km173机体钻扩挺柱孔机床工件工序图和夹具设计(编辑修改稿)

km173机体钻扩挺柱孔机床工件工序图和夹具设计(编辑修改稿)内容摘要：

（ 如 更换精密级的液压滑台、动力箱）就可完成挺柱孔的铰 挤压精加工。 对于挺柱孔的粗加工 和精加工 ，初步确定两种工艺路线 ， 方案一： 采用钻 扩 粗铰 精铰的加工工艺路线。 方案二： 采用钻 扩 铰 挤压的加工工艺路线。 通过分析可知： 比较上述两种加工方法， 上述两种方案的不同之处就是，最后一道工 步 内容不同，方案一用的是精铰，由《机械加工工艺手册》查得精铰孔后孔径表面粗糙度值一般情况下mRa  ，远远达不到挺柱孔精度要求的 mR   而 挤压能获得加工精度 为 IT5～IT6，表面粗糙度 mR ~  ，挤压杆的制造也比 较容易，成本较低， 本 加工使用导向套 导向，所以能保证加工时刀具的刚度 ，所以选择方案二更为合理。 经过上述分析，确定加工方案：采用卧式两工位移动工作台式组合机床，每次装夹一件，机体挺柱孔的加工采用钻 —扩 —铰 —挤压工艺方案，在两道工序 上 分别完成钻 —扩和铰 —挤压加工，用导向套导向进行加工。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 5 加工余量 和工序尺寸的确定 工艺路线拟定以后，需要确定工艺内容， 即确定 各工 序 尺寸 、 加工余量 和挺柱孔的位置尺寸。 1）挺柱孔内孔表面工序尺寸和加工余量的确 定 ① 根据《机械加工工艺手册》，查得孔的加工余量如下 : 挤压孔余量： Z mm； 粗铰孔余量： Z mm； 扩孔加工余量： Z mm； 经过计算得出钻孔的直径 14 mm； ② 确定各工序的尺寸 挤压后应达到零件图规定的设计尺寸，故挤压后的工序尺寸为 16mmD 铰孔后的孔径的基本尺寸为 : mmD  ； 扩孔后的孔径的基本尺寸为 ： mmD  ； 钻孔时的基本尺寸为 ： mmD  ； ③ 确定各工艺尺寸的公差 ： 考虑到 工序尺寸的的经济加工精度，又要保证各工序有足够的最小加工余量。 为此各工步 的加工精度等级不宜相差过大。 根据《机械加工工艺手册》，查找确定各 工步 尺寸的加工 精度公差如下 ： 钻： IT ； 扩： IT ； 铰： IT ； 挤压： IT ； ④ 确定各 工步 所达到的表面粗糙度 值 ： 钻： Ra m 扩： Ra m 铰：  挤压：  ⑤ 确定各 工步 尺寸的偏差 ： 工 序 尺寸按 “ 单向入体 ” 原则 :标注极限偏差，如图 2 22 所示 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 6 图 21 挺柱孔 钻 扩 的加工尺寸及其公差 图 22 挺柱孔 铰 挤压 的加工尺寸及其公差 2） 其余 工序尺寸的确定 ① 确定挺柱孔轴线到机体第二定位基面的工序尺寸 2A 如图 23（ a） ，主轴孔中心线到凸轮轴孔的垂直距离为距离是 ，凸轮轴孔的位置度公差是  ，则 0  ，又 1  ，在图示尺寸链中， 0A 是加工中加工精度要被间接保证的尺寸，所以 0A 为封闭环， 1A 、 2A 为组成环。 2A 的基本尺寸为 ： 0 51 8 7A 2  . )(  E IAE IAE S A 公式 (21) )0 2 (0 1  E S AE S AE IA 公式 (22) 则 2  ② 确定挺柱孔中心线到机体第一定位基准的工序尺寸 2B 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 7 如图 23（ b） ，挺柱孔中心线到凸轮轴孔的尺寸  ，与自由度公差查得，长度为 35mm 的自由公差为  ，则尺寸  ， 0B 为加工精度被间接保证的尺寸， 所以 0B 为封闭环， 1B 、 2B 为组成环。 2B 的基本尺寸为： 6535100B 2  )(  E IBE IBE S B )(  E S BE S BE IB 则 B （ a） （ b） 图 23 加工工艺尺寸链 确定切削用量及基本工时 确定切削用量，应以保证加工质量为前提，并兼顾切削效率、经济性和加工成本。 各工步的加工条件为： 工件材料为 HT250 ， GB/T94391988 250MPab ， 2% ， 硬度 241~190HBW 1） 工步 一 ： 钻挺柱孔 通孔深 38 加工要求：钻  14mm 挺住孔 ① 刀具：复合钻 本 工步 为钻一  14mm 孔，同时倒角 451 ，要同时完成这两项任务，必须使用复合刀具 ，所用复合刀具是用  20mm 的 标准 钻头改制而成。 注：由于该工步所用刀具为复合刀具，所以切削用量的选择应按照复合刀具切削 用量的选择原则进行选择 [6]： ⑴ 进给量按照复合刀具的最小直径的单个刀具选择。 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 8 ⑵ 切削速度按照复合刀具的最大直径的单个刀具选择。 刀具材料的选用：常用刀具材料一般为高速钢和硬质合金，硬质合金硬度高，耐磨性好，故 其且削性能较好。 因其抗弯强度低，断裂任性低，故其承受切削振动和冲击负荷能力差，而高速钢恰好在这方面的性能好，但其硬度、耐磨性和耐热性较差，故常用于低速刀具，由于钻孔的切削量较大，转速较高，选用硬质合金，扩、钻加工余量小， 所以 选用高速钢 [7]。 复合刀具 示意图如图 24。 图 24 钻 倒角复合刀具 ② 进给量选择 f 《实用机械加工工艺手册》 表 11—267 ③ 切削速度 选择 vypmzov kfaT d vvcvc  公式 (23) 公式 中 的系数和指数，由《机械加工工艺手册》 表 —2 查得公式中的各系数为  vvvvv Tkoc ，，， 又 ， mmdmma p 141 0  rmm/  ， m i n/2010 . 2 5160 148 . 1 c mv  14d  mm，《实用机械加工工艺手册》 表 11—267 m inr4 5 021 0 0 01 0 0 0  d vn c 公式 (24) 本设计 取 min054 rn （为减少刀具磨损、提高其寿命，一般所选转速较计算值小） m 504141000   dnv c ④ 机动工时 fn lllt fwm 1 公式 (25) 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 9 《机械加工工艺手册》表 28—42 其中 mmlmmkdlwrf 38,8345c o s73c o s2 0 ， 得 st m 3838   工步 二：扩 14 mm 孔至  加工要求：扩 14 mm挺住孔至  ，加工余量 刀具： 高速钢 锥柄扩孔钻 基本参数：  mm， 200l mm ① rmmf  ② min450rn dvn c1000 取 m 0 0 0 5 0 0 0 mdnvc   ③ 机动 工时 fn lllt fwm 1 o s2 fl ； 38wl ； 31l ； 6s604501  mt。 切削力和切削功率的计算 刀具进行金属切削时，切除工件上多余的金属会产生切削力。 1）钻孔时的切削力和切削功率的计算 ① 转矩计算公式 mNKfd o  0 0 . 2 0 6T 公式 (26) 轴向力计算公式 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 10 NKfd p 9 3 .  公式 (27) ② 切削功率 KwKwdTvP m 0  公式 (28) 2）扩孔时切削力和切削功率的计算 ① 计算切削力 ffpx kkfaF 3 12 3 1  公式 (29) 《机械加工工艺师手册》表 17—16 )190(  H B Sk f 公式 (210) NFx 214 扭矩 mmNkfadT fp  公式 (211) ② 切削功率 KWnTP 0 0 3 5 5 0 2020 8 3 5 5 0  公式 (212) 各切削力方向与作用点如图 25 所示。 图 25 切削力 的作用点和方向 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 11 3 夹具的设计 机床夹具应满足的基本要求 机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固的夹紧，以接受加工的工艺装备。 它的主要作用：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床。