机械制造技术课程设计-蜗轮减速箱体加工工艺及镗180孔夹具设计.docx

课程设计报告课程名称：机械制造工艺学指导老师：班级：姓名：学号：学期：20-20学年第例目录1序=12零件的认识与分析11»««,»«,.»««”,.",”.«»*«»1n2T3外桁N3毛坯的选择431坯及木9；去43.2 估算毛坯的机械力口T余量1一.43.3 绘制毛坯简图54定位基准的选择53.4 1I(><(5»55拟定加工工艺路线752三1三z4K76加工设备与量具的选绛126«1月月>m>(<(m(12e2冼近H77加工余及工序尺寸的确定1271定290MM上、卜1)的加aA>、j<<<<!<(11«12,2*9¾215?4¾面的力1.非、f1.¾及,jf"t7.3 135MM前、后端面的加工余及工序尺寸-1374ij¾定180MM的加工余及工'fn(><*II.1IXi<(t.Kai147.5 确定90MM孔的加工余量及工序尺寸14158定位方式、压索方式设计与选择9切削用的确定（参考切削用简明手册）10iS180孔夹具设计171»»«*«»»»«10.2 定位基准的选择1710.3 夹具方案的确定-1810.4 夕）"32010.5 削力央索力fiT3211062410.7 夹具设计及简要揉作说明2611参考文献2712设计总结28I序言我们小组木次课程设计主要研究减速涔箱体，在著手研究时，先要对这种减速器的箱体结构、特点有一个大致的了解。减速器箱体类零件的主要结构特点是：有一对和数对要求严、加工难度大的轴承支承孔：有一个或数个基准面及一些支承面；结构一般比较发杂，壁薄且壁厚不均匀：有许多精度要求不密的紧固用孔.减速器箱体类零件的主要技术要求是对孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支承孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度：孔与孔的轴线之间的相互位置精度（平行度、垂直度）：装配基准面与加工时的定位基准面的平面度和表面粗糙：各支承孔抽线和平面基准面的尺寸精度、平行度和垂直度。这些技术要求是保证机器与设备的性能与精度的重要措施。2零件的认识与分析2.1 零件的认识箱体是机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成个整体,并保持正确的相互位置.，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机落的工作精度、使用性能和寿命。箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异，但从工艺上分析它们仍有许多共同之处，其结构特点是：（1）外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体，乂分成整体式和组合式两种.（2）结构形状比较且杂。内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均。（3）箱壁上通常都布置.有平行孔系或垂直孔系。（4）箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔.我们组所给定的工件是减速耦箱体，以下为其零件图：由它将机罂和部件中许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能协调地运动.常见的蜗轮减速器箱体零件仃：各种形式的机床主轴箱.减速箱和变速箱等.各种蜗轮减速器箱体类零件由于功用不同，形状结构差别较大,但结构上也存在着相同的特点。卜.图为此减速器箱体的三维立体图:2.2 工艺分析2.2.1 零件图样分析1)两对轴承孔的尺寸精度为IT8,表面粗糙度Ra值为1.6um,一对90的轴承孔和对180的轴承孔同轴度公差分别为0.05的、0.06mm,其中两对轴承孔轴线的垂直度公差为006m；2)锌件不得有砂眼、疏松等铸造缺陷；3)非加工表面涂防锈漆：4)锌件进行人工时效处理：5)箱体做煤油渗漏实验：6)材料HT2002.2.2零件工艺分析减速罂箱体的主要技术要求：表1减速器箱体的主要加工技术要求箱体180轴承孔直径：180(+0.035,0)公差：8表面粗糙度Ra：1.6m1SO(+0.063,0)与。90(+0.027,0)中心距距离：100±0.12公差：ITIO箱体90轴承孔直径：180(+0.027,0)公差:8表面粗糙度Ra：1.6m90(+0.054,0)J1.Xt180(+0.035,0)的形位公差特征项目：同轴度公差值：0.06基准：轴线180(+0.035,0)¾180(+0.035,0)的形位公差特征项目：同轴度公差值：0.06基准：轴线0180(+0.063,0)孔对90(+0.054,0)的形位公差特征项目：垂直度公差值：0.06基准：轴线3毛坯的选择3.1 确定毛坯类型及其制造方法按技术要求蜗轮诚速器箱体的材料是HT200,其毛坯是铸件。铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性，也是其它一般箱体常用的材料。故其毛坯类型为铸件。根据纲轮诚速器箱体的材料，查附表2机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点可得出，对丁单件小批量生产，一般采用木模手工造型3.2 估算毛坯的机械加工余量采用木模手工造型的蜗轮减速器箱体零件毛坯的精度低，加工余量大，其平面余量一般为712mn,孔在半径上的余量为8卜Im为了减少加工余量，无论是单件小批生产还是成批生产，均需在两对轴承孔位置在毛坯上铸出预制孔。根据蜗轮减速器箱体零件毛坯的破大轮廊尺寸（290）和加工表面的基本尺寸（按最大尺寸290）,杳附表6£铸件的机械加工余量（按中间等级3级精度查表）可得出，顶面的机械加工余量为7,底面及侧面的机械加工余贵为6。各加工表面的机械加工余量统一取7查附表96铸件的尺寸偏差可得出，减速箱箱体毛坯的尺寸偏差为±2.5°表3是应用包表法得到的小批量手工砂型铸造时减速箱箱体的毛坯尺寸公差及机械加工余量。«2蜗轮减速号箱体毛坯尺寸公差及机械加工余:加工零件机械加工余量尺寸关系毛坯尺寸及公差箱体长度2153.51K+5.5)227.5±5.5箱体尚度2903.512(+6)303+6箱体宽度1353.510(+5)147+52个轴承孔180(+0.035,0)3.51K+5.5)167.5+5.52个轴承孔90<+0.027,3.59(±4.5)78.5÷5.50)3.3绘制毛坯简图4定位基准的选择4.1 选择精基准精基准的选择原则：基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则。应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各友面向的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并JI各工序所采用的夹具比较统从而可减少夹具设计和制造工作。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以比为基准反复加工。自为基准原则“有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准此外，还应选择工件上精度高、尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。经分析零件图可知，箱体底面或顶面是离度方向的设计基准，中心轴线是长度和宽度方向的设计基准。般箱体零件常以装配基准或专门加工的面两孔定位，使得基准统-O期轮减速器箱体中中90釉承孔和180轴承孔有一定的尺寸精度和位置精度要求，其尺寸精度均为IT7级、位置精度包括：90轴承孔对90轴承孔轴线的同轴度公差为0.05180抽承孔对中180轴承孔轴级的同抽度公差为0.06、180轴承孔轴线对90轴承孔轴线的垂直度公差为0.06,为了保证以上几项要求，加工箱体顶面时应以底面为精鞋准，使顶面加工时的定位基准与设计基准重合；加工而对轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，这样既符合“基准统一”的原则，也符合“基准重合”的原则，有利丁保证轴承孔轴线与装配基准面的尺寸精度。同时为了定位更加准确可能，外加底面M16的媒蚊孔和箱体的右恻面作为精基准。4.2 粗基准的选择选择粗基准时,考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。祖基准选择应当满足以下要求：粗战准的选择应以不加工表面为粗施准。R的是为了保证加工面与不加工面的相瓦位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。若必须首先保证工件的某些重要表面的加工余量均匀，应选择该表面做粗基准。例如：机床床身导轨而是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为祖基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面.若需保证各加工表面都有足缈的加工余量，应选加工余量较小的表面做粗基准。应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。祖基准一般只使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。一般箱体零件的粗基准都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加工时余量均匀。此期轮减速器箱体加工选择以重要表面孔<>180为祖基准，通过划级的方法确定第一道工序加工面位置，尽量使各毛坯面加工余量得到保证，即采用划线装夹，按线找正加工即可。5拟定加工工艺路线5.1 选择加工方法根据加工表面的精度和表面粗糙度要求，杳表可得各箱体表面和轴承孔的加工方案,详见表3。表3减速寿箱体表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案箱体底面ITI3Ra12.5粗铳箱体顶面IT1.3Ra12.5.粗铳612()凸台ITSRa3.2粗铳一精铳250凸台IT8Ra3.2粗铳一精铳180轴承孔IT8Ra1.6粗镣一半精镣一精捏90轴承孔IT8Ra1.6粗镣一半精镣一精悭4xMI6ITI3Ra12.5钻孔一攻丝4xM6ITI3Ra12.5钻孔一攻丝8xM8IT1.3Ra12.5钻孔一攻丝5.2 拟定机械加工工艺路线1、表面加工方法的确定此减速器箱体的主要加工表面可归纳为以下三类：(1)主要表面：箝体的底面、180轴承孔和90轴承孔的端面等。(2)主要孔：S80和90轴承孔.(3)其他加工部分：4*M6螺孔、16*M8螺孔、4*M16等。根据期轮减速器箱体零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗植度,确定个表面的加工方法，如表3所示。2、加工阶段的划分减速箱体整个加工过程可分为两大阶段，即先对箱盖和底座分别进行加工，然后再时装合好的整个箱体进行加工-合件加工。在加工时，粗、精加工阶段要分开。减速箱箱体毛坯为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多,加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引起工件变形,因此，对加工精度影响较大。为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。3、工序的集中与分散制体的体积、重量较大，故应尽量减少工件的运输和装夹次数。为了便于保证各加工表面的位置精度，应在一次装夹中尽量多加工些表面。工序安排相对集中。箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量集中在同一工序中加工，以减少装夹次数，从而减少安装误差的影响，有利于保证其相互位身精度要求。4、工序顺序的安排1）机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”的工艺原则，首先加工精基准对合而。（2）遵循“先粗后精”的工艺原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”的工艺原则，由于轴承孔及各主要平面，都要求与对合面保持较高的位置精度，所以在平面加工方面，先加工对合而，然后再加工其它平面。（4）遵循“先面后孔”的工艺原则，还遵循组装后钺孔的原则。因为如果不先将箱体的对合面加工好，轴承孔就不能进行加工。另外，镣轴承孔时，必须以底座的底面为定位基准，所以底座的底面也必须先加工好。2）热处理工序箱体零件的结构更杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。为r消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500C55（C,保温4h6h,冷却速度小于或等于3OCh,出炉温度小于或等于200C°普通精度的箱体零件，般在铸造之后安排1次人工时效出理。对一些高精度或形状特别更杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排1次人工时效处理，以消除相加工所造成的残余应力。本例减速箱体在铸造之后安排1次人工时效出理，粗加工之后没有安排时效处理，而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，使之得到自然时效。箱体零件人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。3）辅助工序在铎造后安排了清砂、涂漆工序：箱盖和底座拼装前，安排了中间检验工序和底座的煤油渗漏试险工序：箱体精加工后，安排r拆箱、去毛剌、清洗、合箱和终检工序。5、确定工艺路线方案一：工序号工名序称工序内容1铸铸造2清砂清砂3热处理人工时效处理1涂漆涂红色防锈底漆5划线划O1.80Tttr'mm.090：；w11m孑1.加工线、划上、下平面加工线6铳以顶面毛坯定位，按线找正，粗、精铳底面7铳以底面定位装夹工件，粗、精铳顶面，保证尺寸为290m8划线钳工划或9铳以底面定位，压紧顶面按线09O,mm两孔侧面凸台,保证尺寸为217mm10胱以底面定位，压紧顶面按线找正，铳。180T*mm两孔侧面，保证尺寸为137mm11镀以底面定位，按。90：%mm孔端面找正，压紧顶面。粗镣09O'm孔至尺寸为。88：粗刮平面保证总长尺寸215三为216m.0寸,mm内箱面，保证尺寸35.5Inm12钝将机床上工作台旋转90u,加工0180:侬三孔尺寸到0178Imm粗刮平面，保证总厚136mm.保证与090：""mm孔距尺寸100"：mm13精镣将机床旋转回零度，调整工件压紧力（工件不动），精银。9OtWmm至图样尺寸，精刮两端面至尺寸21511un14精镣将机床上工作台旋转90".精镇0180:g11m孔至图样尺寸,精刮两（W面保证总厚135e,保证与090；smm孔距尺寸100：；：mm15钻钻、攻各螺纹两处8XM8、4XM16、各螺蚊孔16钳修毛剌17钳煤油渗漏试验18检验按图样检杳工件各部尺寸及精度19入库入库方案二:工序1：名序称工序内容号IW铸造2热处理人工时效处理3帙工先以直径180的孔为粗基准粗铳底平面4铳工以底面定位装夹工件，粗铳顶面，保证尺寸为290m5钳工把底平面下面的孔M16螺纹底孔014加工出来6铳工以底面定位，压紧顶面按线090+0.027Om两孔侧面凸台，保证尺寸为217E7铳工以底面定位，压紧顶面按线找正，铳1.80÷0.035OnIm两孔侧面，保证尺寸为137mm8镯工以底面为基准，镇直径90的那个孔，镇至尺寸。90：Wmm并精刮平面保证总长尺寸215mm,刮“90.产mm内箱面，保证尺寸35mm,9镣工镣直径180的孔，精镣。至图样尺寸，精刮两侧面保证总厚135m,保证与。90：M1.nm孔距尺寸100aUQi2nm。IO帖工钻、攻各螺纹两处8XV8、4×M16,各螺纹孔I1.检验按图样检查工件各部尺寸及精度12入库入库两种方案都依照工序集中原则组织工序,都是按先树后精，加工面再加工孔的原则进行加工的优点是工艺路线短，减少工件的装夹次数，易于保证加工面相互位置精度，使需要的机床数量少，减少工件工序间的运输，减少辅助时间和准备终结的时间，同时产量也较高。方案一是以顶面为祖基准铳底面，这种方式可能不能保证加工时余量均匀，一般箱体零件的粗基准都用它上面的重要孔和作为粗基准，以保证孔加工时余珏均匀。因此，选择方案二是比较合理的.6加工设备与量具的选择6.1 机床选用粗铳前后左右端面专用夹具装夹，立式升降白铳床（X5032）；粗细顶面专用夹具装央,立式升降台铳床（X5032）：钻、攻各螺纹两处8XM8、，IXM1.6、各螺纹孔专用夹具装夹,摇臂钻床（Z3025）；粗镇、半精钺、精镣90和巾180的孔专用夹具装夹，卧式钱床（T68）.6.2 选择量具本零件属于成批生产，一般情况卜.尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：选择加工面的量具：用分度值为0.05E的游标长尺测量，以及读数值为0.0IE测量范围100i三125mm的外径千分尺。选择加工孔任具：因为孔的加工精度介于IT7IT9之间，可选用读数值0.0Imm测量范围50mn-125mm的内径千分尺即可.7加工余量及工序尺寸的确定7.1 确定29Omm上、下端面的加工余置及工序尺寸290f三上、下端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定如表4所示，加工过程：（1）以直径180的孔为粗基准粗跳底平面（2）以底面定位装夹工件，粗铳顶面，保证尺寸为29Omm表4工序加工余量工序基本尺寸精度等级（公差）工序尺寸粗铳（上端面）2.5290IT13(0.81)粗铳（下端面）2.5292.5IT13(0.81)296.5毛坯5295CT13(12)295±67.2 确定215mm左,右端面的加工余量及工序尺寸215mm左、右端面120凸台的加工余量、工序尺寸和公差的确定如表5所示，加工过程：（1）以左端面为基准，找正所划右端面加工线，粗铳右端面，留余量,（2）以左端面为基准，精铳右端面，保证工序尺寸。（3）以右端面为基准，粗铳右端面，留余量。（4）以右端面为基准，精货左端面，保证工序尺寸。表6工序加工余量工序基本尺寸精度等级（公差）工序尺寸精铳（左端面）1.02151T8(O.072)25j粗铳（左端面）2.0216IT8(0.072)216?Oj1.)7精铳（右端面）1.02181T13(O.72)218粗铳（右端面）2.0219IT13(0.72)219%n毛坯6.0221CT13(11)221±5.57.3 135mm前'后端面的加工余量及工序尺寸135三前、后端面250凸台的加工余量、工序尺寸和公差的确定如表6：加工过程：（1）以后端面为基准，找正所划前端面加工线，粗铳前端而，留余量。<2）以后端面为基准，精铳前端面，保证工序尺寸。（3）以前端面为基准，粗铳后端面，留余量。<4）以前端面为基准，精铳后端面，保证工序尺寸。工序加工余量工序基本尺寸精度等级（公差）工序尺寸精铳（后端面）1.0135IT8(0.063)135，IW粗铳（后端面）2.51361T13(0.63)蜗依精铳（前端面）1.0138.5IT8(0.063)13850.063相洗（前端面）2.5139.5IT13(0.63)139S1,毛坯一i142CT13(10)142±57.4 确定180mm孔的加工余量及工序尺寸80mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定如表7所示,表7工序加工余量工序基本尺寸精度等级（公差）工序尺寸精镇1.31801T8(O.063)例80产半精镣1.5178.71.T10(0.16)¢178.7打6粗镇2177.2IT12(0.35)0177.2产5毛坯4.8175.20175.2铲5737.5 确定90mn孔的加工余量及工序尺寸9011un孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定如表9所示,表9工序加工余量工序基本尺寸精度等级（公差）工序尺寸精神1.390IT8(0.054)¢90"半粗镣1.588.7IT10(0.14)088.7俨M粗镣287.2ITI2(0.35)087.2产S毛坯4.885.2085.2萨448定位方式、压紧方式设计与选择工序8镣直径90的孔工序图如下:以底面为工序基准面，以面两销方式实现六点定位定位，底面限制了三个自由度.底面孔插销限制两个移动自由度，再配合一个挡销限制一个转动实现六点定位。从顶面用压紧装置压紧。9切削用量的确定（参考切削用量简明手册）工序8：镇直径90的那个孔本工序一次性对孔进行粗镣、半精镣、精钺加工.粗镣后孔的基本尺、j为087.2,半精镣后孔的直径为088.7,精钱后要求达到图样尺寸090。之后再精刮端面到215mm,并按要求开倒角.k加工条件:工件材料为件200,选用T68镣床。2、刀具选择：选用通用刀具（粗镣刀、半精傕刀、精镶刀、刮刀、倒角刀工3、选择切削用量确定进给量:根据切削用量简明手册，查得进给量范围在0.3、0.5m11r,现取f=0.3511unr."ITT粗镣孔时因余量为211un,故“。=2Eo查表取VMOm/min。进绐量f=0.35mm/r。100Ov1000X40«”.n=-=146rmn11d3.14×87.2,半精镣孔时因余量为1.511,故“=1.5mm,查衣取v=40mmin.进给住f=O.35r11n1000100OX40,=144rminnd3.14×88.7'粕镣孔时因余量为1.3n,故%=1.3mm。隹表取v=40rmin1.进给量f=因35m11r100Ou1000X40C,n=-=-=IA1.rfmin11d3.14X90'因粗镣、半精镣、精镇刀具在同一镇刀杆上，应保持转速一致，因此选用镣床转速为n=140rmi11工序9镣180mm的孔(I)机床和刀具的选择机床：根据零件尺寸采用型号为T68的镀床刀具：采用装夹式可调里刃镀刀(2)切削深度及进给M的选择&实用金园切削加工工艺设计手册3表9-2机床的主电机功率为5.5KW主轴进给燧f,取0.044.28mmz故取/_=0.2mmz(3)计算切削速度匕根据切削用量简明手册表4-1,vf=108m/min,切削直径到180mmn=W"=429.96rmin页勰杳机床选取：n=465r11>in11<1.1.n1,o.V,-116.8nmn100O(4)加工计算I加工长度(mm)1=刀具的切入长度mm/,=0.5-2走刀次数已知I=65tnmI1=1tnni=I.=/+（i=O.87min/“IO徨180孔夹具设计为J'达到提i劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度的目的。在加工粗钺、精傕180mm孔零件时，需要设计专用夹具。如前所述，应该注意提高生产率，虽然该夹具设计采用了手动夹紧方式，在央紧和松开工件时比较费时费力。但是由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹索方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用.此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、央索的可苑。为防止此现象，支承钉采用可调节环节。以便随时根据情况进行调整。10问题的提出利用本夹具主要用来粗镇、精镣ei80mm孔。加工时除要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底孔有位置度公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。10.2 定位基准的选择由零件图可知：粗镇、精钺58Omm孔的抽线与底孔有位置度要求.在对孔进行加工前，小头孔进行了粗、精加工。因此，选底孔为定位精基准（设计基准）来满足位理度公差要求。粗镇、精镇D180mm孔的轴线间有位置公差，选择小头孔左端面为定位基准来设计惶模，从而满足孔轴线间的位置度公差要求。工件定位用小头孔、大头孔端面和大头孔的便面定位来定位。如图5.1：图5.1钺孔定位10.3 夹具方案的确定设计专用夹具的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等的技术要求能够得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件卜.，应该使所设计的专用夹具在加工过程中装夹方便，有较而的生产效率。因此，我设计J'两个夹具方案以供选择，其方案如下：(1)夹具设计方案在加工本工序之前，工件的大头孔两端面、小头孔及它的端面都均己经加工过.因此，我选择小头孔用长心轴定位，以大小头孔的左端面为定位面，井在大头孔的卜方用档销定位，以实现典型的一面两销定位。在大小头孔之间用个移动压板压在连接板上，实现夹紧。并选用固定镜套作为刀具的导向装更。(2)夹具设计方案二在加工本工序之前，工件的大头孔两端面、小头孔及它的端面都均己经加工过.在小头孔用一长销定位，以小头孔的左端面作为定位面，在大头孔下方用一定位块作为档销以实现面两销定位。在小头孔的心轴右端用个带用的螺母和开口垫圈作为压紧.在加工处用一辅助支撑以抵消加工时所产生的轴向力.所镣孔其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与底面垂直。根据基准重合、基准统原则。在定位基准应选择底面作为主要定位基面以限制工件的三个自由度,通过底面孔插一个销以限制工件两个自由度，再配合一个挡销限制一个白由度实现六点定位。(3)方案的比较分析上述两个夹具方案的特点在于：它们都采用了典型的面两销定位，它们的不同之处在丁,方案一是以两个平面同时作为一个定位面,采用移动压板作为夹紧机构。方案二是以定位环作为定位面，在心轴上加一个螺母进行了夹紧，在加工处用一螺钉作为辅助支撑。通过对它们的比较方案以两个不同的平面同时作为定位面，如果那两个平面在加工的时候，出现J'加工误差，则在以这两个面作为定位面进行孔的加工会出现受力不均的情况，使工件受较大的外力而变形。而方案二用一个定位环作为定位面就解决了这个问题，因此，我选择方案二作为加工本工序的专用夹具。所键孔其仃尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与底面垂直。根据基准重合、基准统一原则“在定位基准应选择底面作为主要定位基面以限制工件的三个臼由度，通过底面孔插一个销以限制工件两个自由度，再配合一个挡销限制一个自由度实现六点定位。如图5.2：图5.2夹具方案机械M造技术ift!i计104误差分析与计算该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与端面间的尺寸公差以及孔轴线与底孔的位置度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。由于本工序的加工是以心轴定位,工件孔和心轴的误差可分为以下两种:一是工件以圆孔在过盈配合圆柱心轴上定位,所以定位副之间无径向间隙，也即这时不存在径向基准位移误差（A匕=0,f=O）.工件在轴线方向上的轴向定位误差，则可利用夹紧力加以控制。由此可见，过盈配合圆柱心轴的定位精度是相当的高。二是以圆孔在间隙配合圆柱心轴上定位，根据心轴放置位置的不同，有不同情况。在设计中，是将心轴水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此，有径向基准位移误差。在或力作用下，定位副只存在堆边间隙，即工件始终以孔壁与心轴母线接触。故此时的径向基准位移误差仅在Z轴方向,且向下.如图5.3：图5.3定位分析由机床夹具设计手册可得：定位误差（两个垂直平面定位）：AY2（+Tn+Ti）2（式5.1）式中£一一定位副间的最小配合间隙：1.,一一工件圆孔直径公差；Td心轴外圆直径公差，由（式5.D可知，A%=0.017（1）夹素误差：A”,=（.FM-%i,）cosa（式5.2）其中接触变形位移值：AV=K%K1.z+K,tHB）+CJf=0.014,咖（式5.3）=AvCoSa=0.0128nvn（2）磨损造成的加工误差：A”“通常不超过0,000,“（3）夹具相对刀具位置误差：MZ0.01三误差总和：A+A“=0.0586nun<0.35nun从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。10.5 切削力及夹紧力的计算镇刀材料：YT5（硬质合金镣刀）刀具的几何参数：KM1.=60储=90'y.=UT儿=（.=80'由参考文献机床夹具设计手册杳表1-2-3可得：圆周切削分力公式：Fr=90¼o5.（式5.4）式中Fe一一圆周切削分力；af,背吃刀量：K,一一修正系数：f每转进给量：.式It1.afr=3.5mm/=().2mmIrK1.KSKkK,小"KtP<5.5)式中K”一一考虑工件材料机械性能的系数：K柿KWKWKT一考虑刀具几何参数的系数“查参考文献10表1一2-4得：K,w=(一)n取H4=175h=0.4呻150由参考文献10表1一2-6可得参数：KM=O.XK”=1.°KW=1.oKT=1.oJ:耳=593.47(N)同理：径向切削分力公式：用,=5309""Ko(式5.6)式中F1.1.一一径向切削分力：ap背吃刀量：Kp一一修正系数：f每转进给他。式中参数：KW=O.77KN=1.OK=1.OKB=1.o即：/；,=264.73(N)轴向切削分力公式：Ff=45IaJ(UKp(式5.7)式中Ff轴向切削分力：ap背吃刀量：Ky一一修正系数；f每转进给员。式中参数：Ka,=1.11=1.0Ks=I.0Kp=.0即：Ff=615(r)根据工件受切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹萦最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹索力。最后为保证夹紧可花，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：WK-F（式5.8式中Wti.一一实际所需夹紧力：K在一定条件卜.，由铮力平衡计算出的理论夹紧力；F安全系数。安全系数K可按下式计算，K=K1.tKtK2K,KiK,K6（式5.9）式中K1.加工性质：Ki一一刀具钝化程度：号切削特点：K4一一夹紧力的稳定性：KS一一手动夹紧时的手柄位置：Kt1.一一仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况。式中：尤为各种因素的安全系数，见参考文献10表1-2-1可得：粗镀：代入（式5.9）得Kc=1.2x1.2x1.0x1.2x1.3x1.0x1.0=2.25Kf=1.2×1.2×1.2×1.2×1.3×1.01.0=2.7K（=1.2×1.2×1.25X1.2×1.3×1.0×1.0=2.81所以,由（式5.8）有：W=Kc-Fc=1335.3（N）WK=KPFf1.=八4.7MN）VV=C,Fr=1728.15(f)精镣：代入(式5.9)W=1.2×1.2×1.05×1.2×1.3.Ox1.0=2.36Kr=1.2×1.2×1.4×1.2×1.3x1.01.0=3.15所以，有:WK=Ket=I400.59(N)M=勺芭，=833.9(N)WA=K厂Ff=I795.8(N)镣削产生的例周切削分力由定位块和夹索力所产生的摩擦力平衡。查表可得：=0.3(式5.10)所以，广=唯=4668N03因此，所需的夹紧力为4668N,由于螺母产生的夹紧力尸=538ON,所以.F>F,fJ1.还有定位块可以作为支承，因此，满足要求。镣削产生的径向切削分力为=833