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1 設(shè)計(jì)（論文） 題 目 支架零件的機(jī)械加工工藝及（?6）夾具設(shè)計(jì) 所屬系部 機(jī)械工程系 所屬專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 所屬班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 2 摘 要 本文是對(duì)支架零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)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(xiě)。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程。此外還對(duì)填料箱蓋零 件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專(zhuān)用夾具. 機(jī)床夾具的種類(lèi)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(zhuān)業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專(zhuān)為某工件加工工序服務(wù)的專(zhuān)用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 是設(shè)計(jì)（?6）孔夾具。 關(guān)鍵詞：支架，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 目 錄.4 1 緒 論.6 2 零件的分析.7 2.1 零件的工藝分析 .7 2.2 零件的工藝要求 .7 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).8 3.1 加工工藝過(guò)程 .8 3.2 確定各表面加工方案 .8 3.2.1 考慮因素 .8 3.2.2 加工方案的選擇 .9 3.3 確定定位基準(zhǔn) .9 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 9 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 10 3.4 工藝路線的擬訂 10 3.4.1 工序的合理組合 10 3.4.2 工序的集中與分散 11 3.4.3 加工階段的劃分 11 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 12 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 14 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 15 3.5.2 零件的偏差計(jì)算 15 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 16 4 鉆 Ф6 的孔夾具設(shè)計(jì).24 4.1 概述 .24 4.2 方案設(shè)計(jì) .24 4.3 定位基準(zhǔn)的選擇 .24 4.4 切削力計(jì)算 .24 5 4.4 夾緊力的計(jì)算 .26 4.5 定位誤差分析 .28 4.6 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) .29 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .30 4.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 .31 總 結(jié).33 參考文獻(xiàn).34 致謝.35 1 緒 論 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(guò)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(wèn)題的方法和手 段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)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(shí)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(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動(dòng)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(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們 的研究對(duì)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(zhuān)用夾具。 而本次對(duì)于零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： ⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； ⑵ 完成專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)。 通過(guò)對(duì)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(duì)于專(zhuān)用夾具的 設(shè)計(jì)，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(xiāo)力的大小、 批量生產(chǎn)情況來(lái)選取氣缸夾緊方式，從而設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 7 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 支架是一個(gè)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，此外還有支架端面要求加工，對(duì)精度要求也很高。零件的底 面、中心孔 Φ38 孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其中心孔有同軸度公6.1Ra 差要求因?yàn)槠涑叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，以及各表面的表面質(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。 2.2 零件的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)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(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。 而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問(wèn)題。工藝師 要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 圖 2.1 零件零件圖 該加工有七個(gè)加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、 小頭孔、小孔。 ⑴ 以平面為主有：① 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；2.3?Ra ② 支架小端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。 8 ⑵ 孔系加工有： ①Φ38 粗、精鏜加工，其表面粗糙度為 ；2.3?Ra ②小孔鉆鉸加工 2.3?Ra 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。因其年產(chǎn)量是中批1~3m 量生產(chǎn)。 上面主要是對(duì)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(jì)提供了必要的 準(zhǔn)備。 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 加工工藝過(guò)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(lái)說(shuō)，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(duì)于零件來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主 要問(wèn)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(duì)加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)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(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。設(shè) 計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)零件的加工工藝來(lái)說(shuō)，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(jià)格較低的機(jī)床。 3.2.1 考慮因素 ⑴ 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。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專(zhuān)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，在小批量生 產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 ⑶ 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 9 由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車(chē)削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車(chē)間的實(shí)際情況，同時(shí)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。 ⑸ 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(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)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 Ra0.63μm，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車(chē)——半精 車(chē)——淬火——粗磨。 3.2.2 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻(xiàn)[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（ ） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR ⑵ 由參考文獻(xiàn) [3]表 2.1～11 確定，Φ40H7 孔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。 ⑷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)——鉸的加工方法。6.1?Ra ⑸ 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) 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，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符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： ⑴ 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(gè)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(duì)稱、少裝夾 等。 ⑵ 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)軌面是其余 量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)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。 ⑶ 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。 10 ⑷ 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(shí)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(gè)加工過(guò) 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)。 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴ 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)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(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 ⑵ 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(lái)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(jì)和制造工作。例如：軸類(lèi)零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車(chē)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(shū)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。 ⑶ 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。 例如：對(duì)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(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在 無(wú)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(jì)簡(jiǎn)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(gè)加工過(guò) 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(gè)平面和一個(gè)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(gè)加工過(guò)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?的孔為加工基準(zhǔn)。38? 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 3.4 工藝路線的擬訂 對(duì)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(gè) 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(kāi)和先面后孔的原則。 11 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類(lèi)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(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)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(duì)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(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 ⑵ 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(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)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(zhuān)用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但 采用復(fù)雜的專(zhuān)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(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專(zhuān)用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)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%蘇打及809c?: 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 。mg20 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，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(gè)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。 ⑴ 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(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)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(zhuān)用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采 用復(fù)雜的專(zhuān)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。 ⑵ 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡(jiǎn)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(duì)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(zhǎng)，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(lèi)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(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專(zhuān)用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工夾具組織流水線生 12 產(chǎn)。 由于近代計(jì)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(guò)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(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段： ⑴ 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(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修 補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 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(shí)，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(jí)為 IT11～I(xiàn)T12。粗糙度 為 Ra80～100μm。 ⑵ 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(jí)為 IT9～I(xiàn)T10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 ⑶ 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 IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 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)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(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)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(gè)階段，甚至不把粗精加工分開(kāi)。必 須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)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(lèi)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(zhuān)用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂三 13 個(gè)加工工藝路線方案。 方案一： 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、粗鏜 Φ38 孔 4、精鏜 Φ38 孔 5、銑削 Φ46 端面 6、銑削 Φ34 端面 7、銑削 Φ54 左端面 8、銑削 Φ54 右端面 9、銑削左凸臺(tái) 10、銑削右凸臺(tái) 11、銑削支架小端頂部凸臺(tái) 12、鉆支架小端頂部孔 φ6 13、鉆沉頭孔 14、鉆 φ14 孔 15、倒角 φ14 孔 16、終檢 17、清洗入庫(kù) 方案二： 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、銑削 Φ46 端面 4、銑削 Φ34 端面 5、銑削 Φ54 左端面 6、銑削 Φ54 右端面 7、銑削左凸臺(tái) 8、銑削右凸臺(tái) 9、銑削支架小端頂部凸臺(tái) 10、粗鏜 Φ38 孔 11、精鏜 Φ38 孔 12、鉆支架小端頂部孔 φ6 13、鉆沉頭孔 14、鉆 φ14 孔 14 15、倒角 φ14 孔 16、終檢 17、清洗入庫(kù) 加工工藝路線方案的論證： ⑴ 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個(gè)工序中， 以便裝夾、安裝工件。 ⑵ 再看后面的鏜孔、銑孔工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在兩個(gè)不同的工序中，而 方案Ⅱ都在一個(gè)工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具時(shí)也可以減 少工件的安裝次數(shù)。 方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔后再鉆各凸臺(tái)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(gè)工序中，以便裝夾、安裝 工件。 由以上分析：具體的工藝過(guò)程如下表： 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 10 按圖鑄造零件 20 去應(yīng)力退火處理 30 以 A 面為粗基準(zhǔn)，銑 B 面 40 以 B 面為精基準(zhǔn)，銑 A 面 50 以 A 面為基準(zhǔn)，鉆 Ф22 的孔 60 以 A 面為基準(zhǔn)，擴(kuò) Ф22 的孔 70 以 A 面為基準(zhǔn)，鉸 Ф22 的孔并倒角 1*45° 80 以 Ф22 孔為精基準(zhǔn)，粗鏜 Ф38 的孔 90 以 Ф22 孔為精基準(zhǔn)，半精鏜 Ф38 的孔 100 以 Ф22 孔為精基準(zhǔn)，精鏜 Ф38 的孔并倒角 1*45° 110 以 Ф38 孔為精基準(zhǔn)，銑 C 面 120 以 C 面為精基準(zhǔn)，鉆 2-Ф14 的孔并倒角 1*45° 15 130 以 Ф22 孔為精基準(zhǔn)，鉆 Ф6 的孔并倒角 1*45° 140 去毛刺 150 檢驗(yàn) 160 入庫(kù) 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(lèi)型為中批量生產(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(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 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(jì)為非加工表面。 ⑵ 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(jiǎn)單、平直的對(duì)稱， 盡量避免鑄造件截面間差別過(guò)大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 ⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 ⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 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(shí)，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(lèi)形狀及尺寸的確定一 定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類(lèi) 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 零件的偏差計(jì)算 ⑴ 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余量的計(jì)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 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查[3]可知其 粗銑時(shí)精度等級(jí)為 IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取 0.21m? 精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。 參照參考文獻(xiàn)[3]表 3～2，3～25,2.3～13 和參考文獻(xiàn)[15]表 1～8，可以查得： 鉆孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1?IT.5Rau?m2.0 16 擴(kuò)孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。10?IT3.2Raum?m084. 鉸孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8163 孔 Φ40H7 粗鏜孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。3I .5.9 精鏜孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。T?uRa?0 根據(jù)工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序，而大頭孔加工分為粗鏜、 精鏜二個(gè)工序完成，各工序余量如下： 鉆孔 Φ22 參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.3～47，表 2.3～48。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(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 30：以 A 面為粗基準(zhǔn)，銑 B 面 機(jī)床：立式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z 銑削深度 ：pam3? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r? 實(shí)際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0???? 進(jìn)給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m min/39.smf ? ：根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4-81,?a a60? 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603? 17 取 ml251? 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl 工序 40：以 A 面為粗基準(zhǔn)，銑 B 面 機(jī)床：銑床 KX52 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z 銑削深度 ：pam3? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r? 實(shí)際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0???? 進(jìn)給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m min/39.smf ? ：根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4-81,?a a60? 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603? 取 ml21 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l? 走刀次數(shù)為 1 18 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）1jt min26.0.3957621????mjfl 工序 50、60、70：鉆、擴(kuò)、鉸?22 孔 工件材料為 HT200，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?22mm，公差為 H7，表面粗糙度 。加工機(jī)床為 Z525 立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆1.6aRm? 孔——Φ19mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ21.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高 速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φ22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。 （1 ）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-10 可查出f ，由于孔深度比 ， ，故0.47~.5/fmr?表 0/3/21.6ld?.9lfk? 。查 Z525 立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取()0.942~.51mr??表 。.3/f 根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力 （由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出） ，'1.75/fr? max15690FN? 根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給量 。“1.8/fr? 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。f' f 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插入v mP 法得： ，17/inm?表 4732N?表 ，5.69NM?表 1.5mkW表 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-3， ， ，故0.8vk.lv'17/in.72(/in)v???表 ''01/i16n rd?表 查 Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 。實(shí)際切削速度為：95/mir095/in4/mi110rv??? 由表 28-5， ，故.6MFTk4732.6()FN51.9054.8m????? 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P 19 '/)mMPnk?表（1.25(92461.05kWW?? 機(jī)床有效功率 ' 83E mkP?? 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，02dm?0.43/fr195/inr?14/inv? 相應(yīng)地 ， ，516FN.8T?.0mkW 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l90? 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 117(~2)05.962rDlctgkctg????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取lm4?ml32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt960.5in.31jLfn?? （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-31，f 。根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取f??::表 （ 0.78） m/r0.7=49.56m/r =0.57mm/r。 2）確定切削速度 及 根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-33，取vn 。修正系數(shù)：5/inv表 ，0.8mvk?1.02pavk 故 ' /mi0.812./in??表' '1)vd?表 （ ./in(4.7)286/ir 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 。實(shí)際切削速度為275/ir?301vdn???? 3./min102/i?? 切削工時(shí) 20 被切削層長(zhǎng)度 ：l90m? 刀具切入長(zhǎng)度 有：11 21.79(~)20.8632rDdlctgkctgm??????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： ，取l42l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt903.16in.75jLfn??? （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-36，f ，按該表注 4，進(jìn)給量取小植。查 Z525 說(shuō)明書(shū)，取 。.~26fm?表 1.6/fmr? 2）確定切削速度 及 由楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-39，取vn 。由8./iv表 楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk0.9pavk 故 './i0.897.14/min???表' '1()nvd?表 7.4/in(25)95/mir 查 Z525 說(shuō)明書(shū)，取 ，實(shí)際鉸孔速度10/ir?30vdn???? 325/in7.8/min?? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l90? 刀具切入長(zhǎng)度 ，1021.7(~)20.92rDdlctgkctgm?????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取ml4?l32? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：3jt90.0.7in1jLnf?? （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，019dm?.4/fr95/inr?14/minv? 擴(kuò)孔： ， ， ，2.7057m?27n2.3 鉸孔： ， ， ，01.6/f10/i8/i 21 工序 80、90、100：粗鏜、半精鏜、精鏜 Φ38 孔 機(jī)床：鏜床 T68 刀具：高速鋼刀具 VCWr418 （1）粗鏜 孔m3? 切削深度 ：pa.? 進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.66，刀桿伸出長(zhǎng)度取 ，切削f m20 深度為 。因此確定進(jìn)給量2rmf/6.0 切削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.66，取V in/15/.sV? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n01150./in3.4Vd????i6r 實(shí)際切削速度 ： ? 6.2ns 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ：mf mi/3.f? 被切削層長(zhǎng)度 ：l19? 刀具切入長(zhǎng)度 ： tgtgkarp 4.520)3~2(???? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l5l? 行程次數(shù) ：i1? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt min79.0136.1921?mjf （2）半精鏜 孔m38? 切削深度 ：pa1? 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.66。因此確定進(jìn)給fap 量 rf/4.0? 切削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.66，取V min/21/35.0sV? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n01218.6/min3.47.Vrd????84r 實(shí)際切削速度 ：? 0.ns 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ：mf i/3.f? 被切削層長(zhǎng)度 ：l19? 刀具切入長(zhǎng)度 ： mtgtgkarp 4.520)~2(???? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l53l 行程次數(shù) ：i1 22 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt min85.016.3451921?????mjfl （3）精鏜 孔8? 切削深度 ：pa0.4 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.66。因此確定進(jìn)f .pa 給量 r/4.0? 切削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.66，取V min/21/35.0sV? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n0138.6/min.4Vrd????84r 實(shí)際切削速度 ：? 0.ns 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ：mf i/38.f? 被切削層長(zhǎng)度 ：l19? 刀具切入長(zhǎng)度 ： mtgtgkarp 4.520)~2(???? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l53l 行程次數(shù) ：i1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt in85.16.34192??mjfl 工序 110： 以 Ф38 孔為精基準(zhǔn)，銑 C 面 銑削深度 ：pa2 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VWr418mD63?6?Z 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4-81，取Zmaf/15.0?VsV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ， min/96.45631.010rd???? in/460r? 實(shí)際銑削速度 ，由式（ 1.2）有：V? smdV/52.113.0???? 進(jìn)給量 ，由式（ 1.3）有：f Znaff 9.60/465.? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知ll7 23 刀具切入長(zhǎng)度 ：精銑時(shí)1l mDl631? 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（ 1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.01??jjjtt 工序 120：以 Ф38 孔為精基準(zhǔn)，鉆 2-Ф14 的孔并倒角 1*45° 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆 頭。 進(jìn)給量 ：根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4～38，取 。f rmf/3.0? 切削速度 ：參照楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 2.4～41，取 。V 48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.4867.3/min312vrd???? 按照楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 3.1～31，取 630/inr? 所以實(shí)際切削速度 ： .1260.5dns???? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 17(~)105.962rDlctgkctgm??????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn??? 工序 130：以 Ф22 孔為精基準(zhǔn)，鉆 Ф6 的孔并倒角 1*45° 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花 鉆頭 切削深度 ：pam3? 根據(jù)楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 查得：進(jìn)給量 ,切削34.2?0.2/fmr? 速度 。sV/36.0? 24 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，min/14764.3010rdV???? 按照楊叔子． 《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 3.1～31，取 。160/inr? 實(shí)際切削速度 ：v5/100Dns 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l3m? 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 6(~2)1242rctgkctgm????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取 。2l4l3 加工基本時(shí)間 ： jt1204.in.6jLlfn??? 4 鉆 Ф6 的孔夾具設(shè)計(jì) 4.1 概述 在機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上 占有正確的位置，然后通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)使工件正確位置固定不動(dòng)，這一任務(wù)就是由夾具 來(lái)完成。 對(duì)于單件、小批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但由 于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以?shī)A緊時(shí)往比較費(fèi)時(shí)間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率 低。 本零件屬于大量生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度，提高生 產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具就顯得非常必要。 4.2 方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)是夾具設(shè)計(jì)的第一步，也是夾具設(shè)計(jì)關(guān)鍵的一步，方案設(shè)計(jì)的好、壞將直接 影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會(huì)造成不能滿足工件加工要求，或加工精度 25 不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此必須慎重考慮。 設(shè)計(jì)方案的擬定必須遵循下列原則： 1、定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確和可靠，符合六位定位原理。 2、夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。 3、夾具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操縱力小而夾緊可靠，力爭(zhēng)造價(jià)低 4.3 定位基準(zhǔn)的選擇 我們采用已經(jīng)加工好的孔及其端面作為定位基準(zhǔn)，孔和端面共限制 5 個(gè)自由度，這樣還有 一個(gè)旋轉(zhuǎn)的自由度沒(méi)有限制，為了保證空間工件定位準(zhǔn)確，我們需要限制 6 個(gè)自由度，因此 我們采用一擋銷(xiāo)來(lái)限制旋轉(zhuǎn)方向的自由度。這樣空間 6 個(gè)自由度就限制完了。 4.4 切削力計(jì)算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得： 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF? 鉆削力矩 式（5-3）91T 式中 ????maxaxmin187491733HB???? 刀具：鉆頭 φ6。 則軸向力：見(jiàn)《工藝師手冊(cè)》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 8652()N? 轉(zhuǎn)矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT T=0.206 2.0.863517.34()NM??? 26 功率 P =m017.346.950.72VTKWd??? 在計(jì)算切削力時(shí),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?? 鉆削時(shí) T=17.34 N M? 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊力計(jì)算無(wú) 太大意義。只需定位夾緊部件的銷(xiāo)釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)與刀具的位置 由夾具保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加 工精度。能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用夾具后，工件不需劃線找正， 裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 4.4 夾緊力的計(jì)算 夾緊力采用氣缸夾緊的方式。 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）初選氣缸的工作壓力 工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成 本，甚至整個(gè)系統(tǒng)的功能。 在此氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)中，因采用企業(yè)氣源作為動(dòng)力，一般空氣的壓力為 0.5~0.8Mpa。所以選定工作壓力為0.5Mpa 。 2）確定氣缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 本氣缸采用單向作用氣缸。最大負(fù)載即為上面所求值，F(xiàn)=18906N， 其缸徑計(jì)算公式為: 26441890D.317035F mp? ????? 27 式中:F - 活塞桿上的推力，N - -氣缸工作壓力，MPaP D---氣缸缸體直徑，m 查設(shè)計(jì) [8]手冊(cè)，按氣缸內(nèi)徑系列將以上計(jì)算值圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取D=63mm。 由 ,可得活塞桿直徑:3.02/??Dd mDd5.193).02(??? 圓整后，取活塞桿直徑 校核，按公式md18][)4/(21???dF 有: 5.0])[/14(??F? 其中，[ ] ，MPa2N701 則: 5.0)/9(?d18.2?? 滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。 3）缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小 于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算: ][2/??pDP? 式中:δ- 缸筒壁厚，mm - 氣缸內(nèi)徑， mm - 實(shí)驗(yàn)壓力，取 , Pap Pp5.1? 材料為:ZL3,[ ]=3MPa? 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: ][2/?pDP? 取 m5.7 4）活塞行程的確定 由夾具設(shè)計(jì)中對(duì)零件進(jìn)行裝夾的移動(dòng)距離可知，為了便于工件的裝夾，移動(dòng)壓板 所需要的行程為15mm，氣缸裝在移動(dòng)夾板的另一端，由杠桿原理可知，氣缸移動(dòng)的距 離不小于是25mm，為了確保氣缸安全工作，取氣缸的工作行程為25mm。 5）氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖擬定 由于只有一個(gè)工作氣缸，且氣缸的快速前進(jìn)和快速后退速度可取相同，并沒(méi)有采 用多種工速，因而氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖相對(duì)簡(jiǎn)單，其傳動(dòng)原理圖如圖4.2所示，所需要的氣 動(dòng)元件規(guī)格如表3-1所示。 圖 4.2 氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖 [9] 28 各通行機(jī)構(gòu)的調(diào)速，這種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單效果好。如平臂伸縮氣缸在接近 氣缸處安裝兩個(gè)快速排氣閥，可加快啟動(dòng)速度，也可調(diào)節(jié)全程的速度。氣液傳送器氣 缸的排氣節(jié)流，可用來(lái)調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器 [18]的背壓大小。 為簡(jiǎn)化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸緩沖均采用液壓緩沖器 [10]，這樣 可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。 電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸速度，行程，尺寸計(jì)算出所需壓縮空氣流量， 與選用的電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應(yīng)來(lái)確定的。 序號(hào) 型號(hào)規(guī)格 名稱 數(shù)量 1 QF-44 手動(dòng)截止閥 1 2 儲(chǔ)氣缸 1 3 QSL-26-S1 分水濾氣器 1 4 QTY-20-S1 減壓閥 1 5 QIU-20-S1 油霧器 1 6 YJ-1 壓力繼電器 1 7 24D2H-10-S1 二位五通電磁滑閥 1 8 單向節(jié)流閥 1 9 QGSC D-63X25-25-K-LB 氣缸 1 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 氣缸的參考資料，網(wǎng)址： 4.5 定位誤差分析 （1） 定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和圓柱銷(xiāo)，間隙配合。 表 氣路元件表 29 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，孔徑為最小時(shí)，孔心在任意 方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在銑床上 加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接 觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn) 為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連線方向相同，則其定位誤差 為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一平面定位銷(xiāo)的會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平 力，因此，工件不在在定位銷(xiāo)正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是， 由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： ① 定位誤差：定位尺寸公差 ，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向m2.0?? 與加工方向一致。即：故 WD ② 夾緊安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小。即： 0???j ③ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過(guò)Mj?5. ④ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分 之一取。即 mAD06.??? 誤差總和： mwj 5.02.?? 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.6 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少 更換鉆套的輔助時(shí)間。為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來(lái)滿足達(dá)到孔的加工的要求。 30 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差 F7 基本 極限 偏差 D6 ＞0～1 3 +0.010 +0.004 6 ＞1～1.8 4 7 ＞1.8～2.6 5 8 6 9 -- ＞2.6～3 +0.016 +0.006 ＞3～3.3 6 +0.016 +0.008 9 ＞3.3～4 7 10 ＞4～5 8 11 8 12 16 ＞5～6 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 11 ＞6～8 12 15 10 16 20 ＞8～10 +0.028 +0.011 15 18 ＞10～12 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 ＞12～15 22 26 0.008 ＞15～18 +0.034 +0.016 26 +0.028 +0.015 30 16 28 36 0.012 31 ＞18～22 30 34 ＞22～26 35 39 20 36 HT 200 ＞26～30 +0.041 +0.020 42 46 ＞30～35 48 +0.033 +0.017 52 25 HT20 0 56 ＞35～42 55 59 ＞42～48 110 66 ＞48～50 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷(xiāo)定位于夾具體上。 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度， 之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過(guò)程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度， 剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特 別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下， 應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 32 在加工過(guò)程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位 精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過(guò)程中的 鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生更多的， 一般應(yīng)在夾具體上面。 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具 應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中 空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過(guò)程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布 局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落 在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外， 夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過(guò)程中的切屑形 成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮 結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 4.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要 求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用支撐銷(xiāo)定位最后 一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。此時(shí)雖然有過(guò)定位，但面是經(jīng)加工過(guò)的面，定位是允許的。 33 總 結(jié) 加工工藝的編制和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過(guò)程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步 的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問(wèn)題，如在編寫(xiě)加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面 的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工 序進(jìn)行專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)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(wèn)題。這些問(wèn)題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)率， 降低成本的目的。通過(guò)不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)這些問(wèn)題查閱了大量 的相關(guān)資料。最后，將這些問(wèn)題一一解決，并夾緊都采用了手動(dòng)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(jì)，通過(guò)做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提