分度台机械加工工艺及铣槽夹具设计

PAGE8PAGE9学院毕业设计论文分度台机械加工工艺及夹具设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要分度台零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差全套设计加197216396或401339828AbstractThefixturedesignofacertaintypeofmotorarmaturebracketpartsprocessinganddrillingmachineisdesignprocessdesign,includingthepartsprocessingprocessdesignandthethreepartspecialfixture.Intheprocessofdesignshouldfirstofallpartstoanalyze,understandpartsoftheprocessandthendesignablankstructure,andchoosethegoodpartsofthemachiningdatum,designstheprocessroutesoftheparts;thenthepartseachstepprocessdimensioncalculation,thekeyistodeterminetheprocessequipmentandcuttingtheamountofeachworkingproceduredesign;thenaspecialfixture,fixtureforthevariouscomponentsofadesign,suchastheconnectingpartpositioningdevice,clampingelement,aguideelement,clampandthemachinetoolandothercomponents;thepositioningerrorcausedcalculatefixturewhenpositioning,analysisoftherationalityanddeficiencyoffixturestructure,payattentiontoimprovingandwilldesignin.Keywords:process,process,cutting,clamping,positioning,目录摘要 IIAbstract III目录 IV第1章序言 1第2章零件的分析 22.1零件的形状 22.2零件的工艺分析 3第3章工艺规程设计 43.1确定毛坯的制造形式 43.2基面的选择 43.3制定工艺路线 53.3.1工艺路线方案一 53.3.2工艺路线方案二 53.3.3工艺方案的比较与分析 63.4选择加工设备和工艺装备 73.4.1机床选用 73.4.2选择刀具 73.4.3选择量具 73.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 73.6确定切削用量及基本工时 9第4章铣槽夹具设计 234.1研究原始质料 234.2设计要求 234.3夹具的组成 234.4夹具的分类和作用 244.5定位、夹紧方案的选择 264.6切削力及夹紧力的计算 264.7误差分析与计算 304.8确定分度装置 314.9夹具设计及操作的简要说明 31总结 40致谢 41参考文献 42

第1章序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。分度台零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。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。第2章零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是分度台零件，主要作用是起分度作用。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为HT200，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。分度台零件主要加工表面为：1.Φ134底部端面，表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及台阶面，表面粗糙度值3.2。3.车Φ76装配孔，表面粗糙度值3.2。分度台共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：

(1)．Φ134底部端面的加工表面：

这一组加工表面包括：Φ134底部端面。Φ134底部端面是底部A基准面，Φ200上端面与A基准面有0.08的垂直度要求(2).Φ200上端面的加工表面：这一组加工表面包括：Φ200上端面，6-M10、4-M8钻孔。其要求也不高，粗车后精车就可以达到精度要求。Φ200上端面与A基准面有0.08的垂直度要求(3).各孔加工部位第3章工艺规程设计本分度台假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铝铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像分度台这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。3.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1工艺路线方案一10 铸造 铸造出毛坯20 热处理 毛坯热处理，时效处理30 铣 粗铣Φ134底部端面精铣Φ134底部端面40 铣 粗铣Φ200上端面精铣Φ200上端面50 粗车 粗车外圆Φ138，注意各外圆留1mm的半精车余量60 粗车 掉头，粗车Φ150内孔，粗车Φ100内孔，粗车Φ76内孔，粗车各台阶及圆弧圆角，注意各留1mm的精车余量70 精车 精车Φ150内孔，精车Φ100内孔，精车Φ76内孔，达到图纸尺寸公差要求80 精车 精车外圆Φ138，达到图纸尺寸公差要求70 钻孔攻丝 钻圆周钻孔6-M10钻底孔并进行攻丝80 钻孔攻丝 钻圆周钻孔4-M8钻底孔并进行攻丝90 钻孔 钻3-Φ12孔3-Φ19孔100 铣槽 铣槽110 插齿 插齿加工120 钳 去毛刺，清洗130 终检 终检入库3.3.2工艺路线方案二10 铸造 铸造出毛坯20 热处理 毛坯热处理，时效处理30 车 粗车、精车Φ134底部端面40 车 粗车、精车Φ200上端面50 粗车 粗车外圆Φ138，注意各外圆留1mm的半精车余量60 粗车 掉头，粗车Φ150内孔，粗车Φ100内孔，粗车Φ76内孔，粗车各台阶及圆弧圆角，注意各留1mm的精车余量70 精车 精车Φ150内孔，精车Φ100内孔，精车Φ76内孔，达到图纸尺寸公差要求80 精车 精车外圆Φ138，达到图纸尺寸公差要求70 钻孔攻丝 钻圆周钻孔6-M10钻底孔并进行攻丝80 钻孔攻丝 钻圆周钻孔4-M8钻底孔并进行攻丝90 钻孔 钻3-Φ12孔3-Φ19孔100 铣槽 铣槽110 插齿 插齿加工120 钳 去毛刺，清洗130 终检 终检入库3.3.3工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：10 铸造 铸造出毛坯20 热处理 毛坯热处理，时效处理30 铣 粗铣Φ134底部端面精铣Φ134底部端面40 铣 粗铣Φ200上端面精铣Φ200上端面50 粗车 粗车外圆Φ138，注意各外圆留1mm的半精车余量60 粗车 掉头，粗车Φ150内孔，粗车Φ100内孔，粗车Φ76内孔，粗车各台阶及圆弧圆角，注意各留1mm的精车余量70 精车 精车Φ150内孔，精车Φ100内孔，精车Φ76内孔，达到图纸尺寸公差要求80 精车 精车外圆Φ138，达到图纸尺寸公差要求70 钻孔攻丝 钻圆周钻孔6-M10钻底孔并进行攻丝80 钻孔攻丝 钻圆周钻孔4-M8钻底孔并进行攻丝90 钻孔 钻3-Φ12孔3-Φ19孔100 铣槽 铣槽110 插齿 插齿加工120 钳 去毛刺，清洗130 终检 终检入库3.4选择加工设备和工艺装备3.4.1机床选用①.工序是粗车、粗镗和精车、精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表4.2-7。②.工序钻孔，选用Z525摇臂钻床。3.4.2选择刀具①.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》（主编孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“分度台”零件材料为HT200，查《机械加工工艺手册》（以后简称《工艺手册》），表2.2-17各种铸铁的性能比较，HT200的硬度HB为143～269，表2.2-23HT200的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量[件]重型（零件重>2000kg）中型（零件重100~2000kg）轻型（零件重<100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产5~10010~200100~500中批生产100~300200~500500~5000大批生产300~1000500~50005000~50000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于30～50，毛坯重量2<100为轻型，确定为大批生产。根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查《工艺手册》表3.1-19特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20各种铸造方法的经济合理性，采用机器造型铸件。表3-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级铸造方法公差等级CTHT200砂型手工造型11~13砂型机器造型及壳型8~10金属型7~9低铸造造7~9熔模铸造5~7根据上表选择金属型公差等级为7级。3-3铸件尺寸公差数值铸件基本尺寸公差等级CT大于至863100160100160250根据上表查得铸件基本尺寸大于100至160，公差等级为8级的公差数值为1.8。表3-4铸铁件机械加工余量（JB2854-80）如下铸件基本尺寸加工余量等级6浇注时位置>120~2506.04.0顶、侧面底面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据《切削用量简明手册》（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与《机械制造设计工工艺简明手册》的表区别。工序30粗铣、精铣Φ134底部端面1.工步一粗铣Φ134底部端面（1）切削深度。（2）进给量的确定此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X52K铣床功率为4KW,查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表5-146，得取fz=0.20mm/r。（3）切削速度的确定根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220，根据《机械加工工艺师手册》[10]表30-23，选择切削速度=65m/min。计算主轴转速，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后计算实际基本时间的确定根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm根据《机械加工工艺师手册》[10]，表30-9查得=7，。2.工步二精铣Φ134底部端面（1）切削深度。（2）进给量的确定此工序选择YG8硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X52K铣床功率为4KW,取fz=0.10mm/r，。（3）切削速度的确定查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表5-157=124m/min，计算主轴转速，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]机床主轴转速表，确定n=490r/min，再计算实际切削速度（4）基本时间的确定根据铣床的数据，主轴转速n=490r/min，工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm根据《机械加工工艺师手册》[10]，表30-9查得=7，工序40粗铣、精铣Φ200上端面1.工步一粗铣Φ200上端面（1）切削深度。（2）进给量的确定此工序选择YG6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X52K铣床功率为4KW,查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表5-146，得取fz=0.20mm/r。（3）切削速度的确定根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220，根据《机械加工工艺师手册》[10]表30-23，选择切削速度=65m/min。计算主轴转速，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后计算实际基本时间的确定根据铣床的数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm根据《机械加工工艺师手册》[10]，表30-9查得=7，。2.工步二精铣Φ200上端面（1）切削深度。（2）进给量的确定此工序选择YG8硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的X52K铣床功率为4KW,取fz=0.10mm/r，。（3）切削速度的确定查《机械制造技术基础课程设计指南》[2]表5-157=124m/min，计算主轴转速，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》[3]机床主轴转速表，确定n=490r/min，再计算实际切削速度（4）基本时间的确定根据铣床的数据，主轴转速n=490r/min，工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min；切削加工面L=36mm根据《机械加工工艺师手册》[10]，表30-9查得=7，工序50粗车外圆Φ138，注意各外圆留1mm的半精车余量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。①.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故==（3-1）②.确定进给量根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4刀杆尺寸为，，工件直径～400之间时，进给量=0.5～1.0按CA6140机床进给量（表4.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知：=0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174～207时，，，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故实际进给力为：=950=1111.5（3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。③.选择刀具磨钝标准及耐用度根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。④.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当硬质合金刀加工硬度200～219的铸件，，，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故：==63（3-3）===120（3-4）根据CA6140车床说明书选择=125这时实际切削速度为：==（3-5）⑤.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由《切削用量简明使用手册》表1.25，=～，，，切削速度时，=切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：=1.7=1.2（3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3.75，=，==，=工序60掉头，粗车Φ150内孔，粗车Φ100内孔，粗车Φ76内孔，粗车各台阶及圆弧圆角，注意各留1mm的精车余量本工序仍为粗车。已知条件与工序相同，车端面及倒角，可采用工序Ⅳ相同的可转位车刀。采用工序Ⅰ确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下：a=2.5f=0.65n=3.8v=50.4T=56工序70精车Φ150内孔，精车Φ100内孔，所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。①.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故==②.确定进给量根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4刀杆尺寸为，，工件直径～400之间时，进给量=0.5～1.0按CA6140机床进给量（表4.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知：=0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174～207时，，，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故实际进给力为：=950=1111.5由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。③.选择刀具磨钝标准及耐用度根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。④.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当硬质合金刀加工硬度200～219的铸件，，，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故：==63（3-12）===120（3-13）根据CA6140车床说明书选择=125这时实际切削速度为：==（3-14）⑤.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由《切削用量简明使用手册》表1.25，=～，，，切削速度时，=切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：=1.7=1.2根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，==，=⑥.计算基本工时（3-15）工序80精车外圆Φ138，达到图纸尺寸公差要求所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。①.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成②.确定进给量根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4刀杆尺寸为，，工件直径～400之间时，进给量=0.5～1.0按CA6140机床进给量（表4.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知：=0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174～207时，，，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故实际进给力为：=950=1111.5由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。③.选择刀具磨钝标准及耐用度根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。④.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当硬质合金刀加工硬度200～219的铸件，，，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故：==63（3-12）===120（3-13）根据CA6140车床说明书选择=125这时实际切削速度为：==（3-14）⑤.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由《切削用量简明使用手册》表1.25，=～，，，切削速度时，=切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：=1.7=1.2根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，==，=工序70钻圆周钻孔6-M10钻底孔并进行攻丝本工序采用计算法。表3-5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摇臂钻床，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，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6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ll1>11.80～13.20151101表3-7通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85）（º）d(mm)β2фαfψ8.6～18.00301181240～60表3-8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0.5～0.8（2）单刃加工刀具耐用度Tmin刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）11～20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0.5～0.8mm刀具耐用度T=60min①.确定进给量查《机械加工工艺手册》孟少农主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25～0.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。②.确定切削速度查《机械加工工艺手册》孟少农主编，表10.4-17高速钢钻头在HT200（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考《机械加工工艺手册》孟少农主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。V=12=10.32（3-17）则==131（3-18）查表4.2-12可知，取n=150则实际切削速度===.2确定钻孔的切削用量钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，《机械加工工艺手册》第2卷。根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.20～0.35。则取确定切削速度，根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-9切削速度计算公式为（3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则==1.6所以==72选取所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔）=工序90钻3-Φ12孔3-Φ19孔取（）所以（）按机床选取=（）所以实际切削速度（）切削工时（一个孔）：攻螺纹3-M5根据表4-32选取所以（293）按机床选取所以实际切削速度所以切削时间（一个孔）：工序100铣槽机床的选择：X52K型铣床（1）选择刀具：查，根据表2.1-72，因为铣削宽度，可查得立铣刀2）查，根据表2.1-20，选择7:24锥柄立铣刀，标准系列L=198mm，标准系列l=63mm，粗齿数为4。（2）选择切削用量1）决定铣削深度铣削深度由工序决定，因为每次的铣削深度不大，故均可以一次性走完，则粗铣削时为3.4mm。2）决定每齿进给量查，根据表2.1-72，当铣削宽度=12mm时，铣刀的每齿进给量，取，所以。3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命查，根据表2.1-75，可选择高速钢立铣刀，，粗铣，后刀面的最大磨损限度为0.3～0.5mm，查，根据表2.1-76，可选用的高速钢立铣刀，其耐用度T=90min。4）决定切削速度查，根据表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（铣削余量较小时，）铣削速度计算公式：查，根据表2.1-77可查得：所以m/minr/min查，根据表3.30，X52K万能铣床的使用说明书，选择：这时实际切削速度为m/min工序110插齿加工查，根据表2.1-77可查得：=1.18，=1.0，=0.9，=1.2，=1.0，=1.25（铣削余量较小时，）铣削速度计算公式：查，根据表2.1-77可查得：所以m/minr/min查，根据表3.30，X52K万能铣床的使用说明书，选择：这时实际切削速度为m/min第4章铣槽夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来加工铣槽手动夹具设计，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。4.2设计要求在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。机床夹具的组成1、定位装置其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确位置。3、对刀或导向装置其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。4、连接原件其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具。按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。4.3夹具的组成(1)定位元件夹具上的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件，通过它们使工件在夹具中占据正确的位置。(2)夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。图3-3中的螺杆8(与圆柱销合成一个零件)、螺母7和开口垫圈6就起到了上述作用。(3)对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。如图3-3中钻套l和钻模板2组成导向装置，确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。铣床夹具上的对刀块和塞尺为对刀装置。(4)连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。如图3-3中夹具体3的底面为安装基面，保证了钻套1的轴线垂直于钻床工作台以及圆柱销5的轴线平行于钻床工作台。因此，夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。(5)夹具体夹具体是机床夹具的基础件，如图3-3中的件3，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。(6)其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。4.4夹具的分类和作用（1）按专业程度划分1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。3）通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4）组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。5）随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。（2）按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。（3）按夹紧动力源分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。夹具的作用：1．缩短辅助时间，提高劳动生产率夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等)，因此能迅速实现。

2．确保并稳定加I精度，保证产品质量

加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。

3．降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强

由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上将工件装夹在家具上采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。4.5定位、夹紧方案的选择根据零件图分析本次加工的两平面，采以底面为主要定位基准，限制3个自由度（绕X，Y轴转动、Z方向的移动），φ180mm孔处的定位销限制2个自由度（X，Y方向移动），左边的支承钉限制一个自由度（绕Z轴的转动）。按照基准重合以及精基准的原则，X,Z方向用设计基准作为定位基准，以避免基准不重合而引起的基准不重合误差，有利于保证加工精度。4.6切削力及夹紧力的计算轴向进给力、转矩、及功率（查文献【8】表2-32、2-33）：轴向力=；转矩：=；功率：=。其中：=600，=1.0，=0.7，=0.305，=2.0，=0.8，==8mm，=0.18mm/r，=12.7m/min。==2066.7N==7.08N/m；==0.449kw在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数k=；式中：=1.5，基本安全系数；=1.1，加工性质系数；=1.1，刀具钝化系数；=1.1，断续切削系数。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Ｆ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。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，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。夹紧力作用点的选择a.夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。b.夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c.夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理=Ф(FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJ>FJ需。夹具的夹紧装置和定位装置[1][2]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。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