综合训练报告书科目机械制造综合训练院系工学院班级机自111班学号学生姓名马淞霖指导教师蒋伟江完成日期绍兴文理学院目录《机械制造综合训练》任务书 (3)综合训练主要内容 (4)一、分析零件图 (4)二、加工工艺分析 (5)1. 毛坯的选择 (5)2. 工艺分析 (5)3. 确定毛坯表面加工余量 (5)4. 指定工艺路线 (6)5. 加工工艺卡 (6)6. 加工工序卡 (7)三、夹具设计 (10)1．夹具体设计 (10)2．确定夹具类型 (10)3．确定定位方案 (10)4．定位误差计算 (11)5．钻套的选择和设计 (12)6．确定夹紧方案，选择夹紧元件和夹紧机构 (12)7. 确定夹具在机床上的安装方式 (13)8. 确定夹具的结构形式 (13)9. 夹具主要零件所采用的材料与热处理 (14)10. 夹具的使用说明 (14)11. 绘制夹具体的装配图及其主要零件图 (14)四、夹具体中单个零件的虚拟仿真加工 (14)五、心得体会 (37)六、参考文献 (37)《机械制造综合训练》任务书综合训练主要内容一、分析零件图Φ30H7mm，长度为50mm，设计任务要求是在圆筒壁上钻1个Φ8的斜孔，角度为45°，距离左端面为20±0.15mm，斜孔的粗糙度值为12.5，其余都为6.3，并进行中批量生产。

通过分析该零件，其布局合理，方便加工，可通过心轴夹紧保证其加工要求。

根据零件图的要求，所设计的夹具要求能保证斜孔在圆筒上的指定位置，因此要有一定的位置精度要求。

考虑到生产批量不大，因此夹具结构应尽可能简单，以减小夹具的制造成本。

二、加工工艺分析1.毛坯的选择钢具有良好的强韧性和可靠性。

将钢铸造成形，既能保持钢的各种优异性能，又能直接制造成最终形状的零件。

虽然铸钢件的化学成分和组织往往不均，但可通过扩散退火和正火来细化晶粒。

并根据零件图材料要求确定毛坯材料为碳素铸钢ZG45，毛坯内孔为28mm、外圆为49mm、长度为54mm。

2.工艺分析3.确定毛坯表面加工余量（参考[8] ）4.指定工艺路线5.加工工艺卡6.加工工序卡（参考[4] ）三、夹具设计1．夹具体设计(1)零件本工序加工要求钻一个Φ8，角度为45°，距离左端面为20±0.15mm的斜孔。

(2)本工序前已加工的表面外径为Φ45h8和内径为Φ30H7的圆筒内外圆柱面和左右两端面。

(3)选择机床本工序选用的机床是Z5140立式钻床，钻头用Φ8mm的麻花钻。

2．确定夹具类型本工序加工的是斜孔,经综合考虑选用钻床类专用夹具。

其特点是夹具固定在工作台上。

钻床类专用夹具主要用于加工某一特定零件孔的加工。

结合本次设计要求我们选用钻床类专用夹具。

3．确定定位方案A 零件自由度分析工件的定位就是采取适当的约束措施来限制工件的某些自由度，使工件在该方向上有确定的位置。

用适当分布的六个约束点限制工件的六个自由度，称为六点定位。

分析零件图，我们采用不完全定位，只需限制零件的5个自由度,分别是，，，⋂Z ,⋂YB定位元件选择定位元件心轴限制了，,⋂Z ,⋂Y定位元件开口垫片限制了C 定位基准的选择由零件图可知，需要保证的尺寸有斜孔距左端面长度20±0.15mm 。

因此本设计选用作被加工零件左端面为定位基准。

4． 定位误差计算为了能够保证最终的加工精度要求，需要对工序的定位误差进行计算，根据计算的结果分析半段选择的定位方法和定位精度是否满足要求。

在给定的定位状态下，影响定位误差的因素包括基准位置误差和基准不重合误差两个。

本次钻孔要保证的工序尺寸有斜孔距左端面长度20±0.15mm 。

心轴不是标准件，根据被加工零件的内孔Φ30H7mm 与心轴之间的间隙配合关系，确定心轴尺寸为Φ30h6。

（1）基准不重合误差斜孔距左端面长度20±0.15mm 的工序基准为机架斜面，而所用的定位基准为被加工零件左端面，故基准重合。

所以，不存在基准不重合误差：（2）基准位移误差由于工件定位孔与心轴有制造公差和最小配合间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。

△Y=200d T T +=2013.0021.0+=0.017mm 工件内孔的直径公-0T定位心轴的直径公差-0d T（3）定位误差由于工序基准外圆下母线不在定位基面上，故加工尺寸20±0.15mm 的定位误差为△D=△B+△Y=0+0.017=0.017mm（4）对刀误差因刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差，为对刀误差。

钻头与钻套间的间隙，会引起钻头的位移或倾斜，造成加工误差。

因工件为薄壁件，所以对刀误差T ∆=X max钻套导向尺寸为Φ8（F7），钻头尺寸为Φ8（js6)。

T ∆=X max =0.028-（-0.0045）=0.0325mm（5）夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，为夹具的安装误差。

由于夹具的安装基面为平面，因而无安装误差，A ∆=05．钻套的选择和设计由于工件只有钻孔一道工序，同时考虑到斜孔的加工精度和经济要求以及钻孔时的磨损度，夹具中选用快换钻套，其结够参照可换钻套国标JB/8045.2-1999。

钻套的尺寸及公差与配合按以下原则确定：（1）钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸，采用基轴制间隙配合。

钻孔时其公差取F7或F8，粗铰时公差取G7，精铰时取G6.本夹具中钻套公差取F7.（2）钻套的导向高度H 增大，则导向性能好，刀具刚度高，加工精度高，但钻套与刀具磨损加剧。

一般取H=1～2.5d （其中d 为钻套孔径），对于加工精度要求较高的孔，或被加工孔较小其钻头刚度较差时，应取较大值，反之取较小值。

本夹具中钻套高度取45.2mm（3）在加工中，钻套与刀具产生摩擦，故钻套必须有很高的耐磨性。

当钻套孔径d ≤26mm 时，用T10A 钢制造，热处理硬度为58～64HRC ；当d ＞26mm 时，用20钢制造，渗碳深度为0.8～1.2mm ，热处理硬度为58～64HRC 。

本夹具中钻套采用T10A 钢制造，并经淬火处理。

6．确定夹紧方案，选择夹紧元件和夹紧机构（1）确定夹紧方案本次加工的零件为圆柱体，生产批量为中批量，经综合考虑选用快速螺旋夹紧装置。

快速螺旋夹紧装置主要优点是操作方便，动作迅速，结构简单，常用于手动夹紧装置。

（2）夹紧力分析（参考[1] [2] [3][5] ）被加工零件为ZG45，是铸钢，其抗拉强度σb =736MPa 。

钻削时的进给量f ：0.15~0.32mm/r,我们取0.2mm/r 。

切削扭矩的计算公式：M=0.34D P K f 8.02K P 为修正参数，它的计算公式：K P =（75.0b )736σ=（75.06)10736736⨯=5.410 所以 M=5.48.03-102.010834.0⨯⨯⨯⨯）（=3.35.1-10⨯N ⋅m 切削力的计算公式：P f K Df F 7.0667==N 8010102.01086675.47.03-3-≈⨯⨯⨯⨯⨯）（）（夹紧力的计算公式：≈--+--=)2322233222213311f d D d D u d D d D u D KF Q （680NQ-实际所需夹紧力1u -夹具元件与工件间的摩擦因数，取0.162u -工件与支撑面间的摩擦因数，取0.2K-安全系数，取2.5由于Q>F f ，所以夹紧机构满足设计要求。

7. 确定夹具在机床上的安装方式钻床夹具在机床工作台上安装时，通常先通过移动钻模的位置，使装在主轴上的钻头能伸入钻模上的钻套中，并能十分顺利地进出，即得到钻模在工作台上的正确位置。

然后利用钻模夹具体底板上的4个M8的孔，通过螺母螺钉夹紧固定在机床上。

8. 确定夹具的结构形式本次设计的夹具主要由底座、钻模板、定位心轴等组成。

底座：整体式的底座可以减少自身加工时的误差。

钻模板：为保证加工孔系的位置精度，一定要通过一块精确地模板，把孔位由引导孔限制好。

这种用来正确引导钻头控制孔位精度的模板，为钻模板。

在大中批量生产中，为有效地解决钻头钻孔孔位精度不稳定问题，所以直接设置带有刀具引导孔的模板，对钻头进行正确的引导和对孔位进行强制性限制。

由于孔的加工具有刀具本身的刚性较差，多刀刃的不对称，易造成孔的形位误差、普通麻花钻头起钻时，孔位精度极差等缺点，因此，夹具的主要任务是要解决好工件相对刀具的正确加工位置的严格控制问题。

钻模板与底座采用螺纹连接，可以避免因为焊接带来的加工误差和材料热变形。

定位心轴：定位心轴可确定工件在夹具中的正确位置，其对应于工件钻孔的位置处的心轴直径较小于工件内孔尺寸，可作为钻头越程和容屑之用。

快换钻套：钻套用于引导钻头，确定钻孔位置并防止钻头偏移，用螺钉紧固，能进行快速更换。

9. 夹具主要零件所采用的材料与热处理(参考[7] )10. 夹具的使用说明我们采用的是快速螺旋夹紧装置。

先让工件固定在心轴上，再用开口垫片压在端面上，再拧上螺母，就能保证工件夹紧。

加工完毕后，稍拧松螺母，取出开口垫片就可以快速的取出工件。

11. 绘制夹具体的装配图及其主要零件图1．夹具体装配图具体详见附图2．夹具体主要零件图具体详见附图四、夹具体中单个零件的虚拟仿真加工五、心得体会六、参考文献[1] 陈家芳.实用机械工人切削手册.南京：江苏科学技术出版社，2007.[2] 陈家芳.简明金属切削计算手册.南京：江苏科学技术出版社，2007.[3] 彭林中.机械切削工艺参数速查手册.北京：化学工业出版社，2012.[4] 艾兴.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，1994.[5] 李名望.机床夹具选用简明手册.北京：化学工业出版社，2011.[6] 简明机床夹具设计手册.北京（第一版）.北京：化学工业出版社，2010.[7] 李名望.机床夹具典型结构选用.北京：化学工业出版社（第一版），2012.[8] 孙本绪.机械加工余量手册.北京：国防工业出版社（第一版），1999.。