立柱聯(lián)軸器座工藝和鉆銑2道典型工序夾具設(shè)計（含CAD圖紙）
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1 南通職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 題目：立柱聯(lián)軸器座工藝和 鉆銑 2 道典型工序夾具設(shè)計 姓 名： 專業(yè)名稱： 指導(dǎo)老師： 完成時間： 2 摘 要 本文是對立柱聯(lián)軸器座零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的 分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、 加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對填 料箱蓋零件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具. 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化， 并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容 是設(shè)計專用夾具。 關(guān)鍵詞：立柱聯(lián)軸器座，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center. Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要 2 ABSTRACT3 1 緒 論 6 2 零件的分析 5 2.1 零件的工藝分析 5 3 零件的工藝要求 5 3 工藝規(guī)程設(shè)計 6 3.1 加工工藝過程 6 3.2 確定各表面加工方案 6 3.2.1 影響加工方法的因素 6 3.3 加工方案的選擇 7 3.3 確定定位基準(zhǔn) 7 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 7 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 8 3.4 工藝路線的擬訂 9 3.4.1 工序的合理組合 9 3.4.2 工序的集中與分散 9 3.4.3 加工階段的劃分 10 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 11 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 13 3.5.2 零件的偏差計算 13 3.6 確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 14 3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 19 4 銑底面夾具設(shè)計 22 4.1 設(shè)計要求 22 4.2 夾具設(shè)計 22 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 22 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 22 5 4.3 定位誤差的分析 23 4.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 24 5 鉆孔夾具設(shè)計 24 5.1 問題的指出 24 5.2 夾具設(shè)計 24 5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 24 5.2.2 切削力及夾緊力的計算 25 5.3 定位誤差的分析 26 5.4 定位元件設(shè)計 26 5.5 定位誤差分析 28 5.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計 28 5.7 夾具精度分析 30 5.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 31 總 結(jié) 32 參考文獻(xiàn) 33 致謝 34 1 緒 論 機(jī)械設(shè)計制造及其夾具設(shè)計是我們?nèi)跁炌ù髮W(xué)所學(xué)的知識，將理論與實(shí) 踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎(chǔ)。 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對于機(jī)床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們 的研究對機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 而本次對于零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是： 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； 完成專用夾具的設(shè)計。 通過對零件零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主 要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的 設(shè)計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、 批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 立柱聯(lián)軸器座是一個很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較 復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有立柱聯(lián)軸器座小端面（90 端 面）端要求加工，對精度要求也很高。零件的底面、中心孔 100H7 和 60H7 孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其中心孔 100H7 和 60H7 孔6.1Ra 有同軸度公差要求因?yàn)槠涑叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，以及各?面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因 此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 3 零件的工藝要求 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的 勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。 圖 2.1 零件零件圖 該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包 6 括大、小頭孔、小孔。 以平面為主有： 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；2.3Ra 立柱聯(lián)軸器座小端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求 是 。. 孔系加工有： 62H6 和 130H7 粗、精鏜加工，其表面粗糙度為 ；2.3Ra 2X8H7、的小孔鉆鉸加工， 2.3Ra 零件毛坯的選擇鑄造，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余 量一般在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其13m 年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對零件零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選 擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計 提供了必要的準(zhǔn)備。 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加 工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的 相互關(guān)系以各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān) 系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞 動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的 加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機(jī)床。 3.2.1 影響加工方法的因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工， 7 在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn) 備工序可為粗車半精車淬火粗磨。 3.3 加工方案的選擇 由參考文獻(xiàn)3表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗銑精 銑（ ） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可79IT:aR 以較小。 由參考文獻(xiàn)3表 2.111 確定，627 的表面粗糙度要求為 6.3，則選 擇孔的加方案序?yàn)椋捍昼M精鏜。 小孔鉆鉸孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊?，所以我們采用鉆擴(kuò)鉸的加6.1Ra 工方法。 小頭端面的加工方法是： 因孔兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑. 精銑。 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選 擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、 外形對稱、少裝夾等。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面 8 是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床 身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的 余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加 工余量。 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位 準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需 經(jīng)初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，主要是選 擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定 位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具 比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為 定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書 表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反 復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn) 磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇 加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此 外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，它的底平 面，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如 果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng) 一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以?的4 孔為加工基準(zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 9 準(zhǔn)。 3.4 工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的 第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零 件底面底部平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè) 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： 工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人 數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi) 事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%809c: 蘇打及 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證 零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個 不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序 分散。 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi) 10 事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具 體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突 出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量， 從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 予以報廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提 高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。表面粗糙度為 Ra101.25m。 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度精加工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì) 11 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實(shí)際生活中，對于剛性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階 段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不 把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就 要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂三個加工工藝路線方案。 方案一： 1、鑄造 2、時效處理 3、粗、精銑底面 4、粗、精銑頂面 5、鉆鉸2-8孔 6、鉆孔6-13.5 7、粗銑、精銑頂面 8、粗、精車內(nèi)孔及臺階 9、鉆孔6-M8底孔 10、攻絲6-M8 11、粗銑側(cè)面臺階面 12、精銑側(cè)面臺階面 13、鉆20孔 14、鉆2XM4螺紋孔底孔 15、攻絲2XM4 16、檢、檢查各部分尺寸及精度 17、入庫、組裝入庫 方案二： 1、鑄造 2、時效處理 3、粗、精銑底面 4、粗、精銑頂面 5、粗銑、精銑頂面 6、粗、精車內(nèi)孔及臺階 7、粗銑側(cè)面臺階面 8、精銑側(cè)面臺階面 9、鉆鉸2-8孔 12 10、鉆孔6-13.5 11、鉆孔6-M8底孔 12、攻絲6-M8 13、鉆20孔 14、鉆2XM4螺紋孔底孔 15、攻絲2XM4 16、檢、檢查各部分尺寸及精度 17、入庫、組裝入庫 加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中， 以便裝夾、安裝工件。 再看后面的鏜孔、銑孔工序，方案把粗、精加工分在兩個不同的工序 中，而方案都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設(shè)計專用夾 具時也可以減少工件的安裝次數(shù)。 方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔磨孔后再鉆各凸臺面小孔。這樣鉆孔后導(dǎo) 致孔內(nèi)的粗糙度受到影響。 方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、 安裝工件。 由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程 如下表： 1、鑄造 2、時效處理 3、粗、精銑底面 4、粗、精銑頂面 5、鉆鉸2-8孔 6、鉆孔6-13.5 7、粗銑、精銑頂面 8、粗、精車內(nèi)孔及臺階 9、鉆孔6-M8底孔 10、攻絲6-M8 11、粗銑側(cè)面臺階面 12、精銑側(cè)面臺階面 13、鉆20孔 14、鉆2XM4螺紋孔底孔 15、攻絲2XM4 16、檢、檢查各部分尺寸及精度 17、入庫、組裝入庫 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的鍛造采用的是 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為中批 13 量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 零件為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī) 件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的 對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 零件的偏差計算 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步 余量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)4表 1119。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查3可 知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m 精銑：由參考文獻(xiàn)3表 2.359，其余量值規(guī)定為 。 又由參考文獻(xiàn)4表 1119 可得鑄件尺寸公差為 。.406 毛坯的名義尺寸為： 42.1045.2 毛坯最小尺寸為： 56m 毛坯最大尺寸為： .. 粗銑后最大尺寸為： 3 粗銑后最小尺寸為： 420.1.79 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度 15d8。 大小頭孔的偏差及加工余量計算 參照參考文獻(xiàn)3表 32，325,2.313 和參考文獻(xiàn)15表 18，可以 14 查得： 孔 62H7、130H7 粗鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是13IT12.5Raum 。0.39m 精鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是86. 。. 根據(jù)工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴(kuò)、鉸三個工序，而大頭孔加工分為 粗鏜、精鏜二個工序完成，各工序余量如下： 鉆孔 參照參考文獻(xiàn)3表 2.347，表 2.348。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該孔的工藝是：鉆擴(kuò)鉸 3.6 確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 工序 1：銑底面。 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm 數(shù) ，此為粗齒銑刀。5Z 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ： =3mmpa2.m 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參fa 0.15/famZ 考文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 2.8/Vms 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考f f/8. 文獻(xiàn)3表 2.481，取銑削速度 .47/ 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.9/in31Vrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 475m 實(shí)際銑削速度 ：v .402.9/106ns 進(jìn)給量 ： fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺每分進(jìn)給量 ： m.2475minfVs 15 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取a ma60 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l8l 刀具切入長度 ：1 20.5()(3lDa2.061)2m 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ： jt12420.36in7.5jmlf 機(jī)動時間 ：1jt1268.19mi.jlf 所以該工序總機(jī)動時間 105injjtt 工序2：鉆鉸2-8孔 切削深度 ：pam4 進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.39，取f rmf/35.0 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.41，取V sV47 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/9134.60701rdVmi/60rn 實(shí)際切削速度 ： smn/8.0610.0 被切削層長度 ：lm2 刀具切入長度 ：1 ctgctgkDr 3.625)2( 刀具切出長度 ： 取2l4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ：jt min15.065.021fnlj 工序 4：粗銑兩側(cè)面及凸臺 機(jī)床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 YG8，硬質(zhì)合金立銑刀 YT15 16 （1）粗銑兩側(cè)面 銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw32012Z 銑削深度 ：pa 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.73，取f Zmaf/25.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.81，取V sV/3 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/1793204.610rdV in1r 實(shí)際銑削速度 ： smn/5.260. 進(jìn)給量 ：fVsZnaff /5.70/125.0 工作臺每分進(jìn)給量 ：m in4.smVf ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.81,a a192 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll0 刀具切入長度 ：1l mD34)((5.2 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ：1jt in39.0452121mjfl （2）粗銑凸臺 銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw506Z 銑削深度 ：pa3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.77，取f Zmaf/2.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.88，取V sV3 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/126504.310rdVmi/150rn 實(shí)際銑削速度 ： smn/39.601.0 17 進(jìn)給量 ：fVsmZnaff /360/152.0 工作臺每分進(jìn)給量 ：m in8Vf 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ： （其中 ）2jt i46.0182.30mjfD mD260 因?yàn)椋?12jjt 本工序機(jī)動時間 ：j in46.02jjt 工序 5：粗鏜，半精鏜 62H7 孔，留磨削余量 1mm 機(jī)床：鏜床 T68 刀具：高速鋼刀具 VCWr418 （1）粗鏜 孔m62 切削深度 ：pa 進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.66，刀桿伸出長度取 ，f m20 切削深度為 。因此確定進(jìn)給量m2rmf/6.0 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.66，取Vin/15/.0s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取in/5.607914.30rdV in/60r 實(shí)際切削速度 ： smn/2. 工作臺每分鐘進(jìn)給量 ：mf in/360.f 被切削層長度 ：l19 刀具切入長度 ： mtgtgkarp 4.52)32( 刀具切出長度 ： 取2l5l2 行程次數(shù) ：i1 機(jī)動時間 ：jt in79.01364.51921mjfl （3）粗鏜 孔035.1 18 切削深度 ：pam2 進(jìn)給量 ：由于 與 孔同軸，因此取f035.1m03.6 rmf/6.0 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：由于 與 孔同軸，因此n. .i/60rn 實(shí)際切削速度 ：V snd/31.06194.30 工作臺每分鐘進(jìn)給量 ：mf min/.f 被切削層長度 ：l4 行程次數(shù) ：i1 機(jī)動時間 ：由于 與 孔同軸，應(yīng)在相同的時間內(nèi)3jt035.013.8 完成加工，因此 in79.1jjt 由于 32jjjt 本工序機(jī)動時間 ：jtmin97.02jjt （4）鉆螺孔 切削深度 ：pam95. 進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.39，取f rf/25.0 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.41，取V smV4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/739.14.360501rdVmi/70rn 實(shí)際切削速度 ： smn/4.0610..0 被切削層長度 ：lm17 刀具切入長度 ： ctgctgkDr 5.219.)2(2 刀具切出長度 ：2l0 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 ：jt min13.0725.11fnlj 19 由以上計算過程可知：本工序機(jī)動時間 min76.0jt 工序 3：鉆、擴(kuò)、鉸 孔。209H 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 工序 6：鉆 孔 機(jī)床：臺式鉆床 406ZA 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度 ：pam3 根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 查得：進(jìn)給量 ,切削速度.20.2/fmr 。sV/36.0 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，in/14764.3010rdV 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 。n 實(shí)際切削速度 ：v.0.5/10Dms 切削工時 被切削層長度 ：l3m 刀具切入長度 ：1 6(12)0242rctgkctg 刀具切出長度 ： 取 。2l4ml3 加工基本時間 ： jt124.1in0.6jLlfn 3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，該零件的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 240 個工作日計算， 每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于 21 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 21 件。再以每天 8 小時工作時間 計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于 22.8min。 參照參考文獻(xiàn)3表 2.52，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間 定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時 ） Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： )(ttfjd 20 其中： 單件時間定額 基本時間（機(jī)動時間）dt jt 輔助時間，用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動f 作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值k 粗、精銑面 粗加工機(jī)動時間 ：jt0.5minj粗 精加工機(jī)動時間 ： 8精 輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.545，取工步輔助時間為 。ft min41.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i 則 in41..0ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.548，k 13k 單間時間定額 有：dt()(%(0.54)(%)2.1min.8ifdjtk粗 粗 18135fjt精 精 因此應(yīng)布置二臺粗、精機(jī)床即可以完成此二道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 鉆、擴(kuò)、鉸 孔209H 機(jī)動時間 ： jt.5.160.7.48minj 輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.541，取工步輔助時間為 。f min75.1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i 則 in75.1.ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.543，k 14.2k 單間時間定額 ：dt()1%(0.4875)(.%)2.04min.8idjftk 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 粗、精鏜孔 粗鏜 孔：機(jī)動時間 ：43.7jt0.1minj粗 輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.537，取工步輔助時間為 。ft in81.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i3 則 i8.31.0ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.539， 。k 83.14k 21 單間時間定額 有：dt()(1%(0.138)(4.%).50min2.8idfjtk粗 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 精鏜 孔到要求尺：機(jī)動時間 ：43.9jt.1ij精 輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.537，取工步輔助時間為 。ft in81.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i3 則 min81.3.0ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.539， 。k 83.4k 單間時間定額： ()(1%(0..1)(.%)4.9min2.8idfjttk精 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 鉆各小孔 機(jī)動時間 ： jt0.1minj 輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.541，取工步輔助時間為 。f in75.1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，mi 則 i75..ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.543， 。k 14.2k 單間時間定額 ，由式（1.11）有：dt()1%(0.75)(.%)2.1in.8ijfk 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 4 銑底面夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。下面即為 銑床夾具(銑底面夾具)的專用夾具，本夾具將用于 X52K 立式銑床。 4.1 設(shè)計要求 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度， 精度不是主要考慮的問題。 4.2 夾具設(shè)計 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采 用手動夾緊。 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：銑刀 D=50 面銑刀。 則軸向力：見工藝師手冊表 28.4 F=C d f k 3.1F0zFy 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FF k =(F 07.1)92()103.nHB F=420 (237.35.0.18. N 轉(zhuǎn)矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT T=0.206 )(34.170.35..18.02 MN 功率 P =mKWdV26.90 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=K K K K1234 23 式中 K 基本安全系數(shù)，1.5;1 K 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2 K 刀具鈍化系數(shù) , 1.1;3 K 斷續(xù)切削系數(shù), 1.14 則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N 鉆削時 T=17.34 N M 切向方向所受力: F =1L T2670534. 取 .f F =4416f )(6.41.N F Ff1 所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 4.3 定位誤差的分析 制造誤差 ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取 .m05.3.2m04.2 （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表 P297） 故，8.3 mDW 142.06.05.8.04.125. 222225422 則 . 3014.0 知此方案可行。 4.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換 零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度， 24 定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。此時雖然有過定位，但 底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 5 鉆孔夾具設(shè)計 5.1 問題的指出 本夾具主要用來鉆 6XM8 螺紋底孔 6.8 由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時， 主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。 5.2 夾具設(shè)計 5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，6XM8 在圓周上均勻分布,尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計 基準(zhǔn)為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一為了提高加工效率及方 便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對 6 孔進(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間， 準(zhǔn)備采用螺旋夾緊。 5.2.2 切削力及夾緊力的計算 夾具的夾緊裝置和定位裝置 1 2 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過， 25 其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝 置對工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、 慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是 在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之 變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件 或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與 斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動 螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡單； （2）擴(kuò)力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝 置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊。 并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí) 現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動，以 達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。 刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為 12。 則軸向力：見工藝師手冊表 28.4 F=C d f k 3.1F0zFy 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FF 26 k =(F07.1)92()103.FnHB F=420 )(.5.8.. N 轉(zhuǎn)矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT T=0.206 )(34.17.35..18.2 M 功率 P =mKWdV26.0.90 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=K K K K1234 式中 K 基本安全系數(shù)，1.5; K 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2 K 刀具鈍化系數(shù), 1.1;3 K 斷續(xù)切削系數(shù), 1.14 則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N 所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 5.3 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公 差為 ，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。03. 5.4 定位元件設(shè)計 本工序選用的是兩銷與一面，定位基準(zhǔn)為一面兩孔，所對應(yīng)的定位元件是兩銷，一個 為圓銷，另一個位菱形銷，因此主要設(shè)計為兩銷設(shè)計。由夾具裝配圖中可得兩銷中心距 其尺寸公差取工件孔中心距公差320gLm 所以兩孔中心距為： 兩孔尺寸：1.Lg0.32m20m 根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計手冊削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下： 27 （1）確定兩定位銷中心距尺寸 及其偏xLLx320gm1()..15LxL: （2）確定圓柱銷直徑 及其公差 ：1d1d （ 基準(zhǔn)孔最小直徑）20Dm1 取1d7f 所以圓柱銷尺寸為 70 （3）削邊銷的寬度 b 和 B 由機(jī)床夾具設(shè)計手冊表 2-1-3 可換定位銷的規(guī)格及主要尺 寸得） 8bm2519Dm （4）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 2 122()LxgbD 其中： 基準(zhǔn)孔最小直徑 圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙2 12 0.8(.13)2.34m （5）削邊銷直徑 及其公差2d 20.19.6D 28 按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造精度，其直徑公差帶為 h6，根據(jù)機(jī)械制圖第六版附錄 D 表 則菱形銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為2D 0.4619m （6）補(bǔ)償值 1min0.3.38522Lgx 5.5 定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： （1）移動時基準(zhǔn)位移誤差 .jy .11046.20.5.123jymindDXm （2）轉(zhuǎn)角誤差 11in22indDXtgL 其中： mi2min()LxgX 0.3.460..30.82t 5 5.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計 工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套 （其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：工藝孔 m027.1 分鉆、擴(kuò)、鉸三個工步完成加工。即先用 m10的麻花鉆鉆孔，根 據(jù) GB114184 的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為 F8即 m 034.16 。 再用 85.標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù) GB114184 的規(guī)定 5.擴(kuò)孔鉆的 尺寸為 027.1 ，故鉆套尺寸為 m785.1即 034.16 。最后用m2 的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔，根據(jù) GB114184 的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)鉸刀尺寸為015.8 故鉆套孔徑尺寸為 039.21 。 29 圖：快換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： D d H 公稱尺寸 允差 12Dh1m1r 12 18 18 +0.023 +0.012 30 28 12 7 10 11.5 20.5 45 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 18 +0.018 24 25 +0.039 1 0.6 30 0 +0.025 鉆模板選用懸掛式鉆模板，在本夾具中選用的是氣動滑柱式鉆模板。利用 夾具體內(nèi)安裝氣缸，使滑柱帶動升降板上升或下降由于氣缸始終作用故不需要 自鎖機(jī)構(gòu)。 夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這 些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝 配圖 2 所示。 5.7 夾具精度分析 利用夾具在機(jī)床上加工時，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加 工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此 在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計 算。 由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用頂面為 主要定位基面，故定位誤差 很小可以忽略不計。本道工序加工中主要保證wd 兩工藝孔尺寸 及位置度公差 及表面粗糙度 。本道工序m027.1m1.0m3.6 最后采用精鉸加工，選用 GB114184 鉸刀，直徑為 ，并采用鉆套，015.82 鉸刀導(dǎo)套孔徑為 ，外徑為 同軸度公差為 。d039.21D03.1805. 固定襯套采用孔徑為 ，同軸度公差為 。m4.068m5. 該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（1） 、各孔的實(shí)際輪 廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為 的理想圓柱面的9.1.02 控制。 （2） 、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸 2。 （3） 、當(dāng) 各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸 m1時可 將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。 （4） 、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí) 際直徑為 m027.1時，相對于最大實(shí)體尺寸 m12的偏離量為 027.， 此時軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值 .07.0。即孔的位置 31 度公差最小值為 m1.0。 工藝孔的尺寸 ，由選用的鉸刀尺寸 滿足。27. m015.82 工藝孔的表面粗糙度 ，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿足。3.6 影響兩工藝孔位置度的因素有（如下圖所示）： （1） 、鉆模板上兩個裝襯套孔的尺寸公差： m05.1 （2） 、兩襯套的同軸度公差： 05.2 （3） 、襯套與鉆套配合的最大間隙： 2..834. （4） 、鉆套的同軸度公差： m.4 （5） 、鉆套與鉸刀配合的最大間隙： m031..109.25 dw78322524321 所以能滿足加工要求。 5.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾具，本道工序的 鉆床夾具選用夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大而這將使整個夾具過于龐大。 因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度 降低，以降低切削力；以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。 32 總 結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進(jìn)一步 的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面 的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工 序進(jìn)行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾 緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn) 率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率， 降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量 的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺 寸不大，所需的夾緊力不大。 完成了本次設(shè)計，通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高， 為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 1.機(jī)床夾具設(shè)計 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo) 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3.機(jī)械制造工藝學(xué) 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社 4. 機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 5. 工藝師手冊 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社 6. 機(jī)床夾具設(shè)計手冊王光斗、王春福主編 上海科技出版社 7. 機(jī)床專用夾具設(shè)計圖冊南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 8. 機(jī)械原理課程設(shè)計手冊 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社 9.金屬切削手冊第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上?？茖W(xué)技術(shù)出版 社 10.幾何量公差與檢測第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 11 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 第三版 陳立德主編 高等教育出版社 12 工程材料 丁仁亮主編 機(jī)械工業(yè)出版社 13 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 ， 機(jī)械工業(yè)出版社 14 機(jī)床夾具設(shè)計 王啟平主編 哈工大出版社 15.現(xiàn)代機(jī)械制圖 呂素霞 何文平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 致謝 畢業(yè)設(shè)計是將大學(xué)所學(xué)的知識融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識， 是課本知識在實(shí)際中的應(yīng)用。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我的專業(yè)知識在原有的基 礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計分析是在 老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計分析 中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計思路，增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起討論問 題，使我對分析有了更清晰明確的認(rèn)識，使我受益非淺。 畢業(yè)設(shè)計是我們專業(yè)知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會、從事 職業(yè)工作前一個必不可少的過程。 “千里之行始于足下 ”，通過這次課程設(shè)計，我 深深體會到這句千古言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實(shí) 地地邁開這一步，就是為明
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