设计说明书

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设计说明书

题目：右出线轴钻 6-Ф6 夹具设计

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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。

右出线轴加工工艺规程及其钻 6-Ф6 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。

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ABSTRCT

This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.

The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications;

Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.

Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error

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序言

………5

第一章零件的分析

………6

1.1 零件的作用………6

1.2 零件的主要技术条件分析………6

第二章零件工艺规程设计

………6

2.1 确定零件的生产类型………6

2.2 确定零件毛坯的制造形式………6

2.3 制定工艺路线………7

2.4 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸………9

2.5 确定各序工艺装备及切削用量………11

第三章夹具设计

………26

3.1 概述………26

3.2 方案设计………26

3.3 切削力和夹紧力的计算………26

3 .4 定位误差分析………27

3.5 夹具设计及操作说明………27

总结

………29

致谢

………30

参考文献

………31

(5)

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。

右出线轴的加工工艺规程及其钻孔的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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。

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。

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第一章零件的分析

1.1 零件的作用

右出线轴是传动装置的重要零件，它负责传动力，承受着扭矩，因为输出轴与传动机构连接，并且中心部分与该零件是键连接，因而该零件的键槽承受着一定载

苛以及一定的冲击力，所以该零件承受传动力和扭矩。

1.2 零件的主要技术条件分析

1、为了适合锻件技术要求，因而采用精度等级为 IT12。

2、为了保证锻件整个零件的同轴度，首先以Ф50 外圆表面为基准，粗车 Φ55Φ90 的外面及其端面并钻中心孔，再以Φ90 为基准，粗车除Φ 55Φ90 以个的各外圆及其端面，最后以Ф50 外圆为精基准，磨Φ90 外圆。

有关键槽的技术要求：

右出线轴在工作时，将受到一定的扭矩，扭矩是通过键槽传递的，因此，

对于这四个键槽端面有一定的粗糙度，该粗糙度为 6.3，属于锻造件中较高的粗糙度要求。

第二章零件工艺规程设计

2.1 确定零件的生产类型

生产纲领的确定：

N_零=Q* n（1+α+β）

式中：N_零：零件的生产纲领；

Q：产品的生产纲领，Q=5000 台/年；

n:每一产品中包含该零件的数量 n=1；

α：零件的备品率，一般情况下为α=3%～5%

取4%

β：零件的平均废品率，取β=1；

(7)

∴N_零=5000*1（1+4%+1%）

=5，025 件/年

根据任务书可知零件为大量生产。

2.2 确定零件毛坯的制造形式

影响毛坯选择的因素通常包括：

1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。

2、零件的结构形状和外形尺寸。

3、零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。

4、零件生产纲领的大小。

5、现有生产能力和发展前途。

由于右出线轴要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择 42CrMo。

因为右出线轴在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且锻件的锻造性能较好，。由于该零件的轮廓尺寸相对较大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用锻造成型。

2.3 制定工艺路线

1、工艺过程的安排：

在右出线轴加工中，影响加工精度的主要因素有：

右出线轴是锻造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。

因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，

既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。

这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，

半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。

2、各主要表面的工序安排如下：

⑴外圆外表及其端面：车。

(8)

⑵钻孔、锪孔。

钻Φ10 孔，锪孔Φ16.5，再锪孔Φ24 钻Φ10 孔，锪孔Φ29，

4 一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。

2．右出线轴工艺路线的方案之一：

⑴_锻造

⑵_正火处理；

⑶车Φ55Φ90 外圆及其端面并钻中心孔；

⑷钻中心孔，车除Φ55Φ90 以外的外圆及其端面，车槽

2

^—

2

⁻⁻⁰⁰^.^.⁰¹⁰⁵

⑸半精车Φ55Φ90Φ110 外圆及其端面

⑹半精车除Φ55Φ90Φ110 心外的外圆及其端面，车槽

2

^—

2

⁻⁻⁰⁰^.^.⁰¹⁰⁵

⑺_钻

5 5 . 16

10 6 Φ 深

Φ

− ，

5 14

5 . 10 6

Φ 深 Φ

− ，

配作 8 2−Φ

⑻_{钻 6-Φ8 孔}

⑼钻Φ10 深 200 孔，锪孔Φ16.5 沉头 8，再锪孔Φ24 沉头 3

⑽_{钻 6-Φ6 孔}

⑾钻Φ10 深 200 孔，锪孔Φ29 沉头 15

⑿车孔Φ32 宽 1.3，

⒀铣键槽

⒁磨Φ29 内孔，Ф90 外圆

⒂_{检验，入库}

4、此方案具有如下特点：

⑴加工阶段划分得较合理：

输出轴是锻造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。

因此，在安排工艺过程时，就需要把各表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这样避免了由于粗加工工序切削余量大，切削力、夹紧力必然大，加工后易产生变形。

如：内应力引起的变形；夹紧力较大引起的变形；切削温度过高引起的变形；

工艺系统的热变形等的影响。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精及精加工中得到修正，就能最后达到零件的技术要求。同时，还能合理地使用设备，保证加工质量。在粗加工各表面后及早地发现毛坯缺陷，避免损失更多的工时和费用。

⑵定位基准的选择

(9)

右出线轴加工作为精基准的表面是外圆面，以及两中心孔定位，而作为精基准的表面应该提前加工完。在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求。因此按照粗基准选择原则，以Φ50 外圆面为粗基准来加工Φ55Φ90 外圆及其端面，并钻中心孔——精基准。在右出线轴的加工过程中定位基准满足基准重合原则，简化了工艺过程的制定，使夹具的设计、制造简单，降低成本。

⑶按照工序分散的原则来拟定工艺路线：

右出线轴的加工过程中，各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则进行的。由于输出轴的形状复杂，要加工表面不便于集中加工，为了适应大批量生产的快节奏，必须在各工序采用高效率的专用机床和夹具，以提高生产率，保证加工质量，使各工序的时间趋于平衡，按一定的节拍组织流水生产。虽然现代生产的发展多趋向于工序集中，但工序分散在大批量生产中仍应用很广泛。

2.4 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸

右出线轴材料为 42CrMo。

机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了成本。所以，必须合理地安排加工余量。

本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及公差等级。

（1）单边、双边的加工余量及工序尺寸的确定

由（Ⅰ）表2.2—4 α=6.5 α=4.5

锻件机械加工余量基本尺寸

大于至

加工余量数值

5.5 6.0 6.5 7.5 8.5 9.0 10 11 12 --- 100

3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 5.5 6.5 6.5 7.5 6.5 7.0 8.0 9.0 10 11 12 13 14 100 160

4.0 4.5 5.5 6.0 7.0 7.0 8.0 8.0 9.0 7.5 8.5 9.5 11 13 13 15 15 17 160 250

5.0 6.0 7.0 8.5 9.0 8.5 10 9.5 11 250 400 8.5 9.5 11 13 15 15 17 18 20

(10)

5.5 6.5 8.0 10 11 10 12 12 14 10 11 13 16 18 17 20 20 23 400 630

6.5 7.5 9.5 12 13 12 14 13 16 12 13 15 18 20 20 23 23 26 630 1000

7.5 9 11 14 15 14 17 15 18 基本尺寸

大于至

加工余量数值

13 15 17 20 23 23 26 27 30 1000 1600

8.5 10 13 16 17 16 19 18 21 表2.2--4

注：

1、表中每拦有两个加工余量数值，上面的

数值是以一侧为基准，进行单侧加工的加工余量，进行单侧加工的加工余量值。下面为双侧加工时，每侧的加工余量值。

2、表中略去基本尺寸大于 1600—10000mm 的加工余量数值。

（2）锻件公差等级的确定表（Ⅱ）2.2—5 可知

注：

1、锻件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量等级需降低一级选用。例：尺寸公差为 CT12 级，加工余量底、侧面为 MA—H 级。

2、锻件的底、侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工与量等级中最粗级时。例：底、侧面加工与量为 CT12 级，MA—H 级。

3、锻造孔的加工余量等级可与底面、侧面相同的等级。

（3）锻造孔的最小尺寸

在锻造工艺上为制造方面，一般当锻造孔径小于规定尺寸时可不锻出，零件上的孔如难以机械加工，最小孔径也可放宽到特殊情况数值。

（4）锻造壁的最小厚度各种锻造方法锻件的最小壁厚可见表。

（5）锻造斜度

锻件常选用 1°30′～2°。待加工表面的斜度数值可以大一些，非加工表面斜度数值可适当减小。一般参照表选取。为便于模具制造及造型，各面斜度数值应尽量一致。

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2.5 确定各序工艺装备及切削用量

工序 I：车Φ55Φ90 外圆及其端面并钻中心孔工步一：车Φ55Φ90 外圆

选择硬质合金车刀

1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）机床功率为 7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小量 f=0.14 mm/z。

3）查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表 3.7，后刀面最大磨损为 1.0~1.5mm。

查《切削手册》表 3.8，寿命 T=180min

4）计算切削速度按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床

车床参数，选择 n_c=475r/min,V_fc=475mm/s, 则实际切削速度 V

c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实际进给量为 f _zc=V

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

5)校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为 Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 ap=1.0mm，n_c=475r/min,V_fc=475mm/s，V _c=119.3m/min，f _z=0.16mm/z。

6）计算基本工时

tm＝L/ Vf=(15+55)/475=0.147min。

工步二：_{车Φ55Φ90 端面}

车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s, 则实际切削速度 V

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。

tm＝L/ Vf=(29.5+17.5)/475=0.099min。

工步三：钻中心孔

选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表 3.1－6）

由《切削》表 2.7 和《工艺》表 4.2－16 查得 f_机=0.28mm r/

(12)

V_c_查=16 / minm （《切削》表 2.15）

¹⁰⁰⁰ ^{1000 16} 600( / min) 8.5

Vc

n r

πD π

= = × =

×

查查

按机床选取n_机=545 / minr

^{8.5 545} 1455( / min) 1000 1000

c

V πDn π× × m

= ^机 = =

机

基本工时： ¹ ² ^{10 3 3} 0.10(min) 545 0.28

l l l t n f

+ + + +

= = =

机机 ×

工序 II：钻中心孔，车除Φ55Φ90 以外的外圆及其端面，车槽

2 − 2

⁻⁻⁰⁰^.^.⁰¹⁰⁵

工步一：钻中心孔

选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表 3.1－6）

由《切削》表 2.7 和《工艺》表 4.2－16 查得 f_机=0.28mm r/

V_c_查=16 / minm （《切削》表 2.15）

¹⁰⁰⁰ ^{1000 16} 600( / min) 8.5

Vc

n r

πD π

= = × =

×

查查

按机床选取n_机=545 / minr

^{8.5 545} 1455( / min) 1000 1000

c

V πDn π× × m

= ^机 = =

机

基本工时： ¹ ² ^{10 3 3} 0.10(min) 545 0.28

l l l t n f

+ + + +

= = =

机机 ×

工步二：车除Φ55Φ90 以外的外圆选择硬质合金车刀

(13)

c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实际进给量为 f zc=V

fc/n_cz=475/(300*10)=0.16mm/z。

t_m＝L/ Vf=(25+20+93+7+100+7+17+45)/475=0.45min。

工步三：车除Φ55Φ90 以外的端面

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

tm＝L/ Vf=(86+21.5+47.5+20+20+17.5)/475=0.405min。

工序 III：半精车Φ55Φ90Φ110 外圆，其端面及倒角工步一：半精车Φ55Φ90Φ110 外圆

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

(14)

tm＝L/ Vf=(15+55+45)/475=0.242min。

工步二：半精车Φ55Φ90Φ110 端面及倒角

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

tm＝L/ Vf=(29.5+17.5+10)/475=0.12min。

工序 IV：半精车除Φ55Φ90Φ110 以外的外圆及其端面，车槽

2 − 2

⁻⁻⁰⁰^.^.⁰¹⁰⁵

工步一：半精车除Φ55Φ90Φ110 以外的外圆选择硬质合金车刀

1）车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择 a_p=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。

车床参数，选择 n_c=475r/min,V_fc=475mm/s, 则实际切削速度 V

c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实际进给量为 f zc=V

fc/n_cz=475/(300*10)=0.16mm/z。

最终确定 ap=1.0mm，n_c=475r/min,V_fc=475mm/s，V _c=119.3m/min，f _z=0.16mm/z。

t_m＝L/ Vf=(25+20+93+7+100+7+17)/475=0.566min。

工步二：半精车除Φ55Φ90Φ110 以外的端面及倒角

(15)

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

tm＝L/ Vf=(86+21.5+47.5+20+20+17.5)/475=0.447min。

工步三：车槽

2 − 2

⁻−⁰0^..⁰¹05

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

tm＝L/ Vf=17/475=0.036min。

工序 V：钻

5 5 . 16

10 6 Φ 深

Φ

− ，

5 14

5 . 10 6

Φ 深 Φ

− ，

配作 8 2−Φ

工步一：钻

5 5 . 16

10 6 Φ 深

Φ

−

（1）钻 6-Φ10 孔钻头选择：

钻头几何形状为：双锥修磨具刃，刀具材料 YG8,钻头参数：

(16)

ｄ＝Ф10ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°, Ψ=55°,b=2mm，=4mm。

根据《机械加工工艺师手册》表 28—1 确定 f=0.4—0.8mm ａ、按机床进给强度决定进给量： ,当σb＝210MPa

ｄ0＝10mm 可确定 f=0.75。

按 C3163-1 车床说明书取 f=0.62mm/n.

ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命，当 do=10mm、钻头最大磨损量取 0.6 寿命 T=45min.

ｃ、切削速度

根据《机械加工工艺师手册》表 28—2 切削速度公式 V=(C_Vd₀^zv/T^ma_p^xvf^yv)k_v C_V=22.2 Z_v=0.45 X_v=0 y_v=0.3 m=0.2

确定修正系数：K_TV=1.0 K_MV=1.0 K_WV=0.8 K_tv=1.0 k_ov=1.2 k_lv=1.0 k_apv=1.0 Ｖ=21m/min

n=1000V/π D=334.4n/min 由机床技术资料得和 334.4 接近的有 280n/min 和 400n/min 取 280n/min

取 n=280m/min. 实际Ｖ=17 m/min

ｄ、基本工时，Tm=L/nf=(20+5)/280x0.62=0.144 (min) T_总=6X0.144min=0.864min

（2）、锪孔

刀具直径 do=16.5mm；刀具几何参数同上。

由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n 和 f 都不变，所以 Tm 同上 Tm=3.25

倒角刀具 15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。

工步二：钻

5 14

5 . 10 6

Φ 深 Φ

−

（1）钻 6-Φ10 孔钻头选择：

(17)

ｄ＝Ф10.5ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°, Ψ=55°,b=2mm，=4mm。

ｄ0＝10.5mm 可确定 f=0.75。

ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命，当 do=10.5mm、钻头最大磨损量取 0.6 寿命 T=45min.

ｃ、切削速度

（2）、锪孔

刀具直径 do=14mm；刀具几何参数同上。

由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n 和 f 都不变，所以 Tm 同上 Tm=2

倒角刀具 15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。

工步三：配作 8 2−Φ

钻头选择：

ｄ＝Ф8ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,

(18)

Ψ=55°,b=2mm，=4mm。

ｄ0＝8mm 可确定 f=0.75。

ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命，当do=8mm、钻头最大磨损量取 0.6 寿命 T=45min.

ｃ、切削速度

工序 VI：_{钻 6-Φ8 孔}

钻头选择：

ｄ0＝8mm 可确定 f=0.75。

ｃ、切削速度

(19)

工序 VII：钻Φ10 深 200 孔，锪孔Φ16.5 沉头 8，再锪孔Φ24 沉头 3 工步一：钻Φ10 深 200 孔

钻头选择：

ｄ0＝10mm 可确定 f=0.75。

ｃ、切削速度

ｄ、基本工时，Tm=L/nf=(200+10)/280x0.62=1.210(min) 工步二：锪孔Φ16.5 沉头 8

(20)

锪孔刀头选择：

锪孔刀头几何形状为：双锥修磨具刃，刀具材料 YG8, 锪孔刀头参数：

ｄ0＝10mm 可确定 f=0.75。

ｂ、决定锪孔刀头磨钝标准及寿命，当 do=16.5mm、锪孔刀头最大磨损量取 0.6 寿命 T=45min.

ｃ、切削速度

ｄ、基本工时，Tm=L/nf=(8+2)/280x0.62=0.058(min) 工步三：锪孔Φ24 沉头 3 与工步二相同

基本工时，Tm=L/nf=(3+1)/280x0.62=0.023(min) VIII：_{钻 6-Φ6 孔}

钻头选择：

ｄ0＝6mm 可确定 f=0.75。

(21)

ｃ、切削速度

工序 IX：钻Φ10 深 200 孔，锪孔Φ29 沉头 15 工步一：钻Φ10 深 200 孔

钻头选择：

ｄ0＝10mm 可确定 f=0.75。

ｃ、切削速度

(22)

ｄ、基本工时，Tm=L/nf=(200+10)/280x0.62=1.210(min) 工步二：锪孔Φ29 沉头 15

锪孔刀头选择：

锪孔刀头几何形状为：双锥修磨具刃，刀具材料 YG8, 锪孔刀头参数：

ｄ0＝10mm 可确定 f=0.75。

ｂ、决定锪孔刀头磨钝标准及寿命，当 do=16.5mm、锪孔刀头最大磨损量取 0.6 寿命 T=45min.

ｃ、切削速度

ｄ、基本工时，Tm=L/nf=(15+2)/280x0.62=0.098(min) 工序 X：车Φ32 宽

1 . 3

⁰⁺⁰^.¹⁴

(23)

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

tm＝L/ Vf=1.3/475=0.003min。

工序 XI：铣键槽选择刀具

刀具选取高速钢立铣刀 2. 决定铣削用量

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 mm

a_p =1.5

2）决定每次进给量及切削速度

根据 X62 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。

根据表查出 f_z =0 mm.2 /齿，则 min / 5 . 80 298

75 1000

1000 r

d

n_s v =

×

= ×

= π π

按机床标准选取n ＝375_w r/min

min / 2 . 1000 94

375 80

1000dn m

v ^w × × =

=

=π π

当n ＝375r/min 时 _w

r mm zn

f

f_m = _z _w =0.2×4×375=300 / 按机床标准选取 f_m =300mm/r 3）计算工时

切削工时： l₁ =43mm^，l₂ =3mm，则机动工时为

min 097 . 475 0

3

2 43

1 + =

+ =

= n f l t l

w m

(24)

T_总=4X0.097min=0.388min 工序 XII：磨Φ29 内孔，Ф90 外圆

机床万能磨床工步一：磨Φ29 内孔

1) 选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P 350×40×127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂，6 号组织

2) 切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表 33-42 有工件速度 v ＝18m/min _w

纵向进给量 f ＝0.5B＝20mm(双行程) _a 切削深度 _f_r＝0.0157mm/st

3) 切削工时

r a

b

f vf

k t DbZ

1000 2π

=

式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Z_b--单边加工余量 K---系数

V---工作台移动速度

f --工作台往返一次砂轮轴向进给量 _a f --工作台往返一次砂轮径向进给量 _a

0157 . 0 2 20 18 1000

1 . 1 15 . 0 15 29 2

×

= π×

t ＝0.040(min)

工步二：磨Ф90 外圆

1) 选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P 350×40×127

其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂，6 号组织

2) 切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表 33-42 有工件速度 v ＝18m/min _w

纵向进给量 f ＝0.5B＝20mm(双行程) _a 切削深度 _f_r＝0.0157mm/st

(25)

3) 切削工时

r a

b

f vf

k t DbZ

1000 2π

=

式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Z_b--单边加工余量 K---系数

V---工作台移动速度

f --工作台往返一次砂轮轴向进给量 _a f --工作台往返一次砂轮径向进给量 _a

0157 . 0 2 20 18 1000

1 . 1 15 . 0 55 90 2

×

= π×

t ＝0.454(min)

第三章：夹具设计 3.1 概述

在机床对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件的正确位置固定不动，这一任务就是由夹具来完成。

(26)

对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。

但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低。

本零件属于大量生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为了保证工件精度，

提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。

3.2 方案设计

方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会造成不能满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求，因此必须慎重考虑。

设计方案的拟定必须遵循下列原则：

1、定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。

2、夹具的定位精度能满足工件精度的要求。

3、夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低

3.3 切削力和夹紧力的计算

切削力及夹紧力计算

由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得：

钻削力 F =26Df⁰^.⁸HB⁰^.⁶ 式（5-2）

钻削力矩 T =10D¹^.⁹f⁰^.⁸HB₀_.₆ 式（5-3）

式中：D=10.5mm max

(

max min

) ( )

1 1

187 187 149 174

3 3

HB=HB − HB −HB = − − = f =0.20mm r⋅ ⁻¹代入公式（5-2）和（5-3）得

∴F =26 10.5 0.20× × ^0.8×174^0.6 =1664N

T =10 10.5× ^1.9×0.20^0.8×174^0.6 =46379N mm⋅

本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。

3 .4 定位误差分析

夹具的主要定位Φ50 的孔，削边销和工件Φ50 的端面，6-Φ6 圆周均布，自身没有精度要求，因此定位误差可以不予考虑。

3.5 夹具设计及操作说明

如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了铰链压板压紧的方式。由于本夹具是对工件进行钻孔，

因此在竖直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的

(27)

要求。并设法减少夹具的的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。

夹具体上用Φ50 孔定位及其表面，加一削边销限制六个自由度，即满足定位要求又能增加定位稳定性。夹紧装置使用移动压板，操作方便。夹具体也是由定位夹紧需要设计而成，工件的拆装也比较方便，总体上这套夹具方案能够满足生产要求。

装配图附图如下

夹具体零件图如下：

(28)

(29)

总结

设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD 等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。

设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们设计完成的更出色的关键一步。

(30)

致谢

这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。

但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了设计。

这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

(31)

参考文献

1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994 年 2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994 年 3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983 年

4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，

上海科学技术出版社出版，1990 年

5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981 年 10 月

6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997 年

设计说明书