车床后托架工艺及工艺装备设计说明书（毕业设计）(8)

车床后托架工艺及工艺装备设计

4、工艺装备设计

“工欲善其事，必先利其器“，这是我国历史上劳动人民在生产斗争中对工具重要性所作的结论。在现代生产中，工具（工艺装备）的作用也是如此。在机械制造工业中，为了达到保证产品质量、改善劳动条件、提高劳动生产率及降低成本的目的，大量使用着各种工艺装备。

本次毕业设计中，设计后托架三杠孔的加工专用夹具。 4.1 收集有关资料，分析工序要求

+0.03+0.02+0.025利用本夹具主要用来加工?25.50、?30.20、?400三杠孔。加工时除

了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求，具体的工件加工要求如下：

+0.03+0.02+0.025①.钻、扩、铰?25.50、?30.20、?400三杠孔。

②.孔间距离为(63±0.05)mm；平行度为100：0.08。 ③.三杠孔轴线与底平面A的距离为（35±0.07）mm。 ④.孔轴线对底平面的平行度公差100：0.07。

可知其最大钻孔直径达40mm，故选用的机床为Z37摇臂钻床，刀具为直柄麻花钻头、扩孔钻、铰刀，由参考文献[5]表4.2-11其技术资料如下表6所示：

表6 Z37摇臂钻床主要技术参数 单位（mm）

机床型号 Z37 最大钻孔直径 主轴轴线至立主轴下端面至最大柱母线的距离底坐面距离H L 最大 75 2000 最小 500 最大 1750 最小 600 450 6号 1500 700 3600 行程h 主轴莫氏锥度号 加工范围 主轴 主轴箱最大水平移动量 最大升降距离 回转角 横臂

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4.2 拟定夹具的结构方案，绘制夹具草图 4.2.1 确定夹具的类型

本夹具属于在摇臂钻床上加工轴线平行的孔系，宜设计固定式钻模加工这些孔，既可以保证孔加工精度又能够提高劳动生产率。 4.2.2 确定工件的定位方案，设计定位装置

（1）定位方案。根据工件结构特点，其定位方案如下： 方案一：

选底平面为定位基准，限制3个自由度，以侧面和盖板平面定位，共限制工件六个自由度，实现完全定位。为使工件装夹可靠，增加刚性，采用辅助支承。 方案二：

以侧面为定位基准，以R21外圆定位（V型块），限制工件六个自由度。 分析零件可知，底平面A为工序基准，被加工孔的最主要位置要求是三杠孔轴线与底平面A的距离为（35±0.07）mm，有平行度公差要求，在对孔进行加工前，底平面进行了粗铣加工，方案一中做到了基准重合，且结构紧凑，工件装夹方便。而方案二零件不容易实现夹紧，且基准不重合，影响加工精度。初步确定选用方案一。

（2）选择定位元件。

由定位方案可知工件定位时所需的定位元件有：支承钉、止推板以及辅助支承。

①．平顶支承钉A16×9：A型（GB/T2226），用于定位基准底平面的定位。 材料：T8；

热处理：55～60HRC。 定位配合取?12H7r6。

②．圆顶支承钉B16×16：用于侧面的定位。 材料：T8；

热处理：55～60HRC。

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定位配合取?10H7r6。

③．止推板：用于盖板平面的定位。

④．辅助支承：采用自动调节支承 12×49 GB/2238，使工件装夹可靠。 4.2.3 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置及计算夹紧力

为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变，就要用夹紧装置将工件夹紧，才能保证工件的定位基准与夹具体上的定位表面可靠地接触，防止在加工过程中移动、震动或变形。夹紧机构应保证工件夹紧可靠、安全、不破坏工件的定位及夹紧表面的精度和粗糙度。同时夹紧机构的复杂程度应与工件的生产类型相适应。

（1）夹紧力方向的选择

在选择夹紧力的方向时，一般应考虑下列问题： ①．夹紧方向与工件加工表面位置精度的关系

夹紧力方向应垂直于主要定位基准，以保证工件的定位精度。因为工件被选作主要定位基准的面积一般较大，像工件的底平面A，这样既能使工件更好地保持与定位件接触，又可使夹紧力引起的工件变形最小。故加工三杠孔时，水平方向的夹紧力初步选择与底平面A垂直的方向。

②．夹紧力方向应保证定位可靠 ③．方便工件装卸

从定位方便的观点出发，主要定位件最合适的位置，应当能利用工件本事的重量，将其保持在规定的位置上。这样，工人的双手可以空出来，操纵夹紧件。即力求使夹紧力方向与重力的方向重合。但在本工件三杠孔的加工中，若使夹紧力方向与重力的方向重合，则夹紧装置不好布置。所以选择与底平面A垂直的方向可行。

（2）夹紧装置

夹紧装置可分为机动夹紧和手动夹紧两大类，本夹具采用手动螺旋压板夹紧机构，用固定手柄压紧螺钉、螺母和铰链压板配合夹紧零件。 （3）切削力及夹紧力计算

+0.025①．最大切削力：加工?400mm孔时轴向力最大

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F=9.81CFd0ZfFyFKF

其中：CF 取决于工件材料和切削条件的系数CF=42.7 ZF=1 yF=0.8

KF：当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对轴向力的修正系数

由参考文献表22-1

KF?KM?(HB190)nF[2]

其中：HB=200 nF=0.75

KF?KM?(HB190)nF=(200190)0.75=1.04

所以：F=9.81?42.7?381?1.10.8?1.04?17853N

+0.025②．最大转矩：加工?400mm孔时转矩最大

M=9.81CMd0ZfMyMKM

其中：CM 取决于工件材料和切削条件的系数CM=0.021 ZM=2 yM=0.8

KM 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对转矩的修正系数

KF?KM?(HB190)nF

其中：HB=200 nF=0.75

KF?KM?(HB190)nF=(200190)0.75=1.04

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所以：F=9.81?0.021?382?1.10.8?1.04?334Nm ③．切削功率 切削功率：P?2M?d0?2?334?0.35838?6.3kw

④．夹紧力计算

+0.03本夹具采用的是压板夹紧，对夹具夹紧力影响最大的是钻?25.50mm孔时

的转矩：

M=9.81CMd0ZfMyMKM

其中：CM 取决于工件材料和切削条件的系数CM=0.021 ZM=2 yM=0.8

KM 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对转矩的修正系数

KF?KM?(HB190)nF

其中：HB=200 nF=0.75

KF?KM?(HB190)nF=(200190)0.75=1.04

所以：F=9.81?0.021?232?0.750.8?1.04?90Nm 夹紧力Q

Q?ML

其中：M为对夹具夹紧力影响最大的转矩 L 为夹紧力力臂

L=2×63+12+25÷2=150.5mm 所以 Q?900.15?600N

实际预紧力：Q实?QK

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