辅助零件加工加强套的工装设计与制造

1、摘要利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。本文首先对数控加工工艺的特点，以及数控机床与普通机床相比较进行详细阐述，其次对加强套加工工艺设计进行分析，从而实现定制中批量生产加工的工艺规程。就加工工艺，确定了一套科学合理的加工路线，并在以后的计算过程中，验证了这套工序的合理性，最后进行夹具设计，拟定工件的定位、夹紧方案；根据夹具设计原则以及夹紧力和夹紧点的确定原则夹具体的设计。关键词：加强套制造；定位夹紧；数控加工目录摘要I1.绪论61.1简介61.

2、2数控加工工艺的特点71.3数控机床与普通机床相比具有的优越性91.4本文的框架结构112.加强套加工工艺设计及分析122.1年产量和批量的确定122.1.1生产纲领的确定122.1.2生产量类型的确定122.2零件的作用132.3毛坯的选择及毛坯图的绘制142.4定位基准的分析162.4.1关键词162.4.2基准选择原则172.4.3加工本零件基准的选择182.5工艺路线的拟订182.5.1机加工工序的安排原则182.5.2该设计拟定的工艺路线192.6机床的选择212.6.1机床的选择212.6.2刀具的选择222.6.3夹具的选择222.6.4量具的选择222.7数控程序的设计303.

3、夹具的设计363.1工序夹具的确定363.2定位元件选择原则393.3夹紧元件的选择393.4定位方案和夹紧方案的选择393.5夹紧力的计算和定位误差的分析423.6夹具的装配433.7夹具的经济性分析444.结论45参考文献46致谢47III1.绪论1.1简介人们常说的车床主要包括普通车床，立式车床，自动车床，转塔车床和回转车床，多刀半自动车床，数控车床等。普通车床加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。立式车床是主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立柱上移

4、动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件。自动车床是可以按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3-5倍。数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的

5、精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。普通车床是由人工操纵能对轴、盘、环等多种类型工件进行多种工序加工的卧式车床。常用于加工工件的内外回转表面、端面和内外各种螺纹，采用相应的刀具和附件，还可以进行钻孔，扩孔攻丝和滚花等。主轴由电机经主轴箱带动旋转，工件装在主轴卡盘中或支承在顶尖间并随主轴旋转，旋转运动经进给箱、丝杠或光杠传至溜板箱，转变为刀架的进给运动。拨叉类零件以其良好的操纵性和良好的稳定性广泛应用于各种机床中，主要对各种机床起到支撑，辅助加工的作用。该零件的结构虽然不太复杂，但其过程涉及了机械加工工艺的很多方面，是机械加工的基础的体现。

6、1.2数控加工工艺的特点数控加工工艺具有以下特点：(1)数控机床加工精度高。一般只需一次加工即能达到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。(2)在数控机床上工件一次装夹，可以进行多个部位的加工，有时甚至可完成工件的全部加工内容。(3)由于刀具库或刀架上装有几把甚至更多的备用刀具，因此，在数控机床上加工工件时刀具的配置、安装与使用不需要中断加工过程，使加工过程连续。(4)根据数控机床加工时工件装夹特点与刀具配置、使用的特点区别于普通机床加工时的情况，工件的各部位的数控加工顺序可能与普通、机床上加工工件的顺序也有很大的区别。此外根据数控机床高速、高效、高精度、高自动化等特点，数控加工还具有以下工

7、艺特点：1)切削量用比普通机床大。2)工序相对集中。3)较多地使用自动换刀(ATC)。4)首件需试切削。5)工艺内容更具体更详细，工艺要求更严密更精确。高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其是在轮廓不规则、复杂空间曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。数控加工另一个特点是产品装夹定位灵活，同一产品零件可能有多种加工方案。然而正是其灵活性和高精度要求对其高效应用带来了的局限性，如存在数控程序的编制、刀具工装夹具的准备周期长等不利因素。数控工艺的合理性与高质量数控程

8、序的快速编制是限制数控加工的瓶颈问题之一。数控加工的成本相对较高也是制约其广泛应用的一个因素。数控加工对技术人员的水平要求相当高，数控工艺和程序的质量是保证产品加工质量合格最主要和最关键的因素。数控加工时，产品的质量完全靠数控工艺和数控程序来保证。产品加工的具体细节在进行工艺设计和程序编制时必须全面考虑，只有设计正确才能保证产品加工的质量要求。在数控加工朝高速、超高速和复合化加工方向发展的趋势下，对技术人员就提出了更高的要求。1.3数控机床与普通机床相比具有的优越性普通机床加工时，其加工成本相对较低，工序较长，且工步中很多具体细节由技术工人来完成，对技术工人的水平要求相对较高。数控机床加工工艺

9、相比较普通机床加工工艺的优越性有以下几点：(1)数控加工工艺的“内容十分具体、工艺设计工作相当严密”。数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比较，由于采用数控机床加工具有加工工序少，所需专用工装数量少等特点，克服了普通传动工艺方法的弱点，一般说来，数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。从编程来看，加工程序的编制要比普通机床编制工艺规程复杂。(2)数控加工的工艺“复合性”。采用数控加工后，工件在一次装夹下能完成镗、铣、铰、攻丝等多种加工，因此，数控加工工艺具有复合性特点，也可以说数控加工工艺的工序把传统工艺中的工序“集成”了，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转

10、时间也大大减少了，从而使零件的加工精度和生产效率有了较大的提高。数控加工工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，无论是手工编程还是自动编程，这项工作必须在程序编制工作以前完成。为了优化数控程序设计、提高编程效率、合理使用数控机床，我们有必要对数控加工工艺设计等技术问题加以分析、研究，以做好数控机床加工前的技术准备工作。数控加工取代传统加工占据生产制造的主导地位已成为一种趋势，但由于历史的原因，传统的加工设备与先进的数控机床并存，是目前乃至今后很长一段时期内大多数制造企业的设备现状。如何从工艺的角度根据各企业的设备现状、产品生产规模、零件结构形式与加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方

11、案设计，充分发挥企业现有数控设备与传统设备的加工效率，使企业设备资源与人力资源得到充分利用，需要从多个方面来探讨。数控工艺与普通工艺结合的好坏直接影响到数控机床与普通机床加工效率的发挥，进而影响到生产计划任务的完成。提高产品机械加工工艺与数控程序的编制质量，是早日实现制造业产品的高精度、高效率、高质量加工必需解决的问题之一。因此，寻求传统加工工艺与数控加工工艺的合理衔接途径与措施，对于提高企业的经济效益是非常有意义的。1.4本文的框架结构本文一共分为四章，第一章是绪论，对全文内容进行一次提纲性的概括，起到总领的作用。第二章对零件进行工艺分析。第三章是工艺路线的制定。第四章是钻15H7孔的专用夹

12、具设计。2.加强套加工工艺设计及分析2.1年产量和批量的确定2.1.1生产纲领的确定生产纲领：零件5000件/每年N=Qn(1+a%)(1+b%)N-零件的年产纲领(件/年)Q-产品的年产量(台/年)n-每台产品中该零件的数量(件/台)a%-备品率b%-废品率年产量:Q生产纲领*每台件数（1+备品率）（1+废品率）备品率，废品率均取为1%，带入后计算有，Q5100件月产量Q/12=425件Days=24天日产量（一天3班）月产量/Days=17.70件2.1.2生产量类型的确定已知此加强套的生产纲领为5000件/年，零件的质量是2.26Kg/个，查机械制造工艺设计简明手册第2页表1.1-2，可

13、确定该换档叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。表2.1生产类型对照表生产类别同类零件的年产量（件）重型零件（零件重2000kg）中型零件（零件重1002000kg）小型零件（零件重100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上小型（100公斤以内）零件的生产性质：中批500-5000最后确定加强套的生产性质最后确定为中批生产。2.2

14、零件的作用支承套零件图如图2.1所示，为便于加工中心定位、装夹100f9外圆，和尺寸均在前面工序中用普通机床完成，零件材料为45号钢。主要加工的孔有以下六个：1)2-15H7孔2)35H7孔3)6012沉孔4)2-11孔5)2-1711沉孔6)2-M6-6H螺孔图2.1 加强套零件图2.3毛坯的选择及毛坯图的绘制在制订零件机械加工工艺规程之前,还要对零件加工前的毛坯种类及其不同的制造方法进行选择。由于零件机械加工的工序数量、材料消耗、加工劳动量等都在很大程度上与毛坯的选择有关，故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型件、焊接件、冲压件等，而相同种类的毛坯又可能有不

15、同的制造方法。选择毛坯应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制造方法的经济性。如生产规模较大，便可采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，这样，虽然一次投资较高，但均分到每个毛坯上的成本就较少。而且，由于精度较高的毛坯制造方法的生产率一般也较高，既节约原材料又可明显减少机械加工劳动量，再者，毛坯精度高还可简化工艺和工艺装备，降低产品的总成本。选择毛坯应该考虑工件结构形状和尺寸大小。例如，形状复杂和薄壁的毛坯，一般不能采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，往往不能采用模锻、压铸和精铸。再如，某些外形较特殊的小零件，由于机械加工很困难，则往往采用较精密的毛坯制造方法，如压铸、熔模铸造等，以最

16、大限度地减少机械加工量。选择毛坯应考虑零件的机械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其机械性能往往不同。例如，金属型浇铸的毛坯，其强度高于用砂型浇铸的毛坯，离心浇铸和压力浇铸的毛坯，其强度又高于金属型浇铸的毛坯。强度要求高的零件多采用锻件，有时也可采用球墨铸铁件。选择毛坯，应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性。还应考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等。用这些毛坯制造方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。2.4定位基准的分析在制定零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证加工表面的

17、尺寸精度和相互位置精度的要求以及合理安排加工顺序都有重要的影响。合理选择定位基准是制定工艺过程中要解决的首要问题。基准的选择实际上就是基面的选择问题。在第一道工序中，只能使用毛坯的表面作为定位基准，这种定位基面就称为粗基面。在以后各工序的加工中，可以采用已经切削加工过的表面作为定位基面，这种定位基准面就称为精基准面。2.4.1关键词1.基准就是零件上用以确定其它点、线、面，的位置所依据的点、线、面。2.基准包括设计基准和工艺基准，工艺基准包括定位基准，工序基准，测量基准，装配基准。3.设计基准：设计图样上所采用的基准。4.工艺基准：工艺过程中采用的基准。包括定位基准、工序基准、测量基准和装配基

18、准四种基准。定位基准指加工中用作定位的基准，分为定位粗基准和定位精基准；工序基准是工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准；测量基准就是测量时所采用的基准；装配基准顾名思义就是装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。5.精基准：利用已加工过的表面作定位基准；粗基准：在加工初始时用毛坯未加工的表面作定位基准确即毛基准。2.4.2基准选择原则1粗基准原则A尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准；B用不加工面作粗基准，且该面与要加工面有一定的位置精度要求；C余量均匀原则；D作粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积便于装夹；E不能重复使用原则。2精基准选择原则A

19、基准重合原则尽可能使设计基准和原始基准重合；B互为基准原则两个位置精度要求较高的表面互为基准；C基准不变原则统一基准。D便于装夹原则。2.4.3加工本零件基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。粗基准的选择应该以零件的圆柱面为主要的定位粗基准 精基准的选择首先考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则。2.5工艺路

20、线的拟订由于生产类型为中批生产，故采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中，来提高生产率。除此之外，还应降低成本,所以全部采用手动夹紧机构。2.5.1机加工工序的安排原则主要原则有先基准后其它；先粗后精；先面后孔；先主后次4条原则。2.5.2该设计拟定的工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量是工序集中来提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以使生产成本尽量下降。根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，

21、在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。根据各加工面的精度要求和粗糙度要求，2-15H7孔采用钻-扩-铰孔，35H7孔采用钻-粗镗-半精镗-铰孔，2-11孔采用钻削，2-1711沉孔加工方法为锪削，6012沉孔加工方法为粗铣-精铣。最后确定的加强套工艺路线如下：表2.2工艺路线工步加工内容定位基准工艺装备1钻35H7孔，2-17X11中心 孔 A面，平面 C，端面D中心钻32钻35H7孔至31 A面，平面 C，端面D锥柄麻花钻313钻2-11孔A面，平面 C，端面D锥柄麻花钻114锪2-

22、17A面，平面 C，端面D锥柄埋头钻17X115粗镗35H7至34A面，平面 C，端面D粗镗刀346粗铣60X12至59X11.5A面，平面 C，端面D合金立铣刀32T7精铣60X12A面，平面 C，端面D合金立铣刀32T8半精镗35H7孔至34.85A面，平面 C，端面D镗刀34.859钻2-M6-6H螺孔中心孔A面，平面 C，端面D10钻2-M6-6H底孔至5A面，平面 C，端面D直柄麻花钻511攻2-M6-6H螺纹A面，平面 C，端面D机用丝锥,中锥M612铰35H7孔A面，平面 C，端面D套式铰刀35AH713在35H7孔中手动装入工艺堵A面，平面 C，端面D专用工艺堵14钻2-15H

23、7孔中心孔A面，平面 C，端面D中心钻315钻2-15H7至14A面，平面 C，端面D锥柄麻花钻1416扩2-15H7至14.85A面，平面 C，端面D锥柄端刃扩孔钻 14.8517铰2-15H7孔A面，平面 C，端面D锥柄长刃铰刀15AH7这种方案采用加工中心进行加工，加工中心仅需1道工序、1套夹具、1台机床。体现了数控加工的工艺“复合性”。采用数控加工后，工件在一次装夹下能完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝、锪等多种加工，因此，数控加工工艺具有复合性特点，也可以说数控加工工艺的工序把传统工艺中的工序“集成”了，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少了，从而使零

24、件的加工精度和生产效率有了很大的提高。三、其它工序的安排（一）检验为了保证零件制造质量，防止产生废品，需要在以下场合安排检验：1、粗加工全部结束后2、工时较长和较重要工序后3、最终加工之后（二）、去毛刺零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工后，安排去毛刺。（三）、清洗零件在进入装配前，安排清洗，在拟定工艺路线时，必须同时确定各工序所采用的机床、刀具、辅助设备及工艺装备，切削用量的选择和生产节拍的符合设计。机床和工装的选择应尽量做到合理，经济，使之与被加工零件的生产类型，加工精度和零件的形状尺寸相适应。2.6机床的选择2.6.1机床的选择1、机床的加工规格范围应与零件的外部形状，尺

25、寸相适应。2、机床的精度应与工序要求的加工精度相适应3、机床的生产率应与被加工零件的生产类型相适应。大批量生产尽量选用生产率高的专用机床，组合机床或自动机床。4、机床的选择应与现有条件相适应。做到尽量发挥现有设备的作用，并尽量做到设备负荷平衡。2.6.2刀具的选择刀具的选择也包括刀具的类型，构造和材料的选择，主要应根据加工方法、工序应达到的加工精度、粗糙度、工件的材料形状、生产率和经济性等因素加以考虑，原则上尽量采用标准刀具，必要时采用各种高生产率的专用刀具。2.6.3夹具的选择正确设计和使用夹具，对保证加工质量和提高生产效率、扩大机床使用范围既减轻劳动强度都有重要意义。同时，使用夹具还有助于

26、工人掌握复杂或精密零件的加工质量及解决较为复杂的工艺问题等。具体情况见后面的夹具设计部分。2.6.4量具的选择量具的选择应做到量具的精度应与零件的加工精度相适应；量具的量程应与被测零件的尺寸大小相适应；量具的类型应与被测表面的性质、生产类型、生产方式相适应。4按量具的极限尺寸选择量仪时应保证：T*KT被测尺寸的公差值(mm)K测量精度系数测量工具和测量方法的极限误差表2.2测量精度系数表被测尺寸的精度等级IT5IT6IT7IT8IT9K0.3250.300.2750.250.202.6.5加工面尺寸的确定加工面的尺寸作为确定刀具的形状大小，和计算机动时间的前提十分重要。加工面的长度和切入超出用

27、来计算机动时间，加工面的直径和宽度，用来选择刀具。这里，我们把沿刀具进给的方向规定为长度，而把垂直于刀具进给的方向规定为宽度。对于加工件为圆面时，宽度和长度相等。2.6.6毛坯余量及加工余量的确定（一）、毛坯余量的确定机械加工中毛坯尺寸与其零件尺寸之差称为毛坯余量，加工余量的大小取决于各加工过程中各个工序应切除的金属层的总和，以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸间的偏差值。总余量取决于完成各个工步的条件，如安装零件的精确度和工具的特性等。但是，其中的值，即第一个粗切削工步的加工余量还取决于毛坯需要加工处的表面层状况，因为表面层平面度差别较大，有时甚至会有相当大的表面凹陷。此外，表面的金属层往往不同与表

28、皮内部的金属，在铸件表面层有氧化层，由此可知，表面层是有缺陷的，它的特点是，有较高的硬度。如果刀具的刀刃切在表面层，将使刀具加速磨损。（二）、加工余量的确定完成某一道工序所需切除的材料层的厚度称为工序余量。从毛坯到成品的整个工艺过程中所切除的材料层厚度称为总余量，加工余量的确定通常有三种方法：1、经验估计法：这是工艺人员根据经验进行估算。所有加工余量一般偏大。2、查表修正法：以生产实践和实验研究的资料制成的表格为依据，应用时再结合加工实际情况进行修正。3、分析计算法：根据一定的试验资料和计算公式进行计算，这样确定的余量比较经济合理，因受切削条件的改变和实验数据不全所限，应用较少。a铣削加工查金

29、属机械加工工艺人员手册P1050表13-27平面的刨、铣、磨、刮加工余量(mm)摘要表2.3铣削加工与加工面宽度对照表加工性质加工面长度加工面宽度100100-300300-1000余量a公差+余量a公差+余量a公差+粗加工后精刨或精铣30010031505207300-1000150520725101000-20002072512312按表确定好工件半精铣时的加工余量为1.5,则可确定工件粗铣时的加工余量为6(总的加工余量7.5-半精铣时的加工余量1.5).b钻削加工查金属机械加工工艺人员手册P1045表13-15按基孔制9级公差(H9)加工孔(mm)摘要表2.4钻削加工与加工直径对照表加工

30、孔的直径直径钻用车刀镗以后扩孔钻铰第一次第二次20180-19819820H922200-21821822H924220-23823824H925230-24824825H926240-25825826H928260-27827828H9按表可以确定钻28孔时的加工余量，即钻的加工余量为2mm(28-26),扩的加工余量为1.8mm(27.8-26),铰的加工余量为0.2mm(28-27.8)。c车削加工查金属机械加工工艺人员手册P1039表13-4轴在粗车外圆后，精车外圆的加工余量(mm)。表2.5车削加工与零件长度对照表轴的直径d零件长度L100100-250250-500直径余量a50-

31、801.11.11.280-1201.11.21.2120-1801.21.21.3180-2601.31.31.4按表查得车R68孔及端面时精车的加工余量为1.2mm,则可以确定粗车时的加工余量为6.3mm(未加工前总的加工余量7.5mm-精车时的加工余量1.2mm)。其它工序的加工余量也可按此法确定。2.6.7切削用量的确定正确的选用切削用量对保证产品质量、提高切削效率和经济效益具有重要作用，切削用量的选择主要依据工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚度及机床功率等条件，其基本原则是：首先选择一个尽可能大的切深，其次选择一个较大的进给量，最后，在刀具耐用

32、度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度。1、切深的选择切深的选择应根据工件的加工余量和工艺系统刚度来确定。粗加工时，除留下半精加工、精加工的余量之后的余量来确定的量，往往采用逐渐减小的方法逐步提高加工精度和表层质量。2、进给量的确定在粗加工时，进给量的选择主要考虑工艺系统刚度和强度。工艺系统刚度和强度好时，进给量可大一些：反之，进给量就要小一点。3、切削速度的选择切削速度主要根据工件材料和刀具性质来确定。在切深和进给量都确定的情况下，所选切速应有合理的刀具耐用度。切削用量的选择也有查表法、计算法和经验法三种，下面将这几种方法一一列举：A计算法举例(第一道工序：粗铣两端面)：根据前面的加工

33、余量的分析，粗加工是去除半精加工和精加工的加工余量，本工序的加工余量=4工件材料为灰口铸铁，直径为100，齿数z=10，材料YG8，每齿进给量为0.4，每转进给量f=4mm/r，ae=35。表3.6切削力与工件材料对照表刀具材料工件材料加工方法切速v的公式硬质合金套式面铣刀灰口铸铁铣削其中，T刀具耐用度(分)切深(mm)f进给量(mm/r)表2.7刀具耐用度T表刀具耐用度(分)刀具耐用度(分)普通外圆车刀90普通端铣刀200端面车刀60立铣刀90成型刀120扩孔钻60带入公式，算得v=99m/minv确定了之后，就可以通过公式，确定机床主轴转速nn=1000V/d=(100099)/(3.14

34、100)=315.26r/min然后就可以进行机床的选择和设计。但是，这里应该注意到的一点是，对于专用机床而言，n计算确定后就直接可以实现。而对于通用机床则不能把求出的n直接实现出来，而需要进行进一步的验算，看是否在通用机床的主轴转速级数内。如果达不到计算出来的理论数值，就要选择邻近的n来代替，从而在反推出其它切削用量的值。该道工序是专用机床，主轴转速30-1500r/min机床的公比按标准转速数列查机械制造装备设计表3-6得机床转速为30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、236、300、375、475、600、750、950、1180、1500所以取转速n为30

35、0r/min，然后再通过公式算出v为94.2m/minB查表法举例：(第二道工序：半精铣两端面)金属机械加工工艺人员手册查表14-71表3.8进给量f表加工方法切深进给量f切速v车削粗加工精加工1.5-2.50.2-0.50.3-0.50.2-0.350-8080-100铣削粗加工精加工2-30.5-0.70.2-0.30.1-0.360-8080-100切深=0.7刀盘直径d=100进给量f=0.8切速v=902.6.8加工余量的确定工序1钻35H7孔至31单边余量15.5mm，表面粗糙度12.5um，精度IT12工序2钻2-11孔单边余量5.5mm，表面粗糙度12.5um，精度IT12工序

36、3锪2-17单边余量3mm，表面粗糙度12.5um，精度IT11工序4粗镗35H7至34单边余量1.5mm，表面粗糙度6.3，精度IT11工序5粗铣60X12至59X11.5单边余量7mm，表面粗糙度6.3，精度IT11工序6精铣60X12单边余量0.5mm，表面粗糙度1.6，精度IT8工序7半精镗35H7孔至34.85单边余量0.425mm，表面粗糙度3.2，精度IT9工序8钻2-M6-6H底孔至5单边余量2.5mm，表面粗糙度3.2，精度IT9工序9铰35H7孔单边余量0.075mm，表面粗糙度1.6，精度IT8工序10钻2-15H7至14单边余量7mm，表面粗糙度3.2，精度IT9工序1

37、1扩2-15H7至14.85单边余量0.425mm，表面粗糙度3.2，精度IT9工序12铰2-15H7孔单边余量0.075,表面粗糙度3.2，精度IT82.7数控程序的设计加强套数控加工程序如下： 07030 N1 G30 Y0 M06 T01；N2 B0；N3 G00 G54 X0 Y0； N4 G43 Z50.0 H01 S1200 M03； N5 G99 G81 Z-5.0 R5.0 F30； N6 X-14.0 Y39.0； N7 Y-39.0； N8 G00 G49 Z350.0 M05； N9 G30 Y0 M06 T14； N10 X0 Y0； N11 G43 Z50.0 H14

38、 S150 M03； N12 G98 G81 Z-92.0 R5.0 F30； N13 G00 G49 Z350.0 M05； N14 G30 Y0 M06 T02； N15 X-14.0 Y39.0； N16 G43 Z50.0 H02 S500 M03； N17 G99 G81 Z-88.0 R5.0 F40； N18 Y-39.0； N19 G00 G49 Z350.0 M05； N20 G43 Z50.0 H03 S150 M03； N21 G99 G82 Z-11.3 R5.0 F30 P500； N22 Y-39.0； N23 G00 G49 Z350.0 M05； N24 G30

39、 Y0 M06 T04； N25 X0 Y0；N26 G43 Z50.0 H04 S400 M03； N27 G98 G81 Z-85.0 R5.0 F30； N28 G00 G49 Z350 M05； N29 G30 Y0 M06 T05； N30 Y0； N31 G43 Z-11.5 H05 S500 M03； N32 G01 G43 X29.5 D05 F70； N33 G03 I-29.5； N34 G01 G40 X0； N35 G00 G49 Z350 M05； N36 G30 Y0 M06 T06； N37 X0 Y0； N38 G43 Z-12.0 H06 S600 M03；

40、N39 G01 G43 X30.0 D06 F50； N40 G03 I-30.0； N41 G01 G40 X0； N42 G00 G49 Z300.0 M05； N43 G30 Y0 M06 T07； N44 X0 Y0； N45 G43 Z50.0 H07 S450 M03； N46 G98 G81 Z-85.0 R-7.0 F35； N47 G00 G49 Z350 M05； N48 G30 Y0 M06 T01； N49 X0 Y23.0； N50 G43 Z-5.0 H01 S1200 M03； N51 G99 G81 Z-17.0 R-7.0 F40； N52 Y-23.0； N

41、53 G00 G49 Z350.0 M05； N54 G30 Y0 M06 T08；N55 Y23.0； N56 G43 Z5.0 H08 S650 M03； N57 G99 G81 Z-42.0 R7.0 F30； N58 G00 G49 Z350 M05； N59 G30 Y0 M06 T02； N60 Y23.0； N61 G43 Z15.0 H02 S500 M03； N62 G98 G82 Z-12.5 R-5.0 F20 P500； N63 Y-23.0； N64 G00 G49 Z300 M05； N65 G30 Y0 M06 T09； N66 Y23.0； N67 G43 Z1

42、0.0 H09 S100 M03； N68 G98 G84 Z-37.0 R-7.0 F100； N69 Y-23.0； N70 G00 G49 Z300 M05； N71 G30 Y0 M06 T10； N72 X0 Y0； N73 G43 Z50.0 H10 S80 M03； N74 G98 G86 Z-95.0 R-7.0 F50； N75 G00 G49 Z350 M05； N76 M01； N77 G30 Y0 M06 T01； N78 B90;N79 G00 G55 X-70.5 Y19.025； N80 G43 Z50.0 H01 S1200 M03； N81 G99 G81 Z

43、-5.0 R5.0 F40； N82 Y-19.025； N83 G00 G49 Z300.0 M05； N84 G30 Y0 M06 T11；N85 Y19.025； N86 G00 G43 Z50.0 H11 S450 M03； N87 G99 G81 Z-85.0 R5.0 F40； N88 Y-19.025； N89 G00 G49 Z350 M05； N90 G30 Y0 M06 T12； N91 Y19.025； N92 G00 G43 Z50.0 H12 S200 M03； N93 G99 G81 Z-85.0 R5.0 F40； N94 Y-19.025； N95 G00 G4

44、9 Z350 M05； N96 G30 Y0 M06 T13； N97 Y19.025； N98 G00 G43 Z50.0 H13 S100 M03； N99 G99 G86 Z-95.0 R5.0 F60； N100 Y-19.025； N101 G00 G49 Z350 M05； N102 G28 X0 Y0； N103 G28 Z0； N104 M30；3.夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。设计钻2-15H7孔的夹具，加工机床为Z518立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。3.1工序夹具的确定3.1.1夹具的整体设计夹具设计作为高等工科院校教学的基本训

45、练科目，在毕业设计中占极其重要的位置。夹具结构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，各企业迫切需要提高夹具设计的效率。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：A、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；B、能装夹一组相似性特征的工件；C、适用于精密加工的高精度的机床；D、适用于各种现代化制造技术的新技术；E、

46、采用液压泵站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。3.1.2现代夹具的发展方向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：A、精密化B、高效化C、柔性化D、标准化3.1.3机床夹具的主要功能在机床上应用夹具装工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。机床夹具的主要功能有以下几个方面：A、定位确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触成配合实现的，正确的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。B、夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将其固定，则工件会松动

47、、脱离，因此夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件。C、对刀调整刀具切削相对于工件或夹的正确位置如铣床夹具中的对刀块，能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。D、导向如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削加工，导向元件制成模板形成故钻刨夹具称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向功能的。3.1.4机床夹具的分类机床夹具的分类：（1）按夹具的通用特征分类这是一种基本的分类方法，主要反映夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具的主要依据。目前，我国常用的分类有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动化生产用夹具等五大类。（2）按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计所

48、用的分类方法。如车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、拉床等夹具。设计专用夹具时，机床的类别、组别、型别和主要参数均已确定。它们不同点是机床的切削成形运动不同，故夹具与机床的连接方式不同。它们的加工精度要求也不相同。3.2定位元件选择原则定位元件的选择有4条原则：定位元件要有较高的精度；定位元件要有较高的耐磨性；定位元件要有足够的刚度和硬度；定位元件要有良好的工艺性。对于本工序而言，定位销可设计为固定销，这样定位方便稳定，装置不复杂，直接将定位销打入孔中即可，当定位销时间长了有磨损时，可以直接换掉即可。3.3夹紧元件的选择选择夹紧元件主要有3条原则：1）夹紧元件结构要简单，制造要容

49、易，体积小，重量轻，并且要有足够的强度；2）夹紧动作迅速，操作方便，使用安全，有足够的夹紧行程和装卸工作的空间；3）夹紧力要适当。对于本道工序而言，夹紧力要求不大，而定位面的面积比较大，为了保证夹紧可靠，夹紧机构采用了螺纹夹紧机构,此套机构是利用螺纹直接夹紧工件,结构紧凑,所占空间位置较小,便于装卸工件。3.4定位方案和夹紧方案的选择3.4.1选择定位方案，确定要限制的自由度确定机床夹具的结构方案，主要考虑以下问题：根据六点定位原理确定工件的定位方式，并设计相应的定位装置。确定刀具的导引方法，并设计引导元件和对刀装置。确定工件的夹紧方案并设计夹紧装置。确定其他元件或装置的结构形式，如定向键、分

50、度装置等。考虑各种装置、元件的布局，确定夹具的总体结构。对夹具的总体结构，最好考虑几个方案，经过分析比较，从中选取较合理的方案。这样确定的方案，符合定位夹紧的选择原则，能够实现对孔的加工。定位支承系统主要由定位支承、辅助支承和一些限位元件组成，定位支承是指在加工过程中维持被加工零件的一定位置的元件。辅助支承是仅用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。提高刚度，减小定位支承系统的变形，应力求使定位元件不受力。提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，一边长期保持夹具的定位精度。可靠的排出定位支承部件的切屑，使切屑不堵塞和粘附在支承定位系统上，对保证定位的准确性和工作可靠性

51、有很大的影响。因此设计时应尽可能不使切屑落到定位支承系统上，当切屑有可能落在其上，必须采取有效的排屑和清理措施。按照加工要求，钻通孔时应限制六个自由度，即应该实现完全定位。工件以A面和D面为定位基准。3.4.2定位方案的确定根据零件的形状，以100f9外圆为A面，尺寸左端面为C面，尺寸后端面为D面。方案一：A面限制2个自由度，平面C限制1个自由度，端面D限制3个自由度，用平面C夹紧。方案二：A面限制1个自由度，平面C限制2个自由度，端面D限制3个自由度，用A面夹紧。两种定位夹紧方案对比：方案一是按照基准重合原则确定的，即定位基准与设计基准重合，不存在基准不重合误差，有利于保证加工精度，而且夹紧

52、点靠近加工面。方案二夹具制造较复杂，且定位基准与设计基准不重合，存在基准不重合误差。此外，用V型块同时定位夹紧，结构复杂且间距较大，刀具轴伸太长，不利于提高刀具的刚度。综合考虑两个方案的优缺点，及本工序加工的具体情况，采用方案一。3.4.3定位元件的选择根据定位方案一，设计定位元件的结构如图4.3所示，A面用短V型块定位，平面C用活动定位板同时定位夹紧，活动定位板由一根定位销定位于夹具体上，通过夹紧螺钉旋紧，端面D用两块定位板定位。该夹具在加工2-15H7时只需旋转工作台不必将工件取出换向，在夹具一侧留有空间使刀具能自由伸缩。另外夹具底部留有2个键槽，使用定位键配合螺钉使夹具能牢牢固定在工作台上由于使用定位板定位，而且在数控机床加工前零件和定位板接触表面都已经精确加工过，所以误差基本为零。3.4.4夹紧方案夹具体说明：夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中，作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。主要包括一下几个部分：定位支承元件夹紧装置连接定向元件对刀元件或导向元件夹具体由快速螺旋压板机构夹紧工件，所以可以判定工件的受力方向