支架工藝規(guī)程及加工3×Φ7螺紋孔工裝夾具設計及建?！救SPROE模型】【含14張CAD圖紙+PDF圖】
支架工藝規(guī)程及加工3×Φ7螺紋孔工裝夾具設計及建?！救SPROE模型】【含14張CAD圖紙+PDF圖】,三維PROE模型,含14張CAD圖紙+PDF圖,支架,工藝,規(guī)程,加工,螺紋,工裝,夾具,設計,建模,三維,PROE,模型,14,CAD,圖紙,PDF
摘 要
機械加工行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進的發(fā)展，在新經濟時代，行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，由此對其質量、性能要求有了新的變化?，F(xiàn)在機械加工行業(yè)發(fā)生著結構性變化，工藝工裝夾具的設計與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝夾具的設計與改良直接影響加工產品的質量與性能。
本課題主要是針對支架工藝規(guī)程和加工3×Φ7螺紋孔工裝夾具設計及其調研, 文中介紹了支架的加工工藝規(guī)程，以及在制定過程中所遇到問題的分析、工時定額、切削用量的計算等。同時通過對夾具整體方案的設計，定位機構的設計，以及了解了專用夾具的設計要求，詳細設計出了支架零件鉆3×Φ7螺紋孔的夾具機構，并對加工中用到的夾具的設計過程，包括定位、夾緊及誤差進行了分析和計算。
通過設計，進一步熟悉了加工工件工藝分析過程，了解夾具的設計規(guī)程，通過調研和查閱資料，從而設計出最佳的加工工藝方案和工件專用的夾具。通過刀具的合理選擇以及夾具的實際設計，掌握了一個零件加工工藝方案如何制定、夾具如何設計，并提高分析問題解決問題的能力。通過使用AutoCAD和Proe進行夾具設計，進一步提高了計算機繪圖能力，為我以后的學習和工作奠定了良好的基礎。
關鍵詞：支架；工藝方案；夾具；刀具
ABSTRACT
Mechanical processing industry as a traditional and vigorous industries,nearly ten years has achieved rapid development, In the new economic era，the profession has presented the recent trend of development, From this to its quality and the performance requirement had the new change. Now the machine-finishing profession is having the structural change, Technology to design the clamp and improved has become the enterprise survival and the development of the necessary conditions. Process design and improvement of jig directly affect the quality and performance of products.
This topic is mainly directed against the stents procedure and processing 3 x Φ7holes’
Jig design and research. This paper introduces the processing stent procedures，and the problems encountered of analysis in the process of establishing, fixed working hours, Cutting dosages of the calculation. Through the whole scheme design of fixture, design of positioning mechanism, and the special jig design requirements, The detailed design a stent parts 3xΦ7holes’ Jig design, And the process of using fixture design process, Including positioning, clamping and error is analyzed and calculated.
Through the design, Become more familiar with the process of machining the workpiece process analysis, learning fixture design rules, Through research and access to information, to design the best process technology program and a dedicated fixture workpiece. Through cutting tool's reasonable choice as well as jig's actual design, Grasping how to process a components craft plan to formulate, how to design a fixture, And improve the ability to analyze and solve problems. By using AutoCAD and Proe for fixture design, Have improved the computer painting ability further，F(xiàn)or my future study and work has laid a good foundation.
Keywords: Stent Technology Program Tool Jig
目 錄
引 言 2
第一章 工件加工工藝安排 3
第二章 機械加工工藝規(guī)程 5
2.1 工藝規(guī)程 5
2.1.1確定毛坯的制造形式 5
2.1.2材料的技術要求 5
2.1.3 基準的選擇 6
2.2 工藝規(guī)程涉及的計算 6
2.2.1工序一 銑后側大平面 6
2.2.2工序二 銑圓柱右側平面 7
2.2.3工序三 銑圓柱左側平面 8
2.2.4工序四 銑上平面 9
2.2.5工序五：加工Φ20H7孔 10
2.2.6工序六：加工Φ6H8孔 13
2.2.7工序七：加工3*Φ7-Φ14孔 16
第三章 夾具設計 20
3.1夾具總體方案設計 20
3.2定位機構的設計 20
3.3專用夾具設計要求 21
3.4加工支架3*Φ7-Φ14孔的工裝夾具 21
3.4.1本工序零件的加工要求分析 21
3.4.2確定夾具類型 21
3.4.3擬定定位方案和選擇定位元件 21
3.4.4切削力及夾緊力計算 22
3.4.5確定夾緊方案 23
3.4.6總體結構分析 23
3.4.7工作原理 24
3.5夾具圖 24
3.5.1夾具裝配圖如下 24
3.5.2夾具體如下 25
總 結 26
謝 辭 27
參考文獻 28
附 表 29
大連交通大學2010屆本科生畢業(yè)設計（論文）
引 言
當今社會人們廣泛使用家用機器和大型機器，人們的生活水平得到了很大的改善。因此我們的生活離不開制造業(yè)，當人們談起制造行業(yè)中的發(fā)展時,很少談到工件夾具,但是在零件生產的基本領域,夾具的生產的重要正逐步顯現(xiàn)出來。如今,制造商們需要供應商提供一步到位服務,他們要求世界范圍內的當?shù)毓棠軌蛑С秩蚧a。他們需要交鑰匙解決辦法。他們堅持與供應商保持并行生產過程開發(fā)。他們努力尋求各種以及所有可以降低其產品生產時間的對策。 那些制作夾具的人,必須采用與制作價值好幾百萬美元的加工中心的人們所采用的相同的規(guī)則,如今他們正在迎接這種挑戰(zhàn)。
夾具不僅保證了工件加工的相對位置，而且提高了勞動生產率、減輕了勞動強度，更為重要的是保證了產品質量。許多工件夾具系統(tǒng)依然高度依賴操作人員，由他們圍繞被裝夾的零件，依次松開和擰緊螺母和螺栓，這是一種費時又不可靠的作業(yè)。如果沒有緊固某個螺栓，或者緊固有變化，則可能產生不合格的夾緊或工件變形。在像天津一汽這樣大規(guī)模的汽車流水生產線上，往往要求采用大量高效的、快速的工裝夾具以滿足汽車生產的要求。由于這些工裝夾具數(shù)量大，要求高，直接影響產品質量，在設計時的數(shù)值顯得尤為重要。因為這些數(shù)值一經確定則其精度直接影響生產出的產品質量，若其數(shù)值偏大或偏小會造成資源的不必要浪費，還可能使產品出現(xiàn)一些不良影響。因此，設計出精準的夾具對工件生產加工具有重要意義。
在本次設計當中，把所學的機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料機械制造工藝，金屬切削原理及刀具，夾具設計和AutoCAD制圖有機結合起來，既是對以前所學知識的檢驗，又為我步入社會，參加工作打下了基礎。
在這次對支架工藝規(guī)程及加工3*Φ7螺紋孔工裝夾具設計中，我查閱了不少于此相關的資料，并進行了相關的調研，使我對支架有了更深層次的了解，了解了支架的基本結構、功能、及工作原理。還使我對AutoCAD、Proe等制圖軟件和各種資料的相關運用有了更深的理解。
在說明書編寫過程中，得到了宿崇老師以及相關同學的大力支持和熱情幫助，在此謹以致意。
雖然如此，限于本人水平有限，時間倉促，在設計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。
第一章 工件加工工藝安排
圖1-1
（根據(jù)零件圖上所標注的圖標為參考，工步如下）
表1-1 工件的加工工藝安排
序號
工序名稱
工序內容
刀具名稱
量具名稱
1
鑄造毛坯
用灰鑄鐵鑄造工件毛坯
端銑刀
游標卡尺
2
銑后側大平面
銑后側大平面至8（0+0.087）粗糙度為6.3
端銑刀
游標卡尺
3
銑圓柱右側平面
銑圓柱右側面至43（0+0.025）粗糙度為6.3
端銑刀
游標卡尺
4
銑圓柱左側平面
銑圓柱左側面至40（0+0.054）粗糙度為6.3
端銑刀
游標卡尺
5
銑上底面
銑上底面至5（0+0.098）粗糙度為6.3
端銑刀
游標卡尺
6
鉆、擴、鉸Φ20H7孔
鉆孔至Φ18（0+0.067）
標準鉆頭
塞規(guī)
擴孔至Φ19（0+0.054）
標準鉆頭
塞規(guī)
鉸孔至Φ20H7（0+0.006）粗糙度1.6
硬質合金鉸刀
塞規(guī)
7
鉆、擴、鉸Φ6H8孔
鉆孔至Φ4（0+0.037）
標準鉆頭
塞規(guī)
擴孔至Φ5（0+0.072）
標準鉆頭
塞規(guī)
鉸孔至Φ6H8（0+0.005）粗糙度3.2
硬質合金鉸刀
塞規(guī)
8
鉆、擴、鉸3*Φ7-Φ14孔
鉆孔至Φ5（0+0.034）保證大孔鉆孔至Φ12（0+0.087）
階梯鉆頭
塞規(guī)
擴孔至Φ6（0+0.064）保證大孔擴孔至Φ13（0+0.056）
階梯鉆頭
塞規(guī)
鉸孔至Φ7（0+0.007）保證大孔鉸孔至Φ14（0+0.007）粗糙度12.5
硬質合金鉸刀
塞規(guī)
9
清洗、檢驗
第二章 機械加工工藝規(guī)程
2.1 工藝規(guī)程
2.1.1確定毛坯的制造形式
支架零件的毛坯通常采用鑄鐵件。因為灰鑄鐵表層為白口組織，具有比較高的硬度和耐磨性。具有較高的抗壓強度。不易被破壞。價格也比較便宜，因此作為支架的材料比較適合。
選零件的材料為HT200，根據(jù)生產綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機鑄造。
2.1.2材料的技術要求
(1).零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷。
(2).未注形狀公差應符合GB1184-80的要求。
(3).未注長度尺寸允許偏差±0.5mm。
(4).鑄件公差帶對稱于毛坯鑄件基本尺寸配置。
(5).未注圓角半徑R5。
(6).未注倒角均為2×45°。
(7).銳角倒鈍。
(8).各密封件裝配前必須浸透油。。
(9).進入裝配的零件及部件（包括外購件、外協(xié)件），均必須具有檢驗部門的合格證方能進行裝配。
(10).零件在裝配前必須清理和清洗干凈，不得有毛刺、飛邊、氧化皮、銹蝕、切屑、油污、著色劑和灰塵等。
(11).裝配前應對零、部件的主要配合尺寸，特別是過盈配合尺寸及相關精度進行復查。
(12).裝配過程中零件不允許磕、碰、劃傷和銹蝕。
(13).規(guī)定擰緊力矩要求的緊固件，必須采用力矩扳手，并按規(guī)定的擰緊力矩緊固。
(14).同一零件用多件螺釘（螺栓）緊固時，各螺釘（螺栓）需交叉、對稱、逐步、均勻擰緊。
(15).鑄件表面上不允許有冷隔、裂紋、縮孔和穿透性缺陷及嚴重的殘缺類缺陷（如欠鑄、機械損傷等）。
(16).鑄件非加工表面上的鑄字和標志應清晰可辨，位置和字體應符合圖樣要求。
(17).鑄件非加工表面的粗糙度，砂型鑄造R，不大于50μm。
(18).鑄件有傾斜的部位、其尺寸公差帶應沿傾斜面對稱配置。
(19).鑄件非加工表面的皺褶，深度小于2mm，間距應大于100mm。
(20).機器產品鑄件的非加工表面均需噴丸處理或滾筒處理，達到清潔度Sa2 1/2級的要求。
(21).鑄件必須進行水韌處理。
(22).鑄件不允許存在有損于使用的冷隔、裂紋、孔洞等鑄造缺陷。
(23).裝配前，都要進行脫脂、酸洗、中和、水洗及防銹處理。
(24).裝配時，對管夾、支座、法蘭及接頭等用螺紋連接固定的部位要擰緊，防止松動。
2.1.3 基準的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。以零件的后側大平面作為基準面，其他基準另行說明。以便消除基準不重合誤差和轉換的誤差。
2.2 工藝規(guī)程涉及的計算
2.2.1工序一 銑后側大平面
1，選擇刀具
1）選擇YT15硬質合金刀片
根據(jù)表3.1，銑削深度ap=3mm時端銑刀直徑d0=125mm，ae為64mm，由于采用標準硬質合金端銑刀，齒數(shù)Z=12（表3.16）
2）銑刀幾何形狀（表3.2）：由于≤200MPa，故=60°，=30°，=5°，=8°，′=8°，=10°，=5°
2，選擇切削用量
1） 決定銑削深度ap由可加工余量不大，故可在一次走刀內切完ap=h=1.5mm。走刀兩次。
2）決定每齒進給量fz，采用不對稱端銑以提高進給量。當使用YT15，銑床功率7.5Kw，fz=0.09～0.18m／z，但是因為采用不對稱端銑，fz=0.18 mm／z。
3）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf，切削速度vc。
根據(jù)表3.16，當d0=125mm時，z=12，ap≤4mm，fz=0.18mm／z時vt=98 mm／min，nt=250 r／mm， vft=471 mm／min 各修正系數(shù)kmv=kmn=1.0，ksv=ksn=0.8故 vc=vt·kv=98×1.0×0.8=78.4m/min
n=nt·kn=250×1.0×0.8=200r/min
vf=vft·kft=471×1.0×0.8=376.8mm/min
根據(jù)立銑說明書，nc=235r／mm，vfc=190mm／min，
因此實際切削速度和每齒進給量
2-1
2-2
3計算基本工時
2-3
式中L=l+y+△,l=64mm,根據(jù)表3.26中不對稱
安裝銑刀入切量及超切量y+△=17
所以，tm=0.43min
2.2.2工序二 銑圓柱右側平面
1，選擇刀具
1）選擇YT15硬質合金刀片
根據(jù)表3.1，銑削深度ap=3mm時端銑刀直徑d0=80mm，ae為30mm，由于采用標準硬質合金端銑刀，齒數(shù)Z=10（表3.16）
2）銑刀幾何形狀（表3.2）：由于≤200MPa，故=60°，=30°，=5°，=8°，
′=8°，=-10°，=5°
2，選擇切削用量
2） 決定銑削深度ap由可加工余量不大，故可在一次走刀內切完ap=h=1.5mm。走刀兩次。
2）決定每齒進給量fz，采用不對稱端銑以提高進給量。當使用YT15，銑床功率7.5Kw，fz=0.09～0.18m／z，但是因為采用不對稱端銑，fz=0.18 mm／z。
3）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf，切削速度vc。
根據(jù)表3.16，當d0=80mm時，z=10，ap≤4mm，fz=0.18mm／z時vt=110 mm／min，nt=439 r／mm， vft=492 mm／min 各修正系數(shù)kmv=kmn=1.0，ksv=ksn=0.8故 vc=vt·kv=110×1.0×0.8=88m/min
n=nt·kn=439×1.0×0.8=351.2r/min
vf=vft·kft=492×1.0×0.8=393.6mm/min
根據(jù)立銑說明書，nc=375r／mm，vfc=300mm／min，
因此實際切削速度和每齒進給量，根據(jù)公式2-1，2-2得
3計算基本工時
根據(jù)公式2-3
式中L=l+y+△,l=30mm,根據(jù)表3.26中不對稱
安裝銑刀入切量及超切量y+△=8
所以，tm=0.13min
2.2.3工序三 銑圓柱左側平面
1，選擇刀具
1）選擇YT15硬質合金刀片
根據(jù)表3.1，銑削深度ap=3mm時端銑刀直徑d0=80mm，ae為30mm，由于采用標準硬質合金端銑刀，齒數(shù)Z=10（表3.16）
2）銑刀幾何形狀（表3.2）：由于≤200MPa，故=60°，=30°，=5°，=8°，
′=8°，=-10°，=5°
2，選擇切削用量
3） 決定銑削深度ap由可加工余量不大，故可在一次走刀內切完ap=h=1.5mm。走刀兩次。
2）決定每齒進給量fz，采用不對稱端銑以提高進給量。當使用YT15，銑床功率7.5Kw，fz=0.09～0.18m／z，但是因為采用不對稱端銑，fz=0.18 mm／z。
3）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf，切削速度vc。
根據(jù)表3.16，當d0=80mm時，z=10，ap≤4mm，fz=0.18mm／z時vt=110 mm／min，nt=439 r／mm， vft=492 mm／min 各修正系數(shù)kmv=kmn=1.0，ksv=ksn=0.8故 vc=vt·kv=110×1.0×0.8=88m/min
n=nt·kn=439×1.0×0.8=351.2r/min
vf=vft·kft=492×1.0×0.8=393.6mm/min
根據(jù)立銑說明書，nc=375r／mm，vfc=300mm／min，
因此實際切削速度和每齒進給量，根據(jù)公式2-1，2-2得
3計算基本工時
根據(jù)公式2-3
式中L=l+y+△,l=30mm,根據(jù)表3.26中不對稱
安裝銑刀入切量及超切量y+△=8
所以，tm=0.13min
2.2.4工序四 銑上平面
1，選擇刀具
1）選擇YT15硬質合金刀片
根據(jù)表3.1，銑削深度ap=3mm時端銑刀直徑d0=80mm，ae為12mm，由于采用標準硬質合金端銑刀，齒數(shù)Z=10（表3.16）
2）銑刀幾何形狀（表3.2）：由于≤200MPa，故=60°，=30°，=5°，=8°，
′=8°，=-10°，=5°
2，選擇切削用量
4） 決定銑削深度ap由可加工余量不大，故可在一次走刀內切完ap=h=1.5mm。走刀兩次。
2）決定每齒進給量fz，采用不對稱端銑以提高進給量。當使用YT15，銑床功率7.5Kw，fz=0.09～0.18m／z，但是因為采用不對稱端銑，fz=0.18 mm／z。
3）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf，切削速度vc。
根據(jù)表3.16，當d0=80mm時，z=10，ap≤4mm，fz=0.18mm／z時vt=110 mm／min，nt=439 r／mm， vft=492 mm／min 各修正系數(shù)kmv=kmn=1.0，ksv=ksn=0.8故 vc=vt·kv=110×1.0×0.8=88m/min
n=nt·kn=439×1.0×0.8=351.2r/min
vf=vft·kft=492×1.0×0.8=393.6mm/min
根據(jù)立銑說明書，nc=375r／mm，vfc=300mm／min，
因此實際切削速度和每齒進給量，根據(jù)公式2-1，2-2得
3計算基本工時
根據(jù)公式2-3
式中L=l+y+△,l=12mm,根據(jù)表3.26中不對稱
安裝銑刀入切量及超切量y+△=4
所以，tm=0.053min
2.2.5工序五：加工Φ20H7孔
計算步驟：一、鉆孔至Φ18（0+0.067）
機床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=18mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進給量f
1)按加工要求決定進給量，當加工要求H12～H13精度時，鑄鐵強度≤200時，d0=18mm時f=0.70～0.86mm／r
2)按鉆頭強度決定進給量，根據(jù)表2.8當=200MPa，d0=18mm，鉆頭允許的進給量f=1.75mm／r
3)按機床進給機構強度決定進給量，根據(jù)表2.9.當≤200MPa，d0≤20.5mm機床進給機構允許的軸向力8330N時進給量為0.66 mm／r
從以上三個進給量比較看出受限制的進給量是工藝要求。其值為f=0.81mm/r
由表2.19可看出鉆孔時的軸向力
當f=0.81，d0≤21mm時軸向力Ff=7260N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=7260N
根據(jù)Z525機床說明書機床進給機構允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.81 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=18mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.81mm／r標準鉆頭d0=18mm時Vc=10m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0
V=Vt·Kv 2-4
V=Vt·Kv=10×1.0×1.0×0.85×1.0=8.5 m／min
2-5
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=195 r／min但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.62mm／r，也可選擇較低一級轉速nc=140 r／min，仍使f=0.81 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.62mm／r nc=195 r／min nc·f=0.62×195=120.9 mm／min
2)第二方案 f=0.81mm／r nc=140 r／min nc·f=0.81×140=113.4 mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時較少，故第一方案較好。
這時Vc=10 m／min，f=0.62mm／r。
(4)檢驗機床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當f≤0.64mm／r，d0=≤19mm，Mt=51.99N·m
扭轉修正系數(shù)均為1.0.故Mc=51.99N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=195 r／min，Mm=195.2N·m
根據(jù)表2.23當=170～213HBS，d0=18mm，f≤0.63，Vc=10 m／min 時Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.62mm／r，n=nc=195 r／min，Vc=10m／min
3計算基本工時
2-6
式中L=l+y+△,l=40mm,入切量及超切量y+△=8mm
所以，tm=0.397min
二、擴孔至Φ19（0+0.054）
機床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=19mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進給量f
1)按加工要求決定進給量，當加工要求H12～H13精度時，鑄鐵強度≤200時，d0=19mm時f=0.70～0.86mm／r
2)按鉆頭強度決定進給量，根據(jù)表2.8當=200MPa，d0=19mm，鉆頭允許的進給量f=1.75mm／r
3)按機床進給機構強度決定進給量，根據(jù)表2.9.當≤200MPa，d0≤20.5mm機床進給機構允許的軸向力8330N時進給量為0.66 mm／r
從以上三個進給量比較看出受限制的進給量是工藝要求。其值為f=0.81mm/r
由表2.19可看出鉆孔時的軸向力
當f=0.81，d0≤21mm時軸向力Ff=7260N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=7260N
根據(jù)Z525機床說明書機床進給機構允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.81 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=19mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm壽命T=60min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.81mm／r標準鉆頭d0=19mm時Vc=10m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=10×1.0×1.0×0.85×1.0=8.5 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=195 r／min但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.62mm／r，也可選擇較低一級轉速nc=140 r／min，仍使f=0.81 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.62mm／r nc=195 r／min nc·f=0.62×195=120.9 mm／min
2)第二方案 f=0.81mm／r nc=140 r／min nc·f=0.81×140=113.4 mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時較少，故第一方案較好。
這時Vc=10 m／min，f=0.62mm／r。
(4)檢驗機床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當f≤0.64mm／r，d0=≤19mm，Mt=51.99N·m
扭轉修正系數(shù)均為1.0.故Mc=51.99N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=195 r／min，Mm=195.2N·m
根據(jù)表2.23當=170～213HBS，d0=19mm，f≤0.63，Vc=10 m／min 時Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.62mm／r，n=nc=195 r／min，Vc=10m／min
3計算基本工時
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=40mm,入切量及超切量y+△=8mm
所以，tm=0.397min
三、鉸孔至Φ20H7（0+0.006）
查表2.25可知：進給量f=0.3mm/r,切削速度vc =8m/min。
決定鉸刀磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=20mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.4mm壽命T=60min
計算基本工時
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=40mm,入切量及超切量y+△=8mm
所以，tm=0.397min
2.2.6工序六：加工Φ6H8孔
計算步驟：一、鉆孔至Φ4（0+0.037）
機床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=4mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進給量f
1)按加工要求決定進給量，當加工要求H12～H13精度時，鑄鐵強度≤200時，d0=4mm時f=0.27～0.33mm／r
2)按鉆頭強度決定進給量，根據(jù)表2.8當=200MPa，d0=4mm，鉆頭允許的進給量f=0.50mm／r
3)按機床進給機構強度決定進給量，根據(jù)表2.9.當≤210MPa，d0≤10.2mm機床進給機構允許的軸向力8330N時進給量為1.6 mm／r
從以上三個進給量比較看出受限制的進給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r
由表2.19可看出鉆孔時的軸向力
當f=0.28，d0≤10.2mm時軸向力Ff=2520N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=2520N
根據(jù)Z525機床說明書機床進給機構允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=4mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=20min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標準鉆頭d0=4mm時Vc=14m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=960 r／min但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級轉速nc=680r／min，仍使f=0.28 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.22mm／r nc=960 r／min nc·f=0.22×960=211.2 mm／min
2)第二方案 f=0.28mm／r nc=680 r／min nc·f=0.28×680=190.4 mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時較少，故第一方案較好。
這時Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。
(4)檢驗機床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82N·m
扭轉修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=960 r／min，Mm=29.4N·m
根據(jù)表2.23當=170～213HBS，d0=4mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.22mm／r，n=nc=960r／min，Vc=14m／min
3計算基本工時
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=10mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.06min
二、擴孔至Φ5（0+0.072）
機床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=5mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進給量f
1)按加工要求決定進給量，當加工要求H12～H13精度時，鑄鐵強度≤200時，d0=5mm時f=0.27～0.33mm／r
2)按鉆頭強度決定進給量，根據(jù)表2.8當=200MPa，d0=5mm，鉆頭允許的進給量f=0.50mm／r
3)按機床進給機構強度決定進給量，根據(jù)表2.9.當≤210MPa，d0≤10.2mm機床進給機構允許的軸向力8330N時進給量為1.6 mm／r
從以上三個進給量比較看出受限制的進給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r
由表2.19可看出鉆孔時的軸向力
當f=0.28，d0≤10.2mm時軸向力Ff=2520N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=2520N
根據(jù)Z525機床說明書機床進給機構允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=5mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=20min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標準鉆頭d0=4mm時Vc=14m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=960 r／min但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級轉速nc=680r／min，仍使f=0.28 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.22mm／r nc=960 r／min nc·f=0.22×960=211.2 mm／min
2)第二方案 f=0.28mm／r nc=680 r／min nc·f=0.28×680=190.4 mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時較少，故第一方案較好。
這時Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。
(4)檢驗機床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82N·m
扭轉修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=960 r／min，Mm=29.4N·m
根據(jù)表2.23當=170～213HBS，d0=4mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.22mm／r，n=nc=960r／min，Vc=14m／min
3計算基本工時
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=10mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.06min
三、鉸孔至Φ6H8（0+0.005）
查表2.25可知：進給量f=0.2mm/r,切削速度vc =8m/min。
決定鉸刀磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=5mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.4mm壽命T=60min
計算基本工時
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=10mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.06min
2.2.7工序七：加工3*Φ7-Φ14孔
計算步驟：一、鉆孔至Φ5（0+0.034），保證大孔鉆孔至Φ12（0+0.087）以小孔為基準，使用階梯鉆頭。（因為階梯鉆頭的剛度不同，應以小鉆頭為基準）
機床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=5mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進給量f
1)按加工要求決定進給量，當加工要求H12～H13精度時，鑄鐵強度≤200時，d0=5mm時f=0.27～0.33mm／r
2)按鉆頭強度決定進給量，根據(jù)表2.8，當硬度為200HBS，d0=5mm，鉆頭允許的進給量f=0.60mm／r
3)按機床進給機構強度決定進給量，根據(jù)表2.9.當硬度≤210HBS，d0≤10.2mm機床進給機構允許的軸向力8330N時進給量為1.6 mm／r
從以上三個進給量比較看出受限制的進給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r
由表2.19可看出鉆孔時的軸向力
當f=0.28，d0≤10.2mm時軸向力Ff=4280N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=4280N
根據(jù)Z525機床說明書機床進給機構允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=5mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標準鉆頭d0=5mm時Vc=14m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=960 r／min但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級轉速nc=680r／min，仍使f=0.28 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.22mm／r nc=960 r／min nc·f=0.22×960=211.2 mm／min
2)第二方案 f=0.28mm／r nc=680 r／min nc·f=0.28×680=190.4mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時較少，故第一方案較好。
這時Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。
(4)檢驗機床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82·m
扭轉修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=960 r／min，Mm=29.4N·m
根據(jù)表2.23當=170～213HBS，d0=5mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.22mm／r，n=nc=960r／min，Vc=14m／min
3計算基本工時
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
二、擴孔至Φ6（0+0.064）,保證大擴孔至Φ13（0+0.056）以小孔為基準，使用階梯擴孔鉆頭。
機床—Z525立式鉆床
1，選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑等d0=6mm。
2，選擇切削用量
(1)決定進給量f
1)按加工要求決定進給量，當加工要求H12～H13精度時，鑄鐵強度≤200時，d0=6mm時f=0.27～0.33mm／r
2)按鉆頭強度決定進給量，根據(jù)表2.8，當硬度為200HBS，d0=6mm，鉆頭允許的進給量f=0.72mm／r
3)按機床進給機構強度決定進給量，根據(jù)表2.9.當硬度≤210HBS，d0≤10.2mm機床進給機構允許的軸向力8330N時進給量為1.6 mm／r
從以上三個進給量比較看出受限制的進給量是工藝要求。其值為f=0.28mm/r
由表2.19可看出鉆孔時的軸向力
當f=0.28，d0≤10.2mm時軸向力Ff=4280N軸向力的修正系數(shù)均為1.0故Ff=4280N
根據(jù)Z525機床說明書機床進給機構允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于Ff〈Fmax故f=0.28 mm／r可用
(2)決定鉆頭磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=6mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm壽命T=60min
(3)決定切削速度 由表2.15 f=0.28mm／r標準鉆頭d0=6mm時Vc=14m／min
切削速度修正值為KTv=1.0，Kcv=1.0 Klv=0.85，Ktv=1.0，根據(jù)公式2-4，2-5得
V=Vt·Kv=14×1.0×1.0×0.85×1.0=11.9 m／min
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮使用nc=680 r／min但因所選轉數(shù)較計算轉數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.22mm／r，也可選擇較低一級轉速nc=545r／min，仍使f=0.28 mm／r
比較兩種選擇方案
1)第一方案 f=0.22mm／r nc=680 r／min nc·f=0.22×680=149.6mm／min
2)第二方案 f=0.28mm／r nc=545 r／min nc·f=0.28×545=152.6mm／min
因此第一方案nc·f的乘積比較大，基本工時較少，故第一方案較好。
這時Vc=14 m／min，f=0.22mm／r。
(4)檢驗機床扭矩及功率
根據(jù)表2.21，當f≤0.26mm／r，d0≤11.1mm，Mt=8.82·m
扭轉修正系數(shù)均為1.0.故Mc=8.82N·m
根據(jù)Z525鉆床說明書，當nc=680 r／min，Mm=42.2N·m
根據(jù)表2.23當=170～213HBS，d0=6mm，f≤0.53，Vc=14 m／min 時Pc=1.0KW
根據(jù)Z525機床說明書PE=2.8KW
由于Mc＜Mm Pc＜PE 故選擇之切削用量可用
即f=0.22mm／r，n=nc=680r／min，Vc=14m／min
3計算基本工時
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
三、鉸孔至Φ7（0+0.007），保證大孔鉸孔至Φ14（0+0.007）
查表2.25可知：進給量f=0.2mm/r,切削速度vc =8m/min。
決定鉸刀磨鈍標準壽命 由表2.12，當d0=7mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.4mm壽命T=60min
計算基本工時
根據(jù)公式2-6
式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量y+△=2.5mm
所以，tm=0.050min
第三章 夾具設計
根據(jù)所給零件的加工特點設計出了和它有關的機床夾具，這些夾具在所給支架零件的機械加工制造工藝過程中起著十分重要的作用。具體體現(xiàn)在以下幾方面：保證和穩(wěn)定零件加工質量；提高勞動生產率，降低成本；夾具可擴大機床的工藝范圍，做到同機可加工多件；減輕工人勞動強度，保證安全生產。
這些機床夾具作為機械加工系統(tǒng)的重要組成部分，其設計、制造質量直接影響到機械加工系統(tǒng)的加工質量和工作可靠性。應保證工件加工質量的要求；應能提高加工效率；有益于降低成本；夾具的操作維護影安全方便。
隨著現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展，我們對機床夾具設計要求也越來越高，除前述基本要求，還應在下述方面予以足夠重視：夾具的結構標準化、模塊化；夾具制造的精密化；夾具功能的柔性化；夾具傳動的高效化、自動化；夾具設計自動化。
3.1夾具總體方案設計
在做夾具總體方案設計時考慮到下列問題：
1. 夾具裝夾保證工件的加工精度條件；
2. 工件夾具中的正確裝夾；
3. 夾具對切削成型運動具有正確的相互關系。
4. 夾具相對刀具的正確調整。
5. 有良好的結構工藝性，充分考慮制造、檢驗、裝配、調整和維修的方便。
3.2定位機構的設計
在制定零件機械加工工藝規(guī)程時，首先應遵循六點定位原則，其次應盡可能以設計基準為工序基準，確定定位方案，設計夾具時要使定位基準重合，滿足下列要求：（1）基準面應能保證工件的定位準確，能迅速完成工件的定位和夾緊，裝夾可靠，且夾具結構簡單，裝卸工件方便。
（2）確定的基準與各加工部位的各個尺寸運算簡單，盡量減少尺寸鏈計算，避免或減少因計算環(huán)節(jié)產生的計算誤差。
通過上述分析，確定了支架的定位基準為零件的后側大平面和Φ20H7孔。
3.3專用夾具設計要求
根據(jù)下列要求設計專用夾具：
1）保證工件加工要求
2）提高加工效率，降低成本。
3）操作方便，便于排屑，工作安全，能降低工人勞動強度。
4）有良好的結構工藝性，便于制造、檢驗、裝配、調整和維修。
根據(jù)下列步驟設計專用夾具：
1） 明確任務，研究資料，了解生產條件。
2） 制定夾具的結構方案，繪制夾具結構草圖。
3） 繪制夾具總圖，標注有關尺寸和技術要求。
4） 繪制零件裝配圖。
3.4加工支架3*Φ7-Φ14孔的工裝夾具
3.4.1本工序零件的加工要求分析
本道工序通過鉆、擴、鉸的方法最終實現(xiàn)加工。首先鉆孔至Φ12（0+0.087），同時保證小孔鉆孔至Φ5（0+0.034），再擴孔至Φ13（0+0.056），同時保證小孔擴孔至Φ6（0+0.064）；最后鉸孔至Φ14（0+0.007）粗糙度12.5，同時保證小孔鉸孔至Φ7（0+0.007）粗糙度12.5。
3.4.2確定夾具類型
根據(jù)零件結構，采用偏心夾緊機構，為通用夾具。為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用直徑相符的階梯鉆頭，一次走刀完成，同時為了減少加工成本采用手動夾緊。
3.4.3擬定定位方案和選擇定位元件
1定位方案
根據(jù)工件結構的特點，其定位方案如下：
設計基準與工藝基準重合，以后側大平面和Φ20H7孔為定位基準。為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用標準鉆頭的階梯鉆頭，一次走刀完成，同時為了減少加工成本采用手動夾緊。
2定位元件
因為該工件質量較小，采用偏心夾緊機構來夾緊工件，即可滿足工件定位和夾緊要求。
3定位誤差計算
△D.w(A)=0
△D.w(B)=
△D.w(C)=
只要△D.w(A)+ △D.w(B)+ △D.w(C)≤即可
————該工序的加工誤差；（=0.02mm）
————用定位銷定位一個圓柱體時的柱體公差。（=0.004mm）
所以△D.w(A)+ △D.w(B)+ △D.w(C)=0+×0.004+×0.004=0.004≤=0.02mm 因此該方案可行。
3.4.4切削力及夾緊力計算
一．切削力計算
3-1
查表得CF=420 =1.0 yF=0.8 =0.94 =0
計算得出=441.5N
二．軸向力計算
3-2
查表2.32得CF=420 zF=1.0 yF=0.8 =0.94
計算得出Ff=823N
扭矩計算
3-3
查表2.32得=0.206 =2.0 =0.8 =0.94
計算得出= 2.83Nm
功率計算
=0.189 kW
三．夾緊力計算
由于是圓偏心夾緊機構，因此：
3-4
式中
其中：W——夾緊力
Q——作用力
L——力臂
——回轉中心到接觸點距離
——接觸點升角
——偏心輪與接觸面的摩擦角
——偏心輪與軸銷的摩擦角
R——偏心輪半徑
e——偏心距
S——夾緊行程
——偏心輪轉角
查表得Q=15 L=2D=80mm == 60
E=1.7mm =450 但為了滿足夾緊要求，夾緊力應大于同方向的切削力，由與切削力同方向的摩擦力實現(xiàn)，F(xiàn)=nW+Ff2=883N n=0.15 得出W=400N
3.4.5確定夾緊方案
該工序可采用偏心輪夾緊機構來實現(xiàn)夾緊，根據(jù)平衡方程，夾緊力的合力應與刀具的切削力相等，方向
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