机械制造技术课程设计-拨叉加工工艺及钻2-φ25孔夹具设计

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设计(论文)说明书题目：拨叉工艺规程及工装夹具设计系别：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：摘要本文是对拨叉零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对拨叉零件的工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计钻孔套夹具。关键词：加工工艺；加工方法；工艺文件；夹具全套图纸加V信153893706或扣3346389411PAGE26AbstractThispaperistheanalysisofprocessoftheforkpartsprocessingapplicationandprocessing,includingthepartsoftheanalysis,thechoiceofblank,theclamping,theformulationprocessroute,toolselection,cuttingdosage,processdocuments.Choosethecorrectmethodsforprocessing,manufacturingprocessdesign.Inadditionalsotwoprocessesofforkpartsdesignspecialfixture.Manytypesofmachinetoolfixture,wherein,theusescopebroadestgeneraljig,sizeshavebeenstandardized,andhasaprofessionalproductionplant.Butwidelyusesinthevolumeproduction,specialfixturedesignedforaworkpieceprocessingservices,requiresthefactoryaccordingtotheworkpieceprocessingtechnologytodesignandmanufacture.Themaincontentofthisthesisistodesign2setsoffixturedesignfixture.Keywords:processing;processingmethod;processdocuments;fixture目录1811摘要 II12579Abstract III2938序言 1208221前言 196772机械加工工艺及夹具设计的发展 121012.1发展历史 130152.2发展现状 1251222.3发展趋势 2224092.3.1夹具的发展趋势 2314552.3.2机械加工制造技术的发展趋势 3326163零件的分析 4313923.1零件的作用 4125973.2零件的工艺分析 432464工艺规程设计 6217054.1加工工艺过程 692994.2确定各表面加工方案 6224864.3确定定位基准 6189094.3.1粗基准的选择 6136394.3.2精基准选择的原则 6145854.4制定工艺路线 7319374.5机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 988934.6确立切削用量及基本工时 10765钻孔夹具设计 20146091.1问题的提出 20271501.2定位基准的选择 2057221.3定位元件及夹紧元件的选择 20268421.4切削力及夹紧力计算 21275475.4误差分析与计算 23131305.5零、部件的设计与选用 24287645.5.1定位销选用 24125355.5.2夹紧装置的选用 24110395.6钻套、衬套、钻模板设计与选用 24241725.7确定夹具体结构和总体结构 2677235.8夹具设计及操作的简要说明 2721800总结 271008谢辞 286410参考文献 29序言1前言机械加工工艺及夹具设计是毕业前对专业知识的综合运用训练。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。2机械加工工艺及夹具设计的发展2.1发展历史从1949年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理想。2.2发展现状现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和切削用量，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依据，难以进行合理的经济核算。机床夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3～4年就要更新50～80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10～20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。2.3发展趋势长期以来，加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多，因果关系错综复杂。CAPP将是机械加工工艺的发展趋势，它不仅提高了工艺设计的质量，而且使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来，集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。2.3.1夹具的发展趋势现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。（1）标准化机床夹具的目的就在于提高生产效率，这样也就必使其具有标准化和通用化，而机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148～T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2）高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（3）精密化机床夹具的精度会直接影响到零件的加工精度，而随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。这些精密化的夹具为以后零件加工的精度提供了保证。（4）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。2.3.2机械加工制造技术的发展趋势（1）特种加工它是指一些物理的、化学的加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工，如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。（2）快速成形利用离散、堆积成形概念，可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体。（3）精密工程它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前，以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义，它们代表了这一时期精密工程的方向。（4）传统加工工艺的改造和革新这一方面的技术潜力很大，如高速切削、超高速切削、强力磨削、超硬材料磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和效率的提高有重要意义。另一方面，旧设备的改造和挖潜，如普通机床改造成数控机床等，对机械工业的发展和提高是不容忽视的。3零件的分析3.1零件的作用拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。拨叉的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，拨叉底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。题目所给的零件是拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔与操纵机构相连，二下方的φ80孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。3.2零件的工艺分析一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1.以φ25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ25H8mm的孔，以及φ52mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H8mm通孔。2.以φ80mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ80mm的孔，以及φ80mm的两个端面。主要是φ80mm的孔。3.以M6螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M6的螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：φ80mm两个端面平行度公差为0.02mm.。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。上面主要是对拨叉零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为模锻和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。4工艺规程设计4.1加工工艺过程该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。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。4.2确定各表面加工方案影响加工方法的因素=4\*GB2⑷要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。=3\*GB2⑶要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。=5\*GB2⑸此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。=1\*GB2⑴要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。=2\*GB2⑵根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。4.3确定定位基准4.3.1粗基准的选择从拨叉零件图分析可知，主要是选择加工拨叉底面的装夹定位面为其加工粗基准。从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。4.3.2精基准选择的原则要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的底平面与小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用大头孔为加工基准。4.4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,在生产纲领已确定的情况下,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。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。（1）.工艺路线方案一00铸造毛坯10时效处理20粗铣、半精铣Φ52一侧端面、Φ100一侧端面30粗铣、半精铣Φ52另外一侧端面、Φ100另外一侧端面40钻扩铰Φ25孔50倒角C160粗镗、半精镗Φ80孔70精镗Φ80孔,并倒角C180铣断（两件毛坯分开）90粗铣Φ12凸台平面100钻M6螺纹底孔∅5110攻丝M6120去毛刺130检验入库（2）.工艺路线方案二工序一00铸造毛坯10时效处理20粗、钻、扩、铰、精铰φ25、φ80孔30粗铣、半精铣Φ52一侧端面、Φ100一侧端面40粗铣、半精铣Φ52另外一侧端面、Φ100另外一侧端面50倒角C160粗镗、半精镗Φ80孔70精镗Φ80孔,并倒角C180铣断（两件毛坯分开）90粗铣Φ12凸台平面100钻M6螺纹底孔∅5110攻丝M6120去毛刺130检验入库上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序七把两件铣断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。再看另一方案。（4）.工艺路线方案三00铸造毛坯10时效处理20粗铣、半精铣Φ52一侧端面、Φ100一侧端面30粗铣、半精铣Φ52另外一侧端面、Φ100另外一侧端面40钻扩铰Φ25孔50倒角C160粗镗、半精镗Φ80孔70精镗Φ80孔,并倒角C180铣断（两件毛坯分开）90粗铣Φ12凸台平面100钻M6螺纹底孔∅5110攻丝M6120去毛刺130检验入库4.5机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 拨叉零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）.外圆表面（φ52）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。 （2）.外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）。查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.1～26，取φ25，φ52端面长度余量均为2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣2mm半精铣0.7mm （3）.内孔（φ80已铸成φ72的孔） 查《工艺手册》表2.2～2.5，为了节省材料，取φ80孔已铸成孔长度余量为4 工序尺寸加工余量：钻孔5mm 扩孔0.5mm铰孔0.1mm 精铰0mm（5）.螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至φ25孔轴线且垂直轴线方向30mm的距离，余量为4mm工序尺寸加工余量：粗铣顶面2.1mm半精铣0.7mm精铣0.2mm （6）.其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。4.6确立切削用量及基本工时工序20粗铣、半精铣Φ52一侧端面、Φ100一侧端面。（1）.加工条件工件材料：HT200,σb=0.12GPaHB=200~241,铸造。加工要求：粗铣φ25孔上下端面。机床：X53K立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝0°后角αo＝15°，副后角αo’=10°，刀齿斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1.5mm。（2）.切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.08~0.15mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.15mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命查《机械切削用量手册》表8，寿命T=180min4）计算切削速度按《2》表14，V=1.84n=7.32=6.445）计算基本工时tm＝L/Vf=(90+36)/6.44=6.99min。工序30粗铣、半精铣Φ52另外一侧端面、Φ100另外一侧端面。1.加工条件工件材料：HT200,σb=0.12GPaHB=200~241,铸造。加工要求：精铣φ25上下端面。机床：X53K立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。2.切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》表5f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表8，寿命T=180min4）计算切削速度按《切削手册》表14，查得Vf＝6.44mm/s，5）计算基本工时tm＝L+182/Vf=(2+182)/6.44=4.9min。工序40钻扩铰Φ25孔。1.选择钻床及钻头选择Z535钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm，钻头采用双头刃磨法，2.选择切削用量（1）决定进给量由do=23mm,查《2》表5按钻头按机床强度查[1]表10.1-2选择最终决定选择机床已有的进给量（2）耐用度查[2]表9T=4500s=75min（3）切削速度查《1》表10.1-2n=50-2000r/min取n=1000r/min.３.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻：选高速钢扩孔钻铰孔：选高速钢铰刀精铰：选高速钢铰刀工序60以粗镗、半精镗Φ80孔。机床：选择立式镗床T68刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：=1\*GB2⑴粗镗单边余量Z=1.1mm,一次镗去全部余量，进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取。机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.1～41，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：=2\*GB2⑵精镗粗加工后单边余量Z=0.4mm，一次镗去全部余量，，精镗后孔径进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取机床主轴转速：，按照参考文献[3]表3.14—41，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时工序80：铣断机床：铣床刀具：根据参照参考文献[1]表21～7，选细齿锯片铣刀切削深度：根据参考文献[3]表查得：进给量,根据参考文献[1]表查得切削速度。机床主轴转速：，按照参考文献取。实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：=63mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序90粗铣Φ12凸台平面1.选择机床及刀具机床：X52K立式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。2.切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。2）刀具耐用度查《2》表寿命T=180min。3）计算切削速度查[2]得Vc＝0.38mm/s，n=1.53r/min,Vf=1.52mm/s工序100钻M6螺纹底孔∅51．钻孔钻头：选择5的高速钢钻头1．确定钻削用量（通孔）确定进给量根据机械加工工艺手册表3.4-1查处=0.14-0.18根据孔深和孔的直径的比值=15/5=3.0有表格给定的数值可的比值=3，不有加修正系数=0.14-0.18mm/r根据机械加工工艺手册表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=0.27mm/r.机床进给机构所允许的轴向力根据机械加工工艺手册表3.4-4，允许的进给量1.8mm/r由于所选择的进给量远小于和，故所选择的进给量是可用的。确定切削速度查机械加工工艺手册表3.4-8和表3.4-10可以直接找出相应的=15mm/min根据机床说明书，N=195r/min那么实际的切削速度是3）基本功时：t=L/fn=0.29min2．确定钻削用量（盲孔）1）确定进给量根据机械加工工艺手册表3.4-1可查出=0.18-0.22mm/r，由于孔深和孔直径的比值=20/6=3.33所以有加修正系数=（0.18-0.22）0.9=0.162-0.198mm/r根据机械加工工艺手册表3.4-3，钻头所允许的最大进给量=0.27mm/r，机床进给机构所允许的最到轴向力根据机械加工工艺手册表3.4-4，允许的最大进给量1.8mm/r由于所选择的进给量远小于和，故所选择的进给量是可用的。确定切削速度根据机械加工工艺手册，表3.4-15可以直接查速度=23m/min查Z535机床说明书，取n=195r/min，那么实际的切削速度确定基本功时：t=L/fn=0.38min加工此处的总的功时：工序110攻丝M6因为螺纹孔为为细牙螺纹，所以螺纹孔加工到（1）钻头选用mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刀（2）确定钻削用量1）确定进给量，根据表3.4-1可查出，选用立式钻床Z5125A，取进给量为=0.16mm/r根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=0.78mm/r。机床进给机构允许的轴向力=9000N根据表3.4-4允许的进给量>1.9mm/r由于所选择的进给量远小于及，故所选可用确定切削速度v，轴向力F，转矩T以及切削功率，用不同刀具材料进行钻，扩，铰空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对结果进行修正，由表3.4-9知，切削速度的修正系数故取N=375r/min.则实际切削速度v为由表3.4-11，切削力及转矩的修正系数故校验机床功率切削功率为kw机床有效功率为因为>.故选择的切削用量可用即选用的细长柄机用丝锥，工件材料中碳钢，前角，后角，主偏角选用切削速度根据表7.2-13查得mm/min,选择v=10m/min（3）扭矩的确定根据表7.2-12得查机械加工工艺手册表7.2-12得，（4）攻螺纹时的转速r/min取n=520r/minm/min选择丝锥退出时的转速为450r/min基本时间的确定==12.2s式中-工件螺纹长度（mm）-丝锥切削锥长度（mm）-攻螺纹时的超切量，取=（2-3）；-攻丝纹时的转速（r/min）-丝锥退出时的转速（r/mm）-工件螺纹距（mm）加工半圆孔夹具设计1.1问题的提出本夹具是用来加工半圆孔,零件图中此孔与25H7的孔中心距有公差要求。此工序为钻孔加工,因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,重点是保证加工精度的问题.1.2定位基准的选择因为25H7的孔与此孔有公差要求,所以应以这个长通孔为主要定位基准。由于铸件的公差要求较大,利用半圆的孔的左侧面作为辅助定位基准。在小孔处采用移动压板对零件进行夹紧。在半圆的孔旁边有筋板的缘故，有足够的强度，可以进行直接的钻孔，能保证加工精度。1.3定位元件及夹紧元件的选择据上面所述，查参考文献[1]，选用固定式定位销（长销）穿过25H7的孔。由于此孔两侧面没加工，故用定位块进行支承。这样一销一面就限制了五个自由度，最后在待加工孔下面加上一个支承钉再限制最后一个自由度，即一面两销定位。这样就可以完全定位了。图3.1固定式定位销（GB2203-80）夹紧元件选用压板，由于压板种类很多，当选用转动压板时，其行程不够，选用U型压板又不合适，故在充分比较分析的情况下，选用移动压板，其夹紧可靠、操作方便，在很多地方都有用到。图3.2移动压板（GB2175-80）1.4切削力及夹紧力计算镗刀材料：（机夹单刃硬质合金镗刀），机床为：T68由参考文献[3]，表1-12选择刀具的几何参数为：1）粗镗：由参考文献[12]，查表可得：圆周切削分力公式：查表得：取∴由表可得参数：∴∴同理：径向切削分力公式：式中参数：∴∴轴向切削分力公式：式中参数：∴∴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，式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[12]表可得：所以，有：2）半精镗：同理，圆周切削分力公式：因为：，则所以，有：当夹紧力方向与切削力方向一致时，仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。故该夹具采用移动压板夹紧机构，为了方便操作，通过手动拧紧螺母将压板压紧工件。由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离，使工件在夹紧的地方产生了弯矩，如图：图3.3弯矩示意图∴既是加上转矩M，所以319.65N5.4误差分析与计算该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：由参考文献[5]可得：=1\*GB2⑴两定位销的定位误差：其中：，，，且：L=127mm，得⑵夹紧误差：其中接触变形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨损造成的加工误差：通常不超过⑷夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。5.5零、部件的设计与选用5.5.1定位销选用本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如下表：表5.1定位销dHD公称尺寸允差14～181215～0.01122514M124表5.2定位棱销dHd公称尺寸允差40～502022+0.034～0.02365538161.55.5.2夹紧装置的选用该夹紧装置选用移动压板，其参数如表5.3：表6.3移动压板公称直径L645208196.67M655.6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D6＞0～1+0.016+0.0063+0.010+0.004669--0.008＞1～1.84+0.016+0.0087＞1.8～2.658＞2.6～36981216＞3～3.3+0.022+0.010＞3.3～47+0.019+0.01010＞4～5811＞5～61013101620＞6～8+0.028+0.01312+0.023+0.01215＞8～101518122025＞10～12+0.034+0.0161822＞12～1522+0.028+0.01526162836＞15～1826300.012＞18～22+0.041+0.02030342036HT200＞22～2635+0.033+0.01739＞26～30425225HT20056＞30～35+0.050

+0.0254852＞35～4255+0.039+0.02059305667＞42～486266＞48～5070740.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。5.7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工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位