填料箱盖的夹具设计2 - 图文

目 录

1 课题提出的背景和意义 ................................. 错误！未定义书签。 1.1 课题的研究背景 ...................................... 错误！未定义书签。 1.2 UG的应用前景及UG软件应用的意义[1] ................. 错误！未定义书签。 2.1 零件的作用 ........................................................... 1 3 工艺规程设计 .......................................................... 3 3.1 毛坯的制造形式 ....................................................... 3 3.2 基准面的选择 ........................................................ 3 3.2.1 粗基准的选择 ...................................................... 3 3.2.2 精基准的选择 ...................................................... 3 3.3 制订工艺路线 ........................................................ 3 3.3.1 工艺线路方案一 .................................................... 4 3.3.2 工艺路线方案二 .................................................... 4 3.3.3 工艺方案的比较与分析 .............................................. 5 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .............................. 6 3.5 确定切削用量及基本工时 .............................................. 7 3.5.1 工序Ⅰ：车削端面、外圆 ............................................ 7 3.5.2 工序Ⅱ：粗车65,80,75,100外圆以及槽和倒角 ......................... 9 3.5.3工序Ⅲ 钻扩mm、及锪孔。转塔机床C365L ............................. 11 3.5.4 工序Ⅳ 钻6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24 .................... 13 3.5.5 工序Ⅴ：精车Φ65mm的外圆及与Φ80mm相接的端面 .................... 15 3.5.6 工序Ⅵ：精、粗、细镗mm孔 ........................................ 16 3.5.7 工序Ⅶ：铣Φ60孔底面 ............................................. 17 3.5.8 工序Ⅷ：磨Φ60孔底面 ............................................. 18 3.5.9 工序Ⅸ： 镗Φ60mm孔底沟槽 ........................................ 18 3.5.10 工序Ⅹ： 研磨Φ60mm孔底面 ....................................... 19 4 基于UG专用夹具设计 .................................................. 20 4.1 问题的指出 .......................................................... 20 4.2 夹具设计 ........................................................... 20 4.2.1 定位基准的选择 ................................................... 20 4.2.2 切削力及夹紧力的计算 ............................................. 20 4.3 定位误差的分析 ...................................................... 21 4.4 夹具设计及操作的简要说明 ............................................ 21 4.5 基于UG的夹具建模过程概述 ........................................... 21 全文总结 ................................................................ 28 致谢 .................................................................... 31

\\

2 零件的分析

2.1 零件的作用

零件的制造工艺方法可以分为材料成形法，材料去除法以及材料累加法。根据零件的特性以及从经济性的角度分析，经过一系列的性能比较，HT200是相对适合的材料，毛坏的成型方法为铸造。

本设计是首先对零件进行分析，确定零件加工的工艺规程，设计加工工序，然后

根据要求设计夹具，利用UG的建模功能设计夹具的各个组件，最后将各组件组装成装配图，最后导出工程图。

题目所给定的零件是汽车的填料箱盖如图2.1所示，其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。填料箱主要由填料，水封环，填料筒，填料压盖，水封管组成。填料箱的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不使泵内的水流不流到外面来也可阻止外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空。当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却。保持水泵的正常运行。

图2.1 填料箱盖三维图

2 .2 零件的工艺分析[2][3]

填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求[4]

1

1.以ф65H5（0?0.013）轴为中心的加工表面。

包括：尺寸为ф65H5（0?0.013）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为ф80的与ф65H5

0.036（0相接的肩面, 尺寸为ф100f8(?（0同轴度为0.025的面. 尺?0.013）?0.090)与ф65H5?0.013）?0.046寸为ф60h5(0)与ф65H5（0?0.013）同轴度为0.025的孔。

?0.0462.以ф60h5(0)孔为中心的加工表面。

?0.046尺寸为78与ф60H8(0)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨. ?0.0463. 以ф60H8(0)孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24

及4-M10-6H。

4.其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求。

2

3 工艺规程设计

3.1 毛坯的制造形式

零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量为1000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。

3.2 基准面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 3.2.1 粗基准的选择

对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。） 3.2.2 精基准的选择

选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具

结构简单，工件装夹方便。

按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：

当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。

采用锥堵或锥套心轴。

精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。

3.3 制订工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具

3

和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 3.3.1 工艺线路方案一

工序Ⅰ 铣削左右两端面。

工序Ⅱ 粗车ф65，ф85，ф75，ф155,ф100外圆及倒角。 工序Ⅲ 钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹 工序Ⅴ 精车ф65外圆及与ф80相接的端面.

?0.046)孔。 工序Ⅵ 粗、精、细镗ф60H8（0工序Ⅶ 铣ф60孔底面 工序Ⅷ 磨ф60孔底面。 工序Ⅸ 镗ф60孔底面沟槽。 工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。 工序Ⅺ 去毛刺，终检。 3.3.2 工艺路线方案二

工序Ⅰ 车削左右两端面。

工序Ⅱ 粗车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。 工序Ⅲ 钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。 工序Ⅳ 精车ф65外圆及与ф80相接的端面.

?0.046)孔。 工序Ⅴ 粗、精、细镗ф60H8（0工序Ⅵ 铣ф60孔底面 工序Ⅶ 磨ф60孔底面。 工序Ⅷ 镗ф60孔底面沟槽。 工序Ⅸ 研磨ф60孔底面。

4

工序Ⅹ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹 工序Ⅺ 去毛刺，终检。 3.3.3 工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工12孔后

?0.046)孔。精加工外圆面和ф60H8（0；方案二是使用车削方式加工两端面，12孔的加工放

在最后。两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。

但是仔细考虑，在线路二中，工序Ⅳ 精车ф65外圆及与ф80相接的端面。 然后工序Ⅹ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹。 这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工艺路线确定如下：

工序Ⅰ 车削左右两端面。

工序Ⅱ 粗车ф65，ф85，ф75，ф155,ф100外圆及倒角。 工序Ⅲ 钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。

工序Ⅳ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹 工序Ⅴ 精车65外圆及与80相接的端面.

?0.046)孔。 工序Ⅵ 粗、精、细镗ф60H8（0工序Ⅶ 铣ф60孔底面 工序Ⅷ 磨ф60孔底面。 工序Ⅸ 镗ф60孔底面沟槽。 工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。 工序Ⅺ 去毛刺，终检。

以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

5

3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“填料箱盖”零件材料为HT200，硬度为HBS190~241，毛坯质量约为5kg，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。

根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

（1）外圆表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为ф84、ф104、ф160的阶梯轴式结构，除ф65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为Ra6.3um,只要粗车就可满足加工要求,以ф155为例,2Z=5mm已能满足加工要求。

（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差[4]。铸件轮廓尺寸(长度方向>100~160mm,故长度方向偏差为?2.5 mm，其余量值规定为3.0~3.5 mm.现取3.0 mm[4]。

、?43内孔。毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra 为 （3）?326.3,钻——扩即可满足要求。

?0.046（4）内孔ф60H8(0)。要求以外圆面ф65H5（0 ?0.013）定位，铸出毛坯孔ф30。

粗镗ф59.5 2Z=4.5 精镗 ф59.9 2Z=0.4

?0.046 细镗ф60H8(0) 2Z=0.1

?0.046(5) ф60H8(0)孔底面加工.

按照[4]

1.研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010 2.磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3 3.铣削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69

(6)底面沟槽，采用镗削，经过底面研磨后镗可保证其精度。Z=0.5

(7) 6—?13.5孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均为自由尺寸精度要求。

6

1．6—?13.5孔可一次性直接钻出。 2．攻螺纹前用麻花钻直径为ф8.5的孔[14]。 钻孔 ф8.5 ，攻螺纹 M10。

3.5 确定切削用量及基本工时

3.5.1 工序Ⅰ：车削端面、外圆

本工序采用计算法确定切削用量、加工条件。0 工件材料：HT200，铸造。

加工要求：粗车ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圆，表面粗糙度值Ra 为6.3。

机床：C620—1卧式车床。

刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mmX25mm,kr=90°,r0=15°?0=12 rR=0.5mm。

计算切削用量。

（1） 粗车ф65、ф155两端面

确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为3?1.25mm，则毛坯长度方

·向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a=2mm计。长度加工方向取IT12级，取

p?0.04mm。确定进给量f[4]当刀杆16mmX25mm, ap<=2mm时,以及工件直径为ф160时。

f=0.5~0.7mm/r

按C620—1车床说明书取f=0.5 mm/r计算切削速度: ,切削速度的 计算公式为[4]

Vc=cvTapfmxvyvkv(m/min) 3.1

式中, cv=1.58, xv=0.15, yv=0.4,m=0.2。修正系数kv见,即

k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81,

[4]

k=0.97

mvsvkvkrvBV所以

7

Vc=

1.58?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97

600.2?20.15?0.50.4 =66.7(m/min) 确定机床主轴转速 ns=1000VC1000?66.7==253(r/min) 3.14?84?d?按机床说明书[4]与253r/min相近的机床

转速有230r/min及305r/min。现选取305r/min。如果选230m/min， 则速度损失较大。所以实际切削速度 V=80m/min 计算切削工时，取

84=42mm, L1=3mm, L2=0mm, L3=0mm 242?3tm=?2=0.59(min)[4] 305?0.5L=

（2） 粗车ф160端面

确定机床主轴转速: ns=

1000VC1000?66.7==133(r/min) 3.14?160?d?按机床说明书[4]与133r/min相近的机床

转速有120r/min及150r/min。现选取150r/min。如果选120m/min， 则速度损失较大。所以实际切削速度 V=75.4m/min 计算切削工时[4]，取 L=

160=80mm, L1=3mm, L2=0mm, L3=0mm 280?3tm=?2=2.21(min)

150?0.5（3） 粗车160与104连接之端面

160?104=28mm, L1=3mm, L2=0mm, L3=0mm 228?3?2=0.82(min) tm=

150?0.5L=

8

3.5.2 工序Ⅱ：粗车?65,?80,?75,?100外圆以及槽和倒角

切削深度:先?84车至?80以及?104车至?100。 进给量[4]:

Vc=

cvmxvyvTapf1.58?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97 =0.20.150.460?2?0.5 =66.7(m/min)

确定机床主轴转速:

ns=

kv(m/min)

1000VC1000?66.7==204(r/min) ?d?3.14?104按机床选取n?=230 r/min。所以实际切削速度 V=

?dn3.14?104?230==75.1 m/min检验机床功率: 主切削力 10001000 Fc=CFcapxFCf

yFCvcnFC

kFC

3.2

式中：CFC=900, xFC=1.0 , yFC=0.75 , nFC=-0.15

kMF=(

HBnF2000.4)?()?1.02 190190kkr=0.73

所以

FC=900?1.5?0.50.75?66.7?0.15?1.02?0.73?598(N)

切削时消耗功率

Pc=FcVc598?66.7??0.665(KW) 6?1046?104C630-1机床说明书可知[4], C630-1主电动机功率为7.8KW,当主轴转速为230r/min时,主轴传递的最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。 检验机床进给系统强度:已知主切削力FC=598N,径向切削力Fp[4]

Fp=CFpapxFP

fyFPVcnFP

kFP 3.3

式中: CFp530, xFP=0.9, yFP=0.75, nFP=0

kMP=(

HBnF2001.0)?()?1.052 190190 9

kkr=0.5

所以

Fp=530?1.50.9?0.50.75?66.70?1.052?0.5?152(N)

而轴向切削力

Ff=CFfapxFff

yFfvcnFfkFf

式中: CFf=450, xFf=1.0, yFf=0.4, nFf=0

kM=(

200nF2000.8)?()?1.041 190190kk=1.17

轴向切削力

Ff=450?1.5?0.50.4?60.70?1.041?1.17?623(N)

取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给机构可承受的最大纵向力为3550N[4],故机床进给系统可正常工作。 切削工时：

t=

式中： L=105mm, L1=4mm, L2=0 所以

t=

（2） 粗车?65外圆 实际切削速度

V=

计算切削工时[4]，取

L=17mm, L1=3mm, L2=0mm

t=

（2） 粗车?75外圆

10

l?l1?l2 nf105?4?3.27(min)

66.7?0.5?dwnw1000=

3.14?305?65?62.3m/min

1000l?l1?l217?3?i??2?0.262min nf305?0.5取 nw=305r/min

实际切削速度

V=

计算切削工时[4]，取

L=83mm, L1=3mm, L2=0mm

t=

（3） 粗车?100外圆

取 nw=305r/min

实际切削速度

V=

计算切削工时[4]，取

L=15mm, L1=3mm, L2=0mm

t=

l?l1?l283?3?i??0.564min nf305?0.5?dwnw1000=

3.14?305?75?71.9m/min

1000?dwnw1000=

3.14?305?100?95.78m/min

1000l?l1?l215?3??0.104min nf305?0.5（4） 车槽.采用切槽刀，rR=0.2mm 取 f=0.25mm/r

nw=305r/min

计算切削工时

L=9mm, L1=3mm, L2=0mm

t=

l?l1?l29?3??0.08min[5] nf305?0.53.5.3工序Ⅲ 钻扩?32mm、及锪?43mm孔。转塔机床C365L （1） 钻孔?25mm

f=0.41mm/r r=12.25m/min[5]

11

ns?按机床选取：

1000v1000?12.25??130(r/min)[4] ?dw??30nw=136r/min[4]所以实际切削速度 ?dn??25?136v?ww??10.68m/min

10001000切削工时计算：

l?65mm， l1=10mm， l2=4mm l?l1?l265?10?4=t??1.41min

nwf136?0.41（2） 钻孔?32mm

根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为

f=（1.2~1.3）f钻 v=（

11~）v钻 23公式中f钻、v钻为加工实心孔时的切削用量[4]

得 f钻=0.56mm/r

v钻=19.25m/min 并令： f=1.35 f钻=0.76mm/r

按机床取f=0.76mm/r

v=0.4v钻=7.7m/min

ns?1000v1000?7.7??76.6r/min ?d??32按照机床选取

nw?78r/min

所以实际切削速度：

v??dwnw1000???32?781000?7.84m/min

切削工时计算：

12

l1?7mm， l2?2mm， l?65mm

t?l1?l2?l7?2?65=?1.22min nwf0.76?78（3） 锪圆柱式沉头孔?43mm

根据有关资料介绍，锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的1/2~1/3，故 11f=f钻??0.6?0.2mm/r 33按机床取f=0.21mm/r

11r=r钻??25?8.33m/min 3v10003?8.331000ns???61.7r/min

?d3.14?43按机床选取：

nw?58r/min

所以实际切削速度为：

v??dwnw1000???43?581000?7.83m/min

切削工时计算：

l1?2mm， l2?0mm， l?17mm

l?l?l2?17t?12=?1.56min

nwf58?0.213.5.4 工序Ⅳ 钻6—?13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24 （1） 钻6-?13.5

f=0.35mm/r

V=17mm/min

所以 n=

按机床选取：

1000V=401(r/min)

??13.5nw?400r/min

所以实际切削速度为：

v??dwnw1000???13.5?4001000?16.95m/min

切削工时

l1?4mm， l2?3mm， l?15mm则：

l?l?l4?3?15t?12?0.157min =

nwf400?0.35t=6t=6?0.157=0.942min

（2） 钻2?M10?6H底孔Φ8.5

13

f=0.35mm/r v=13m/min

所以n=

按机床选取

1000v=487r/min

??8.5nw?500r/min

实际切削速度

v??dwnw1000???8.5?5001000?13.35m/min

切削工时

l?15mm， l1?4mm， l2?3mm则：

l?l?l4?3?15t?12?0.126min =

500?0.35nwft2?2t?2?0.126?0.252min （3） 4?M10?6H深20，孔深24，底孔Φ8.5

f=0.35mm/r

v=13m/min 1000v所以 n==487r/min

??8.5nw?500r/min

按机床选取

实际切削速度

v??dwnw1000???8.5?5001000?13.35m/min

切削工时

l?24mm， l1?4mm， l2?0mm则：

l?l?l4?0?24t?12=?0.16min

nwf500?0.35t.3?4t?4?0.16?0.64min （4） 攻螺纹孔2?M10?6H

r=0.2m/s=12m/min 所以 ns?382r/min

按机床选取

nw?315r/min则

实际切削速度

v??dwnw1000???10?3151000?9.9m/min

14

计算工时

l?15mm， l1?3mm， l2?3mm则：

l?l?l15?3?3t?12=?0.067min

nwf315?1t.4?2t?2?0.067?0.134min （5） 攻螺纹4-M10

r=0.2m/s=12m/min 所以 ns?382r/min

按机床选取

nw?315r/min则

实际切削速度

v??dwnw1000???10?3151000?9.9m/min

计算工时

l?20mm， l1?3mm， l2?0mm则：

l?l?l20?3?0t?12=?0.083min

nwf315?1t.5?4t?4?0.083?0.33min 3.5.5 工序Ⅴ：精车Φ65mm的外圆及与Φ80mm相接的端面

车床：C616 （1） 精车端面

Z=0.4mm

ap?0.2mm f?0.1mm/r

计算切削速度[4]，切削速度的计算公式为（寿命选T=90min）

cvvc?kv(m/min)

Tmapxvfyv8 xv?0.15, yv?0.4， m?0.15修正系数式中cv?15，

c158kv[4]vc?mvxykv?0.15?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97?257m/min 0.150.4vv60?10000.2v?01000.1?257Tapfcns???1023r/min

?dw??80按机床说明书[4]与1023r/min。如果选995r/min，则速度损失较大。

所以实际切削速度

v?1200???80?301m/min

1000 15

计算切削工时[4]

80?65l??12.5mm， l1?2mm， l2?0mm， ls?0则：

2l?l?l?ls12.5?2?0?0t?12?i=?2?0.48min

nwf1200?0.1（2） 精车Φ65外圆

2Z=0.3

f=0.1mm/r

cvvc?kv(m/min)

Tmapxvfyv8 xv?0.15, yv?0.4， m?0.15修正系数式中cv?15，

c158kv[4]vc?mvxykv?0.15?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97?257m/min 0.150.4vv60?0.2?0.1Tapfnw?1200r/min

所以实际切削速度

v?1200???65?245m/min

1000计算切削工时

l?17mm， l1?3mm， l2?0mm则：

l?l?l17?3?0t?12?i=?2?0.33min

nwf1200?0.1（3） 精车外圆Φ100mm

2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r

vc?257m/min

取 nw?1200r/min

实际切削速度

v?1200???100?376.8m/min

1000计算切削工时

l?30mm， l1?3mm， l2?0mm则：

l?l?l30?3?0t?12?i=?2?0.6min

nwf1200?0.1?0.0463.5.6 工序Ⅵ：精、粗、细镗?60H8(0)mm孔

（1） 粗镗孔至Φ59.5mm

2Z=4.5mm则

Z=2.25mm

1000v1000?35nw???185r/min

?d??60 16

查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金刚镗主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加工时使用的转数。

l?78mm， l1?3mm， l2?0mm则：

l?l?l78?3?0t?12?i=?3?1.64min

nwf185?0.8（2） 精镗孔至Φ59.9mm

2Z=0.4mm， Z=0.2mm

f=0.1mm/r

v=80m/min

nw?1000v1000?80??425r/min ?d3.14?60计算切削工时

l?78mm， l1?3mm， l2?0mm则： l?l?l78?3?0t?12?i=?2?3.81min

nwf425?0.1?0.046（3） 细镗孔至?60H8(0)mm

由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。

ap?0.05mm

f=0.1mm/r

nw=425r/min V=80m/min

3.5.7 工序Ⅶ：铣Φ60孔底面

铣床：X63

铣刀：选用立铣刀 d=10mm L=115mm 齿数Z=4 切削速度：参照有关手册，确定v=15m/min

aw?7mm

1000v1000?15=477.7r/min ns???dw??10采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书[4]

取 nw=475r/min

故实际切削速度为：

v??dwnw1000???10?4751000?14.9m/min

17

当nw?475r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为

fm?fzznw?0.08?4?475?150mm/min

查机床说明书，刚好有fm?150m/min故直接选用该值。 计算切削工时

L=（60mm-30mm）=30mm

30tm??0.2min

150倒角1x45°采用90°锪钻。 3.5.8 工序Ⅷ：磨Φ60孔底面

①．选择磨床：

选用MD1158（内圆磨床） ②．选择砂轮[4]： 结果为A36KV6P 20x6x8mm ③．切削用量的选择：

砂轮转速 n砂?1500r/min，v砂?27.5m/s

轴向进给量 fa?3mm 径向进给量 fr?0.015mm ④．切削工时计算： 当加工一个表面时

t1?2lbzbk

10000rfafr式中 L：加工长度 L=30mm b：加工宽度 b=30mm

zb：单位加工余量 zb=0.2mm K： 系数 K=1.1

r： 工作台移动速度（m/min） fa：工作台往返一次砂轮轴向进给量

fv： 工作台往返一次砂轮径向进给量

2?30?30?1.1?4.4min 则 t?1000?10?3?0.015。3.5.9 工序Ⅸ： 镗Φ60mm孔底沟槽

内孔车刀 保证t=0.5mm，d=2mm。

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3.5.10 工序Ⅹ： 研磨Φ60mm孔底面

采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm。

19

4 基于UG专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过各方面的比较,决定设计第6道工序——钻12孔的钻床专用夹具。本夹具将用于Z3025摇臂钻床，刀具为麻花钻。

4.1 问题的指出

本夹具主要用来钻12孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

4.2 夹具设计

4.2.1 定位基准的选择

由零件图可知，12孔中，6—?13.5在圆周上均匀分布,2—M10，4—M10也为对称分布，尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以?65外圆面作为定位基准。

为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对12孔进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。 4.2.2 切削力及夹紧力的计算

刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为?13.5。 则轴向力[4]：

fyFkF 4.1

式中： CF=420， ZF=1.0, yF=0.8, f=0.35

HBnF2001.3)?()?1.07 kF=(190190F=420?13.51.0?0.350.8?1.07?2123(N)

F=CFd0转矩

T=CTd0ZTzFfyTkT

式中: CT=0.206, ZT=2.0, yT=0.8

T=0.206?13.52.0?0.350.8?1.07?17.34(N?M)

T17.34?16.95功率 Pm=V??0.726KW

30d030?13.5在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=K1K2K3K4

20

式中 K1—基本安全系数，1.5; K2—加工性质系数，1.1; K3—刀具钝化系数, 1.1; K4—断续切削系数, 1.1

则 F/=KF=1.5?1.1?1.1?1.1?2123?4239(N)

气缸选用?100mm。当压缩空气单位压力P=0.6MPa,夹紧拉杆D??25mm。

?(1002?252)?0.6?4416(N) N=

4 N>F

钻削时 T=17.34 N?M

切向方向所受力:

T17.34F1=??267N ?3L65?10取f?0.1

Ff=4416?0.1?441.6(N)

Ff> F1

所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。

4.3 定位误差的分析

定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公差为0?0.03，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。

4.4 夹具设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工序的钻床夹具选用气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由0.5MPa增至0.6 MPa）以增加气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。

4.5 基于UG的夹具建模过程概述

根据上述计算与设计,确定的夹具的夹具体的设计，最终确立夹具的结构[17]。 基于UG的夹具体的建模过程：

第一步,新建一个文件名为“jiajuti\文件类型为（*prt),单位：mm的文件如图4.1所

21

示：

图4.1 创建新文件

第二步，插入一个长为310mm，宽280mm,25mm的长方体。生成实体模型如图4.2所示：

22

图4.2 长方体特征

第三步，选择成形特征下的凸垫，选择生成长方体的一个棱边为水平参考，凸垫的长250mm，宽310mm，高度为185mm。生成特征如下4.3图示

图4.3 凸垫特征

第四步，创建长210mm,宽度190mm,深度310mm腔体特征如下4.4图所示

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图4.4 腔体特征

第五步，创建拉伸异形定位孔，具体做法如下 ① 在草绘环境下，绘出孔的草图确；

② 进入建模环境下，拉伸草绘完成的草图剖面完成结果如下4.5图所示：

图4.5 异形孔特征

第六步，创建夹具体的其他的三个异形定位孔，具体做法如下： 1.创建XOZ和YOZ平面；

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