油缸座加工工藝及夾具設計【鉆Φ3斜孔+車φ83.5端面】（含全套CAD圖紙）

油缸座加工工藝及夾具設計【鉆3斜孔+車83.5端面】（含全套CAD圖紙）,鉆3斜孔+車83.5端面,油缸座,加工,工藝,夾具,設計,斜孔,端面,全套,cad,圖紙 夾具夾緊力的優(yōu)化及對工件定位精度的影響B(tài).Li 和 S.N.Mellkote布什伍德拉夫機械工程學院，佐治亞理工學院，格魯吉亞，美國研究所由于夾緊和加工，在工件和夾具的接觸部位會產(chǎn)生局部彈性變形，使工件尺寸發(fā)生變化，進而影響工件的最終加工質(zhì)量。這種效應可通過最小化夾具設計優(yōu)化，夾緊力是一個重要的設計變量，可以得到優(yōu)化，以減少工件的位移。本文提出了一種確定多夾緊夾具受到準靜態(tài)加工部位的最佳夾緊力的新方法。該方法采用彈性接觸力學模型代表夾具與工件接觸，并涉及制定和解決方案的多目標優(yōu)化模型的約束。夾緊力的最優(yōu)化對工件定位精度的影響通過3-2-1式銑夾具的例子進行了分析。關鍵詞：彈性 接觸 模型 夾具 夾緊力 優(yōu)化 前言 定位和夾緊的工件加工中的兩個關鍵因素。要實現(xiàn)夾具的這些功能，需將工件定位到一個合適的基準上并夾緊，采用的夾緊力必須足夠大，以抑制工件在加工過程中產(chǎn)生的移動。然而，過度的夾緊力可誘導工件產(chǎn)生更大的彈性變形 ，這會影響它的位置精度，并反過來影響零件質(zhì)量。所以有必要確定最佳夾緊力，來減小由于彈性變形對工件的定位誤差，同時滿足加工的要求。在夾具分析和綜合領域上的研究人員使用了有限元模型的方法或剛體模型的方法。大量的工作都以有限元方法為基礎被報道參考文獻1-8。隨著得墨忒耳8，這種方法的限制是需要較大的模型和計算成本。同時，多數(shù)的有限元基礎研究人員一直重點關注的夾具布局優(yōu)化和夾緊力的優(yōu)化還沒有得到充分討論，也有少數(shù)的研究人員通過對剛性模型9-11對夾緊力進行了優(yōu)化，剛型模型幾乎被近似為一個規(guī)則完整的形狀。得墨忒耳12，13用螺釘理論解決的最低夾緊力，總的問題是制定一個線性規(guī)劃，其目的是盡量減少在每個定位點調(diào)整夾緊力強度的法線接觸力。接觸摩擦力的影響被忽視，因為它較法線接觸力相對較小，由于這種方法是基于剛體假設，獨特的三維夾具可以處理超過6個自由度的裝夾，復和倪14也提出迭代搜索方法，通過假設已知摩擦力的方向來推導計算最小夾緊力，該剛體分析的主要限制因素是當出現(xiàn)六個以上的接觸力是使其靜力不確定，因此，這種方法無法確定工件移位的唯一性。 這種限制可以通過計算夾具工件系統(tǒng)15的彈性來克服，對于一個相對嚴格的工件，該夾具在機械加工工件的位置會受夾具點的局部彈性變形的強烈影響。Hockenberger和得墨忒耳16使用經(jīng)驗的接觸力變形的關系（稱為元功能），解決由于夾緊和準靜態(tài)加工力工件剛體位移。同一作者還考察了加工工件夾具位移對設計參數(shù)的影響17。桂 18 等 通過工件的夾緊力的優(yōu)化定位精度彈性接觸模型對報告做了改善，然而，他們沒有處理計算夾具與工件的接觸剛度的方法，此外，其算法的應用沒有討論機械加工刀具路徑負載有限序列。李和Melkote 19和烏爾塔多和Melkote 20用接觸力學解決由于在加載夾具夾緊點彈性變形產(chǎn)生的接觸力和工件的位移，他們還使用此方法制定了優(yōu)化方法夾具布局21和夾緊力22。但是，關于multiclamp系統(tǒng)及其對工件精度影響的夾緊力的優(yōu)化并沒有在這些文件中提到 。本文提出了一種新的算法，確定了multiclamp夾具工件系統(tǒng)受到準靜態(tài)加載的最佳夾緊力為基礎的彈性方法。該法旨在盡量減少影響由于工件夾緊位移和加工荷載通過系統(tǒng)優(yōu)化夾緊力的一部分定位精度。接觸力學模型，用于確定接觸力和位移，然后再用做夾緊力優(yōu)化，這個問題被作為多目標約束優(yōu)化問題提出和解決。通過兩個例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對定位精度的影響，例子涉及的銑削夾具3-2-1布局。1 夾具工件聯(lián)系模型 11 模型假設該加工夾具由L定位器和帶有球形端的c形夾組成。工件和夾具接觸的地方是線性的彈性接觸，其他地方完全剛性。工件夾具系統(tǒng)由于夾緊和加工受到準靜態(tài)負載。夾緊力可假定為在加工過程中保持不變，這個假設是有效的，在對液壓或氣動夾具使用。在實際中，夾具工件接觸區(qū)域是彈性分布，然而，這種模式的發(fā)展，假設總觸剛度（見圖1）第i夾具接觸力局部變形如下： (1) 其中（j=x，y，z）表示，在當?shù)刈幼鴺讼登芯€和法線方向的接觸剛度第 19 頁 共 15 頁圖1 彈簧夾具工件接觸模型。 表示在第i個接觸處的坐標系（j=x，y，z）是對應沿著xyz方向的彈性變形，分別 （j= x，y，z）的代表和切向力接觸 ，法線力接觸。12 工件夾具的接觸剛度模型集中遵守一個球形尖端定位，夾具和工件的接觸并不是線性的，因為接觸半徑與隨法線力呈非線性變化 23。由于法線力接觸變形作用于半徑和平面工件表面之間，這可從封閉赫茲的辦法解決縮進一個球體彈性半空間的問題。對于這個問題， 是法線的變形，在文獻23 第93頁中給出如下： （2）其中式中 和是工件和夾具的彈性模量，、分別是工件和材料的泊松比。切向變形沿著和切線方向）硅業(yè)切力距有以下形式文獻23第217頁 （3）其中、 分別是工件和夾具剪切模量一個合理的接觸剛度的線性可以近似從最小二乘獲得適合式 （2），這就產(chǎn)生了以下線性化接觸剛度值：在計算上述的線性近似， （4） (5)正常的力被假定為從0到1000N，且最小二乘擬合相應的R2值認定是0.94。2夾緊力優(yōu)化 我們的目標是確定最優(yōu)夾緊力，將盡量減少由于工件剛體運動過程中，局部的夾緊和加工負荷引起的彈性變形，同時保持在準靜態(tài)加工過程中夾具工件系統(tǒng)平衡，工件的位移減少，從而減少定位誤差。實現(xiàn)這個目標是通過制定一個多目標約束優(yōu)化問題的問題，如下描述。2.1 目標函數(shù)配方工件旋轉(zhuǎn)，由于部隊輪換往往是相當小17的工件定位誤差假設為確定其剛體翻譯基本上，其中 、和 是 沿，和三個正交組件（見圖2）。圖2 工件剛體平移和旋轉(zhuǎn)工件的定位誤差歸于裝夾力，然后可以在該剛體位移的范數(shù)計算如下： （6）其中表示一個向量二級標準。 但是作用在工件的夾緊力會影響定位誤差。當多個夾緊力作用于工件，由此產(chǎn)生的夾緊力為,有如下形式： （7）其中夾緊力是矢量，夾緊力的方向矩陣，是夾緊力是矢量的方向余弦，、和 是第i個夾緊點夾緊力在、和方向上的向量角度（i=1、2、3.,C）。在這個文件中，由于接觸區(qū)變形造成的工件的定位誤差，被假定為受的作用力是法線的，接觸的摩擦力相對較小，并在進行分析時忽略了加緊力對工件的定位誤差的影響。意指正常接觸剛度比，是通過（i=1，2L）和最小的所有定位器正常剛度相乘，并假設工件、取決于、的方向，各自的等效接觸剛度可有下式計算得出（見圖3），工件剛體運動，歸于夾緊行動現(xiàn)在可以寫成： (8)工件有位移，因此，定位誤差的減小可以通過盡量減少產(chǎn)生的夾緊力向量 范數(shù)。因此，第一個目標函數(shù)可以寫為：最小化 （9）要注意，加權因素是與等效接觸剛度成正比的在、和 方向上。通過使用最低總能量互補參考文獻15，23的原則求解彈性力學接觸問題得出A的組成部分是唯一確定的，這保證了夾緊力和相應的定位反應是“真正的”解決方案，對接觸問題和產(chǎn)生的“真正”剛體位移，而且工件保持在靜態(tài)平衡，通過夾緊力的隨時調(diào)整。因此，總能量最小化的形式為補充的夾緊力優(yōu)化的第二個目標函數(shù)，并給出：最小化 （10）其中代表機構的彈性變形應變能互補，代表由外部力量和力矩配合完成，是遵守對角矩陣的， 和是所有接觸力的載體。如圖3 加權系數(shù)計算確定的基礎內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計（外文翻譯）2.2 摩擦和靜態(tài)平衡約束在（10）式優(yōu)化的目標受到一定的限制和約束，他們中最重要的是在每個接觸處的靜摩擦力約束。庫侖摩擦力的法律規(guī)定（是靜態(tài)摩擦系數(shù)）,這方面的一個非線性約束和線性化版本可以使用，并且19有： （11）假設準靜態(tài)載荷，工件的靜力平衡由下列力和力矩平衡方程確保（向量形式）： (12)其中包括在法線和切線方向的力和力矩的機械加工力和工件重量。2.3界接觸力由于夾具工件接觸是單側(cè)面的，法線的接觸力只能被壓縮。這通過以下的的約束表（i=1，2,L+C） （13）它假設在工件上的法線力是確定的，此外，在一個法線的接觸壓力不能超過壓工件材料的屈服強度（）。這個約束可寫為： （i=1，2，,L+C） (14) 如果是在第i個工件夾具的接觸處的接觸面積，完整的夾緊力優(yōu)化模型，可以寫成：最小化 (15)3模型算法求解式（15）多目標優(yōu)化問題可以通過求解約束24。這種方法將確定的目標作為首要職能之一，并將其轉(zhuǎn)換成一個約束對。該補充（）的主要目的是處理功能，并由此得到夾緊力（）作為約束的加權范數(shù)最小化。對為主要目標的選擇，確保選中一套獨特可行的夾緊力，因此，工件夾具系統(tǒng)驅(qū)動到一個穩(wěn)定的狀態(tài)（即最低能量狀態(tài)），此狀態(tài)也表示有最小的夾緊力下的加權范數(shù)。 的約束轉(zhuǎn)換涉及到一個指定的加權范數(shù)小于或等于，其中是 的約束，假設最初所有夾緊力不明確，要確定一個合適的。在定位和夾緊點的接觸力的計算只考慮第一個目標函數(shù)（即）。雖然有這樣的接觸力，并不一定產(chǎn)生最低的夾緊力，這是一個“真正的”可行的解決彈性力學問題辦法，可完全抑制工件在夾具中的位置。這些夾緊力的加權系數(shù)，通過計算并作為初始值與比較，因此，夾緊力式（15）的優(yōu)化問題可改寫為: 最小化 （16）由： (11)(14) 得。類似的算法尋找一個方程根的二分法來確定最低的上的約束, 通過盡可能降低上限，由此產(chǎn)生的最小夾緊力的加權范數(shù)。 迭代次數(shù)K，終止搜索取決于所需的預測精度和，有參考文獻15： （17）其中表示上限的功能，完整的算法在如圖4中給出。 圖4 夾緊力的優(yōu)化算法（在示例1中使用）。圖5 該算法在示例2使用4 加工過程中的夾緊力的優(yōu)化及測定上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負載作用于工件的載體的最佳夾緊力，然而，刀具路徑隨磨削量和切割點的不斷變化而變化。因此，相應的夾緊力和最佳的加工負荷獲得將由圖4算法獲得，這大大增加了計算負擔，并要求為選擇的夾緊力提供標準， 將獲得滿意和適宜的整個刀具軌跡 ，用保守的辦法來解決下面將被討論的問題，考慮一個有限的數(shù)目（例如m）沿相應的刀具路徑設置的產(chǎn)生m個最佳夾緊力，選擇記為， ， ,在每個采樣點，考慮以下四個最壞加工負荷向量： (18)、和表示在、和方向上的最大值，、和上的數(shù)字1，2，3分別代替對應的和另外兩個正交切削分力，而且有：雖然4個最壞情況加工負荷向量不會在工件加工的同一時刻出現(xiàn)，但在每次常規(guī)的進給速度中，刀具旋轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次，負載向量引入的誤差可忽略。因此，在這項工作中，四個載體負載適用于同一位置，（但不是同時）對工件進行的采樣 ，夾緊力的優(yōu)化算法圖4，對應于每個采樣點計算最佳的夾緊力。夾緊力的最佳形式有： (i=1,2,m) (j=x,y z,r) (19)其中是最佳夾緊力的四個情況下的加工負荷載體，(C=1，2，C)是每個相應的夾具在第i個樣本點和第j負荷情況下力的大小。是計算每個負載點之后的結果，一套簡單的“最佳”夾緊力必須從所有的樣本點和裝載條件里發(fā)現(xiàn)，并在所有的最佳夾緊力中選擇。這是通過在所有負載情況和采樣點排序，并選擇夾緊點的最高值的最佳的夾緊力，見于式 （20）： （k=1，2，C） （20）只要這些具備，就得到一套優(yōu)化的夾緊力，驗證這些力，以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡。否則，會出現(xiàn)更多采樣點和重復上述程序。在這種方式中，可為整個刀具路徑確定“最佳”夾緊力 ，圖5總結了剛才所描述的算法。請注意，雖然這種方法是保守的，它提供了一個確定的夾緊力，最大限度地減少工件的定位誤差的一套系統(tǒng)方法。5影響工件的定位精度它的興趣在于最早提出了評價夾緊力的算法對工件的定位精度的影響。工件首先放在與夾具接觸的基板上，然后夾緊力使工件接觸到夾具，因此，局部變形發(fā)生在每個工件夾具接觸處，使工件在夾具上移位和旋轉(zhuǎn)。隨后，準靜態(tài)加工負荷應用造成工件在夾具的移位。工件剛體運動的定義是由它在、和方向上的移位和自轉(zhuǎn)（見圖2），如前所述，工件剛體位移產(chǎn)生于在每個夾緊處的局部變形，假設為相對于工件的質(zhì)量中心的第i個位置矢量定位點，坐標變換定理可以用來表達在工件的位移，以及工件自轉(zhuǎn)如下: (21)其中表示旋轉(zhuǎn)矩陣,描述當?shù)卦诘趇幀相聯(lián)系的全球坐標系和是一個旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對于全球的坐標系的定位坐標系。假設夾具夾緊工件旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)很小，故也可近似為： （22） 方程（21）現(xiàn)在可以改寫為： （23）其中是經(jīng)方程（21）重新編排后變換得到的矩陣式，是夾緊和加工導致的工件剛體運動矢量。工件與夾具單方面接觸性質(zhì)意味著工件與夾具接觸處沒有拉力的可能。因此，在第i裝夾點接觸力可能與的關系如下： （24）其中是在第i個接觸點由于夾緊和加工負荷造成的變形，意味著凈壓縮變形，而負數(shù)則代表拉伸變形; 是表示在本地坐標系第i個接觸剛度矩陣，是單位向量. 在這項研究中假定液壓/氣動夾具，根據(jù)對外加工負荷，故在法線方向的夾緊力的強度保持不變，因此，必須對方程（24）的夾緊點進行修改為： （25）其中是在第i個夾緊點的夾緊力，讓表示一個對外加工力量和載體的61矢量。并結合方程（23）（25）與靜態(tài)平衡方程，得到下面的方程組： （26）其中，其中表示相乘。由于夾緊和加工工件剛體移動，q可通過求解式（26）得到。工件的定位誤差向量， （見圖6），現(xiàn)在可以計算如下： （27） 其中是考慮工件中心加工點的位置向量，且 6模擬工作 較早前提出的算法是用來確定最佳夾緊力及其對兩例工件精度的影響例如：1適用于工件單點力。2應用于工件負載準靜態(tài)銑削序列 如左圖7 工件夾具配置中使用的模擬研究 工件夾具定位聯(lián)系; 、和全球坐標系。 3-2-1夾具圖7所示，是用來定位并控制7075 - T6鋁合金（127毫米127毫米38.1毫米）的柱狀塊。假定為球形布局傾斜硬鋼定位器/夾具在表1中給出。工件夾具材料的摩擦靜電對系數(shù)為0.25。使用伊利諾伊大學開發(fā)EMSIM程序參考文獻26 對加工瞬時銑削力條件進行了計算，如表2給出例（1），應用工件在點（109.2毫米，25.4毫米，34.3毫米）瞬時加工力，圖4中表3和表4列出了初級夾緊力和最佳夾緊力的算法 。該算法如圖5所示 ，一個25.4毫米銑槽使用EMSIM進行了數(shù)值模擬，以減少起步（0.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）和結束時（127.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）四種情況下加工負荷載體，（見圖8）。模擬計算銑削力數(shù)據(jù)在表5中給出。圖8最終銑削過程模擬例如2。表6中5個坐標列出了為模擬抽樣調(diào)查點。最佳夾緊力是用前面討論過的排序算法計算每個采樣點和負載載體最后的夾緊力和負載。7結果與討論例如算法1的繪制最佳夾緊力收斂圖9，圖9對于固定夾緊裝置在圖示例假設（見圖7），由此得到的夾緊力加權范數(shù)有如下形式：.結果表明，最佳夾緊力所述加工條件下有比初步夾緊力強度低得多的加權范數(shù)，最初的夾緊力是通過減少工件的夾具系統(tǒng)補充能量算法獲得。由于夾緊力和負載造成的工件的定位誤差，如表7。結果表明工件旋轉(zhuǎn)小，加工點減少錯誤從13.1到14.6不等。在這種情況下，所有加工條件改善不是很大，因為從最初通過互補勢能確定的最小化的夾緊力值已接近最佳夾緊力。圖5算法是用第二例在一個序列應用于銑削負載到工件，他應用于工件銑削負載一個序列。最佳的夾緊力，對應列表6每個樣本點，隨著最后的最佳夾緊力，在每個采樣點的加權范數(shù)和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖10，在每個采樣點的加權范數(shù)的，和繪制。結果表明，由于每個組成部分是各相應的最大夾緊力，它具有最高的加權范數(shù)。如圖10所示，如果在每個夾緊點最大組成部分是用于確定初步夾緊力，則夾緊力需相應設置，有比相當大的加權范數(shù)。故是一個完整的刀具路徑改進方案。上述模擬結果表明，該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對于初始夾緊力的強度，這種做法將減少所造成的夾緊力的加權范數(shù)，因此將提高工件的定位精度。圖108結論該文件提出了關于確定多鉗夾具，工件受準靜態(tài)加載系統(tǒng)的優(yōu)化加工夾緊力的新方法。夾緊力的優(yōu)化算法是基于接觸力學的夾具與工件系統(tǒng)模型，并尋求盡量減少應用到所造成的工件夾緊力的加權范數(shù)，得出工件的定位誤差。該整體模型，制定一個雙目標約束優(yōu)化問題，使用-約束的方法解決。該算法通過兩個模擬表明，涉及3-2-1型，二夾銑夾具的例子。今后的工作將解決在動態(tài)負載存在夾具與工件在系統(tǒng)的優(yōu)化，其中慣性，剛度和阻尼效應在確定工件夾具系統(tǒng)的響應特性具有重要作用。9參考資料：1、J. 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DeMeter .加工夾具最大負荷的性能優(yōu)化模型 美國ASME，工業(yè)工程雜志 1995。14、JH復和AYC倪.“核查和工件夾持的夾具設計”方案優(yōu)化，設計和制造，4，碩士論文： 307-318，1994。15、T. H. Richards、埃利斯 霍伍德.1977,應力能量方法分析，1977。16、M. J. Hockenberger and E. C. DeMeter. 對工件準靜態(tài)分析功能位移在加工夾具的應用程序，制造科學雜志與工程： 325331頁, 1996。機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 1 頁車間工段工序號材料牌號機加工二30QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1粗銑上端面，留加工余量硬質(zhì)合金端銑刀，專用夾具，游標卡尺1000.330.0330.310. 223機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 2 頁車間工段工序號材料牌號機加工二40QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1翻面，粗銑下端面，留加工余量硬質(zhì)合金端銑刀，專用夾具，游標卡尺1000.330.0330.310. 22機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 3 頁車間工段工序號材料牌號機加工二50QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1粗銑左側(cè)凸臺端面，留加工余量硬質(zhì)合金端銑刀，專用夾具，游標卡尺1000.330.0330.310. 2機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 4 頁車間工段工序號材料牌號機加工二60QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1粗銑右側(cè)凸臺端面，留加工余量硬質(zhì)合金端銑刀，專用夾具，游標卡尺1000.330.0330.310. 223機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 5 頁車間工段工序號材料牌號機加工二70QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52W1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1粗銑右側(cè)凸臺端面，留加工余量硬質(zhì)合金端銑刀，專用夾具，游標卡尺1500.490.015210.452機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 6 頁車間工段工序號材料牌號機加工二80QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1精銑上端面硬質(zhì)合金端銑刀，專用夾具，游標卡尺7500.20.1110.22機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 7 頁車間工段工序號材料牌號機加工二90QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1精銑下端面硬質(zhì)合金端銑刀，專用夾具，游標卡尺7500.20.1110.2機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 8 頁車間工段工序號材料牌號機加工二100QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1精銑凸臺端面硬質(zhì)合金鏜刀游標卡尺、工裝7500.20.1110.2機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 9 頁車間工段工序號材料牌號機加工二110QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1精銑右側(cè)凸臺端面硬質(zhì)合金鏜刀游標卡尺、工裝7500.20.1110.2機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 10 頁車間工段工序號材料牌號機加工二120QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1精銑前端面硬質(zhì)合金鏜刀游標卡尺、工裝7500.20.1110.2機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 11 頁車間工段工序號材料牌號機加工二130QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1鉆18孔，鉆4孔，鉆10.4孔沉孔18, 鉆M12螺紋底孔沉孔13,攻絲2XM12X1-7H錐柄麻花鉆絲錐,游標卡尺、工裝標卡尺、工裝55016.2211機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 12 頁車間工段工序號材料牌號機加工二140QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1鉆B-B視圖上4孔，鉆8.5孔，鉆15孔，鉆M27X1.5螺紋底孔,然后攻絲錐柄麻花鉆絲錐,游標卡尺、工裝標卡尺、工裝55016.2211機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 13 頁車間工段工序號材料牌號機加工二150QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1鉆K向視圖上鉆2-M12螺紋底孔,然后攻絲錐柄麻花鉆絲錐,游標卡尺、工裝標卡尺、工裝55016.2211機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 14 頁車間工段工序號材料牌號機加工二160QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1車83.5端面車夾具，車刀43019.60.811機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 15 頁車間工段工序號材料牌號機加工二170/180/190QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1車77、67孔的油槽車夾具，車刀43019.60.8112車36孔 車夾具，車刀43019.60.8113車M52X1.5-7H螺紋底孔并進行車螺紋車夾具，車刀43019.60.811機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 16 頁車間工段工序號材料牌號機加工二200QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1鉆5孔錐柄麻花鉆游標卡尺、工裝標卡尺、工裝55016.2211機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 17 頁車間工段工序號材料牌號機加工二210QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1鉆E-E 視圖4斜孔錐柄麻花鉆游標卡尺、工裝標卡尺、工裝55016.2211機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱 油缸座零件名稱油缸座共18頁第 18頁車間工段工序號材料牌號機加工二220QT400-15毛坯種類毛坯外形每毛坯制件每臺件數(shù)鑄造11設備名稱設備型號設備牌號同時加工件鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/m/min進給量mm/r切削深度mm進給次數(shù)公步工時機動輔助1鉆N-N視圖3斜孔錐柄麻花鉆游標卡尺、工裝標卡尺、工裝55016.2211機械加工工藝過程卡片（廠 名）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱油缸座零件名稱油缸座共 1 頁第1頁材料牌號QT400-15 毛坯種類鑄造 毛坯外型尺寸每毛坯可制作件數(shù)1 每臺件數(shù)1 備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車 間工 段設 備工藝裝備工 時準終單件10鑄造鑄造毛坯鍛造車間一20退火退火（消除內(nèi)應力）鍛造車間一30粗銑粗銑上端面，留加工余量機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀40粗銑翻面，粗銑下端面，留加工余量機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀50粗銑粗銑左側(cè)凸臺端面，留加工余量機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀60粗銑粗銑右側(cè)凸臺端面，留加工余量機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀70粗銑粗銑前端面，留加工余量機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀80精銑精銑上端面機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀90精銑精銑下端面機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀100精銑精銑凸臺端面機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀110精銑精銑右側(cè)凸臺端面機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀120精銑精銑前端面機加工二X52K銑床銑夾具，量具，銑刀設計（日期）審核（日期）標準化（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期描圖描校底圖號裝訂號機械加工工藝過程卡片（廠 名）機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱共 1 頁第1頁材料牌號QT400-15 毛坯種類鑄造 毛坯外型尺寸每毛坯可制作件數(shù)1 每臺件數(shù)1 備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車 間工 段設 備工藝裝備工 時準終單件130鉆孔攻絲鉆18孔，鉆4孔，鉆10.4孔沉孔18, 鉆M12螺紋底孔沉孔13,攻絲2XM12X1-7H機加工二Z525鉆床鉆夾具，鉆頭，絲錐140鉆孔攻絲鉆B-B視圖上4孔，鉆8.5孔，鉆15孔，鉆M27X1.5螺紋底孔,然后攻絲機加工二Z525鉆床鉆夾具，鉆頭，絲錐150鉆孔攻絲鉆K向視圖上鉆2-M12螺紋底孔,然后攻絲機加工二Z525鉆床鉆夾具，鉆頭，絲錐160 車車83.5端面機加工二CA6140車床車夾具，車刀170車車77、67孔的油槽機加工二CA6140車床車夾具，車刀180車車36孔 機加工二CA6140車床車夾具，車刀190車車M52X1.5-7H螺紋底孔并進行車螺紋機加工二CA6140車床車夾具，車刀200鉆孔鉆5孔機加工二Z525鉆床鉆夾具，鉆頭210鉆孔鉆E-E 視圖4斜孔機加工二Z525鉆床鉆夾具，鉆頭220鉆孔鉆N-N視圖3斜孔機加工二Z525鉆床鉆夾具，鉆頭230鉗工去毛刺240檢驗檢驗設計（日期）審核（日期）標準化（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期描圖描校底圖號裝訂號大學 畢業(yè)設計論文（說明書） 油缸座加工工藝的設計以及夾具設計學 院學院專 業(yè)機械工程及自動化班 級機自姓 名學 號指導老師 2015年 5 月 22 日 摘 要油缸座的加工工藝及夾具的設計，其中包括零件加工的工藝設計，工序的設計，以及專用夾具的設計一共三部分。眾所皆知，我們在工藝設計中要必須首先去對零件進行仔細的分析，了解它的工藝，然后再設計出毛坯的結構，同時選擇好零件的加工基準并設計出零件的工藝路線，接下來，我們要對零件的各個工步工序進行尺寸計算，主要是決定出每個工序的工藝裝備和它的切削用量，再接著進行專用夾具的設計，對夾具的各個組成部件進行設計，比如定位元件，夾緊元件，引導元件，夾具體，機床的連接部件和其它的部件，同時我們要計算好夾具定位時產(chǎn)生的誤差以及分析好夾具結構的好與壞，在以后的設計中要改進。關鍵詞為：切削用量，誤差，工藝，夾緊，工序，定位，41AbstractShell parts processing technology and design of drilling jig design process design, including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first carries on the analysis to the components and parts of the process to understand the design of blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each step of process dimension calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure; design then the special jig, fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, guide device, clamp and the machine tool and other components; the positioning error calculate fixture positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay close attention to the improvement and design in later.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning error目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV第1章 緒 論11.1 油缸座的加工工藝簡述：11.2油缸座的加工工藝的流程：11.3油缸座夾具簡述21.4機床夾具的功能21.5機械工藝夾具的發(fā)展趨勢21.5.1機床夾具的現(xiàn)狀21.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向2第2章 零件的分析42.1零件的形狀42.2零件的工藝分析5第3章 工藝規(guī)程的設計63.1 確定毛坯的制造形式63.2 基面的選擇63.3 制定工藝路線63.3.1 工藝路線方案一73.3.2 工藝路線方案二73.3.3 工藝方案的比較與分析83.4 選擇加工設備和工藝裝備93.4.1 機床選用93.4.2 選擇刀具93.4.3 選擇量具93.5 加工之中工序尺寸，加工余量以及毛坯尺寸的選定93.6確定切削用量及基本工時11第4章 車83.5 端面夾具設計204.1 車床夾具設計要求說明204.2車床夾具的設計要點204.3 定位機構224.4夾緊機構224.5零件的車床夾具的加工誤差分析244.6定位銷選用254.7 確定夾具體結構尺寸和總體結構254.8 零件的車床專用夾具簡單使用說明26第5章 鉆3斜孔夾具設計275.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置275.2 對夾具的導向285.3 切削力及夾緊力的計算295.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙315.5 鉆模板315.6定位誤差的分析325.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用335.8 確定夾具體結構和總體結構345.9 夾具設計及操作的簡要說明35結 論36參考文獻37致 謝39第1章 緒 論1.1 油缸座的加工工藝簡述：油缸座加工處理是指改變形狀，尺寸，相對位置等全過程的性質(zhì)的加工坯料的方法，該方法是基于所述工作者的處理。舉個例子：一個處理流程的粗加工 - 精加工 - 裝配 - 檢驗 - 包裝的這個具體流程，是屬于一般加工方法的過程，但個別的話是不一樣的，比如原油處理，它可以包括空白的制造，研磨，也可被分成精加工，然后鉗工，以及銑床等，必要的對每個步驟進行詳細的數(shù)據(jù)分析，比如粗糙度之類的。但是，這其中的差別是要看產(chǎn)品和技術人員，設備條件和工人的質(zhì)量等等的數(shù)量再確定的，來確定在所使用的過程中，以及寫在過程的文件中，這是所講述處理的規(guī)劃的內(nèi)容。相對來說是比較有針對性的，所以每個工廠很大可能是不一樣的，因為實際的情況很大可能也是很不同的?？偟膩碚f，這一個過程就是一個程序，這個過程是對每一個步驟的詳細參數(shù)進行表示，而它的工藝規(guī)劃則是基于一個特定工廠編寫過程的實際情況來決定的。1.2油缸座的加工工藝的流程：油缸座的加工工藝規(guī)劃是可以提供零件的加工過程和工藝文件操作方法的依據(jù)之一，因為它是在具體的生產(chǎn)條件下，以實際為依據(jù)，確定好合理的工藝與操作方法，按照該書面形式處理的規(guī)定文件，經(jīng)批準后，用來指導生產(chǎn)。步驟開發(fā)的流程與規(guī)范：1）首先要通過具體的計算來做出生產(chǎn)規(guī)劃，然后才能確定生產(chǎn)的類型。2）接著要去分析零件圖與產(chǎn)品的裝配圖，進行零件的加工分析。3）選擇了基準面。4）制定工藝的路線。5）確定每一道工序中，需要計算合處理的尺寸與公差。6），才可以確定所使用的每一個過程的設備和工具，夾具，量具7）確定所需要的切削的量和固定的工作小時，確定工作效率。8）確定主要工序的技術要求以及試驗方法與注意的要點。9）填寫流程文件。在配制的順序處理的過程中，往往在右邊的內(nèi)容已被預先確定前進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。而在實際加工的執(zhí)行過程之中，極有可能出現(xiàn)沒有之前的物質(zhì)條件的狀況，例如引進改良的生產(chǎn)條件，新的技術，新的材料，新的工藝，先進的設備，和需要及時修改及完善的工藝規(guī)程。1.3油缸座夾具簡述油缸座的夾具工件的裝夾技術和設備，他們被廣泛的應用于機械加工之類的制造工藝之中。然而在現(xiàn)代化的生產(chǎn)之中，工裝夾具是一定不能缺少的技術與設備，因為這直接影響到精密加工和提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)好的產(chǎn)品，所以說，夾具設計是一個重要的技術工作，直接影響到生產(chǎn)的質(zhì)量。機械工具是人類文明進步的顯著的標志。尤其是工具（包括夾具，刀具，量具等）在其功能上面的不斷創(chuàng)新仍然是非常顯著有效果的。1.4機床夾具的功能1.機床夾具的主要功能是：（1）確定工件在定位以及夾緊過程中必須要有正確的位置，這樣的話就可以保證工件位置的正確的以及滿足位置的定位精度的要求。（2）要選擇能固定工件的固定定位，用來保持加工過程中的定位操作能夠在相同的位置。這是因為在加工過程中，工件會處于各種力的作用之下，但如果工件不是固定的話，工件會產(chǎn)生松動，這樣的話，就必須夾緊工件，來提供安全并且可靠的加工條件。2.機床夾具的特殊功能：工裝夾具之中主要是對刀和引導這兩個特殊功能。（1）調(diào)節(jié)所用刀的切割邊緣相對于工件或夾具的正確位置。銑削夾具邊緣塊，其可以快速確定相對于所述切割器夾具的正確位置。（2）引導鉆夾具鉆模板可以快速確定鉆頭的位置和鉆控制鉆頭的使用。1.5機械工藝夾具的發(fā)展趨勢伴隨著社會科學技術的進步以及社會生產(chǎn)力水平的迅速提高，夾具也從補充工藝夾具發(fā)展成為齊全的工藝裝備。1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀1）讓新產(chǎn)品可以快速，方便地裝備起來并且投入生產(chǎn)之中。2）一組能夠夾緊工件的夾具都有類似特征的。3）能用于高精密機床的精密加工。4）能用于所有現(xiàn)代化機械的制造技術。5）能夠高效率地利用液壓或者氣動夾緊裝置來夾住，進一步地提高勞動的生產(chǎn)率。6）能夠顯著提高機床夾具的標準化的程度。1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向夾具的方向1：精確隨著越來越精密機械產(chǎn)品，必將在精密夾具相應增加。夾具的方向2：效率高效率的夾具，常見的有：高速與動力夾緊裝置以及自動化裝置的燈具。夾具的方向3：靈活性其中的柔性和撓性機器夾具之類。變量是：所述步驟的特征，產(chǎn)量以及所述工件的形狀和大小。擁有柔性夾具的新品種特點的夾具是：通用可調(diào)夾具，組合夾具，夾具組，數(shù)控機床夾具和裝配夾具，。預計在很長的一段時間內(nèi)，靈活的夾具將成為夾具的主要的發(fā)展的方向。夾具的方向4：標準化我們在配制比較典型的夾具結構的時候，首先要固定部件和零件，這是是常見的，然后再建立這種類型的大小串聯(lián)或者變體，來減少我們使用相似的功能元件和夾具的類型部件。常用的方法有：夾具，零部件，元器件以及一些萬能材料。而在標準化階段我們使用的夾具則是比較普遍的。第2章 零件的分析2.1零件的形狀一技術要求： 1.鑄件內(nèi)表面噴砂處理 2非加工表面涂黑漆 3.鑄件不允許有砂眼，縮松等缺陷 4.未經(jīng)鑄造圓角為R2-R3 5.鑄件起模斜度2度。2 油缸座的工藝結構的分析此殼體為一個整體，每個部位分別是圓柱筒，帶孔方板，圓柱體主要加工面為左及右側(cè)面而油缸孔前孔的同軸度為0.04，而后孔的同軸度為0.05，總的來說，這個殼體零件的粗糙度最低得1.6，最高確有12.5，所以必須嚴格依照零件圖要求來加工零件。由零件圖可知，該殼體的材料為QT400-15 ，為球墨鑄鐵，硬度160-210HB.該材料有著強度高，容易成形，并且切削性能好、價格也比較低廉，且吸振性和耐磨性也比較好，并有一定的韌性的優(yōu)點，一般都用于汽車的油缸座的制造。一般來說，毛坯種類的確定是很重要的，它零件的結構形狀，尺寸大小，材料的力學性能和有關的，另外還和毛坯車間的具體生產(chǎn)條件相關的。在實際的大批量生產(chǎn)中，常采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法。比如金屬型鑄造，并采用機器造型，可以使毛坯的形狀基本接近于零件的形狀，因此可以大大減小切削加工量，從而提高材料的利用率，減少了浪費，并且降低了機械加工成本。我這次做的工藝和夾具是以油缸座零件為對象進行的，油缸座的主要的作用就是固定轉(zhuǎn)向器各個零部件的。這個零件的實際的形狀如下所示，從下圖上來看，這個零件是比較典型的零件，與其他的零件比起來結構算是中，具體尺寸，公差如下圖所示。圖2-1 油缸座零件圖2.2零件的工藝分析由上面的零件圖可以知道，他的材料是QT400-15 ，這種材料具有比較高的強度，高的減振性，高的耐熱性及高的耐磨性，比較合適用于承受比較大的應力和高要求的耐磨零件。油缸座零件的主要加工表面如下：一.左與右端面，他們的表面粗糙度值都是一樣的，為3.2。二.前端面，前端面的表面粗糙度為3.2。、孔使用先粗車然后再半精車的方法就可以達到設計圖的精度要求。但是由于鉆工是沒有精度的要求的，所以可以把他們歸為一道工序，這樣子就可以達到要求了，也就不需要擴孔、鉸孔等工序了。第3章 工藝規(guī)程的設計考慮到零件工藝規(guī)程設定的問題，假設本油缸座零件的年產(chǎn)量為100000臺，在每一臺都需要該零件1個，每日2班，其中假設備品率為百分之19，廢品率為百分之0.25，每一天安排兩班的工作班次。因為這個零件材料為QT400-15 ，我考慮到零件在工作的時候必須要有比較高的耐磨性，所以，我選擇鑄件來鑄造，根據(jù)設計要求：Q=10萬件/年，那么n=1件/臺；再結合生產(chǎn)的實際情況，那么備品率和 廢品率則可以分別取百分之19和百分之0.25代入公式，可得到這個工件的生產(chǎn)綱領為： N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 確定毛坯的制造形式已知油缸座零件的材料為QT400-15，該鑄件有一個明顯的特點，那就是液態(tài)成形，液態(tài)成型的主要優(yōu)點表現(xiàn)在：適應性很強，亦即適用于各種不同重量，不同壁厚的鑄件，同時也適用于不同種類的金屬，并且還特別適用于制造形狀復雜的鑄件，由于考慮到這個零件在使用的過程中主要起的是連接的作用，那么就必須先分析它在工作的過程中所受的載荷接著最后再選用鑄件，以便讓金屬的纖維能夠盡量不被切斷，來保證零件工作的可靠和使用壽命足夠長。由于計算中年產(chǎn)量已經(jīng)達到批生產(chǎn)的水平，并且零件的輪廓尺寸也不大，所以可以采用砂型鑄造，從而提高生產(chǎn)的效率，才能保證加工精度，從減少生產(chǎn)成本的情況上來考慮，這是必須的。3.2 基面的選擇在工藝工序的設計之中，基面的選擇是否正確與合理是非常之重要的，因為做好這一步的話可以讓零件加工出來的質(zhì)量更好地得到保證，使生產(chǎn)效率得到顯著提高，反之，不但加工過程中的問題會非常多，并且，還會造成大批零件的報廢，從而使生產(chǎn)無法繼續(xù)正常進行，所以我們必須謹慎地做好這一步。 對于粗基準的選擇，以油缸座零件為對象的這樣的零件來說，我們必須選好他的粗基準，因為對于這個零件來說，假設以外圓的端面來做基準的話，會極有可能造成這一組內(nèi)與外圓的面加工出來與零件的設計要求不符合，根據(jù)粗基準的選擇原則：若一個零件有不加工的表面的時候，我們應該以這些不加工的表面來做粗基準，但假使這個零件有若干個不加工的表面時，就應該以與加工表面有較高位置精度要求的相對應的不加工表面來做為它的粗基準。再有，對于精基準的選取來說，我們應該首先要考慮基準重合的問題，畢竟假如設計基準與工序基準不重合時，就要進行尺寸的換算，也就是還要進行專門的計算。3.3 制定工藝路線接下來就是工藝之中最重要的工作了，就是制定工藝路線，而制定工藝路線，我們需要考慮的，就是使得零件的幾何形狀，尺寸精度以及位置精度等等技術要必須能得到合理并且可行的保證，由上文可知，這個零件的生產(chǎn)綱領我已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)了，在這個條件之下，我考慮使用萬能性機床配上專用夾具，并且通過使工序集中的方式來提高零件生產(chǎn)率，還有，還需要考慮生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟效益，從而達到使生產(chǎn)成本下降的效果。3.3.1 工藝路線方案一10鑄造鑄造毛坯20退火退火（消除內(nèi)應力）30粗銑粗銑上端面，留加工余量40粗銑翻面，粗銑下端面，留加工余量50粗銑粗銑左側(cè)凸臺端面，留加工余量60粗銑粗銑右側(cè)凸臺端面，留加工余量70粗銑粗銑前端面，留加工余量80精銑精銑上端面90精銑精銑下端面100精銑精銑凸臺端面110精銑精銑右側(cè)凸臺端面120精銑精銑前端面160 車車83.5端面170車車77、67孔的油槽180車車36孔 190車車M52X1.5-7H螺紋底孔并進行車螺紋200鉆孔鉆5孔210鉆孔鉆E-E 視圖4斜孔220鉆孔鉆N-N視圖3斜孔230鉗工去毛刺240檢驗檢驗3.3.2 工藝路線方案二10鑄造鑄造毛坯20退火退火（消除內(nèi)應力）30粗銑粗銑上端面，留加工余量40粗銑翻面，粗銑下端面，留加工余量50粗銑粗銑左側(cè)凸臺端面，留加工余量60粗銑粗銑右側(cè)凸臺端面，留加工余量70粗銑粗銑前端面，留加工余量80鉆孔攻絲鉆18孔，鉆4孔，鉆10.4孔沉孔18, 鉆M12螺紋底孔沉孔13,攻絲 2XM12X1-7H90鉆孔攻絲鉆B-B視圖上4孔，鉆8.5孔，鉆15孔，鉆M27X1.5螺紋底孔,然后攻絲100鉆孔攻絲鉆K向視圖上鉆2-M12螺紋底孔,然后攻絲110精銑精銑上端面120精銑精銑下端面130精銑精銑凸臺端面140精銑精銑右側(cè)凸臺端面150精銑精銑前端面160 車車83.5端面170車車77、67孔的油槽180車車36孔 190車車M52X1.5-7H螺紋底孔并進行車螺紋200鉆孔鉆5孔210鉆孔鉆E-E 視圖4斜孔220鉆孔鉆N-N視圖3斜孔230鉗工去毛刺240檢驗檢驗3.3.3 工藝方案的比較與分析上面兩個方案的特點比較在于：方案一的定位和裝夾相比起來是比較方便的，但他的不足就是要更換多臺設備導致加工的過程會的繁瑣，并且在加工的過程中位置的精度也不容易得到保證。二方案二的話雖然減少了裝夾的次數(shù)，但不足的話就是要及時更換刀具，刀具的更換比較繁瑣，畢竟有些工序在車床上也可以加工就像鏜、鉆孔之類的。所以綜合地比較兩個工藝方案，揚長避短，最后得出具體工藝過程如下：10鑄造鑄造毛坯20退火退火（消除內(nèi)應力）30粗銑粗銑上端面，留加工余量40粗銑翻面，粗銑下端面，留加工余量50粗銑粗銑左側(cè)凸臺端面，留加工余量60粗銑粗銑右側(cè)凸臺端面，留加工余量70精銑精銑上端面80精銑精銑下端面90精銑精銑凸臺端面100精銑精銑右側(cè)凸臺端面110粗鏜粗鏜45、50.5孔、56.5孔，留加工余量120半精鏜半精鏜45、50.5孔、56.5孔并倒角 130精鏜精鏜45、50.5孔、56.5孔并倒角，達到規(guī)定尺寸公差要求140鉆孔鉆2-8.5孔，鉆2-8.5孔沉孔9.4150鉆孔鉆2-12孔，沉孔2-15.1深12.6160鉆孔鉆2-M4螺紋底孔，并進行攻絲170鉆孔鉆2-M5螺紋底孔，并進行攻絲沉孔2-15.4深1180鉗工去毛刺190檢驗檢驗3.4 選擇加工設備和工藝裝備3.4.1 機床選用大家都知道工序的組成主要就是粗車、粗鏜和精車、精鏜之類的工步，由于各工序的工步數(shù)不多并且要滿足成批量的生產(chǎn)，所以選用車床就能容易地滿足要求我們的。油缸座的零件外輪廓尺寸不大同時精度要求也屬于中等的要求，所以選用比較常用的CA6140車床就可以滿足要求了，根據(jù)機械制造設計工藝簡明手冊表4.2-7進行參，而鉆孔的話就可以選用Z525搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具.根據(jù)我選擇的工藝路線一般在車床上加工的工序都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀，而加工刀具則選用YG6之類的硬質(zhì)合金車刀。原因是它的主要應用范圍為冷硬鑄鐵、普通的鑄鐵、高溫合金的半精加工和精加工，為了提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益我們可以選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。至于鉆孔，我們可以選用高速鋼麻花鉆，根據(jù)機械加工工藝手冊（主編 孟少農(nóng)）第二卷表10.21-47及表10.2-53進行參考，就可以知道所有的參數(shù)。3.4.3 選擇量具油缸座零件的生產(chǎn)屬于成批量的生產(chǎn)所以一般來講均采用通常的量具，而選擇量具的方法有一般有兩種：一種是按照計量器具的不確定度來選擇，二就是按照計量器的測量方法去進行極限的誤差選擇，一般來說用其中的任何一種方法都是可以的。3.5 加工之中工序尺寸，加工余量以及毛坯尺寸的選定油缸座的零件材料確定為QT400-15 ，根據(jù)機械加工工藝手冊表2.2-17可查到各種鑄鐵的性能之間的比較。QT400-15 的硬度HB為143269，表2.2-23 QT400-15 的物理性能，QT400-15 密度=7.27.3（），計算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)產(chǎn)量生產(chǎn)類型同一類零件的年產(chǎn)量單位：件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）輕型（零件重100kg）單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)數(shù)據(jù)可查這個零件的月工序數(shù)應該要不低于3050之間，毛坯重量的話為21202506.04.0頂、側(cè)面底 面在對鑄孔進行機械加工的時候，其余量一般按照澆注時的處于頂面的位置來進行加工余量的選擇。根據(jù)以上表格資料和加工工藝我們分別可以確定各個加工表面的加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸。3.6確定切削用量及基本工時我們熟知的是，切削用量一包括進給量，切削深度及切削速度三，在加工的過程中確定的方法是：1.先確定切削深度 2確定進給量 3再確定切削速度?？梢詤⒖记邢饔昧亢喢魇謨裕ǖ谌?，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版），然后確定這個油缸座零件的各工序的切削用量以及所選用的表格，在其前面都加以*號，為了與機械制造設計工工藝簡明手冊的表經(jīng)行區(qū)別。加工工序比較多，在這里只選擇幾個典型的工序進行計算3.6.1 工序30：粗銑上端面，留加工余量（1） 切削深度 。（2） 確定進給量： 上面已經(jīng)說過關于道具的選擇，此道工序選擇的是YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表可以知道硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10。我所選擇的X52K銑床的功率為4KW,根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指南2表5-146可知得 ，所以 取最小fz=0.20mm/r ，。（3） 確定切削速度： 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)機械加工工藝師手冊10表30-23，選擇切削速度=65m/min。主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)機械制造基礎課程設計基礎教程3表4-18可知n=255r/min，代入后計算可得：（4）基本時間的確定 銑削常用符號如下：z銑刀齒數(shù)銑刀每齒的進給量，mm/z工作臺的水平進給量，mm/min工作臺的進給量，mm/min，銑削寬度，mm銑削深度，mmd銑刀直徑，mm根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指南2表2-28可這道此工序機動時間計算公式為：由上可知這個銑床的主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min。計算工作臺的進給量：=。根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=22mm查機械加工工藝師手冊10表30-9可知：=7，。工序40 翻面，粗銑下端面，留加工余量（1）切削深度 。（2）進給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,查機械制造技術基礎課程設計指南2表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。（3）切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)機械加工工藝師手冊10表30-23，選擇切削速度=65m/min。計算主軸轉(zhuǎn)速，查機械制造技術基礎課程設計指導教程3表4-18得n=255r/min，然后計算實際（4） 基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min，工作臺進給量=根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm根據(jù)機械加工工藝師手冊10，表30-9查得=7，。工序50 用粗銑左側(cè)凸臺端面，留加工余量（1）切削深度 。（2）確定進給量： 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，根據(jù)表格可知硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)已知選擇的X52K銑床功率為4KW,再去查機械制造技術基礎課程設計指南2表5-146可知。 取最小fz=0.20mm/r，則 。（3）切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)機械加工工藝師手冊10表30-23，選擇切削速度=65m/min。主軸轉(zhuǎn)速的計算：，根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程3表格4-18可以知道：n=255r/min。計算實際轉(zhuǎn)速：（5） 確定基本時間：銑床的主軸轉(zhuǎn)速：n=255r/min，工作臺進給量為：=根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm根據(jù)機械加工工藝師手冊10中的 表格30-9可知：=7，。工序60 銑右側(cè)凸臺端面，留加工余量（1）切削深度 。（2）確定進給量： 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，根據(jù)表格可知硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)已知選擇的X52K銑床功率為4KW,再去查機械制造技術基礎課程設計指南2表5-146可知。 取最小fz=0.20mm/r，則 。（3）切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)機械加工工藝師手冊10表30-23，選擇切削速度=65m/min。主軸轉(zhuǎn)速的計算：，根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程3表格4-18可以知道：n=255r/min。計算實際轉(zhuǎn)速：（6） 確定基本時間：銑床的主軸轉(zhuǎn)速：n=255r/min，工作臺進給量為：=根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm根據(jù)機械加工工藝師手冊10中的 表格30-9可知：=7，。工序70 精銑上端面（1）切削深度 。（2）確定進給量： 這道工序選擇YG8硬質(zhì)合金端銑刀.查表可知硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。（3）確定切削速度： 查機械制造技術基礎課程設計指南2表5-157可知：=124m/min，主軸轉(zhuǎn)速的計算：，根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程3機床主軸轉(zhuǎn)速表我們可以確定n=490r/min，那么實際切削速度為：（4）確定基本時間 ： 由銑床的數(shù)據(jù)可知：主軸轉(zhuǎn)速n=490r/min，工作臺進給量為：=根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm根據(jù)機械加工工藝師手冊10中的表30-9可以知道=7，工序 80 精銑下端面（1）切削深度： 。（2）確定進給量： 像上一道此工序一樣選擇YG8硬質(zhì)合金端銑刀，而硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)為：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。（3）確定切削速度： 查機械制造技術基礎課程設計指南2的表格5-157可知：=124m/min，主軸轉(zhuǎn)速計算：，根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程3機床主軸轉(zhuǎn)速表可以確定：n=490r/min，再計算實際切削速度：（4）確定基本時間： 已知銑床主軸轉(zhuǎn)速n=490r/min，工作臺進給量為：=根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm根據(jù)機械加工工藝師手冊10里的表格30-9可知：=7，工序90 精銑凸臺端面（1）切削深度 。（2）確定進給量： 這道工序選擇YG8硬質(zhì)合金端銑刀.查表可知硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。（3）確定切削速度： 查機械制造技術基礎課程設計指南2表5-157可知：=124m/min，主軸轉(zhuǎn)速的計算：，根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程3機床主軸轉(zhuǎn)速表我們可以確定n=490r/min，那么實際切削速度為：（4）確定基本時間 ： 由銑床的數(shù)據(jù)可知：主軸轉(zhuǎn)速n=490r/min，工作臺進給量為：=根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm根據(jù)機械加工工藝師手冊10中的表30-9可以知道=7，工序 100精銑右側(cè)凸臺端面（1）切削深度： 。（2）確定進給量： 像上一道此工序一樣選擇YG8硬質(zhì)合金端銑刀，而硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)為：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。（3）確定切削速度： 查機械制造技術基礎課程設計指南2的表格5-157可知：=124m/min，主軸轉(zhuǎn)速計算：，根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程3機床主軸轉(zhuǎn)速表可以確定：n=490r/min，再計算實際切削速度：（4）確定基本時間： 已知銑床主軸轉(zhuǎn)速n=490r/min，工作臺進給量為：=根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=36mm根據(jù)機械加工工藝師手冊10里的表格30-9可知：=7，工序110 粗鏜45、50.5孔、56.5孔，留加工余量切削深度：進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4.66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4.66，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：工序130 ：鉆18孔，鉆4孔，鉆10.4孔沉孔18, 鉆M12螺紋底孔沉孔13,攻絲2XM12X1-7H本工序采用計算法。我選取Z525搖臂鉆床由機械加工工藝手冊 中的表格2.4-37可知鉆頭的磨鈍標準及耐用度：耐用度為4500，而在表格10.2-5里面的標準高速鋼麻花鉆的直徑系列我選擇錐柄長直徑為的麻花鉆它的鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，螺旋角=30，l=116mm，L=197mm,。表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度 單位：mm直徑范圍直柄麻花鉆ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù) d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 擴孔鉆、鉸刀和鉆頭的磨鈍標準及其耐用度（1）后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0（mm）20高速鋼鑄鐵0.50.8（2）單刃加工刀具耐用度T min刀具分類所用加工材料刀具的構造材料刀具直徑d（mm）1120鉆頭（擴孔和鉆孔）銅合金、鑄鐵以及合金高速鋼60鉆頭的后刀面所允許得最大磨損度為0.50.8mm，其刀具耐用度T = 60 min.確定進給量對機械加工工藝手冊 第二卷表格10.4進行查找可知：高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為：f=0.250.65,由表4.13中可查得：進給量取f=0.60。切削速度的確定： 對機械加工工藝手冊表格10.4-17經(jīng)行查詢可知：在QT400-15 （硬度190HBS）上鉆孔的時候，由高速鋼鉆頭的扭矩，切削速度軸向力， 及功率得：V=12，查詢機械加工工藝手冊 表格10.4-10可知：當鉆擴鉸孔條件改變的時候切削速度修正系數(shù)為： K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17）則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150則實際切削速度 = = =11.8工序140鉆B-B視圖上4孔，鉆8.5孔，鉆15孔，鉆M27X1.5螺紋底孔,然后攻絲取 （）所以 （）按機床選取= （）所以實際切削速度 （）切削工時（一個孔）： 工序220鉆N-N視圖3斜孔取 （）所以 （）按機床選取= （）所以實際切削速度 （）切削工時（一個孔）： 工序170鉆2-M5螺紋底孔，并進行攻絲沉孔2-15.4深1取 （）所以 （）按機床選取= （）所以實際切削速度 （）切削工時（一個孔）： 第4章 車83.5 端面夾具設計4.1 車床夾具設計要求說明利用本夾具主要用來加工車83.5 端面，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進給運動定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具?；ūP式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運動，夾具做進給運動。由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。4.2車床夾具的設計要點（1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求當加工回轉(zhuǎn)表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準來確定定位元件的位置。工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。（2）夾具與機床主軸的連接車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：1)對于徑向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.050.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。圖1 車床夾具與機床主軸的連接過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊4.3 定位機構由零件圖可知：在對車83.5 端面行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。車83.5 端面時為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即底平面。4.4夾緊機構選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下：1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；2. 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。3. 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。4. 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：圖4.1 移動壓板受力簡圖由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。4.5零件的車床夾具的加工誤差分析該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻5可得： 兩定位銷的定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.6定位銷選用本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：表3.1 定位銷dHD公稱尺寸允差1116150.01122514M1244.7 確定夾具體結構尺寸和總體結構夾具體設計的基本要求（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。（2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。（3）應有良好的結構工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應便于排除切屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。4.8 零件的車床專用夾具簡單使用說明為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。（1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。第5章 鉆3斜孔夾具設計5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置一般來說，裝夾是包括了裝與夾，是由定位和夾緊兩個過程聯(lián)系在一起構成的。在前面已經(jīng)提及過定位問題，在此重申：定位的目的是為了解決工件的定位要使用什么方法以及為了保證必要的定位精度要使用何種方法。定位只是個開始，在大多數(shù)情況下，做好定位還無法開始進行加工，還需要在夾具上設置好合適的夾緊裝置對工件進行夾緊之后，才能開始加工。根據(jù)通的說法，夾緊裝置的基本作用是：保持工件在定位中所獲得的確定的位置，確保工件在加工過程中，在重力、切削力、慣性力等等力的作用下不受影響不發(fā)生位移和震動，達到保證加工的質(zhì)量和生產(chǎn)的安全的效果。但有些情況是例外的：工件的定位在某些情況下是有可能在夾緊的過程中實現(xiàn)的，因為正確的夾緊能糾正工件的不正確定位，做到先夾緊后定位。根據(jù)通俗的說法，夾緊裝置由動力源也就是產(chǎn)生作用力的那部分開始，夾緊機構扮演一個承接的角色去接受和傳遞這一部分原始作用力，使之轉(zhuǎn)化為夾緊力，并且起到夾緊的作用。 考慮到我所選擇的生產(chǎn)的批量、機床的性能和進行加工時的具體的切削量，我決定采用手動夾緊。在這里我有必要對我所選用的夾緊機構做