支架零件加工工艺及工艺装备设计-机械制造与自动化专业论文.pdf

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1、 摘要摘要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。支架加工工艺规程及其钻孔的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的三部分。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，加紧元件，引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其他部件；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

2、。关键词关键词：工艺、工序、切削用量、加紧、定位、误差。目录目录 第一章第一章 绪论绪论 1 第二章第二章 零件分析零件分析 2 2.1 零件的功能 2 2.2 零件的结构工艺分析 2 2.3 零件的技术条件分析 2 2.4 生产类型与生产纲领 2 第三章第三章 毛坯的确定毛坯的确定 3 3.1 确定毛坯的类型与制造方法 3 3.2 毛坯形状尺寸 3 3.3 毛坯图 3 第四章第四章 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 4 4.1 定位基准的选择 4 4.2 加工方法的确定 5 4.3 加工顺序的安排 5 4.4 加工工序的划分与确定 5 4.5 热处理工序、辅助工序的安排 6 4.6 拟定工艺路线

3、 6 4.7 机械加工工艺过程的确定 7 4.8 填写机械加工工艺过程卡（见附表）7 第五章第五章 零件加工工序设计零件加工工序设计 8 5.1 10 号工序设计 8 5.2 20 号工序设计 8 5.3 30 号工序设计 8 5.3.1 加工设备的选择 8 5.3.2 工艺设备的选择 9 5.3.3 工序顺序及加工余量的确定 9 5.3.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 9 5.3.5 切削用量的选择与确定 9 5.4 40 号工序设计 10 5.4.1 加工设备的选择 10 5.4.2 工艺设备的选择 10 5.4.3 工序顺序及加工余量的确定 10 5.4.4 工序尺寸及其上下偏差的确定

4、10 5.4.5 切削用量的选择与确定 10 5.5 50 号工序设计 11 5.5.1 加工设备的选择 11 5.5.2 工艺设备的选择 12 5.5.3 工序顺序及加工余量的确定 12 5.5.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 12 5.5.5 切削用量的选择与确定 12 5.6 60 号工序设计 12 5.6.1 加工设备的选择 13 5.6.2 工艺设备的选择 13 5.6.3 工序顺序及加工余量的确定 13 5.6.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 13 5.6.5 切削用量的选择与确定 13 5.7 70 号工序设计 14 5.7.1 加工设备的选择 14 5.7.2 工艺设备的选择

5、14 5.7.3 工序顺序及加工余量的确定 14 5.7.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 14 5.7.5 切削用量的选择与确定 14 5.8 80 号工序设计 15 5.7.1 加工设备的选择 15 5.7.2 工艺设备的选择 15 5.7.3 工序顺序及加工余量的确定 15 5.7.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 15 5.7.5 切削用量的选择与确定 16 5.9 90 号工序设计 16 5.7.1 加工设备的选择 16 5.7.2 工艺设备的选择 16 5.7.3 工序顺序及加工余量的确定 16 5.7.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 17 5.7.5 切削用量的选择与确定 17 第六

6、章第六章 机床夹具设计概述机床夹具设计概述 18 6.1 机床夹具的分类和组成 18 第七章第七章 支架支架 2 214140 0+0+0。0202 孔的钻床夹具设计孔的钻床夹具设计 20 7.1 工艺分析 20 7.2 定位方案设计 20 7.3 夹紧方案的设计 21 7.4 导向方案的设计 22 7.5 夹具体 23 7.6 安装（与机床连接）23 7.7 计算定位误差 23 总总 结结 25 致致 谢谢 26 参考文献参考文献 27-1-第一章第一章 绪论绪论 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

7、其他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、从某种意义上讲，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。支架的加工工艺规程及铣、钻的夹具设计是在学完机械制图、机械制造技术基础、机械设计等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地确定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，保证零件的加工质量。本次毕业设计也要培养子的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实验性强、涉及知识面广、所以在设计中既要注意基本概

8、念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只要将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。设计的指导思想：1)保证零件的加工质量 2）适合一般现场条件，能显著提高生产效率 3）降低生产成本，适应性强 4）工艺合理，工艺资料齐全，说服力强 5）结合零件的结构特点，选择相应的工艺装夹设备，便于提高精度和生产效率 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。-2-第二章第二章 零件的结构分析零件的结构分析 2.1 零件的功能 课题所给的零件属于叉架类零件，叉架类零件在机器中一般都是组成传力构件的，在工作中也是大部分承受较大的冲击载荷，受力情况比较复杂，由于这些零件在机器中起不同作用

9、，其形状和结构有较大的差异，其共同点是：不易定位，外形复杂；大、小头是由细长的杆身连接的，所以弯曲刚性差，极易变形。2.2 零件的工艺分析 支架由零件图可知共有两个加工表面，他们有一定的位置要求。现分述如下：1、mm22孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：mm46的端面和mm34的端面铣削，尺寸为mm22的孔，孔表面粗糙度要求为mRa6.1，尺寸为mm6孔，倒角90。其中，主要加工表面为mm22的孔。2、两个mm14的孔为加工中心的加工表面。这一组加工表面包括：mm24的两个端面的铣削，尺寸为mm14二孔。其中主要加工表面为mm14二孔。这两组加工表面之间并没有一定的位置要求，但对于这两组

10、加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，这样就可以很好的进行加工。2.3 零件的技术条件分析 2.4 生产类型与生产纲领 企业在计划期内应当生产的产品产量和进度成为生产纲领。零件的生产纲领还包括一定的次品和废品率。生产类型的划分主要由生产纲领决定，不同生产类型采用的制造工艺，工装设备、技术措施及其经济效果不同。此零件是中批量生产，其表面质量要求不高，因此在普通车床、铣床和钻床上加工即可满足要求。-3-第三章第三章 毛坯的确定毛坯的确定 毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度、精度、金相组织等）对机械

11、加工的难易，工序数量的多少有直接的影响，因此，合理选择毛坯在生产相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。3.1 确定毛坯类型与制造方法 零件的材料为 HT200，考虑到支架工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，而且结构简单，故采用砂型铸造。3.2 毛坯形状尺寸 由该零件图可知，不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。由于支架底面要与其他接触面接触。作为后序的基准，所以要进行精铣，其加工余量为2.5mm。毛坯为除了两个大孔外的实心，其他不铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7IT8 之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量。3.3 毛坯图（

12、见附录：毛坯图）-4-第四章第四章 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 4.1 定位基准的选择 制定机械加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证零件表面的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工顺序都有很大的影响。用夹具装夹时，定位基准的选择还会影响到夹具的结构。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。4.1.1 定位基准的选择 用未加工的毛坯表面作定位基准，这种基准称为粗基准；用加工过的表面作定位基准，则称为精加工基准。在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序就应该从精基准到粗基准。精基准的选择原则 1）基准重合原则 2）基准同意原则 3）自为基准原则 4）互为基

13、准原则 5）保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便的原则 粗基准的选择原则 1）为了保证加工表面与非加工表面之间的位置要求，应选非加工表面为粗基准 2）合理分配各加工表面的余量 3）粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向，通常只允许使用一次 4）选择粗基准的表面应平整光洁，只避开锻造飞边和铸造浇冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保证定位基准、加紧可靠 4.1.2 定位基准的确定 本零件是有精度较高要求的孔的方状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。先以上右端面为粗基准，粗铣左端面，再以左端面为粗基准，粗铣右端面，再以右端面为精基准，精铣左端面，然后以右端面为基

14、准钻出一个 22 的孔和两个 14 的孔，并对两个 14 的孔粗铰和精铰。以左端面为基准，铣上表面，然后钻出 6 的孔。以前端面为粗基准，粗铣后端面，再以后端面为粗基准，铣前端面，然后以前端面为精基准，精铣后端面，再以后端面为精基准，精铣前端面，然后钻出 38 的孔，并进行扩孔。-5-4.2 加工方法的确定 在市场经济的前提下，一切都是为能够创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，提高工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和人工的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最

15、佳的加工方案。同样在该零件加工的选择中，我们根据工件的具体情况和现场现有的加工设备，确定方案如下（一般我们按照加工顺序来阐述加工方案）：1）上表面：是定位基准面，表面粗糙度 Ra3.2，用铣床进行端铣平面，先粗铣，再进行半精铣和精铣。2）34mm 圆柱端面：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为 Ra3.2，采用的加工方法为粗铣再精铣。3）24mm 圆柱端面：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为Ra3.2，采用的加工方法为粗铣再精铣。4）54mm 圆柱端面：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙

16、度为Ra3.2，采用的加工方法为粗铣再精铣。5）6mm 的孔：未注公差等级，采用直接钻孔的方法，倒角用车刀加工。6）22mm 的孔，该孔的加工要求较高，表面粗糙度要求为 Ra1.6，采用钻、扩、铰、精铰的加工方法，倒角用车刀加工。7）14mm 凸台孔，上偏差为 0.2mm，下偏差为 0 由于这两个凸台孔的尺寸精度要求比较高对于加工的要求也相应比较高两个凸台在同一平面上可以用两个钻头同时加工。他的加工过程为钻孔，粗铰，精铰，倒角用车刀加工。8）38mm 的孔：表面粗糙度为 Ra1.6，采用钻、扩、粗铰、精铰的加工方法，倒角用车刀加工。4.3 加工顺序的安排 4.3.1 加工顺序安排原则 1）基面

17、先行 2）先主后次 3）先面后孔 4）先粗后精 4.4 加工工序的划分与确定 工序集中于工序分散：工序集中是指将工件的加工把集中在少数几道工序内完成，每到工序加工内容较多，使 -6-总工序数减少，这样就减少了机床数量，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时间段每道工序只包括一简单步工，工序分数可使用分数每道工序使用的设备、刀具等比较简单，机床设备及工艺装备简单，调整和维修方便，工人掌握容易，生产准备简单，易于产品更换。综上所述：考虑到该零件在加工过程中易变形，所以采用工序分散。辅助工序的安排：辅助工序一

18、般包括去毛刺，倒菱角，清洗，涂漆，除锈，退磁，检验等。4.5 热处理工序、辅助工序的安排 热处理，可以提高材料的力学性能改善金属的切削性能及消除内应力，而热处理工序的安排，常根据零件的技术要求和材料的性质，合理的安排，热处理工序安排得是否恰当，对保证零件的精度、保证零件加工的顺利进行、保证零件机械性能有着重要影响。常用的热处理工序有：退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳、碳氮共渗等。按热处理的目的，可分为预备热处理、消除残余应力热处理、最终热处理。预备热处理是为了改善材料的切削性能，消除毛坯制造时的残余应力，改善组织；最终热处理是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序之前。通

19、过分析零件图，考虑到该零件材料为 HT200，因此为了降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；采用退火热处理。4.6 拟定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置等技术要求能得到合理的保证。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。通过仔细考虑的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一 10：铸造 20：时效处理 30：铣 34 圆柱端面 40：铣 24 圆柱端面 50：钻 22 的孔 60：钻 2 14 的孔 70 钻 6 的孔 80：铣 54 圆柱端面 90：钻 38 的孔 100：去毛刺 110：终检、入库 -7-方案二 10：

20、铸造 20：时效处理 30：钻 22 的孔 40：铣 34 圆柱端面 50：铣 24 圆柱端面 60：钻 2 14 的孔 70：钻 6 的孔 80：铣 54 圆柱端面 90:钻 38 的孔 100：去毛刺 110：终检、入库 工艺方案一和方案二的区别在于工序一首先铣了端面，而方案二把钻 22 放在了前面，我们先做钻孔的话，方便我们的夹具设计，但是却不能更好地保证工件的位置度要求，所以我们应该先进行铣削端面的加工，再进行钻孔。综上所述应该采用方案一 4.7 加工工艺过程的确定 通过分析，优化的方案如下：10：铸造 20：时效处理 30：铣 34 圆柱端面 40：铣 24 圆柱端面 50：钻 22

21、 的孔 60：钻 2 14 的孔 70：钻 6 的孔 80：铣 54 圆柱端面 90：钻 38 的孔 100：去毛刺 110：终检、入库 4.8 填写机械加工工艺过程卡（见附表）-8-第五章第五章 零件加工工序设计零件加工工序设计 5.1 10 号工序设计 设计内容：毛坯铸造、采用模型铸造 5.2 20 号工序设计 设计内容：热处理、工件进行退火处理 5.3 30 号工序设计 设计内容：铣34 圆柱端面，达图样要求。5.31 加工设备的选择 因为本工序是铣34 圆柱端面，综合考虑选择 万能立式铣床万能立式铣床 X5032X5032 技术参数技术参数 主轴端面至工作台距离（mm）45415 主轴

22、中心线到床身垂直导轨的距离(mm)350 主轴孔锥度 7：1500 主轴孔径(mm)29 主轴转速(r.p.m)301500/18 级 立铣头最大回转角度 45 主轴轴向移动距离(mm)85 工作台工作面（宽度长度）(mm)1325320 工作台行程纵向/横向/垂向(mm)720/700、255/240、370/350 工作台进给范围纵向/横向/垂向(mm/min)23.51180/23.51180/8394 工作台快速移动速度纵向/横向/(mm/min)2300/2300/770 T 型槽槽数/槽宽/槽距(mm/)3/18/70 主电机功率(kw)7.5 进给电机功率(kw)1.5 外形尺寸

23、(mm)253018902380 机床净重（kg）3200 -9-万能立式铣床主轴转速及工作台进给量万能立式铣床主轴转速及工作台进给量 主轴转速（r/min）30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500 工作台进给量（mm/min）23.5、30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500 5.3.2 工艺装备选择 1）工装夹具：通用夹具 2)刀具：60 面铣刀 刀具参数：选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，

24、刀片采用 YG8，mmap5.1，mmd600，min/125mv，4z。3）3）量具：游标卡尺 0125 规格（0.02）5.3.3 工步顺序及加工余量的确定 1)粗铣铣 34 圆柱端面，加工余量 2.5mm 2)精铣铣 34 圆柱端面，达图样要求。5.3.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 1）粗铣右圆柱的端面 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本尺寸 工序尺寸公差 粗铣 2.5 IT12 90.5 0.15 2)精铣右圆柱的端面 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本尺寸 工序尺寸公差 精铣 0.5 IT8 90 0.018 5.3.5 切削用量的选择与确定 1）决定铣削深度 因为加工余量

25、不大，一次加工完成 mmap5.1 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X5032 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 齿/2.0 mmfz，则 min/48.6636012510001000rdvns 按机床标准选取wn750min/r min/3.1411000750601000mdnvw -10-当wn750r/min 时 rmmznffwzm/60075042.0 按机床标准选取rmmfm/600 3）计算工时 切削工时：mml59，mml91，mml32，则机动工时为 min94.0247.0)2.07503959(2)(221XxXfnlllXtwm 5

26、.4 40 号工序设计 设计内容：粗铣、精铣 24 圆柱端面 5.4.1 加工设备的选择 立式铣床 X5032 5.4.2 工艺装备选择 1）工装夹具：通用夹具 2）刀具：60 面铣刀 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 YG8,mmap5.1，mmd600，min/150mv，4z。5.4.3 工步顺序及加工余量的确定 1）粗铣 24 圆柱端面，加工余量为 2.5 2）精铣 24 圆柱端面，加工余量为 0.5 5.4.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 1）粗铣24 圆柱端面 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本尺寸 工序尺寸公差 粗铣 2.5 IT8 90 0.15 2)精铣24

27、圆柱端面 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本尺寸 工序尺寸公差 精铣 0.5 IT8 90 0.018 5.4.5 切削用量的选择与确定 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 mmap1 决定每次进给量及切削速度 根据 X5032 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。-11-根据表查出 齿/2.0 mmfz，min/1.7966015010001000rdvns 按机床标准选取wn750min/r min/3.1411000750601000mdnvw 当wn750r/min 时 rmmznffwzm/60075042.0 按机床标准选取rmmfm/

28、600 2)计算工时 切削工时：l=59 mml91，mml32，则机动工时为 min94.0mt 5.5 50 号工序设计 设计内容：钻、扩、铰 22 孔 5.5.1 加工设备的选择 因为本工序是钻、扩、铰 22 孔，综合考虑选择 Z525 立式钻床 立式钻床 Z525 的技术参数 型号 Z525 最大钻孔直径 25mm 主轴最大行程 175mm 主轴中心线至立柱表面距离 250mm 主轴端至工作台最大距离 700mm 主轴端至底座最大距离 1100mm 主轴锥度 莫氏 3 号 主轴转速范围 97-1360r/min 主轴转速级数 9 工作台尺寸 500375mm 底座工作面尺寸 96238

29、25mm 总高 2300mm 电动机 2.8kw 毛重/净重 1070kg 立式钻床 Z525 的主轴转速及进给量 主轴转速（r/min）进给量（mm/r）97、140、195、272、392、545、680、976、1360 0.1、0.13、0.17、0.22、0.28、0.36、0.48、0.62、0.81 -12-5.5.2 工艺装备的选择 1）工装夹具：专用夹具 2)刀具：18 直柄短麻花钻 21 直柄短扩孔钻 22 直柄机用铰刀 5.6.3 工步顺序及加工余量的确定 1）钻18 孔 2）扩21 孔 3)铰22 孔 5.6.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 1）钻18 孔 工序名称 工

30、序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 钻 IT12 18 0.12 2)扩21 孔 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 扩 IT12 21 0.12 3）铰22 孔 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 铰 IT12 22 0.12 5.5.5 切削用量的选择也确定 1）确定进给量f：根据参考文献表 2-7，当钢的MPab800，d=22 时，rmf/47.039.0。由于本零件在加工 16孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 rmmf/35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床说明书，现取rmmf/25.0 2）切削速度

31、：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度min/18mv 所以 min/2.337211810001000rdvnws 根据机床说明书，取min/375rnw，故实际切削速度为 min/72.241000375211000mndvww 切削工时：mml72，mml91，mml32，则机动工时为 切削工时：mml72，mml91，mml32，则机动工时为 min896.0mt 5.6 60 号工序设计 -13-设计内容：钻、扩、铰 2 14 孔,达图样要求 5.6.1 加工设备的选择 Z525 立式钻床 5.6.2 工艺装备选择 1）工装夹具：专用夹具 2 刀具：12 直柄麻花钻

32、 13.75 直柄扩孔钻 14 直柄机用铰刀 5.6.3 工步顺序及加工余量的确定 1）钻12 孔 2）扩13.75 孔 3）铰14 孔 5.6.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 1）钻 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 钻 20 IT12 12 0.12 1）扩 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 扩 20 IT12 13.75 0.12 2）铰 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 铰 20 IT12 14 0.12 5.6.5 切削用量的选择与确定 1）确定进给量f：根据参考文献表 2-7，当钢的MPab800，d=14 时，rmf/4

33、7.039.0。由于本零件在加工 16孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 rmmf/35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床说明书，现取rmmf/25.0 3）切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度min/18mv 所以 min/2.337211810001000rdvnws 根据机床说明书，取min/375rnw，故实际切削速度为 -14-min/72.241000375211000mndvww 切削工时：mml72，mml91，mml32，则机动工时为 min896.025.0375397221fnllltwm 5.7 70

34、号工序设计 设计内容：钻 6 的孔，达图样要求 5.7.1 加工设备的选择 立式钻床 Z525 5.7.2 工艺装备选择 1）工装夹具：专用夹具 2）刀具 3 直柄麻花钻 5 直柄扩孔钻 6 直柄机用铰刀 5.7.3 工步顺序及加工余量的确定 1）装配专用夹具 2）钻 3 3）扩5 4）铰6 5.7.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 钻 3 的孔 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 钻 3 IT12 3 0.12 扩 5 的孔 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 扩 2 IT12 5 0.12 铰 6 孔 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差

35、铰 1 IT12 6 0.12 5.7.5 切削用量的选择与确定 1）确定进给量f：根据参考文献表 2-7，当钢的MPab800，d=6.8 时，-15-rmf/47.039.0。由于本零件在加工 16孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 rmmf/35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床说明书，现取rmmf/25.0 2）切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度min/18mv 所以 min/2.337 rns 根据机床说明书，取min/375rnw，故实际切削速度为 min/72.241000375211000mndvww 切削工

36、时：mml72，mml91，mml32，则机动工时为 min896.0mt 5.8 80 号工序设计 设计内容：粗铣、精铣 54 圆柱端面，达图样要求 5.8.1 加工设备的选择 立式铣床 X5032 5.8.2 工艺装备选择 1）工装夹具：通用夹具 2）刀具：60 面铣刀 3）量具：0.02,0125 游标卡尺 5.8.3 工步顺序及加工余量的确定 1）装夹专用夹具 2）粗铣 54 圆柱端面，加工余量为 3 3）精铣 54 圆柱端面，加工余量为 1 5.8.4 工序尺寸及其上下偏差的确定 1）粗铣 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本尺寸 工序尺寸公差 粗铣 3 IT12 82 0.12

37、2）精铣 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本尺寸 工序尺寸公差 精铣 1 IT8 78 0.12 -16-5.8.5 切削用量的选择与确定 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 mmap5.1 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X5032 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 齿/2.0 mmfz，则 min/48.6636012510001000rdvns 按机床标准选取wn750min/r min/3.1411000750601000mdnvw 当wn750r/min 时 rmmznffwzm/60075042.0 按机床标准选取rmmfm/60

38、0 3）计算工时 切削工时：mml59，mml91，mml32，则机动工时为 min94.0247.0)2.07503959(2)(221XxXfnlllXtwm 5.9 90 号工序设计 设计内容：钻、扩、铰 38 的孔，达图样要求 5.9.1 加工设备的选择 Z526 立式钻床 5.9.2 工艺装备选择 1）工装夹具：专用夹具 2）刀具：35 直柄麻花钻 37.5 直柄扩孔钻 38 手用铰刀 5.9.3 工步顺序及其加工余量的确定 1）装配专用夹具 2）钻35 孔，加工余量为 3 -17-3）扩37.5 孔，加工余量为 2.5 4）铰38 孔，加工余量为 0.5 5.9.4 工序尺寸及其上

39、下偏差的确定 1）钻 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 钻 3 IT12 35 0.12 2）扩 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 扩 2.5 IT12 37.5 0.12 4）铰 工序名称 工序余量 公差等级 工序基本 工序尺寸公差 铰 0.25 IT12 38 0.12 5.9.5 切削用量的选择与确定 1）确定进给量f：根据参考文献表 2-7，当钢的MPab800，d=38 时，rmf/47.039.0。由于本零件在加工 52孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 rmmf/35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床

40、说明书，现取rmmf/25.0 2）切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度min/18mv 所以 min/2.337211810001000rdvnws 根据机床说明书，取min/375rnw，故实际切削速度为 min/72.241000375211000mndvww 切削工时：mml72，mml91，mml32，则机动工时为 min896.025.0375397221fnllltwm -18-第六章第六章 机床夹具设计概述机床夹具设计概述 机械制造过程中，为了保证产品质量、提高生产率、降低生产成本、实现生产过程自动化，除了需使用制造设备（金属切削机床等）以外，还需使

41、用各种工艺装备，包括夹具、模具、刀具、测量工具及辅助工具。6.1 机床夹具的分类与组成 随着机械制造业的不断发展，机床夹具的种类很多，形状千差万别，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有以下几种。6.1.1 按夹具的使用特点分类 6.1.1.1 通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已经标准化，且具有一定通用性，可加工一定范围内不同工件的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪丹动卡盘、机用平口虎钳、万用分度头、磁力工作台等。这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即用。其特点是适用性好，不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状范围的各种工件。主要用于单件小批量生产。6.1.1.2 专用夹具

42、 专用夹具是针对某一工件的某道工序的加工要求而专门设计制造的夹具。其特点是针对性强，可获得较高的生产率和和加工精度，但制造周期较长。主要用于批量生产。6.1.1.3 可调夹具 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。夹具的某些元件可调更换，以适应多种工件的加工。它还分为通用可调夹具和组成夹具两类。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。6.1.1.4 组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具，已实现商品化，是采用标准的组合夹具元件、部分，专为某一工件的某道工序组装的夹具。组合夹具在单件、中小批多品种的生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。6.1.1.5 拼装夹具 拼装夹

43、具是一种用专门的标准化、系列化的拼装夹具零部件拼装而成的夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它的基础板和加紧部件中常常有 -19-小型液压缸。此类夹具更适合在数控机床上使用。6.1.2 机床夹具的组成 机床夹具的组成可分为下面几个部分。6.1.2.1 定位元件 定位元件的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。6.1.2.2 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作用时不离开已经占据的正确位置。6.1.2.3 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。6.1.2.4 连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置

44、的元件。6.1.2.5 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。6.1.2.6 其他元件或装置 是指夹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，常设置预定装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。上述各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基本组成部分。-20-第七章支架第七章支架 2 214140 0+0+0。0202 孔的钻床夹具设计孔的钻床夹具设计 7.1 工艺分析 零件为支架，材料为 HT200。生产类型为：中批量生产。零件的加工要求为：140+0。02，粗糙度为 Ra6.3，且两孔有平

45、行度要求。加工时，采用钻、扩、铰加工。7.2 定位方案设计（1）工件定位的基本原理【六点定则】用合理分布的六个支撑点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原则”，简称“六点原则”。六点定位原则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支撑点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。（2）自由度与加工要求的分析【限制工件自由度与加工要求的关系】工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时不可限制，是具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位；工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求

46、的定位称为不完全定位。在工件定位时，以下情况允许不完全定位：1）加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度不可限制。2）毛坯是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。3）加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制垂直加工面的轴的角度自由度。夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的定位称重复定位。重复定位分两种情况：当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位。他将造成工件定位不稳定，降低加工精度，使工件或定位元件产生形变，甚至无法安装和加工。因此，不可用重复定位是不允许的。当工件的一个或几个自由度被限制，但仍能满足加工要求

47、，即不但不产生有害影响，反而可增强工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。（3）定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所 -21-制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。故先铣46的端面，再以46的端面为基准，由于夹具的夹紧力

48、不大，故使用手动夹紧，即两个互为 90的 V 形块夹紧，限制其自由度，再用两个辅助支撑分别顶住54的外圆和46的端面。7.3 夹紧方案的设计 7.3.1.夹紧装置的组成及要求 7.3.1.1 夹紧装置的种类繁多，综合起来其结构均由两部分组成 A 动力装置 产生夹紧力。动力装置是产生原始作用力的装置。按夹紧力的来源，夹紧分手动夹紧和机动夹紧。手动夹紧是靠人力；机动夹紧是采用动力装置。常用的动力装置由液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、气液联动装置和真空装置等。B 夹紧装置 传递夹紧力。动力装置所产生的力或人力要正确的作用到工件上，需要适当的传动机构。传动机构是把原动力给夹紧装置。它由两种构件

49、组成，一是接受原始作用力的构件，二是中间传力机构。7.3.1.2 夹紧装置的设计要求 夹紧装置的设计和选用是否正确，都保证加工精度、提高生存率和减轻工人劳动强度有很大的影响。因此，夹紧装置应满足以下要求：A 夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置。B 夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不超出允许的变形。C 夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。D 具有良好的结构工艺性。力求简单，便于制造维修，操作安全方便，并且省力。7.3.2 夹紧装置类型 斜锲夹紧机构螺旋夹紧机构偏心夹紧机构铰

50、链夹紧机构联动夹紧机构定心夹紧机构 夹紧机构 夹紧机构既要能够保证工件加工过程中工件的稳定又要能够在装卸过程中实现快速方便。夹紧装置的设计和选用是否合理，对保证工件的精度、提高生存率和减轻工人劳动强度有很大影响。因此，对夹紧装置提出如下基本要求：A 夹紧过程中，不能破坏工件在定位是所处的正确位置。-22-B 夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不允许的变形。C 夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。D 具有良好的结构工艺性和使用性。力求简单，便于制造维修，操作安全方便，并省力。夹紧力和切削