HL2型彈性柱銷聯軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔氣動夾具設計【含CAD圖紙+PDF圖】

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期標記處數更改文件號簽 字日 期XX大學課程設計論文HL2型彈性柱銷聯軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔氣動夾具設計 所在學院專 業(yè)班 級姓 名學 號指導老師 年 月 日摘 要HL2型彈性柱銷聯軸器零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差35目 錄摘 要II目 錄III第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形狀22.2零件的工藝分析2第3章 工藝規(guī)程設計33.1 確定毛坯的制造形式33.2定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇33.3 制定工藝路線43.4 選擇加工設備和工藝裝備53.4.1 機床選用53.4.2 選擇刀具63.4.3 選擇量具63.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定6第4章 確定切削用量及基本時間8第5章 加工柱銷氣動夾具設計225.1 研究原始質料225.2 定位、夾緊方案的選擇235.3 切削力及夾緊力的計算235.3.1 氣缸的直徑確定265.3.2 氣缸的選型275.4 誤差分析與計算285.5定位銷選用295.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用295.7 確定夾具體結構和總體結構315.8夾具設計及操作的簡要說明32總 結34致 謝35參 考 文 獻36 第1章 序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。HL2型彈性柱銷聯軸器零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是HL2型彈性柱銷聯軸器零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動力和轉矩。由于彈性套易發(fā)生彈性變形及其外徑與圓柱孔為間隙配合，因而使聯軸器具有補償兩軸相對位移和減震緩沖的功能。且不用設置中榫機構，以免喪失補償相對位移的能力。零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為45，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。HL2型彈性柱銷聯軸器零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側面粗糙度值6.3、20.5，法蘭面粗糙度值6.3。HL2型彈性柱銷聯軸器共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F分述如下：(1)左端的加工表面： 這一組加工表面包括：左端面，130外圓，50外圓，22內圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面；130的外圓，粗糙度為1.6；50的外圓并帶有倒角其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，22的孔或內圓直接在上做鏜工就行了。第3章 工藝規(guī)程設計本HL2型彈性柱銷聯軸器假設年產量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。該零件材料為50，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率和 廢品率分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產綱領 N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為50，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產效率，保證加工精度，減少生產成本上考慮，也是應該的。3.2定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇待加工的兩零件是盤狀零件，孔是設計基準（也是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選22mm的孔及其一端面作為精基準。由于待加工的兩零件全部表面都需加工，而孔作為精基準應先進行加工，對主動端而言，應選面積較大的外圓及其端面為粗基準；對從動端而言，應選面積較大130mm的外圓及其端面為粗基準。待加工的兩零件的加工面有外圓、內孔、端面、鍵槽、錐孔，材料為30CrMnSi鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考相關資料，其加工方法選擇如下。（1）50mm的外圓面 為未注公差尺寸，根據GB 180079規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra25um，粗車即可（表5-14）。（2）130mm的外圓面 為未注公差尺寸，根據GB 180079規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra6.3um，需進行精車和半精車。（3）20mm的柱銷孔 為未注尺寸公差，根據GB 180079規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra6.3um，需進行粗鏜（表5-15）。（4）22mm的內孔，公差等級為IT8,表面粗糙度為Ra1.6um，需進行粗膛半精膛精鏜加工（表5-15）。（5）鍵槽 槽寬和槽深的公差等級分別為IT13和IT14,表面糙粗度分別為Ra3.2um和Ra6.3um,需采用三面刃銑刀，粗銑半精銑（表5-16）。（6）端面 本零件的端面為回轉體端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度為Ra25um,粗車即可。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一3.3.1 主動端工序10 鍛造出毛坯。工序22 毛坯熱處理，時效處理。 工序30：以50mm處外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車半精車外圓130mm， 工序40：以半精車后的130mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓50mm，倒角。工序50：以半精車后的130mm外圓及其端面定位,半精車另一端面粗鏜22mm及錐度的孔。工序60：以130mm外圓及其端面定位，精鏜22mm及錐度的孔。工序70：以22mm孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽。工序80：以22mm孔、端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工8個20mm的錐銷孔。工序130：去毛刺。工序100 終檢入庫。3.3.2 從動端工序10 鍛造出毛坯。工序22 毛坯熱處理，時效處理。 工序30：以50mm處外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車半精車外圓130mm， 工序40：以半精車后的130mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓50mm，倒角。工序50：以半精車后的130mm外圓及其端面定位,半精車另一端面粗鏜22mm孔。工序60：以130mm外圓及其端面定位，精鏜22mm孔。工序70：以402mm孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽。工序80：以22mm孔端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工8個20mm的錐銷孔。工序130：去毛刺。工序100 終檢入庫。3.4 選擇加工設備和工藝裝備3.4.1 機床選用.工序和工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數不多，成批量生產，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據機械制造設計工工藝簡明手冊表4.2-7。.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 主、從動端工序都為CA6140臥式車床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉體，故宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小，需選用較精密的機床才能滿足要求，因此選用CA6140臥式車床（表5-55）。3.4.2 選擇刀具.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產率及經濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考機械加工工藝手冊（主編 孟少農），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“HL2型彈性柱銷聯軸器” 零件材料為50，查機械加工工藝手冊（以后簡稱工藝手冊），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，硬度HB為143269，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，密度=7.27.3（），計算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機械加工車間的生產性質生產類別同類零件的年產量件重型（零件重2200kg）中型（零件重1002200kg）輕型（零件重100kg）單件生產5以下10以下100以下小批生產510010220100500中批生產1003002205005005000大批生產30010005005000500050000大量生產1000以上5000以上50000以上根據所發(fā)的任務書上的數據，該零件的月工序數不低于3050，毛坯重量22022506.04.0頂、側面底 面鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。第4章 確定切削用量及基本時間切削用量包括背吃刀量a、進給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。4.1 工序切削用量的及基本時間的確定4.1.1 切削用量 以50mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車半精車外圓130mm，所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據切削用量簡明手冊表1.1，由于CA6140機床的中心高為220（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為3mm，可在一次走刀內完成，故.確定進給量根據切削加工簡明實用手冊可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時， 進給量=0.51.0按CA6140機床進給量（表4.29）在機械制造工藝設計手冊可知： =0.7確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表130，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。根據表1.21，當強度在174227時，=時，徑向進給力：=950。切削時的修正系數為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2）由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據切削用量簡明使用手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。根據切削用量簡明使用手冊表1.11，當硬質合金刀加工硬度220219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： =63 （3-3） =202 （3-4）根據CA6140車床說明書選擇 =205這時實際切削速度為： = （3-5）.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25，=，切削速度時， =切削功率的修正系數=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6）根據表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為：=3.75，=，=，=.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 換車刀氣動進給。. 計算基本工時 （3-7）式中=+，=由切削用量簡明使用手冊表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=+= = （3-8）3.6.1.3 確定粗鏜的切削用量及基本工時.確定切削深度 =.確定進給量根據切削用量簡明使用手冊表1.5可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，鏜刀伸出長度為時： =0.150.40按CA6140機床的進給量（表4.29），選擇， =0.25.確定切削速度 = （3-9）式中=，=0.2，=0.22，=，=0.15 （3-10） =37 = （3-11）按CA6140機床的轉速，選擇 =160=2.6.計算基本工時選鏜刀的主偏角=，則=，則： =117 4.1.2 基本時間5.1.2.1主動端確定粗車主動端外圓130的基本時間。參考文獻1表2-24，車外圓基本時間為T式中，=40mm,3), 130，=2mm，=4mm,=0, f=0.65mm/r,n=0.77r/s,s確定粗車主動端外圓50的基本時間：式中，=9mm, =2mm, =4mm, =0, f=0.55mm/r, n=0.77r/s, ，則s確定粗車主動端端面的基本時間：，式中，d=164.8mm,d=0, =2mm, =4mm, =0, f=0.65mm/r, n=0.77r/s, ，則=177s確定粗車主動端臺階面的基本時間：， 式中，d=164.8mm,=94.6mm, =0mm, =4mm, =0, f=0.6mm/r, n=0.77r/s, ，則=85s確定粗鏜22mm孔的基本時間，選鏜刀的主偏角50。式中，=84mm, =3.5mm, =4mm, =0，f=0.1mm/r，n=6.17r/s, ,則 =148s確定工序的基本時間：=50+35+2+85+148=643s5.1.2.2從動端確定粗車從動端外圓的基本時間: =80s確定粗車從動端端面的基本時間： =95s確定粗車從動端臺階面的基本時間： =94s確定粗鏜22mm孔的基本時間: =197s確定工序的基本時間：=80+95+94+197=466s4.2 工序切削用量的及基本時間的確定采用與工序確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下：本工序為粗車（車端面、外圓及倒角），已知條件與工序相同。車端面、外圓可采用與工序相同的可轉位車刀。4.2.1主動端見表5-1表5-1 主動端工序的切削用量及基本時間工步/mmf/mmr v/msn/rs/s粗車端面 2 0.52 0.38 1.5 113粗車外圓50mm2.3 0.52 0.38 1.5 68 倒角 氣動 0.38 1.54.2.2 從動端見表5-2表5-2 從動端工序的切削用量及基本時間工步 /mmf/mmrv/msn/rs/s粗車端面 2 0.65 25.4 0.77 177粗車外圓160mm 2.40.65 25.4 0.77 1524.3 工序切削用量及基本時間的確定4.3.1 切削用量本工序為半精加工（車端面、外圓、鏜孔）。已知條件與粗加工工序相同。確定以半精車后的130mm外圓及其端面定位，粗車另一端面，粗車外圓50mm，倒角。切削用量。所選刀具為YT15硬質合金可轉位車刀。車刀形狀所選刀具為YT15硬質合金可轉位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，查參考文獻6表1-3，車刀幾何形狀為，=. 確定背吃刀量=0.75mm. 確定進給量根據參考文獻7表1.6及參考文獻2表4.2-9中C622-1機床進給量，選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機床進給機構強度。. 選擇車刀磨鈍標準及耐用度 查參考文獻7表1.9，選擇車刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=30min。查參考文獻6表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工b1000MPs的合金鋼，切削速度=97m/min。切削速度的修正系數查參考文獻7表1.28得：，其余的修正系數均為1，故：V=970.811.15=130.4m/min=178r/min查參考文獻6表4.2-8選擇C622-1機床的轉速為： n=185r/min=3.08r/s則實際切削速度v=1.56m/s半精加工，機床功率也可不校驗。最后確定的切削用量為：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。確定半精車主動端端面的切削用量。采用車外圓160mm相同的刀具加工，切削用量為：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。確定半精車從動端外圓71mm的切削用量。采用車外圓160mm相同的刀具加工，切削用量為：，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。確定半精車從動端端面的切削用量。采用車外圓160mm相同的刀具加工，切削用量為：，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。確定半精鏜孔22mm的切削用量。所選刀具為YT15硬質合金、主偏角、直徑為20mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。.。.參考文獻1表5-139和表5-57，f=0.2mm/r。.參考文獻1表2-8的計算公式確定。V=式中，C=291，m=0.2,x=0.15,y=0.2,T=60min,k=0.9,則V=150m/min=2029.4r/min選擇C622-1車床的轉速n=2020r/min=22r/s。4.3.2 切削用量確定半精車主動端外圓130mm的基本時間： =52s確定半精車主動端端面的基本時間： =94s確定半精車從動端外圓50mm的基本時間： =50s確定半精車從動端端面的基本時間： =50s確定半精鏜主動端孔22mm的基本時間： =14s確定半精鏜從動端孔22mm的基本時間： =30s4.4 工序切削用量及基本時間的確定4.4.1 切削用量本工序為精鏜22mm的孔。確定精鏜22mm孔的切削用量。選刀具為YT30硬質合金、主偏角、直徑為20mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。=0.25mmf=0.15mm/rv=1.4=230.77mm/min=1837.3r/min參考文獻1表5-56，根據C6140車床的轉速表，選擇n=1400r/min=23.3r/s,則實際切削速度v=4.98m/s。4.4.2 基本時間5.4.2.1 確定精鏜主動端22mm孔的基本時間：=16s 5.4.2.2確定精鏜從動端22mm孔的基本時間：=34s4.5 工序切削用量及基本時間的確定4.5.1 粗銑5.5.1.1 切削用量粗銑以22mm孔及端面定位，粗銑、半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑d=80,寬度L=20mm,齒數z=10。參考文獻1表5-143選銑刀的基本形狀。由于加工材料的1000MPs,故選前角=10，后角=20(周銑)，=6（端銑）。已知銑削寬度=9mm,銑削深度=8mm。機床選用X62W型臥式銑床。確定每齒進給量。參考文獻1表5-144，X62W臥式銑床的功率為7.5KW（表5-74），工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工鋼料，查得每齒進給量=0.61.0mm/z?，F取=0.07mm/z。確定銑刀磨鈍標準及耐用度。參考文獻1表5-148，用高速鋼盤銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm，銑刀直徑d=80mm,耐用度T=202min（表5-149）。確定切削速度和工作臺每分鐘進給量。參考文獻1表2-17中公式計算：式中，=48,=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=202min, =8, =0.07mm/z, =9mm, z=10,d=80mm,=1.0。=2.62m/minn=10.4r/min參考文獻1表5-75，根據X62W型臥式銑床主軸轉速表，選擇n=30r/min=0.5r/s,則實際切削速度v=0.13m/s,工作臺每分鐘進給量為=0.071030=28mm/min參考文獻1表5-76, 根據X62W型臥式銑床工作臺進給量，選擇=23.5mm/min,則實際的每齒進給量為=0.078mm/z。驗證機床效率。參考文獻1表2-18的計算公式，銑削時的功率（單位為KW）為（N）式中，=650,=1.0,=0.72,=0.50,=0,=0.50, =8, =0.078mm/z, =9mm, z=10,d=80mm, n=30r/min,=0.63。=797.3v=0.13m/s=0.10KWX62W銑床主電動機的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為=0.078mm/z, =23.5mm/min, n=30r/min, v=0.13m/s5.5.1.2 基本時間參考文獻1表2-28，三面刃銑刀銑槽的基本時間為a.主動端：式中，=84mm,=+(13)，=9mm,d=80mm,=76mm,=4mm, =23.5mm/min,=4=6.98min=419sb.從動端：=8.17min=4130s4.5.2 半精銑5.5.2.1 切削用量半精銑鍵槽，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。d=80mm, L=20mm, z=10。機床亦選用X62W型臥式銑床。確定每齒進給量。加工要求保證的表面粗糙度3.2m, 參考文獻1表5-144,每轉進給量=0.51.2mm/r,現取=0.6mm/r，則=0.06mm/r確定銑刀磨鈍標準及耐用度。參考文獻1表5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm；參考文獻1表5-149，耐用度T=202min。確定切削速度和工作臺每分鐘進給量。參考文獻1表2-17中公式計算，得=17.79m/min=0.3m/sn=1.19r/s=71r/min參考文獻1表5-75，根據X62W型臥式銑床主軸轉速表，選擇n=75r/min=1.25r/s, 則實際切削速度v=0.314m/s, 工作臺每分鐘進給量為=0.061075=50mm/min參考文獻1表5-76, 根據X62W型臥式銑床工作臺進給量，選擇=47.5mm/min,則實際的每齒進給量為=0.063mm/z。5.5.2.2 基本時間a.主動端：=4=10sb.從動端：=4=20s4.6 工序切削用量及基本時間的確定4.6.1 主動端（1）鉆孔3.6.5.1 確定以22mm孔、端面及粗銑后的鍵槽定位，一共要加工8個20mm的錐銷孔。鉆孔20，本工序采用計算法。表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途標準號類型直徑范圍（mm）用途GB1436-85直柄麻花鉆2.022.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1437-85直柄長麻花鉆1.031.5在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1438-85錐柄麻花鉆3.0100.0在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1439-85錐柄長麻花鉆5.050.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔選用Z525搖臂鉆床，查機械加工工藝手冊 孟少農 主編，查機表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為5000，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm直徑范圍直柄麻花鉆ll111.8013.22151101表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數的推存值（根據GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118204060表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度（1）后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0（mm）22高速鋼鑄鐵0.50.8（2）單刃加工刀具耐用度T min刀具類型加工材料刀具材料刀具直徑d0（mm）1122鉆頭（鉆孔及擴孔）鑄鐵、銅合金及合金高速鋼60鉆頭后刀面最大磨損限度為0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.確定進給量查機械加工工藝手冊 孟少農 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.250.65,根據表4.13中可知，進給量取f=0.60。.確定切削速度 查機械加工工藝手冊 孟少農 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（1130HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=20，參考機械加工工藝手冊 孟少農 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數K=1.0，R=0.85。 V=20=10.32 （3-17）則 = =131 （3-18） 查表4.2-20可知， 取 n = 150則實際切削速度 = = =11.8.確定切削時間查機械加工工藝手冊 孟少農 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19）其中 l= l=5 l=23則： t= =9.13確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，機械加工工藝手冊第2卷。根據機械加工工藝手冊第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.220.35。 則取確定切削速度，根據機械加工工藝手冊第2卷表10.4-9切削速度計算公式為 （3-22）查得參數為，刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實際切削速度為=2.64確定切削時間（一個孔） =第5章 加工柱銷氣動夾具設計5.1 研究原始質料利用本夾具主要用來加工柱銷孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。一、機床夾具定位元件工件定位方式不同，夾具定位元件的結構形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實際生產中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承釘 常用支承釘的結構形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖a）用于支承精基準面；球頭支承釘（圖b）用于支承粗基準面；網紋頂面支承釘（圖c）能產生較大的摩擦力，但網槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產生較大摩擦力的側面定位場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在一個平面內，兩個支承釘限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度。圖6-1 常用支承釘的結構形式2支承板 常用的支承板結構形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖a）結構簡單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖b），在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面較大時，常用幾塊支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度；兩個（或多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個自由度。圖6-2 常用支承板的結構形式3可調支承 常用可調支承結構形式如圖6-3所示。可調支承多用于支承工件的粗基準面，支承高度可以根據需要進行調整，調整到位后用螺母鎖緊。一個可調支承限制一個自由度。圖6-3 常用可調支承的結構形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結構形式。當工件的孔徑尺寸較小時，可選用圖 a 所示的結構；當孔徑尺寸較大時，選用圖 b 所示的結構；當工件同時以圓孔和端面組合定位時，則應選用圖c所示的帶有支承端面的結構。用定位銷定位時，短圓柱銷限制二個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度；短圓錐銷（圖d）限制三個自由度。圖6-6 固定式定位銷的結構形式5.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對加工前，平面進行了粗、精銑加工，底面進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：為了使定位誤差達到要求的范圍之內，采用1面一銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即底平面。5.3 切削力及夾緊力的計算刀具：鉆頭。則軸向力：見工藝師手冊表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=422， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=422轉矩T=Cdfk式中: C=0.226, Z=2.0, y=0.8T=0.226功率 P=在計算切削力時,必須考慮安全系數,安全系數 K=KKKK式中 K基本安全系數，1.5; K加工性質系數，1.1;K刀具鈍化系數, 1.1;K斷續(xù)切削系數, 1.1則 F=KF=1.5鉆削時 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。氣缸的選型計算：根據氣缸推力拉力的大小要求，選定氣缸使用壓力參數以及缸徑尺寸氣缸推力計算公式：氣缸推力F1=0.25D2P氣缸拉力計算公式F2=0.25（D2-d2）P 公式式中：D-氣缸活塞直徑（cm） d-氣缸活塞桿直徑（cm） P-氣缸的工作壓力（kgf/cm2） F1，F2-氣缸的理論推拉力（kgf）為了避免用戶選用時的有關計算，下附雙作用氣缸輸出力換算表，用戶可根據負載、工作壓力、動作方向從表格中選擇合適的缸徑尺寸雙作用氣缸輸出力表單位Kgf缸徑mm氣缸的理論輸出力（推力）單位：KG/公斤使用空氣壓力MPa0.20.30.40.50.60.70.8101.572.363.143.934.715.506.28164.026.038.0410.112.114.116.1206.289.4212.615.718.822.025.0259.8114.719.624.529.434.439.23216.024.132.240.248.356.364.44025.137.750.362.875.488.0100.5 5039.258.978.598.21171371576362.393.51251561872182508010015120125130035240210015723631439347155062812524536849161573685998216040260380410051206140716081805087631018127215271781203620062894212571571188521992514250981147319632454294534363926320160824123216402148255629643240025313796502662837539879610052 選定氣缸的行程：確定工作的移動距離，考慮工況可選擇滿行程或預留行程。當行程超過推薦的最長行程時，要考慮活塞桿的剛度，可以選擇支撐導向或選擇特殊氣缸。 選定氣缸緩沖方式：根據需要選擇緩沖形式，無緩沖氣缸，固定緩沖氣缸，可調緩沖氣缸 選擇潤滑方式：有給油潤滑氣缸，無給油潤滑氣缸 選擇氣缸系列：根據以上條件，按需選擇適當系列的氣缸 選擇氣缸的安裝形式：根據不同的用途和安裝需要，選用適當的安裝形式5.3.1 氣缸的直徑確定本氣缸屬于單向作用氣缸。根據力平衡原理，單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力，其公式為:式中: - 活塞桿上的推力，N - 彈簧反作用力，N- 氣缸工作時的總阻力，N- 氣缸工作壓力，Pa彈簧反作用按下式計算:Gf = 式中:- 彈簧剛度，N/m- 彈簧預壓縮量，m- 活塞行程，m- 彈簧鋼絲直徑，m- 彈簧平均直徑，.- 彈簧有效圈數.- 彈簧材料剪切模量，一般取在設計中，必須考慮負載率的影響，則:由以上分析得單向作用氣缸的直徑:代入有關數據，可得 所以:查有關手冊圓整，得由,可得活塞桿直徑:圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式有:其中，則:滿足實際設計要求。5.3.2 氣缸的選型經過比較，參考市場上的氣缸類型，選擇一種可靠優(yōu)質的氣缸產品的生產商速易可（上海）有限公司http:/www.tonab.net/about_us.asp。速易可氣動（上海）有限公司成立于2004年，從事于空油壓零組件和設備研 究、生產、銷售的自動化廠商，產品以TONAB品牌營銷國內外市場，產品主要有空氣凈化組件、氣動控制組件、氣動執(zhí)行組件、輔助組件、空油壓設備，產 品廣泛應用于醫(yī)療器械、工業(yè)機器人、食品包裝機械、紡織機械、半導體設備、軌道交通、煙草機械、機床自動控制、真空搬運、汽車制造、教學培訓等行業(yè)。速易可目前主要產品有：無桿氣缸、滑臺氣缸、止動氣缸、回轉氣缸、機械夾、回轉夾緊氣（油）壓缸、導桿氣缸、帶鎖氣缸、雙軸缸、標準型氣缸、控制閥、空氣控制組件、真空系統(tǒng)組件及相關氣動輔助零組件。根據上節(jié)計算，在這選擇DEG32.5.4 誤差分析與計算該夾具以一銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻5可得：銷的定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。5.5定位銷選用本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位，其參數如下表：表3.1 定位銷dHD公稱尺寸允差2216220.01122514M2045.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖5.1 可換鉆套表dDD1Ht基本極限偏差F7基本極限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698201633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101310162268+0.028+0.01320+0.023+0.0201581015182022251020+0.034+0.0161822201522+0.028+0.01526162836151826300.0201822+0.041+0.02230342236HT220222635+0.033+0.017392630424625HT220563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0225930566742486266485070740.040鉆模板選用鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。5.7 確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。5.8夾具設計及操作的簡要說明為提高生產率，經過方案的認真分析和比較，選用了氣動夾緊方式（螺旋機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺