曲軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)【2套夾具】【三維PROE模型】【全套含CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問(wèn)咨詢QQ：414951605 或1304139763 曲軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 院(部) 20 屆 題 目 曲軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì) 課題類(lèi)型 課題來(lái)源 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 職 稱 合作導(dǎo)師 職 稱 填寫(xiě)日期： 2020 年 3 月 23 日 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是曲軸零件的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。從圖紙中可以清楚的知道，曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的機(jī)件，其材料是由碳素鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個(gè)重要部位：主軸頸和連桿軸徑。主軸頸被安裝在缸體上，連桿軸徑與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與氣缸活塞連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，曲軸類(lèi)零件的制作和使用過(guò)程中得到了一致好評(píng)，應(yīng)用的范圍一直在擴(kuò)展，這種零件在機(jī)械的使用中具有良好的穩(wěn)定性和操縱性。這種設(shè)計(jì)是必須要 培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)以及自我創(chuàng)新的能力。所以這種設(shè)計(jì)是全面和實(shí)用的，涵蓋廣泛的知識(shí)。因此，我們不僅要關(guān)注設(shè)計(jì)中的基本概念，也需要關(guān)注生產(chǎn)實(shí)踐。把理論和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，我們才能完成好這次的設(shè)計(jì)。 這篇論文會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)曲軸零件加工工藝夾具的歷來(lái)的情況進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)要的概述，而且加上了曲軸零件加工工藝夾具工作的理念簡(jiǎn)述，綜述國(guó)內(nèi)外曲軸零件加工工藝夾具的現(xiàn)在的發(fā)展情況后，也綜合了它的裝置構(gòu)造是如何設(shè)計(jì)概念。論文中，做好了曲軸零件加工工藝夾具構(gòu)造與設(shè)計(jì)的方案，對(duì)該裝置的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，校對(duì)其強(qiáng)度，分析其運(yùn)動(dòng)，曲軸零件加工工藝夾具的每個(gè)機(jī)械構(gòu)造和尺寸分別得到確認(rèn)和完善。 關(guān)鍵詞：曲軸，工藝，夾具 ABSTRACT The subject of this graduation project is the mechanical processing technology and jig design of the disk parts. It is clear from the drawing that the disc type is the box of the transmission type part and is usually cast into grey cast iron. It must have strong rigidity and strength to resist the vibration caused by its transmission system. It is necessary to correctly solve a series of factors such as the positioning and clamping of parts, the arrangement of process routes, and the determination of process dimensions in the processing program, and then design a dedicated fixture to ensure the quality of the parts. This kind of design must be able to cultivate the ability of independent learning and self-innovation. So this design is comprehensive and practical, covering a wide range of knowledge. Therefore, we must not only pay attention to the basic concepts in design, but also need to pay attention to production practices. Combining theory with production practice, we can complete this design. Special fixture design, first according to the processing requirements of the parts, positioning the parts through the positioning pins, clamping plates to clamp the parts, complete the relatively high-precision positioning, ensure a higher processing accuracy, through the design of the cylinder, pressure plate, guide key, Make fixtures fit more reasonably. This manual analyzes the structure and characteristics of fixtures, the positioning and clamping of fixtures, etc. In addition, it also makes necessary explanations for fixture assembly, processes, etc., as well as some necessary errors in the machining process. instruction of. Special machine tools can greatly improve efficiency, improve product quality and grade, shorten production cycle and increase market competitiveness. Key word: Bearing, Processes, Fixture III 目 錄 摘 要 II ABSTRACT III 第1章 緒論 2 1.1 課題的目的及意義 2 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài) 3 1.3主要研究?jī)?nèi)容 4 第2章 零件分析 6 2.1零件詳細(xì)分析圖 6 2.2零件的作用 6 2.3零件加工表格面的詳細(xì)技術(shù)分析 7 2.4把毛坯的余量跟形狀確定 7 2.5繪制毛坯圖 8 第3章 機(jī)械加工的工藝流程設(shè)計(jì) 9 3.1準(zhǔn)確選擇定位基準(zhǔn) 9 3.2 擬訂的工藝過(guò)程 9 第4章 加工設(shè)備跟工藝裝備的選選取 13 4.1依照不同的工序來(lái)選擇不同的機(jī)床 13 4.2如何選選取刀具，夾具以及量具 13 4.3 切削用量的計(jì)算和確定 14 第5章 鉆床專用夾具設(shè)計(jì) 28 5.1確定出設(shè)計(jì)的任務(wù)跟收集并分析原始的資料 28 5.2夾具的結(jié)構(gòu)以及類(lèi)型 30 5.3工件定位基準(zhǔn)的選擇和自由度分析 30 5.4夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 32 5.5對(duì)夾具的精度進(jìn)行分析 32 5.6夾緊力計(jì)算 35 5.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 35 第6章 鉆床專用夾具設(shè)計(jì) 37 6.1確定出設(shè)計(jì)的任務(wù)跟收集并分析原始的資料 37 6.2工件定位基準(zhǔn)的選擇和自由度分析 37 6.3夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 38 6.4夾緊力計(jì)算 38 6.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 39 第7章 總結(jié)與展望 40 7.1總結(jié) 40 7.2展望 41 參考文獻(xiàn) 42 致謝 44 第1章 緒論 1.1 課題的目的及意義 本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐。工裝夾具是工藝裝備的重要組成部分，是工藝過(guò)程中最活躍的因素之一，并直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率及加工成本。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)量遞增，與之相適應(yīng)的機(jī)床夾具得到迅猛的發(fā)展。因此研究出快捷、即能保證機(jī)械加工精度，又能滿足生產(chǎn)需求的夾具設(shè)計(jì)，具有十分重要的意義！ 加工工藝設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì);另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來(lái)新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。[5]工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，對(duì)中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。 我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是曲軸零件加工工藝與夾具設(shè)計(jì)，繪制曲軸零件零件圖一張；繪制夾具裝配圖及零件圖一張；對(duì)曲軸零件進(jìn)行工藝分析。其中需要我們了解曲軸零件主要起到支承、固定作用。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化有比較全面的相關(guān)的知識(shí)體系。[1]機(jī)械制造工藝與夾具是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)，是生產(chǎn)高科技產(chǎn)品的保障。離開(kāi)了它，就不能開(kāi)發(fā)制造出先進(jìn)的產(chǎn)品和保證產(chǎn)品質(zhì)量，不能提高生產(chǎn)率，降低成本和縮短生產(chǎn)周期。加之通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)調(diào)研，完成該課題可對(duì)我們大學(xué)四年期間所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次較為全面的專業(yè)訓(xùn)練，可以培養(yǎng)我們掌握如何運(yùn)用過(guò)去所學(xué)的知識(shí)去解決生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題的方法，增強(qiáng)從事本專業(yè)實(shí)際工作所必需的基本能力和開(kāi)發(fā)研究能力，為我們以后走上工作崗位打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。[3] 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài) 國(guó)外的研究現(xiàn)狀 如圖1-2所示是一種車(chē)床夾具，主要由數(shù)字控制的支承元件、定位元件和夾緊元件組成的裝置，可以代替機(jī)床工作臺(tái)或固定在機(jī)床工作臺(tái)上，能夠做出多種布局的機(jī)電程控式夾具。該夾具在空間異型薄壁零件加工、飛機(jī)蒙皮切邊、復(fù)合材料零件修整與鉆孔、飛機(jī)裝配和激光焊接等方面得到廣泛應(yīng)用。西班牙某公司研制了一種TORRESTOOL夾具系統(tǒng)，如圖1-2所示。在一個(gè)零件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，夾具設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用占到整個(gè)過(guò)程費(fèi)用的10~20%。夾具因需要一定的生產(chǎn)成本和準(zhǔn)備周期，故廣泛用于成批、大量生產(chǎn)中。[4] 圖1-1 車(chē)床夾具 圖2-2 TORRESTOOL夾具系統(tǒng) 世界上還有許多基于T型槽的夾具系統(tǒng)，比較著名的有：Wharton Unitool（英格蘭），YCII（俄羅斯），CATIC（中國(guó)），Halder（德國(guó)）系統(tǒng)。基于銷(xiāo)釘?shù)慕M合夾具主要是通過(guò)基座上的定位孔實(shí)現(xiàn)對(duì)夾具元件精確定位和緊固作用的，主要的系統(tǒng)有：Bluco Technik（德國(guó)，美國(guó)），APP（德國(guó)），Qu-Co（美國(guó)），Stevens（美國(guó)），Carr Lane（美國(guó)），SAFE（美國(guó)），TJMGS（中國(guó)），CPII（俄羅斯）。 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 隨著數(shù)控機(jī)床與加工中心在實(shí)際生產(chǎn)中的普遍應(yīng)用，滿足高適應(yīng)要求的夾具在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）與柔性制造系統(tǒng)（FMS）發(fā)展的形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)內(nèi)加工設(shè)備已具有相當(dāng)規(guī)模，加工在生產(chǎn)中已占有較大的比重并將繼續(xù)擴(kuò)大，而與之對(duì)應(yīng)的機(jī)床夾具卻并未受到足夠的重視。工件的加工精度取決于夾具, 在加工工藝穩(wěn)定的條件下, 利用此夾具加工零件的精度有保障。國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)工裝夾具歷來(lái)比較重視，但對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的應(yīng)用卻缺乏足夠的認(rèn)識(shí)和規(guī)劃。[6] 全行業(yè)絕大多數(shù)國(guó)有企業(yè)完成了改制或民營(yíng)化，大規(guī)模以上法蘭盤(pán)企業(yè)中，國(guó)有企業(yè)僅剩9家，民營(yíng)企業(yè)成為一支生力軍，已經(jīng)有幾家法蘭盤(pán)公司在國(guó)內(nèi)外成功上市，利用資本市場(chǎng)資金實(shí)現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展，有幾家超過(guò)10億元的法蘭盤(pán)企業(yè)集團(tuán)成立，兼?zhèn)渲亟M趨勢(shì)顯現(xiàn)，一批企業(yè)爭(zhēng)相進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)改造，添置現(xiàn)代化工藝裝備，搬遷擴(kuò)建，完成了企業(yè)脫胎換骨的改造，建造試驗(yàn)臺(tái)架，“十一五”期間法蘭盤(pán)行業(yè)開(kāi)發(fā)了一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品。隨著行業(yè)裝備條件、技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)法蘭盤(pán)產(chǎn)品也在向更高層次發(fā)展。國(guó)內(nèi)法蘭盤(pán)行業(yè)的總體水平將大大提升，關(guān)鍵法蘭盤(pán)技術(shù)將逐步得到突破，中國(guó)將成為優(yōu)質(zhì)法蘭盤(pán)的生產(chǎn)制造和出口國(guó)。[10] 1.3主要研究?jī)?nèi)容 1、研究?jī)?nèi)容 本次設(shè)計(jì)詳細(xì)分析了曲軸零件零件的工藝性，制定了一套低成本的機(jī)械加工工藝規(guī)程，包括工藝過(guò)程卡和工藝卡片的制定，計(jì)算了各道工序的工序尺寸以及加工定時(shí)，設(shè)計(jì)了主要工序的專用夾具并繪制了夾具裝配圖和零件圖。對(duì)于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從以下這幾點(diǎn)做了準(zhǔn)備： 1）分析零件圖，明確零件主要的技術(shù)要求。 2）工藝審查，審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 3）確定毛坯的種類(lèi)和制造方法 4）擬定機(jī)械加工工藝路線 5）確定滿足各工序要求的機(jī)床和工藝裝備 6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 7）確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差 8）確定切削用量 9）確定各工序時(shí)間定額 2、擬采用研究手段 本文針對(duì)曲軸零件零件的機(jī)械加工工藝分析及夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，包括如下： (1)對(duì)曲軸零件零件進(jìn)行分析，選擇毛坯類(lèi)型； (2)制定零件加工工藝規(guī)程，合理選擇切削用量、機(jī)床及相關(guān)工藝設(shè)備； (3)完成一道主要工序的專用夾具設(shè)計(jì)。 調(diào)研和查閱資料 確定曲軸零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)方案 確定曲軸零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工藝性分析 確定夾具設(shè)計(jì)的要求規(guī)范 曲軸零件的工藝過(guò)程 卡片編寫(xiě) 定位方案的確定和夾緊方案的確定 設(shè)計(jì)夾具圖的草圖 完成設(shè)計(jì)圖紙，說(shuō)明書(shū) 夾具零件圖繪制 第2章 零件分析 2.1零件詳細(xì)分析圖 圖2-1 曲軸零件詳圖 零件主加工面是曲軸的主軸頸、連桿軸徑以及內(nèi)孔、螺紋等。零件的整體表面的粗糙度要求比較高。零件半成品是具有熱處理要求的鑄件。為了確保裝配的可靠性跟操作的準(zhǔn)確性，零件的相關(guān)裝配表面和內(nèi)孔精度有很高的要求。 2.2零件的作用 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的機(jī)件，其材料是由碳素鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個(gè)重要部位：主軸頸和連桿軸徑。主軸頸被安裝在缸體上，連桿軸徑與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與氣缸活塞連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲軸的潤(rùn)滑主要是指與連桿大頭軸瓦與曲軸連桿頸的潤(rùn)滑和兩頭固定點(diǎn)的潤(rùn)滑，曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源，也是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力源，曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最典型、最重要的零件之一，其功用是將活塞連桿傳遞的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，作為動(dòng)力而輸出做工，驅(qū)動(dòng)器他工作機(jī)構(gòu)，并帶動(dòng)內(nèi)燃機(jī)輔助裝備工作。這類(lèi)零件的形狀的復(fù)雜程度一般，毛坯一般采用鑄造毛坯成型。[7] 2.3零件加工表格面的詳細(xì)技術(shù)分析 零件圖樣的主要視圖、尺寸大小以及公差跟技術(shù)需要要求齊全、正確，主要的加工表格面有哪些的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下所示： 1.鑄件是不許有裂紋，表面應(yīng)經(jīng)光整處理。 2.去除毛刺飛邊，未注圓角R2-R5。 3.未注表格面粗糙度為12.5μm。 4.毛坯需經(jīng)人工時(shí)效，以消除內(nèi)應(yīng)力。 5.曲軸主軸頸表面粗糙度要求達(dá)到0.8，尺寸為。 5.曲軸連桿軸徑表面粗糙度要求達(dá)到0.8，尺寸為。 6.沒(méi)有標(biāo)注的公差原那么就按照GB/T4249-2009的相關(guān)要求。 7.沒(méi)有標(biāo)注好的形位公差是應(yīng)該符合GB/T1184-1996的相關(guān)要求。 8.曲軸兩端的主軸頸外圓有同軸度要求0.02。 9.曲軸主軸頸和連桿軸徑外圓有圓柱度要求0.01。 10.曲軸錐形軸端外圓有徑向跳動(dòng)要求0.04. 從零件的詳細(xì)圖紙跟技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以得出，普通的機(jī)床可以完成零件的加工精度標(biāo)準(zhǔn)及一般需求，對(duì)于主軸頸和連桿軸徑本身精度以及位置精度比較高，則采用數(shù)控機(jī)床加工?，F(xiàn)制定零件加工工藝流 程，合理的選擇加工設(shè)備及工藝裝備。為了提高零件的加工效率及尺寸的一致性，需要專用夾具來(lái)滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。 2.4把毛坯的余量跟形狀確定 毛坯種類(lèi)的選擇主要依據(jù)的是以下幾種因素： （1）設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的材料及機(jī)械性能； （2）零件的結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸； （3）零件制造經(jīng)濟(jì)性； （4）生產(chǎn)綱領(lǐng)； （5）現(xiàn)有的毛坯制造水平。 由零件圖可知零件材料為QT600-2，生產(chǎn)批量為批量，零件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，所以選擇鑄造作為零件的毛坯制造方法。 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 2.5繪制毛坯圖 毛坯圖見(jiàn)圖2-2。 圖2-2 曲軸零件毛坯圖 第3章 機(jī)械加工的工藝流程設(shè)計(jì) 3.1準(zhǔn)確選擇定位基準(zhǔn) 1）選擇精基準(zhǔn) 分析曲軸零件圖，零件需要加工的表面有主軸頸和連桿軸徑外圓柱面以及內(nèi)孔、外螺紋等，曲軸零件的主軸頸和連桿軸徑的表面粗糙度和尺寸精度要去比較高，根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則選擇曲軸主軸頸為精基準(zhǔn)來(lái)加工其他表面。 2）選擇粗基準(zhǔn) 根據(jù)分析，由于曲軸為鑄造零件，考慮工件裝夾等因素，粗加工之前優(yōu)先加工出主軸頸兩端的中心孔，粗基準(zhǔn)選擇兩端中心孔。[9] 3.2 擬訂的工藝過(guò)程 1．選擇表格面的加工方式 通過(guò)表格面的處理標(biāo)準(zhǔn)跟讓許多的加工方式能夠滿足經(jīng)濟(jì)的精度，最要緊零件的表格面的處理方式跟過(guò)程就如下面所說(shuō)的： Φ40外圓：粗車(chē)（IT12）—精車(chē)（IT10）—粗磨（IT8）—精磨（IT6）。 Φ38外圓：粗車(chē)（IT12）—精車(chē)（IT10）—粗磨（IT8）—精磨（IT6）。 2．把工藝的過(guò)程方案進(jìn)行確認(rèn) 工藝規(guī)程擬定原則 1）首先要加工基準(zhǔn)面 就是指零件在加工過(guò)程中，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工出來(lái)，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。稱為“基準(zhǔn)先行”。[11] 2）然后劃分加工階段 一般加工質(zhì)量要求高的表面，都劃分加工階段，可分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。主要是為了保證加工質(zhì)量；有利于合理使用設(shè)備；便于安排熱處理工序；以及便于時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷等。 3、接著先孔后面 就是指對(duì)于箱體、曲軸和連桿等零件應(yīng)先加工平面后加工孔。這樣就可以以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置精度，而且對(duì)平面上的孔的加工帶來(lái)方便。 4、最后就是關(guān)于主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨等），這個(gè)應(yīng)放在工藝路線最后階段進(jìn)行，以免光整加工的表面，由于工序間的轉(zhuǎn)運(yùn)和安裝而受到損傷。[12] 零件加工時(shí)，一般不是依次加工完各個(gè)表面，而是將各表面的粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行，為此，通常將整個(gè)工藝過(guò)程劃分為以下四個(gè)加工階段： 1、粗加工階段 本階段的主要作用是切去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)和均勻而適當(dāng)?shù)挠嗔?。此外，?yīng)注意提高生產(chǎn)率。 2、半精加工階段 本階段的作用是為零件主要表面的精加工作好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的精度、粗糙度和精加工余量）并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等），一般在熱處理前進(jìn)行。 3、精加工階段 本階段的作用是使零件主要表面的加工達(dá)到圖樣要求。此階段切去的余量很少。 4、光整加工階段 本階段的作用是提高加工面的尺寸精度和表面質(zhì)量，減小加工面粗糙度值，一般不用來(lái)糾正形狀誤差和位置誤差。主要適于公差等級(jí)在IT6以上，粗糙度值Ra在0.2μm以下的表面。[13] 熱處理工序的安排，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理目的而定。 擬好方案因?yàn)楦鱾€(gè)表面的加工方式和粗精加工的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)確定，現(xiàn)在就根據(jù)“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”“基準(zhǔn)先行”的標(biāo)準(zhǔn)。 表格3-1 工藝的流程方案一 工 序 號(hào) 工名 序稱 工序內(nèi)容 機(jī)床設(shè)備 工藝裝備 夾 具 刀 具 量 具 01 鑄造 鑄坯、清理、正火、噴丸、超聲波檢查 02 銑鉆 銑兩端面、鉆中心孔 XZ21.4銑鉆機(jī)床 柔性組合夾具 中心鉆 游標(biāo)卡尺 03 車(chē) 車(chē)R66扇形外圓及端面 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 外徑百分表 04 粗車(chē) 粗車(chē)短軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 05 粗車(chē) 粗車(chē)長(zhǎng)軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 06 銑 銑扇形曲拐內(nèi)側(cè)面 X60專用銑床 柔性組合夾具 面銑刀 游標(biāo)卡尺 07 粗車(chē) 粗車(chē)連桿軸徑 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 08 熱處理 軸徑及連桿徑淬火 09 精車(chē) 精車(chē)短軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 10 精車(chē) 精車(chē)長(zhǎng)軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 11 精車(chē) 精車(chē)連桿軸徑 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 12 鉆 鉆連桿軸內(nèi)孔φ8、擴(kuò)孔至φ15.5 Z535立式鉆床 柔性組合夾具 Φ8麻花鉆 游標(biāo)卡尺 13 鏜 鏜連桿軸內(nèi)孔φ16至圖紙尺寸 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 內(nèi)孔鏜刀 內(nèi)徑百分表 14 鉆 鉆攻右端面2-M6螺紋孔、φ18 Z535立式鉆床 柔性組合夾具 麻花鉆、絲攻 游標(biāo)卡尺 15 鉆 鉆斜油孔2-φ4.5 Z515深孔鉆床 柔性組合夾具 φ4.5麻花鉆 游標(biāo)卡尺 16 鉆 鉆連桿軸徑油孔φ4.5 Z4002臺(tái)式鉆床 柔性組合夾具 φ4.5麻花鉆 游標(biāo)卡尺 17 銑 精銑兩鍵槽 X62臥式銑床 柔性組合夾具 鍵槽銑刀 游標(biāo)卡尺 18 車(chē) 車(chē)螺紋M30 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 螺紋車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 19 粗磨 粗磨主軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 20 磨 磨錐面 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 21 粗磨 粗磨連桿軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 22 精磨 精磨主軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 23 精磨 精磨連桿軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 24 拋光 拋光主軸頸 B2-092拋光機(jī)床 柔性組合夾具 研磨刀具 卡規(guī) 25 拋光 拋光連桿軸徑 B2-092拋光機(jī)床 柔性組合夾具 研磨刀具 卡規(guī) 26 去毛刺 去毛刺 27 終檢 檢驗(yàn) 表格3-1 工藝的流程方案二 工 序 號(hào) 工名 序稱 工序內(nèi)容 機(jī)床設(shè)備 工藝裝備 夾 具 刀 具 量 具 01 鑄造 鑄坯、清理、正火、噴丸、超聲波檢查 02 銑鉆 銑兩端面、鉆中心孔 XZ21.4銑鉆機(jī)床 柔性組合夾具 中心鉆 游標(biāo)卡尺 03 車(chē) 車(chē)R66扇形外圓及端面 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 外徑百分表 04 粗車(chē) 粗車(chē)長(zhǎng)、短軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 05 銑 銑扇形曲拐內(nèi)側(cè)面 X60專用銑床 柔性組合夾具 面銑刀 游標(biāo)卡尺 06 粗車(chē) 粗車(chē)連桿軸徑 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 07 熱處理 軸徑及連桿徑淬火 08 精車(chē) 精車(chē)長(zhǎng)、短軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 09 精車(chē) 精車(chē)連桿軸徑 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 10 鉆 鉆連桿軸內(nèi)孔φ8、擴(kuò)孔至φ15.5，鏜連桿軸內(nèi)孔φ16至圖紙尺寸 Z535立式鉆床 柔性組合夾具 Φ8麻花鉆 游標(biāo)卡尺 11 鉆 鉆攻右端面2-M6螺紋孔、φ18 Z535立式鉆床 柔性組合夾具 麻花鉆、絲攻 游標(biāo)卡尺 12 鉆 鉆斜油孔2-φ4.5、鉆連桿軸徑油孔φ4.5 Z515深孔鉆床 柔性組合夾具 φ4.5麻花鉆 游標(biāo)卡尺 13 銑 精銑兩鍵槽 X62臥式銑床 柔性組合夾具 鍵槽銑刀 游標(biāo)卡尺 14 車(chē) 車(chē)螺紋M30 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 螺紋車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 15 粗磨 粗磨主軸徑、錐面 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 16 粗磨 粗磨連桿軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 17 精磨 精磨主軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 18 精磨 精磨連桿軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 19 拋光 拋光主軸頸 B2-092拋光機(jī)床 柔性組合夾具 研磨刀具 卡規(guī) 20 拋光 拋光連桿軸徑 B2-092拋光機(jī)床 柔性組合夾具 研磨刀具 卡規(guī) 21 去毛刺 去毛刺 22 終檢 檢驗(yàn) 分析比較以上兩條工藝路線，工藝路線一、二共同之處都是優(yōu)先加工出定位基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)先行”原則，不同之處在于工藝路線二工序相對(duì)集中，采用高效率專用設(shè)備和工藝設(shè)備，提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量和生產(chǎn)面積，節(jié)省人力物力，工藝路線二工序相對(duì)分散，工藝路線相對(duì)較長(zhǎng)，工藝路線二的工件裝夾次數(shù)較工藝路線而少了很多，工藝路線一裝備比較簡(jiǎn)單、對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高，但是需要加工設(shè)備數(shù)量較多，加工占地面積較大，由于本次設(shè)計(jì)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，綜合考慮加工的精度以及加工的經(jīng)濟(jì)型，綜上所述選擇工藝路線一。 第4章 加工設(shè)備跟工藝裝備的選選取 4.1依照不同的工序來(lái)選擇不同的機(jī)床 從零件的加工精度標(biāo)準(zhǔn)跟生產(chǎn)率來(lái)考慮，數(shù)控機(jī)床的選選取需要滿足以下幾個(gè)方面。 1） 工序9、10、11是對(duì)曲軸進(jìn)行精車(chē)加工，表格面的精度要求比較高，所以這個(gè)工序要采用高效率車(chē)床加工操作。 2） 工序19、20、21、22、23是對(duì)曲軸進(jìn)行磨削加工，表格面的精度要求比較高，并且所加工的表面粗糙度要求比較高，所以這個(gè)工序要采用高精度磨床進(jìn)行加工操作，以保證所加工外圓尺寸精度和表面粗糙度。 4.2如何選選取刀具，夾具以及量具 工 序 號(hào) 工名 序稱 工序內(nèi)容 機(jī)床設(shè)備 工藝裝備 夾 具 刀 具 量 具 01 鑄造 鑄坯、清理、正火、噴丸、超聲波檢查 02 銑鉆 銑兩端面、鉆中心孔 XZ21.4銑鉆機(jī)床 柔性組合夾具 中心鉆 游標(biāo)卡尺 03 車(chē) 車(chē)R66扇形外圓及端面 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 硬質(zhì)合金車(chē)刀 外徑百分表 04 粗車(chē) 粗車(chē)短軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 05 粗車(chē) 粗車(chē)長(zhǎng)軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 06 銑 銑扇形曲拐內(nèi)側(cè)面 X60專用銑床 柔性組合夾具 面銑刀 游標(biāo)卡尺 07 粗車(chē) 粗車(chē)連桿軸徑 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 08 熱處理 軸徑及連桿徑淬火 09 精車(chē) 精車(chē)短軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 10 精車(chē) 精車(chē)長(zhǎng)軸端外圓及端面 CE7120B仿形車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 11 精車(chē) 精車(chē)連桿軸徑 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 成形車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 12 鉆 鉆連桿軸內(nèi)孔φ8、擴(kuò)孔至φ15.5 Z535立式鉆床 柔性組合夾具 Φ8麻花鉆 游標(biāo)卡尺 13 鏜 鏜連桿軸內(nèi)孔φ16至圖紙尺寸 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 內(nèi)孔鏜刀 內(nèi)徑百分表 14 鉆 鉆攻右端面2-M6螺紋孔、φ18 Z535立式鉆床 柔性組合夾具 麻花鉆、絲攻 游標(biāo)卡尺 15 鉆 鉆斜油孔2-φ4.5 Z515深孔鉆床 柔性組合夾具 φ4.5麻花鉆 游標(biāo)卡尺 16 鉆 鉆連桿軸徑油孔φ4.5 Z4002臺(tái)式鉆床 柔性組合夾具 φ4.5麻花鉆 游標(biāo)卡尺 17 銑 精銑兩鍵槽 X62臥式銑床 柔性組合夾具 鍵槽銑刀 游標(biāo)卡尺 18 車(chē) 車(chē)螺紋M30 CA6140臥式車(chē)床 柔性組合夾具 螺紋車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 19 粗磨 粗磨主軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 20 磨 磨錐面 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 21 粗磨 粗磨連桿軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 22 精磨 精磨主軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 23 精磨 精磨連桿軸徑 M114W外圓磨床 柔性組合夾具 砂輪 卡規(guī) 24 拋光 拋光主軸頸 B2-092拋光機(jī)床 柔性組合夾具 研磨刀具 卡規(guī) 25 拋光 拋光連桿軸徑 B2-092拋光機(jī)床 柔性組合夾具 研磨刀具 卡規(guī) 26 去毛刺 去毛刺 27 終檢 檢驗(yàn) 4.3 切削用量的計(jì)算和確定 工序010：鑄坯、清理、正火、噴丸、超聲波檢查 工序020：銑兩端面、鉆中心孔 工序030：車(chē)R66扇形外圓及端面 ： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取 ：，取 ： ： ： ： 1 ： 工序040：粗車(chē)短軸端外圓及端面 ： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取 ：，取 ： ： ： ： 1 ： 工序050：粗車(chē)長(zhǎng)軸端外圓及端面 ： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取 ：，取 ： ： ： ： 1 ： 工序060：銑扇形曲拐內(nèi)側(cè)面 機(jī)床：X60專用銑床 刀具：YT15 75o 端面銑刀D=250mm Z=5 銑削深度： =1.5mm 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-13，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-23，取， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2-1） 取=100, =100代入公式（2-1）得： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表11-4，取 實(shí)際銑削速度： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 式（2-2） 取=，，=代入公式（2-2）得： 取 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知l=40 刀具切入長(zhǎng)度：=7 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（2-3） 取l=40, =7 , 代入公式（2-3）得： =(40+7+2)/120=0.41min 工序070：粗車(chē)連桿軸徑 工序080：軸徑及連桿徑淬火 工序090：精車(chē)短軸端外圓及端面 .： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取 ：，取 ： ： ： ： 1 ： 工序10：精車(chē)長(zhǎng)軸端外圓及端面 工序11：精車(chē)連桿軸徑 工序12：鉆連桿軸內(nèi)孔φ8、擴(kuò)孔至φ15.5 鉆孔φ8mm 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：麻花鉆d=8mm ap=8/2=4mm 進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，其取值范圍為，取 切削速度：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序13：鏜連桿軸內(nèi)孔φ16至圖紙尺寸 ： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，取 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取 ：，取 ： ： ： ： 1 ： 工序014：鉆攻右端面2-M6螺紋孔、φ18 工序15：鉆斜油孔2-φ4.5 工序16：鉆連桿軸徑油孔φ4.5 工序17：銑兩鍵槽 工序18：車(chē)螺紋M30 工序19：粗磨主軸徑 機(jī)床：外圓磨床M114W 刀具：GZ60ZR2AP300X40X121砂輪 磨削時(shí)的切削余量： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查的ap=0.25mm(分二次磨削),n砂輪=2200 ，故砂輪的線速度為; 根據(jù)機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速=450r/min： d0=(40+55+85)/3=60mm 實(shí)際磨削速度： 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間; 其中：L---磨輪的行程長(zhǎng)度，Zb----單面加工余量， K---局部修磨系數(shù)，n---工件轉(zhuǎn)速fa----軸向進(jìn)給量，frd----單行程的磨削深度 fa=0.0092, frd=0.6B=0.6x40=24mm 故本工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序20：磨錐面 工序21：粗磨連桿軸徑 工序22：精磨主軸徑 工序23：精磨連桿軸徑 工序24：拋光主軸頸 工序25：拋光連桿軸徑 工序26：去毛刺 工序27：檢驗(yàn) 第5章 鉆床專用夾具設(shè)計(jì) 5.1確定出設(shè)計(jì)的任務(wù)跟收集并分析原始的資料 1）加工工件的詳細(xì)零件圖 2）零件的流程序卡 3）生產(chǎn)的綱領(lǐng)（設(shè)計(jì)的任務(wù)，詳細(xì)見(jiàn)表格5-1） 工件的名稱 曲軸零件 夾具的類(lèi)型 專用的夾具 材料 QT600-2 生產(chǎn)的類(lèi)型 大批量的生產(chǎn) 毛坯類(lèi)型 鑄件 同時(shí)安裝的夾工件數(shù) 1個(gè) 表格5-1 生產(chǎn)的綱領(lǐng) 1）按照零件的加工工藝要求，合理的選擇裝夾方式，使其空間6各自由度都得到限制，確保定位裝夾可靠，但也要避免過(guò)定位。 2）選選取定位的元件，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的定位裝置 首先我們需要確定主要的定位基面的尺寸大小很內(nèi)部結(jié)構(gòu)好怎樣更好的幫助定位基準(zhǔn)，按照生產(chǎn)的要求以及歲尺寸精度的要求，來(lái)確定好定位原件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)跟尺寸的精度要求。[20] （1）定位的原理為：六點(diǎn)定位原理 （2）定位的元件就是：圓柱支撐釘、V形塊 3）確定好工件的夾緊裝備就能夠按照下面的步驟進(jìn)行操作 （1）把夾具的實(shí)際場(chǎng)景跟相關(guān)的作用確定：按照這個(gè)加工的工藝標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)專用的夾具的時(shí)候，設(shè)計(jì)的原那么就必須要擁有定位準(zhǔn)確以及夾緊功能好跟材料的成本低。 （2）確定好夾具的夾緊方法跟怎樣夾緊： 所設(shè)計(jì)的這個(gè)夾具就是用螺母帶動(dòng)斜楔來(lái)完成夾緊的。螺紋夾緊機(jī)構(gòu)具有易操作、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊且能夠自鎖，最重要的是能夠獲得較高的夾緊力，確保夾緊可靠。而且制造成本低，是目前廣泛采用的夾緊機(jī)構(gòu)。 （3）估算夾緊的可靠性：計(jì)算切削力跟夾緊力的大小。[19] 4）制定夾具技術(shù)條件 夾具在裝夾零件時(shí)時(shí)，需要有一定的裝配精度，現(xiàn)制定裝配技術(shù)要求如下： （1）裝夾零件時(shí)，需要保證零件與定位元件貼合，擰緊夾緊機(jī)構(gòu)，用木槌試試敲到，再擰緊，確保裝夾到位。 （2）夾具安裝在機(jī)床上時(shí)，需要保證夾具的底面與機(jī)床平臺(tái)緊密貼合。 在加過(guò)的時(shí)候，機(jī)床的專用夾具在工件的生產(chǎn)中是不可或缺的。夾具的主要功能不僅僅是對(duì)夾緊元件進(jìn)行操作。更重要的是，我們有必要準(zhǔn)確定位加工零件。夾具將不再是傳統(tǒng)的。在工件方面，可以設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)精美的夾具，是能夠幫助到工人，可以很大程度的把工件的生產(chǎn)速度提高，這樣就能夠在加工的夾具設(shè)計(jì)時(shí)，更好的看重是如何讓工件進(jìn)行最真確的定位設(shè)計(jì)，達(dá)到這種情況就可以把工件的裝置正確的安裝了。[18] 夾具的設(shè)計(jì)需要運(yùn)用到的工序有： 工序16：鉆連桿軸徑油孔φ4.5 詳細(xì)的工序圖見(jiàn)圖5.1 詳圖5-1 5.2夾具的結(jié)構(gòu)以及類(lèi)型 機(jī)床的專用夾具分成許多種類(lèi)，一般分為下面的這幾種： （1） 通用類(lèi)的夾具 （2） 專用的夾具 （3） 能夠調(diào)配的夾具 （4） 組合夾具 本文中包含的夾具是許多類(lèi)別夾具中的特殊夾具。該夾具是用在加工中心的加工外殼T1的表格面。[14] 專用夾具是被分為以下幾種類(lèi)別的： （1）車(chē)床 （2）銑床 （3）鉆床 （4）其他機(jī)床 特殊的夾具的最主要的功能就如下面所說(shuō)： （1）確保加工表面能夠準(zhǔn)確進(jìn)行的定位 （2）把勞動(dòng)的生產(chǎn)率提高，來(lái)把生產(chǎn)成本降低，這樣就能更好的把生產(chǎn)的周期縮短 （3）把機(jī)床的操控范圍變大 （4）對(duì)工人的工作條件進(jìn)行改善。[17] 5.3工件定位基準(zhǔn)的選擇和自由度分析 機(jī)械加工過(guò)程中,定位基準(zhǔn)的選擇合理與否決定零件質(zhì)量的好壞,對(duì)能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對(duì)零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當(dāng)用夾具安裝工件時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇還會(huì)影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的工藝問(wèn)題。 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則： (1)?選擇重要表面為粗基準(zhǔn)???? 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面，如床身的導(dǎo)軌面，車(chē)床主軸箱的主軸孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主軸箱時(shí)，應(yīng)以導(dǎo)軌面或主軸孔為粗基準(zhǔn)。 (2) 選擇不加工表面為粗基準(zhǔn) 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。如果工件上有多個(gè)不加工面，則應(yīng)選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準(zhǔn)，以便保證要求，使外形對(duì)稱等。如圖2所示的工件，毛坯孔與外圓之間偏心較大，應(yīng)當(dāng)選擇不加工的外圓為粗基準(zhǔn)，將工件裝夾在三爪自定心卡盤(pán)中，把毛坯的同軸度誤差在鏜孔時(shí)切除，從而保證其壁厚均勻。 (3) 選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 在沒(méi)有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，如果零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以避免該表面在加工時(shí)因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 (4) 選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn) 以便工件定位可靠、夾緊方便。 (5) 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。[17] 分析曲軸零件圖，零件需要加工的表面有主軸頸和連桿軸徑外圓柱面以及內(nèi)孔、外螺紋等，曲軸零件的主軸頸和連桿軸徑的表面粗糙度和尺寸精度要去比較高，根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則選擇曲軸主軸頸為精基準(zhǔn)來(lái)加工其他表面。由于曲軸為鑄造零件，考慮工件裝夾等因素，粗加工之前優(yōu)先加工出主軸頸兩端的中心孔，粗基準(zhǔn)選擇兩端中心孔。 對(duì)上圖5-1的工藝流程圖進(jìn)行分析，本夾具為鉆床專用夾具，本夾具主要由固定V形塊、圓柱支撐釘、可換鉆套、鉆套襯套、鉆模板以及 壓板等組成；該夾具的定位元件為兩個(gè)活動(dòng)V形塊，限制工件4個(gè)自由度，分別為除了沿著V形塊長(zhǎng)度方向的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由單以外的其他4個(gè)自由度，另外兩個(gè)圓柱支撐釘限制了剩余的2個(gè)自由度，工件6個(gè)自由度都被限制，為完全定位，滿足加工要求；該夾具的夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板將工件夾緊在夾具中，操作簡(jiǎn)單方便，可以提供比較大的夾緊力，可以提高加工效率。 5.4夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 通過(guò)指導(dǎo)老師的認(rèn)證指導(dǎo)跟翻閱相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)的其他案例，設(shè)計(jì)出了圖5-2看到的機(jī)床鉆削的專用夾具： 圖5-2 鉆床夾具的總裝圖 5.5對(duì)夾具的精度進(jìn)行分析 把鉆床夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體方案確定和整個(gè)的總裝詳圖跟相關(guān)零部件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)好后，還要驗(yàn)算該夾具的的裝夾進(jìn)度，確保其能夠滿足使用的標(biāo)準(zhǔn)。[15] 想要滿足這個(gè)鉆削的工序的精度標(biāo)準(zhǔn)，被加工面在夾具定位中的位置精度至關(guān)重要。往往將δ定基、δ安裝及δ加工定位影響這一精度三個(gè)因素。夾具在設(shè)計(jì)階段，需要充分考慮三者的各自的容許誤差，規(guī)定零件設(shè)計(jì)的尺寸公差，確保三者最終的總共誤差不可以超過(guò)鉆削的工程所能接受的最大程度。 δ定基 就是說(shuō)原始的數(shù)據(jù)跟原始數(shù)據(jù)兩者的錯(cuò)位可能會(huì)產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)（也被叫做過(guò)程數(shù)據(jù)） 尺寸跟它的尺寸的誤差都是工藝的規(guī)范所確定的，夾具的設(shè)計(jì)者不可以進(jìn)行零件的工藝跟工藝尺寸的確定。但是夾具設(shè)計(jì)者，可以建議工藝制定者通過(guò)修改工藝規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)，使其夾具設(shè)計(jì)時(shí)有統(tǒng)一的基準(zhǔn)使用，保證基準(zhǔn)的重合，來(lái)達(dá)到固定的基準(zhǔn)的誤差是0。 δ安裝 當(dāng)工件在夾具上的安裝產(chǎn)生定位誤差以及裝夾的夾緊引起的誤差導(dǎo)致了夾具在機(jī)床上安裝的定位也會(huì)產(chǎn)生誤差： （1）工件在夾具的準(zhǔn)確定位所產(chǎn)生的定位誤差就是定位，夾具的設(shè)計(jì)師能夠使用合理的定位方式跟夾緊的方式可以減小這個(gè)誤差。 （2）工件在裝夾夾緊時(shí)，總需要盡量大的夾緊力，有了力就會(huì)有形變，就會(huì)造成加工面的位置相對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)的發(fā)生偏移，這就有了裝夾誤差。在大批量生產(chǎn)中，需要選擇合理的夾緊力或者確保每次的夾緊力保持一個(gè)小范圍內(nèi)不變，那么這種誤差就可控，基本就可以消除。 （3）機(jī)床夾具的安裝誤差是由于夾具在機(jī)床的安裝平臺(tái)上的安裝誤差。由于生產(chǎn)的不確定性，夾具需要反復(fù)更換，這就造成了夾具多次裝夾的位置的不確定性。所以機(jī)床需要做固定的定位塊，確保定位基準(zhǔn)統(tǒng)一；夾具的安裝面與機(jī)床安裝平臺(tái)要貼合死；那么這一安裝誤差可進(jìn)一步降低。 [16] δ加工 是指加工設(shè)備及夾具的長(zhǎng)期的使用，兩者都或多或少的發(fā)生了形變，折舊對(duì)于原始的尺寸有一點(diǎn)誤差。它是包含了下面的這幾個(gè)因素： （1）和機(jī)床相關(guān)的誤差。就比如說(shuō)機(jī)床的主軸跟滑動(dòng)板垂直度產(chǎn)生的誤差。 （2）跟刀具相關(guān)的位置差距。如刀具尺寸誤差及材料、刀具的磨損。 （3）定位原件的安裝誤差。如鉆套的本身的精度及長(zhǎng)期使用的磨損、鉆模板制造及安裝誤差。 （4）與變形有關(guān)的誤差。如機(jī)床本身的剛性、夾具的強(qiáng)度。 所有上述因素都是加工的表格面位置引起的誤差的原因。原始尺寸中原始尺寸的總和應(yīng)小于此尺寸的公差δ。必須滿足以下的這個(gè)不等式 δ≥固定底座+定位+夾緊+加工+夾緊 這個(gè)公式被稱為計(jì)算不等式，里面的每個(gè)符號(hào)文字是表格達(dá)最原始維度中具有最大誤差的值。當(dāng)然，這些錯(cuò)誤都不會(huì)最大限度地發(fā)生。在驗(yàn)證計(jì)算中，分析上面的這些因素，然后按照概率法來(lái)計(jì)算總的誤差，能夠讓它比工件的公差小。 圖5-3 誤差分析簡(jiǎn)圖 分析該道工序簡(jiǎn)圖，工件以底部平面、側(cè)面以及外圓弧面為基準(zhǔn)定位，主要定位基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，引起定位誤差較大的因素是外圓弧定位基準(zhǔn)面，其定位元件為V形塊，計(jì)算分析過(guò)程如上圖所示，基準(zhǔn)位移誤差為基準(zhǔn)在制造過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，分析圖3-3 得到定位誤差 5.6夾緊力計(jì)算 軸向力計(jì)算公式： 其中——系數(shù) ——指數(shù) ——指數(shù) ——修正系數(shù)乘積 取壓板與工件之間的摩擦系數(shù)為0.4，則所需夾緊力為 計(jì)算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實(shí)際所需夾緊力 即： 取k=2 這樣才能保證這個(gè)夾具能夠安全的工作。 5.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具為鉆床專用夾具，本夾具主要由固定V形塊、圓柱支撐釘、可換鉆套、鉆套襯套、鉆模板以及 壓板等組成；該夾具的定位元件為兩個(gè)活動(dòng)V形塊，限制工件4個(gè)自由度，分別為除了沿著V形塊長(zhǎng)度方向的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由單以外的其他4個(gè)自由度，另外兩個(gè)圓柱支撐釘限制了剩余的2個(gè)自由度，工件6個(gè)自由度都被限制，為完全定位，滿足加工要求；該夾具的夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板將工件夾緊在夾具中，操作簡(jiǎn)單方便，可以提供比較大的夾緊力，可以提高加工效率。 圖5-4 車(chē)床專用夾具三維示意圖 第6章 鉆床專用夾具設(shè)計(jì) 6.1確定出設(shè)計(jì)的任務(wù)跟收集并分析原始的資料 夾具的設(shè)計(jì)需要運(yùn)用到的工序有： 工序17：銑兩鍵槽 詳細(xì)的工序圖見(jiàn)圖6.1 詳圖6-1 6.2工件定位基準(zhǔn)的選擇和自由度分析 對(duì)上圖6-1的工藝流程圖進(jìn)行分析，本夾具為銑床專用夾具，本夾具主要由固定V形塊、定位塊、直角對(duì)刀塊、支柱、定位鍵以及 壓板等組成；該夾具的定位元件為2個(gè)活動(dòng)V形塊，期中2個(gè)V形塊限制工件4個(gè)自由度，分別為除了沿著V形塊長(zhǎng)度方向的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由單以外的其他4個(gè)自由度，另外一個(gè)定位塊限制了剩余的2個(gè)自由度，工件6個(gè)自由度都被限制，為完全定位，滿足加工要求；該夾具的夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板將工件夾緊在夾具中，操作簡(jiǎn)單方便，可以提供比較大的夾緊力，可以提高加工效率。 6.3夾具的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 通過(guò)指導(dǎo)老師的認(rèn)證指導(dǎo)跟翻閱相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)的其他案例，設(shè)計(jì)出了圖5-2看到的機(jī)床鉆削的專用夾具： 圖6-2 銑床夾具的總裝圖 6.4夾緊力計(jì)算 查手冊(cè)的銑削切削力計(jì)算公式為： = =170.4 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》取工件與夾具接觸面之間的表面粗糙度為0.3，則能夠抵消切削力的壓緊力計(jì)算公式如下： 這樣才能保證這個(gè)夾具能夠安全的工作。 6.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具為銑床專用夾具，本夾具主要由固定V形塊、定位塊、直角對(duì)刀塊、支柱、定位鍵以及 壓板等組成；該夾具的定位元件為2個(gè)活動(dòng)V形塊，期中2個(gè)V形塊限制工件4個(gè)自由度，分別為除了沿著V形塊長(zhǎng)度方向的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由單以外的其他4個(gè)自由度，另外一個(gè)定位塊限制了剩余的2個(gè)自由度，工件6個(gè)自由度都被限制，為完全定位，滿足加工要求；該夾具的夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板將工件夾緊在夾具中，操作簡(jiǎn)單方便，可以提供比較大的夾緊力，可以提高加工效率。 圖6-3 銑床專用夾具三維示意圖 第7章 總結(jié)與展望 7.1總結(jié) 在經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的忙碌以及工作，我所做的設(shè)計(jì)也接近了尾聲，我終于松了一口氣，因?yàn)樵诖似陂g我遇到的困難非常的多，有時(shí)候都會(huì)把我壓的喘不過(guò)氣來(lái)，但是有著指導(dǎo)老師耐心的指導(dǎo)，我遇到的問(wèn)題也就都能夠引刃而解了。這次設(shè)計(jì)是大學(xué)最為重要的一次設(shè)計(jì)，是每個(gè)大學(xué)生是否能夠合格畢業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，也是一個(gè)比較重要的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程。在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，老師將我們混亂的思路慢慢理清，然后一步一個(gè)腳印的帶領(lǐng)著我們做這個(gè)設(shè)計(jì)，在此我還是要給我們的指導(dǎo)老師說(shuō)一聲謝謝。在鞏固基礎(chǔ)的同時(shí)，也得到了許許多多的收獲。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，從一開(kāi)始的手足無(wú)措到最后完成方案，我感受到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。很感激導(dǎo)師以及我的組員，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中悉心指導(dǎo)以及耐心的交流。在設(shè)計(jì)當(dāng)中各個(gè)部分的設(shè)計(jì)都需要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定來(lái)進(jìn)行，在整個(gè)過(guò)程中我深刻感受到以前從沒(méi)有過(guò)的心力交瘁。這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)是我的一次成長(zhǎng)，讓我在即將結(jié)束的大學(xué)生活中感受到了大學(xué)所學(xué)的運(yùn)用?？偟膩?lái)說(shuō)畢業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)是對(duì)我們四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)和檢驗(yàn)，因?yàn)槲覀冊(cè)谡n堂所學(xué)的知識(shí)都是理論知識(shí)，與實(shí)際生產(chǎn)中的機(jī)械技術(shù)還是有很多不同之處，課堂所學(xué)知識(shí)理論基礎(chǔ)知識(shí)，如果想要運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中還需要再加工