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1、摘 要本文主要介绍托架零件的机械加工工艺过程，首先通过对该其零件图纸进行分析，再确定其加工工艺，选择合理的设备及工艺装备，并制定出合理的工艺路线，选择合理的刀具、切削用量等，并设计钻2-M12孔的专用钻床夹具，最终制定并填写机械加工工艺卡片和机械加工工序卡片。关键词：钻模；定位基准；工艺路线；加工设备AbstractThis paper describes the bracket parts machining process, first through the analysis of the parts drawings, and then determine its processing
2、, reasonable choice of equipment and process equipment, and work out a reasonable process route, select a reasonable tool, cuttingdosage and designed to drill-M12 hole dedicated drilling jig, the final formulation and fill in the machining process card and machining processes card.Keywords: jig; pos
3、itioning reference; routing; processing equipment目 录1.绪论11.1课题研究背景及夹具发展趋势11.2机床夹具31.2.1夹具主要的作用31.2.2机床夹具的分类41.2.3钻模设计要点52.零件的工艺规程设计62.1零件的作用62.2零件的工艺分析72.3毛坯的选择72.4定位基准的选择82.5工艺路线的拟定92.6设备及其工艺装备的选择102.6.1机床的选择102.6.2夹具的选择102.6.3刀具的选择102.7切削用量及基本工时的确定112.7.1工序15的切削用量及基本工时112.7.2工序20的切削用量及基本工时122.8工艺卡
4、片的制定133.钻2-M12底孔的钻模设计153.1问题的提出153.2定位方案163.2导向方案183.3夹紧方案193.4分度方案203.5夹具体的选用203.6斜孔钻模上工艺孔的设置与计算203.7夹具总图上尺寸，公差及技术要求的标注213.8工件加工精度分析223.8.1定位误差223.8.2对刀误差233.8.3安装误差243.8.4夹具误差243.8.5加工方法误差25设计总结26致 谢27参考文献281.绪论在机械制造过程中，用来固定加工对象，使其占有正确的位置，以便接受施工，检测的装置，都可统称为“夹具”。在钻床上进行孔的钻，扩，铰，攻螺纹加工时所用的夹具称为钻床夹具，又称为钻
5、模。机床夹具为机床的一种附加装置，安装工件后使之与刀具间达到要求的相对尺寸。1.1课题研究背景及夹具发展趋势夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。随着机械工业的迅速发展，人们对产品的需求和评价标准将从质量、功能和价格转为最短的交
6、货期、最大顾客满意度、资源保护、污染控制等方面。对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。它主要表现在以下几个方面：（1）加强机床夹具的三化工作为了加速新产品的投产，简化设计工作，加速工艺装备的准备工作，以获得良好的技术经济效果，必须重视机床夹具的标准化，系列化和通用化工作。（2）大力研制推广实用新型机床夹具在单件，小批生产或新产品试制中，应推广使用组合夹具和半组合夹具。在多品种，中小批生产中，应大力推广使用可调夹具，尤其是成组夹具。（3）提高夹具的机械化，自动化水平近十几年来，高效，自动化夹
7、具得到了迅速的发展。主要原因是：一方面是由于数控机床，组合机床及其它高效自动化机床的出现，要求夹具能适应机床的要求，才能更好的发挥机床的作用；另一方面是由于采用高速强力切削，机动时间得到了相应的缩短，但劳动生产率并没有的得到相应的提高，其原因就在于辅助时间并没有减少或减少不多。因此，只有采用高效机械化与自动化夹具，才能使生产效率进一步大幅度提高。（4）研制高精度机床夹具目前，机械制造工艺普遍朝着精密化的方向发展。对精度要求较高的零件，除选用精密的机床外，尚需采用一些精密的夹具。（5）开展计算机辅助机床夹具设计的研究工作计算机辅助夹具设计可以做到：用标准化的夹具元件组成的专用夹具的设计；用标准化
8、、规格化的夹具机体和调整组成的成组夹具的设计；组合夹具的组装设计。在目前产品的设计趋于个性化、多样化的前提下，产生了制造敏捷化的概念。敏捷化知道强调将柔性的、先进的、实用的制造技术，熟练掌握技能的高素质的劳动者，及企业间和企业内部灵活的管理三者有机地集成起来，实现总体最优化，对于千变万化的市场做出快速响应。敏捷设备是实现企业制造敏捷化的硬件条件，是能够根据具体生产任务的需要快速组合的资源配置。在敏捷制造的深入发展过程中，以加工设备为基础的敏捷制造单元的理论已得到一定的发展。但作为完整制造系统的一部分，夹具也要进行相应的改进，使得各敏捷制造设备单元高度协调一致，集成化进而敏捷化。敏捷夹具指具有“
9、敏捷”特征的夹具，是传统组合夹具、柔性夹具的延伸和发展。敏捷夹具的敏捷性体现在适应性、快速性、虚拟性、信息集成、资源共享和协调性等方面：（1）适应性，一方面是指根据零件结构和尺寸的变化，能够进行重构；另一方面，夹具机构能够根据零件切削力的变化，提供合适的夹紧力。（2）快速性，即通过使用参数化图形库提高敏捷夹具设计、制造和装配的速度，尽可能使用标准元件和可重用部件，以缩短夹具制造时间。（3）虚拟性，是指采用多种软件或仿真技术检查夹具设计结果，夹具装配图采用三维造型，使夹具结构直观、易于理解、通过加工过程仿真检查夹具、工件、刀具、机床间的干涉情况，应用最有限元分析零件的变形和模拟夹具装配过程。（4
10、）信息集成，即敏捷夹具设计系统可以与CAD、CAPP、MPS(加工过程仿真)系统的信息集成，他可以从CAD系统中提取零件的几何信息，从CAPP系统中获取零件的工艺信息，从而得到零件的装配信息、敏捷夹具设计结果（夹具装配图）作为MPS系统的输入。（5）资源共享，即敏捷夹具设计系统能够实现夹具资源的网络共享，包括夹具设计图纸和库存夹具及元件，设计人员通过网络可以查询以有的夹具图纸和库存夹具信息。（6）协同性，是指夹具设计结果能够实现异地浏览、异地修改和异地评价。敏捷夹具的特征：1）可重构性好。敏捷夹具系统由封装集成的单元模块组成，不同模块之间具有标准的接口，可以根据不同的工件、加工类型、所用机床设
11、备和刀具等信息改进某些模块而重组敏捷夹具。2）可扩充性好。因为敏捷夹具系统和计算机技术的集成，可根据生产需要，通过软件实现夹具的组成元件、结构与性能迅速扩充，提供开放式的人机接口，可方便快捷地扩充、更新夹具元件或单元以及相关夹具构成的知识。3）开放性好。能直接与CAD/CAPP/CAM系统、生产调度系统以及与其他应用系统集成，具有高度柔韧性的外部接口，可用于任何类型的设备。4）适应性强。通过相应单元和组成模块的修改，可以适应任何类型的产品或零件，即与产品或零件的类型无关。5）其他。系统响应新产品和重构的速度快，启动时间短，费用低，效率高。敏捷夹具的以上特点，很符合敏捷设备的要求，对于实现制造系
12、统的全面敏捷化具有十分重要的现实意义。1.2机床夹具夹具是在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备。工件在机床上加工时要确定两个安装要求，即定位和夹紧。1.2.1夹具主要的作用（1）保证加工精度：由于采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，所以在机械加工中，可以保证加工件各表面的相互位置精度，使其不受或少受各种主观因素的影响。因而容易获得较高的加工精度，并使一批工件的精度稳定。（2）提高生产率、降低成本：采用夹具使工件装夹方便，免去工件逐个找正对刀所花费的时间，因此可以大大缩短这部分的辅助时间。如果采用气动、液动等动力装置，更
13、可大幅度地缩短辅助时间。另外，采用夹具后，产品质量稳定，对操作工人的技术水平的要求可以降低等。均有利于提高生产率和降低成本。（3）扩大机床工艺范围：使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗磨夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可以将车床改为拉床使用；附加靠模装置便可以进行仿形车削或铣削加工，以充分发挥通用机床的作用。（4）减轻工人的劳动强度。设计夹具可以根据生产批量及现场条件酌情采用气动、液动、电动等力源，以减轻劳动强度。1.2.2机床夹具的分类机床夹具按应用范围分类可分为：通用夹具、通用可调夹具、专用夹具、组合夹具、成
14、组夹具和拼拆式夹具；按夹具动力源分类可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具、离心力夹具等；按使用机床分类可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其它机床夹具。这次课题研究的是钻床夹具（钻模），钻模的分类为：（1）固定式钻模，加工中钻模相对于工件的位置保持不变的钻模称为固定式钻模。这类钻模多用于立式钻床、摇臂钻床和多轴钻床上 。立式钻床上加工大直径单孔，或摇臂钻上加工平行孔。（2）回转式钻模，带有回转分度装置的钻模，加工同一圆周上的平行孔系，同一截面内径向孔系，同一直线上的等距孔系。（3）翻转式钻模，加工小型工件不同表面上
15、的孔，夹具工件总质量不大于Kg,孔径 810mm，精度不高。（4）盖板式钻模，大中型工件上加工孔，将钻套的定位元件直接装在钻模板上，无夹具体，设手柄，吊耳，常用一面二孔定位。（5）带有升降钻模板的通用可调夹具。1.2.3钻模设计要点（1）钻套，钻套是引导刀具的元件，用以保证孔的加工位置，并防止加工过程中刀具的偏斜。钻套按其结构可分为4种即固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套。固定钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，位置精度较高，但磨损后不易拆卸，故多用于中、小批量生产。可换钻套以间隙配合安装在衬套中，而衬套则压入钻模板或夹具体的孔中。为防止钻套在衬套中转动，加一固定螺钉。可换钻套在磨损后可以更
16、换，故多用于大批量生产。快速钻套具有快速更换的特点，更换时不需拧动螺钉，而只要将钻套逆时针方向转动一个角度，使螺钉头部对准钻套缺口即可取下钻套，多用于同一孔需经多个共步加工情况。上述3种钻套均已标准化，其规格可查阅有关手册。特殊钻套用于特殊加工的场合，例如在斜面上钻孔，在工件凹陷处钻孔，钻多个小间距孔等等。此时不宜使用标准钻套，可根据特殊要求设计专用钻套。（2）钻模板，钻模板用于安装钻套。钻模板与夹具体的联接方式有固定式、铰链式、分离式和悬挂式等几种。钻模采用的是固定式钻模板。这种钻模板直接固定在夹具体上，结构简单，精度较高。分离式钻模板，这种钻模板是可拆卸的，工件每装卸一次，钻模板也要装卸一
17、次。塌实为了装卸工件方便而设计的。悬挂式钻模板。这种钻模板悬挂在机床主轴上，并随主轴一起靠近或离开工件。它与夹具体的相对位置由滑柱来保证。这种钻模板多与组合机床的多轴头联用。（3）夹具体，钻模夹具体一般没有定位或导向装置，夹具通过夹具体底面安放在钻床上，可直接用钻套找正用压板压紧。2.零件的工艺规程设计2.1零件的作用托架可用于传动力和运动。轴可插入孔36H8的孔中，可用两边两个螺纹孔对轴进行固定，从而将轴的运动传递给托架，再由托架传递给下一个部件，零件二维图如图2-1所示，图中有尺寸不清晰之处，请查看CAD附图；三维图如图2-2所示。图2-1 托架零件二维图图2-2 托架零件三维图2.2零件
18、的工艺分析由附图可知，托架的材料为铸铝，该材料具有比较高的强度、耐磨度、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。该零件的主要加工面为33的孔、顶面、尺寸44两侧面、底面441槽、2-M12螺纹孔。33H7孔的精度等级为IT7级，表面粗糙度为Ra1.6um，其尺寸精度要求较高，在加工时应该合理的选择加工方法。其余主要加工面的表面粗糙度均为Ra6.3um。2.3毛坯的选择根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目可知零件的生产纲领为1000件/年，由参考文献表可知其生产类型为中批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，因为是成批量生产，又由于托架零件内部33H8的孔需铸出，故还应为消除残余应
19、力，铸造后应安排人工时效。毛坯最大外形尺寸：21098125mm。参考文献1表2.3-6该种铸件的尺寸公差等级CT8-13级，加工余量等级MA为G级，故取CT为10级，MA为G级。参考文献1表12-2，用查表法确定个表面的总余量如表所示。表2-1 各加工表面总余量加工表面加工余量数值零件上表面3.533H7孔2.044两侧面3.0毛坯图如图2-3所示。图2-3 托架毛坯图2.4定位基准的选择选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，
20、则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序应为从精基准到粗基准。在机床上加工零件，为保证加工精度，必须先使工件在机床上占据一个正确位置，即定位；然后将其压紧压牢，使其在加工中保持这一正确位置不变，即夹紧。从定位到夹紧的全过程称为工件的装夹。（1）精基准的选择原则选择精基准时，应能保证加工精度和装夹可靠、方便，可按照基准重合、基准统一、自为基准、互为基准、便于装夹等原则进行选择。（2）粗基准的选择原则选择粗基准要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求并合理分配加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准，可按照非加工表面、加工余量最小、重要表面、不重复使
21、用、便于工件装夹等原则进行选择。根据粗，精基准选择原则确定各加工表面的基准如表2-2所示。表2-2 加工面的基准序号加工部位基准选择1顶面下底面、尺寸50的一个端面233H7孔外圆39面、顶面3底面44凹槽33H7孔、顶面、98侧面444两侧面33H7孔、44凹槽底面、R15圆弧面5钻2-M12孔33H7孔、44凹槽底面、R18圆弧面2.5工艺路线的拟定工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。切削加工工序的安排原则1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的
22、中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。2）先粗后精 各表面均应按照粗加工半精加工精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。根据以上原则，确定该零件的工艺路线如下：工序05：铸造毛坯图。工序10：时效处理。工序15：铣顶面，控制尺寸104，表面粗糙度Ra6.3um。工序20：扩、镗33H7孔，控制表面粗糙度Ra1.6um。工序25：铣441凹槽，控制表面粗糙度
23、Ra6.3um。工序30：铣44两侧面，控制表面粗糙度Ra6.3um。工序35：钻2-M12螺纹孔底孔10.1。工序40：攻2-M12螺纹孔。工序45：去毛刺。工序50：检验。工序55：入库。2.6设备及其工艺装备的选择2.6.1机床的选择工序15、工序25、工序30选在立式铣床上进行加工，型号XA5032；工序20选择在立式镗床上加工；工序35、工序40选择在立式钻床上进行加工，型号为Z525。2.6.2夹具的选择在机床上加工零件，为保证加工精度，必须先使工件在机床上占据一个正确位置，即定位；然后将其压紧压牢，使其在加工中保持这一正确位置不变，即夹紧。从定位到夹紧的全过程称为工件的装夹。该零
24、件的结构形状复杂，其所有工序均需要设计专用夹具进行装夹才能完成零件的加工。在第三章中将详细介绍工序35（钻2-M12螺纹孔底孔）的夹具设计过程。2.6.3刀具的选择从零件图中可以看出，该零件的加工部位主要有平面、孔、螺纹等等。根据其加工特性确定该零件的刀具如表2-3所示。表2-3 刀具选用表刀具名称刀具规格刀具材料加工表面面铣刀80mm硬质合金铣顶面立铣刀20mm硬质合金铣44两侧面、底面44槽扩孔钻32mm硬质合金扩28孔至32镗刀33mm硬质合金镗33H7孔麻花钻10.1mm硬质合金钻2-M12螺纹孔底孔丝锥M12硬质合金攻M12螺纹孔2.7切削用量及基本工时的确定2.7.1工序15的切削
25、用量及基本工时已知条件加工材料：铸铝；工序尺寸：宽度39mm；加工要求：选用刀具为=80mm硬质合金面铣刀，齿数为=4，加工深度3.5mm；机床：XA5032型立式铣床。（1）切削用量的选用1）铣削深度：由已知条件可知，其加工深度为3.5mm，故=3.5mm。2）每齿进给量：采用不对称端铣的方式来提高进给量。根据切削用量简明手册表3.5，当使用硬质合金刀，铣床功率为7.5KW（表3.30，XA5032型立铣床说明书）时，=0.090.18mm/z但因采用不对称端铣方式加工，故取最大值=0.18mm/z。3）切削速度和每分进给量：查切削用量简明手册表3.15得，当=160mm，=6，=0.18m
26、m/z时，=272r/min，=137m/min，=262mm/min，根据XA5032立铣说明书（表3.30），取=235r/min，=190mm/min，故实际切削速度由公式（2-1）得：m/min。实际每齿进给量mm/z。综上所述，该工序的切削用量为：=2mm，=0.13mm/z，=235r/min，=190mm/min，=118.06m/min。（2）基本工时的计算计算公式为：（2-2）式中，l=39mm，查表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量=20mm，故L=39+20=59mm，代入公式2-2计算其基本工时得。2.7.2工序20的切削用量及基本工时该工序扩32孔和镗33孔，选
27、用的刀具为32mm扩孔钻和33mm麻花钻。（1）扩32孔切削用量的选用1）背吃刀量：由毛坯图可知，其背吃刀量=2mm。2）进给量：查切削用量简明手册表2.10，取=0.9mm/r。3）切削速度和每分进给量：查切削用量简明手册查表2.13可知，当直径为32，=11m/min。故主轴转速由公式（2-3）计算得r/min，查机床说明书，选取n=195r/min，故实际切削速度由公式2-1计算得m/min，每分进给量mm/min。综上所述，该工序的切削用量为：=4mm，n=195r/min，=19.5m/min，=170.5mm/min。4）基本工时的计算公式2-2中，l=104mm，由表2.29可知
28、=20mm，带入公式5-2计算其基本工时。（2）镗孔时的切削用量1）背吃刀量：由毛坯图可知，其背吃刀量=0.5mm。2）进给量：查切削用量简明手册表2.7，=0.350.43mm/r，查机床说明书，取=0.36mm/r。3）切削速度和每分进给量：查切削用量简明手册查表2.13可知，当直径为33，=20m/min。故主轴转速由公式2-3计算得r/min，查机床说明书，选取n=235r/min，故实际切削速度由公式2-1计算得m/min，每分进给量mm/min。综上所述，该工序的切削用量为：=0.5mm，n=235r/min，=24.4m/min，=84.6mm/min。4）基本工时的计算公式2-
29、2中，l=104mm，由表2.29可知=20mm，带入公式5-2计算其基本工时。其余尺寸可按照同样的查表方法进行计算，最终计算后的切削用量将在工序卡片中列出。2.8工艺卡片的制定工艺文件包括机械加工工艺过程卡片的填写，以及机械加工工序卡片的填写。（1）工艺文件的校核技术科专责工程师在接到工艺任务书后, 按产品图纸技术要求和生产规模编制工艺文件, 文件应符合工艺文件的完整性要求。凡属正式的工艺文件, 除编制者外, 至少经过其他一位专业技术人员的校对或审核。参与校核的工艺人员应具有相同的专业工程师以上专业技术职务资格。（2）工艺文件的会签凡涉及特殊工序的工艺文件, 必须经过相关专业工程师会签方能生
30、效。精铸分厂、钢结构分厂自行编制的特殊工序工艺文件也必须经过产品专责工艺师会签。（3）工艺文件的批准一般工艺文件由技术科长批准, 在技术科长缺席时, 可由技术科长指定专人对工艺文件进行审批。工艺方案, 重大工艺试验项目由总工程师召集有关方面进行评审后, 由总工程师批准。技术改造, 工艺装备制造成本在500元以上, 由技术科科长上报生产副厂长进行审批。（4）工艺文件的更改1）工艺文件的更改原则工艺文件的更改不得降低产品的加工质量和生产效率, 不得增加绝对成本。工艺更改应及时、慎重, 保持相对稳定, 要求: 发现差错必须及时更改；重大的工艺更改, 应通过工艺试验确认后进行。2）工艺更改依据设计更改
31、原有工艺出现差错, 遗漏或存在缺陷。新技术、新工艺的引进和应用。纠正与预防措施。该零件的机械加工工艺文件请参见附件。3.钻2-M12底孔的钻模设计3.1问题的提出图3-1为托架工序图，工件的材料为铸铝，生产1000件，已加工面为孔33H7面A，C和距离为44mm的二侧面B。本工序加工2-M12mm的底孔2-10mm，试设计钻模。图3-1 加工零件工件加工要求：2-10mm孔轴线与33H7轴线夹角为。2-10mm孔到33H7孔的轴线的距离为88.50.15mm。两加工孔对2-R18mm轴线组成的中心面对称。工序图中的尺寸1050.1mm及1040.05mm为加工上、下端是已经控制的尺寸。加工孔的
32、工序基准为33H7轴线、F点(88.50.15mm与G面的交点)和2-R18mm的对称面。由于主要工序基准33H7孔的轴线与加工孔2-10mm轴线具有的倾斜角，因此主要限位基准轴线与钻套轴线也应倾斜相同的角度。主要定位元件的轴线与钻套轴线倾斜的钻模称为斜孔钻模。2-10mm孔应在一次装夹中加工，因此需设计分度装置。工件加工部位刚度较差，设计时应给予注意。3.2定位方案方案1：选33H7孔，A面、B面为定位基面，其结构如图3-2所示，用心轴及端面限制五个自由度()，活动定位支承板1限制一个自由度()，实现六点定位。加工部位加两个辅助支撑钉2，已增强工艺系统的刚性。图3-2 定位方案1 此方案的定
33、位基准A和B与工序基准不重合，结构不紧凑，夹紧装置与导向装置易互相干扰。方案2：选主轴33H7孔、 A面、B面为定为基面。其结构如图3-3所示， 心轴及端面限制五个自由度，在R18mm处用活动V形块3限制一个自由度，加工部位也设置两个辅助支撑钉2。图3-3 定位方案2此方案的定位基准主轴33H7孔轴线及R18对称面与工序基准重合，但定位基准A与工序基准不重合，且同样有方案1的缺点。图3-4 定位方案3方案3： 选主轴33H7孔、 C面、 D面作定位基准。其结构如图3-4所示，心轴及端面限制五个自由度，两侧面设置四个调节螺钉4，其中一个起定位作用，限制一个自由度，其他三个起辅助夹紧作用。加工孔下
34、方同样放置两个辅助支承钉2。此方案结构紧凑，用了辅助夹紧机构，进一步提高工艺系统的刚度，但定位基准C及D与工序基准不重合，并且工件装卸不方便。方案4：选主轴33H7孔，C面及E面为定位基面。其结构如图3-5所示， 心轴及端面限制五个自由度，用一个活动V形块3在E面处限制一个自由度，在加工孔下方用两个斜楔作辅助支承。图3-5 定位方案4此方案结构紧凑，工件装夹方便，但定位基准C与工序基准不重合。四个方案比较，第四个方案优点多，可选取。3.2导向方案为了达到斜臂2-10mm孔的尺寸精度和粗糙度要求，又要保证2-10mm孔的轴线与中心轴线成25，必须防止刀具在加工时发生倾斜，所以要采用导向元件，钻套
35、的结构和尺寸已标准化，只须进行选择。由于两个加工孔是螺纹底孔，可直接钻出，加之年产量不大，所以采用固定钻套，固定钻套有两种，无肩的和有肩的，因为钻模板较薄，要保持钻套有足够的导引长度，故选用有肩的钻套。（1）钻套高度H的确定H太小导向作用差，反之则与钻套摩擦大，一般取H/d=12.5。孔径小而加工要求高时应取大的比值，反之则可取小的比值。（2）钻套底面与工件间距离hh太大则对刀具的导向作用差，太小则对排屑不利，一般加工铸铁时，取h=(0.30.7)d；加工钢时则取h=(0.71)d；加工有色金属时则取（0.81.1）。（3）钻套内径公差为保证刀具与钻套内径有一定的间隙，故钻套内径的基本尺寸应等
36、于刀具的最大极限尺寸，以防止卡住或咬死，导引孔的公差带根据所导引刀具的种类和加工精度要求选定，钻孔选F7。图3-6 导向方案在工件装卸方便的情况下，尽可能选用固定式钻模板。导向方案如图3-6所示。3.3夹紧方案为便于快速装卸工件，采用螺钉及开口夹紧机构，如图3-7所示。图3-7 夹紧方案3.4分度方案图3-8 分度方案由于斜臂2-10mm孔对主轴33H7孔的对称度要求不高(未标注公差)，设计一般精度的分度装置即可。如图3-8所示，回转轴1与定位心轴做成一体，用销钉与分度盘3连接在夹具体6的回转套5中回转。采用圆柱对定销2对定，锁紧螺母4锁紧。此分度装置结构简单，能满足加工要求。3.5夹具体的选
37、用选用焊接夹具体，夹具体上安装分度盘表面与夹具体底面成倾斜角，夹具体底面支脚尺寸应大于钻床T形槽尺寸。3.6斜孔钻模上工艺孔的设置与计算在斜孔钻模上，钻套轴线与限位基准倾斜，其相互位置无法直接标注和测量，为此常在夹具的适当部位设置工艺孔，利用此孔间接确定钻套与定位元件之间的尺寸，以保证加工精度。在夹具体斜板的侧面设置了工艺孔10H7。工艺孔的设置应注意以下几点：工艺孔的位置必须便于加工和测量，一般设置在夹具体的暴露面上。工艺孔的位置必须便于计算，一般设置在定位元件轴线或钻套轴线上，在二者交点上更好。工艺孔尺寸应选用标准心轴的尺寸。本方案的工艺孔符合以上原则。工艺孔到限位基面的距离为J=75mm
38、。通过图3-9的几何关系，可以求出工艺孔到钻套轴线的距离。图3-9 用工艺孔确定钻套位置在夹具制造中要求控制750.05mm及48.940.05mm这两个尺寸，即可间接地保证88.50.15mm的加工要求。3.7夹具总图上尺寸，公差及技术要求的标注主要标注如下尺寸及技术要求：（1）大轮廓尺寸：355mm、150mm、312mm.（2）影响工件定位精度的尺寸、公差。定位心轴与工件配合尺寸33g6mm。（3）影响导向精度的尺寸、公差。钻套导向孔的尺寸、公差10H7。（4）影响夹具精度的尺寸、公差。工艺孔到定位心轴限位端面的距离J=750.05mm；工艺孔到钻套轴线的距离x=48.940.05mm；
39、钻套轴线对安装基面B的垂直度0.05；钻套轴线与定位心轴轴线间的夹角。（5）其他重要尺寸。回转轴与分度盘的配合尺寸30；回转轴与夹具体回转套的配合尺寸50，圆柱对定销10与分度套及夹具体上固定套的配合尺寸12；分度套与分度盘9及固定衬套与夹具体3的配合28；钻套5与钻模板4的配合15；活动V形块1与座架的配合尺寸60等。（6）需标注的技术要求。说明工件的定位，夹紧后才能拧动辅助支承的旋钮；拧紧力应适当。3.8工件加工精度分析本工序的主要加工要求是：尺寸88.50.15mm和角度。加工孔轴线与2-R18mm半圆面的对称度要求不高，可不进行精度分析。3.8.1定位误差 图3-10 定位误差计算工件
40、定位孔为33H7mm，圆柱心轴为33g6mm，在尺寸88.5mm方向上的基准位移误差为由于定位基准C与工序基准F不重合，在圆柱心轴的轴线方向上存在基准不重合误差，为尺寸1050.1mm及1040.5mm的公差之和，=（0.2+0.1）mm=0.3mm。如图3-10所示，给尺寸88.5mm造成的误差为=0.14mm因此尺寸88.5mm的定位误差为=0.19mm3.8.2对刀误差如图3-11(a)所示，刀具与钻套的最大配合间隙的存在会引起刀具的偏斜，将导致加工孔的偏移量式中 B-工件的厚度；H-钻套高度；H-排屑空间的高度。工件厚度大时，按计算对刀误差，；工件薄时，按计算对刀误差：本设计中，工件较
41、薄，不考虑钻头的倾斜。钻套导向尺寸为10F7；钻头尺寸为10。图3-11 对刀误差对刀误差为在尺寸88.5mm方向上的对刀误差如图3-11(b)所示3.8.3安装误差=03.8.4夹具误差 它有以下几项组成：图3-12 夹具误差（1）寸J的公差，如图3-12(a)所示，它在尺寸88.5mm方向上产生的误差为（2）尺寸l的公差，如图3-12(b)所示，它在尺寸88.5 mm方向上产生的误差为（3）钻套轴线对底面的垂直度=0.05mm，如图3-12(c)所示，它在尺寸88.5mm方向上产生的误差为（4）转轴与夹具体回转套的配合间隙给尺寸88.5mm造成的误差（5）钻套轴线与定位心轴轴线的角度误差，
42、它直接影响的精度。3.8.5加工方法误差对于孔径88.50.15mm，；对角度,。具体计算列于表3-1中表3-1 托架斜孔钻模加工精度计算角度孔距88.50.15mm定位误差0对刀误差0（不考虑钻头偏差）夹具误差加工方法误差加工总误差夹具精度储备经计算该夹具具有一定的精度储备，能满足加工尺寸的精度要求。设计总结通过本次毕业设计，我系统的巩固学习了大学四年的课程，对机械加工工艺的过程有了更深的认识和了解。我历时一个月，系统的巩固了如机械制图、机械制造技术、机床夹具设计等专业课程。从设计选择图纸到产品的加工，在指导老师的带领下，每一个环节都是由自己全部设计制作的。在这当中，感觉到在平时的学习中还不
43、够努力，造成毕业设计做起来有一定的难度，也感觉到了我们专业在进行实际操作中应勤动手、多动脑去思考，才能进行我们的产品零件的优质加工，还应多去翻阅一些需要的相关资料。通过这次对托架零件钻模的设计及其说明书的编制，增加了不少专业方面的知识，提高了动手能力，切实做到将理论联系到了实际生产中，也只有理论与实际巧妙的结合在一起，才能达到规定的各项性能指标，才能加工出完美的、符合要求的零件。总之，在此次毕业设计中我学到了不少的知识。致 谢本人在毕业课题的设计中，学习了不少的新知识，体会到了学习的重要性，同时，感谢学校具远瞻的规划与教育，给予我们良好的学习环境，并提供给我们对学业及个人生涯发展的多元信息，帮
44、助我们成长。感谢院系领导对我的关怀和重视，使我得以发挥自己的特长，找到人生的价值。感谢三年来陪伴我们学习与生活的恩师，感谢您们对我精心的教育，感谢您们没使我的学习变成劳作而成为一种快乐；.感谢您们让我明白自身的价值；.感谢您们帮助我发现了自己的专长，而且让我把事情做得更好。感谢您们容忍我的任性与错误，不仅教会了我知识，更教会了我如何做事，如何做人。特别感谢恩师的谆谆教导，他的悉心指导与斧正，对于论文. 架构之启迪，及其内容的细心斟酌与指导，倍极辛劳。最后感谢三年来陪伴我一起的同学们，伙伴们，所有的欢笑和泪水、成功和失败、骄傲和苦恼，我们曾一起分享；那是我们青春中最灿烂的一页，最辉煌的回忆，而回
45、忆中的每个人，都是栩栩如生，这些都将是我一生的财富。三年时间虽然短暂，但它必将在我的记忆里永恒。参考文献1吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册M.第3版.北京：高等教育也版社，2006.2郭重庆，钟德.简明机械设计手册M.同济大学出版社2002.3蔡春源，杨文通.机械零件设计手册M.第3版.北京：冶金工业出版社，1994.4王万均，胡中任.实用机械设计手册M.中国农业机械出版社.1984.5成大先，王德夫.机械设计手册M.第4版.北京：化学工业出版社，2002.6孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理M.第7版.北京：高等教育出版社，2005.7张淑娟，周静卿，赵凤芹.机械制图与计算机绘图M.中国农业
46、大学出版社，2007.8单祖辉，材料力学M.北京：高等教育出版社.2004.9王铎，王宏钰.理论力学M.6版.北京：高等教育出版社.2002.10杨叔子，机械加工工艺师手册M，机械工业出版社.2004.11 王金武互换性与测量技术M，中国农业出版社.2007.12 几何量公差与检测M，第五版.上海科学技术出版社2001.13 吴宗泽，机械设计手册（上）M. 北京：机械工业出版社，2002.14 沈鸿，机械工程手册，第14卷M北京：机械工业出版社，1982.15 王光斗、王春福主编机床夹具设计手册M上海：上海科学技术出版社，2002.16 赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书M北京：机械工业出版社，2003.
