机械制造技术课程设计-蜗轮减速器箱体加工工艺及钻4-φ18孔夹具设计

1、全套图纸加扣 3346389411或3012250582 机械制造技术课程设计说明书题 目： 蜗轮减速器箱体加工工艺及夹具设计 院 （部）： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 目 录绪 论4第1章 引言41.1机械加工工艺规程制订41.2机械加工工艺规程的种类51.3制订机械加工工艺规程的原始资料5第2章 零件的分析62.1零件的结构特点62.2零件的工艺分析6第3章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 6第4章 选择加工方法，制定工艺路线84.1机械加工工艺设计84.2制订机械加工工艺路线94.3确定工艺过程方案10第5章 选择加工设备及刀具、量具115.1选择加工设备

2、与工艺设备115.2主要加工表面13第6章 切削用量的确定146.1工序I切削用量146.2工序II切削用量 156.3工序III切削用量166.4工序IV切削用量176.5工序V切削用量 186.6工序VI切削用量196.7工序VII切削用量206.8工序VIII切削用量216.9工序IX切削用量226.10工序X切削用量236.11工序XI切削用量23第7章钻孔夹具设计32结 论33心得体会34参考文献35绪 论本文是有关蜗轮减速器箱体工艺步骤的说明方法的具体阐述。工艺工装设计是在学习机械制造技术后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据

3、零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。据资料所示，蜗轮减速器箱体是减速器中的主要零件，其主要作用是支撑传动轴,齿轮和轴套等零件组装在一起使他们保证正确的相互为位置关系从而保证齿轮的正常啮合，从而实现工作台的自动进给。在设计蜗轮减速器箱体机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。第1章 引 言机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的

4、加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。1.1机械加工工艺规程制订1.1.1生产过程与机械加工工艺过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务

5、等。机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所

6、须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。1.2机械加工工艺规程的种类机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。1.3制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛

7、坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。第2章 零件的分析2.1零件的结构特点箱体是机器和部件的基础零件，由它将机器和部件中许多零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，彼此能协调地运动。常见的箱体零件有：各种形式的机床主轴箱。减速器和变速箱等。各种箱体类零件由于功用不同，形状结构差别较大，但结构上也存在着相同的特点，如尺寸较大、形状复

8、杂、精度较高、有许多紧固螺钉定位箱孔等。2.2零件的工艺分析分离的蜗轮减速器箱体的主要加工部位有：轴承支承孔、结合面、端面、底座（装配基面）、上平面、螺栓孔、螺纹孔等。对这些加工部位的技术要求有：1、减速器箱体、机盖的上平面与结合面及机体的底面与结合面必须平行，其误差不超过0.06mm。2、减速器箱体结合面的表面粗糙度Ra值不超过两结合面，间隙不超过0.03mm，取0.02mm。3、轴承支承孔的轴线必须在结合面上，其误差不超过±0.2mm。4、轴承支承孔的尺寸公差一般为HT，表面粗糙度Ra小于0.6um，圆柱度误差不超过孔径公差的一半，孔距精度允许公差为±0.03mm

9、77;0.05mm。5、减速器箱体的底面是安装基准，保证精度为0.02mm。6、减速器箱体各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差为0.15mm。第3章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图箱体材料是HT200，材料抗拉强度为200N/mm2,抗弯强度为400N/mm2，硬度为HB170-241. 箱体结构复杂，箱壁薄，故选用铸造方法制造毛怌；因生产类型为大量生产，可采用沙箱机器造型，内腔安放型芯。铸件需要人工实效处理。各加工表面的毛坯余量基本尺寸（mm）加工余量等级（MA）加工余量备注底面330G4铸造位置是顶面 双测加工顶面312H4铸造位置是底面 双测加工前面195G4双侧加工左端面14

10、0G2.5单侧加工右端面140G2.5单侧加工主轴孔185H4双侧加工其余孔H2.5双侧加工第4章 选择加工方法，制定工艺路线4.1机械加工工艺设计4.1.1基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。4.1.2粗基面的选择对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准

11、。箱体粗基准选择要求：在保证各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均匀；装入箱体内的旋转零件应与箱体内壁有足够的间隙；此外还应保证定位、夹紧可靠。为了满足上述要求，一般选箱体的主要孔的毛坯孔作为粗基准。减速器加工的第一个面是盖或底座的结合面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同的部分上很不规则，因而在加工盖和底座的结合面时无法用主要孔的毛坯作粗基准，而是用顶面与底座作为粗基准。这样可以保证结合面加工后凸缘的厚度较均匀。4.1.3精基面的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基

12、准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，故选底面为精基准。箱体和箱后的轴承孔加工仍以底面为主要定位基准。若箱体尺寸较小而批量很大时，可与底面上的两定位孔组成典型的一面两孔定位方式。这样既符合“基准统一”原则，又符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与结合面重合度及与装配基面的尺寸精度和平行线。4.2制定机械加工工艺路线工序 1 铸造毛坯工序 2 人工时效去除内应力工序 3 划线工序 4 铣底面，侧面，顶面工序 5 钻4-18,铰对角二孔（工艺用），锪30工序 6 粗镗70，185，粗镗两端面工序 7 半精镗70，185，倒角工序 8 粗镗70，

13、185工序 9 粗镗90，粗镗两端面工序10 半精镗90，倒角工序11 精镗90，倒角工序12 锪120,倒角工序13 钻6-M8底孔,攻丝工序14 钻3-M10底孔,攻丝工序15 钻M20底孔,锪平,攻丝工序16 钻M14底孔,攻丝工序17 检验4.3确定工艺过程方案表 4.1 拟定工艺过程工序号工序内容简要说明010一箱多件沙型铸造020进行人工时效处理消除内应力030划线消除内应力040（1）粗铣底面先加工面（2）半精铣底面050粗铣顶面及侧面060精铣顶面及侧面070精铣底面至图样要求080钻，扩，铰418H7的工艺孔090精铣前后端面0100铣前端台阶面0110钻，扩，铰6-M8H7

14、螺纹孔0120粗镗，半精镗，精镗185端盖孔和70轴承孔和14H7的放油孔孔后加工孔0130铣左右端面0140（1）粗镗，半精镗，精镗90的孔（2）粗镗，半精镗，精镗100的孔0150（1）磨底面至图样要求（2）磨前后端面至图样要求0160（1）刮灰，刷底漆（2）刷装饰油漆0170检验0180入库第5章 选择加工设备及刀具、量具由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。5.1选择加工设备与工艺设备5.1.1 选择机床，根据不同的工序选择机床工序040粗铣底

15、面和半精铣底面，因定位基准相同。工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用立铣床，选择X53K立铣床。工序050粗刨顶面及侧面和工序060精刨顶面及侧面，宜采用刨。选择B2010龙门刨床。工序070精铣底面至图样要求，由于定位基准的转换。宜采用立铣床，选择X53K立铣床。工序080 钻，扩，铰4R9H7的工艺孔，。宜选用Z35摇臂钻床。工序090铣前后端面。宜采用卧铣，选择组合机床。工序0100铣前端台阶面。宜选立式铣床X53K。工序0110钻，扩，铰6-M8H7螺纹孔。选用T68卧式铣镗。工序0120粗镗，半精镗，精镗R92.5H7端盖孔和R35轴承孔和R14H7的放油孔孔。用专用

16、镗床。工序0130铣左右端面。选用X53K立式铣床。工序0140 粗镗，半精镗，精镗R50H7和R50H7的孔。选用X53K立式立式铣床。工序0150 磨底面和前后端面至图样要求。选用M7140卧轴钜台平面磨床。5.1.2 选择刀具，根据不同的工序选择刀具1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。2.钻20mm的孔选用锥柄麻花钻。3.钻、半精铰18mm的孔。倒角45°，选用专用刀具。4.铣8mm孔的基准面并钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻，d=8mm，钻头采用双头刃磨法，后角120°，45度车刀。5

17、.钻螺纹孔10mm.攻丝M8-6H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。5.1.3 选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：1.选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm125mm的外径千分尺。2.选择加工孔量具因为孔的加工精度介于IT7IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm125mm的内径千分尺即可。5.2主要表面加工5.2.1箱体的平面加工箱体平面的粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工。刨削箱体平面的主要特点是：刀具结构简单；机床调整方便；在龙

18、门刨床上可以用几个刀架，在一次安装工件中，同时加工几个表面，从而经济地保证了这些表面的位置精度。箱体平面铣削加工的生产率比刨削搞。在成批生产中，常采用铣削加工。当批量较大时，常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同时加工几个表面，既保证了平面间的位置精度，又提高了生产率。5.2.2主轴孔的加工由于主轴孔的精度比其它轴孔精度高，表面粗糙度值比其它轴孔小，故应在其它轴孔加工后再单独进行主轴孔的精加工（或光整加工）。从工艺要求上，精镗和半精镗应在不同的设备上进行。若设备条件不足，也应在半精镗之后，把被夹紧的工件松开，以便使夹紧压力或内应力造成的工件变形在精镗工序中得以纠正。5.2.3孔系加工车床箱体的孔系是有

19、位置精度要求的各轴承孔的总和，其中有平行孔系和同轴孔系两类。平行孔系主要技术要求是各平行孔中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺寸精度和平行精度根据生产类型的不同，可以在普通镗床或专用镗床上加工。同轴孔系的主要技术要求是各孔的同轴度精度。成批生产时，箱体的同轴孔系的同轴度大部分是用镗模保证，单件小批生产中在普通镗床上用以下两种方法加工：从箱体一端进行加工、从箱体两端进行镗孔。第6章 切削用量的确定6.1 工序1切削用量6.1.1 切削用量 本工序为铣18mm孔的底面和20孔的顶面。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,r=10&

20、#176;，a=12°，=45°已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=2.5mm故机床选用X53K立式铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，X53K立式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=2.5mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/

21、min,Vf=490mm/s。根据X53K型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=56.52m/min实际进给量： f=f=0.16mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=2.5mm,a=2.5mm, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8kw。 根据X53K型立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P= P×P， P=7.5×0.8=6P= 3.5kw因此机床功率能满足要求。6.2 工序2切削用量6.2.1

22、切削用量 本工序为铣顶面和侧面。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,r=10°，a=12°，=45°已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=2.5mm故机床选用X53K立式铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，X53K立式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度 根据资料所知，依

23、据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=2.5mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。根据X53K型立式铣床主轴转速表查取，nc=280r/min,Vfc=455mm/s。则实际切削：Vc =Vc=52.12m/min实际进给量： f=f=0.16mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=2.5mm,a=2.5mm, Vf=470mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8kw。 根据X53K型立式铣床说明书可知：机床主轴主电

24、动机允许的功率P= P×P， P=7.5×0.8=6P= 3.25kw因此机床功率能满足要求。6.3 工序3切削用量6.3.1 切削用量 本工序为精铣底面至图样要求。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,r=10°，a=12°，=45°。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=0.065mm故机床选用X53K立式铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，X53K立式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.0660.081mm/z、现取f=0.18mm/z。

25、2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=230min。3.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度a=25mm，铣削深度a=0.025mm，耐用度T=230min时查取Vc120mm/s，n=530r/min,Vf=610mm/s。根据X53K型立式铣床主轴转速表查取，nc=580r/min,Vfc=520mm/s。则实际切削：Vc =Vc=82.12m/min实际进给量： f=f=0.08mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.18mm/z,

26、a=2.5mm,a=25mm, Vf=610mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.9kw。 根据X53K型立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P= P×P， P=7.5×0.9=6.75P= 3.25kw因此机床功率能满足要求。6.4工4切削用量6.4.1 切削用量本工序为钻孔18、孔口倒圆角，加工条件为：工件材料为HT200,选用Z35摇臂钻床床。刀具选择：选择高速钢麻花钻，do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角o120°，45度车刀。1.钻孔切削用量：查切削手册 所以，按钻头强度选择 按机床强度选择，最终决定选择机床已有

27、的进给量 经校验 校验成功。2.钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm，寿命。切削速度，查切削手册： 修正系数 故查切削手册机床实际转速为，故实际的切削速度 3.校验扭矩功率 所以 。，故满足条件，校验成立。6.5 工序5切削用量6.5.1 切削用量 本工序为铣前后端面。选择高速钢圆柱铣刀直径d=50mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=3.5mm故机床选用X53K型立式铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，查得每齿进给量f=0.200.30mm/z、现取f=0.20mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大

28、磨损量为0.80mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据资料所知，依据上述参数，查取：Vc73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取：nc=150r/min,Vfc=350mm/s。则实际切削：Vc =Vc=23.55m/min实际进给量： f=f=0.23mm/z4.校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知机床功率能够满足要求。6.6 工序6切削用量6.6.1 切削用量 本工序为铣顶面和侧面。已知工件材料为HT200，选择高

29、速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,r=10°，a=12°，=45°已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=2.5mm故机床选用X53K立式铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，X53K立式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度a=2.5mm，铣

30、削深度a=2.5mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。根据X53K型立式铣床主轴转速表查取，nc=280r/min,Vfc=455mm/s。则实际切削：Vc =Vc=52.12m/min实际进给量： f=f=0.16mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=2.5mm,a=2.5mm, Vf=470mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8kw。 根据X53K型立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P= P×P， P=7.5×0

31、.8=6P= 3.25kw因此机床功率能满足要求。6.7 工序7的切削用量6.7.1 切削用量本工序为钻8mm孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=8mm，使用切削液。1.确定进给量f 由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给，fz=0.20mm/r。2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度T=50min。3.确定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，根据表5-127，进给量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根据T68卧式铣镗床说明书选择主轴实际转速.nc=350r/

32、min,Vfc=300mm/s。则实际切削：Vc =Vc=57.1m/min实际进给量： f=f=0.2mm/z6.8工序8的切削用量6.8.1 切削用量本工序为钻、半精铰，精镗70mm和185mm的孔。镗刀选用标准高速钢，r0=0,a0=8°,kr=5°镗孔扩削用量：1.确定进给量f 根据参考文献三表10.4-7查出f表=0.651.4.按该表注释取较小进给量，按X53K机床说明书，取f=0.72。2.确定切削速度v和转速n 根据表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。故K=0.87V=14.2×0.87

33、5;1=12.35m/minN=根据X53K镗床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V为：V= 根据以上计算确定切削用量如下：镗孔：d0=65mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min半精镗：d0=69.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min精镗：d0=70mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min6.9工序9切削用量工序6.9.1切削用量本工序为铣70mm孔和185mm孔的左右端面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。其他与上道工序类似。1.确定每次

34、进给量f 根据资料，查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=0.20mm/z。2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据资料所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。根据X53K型立式铣床主轴转速表查取：nc=250r/min,Vfc=400mm/s则实际切削：Vc =Vc=47.1m/min实际进给量： f=f=0.2mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，根据以上参数可知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.5kw，P=0.8 kw，

35、P=7.5，依据上述校验方法可知机床功率能满足要求。6.10工序10的切削用量6.10.1 切削用量本工序为粗镗,半精镗，精镗90mm的孔。镗刀选用标准高速钢，r0=0,a0=8°,kr=5°镗孔扩削用量：1.确定进给量f 根据参考文献三表10.4-7查出f表=0.651.4.按该表注释取较小进给量，按X53K机床说明书，取f=0.72。2.确定切削速度v和转速n 根据表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。故K=0.87V=14.2×0.87×1=12.35m/minN=根据X53K镗床说明书选择n=2

36、75r/min.这时实际的铰孔速度V为：V= 根据以上计算确定切削用量如下：镗孔：d0=85.12mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min半精镗：d0=89.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min精镗：d0=90mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min6.11工序11的切削用量6.11.1 切削用量本工序为粗镗,半精镗，精镗100mm的孔。镗刀选用标准高速钢，r0=0,a0=8°,kr=5°镗孔扩削用量：1.确定进给量f 根据参考文献三表10.4-7查出f表=0.

37、651.4.按该表注释取较小进给量，按X53K机床说明书，取f=0.72。2.确定切削速度v和转速n 根据表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。故K=0.87V=14.2×0.87×1=12.35m/minN=根据X53K镗床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V为：V= 根据以上计算确定切削用量如下：镗孔：d0=95.34mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min半精镗：d0=99.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min精镗：d0=10

38、0mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min第7章 钻4-18孔夹具设计7.1 夹具的夹紧装置和定位装置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。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确

39、。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。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。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比

40、大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。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Z轴旋转，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

41、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。7.2 夹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。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，

42、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4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图4.2 钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。淬火HRC110。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 GB2263-19134。材料仍选取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。7.3 切削力及夹紧力的计算刀具：钻头13。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8

43、, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F> F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

44、全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 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F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数由资料机床夹具设计手册查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很

45、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。7.4 钻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/n6配合，主要用于加工量不大，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/m6或F7/k6配合装入衬套中。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

46、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4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)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C可以取较小的值。7.5 钻模板在导向装置中，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，钻模板在夹具体上

47、采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。47.6定位误差的分析制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）内外圆同轴度误差（查表P297）.故，.则.知此方案可行。7.7 钻套、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dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0

48、.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。7.8 确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