 6：以 45h6 的外圆定位，钻 m10 的螺纹底孔 表 2-1 高速钢麻花钻的类型和用途 标准号 类型 直径范 围（mm） 用途 gb1436- 85 直柄麻花钻 2.0 20.0 在各种机床上， 用钻模或不用钻模钻 孔 gb1437- 85 直柄长麻花钻 1.0 31.5 在各种机床上， 用钻模或不用钻模钻 孔 gb1438- 85 锥柄麻花钻 3.0 100.0 在各种机床上， 用钻模或不用钻模钻 孔 gb1439- 85 锥柄长麻花钻 5.0 50.0 在各种机床上， 用钻模或不用钻模钻 孔 选用 z525 立式钻床， 查 机械加工工艺手册 孟少农 主编， 查 机 表 2.4-37 钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为 4500，表 10.2-5 标准 高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻8，则螺旋角=30 0，锋交 2=118 0，后角 a f=10 0,横刃斜角 =50 0，l=197mm,l 1=116mm。 表 2-2 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度 （摘自 gb6137-85） mm 直径范围 直柄麻花钻 l l1 11.8013.20 151 101 表 2-3 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 gb6137-85） d (mm) 2 f 8.6 18.00 30 118 12 4060 表 2-4 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 （1）后刀面最大磨损限度 mm 刀具材料 加工材料 钻头 直径 d0（mm） 20 高速钢 铸铁 0.50.8 （2）单刃加工刀具耐用度 t min 刀具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 d0（mm） 钻头（钻孔及扩 孔） 铸铁、铜合 金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为 0.50.8mm 刀具耐用度 t = 60 min .确定进给量 查机械加工工艺手册 ，第二卷表 10.4 高速钢钻头钻孔的进给量为 f=0.250.65zmm,根据表 4.13 *中可知，进给量取 f=0.60 rmm。 .确定切削速度 查机械加工工艺手册 ，表 10.4-17 高速钢钻头在 kth350-10 （190hbs）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，v=12minm，参考 机械加工工艺手册 ，表 10.4-10 钻孔条件改变时切削速度修正系数 kmv=1.0，rtv=0.85。 v=1285. 0=10.32minm 则 n= =131minr 工序 7：以 45h6 外圆及 m10 螺纹底孔定位，铣 36 孔的两端面 机床：铣床 x62w 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw400= 齿数14=z （1）粗铣 铣削深度 p a：mmap3= 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取zmmaf/25. 0= 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取smv/4= 机床主轴转速n：min/191 40014. 3 60410001000 0 r d v n = ，取min/200rn = 实际铣削速度 v ：sm nd v/19. 4 601000 20040014. 3 1000 0 = 进给量 f v：smmznav ff /67.1160/2001425. 0= 工作台每分进给量 m f：min/2 .700/67.11mmsmmvf fm = a：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,mma240= 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知mml341= 刀具切入长度 1 l：mmaddl42) 31 ()(5 . 0 22 1 =+= 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t：min55. 0 2 .700 242341 21 1 + = + = m j f lll t 25 32.101000 工序 8 铣 45h6 外圆，头部 50 长缺口至尺寸 铣削深度 p a：mmap5 . 1= 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取zmmaf/15. 0= 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取smv/6= 机床主轴转速n：min/288 40014. 3 60610001000 0 r d v n = ，取min/300rn = 实际铣削速度 v ：sm nd v/28. 6 601000 30040014. 3 1000 0 = 进给量 f v：smmznav ff /5 .1060/3001415. 0= 工作台每分进给量 m f： min/630/5 .10mmsmmvf fm = 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知mml341= 刀具切入长度 1 l：精铣时mmdl400 1 = 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 2j t：min18. 1 630 2400341 21 2 + = + = m j f lll t 工序 9 铣右端面各台阶面至尺寸 铣削深度 p a：mmap5 . 1= 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取zmmaf/15. 0= 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取smv/6= 机床主轴转速n：min/288 40014. 3 60610001000 0 r d v n = ，取min/300rn = 实际铣削速度 v ：sm nd v/28. 6 601000 30040014. 3 1000 0 = 进给量 f v：smmznav ff /5 .1060/3001415. 0= 工作台每分进给量 m f： min/630/5 .10mmsmmvf fm = 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知mml341= 刀具切入长度 1 l：精铣时mmdl400 1 = 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 2j t：min18. 1 630 2400341 21 2 + = + = m j f lll t 工序 10：以 45h6 外圆及 m10 螺纹底孔定位，粗镗、半精镗36h7 孔至尺寸 1)粗镗、半精镗36h7 孔 1 切削用量。所选刀具为 yt15 硬质合金镗刀。车刀形状、刀杆尺寸及 刀片厚度均与粗车相同，查参考文献6表 1- 3，车刀几何形状为 00 128 ,90 r k= ooo ， r k=5 ,0 ,0.5 se rmm = oo . 确定背吃刀量 p a= 2 5 . 1 =0.75mm . 确定进给量 根据参考文献7表 1.6 及参考文献2表 4.2- 11 中机床进给量，选择 0.3/fmm r=。由于是半精加工，切削力较小，故不须校核机床进给机构强 度。 . 选择车刀磨钝标准及耐用度 查参考文献7表 1.11，选择车刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，耐用度 t=30min。 查参考文献6表 1.10，当用 yt15 硬质合金车刀加工b1000mps 的 合金钢，1.4 p amm，0.38/fmm r，切削速度=117m/min。 切削速度的修正系数查参考文献7表 1.40 得：0.81,1.15 r k vtv kk=，其余 的修正系数均为 1，故： v=1170.811.15=110.4m/min 5 . 16114 . 3 4 . 901000 d 1000 = v n=178r/min 查参考文献6表 4.2- 8 选择机床的转速为： n=1134r/min=3.08r/s 则实际切削速度 v=1.56m/s 半精加工，机床功率也可不校验。 最后确定的切削用量为： p a =0.75mm, f=0.3mm/r, n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。 1 确定粗镗基本时间： 08 . 3 3 . 0 6240 1 + = j t=52s 2半精镗36h7 孔 所选刀具为 yt15 硬质合金、主偏角45= r k、圆形镗刀。其耐用度 t=110min。 .mmap75 . 0 2 5 . 1 =。 .参考文献1表 5- 1111 和表 5- 57，f=0.2mm/r。 .参考文献1表 2- 8 的计算公式确定。 v= v yx p m v k fat c vv 式中，cv=2111，m=0.2,xv=0.15,yv=0.2,t=110min,kv=0.11,则 v=9 . 0 2 . 075 . 0 60 291 2 . 015. 02 . 0 =150m/min 39.5 1501000 =n=12011.4r/min 选择 ca6140 车床的转速 n=1200r/min=20r/s。 4.3.2 切削用量 2 确定半精镗的基本时间： 08 . 3 3 . 0 4275.80 2 + = j t=114s 工序 11：钻13 通孔 查机械制造工艺设计手册表 3-38，取mm/min 98f = 查机械制造工艺设计手册表 3-42，取11.1m/minv = 272r/min 1000 = d v n 查表机械制造工艺设计简明手册4.2-15，机床为 z525，选择转速 r/s 9.08r/min 545= w n 实际切削速度： v= 1000 ww dn = 0.31m/s 1000 1114 . 3 08 . 9 = 切削工时带入公式：0.36min 21 = + = w j nf lll t 工序 12、13：钻13 通孔，扩22h7 孔，至21.8，铰22h7 孔至 尺寸 工件材料为 ht200，硬度 200hbs。孔的直径为 22mm，公差为 h7， 表面粗糙度1.6 a rm。加工机床为 z525 立式钻床，加工工序为钻、扩、铰， 加工刀具分别为： 钻孔19mm 标准高速钢麻花钻， 磨出双锥和修磨横 刃；扩孔21.7mm 标准高速钢扩孔钻；铰孔22mm 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f 根据参考文献7表 28- 10 可查出 0.47 0.57/fmm r= 表 ，由于孔深度比 0 /30/221.36l d =，0.9 lf k =，故 (0.47 0.57) 0.90.42 0.51/fmm r= 表 。查 z525 立式钻床说明书，取 0.43/fmm r=。 根据参考文献7表 28- 8，钻头强度所允许是进给量 1.75/fmm r。由 于机床进给机构允许的轴向力 max 15690fn=（由机床说明书查出） ，根据表 28- 9，允许的进给量 “ 1.8/fmm r。 由于所选进给量f远小于 f及 “ f，故所选f可用。 2） 确定切削速度v、 轴向力 f、 转矩 t 及切削功率 m p 根据表 28- 15， 由插入法得： 17/minvm= 表 ，4732fn= 表 51.69tn m= 表 ，1.25 m pkw= 表 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 28-3，0.88 mv k=，0.75 lv k =，故 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm= 表 0 10001000 11.22/min 162 /min 22 vmm nr dmm = 表 查 z525 机床说明书，取195 /minnr=。实际切削速度为： 0 19195 / min 14/ min 10001000 d nmmr vm = 由表 28- 5，1.06 mfmt kk=，故 47321.065016()fnn= 51.691.0654.8tn mn m= 3）校验机床功率 切削功率 m p为 /) mmmm ppn n k= 表 （1.25(195/246) 1.061.05kwkw= 机床有效功率 4.50.813.65 eem ppkwkwp= 故选择的钻削用量可用。即 0 22dmm=，0.43/fmm r=，195 /minnr=，14/minvm= 相应地 5016fn=，54.8tn m=，1.05 m pkw= （2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量f 根据参考文献7表 28- 31， f=: 表 （0.70.8）mm/r 0.7=0.490.56mm/r。根据 z525 机床说明书，取 f=0.57mm/r。 2）确定切削速度v及n 根据参考文献7表 28- 33，取25/minvm= 表 。 修正系数： 0.88 mv k=， 24.722 1.02(/1.50.9) 2 p pr a v p a k a =根据 故 25/min 0.88 1.0211.22/minvmm= 表 0 1000/)nvd= 表（ 1000 11.22/min/(24.7) 286 /min mmmm r = = 查机床说明书，取275 /minnr=。实际切削速度为 3 0 10vd n = 3 21.7275 / min 10 21.3/ min mmr m = = （3）确定铰孔切削用量 1）确定进给量f 根据参考文献7表 28- 36，1.3 2.6fmm= 表 ，按该 表注 4，进给量取小值。查 z525 说明书，取1.6/fmm r=。 2）确定切削速度v及n 由参考文献7表 28- 39，取 8.2/minvm= 表 。由 参考文献7表 28- 3，得修正系数0.88 mv k=，0.99 p a v k= 2524.7 (/0.1251.2) 2 pr p a a =根据 故 8.2/min 0.88 0.997.14/minvmm= 表 0 1000/()nvd= 表 1000 7.14(/min)/(25) 91.5 /min mmm r = = 查 z525 说明书，取100 /minnr=，实际铰孔速度 3 0 10vd n = 3 25100 /min 107.8/minmmrm = （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 19dmm=，0.43/fmm r=，195 /minnr=，14/minvm= 扩孔： 0 21.7dmm=，0.57/fmm r=，275 /minnr=，21.3/minvm= 铰孔： 0 22dmm=，1.6/fmm r=，100 /minnr=，7.8/minvm= 工序 14：攻 m10 螺纹 机床：组合攻丝机 刀具：钒钢机动丝锥 进给量f：由于其螺距mmp5 . 1=,因此进给量rmmf/5 . 1= 切削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.105，取 min/88. 8/148. 0msmv= 机床主轴转速n：min/283 1014. 3 88. 810001000 0 r d v n = ，取min/250rn = 丝锥回转转速 0 n：取min/250rnn= 实际切削速度 v ：sm nd v/13. 0 601000 0251014. 3 1000 0 = 由工序 2 可知：mml20= mml5 . 4 1 = 0 2 =l 走刀次数为 1 机动时间 j t：min13. 0 2505 . 1 5 . 420 2505 . 1 5 . 420 0 2121 + + + = + + + = fn lll fn lll tj 太 原 理 工 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第第 3 章章 加工加工36h7 孔夹具设计孔夹具设计 3.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来加工36h7 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、精铣加工，采 用一个固定 v 型块定位，螺旋压板机构夹紧。 定位 首先是定位，工件在夹具上，通过45 的外圆与两个 v 型块接触，这 相当于一个长 v 形块，限制了工件的 4 个自由度，两个移动自由度，两个 旋转自由度。 剩下的一个移动自由度通过45 外圆的台阶面与 v 型块的台 阶接触，最后一个旋转自由度，通过 v 形块和菱形销组合来限制，这就实 现了工件在夹具上的全定位。这里使用菱形销，是为了在 z 方向上移动自 由度，避免过定位。 3.3 定位误差分析和计算 六点定位原理解决了约束工件自由度的问题， 即解决了工件在夹具中 位置“定与不定”的问题。但是，由于一批工件逐个在夹具中定位时，各 个工件所占据的位置不完全一直，即出现工件位置定位定得“准与不准” 的问题。如果工件在夹具中所占据的位置不准确，加工后各工件尺寸必然 大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差称为定位误差，用 d 太 原 理 工 大 学 课 程 设 计 说 明 书 表示。 在工件的加工过程中，产生误差的因素很多，定位误差仅是加工加工 误差的一部分，为了保证加工精度，一般限定定位误差不超过工件加工公 差 t 的 1/51/3， t d ）（3/15/1 式中 d 定位误差，mm； t工件的加工误差，mm。 镗孔夹具的定位误差分析 镗孔夹具中，主要是镗套相对于 v 型块之间的位置尺寸的公差控制，及工 件45 外圆的尺寸公差。 2 . 00585 . 0 2 017 . 0 05 . 0 05 . 0 2 21 = + = + = k 式中 对刀块块在夹具体上的位置尺寸公差（mm） ； 1 镗套对于 v 形块的位置公差（mm） ； 2 工件45 直径尺寸公差（mm） 。 夹紧 工件在夹具上定位好后，通过使用 a 型移动压板将工件夹紧。具体操 作如下，工件在夹具上定位好后，将 a 型移动压板一头压与工件上，一头 置于调节支承上方， 这样就构成了两个支持点， 然后在这两个支持点之间， 是与夹具体相连接的双头螺栓，拧紧双头螺栓上的带肩螺母，即可将工件 夹紧。 使用 a 型移动压板，也相当于一个快换机构，因为工件加工完后，只 需要松开双头螺栓上的带肩螺母，即可取下 a 型移动压板，这就节省的装 夹时间，提高了加工效率。 太 原 理 工 大 学 课 程 设 计 说 明 书 3.4 夹具夹紧力的计算 当采用估算法确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件 看成刚性系统。根据工件所受切削力、夹紧力（大型工件应考虑重力、惯 性力等）的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静平衡原 理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数为实际夹紧力，即 wwk kff= 式中 wk f实际所需夹紧力，n； w f在一定条件下，由静力平衡算出的理论夹紧力，n； k安全系数， 粗略计算时， 粗加工取k=2.53， 精加工取k=1.5 2。 镗孔夹具夹紧力校核 对于镗孔夹具，由于镗刀的进刀方向是水平方向，所以本夹具中的夹 紧力的方向也是水平方向的。 根据表 5-114， 镗刀刀杆尺寸为16mm, 工件孔的直径为 3040mm 时， 根据参考文献1表 5-115 查得的进给量选择 f=0.150.25mm/r。取进给 量为 f=0.25mm/r。 根据参考文献1表 5-124， 212170=hbs、mmap5 . 3=、rmmf/2 . 1、 = 45 r k、时，进给力nfr1140=。 f f的修正系数= f f k 0 1 ， = fsf k1，= ftf k k1.17，故实际进给力为 f f=11401.17=1333.8n 以粗加工为准：取 k=2.5。 f=3334.5n 有参考文献6表 3-18 螺母的夹紧力， 查得螺纹连接的螺母的夹紧力 符合要求是 m12（6140n） ，作为夹紧机构所使用的螺纹尺寸。 太 原 理 工 大 学 课 程 设 计 说 明 书 对于定位误差的分析，从加工的过程可以看出，远远不止以上的这一 个因素的分析。还有夹具在机床的定位公差，工件本身的加工误差，加工 过程中由于切削热而引起的热变形误差等等因素。 3.5 对刀装置 对刀元件或导向元件。 这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之 间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件，用 于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。 镗床夹具的对刀装置设计 镗床夹具的对刀，主要使用镗套对刀！工件在夹具上定位紧固以后， 将镗刀杆与镗套配合，这样抱着了机床主轴与加工孔轴线的同心，然后调 整镗刀在镗杆上的径向尺寸，通过试切的方法，调整刀具至要求尺寸！ 3.6 夹具与机床连接 夹具与机床的连接，也是夹具设计过程中，重要的一个环