1、湖南科技大学本科毕业设计- 1 -目录第一章 绪论 .31.1 课题背景 .31.2 夹具的发展史 31.3 小结 .3第二章 某轴承座零件的加工工艺规程设计 .52.1 零件的分析 .52.1.1 零件的作用 62.1.2 零件的工艺分析 .62.1.3 分析零件的材质、热处理及机械加工工艺性 .72.2 确定生产类型 72.3 确定毛坯 .82.3.1 确定毛坯种类及其制造方法 .82.4 工艺规程设计 82.4.1 选择定位基准 82.4.2 制定工艺路线 92.4.3 确定铸件的加工余量及形状 .102.5 确定切削用量及基本工时 .132.5.1 粗铣后面 .132.5.2 精铣后面
2、 .142.5.3 粗铣 两端面 .14m322.5.4 精铣 两端面 .152.5.5 扩孔 .161.7515孔 至2.5.6 粗铰 孔至 17m.3932.5.7 精铰 孔至 .17922.5.8 钻 孔 .182.5.9 锪 的沉头孔 保证孔深为 4mm19182.5.10 粗铣油孔端面 212.5.11 精铣油孔端面 22湖南科技大学本科毕业设计- 2 -2.5.12 钻 M8 的孔 .222.5.13 攻 M8 的螺纹 24第三章 夹具设计 253.1 夹具简述 .253.1.1 按夹具的应用范围分类机床夹具大致可分为以下几类： 253.1.2 专用机床夹具的组成 263.1.3
3、机床夹具设计要求： 273.2 定位方案的设计 .273.3 夹紧方案的确定 .293.4 对刀装置及导向元件的选用 .303.5 夹具体的设计 30第四章 总结 32参考文献 34致谢 .33第一章 绪论湖南科技大学本科毕业设计- 3 -1.1 课题背景 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技
4、术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.2 夹具的发展史 夹具在其发展的 200 多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机
5、，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步
6、提高智能化水平。1.3 小结 一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的 50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，湖南科技大学本科毕业设计- 4 -丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。湖南科技大学本科毕业设计- 5 -第二章 某轴承座零
7、件的加工工艺规程设计2.1 零件的分析轴承座零件的结构图纸为图 2.1-1A 和图 2.1-2B 所示。图 2.1 轴承座主视图图 2.2 轴承座左视图湖南科技大学本科毕业设计- 6 -图 2.3 轴承座三维图2.1.1 零件的作用轴承做零件是用来支撑轴类零件，镗孔的目的是为了满足滚动轴承的外围和轴承孔的配合要求，或者是滑动轴承外圈与轴承孔的哦诶和，台阶孔是用于固定轴承座的，大孔是用来与轴相连，支撑并固定轴承，轴承座可以做在机箱壁或者机体上。轴承座支撑轴承，固定轴承的外圈，仅仅让轴承的内圈带着轴转动，而且能够保证轴跟轴承的同轴度，保持转动的平稳，减少机构的震动和摩擦。能够更好的保护机构，延长各
8、零件的使用寿命。2.1.2 零件的工艺分析轴承座的主要几何元素为支承孔、安装底面，因为这是与其他零件直接接触的表面，对加工及加工精度有很大的影响，轴承支承孔的内表面必须要有足够的粗糙度才能保证零件的加工要求同时必须相对于底面又要有很高的平行度，因为支承孔的轴线与底面的定位有很大的关系。同时底面要有足够的粗糙度才能保证与支承孔轴线的平行度。支承孔两端面的表面粗糙度没有前面的要求高，能达到 Ra 6.3 就可以了。辅助元素为底平面的安装螺孔、支承孔周围的轴承盖连接孔，支承座身的铸造结构，主要为固定连接作用，对精度要求不高。以下是轴承座需要加工的表面及加工表面之间的位置要求：1）轴承孔两侧面用铣床加
9、工。2） mm 轴承孔可以用车床加工，也可以用铣床绞孔。021.3湖南科技大学本科毕业设计- 7 -3）两个 9mm 定位销孔，钻孔达到要求。4）侧视图右面对基准 A（ mm 轴线）的垂直度检查，可将工件用 32mm021,3心轴安装在偏摆仪上，再用百分表测工件右侧面，这时转动心轴，百分表最大于最小差值为垂直度偏差值。5）主视图上平面对基准 A（ mm 轴线）的平行度检查，可将轴承座021,3mm 孔穿入心轴，并用两块等高垫铁将主视图上平面垫起，这时用百分021.3表分别测量心轴两端最高点，其差值即为平行度误差。2.1.3 分析零件的材质、热处理及机械加工工艺性本零件的主要作用是支承作用，根据
10、零件的复杂程度，我们选择铸造制作毛坯。材料选择为 HT200，灰铸铁是指碳分布主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色它在机械制造中占有重要地位，其产量占各类铸铁总产量的 80%以上。这是因为灰铸铁具有优良的铸造性能，切削加工性能良好。具有好的耐磨性，即比碳钢好得多的耐磨性（因为石墨磨掉后形成大量显微凹坑，可以贮存润滑油） 。具有良好的减震性，即材料本身具有吸收震动的能力。具有缺口敏感性小等优点。而座位轴承做零件，它的主要工作环境是支撑轴承并且让轴承内圈转动，所以需要良好的减震性。2.2 确定生产类型零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定
11、具有决定性的影响。零件的生产类型一般可以分为大量生产、成批生产和单件生产三种，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的生产纲领来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。根据公式得到轴承类零件的年生产纲领 N 为N=Qm(1+a%)(1+b%)公式中 N零件的生产纲领（件 /年） ；Q产品的年产量（台、辆 /年） ；m每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆） ；a %备品率，一般取 2%4%；b %废品率，一般取 0.3%0.7%。湖南科技大学本科毕业设计- 8 -现取 Q 为 1200 件/年、m
12、为 1 辆/年、a %为 3%、b%为 0.5%；得出 N=1200*1*（1+3%） （1+0.5%）N=1242且轴承类零件为轻型零件，查表可知该轴承类零件的生产类型为中批生产。2.3 确定毛坯2.3.1 确定毛坯种类及其制造方法零件的材料为 HT200，考虑零件在机床运行过程中所承受的冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，毛坯可选用铸造成型，零件形状不复杂，因此毛坯形状可以于零件形状尽量接近。2.4 工艺规程设计2.4.1 选择定位基准定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位原件接触的点线面。基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高
13、生产效率。否则，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。对于题目所给轴承座零件的定位基准选择如下：1.粗基准的选择粗基准选择原则： （1）以不加工的表面作为粗基准；（2）选择要求加工余量均匀的表面作为粗基准；（3）选择余量最小的表面作为粗基准；（4）选择平整、光洁、尺寸足够大的表面作为粗基准；（5）粗基准应尽量避免重复使用。所以根据粗基准的选择原则，以及零件的结构特点和加工特点。选取零件的轴承孔端面为粗基准。2.精基准的选择以加工的表面为基准称为精基准。湖南科技大学本科毕业设计- 9 -精基准选取基本原则：（1）基准重合原则；（2）基准统一原则；（3）自为基准
14、原则；（4）互为基准原则；（5）保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。根据零件的结构特征，粗基准选择后加工的平面，以及精基准的选择原则。选取零件的后端面为精基准。以零件后端面为精基准可以保证加工的精度和合理性。且后端面的面积比较大，可以减少零件的定位误差。2.4.2 制定工艺路线根据题目所给轴承座零件的图纸，及其工艺分析。现制定此轴承座零件的工艺路线如下：1.铸造零件毛坯2.对零件毛坯进行人工时效处理，消除毛坯内应力3.对非加工表面涂防锈漆4.粗铣零件的后端面5.精铣零件的后断面6.粗铣零件 孔的两个端面m327 精铣零件 孔的两个端面8.扩孔、粗铰、精铰 的孔9.钻 的定位销孔m910
15、.锪 的沉孔1811.粗铣零件的油孔凸台12.精铣零件的油孔凸台13.钻 M8 的油孔湖南科技大学本科毕业设计- 10 -2.4.3 确定铸件的加工余量及形状根据零件的机构特征，以及查表、计算可以得到零件的额平面表面工序尺寸和圆柱表面工序尺寸如表 2.1 和表 2.2 所示。表 2.1 平面表面工序尺寸表工序号 工序内容 加工余量 基本尺寸 经济精度 工序尺寸偏差粗铣后面 2 61 IT12 03.精铣后面 1 60 IT8 046.粗车轴承孔右侧面2 104 IT12 035粗车轴承孔左侧面2 102 IT12 035精车轴承孔右侧面1 101 IT8 054.精车轴承孔左侧面1 100 I
16、T8 054.粗铣油孔凸台面2 30 IT12 012.精铣油孔凸台面1 29 IT8 018.湖南科技大学本科毕业设计- 11 -表 2.2 圆柱表面工序尺寸表加工表面 加工内容 加工含量 精度等级 工序尺寸 表面粗糙度钻 2 IT11 13,06.3扩 0.25 IT10 13.0756.3粗铰 0.07 IT8 10.91.6m32IT7精铰 0 IT7 025.30.8IT79钻 0 IT7 96.318钻 0 IT10 186.39钻 0 IT10 96.3湖南科技大学本科毕业设计- 12 -由表 2.1 和表 2.2 可得出零件的毛坯图为下所示图 2.4 零件毛坯图主视图图 2.5
17、 零件毛坯图左视图湖南科技大学本科毕业设计- 13 -2.5 确定切削用量及基本工时2.5.1 粗铣后面1） 后面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀(高速钢)，铣刀的规格为 ，机床的型号 X52K。1202） 刀具：YG6 硬质合金端铣刀。由于铣刀在工作时是连续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时应保证刀齿具有足够的强度。3） 加工要求：粗铣轴承座的下底面。确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为 3mm， 工艺设计简明手册表 1.4-8 和表 2.3-21 可知精加工余量为 1mm.4） 确定每齿进给量，由切削加工简明实用手册表 3.5，YG6 硬质合金端铣刀所允许的进给量为
18、 f=0.14-0.24mm/z。但是采用的不对称铣，f=0.14mm/z， ap=2mm。5） 计算切削用量由切削加工简明实用手册表 3.16，当 d=125mm 时，z=12，ap3.5mm，f0.24mm/z 时，Vt=97m/min， nt=248r/min，Vft=333mm/min。各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89Ksv=Ksn=Ksv=1故：Vc=V t0.891=86.33m/minn=nt0.891=220.7r/minVf=Vf0.891=296.4mm/min由机床可得：n=235r/min Vf=375mm/min则实际切削速度和进给量为：zmncVfFd
19、nvz/13.01257i/.9202351粗校核该机床功率（只需校核粗加工即可） 。由切削简明手册表 3.24 得当湖南科技大学本科毕业设计- 14 -174HBS207,ae100mm，ap2.0mm，d=125mm，z=12，Vf=475mm/min 切削功率P=3.8kw4.5kw其所消耗功率小于机床功率，故可用。6）计算基本工时 min15.037vfLtm2.5.2 精铣后面1) 刀具和机床跟粗铣的一样。2） 由切削加工简明实用手册表 3.5 得，要使表面粗糙度达到 Ra1.6 时，f=0.4-0.6mm/z，ap=1mm3) 决定切削速度和进给量由切削加工简明实用手册表 3.16
20、，当 d=125mm 时，Z=12，ap1.5mm，f0.1mm/z 时，Vt=124m/min，nt=316r/min，Vtf=304mm/min。各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89Ksv=Ksn=Ksv=1故 Vc=Vt0.891=110.4m/minn=nt0.891=281.2r/minVf=Vf0.891=270.6nn/min由机床 X52K 可得：n=300r/min Vf=300mm/min则实际切削速度和进给量为： min/75.1103254.dv精 zcVfFz/08.34） 计算基本工时 min3.012Vflt2.5.3 粗铣 两端面21）选择机床：机床
21、X52K2) 刀具： YG6 硬质合金铣刀 d=125mm。由表 3.7 得：刀具寿命 T=180min。湖南科技大学本科毕业设计- 15 -3）决定切削速度 Vc 和进给量 f由切削简明手册表 3.16 当 d=125mm，z=12，ap3.5，fz0.14mm/z 使，Vt=97m/min， nt=248r/min，Vft=333mm/min各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89Ksv=Ksn=Ksv=1故：Vc=Vt0.891=86.33m/minn=nt0.891=220.7r/minVf=Vft0.891=296.4mm/min由 X52K 机床可得：n=235r/min，V
22、f=300r/min则实际切削速度和进给量为： min/10103.425dv粗 zfVzz/98.F4）由切削简明手册表 3.24 得当174HBS207，ae2.0mm，d=125mm，z=12，Vf=300mm/min 切削功率为Pm=1.1Kw4.5Kw其所消耗的功率远小于机床功率，故可用。5) 计算工时min15.037vfLt2.5.4 精铣 两端面2湖南科技大学本科毕业设计- 16 -2.5.5 扩孔 m31.7515孔 至2.5.6 粗铰 孔至.9.2.5.7 精铰 孔至93.122.5.8 钻 孔m1）确定加工余量刀具采用直柄麻花钻（硬质合金） ，麻花钻规格为 d=9mm。查
23、机械制造工艺设计简明手册 （以下简称简明手册 ）表 2.3-8 可得，精加工（铰）的加工余量为 0.2mm。2）确定进给量2.1）按加工要求确定进给量湖南科技大学本科毕业设计- 17 -根据切削用量简明手册表 2.7，知当加工要求为 IT12 精度等级，材料为 HT200、 时 f=0.47-0.57mm/rmd90由于 l/d=38/9=4.约为 5.故修正系数为 0.9。则 f=(0.47-0.57) 0.9=0.423-0.513mm/r2.2)按钻头强度决定进给量根据表 2.8，当材料为 HT200, 时，得钻头强度允许的进给量md8.70f=1.0mm/r。2.3）按机床进给机构强度
24、决定进给量根据表 2.9，当 HBS=200，d10.2mm，F=78488330 得机床进给量f=1.6mm/r。故综合上述可得出：进给量 f=0.41mm/r3)校核轴向力可由表 2.19 可查出钻孔是当 f=0.41mm/r,d12mm 时 Fr=2500N,轴向力的修正系数均为 0.85.故 Ff=2125N。根据 Z3025 钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力 Fmax=7848N。故f=0.41mm/r 可用。4）确定钻头磨钝标准及寿命由表 2.12 可得，当 d20mm 是钻头后刀面最大磨损量取为 0.8mm，寿命T=35min。5）确定切削速度由表 2.14，HBS=200，
25、加工属性四类由表 2.13 得，f=0.36mm/r 标准 d9.6mm 时Vc=19m/min切削速度的修正系数为 ，见表 2.3185.0K.10.tvcvTVK，min/5710 min/685.9Vrdvnf根据机床区 Nc=630r/min6) 计算基本工时in09.41.638tnfLm湖南科技大学本科毕业设计- 18 -2.5.9 锪 的沉头孔 保证孔深为 4mmm18刀具的选择：硬质合金带导柱直柄平底锪钻 d=2.5mm1）确定加工余量刀具采用直柄麻花钻（硬质合金） ，麻花钻规格为 d=9mm。查机械制造工艺设计简明手册 （以下简称简明手册 ）表 2.3-8 可得，精加工（铰）
26、的加工余量为 0.2mm。2）确定进给量2.1）按加工要求确定进给量根据切削用量简明手册表 2.7，知当加工要求为 IT12 精度等级，材料为 HT200、 时 f=0.47-0.57mm/rmd90由于 l/d=38/9=4.约为 5.故修正系数为 0.9。则 f=(0.47-0.57) 0.9=0.423-0.513mm/r2.2)按钻头强度决定进给量根据表 2.8，当材料为 HT200, 时，得钻头强度允许的进md8.70给量 f=1.0mm/r。2.3）按机床进给机构强度决定进给量根据表 2.9，当 HBS=200，d10.2mm，F=78488330 得机床进给量 f=1.6mm/r
27、。故综合上述可得出：进给量 f=0.41mm/r3)校核轴向力可由表 2.19 可查出钻孔是当 f=0.41mm/r,d12mm 时 Fr=2500N,轴向力的修正系数均为 0.85.故 Ff=2125N。根据 Z3025 钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力 Fmax=7848N。故f=0.41mm/r 可用。4）确定钻头磨钝标准及寿命由表 2.12 可得，当 d20mm 是钻头后刀面最大磨损量取为 0.8mm，寿命 T=35min。5）确定切削速度由表 2.14，HBS=200，加工属性四类由表 2.13 得，f=0.36mm/r 标准 d9.6mm 时Vc=19m/min切削速度的修正系
28、数为 ，见表 2.3185.0K.10.tvcvTVK，湖南科技大学本科毕业设计- 19 -min/5710 min/15.60.8.09VrdvnKf根据机床区 Nc=630r/min6）计算工步时间 in05.41.38nfLtm2.5.10 粗铣油孔端面1） 油孔端面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀(高速钢)，铣刀的规格为 ，机床的型号 X52K。1202） 刀具：YG6 硬质合金端铣刀。由于铣刀在工作时是连续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时应保证刀齿具有足够的强度。因此刀具角度可取3） 加工要求：粗铣轴承座的下底面。确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为 3mm
29、， 工艺设计简明手册表 1.4-8 和表 2.3-21 可知精加工余量为 1mm.4） 确定每齿进给量，由切削加工简明实用手册表 3.5，YG6 硬质合金端铣刀所允许的进给量为 f=0.14-0.24mm/z。但是采用的不对称铣，f=0.14mm/z， ap=2mm。5） 计算切削用量由切削加工简明实用手册表 3.16，当 d=125mm 时，z=12，ap3.5mm，f0.24mm/z 时，Vt=97m/min， nt=248r/min，Vft=333mm/min。各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89Ksv=Ksn=Ksv=1故：Vc=V t0.891=86.33m/minn=nt
30、0.891=220.7r/minVf=Vf0.891=296.4mm/min由机床可得：n=235r/min Vf=375mm/min则实际切削速度和进给量为：zmnczVfFdvz /13.0257in.910粗湖南科技大学本科毕业设计- 20 -校核该机床功率（只需校核粗加工即可） 。由切削简明手册表 3.24 得当174HBS207,ae100mm，ap2.0mm，d=125mm，z=12，Vf=475mm/min 切削功率P=3.8kw4.5kw其所消耗功率小于机床功率，故可用。6）计算基本工时 min15.037vfLtm2.5.11 精铣油孔端面1) 刀具和机床跟粗铣油孔端面的一样
31、。2） 由切削加工简明实用手册表 3.5 得，要使表面粗糙度达到 Ra1.6 时，f=0.4-0.6mm/z，ap=1mm3) 决定切削速度和进给量由切削加工简明实用手册表 3.16，当 d=125mm 时，Z=12，ap1.5mm，f0.1mm/z 时，Vt=124m/min，nt=316r/min，Vtf=304mm/min。各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89Ksv=Ksn=Ksv=1故 Vc=Vt0.891=110.4m/minn=nt0.891=281.2r/minVf=Vf0.891=270.6nn/min由机床 X52K 可得：n=300r/min Vf=300mm/m
32、in则实际切削速度和进给量为： min/75.1032514.dnv精 zczVfFz /8.34） 计算基本工时 in.0128fltm2.5.12 钻 M8 的孔1）确定加工余量刀具采用直柄麻花钻（硬质合金） ，麻花钻规格为 d=8mm。查机械制造工艺湖南科技大学本科毕业设计- 21 -设计简明手册 （以下简称简明手册 ）表 2.3-8 可得，精加工（铰）的加工余量为 0.2mm。2）确定进给量2.1）按加工要求确定进给量根据切削用量简明手册表 2.7，知当加工要求为 IT12 精度等级，材料为 HT200、 时 f=0.47-0.57mm/rmd90由于 l/d=38/9=4.约为 5.
33、故修正系数为 0.9。则 f=(0.47-0.57) 0.9=0.423-0.513mm/r2.2)按钻头强度决定进给量根据表 2.8，当材料为 HT200, 时，得钻头强度允许的进给量md8.70f=1.0mm/r。2.3）按机床进给机构强度决定进给量根据表 2.9，当 HBS=200，d10.2mm，F=78488330 得机床进给量f=1.6mm/r。故综合上述可得出：进给量 f=0.41mm/r3)校核轴向力可由表 2.19 可查出钻孔是当 f=0.41mm/r,d12mm 时 Fr=2500N,轴向力的修正系数均为 0.85.故 Ff=2125N。根据 Z3025 钻床机床进给机构强
34、度允许的最大轴向力 Fmax=7848N。故f=0.41mm/r 可用。4）确定钻头磨钝标准及寿命由表 2.12 可得，当 d20mm 是钻头后刀面最大磨损量取为 0.8mm，寿命T=35min。5）确定切削速度由表 2.14，HBS=200，加工属性四类由表 2.13 得，f=0.36mm/r 标准 d9.6mm 时Vc=19m/min切削速度的修正系数为 ，见表 2.3185.0K.10.tvcvTVK，min/5710 min/685.9Vrdvnf根据机床区 Nc=630r/min7) 计算基本工时湖南科技大学本科毕业设计- 22 -min09.41.638tnfLm2.5.13 攻
35、M8 的螺纹1）机床 ：Z525 立式钻床2）刀具：丝锥 M8，P=1.25mm3) 切削用量选为：v=0.1m/s=6m/min4) 机床主轴转速为：Ns=1000v/3.14*8=239r/min,按机床说明书选取n=272r/min,则 v=272*3.14*8/1000m/min;机动时，l=14+4=18mm,5） 计算基本工时：T=l/fn=0.05min第三章 夹具设计3.1 夹具简述在机床上加工工件时，为了保证工件的加工表面能狗达到规定的尺寸和位置公差要求，必须首先使工件占有一个正确的位置。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，成为定位。当工件定位后，为了避免在加工
36、中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作，成为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、成产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。用以装夹工件（和湖南科技大学本科毕业设计- 23 -引导刀具）的装置，称为机床夹具。机床夹具在生产中应用十分广泛。机床夹具的作用有以下四个方面：（1） 保证加工精度 机床夹具能够准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度，且稳定性好。（2） 提高生产效率 机床
37、夹具可快速的将工件定位和夹紧，减少辅助时间。（3） 减轻劳动强度 采用手动、气动和液动等夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。（4） 扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大。例如，在车床或者钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使其具有镗床的功能。3.1.1 按夹具的应用范围分类机床夹具大致可分为以下几类：1.通用夹具 通用夹具是指结构已经标准化，且有较大适用范围的夹具。例如，车床用的三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘，铣床用的平口钳及分度头等。这类夹具能较灵活地适用加工工件和加工工序的变换，适用于单件小批量生产。2.专用机床夹具 专用机床夹具是为某零件在某一道工序上的装夹而专门设计和制造的
38、夹具。专用机床夹具定位准确、装卸工件迅速，但是设计与制造的周期较长、费用较高。因此，主要适用于产品相对稳定而产量较大的成批或大量生产。在实际生产中，技术人员所设计的夹具通常都是专用机床夹具。3.组合夹具 组合夹具是用一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的夹具。组合夹具使用夹具后，拆散成元件和合件，可不断重复适用。组合夹具是机床夹具标准化、系列化和通用化程度最高的一种夹具。这类夹具，结构灵活多变，设计和组装周期短，夹具零部件能长期重复使用。但需要储备大量标准的零部件，且夹具刚性较低。因此，它主要适用于小批量多品种、产品变化快和新产品试制等场合。4.成组夹具 成组夹具是在多品种、中小批生产中采用
39、成组加工时，为每个工件设计制造的专用夹具（成组加工：根据零件结构、尺寸和工艺特征的相似性，对同类的全部零件进行分组，将同组零件集中在一条生产线或一台设备上进行加工） 。在夹具结构上，把与工件相联系的定位、夹紧和导向部分，设计成可调整或可以更换的结构。当从工件组中某一种工件转换为加工另一种工件时，只需进行个别的调整或更换，即可进行加工。5.随行夹具 随行夹具是指用于自动线上的移动式夹具。工件安装在随行夹湖南科技大学本科毕业设计- 24 -具上，由运送装置依次送达自动线的各个机床，并在机床工作台或机床的夹具上定位、夹紧。3.1.2 专用机床夹具的组成在生产中适用的机床夹具种类繁多，结构千变万化，根
40、据夹具元件在夹具中所起的作用，可归纳出夹具一般由以下几部分组成：1.定位元件定位元件是用于确定工件正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。2.夹紧装置夹紧装置是在工件定位后将工件夹牢的装置。3.对刀、导向元件对刀、导向元件是指用于确定或引导刀具的元件。例如钻套、镗套、对刀装置等，其作用是使刀具相对于定位元件获得正确的相对位置。4.夹具连接元件夹具连接元件是指用于保证夹具在机床上定位和夹紧用的元件。例如在铣床夹具底面上安装的定位键等。5.其他元件及装置根据工件的加工要求，有些夹具除上述组成部分外，还需设置其他元件或装置。例如进行多工位加工用的分度转位装置、
41、某些夹具的靠模装置、工件抬起装置和辅助支撑等。6 夹具体夹具体是用于连接夹具各个组成部分，使之称为一个整体的基础件。通常定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分，其他部分则根据夹具所属的机床类型、工件加工表面的特殊要求设置。3.1.3 机床夹具设计要求：1.机床夹具的结构应与其用途和生产规模相适用在大批大量生产中，夹具的主要作用是在保证产品质量的同时，要尽量提高生产效率。因此，应广泛采用多件夹紧机构，广泛适用气动、液动和电动夹紧装置等高效、省力的夹具。在中、小批生产中，夹具的主要作用是保证加工质量的同时，要适用产品快速转换的需求，并达到较好的经济性，广泛采用单件加工的夹具及手动夹紧机构。
42、在允许的情况下，可考虑采用可调夹具、成组夹具和组合夹具等。湖南科技大学本科毕业设计- 25 -2.尽量选用标准化的零部件夹具设计时要尽量采用结构成熟的标准夹紧机构、标准夹具元件和标准件，减少非标准零件，以提高夹具的标准化程度，缩短夹具设计的时间，提高夹具设计质量和降低夹具制造周期及成本。3.机床夹具结构应具有足够的刚度、强度和良好的稳定性为保证工件加工要求和夹具本身的精度不受破坏，夹具结构应具有较高的刚度和强度，夹具安装在机床工作台上应具有良好的稳定性，注意降低夹具重心，夹具底面轮廓尺寸相对于夹具高度尺寸的比例适当。4.保证适用方便和安全夹紧机构的操作手柄一般应放在右边或前面，以便于操作。操纵
43、夹紧件的手柄活扳手在操作范围内应有足够的活动空间。防止夹紧机构的活动件与机床、刀具相碰撞，因此，在设计时要认真查阅机床有关数据。同时，还要考清除切屑方便、安全。5.有良好的工艺性夹具设计应考虑便于夹具制造、检验、装配、调整和维修。对于夹具上精度要求高的位置尺寸，应考虑能否在装配后用组合加工的办法来保证，或依靠装配时调整的办法得到保证。3.2 定位方案的设计根据轴承座零件的结构以及加工工序过程选取钻 9mm 的孔。并且制定钻其孔所需的夹具。工件的定位机械零件是由若干要素（点、线、面）组成的，各要素之间都有一定的尺寸和位置公差要求，用来确定生产对象上几何要素之间几何关系所依据的那些点、线、面，称为
44、基准。在加工中用作确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。作为定位基准的点、线、面在工件上有时不一定实际存在（如外圆和内孔的轴心线，对称面等） ，而常由某些实际存在的表面来体现，这些体现定位基准的表面称为定位基面。工件的六点定位规则一个自由刚体，在空间直角坐标系中，有六个方向活动的可能性，即沿三个坐标轴方向移动和绕三个坐标轴方向的转动。自由刚体在空间的不同位置，就是这六个方向活动的结果。一般把某个方向活动的可能性称为一个自由度，湖南科技大学本科毕业设计- 26 -一个自由刚体在空间共有六个自由度。工件可近似的看成为自由刚体。工件在没有采取定位措施时，其位置具有六个可活动的方向
45、。要使工件在某个方向有确定的位置，就必须限制该方向的自由度。可以通过布置支撑点的方式来限制自由度。我们把在工件的适当位置，不知六个支撑点，限制工件的六个自由度，从而确定工件唯一确切位置的规则，称为六点定位规则。该工序拟定的定位方案为：如图 3-1 所示，用支撑板顶住零件的底面，然后在大孔内插入一根心轴，再用螺母从左端拧紧达到工件的定位和夹紧。且工件的定位方案符合六点定位原则，保证了工件的加工精度。图 3-13.3 夹紧方案的确定夹紧装置通常由三部分组成：（1） 动力装置 动力装置是产生夹紧作用力的装置。通常是指机动夹紧时所用的气动、液压、电动等动力装置。（2） 夹紧元件 夹紧元件是夹紧装置的最
46、终执行元件。通常它和工件受压表面直接接触而完成夹紧动作。（3） 中间传动机构 中间传动济公是介于力源和夹紧元件之间的传力机构，它将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件，例如铰链杠杆机构、锲斜机构等。夹紧装置的基本要求：湖南科技大学本科毕业设计- 27 -1） 夹紧时不得破坏工件在夹具中占有的正确位置；2） 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生过大的夹紧变形。3） 夹紧机构操作要安全、省力，夹紧迅速。4） 结构应尽量简单，便于制造与维修。夹紧机构的复杂程度、工作效率应与生产类型相适应。5） 具有良好的自锁性能。因为该轴承座零件的结构比较特殊
47、，而且在钻孔时其他工序基本上都已经完成。所以可以拟定选取零件的大通孔来用作零件在夹具上的夹紧。利用心轴与孔的过盈配合，使心轴穿过轴承座大通孔。在其左边用螺母紧固，螺母下面加装垫片，怎么受力面积，从而减小因为夹紧力带来的对工件的损伤。保持工件的完整度。夹紧机构采用螺母手动夹紧，这样可以大量节约生产成本。而且螺纹杆和螺纹的夹紧结构简单，易于制造、维护简单。零件的互换性好。这种机构的唯一缺点就是夹紧方式为手动夹紧，对于这种中批量小零件的生产可能会加大工人的劳动强度。操作起来也不是很简便。 夹紧力的计算： 322)tan(dDfdFlj 式中 螺纹升角螺纹摩擦角f 螺杆端面与工件之间的摩擦因数螺杆中径
48、2d得到夹紧力为 F=1345N。3.4 对刀装置及导向元件的选用钻床夹具的刀具导向元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并引导钻头等孔加工刀具，提高刀具刚度，防止在加工中发现偏斜。因为此道工序是钻孔，所以在这里选用的对刀及导向元件为钻套。且钻套类型为可换钻套。35 夹具体的设计夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础湖南科技大学本科毕业设计- 28 -件连接成一个有机整体。设计夹具体时应满足如下基本要求：（1） 足够的刚度和强度 设计夹具体是，应保证在夹紧力和切削力等外力作用下，不产生过大的变形和震动。必要时，可在适当位置设置诺干条加强筋。（2） 夹
49、具安装稳定 机床夹具通过夹具体具体安装在机床工作台上，安装应稳定，为此，机床夹具重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装的基面内。机床夹具高度越大，要求夹具体平面面积也越大。为使夹具体平面与机床工作台接触良好，夹具体平面中间部位应适当挖空。（3） 夹具体结构工艺性良好 设计时应注意夹具体的毛坯制造工艺性、机械加工工艺性和装配的工艺性。（4） 便于清除切削 为防止加工中切屑聚集在定位元件工作表面或其他装置中，影响工件的正确定位和夹具的正常工作，在设计夹具体时，要考虑切屑排除问题。根据夹具体的设计要求现设计夹具体机构如图 3.4-1、3.4-2 和图 3.4-3 所示。这设计和合理性好。能够保证夹具其他的零件很好的安装在夹具体上，配合精度高。而且这个结构的夹具体采用铸造成型的方法。铸造夹具体具有以下特点,所以得到
